(57)【要約】【課題】反射防止性能等の光学性能を向上させることが可能な技術を提供する。【解決手段】凸頂部１２の稜線部１３が網目状に連続する凸部１１に囲まれた凹部１５を有する微細凹凸構造１０において、凸頂部１２に、凹部１５よりも微細な上部凹部１８（例えば、上部凹部１８ａ〜上部凹部１８ｅ）をランダムに形成し、凸頂部１２に上部凹部１８が形成された凸部１１の高さが一定でないようにして、光が入射する最表面での平坦部の影響を解消して、異方性のない光の反射防止効果を向上させた微細凹凸構造１０である。この微細凹凸構造１０を型として逆の凹凸を有する微細凹凸構造としても同様の反射防止効果が得られる。【選択図】図１Ｂ
2011107195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
稜線部が網目状に連続する凸部と、前記凸部に囲まれた複数の凹部とを含み、隣接する前記凸部または前記凹部の中心部を通る断面における前記凸部の頂部および前記凹部の底部の少なくとも一方に、前記断面における前記凸部の第１凸部幅または前記凹部の第１凹部幅よりも小さい第２凸部幅または第２凹部幅を有する複数の微細構造体が形成された微細凹凸構造を具備したことを特徴とする光学素子。
【請求項２】
請求項１記載の光学素子において、
前記微細凹凸構造における前記断面において、前記凸部の凸部高さ、および前記凹部の凹部深さ、の少なくとも一方が、一定ではないことを特徴とする光学素子。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の光学素子において、
前記微細凹凸構造を型として得られ、当該微細凹凸構造とは凹凸が逆の第２微細凹凸構造を備えたことを特徴とする光学素子。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光学素子において、
前記微細凹凸構造における隣り合う前記凹部の前記中心部の距離の最大値が、使用する光の波長よりも小さいことを特徴とする光学素子。
【請求項５】
稜線部が網目状に連続する凸部に囲まれた複数の凹部を含み、隣接する前記凸部または前記凹部の中心部を通る断面における前記凸部の頂部および前記凹部の底部の少なくとも一方に、前記断面における前記凸部の第１凸部幅または前記凹部の第１凹部幅よりも小さい第２凸部幅または第２凹部幅を有する複数の微細構造体が形成された微細凹凸構造を、光学素子の表面に形成することを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項６】
請求項５記載の光学素子の製造方法において、
前記微細凹凸構造における前記断面において、前記凸部の凸部高さ、および前記凹部の凹部深さ、の少なくとも一方を変化させることを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項７】
請求項５または請求項６記載の光学素子の製造方法において、
前記微細凹凸構造を型として、当該微細凹凸構造とは凹凸が逆の第２微細凹凸構造を、前記光学素子の表面に形成することを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項８】
請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法において、
前記微細凹凸構造における隣り合う前記凹部の前記中心部の距離の最大値が、使用する光の波長よりも小さいことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項９】
稜線部が網目状に連続する凸部と、前記凸部に囲まれた複数の凹部とを含み、隣接する前記凸部または前記凹部の中心部を通る断面における前記凸部の頂部および前記凹部の底部の少なくとも一方に、前記断面における前記凸部の第１凸部幅または前記凹部の第１凹部幅よりも小さい第２凸部幅または第２凹部幅を有する複数の微細構造体が形成されていることを特徴とする微細凹凸構造。
【請求項１０】
請求項９記載の微細凹凸構造において、
前記微細凹凸構造における前記断面において、前記凸部の凸部高さ、および前記凹部の凹部深さ、の少なくとも一方が一定ではないことを特徴とする微細凹凸構造。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０記載の微細凹凸構造において、
隣り合う前記凹部の前記中心部の距離の最大値が、使用する光の波長よりも小さいことを特徴とする微細凹凸構造。
【請求項１２】
請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の微細凹凸構造を型として得られ、当該微細凹凸構造とは凹凸が逆の第２微細凹凸構造を呈することを特徴とする微細凹凸構造。
【請求項１３】
請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載の微細凹凸構造を成形面に付与したことを特徴とする成形型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子および光学素子の製造方法ならびに微細凹凸構造および成形型に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学素子を用いて構成される光学系では、個々の光学素子の光学機能面における入射光の反射は、入射光量の損失や、反射光の予期し得ない散乱による光学性能の低下等の要因となり好ましくない。
そこで、従来ではレンズ等の光学素子の表面に反射防止コーティングが行なわれていた。
【０００３】
そして近年では、反射防止コーティングの代わりに、広い波長帯域および広範囲の入射角度での光の反射抑制が可能、光学素子との一体化が可能、等の種々の利点を有する表面無反射構造が提案されている。
【０００４】
この表面無反射構造、すなわち反射防止構造は、光学素子の光学機能面に入射光の波長以下の微細な凹凸を形成することによって実現されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、反射防止膜製造用のスタンパを金型として用いて射出成形することにより、均一なピッチおよび高さ、あるいは深さの微細構造体を、光透過性プラスチック基板の表面に形成することで、反射防止効果を発現させようとする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−４３２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の従来技術では以下の技術的課題が残されていた。
すなわち、反射防止効果を効果的に得るためには、光が入射する最表面部の平坦部を極力減らし鋭利な形状とすることが必要であるが、射出成形等で作製した微細構造体においては、光が入射する最表面部を鋭利な形状にすることが難しく、平坦部の占める割合が多くなり反射防止効果が減少する、という技術的課題がある。
【０００８】
本発明の目的は、反射防止性能等の光学性能を向上させることが可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の観点は、稜線部が網目状に連続する凸部と、前記凸部に囲まれた複数の凹部とを含み、隣接する前記凸部または前記凹部の中心部を通る断面における前記凸部の頂部および前記凹部の底部の少なくとも一方に、前記断面における前記凸部の第１凸部幅または前記凹部の第１凹部幅よりも小さい第２凸部幅または第２凹部幅を有する複数の微細構造体が形成された微細凹凸構造を具備した光学素子を提供する。
【００１０】
本発明の第２の観点は、稜線部が網目状に連続する凸部に囲まれた複数の凹部を含み、隣接する前記凸部または前記凹部の中心部を通る断面における前記凸部の頂部および前記凹部の底部の少なくとも一方に、前記断面における前記凸部の第１凸部幅または前記凹部の第１凹部幅よりも小さい第２凸部幅または第２凹部幅を有する複数の微細構造体が形成された微細凹凸構造を、光学素子の表面に形成する光学素子の製造方法を提供する。
【００１１】
本発明の第３の観点は、稜線部が網目状に連続する凸部と、前記凸部に囲まれた複数の凹部とを含み、隣接する前記凸部または前記凹部の中心部を通る断面における前記凸部の頂部および前記凹部の底部の少なくとも一方に、前記断面における前記凸部の第１凸部幅または前記凹部の第１凹部幅よりも小さい第２凸部幅または第２凹部幅を有する複数の微細構造体が形成されている微細凹凸構造を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、反射防止性能等の光学性能を向上させることが可能な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】本発明の一実施の形態である微細凹凸構造の構成の一例を示す略平面図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施の形態である微細凹凸構造の構成の一例を示す断面図である。
【図１Ｃ】本発明の一実施の形態である微細凹凸構造における基本構造の一例を説明するための概念図である。
【図２Ａ】本発明の他の実施の形態である微細凹凸構造の構成例を示す平面図である。
【図２Ｂ】本発明の他の実施の形態である微細凹凸構造の構成例を示す断面図である。
【図３】本発明のさらに他の実施の形態である微細凹凸構造の構成例を示す断面図である。
【図４】本発明のさらに他の実施の形態である微細凹凸構造の構成例を示す断面図である。
【図５】本発明のさらに他の実施の形態である微細凹凸構造の構成例を示す断面図である。
【図６】本発明のさらに他の実施の形態である微細凹凸構造の構成例を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態である光学素子の製造方法によって得られた光学素子の構成例を示す斜視図である。
【図８】本発明の他実施の形態である光学素子の製造方法によって得られた光学素子の構成例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本実施の形態では、一態様しとして、凹または凸形状の微細構造体の隣接する断面での凸断面形状の頂点部に、前記断面形状での凹部幅もしくは凸部幅よりも小さな凹形状または凸形状の微細構造体を形成させる。これにより、光が入射する最表面部の平坦部を減らすことができ、反射防止効果をより効率的に得ることができる。
【００１５】
より具体的には、一例として、光学素子表面の少なくとも一部に、ベースとなる微細構造体の頂点部や、凹部の底に小さなサイズの微細構造体を形成させる。
これにより、光が入射する最表面部の平坦部を減らすことが可能となり、例えば、可視光波長に対して反射防止効果を効率的に得ることが可能となる。
【００１６】
また、それぞれの小さいサイズの微細構造体が形成されたベースの微細構造体の高さまたは深さがバラツキを持ち一定でない形状とする。
【００１７】
これにより、反射防止効果がさらに向上するとともに、均一なピッチや高さおよび深さの微細構造体において生じるような、特定の光入射方向に対して反射防止効果が大きく減少する異方性や、干渉縞等を抑止できる。
【００１８】
以上のことから、光学素子の最表面の平坦部を減らすことが比較的容易に可能となるとともに、高さまたは深さがランダムなことから異方性も抑制され、反射防止性能等の光学性能を向上させた光学素子を得ることができる。
なお、「反射防止効果が、レンズ表面に入射するある特定の入射方向の光に対して悪化すること。」を本願では反射防止効果の異方性という。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
図１Ａは、本発明の一実施の形態である微細凹凸構造の構成の一例を示す略平面図である。
図１Ｂは、本発明の一実施の形態である微細凹凸構造の構成の一例を示す断面図である。
図１Ｃは、本発明の一実施の形態である微細凹凸構造における基本構造の一例を説明するための概念図である。
【００２０】
なお、本実施の形態では、各図において、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、は図示のとおりとする。
図１Ａは基板上に形成された微細凹凸構造１０（微細凹凸構造）を上面から見た図であり、図１Ｂは図１Ａの線Ａ−Ａ’部分の断面図を示している。
【００２１】
本実施の形態の微細凹凸構造１０は、凸頂部１２（頂部）を連ねた稜線部１３（稜線部）に沿って網目状に連続する凸部１１（凸部）に取り囲まれるように複数の凹部１５（凹部）が配列された構成となっている。
【００２２】
例えば、微細凹凸構造１０が配置形成される後述のプリズム１１０のような光学素子の光学面が平面の場合には、当該光学面に平行なＸ−Ｙ平面が凹部１５の配列面であり、凹部１５の深さ方向（すなわち光学面の法線方向）がＺ方向である。
【００２３】
本実施の形態の微細凹凸構造１０の場合、凸部１１の稜線部１３から分かれる稜曲面１４（すなわち凹部１５の内周面１７）は、外側、すなわち凹部１５の側に凸となっており、凸部１１の断面の幅寸法が凹部１５の深さ方向に曲線的に増加している。
すなわち、連続した凸部１１に囲まれた凹部１５の断面形状は、例えば、凹底部１６に向かって先細りの略ロート形を呈している。
【００２４】
このように、本実施の形態の微細凹凸構造１０は、単に配列面であるＸ−Ｙ平面に穴を離散的に配列形成した構造とは全く異なり、隣り合う凹部１５と凹部１５の境界部にはＸ−Ｙ平面に平行な平坦部はほとんど存在せず、凸部１１の凸頂部１２を連ねて網目状に連続する稜線部１３を境に隣り合う凹部１５の内部に落ち込む稜曲面１４が存在するだけである。そして、この凸部１１の稜曲面１４が、同時に凹部１５の内周面１７となる構造である。
【００２５】
そして、微細凹凸構造１０が配置される光学面が平面の場合には、微細凹凸構造１０の稜線部１３の包絡面が平面となり、光学面が曲面の場合には、微細凹凸構造１０の稜線部１３の包絡面が当該曲面となる。
ここで、本実施の形態の微細凹凸構造１０の形状を特徴付ける各種寸法の一例について説明する。
【００２６】
凸頂部１２から凹底部１６までのＺ方向の距離が、凸部１１の凸部高さＨであり、同時に凹部１５の凹部深さＤであり、構造的に両者は等しい。
また、凹部１５の中心（本実施の形態での正確な定義は後述する）を通り、Ｚ方向に平行な線が、凹部１５の中心線１５ｃである。
【００２７】
そして、隣り合う個々の凹部１５の中心線１５ｃを含む断面が、線Ａ−Ａ’の断面である。
なお、図１Ａの例では、線Ａ−Ａ’は直線であるが、複数の凹部１５の各々の中心線１５ｃを連ねるＸ−Ｙ平面内の直線がジグザグの場合もあり得る。
【００２８】
線Ａ−Ａ’の断面において、凸部高さＨの１／２（＝Ｈ／２）の位置における幅が、凸部１１の凸部幅Ｗｈ（第１凸部幅）である。
同様に、凹部１５の凹部幅Ｗｄ（第１凹部幅）は、凹部深さＤの１／２（＝Ｄ／２）における幅である。
【００２９】
また、線Ａ−Ａ’の断面において凸部１１を挟んで隣り合う二つの凹部１５の中心線１５ｃの距離が凹部中心部間距離Ｌである。
本実施の形態の微細凹凸構造１０における上述の各部寸法の具体的な一例を以下に例示する。
すなわち、凹部深さＤの平均値は、一例として２００ｎｍ、凸部高さＨの平均値は、一例として２００ｎｍである。
【００３０】
また、凸部幅Ｗｈの平均値は、一例として６０ｎｍ、凹部幅Ｗｄの平均値は、一例として４５ｎｍ、である。
また、凹部中心部間距離Ｌの平均値は、一例として１０５ｎｍである。
【００３１】
そして、本実施の形態の微細凹凸構造１０による反射防止を実現する対象が、例えば可視光線（波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）の場合には、微細凹凸構造１０における凹部中心部間距離Ｌの最大値Ｌｍａｘは、Ｌｍａｘ＜３８０ｎｍに設定される。
【００３２】
ここで、図１Ｃを参照して、本実施の形態の微細凹凸構造１０における各部の寸法やばらつきを評価する方法の一例を説明する。
上述の図１Ａの例では、個々の凹部１５のＸ−Ｙ平面に平行な平面での断面形状は略円形の場合が例示されているが、例えば、楕円形、繭形、勾玉形等の任意の閉曲線の図形でもよい。
【００３３】
また、図１Ｃでは、図示の便宜上、凹部１５の輪郭を円形の実線で例示しているが、実際は、周囲の凸部１１の稜線部１３から凹底部１６まで連続する曲面としての内周面１７（稜曲面１４）によって凹部１５は形成されている。
なお、図１Ｃでは、凸頂部１２（稜線部１３）に形成される上部凹部１８（微細構造体）の図示は省略されている。
【００３４】
この本実施の形態では、一例として、図１Ｃに例示されるように、任意の形状の凹部１５の中心は、当該凹部１５を取り囲む凸部１１の稜線部１３が交差するすべての稜線交点１３ａを頂点とする多角形１５ａの重心１５ｂ（中心部）と定義する。
そして、中心線１５ｃは、この重心１５ｂを通りＺ方向に平行な線分である。
【００３５】
また、凹部中心部間距離Ｌは、微細凹凸構造１０の配置面が平面や曲面に関係なく、隣り合う凹部１５の重心１５ｂ間の距離とする。
【００３６】
本実施の形態の微細凹凸構造１０では、必要に応じて凹部１５のサイズや形状（この場合、多角形１５ａの大きさや形状、さらには凹部１５の位置関係、等）にばらつきを持たせて、微細凹凸構造１０がむらなく配置されるようにすることができる。
【００３７】
この場合の微細凹凸構造１０における凹部１５のサイズや形状、配列位置関係等のばらつきを評価する指標として、本実施の形態では、一例として、上述の多角形１５ａの稜線交点間距離１５ｄのばらつきを用いることができる。
【００３８】
ここで、図１Ａおよび図１Ｂに例示されるように、本実施の形態の微細凹凸構造１０の場合には、凹部１５の間に位置する凸頂部１２の稜線部１３には、微細な上部凹部１８がランダムに形成されている。
【００３９】
この上部凹部１８の上部凹部幅Ｗｄｔ（第２凹部幅）は、凹部１５の凹部幅Ｗｄ（第１凹部幅）よりも小さくなっている。なお、上部凹部幅Ｗｄｔの測定位置は、凹部幅Ｗｄと同様に、上部凹部１８の上部凹部深さＤｔの１／２の位置である。
【００４０】
図１Ａおよび図１Ｂに例示された断面Ａ−Ａ′の例では、断面上に位置する個々の凸頂部１２に対して、上部凹部１８として、右側から順に、一つの上部凹部１８ａ、二つの上部凹部１８ｂおよび上部凹部１８ｃ、一つの上部凹部１８ｄ、上部凹部１８ｅが形成された場合が例示されている。
【００４１】
なお、図１Ａおよび図１Ｂの場合には、説明を分かりやすくするため、上部凹部１８は、凸頂部１２の稜線部１３に一致する位置に形成された場合が例示されているが、上部凹部１８の中心が稜線部１３から逸れた位置に、隣り合う凹部１５の周辺部を浸食する状態で形成される場合もある。
【００４２】
そして、この上部凹部１８ａ〜上部凹部１８ｅの形成によって凸頂部１２が高さ方向に浸食されることにより、上部凹部１８の形成位置の凸頂部１２では、凸部高さＨが、凸部高さＨ１〜凸部高さＨ４のように、上部凹部１８のない凸部１１の凸部高さＨよりも小さい範囲で、一定でないように、ばらついている。
【００４３】
すなわち、この例では、比較的小さな上部凹部１８ａが形成された凸頂部１２では、凸部高さＨ４が凸部高さＨよりもわずかに小さくなり、二つの上部凹部１８ｂおよび上部凹部１８ｃが形成された凸頂部１２では、比較的大きく凸頂部１２が浸食されることにより、凸部高さＨ４よりも低い凸部高さＨ３となっている。
【００４４】
また、一つの上部凹部１８ｄが、凸頂部１２の両隣の凹部１５に達する程度に大きく形成された部位では、凸頂部１２の凸部高さＨ２が、上述の二つの場合の凸部高さＨ３と同程度になっている。
また、一つの上部凹部１８ｅが形成された部位の凸頂部１２では、凸頂部１２の凸部高さＨ１が、凸部高さＨ２よりもわずかに高くなっている。
【００４５】
このように、凹部１５の間の凸頂部１２に、さらに微細な上部凹部１８が形成されていることにより、光が入射する最表面である凸頂部１２の平坦部を減らすことができ、凸頂部１２における光の反射が防止され、微細凹凸構造１０の反射防止効果が一層大きくなる。
【００４６】
また、上部凹部１８の形成部位である凸頂部１２の凸部高さＨが、凸部高さＨ１〜凸部高さＨ４のように、適度にばらつくことにより、光の反射防止効果が一層向上するとともに、反射防止効果の異方性も効果的に解消される。
【００４７】
また、凸頂部１２の稜線部１３が網目状に連続していることにより、摺動摩擦等に対する変形強度も大きくなり、外力による損傷を受けにくくなる。
【００４８】
（実施の形態２）
図２Ａは、本発明の他の実施の形態である微細凹凸構造の構成例を示す平面図である。
図２Ｂは、本発明の他の実施の形態である微細凹凸構造の構成例を示す断面図である。なお、図２Ｂは、図２Ａにおける線Ｂ−Ｂ′の部分の断面を示している。
【００４９】
この実施の形態２の微細凹凸構造２０の場合、凹部１５の凹底部１６に、凹部１５よりも小さい下部凹部１９（微細構造体）が形成されている。
すなわち、微細凹凸構造２０の個々の凹部１５の凹底部１６には、ランダムな個数の下部凹部１９（例えば、下部凹部１９ａ〜下部凹部１９ｇ）が形成されている。
【００５０】
下部凹部１９の下部凹部深さＤｂは、凹部１５の凹部深さＤよりも小さい。同様に、下部凹部１９の下部凹部幅Ｗｄｂ（第２凹部幅）は、凹部１５の凹部幅Ｗｄよりも小さい。
なお、下部凹部１９の下部凹部幅Ｗｄｂは、下部凹部深さＤｂの１／２の位置での測定値である。
【００５１】
このように、本実施の形態の微細凹凸構造２０では、個々の凹部１５の凹底部１６に、凹部１５よりも小さい下部凹部１９がランダムに形成されていることにより、微細凹凸構造２０の凹部１５の凹底部１６における平坦部がほとんどなくなり、反射防止効果が、凹部１５のみの場合よりも一層高くなるという効果が得られる。
【００５２】
（実施の形態３）
図３は、本発明のさらに他の実施の形態である微細凹凸構造の構成例を示す断面図である。
この実施の形態３の微細凹凸構造３０は、上述の微細凹凸構造１０と微細凹凸構造２０の構造を組み合わせた例が示されている。
【００５３】
すなわち、凹部１５の間の凸部１１の凸頂部１２には、凹部１５よりも小さい上部凹部１８（例えば、上部凹部１８ａ〜上部凹部１８ｅ）がランダムに形成されているとともに、凹部１５の凹底部１６には、凹部１５よりも小さい下部凹部１９（例えば、下部凹部１９ａ〜下部凹部１９ｇ）がランダムに形成されている。
【００５４】
この微細凹凸構造３０の場合には、凸部１１の凸頂部１２および凹部１５の凹底部１６の双方の平坦部が、上部凹部１８および下部凹部１９の形成によって解消され、微細凹凸構造１０や微細凹凸構造２０よりもさらに高い光の反射防止効果、さらには反射防止効果の異方性の低減効果が得られる。
【００５５】
（実施の形態４）
図４は、本発明のさらに他の実施の形態である微細凹凸構造の構成例を示す断面図である。
この微細凹凸構造４０（第２微細凹凸構造）は、上述の実施の形態１に例示された微細凹凸構造１０を型として当該微細凹凸構造１０の凹凸パターンが転写された凹凸形状を有する。
【００５６】
すなわち、この微細凹凸構造４０では、上述の微細凹凸構造１０の複数の凹部１５に対応した複数の孤立した凸部４１を備え、これらの凸部４１の間の位置に、上述の上部凹部１８に対応した下部凸部４２（例えば、下部凸部４２ａ〜下部凸部４２ｅ）が形成された形状を呈している。
【００５７】
この場合、凸部４１の凸部高さＨｒは、上述の凹部１５の凹部深さＤとほぼ等しい。同様に、下部凸部４２の下部凸部高さＨｂｒは、上部凹部深さＤｔとほぼ等しい。
凸部４１の凸部幅Ｗｈｒは、凹部幅Ｗｄとほぼ等しい。また、下部凸部４２の下部凸部幅Ｗｈｂｒ（第２凸部幅）は、上部凹部幅Ｗｄｔとほぼ等しい。
下部凸部幅Ｗｈｂｒ（第２凸部幅）は、凸部幅Ｗｈｒ（第１凸部幅）よりも小さい。
【００５８】
この微細凹凸構造４０の場合には、孤立した微細な凸部４１の間に、さらに微細な下部凸部４２が存在するとともに、個々の凸部４１の凸部高さＨｒもランダムになるので、光が入射する最表面部での平坦部がほとんどなくなり、高い光の反射防止効果が得られる。
また、凸部４１の高さは一定でないので、反射防止効果の異方性の低減に効果がある。
【００５９】
（実施の形態５）
図５は、本発明のさらに他の実施の形態である微細凹凸構造の構成例を示す断面図である。
この実施の形態５の微細凹凸構造５０（第２微細凹凸構造）は、上述の実施の形態２に例示された微細凹凸構造２０を型に用いて転写形成された構造を有している。
【００６０】
すなわち、この微細凹凸構造５０では、上述の微細凹凸構造２０の凹部１５に対応した孤立した複数の凸部４１が形成されている。
【００６１】
さらに、個々の凸部４１の先端部には、上述の微細凹凸構造２０の下部凹部１９（例えば、下部凹部１９ａ〜下部凹部１９ｇ）に対応した一つまたは複数の、さらに微細な上部凸部４３（例えば、上部凸部４３ａ〜上部凸部４３ｇ）がランダムに形成されている。
【００６２】
この場合も、凸部４１の凸部高さＨｒは、凹部１５の凹部深さＤにほぼ等しく、上部凸部４３の上部凸部高さＨｔｒは、下部凹部１９の下部凹部深さＤｂにほぼ等しい。また、上部凸部４３の上部凸部幅Ｗｈｔｒ（第２凸部幅）は、下部凹部幅Ｗｄｂとほぼ等しい。
上部凸部幅Ｗｈｔｒ（第２凸部幅）は、凸部幅Ｗｈｒ（第１凸部幅）よりも小さい。また、上部凹部幅Ｗｄｔｒ（第２凹部幅）は、凹部幅Ｗｄｒ（第１凹部幅）より小さい。
【００６３】
このように、この実施の形態５の微細凹凸構造５０の場合には、孤立した微細な凸部４１の先端部に、さらに微細な上部凸部４３がランダムに形成された構造であるため、光の反射防止効果および反射防止効果の異方性の低減効果を大きくすることができる。
【００６４】
（実施の形態６）
図６は、本発明のさらに他の実施の形態である微細凹凸構造の構成例を示す断面図である。
この実施の形態６の微細凹凸構造６０（第２微細凹凸構造）は、上述の実施の形態３に例示された微細凹凸構造３０を型として用いて転写形成された構造を有している。
【００６５】
すなわち、この微細凹凸構造６０は、孤立した複数の凸部４１と、その先端部にランダムに形成された、さらに微細な上部凸部４３（例えば、上部凸部４３ａ〜上部凸部４３ｇ）、および凸部４１の間にランダムに形成された下部凸部４２（例えば、下部凸部４２ａ〜下部凸部４２ｅ）を備えた構造となっている。
【００６６】
これにより、上述の微細凹凸構造４０と、微細凹凸構造５０の光の反射防止効果を併せた、一層大きな反射防止効果および反射防止効果の異方性の低減効果が得られる。
【００６７】
（実施の形態７）
図７は、本発明の一実施の形態である光学素子の製造方法によって得られた光学素子の構成例を示す斜視図である。
図７には、上述の実施の形態１〜実施の形態６に例示された微細凹凸構造１０〜微細凹凸構造６０を備えた光学素子Ｋ１の一例としてプリズム１１０の場合が例示されている。
【００６８】
このプリズム１１０は、三角柱の三つの側面の各々に、反射コート形成面１１１、入射面１１２、出射面１１３が配置されている。
反射コート形成面１１１は、例えば、アルミニウム被覆層からなる反射面である。
【００６９】
そして、光１２０の光路１２１に例示されるように、入射面１１２から入射した光１２０は、反射コート形成面１１１で反射され、出射面１１３から出射する。
入射面１１２および出射面１１３の各々の表面には、上述の微細凹凸構造１０〜微細凹凸構造６０のいずれかが形成されている。
【００７０】
この場合、入射面１１２および出射面１１３の各々の平面が上述の微細凹凸構造１０におけるＸ−Ｙ平面であり、法線方向が、Ｚ方向となる位置関係である。
【００７１】
本実施の形態の微細凹凸構造１０〜微細凹凸構造６０を備えた光学素子Ｋ１であるプリズム１１０によれば、入射面１１２および出射面１１３等の表面に形成された微細凹凸構造１０〜微細凹凸構造６０により、高い反射防止効果が実現され、高い光学性能を実現できる。
【００７２】
さらに、微細凹凸構造１０〜微細凹凸構造３０を備えた場合には、凹部１５を取り囲む凸部１１が、その凸頂部１２を連ねた稜線部１３が網目状に連続するように連続的に形成されていることにより、凸部が単独で孤立して形成されている形状に比べて、凸部１１の外力に対する強度が大幅に向上する。
【００７３】
さらに、本実施形態においては、一例として、凹部中心部間距離Ｌの平均値を可視光波長以下の１０５ｎｍとすることにより、可視光線に対する微細凹凸構造１０の反射防止効果がより顕著に発現される。
【００７４】
（実施の形態８）
図８は、本発明の他実施の形態である光学素子の製造方法によって得られた光学素子の構成例を示す斜視図である。
【００７５】
本実施の形態８の光学素子Ｋ２は、図８に例示されるように、例えば、第１面として有効径Ｄ０が５．４ｍｍ、曲率半径Ｒ０が３．５ｍｍの球面である凸光学面１３１と、第２面として平光学面１３２を備えた平凸レンズ１３０である。
【００７６】
そして、第１面である凸光学面１３１に、上述の実施の形態１〜実施の形態６に例示された微細凹凸構造１０〜微細凹凸構造６０が形成されている。
なお、必要に応じて、平光学面１３２にも微細凹凸構造１０〜微細凹凸構造６０を形成してよい。
【００７７】
この場合、微細凹凸構造１０〜微細凹凸構造６０が形成される凸光学面１３１が曲面であるため、上述のＺ方向（凹部１５の中心線１５ｃの方向）が、凸光学面１３１の法線方向となるように、当該微細凹凸構造１０が形成される。
【００７８】
この場合、曲面からなる凸光学面１３１の表面全体で均一に、しかも異方性を生じないような反射防止効果が得られるように、凸光学面１３１の設計形状に合わせて、凹部１５または凸部４１のサイズや配列状態が決定することができる。すなわち、凹部１５や凸部４１に関する上述の凹部中心部間距離Ｌや、稜線交点間距離１５ｄの標準偏差等のパラメータが設定される。
【００７９】
本実施の形態８の光学素子Ｋ２によれば、表面に微細凹凸構造１０〜微細凹凸構造６０を形成することにより、光が入射する最表面での平坦部による影響を解消して高い反射防止効果を実現できる。
【００８０】
さらに、本実施の形態２においては凹部中心部間距離Ｌを可視光波長以下の１０５ｎｍとすることにより、可視光線に対する微細凹凸構造１０の反射防止効果がより顕著に発現される光学素子Ｋ２を提供することができる。
【００８１】
すなわち、光学素子Ｋ２としての平凸レンズ１３０の凸光学面１３１に微細凹凸構造１０〜微細凹凸構造６０が形成されていることにより、可視光波長に対して反射防止効果および高い光の透過率を具備する光学素子Ｋ２を提供することができ、また、入射光を効率よく集光することができる。
【００８２】
このように、微細凹凸構造１０を備えた平凸レンズ１３０は、入射光を効率よく集光できることにより、様々な光学系への適応が可能となる。
【００８３】
なお、光学系において、特に入射側の第１面などの光が入射する位置に本実施の形態の、光学素子Ｋ１や光学素子Ｋ２を配置することにより、光学面内においてより効果的に反射防止効果を得ることができるため、高い反射防止能を有する光学系を構築することが可能となる。
【００８４】
なお、上述の実施の形態１〜実施の形態３において凸部１１と凸部１１の間の凹部１５の深さが反射防止効果および強度などの効果が実現できる範囲で異なってもよい。このような場合でも、凸頂部１２が稜線部１３をなすように連続して形成された凸部１１と見なすことができる。
【００８５】
なお、実施の形態８において、光学素子Ｋ２として、一方が凸光学面１３１で他方が平光学面１３２の平凸レンズ１３０を例示したが、両面とも曲面でも良く、また曲面形状であれば球面、非球面、自由曲面など、どのような曲面であっても構わない。また、微細凹凸構造１０〜微細凹凸構造６０が形成される光学面が凹面の凹レンズでもよい。
【００８６】
なお、実施の形態８において、凸光学面１３１における微細凹凸構造１０〜微細凹凸構造６０の形成方向（この場合、凹部１５の中心線１５ｃの方向、またはＺ方向）は反射防止効果および強度などの本発明の効果が保たれる範囲で、平凸レンズ１３０の光軸１３３に対して、同じ方向や傾いた方向など、凸光学面１３１の法線方向からずれて形成しても構わない。
【００８７】
ここで、本発明の上述の各実施の形態における光学素子Ｋ１および光学素子Ｋ２等に備えられる反射防止効果を有する微細凹凸構造１０〜微細凹凸構造６０の形成方法について説明する。
本実施の形態の光学素子においては、どのような方法を用いて光学素子基板および光学素子曲面に微細凹凸構造１０〜微細凹凸構造６０を形成しても構わない。
【００８８】
微細凹凸構造１０〜微細凹凸構造３０を形成する方法としては、形成しようとする微細凹凸構造１０〜微細凹凸構造３０とは逆の凹凸形状を有する成形型を用いて光学素子を成形すると同時に光学素子曲面に微細凹凸構造１０〜微細凹凸構造３０を形成する方法を用いることができる。
【００８９】
また、微細凹凸構造４０〜微細凹凸構造６０は、上述のように、微細凹凸構造１０〜微細凹凸構造３０を型として形成することができる。
【００９０】
あるいは、光学素子の表面に硬化性材料を形成した後に形成しようとする微細凹凸構造１０〜微細凹凸構造６０とは逆の凹凸形状を有する成形型を用いて硬化性材料に微細凹凸構造１０〜微細凹凸構造６０の形状を転写し、硬化性材料を硬化させる方法を用いることができる。
【００９１】
あるいは、光学素子曲面に直接的に電子線描画する方法を用いることができる。
また、これらの方法を任意に組み合わせて用いても構わない。
なお、形成しようとする微細凹凸構造１０〜微細凹凸構造６０とは逆の凹凸形状を有する成形型の製作方法においてもどのような方法を用いても構わない。
【００９２】
例えば半導体プロセスの電子線描画やイオンエッチングなどのリソグラフィー技術を利用して型基材に形成しようとする微細凹凸構造とは逆形状の微細凹凸構造を形成して型を作製する方法を用いることができる。
【００９３】
あるいは、型基材に、目的の微細凹凸構造１０〜微細凹凸構造６０を形成した後、ニッケル（Ｎｉ）などの金属を用いて電鋳法により反転型を作製する方法を用いることもできる。
【００９４】
なお、この微細凹凸構造１０〜微細凹凸構造６０の転写による形成の場合には、光学素子Ｋ１〜光学素子Ｋ２の基材の成形時に同時に形成してもよいし、基材の表面に被着された樹脂層に微細凹凸構造１０〜微細凹凸構造６０を転写形成してもよい。
【００９５】
あるいは、微細凹凸構造１０〜微細凹凸構造６０が転写された透明なシートを光学素子Ｋ１や光学素子Ｋ２の基材の表面に貼りつける方法でもよい。
以上のように、本発明の各実施の形態の光学素子によれば、光が入射する最表面部の平坦部をほとんどなくして、異方性のない高い反射防止効果等の光学性能を有する光学素子を提供することができる。
【００９６】
なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００９７】
（付記１）．可視光波長よりも短い周期の凹部または凸部の複数の微細構造体の、隣接する凹部または凸部の中心線を通る断面において、凸断面形状頂点部の少なくとも一部に、前記断面における凹部幅または凸部幅よりも小さい凹部幅または凸部幅を有する複数の微細構造体が、光学素子表面の少なくとも一部に形成されていることを特徴とする反射防止光学素子。
【００９８】
（付記２）．微細構造体の凹部深さまたは凸部高さが一定ではないことを特徴とする付記１記載の反射防止光学素子。
（付記３）．光学素子表面が曲面であることを特徴とする付記１または付記２に記載の反射防止光学素子。
【符号の説明】
【００９９】
１０  微細凹凸構造
１１  凸部
１２  凸頂部
１３  稜線部
１３ａ  稜線交点
１４  稜曲面
１５  凹部
１５ａ  多角形
１５ｂ  重心
１５ｃ  中心線
１５ｄ  稜線交点間距離
１６  凹底部
１７  内周面
１８  上部凹部
１８ａ  上部凹部
１８ｂ  上部凹部
１８ｃ  上部凹部
１８ｄ  上部凹部
１８ｅ  上部凹部
１９  下部凹部
１９ａ  下部凹部
１９ｇ  下部凹部
２０  微細凹凸構造
３０  微細凹凸構造
４０  微細凹凸構造
４１  凸部
４２  下部凸部
４２ａ  下部凸部
４２ｅ  下部凸部
４３  上部凸部
４３ａ  上部凸部
４３ｇ  上部凸部
５０  微細凹凸構造
６０  微細凹凸構造
１１０  プリズム
１１１  反射コート形成面
１１２  入射面
１１３  出射面
１２０  光
１２１  光路
１３０  平凸レンズ
１３１  凸光学面
１３２  平光学面
１３３  光軸
Ｄ  凹部深さ
Ｄｂ  下部凹部深さ
Ｄｔ  上部凹部深さ
Ｈ  凸部高さ
Ｈｂｒ  下部凸部高さ
Ｈｒ  凸部高さ
Ｈｔｒ  上部凸部高さ
Ｋ１  光学素子
Ｋ２  光学素子
Ｗｄ  凹部幅
Ｗｄｂ  下部凹部幅
Ｗｄｔ  上部凹部幅
Ｗｄｒ  凹部幅
Ｗｄｔｒ  上部凹部幅
Ｗｈ  凸部幅
Ｗｈｂｒ  下部凸部幅
Ｗｈｒ  凸部幅
Ｗｈｔｒ  上部凸部幅
【図１Ａ】
2011107195.tif 000003
【図１Ｂ】
2011107195.tif 000004
【図１Ｃ】
2011107195.tif 000005
【図２Ａ】
2011107195.tif 000006
【図２Ｂ】
2011107195.tif 000007
【図３】
2011107195.tif 000008
【図４】
2011107195.tif 000009
【図５】
2011107195.tif 000010
【図６】
2011107195.tif 000011
【図７】
2011107195.tif 000012
【図８】
2011107195.tif 000013