(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子の両側面に接着剤を介して接合部材を当接し、前記接合部材を接着剤を介してプリズムに当接することにより前記固体撮像素子を前記プリズムに貼付ける固体撮像素子貼付け方法であって、
前記固体撮像素子と前記接合部材とを保持するとともに前記接合部材を前記固体撮像素子側へ押圧する第１の押圧手段と前記接合部材を前記プリズム側へ押圧する第２の押圧手段とを設けたホルダーと、
前記固体撮像素子と前記プリズムとの位置調整を行うマニピュレータとを設け、
前記第１の押圧手段によって前記接合部材を前記固体撮像素子側に押圧するとともに、前記第２の押圧手段により前記接合部材を前記プリズム側に押圧して当接させ、かつ前記押圧状態を保持したままで前記マニピュレータによって前記固体撮像素子と前記プリズムとの位置を調節した後に、前記接着剤を硬化させて前記固体撮像素子と前記プリズムとを固定することを特徴とする固体撮像素子貼付け方法。
【請求項２】
接合部材をガラス材で形成し、かつ接着剤として紫外線硬化型接着剤を用いることを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子貼付け方法。
【請求項３】
固体撮像素子の両側面に接着剤を介して接合部材を当接し、前記接合部材を接着剤を介してプリズムに当接することにより前記固体撮像素子を前記プリズムに貼付ける固体撮像素子貼付け装置であって、
前記固体撮像素子と前記接合部材とを保持するとともに前記接合部材を前記固体撮像素子側へ押圧する第１の押圧手段と前記接合部材を前記プリズム側へ押圧する第２の押圧手段とを設けたホルダーと、
前記固体撮像素子と前記プリズムとの位置調整を行うマニピュレータとを設け、
前記第１の押圧手段によって前記接合部材を前記固体撮像素子側に押圧するとともに、前記第２の押圧手段により前記接合部材を前記プリズム側に押圧して当接させ、かつ前記押圧状態を保持したままで前記マニピュレータによって前記固体撮像素子と前記プリズムとの位置を調節した後に、前記接着剤を硬化させて前記固体撮像素子と前記プリズムとを固定することを特徴とする固体撮像素子貼付け装置。
【請求項４】
固体撮像素子の両側面に接着剤を介して接合部材を当接して保持するとともに前記接合部材を前記固体撮像素子側へ第１の押圧手段によって押圧する第１押圧ステップと、
前記接合部材を接着剤を介してプリズムに当接し第２の押圧手段によって押圧する第２押圧ステップと、
前記第１押圧ステップおよび前記第２押圧ステップによる押圧状態を維持したままでマニピュレータによって前記固体撮像素子と前記プリズムとの位置調整を行う調整ステップと、
前記接着剤を硬化させて前記固体撮像素子と前記プリズムとを固定する固定ステップとを有する固体撮像素子貼付け方法。
【請求項５】
固体撮像素子の両側面に接着剤を介して接合部材を当接させて保持するとともに前記接合部材を前記固体撮像素子側へ押圧する第１の押圧手段と、
前記接合部材を接着剤を介してプリズムに当接させて押圧する第２の押圧手段と、
前記第１の押圧手段および前記第２の押圧手段による押圧状態を維持したままで前記固体撮像素子と前記プリズムとの位置調整を行うマニピュレータとを有し、
位置調整の後に前記接着剤を硬化させて前記固体撮像素子と前記プリズムとを固定する固体撮像素子貼付け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビジョンカメラ等における固体撮像素子（以下、代表例としてＣＣＤで説明する）の貼付け方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、テレビジョンカメラ等の放送／業務用カメラのほとんどが色分解プリズムを用いて光を赤，緑，青の３原色に分解してそれぞれのＣＣＤに結像させる分光光学系を採用している。このような分光光学系では、３個のＣＣＤの６軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ）相対位置を精度よく色分解プリズムに位置決めして接着固定する必要があるため、ＣＣＤの貼付け作業は困難かつ多大な工数を要していた。
【０００３】
以下、図３と図４を用いて、従来の固体撮像素子貼り付け装置について説明する。図３は従来の固体撮像素子貼り付け装置の正面図、図４はその全体図である。
【０００４】
図３に示すように、固体撮像素子貼り付け装置は、ＣＣＤ１０１と、色分解プリズム１０２と、ガラスピース１０３と、ホルダー１０４とマニピュレータ１０５で構成される。
【０００５】
ＣＣＤ１０１は、ホルダー１０４に着脱可能に保持され、マニピュレータ１０５がホルダー１０４を移動させることにより、３個のＣＣＤ１０１の位置合わせを行う。位置合わせは、第一ステップとしてトラッキング調整を、第２ステップとしてレジストレーション調整を行う。
【０００６】
トラッキング調整では、チャート１０６の撮像画像をマスターレンズ１０７と色分解プリズム１０２を介して３個のＣＣＤ１０１に取り込み、それぞれＣＣＤ１０１を光軸方向に移動させてＣＣＤが取り込む濃淡のピーク検出によりθｘ（Ｘあおり），θｙ（Ｙあおり），Ｚ（光軸方向）の調整を行う。
【０００７】
この状態で、ＣＣＤ１０１と色分解プリズム１０２の位置合わせが完了すると、接着剤を塗布したガラスピース１０３を図３に示すようにＣＣＤ１０１と色分解プリズム１０２とに接合するように、ピンセット等を用いて設置する。ＣＣＤ１０１と色分解プリズム１０２との接着精度を安定に維持するためは、少なくともガラスピース１０３を、図３に示すように２カ所に設置する必要がある。このとき、ガラスピース１０３に加わる力は図示矢印の重力のみで、下部に設置したガラスピース１０３は接着剤の張力によりこの状態を保持している。
【０００８】
その後、レジストレーション調整として、３個のＣＣＤ１０１が取り込む画像の相対位置合わせを行うため、Ｘ，Ｙ，θｚ（Ｚあおり）の調整を行い、接着剤を硬化させてＣＣＤ１０１と色分解プリズム１０２を固定する。
【０００９】
このような従来の装置では、ガラスピース１０３とＣＣＤ１０１、ガラスピース１０３と色分解プリズム１０２の接着を安定化させる力が作用しないので、接着層が不均一で硬化時の位置ずれを引き起こす可能性が大であった。
【００１０】
また、ガラスピース１０３を手で設置するのは作業性が悪いばかりでなく、自動作業が連続できないため工数増の要因となっていた。これに対して、ガラスピース１０３を自動機で設置することも考えられるが、図４に示すように限られたスペースに位置決め、精度確認等の多くの機能を持たせる固体撮像素子貼り付け装置では、ガラスピース１０３を自動搬送する機構を加えることはきわめて困難であった。
【００１１】
また、位置合わせのときにトラッキング調整をした後、ガラスピース１０３を設置する作業が入るのでトラッキング状態がずれる可能性があった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の固体撮像素子貼り付け装置では、接着層を安定化させる力が作用しない状態で接着剤を硬化させるので、接着層が不均一で位置ずれを引き起こすという問題があった。
【００１３】
また、トラッキング調整をした後にガラスピースを手で設置するのは作業性が悪く、工数が増加するという問題があった。
【００１４】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、接着層を安定化させる力を設けるとともに、作業性のよい固体撮像素子貼付け装置及び貼付け方法を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、固体撮像素子の両側面に接着剤を介して接合部材を当接し、前記接合部材を接着剤を介してプリズムに当接することにより前記固体撮像素子を前記プリズムに貼付ける固体撮像素子貼付け方法であって、前記固体撮像素子と前記接合部材とを保持するとともに前記接合部材を前記固体撮像素子側へ押圧する第１の押圧手段と前記接合部材を前記プリズム側へ押圧する第２の押圧手段とを設けたホルダーと、前記固体撮像素子と前記プリズムとの位置調整を行うマニピュレータとを設け、前記第１の押圧手段によって前記接合部材を前記固体撮像素子側に押圧するとともに、前記第２の押圧手段により前記接合部材を前記プリズム側に押圧して当接させ、かつ前記押圧状態を保持したままで前記マニピュレータによって前記固体撮像素子と前記プリズムとの位置を調節した後に、前記接着剤を硬化させて前記固体撮像素子と前記プリズムとを固定するものである。
【００１６】
このような特徴を有する本発明によれば、接着層が均一で硬化時の位置ずれを低減することができるとともに、作業性が向上する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、固体撮像素子の両側面に接着剤を介して接合部材を当接し、前記接合部材を接着剤を介してプリズムに当接することにより前記固体撮像素子を前記プリズムに貼付ける固体撮像素子貼付け方法であって、前記固体撮像素子と前記接合部材とを保持するとともに前記接合部材を前記固体撮像素子側へ押圧する第１の押圧手段と前記接合部材を前記プリズム側へ押圧する第２の押圧手段とを設けたホルダーと、前記固体撮像素子と前記色分解プリズムとの位置調整を行うマニピュレータとを設け、前記第１の押圧手段によって前記接合部材を前記固体撮像素子側に押圧するとともに、前記第２の押圧手段により前記接合部材を前記プリズム側に押圧して当接させ、かつ前記押圧状態を保持したままで前記マニピュレータによって前記固体撮像素子と前記プリズムとの位置を調節した後に、前記接着剤を硬化させて前記固体撮像素子と前記プリズムとを固定するものであり、第１の押圧手段が前記接合部材を前記固体撮像素子側へ押圧し、第２の押圧手段が前記接合部材をプリズム側に押圧するので、両接着層を均一化するとともに接着を安定化させるという作用を有する。また、前記ホルダーが前記固体撮像素子と前記接合部材とを一体的に保持する構成としたので、位置決めを行う前に前記接合部材を設置できるという作用を有する。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図１と図２を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態による固体撮像素子貼り付け装置の正面図、図２はその全体図である。
【００２０】
図１に示すように、本発明の固体撮像素子貼り付け装置は、固体撮像素子と、プリズム２と、接合部材とホルダー４とマニピュレータ５とで構成する。固体撮像素子としてはＣＣＤ１が一般的で、接合部材３としては四角柱形状のガラスピースを使用する。特にガラスピースは、紫外線硬化型の接着剤を用いる場合に光が通過するという点で好ましい。ホルダー４はマニピュレータ５に対して着脱可能に構成する。ホルダー４には、ＣＣＤ保持部４ａと、第１の押圧手段としての押圧アーム４ｂと、第２の押圧手段としての押圧ピン４ｃを構成する。ＣＣＤ保持部４ａはＣＣＤ１を着脱可能に保持し、押圧アーム４ｂは接合部材３をＣＣＤ１との接合面側へ押圧する機能を、押圧ピン４ｃは接合部材３をプリズム２との接合面側へ押圧する機能を有している。
【００２１】
本発明の実施の形態では、図２に示すような分光光学系に適用しており、固体撮像素子貼り付け装置をＲ，Ｇ，Ｂｃｈ用に３セット配置する。また、精度の高い位置決めを行うためにＣＣＤ位置決め調整チャート６、マスターレンズ７、演算部８を設置する。演算部は、各ＣＣＤ、各マニピュレータ５との間で信号伝達を行う。
【００２２】
次に貼り付け動作について説明する。
ホルダー４をマニピュレータ５から取り外した状態で、ＣＣＤ１をホルダー４のＣＣＤ保持部４ａに装着する。次に、接着剤を塗布した２個の接合部材３を図１に示すようにＣＣＤ１を挟み込む形でホルダー４に装着する。接着剤は粘度の低い紫外線硬化型を用い、未硬化の状態である。このとき、接合部材３とＣＣＤ１は押圧アーム４ｂにより一定の力Ｆ２が作用するが、Ｚ方向の力Ｆ１は作用していない。この状態でＣＣＤ１と接合部材３を一体的に保持したホルダー４をマニピュレータ５に固定する。
【００２３】
次に、ＣＣＤ１はマニピュレータ５によりプリズム２の出射面の近傍まで移動して待機する。この状態から、マニピュレータ５をＺ方向に一定の微小ステップで移動させ、ＣＣＤ位置決めチャート６を撮像した複数の画像を演算部８が記憶する。これらの画像について、画像の中心位置，４隅で濃淡のピークを検出して所定の位置までの移動距離と回転角度を計算する。演算部８はこの信号をマニピュレータ５に送信し、マニピュレータ５はこの信号に基づきＣＣＤ１を所定の位置に移動させた後、精度よく保持する。
【００２４】
このときのＺ方向の動きについて説明すると、接合部材３がプリズム２に接触すると、これ以上接合部材３は動くことなく押圧ピン４ｃがこの動きを吸収する。次に、接合部材３とプリズム２が動くことなく、ＣＣＤ１のみがＺ方向に移動する。ＣＣＤ１が最終的な所定の位置に位置決めされると、接合部材３とプリズム２とは押圧ピン４ｃによりほぼ一定の力Ｆ１が作用した状態が維持される。この状態で紫外線を照射して接着剤を硬化させ、ＣＣＤ１とプリズム２とを固定する。
【００２５】
これをＲ，Ｇ，Ｂの各チャンネルについて同様に行う。
以上のように、接合部材３とプリズム２を押しつける力Ｆ１および接合部材３とＣＣＤ１を押しつける力Ｆ２が作用した状態で接着剤を硬化させるので、接着層を均一化するとともに、硬化時の位置ずれを低減することができる。押圧アーム４ｂと押圧ピン４ｃの押圧力を適切に設定すれば、接着硬化時の押圧力の最適化を図ることができる。
【００２６】
また、従来のようにＣＣＤ１を位置決めしてから接合部材３を設置するのではなく、ホルダー４を装置から取り外した状態で接合部材３を設置するので、作業性が向上する。
【００２７】
なお、以上の説明では、ＣＣＤ１を保持したホルダー４をマニピュレータ５で移動させたが、ＣＣＤ１を固定してプリズム２をマニピュレータ５で移動させる場合でも同様に実施可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、接着硬化時に接着面を安定化させる力を作用させるので、接着層の均一化を図るとともに接着剤硬化時の位置ずれが低減でき、精度の高い貼付けが実現できる。
【００２９】
また、ホルダーにＣＣＤとガラスピースを一体的に保持する構成としたので、作業性が良く組立時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による固体撮像素子貼り付け装置の正面図
【図２】本発明の一実施の形態による固体撮像素子貼り付け装置の全体図
【図３】従来の固体撮像素子貼り付け装置の正面図
【図４】従来の固体撮像素子貼り付け装置の全体図
【符号の説明】
１  ＣＣＤ
２  プリズム
３  接合部材
４  ホルダー
５  マニピュレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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