(57)【要約】【課題】必要な領域における液晶機能を失わせることなく、液晶層のギャップを維持することが可能な液晶光学素子及びそれを備えた画像装置を提供する。【解決手段】液晶光学素子１２は、第１の電極１６と、第２の電極２５と、第１の配向膜２０と、第２の配向膜２６と、スペーサ２２と、液晶層２８とを有する。第１の電極１６は、複数のレンズ部分を含む。第２の電極２５は、第１の電極１６と対向する。第１の配向膜２０は、第１の電極１６と第２の電極２５との間に形成されている。第２の配向膜２６は、第１の配向膜２０と第２の電極２５との間に形成されている。スペーサ２２は、第１の電極１６と第２の電極２５との間に形成され、複数のレンズ部分それぞれの外縁において周期的に設けられている。液晶層２８は、第１の配向膜２０と第２の配向膜２６との間に設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズ部分を含む第１の電極と、
前記第１の電極と対向する第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に形成された第１の配向膜と、
前記第１の配向膜と前記第２の電極との間に形成された第２の配向膜と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に形成され、前記複数のレンズ部分それぞれの外縁において周期的に設けられたスペーサと、
前記第１の配向膜と前記第２の配向膜との間に設けられた液晶層と、
を有する液晶光学素子。
【請求項２】
カラーフィルタをさらに有し、
前記第２の電極は前記第２の配向膜と前記カラーフィルタとの間に設けられ、
前記カラーフィルタは一主面に並べて設けられた前記複数のレンズ部分のそれぞれと対向する第１の要素と第２の要素と第３の要素とを有する、請求項１に記載の液晶光学素子。
【請求項３】
前記一主面に投影された場合に、前記第１の要素と前記第２の要素と前記第３の要素の外縁に設けられたスペーサと、前記第１の要素と、前記第２の要素と、前記第３の要素と、１点を中心とした回転対称である、請求項２に記載の液晶光学素子。
【請求項４】
前記スペーサは、Ｈ字状、Ｙ字状、Ｖ字状及び十字状の少なくとも何れかの形状を有している請求項１乃至３の何れか１項に記載の液晶光学素子。
【請求項５】
前記第１の電極と前記第１の配向膜との間に設けられ、前記第１の電極の凹部分を埋める埋め込み膜を有する請求項１乃至４の何れか１項に記載の液晶光学素子。
【請求項６】
前記スペーサと前記埋め込み膜とは同一材料で形成されている請求項５に記載の液晶光学素子。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載の液晶光学素子と、
前記液晶光学素子と対向する画像部と、
を具備し、
前記画像部は、前記複数のレンズ部分と対向する複数の画素ブロックを有する画像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、液晶光学素子及びそれを備えた画像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被写体までの奥行き方向の距離を得ることができる技術は、参照光を使用する技術や複数のカメラを使用した測距技術等が知られている。特に近年は、民生用途での新たな入力装置として比較的廉価な構成で距離情報を得ることのできる撮像装置のニーズが高まっている。
【０００３】
そこで、多眼で多数視差を得ることができ、かつ、解像度の低下を抑えるための撮像装置として、結像レンズを持つ複眼構成の撮像装置が提案されている。この撮像装置は、例えば結像レンズを有し、さらに結像レンズと撮像素子との間に再結像光学系としての複数光学系を有している。複数光学系としては、例えば平面上に多数のマイクロレンズが形成されたマイクロレンズアレイが用いられる。それぞれのマイクロレンズの光射出側には、各マイクロレンズから射出された光束に対応した像を取得するための複数の画素ブロックが設けられている。画素ブロックは複数の画素を含む。画素は撮像素子上に設けられている。結像レンズによって結像された像は、マイクロレンズによって、対応する複数の画素ブロックのうちの何れかに再結像される。再結像した像は、それぞれマイクロレンズの位置によって存在する視差の分だけ視点がずれた画像となる。多数のマイクロレンズから得られた視差画像群を画像処理することで、三角測量の原理にて被写体までの距離を推定することが可能であり、また、視差画像群に対してつなぎ合わせの画像処理を行うことによって、２次元画像として再構成することも可能である。
【０００４】
一般に、再構成された２次元画像の解像度は、複数光学系を除いた状態で得られる２次元画像の解像度よりも低い。このため、特許文献１の撮像装置は、複数光学系の有無を切り替え可能な構成とすることにより、被写体の奥行き方向の距離を得ることができる撮像モードと高解像な２次元画像の撮像モードとを切り替えることを可能にしている。この特許文献１においては、複数光学系として液晶光学素子を用い、この液晶光学素子において電圧の印加と無印加とを切り替えることにより、液晶光学素子を結像状態と非結像状態との間で切り替えている。
【０００５】
液晶光学素子の方式としては、型枠方式と屈折率分布（Gradient Index：GRIN）方式が知られている。型枠方式は、レンズ状に成形した２枚の電極の間に液晶を封止し、レンズ状に成形した電極の間の電圧の印加と無印加とを切り替えることによってレンズ状電極と液晶層との間の屈折率に変化を与え、これによって液晶光学素子の結像状態と非結像状態とを切り替える方式である。一方、ＧＲＩＮ方式は、線状の電極と面状の電極とを平行に配置してその間に液晶を注入し、線状の電極への電圧の印加によって線状電極と面状電極との間の液晶層の屈折率分布を変化させ、液晶光学素子の結像状態と非結像状態とを切り替える方式である。
【０００６】
液晶光学素子の特性を維持するためには、液晶層のギャップを所望の値に維持することが求められる。ここで、近年のマイクロレンズアレイの薄型化の要求に伴って液晶光学素子の薄型化が求められており、この結果、液晶層を封止するためのリッドが薄型化する傾向にある。リッドが薄型化すると、リッドの反りが発生し易くなる。リッドの反りが発生すると、液晶のギャップが所望の値から変化してしまう。従来、液晶層のギャップを維持するための手法として、液晶層にマイクロビーズを混入する手法が知られている。しかしながら、マイクロビーズを混入する手法の場合、マイクロビーズの部分の液晶の機能が失われてしまう。通常、マイクロレンズは液晶層内に均一に（ランダムに）分散されるので、液晶光学素子をマイクロレンズとして使用する場合、個々のマイクロレンズとして機能する領域が非常に小さく、マイクロビーズによる液晶機能の欠如の影響が大きくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１６７３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本実施形態は、必要な領域における液晶機能を失わせることなく、液晶層のギャップを維持することが可能な液晶光学素子及びそれを備えた画像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本実施形態による液晶光学素子は、第１の電極と、第２の電極と、第１の配向膜と、第２の配向膜と、スペーサと、液晶層とを有する。第１の電極は、複数のレンズ部分を含む。第２の電極は、第１の電極と対向する。第１の配向膜は、第１の電極と前記第２の電極との間に形成されている。第２の配向膜は、第１の配向膜と第２の電極との間に形成されている。スペーサは、第１の電極と第２の電極との間に形成され、複数のレンズ部分それぞれの外縁において周期的に設けられている。液晶層は、第１の配向膜と第２の配向膜との間に設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る液晶光学素子を備えた画像装置の正面図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】変形例１に係る液晶光学素子を備えた画像装置の正面図である。
【図４】図３の４−４線断面図である。
【図５】変形例２に係る液晶光学素子を備えた画像装置の正面図である。
【図６】図５の６−６線断面図である。
【図７】変形例３に係る液晶光学素子を備えた画像装置の正面図である。
【図８】図７の８−８線断面図である。
【図９】変形例４に係る液晶光学素子を備えた画像装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態について説明する。図１は、実施形態に係る液晶光学素子を備えた画像装置１の正面図である。図２は、図１の２−２線断面図である。なお、図１の「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」は、液晶光学素子を構成するマイクロレンズが対応しているカラーフィルタの色を示している。Ｒは赤色を示す。Ｇは緑色を示す。Ｂは青色を示す。
【００１２】
画像装置１は、液晶光学素子１２と、画像部３２とを有している。液晶光学素子１２は、画像部３２に重ねられている。ここで、画像装置１の例として、図１では撮像装置を示している。液晶光学素子１２がレンズ状態となったときに液晶光学素子１２に入射した光が画像部３２上に集光するように、液晶光学素子１２と画像部３２は重ねられる。
液晶光学素子１２は、第１の電極と、第２の電極と、第１の配向膜と、第２の配向膜と、スペーサと、液晶層と、を有する。第１の電極は、複数のレンズ部分を含む。第２の電極は、第１の電極と対向する。第１の配向膜は、第１の電極と第２の電極との間に形成されている。第２の配向膜は、第１の配向膜と第２の電極との間に形成されている。スペーサは、第１の電極と第２の電極との間に形成され、複数のレンズ部分それぞれの外縁において周期的に設けられている。液晶層は、第１の配向膜と第２の配向膜との間に設けられている。
液晶光学素子は、さらにカラーフィルタを有していても良い。第２の電極は第２の配向膜とカラーフィルタとの間に設けられる。カラーフィルタは一主面に並べて設けられた複数のレンズ部分のそれぞれと対向する第１の要素と第２の要素と第３の要素とを有する。
一主面に投影された場合に、第１の要素と第２の要素と第３の要素の外縁に設けられたスペーサと、第１の要素と、第２の要素と、第３の要素と、は１点を中心とした回転対称であることが好ましい。
スペーサは、Ｈ字状、Ｙ字状、Ｖ字状及び十字状の少なくとも何れかの形状を有していても良い。
液晶光学素子は、第１の電極と第１の配向膜との間に設けられ、第１の電極の凹部分を埋める埋め込み膜を有していても良い。スペーサと埋め込み膜とは同一材料で形成されていても良い。
このような液晶光学素子と、これに対向する画像部と、を備える画像装置を形成することができる。画素部は、複数のレンズ部分と対向する複数の画素ブロックを有する。
【００１３】
図１に示すように、液晶光学素子１２は、画像部３２の画素ブロックの配置に対応するように略正六角形状のマイクロレンズを有する。液晶光学素子１２は、液晶層の状態によって非レンズ状態とレンズ状態との何れかの状態をとる。非レンズ状態は、液晶光学素子１２に入射した光を集光することなくそのまま射出する状態である。レンズ状態は、液晶光学素子１２に入射した光を集光して射出する状態である。図１では、マイクロレンズが六角形状をしているが、マイクロレンズは、円形状、正方形状等の種々の形状をとり得る。
【００１４】
液晶光学素子１２のマイクロレンズは、第１の基板１４と、第１の電極１６と、第１の配向膜２０と、スペーサ２２と、第２の基板２４と、第２の電極２５と、第２の配向膜２６と、液晶層２８と、を有している。液晶光学素子１２は、さらに埋め込み膜１８とカラーフィルタ３０を有していても良い。本実施形態においては、埋め込み膜１８とカラーフィルタ３０を有する場合について説明する。
【００１５】
第１の基板１４は、光透過性を有する平坦な基板である。第１の基板１４には、例えば石英が用いられる。第１の基板１４は、第１の電極１６を形成するための主面を有する。第１の電極１６は、光透過性の電極材料、例えば、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)で形成されている。この第１の電極１６は、液晶光学素子１２の正面から見て略六角形状の外形をしており、また、カラーフィルタ３０の配列に対応するようにデルタ配列されている。さらに、第１の電極１６は、断面方向で見るとレンズ状をしている。ここでの「レンズ状」とは、例えば平凹レンズの形状又は平凸レンズの形状である。図２では、第１の電極１６が平凹レンズの形状をしている例を示している。また、第１の電極１６は、画像部３２のドライバ３６に接続されており、ドライバ３６によって所定の電圧Ｖが印加される。
【００１６】
埋め込み膜１８は、例えば光透過性を有する樹脂であり、第１の電極１６の凹部に埋め込まれている。埋め込み膜１８の液晶層２８と対向する側の面は、第１の電極１６よりも凹凸が小さい。埋め込み膜１８の液晶層２８と対向する側の面は、例えば平坦である。ことによって第１の電極１６を平坦面にする。ここで、埋め込み膜１８の屈折率は、第１の電極１６の屈折率及び電圧無印加状態の液晶層２８の屈折率と等しい。
【００１７】
第１の配向膜２０は、埋め込み膜１８の上に形成される、液晶層２８の液晶分子（主に第１の基板１４側）を初期配向させるための配向処理膜である。例えば、第１の配向膜２０は、液晶層２８の液晶分子（主に第１の基板１４側）を水平配向させる。第１の配向膜２０は、例えばラビング処理によって形成される。
【００１８】
スペーサ２２は、第１の電極１６におけるマイクロレンズの境界と重なるように、かつ、周期的に、かつ、第２の電極２５と当接するように形成される。このスペーサ２２は、例えば埋め込み膜１８と同一材料で構成されている。また、このスペーサ２２は、第１の基板１４の第１の電極１６が設けられた主面に平行な面に投影した時に、マイクロレンズの境界の形状に倣う形状を有する。この第１の基板１４の主面は、カラーフィルタの主面と平行である。実際の上面図ではスペーサ２２は見えないが、説明の都合上、図１ではスペーサ２２を図示している。図１では、スペーサ２２は、３個のデルタ配列されるマイクロレンズの境界の形状に倣うようなＶ字状を有している。この３個のマイクロレンズは、それぞれＲとＧとＢのカラーフィルタ要素と対応する。そして、３個のデルタ配列されるマイクロレンズ（画像部３２におけるＲ、Ｇ、Ｂの画素ブロックに対応）の境界に倣うように６個のＶ字状のスペーサ２２が連結されている。言い換えると、３個のデルタ配列されるマイクロレンズを囲むように、スペーサ２２が設けられている。
【００１９】
第２の基板２４は、光透過性を有する平坦な基板であって、液晶光学素子１２のリッドとして機能する。第２の基板２４には、例えば石英が用いられる。この第２の基板２４は、第１の基板の主面と面する主面を有する。第２の電極２５は、光透過性の電極材料、例えば、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)で形成され、第２の基板２４の主面に設けられた面状の電極膜である。第２の電極２５は、図２に示すように、ＧＮＤに維持される。なお、本実施形態では第２の電極２５は連続体として表されているが、これに限られる訳ではない。
【００２０】
また、第２の配向膜２６は、第２の基板２４の主面に形成される、液晶層２８の液晶分子（主に第２の基板２４側）を初期配向、例えば水平配向させるための配向処理膜である。第２の配向膜２６は、例えばラビング処理によって形成される。
【００２１】
液晶層２８は、第１の基板１４と第２の基板２４との間に挟持され、電圧の印加によって内部の液晶分子の配向状態を変化させる。液晶層２８には、例えばネマティック液晶が用いられる。
【００２２】
カラーフィルタ３０は、例えば原色系の吸収フィルタである。原色系の吸収フィルタは、赤の光を透過して緑及び青の光を吸収するフィルタ要素（Ｒ）と、緑の光を透過して赤及び青の光を吸収するフィルタ要素（Ｇ）と、青の光を透過して赤及び緑の光を吸収するフィルタ要素（Ｂ）とを、画像部３２の画素ブロックの配列に対応するように配置したフィルタである。図１は、各フィルタ要素がデルタ配列されている例を示している。なお、カラーフィルタ３０は、原色系の吸収フィルタである必要はない。例えばカラーフィルタ３０は、補色フィルタであっても良い。
【００２３】
画像部３２は、画素部３４と、ドライバ３６とを有している。画素部３４は、画素ブロック（図では画素ブロックＰＩＸ１〜ＰＩＸ５）をアレイ状に配列することによって構成されている。前述したように各画素ブロックＰＩＸ１〜ＰＩＸ５は、カラーフィルタ３０の１個のフィルタ要素と対応している。また、画素ブロックＰＩＸ１〜ＰＩＸは、それぞれ、複数の画素より構成されている。例えば、画像装置１が撮像装置の場合、画素は、対象物からの光をその光量に比例した信号電荷に変換する例えばフォトダイオードである。ドライバ３６は、各画素を駆動する駆動回路と、画素に蓄積された信号電荷を読みだして処理する画素信号処理回路とを有している。駆動回路は、撮像素子の各画素の電荷蓄積を制御するとともに、各画素に蓄積された信号電荷を例えば電圧信号である画像信号として読みだす。画素信号処理回路は、画像信号のゲインを調整する処理や、アナログ信号として読みだされる画像信号をデジタル信号に変換する処理等の各種の処理を行う。
【００２４】
前述したように、液晶光学素子１２は、第１の電極１６及び第２の電極２５への電圧印加によって液晶層２８の内部の液晶分子の配向状態を変化させるように構成されている。すなわち、第１の電極１６に電圧が印加されていない場合には、液晶層２８の液晶分子は、配向膜からの配向規制力を受けて液晶層２８内で一様に配列している。液晶分子の配列が一様であるので、液晶層２８内の屈折率は一様になる。電圧無印加状態の液晶層２８と、第１の電極１６と、埋め込み膜１８とは屈折率が等しいので、対象物から液晶光学素子１２に入射した対象物からの光は各画素に入射する。このときに画像部３２で得られる画像は、１枚の高解像度の画像である。
【００２５】
一方、第１の電極１６に電圧が印加された場合には、第１の電極１６と第２の電極２５とによって形成される電場によって液晶層２８内の液晶分子が配向する。本実施形態においては、第１の電極１６がほぼ点電極であると見なすことができる。第１の電極１６と第２の電極２５とによって形成される電場は、図２に示す断面図において、第１の電極１６の凸部を頂点とする略半球型の電場となる。液晶層２８が正の誘電異方性を有しているとすると、液晶層２８の液晶分子は長軸の向きが半球状の電場に沿うように配向する。したがって、対象物から液晶光学素子１２に入射した光は、液晶光学素子１２によって集光される。このときに画像部３２で得られる画像は、視差を持った複数の画像である。画像間の像のずれ量より、対象物までの距離を得ることができる。
【００２６】
ここで、本実施形態では、第１の電極１６のマイクロレンズの境界に周期的に、かつ、第２の電極２５に当接するようにスペーサ２２を形成している。このため、液晶光学素子１２の外縁にのみスペーサを配置するよりも第２の基板２４の反りが抑制される。この結果、液晶層２８のギャップを一定に保つことが可能である。ここで、スペーサ２２が配置されるマイクロレンズの境界はデッドスペースであり、この部分の液晶機能が失われても液晶光学素子１２のマイクロレンズとしての機能に影響がない。このため、スペーサ２２を配置しても液晶光学素子１２の特性が劣化することもない。さらに、マイクロレンズの境界相当位置がデッドスペースであるので多少の画素ブロック（画素）の配置ずれが許容される。また、液晶層２８の屈折率とスペーサ２２の屈折率とを等しくしておけば、光学的にはスペーサ２２をないものと見なすことが可能である。
【００２７】
図１のように、マイクロレンズを囲むように複数のスペーサ２２は形成されている。これによって、液晶層２８に対してスペーサ２２を密に配置することができ、液晶層２８のギャップの維持効果を高めて、液晶光学素子１２の強度を向上させることが可能である。
【００２８】
デルタ配列する３つの画素ブロック（Ｒ画素ブロック、Ｇ画素ブロック、Ｂ画素ブロック）とこれを囲む複数のスペーサ２２に注目する。この１つの画素ブロックと、これに接するスペーサ２２を１組と考える。図１において、一組にスペーサ２２は４つ含まれる。デルタ配列する３つの画素ブロックとこれを囲む複数のスペーサ２２は、３つの組からなる。これら３つの組は、第１の基板１４の一主面に平行な平面に投影された場合に、３つの画素ブロックに接する一点を中心として６０度ずつずれた回転対称の関係にある。すなわち、これら３つの組は対称性を有する。
それぞれの画素ブロックから得られる画像信号を処理するに当たっては、色ごとの画像を生成した後に、それらを合成することによってカラー画像を得る。この時、色ごとに画素ブロックの受光面積が異なると、合成されたカラー画像にノイズが多く含まれる恐れがある。すなわち、受光面積の小さい画素ブロックからの画像信号は、他の色の画素ブロックに合わせて増やす必要があるが、この時に画像信号に含まれるノイズも増幅されてしまう。したがって、カラー画像がノイズを多く含む場合がある。
本実施形態においては、３組に含まれる画素ブロックそれぞれの受光面積が同じであるので、ノイズの少ないカラー画像を得ることができる。従って、画素ブロック毎に液晶光学素子１２の特性が変化することがない。
【００２９】
また、本実施形態では、第１の電極１６を埋め込み膜１８によって平坦にしてから液晶層２８を形成している。これにより、ラビングによる配向膜の形成において、容易に均一な配向膜を形成することが可能である。また、埋め込み膜１８をスペーサ２２と同一の材料によって形成することにより、埋め込み膜１８とスペーサ２２とを樹脂インプリント処理によって同時に形成することが可能である。
さらに、スペーサ２２として、導波路条件を満たす屈折率を有する材料を用いることができる。すなわち、液晶層の屈折率よりも高い屈折率を有する材料でスペーサを形成することができる。この場合、画素ブロック間における迷光が画素に入射するのを防止することができる。したがって、画素ブロック間における混色を防止することができ、画像処理された画像の解像度を高めることができる。
【００３０】
以下、本実施形態の変形例について説明する。前述の図１の例では、スペーサ２２を密に形成しているが、スペーサ２２は周期的に配置されていれば必ずしも密に配置されていなくても良い。また、スペーサ２２の形状はＶ字状に限るものでない。以下、スペーサ２２の形状や配置を変更した変形例を示す。
【００３１】
［変形例１］
Ｙ字状のスペーサ２２を配置した変形例１を図３及び図４に示す。変形例１では、デルタ配列する３つの画素ブロック同士の境界に１個のＹ字状のスペーサ２２が形成される。この他の構成は図１及び図２と同様である。
【００３２】
図３及び図４で示した変形例１では、図１及び図２で示した例よりも液晶光学素子１２強度の面では劣るものの、第１の電極１６と第２の電極２５との間に液晶を容易に注入できる。すなわち、図１で示した例の場合、液晶層２８がスペーサ２２によって封止される構造となるので、液晶層２８を形成するためには、第１の基板１４と第２の基板２４との貼りあわせの前に、液晶を滴下注入する必要がある。これに対し、変形例１では、第１の基板１４と第２の基板２４との貼りあわせの後に例えば液晶光学素子１２の側面から液晶を注入することが可能である。
【００３３】
さらなる変形例として、以下の構成を挙げることができる。すなわち、全てのデルタ配列する３つの画素ブロックについてＹ字状のスペーサ２２を形成しなくとも良い。言い換えると、デルタ配列しスペーサ２２が形成されている３つの画素ブロックと、デルタ配列しスペーサ２２が形成されていない３つの画素ブロックと、があっても良い。
しかしながら、スペーサ２２の間隔を空けすぎてしまうと第２の基板２４の反りが発生する可能性が増大する。デルタ配列した３つの画素ブロックを１セットとする。スペーサ２２は、例えば、図３における４−４線方向に並ぶ１〜８個セットに一つ配置されることが望ましい。
【００３４】
［変形例２］
変形例２の構成を図５及び図６に示す。変形例２では、スペーサ２２が以下のように設けられている。１セットを構成する３つの画素ブロックに注目する。３つの画素ブロックが接する境界にスペーサ２２が設けられている。さらに、各画素ブロックにおいて、他の画素ブロックと接する境界に設けられたスペーサ２２と対向するようにスペーサ２２が設けられている。すなわち、３つの画素ブロックが接する１点と一つの画素ブロックの中心を結ぶ線を第１の線とする。この第１の線と垂直で、この画素ブロックの中心を通る線を第２の線とする。各画素ブロックは、この第２の線について対称に設けられた１対のスペーサ２２を有する。図５において、１つの画素ブロックは１対のＶ字状のスペーサ２２を有する。
言い換えると、複数の１セットを二次元に並べた状態におけるスペーサ２２の形状は以下の通りである。３つの画素ブロックと接する１点が一線上に複数並んでいる。この一線に沿って、Ｙ字状のスペーサ２２が設けられた点と、設けられていない点が交互に並んでいる。Ｙ字状のスペーサ２２が設けられた点には、Ｙ字を形成する３つの線の交点が位置する。言い換えると、奇数行のマイクロレンズについてはスペーサ２２を形成せず、偶数行のマイクロレンズについては各マイクロレンズの境界相当位置に１個のＹ字状のスペーサ２２を形成する。このとき、隣り合うスペーサ２２は逆向きに配置している。すなわち、Ｙ字状のスペーサ２２と逆Ｙ字状のスペーサ２２とを交互に配置している。
【００３５】
図５及び図６で示した変形例２では、変形例１と同様にして液晶の注入が容易になるという効果を得ることができるとともに、変形例１よりも液晶光学素子１２の強度を向上させることが可能である。
【００３６】
ここで、図３及び図４の例と同様、スペーサ２２の配置間隔は図５及び図６に示したものに限るものではない。変形例１と同様に２個のマイクロレンズの間隔を空けてスペーサ２２を配置するようにしても良い。
【００３７】
［変形例３］
変形例３の構成を図７及び図８に示す。変形例３では、奇数行のマイクロレンズについてはスペーサ２２を形成せず、偶数行のマイクロレンズについては略Ｈ字状のスペーサ２２を形成する。本変形例においては、４つの画素ブロックを１セットとする。１セットを構成する４つの画素ブロックのうち３つの画素ブロックと接する第１の点がある。４つの画素ブロックのうち残りの１つの画素を含む３つの画素ブロックと接する第２の点がある。第１の点とも第２の点とも接する画素ブロックが２つある。この２つの画素ブロックは、第１の基板１４の主面に平行な面に投影された場合に、線で接する。スペーサ２２は、この線に沿った部分を有する。スペーサは、第１の点において、この線と交差する２つの部分を有する。この２つの部分は、画素ブロック同士の境界に沿って設けられている。スペーサは、第２の点において、この線と交差する２つの部分を有する。この２つの部分は、画素ブロック同士の境界に沿って設けられている。
【００３８】
図７及び図８で示した変形例３では、変形例１と同様にして液晶の注入が容易になるという効果を得ることができるとともに、変形例１よりも液晶光学素子１２の強度を向上させることが可能である。
【００３９】
［変形例４］
変形例４の構成を図９に示す。変形例４では、マイクロレンズの形状が略正方形状であり、正方形状のマイクロレンズが正方配列されている。これに対応して、カラーフィルタ３０の配列がモザイク配列になっている。モザイク配列は、Ｒ、Ｇ、Ｇ、Ｂのフィルタ要素を単位としてこの単位を２次元状に配列したものである。図９の例では、正方配列されたマイクロレンズの間に十字状のスペーサが配置されている。このように、スペーサ２２は、マイクロレンズが六角形状でなくても、また、デルタ配列でなくても形成することが可能である。
【００４０】
［その他の変形例］
前述した実施形態及びその変形例では、埋め込み膜１８によって第１の電極１６を平坦面にしている。埋め込み膜１８は設けられていなくても良い。この場合、第１の配向膜２０は、曲面を有する第１の電極の上に曲面状に形成される。
また、第１の電極１６は、平凹レンズ状あるいは平凸レンズ状に設けられた部材と、この上に形成された導電材料と、を有していても良い。平凹レンズ状あるいは平凸レンズ状に設けられた部材は、絶縁材料で形成されていても良いし、導電材料で形成されていても良い。
このように、前述した実施形態及びその変形例は、通常の型枠方式の液晶光学素子に対しても適用可能である。
【００４１】
また、前述した実施形態及びその変形例では、埋め込み膜１８の屈折率とスペーサ２２の屈折率と液晶層２８の電圧無印加状態のときの屈折率とを等しくしている。これに対し、埋め込み膜１８とスペーサ２２とを同一材料で形成しないのであれば、埋め込み膜１８の屈折率とスペーサ２２の屈折率と液晶層２８の電圧無印加状態のときの屈折率とを等しくする必要はない。この場合、例えば、スペーサ２２の屈折率を液晶層２８の屈折率よりも十分に大きくすることにより、あるマイクロレンズからその隣のマイクロレンズへの迷光を抑えることが可能である。
【００４２】
さらに、図１の画像装置１は、撮像装置の例であるが、画像装置１は、画素を有する画像部３２を備えていれば良い。このような画像部３２を備える画像装置１としては、液晶表示装置等の表示装置が考えられる。表示装置の場合、液晶光学素子１２がレンズ状態となったときに光が集光される側、すなわち第１の基板１４が画像装置１の外部に向くように、液晶光学素子１２が画像部３２に重ねられる。
【００４３】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４４】
１  画像装置、１２  液晶光学素子、１４  第１の基板、１６  第１の電極、１８  埋め込み膜、２０  第１の配向膜、２２  スペーサ、２４  第２の基板、２５  第２の電極、２６  第２の配向膜、２８  液晶層、３０  カラーフィルタ、３２  画像部、３４  画素部、３６  ドライバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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