(57)【要約】【課題】ここに開示される技術は、不要な回折光強度を従来よりも小さくできる光学素子を提供することを目的とする。【解決手段】本開示にかかる光学素子は、可視光の波長以下のピッチで配列された微細構造が形成された光学素子であって、前記微細構造が形成されたｎ角形（ｎは３以上の整数でかつ４を含まない）のフィールドが、複数配列して形成されており、前記フィールドのそれぞれに前記微細構造が形成されている。このような構成により、不要な回折光強度を従来よりも小さくすることができる。【選択図】図２
2015018059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光の波長以下のピッチで配列された微細構造が形成された光学素子であって、
前記微細構造が形成されたｎ角形（ｎは３以上の整数でかつ４を含まない）のフィールドが少なくとも１つ以上配列して形成されており、
前記フィールドのそれぞれに前記微細構造が形成されている、
光学素子。
【請求項２】
前記フィールドは、三角形または六角形である、
請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記配列されたフィールドの形状は、前記ｎ角形の形状と、ｍ角形（ｍ≠ｎ、かつ、ｍは３以上の整数）形状の２種類以上の形状で構成されている、
請求項１または２に記載の光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、反射防止構造が形成された光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
反射防止処理の１つとして、光学部材の表面に入射光の波長以下のピッチで微細構造（例えば、規則的に配列された線条凹部又は線条凸部からなる微細構造や、規則的に配列された錐体状又は柱状の凹部又は凸部からなる微細構造等。以下、このような微細構造が複数配列されてなる構造を「反射防止凹凸構造：ＳＷＳ（Ｓｕｂｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  Ｓｕｒｆａｃｅ）」と称することがある。）形成する処理が提案されている。
【０００３】
例えば特許文献１は、ＳＷＳが形成されたレンズを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２７６０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、不要な回折光強度を従来よりも小さい光学素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示にかかる光学素子は、可視光の波長以下のピッチで配列された微細構造が形成された光学素子であって、前記微細構造が形成されたｎ角形（ｎは３以上の整数でかつ４を含まない）のフィールドが、複数配列して形成されており、前記フィールドのそれぞれに前記微細構造が形成されている。
【発明の効果】
【０００７】
本開示よれば、不要な回折光強度を従来よりも小さい光学素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】レンズ１０の断面図
【図２】（ａ）フィールド形状が四角形（正方形）の場合の配列を示す概略図（ｂ）フィールド形状が正三角形の場合の配列を示す概略図（ｃ）フィールド形状が正六角形の場合の配列を示す概略図
【図３】（ａ）正方形と、正方形に外接する円との関係を示す概略図（ｂ）三角形と、三角形に外接する円との関係を示す概略図（ｃ）六角形と、六角形に外接する円との関係を示す概略図
【図４】（ａ）正八角形＆正方形で構成されているパターンを示す概略図（ｂ）正三角形、正方形、正六角形の組み合わせで構成されているパターンを示す概略図（ｃ）正方形、正六角形、正十二角形の組み合わせで構成されているパターンを示す概略図（ｄ）正三角形と正六角形の組み合わせで構成されているパターンを示す概略図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１０】
なお、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１１】
（実施の形態１）
以下、図１〜４を用いて、実施の形態１を説明する。
［１．レンズ］
本実施形態では、反射防止凹凸構造（以下、ＳＷＳ（Ｓｕｂｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  Ｓｕｒｆａｃｅ）」と称することがある。）と称することがある。）を有するレンズについて説明する。
【００１２】
図１は、レンズ１０の断面図である。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態のレンズ１０は、両凸形状のレンズである。レンズ１０は、光学素子の一例である。レンズ１０は、光学部１１と、光学部１１の外周に設けられたコバ部１２とを備える。光学部１１は、第１光学面１３と、第２光学面１４とを備える。第１光学面１３および第２光学面１４は、光学機能面の一例である。
【００１４】
ＳＷＳ１７は、構造単位が規則的に複数配列されてなり、該構造単位の周期以上の波長の光の反射を抑制することができる。例えば、可視光（４００〜７００ｎｍ）の反射を抑制したい場合は、少なくとも４００ｎｍ以下の周期で構造単位を複数配列すればよい。
【００１５】
ＳＷＳを形成したレンズは、レンズ成形型を用いた成形（樹脂射出成形やガラスリヒートプレス成形）によって作製される。同レンズ成形型の成形面には、ＳＷＳの反転形状が加工されるが、ＳＷＳ反転形状は電子ビーム（ＥＢ）描画とエッチングを用いることによって形成することができる。
【００１６】
ＥＢを用いてレンズ面のような大面積を描画する場合、ステップ＆リピートによって描画エリアを拡大する必要がある。描画エリア全体を、数十〜数百ミクロン角の大きさを有する所定のフィールドに分割して、ＸＹステージを移動しながらフィールドを繋ぎ合わせて描画を行う。またレンズのような曲面では、レンズ形状に応じてＺステージも上下に動作させながら描画を行うことが必要である。
【００１７】
ステップ＆リピート描画の際、ステージおよび電子ビームの位置精度の誤差などによって、フィールドの繋ぎ部には僅かながら繋ぎエラーが生じる。通常の平面描画では、数百ミクロンのフィールドサイズに対して、繋ぎエラーは１０〜５０ナノメートル程度であるが、レンズ描画では、通常の平面描画に比べてＸＹＺのステージが複雑に動作するため、フィールドの繋ぎ精度が悪くなる傾向がある。
ＥＢ描画の際に生じたフィールドのつなぎエラーは、後工程のエッチングおよび成形プロセスを経て、レンズ表面にも転写されてしまう。同レンズを組み込んだ鏡筒を用いて強い光を撮影すると、フィールド繋ぎエラーに起因する不要な回折光が発生する場合がある。
［２．回折光強度の抑制方法］
回折光強度を抑制する手法としては、大きく３つの方法が考えられる。
（１）繋ぎエラー幅の縮小
繋ぎエラーが完全に消失すれば、回折光が発生することはないので、単純にフィールドの繋ぎ精度を向上させる（つまり繋ぎエラーの幅を小さくする）ことが挙げられる。しかしながら、繋ぎエラーはステージおよび電子ビームの位置精度など原因が多岐にわたっており、大幅な精度向上は見込むことは難しい。
（２）単位面積当たりの繋ぎエラー合計長さの縮小
繋ぎエラーの幅が同じである場合、単位面積当たりの繋ぎエラーの合計長さを短くすれば回折光強度を小さくできる。単位面積当たりの繋ぎエラー長さを小さくする方法として、１つあたりのフィールドサイズの拡大が考えられる。しかしながら、フィールドサイズを拡大すると、フィールドの端部でＥＢの偏光歪やフォーカスボケなどが大きくなってしまい、ＳＷＳパターンが精密に描画できなくなるだけでなく、繋ぎ精度自体も悪くなってしまうため、結果的に回折光強度を小さくすることはできない。
（３）フィールド形状の変更
一方、フィールド形状の変更によっても、回折光強度の抑制は可能である。上記の（１）フィールド繋ぎエラー幅および、（２）単位面積当たりのエラー長さが同じである場合、回折光を多方向に分散させることによって、１つ当たりの強度を小さく抑えることができる。たとえば、回折光を２方向から３方向に分散することによって、１本の回折光の強度は３分の２に、４方向に分散すれば２分の１に抑制できる。
【００１８】
以下にフィールド形状と回折光の関係について、以下に詳細を説明する。
［３．フィールド形状］
図２を用いてフィールド形状について説明する。図２（ａ）は、フィールド形状が四角形（正方形）の場合の配列を示す概略図であり、図２（ｂ）は、フィールド形状が正三角形の場合の配列を示す概略図であり、図２（ｃ）は、フィールド形状が正六角形の場合の配列を示す概略図である。
（１）従来のフィールド（四角形配列）
従来のＥＢ描画では、フィールド形状は図２（ａ）に示すように、四角形（正方形）配列が用いられている。四角形フィールドの場合、フィールドの繋ぎは縦横の２方向であるため、回折光も２方向に発生する。最も単純で基本的な形状であるが、強い回折光が発生する。
（２）本実施形態のフィールド（三角形＆六角形配列）
本実施形態では、フィールド形状を図２（ｂ）および（ｃ）に示すように、三角形もしくは六角形の形状とした。三角形もしくは六角形の形状にすると、回折光は縦方向と±６０度方向の３方向に分散されて、四角形配列に比べて回折光強度が抑制できる。
【００１９】
具体的に強度比を求める際に、（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）でフィールド形状以外の誤差条件を合わせるために、以下のように考えた。
【００２０】
各フィールド形状で、歪やボケ量を同等にするために、フィールド中心からの距離を合わせた。具体的には図３に示すように、各フィールド形状に外接する円の半径Ｒを等しくした。図３（ａ）は、正方形の場合を示しており、図３（ｂ）は、三角形の場合を示しており、図３（ｃ）は、六角形の場合を示している。Ｒを等しくすることで、ＳＷＳパターンの均一性や繋ぎエラー幅を同等にできる。
【００２１】
このようにして、１フィールド当たりの「１方向の辺の長さの合計」、「面積」を求めた。計算結果を、表１に示す。
【表１】
2015018059.tif 000003
【００２２】
回折光の強度比は、表１の「１方向の辺の長さの合計」を、「面積」で除したものとして求めたところ、四角形配列より三角形配列、三角形配列より六角形配列の方が回折光抑制効果が高く、六角形配列の回折光強度は、四角形配列の回折光強度の半分近くになった。フィールド形状を変更することにより、装置の精度によらず回折光を抑制できる。
［４．その他の実施形態］
その他の実施形態として、フィールド形状は、例えば図４に示すようなものが挙げられる。図４（ａ）は、八角形＆四角形で構成されている。図４（ｂ）は、三角形、正方形形、六角形の組み合わせで構成されている。図４（ｃ）は、三角形、正方形、十二角形の組み合わせで構成されている。図４（ｄ）は、三角形と正方形の組み合わせで構成されている。
【００２３】
このように数種類の多角形を組み合わせることで、回折光が分散する方向は増加するため、回折光強度がより小さくなる。ただし、数種類の多角形を組み合わせることにより、描画時間の増加がする場合がある。
【００２４】
また、八角形＆四角形以外のパターンでは、四角形を斜めに配置しているため、他のパターンよりも技術的難度が高い。そのため、単一の形状のみでフィールドを形成する方が描画時間の観点では好ましい。  以上のように、添付図面および詳細な説明によって、出願人がベストモードと考える実施の形態と他の実施の形態とを提供した。これらは、特定の実施の形態を参照することにより、当業者に対して、特許請求の範囲に記載の主題を例証するために提供されるものである。したがって、特許請求の範囲またはその均等の範囲において、上述の実施の形態に対して、種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本開示は、デジタルスチルカメラ、ムービー、カメラ付携帯電話、スマートフォンなどのレンズとして適用可能である。
【符号の説明】
【００２６】
１０  レンズ
１１  光学部
１２  コバ部
１３  第１光学面
１４  第２光学面
１７  ＳＷＳ
【図１】
2015018059.tif 000004
【図２】
2015018059.tif 000005
【図３】
2015018059.tif 000006
【図４】
2015018059.tif 000007