JP2014057271A - カメラモジュールおよび表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】デジタルカメラやスマートフォンなど、液晶パネルを備えた携帯型の装置で、液晶表示部に撮影機能を組み込む場合に、カメラモジュールを小型かつ低コストで構成する。
【解決手段】カメラモジュール１は、イメージセンサ１４と、液晶パネルの上部ガラス基板１０ａを加工して形成され、イメージセンサ１４上に光を集光させるレンズ１１とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置とともに利用されるカメラモジュールに関する。

携帯電話、デジタルカメラ、またはスマートホンなど、液晶パネルを備えた携帯型の装置分野では、当該装置に撮影機能を付与するカメラモジュールを組み込むことが広く行われている。

例えば、特許文献１には、透過光量を変更させる液晶パネルと、当該液晶パネルと一体に設けられたレンズとから構成される光学ユニットを備え、レンズによって集光された被写体の光を結像させて撮影を行うとする撮影装置が開示されている。

また、特許文献２には、液晶表示部に表示データを映し出しながら、液晶表示部に内蔵したカメラにより撮影可能としているカメラ内蔵液晶ディスプレイ装置が開示されている。

特開２００７−８６３４０号公報（２００７年４月５日公開） 特開２００９−１５２７２号公報（２００９年１月２２日公開）

しかしながら、上述のような従来技術には、以下のような問題が存在する。

特許文献１に開示されている光学ユニットを備えた撮影装置では、液晶パネルの全面をレンズにしている。このため、当該撮影装置を、液晶パネルの一部分のみを活用するような利用形態に適用することが困難である。例えば、携帯電話のような装置では、映像表示および撮影を同時に行うニーズが強く、このようなニーズを満たす構成に、特許文献１に開示されている従来技術を適用することが困難と言わざるを得ない。

特許文献２に開示されている従来技術では、液晶パネルの一部分を利用するとしているカメラ内臓液晶ディスプレイが開示されているものの、レンズなどカメラの構成要素を、液晶パネル構成要素に孔を設けて単に埋め込み組みあわせただけの構成であるため、構成要素の数が多くなり、小型化および低コスト化が困難である。

本発明は、上述の問題に鑑みて成されたもので、小型かつ低コストである液晶パネル一体型のカメラモジュールを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るカメラモジュールは、イメージセンサと、液晶パネルのガラス基板を加工して形成され、上記イメージセンサ上に光を集光させるレンズとを備えている。

本発明の一態様によれば、小型かつ低コストである液晶パネル一体型のカメラモジュールを提供することができる効果を奏する。

本発明の一実施形態に係るカメラモジュールの構成を示す斜視図である。 液晶パネルの構成を示す図であり、（ａ）は一般的な液晶パネルの積層構成を示す概略図、（ｂ）は図１に示すカメラモジュールを形成するよりも以前の液晶パネルの端部の概略構成を示す断面図である。 図１に示す液晶パネルにおいてレンズを加工して形成する領域の範囲を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に対応する断面図である。 カメラモジュールの構成を比較する図であり、（ａ）は一般的なカメラモジュールの構成を示す概略図、（ｂ）は、図１に示すカメラモジュールのレンズなどを形成するよりも以前の液晶パネルの端部の概略構成を示す断面図である。 図１に示すカメラモジュールの構成を示す図であり、（ａ）は断面構成を示すＺＸ平面の断面図、（ｂ）は（ａ）に対応する平面図、（ｃ）は断面構成を示すＹＺ平面の断面図である。 カメラモジュール一体型の表示装置の概略構成を比較する平面図であり、（ａ）は本発明の他の実施形態に係る構成、（ｂ）は、（ａ）に示す表示装置の比較例に係る構成を示す。 本発明の他の実施形態に係るカメラモジュールの断面構成を示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係るカメラモジュールの断面構成を示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係るカメラモジュールの断面構成を示す断面図であって、（ａ）はイメージセンサが下部ガラス基板に配されている構成、（ｂ）はイメージセンサが上部ガラス基板に配されている構成を示す。 本発明の他の実施形態に係るカメラモジュールの断面構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。

〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について、図１〜図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。

＜カメラモジュール１の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係るカメラモジュール１の構成を示す斜視図である。図１に示すように、カメラモジュール１は、上部ガラス基板１０ａと、下部ガラス基板１０ｂと、レンズ１１と、イメージセンサ１４と、後述する電子回路部１５とを備えている。

ここで、カメラモジュール１は、後述する液晶パネル１０と一体的に形成されている。

また、レンズ１１は、光を透過させて、イメージセンサ１４上に当該光を集光させる。

換言すれば、レンズ１１は、Ｚ軸の正方向側から入射する光を透過させて、Ｚ軸に平行な図１に一点鎖線で示す光軸に沿って光を導光し、イメージセンサ１４上に当該光を集光させている。

なお、このような構成に限定されるわけではなく、レンズ１１の光軸は、最終的に光をイメージセンサ１４に集光させることができるのであれば、Ｚ軸に平行でなくても良い。

また、図１に示す座標軸について、Ｘ軸およびＹ軸は、各ガラス基板が平面的に広がっている方向に伸びる軸であり、Ｚ軸は、各ガラス基板の厚さ方向に伸びる軸である。以下の説明および図における座標軸は、図１に示す座標軸と対応している。

以下では、カメラモジュール１が備えている構成要素について詳細に説明する。

（上部ガラス基板１０ａおよび下部ガラス基板１０ｂ）
上部ガラス基板１０ａおよび下部ガラス基板１０ｂは、後述の液晶パネル１０を構成するガラス基板である。

図２（ａ）は、一般的な液晶パネルの積層構成を示す概略図である。本実施形態に係る液晶パネル１０も、図２（ａ）に示す積層構成を有しており、液晶部２１と、透明電極２２ａおよび透明電極２２ｂと、カラーフィルタ２３と、上部ガラス基板１０ａおよび下部ガラス基板１０ｂと、偏光フィルタ２４ａおよび偏光フィルタ２４ｂとを備えている。

ここで、液晶部２１は、透明電極２２ａおよび透明電極２２ｂとにより、所望の透過率分布に変化するように制御されている。そして、このような各構成要素を備えた液晶パネルでは、図視しないバックライトから出射される光を、偏光フィルタ２４ｂ、下部ガラス基板１０ｂ、透明電極２２ｂ、液晶部２１、透明電極２２ａ、カラーフィルタ２３、上部ガラス基板１０ａ、偏光フィルタ２４ａの順に透過させて、映像光として外部へ出射させることにより、映像を表示する。

図２（ｂ）は、カメラモジュール１を形成するよりも以前の液晶パネル１０の端部の概略構成を示す断面図である。図２（ｂ）に示すように、カメラモジュール１を形成するよりも以前の液晶パネル１０の端部では、上部ガラス基板１０ａと下部ガラス基板１０ｂとが対向するように配されている。

ここで、上部ガラス基板１０ａの厚さＴａは、液晶パネル１０の端部以外での厚さｔａと異なる大きさであっても良い。これにより、後述するレンズ１１の加工において、所望の形状のレンズ１１を得ることができる。また、下部ガラス基板１０ｂの厚さＴｂは、液晶パネル１０の端部以外での厚さｔｂと異なる大きさであっても良い。

また、上部ガラス基板１０ａの厚さＴａと下部ガラス基板１０ｂの厚さＴｂとは、異なる大きさであっても良い。

なお、図２（ｂ）のＡ−Ａ´断面では、図２（ａ）に示す積層構成のように、液晶パネル１０の各構成要素が積層されている。

（レンズ１１）
レンズ１１は、液晶パネル１０の不定領域のガラス基板を加工して形成されている。

ここで、液晶パネル１０の不定領域とは、映像の表示の用に不適な領域のことである。当該不定領域は、例えば、液晶パネルの端部領域に存在している。

図３（ａ）は、液晶パネル１０においてレンズ１１を加工して形成する領域３０の範囲を示す平面図である。図３（ａ）に示すように、レンズ１１を形成する領域３０は、破線で示す液晶パネル１０の端部に位置している。

図３（ｂ）は、液晶パネル１０のレンズ１１を加工して形成する領域３０の範囲を示す断面図である。図３（ｂ）に示すように、領域３０を加工してレンズ１１を形成するために、領域３０における上部ガラス基板１０ａの厚さを、下部ガラス基板１０ｂよりも大きくしている。

一般的に、液晶パネルでは、端部領域において不定領域が存在しており、当該領域を有効に活用できることが好ましい。カメラモジュール１では、液晶パネル１０の不定領域に含まれる領域３０において、上部ガラス基板１０ａを加工してレンズ１１を形成し、当該領域を有効に活用している。

また、上部ガラス基板１０ａを加工してレンズ１１を形成する際には、レンズ１１と上部ガラス基板１０ａとが一体化している固定部を残しても良い。例えば、当該固定部により、レンズ１１および上部ガラス基板１０ａを一体的に固定することができ、固定部を介してレンズ１１が一体的に液晶パネル１０の上部ガラス基板１０ａに固定されることにより、レンズの光軸の方向を所望の方向に固定することができる。

（イメージセンサ１４）
イメージセンサ１４は、レンズ１１を透過した光を集光されて、当該光を電気信号に変換する。ここで、イメージセンサ１４は、１．２Ｍ−ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）を備えている。しかしながら、この構成に限定されるわけではなく、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）を備えていても良く、受光した光を適切に電気信号に光電変換するフォトダイオードとしての機能を実現可能であれば、どのような構成であっても良い。

また、イメージセンサ１４は、ＣＯＧ（Chip On Glass）方式により、下部ガラス基板１０ｂ上に形成されている。

以下では、上述のような構成要素を備えたカメラモジュール１を形成する方法について説明する。

＜カメラモジュール１の形成方法＞
図４（ａ）は、一般的なカメラモジュール１００の構成を示す概略図である。図４（ａ）に示すように、一般的なカメラモジュール１００は、レンズ１０１と、ＬＩＤガラス１０２と、固定ホルダー１０３と、イメージセンサ１０４と、フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ；Flexible Printed Circuit）１０５と、ＦＰＣ補強用部材１０６とを備えている。ここで、ＦＰＣ１０５には、チップコンデンサ１０５１などのカメラモジュール１００に利用される電子部品が配されている。また、ＦＰＣ補強用部材１０６は、材質がＳＵＳなどからなる。

図４（ｂ）は、カメラモジュール１のレンズ１１などを形成するよりも以前の液晶パネル１０の端部の概略構成を示す断面図である。図４（ｂ）に示すように、カメラモジュール１では、レンズ加工部３１において、上部ガラス基板１０ａを加工し、レンズ１１を形成する。また、カメラモジュール１では、光学素子加工部３２において、上部ガラス基板１０ａを加工し、例えば、これに限定されるわけではないが、赤外光を除去する機能を有する光学素子を形成しても良い。また、下部ガラス基板１０ｂ上には、イメージセンサ１４が、ＣＯＧ方式により形成されている。なお、下部ガラス基板１０ｂ上には、透明電極やチップコンデンサといったカメラモジュール１に利用される電子部品を含む電子回路部１５が、さらに形成されていても良い。

このように、上述の各領域を加工して各構成要素を形成することにより、液晶パネル１０と一体化したカメラモジュール１を形成することができる。

ここで、図４（ａ）に示す一般的なカメラモジュール１００の構成要素と、図４（ｂ）に示すカメラモジュール１の構成要素とを比較すると、一般的なカメラモジュール１００が備える、ＦＰＣ１０５およびＦＰＣ補強用部材１０６などの構成要素は、カメラモジュール１には形成されておらず、また、カメラモジュール１が機能するために必要とするわけでもない。特に、カメラモジュール１では、一般的なカメラモジュール１００が備える固定ホルダー１０３が、上述の各領域を加工した後の上部ガラス基板１０ａにより実現されている。これにより、一般的なカメラモジュール１００と比較して、カメラモジュール１の構成部品数を削減し、低コスト化することができる。

なお、上述の各領域を加工する際、例えば、レンズ加工部３１と光学素子加工部３２との間に中空部が形成される場合がある。このような場合においては、例えば、上部ガラス基板１０ａの端面側の当該中空部近傍の領域に穴部をさらに形成して、当該穴部を介して加工を行っても良い。

以下では、上述の加工を施した後のカメラモジュール１の構成について説明する。

図５（ａ）は、図１に示すカメラモジュール１の断面構成を示すＺＸ平面の断面図である。図５（ａ）に示すように、上部ガラス基板１０ａに、レンズ１１が形成されている。また、下部ガラス基板１０ｂに、イメージセンサ１４および電子回路部１５が配されている。

ここで、レンズ１１の表面は、レンズ１１を透過させた光を、距離ｆ離れたイメージセンサ１４上集光させるような曲率を有するように加工されている。当該曲率を有するように加工するためには、レンズ１１の厚さｔを、一定の大きさ以上に確保する必要がある。このような距離ｆおよび厚さｔを確保するために、上部ガラス基板１０ａの厚さＴａを、一定以上の大きさに確保する。このように一定以上の厚さを確保するために、厚さＴａは、液晶パネル１０の端部以外での厚さｔａと異なる大きさにしても良い。

また、下部ガラス基板１０ｂの厚さＴｂは、液晶パネル１０の端部以外での厚さｔｂと同じ大きさであるが、この構成に限定されるわけではない。例えば、レンズ１１の形状に応じて、厚さＴａを小さくし、厚さＴｂを大きくしても良い。厚さＴａおよび厚さＴｂの合計が、液晶パネル１０として許容できる範囲に収まり、カメラモジュール１が撮影機能を提供できるのであれば、厚さＴａおよび厚さＴｂは、どのように設定されても良い。

また、液晶パネル１０の端部のＸ軸方向の長さｄｅｘについても、カメラモジュール１が撮影機能を提供できるのであれば、どのように設定されても良い。

また、上部ガラス基板１０ａは、接触層３５を介して下部ガラス基板１０ｂ上に固定されている。ここで、当該固定は、接着剤などにより行われても良いし、冶具などにより行われても良いし、上部ガラス基板１０ａおよび下部ガラス基板１０ｂの接触層３５側の領域が嵌めあわさる形状に加工して、各ガラス基板を嵌めあわせて行われても良い。

図５（ｂ）は、図５（ａ）に対応する平面図である。なお、図５（ｂ）にＡｘ−Ａｘ´で示す断面の構成が、図５（ａ）に示す断面構成に対応している。

ここで、レンズ１１のＸ軸方向の長さＤｘおよびＹ軸方向の長さＤｙは、同一であることが好ましいが、この構成に限定されるわけではない。例えば、各長さのいずれか一方を短くして、レンズ１１の平面的な寸法を圧縮しても良い。つまり、カメラモジュール１が撮影機能を提供できるのであれば、レンズ１１の形状や確保可能なスペースに応じて、各長さを設定しても良い。

また、上部ガラス基板１０ａのＸ軸方向の端面からレンズ１１が加工されている位置までのオフセット長さｄｘも、カメラモジュール１が撮影機能を提供できるのであれば、どのように設定されても良いし、例えば長さｄｘを０としても良い。上部ガラス基板１０ａのＹ軸方向の端面からレンズ１１が加工されている位置までのオフセット長さｄｙについても、長さｄｘと同様である。

図５（ｃ）は、図１に示すカメラモジュール１の断面構成を示すＹＺ平面の断面図である。なお、図５（ｂ）にＡｙ−Ａｙ´で示す断面の構成が、図５（ｃ）に示す断面構成に対応している。図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、カメラモジュール１は、イメージセンサ１４と、液晶パネル１０の上部ガラス基板１０ａを加工して形成され、イメージセンサ１４上に光を集光させるレンズ１１とを備えている。

＜カメラモジュール１の効果＞
本実施形態の構成によれば、カメラモジュール１は、液晶パネル１０の上部ガラス基板１０ａの一部の領域を、イメージセンサ１４上に光を集光させるレンズ１１として利用し、液晶パネル１０およびカメラモジュール１を一体化することができる。これにより、液晶パネル１０の構成要素およびカメラモジュール１の構成要素をあわせた構成要素の数を削減することができる。

まず、図４（ａ）に示すように、一般的なカメラモジュール１００は、ＬＩＤガラス１０２を除いても、レンズ１０１と、固定ホルダー１０３と、イメージセンサ１０４と、ＦＰＣ１０５と、ＦＰＣ補強用部材１０６との、少なくとも５個の構成要素を備えている。ここで、液晶パネルの構成要素を、仮に、上部ガラス基板および下部ガラス基板の２個とするならば、当該液晶パネルの構成要素とカメラモジュール１００の構成要素とをあわせた構成要素の数は７個となる。

一方、図５（ａ）に示すように、本実施形態に係るカメラモジュール１は、レンズ１１と、上部ガラス基板１０ａと、イメージセンサ１４と、下部ガラス基板１０ｂとの４個の構成要素を備えている。ここで、上部ガラス基板１０ａおよび下部ガラス基板１０ｂは、カメラモジュール１と一体化している液晶パネル１０の各ガラス基板と共用しているため、液晶パネル１０の構成要素とカメラモジュール１の構成要素とをあわせた構成要素の数は４個となり、一般的なカメラモジュール１００と比較して、当該構成要素の数を削減可能であることが確認できる。

また、一般的なカメラモジュール１００では、カメラモジュール１００の構成要素（例えば、固定ホルダー１０３）と液晶パネルの構成要素（例えば、上部ガラス基板）とが共用されていないため、どちらか一方の構成要素がデッドスペースとなっている。本実施形態に係るカメラモジュール１では、当該デッドスペースを無くすことができる。換言するならば、カメラモジュール１では、液晶パネル１０の上部ガラス基板１０ａの一部を利用してレンズ１１を形成しているので、液晶パネル１０のデッドスペースを減少させている。

すなわち、小型かつ低コストである液晶パネル一体型のカメラモジュール１を提供することができる。

また、液晶パネル１０に利用される上部ガラス基板１０ａは、可視光の透過性能に優れており、上部ガラス基板１０ａを加工してレンズ１１を形成し、レンズ１１をカメラモジュール１に利用することにより、クリアな映像を撮影可能な液晶パネル一体型のカメラモジュール１を提供することができる。

また、液晶パネル１０の不定領域を活用し、撮像機能を提供することができる。

また、イメージセンサ１４の位置を液晶パネルの下部ガラス基板１０ｂ上に固定することにより、レンズ１１を透過した光を、イメージセンサ１４上に正確に集光させることができる。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

＜カメラモジュール一体型の表示装置５０の構成および効果＞
図６（ａ）は、本発明の他の実施形態に係るカメラモジュール一体型の表示装置５０の概略構成を示す平面図である。図６（ａ）に示すように、表示装置５０は、液晶パネル１０と、センサ部５０２と、レシーバ部５０３と、内部に図示しない上述のカメラモジュール１とを備えている。ここで、カメラモジュール１のレンズ１１は、ピクトエリア５１５内に露出している。

図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す表示装置の比較例に係るカメラモジュール一体型の表示装置５００の概略構成を示す平面図である。図６（ｂ）に示すように、表示装置５００は、液晶パネル５１０と、センサ部５０２と、レシーバ部５０３と、内部に図示しないカメラモジュールを備えている。ここで、当該カメラモジュールのレンズ５１１は、ピクトエリア５１５外に露出している。

図６（ｂ）に示す比較例に係る表示装置５００が備えているカメラモジュールでは、液晶パネル５１０の端部に位置する不定領域を活用することができないため、レンズ５１１が配されている表示装置５００の額縁部の長さｄが長くなっているが、図６（ａ）に示す本実施形態に係る表示装置５０では、液晶パネル１０の端部に位置する不定領域であるピクトエリア５１５内にレンズ１１が形成できるため、表示装置５００と比較して、額縁部の長さｄを短くし、狭額縁化することができる。

〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

＜カメラモジュール２の構成および効果＞
図７は、本発明の他の実施形態に係るカメラモジュール２の断面構成を示す断面図である。図７に示すように、カメラモジュール２は、カメラモジュール１が備える各構成要素に加えて、光学素子１２を備えている。

ここで、光学素子１２は、図４（ｂ）に示す、液晶パネル１０の不定領域の上部ガラス基板１０ａの光学素子加工部３２を加工して形成されている。また、光学素子１２は、光を透過させて、当該光の光学的性質を変化させる。

なお、光学素子１２を加工して形成する際、例えば、レンズ１１と光学素子１２との間に中空部が形成される場合がある。当該場合においては、例えば、上部ガラス基板１０ａの端面側の当該中空部近傍の領域に穴部をさらに形成して、当該穴部を介して加工を行っても良い。

本実施形態の構成によれば、イメージセンサ１４上に集光する光の光学的性質を変化させることができる。例えば、一般的なイメージセンサでは、特別なフィルタなどを利用しない場合には、ノイズとなる赤外光も検出してしまうことがある。しかしながら、光学素子１２が、例えばＬＩＤガラスであって、透過させる光から赤外光を除去する機能を有していれば、当該イメージセンサ１４に集光される光から、赤外光を除去することが可能となるので、イメージセンサ１４の検出結果からノイズを除去することができる。つまり、構成要素の光学特性に起因する問題を解決し得るカメラモジュール２を提供することができる。

〔実施形態４〕
本発明の他の実施形態について、図８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

＜カメラモジュール３の構成および効果＞
図８は、本発明の他の実施形態に係るカメラモジュール３の断面構成を示す断面図である。図８に示すように、カメラモジュール３は、２個（複数）のレンズ（レンズ１１ａおよびレンズ１１ｂ）を備えている点が、カメラモジュール１とは異なる。

ここで、レンズ１１ａは、図４（ｂ）に示す、液晶パネル１０の不定領域の上部ガラス基板１０ａのレンズ加工部３１を加工して形成されている。また、レンズ１１ｂは、図４（ｂ）に示す、液晶パネル１０の不定領域の上部ガラス基板１０ａの光学素子加工部３２を加工して形成されている。

このように、カメラモジュール３は、光軸を共有する複数のレンズ（レンズ１１ａおよびレンズ１１ｂ）を備えており、当該複数のレンズにより、光を透過させて、イメージセンサ１４上に当該光を集光させる。

なお、レンズ１１ａおよびレンズ１１ｂを加工して形成する際、例えば、レンズ１１ａとレンズ１１ｂとの間に中空部が形成される場合がある。当該場合においては、例えば、上部ガラス基板１０ａの端面側の当該中空部近傍の領域に穴部をさらに形成して、当該穴部を介して加工を行っても良い。

また、レンズ１１ａとレンズ１１ｂとの間の間隔ｄａや、レンズ１１ｂからイメージセンサ１４までの距離ｆｂなどは、イメージセンサ１４上に上記光を集光させることができるように、適宜定めて良い。

ここで、単数のレンズにより光を集光させる場合には、光の色収差に起因して、光を所望の領域に集光させられないことがある。

本実施形態の構成によれば、複数のレンズ（レンズ１１ａおよびレンズ１１ｂ）により、色収差を補正し、光をイメージセンサ１４上の所望の位置に集光させることができる。

〔実施形態５〕
本発明の他の実施形態について、図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

＜カメラモジュール４ａの構成および効果＞
図９（ａ）は、本発明の他の実施形態に係るカメラモジュール４ａの断面構成を示す断面図である。図９（ａ）に示すように、カメラモジュール４ａでは、レンズ１１ｃが形成されている上面部分以外は、上部ガラス基板１０ａにレンズ形状の加工が施されていない点が、カメラモジュール１とは異なる。

このように、レンズ１１ｃは、上部ガラス基板１０ａの他のガラス基板である下部ガラス基板１０ｂと対向していない面側の一部を加工して形成されている。

本実施形態の構成によれば、カメラモジュール４ａの製造において、上部ガラス基板１０ａの加工に要する工程を少なくすることができる。これにより、カメラモジュール４ａを低コストに製造することができる。

＜カメラモジュール４ｂの構成および効果＞
図９（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係るカメラモジュール４ｂの断面構成を示す断面図である。図９（ｂ）に示すように、カメラモジュール４ｂでは、イメージセンサ１４ａおよび電子回路部１５ａが下部ガラス基板１０ｂに配されておらず、上部ガラス基板１０ａに配されている点が、カメラモジュール４ａとは異なる。なお、電子回路部１５ａは、透明電極やチップコンデンサといったカメラモジュール４ｂに利用される電子部品を含んでいても良い。

このように、イメージセンサ１４ａは、レンズ１１ｃが形成されている上部ガラス基板１０ａのレンズ１１ｃが形成されている側の面とは逆側の面に配されている。

本実施形態の構成によれば、同一の上部ガラス基板１０ａの対となる面にレンズ１１ｃおよびイメージセンサ１４ａを配することができる。これにより、イメージセンサ１４ａに対してレンズ１１ｃの光軸の方向を所望の方向に固定することができる。つまり、従来のカメラモジュールにおいて必要となっていたレンズ固定用のホルダーなどの構成要素が不要になり、カメラモジュール４ｂの構成要素の数を削減することができる。これにより、小型かつ低コストな液晶パネル一体型のカメラモジュール４ｂを提供することができる。

また、別々のガラス基板にレンズ１１ｃおよびイメージセンサ１４ａをそれぞれ配した場合には、レンズ１１ｃを透過させた光がイメージセンサ１４ａ上に集光されるように、レンズ１１ｃを配したガラス基板の位置とイメージセンサ１４ａを配したガラス基板の位置とをあわせる作業が必要になる。

しかしながら、同一の上部ガラス基板１０ａの対となる面にレンズ１１ｃおよびイメージセンサ１４ａを配することにより、当該作業が不要になり、カメラモジュール４ｂの製造において、製造工程を簡易化することができる。

以上により、小型、低コスト、かつ簡易な製造工程により製造することが可能な液晶パネル一体型のカメラモジュール４ｂを提供することができる。

〔実施形態６〕
本発明の他の実施形態について、図１０に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

＜カメラモジュール５の構成および効果＞
図１０は、本発明の他の実施形態に係るカメラモジュール５の断面構成を示す断面図である。図１０に示すように、カメラモジュール５では、レンズ１１ｄの一部が、上部ガラス基板１０ａの面上に突出し凸部を形成している点が、カメラモジュール１とは異なる。ここで、面上に突出している凸部の高さをｄｐとしている。

このように、レンズ１１ｄの一部は、レンズ１１ｄが形成された上部ガラス基板１０ａの面の一部に形成された凸部となっている。

なお、加工によりレンズ１１ｄが形成されるよりも以前の上部ガラス基板１０ａは、破線枠で示す領域Ｓを含む形状を有していたものとしている。このように、加工する以前の上部ガラス基板１０ａは、加工により形成するレンズの形状に応じた形状を有していても良い。

本実施形態の構成によれば、レンズ１１ｄの一部が液晶パネル１０の外部へ突出することにより、液晶パネル１０の内部にレンズが埋没する構成と比較して、より広範囲に渡って液晶パネル１０の外部からの光を、イメージセンサ１４上に集光することができる。

〔まとめ〕
本発明の一態様に係るカメラモジュールは、イメージセンサと、液晶パネルのガラス基板（上部ガラス基板１０ａ）を加工して形成され、上記イメージセンサ上に光を集光させるレンズとを備えている。

上記構成によれば、液晶パネルのガラス基板の一部の領域を、イメージセンサ上に光を集光させるレンズとして利用し、液晶パネルおよびカメラモジュールを一体化することができる。これにより、液晶パネルの構成要素およびカメラモジュールの構成要素をあわせた構成要素の数を削減することができる。

すなわち、小型かつ低コストである液晶パネル一体型のカメラモジュールを提供することができる。

また、液晶パネルに利用されるガラス基板は、可視光の透過性能に優れており、当該ガラス基板を加工してレンズを形成し、当該レンズをカメラモジュールに利用することにより、クリアな映像を撮影可能な液晶パネル一体型のカメラモジュールを提供することができる。

さらに、本発明の一態様に係るカメラモジュールでは、上記レンズは、液晶パネルの不定領域における上記ガラス基板を加工して形成されていても良い。

ここで、不定領域とは、液晶パネルにおいて映像の表示の用に不適な領域のことである。当該不定領域は、例えば、液晶パネルの端部領域に存在している。

上記構成によれば、液晶パネルの不定領域を活用し、撮像機能を提供することができる。

さらに、本発明の一態様に係るカメラモジュールでは、上記イメージセンサは、液晶パネルのガラス基板（上部ガラス基板１０ａ、下部ガラス基板１０ｂ）上に配されていても良い。

上記構成によれば、イメージセンサの位置を液晶パネルのガラス基板上に固定することにより、レンズを透過した光を、イメージセンサ上に正確に集光させることができる。

また、本発明の一態様に係るカメラモジュールは、液晶パネルのガラス基板を加工して形成され、上記光の光学的性質を変化させる光学素子をさらに備えていても良い。

上記構成によれば、イメージセンサ上に集光する光の光学的性質を変化させることができる。例えば、一般的なイメージセンサでは、特別なフィルタなどを利用しない場合には、ノイズとなる赤外光も検出してしまうことがある。しかしながら、光学素子が、例えば、透過させる光から赤外光を除去する機能を有していれば、当該イメージセンサに集光される光から、赤外光を除去することが可能となるので、イメージセンサの検出結果からノイズを除去することができる。つまり、構成要素の光学特性に起因する問題を解決し得るカメラモジュールを提供することができる。

また、本発明の一態様に係るカメラモジュールは、光軸を共有する複数の上記レンズを備えており、上記複数のレンズにより、光を透過させて、上記イメージセンサ上に当該光を集光させても良い。

ここで、単数のレンズにより光を集光させる場合には、光の色収差に起因して、光を所望の領域に集光させられないことがある。

上記構成によれば、複数のレンズにより、色収差を補正し、光をイメージセンサ上の所望の位置に集光させることができる。

さらに、本発明の一態様に係るカメラモジュールでは、上記レンズは、上記ガラス基板の他のガラス基板と対向していない面側の一部を加工して形成されていても良い。

上記構成によれば、カメラモジュールの製造において、ガラス基板の加工に要する工程を少なくすることができる。これにより、カメラモジュールを低コストに製造することができる。

さらに、本発明の一態様に係るカメラモジュールでは、上記イメージセンサは、上記レンズが形成されているガラス基板の上記レンズが形成されている側の面とは逆側の面に配されていても良い。

上記構成によれば、同一のガラス基板の対となる面にレンズおよびイメージセンサを配することができる。これにより、イメージセンサに対してレンズの光軸の方向を所望の方向に固定することができる。つまり、従来のカメラモジュールにおいて必要となっていたレンズ固定用のホルダーなどの構成要素が不要になり、カメラモジュールの構成要素の数を削減することができる。これにより、小型かつ低コストな液晶パネル一体型のカメラモジュールを提供することができる。

また、別々のガラス基板にレンズおよびイメージセンサをそれぞれ配した場合には、レンズを透過させた光がイメージセンサ上に集光されるように、レンズを配したガラス基板の位置とイメージセンサを配したガラス基板の位置とをあわせる作業が必要になる。

しかしながら、同一のガラス基板の対となる面にレンズおよびイメージセンサを配することにより、当該作業が不要になり、カメラモジュールの製造において、製造工程を簡易化することができる。

以上により、小型、低コスト、かつ簡易な製造工程により製造することが可能な液晶パネル一体型のカメラモジュールを提供することができる。

さらに、本発明の一態様に係るカメラモジュールでは、上記レンズの一部は、当該レンズが形成されたガラス基板の面の一部に形成された凸部であっても良い。

上記構成によれば、レンズの一部が液晶パネルの外部へ突出することにより、液晶パネルの内部にレンズが埋没する構成と比較して、より広範囲に渡って液晶パネルの外部からの光を、イメージセンサ上に集光することができる。

また、本発明の一態様に係るカメラモジュールは、表示装置に適用されても良い。

〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組みあわせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、液晶パネルを備えた応用製品に利用することができる。具体的には、ＴＶ、携帯電話、デジタルカメラ、およびスマートホンなどにも利用することができる。

１ カメラモジュール
２ カメラモジュール
３ カメラモジュール
４ａ カメラモジュール
４ｂ カメラモジュール
５ カメラモジュール
１０ 液晶パネル
１０ａ 上部ガラス基板（ガラス基板、第１のガラス基板）
１０ｂ 下部ガラス基板（ガラス基板、第２のガラス基板）
１１ レンズ
１１ａ レンズ
１１ｂ レンズ
１１ｃ レンズ
１１ｄ レンズ
１２ 光学素子
１４ イメージセンサ
５０ 表示装置
５１ 液晶パネル

Claims (9)

1. イメージセンサと、
   液晶パネルのガラス基板を加工して形成され、上記イメージセンサ上に光を集光させるレンズとを備えていることを特徴とするカメラモジュール。
2. 上記レンズは、液晶パネルの不定領域における上記ガラス基板を加工して形成されていることを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
3. 上記イメージセンサは、液晶パネルのガラス基板上に配されていることを特徴とする請求項１または２に記載のカメラモジュール。
4. 液晶パネルのガラス基板を加工して形成され、上記光の光学的性質を変化させる光学素子をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のカメラモジュール。
5. 光軸を共有する複数の上記レンズを備えており、
   上記複数のレンズにより、光を透過させて、上記イメージセンサ上に当該光を集光させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のカメラモジュール。
6. 上記レンズは、上記ガラス基板の他のガラス基板と対向していない面側の一部を加工して形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のカメラモジュール。
7. 上記イメージセンサは、上記レンズが形成されているガラス基板の上記レンズが形成されている側の面とは逆側の面に配されていることを特徴とする請求項６に記載のカメラモジュール。
8. 上記レンズの一部は、当該レンズが形成されたガラス基板の面の一部に形成された凸部であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のカメラモジュール。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のカメラモジュールを備えていることを特徴とする表示装置。

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