JP2023139582A

JP2023139582A - Composite type optical element and method for manufacturing the same, and method for manufacturing molding die

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Publication number: JP2023139582A
Application number: JP2022045172A
Authority: JP
Inventors: 淳谷口; Jun Taniguchi; 正樹清水; Masaki Shimizu; 歳久木下; Toshihisa Kinoshita; 剛章玉田; Takeaki Tamada
Original assignee: Tokyo University of Science; Ricoh Imaging Co Ltd
Current assignee: Tokyo University of Science; Ricoh Imaging Co Ltd
Priority date: 2022-03-22
Filing date: 2022-03-22
Publication date: 2023-10-04

Abstract

To provide a composite type optical element which has excellent shape accuracy and is formed with an antireflection structure of nano-level with high accuracy, and a method for manufacturing the same, and a method for manufacturing a molding die.SOLUTION: A composite type optical element has a glass substrate, and a resin layer provided on at least one surface of the glass substrate, wherein the resin layer is composed of a first resin layer having a spherical or aspherical outer surface, and a second resin layer provided between the glass substrate and the first resin layer, and a first antireflection structure is formed of a first fine projection group having a needle shape or gimlet shape having a diameter that contracts towards its tip from its bottom on its outer surface.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、複合型光学素子及びその製造方法、及び成形用金型の製造方法に関する。 The present invention relates to a composite optical element, a method for manufacturing the same, and a method for manufacturing a molding die.

近年、光学系において、光学機器の多様化及び光学特性の高性能化に伴い、表面が球面や非球面等の種々の曲面を有する光学素子が用いられることが多くなってきている。例えば、非球面光学素子は、設計の自由度が高く、少ない組み合わせで高い光学特性が得られる利点を有する。 In recent years, in optical systems, optical elements having various curved surfaces such as spherical and aspherical surfaces have been increasingly used as optical equipment becomes more diverse and optical characteristics become more sophisticated. For example, aspherical optical elements have a high degree of freedom in design and have the advantage that high optical characteristics can be obtained with a small number of combinations.

球面又は非球面の種々の曲面を有する光学素子の製造方法としては、研削・研磨法、射出成形法、ガラスモールド成形法等の種々の方法があるが、平面、球面、円筒面等の単調な面形状を有する素子を成形した後、球面又は非球面の種々の曲面形状を有する転写型を用いて部材を付加する複合法が提案されている。通常、部材は転写性の良い熱硬化性樹脂、エネルギー硬化性樹脂等の樹脂で形成される。複合法は、製造工程が簡単であり、得られた光学素子は大部分がガラスで出来ているため熱及び湿度の影響が小さい等の利点を有することから、カメラレンズ等の高精度・高性能を安定して求められる光学系で用いられている。 There are various methods for manufacturing optical elements having various curved surfaces such as spherical or aspherical surfaces, such as grinding/polishing methods, injection molding methods, and glass molding methods. A composite method has been proposed in which an element having a surface shape is molded and then a member is added using a transfer mold having various curved surface shapes such as spherical or aspherical surfaces. Usually, the member is made of resin such as a thermosetting resin or an energy-curing resin that has good transferability. The composite method has advantages such as a simple manufacturing process and the fact that the resulting optical element is mostly made of glass, so it is less affected by heat and humidity, so it is suitable for high precision and high performance products such as camera lenses. It is used in optical systems that require stable performance.

写真を撮る際に使用するレンズ交換式カメラの交換レンズには、例えば図13に示すように、球面ガラスレンズ100の一方の面101に、非球面の表面201を有する薄い樹脂層200を設けた複合化非球面レンズ1Aが数十年前から使用されている。 For example, as shown in FIG. 13, the interchangeable lens of an interchangeable lens camera used for taking photographs includes a thin resin layer 200 having an aspherical surface 201 on one surface 101 of a spherical glass lens 100. Composite aspheric lens 1A has been used for several decades.

樹脂層200の空気側の表面201には、通常は、光の反射を低減するための反射低減コート（図示せず）が蒸着によって施されている。しかしながら、蒸着やスッパタリングによって施された従来から用いられている多層膜からなる反射低減コートだと、図14に示すように光の入射角度が大きくなると反射が急に大きくなるという問題があった。 On the air side surface 201 of the resin layer 200, a reflection reduction coat (not shown) for reducing light reflection is usually applied by vapor deposition. However, with the conventional multilayer anti-reflection coating applied by vapor deposition or sputtering, there was a problem in that the reflection suddenly increased as the incident angle of light increased, as shown in Figure 14. .

加えて、樹脂層200の表面201に蒸着やスッパタリングによって施す反射低減コートは、樹脂自体に耐熱性が不足しているので、反射低減コートの材料として低温ターゲットの蒸着材料しか使用できず、その材料が限られているため、十分な反射低減効果を得ることが難しかった。その結果、ゴーストやフレア等の写真撮影に有害な現象の原因となっていた。 In addition, the reflection-reducing coating applied to the surface 201 of the resin layer 200 by vapor deposition or sputtering is limited to low-temperature target evaporation materials because the resin itself lacks heat resistance. Due to the limited number of materials available, it has been difficult to obtain a sufficient reflection reduction effect. As a result, phenomena such as ghost and flare that are harmful to photography are caused.

そこで最近注目されているのが、モスアイを代表とするナノレベルの表面構造体であり、この構造体を表面の反射を下げるのに最適化したものが反射防止構造と呼ばれ、構造高さ300 nmを有する反射防止構造で０°（垂直）入射の反射率0.1％以下を達成でき、入射角度を大きくしても斜入射光に対して非常に優れた反射特性を有する。また反射防止構造の構造高さをさらに高くすると入射角度の影響はさらに小さくなり、入射光30度でも全可視光域で0.1％以下に抑えることが十分可能である。 Recently, nano-level surface structures such as moth eyes have been attracting attention, and structures optimized to reduce surface reflection are called anti-reflection structures. The anti-reflection structure with a wavelength of 0.1 nm can achieve a reflectance of 0.1% or less at 0° (vertical) incidence, and has excellent reflection characteristics against obliquely incident light even when the incident angle is large. Further, if the height of the anti-reflection structure is further increased, the influence of the incident angle becomes even smaller, and even with incident light of 30 degrees, it is sufficiently possible to suppress it to 0.1% or less in the entire visible light range.

写真用のレンズ等について、このような構造的反射低減処理を施したものは存在したが、生産工程が複雑でバッチでの処理も難しく、成膜するのに非常に多くの時間を要し、結果コストが嵩むことで高級な交換レンズ以外には使われてはいなかった。そのため、このような反射防止構造をさらに安価にレンズ表面に付加できる技術が望まれていた。 There have been photographic lenses that have undergone such structural reflection reduction treatment, but the production process is complicated, batch processing is difficult, and it takes a very long time to form a film. As a result, it was not used for anything other than high-end interchangeable lenses due to the high cost. Therefore, there has been a desire for a technology that can add such an antireflection structure to the lens surface at a lower cost.

特開2005-62526号公報（特許文献１）は、ベース部材と、ベース部材上に紫外線硬化樹脂を用いて設けられた樹脂層とを有し、樹脂層が入射光の波長よりも小さい周期を持つ微細周期構造を有し、樹脂層における微細周期構造が設けられた面が非球面である複合化非球面レンズを開示している。この複合化非球面レンズは、樹脂層が一層であり、反射防止効果のある三角柱形状の微細周期構造（モスアイ構造）が樹脂層の空気側の表面に設けられており、これが最もシンプルであり生産工程を考えると最も安価な構成である。反射防止構造の反射を抑えられるしくみについては、参考文献（奥野丈晴，「サブ波長構造による高性能反射防止膜の開発とそのカメラ用レンズへの応用」，光学，40巻1号，2011年）を参照したい。 JP-A-2005-62526 (Patent Document 1) has a base member and a resin layer provided on the base member using an ultraviolet curing resin, and the resin layer has a period smaller than the wavelength of incident light. The present invention discloses a composite aspherical lens having a fine periodic structure with a resin layer having an aspherical surface provided with the fine periodic structure. This composite aspherical lens has a single resin layer, and a triangular prism-shaped fine periodic structure (moth-eye structure) with an anti-reflection effect is provided on the air side surface of the resin layer. Considering the process, this is the cheapest configuration. For information on the mechanism for suppressing reflection in anti-reflection structures, see references (Takeharu Okuno, "Development of high-performance anti-reflection films using sub-wavelength structures and their application to camera lenses", Optics, Vol. 40, No. 1, 2011). I want to refer to.

複合化非球面レンズに使用される紫外線硬化樹脂は、非球面形状精度を実現するために硬化の際に出来るだけ収縮しないものが望ましく、通常には非常に収縮率が小さいものが使用されている。しかしながら、紫外線硬化樹脂等のエネルギー硬化性樹脂は、収縮率が小さいものほど一般的に粘度が非常に高い。微細周期構造のようなナノレベルの構造を転写成形するには、硬化前の液体（モノマー）時に成形用金型の極度に狭い数nmの間隙に入りやすい性質が望まれるので非常に低粘度な性質が必要とされる。ところがそういった樹脂は上述したように非常に収縮率が大きく、収縮率が大きい樹脂で所望の樹脂厚を得ようとすると成形中にどうしてもヒケが生じてしまい、当然形状精度0.1μmレベルの成形どころか、まともな面を持たないものしか成形できなかった。 In order to achieve aspherical shape accuracy, it is desirable for the UV-curable resin used in composite aspherical lenses to shrink as little as possible during curing, and a resin with a very low shrinkage rate is usually used. . However, energy curable resins such as ultraviolet curable resins generally have very high viscosity as they have a smaller shrinkage rate. In order to transfer-mold a nano-level structure such as a fine periodic structure, it is desirable that the liquid (monomer) before curing can easily enter the extremely narrow gap of a few nanometers in the mold, so it must have a very low viscosity. Character is required. However, as mentioned above, such resins have a very high shrinkage rate, and when trying to obtain the desired resin thickness with a resin with a high shrinkage rate, sink marks inevitably occur during molding, and of course, it is difficult to form molding with a shape accuracy of 0.1 μm level. I could only mold things that didn't have a proper surface.

特公平7-64033号公報（特許文献２）は、ガラス基材上に第１及び第２の順に透明有機高分子の重合物層が積層された接合形光学部材において、第２の重合物層は耐候性が高い高硬度のエネルギー照射硬化型樹脂材料からなり、第１の重合物層の反対側にガラス基材の面形状とは異なる第１の面形状の面を有している比較的薄い層であり、第１の重合物層は硬化収縮歪の小さいエネルギー照射硬化型樹脂材料からなり、第２の重合物層側に第１の面形状に略等しい形状の第２の面形状を有している比較的厚い層である接合形光学部材を開示している。 Japanese Patent Publication No. 7-64033 (Patent Document 2) discloses a bonded optical member in which a first and a second polymer layer of a transparent organic polymer are laminated in order on a glass substrate. is made of an energy irradiation-curable resin material with high weather resistance and high hardness, and has a surface with a first surface shape different from that of the glass substrate on the opposite side of the first polymer layer. The first polymer layer is a thin layer, and the first polymer layer is made of an energy irradiation-curable resin material with low cure shrinkage strain, and the second polymer layer side has a second surface shape that is approximately the same as the first surface shape. A bonded optical member is disclosed that has a relatively thick layer.

しかし、特許文献２は、第２の重合物層に耐候性が高い高硬度のエネルギー照射硬化型樹脂材料を用いる技術的思想を開示しているものであり、複合化非球面レンズに反射防止構造を設けることは開示していない。 However, Patent Document 2 discloses a technical idea of using a highly weather-resistant, high-hardness, energy irradiation-curable resin material for the second polymer layer, and an anti-reflection structure is added to the composite aspherical lens. It is not disclosed that there will be a .

特開2005-62526号公報Japanese Patent Application Publication No. 2005-62526 特公平7-64033号公報Special Publication No. 7-64033

従って本発明の目的は、優れた形状精度を有し、かつナノレベルの反射防止構造が高精度に形成された複合型光学素子を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a composite optical element having excellent shape accuracy and having a nano-level antireflection structure formed with high precision.

本発明の別の目的は、かかる複合型光学素子の製造方法を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing such a composite optical element.

本発明のさらに別の目的は、かかる複合型光学素子の製造に好適な成形用金型の製造方法を提供することである。 Yet another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a molding die suitable for manufacturing such a composite optical element.

上記課題に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、高粘度の光硬化樹脂は収縮率が小さいため高い形状精度を有するがナノレベルの反射防止構造の転写性が不十分であるのに対し、低粘度の光硬化樹脂は収縮率が大きいため形状精度に劣るが反射防止構造の転写性に優れており、ガラス基材の表面に、高粘度の光硬化樹脂を用いて高い形状精度を有する第二の樹脂層を形成し、第二の樹脂層の表面に、低粘度の光硬化樹脂を用いて高精度の反射防止構造を有する第一の樹脂層を形成することにより、優れた形状精度を有するとともに、かつナノレベルの反射防止構造が高精度に形成された複合型光学素子が得られることを発見し、本発明に想到した。 As a result of intensive research in view of the above issues, the present inventors found that high viscosity photocurable resins have a low shrinkage rate and therefore have high shape accuracy, but the transferability of nano-level antireflection structures is insufficient. Although low viscosity photocurable resin has a high shrinkage rate and is inferior in shape accuracy, it has excellent transferability of anti-reflection structures, and high viscosity photocurable resin is used on the surface of the glass substrate to achieve high shape accuracy. By forming a second resin layer and forming a first resin layer with a highly accurate anti-reflection structure using a low-viscosity photocurable resin on the surface of the second resin layer, excellent shape accuracy is achieved. The present inventors have discovered that it is possible to obtain a composite optical element that has a nano-level antireflection structure formed with high precision, and has conceived the present invention.

即ち、本発明の一実施態様による複合型光学素子は、ガラス基材と、前記ガラス基材の少なくとも一面に設けられた樹脂層とを有する複合型光学素子であって、前記樹脂層は、球面又は非球面の外表面を有する第一の樹脂層と、前記ガラス基材と前記第一の樹脂層との間に設けられた第二の樹脂層とからなり、前記外表面に、その根元から先端に向けて縮径した針状又は錐状の形状を有する微細な第一の突起群により第一の反射防止構造が形成されていることを特徴とする。 That is, a composite optical element according to an embodiment of the present invention is a composite optical element having a glass base material and a resin layer provided on at least one surface of the glass base material, the resin layer having a spherical surface. Or, it consists of a first resin layer having an aspherical outer surface and a second resin layer provided between the glass base material and the first resin layer, and the outer surface has a It is characterized in that the first anti-reflection structure is formed by a first group of minute projections having a needle-like or cone-like shape whose diameter decreases toward the tip.

上記の複合型光学素子を製造する本発明の一実施態様による製造方法は、前記ガラス基材の表面に高粘度のエネルギー硬化性樹脂を供給し、前記第二の樹脂層の前記第一の樹脂層側の面の形状に成形した後、光硬化させて前記第二の樹脂層を形成し、前記第二の樹脂層の表面に低粘度のエネルギー硬化性樹脂を供給し、前記第一の突起群が形成された前記第一の樹脂層の外表面の形状に成形した後、光硬化させて前記第一の樹脂層を形成し、前記第一の樹脂層を成形するのに、前記第一の突起群が形成された前記第一の樹脂層の外表面の反転形状を有する微細凹凸構造が形成された成形面を有する成形用金型を用いることを特徴とする。 A manufacturing method according to an embodiment of the present invention for manufacturing the above-mentioned composite optical element includes supplying a high-viscosity energy-curable resin to the surface of the glass substrate, and supplying the first resin of the second resin layer. After molding into the shape of the surface on the layer side, the second resin layer is formed by photocuring, and a low-viscosity energy-curable resin is supplied to the surface of the second resin layer, and the first protrusion is The first resin layer is molded into the shape of the outer surface of the first resin layer in which groups are formed, and then photocured to form the first resin layer. The present invention is characterized by using a molding die having a molding surface on which a fine unevenness structure is formed that has an inverted shape of the outer surface of the first resin layer on which the projection group is formed.

本発明の別の実施態様による複合型光学素子は、ガラス基材と、前記ガラス基材の少なくとも一面に設けられた樹脂層とを有する複合型光学素子であって、前記樹脂層は、球面又は非球面の外表面を有する第一の樹脂層と、前記ガラス基材と前記第一の樹脂層との間に設けられた第二の樹脂層とからなり、前記外表面に、その根元から先端に向けて縮径した針状又は錐状の形状を有する微細な第一の突起群により第一の反射防止構造が形成されており、前記第二の樹脂層の前記第一の樹脂層側の面に形成され、その根元から先端に向けて縮径した針状又は錐状の形状を有する微細な第二の突起群と、前記第一の樹脂層の前記第二の樹脂層側の面に形成され、前記第二の突起群と相補的な形状を有する第三の突起群とにより、前記第二の樹脂層と前記第一の樹脂層との境界面に第二の反射防止構造が形成されていることを特徴とする。 A composite optical element according to another embodiment of the present invention includes a glass base material and a resin layer provided on at least one surface of the glass base material, the resin layer having a spherical or It consists of a first resin layer having an aspherical outer surface, and a second resin layer provided between the glass base material and the first resin layer. A first anti-reflection structure is formed by a first group of fine protrusions having a needle-like or cone-like shape whose diameter is reduced toward the first resin layer side of the second resin layer. a second group of fine protrusions formed on the surface and having a needle-like or cone-like shape whose diameter decreases from the root to the tip; and on the surface of the first resin layer on the second resin layer side. A second antireflection structure is formed at the interface between the second resin layer and the first resin layer by a third group of protrusions that are formed and have a complementary shape to the second group of protrusions. It is characterized by being

上記の複合型光学素子を製造する本発明の別の実施態様による製造方法は、前記ガラス基材の表面に高粘度のエネルギー硬化性樹脂を供給し、成形用金型を用いて前記第二の突起群が形成された前記第二の樹脂層の面の形状に成形した後、光硬化させて前記第二の樹脂層を形成し、前記第二の樹脂層の表面に低粘度のエネルギー硬化性樹脂を供給し、成形用金型を用いて前記第一の突起群が形成された前記第一の樹脂層の外表面の形状に成形した後、光硬化させて前記第一の樹脂層を形成することを特徴とする。 A manufacturing method according to another embodiment of the present invention for manufacturing the above-mentioned composite optical element includes supplying a high-viscosity energy-curable resin to the surface of the glass substrate, and using a molding die to form the second After molding into the shape of the surface of the second resin layer on which the protrusion group is formed, the second resin layer is formed by photocuring, and the surface of the second resin layer is coated with a low-viscosity energy-curable resin. After supplying a resin and molding it into the shape of the outer surface of the first resin layer on which the first projection group is formed using a molding die, the first resin layer is formed by photocuring. It is characterized by

本発明の一実施態様による成形用金型の製造方法は、基材と、前記基材の表面に設けられ、その根元から先端に向けて縮径した針状又は錐状の形状を有する微細な突起群により微細凹凸構造が形成された成形面を有するガラス状カーボン部とを有する成形用金型の製造方法であって、前記基材の表面にガラス状カーボン材を形成し、前記ガラス状カーボン材の外表面を前記成形面の形状に加工した後、ECR型のイオンビーム加工又はICP型又はRIE型のプラズマ加工により前記成形面に前記微細凹凸構造を形成することを特徴とする。 A method for manufacturing a molding die according to an embodiment of the present invention includes a base material and a fine needle having an acicular or conical shape that is provided on the surface of the base material and whose diameter decreases from the root to the tip. A method for producing a molding die having a glassy carbon part having a molding surface with a fine uneven structure formed by a group of protrusions, the method comprising: forming a glassy carbon material on the surface of the base material; After the outer surface of the material is processed into the shape of the molding surface, the fine uneven structure is formed on the molding surface by ECR type ion beam processing or ICP type or RIE type plasma processing.

本発明によれば、優れた形状精度を有し、かつナノレベルの反射防止構造が高精度に形成された複合型光学素子が得られる。またかかる複合型光学素子の製造に好適な成形用金型が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain a composite optical element having excellent shape accuracy and in which a nano-level antireflection structure is formed with high precision. Furthermore, a mold suitable for manufacturing such a composite optical element can be obtained.

本発明の第一の実施態様の一実施例による複合型光学素子を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a composite optical element according to an example of the first embodiment of the present invention. 第一の樹脂層の屈折率N₁と第二の樹脂層の屈折率N₂の屈折率差N₁－N₂と波長400～700 nmの平均反射率との関係を示すグラフである。2 is a graph showing the relationship between the refractive index difference N ₁ −N ₂ between the refractive index N 1 of the first resin layer and the refractive index _N ₂ of the second resin layer and the average reflectance at a wavelength of 400 to 700 nm. 本発明の第一の実施態様の一実施例による複合型光学素子の製造方法を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a method for manufacturing a composite optical element according to an example of the first embodiment of the present invention. 成形用金型と、成形用金型を用いて第一の突起群を形成する工程を示す図である。It is a figure which shows the process of forming a first protrusion group using a molding die and a molding die. 本発明の第二の実施態様の一実施例による複合型光学素子を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a composite optical element according to an example of the second embodiment of the present invention. 本発明の第二の実施態様の一実施例による複合型光学素子の製造方法を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of the composite type optical element by one Example of the second embodiment of this invention. 成形用金型と、成形用金型を用いて第二の突起群を形成する工程を示す図である。It is a figure which shows the process of forming a second protrusion group using a molding die and a molding die. 本発明の一実施例による成形用金型の製造方法を示すグラフである。1 is a graph showing a method for manufacturing a molding die according to an embodiment of the present invention. 成形用金型の成形面の微細凹凸構造を示す電子顕微鏡写真である。It is an electron micrograph showing the fine unevenness structure of the molding surface of a molding die. 成形用金型の成形面の分光反射率を示すグラフである。It is a graph showing the spectral reflectance of the molding surface of the molding die. 第一の樹脂層の外表面に、0°、5°、10°、15°、20°、25°及び30°で光を入射させたときの分光反射率を示すグラフである。2 is a graph showing spectral reflectance when light is incident on the outer surface of the first resin layer at 0°, 5°, 10°, 15°, 20°, 25°, and 30°. 第一の樹脂層の外表面に、0°、5°、10°、15°及び20°で光を入射させたときの分光反射率を示すグラフである。2 is a graph showing the spectral reflectance when light is incident on the outer surface of the first resin layer at 0°, 5°, 10°, 15°, and 20°. 従来の複合化非球面レンズを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a conventional composite aspherical lens. 従来の多層膜コートの分光反射率を示すグラフである。It is a graph showing the spectral reflectance of a conventional multilayer film coating.

[1] 第一の実施態様
(1) 複合型光学素子
本発明の第一の実施態様による複合型光学素子は、ガラス基材と、前記ガラス基材の少なくとも一面に設けられた樹脂層とを有する複合型光学素子であって、前記樹脂層は、球面又は非球面の外表面を有する第一の樹脂層と、前記ガラス基材と前記第一の樹脂層との間に設けられた第二の樹脂層とからなり、前記外表面に、その根元から先端に向けて縮径した針状又は錐状の形状を有する微細な第一の突起群により第一の反射防止構造が形成されていることを特徴とする。 [1] First embodiment
(1) Composite optical element The composite optical element according to the first embodiment of the present invention is a composite optical element having a glass base material and a resin layer provided on at least one surface of the glass base material. , the resin layer consists of a first resin layer having a spherical or aspherical outer surface, and a second resin layer provided between the glass base material and the first resin layer, A first antireflection structure is formed on the outer surface by a first group of minute projections having a needle-like or cone-like shape whose diameter decreases from the root to the tip.

図１は本発明の第一の実施態様の一実施例による複合型光学素子を示す。図１に示す複合型光学素子１は、ガラス基材10の一方の面11に樹脂層20が設けられており、樹脂層20は、球面又は非球面の外表面31を有する第一の樹脂層30と、ガラス基材10と第一の樹脂層30との間に設けられた第二の樹脂層40とからなる。第一の樹脂層30の外表面31には、その根元から先端に向けて縮径した針状又は錐状の形状を有する微細な第一の突起群32により第一の反射防止構造50が形成されている。なお図1(b) は図1(a) の拡大図であり、説明のために、第一の反射防止構造50を備える第一の樹脂層30を拡大して描写した概略図である。 FIG. 1 shows a composite optical element according to an example of the first embodiment of the present invention. In the composite optical element 1 shown in FIG. 1, a resin layer 20 is provided on one surface 11 of a glass substrate 10, and the resin layer 20 is a first resin layer having a spherical or aspherical outer surface 31. 30, and a second resin layer 40 provided between the glass base material 10 and the first resin layer 30. A first antireflection structure 50 is formed on the outer surface 31 of the first resin layer 30 by a first group of fine protrusions 32 having a needle-like or conical shape whose diameter decreases from the root to the tip. has been done. Note that FIG. 1(b) is an enlarged view of FIG. 1(a), and for the sake of explanation, is a schematic diagram depicting the first resin layer 30 provided with the first antireflection structure 50 in an enlarged manner.

ガラス基材10は、平板状でも良いし、レンズ状でも良く、光学部品に用いるガラス基材であれば適用可能である。またガラス基材10の少なくとも一方の面11が曲面を有していているのが好ましい。ガラス基材10の材料は、特に限定されないが、BK7、LASF01、LASF016、LaFK55、LAK14、SF5等の光学ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、青板ガラス、白板ガラス等が挙げられる。 The glass substrate 10 may be flat or lens-shaped, and any glass substrate used for optical components can be used. Further, it is preferable that at least one surface 11 of the glass substrate 10 has a curved surface. The material of the glass substrate 10 is not particularly limited, but examples include optical glasses such as BK7, LASF01, LASF016, LaFK55, LAK14, and SF5, Pyrex (registered trademark) glass, blue plate glass, and white plate glass.

複合型光学素子１は、ガラス基材10とその一方の面11に設けられた樹脂層20とにより構成されており、樹脂層20の外表面（第一の樹脂層30の外表面31）が複合型光学素子１の一面を形成している。第一の樹脂層30の外表面31は球面又は非球面であり、非球面であるのが好ましい。本発明の複合型光学素子は、非球面複合型レンズであるのが望ましい。 The composite optical element 1 is composed of a glass base material 10 and a resin layer 20 provided on one surface 11 thereof, and the outer surface of the resin layer 20 (the outer surface 31 of the first resin layer 30) is It forms one surface of the composite optical element 1. The outer surface 31 of the first resin layer 30 is spherical or aspherical, preferably aspherical. The composite optical element of the present invention is preferably an aspherical composite lens.

ガラス基材10の樹脂層20側の表面11には、ガラス基材10と樹脂層20との屈折率差による光学的に無視できない有害な光の反射の発生を防止するために、反射防止膜を適宜形成しても良い。 An anti-reflection film is provided on the surface 11 of the glass base material 10 on the resin layer 20 side in order to prevent the occurrence of harmful reflection of light that cannot be ignored due to the difference in refractive index between the glass base material 10 and the resin layer 20. may be formed as appropriate.

樹脂層20の厚さは、30μm～1000μmの範囲であるのが好ましい。樹脂層20の厚さがこの範囲であれば、高い形状精度で所望の形状の樹脂層20を形成することができる。樹脂層20の厚さは、100μm～500μmの範囲であるのがより好ましい。 The thickness of the resin layer 20 is preferably in the range of 30 μm to 1000 μm. If the thickness of the resin layer 20 is within this range, the resin layer 20 can be formed in a desired shape with high shape accuracy. The thickness of the resin layer 20 is more preferably in the range of 100 μm to 500 μm.

第二の樹脂層40の表面41は、第一の突起群32を除いた樹脂層20の外表面（第一の樹脂層30の外表面31）に近い形状を有するのが好ましい。すなわち、第二の樹脂層40は、樹脂層20に近い厚みを有しており、第一の突起群32を除いた樹脂層20と近い外観を有する。それにより、第一の樹脂層30の厚さを小さくすることができる。 The surface 41 of the second resin layer 40 preferably has a shape close to the outer surface of the resin layer 20 (the outer surface 31 of the first resin layer 30) excluding the first protrusion group 32. That is, the second resin layer 40 has a thickness similar to that of the resin layer 20, and has an appearance similar to that of the resin layer 20 excluding the first protrusion group 32. Thereby, the thickness of the first resin layer 30 can be reduced.

第一の樹脂層30は、その根元から先端に向けて縮径した針状又は錐状の形状を有する微細な第一の突起群32を外表面31に備える。第一の突起群32の突起の形状としては、針状のみならず、円錐状、多角錐状、円錐台状、多角錐台状、放物形状等が挙げられる。このような先端に向けて縮径する形状を有する微細突起群が形成された表面は、柱状体の突起が形成されている場合に比べて入射光が反射し難く、高い反射防止効果を奏する。 The first resin layer 30 includes, on its outer surface 31, a first group of fine protrusions 32 having a needle-like or cone-like shape whose diameter decreases from the root to the tip. The shapes of the protrusions of the first protrusion group 32 include not only needle shapes but also conical shapes, polygonal pyramid shapes, truncated conical shapes, polygonal truncated pyramid shapes, parabolic shapes, and the like. A surface on which a group of fine protrusions having a diameter decreasing toward the tip is formed is less likely to reflect incident light than a surface on which columnar protrusions are formed, and exhibits a high antireflection effect.

第一の突起群32の形状及びピッチを制御することにより、極めて高い反射防止効果を発揮することができる。第一の突起群32の平均高さ(H) は200 nm～3000 nmであるのが好ましく、250 nm～1370 nmであるのがより好ましい。第一の突起群32の根元の直径、すなわち平均最大径(D) が50 nm～300 nmの範囲内であるのが好ましく、80 nm～220 nmの範囲内であるのがより好ましい。第一の突起群32のピッチ(P) は50 nm～300 nmの範囲内であるのが好ましく、120 nm～220 nmの範囲内であるのがより好ましい。特に、突起の高さが200 nm以上であり、かつ、140 nm以下のピッチで形成されていれば、無反射の構造とすることができる。 By controlling the shape and pitch of the first group of protrusions 32, extremely high antireflection effects can be achieved. The average height (H) of the first protrusion group 32 is preferably 200 nm to 3000 nm, more preferably 250 nm to 1370 nm. The diameter of the base of the first protrusion group 32, ie, the average maximum diameter (D), is preferably within the range of 50 nm to 300 nm, more preferably within the range of 80 nm to 220 nm. The pitch (P) of the first protrusion group 32 is preferably within the range of 50 nm to 300 nm, more preferably within the range of 120 nm to 220 nm. In particular, if the protrusions have a height of 200 nm or more and are formed at a pitch of 140 nm or less, a non-reflective structure can be obtained.

第一の突起群32の先端部の角度（頂角）を２θ、根元部分の半径（D／2）をr、高さをHとすると、tanθ＝r／Hより、θ＝tan^-1（r／H）となる。そして、無反射構造となるには、理論上、第一の突起群32のピッチ(P)＜137 nm、高さ(H)＞200 nmが条件となる。これより、２θ＜37.8°の場合に無反射構造となる。従って、第一の突起群32の先端部の角度が上記の関係を満たすときに無反射又はそれに近い反射率を達成できると考えられる。ただし、先端部の角度が小さすぎる場合は、転写時に突起が折れやすく、また、径が均一な柱状に近づいて反射率が上昇してしまうものと考えられる。従って、第一の突起群32の先端部の角度は３°以上であるのが好ましく、10°以上であるのがより好ましく、15°以上であるのが特に好ましい。 If the angle (apex angle) of the tip of the first protrusion group 32 is 2θ, the radius (D/2) of the root portion is r, and the height is H, then from tanθ=r/H, θ=tan ^-1 ( r/H). Theoretically, the pitch (P) of the first protrusion group 32 must be <137 nm and the height (H) >200 nm to obtain a non-reflection structure. From this, it becomes a non-reflection structure when 2θ<37.8°. Therefore, it is considered that when the angle of the tip of the first protrusion group 32 satisfies the above relationship, no reflection or reflectance close to it can be achieved. However, if the angle of the tip is too small, the protrusion is likely to break during transfer, and it is thought that the reflectance will increase as the protrusion approaches a columnar shape with a uniform diameter. Therefore, the angle of the tip of the first projection group 32 is preferably 3° or more, more preferably 10° or more, and particularly preferably 15° or more.

第一の樹脂層30の厚さは、第一の突起群32の平均高さ（第一の反射防止構造50の高さ）に10 nm～10000 nmを足し合わせた厚さであるのが好ましい。第一の突起群32の平均高さが上記の範囲内である場合、足し合わせた厚さは210 nm～13000 nm程度であり、そのように第一の樹脂層30の厚さを小さくすることにより、第二の樹脂層40の厚さを大きくし、第二の樹脂層40の表面41を、第一の突起群32を除いた樹脂層20の外表面（第一の樹脂層30の外表面31）に近い形状にすることができる。第一の樹脂層30の厚さは、第一の突起群32の平均高さに50 nm～100 nmを足し合わせた厚さであるのが好ましい。 The thickness of the first resin layer 30 is preferably the sum of the average height of the first protrusion group 32 (the height of the first antireflection structure 50) from 10 nm to 10000 nm. . When the average height of the first protrusion group 32 is within the above range, the total thickness is about 210 nm to 13000 nm, and the thickness of the first resin layer 30 can be reduced accordingly. By increasing the thickness of the second resin layer 40, the surface 41 of the second resin layer 40 is changed to the outer surface of the resin layer 20 excluding the first protrusion group 32 (the outer surface of the first resin layer 30). It can be made into a shape close to the surface 31). The thickness of the first resin layer 30 is preferably the sum of the average height of the first protrusion group 32 and 50 nm to 100 nm.

第一の樹脂層30の屈折率をN₁とし、第二の樹脂層40の屈折率をN₂として、下記式(1) の関係を満たすのが好ましい。
|N₁－N₂|≦0.40 ・・・(1)
N₁とN₂の屈折率差|N₁－N₂|が0.40超であると、第一の樹脂層30と第二の樹脂層40の境界面における反射が大きくなり、反射性能が悪化するおそれがある。 It is preferable that the following formula (1) be satisfied, where the refractive index of the first resin layer 30 is N ₁ and the refractive index of the second resin layer 40 is N ₂ .
|N ₁ −N ₂ |≦0.40 ・・・(1)
If the refractive index difference |N ₁ - N ₂ | between N ₁ and _{N 2} is more than 0.40, reflection at the interface between the first resin layer 30 and the second resin layer 40 will increase, and the reflection performance will deteriorate. There is a risk.

例えば、第一の樹脂層30の屈折率N₁=1.50とし、第一の反射防止構造50の構造高さを350 nmとし、その下層部の厚さを80 nmとし、第二の樹脂層40の屈折率N₂を1.4～1.9と変化させたときの、大気から第一の樹脂層30の外表面31に0°（中央部）で光を入射させたときの分光反射率を測定し、第一の樹脂層30の屈折率N₁と第二の樹脂層40の屈折率N₂の屈折率差N₁－N₂と、波長400～700 nmの平均反射率との関係を図２にプロットした。図２に示すように、屈折率差|N₁－N₂|が0.40以内であると、表面反射率が１％以内に収まり、良好な反射性能が得られることが分かる。 For example, the refractive index N ₁ of the first resin layer 30 is 1.50, the structural height of the first antireflection structure 50 is 350 nm, the thickness of the lower layer is 80 nm, and the second resin layer 40 is Measure the spectral reflectance when light is incident on the outer surface 31 of the first resin layer 30 at 0° (center) from the atmosphere when the refractive index N ₂ of is changed from 1.4 to 1.9, Figure 2 shows the relationship between the refractive index difference N ₁ - N ₂ between the refractive index N ₁ of the first resin layer 30 and the refractive index N ₂ of the second resin layer 40 and the average reflectance at wavelengths of 400 to 700 nm. Plotted. As shown in FIG. 2, it can be seen that when the refractive index difference |N ₁ −N ₂ | is within 0.40, the surface reflectance is within 1% and good reflection performance can be obtained.

(2) 複合型光学素子の製造方法
上述の複合型光学素子を製造する本発明の第一の実施態様による方法は、前記ガラス基材の表面に高粘度のエネルギー硬化性樹脂を供給し、前記第二の樹脂層の前記第一の樹脂層側の面の形状に成形した後、光硬化させて前記第二の樹脂層を形成し、前記第二の樹脂層の表面に低粘度のエネルギー硬化性樹脂を供給し、前記第一の突起群が形成された前記第一の樹脂層の外表面の形状に成形した後、光硬化させて前記第一の樹脂層を形成し、前記第一の樹脂層を成形するのに、前記第一の突起群が形成された前記第一の樹脂層の外表面の反転形状を有する微細凹凸構造が形成された成形面を有する成形用金型を用いることを特徴とする。 (2) Method for manufacturing a composite optical element The method according to the first embodiment of the present invention for manufacturing the above-mentioned composite optical element includes supplying a high-viscosity energy-curable resin to the surface of the glass substrate, After molding the second resin layer into the shape of the surface on the first resin layer side, the second resin layer is formed by photocuring, and the surface of the second resin layer is energy-cured with low viscosity. After supplying a plastic resin and molding it into the shape of the outer surface of the first resin layer on which the first protrusion group is formed, the first resin layer is formed by photocuring, and the first resin layer is formed by photocuring. To mold the resin layer, a molding die having a molding surface on which a fine uneven structure is formed that has an inverted shape of the outer surface of the first resin layer on which the first projection group is formed is used. It is characterized by

図１の複合型光学素子１を製造する方法の一例を図３を用いて以下説明する。ガラス基材10の表面11に高粘度のエネルギー硬化性樹脂Aを供給（滴下）する（工程１）。高粘度のエネルギー硬化性樹脂は収縮率が小さいため、高い形状精度を発揮し得る。エネルギー硬化性樹脂としては、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂が挙げられ、特に紫外線硬化性樹脂が好ましい。高粘度のエネルギー硬化性樹脂の粘度は1000～5500 mPa・sであるのが好ましい。エネルギー硬化性樹脂の粘度がこの範囲であると、収縮率が十分に小さい上に、適度な成形性を備え、極めて高い形状精度を発揮し得る。高粘度のエネルギー硬化性樹脂の粘度は2000～4000 mPa・sであるのがより好ましい。高粘度のエネルギー硬化性樹脂としては、例えば、電気化学工業株式会社のハードロックOP-1840-05等が挙げられる。 An example of a method for manufacturing the composite optical element 1 shown in FIG. 1 will be described below with reference to FIG. 3. High-viscosity energy-curable resin A is supplied (dropped) onto the surface 11 of the glass substrate 10 (step 1). High-viscosity energy-curable resins have a low shrinkage rate, so they can exhibit high shape accuracy. Examples of energy-curable resins include thermosetting resins and photocurable resins, with ultraviolet curable resins being particularly preferred. The high viscosity energy curable resin preferably has a viscosity of 1000 to 5500 mPa·s. When the viscosity of the energy-curable resin is within this range, the shrinkage rate is sufficiently small, and it also has appropriate moldability and can exhibit extremely high shape accuracy. More preferably, the viscosity of the high-viscosity energy-curable resin is 2000 to 4000 mPa·s. Examples of high-viscosity energy-curable resins include Hardlock OP-1840-05 manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.

成形用金型を、エネルギー硬化性樹脂Aが供給されたガラス基材10の表面11に押圧する（工程２）。成形用金型の成形面は、第二の樹脂層40の表面41の反転形状を有する。成形用金型を押圧した状態で、紫外線等のエネルギーを照射し、エネルギー硬化性樹脂Aを硬化させる（工程３）。それにより、ガラス基材10の表面11に第二の樹脂層40が形成される。 A molding die is pressed against the surface 11 of the glass substrate 10 supplied with the energy-curable resin A (Step 2). The molding surface of the molding die has an inverted shape of the surface 41 of the second resin layer 40. While the mold is pressed, energy such as ultraviolet rays is irradiated to harden the energy-curable resin A (Step 3). Thereby, the second resin layer 40 is formed on the surface 11 of the glass base material 10.

成形用金型を、第二の樹脂層40が形成されたガラス基材10から剥離する（工程４）。成形用金型を剥離しやすいように、成形用金型の成形面に予め離型剤塗布などの離型処理を行っているのが望ましい。 The molding die is peeled off from the glass substrate 10 on which the second resin layer 40 is formed (Step 4). In order to make the molding die easier to peel off, it is desirable that the molding surface of the molding die be subjected to mold release treatment such as application of a mold release agent in advance.

第二の樹脂層40の表面41に低粘度のエネルギー硬化性樹脂Bを供給（滴下）する（工程５）。低粘度のエネルギー硬化性樹脂は転写性に優れているため、第一の突起群32を高い精度で転写することができる。エネルギー硬化性樹脂としては、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂が挙げられ、特に紫外線硬化性樹脂が好ましい。低粘度のエネルギー硬化性樹脂の粘度は5～80 mPa・sであるのが好ましい。エネルギー硬化性樹脂の粘度がこの範囲であると、転写性に優れている上に、十分な成形性を備え、十分な形状精度で第一の樹脂層30を形成しつつ、極めて高い精度での第一の突起群32の転写が可能になる。低粘度のエネルギー硬化性樹脂の粘度は9～60 mPa・sであるのがより好ましい。低粘度のエネルギー硬化性樹脂としては、例えば、東洋合成株式会社製のPAK-01及びPAK-02，マイクロレジストテクノロジー社製のmr-UVCur06等が挙げられる。 Low-viscosity energy-curable resin B is supplied (dropped) onto the surface 41 of the second resin layer 40 (step 5). Since the low-viscosity energy-curable resin has excellent transferability, the first protrusion group 32 can be transferred with high precision. Examples of energy-curable resins include thermosetting resins and photocurable resins, with ultraviolet curable resins being particularly preferred. The low viscosity energy curable resin preferably has a viscosity of 5 to 80 mPa·s. When the viscosity of the energy-curable resin is within this range, it not only has excellent transferability but also has sufficient formability, and while forming the first resin layer 30 with sufficient shape accuracy, it can be formed with extremely high precision. Transfer of the first projection group 32 becomes possible. The viscosity of the low-viscosity energy-curable resin is more preferably 9 to 60 mPa·s. Examples of low-viscosity energy-curable resins include PAK-01 and PAK-02 manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd., and mr-UVCur06 manufactured by Microresist Technology.

成形用金型70を、エネルギー硬化性樹脂Bが供給された第二の樹脂層40の表面41に押圧する（工程６）。成形用金型70は、図４に示すように、第一の突起群32が形成された第一の樹脂層30の外表面31の反転形状を有する微細凹凸構造72が形成された成形面71を有している。成形用金型70の微細凹凸構造72は、図４に示すように、凹部が先鋭化しており、エネルギー硬化性樹脂Bが低粘度であるため、図4(2)～(4) に示すように、微細凹凸構造72の狭い凹部に十分に浸透し、突起の先端が先鋭化した形状になる。 The molding die 70 is pressed against the surface 41 of the second resin layer 40 supplied with the energy-curable resin B (Step 6). As shown in FIG. 4, the molding die 70 has a molding surface 71 on which a fine unevenness structure 72 is formed, which has an inverted shape of the outer surface 31 of the first resin layer 30 on which the first projection group 32 is formed. have. As shown in FIG. 4, the fine unevenness structure 72 of the molding die 70 has sharp recesses, and since the energy-curable resin B has a low viscosity, Then, the protrusions sufficiently penetrate into the narrow recesses of the fine unevenness structure 72, and the tips of the protrusions become sharpened.

成形用金型70を押圧した状態で、紫外線等のエネルギーを照射し、エネルギー硬化性樹脂Bを硬化させる（工程７）。それにより、第二の樹脂層40の表面41に第一の樹脂層30が形成される。エネルギー硬化性樹脂Bが微細凹凸構造72の狭い凹部に十分に浸透しているため、突起の先端が先鋭化した形状のまま硬化され、第一の樹脂層30の外表面31に突起の先端が先鋭化した第一の突起群32が形成される。 While the molding die 70 is pressed, energy such as ultraviolet rays is irradiated to harden the energy-curable resin B (Step 7). As a result, the first resin layer 30 is formed on the surface 41 of the second resin layer 40. Since the energy-curable resin B has sufficiently penetrated into the narrow recesses of the fine unevenness structure 72, the tips of the protrusions are cured with their sharpened shapes, and the tips of the protrusions are formed on the outer surface 31 of the first resin layer 30. A sharpened first protrusion group 32 is formed.

成形用金型70を、第一の樹脂層30及び第二の樹脂層40が形成されたガラス基材10から剥離する（工程８）。それにより、図１の複合型光学素子１が得られる。 The molding die 70 is peeled off from the glass substrate 10 on which the first resin layer 30 and the second resin layer 40 are formed (Step 8). Thereby, the composite optical element 1 shown in FIG. 1 is obtained.

[2] 第二の実施態様
(1) 複合型光学素子
本発明の第二の実施態様による複合型光学素子は、ガラス基材と、前記ガラス基材の少なくとも一面に設けられた樹脂層とを有する複合型光学素子であって、前記樹脂層は、球面又は非球面の外表面を有する第一の樹脂層と、前記ガラス基材と前記第一の樹脂層との間に設けられた第二の樹脂層とからなり、前記外表面に、その根元から先端に向けて縮径した針状又は錐状の形状を有する微細な第一の突起群により第一の反射防止構造が形成されており、前記第二の樹脂層の前記第一の樹脂層側の面に形成され、その根元から先端に向けて縮径した針状又は錐状の形状を有する微細な第二の突起群と、前記第一の樹脂層の前記第二の樹脂層側の面に形成され、前記第二の突起群と相補的な形状を有する第三の突起群とにより、前記第二の樹脂層と前記第一の樹脂層との境界面に第二の反射防止構造が形成されていることを特徴とする。 [2] Second embodiment
(1) Composite optical element A composite optical element according to a second embodiment of the present invention is a composite optical element having a glass base material and a resin layer provided on at least one surface of the glass base material. , the resin layer consists of a first resin layer having a spherical or aspherical outer surface, and a second resin layer provided between the glass base material and the first resin layer, A first anti-reflection structure is formed on the outer surface by a first group of fine protrusions having a needle-like or cone-like shape whose diameter decreases from the root to the tip, and the second resin layer a second group of fine protrusions formed on the surface on the first resin layer side and having a needle-like or cone-like shape whose diameter decreases from the root to the tip; A third group of protrusions is formed on the surface on the side of the second resin layer and has a complementary shape to the second group of protrusions, so that the interface between the second resin layer and the first resin layer is It is characterized in that a second antireflection structure is formed.

本実施態様による複合型光学素子は、第二の樹脂層と第一の樹脂層との境界面に第二の反射防止構造が形成されている点で第一の実施態様による複合型光学素子と異なる。図５は第二の実施態様の一実施例による複合型光学素子を示す。図５に示す複合型光学素子２は、ガラス基材10の一方の面11に樹脂層20が設けられており、樹脂層20は、球面又は非球面の外表面31を有する第一の樹脂層30と、ガラス基材10と第一の樹脂層30との間に設けられた第二の樹脂層40とからなる。第一の樹脂層30の外表面31には、その根元から先端に向けて縮径した針状又は錐状の形状を有する微細な第一の突起群32により第一の反射防止構造50が形成されている。第二の樹脂層40の第一の樹脂層30側の面41に形成され、その根元から先端に向けて縮径した針状又は錐状の形状を有する微細な第二の突起群42と、第一の樹脂層30の第二の樹脂層40側の面33に形成され、第二の突起群42と相補的な形状を有する第三の突起群34とにより、第二の樹脂層40と第一の樹脂層30との境界面に第二の反射防止構造60が形成されている。なお図5(b) は図5(a) の拡大図であり、説明のために、第一の反射防止構造50を備える第一の樹脂層30と第二の反射防止構造60を拡大して描写した概略図である。 The composite optical element according to this embodiment is different from the composite optical element according to the first embodiment in that a second antireflection structure is formed on the interface between the second resin layer and the first resin layer. different. FIG. 5 shows a composite optical element according to an example of the second embodiment. In the composite optical element 2 shown in FIG. 5, a resin layer 20 is provided on one surface 11 of a glass substrate 10, and the resin layer 20 is a first resin layer having a spherical or aspherical outer surface 31. 30, and a second resin layer 40 provided between the glass base material 10 and the first resin layer 30. A first antireflection structure 50 is formed on the outer surface 31 of the first resin layer 30 by a first group of fine protrusions 32 having a needle-like or conical shape whose diameter decreases from the root to the tip. has been done. A second group of fine protrusions 42 formed on the surface 41 of the second resin layer 40 on the first resin layer 30 side and having an acicular or conical shape whose diameter decreases from the root to the tip; A third protrusion group 34 is formed on the surface 33 of the first resin layer 30 on the second resin layer 40 side and has a complementary shape to the second protrusion group 42. A second antireflection structure 60 is formed at the interface with the first resin layer 30. Note that FIG. 5(b) is an enlarged view of FIG. 5(a), and for the sake of explanation, the first resin layer 30 including the first anti-reflection structure 50 and the second anti-reflection structure 60 are enlarged. FIG.

第二の樹脂層40の第二の突起群42と第一の樹脂層30の第三の突起群34とにより、第二の樹脂層40と第一の樹脂層30との境界面に第二の反射防止構造60が形成されていることにより、第二の樹脂層40と第一の樹脂層30との境界面に高い反射防止効果を付与し、境界面における光の反射を低減できる。 The second group of protrusions 42 of the second resin layer 40 and the third group of protrusions 34 of the first resin layer 30 create a second By forming the antireflection structure 60, a high antireflection effect can be imparted to the interface between the second resin layer 40 and the first resin layer 30, and light reflection at the interface can be reduced.

第二の突起群42の平均高さ（第二の反射防止構造60の高さ）は、第一の突起群32の平均高さと同程度でも良いが、100 nm～1000 nmの範囲であるのが好ましい。また第二の突起群42の平均最大径及びピッチは、第一の突起群32の平均最大径及びピッチと同程度でも良い。 The average height of the second projection group 42 (the height of the second antireflection structure 60) may be approximately the same as the average height of the first projection group 32, but it may be in the range of 100 nm to 1000 nm. is preferred. Further, the average maximum diameter and pitch of the second projection group 42 may be approximately the same as the average maximum diameter and pitch of the first projection group 32.

第一の突起群32の先端が第二の突起群42の先端よりも先鋭化していても良い。すなわち、第二の突起群42の先端が第一の突起群32の先端がよりも丸みを帯びていても良い。第一の反射防止構造50を構成する第一の突起群32は、第一の樹脂層30の外表面31に設けられており、すなわち、第一の樹脂層30と大気（空気）との境界面に設けられている。樹脂層の屈折率は、一般に空気の屈折率n₀=1.00との差が大きいため、第一の樹脂層30と大気（空気）との境界面における屈折率差が大きく、十分な反射低減効果が発揮するためには、第一の突起群32の先端が先鋭化していることが求められる。それに対し、第二の反射防止構造60を構成する第二の突起群42は、第二の樹脂層40の第一の樹脂層30と接する面41に設けられており、樹脂層間の屈折率差は、樹脂層と空気との間の屈折率差と比べて一般に小さいため、第一の突起群32ほど先端が先鋭化していなくても、十分な反射低減効果を発揮し得る。 The tips of the first group of protrusions 32 may be sharper than the tips of the second group of protrusions 42. That is, the tips of the second group of protrusions 42 may be more rounded than the tips of the first group of protrusions 32. The first projection group 32 constituting the first antireflection structure 50 is provided on the outer surface 31 of the first resin layer 30, that is, the boundary between the first resin layer 30 and the atmosphere (air). It is placed on the surface. The refractive index of the resin layer generally has a large difference from the refractive index of air n ₀ =1.00, so the difference in refractive index at the interface between the first resin layer 30 and the atmosphere (air) is large, and a sufficient reflection reduction effect is achieved. In order for this to occur, the tips of the first protrusion group 32 are required to be sharpened. On the other hand, the second projection group 42 constituting the second antireflection structure 60 is provided on the surface 41 of the second resin layer 40 that is in contact with the first resin layer 30, and the refractive index difference between the resin layers is generally smaller than the refractive index difference between the resin layer and air, so even if the tips are not as sharp as the first protrusion group 32, a sufficient reflection reduction effect can be achieved.

さらに、第二の樹脂層40と第一の樹脂層30との境界面に第二の突起群42及び第三の突起群34を設けることにより、第二の樹脂層40と第一の樹脂層30との接着力を高める効果を発揮する。すなわち、樹脂層同士の境界面が鏡面よりもナノレベルの凹凸を有する構造のほうが接着面積が大きくなり、絶対的な接着力も大きくなるので、熱衝撃などに対して剥がれに非常に強い構造となる。 Furthermore, by providing the second protrusion group 42 and the third protrusion group 34 on the interface between the second resin layer 40 and the first resin layer 30, the second resin layer 40 and the first resin layer Demonstrates the effect of increasing the adhesive strength with 30. In other words, a structure in which the interface between resin layers has nano-level irregularities has a larger adhesion area than a mirror surface, and the absolute adhesion force is also greater, resulting in a structure that is extremely resistant to peeling due to thermal shock, etc. .

本実施態様の第一の反射防止構造50の高さ、平均最大径及びピッチは、第一の実施態様のものと同じで良い。その他、第一の実施態様と共通する箇所については説明を省略する。 The height, average maximum diameter, and pitch of the first antireflection structure 50 of this embodiment may be the same as those of the first embodiment. Descriptions of other parts common to the first embodiment will be omitted.

本実施態様では、第二の反射防止構造60が形成されているので、第一の樹脂層30の屈折率N₁と第二の樹脂層40の屈折率N₂との屈折率差|N₁－N₂|がある程度大きくても、第二の樹脂層40と第一の樹脂層30との境界面における反射を小さく抑えることができる。第一の樹脂層30の屈折率N₁と第二の樹脂層40の屈折率N₂との屈折率差|N₁－N₂|は、下記式(1) の関係を満たすのが特に好ましい。
|N₁－N₂|≦0.40 ・・・(1) In this embodiment, since the second antireflection structure 60 is formed, the refractive index difference |N ₁ between the refractive index N ₁ of the first resin layer 30 and the refractive index N ₂ of the second resin layer 40 is Even if −N ₂ | is large to some extent, reflection at the interface between the second resin layer 40 and the first resin layer 30 can be suppressed to a small level. It is particularly preferable that the refractive index difference |N ₁ −N ₂ | between the refractive index N ₁ of the first resin layer 30 and the refractive index N ₂ of the second resin layer 40 satisfies the relationship of formula (1) below. .
|N ₁ −N ₂ |≦0.40 ・・・(1)

(2) 複合型光学素子の製造方法
上述の複合型光学素子を製造する本発明の第二の実施態様による方法は、前記ガラス基材の表面に高粘度のエネルギー硬化性樹脂を供給し、成形用金型を用いて前記第二の突起群が形成された前記第二の樹脂層の面の形状に成形した後、光硬化させて前記第二の樹脂層を形成し、前記第二の樹脂層の表面に低粘度のエネルギー硬化性樹脂を供給し、成形用金型を用いて前記第一の突起群が形成された前記第一の樹脂層の外表面の形状に成形した後、光硬化させて前記第一の樹脂層を形成することを特徴とする。 (2) Method for manufacturing a composite optical element The method according to the second embodiment of the present invention for manufacturing the above-mentioned composite optical element includes supplying a high-viscosity energy-curable resin to the surface of the glass substrate, and molding. After molding using a mold into the shape of the surface of the second resin layer on which the second group of protrusions is formed, the second resin layer is formed by photocuring, and the second resin layer is formed by photo-curing. After supplying a low-viscosity energy-curable resin to the surface of the layer and molding it into the shape of the outer surface of the first resin layer on which the first projection group is formed using a molding die, photo-curing is performed. The method is characterized in that the first resin layer is formed by forming the first resin layer.

図５の複合型光学素子２を製造する方法の一例を図６を用いて以下説明する。ガラス基材10の表面11に高粘度のエネルギー硬化性樹脂Aを供給（滴下）する（工程１）。高粘度のエネルギー硬化性樹脂Aとしては、第一の実施態様と同じものを用いることができる。 An example of a method for manufacturing the composite optical element 2 of FIG. 5 will be described below with reference to FIG. 6. High-viscosity energy-curable resin A is supplied (dropped) onto the surface 11 of the glass substrate 10 (step 1). As the high-viscosity energy-curable resin A, the same resin as in the first embodiment can be used.

成形用金型80を、エネルギー硬化性樹脂Aが供給されたガラス基材10の表面11に押圧する（工程２）。成形用金型80は、図７に示すように、第二の突起群42が形成された第二の樹脂層40の表面41の反転形状を有する微細凹凸構造82が形成された成形面81を有する。成形用金型80の微細凹凸構造82として、図７に示すように、凹部が先鋭化したものを用いた場合でも、エネルギー硬化性樹脂Aが高粘度であるため、図7(2)～(4) に示すように、微細凹凸構造82の狭い凹部に十分に浸透することが出来ず、突起の先端が丸まった様な高さのない形状になる。 A molding die 80 is pressed against the surface 11 of the glass substrate 10 supplied with the energy-curable resin A (step 2). As shown in FIG. 7, the molding die 80 has a molding surface 81 on which a fine unevenness structure 82 is formed, which has an inverted shape of the surface 41 of the second resin layer 40 on which the second protrusion group 42 is formed. have As shown in FIG. 7, even when using the fine concavo-convex structure 82 of the molding die 80, as shown in FIG. 7, because the energy-curable resin A has a high viscosity, As shown in 4), the protrusions cannot sufficiently penetrate into the narrow recesses of the micro-rough structure 82, resulting in a shape with no height, as if the tips of the protrusions are rounded.

成形用金型80を押圧した状態で、紫外線等のエネルギーを照射し、エネルギー硬化性樹脂Aを硬化させる（工程３）。それにより、ガラス基材10の表面11に第二の樹脂層40が形成される。エネルギー硬化性樹脂Aが微細凹凸構造82の狭い凹部に十分に浸透していないため、突起の先端が丸まった様な高さのない形状のまま硬化され、第二の樹脂層40の表面41に突起の先端が丸まった第二の突起群42が形成される。 While the molding die 80 is pressed, energy such as ultraviolet rays is irradiated to harden the energy-curable resin A (Step 3). Thereby, the second resin layer 40 is formed on the surface 11 of the glass base material 10. Since the energy-curable resin A has not sufficiently penetrated into the narrow concave portions of the fine unevenness structure 82, the tips of the protrusions are cured in a rounded shape with no height, and the surface 41 of the second resin layer 40 is hardened. A second protrusion group 42 having rounded tips is formed.

成形用金型80を、第二の樹脂層40が形成されたガラス基材10から剥離する（工程４）。成形用金型80を剥離しやすいように、成形用金型80の成形面81に予め離型剤塗布などの離型処理を行っているのが望ましい。 The molding die 80 is peeled off from the glass substrate 10 on which the second resin layer 40 is formed (Step 4). In order to make it easier to separate the molding die 80, it is preferable that the molding surface 81 of the molding die 80 is subjected to a mold release treatment such as applying a mold release agent in advance.

第二の樹脂層40の表面41に低粘度のエネルギー硬化性樹脂Bを供給（滴下）する（工程５）。低粘度のエネルギー硬化性樹脂Bとしては、第一の実施態様と同じものを用いることができる。 Low-viscosity energy-curable resin B is supplied (dropped) onto the surface 41 of the second resin layer 40 (step 5). As the low-viscosity energy-curable resin B, the same one as in the first embodiment can be used.

成形用金型70を、エネルギー硬化性樹脂Bが供給された第二の樹脂層40の表面41に押圧する（工程６）。成形用金型70は、図４に示すように、第一の突起群32が形成された第一の樹脂層30の外表面31の反転形状を有する微細凹凸構造72が形成された成形面71を有しており、第一の実施態様で使用したものと同じものを用いることができる。成形用金型70の微細凹凸構造72は、図４に示すように、凹部が先鋭化しており、エネルギー硬化性樹脂Bが低粘度であるため、図4(2)～(4) に示すように、微細凹凸構造72の狭い凹部に十分に浸透し、突起の先端が先鋭化した形状になる。 The molding die 70 is pressed against the surface 41 of the second resin layer 40 supplied with the energy-curable resin B (Step 6). As shown in FIG. 4, the molding die 70 has a molding surface 71 on which a fine unevenness structure 72 is formed, which has an inverted shape of the outer surface 31 of the first resin layer 30 on which the first projection group 32 is formed. The same one used in the first embodiment can be used. As shown in FIG. 4, the fine unevenness structure 72 of the molding die 70 has sharp recesses, and since the energy-curable resin B has a low viscosity, Then, the protrusions sufficiently penetrate into the narrow recesses of the fine unevenness structure 72, and the tips of the protrusions become sharpened.

成形用金型70を、第一の樹脂層30及び第二の樹脂層40が形成されたガラス基材10から剥離する（工程８）。それにより、図５の複合型光学素子２が得られる。 The molding die 70 is peeled off from the glass substrate 10 on which the first resin layer 30 and the second resin layer 40 are formed (Step 8). Thereby, the composite optical element 2 shown in FIG. 5 is obtained.

本実施態様では、第二の樹脂層40を形成するのに成形用金型80を使用し、第一の樹脂層30を形成するのに成形用金型70を使用し、それぞれ別々の成形用金型を使用しているが、本発明はこれに限らず、第一の樹脂層30及び第二の樹脂層40を両方とも成形用金型70を用いても成形しても良い。それにより、ガラス基材10を成形機から外すことなく、連続で第二の樹脂層40及び第一の樹脂層30を形成することが可能となる。 In this embodiment, a molding die 80 is used to form the second resin layer 40, a molding die 70 is used to form the first resin layer 30, and separate molding molds are used. Although a mold is used, the present invention is not limited to this, and both the first resin layer 30 and the second resin layer 40 may be molded using the molding mold 70. Thereby, it becomes possible to continuously form the second resin layer 40 and the first resin layer 30 without removing the glass substrate 10 from the molding machine.

[3] 成形用金型の製造方法
上記の複合型光学素子の製造に好適な成形用金型の本発明の一実施態様による製造方法は、基材と、前記基材の表面に設けられ、その根元から先端に向けて縮径した針状又は錐状の形状を有する微細な突起群により微細凹凸構造が形成された成形面を有するガラス状カーボン部とを有する成形用金型の製造方法であって、前記基材の表面にガラス状カーボン材を形成し、前記ガラス状カーボン材の外表面を前記成形面の形状に加工した後、ECR型のイオンビーム加工又はICP型又はRIE型のプラズマ加工により前記成形面に前記微細凹凸構造を形成することを特徴とする。 [3] Method for manufacturing a molding mold A method for manufacturing a molding mold according to an embodiment of the present invention suitable for manufacturing the above-mentioned composite optical element includes a base material, a mold provided on the surface of the base material, A method for manufacturing a molding die having a glassy carbon part having a molding surface having a fine uneven structure formed by a group of fine protrusions having a needle-like or conical shape whose diameter decreases from the base to the tip. After forming a glassy carbon material on the surface of the base material and processing the outer surface of the glassy carbon material into the shape of the molding surface, ECR type ion beam processing or ICP type or RIE type plasma processing is performed. The method is characterized in that the fine uneven structure is formed on the molding surface by processing.

成形用金型の製造方法の一例として、図４に示す成形用金型70の製造方法を図８に示す。成形用金型70は、基材73と、基材73の表面74に設けられ、その根元から先端に向けて縮径した針状又は錐状の形状を有する微細な突起群により微細凹凸構造72が形成された成形面を有するガラス状カーボン部75とを有する。 As an example of a method for manufacturing a molding die, a method for manufacturing the molding die 70 shown in FIG. 4 is shown in FIG. The molding die 70 has a fine unevenness structure 72 formed by a base material 73 and a group of fine protrusions having a needle-like or cone-like shape that decreases in diameter from the root to the tip, and is provided on the surface 74 of the base material 73. The glass-like carbon part 75 has a molded surface formed with a glass-like carbon part 75.

基材73の表面74にガラス状カーボン材Cを形成する（工程１）。ガラス状カーボン材Cは、ガラス状カーボン部75に成形面71が形成し得る程度の厚さを有するのが望ましい。ガラス状カーボン材Cは、ガラス状炭素（グラッシーカーボン）からなり、接着剤等により基材73の表面74に強固に接着する。 A glassy carbon material C is formed on the surface 74 of the base material 73 (step 1). It is desirable that the glassy carbon material C has a thickness that allows forming the molding surface 71 on the glassy carbon portion 75. The glassy carbon material C is made of glassy carbon and is firmly adhered to the surface 74 of the base material 73 with an adhesive or the like.

ガラス状カーボン材Cを、その表面76が成形面71の微細凹凸構造72が形成されていない状態の形状になるように加工する（工程２）。この加工は、研削加工により行うのが望ましい。加工後のガラス状カーボン材Cの表面76に、さらに仕上げ研磨を行っても良い。 The glassy carbon material C is processed so that its surface 76 has a shape in which the fine unevenness structure 72 of the molding surface 71 is not formed (step 2). This processing is preferably performed by grinding. The surface 76 of the glassy carbon material C after processing may be further subjected to final polishing.

ガラス状カーボン材Cの表面76に、ECR加工を施し、微細凹凸構造72を形成する（工程３）。ECR加工とは、ECR型のイオンビーム加工装置を用いて、基材に対して酸素を含むガスを用いてイオンビーム加工を施すことにより該基材の表面に、その根元から先端に向けて縮径し、先端が先鋭化した針状又は錐状の形状を有する前記ガラス状炭素の微細な突起群からなる微細凹凸構造を形成する加工である（特許4550089号公報参照）。それにより、金属ナノ粒子をマスクとして用いてドライエッチングする加工方法と比べて、マスクもかけずに全面を一気に短時間で簡便に加工し、またその結果形状も崩さず均一な微細凹凸構造を形成することができる。かかるECR加工により、ムラのない均一な微細凹凸構造72を備えた成形用金型70が得られる。 The surface 76 of the glassy carbon material C is subjected to ECR processing to form a fine uneven structure 72 (step 3). ECR processing is an ion beam processing process that uses an ECR type ion beam processing device to perform ion beam processing on a base material using a gas containing oxygen, thereby shrinking the surface of the base material from the base to the tip. This process forms a fine uneven structure consisting of a group of fine protrusions of the glassy carbon having a needle-like or cone-like shape with a diameter and a sharpened tip (see Japanese Patent No. 4550089). As a result, compared to a dry etching method using metal nanoparticles as a mask, the entire surface can be easily processed in a short time without using a mask, and as a result, a uniform fine uneven structure is formed without destroying the shape. can do. Through such ECR processing, a molding die 70 having a uniform fine unevenness structure 72 is obtained.

本実施例では、ECR型のイオンビーム加工装置を用いて、ECR加工により基材の表面に微細凹凸構造を形成しているが、本発明はこれに限らず、ICP型又はRIE型のプラズマ加工により基材の表面に微細凹凸構造を形成できる。 In this embodiment, a fine uneven structure is formed on the surface of the base material by ECR processing using an ECR type ion beam processing device, but the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this. By this, a fine uneven structure can be formed on the surface of the base material.

得られた成形用金型70の成形面71に離型剤塗布などの離型処理を行っても良い（工程４）。それにより、成形する樹脂層の反射防止構造を壊すことなく、成形用金型70からの剥離が可能になる。 A mold release treatment such as applying a mold release agent may be performed on the molding surface 71 of the obtained molding die 70 (step 4). Thereby, it becomes possible to peel the resin layer from the molding die 70 without destroying the antireflection structure of the resin layer to be molded.

以下実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically explained below with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

実施例１
図４に示す成形用金型70を図８に示す工程で製造した。すなわち、窒化ケイ素の焼結体からなる基材73の表面74に東海カーボン株式会社製のガラス状カーボン材Cを形成し、研削加工により成形面71の微細凹凸構造72が形成されていない状態の形状に加工し、仕上げ研磨を行った。加工後のガラス状カーボン材Cを備えた基材73を、ECR型のイオンビーム加工装置（株式会社エリオニクス製、商品名：EIS-200ER）のホルダにセットした。ビーム引き出し電極とガラス状カーボン材Cの表面76との距離は17 cmであり、以下の条件で表面加工を行い、加工後のガラス状カーボン材Cの表面76に微細凹凸構造72を形成した。
加速電圧：1000 V
真空度： 1.3×10^-2Pa
ビーム径：20 mm
反応ガス：酸素
ガス流量：2.0 SCCM
加工時間：10分間 Example 1
A molding die 70 shown in FIG. 4 was manufactured through the steps shown in FIG. 8. That is, a glassy carbon material C manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd. is formed on the surface 74 of a base material 73 made of a sintered body of silicon nitride, and the fine uneven structure 72 of the molded surface 71 is not formed by grinding. It was processed into a shape and finished polished. The base material 73 provided with the processed glassy carbon material C was set in the holder of an ECR type ion beam processing device (manufactured by Elionix Co., Ltd., trade name: EIS-200ER). The distance between the beam extraction electrode and the surface 76 of the glassy carbon material C was 17 cm, and surface processing was performed under the following conditions to form a fine uneven structure 72 on the surface 76 of the glassy carbon material C after processing.
Acceleration voltage: 1000V
Vacuum degree: 1.3×10 ^-2 Pa
Beam diameter: 20 mm
Reactant gas: Oxygen Gas flow rate: 2.0 SCCM
Processing time: 10 minutes

得られた成形用金型70の成形面71の微細凹凸構造72の電子顕微鏡写真を図９に示す。微細凹凸構造72の平均高さは620 nmであり、孔径は30 nmであり、ピッチは70 nmであった。図９に示すように、形状の崩れやムラのない均一な微細凹凸構造72が得られた。 FIG. 9 shows an electron micrograph of the fine unevenness structure 72 on the molding surface 71 of the molding die 70 obtained. The average height of the fine uneven structure 72 was 620 nm, the pore diameter was 30 nm, and the pitch was 70 nm. As shown in FIG. 9, a uniform fine concavo-convex structure 72 without deformation or unevenness was obtained.

成形用金型70の成形面71の分光反射率を紫外可視近赤外分光光度計（型番：U-4000、(株)日立製作所製）を使用して、300～1000 nmの波長域について入射角０°で測定した。得られた結果を図10に示す。図10に示すように、可視光域では0.1%と成形用金型としては十分に非常に低い反射率が得られた。 The spectral reflectance of the molding surface 71 of the molding die 70 was measured using an ultraviolet-visible near-infrared spectrophotometer (model number: U-4000, manufactured by Hitachi, Ltd.) in the wavelength range of 300 to 1000 nm. Measured at an angle of 0°. The results obtained are shown in Figure 10. As shown in Figure 10, a very low reflectance of 0.1% in the visible light region was obtained, which is sufficiently low for a mold.

実施例２
得られた成形用金型70を用いて、図１に示す複合型光学素子１を図３に示す工程で製造した。すなわち、S-BSL7（株式会社オハラ製、nd=1.51633）からなるガラス基材10（レンズ）の表面11に、高粘度のエネルギー硬化性樹脂Aとして脱泡処理を行ったモノマーを必要量滴下し、第二の樹脂層40の表面41の反転形状を有する成形面を有する成形用金型を、樹脂Aが供給されたガラス基材10の表面11に押圧した。成形用金型を押圧した状態で、紫外線を照射し、樹脂Aを硬化させ、ガラス基材10の表面11に第二の樹脂層40を形成した。成形用金型を、第二の樹脂層40が形成されたガラス基材10から剥離した。さらに、第二の樹脂層40の表面41に低粘度のエネルギー硬化性樹脂Bとして東洋合成株式会社製のPAK-01を滴下した後、成形用金型70をPAK-01が供給された第二の樹脂層40の表面41に押圧し、紫外線を照射してPAK-01を硬化させ、第二の樹脂層40の表面41に第一の樹脂層30を形成した。成形用金型70を第一の樹脂層30及び第二の樹脂層40が形成されたガラス基材10から剥離することにより、図１の複合型光学素子１が得られた。 Example 2
Using the obtained molding die 70, the composite optical element 1 shown in FIG. 1 was manufactured through the steps shown in FIG. 3. That is, on the surface 11 of the glass substrate 10 (lens) made of S-BSL7 (manufactured by OHARA Co., Ltd., nd=1.51633), the required amount of monomer that has been degassed as a high-viscosity energy-curable resin A is dropped. Then, a molding die having a molding surface having an inverted shape of the surface 41 of the second resin layer 40 was pressed onto the surface 11 of the glass substrate 10 to which resin A was supplied. While the mold was pressed, resin A was cured by irradiation with ultraviolet rays to form a second resin layer 40 on the surface 11 of the glass base material 10. The molding die was peeled off from the glass substrate 10 on which the second resin layer 40 was formed. Furthermore, after dropping PAK-01 manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd. as a low-viscosity energy-curing resin B onto the surface 41 of the second resin layer 40, the molding die 70 was placed into a second resin layer supplied with PAK-01. The first resin layer 30 was formed on the surface 41 of the second resin layer 40 by pressing it onto the surface 41 of the resin layer 40 and irradiating it with ultraviolet rays to cure PAK-01. By peeling the molding die 70 from the glass substrate 10 on which the first resin layer 30 and the second resin layer 40 were formed, the composite optical element 1 shown in FIG. 1 was obtained.

大気から第一の樹脂層30の外表面31に、0°（中央部）、5°、10°、15°、20°、25°及び30°で光を入射させたときの分光反射率はレンズ反射率測定機（型番：USPM-RU、オリンパス株式会社製）を用いて測定した。得られた結果を図11に示す。図11に示すように、30°の入射光でも0°と同等の優れた分光反射率が得られていることが分かった。従って、本発明のような反射防止構造を備える複合化非球面レンズを交換レンズに用いることにより、今まで除去しきれなかった樹脂面の斜入射反射によるゴーストを除去することが可能となり、また生産においても樹脂成型後の蒸着コート工程も省略可能になり、生産コストを抑えることも出来る。 The spectral reflectance when light is incident on the outer surface 31 of the first resin layer 30 from the atmosphere at 0° (center), 5°, 10°, 15°, 20°, 25° and 30° is Measurement was performed using a lens reflectance measuring device (model number: USPM-RU, manufactured by Olympus Corporation). The results obtained are shown in Figure 11. As shown in Figure 11, it was found that excellent spectral reflectance equivalent to that of 0° was obtained even with incident light at 30°. Therefore, by using a composite aspherical lens with an anti-reflection structure as in the present invention in an interchangeable lens, it becomes possible to eliminate ghosts caused by oblique incidence reflections on the resin surface, which could not be removed until now, and also to reduce production costs. Also, the vapor deposition coating process after resin molding can be omitted, and production costs can also be reduced.

実施例３
実施例１と同様の方法により成形用金型80を製造し、成形用金型70及び80を用いて、図５に示す複合型光学素子２を図６に示す工程で製造した。すなわち、S-BSL7（株式会社オハラ製、nd=1.51633）からなるガラス基材10（レンズ）の表面11に、高粘度のエネルギー硬化性樹脂Aとして脱泡処理を行ったモノマーを必要量滴下し、成形用金型80を樹脂Aが供給されたガラス基材10の表面11に押圧した。成形用金型を押圧した状態で、紫外線を照射し、樹脂Aを硬化させ、ガラス基材10の表面11に第二の樹脂層40を形成した。成形用金型80を、第二の樹脂層40が形成されたガラス基材10から剥離した。さらに、第二の樹脂層40の表面41に低粘度のエネルギー硬化性樹脂Bとして東洋合成株式会社製のPAK-01を滴下した後、成形用金型70をPAK-01が供給された第二の樹脂層40の表面41に押圧し、紫外線を照射してPAK-01を硬化させ、第二の樹脂層40の表面41に第一の樹脂層30を形成した。成形用金型70を第一の樹脂層30及び第二の樹脂層40が形成されたガラス基材10から剥離することにより、図５の複合型光学素子２が得られた。 Example 3
A molding die 80 was manufactured in the same manner as in Example 1, and using the molding molds 70 and 80, the composite optical element 2 shown in FIG. 5 was manufactured in the steps shown in FIG. 6. That is, on the surface 11 of the glass substrate 10 (lens) made of S-BSL7 (manufactured by OHARA Co., Ltd., nd=1.51633), the required amount of monomer that has been degassed as a high-viscosity energy-curable resin A is dropped. Then, the molding die 80 was pressed onto the surface 11 of the glass substrate 10 to which resin A was supplied. While the mold was pressed, resin A was cured by irradiation with ultraviolet rays to form a second resin layer 40 on the surface 11 of the glass base material 10. The molding die 80 was peeled off from the glass base material 10 on which the second resin layer 40 was formed. Furthermore, after dropping PAK-01 manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd. as a low-viscosity energy-curing resin B onto the surface 41 of the second resin layer 40, the molding die 70 was placed into a second resin layer supplied with PAK-01. The first resin layer 30 was formed on the surface 41 of the second resin layer 40 by pressing it onto the surface 41 of the resin layer 40 and irradiating it with ultraviolet rays to cure PAK-01. By peeling the molding die 70 from the glass substrate 10 on which the first resin layer 30 and the second resin layer 40 were formed, the composite optical element 2 shown in FIG. 5 was obtained.

実施例２と同様の方法で、大気から第一の樹脂層30の外表面31に、0°（中央部）、5°、10°、15°及び20°で光を入射させたときの複合型光学素子２の分光反射率を測定した。得られた結果を図12に示す。図12に示すように、20°の入射光でも0°と同等の優れた分光反射率が得られた。加えて、実施例２では存在した分光反射率曲線に乗っている細かいリップルが無いことが分かる。このようなリップルは第二の樹脂層40と第一の樹脂層30との間に僅かに異なる反射率によって発生した現象であり、性能上問題となる場合も有り得る。本実施例では、第二の樹脂層40と第一の樹脂層30との境界面に第二の反射防止構造60が形成されているため、このようなリップルが消失しているものと考えられる。 Composite results when light is incident on the outer surface 31 of the first resin layer 30 from the atmosphere at 0° (center), 5°, 10°, 15°, and 20° using the same method as in Example 2. The spectral reflectance of the molded optical element 2 was measured. The results obtained are shown in Figure 12. As shown in Figure 12, even with incident light at 20°, excellent spectral reflectance equivalent to that at 0° was obtained. In addition, it can be seen that there are no fine ripples on the spectral reflectance curve that existed in Example 2. Such ripples are a phenomenon caused by a slightly different reflectance between the second resin layer 40 and the first resin layer 30, and may cause performance problems. In this example, since the second antireflection structure 60 is formed at the interface between the second resin layer 40 and the first resin layer 30, it is thought that such ripples disappear. .

1，2・・・複合型光学素子
10・・・ガラス基材
11・・・一方の面
20・・・樹脂層
30・・・第一の樹脂層
31・・・外表面
32・・・第一の突起群
33・・・表面
34・・・第三の突起群
40・・・第二の樹脂層
41・・・表面
42・・・第二の突起群
50・・・第一の反射防止構造
60・・・第二の反射防止構造
70，80・・・成形用金型
71，81・・・成形面
72，82・・・微細凹凸構造
73・・・基材
74・・・表面
75・・・ガラス状カーボン部
76・・・表面 1, 2...Composite optical element
10...Glass base material
11...One side
20...Resin layer
30...first resin layer
31...Outer surface
32...first protrusion group
33...Surface
34...Third protrusion group
40...Second resin layer
41...Surface
42...Second protrusion group
50...First anti-reflection structure
60...Second anti-reflection structure
70, 80...Molding mold
71, 81...molding surface
72, 82... Fine uneven structure
73...Base material
74...Surface
75... Glassy carbon part
76...Surface

Claims

ガラス基材と、前記ガラス基材の少なくとも一面に設けられた樹脂層とを有する複合型光学素子であって、
前記樹脂層は、球面又は非球面の外表面を有する第一の樹脂層と、前記ガラス基材と前記第一の樹脂層との間に設けられた第二の樹脂層とからなり、
前記外表面に、その根元から先端に向けて縮径した針状又は錐状の形状を有する微細な第一の突起群により第一の反射防止構造が形成されていることを特徴とする複合型光学素子。 A composite optical element comprising a glass base material and a resin layer provided on at least one surface of the glass base material,
The resin layer includes a first resin layer having a spherical or aspherical outer surface, and a second resin layer provided between the glass base material and the first resin layer,
A composite type characterized in that a first anti-reflection structure is formed on the outer surface by a first group of minute projections having a needle-like or conical shape whose diameter decreases from the root to the tip. optical element.

前記第一の突起群の平均高さは200 nm～3000 nmであり、前記第一の樹脂層の厚さは、前記第一の突起群の平均高さに10 nm～10000 nmを足し合わせた厚さであることを特徴とする請求項１に記載の複合型光学素子。 The average height of the first protrusion group is 200 nm to 3000 nm, and the thickness of the first resin layer is the sum of the average height of the first protrusion group and 10 nm to 10000 nm. The composite optical element according to claim 1, wherein the composite optical element has a thickness.

前記第二の樹脂層の前記第一の樹脂層側の面は前記外表面に近い形状を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の複合型光学素子。 3. The composite optical element according to claim 1, wherein a surface of the second resin layer on the first resin layer side has a shape close to the outer surface.

前記第一の樹脂層の屈折率をN₁とし、前記第二の樹脂層の屈折率をN₂として、下記式(1) の関係を満たすことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の複合型光学素子。
|N₁－N₂|≦0.40 ・・・(1) Any one of claims 1 to 3, characterized in that the following formula (1) is satisfied, where the first resin layer has a refractive index of N ₁ and the second resin layer has a refractive index of N ₂ . The composite optical element described in .
|N ₁ −N ₂ |≦0.40 ・・・(1)

前記ガラス基材の表面に高粘度のエネルギー硬化性樹脂を供給し、前記第二の樹脂層の前記第一の樹脂層側の面の形状に成形した後、光硬化させて前記第二の樹脂層を形成し、
前記第二の樹脂層の表面に低粘度のエネルギー硬化性樹脂を供給し、前記第一の突起群が形成された前記第一の樹脂層の外表面の形状に成形した後、光硬化させて前記第一の樹脂層を形成してなり、
前記第一の樹脂層を成形するのに、前記第一の突起群が形成された前記第一の樹脂層の外表面の反転形状を有する微細凹凸構造が形成された成形面を有する成形用金型を用いたことを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の複合型光学素子。 A high-viscosity energy-curable resin is supplied to the surface of the glass substrate, and after being molded into the shape of the surface of the second resin layer on the first resin layer side, it is photocured to form the second resin. form a layer,
Supplying a low-viscosity energy-curable resin to the surface of the second resin layer, molding it into the shape of the outer surface of the first resin layer on which the first projection group is formed, and then photo-curing it. forming the first resin layer;
For molding the first resin layer, a molding metal having a molding surface formed with a fine unevenness structure having an inverted shape of the outer surface of the first resin layer on which the first projection group is formed. The composite optical element according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a mold is used.

請求項１～４のいずれかに記載の複合型光学素子を製造する方法であって、
前記ガラス基材の表面に高粘度のエネルギー硬化性樹脂を供給し、前記第二の樹脂層の前記第一の樹脂層側の面の形状に成形した後、光硬化させて前記第二の樹脂層を形成し、
前記第二の樹脂層の表面に低粘度のエネルギー硬化性樹脂を供給し、前記第一の突起群が形成された前記第一の樹脂層の外表面の形状に成形した後、光硬化させて前記第一の樹脂層を形成し、
前記第一の樹脂層を成形するのに、前記第一の突起群が形成された前記第一の樹脂層の外表面の反転形状を有する微細凹凸構造が形成された成形面を有する成形用金型を用いることを特徴とする複合型光学素子の製造方法。 A method for manufacturing a composite optical element according to any one of claims 1 to 4, comprising:
A high-viscosity energy-curable resin is supplied to the surface of the glass substrate, and after being molded into the shape of the surface of the second resin layer on the first resin layer side, it is photocured to form the second resin. form a layer,
Supplying a low-viscosity energy-curable resin to the surface of the second resin layer, molding it into the shape of the outer surface of the first resin layer on which the first projection group is formed, and then photo-curing it. forming the first resin layer;
For molding the first resin layer, a molding metal having a molding surface formed with a fine unevenness structure having an inverted shape of the outer surface of the first resin layer on which the first projection group is formed. A method for manufacturing a composite optical element, characterized by using a mold.

ガラス基材と、前記ガラス基材の少なくとも一面に設けられた樹脂層とを有する複合型光学素子であって、
前記樹脂層は、球面又は非球面の外表面を有する第一の樹脂層と、前記ガラス基材と前記第一の樹脂層との間に設けられた第二の樹脂層とからなり、
前記外表面に、その根元から先端に向けて縮径した針状又は錐状の形状を有する微細な第一の突起群により第一の反射防止構造が形成されており、
前記第二の樹脂層の前記第一の樹脂層側の面に形成され、その根元から先端に向けて縮径した針状又は錐状の形状を有する微細な第二の突起群と、前記第一の樹脂層の前記第二の樹脂層側の面に形成され、前記第二の突起群と相補的な形状を有する第三の突起群とにより、前記第二の樹脂層と前記第一の樹脂層との境界面に第二の反射防止構造が形成されていることを特徴とする複合型光学素子。 A composite optical element comprising a glass base material and a resin layer provided on at least one surface of the glass base material,
The resin layer includes a first resin layer having a spherical or aspherical outer surface, and a second resin layer provided between the glass base material and the first resin layer,
A first anti-reflection structure is formed on the outer surface by a first group of minute projections having a needle-like or cone-like shape whose diameter decreases from the root to the tip;
a group of minute second protrusions formed on the surface of the second resin layer on the first resin layer side and having an acicular or conical shape whose diameter decreases from the root to the tip; A third group of protrusions is formed on the surface of the first resin layer on the second resin layer side and has a complementary shape to the second group of protrusions. 1. A composite optical element characterized in that a second antireflection structure is formed on an interface with a resin layer.

前記第一の突起群の平均高さは200 nm～3000 nmであり、前記第一の樹脂層の厚さは、前記第一の突起群の平均高さ及び前記第三の突起群の平均高さの合計に10 nm～10000 nmを足し合わせた厚さであることを特徴とする請求項７に記載の複合型光学素子。 The average height of the first protrusion group is 200 nm to 3000 nm, and the thickness of the first resin layer is equal to the average height of the first protrusion group and the average height of the third protrusion group. 8. The composite optical element according to claim 7, wherein the thickness is the sum of the total thickness and the sum of 10 nm to 10,000 nm.

前記第二の樹脂層の前記第一の樹脂層側の面は前記外表面に近い形状を有することを特徴とする請求項７又は８に記載の複合型光学素子。 9. The composite optical element according to claim 7, wherein a surface of the second resin layer on the first resin layer side has a shape close to the outer surface.

前記第一の突起群の先端は、前記第二の突起群の先端よりも先鋭化していることを特徴とする請求項７～９のいずれかに記載の複合型光学素子。 10. The composite optical element according to claim 7, wherein a tip of the first group of protrusions is sharper than a tip of the second group of protrusions.

前記第二の突起群の平均高さは100 nm～1000 nmであることを特徴とする請求項7～10のいずれかに記載の複合型光学素子。 11. The composite optical element according to claim 7, wherein the second protrusion group has an average height of 100 nm to 1000 nm.

前記ガラス基材の表面に高粘度のエネルギー硬化性樹脂を供給し、成形用金型を用いて前記第二の突起群が形成された前記第二の樹脂層の面の形状に成形した後、光硬化させて前記第二の樹脂層を形成し、
前記第二の樹脂層の表面に低粘度のエネルギー硬化性樹脂を供給し、成形用金型を用いて前記第一の突起群が形成された前記第一の樹脂層の外表面の形状に成形した後、光硬化させて前記第一の樹脂層を形成してなることを特徴とする請求項７～11のいずれかに記載の複合型光学素子。 After supplying a high viscosity energy-curable resin to the surface of the glass substrate and molding it into the shape of the surface of the second resin layer on which the second projection group is formed using a molding die, photocuring to form the second resin layer;
Supplying a low-viscosity energy-curable resin to the surface of the second resin layer, and molding it into the shape of the outer surface of the first resin layer on which the first projection group is formed using a molding die. 12. The composite optical element according to claim 7, wherein the first resin layer is formed by photo-curing the resin layer.

前記第一の樹脂層及び前記第二の樹脂層を成形するのに、前記第一の突起群が形成された前記第一の樹脂層の外表面の反転形状を有する微細凹凸構造が形成された成形面を有する成形用金型を用いたことを特徴とする請求項12に記載の複合型光学素子。 In molding the first resin layer and the second resin layer, a fine uneven structure having an inverted shape of the outer surface of the first resin layer on which the first projection group was formed was formed. 13. The composite optical element according to claim 12, characterized in that a molding die having a molding surface is used.

請求項７～11のいずれかに記載の複合型光学素子を製造する方法であって、
前記ガラス基材の表面に高粘度のエネルギー硬化性樹脂を供給し、成形用金型を用いて前記第二の突起群が形成された前記第二の樹脂層の面の形状に成形した後、光硬化させて前記第二の樹脂層を形成し、
前記第二の樹脂層の表面に低粘度のエネルギー硬化性樹脂を供給し、成形用金型を用いて前記第一の突起群が形成された前記第一の樹脂層の外表面の形状に成形した後、光硬化させて前記第一の樹脂層を形成し、
ことを特徴とする複合型光学素子の製造方法。 A method for manufacturing a composite optical element according to any one of claims 7 to 11, comprising:
After supplying a high viscosity energy-curable resin to the surface of the glass substrate and molding it into the shape of the surface of the second resin layer on which the second projection group is formed using a molding die, photocuring to form the second resin layer;
Supplying a low-viscosity energy-curable resin to the surface of the second resin layer, and molding it into the shape of the outer surface of the first resin layer on which the first projection group is formed using a molding die. After that, the first resin layer is formed by photocuring,
A method for manufacturing a composite optical element, characterized in that:

前記第一の樹脂層及び前記第二の樹脂層を成形するのに、前記第一の突起群が形成された前記第一の樹脂層の外表面の反転形状を有する微細凹凸構造が形成された成形面を有する成形用金型を用いることを特徴とする請求項14に記載の複合型光学素子の製造方法。 In molding the first resin layer and the second resin layer, a fine uneven structure having an inverted shape of the outer surface of the first resin layer on which the first projection group was formed was formed. 15. The method for manufacturing a composite optical element according to claim 14, characterized in that a molding die having a molding surface is used.

前記成形用金型として、基材と、前記基材の表面に設けられ、前記微細凹凸構造が形成された成形面を有するガラス状カーボン部とを有する金型であって、前記基材の表面にガラス状カーボン材を形成し、前記ガラス状カーボン材の外表面を前記成形面の形状に加工した後、ECR型のイオンビーム加工又はICP型又はRIE型のプラズマ加工により前記成形面に前記微細凹凸構造を形成してなる金型を用いることを特徴とする請求項６，14及び15のいずれかに記載の複合型光学素子の製造方法。 The molding mold is a mold having a base material and a glassy carbon part provided on the surface of the base material and having a molding surface on which the fine uneven structure is formed, the mold having a surface of the base material. After forming a glassy carbon material on the surface and processing the outer surface of the glassy carbon material into the shape of the molding surface, the fine particles are formed on the molding surface by ECR type ion beam processing, ICP type or RIE type plasma processing. 16. The method for manufacturing a composite optical element according to claim 6, wherein a mold having a concavo-convex structure is used.

前記高粘度のエネルギー硬化性樹脂の粘度が1000～5500 mPa・sであり、前記低粘度のエネルギー硬化性樹脂の粘度が５～80 mPa・sであることを特徴とする請求項５，12及び13のいずれかのいずれかに記載の複合型光学素子。 Claims 5 and 12, wherein the high viscosity energy curable resin has a viscosity of 1000 to 5500 mPa·s, and the low viscosity energy curable resin has a viscosity of 5 to 80 mPa·s. 13. The composite optical element according to any one of 13.

前記高粘度のエネルギー硬化性樹脂の粘度が1000～5500 mPa・sであり、前記低粘度のエネルギー硬化性樹脂の粘度が５～80 mPa・sであることを特徴とする請求項６及び14～16のいずれかのいずれかに記載の複合型光学素子の製造方法。 Claims 6 and 14~ characterized in that the high viscosity energy curable resin has a viscosity of 1000 to 5500 mPa·s, and the low viscosity energy curable resin has a viscosity of 5 to 80 mPa·s. 16. The method for manufacturing a composite optical element according to any one of 16.

前記外表面が非球面であることを特徴とする請求項１～５，７～13及び17のいずれかに記載の複合型光学素子。 18. The composite optical element according to claim 1, wherein the outer surface is an aspherical surface.

前記樹脂層は30μm～1000μmの厚さを有することを特徴とする請求項１～５，７～13，17及び19のいずれかに記載の複合型光学素子。 20. The composite optical element according to claim 1, wherein the resin layer has a thickness of 30 μm to 1000 μm.

複合型レンズであることを特徴とする請求項１～５，７～13，17，19及び20のいずれかに記載の複合型光学素子。 The composite optical element according to any one of claims 1 to 5, 7 to 13, 17, 19, and 20, which is a composite lens.

基材と、前記基材の表面に設けられ、その根元から先端に向けて縮径した針状又は錐状の形状を有する微細な突起群により微細凹凸構造が形成された成形面を有するガラス状カーボン部とを有する成形用金型の製造方法であって、
前記基材の表面にガラス状カーボン材を形成し、前記ガラス状カーボン材の外表面を前記成形面の形状に加工した後、ECR型のイオンビーム加工又はICP型又はRIE型のプラズマ加工により前記成形面に前記微細凹凸構造を形成することを特徴とする成形用金型の製造方法。 A glass-like molded surface having a fine uneven structure formed by a base material and a group of fine protrusions that are provided on the surface of the base material and have a needle-like or cone-like shape whose diameter decreases from the root to the tip. A method for manufacturing a molding die having a carbon part,
After forming a glassy carbon material on the surface of the base material and processing the outer surface of the glassy carbon material into the shape of the molding surface, the A method for manufacturing a molding die, comprising forming the fine uneven structure on a molding surface.