(57)【要約】【課題】略平坦な表面形状を持ちながら、所望の屈折率分布を容易に実現することが可能なレンズおよびレンズの製造方法を提供する。【解決手段】レンズは、光軸に垂直な面内に、光軸の周辺における第１の屈折率と、光軸上の少なくとも一部において第１の屈折率と異なる第２の屈折率とを含む屈折率分布を有するものである。【選択図】図１Ａ
2015225966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸に垂直な面内に、
前記光軸の周辺における第１の屈折率と、
前記光軸上の少なくとも一部における前記第１の屈折率と異なる第２の屈折率と
を含む
屈折率分布を有する
レンズ。
【請求項２】
表面に微小な段差を有する
請求項１に記載のレンズ。
【請求項３】
凹部を有する第１の樹脂層の前記凹部に、前記第１の樹脂層とは屈折率の異なる第２の樹脂層を埋め込み、熱処理または光照射によって前記第１および第２の樹脂層のうちの少なくとも一方の成分を他方に拡散させることにより、前記屈折率分布が形成され、
前記第１および第２の樹脂層の境界の近傍に対応する領域に前記段差が生じている
請求項２に記載のレンズ。
【請求項４】
前記凹部は、エッチングまたはインプリントにより形成される
請求項３に記載のレンズ。
【請求項５】
樹脂材料と無機材料とを有し、
前記無機材料は、金属酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸化物、窒素酸化物、フッ化物、硫化物およびニッケル合金のうちの少なくとも１種を含む
請求項１に記載のレンズ。
【請求項６】
前記無機材料は、酸化銀(I)（Ａｇ2Ｏ），一酸化銀（ＡｇＯ），酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3），酸化セリウム(IV)（ＣｅＯ2），酸化クロム(III)（Ｃｒ2Ｏ3），酸化ハフニウム(IV)（ＨｆＯ2），酸化インジウムスズ（ＩＴＯ），ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3），酸化マグネシウム（ＭｇＯ），ヘキサフルオロアルミン酸ナトリウム（Ｎａ3ＡｌＦ6），酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5），酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5），一酸化チタン（ＴｉＯ），二酸化チタン（ＴｉＯ2），三酸化チタン（Ｔｉ2Ｏ3），五酸化チタン（Ｔｉ3Ｏ5），酸化タングステン（ＷＯ3），酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3），酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2），酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3），酸化亜鉛（ＺｎＯ），窒化シリコン（ＳｉＮx），一酸化シリコン（ＳｉＯ），二酸化シリコン（ＳｉＯ2），フッ化アルミニウム（ＡｌＦ3），フッ化バリウム（ＢａＦ2），フッ化ガドリニウム（ＧｄＦ3），フッ化ランタン（ＬａＦ3），フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2），フッ化イットリウム（ＹＦ3），硫化クロム(III)（Ｃｒ2Ｓ3），硫化亜鉛（ＺｎＳ），ニクロム（Ｎｉ−Ｃｒ）およびニクロムの窒化物（ＮｉＣｒＮx）のうちの少なくとも１種を含む
請求項５に記載のレンズ。
【請求項７】
前記屈折率分布を有するレンズ層と、
前記レンズ層の下地層と
を備え、
前記下地層が無機材料から構成され、
前記レンズ層は、前記下地層に隣接して形成されている
請求項１に記載のレンズ。
【請求項８】
前記屈折率分布を有するレンズ層と、
前記レンズ層の下地層と
を備え、
前記下地層が有機材料から構成され、
前記レンズ層は、前記下地層上に、無機材料から構成された保護膜を介して形成されている
請求項１に記載のレンズ。
【請求項９】
選択的な波長を吸収または反射する材料を有する
請求項１に記載のレンズ。
【請求項１０】
前記光軸に平行な方向に沿って屈折率が変化する
請求項１に記載のレンズ。
【請求項１１】
光軸に垂直な面内に、前記光軸の周辺における第１の屈折率と、前記光軸上の少なくとも一部における前記第１の屈折率と異なる第２の屈折率とを含む屈折率分布を形成する
レンズの製造方法。
【請求項１２】
所定の屈折率を有する第１の樹脂層に凹部を形成し、
前記凹部に、前記第１の樹脂層とは屈折率の異なる第２の樹脂層を埋め込み、
熱処理または光照射により、前記第１および第２の樹脂層のうちの少なくとも一方の成分を他方に拡散させて前記屈折率分布を形成する
請求項１１に記載のレンズの製造方法。
【請求項１３】
前記凹部をエッチングまたはインプリントにより形成する
請求項１２に記載のレンズの製造方法。
【請求項１４】
前記凹部の径が上側と下側とにおいて互いに異なる
請求項１２に記載のレンズの製造方法。
【請求項１５】
前記凹部の形成面積を、前記第１の樹脂層の形成面積の２分の１以下とする
請求項１２に記載のレンズの製造方法。
【請求項１６】
前記凹部を、前記第１の樹脂層の厚みよりも浅く形成する
請求項１２に記載のレンズの製造方法。
【請求項１７】
前記凹部の底面に対向する前記第１の樹脂層の厚みを、前記凹部の径以下とする
請求項１２に記載のレンズの製造方法。
【請求項１８】
前記凹部を複数形成し、
複数の前記凹部の前記光軸に垂直な面内における形成位置を、前記光軸からの距離に応じて変化させる
請求項１２に記載のレンズの製造方法。
【請求項１９】
前記凹部を複数形成し、
複数の前記凹部の深さを、前記光軸からの距離に応じて変化させる
請求項１２に記載のレンズの製造方法。
【請求項２０】
所定の屈折率を有する第２の樹脂層を選択的な領域にパターン形成し、
形成した第２の樹脂層を囲むように、前記第２の樹脂層とは屈折率の異なる第１の樹脂層を形成し、
熱処理または光照射により、前記第１および第２の樹脂層のうちの少なくとも一方を他方に拡散させて前記屈折率分布を形成する
請求項１１に記載のレンズの製造方法。
【請求項２１】
光軸に垂直な面内に、前記光軸の周辺における第１の屈折率と、前記光軸上の少なくとも一部における前記第１の屈折率と異なる第２の屈折率とを含む屈折率分布を有する
レンズを備えた撮像装置。
【請求項２２】
複数の画素を含む画素部と、
前記画素部の周辺に設けられた回路部と
を備え、
前記レンズは、前記画素部および前記周辺部のうち少なくとも前記画素部に設けられている
請求項２１に記載の撮像装置。
【請求項２３】
光軸に垂直な面内に、前記光軸の周辺における第１の屈折率と、前記光軸上の少なくとも一部における前記第１の屈折率と異なる第２の屈折率とを含む屈折率分布を有する
レンズを備えた表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、例えば屈折率分布型のレンズおよびレンズの製造方法と、そのようなレンズを用いた撮像装置および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置や表示装置に用いられるレンズとして、屈折率が一様でない（屈折率分布型の）ＧＲＩＮ（gradient index lens）レンズが用いられている（特許文献１〜３）。特許文献１の手法では、レンズ形成用の材料層にイオンを注入し、注入したイオンを拡散させることで、材料層に屈折率分布を形成する。一方、特許文献２の手法では、感光性材料を用いて高屈折率材料と低屈折率材料とを凝集させることで、屈折率分布を形成する。具体的には、高屈折率材料と低屈折率材料とが混在する材料層にマスクをし、選択的な領域を露光する。これにより、光が照射された部分に高屈折率材料が凝集され、凝集により排除された低屈折率材料が周辺に分布し、屈折率分布が形成される。感光性材料を用いた別の手法としては、特許文献３の手法が挙げられ、この特許文献３の手法では、微細ドットまたはグレーパターンで構成されたマスク（グレーマスク）を用いることで屈折率分布の制御を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−５４４１３号公報
【特許文献２】特開昭５９−２０４５１９号公報
【特許文献３】特開２００５−２１００１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の手法では、レンズ効果を得るために十分な厚みを持つ無機物の層を蒸着により成膜するため、成膜後に強い応力がかかり基板に反りなどが生じ易い。また、屈折率分布がマスク開口部を中心とした半球状の領域に制限され、分布制御の自由度が低い。特許文献２の手法においても、屈折率分布がマスク開口部を中心とした半球状の領域に制限される。また、特許文献３では、微細ドットまたはグレーパターンで構成されたマスクを用いるが、光はレンズ層の厚み方向に進むに従って減衰されることから、所望の屈折率分布を得にくい。また、微細ドットまたはグレーマスクを形成するためには非常に微細な加工技術が必要となるので、レンズの水平寸法が微小である場合には、マスク形成が困難となる。一方で、レンズの水平寸法が大きい場合にはレンズの厚みも同程度に厚くなる。このため、感光性材料を用いて屈折率分布を制御することは困難である。また、樹脂材料の選択の自由度も低い。
【０００５】
本開示はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、略平坦な表面形状を持ちながら、所望の屈折率分布を容易に実現することが可能なレンズおよびレンズの製造方法と、そのようなレンズを用いた撮像装置および表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示のレンズは、光軸に垂直な面内に、光軸の周辺における第１の屈折率と、光軸上の少なくとも一部において第１の屈折率と異なる第２の屈折率とを含む屈折率分布を有するものである。
【０００７】
本開示のレンズの製造方法は、光軸に垂直な面内に、光軸の周辺における第１の屈折率と、光軸上の少なくとも一部における第１の屈折率と異なる第２の屈折率とを含む屈折率分布を形成するものである。
【０００８】
本開示のレンズおよびレンズの製造方法では、表面形状に拘らず、光軸に垂直な面内に、光軸の周辺における第１の屈折率と、光軸上の少なくとも一部における第１の屈折率と異なる第２の屈折率とを含む屈折率分布を生じる。これにより、表面形状に拘わらず、例えばいわゆる凸レンズあるいは凹レンズとしてのレンズ機能が発揮される。
【０００９】
本開示の撮像装置は、上記本開示のレンズを備えたものである。
【００１０】
本開示の表示装置は、上記本開示のレンズを備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本開示のレンズおよびレンズの製造方法、ならびに本開示の撮像装置および表示装置によれば、表面形状に拘らず、光軸に垂直な面内に、光軸の周辺における第１の屈折率と、光軸上の少なくとも一部における第１の屈折率と異なる第２の屈折率とを含む屈折率分布を形成することができる。よって、略平坦な表面形状を持ちながら、所望の屈折率分布を容易に実現することが可能となる。
【００１２】
なお、上記内容は本開示の一例である。本開示の効果は、上述したものに限らず、他の異なる効果であってもよいし、更に他の効果を含んでいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】本開示の第１の実施形態に係るレンズの構成を表す断面模式図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示したレンズの平面模式図である。
【図２Ａ】図１に示したレンズの製造方法を説明するための断面模式図である。
【図２Ｂ】図２Ａに続く工程を説明するための断面模式図である。
【図３Ａ】図２Ｂに続く工程を説明するための断面模式図である。
【図３Ｂ】図３Ａに続く工程を説明するための断面模式図である。
【図３Ｃ】図３Ｂに続く工程を説明するための断面模式図である。
【図４】図３Ｃに続く工程を説明するための断面模式図である。
【図５Ａ】図４に続く工程を説明するための断面模式図である。
【図５Ｂ】図５Ａに続く工程を説明するための断面模式図である。
【図５Ｃ】図５Ａの断面構成に対応する平面模式図である。
【図５Ｄ】図５Ｂの断面構成に対応する平面模式図である。
【図６Ａ】図２Ａ〜図５Ｄの工程により得られるレンズの表面形状を説明するための模式図である。
【図６Ｂ】図２Ａ〜図５Ｄの工程により得られるレンズの表面形状を説明するための模式図である。
【図６Ｃ】図２Ａ〜図５Ｄの工程により得られるレンズの表面形状を説明するための模式図である。
【図７Ａ】変形例１に係るレンズの製造方法を説明するための断面模式図である。
【図７Ｂ】図７Ａに続く工程を説明するための断面模式図である。
【図７Ｃ】図７Ｂに続く工程を説明するための断面模式図である。
【図８Ａ】変形例２−１に係るレンズの製造方法を説明するための断面模式図である。
【図８Ｂ】図８Ａに続く工程を説明するための断面模式図である。
【図８Ｃ】図８Ｂに続く工程を説明するための断面模式図である。
【図９Ａ】変形例２−２に係るレンズの製造方法を説明するための断面模式図である。
【図９Ｂ】図８Ａに続く工程を説明するための断面模式図である。
【図９Ｃ】図８Ｂに続く工程を説明するための断面模式図である。
【図１０】本開示の第２の実施形態に係るレンズの構成を表す断面模式図である。
【図１１Ａ】図１０に示したレンズの製造方法を説明するための断面模式図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａに続く工程を説明するための断面模式図である。
【図１２】図１１Ｂに続く工程を説明するための断面模式図である。
【図１３Ａ】図１２に続く工程を説明するための断面模式図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａに続く工程を説明するための断面模式図である。
【図１４Ａ】変形例３に係るレンズの製造方法を説明するための断面模式図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａに続く工程を説明するための断面模式図である。
【図１４Ｃ】図１４Ｂに続く工程を説明するための断面模式図である。
【図１４Ｄ】図１４Ｃに続く工程を説明するための断面模式図である。
【図１５】図１４Ｄに続く工程を説明するための断面模式図である。
【図１６】図１５に続く工程を説明するための断面模式図である。
【図１７】変形例４に係るレンズの製造方法を説明するための断面模式図である。
【図１８】図１７に続く工程を説明するための断面模式図である。
【図１９】変形例５に係るレンズの製造方法を説明するための断面模式図（左図）および平面模式図（右図）である。
【図２０】図１９に続く工程を説明するための断面模式図（左図）および平面模式図（右図）である。
【図２１】変形例６に係るレンズの構成を説明するための断面模式図である。
【図２２】適用例に係る撮像装置または表示装置の全体構成を表す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本開示における実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明する順序は、下記の通りである。
１．第１の実施形態（第１樹脂層に埋め込み形成した第２樹脂層を拡散させることで屈折率分布を形成するレンズの例）
２．変形例１（凹部形成手法の他の例）
３．変形例２−１，２−２（樹脂埋め込み手法の他の例）
４．第２の実施形態（面内方向と厚み方向とに屈折率分布を有するレンズの例）
５．変形例３（光軸からの距離に応じて凹部の位置および深さを変化させた場合の例）
６．変形例４（光軸からの距離に応じて凹部の位置および深さを変化させた場合の例）
７．変形例５（面内の１軸方向に沿ってのみ屈折率分布を有する場合の例）
８．変形例６（下地層上に無機保護膜を介してレンズ層を形成した例）
９．適用例（撮像装置および表示装置の例）
【００１５】
＜第１の実施の形態＞
［構成］
図１Ａは、本開示の第１の実施形態のレンズ（レンズ１０）の断面構成を模式的に表したものである。図１Ｂは、レンズ１０の平面構成を模式的に表したものである。なお、図１Ａは、図１ＢのＩＡ―ＩＡ線における断面に相当する。また、屈折率分布を、濃淡により模式的に表しており、屈折率が高いほど濃く（黒色に近く）、屈折率が低いほど淡く（白色に近く）なるように表している。加えて、断面図は、レンズ１０の光軸（光軸Ｚ）を通り、かつ光軸Ｚに平行となる面で切った構成を示す。以下の第２の実施の形態および変形例についても同様である。
【００１６】
レンズ１０は、例えば後述の撮像装置における画素部の受光側（あるいは表示装置における画素部の表示側）に配置されるもので、例えば屈折率分布型のＧＲＩＮレンズである。このレンズ１０では、表面の形状（光入射面および光出射面の形状）は特に限定されないが、好適には、本実施の形態のように略平坦な面とされる。これにより、画素部に対してレンズを容易に積層することが可能となる。詳細は後述するが、平坦化や屈折率調整のための膜形成が不要となり、プロセス容易性を高めることができる。なお、本明細書において、「平坦」あるいは「略平坦」な面は、プロセス過程において生じる微小な凹凸や段差を含むものであり、凹凸の全くない完全に平滑な面のみに限定されるものではない。
【００１７】
このレンズ１０は、その表面が略平坦であると共に、光軸Ｚに垂直な面の形状が、例えば正方形状または矩形状である。あるいは、この面形状は、正六角形状であってもよく、この場合、複数のレンズ１０を敷き詰めて配置することで全体としてハニカム構造を形成することができる。レンズ１０は、下地層１１の上に、レンズ層１２が積層されたものである。レンズ層１２の光入射面および光出射面（面Ｓ１，Ｓ２）は、略平坦である。なお、本実施の形態では、下地層１１が無機材料から構成されており、レンズ層１２は、この下地層１１に隣接して形成されている。
【００１８】
レンズ１０は、上記のような平坦面を持ちながら、光軸Ｚに垂直な面内において所定の屈折率分布を有する。即ち、光軸Ｚの周辺の屈折率（ｎ１）（第１の屈折率）と、光軸Ｚ上の少なくとも一部の屈折率（ｎ２）（第２の屈折率）とが、互いに異なる。ここでは、例えば、光軸Ｚを中心として、略同心円状に屈折率変化が生じている。詳細には、光軸Ｚ上において最も屈折率が高く、光軸Ｚから端部ｅに向かって徐々に（光軸Ｚからの距離に応じて）屈折率が低くなるように設計されている。このような屈折率分布は、後述の製造プロセスにおける熱拡散（または光拡散）によって形成されるものである。
【００１９】
屈折率ｎ１，ｎ２は、例えば、後述する製造プロセスにおいて使用される複数種類の樹脂材料（あるいは樹脂材料に無機材料を含有するもの）に応じて、設定することができる。ここでは、屈折率ｎ１＜ｎ２であり、レンズ１０がいわゆる凸レンズとして機能する。但し、屈折率の大小関係はこれに限定されるものではない。即ち、屈折率ｎ１＞ｎ２とし、レンズ１０がいわゆる凹レンズとして機能してもよい。樹脂材料としては、例えば熱硬化性樹脂が挙げられ、感光性の有無は問われない。また、無機材料を含んでいてもよいし、あるいは選択的な波長を吸収または反射する材料（金属イオンなど）を含んでいてもよい。また、金属イオンに限らず、色素（有機色素）などを用いてもよい。
【００２０】
屈折率ｎ１，ｎ２は、選択される材料に応じて様々な値に設定することができる。一例を挙げると、屈折率ｎ１，ｎ２は、１．２２、１．７４、１．９２（１．９１６）、２．０〜２．５程度のうちのいずれかに設定することができる。
【００２１】
例えば、無機材料として、中空シリカ材料あるいはメルク（株）製のSiO2 Hybrid Siosolなどの酸化シリコン（ＳｉＯ2）を用いることにより、屈折率１．２２を実現することができる。また、無機材料として、酸化チタン（ＴｉＯ2），酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2），酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5），酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5），酸化亜鉛（ＺｎＯ）あるいは窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ）などを用いることにより、屈折率２．０〜２．５程度を実現することができる。また、レンズ層１２は、上記の無機材料のうち複数種類を含有していてもよい。更に、樹脂材料として、例えば三菱化学（株）製ＭＲ−１７４などのエピスルフィド系化合物、あるいは三菱瓦斯化学（株）製ＩＵ−２０などの金属含有チエタン化合物を用いることにより、屈折率１．７４程度あるいは１．９２程度を実現することができる。加えて、樹脂材料（ＭＲ−１７４：屈折率１．７４）と、無機材料（ＴｉＯ2：屈折率２．４）とを１：１の割合で混ぜた場合、屈折率２．１を得ることができる。
【００２２】
なお、無機材料としては、例えば金属酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸化物、窒素酸化物（ＮＯx）、フッ化物、硫化物およびニッケル合金のうちの少なくとも１種を用いることができる。具体的には、無機材料として、酸化銀(I)（Ａｇ2Ｏ），一酸化銀（ＡｇＯ），酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3），酸化セリウム(IV)（ＣｅＯ2），酸化クロム(III)（Ｃｒ2Ｏ3），酸化ハフニウム(IV)（ＨｆＯ2），酸化インジウムスズ（ＩＴＯ），ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3），酸化マグネシウム（ＭｇＯ），ヘキサフルオロアルミン酸ナトリウム（Ｎａ3ＡｌＦ6），酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5），酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5），一酸化チタン（ＴｉＯ），二酸化チタン（ＴｉＯ2），三酸化チタン（Ｔｉ2Ｏ3），五酸化チタン（Ｔｉ3Ｏ5），酸化タングステン（ＷＯ3），酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3），酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2），酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3），酸化亜鉛（ＺｎＯ），窒化シリコン（ＳｉＮx），一酸化シリコン（ＳｉＯ），二酸化シリコン（ＳｉＯ2），フッ化アルミニウム（ＡｌＦ3），フッ化バリウム（ＢａＦ2），フッ化ガドリニウム（ＧｄＦ3），フッ化ランタン（ＬａＦ3），フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2），フッ化イットリウム（ＹＦ3），硫化クロム(III)（Ｃｒ2Ｓ3），硫化亜鉛（ＺｎＳ），ニクロム（Ｎｉ−Ｃｒ）およびニクロムの窒化物（ＮｉＣｒＮx）のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。
【００２３】
このように、屈折率ｎ１，ｎ２の選択の自由度が大きく（材料選択の自由度が大きく）、屈折率ｎ１，ｎ２の差を大きく確保することが可能である。
【００２４】
［製造方法］
上記のような構成を有するレンズ１０は、例えば次のようにして製造することができる。図２Ａ〜図５Ｄは、レンズ１０の製造方法を工程順に説明するための断面模式図または平面模式図である。
【００２５】
まず、図２Ａに示したように、下地層１１の上に、第１樹脂層１２Ａ（第１の樹脂層）を成膜する（塗布後、硬化させる）。この第１樹脂層１２Ａは、上述した屈折率ｎ１に寄与する樹脂層である。このように、樹脂材料を用いることにより、材料の塗布性およびプロセス容易性を高めることができる。なお、第１樹脂層１２Ａには、必要とされる屈折率ｎ１の値に応じて、樹脂材料の他にも、上述したような無機材料あるいは金属イオンなどを含んでいてもよい。金属イオンを含めることにより、例えばレンズ１０を、カラーフィルタとして機能させることが可能である。なお、ここでは、第１樹脂層１２Ａを塗布成膜したが、第１樹脂層１２Ａの形成手法はこれに限定されるものではない。例えば、薄膜状に成形された樹脂材料（シートあるいはフィルム）を用意し、これを下地層１１の上に貼り合わせることで、第１樹脂層１２Ａを形成してもよい。
【００２６】
続いて、図２Ｂに示したように、第１樹脂層１２Ａの上に、マスクとなるフォトレジスト膜１１０を成膜する（塗布後、硬化させる）。
【００２７】
この後、図３Ａに示したように、所定の領域を露光し、フォトレジスト膜１１０に開口１１０ａを形成する。本実施の形態では、光軸Ｚ上に（光軸Ｚを中心とした円形の領域に）１つの開口１１０ａを形成する。
【００２８】
次いで、図３Ｂに示したように、例えばエッチングを施すことにより、第１樹脂層１２Ａに、例えば円柱状の凹部Ｈ１を形成する。ここでは、第１の樹脂層１２Ａのうち、フォトレジスト１１０の開口１１０ａに対応する選択的な領域を除去する。凹部Ｈ１は、下地層１１の表面に至るまで第１樹脂層１２Ａを貫通してもよいし、貫通しなくともよい。ここでは、凹部Ｈ１が、第１樹脂層１２Ａを貫通した状態を示している。なお、エッチング条件などに起因して、凹部Ｈ１の径は、詳細には、深さ方向の上側と下側とにおいて互いに異なっていてもよい。この凹部Ｈ１の形成面積は、第１樹脂層１２Ａの形成面積の２分の１以下とすることが望ましい。所望の屈折率差を形成し易くなるためである。更に、レンズ１０の光軸Ｚに平行な厚み方向には、凹部Ｈ１の底面に対向して、第１の樹脂層１２Ａの一部が残存していてもよい。この場合、第１樹脂層１２Ａの残存する厚みは、凹部Ｈ１の径以下とすることが望ましい。所望の屈折率差を形成し易くなるためである。
【００２９】
この後、図３Ｃに示したように、フォトレジスト膜１１０を除去する。
【００３０】
続いて、図４に示したように、第１樹脂層１２Ａの凹部Ｈ１に、第２の樹脂層１２Ｂを埋め込み形成する（塗布後、硬化させる）。この第２樹脂層１２Ｂは、上述した屈折率ｎ２に寄与する樹脂層である。この第２樹脂層１２Ｂには、必要とされる屈折率ｎ２の値に応じて、樹脂材料の他にも、上述したような無機材料あるいは金属イオンなどを含んでいてもよい。また、第１樹脂層１２Ａと同様、樹脂材料を用いることにより、材料の塗布性およびプロセス容易性を高めることができる。
【００３１】
次いで、図５Ａに示したように、熱処理を施すか、または光を照射することにより、第２樹脂層１２Ｂ（第２樹脂層１２Ｂの全部または一部、以下同様）の成分（樹脂成分）を、第１樹脂層１２Ａ内に拡散させる。あるいは、第１樹脂層１２Ａの全部または一部の成分を、第２樹脂層１２Ｂ内に拡散させる。あるいは、第１樹脂層１２Ａと第２樹脂層１２Ｂとの各成分同士が相互に拡散してもよい。なお、熱処理条件あるいは光照射条件については、使用される材料や屈折率などに応じて適切なものが設定されればよい。
【００３２】
これにより、図５Ｂに示したように、光軸Ｚ上において屈折率ｎ１（例えば高屈折率）となる一方で、光軸Ｚの周辺において屈折率ｎ２（例えば低屈折率）となるような屈折率分布を形成することができる。また、図５Ｃおよび図５Ｄには、図５Ａおよび図５Ｂに対応する平面模式図を示す。このように、拡散により、光軸Ｚから周辺に向けて屈折率を滑らかに変化させることができ、レンズ１０を凸レンズとして機能させることができる。本実施の形態では、凹部Ｈ１が、第１樹脂層１２Ａを貫通するように形成されることから、第２樹脂層１２Ｂは、光軸Ｚに平行な厚み方向のいずれにおいても同心円状（放射状）に第１樹脂層１２Ａ内に拡散する。よって、光軸Ｚに垂直な面内において屈折率分布を生じさせることができる。
【００３３】
上記のように、レンズ１０の表面形状に拘らず、光軸Ｚに垂直な面内に、光軸Ｚの周辺における屈折率ｎ１と、光軸Ｚ上における屈折率ｎ２（ｎ１＜ｎ２）とを含む屈折率分布を生じる。これにより、レンズ１０の表面が略平坦な面であっても、例えば凸レンズとしてのレンズ機能が発揮される。
【００３４】
なお、レンズ１０の表面は、巨視的には上記のように略平坦となるが、実際には、上記エッチング（あるいはインプリント）を用いた凹部形成と樹脂埋め込みによる痕跡として、表面に微小な段差（段差Ｓｔ）が生じる。この段差は、例えば図６Ａに示した領域Ｂの外周の近傍領域（即ち、第１樹脂層１２Ａと第２樹脂層１２Ｂとの境界の近傍に対応する領域、あるいは凹部Ｈ１の外周の近傍に対応する領域）に生じる。換言すると、領域Ｂには、第１樹脂層１２Ａおよび第２樹脂層１２Ｂの各樹脂材料の組み合わせに応じて、凸部Ｂ１（図６Ｂ）あるいは凹部Ｂ２（図６Ｃ）が形成される。このような段差は、例えばイオン注入によって形成される屈折率分布型のレンズには生じない表面形状であり、本実施の形態の製造工程を経て形成される特有の表面形状である。
【００３５】
以上説明したように本実施の形態では、光軸Ｚに垂直な面内に、光軸Ｚの周辺における屈折率ｎ１と、光軸Ｚ上における屈折率ｎ２（ｎ１＜ｎ２）とを含む屈折率分布を形成することができる。よって、略平坦な表面形状を持ちながら、所望の屈折率分布を容易に実現することが可能となる。
【００３６】
また、第１樹脂層１２Ａおよび第２樹脂層１２Ｂにおいて用いられる樹脂材料は、感光性の有無が問われないことから、材料選択の自由度が高い。また、凹部Ｈ１の位置や大きさなどのレイアウトに応じて容易に所望の屈折率分布を設計することができる。
【００３７】
更に、材料選択の自由度が高まることから、樹脂材料に無機材料を含有させることができ、これにより、例えば第１樹脂層１２Ａおよび第２樹脂層１２Ｂにおける屈折率差をより大きく確保することができる。平坦な表面形状において、非常に大きな屈折率差をもつ屈折率分布を実現できる。
【００３８】
加えて、材料選択の自由度が高まることから、樹脂材料に、選択的な波長を吸収または反射する材料を含有させることができ、これによりカラーフィルタ機能を付加することも可能となる。
【００３９】
また、本実施の形態では、凹部Ｈ１をエッチングにより形成するが、これは例えばレンズ１０が微小（数μｍ程度）な寸法を有する場合に好適である。但し、数μｍよりも大きな寸法を有する場合にも、本実施の形態のエッチングによる手法を適用可能である。
【００４０】
以下、上記第１の実施の形態の変形例および他の実施の形態について説明する。なお、上記第１の実施の形態のレンズあるいはレンズの製造方法における構成要素と同様のものについては同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４１】
＜変形例１＞
図７Ａ〜図７Ｃは、変形例１に係るレンズの製造方法を説明するための断面模式図である。上記第１の実施の形態では、凹部Ｈ１を、エッチングにより形成したが、凹部Ｈ１の形成手法としては、エッチングに限定されるものではない。例えば、本変形例のように、インプリント（型、ナノインプリント）により、凹部Ｈ１を形成することもできる。
【００４２】
具体的には、まず、上記第１の実施の形態と同様にして第１樹脂層１２Ａを成膜した後、図７Ａおよび図７Ｂに示したように、その第１樹脂層１２Ａの上から、型１２０を押し当てる。この後、図７Ｃに示したように、型１２０を第１樹脂層１２Ａから離脱することにより、光軸Ｚ上に（光軸Ｚを中心とした円形の領域に）凹部Ｈ１を形成する。これにより、上記第１の実施の形態と同様、第１樹脂層１２Ａの選択的な領域に、凹部Ｈ１を形成することができる。その後の工程（第２樹脂層１２Ｂの埋め込み工程、拡散工程）については、上記第１の実施の形態と同様である。なお、ここでは、第１樹脂層１２Ａを塗布成膜したが、上記実施の形態と同様、第１樹脂層１２Ａとして、例えば薄膜状に成形された樹脂材料（シートあるいはフィルム）を、下地層１１の上に貼り合わせてもよい。この場合、形成した第１樹脂層１２Ａを、熱処理あるいは薬液を用いて軟化させてから、型１２０を押し当てるとよい。
【００４３】
本変形例のように、凹部Ｈ１をインプリントにより形成してもよく、この場合にも、上記第１の実施の形態と同等の効果を得ることができる。但し、本変形例では、例えばレンズ１０が比較的大きな（例えば、数十μｍ以上の）寸法を有する場合に好適である。但し、数十μｍよりも小さな寸法、例えば数μｍ程度の微小寸法を有する場合にも、本実施の形態のインプリントによる手法を適用可能である。
【００４４】
＜変形例２−１＞
図８Ａ〜図８Ｃは、変形例２−１に係るレンズの製造方法を説明するための模式図である。但し、各図において、左図は断面構成を示し、右図は平面構成をそれぞれ模式的に示している。なお、各図の断面構成は平面構成のIB−IB線、IC−IC線あるいはID−ID線における矢視断面に相当する。上記第１の実施の形態では、１つのレンズ１０に対して凹部Ｈ１を１箇所だけ形成したが、凹部Ｈ１の形成箇所は１つに限定されるものではない。本変形例のように、複数の凹部Ｈ１を形成してもよい。
【００４５】
具体的には、まず、上記第１の実施の形態と同様にして第１樹脂層１２Ａを成膜した後、図８Ａに示したように、第１樹脂層１２Ａに複数の凹部Ｈ１をパターン形成する。凹部Ｈ１の形成手法は、上述したエッチングでもよいし、インプリントでもよい。これらの複数の凹部Ｈ１は、光軸Ｚに垂直な面内において、光軸Ｚからの距離に応じた位置に形成されている。例えば、凹部Ｈ１は、光軸Ｚから離れるに従って（端部に近づくに従って）、密度（存在比）が徐々に減少するように配置されている。これにより、凹部Ｈ１に埋め込まれる第２樹脂層１２Ｂの存在比も光軸Ｚからの距離に応じて変化する。
【００４６】
この後、図８Ｂに示したように、複数の凹部Ｈ１のそれぞれに、上記第１の実施の形態と同様にして、第２樹脂層１２Ｂを埋め込み形成する。
【００４７】
続いて、上記第１の実施の形態と同様にして、熱処理または光照射により、第２樹脂層１２Ｂの成分を第１樹脂層１２Ａに拡散させることにより、図８Ｃに示したような屈折率分布を形成することができる。上記第１の実施の形態と同等の効果を得ることができると共に、より緻密に屈折率変化を制御することができ、レンズ１０の光軸Ｚから端部にかけてより滑らかに屈折率が変化する凸レンズとして機能させることが可能となる。
【００４８】
＜変形例２−２＞
図９Ａ〜図９Ｃは、変形例２−２に係るレンズの製造方法を説明するための模式図である。但し、各図において、左図は断面構成を示し、右図は平面構成をそれぞれ模式的に示している。なお、各図の断面構成は平面構成のIE−IE線、IF−IF線あるいはIG−IG線における矢視断面に相当する。上記第１の実施の形態および変形例２−１等では、第１樹脂層１２Ａに凹部Ｈ１を形成した後、第２樹脂層１２Ｂを形成したが、第１樹脂層１２Ａおよび第２樹脂層１２Ｂの形成順序はこれに限定されるものではない。
【００４９】
例えば、本変形例のように、まず図９Ａに示したように、下地層１１上に、円柱状の第２樹脂層１２Ｂを複数箇所にパターン形成する。具体的には、下地層１１上に、第２樹脂層１２Ｂを形成した後、例えばエッチングあるいはインプリントによりパターニングする。換言すると、下地層１１上に、複数の第２樹脂層１２Ｂからなる凸部を、離散して形成する。
【００５０】
この後、図９Ｂに示したように、複数の第２樹脂層１２Ｂ間の空隙を埋めるように（第２樹脂層１２Ｂを囲むように）、第１樹脂層１２Ａを形成する。続いて、上記第１の実施の形態および変形例２−１と同様に、第２樹脂層１２Ｂの成分を第１樹脂層１２Ａに拡散させることにより、図９Ｃに示したような屈折率分布を形成することができる。このようにして形成した場合にも、上記第１の実施の形態および変形例２−１と同等の効果を得ることができる。
【００５１】
＜第２の実施の形態＞
図１０は、本開示の第２の実施形態のレンズ（レンズ１０Ａ）の断面構成を模式的に表したものである。上記第１の実施の形態では、屈折率分布を、光軸Ｚに垂直な面内にのみ形成したが、本実施の形態のように、更に、光軸Ｚに平行な厚み方向にも、屈折率分布を形成してもよい。なお、レンズ１０Ａは、上記第１の実施の形態と同様、表面の形状が略平坦であり、下地層１１上にレンズ層１３が積層されたものである。レンズ層１３は、光軸Ｚに垂直な面内と、光軸Ｚに平行な厚み方向との両方に、屈折率分布を有している。
【００５２】
厚み方向における屈折率分布は、レンズ層１３の光入射面，光出射面（面Ｓ１，Ｓ２）との間において、例えば面Ｓ２から所定の深さまでは屈折率が高く、それよりも深い部分では、面Ｓ１に向かって徐々に屈折率が低くなるような分布となっている。即ち、光軸Ｚ上において、面Ｓ１付近では、屈折率ｎ１に近づき、所定の深さから面Ｓ２までの部分では屈折率ｎ２となっている。このような厚み方向における屈折率分布についても、光軸Ｚに垂直な面内における屈折率分布と同様、製造プロセスにおける熱拡散（または光拡散）によって形成される。
【００５３】
本実施の形態においても、上記第１の実施の形態と同様、レンズ層１３が、樹脂材料（例えば熱硬化性樹脂）と共に、無機材料を含んでいてもよいし、あるいは選択的な波長を吸収または反射する材料（金属イオンなど）を含んでいてもよい。また、金属イオンに限らず、色素（有機色素）などを用いてもよい。
【００５４】
このレンズ１０Ａは、例えば次のようにして製造することができる。図１１Ａ〜図１３Ｂは、レンズ１０Ａの製造方法を工程順に説明するための断面模式図である。
【００５５】
まず、上記第１の実施の形態と同様にして、下地層１１の上に第１樹脂層１２Ａを成膜した後、第１樹脂層１２Ａの上に、開口１１０ａを有するフォトレジスト膜１１０を形成する。続いて、図１１Ａに示したように、例えばエッチングを施すことにより、第１樹脂層１２Ａに、例えば円柱状の凹部Ｈ２を形成する。このとき、凹部Ｈ２は、第１樹脂層１２Ａを、所定の深さｔまで除去し、エッチングを停止する。即ち、凹部Ｈ２の深さが、第１樹脂層１２Ａの厚みよりも浅くなるように形成する。また、凹部Ｈ２の底面に対向する第１樹脂層１２Ａの厚みは、凹部Ｈ２の径以下とすることが望ましい。所望の屈折率差を形成し易くなるためである。この後、図１１Ｂに示したように、フォトレジスト膜１１０を除去する。
【００５６】
続いて、図１２に示したように、第１樹脂層１２Ａの凹部Ｈ２に、第２の樹脂層１２Ｂを埋め込み形成する（塗布後、硬化させる）。
【００５７】
次いで、図１３Ａに示したように、上記第１の実施の形態と同様にして、熱処理を施すか、または光を照射することにより、第２樹脂層１２Ｂの成分を、第１樹脂層１２Ａ内に拡散させる。これにより、図１３Ｂに示したように、厚み方向においても、屈折率ｎ１（例えば低屈折率）から屈折率ｎ２（例えば高屈折率）に変化するような屈折率分布を形成することができる。このように、凹部Ｈ２の深さを調整することで、光軸Ｚに垂直な面内と厚み方向とのそれぞれに所望の屈折率分布を形成することができる。これにより、レンズ１０Ａの表面形状が略平坦であっても、レンズ１０Ａを例えば凸レンズとして機能させることができる。また、厚み方向の屈折率制御により、より極細やかな屈折率制御を容易に実現可能となる。
【００５８】
＜変形例３＞
図１４Ａ〜図１６は、変形例３に係るレンズの製造方法を説明するための断面模式図である。上記第２の実施の形態では、１つのレンズ１０Ａに対して凹部Ｈ２を１箇所だけ形成したが、凹部Ｈ２の形成箇所は１つに限定されるものではない。本変形例のように、複数の凹部（凹部Ｈ２ａ〜Ｈ２ｄ）を形成してもよい。また、各凹部Ｈ２ａ〜Ｈ２ｄの形成位置および深さを、光軸Ｚからの距離に応じて設定してもよい。
【００５９】
具体的には、上記第２の実施の形態と同様にして第１樹脂層１２Ａを成膜した後、まず図１４Ａに示したように、第１樹脂層１２Ａの光軸Ｚ上の位置に、マスクとしてフォトレジスト膜１１０ａを用いて、所定の深さの凹部Ｈ２ａを形成する。凹部Ｈ２ａの形成手法は、上述したエッチングでもインプリントでもよいが、ここでは、エッチングの場合を例示する。この場合、以下に説明するように、凹部Ｈ２ａ〜Ｈ２ｄのそれぞれの深さを変化させるために、複数回にわたってエッチングを行う。
【００６０】
続いて、図１４Ｂに示したように、フォトレジスト膜１１０ａを更にパターニングした後、凹部Ｈ２ａの周囲に、凹部Ｈ２ａよりも深さが小さくなるように凹部Ｈ２ｂをエッチングにより形成する。凹部Ｈ２ｂは、例えば凹部Ｈ２ａを取り囲むように、複数形成することができる。またこの凹部Ｈ２ｂのエッチングの際に、先に形成した凹部Ｈ２ａのエッチングも進み、凹部Ｈ２ｂの深さが大きくなる。同様に、この後、図１４Ｃに示したように、フォトレジスト膜１１０ａを更にパターニングした後、凹部Ｈ２ｂの周囲に、凹部Ｈ２ｂよりも深さが小さくなるように凹部Ｈ２ｃをエッチングにより形成する。凹部Ｈ２ｃは、例えば凹部Ｈ２ｂを取り囲むように、複数形成することができる。またこの凹部Ｈ２ｃのエッチングの際に、先に形成した凹部Ｈ２ａ，Ｈ２ｂのエッチングも進む。同様に、この後、図１４Ｄに示したように、フォトレジスト膜１１０ａを更にパターニングした後、凹部Ｈ２ｃの周囲に、凹部Ｈ２ｃよりも深さが小さくなるように凹部Ｈ２ｄをエッチングにより形成する。凹部Ｈ２ｄは、例えば凹部Ｈ２ｃを取り囲むように、複数形成することができる。またこの凹部Ｈ２ｄのエッチングの際に、先に形成した凹部Ｈ２ａ〜Ｈ２ｃのエッチングも進む。このようにして、光軸Ｚから離れるに従って、深さが徐々に小さくなるように、複数の凹部Ｈ２ａ〜Ｈ２ｄを形成することができる。また、上記変形例２−１と同様、複数の凹部Ｈ２ａ〜Ｈ２ｄの形成位置を光軸Ｚからの距離に応じて変化させてもよい。
【００６１】
この後、フォトレジスト膜１１０ａを剥離し、図１５に示したように、複数の凹部Ｈ２ａ〜Ｈ２ｄのそれぞれに、上記第１の実施の形態と同様にして、第２樹脂層１２Ｂを埋め込み形成する。
【００６２】
続いて、上記第１の実施の形態と同様にして、熱処理または光照射により、第２樹脂層１２Ｂの成分を第１樹脂層１２Ａに拡散させることにより、図１６に示したような屈折率分布を形成することができる。上記第１の実施の形態と同等の効果を得ることができると共に、光軸Ｚに垂直な面内と厚み方向とのそれぞれにおいて任意に屈折率制御を行うことができる。屈折率制御の自由度が高く、より滑らかに屈折率変化を生じる凸レンズとして機能させることが可能となる。
【００６３】
＜変形例４＞
図１７および図１８は、変形例４に係るレンズの製造方法を説明するための断面模式図である。上記変形例３では、複数の凹部（凹部Ｈ２ａ〜Ｈ２ｄ）の形成位置および深さを制御することにより、面内方向および厚み方向のそれぞれにおいて任意の屈折率制御が可能であるが、これにより、本変形例のような、いわゆる非球面形状を設計可能となる。
【００６４】
具体的には、図１７に示したように、各凹部Ｈ２ａ〜Ｈ２ｄの形成位置および深さを、光軸Ｚからの距離に応じて任意の深さとなるように設定してもよい。ここでは、一例として、凹部Ｈ２ａ〜Ｈ２ｄのうち最外周に配置される凹部Ｈ２ｄの深さを、凹部Ｈ２ｃよりも大きくなるように形成している。このような凹部Ｈ２ａ〜Ｈ２ｄに第２樹脂層１２Ｂを埋め込み、拡散させることにより、図１８に示したような非球面レンズ（凸非球面レンズ）として機能し得る屈折率分布を形成することができる。
【００６５】
＜変形例５＞
図１９および図２０は、変形例５に係るレンズの製造方法を説明するための模式図である。但し、各図において、左図は断面構成を示し、右図は平面構成をそれぞれ模式的に示している。なお、各図の断面構成は平面構成のIH−IH線あるいはII−II線における矢視断面に相当する。上記実施の形態等では、光軸Ｚに垂直な面内において２軸方向に屈折率分布を形成したが、必ずしも２軸方向に分布が形成されなくともよい。本変形例のように、面内方向の１軸に沿ってのみ屈折率分布が形成されてもよい。
【００６６】
具体的には、上記第１，２実施の形態等と同様にして第１樹脂層１２Ａを成膜した後、まず図１９に示したように、光軸Ｚに垂直な面内において１軸方向に沿って延在するように（ストライプ状に）凹部Ｈ３を形成し、この凹部Ｈ３に第２樹脂層１２Ｂを埋め込み形成する。凹部Ｈ３の形成手法は、上述したエッチングでもインプリントでもよい。また、凹部Ｈ３は、第１樹脂層１２Ａを貫通していてもよいし、所定の深さ（第１樹脂層１２Ａの厚みよりも小さい深さ）で形成されていてもよいが、ここでは所定の深さで形成されている例を図示している。
【００６７】
この後、上記第１，２実施の形態等と同様にして第２樹脂層１２Ｂの成分を第１樹脂層１２Ａに拡散させることにより、図２０に示したような屈折率分布を有するレンズ層１４を形成することができる。即ち、屈折率分布を面内方向における１軸に沿ってのみ有する、いわゆるシリンドリカルレンズとして機能させることが可能となる。
【００６８】
＜変形例６＞
図２１は、変形例６に係るレンズの構成を説明するための模式図である。上記第１の実施の形態では、無機材料からなる下地層１１に隣接してレンズ層１２を積層したが、下地層１１が有機材料から構成される場合には、本変形例のように、無機材料からなる保護膜１５が介在させてもよい。下地層１１が有機材料から構成される場合、レンズ層１２の屈折率分布を形成する際に、下地層１１が影響（ダメージ）を受け易いためである。このため、下地層１１の上に保護膜１５を介してレンズ層１２を形成することが望ましい。また、保護膜１５に用いられる無機材料としては、硬い材料であることがより望ましい。
【００６９】
＜適用例＞
上記実施の形態等において説明したレンズ１０（あるいはレンズ１０Ａ）は、例えば、撮像装置あるいは表示装置において好適に用いられる。図２２に、適用例に係る撮像装置（表示装置も同様）１の全体構成を模式的に示す。このように、撮像装置１は、例えば、撮像エリアとしての画素部１Ａと、画素部１Ａを駆動するための周辺回路部１Ｂとを備える。
【００７０】
画素部１Ａは、例えば行列状に２次元配置された複数の画素を有しており、例えばＣＣＤまたはＣＭＯＳイメージセンサなどから構成されている。各画素には、例えば画素行および画素列ごとに各種信号配線（図示せず）が接続されている。各種信号配線は、周辺回路部１Ｂにおいて対応する出力端あるいは入力端に接続されている。
【００７１】
このような構成において、上述したレンズ１０は、例えば少なくとも画素部１Ａに対向して、画素部１Ａの受光側（表示装置の場合は表示側）に、例えばいわゆるオンチップレンズとして設けられる。具体的には、レンズ１０は、画素部１Ａおよび周辺回路部１Ｂのうち、画素部１Ａに対向する領域にのみ選択的に設けられるか、あるいは、画素部１Ａおよび周辺回路部１Ｂの両方に対向して設けられている。後者の場合、周辺回路部１Ｂは、遮光されることから、レンズ１０が配置されていても問題はない。また、レンズ１０は画素毎に設けられていてもよいし、複数の画素に対して１つ（複数の画素に跨って）設けられていてもよい。
【００７２】
撮像装置１では、上述したようなレンズ１０を備えることで、レンズ表面を平坦な面としつつ、所望の屈折率分布を形成可能となる。これにより、高屈折率の凹凸レンズアレイの表面に、低屈折率の平坦化層を設ける必要がなくなり、プロセス容易性が向上する。また、凹凸による回折光の発生を抑制できる。更に、レンズ１０の面内方向の四隅まで屈折率分布を容易に形成可能となり、受光量を高めることができる。一方、レンズ１０を表示装置に適用した場合には、高屈折率の凹凸レンズアレイの表面に保護ガラスなどの低屈折率層を設ける必要がなくなり、プロセス容易性が向上する。
【００７３】
以上、実施の形態および変形例を挙げて説明したが、本開示内容は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態等では、光軸上において高屈折率、周辺において低屈折率となるように屈折率分布を形成したが、これと逆の組み合わせであってもよい。即ち、光軸上において低屈折率、周辺において高屈折率となるように屈折率分布を形成し、凹レンズとして機能させるようにしてもよい。
【００７４】
また、上記実施の形態等では、２種の材料層（第１樹脂層１２Ａ，第２樹脂層１２Ｂ）を用いて屈折率分布を形成したが、３種以上の材料層を用いるようにしてもよい。なお、上記実施の形態等において説明した効果は一例であり、他の効果であってもよいし、更に他の効果を含んでいてもよい。
【００７５】
なお、本開示は、以下のような構成であってもよい。
（１）
光軸に垂直な面内に、
前記光軸の周辺における第１の屈折率と、
前記光軸上の少なくとも一部における前記第１の屈折率と異なる第２の屈折率と
を含む
屈折率分布を有する
レンズ。
（２）
表面に微小な段差を有する
上記（１）に記載のレンズ。
（３）
凹部を有する第１の樹脂層の前記凹部に、前記第１の樹脂層とは屈折率の異なる第２の樹脂層を埋め込み、熱処理または光照射によって前記第１および第２の樹脂層のうちの少なくとも一方の成分を他方に拡散させることにより、前記屈折率分布が形成され、
前記第１および第２の樹脂層の境界の近傍に対応する領域に前記段差が生じている
上記（２）に記載のレンズ。
（４）
前記凹部は、エッチングまたはインプリントにより形成される
上記（３）に記載のレンズ。
（５）
樹脂材料と無機材料とを有し、
前記無機材料は、金属酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸化物、窒素酸化物、フッ化物、硫化物およびニッケル合金のうちの少なくとも１種を含む
上記（１）〜（４）のいずれかに記載のレンズ。
（６）
前記無機材料は、酸化銀(I)（Ａｇ2Ｏ），一酸化銀（ＡｇＯ），酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3），酸化セリウム(IV)（ＣｅＯ2），酸化クロム(III)（Ｃｒ2Ｏ3），酸化ハフニウム(IV)（ＨｆＯ2），酸化インジウムスズ（ＩＴＯ），ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3），酸化マグネシウム（ＭｇＯ），ヘキサフルオロアルミン酸ナトリウム（Ｎａ3ＡｌＦ6），酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5），酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5），一酸化チタン（ＴｉＯ），二酸化チタン（ＴｉＯ2），三酸化チタン（Ｔｉ2Ｏ3），五酸化チタン（Ｔｉ3Ｏ5），酸化タングステン（ＷＯ3），酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3），酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2），酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3），酸化亜鉛（ＺｎＯ），窒化シリコン（ＳｉＮx），一酸化シリコン（ＳｉＯ），二酸化シリコン（ＳｉＯ2），フッ化アルミニウム（ＡｌＦ3），フッ化バリウム（ＢａＦ2），フッ化ガドリニウム（ＧｄＦ3），フッ化ランタン（ＬａＦ3），フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2），フッ化イットリウム（ＹＦ3），硫化クロム(III)（Ｃｒ2Ｓ3），硫化亜鉛（ＺｎＳ），ニクロム（Ｎｉ−Ｃｒ）およびニクロムの窒化物（ＮｉＣｒＮx）のうちの少なくとも１種を含む
上記（１）〜（５）のいずれかに記載のレンズ。
（７）
前記屈折率分布を有するレンズ層と、
前記レンズ層の下地層と
を備え、
前記下地層が無機材料から構成され、
前記レンズ層は、前記下地層に隣接して形成されている
上記（１）〜（６）のいずれかに記載のレンズ。
（８）
前記屈折率分布を有するレンズ層と、
前記レンズ層の下地層と
を備え、
前記下地層が有機材料から構成され、
前記レンズ層は、前記下地層上に、無機材料から構成された保護膜を介して形成されている
上記（１）〜（６）のいずれかに記載のレンズ。
（９）
選択的な波長を吸収または反射する材料を有する
上記（１）〜（８）のいずれかに記載のレンズ。
（１０）
前記光軸に平行な方向に沿って屈折率が変化する
上記（１）〜（９）のいずれかに記載のレンズ。
（１１）
光軸に垂直な面内に、前記光軸の周辺における第１の屈折率と、前記光軸上の少なくとも一部における前記第１の屈折率と異なる第２の屈折率とを含む屈折率分布を形成する
レンズの製造方法。
（１２）
所定の屈折率を有する第１の樹脂層に凹部を形成し、
前記凹部に、前記第１の樹脂層とは屈折率の異なる第２の樹脂層を埋め込み、
熱処理または光照射により、前記第１および第２の樹脂層のうちの少なくとも一方の成分を他方に拡散させて前記屈折率分布を形成する
上記（１１）に記載のレンズの製造方法。
（１３）
前記凹部をエッチングまたはインプリントにより形成する
上記（１２）に記載のレンズの製造方法。
（１４）
前記凹部の径が上側と下側とにおいて互いに異なる
上記（１３）に記載のレンズの製造方法。
（１５）
前記凹部の形成面積を、前記第１の樹脂層の形成面積の２分の１以下とする
上記（１２）〜（１４）のいずれかに記載のレンズの製造方法。
（１６）
前記凹部を、前記第１の樹脂層の厚みよりも浅く形成する
上記（１２）〜（１５）のいずれかに記載のレンズの製造方法。
（１７）
前記凹部の底面に対向する前記第１の樹脂層の厚みを、前記凹部の径以下とする
上記（１２）〜（１６）のいずれかに記載のレンズの製造方法。
（１８）
前記凹部を複数形成し、
複数の前記凹部の前記光軸に垂直な面内における形成位置を、前記光軸からの距離に応じて変化させる
上記（１２）〜（１７）のいずれかに記載のレンズの製造方法。
（１９）
前記凹部を複数形成し、
複数の前記凹部の深さを、前記光軸からの距離に応じて変化させる
上記（１２）〜（１８）のいずれかに記載のレンズの製造方法。
（２０）
所定の屈折率を有する第２の樹脂層を選択的な領域にパターン形成し、
形成した第２の樹脂層を囲むように、前記第２の樹脂層とは屈折率の異なる第１の樹脂層を形成し、
熱処理または光照射により、前記第２の樹脂層を前記第１の樹脂層に拡散させて前記屈折率分布を形成する
上記（１１）に記載のレンズの製造方法。
（２１）
光軸に垂直な面内に、前記光軸の周辺における第１の屈折率と、前記光軸上の少なくとも一部における前記第１の屈折率と異なる第２の屈折率とを含む屈折率分布を有する
レンズを備えた撮像装置。
（２２）
複数の画素を含む画素部と、
前記画素部の周辺に設けられた回路部と
を備え、
前記レンズは、前記画素部および前記周辺部のうち少なくとも前記画素部に設けられている
上記（２１）に記載の撮像装置。
（２３）
光軸に垂直な面内に、前記光軸の周辺における第１の屈折率と、前記光軸上の少なくとも一部における前記第１の屈折率と異なる第２の屈折率とを含む屈折率分布を有する
レンズを備えた表示装置。
（２４）
複数の画素を含む画素部と、
前記画素部の周辺に設けられた回路部と
を備え、
前記レンズは、前記画素部および前記周辺部のうち少なくとも前記画素部に設けられている
上記（２３）に記載の表示装置。
【符号の説明】
【００７６】
１…撮像装置（表示装置）、１Ａ…画素部、１Ｂ…周辺回路部、１０…レンズ、１１…下地層、１２，１３，１４…レンズ層、１２Ａ…第１樹脂層、１２Ｂ…第２樹脂層、１５…保護膜、Ｈ１，Ｈ２，Ｈ２ａ，Ｈ２ｂ，Ｈ２ｃ，Ｈ２ｄ，Ｈ３…凹部。
【図２Ａ】
2015225966.tif 000003
【図２Ｂ】
2015225966.tif 000004
【図３Ａ】
2015225966.tif 000005
【図３Ｂ】
2015225966.tif 000006
【図３Ｃ】
2015225966.tif 000007
【図４】
2015225966.tif 000008
【図５Ａ】
2015225966.tif 000009
【図５Ｃ】
2015225966.tif 000010
【図７Ａ】
2015225966.tif 000011
【図７Ｂ】
2015225966.tif 000012
【図７Ｃ】
2015225966.tif 000013
【図８Ａ】
2015225966.tif 000014
【図８Ｂ】
2015225966.tif 000015
【図９Ａ】
2015225966.tif 000016
【図９Ｂ】
2015225966.tif 000017
【図１１Ａ】
2015225966.tif 000018
【図１１Ｂ】
2015225966.tif 000019
【図１２】
2015225966.tif 000020
【図１３Ａ】
2015225966.tif 000021
【図１４Ａ】
2015225966.tif 000022
【図１４Ｂ】
2015225966.tif 000023
【図１４Ｃ】
2015225966.tif 000024
【図１４Ｄ】
2015225966.tif 000025
【図１５】
2015225966.tif 000026
【図１７】
2015225966.tif 000027
【図１９】
2015225966.tif 000028
【図２２】
2015225966.tif 000029
【図１Ａ】
2015225966.tif 000030
【図１Ｂ】
2015225966.tif 000031
【図５Ｂ】
2015225966.tif 000032
【図５Ｄ】
2015225966.tif 000033
【図６Ａ】
2015225966.tif 000034
【図６Ｂ】
2015225966.tif 000035
【図６Ｃ】
2015225966.tif 000036
【図８Ｃ】
2015225966.tif 000037
【図９Ｃ】
2015225966.tif 000038
【図１０】
2015225966.tif 000039
【図１３Ｂ】
2015225966.tif 000040
【図１６】
2015225966.tif 000041
【図１８】
2015225966.tif 000042
【図２０】
2015225966.tif 000043
【図２１】
2015225966.tif 000044