(57)【要約】【課題】  光学面上に反射防止機能を有する微細凹凸構造体を光学面全体に容易に設けることができ、良好なる反射防止特性を有した光学素子を得ること。【解決手段】  光学面上に微細凹凸構造体を具備した光学素子であって，該微細凹凸構造体は金属化合物を含有する材料からなり、該微細凹凸構造体は、平均面粗さをＲａ  、表面積比Ｓｒａｔｉｏの数値範囲を適切に設定したこと。【選択図】  図２
2006171430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学面上に微細凹凸構造体を具備した光学素子であって，該微細凹凸構造体は金属化合物を含有する材料からなり、該微細凹凸構造体は、平均面粗さをＲａ  、表面積比をＳｒａｔｉｏ、Ｘ，Ｙ，Ｚを直交座標にとり、
【数１】
2006171430.tif 000014
としたとき、
ただし、
Ｈ（Ｘ，Ｙ）：光学面をＸ−Ｙ平面としたときの面内で任意にサンプリングした領域の該
微細凹凸部の凹凸形状のＺ方向の値をあらわす関数
Ｘ１：Ｘ方向のサンプリング開始座標
ＸＭ：Ｘ方向のサンプリング終了座標
Ｙ１：Ｙ方向のサンプリング開始座標
ＹＮ：Ｙ方向のサンプリング終了座標
Ｈａｖｅ：Ｈ（  Ｘ  ，  Ｙ  ）の平均値
Ｓ０：任意にサンプリングした領域が，平面であるとしたときの面積
＝  ｜（ＸＭ−Ｘ１）（ＹＮ−Ｙ１）｜
λｍｉｎ：使用波長領域における最短波長
Ｓ：任意にサンプリングした領域における微細凹凸構造体表面の実際の表面積
であるとき
【数２】
2006171430.tif 000015
を満たすことを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記光学面は、平面又は曲面又は複数の曲面を配列した曲面アレイであることを特徴とする請求項１の光学素子。
【請求項３】
光学面に，金属を含有する溶液を塗布して皮膜を形成する皮膜形成工程と，該皮膜を温水処理又は水蒸気処理により微細凹凸構造体を形成する微細凹凸部形成工程とを有することを特徴とする微細凹凸構造体の製造方法。
【請求項４】
前記温水処理の温度は４０℃以上１００℃以下であることを特徴とする請求項３に記載の微細凹凸構造体の製造方法。
【請求項５】
請求項１又は２の光学素子を有することを特徴とする光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は界面反射光量を抑制する機能を有する光学素子及びそれを有する光学系に関するものであり、例えばカメラやビデオカメラをはじめとする撮像機器、望遠鏡や反眼鏡の観察装置、液晶プロジェクタ、そして電子写真機器の光走査装置等をはじめとする各種の光学機器の光学系に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズなどの光学素子の光学面に光の反射を低減する為の反射防止膜を形成する方法として、真空蒸着法やスパッタリング法や、ディップ法などのウエット方式が広く利用されている。
【０００３】
また、近年では、光学薄膜を用いずに波長以下の微細周期構造を光学面に形成した反射防止構造体も多く提案されている（特許文献１、２）。
【０００４】
特許文献１は、透明基材の表面に、特定の微細周期構造を設けることで、反射率を低減する表示装置の窓材を開示している。微細周期構造の形状は最凸部における周期ＰＭＡＸを、可視光の波長帯域の真空中における最小波長λＭＩＮ以下とし、水平断面内における透明基材部分の断面積の占有率が、微細周期構造の最凸部から最凹部に行くに従って連続的に漸次増加していき、最凹部において１としている。
【０００５】
その微細凹凸形状を、ガラス基板上にレジスト層を形成した後、電子線描画法やレーザー干渉法でパターンを露光しエッチングし、ガラス基板を腐蝕させて製作している。
【０００６】
特許文献２は、アルミニウム化合物を含む溶液を基体に塗布して、皮膜を形成し、特に熱処理することなく温水に浸漬することで表面に微細凹凸組織を形成する低温形成方法を開示している。そして接触角１５０°以上の優れた超撥水状態とともに、可視域で透過率９０％以上の高い透明性を示す反射防止膜を実現している。
【特許文献１】特開２００３−４９１６号公報
【特許文献２】特開２００１−１７９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
真空蒸着法やスパッタ法による反射防止膜の形成では、装置が大掛かりで、かつ、成膜時間以外にも真空引きなどで多くの時間を要し、生産タクト（工程）が長くなるという難点があった。
【０００８】
また、ディップ法などのウエット方式による反射防止膜の形成方法は、単層では高い反射防止性能が得られず、また、多層にするには塗布工程と乾燥工程とを繰り返す必要があり、結局、真空蒸着法と同様に製造工程が長くなる傾向がある。
【０００９】
特許文献１の透明基板上に微細凹凸部を設ける方法は、可視域における波長以下の周期構造を形成可能な微細加工装置（電子線描画装置やレーザー干渉露光装置、半導体露光装置、エッチング装置など）を必要とする。一般にこれらの装置は極めて大掛かりな装置となり、非常に複雑な構造となる。
【００１０】
又平面上への微細凹凸構造の形成には適しているが、曲面など複雑な形状の上に形成することは非常に困難である。
【００１１】
本発明は、光学面上に反射防止機能を有する微細凹凸構造体を光学面全体に容易に設けることができ、良好なる反射防止特性を有した光学素子及びそれを有する光学系の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の光学素子は、微細凹凸構造体を具備した光学素子であって、該微細凹凸構造体は金属化合物を含有する材料からなり、該微細凹凸構造体は、平均面粗さをＲａ、表面積比Ｓｒａｔｉｏとするとき、後述する条件式（１）、（２）を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば光学面上に反射防止機能を有する微細凹凸構造体を光学面全体に容易に設けることができ、良好なる反射防止特性を有した光学素子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を用いて本発明の光学素子及びその製造方法の実施例を説明する。
【００１５】
本発明の光学素子は、平面又は曲面（球面、非球面、回転非対称面を含む）又は複数の曲面を配列した曲面群（シリンドリカル面やトーリック面又はそれらの面を配列した面）等の光学面上にアルミニウム化合物等の金属化合物から成る複数の微細凹凸部より成る反射防止機能を有した微細凹凸構造体を形成した構成より成っている。
【００１６】
ここで微細凹凸構造体は、光学面の表面に設計波長（例えば波長５５０ｎｍ）と同等以下のピッチで微細凹凸部を形成することで界面反射光量を抑制できるものである。
【００１７】
光学素子としては、レンズ、ｆθレンズ、プリズム、平行平板、フライアイインテグレータ等である。
【００１８】
本発明の光学光学素子は、結像光学系、観察光学系、撮影光学系、走査光学系等の各種の光学系に用いられる。
【００１９】
本発明の光学素子は、可視光領域（波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ）や赤外領域（波長７００ｎｍ以上）において使用できる。
【００２０】
実施例１及び以下の各実施例において、微細凹凸構造体を設ける光学面における平均面粗さＲａ、表面積比Ｓｒａｔｉｏは
【００２１】
【数３】
2006171430.tif 000003
【００２２】
を満足している。
【００２３】
この条件（１），（２）を満足する微細凹凸構造体を光学面上に設けた光学素子を用いることによって光学表面での光の反射を低減し、光学系中に用いた場合もフレア光やゴースト光など有害光の発生が抑制された良好な光学性能の光学系を実現している。尚、更に好ましくは式（１），（２）を次の如く設定するのが良い。
【００２４】
【数４】
2006171430.tif 000004
【００２５】
ここで平均面粗さＲａ，表面積比ＳｒａｔｉｏはＸ，Ｙ，Ｚを直交座標とし、
Ｈ（Ｘ，Ｙ）：光学面をＸ−Ｙ平面としたときの面内で任意にサンプリングした領域の微
細凹凸部の凹凸形状のＺ方向の値（凹凸の高さ）をあらわす関数
Ｘ１：Ｘ方向のサンプリング開始座標
ＸＭ：Ｘ方向のサンプリング終了座標
Ｙ１：Ｙ方向のサンプリング開始座標
ＹＮ：Ｙ方向のサンプリング終了座標
Ｈａｖｅ：Ｈ（Ｘ，Ｙ）の平均値
Ｓ０：任意にサンプリングした領域が，平面であるとしたときの面積
＝｜（ＸＭ−Ｘ１）（ＹＮ−Ｙ１）｜
λｍｉｎ：光学素子の使用波長領域における最短波長
Ｓ：任意にサンプリングした領域における凹凸構造表面の実際の表面積
とするとき
【００２６】
【数５】
2006171430.tif 000005
【００２７】
で定義されるものである。
【００２８】
実際の微細凹凸部の形状において、上記に定義した平均面粗さＲａ、表面積比Ｓｒａｔｉｏの真の値を求めることが困難なときには例えばＡＦＭ（原子間力顕微鏡）を用いて、測定エリアの高さをある間隔で測定し、得られた測定値から、以下のように定義した平均面粗さＲａ’と表面積比Ｓ’ｒａｔｉｏで代用した条件式（１）’（２）’を用いても良い。
【００２９】
即ち、
Ｈ（  ｍ  ，  ｎ  ）：光学面をＸ  −  Ｙ平面とし、任意の間隔で測定した際のＸ方向にｍ番目、Ｙ方向にｎ番目の測定値（高さ）  
Ｍ：Ｘ方向の測定数
Ｎ：Ｙ方向の測定数
ＭＮ：サンプリングした全データの数
Ｈａｖｅ：測定した全Ｈ（ｍ，ｎ）の平均値
【００３０】
【数６】
2006171430.tif 000006
【００３１】
【数７】
2006171430.tif 000007
【００３２】
ここで、
【００３３】
【数８】
2006171430.tif 000008
【００３４】
Ｐｍ，ｎ  ：Ｘ方向にｍ番目、Ｙ方向にｎ番目の測定ポイントの座標
すなわち，Ｘ方向の測定間隔をｄＸ、Ｙ方向の測定間隔を
ｄＹとしたとき，
【００３５】
【数９】
2006171430.tif 000009
【００３６】
とし、
【００３７】
【数１０】
2006171430.tif 000010
【００３８】
とするとき、
【００３９】
【数１１】
2006171430.tif 000011
【００４０】
である。
【００４１】
また、可視光よりも微細な形状を、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）などで実際に測定する場合、一回で測定する領域は数ｍｍ角程度と光学素子の有効面積に比べて極めて小さいのが一般的である。そこで、上記の定義において、微細凹凸部の形状がレンズなど曲面状に形成されている場合も、ベース面が曲率を有することによるＨ（ｍ  ，  ｎ）  の値の変化は無視できる場合がほとんどであるが、無視できない場合は、そのベース面形状による変化分を差し引いて、補正した値で再定義している。
【００４２】
微細凹凸構造体の横方向の大きさが光の波長よりも小さい場合、ある高さでの有効屈折率ｎｅは、微細凹凸構造体を形成している材料の屈折率をｎ１、その高さでの空間占有率をｆ１としたとき、Lorentz-Lorenzの公式から、以下の関係式
【００４３】
【数１２】
2006171430.tif 000012
【００４４】
のように求めることができる。
【００４５】
従って、微細凹凸構造体の空間占有率が、空気（入射媒質）から基板（射出媒質）に向かって徐々に変化した場合、有効屈折率ｎｅも徐々に変化することになる。
【００４６】
屈折率が徐々に変化した場合でも、Fresnelの公式により、その微小変化量に応じた反射光が各高さで発生する。さらに，各高さで発生した反射光は干渉するが、微細凹凸構造体の高さが一定以上の場合、それらが干渉により打ち消しあい、反射光が低減することとなる。従って、微細凹凸構造体は、高さが大きい方が好ましい。
【００４７】
また、光学素子の反射防止構造では入射光の回折・散乱が発生しないことが必要である。微細凹凸構造体で回折・散乱光が発生しないためには、隣り合う山同士の距離ｐが、光線の入射角をθｉｎｃとしたとき、
【００４８】
【数１３】
2006171430.tif 000013
【００４９】
の式を満たす必要がある。
【００５０】
発明者は、鋭意検討の結果、光の反射率が低く、回折・散乱光の発生しない微細凹凸構造体の条件として、前出の式（１），（２）の関係式を見出した。
【００５１】
すなわち、式（１）の関係式を満たせば、微細凹凸構造体は光学面での光の反射を低減するのに十分な高さを持つこととなり、同時に式（２）を満たせば、その微細凹凸構造体の隣り合う山同士の距離は回折・散乱光が発生しない程度に十分小さなものとなる。
【００５２】
次に本発明の光学素子及びそれを有する光学系及び光学素子の製造方法の各実施例について説明する。
【実施例１】
【００５３】
図１は、本発明の実施例１の光学素子の正面図である。図１において、光学素子１は両面が凹形状の凹レンズであり、基板２の両面上に反射防止用の微細凹凸構造体３が設けられた構成となっている。
【００５４】
図２は、実施例１の光学素子１を図１中のＡ−Ａ’断面で切断した断面図である。ここで、基板２は、互いに非平行な２面（ともに凹面）２ａ，２ｂの光学面から形成されており、光学面には平均面粗さＲａが２０ｎｍ以上、表面積比Ｓｒａｔｉｏが１．４２以上のアルミニウム酸化物を主成分とする微細凹凸構造体３からなる反射防止膜を形成している。これにより光学面２ａ，２ｂでの光の反射を低減している。
【００５５】
ここで、実施例１の光学素子１の使用波長領域は可視域なので、使用波長領域における最短波長を４００ｎｍとしている。
【００５６】
実施例１では、光学素子として凹レンズの場合を示したが、本実施例の光学素子はこれに限定されるものではなく，レンズ形状は両レンズ面が凸面でもメニスカス形状でも構わない。
【実施例２】
【００５７】
図３は、本発明の実施例２の光学素子の正面図である。同図において、光学素子１はプリズムであり、基体２の光学面に反射防止構造体３が設けられた構造となっている。
【００５８】
図４は、実施例２の光学素子１を図３中のＡ−Ａ’断面で切断した断面図である。ここで、基体２は、互いに非平行な３面の光学面２ａ，２ｂ，２ｃから形成されており、各光学面には平均面粗さＲａが２０ｎｍ以上、表面積比Ｓｒａｔｉｏが１．４２以上のアルミニウム酸化物を主成分とする微細凹凸構造からなる反射防止構造体３を形成している。これにより、光学面での光の反射を低減している。
【００５９】
ここで、実施例２の光学素子の使用波長領域は可視域なので、使用波長領域における最短波長を４００ｎｍとしている。
【００６０】
実施例２では、プリズムの各光学面のなす角度が、９０°，４５°の場合を示したが、実施例２はこれに限定されるものではなく、光学面がどんな角度で構成されたプリズムでも構わない。
【実施例３】
【００６１】
図５は、本発明の実施例３の光学素子の正面図である。同図において、光学素子１はフライアイインテグレータであり、基板２の光学面に反射防止構造体３が設けられた構造となっている。
【００６２】
図６は、実施例３の光学素子１を図５中のＡ−Ａ’断面で切断した断面図である。ここで、基板２は、互いに非平行な２面（一方が複数の曲面より成る光学面２ａ、他方が平面２ｂ）の光学面から形成されており、各光学面には平均面粗さＲａが２０ｎｍ以上、表面積比Ｓｒａｔｉｏが１．４２以上のアルミニウム酸化物を主成分とする微細凹凸構造からなる反射防止構造体３を形成している。
【００６３】
これにより、光学面での光の反射を低減している。ここで、実施例３の光学素子の使用波長領域は可視域なので、使用波長領域における最短波長を４００ｎｍとしている。
【００６４】
実施例３では、フライアイインテグレータの非平行な２面のうち一方が複数の曲面より成る光学面２ａ、他方が平面の場合を示したが、実施例３はこれに限定されるものではなく、一方が複数の曲面より成る光学面で他方も同様の曲面であっても構わない。
【実施例４】
【００６５】
図７は、本発明の実施例４の光学素子の正面図である。同図において、光学素子１はｆθレンズであり、基板２に反射防止構造体３が設けられた構造となっている。
【００６６】
図８は、実施例４の光学素子１を図７中のＡ−Ａ’断面で切断した断面図である。ここで、基板２は、互いに非平行な２面の光学面２ａ、２ｂから形成されており、各光学面には平均面粗さＲａが２１ｎｍ以上、表面積比Ｓｒａｔｉｏが１．４５以上のアルミニウム酸化物を主成分とする微細凹凸構造からなる反射防止構造体３を形成している。これにより光学面での光の反射を低減している。ここで、実施例４の光学素子１の使用波長は４０５ｎｍである。
【実施例５】
【００６７】
図９は本発明の実施例５として、光学素子を観察光学系に用いた要部概略図である。
【００６８】
図９は、双眼鏡の一対の光学系のうち、一方の断面を示している。
【００６９】
図９において、４は観察像を形成する対物レンズ、５は像を反転させるための像反転手段としてのプリズム（展開して図示）、６は接眼レンズ、７は観察像の結像面、８は瞳面（評価面）である。図９において３は本発明に関わる反射防止構造体であり、平均面粗さＲａが２０ｎｍ以上、表面積比Ｓｒａｔｉｏが１．４２以上のアルミニウム酸化物を主成分とする微細凹凸構造より成り、各光学面に設けて光の反射を低減している。ここで、実施例５の光学系の使用波長領域は可視域なので、使用波長領域における最短波長を４００ｎｍとしている。また、実施例５では、対物レンズ４の最も物体側の光学面９および接眼レンズ６の最も評価面側の光学面１０には微細凹凸構造からなる反射防止構造体３を設けていない。これは、反射防止構造体３が使用中の接触などにより性能が劣化するので設けなかったが、これに限定されるものではなく、光学面９，１０に反射防止構造体３を設けてもよい。
【実施例６】
【００７０】
図１０は、本発明の実施例６として、光学素子を撮像光学系に用いた要部概略図である。  図１０は、カメラなどの撮影レンズの断面を示している。
【００７１】
図１０において、７は結像面であり、フィルム、またはＣＣＤ，ＣＭＯＳなどの固体撮像素子（光電変換素子）が配置されている。１１は絞りである。図１０において３は本発明に関わる反射防止構造体であり、平均面粗さＲａが２０ｎｍ以上、表面積比Ｓｒａｔｉｏが１．４２以上のアルミニウム酸化物を主成分とする微細凹凸構造より成り、各光学面に設けて光の反射を低減している。ここで、実施例６の光学系の使用波長領域は、可視域なので、使用波長領域における最短波長を４００ｎｍとしている。
【００７２】
また、実施例６では、対物レンズの最も物体側の光学面９には微細凹凸構造からなる反射防止構造体３を設けていない。これは、反射防止構造体３が使用中の接触などにより性能が劣化するので設けなかったが、これに限定されるものではなく、光学面９に反射防止構造体３を設けてもよい。
【実施例７】
【００７３】
図１１は、本発明の実施例７として、光学素子を投影光学系（プロジェクタ）に用いた要部概略図である。
【００７４】
図１１は、プロジェクタ光学系の断面を示したものである。
【００７５】
図１１において、１２は光源、１３ａ，１３ｂはフライアイインテグレータ、１４は偏光変換素子、１５はコンデンサーレンズ、１６はミラー、１７はフィールドレンズ、１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄは色分解合成用のプリズム、１９ａ，１９ｂ，１９ｃは光変調素子、２０は投影レンズである。図１１において３は本発明に関わる反射防止構造体であり、平均面粗さＲａが２０ｎｍ以上、表面積比Ｓｒａｔｉｏが１．４２以上のアルミニウム酸化物を主成分とする微細凹凸構造より成り、各光学面に設けて光の反射を低減している。ここで、実施例７の光学系の使用波長領域は、可視域なので、使用波長領域における最短波長を４００ｎｍとしている。
【００７６】
また、実施例７の反射防止構造体３は、主にアルミニウム酸化物から構成されているので、耐熱性も高く、光源１２に近く高熱に曝させる光学面１３ａの位置に用いても、性能劣化の心配がない。
【実施例８】
【００７７】
図１２は、本発明の実施例８として、光学素子を走査光学系（レーザービームプリンタ）に用いた要部概略図である。
【００７８】
図１２は、走査光学系の断面を示している。
【００７９】
図１２において、１２は光源、２１はコリメーターレンズ、１１は開口絞り、２２はシリンドリカルレンズ、２３は光偏向器、２４ａ，２４ｂはｆθレンズを構成する光学素子、７は像面である。図１２において３は本発明に関わる反射防止構造体であり、平均面粗さＲａが２１ｎｍ以上、表面積比Ｓｒａｔｉｏが１．４５以上のアルミニウム酸化物を主成分とする微細凹凸構造より成り、各光学面に設けて光の反射を低減し、高品位な画像形成を実現している。ここで、実施例８の光学系の使用波長は４０５ｎｍである。
【実施例９】
【００８０】
図１３は本発明の実施例９として、反射防止構造体３を具備する光学素子（プリズム）の製造方法の概略図である。
【００８１】
図１３において２は基板であり、例えばプリズムより成っている。
【００８２】
基板２を中性洗剤、純水リンス，アルコールで順次洗浄し乾燥後、図１３（Ａ）に示したように、支持部材２５で固定した。
【００８３】
アルミニウム−ｓｅｃｏｎｄａｙ−ブトキシド（Ａｌ（Ｏ−ｓｅｃ−Ｂｕ）３）を２−プロパノール（ＩＰＡ）中に添加し、攪拌後、アセト酢酸エチル（ＥＡｃＡｃ）を添加し、約３時間室温で攪拌した。さらに０．０１Ｍ希塩酸（ＨＣｌａｑ．）を加え、溶液のモル比を
Ａｌ（Ｏ−ｓｅｃ−Ｂｕ）３：ＩＰＡ：ＥＡｃＡｃ：ＨＣｌａｑ．＝１：２０：１：１
の割合とした。これを約１時間室温で攪拌し、塗布液２６を調製した。
【００８４】
次いで、支持部材２５に固定した基板２を塗布液２６に浸漬し、１ｍｍ／ｓｅｃの速度で引き上げ、基板２の光学面に透明な皮膜を形成した（皮膜形成工程）。
【００８５】
続いて、約６０℃で３０分間乾燥後、図１３（Ｂ）に示したように約６０℃の温水２７に所定時間浸漬し、約６０℃で再び乾燥し、基板２の表面上に反射防止構造体３を形成した（微細凹凸部形成工程）。
【００８６】
この反射防止構造体３の表面形状をＡＦＭ装置（セイコーインスツルメンツ社製ＳＰＡ−５００＋ＳＰＩ３８００Ｎ）に、先鋭な先端形状を有するカンチレバー（同社製ＳＩ−ＤＦ２０Ｓ）を用いて測定を行ったところ、式（１）′のように定義された平均面粗さＲａ’が２２．８ｎｍ、式（２）′のように定義された表面積比Ｓｒａｔｉｏ’が１．９９６であった。また、そのプリズムの可視光線の透過率測定を行ったところ、回折・散乱などの不要光の発生はなく、図１４に示したように可視域全域で９９．３％以上と極めて優れた透過率であった。
【００８７】
また、この方法では、製造工程中の処理温度が約６０℃と低温であるため、光学素子１の基板もしくは基体２として、樹脂等を用いた場合も変形や変質などの問題が発生することもない。
【００８８】
実施例９では、光学素子１の基板がプリズムの場合について説明したが、これに限定するものではなく、他にも凸レンズ、凹レンズ、メニスカスレンズ、フライアイインテグレータやｆθレンズなど様々な基板であっても同様の方法で優れた反射防止構造体を形成することができる。
【００８９】
さらに、実施例９では、被膜の形成および乾燥後、温水に所定時間浸漬したが、これに限定するものではなく、水蒸気中に所定時間さらしても良い。
【実施例１０】
【００９０】
図１５は本発明の実施例１０として、反射防止構造体３を具備する光学素子（フライアイインテグレータ）の製造方法の要部概略図である。図１５において２は基板であり、例えばフライアイレンズより成っている。
【００９１】
基板２を中性洗剤、純水リンス、アルコールで順次洗浄し、乾燥後、図１５（Ａ）に示したように、支持部材２５で固定した。
【００９２】
硝酸アルミニウム９水和物  （Ａｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）を２−プロパノール（ＩＰＡ）中に添加し攪拌後、さらにアセト酢酸エチル（ＥＡｃＡｃ）を添加し約３時間室温で攪拌した。ここで、溶液のモル比は、
Ａｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ：ＩＰＡ：ＥＡｃＡｃ＝１：２０：１
の割合とした。これを約１時間室温で攪拌し、塗布液２６を調製した。
【００９３】
次いで、支持部材２５に固定した基板２を塗布液２６に浸漬し、１ｍｍ／ｓｅｃの速度で引き上げ、基板２の光学面に透明な皮膜を形成した。
【００９４】
続いて、約６０℃で３０分間乾燥後、図１５（Ｂ）に示したように水蒸気２８に所定時間さらし、約６０℃で再び乾燥し、基板２の表面上に反射防止構造体３を形成した。
【００９５】
この反射防止構造体３の表面形状をＡＦＭ装置（セイコーインスツルメンツ社製ＳＰＡ−５００＋ＳＰＩ３８００Ｎ）に、先鋭な先端形状を有するカンチレバー（同社製ＳＩ−ＤＦ２０Ｓ）を用いて測定を行ったところ、式（１）′のように定義された平均面粗さＲａ’が２３．６ｎｍ、式（２）′のように定義された表面積比Ｓｒａｔｉｏ’が１．７７６であった。また、そのフライアイインテグレータの可視光線の透過率測定を行ったところ、回折・散乱などの不要光の発生はなく、図１６に示したように可視域全域で９８．５％以上と極めて優れた透過率であった。
【００９６】
また、この方法では、製造工程中の処理温度が低温であるため、光学素子１の基板もしくは基体２として、樹脂等を用いた場合も変形や変質などの問題が発生することもない。
【００９７】
実施例１０では、光学素子１の基板がフライアイインテグレータの場合について説明したが、これに限定するものではなく、他にも凸レンズ、凹レンズ、メニスカスレンズ、プリズムやｆθレンズなど様々な基板であっても同様の方法で優れた反射防止構造体を形成することができる。
【００９８】
さらに、実施例１０では、被膜の形成および乾燥後、水蒸気中に所定時間さらしたが、これに限定するものではなく温水に所定時間浸漬しても良い。
【００９９】
以上説明したように、実施例１〜８によれば、光学素子の表面での光の反射を低減し、光学系中に用いた場合もフレア光やゴースト光など有害光の発生を抑制し良好な光学性能の光学系を実現できる。
【０１００】
また、実施例９、１０の光学素子の製造方法によれば、ディップ法という大掛かりで高価な装置を必要としない簡便な方法で、電子線描画装置、レーザー干渉露光装置、半導体露光装置、エッチング装置などを用いても形成が困難な光学面を有する光学素子上に、容易にして高性能な反射防止構造体を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】：本発明の実施例１の正面図
【図２】：本発明の実施例１の断面図
【図３】：本発明の実施例２の正面図
【図４】：本発明の実施例２の断面図
【図５】：本発明の実施例３の正面図
【図６】：本発明の実施例３の断面図
【図７】：本発明の実施例４の正面図
【図８】：本発明の実施例４の断面図
【図９】：本発明の実施例５の断面図
【図１０】：本発明の実施例６の断面図
【図１１】：本発明の実施例７の断面図
【図１２】：本発明の実施例８の断面図
【図１３】：本発明の実施例９の工程図
【図１４】：本発明の実施例９の反射防止構造体の透過率を示す図
【図１５】：本発明の実施例１０の工程図
【図１６】：本発明の実施例１０の反射防止構造体の透過率を示す図
【符号の説明】
【０１０２】
１  ：光学素子
２  ：基板，基体
３  ：反射防止構造体
４  ：対物レンズ
５  ：プリズム
６  ：接眼レンズ
７  ：結像面
８  ：瞳面
９  ：最も物体側の光学面
１０  ：最も評価面（瞳面もしくは結像面）側の光学面
１１  ：絞り
１２  ：光源
１３  ：フライアイインテグレータ
１４  ：偏光変換素子
１５  ：コンデンサーレンズ
１６  ：ミラー
１７  ：フィールドレンズ
１８  ：プリズム
１９  ：光変調素子
２０  ：投影レンズ
２１  ：コリメータレンズ
２２  ：シリンドリカルレンズ
２３  ：光偏向器
２４  ：ｆθレンズ
２５  ：支持部材
２６  ：塗布液
２７  温水
２８  水蒸気
２９  蓋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１５】
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【図１４】
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【図１６】
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