(57)【要約】【課題】くさびを用いることなく、しかも、接着剤の厚さを大きくすることなく、精度良く、撮像素子をプリズム面上に位置決め固定できるようにする。【解決手段】プリズム２１の光出射面に対しＣＣＤ２２を多軸調整して位置決めする調整ステージと、この調整ステージによりＣＣＤ２２が位置決めされたのち、ＣＣＤ２２に光路を遮らないように充填剤３１Ａの混入されたＵＶ接着剤３１を塗布するシリンジと、このシリンジによりＣＣＤ２２に塗布されたＵＶ接着剤３１を調整ステージを動作させることによりプリズム２１に接着させるＰＣと、プリズム２１に接着されたＵＶ接着剤３１を硬化させてＣＣＤ２２とプリズム２１とを固定するＵＶ照射装置とを具備する。【選択図】　　　　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリズムの光出射面に対し撮像素子を離間した状態で多軸調整して位置決めする位置決め工程と、
この位置決め工程により撮像素子が離間した状態で位置決めされたのち、前記撮像素子に光路を遮らないように充填剤の混入された接着剤を塗布する塗布工程と、
この塗布工程により前記撮像素子に塗布された接着剤を前記プリズムに接着させる接着工程と、
を具備することを特徴とする撮像ユニットの製造方法。
【請求項２】
前記接着剤は紫外線硬化型の接着剤であることを特徴とする請求項１記載の撮像ユニットの製造方法。
【請求項３】
前記充填剤は前記撮像素子及びプリズムの材質と略同一の材質によって構成されることを特徴とする請求項１記載の撮像ユニットの製造方法。
【請求項４】
プリズムの光出射面に対し撮像素子を多軸調整して位置決めする位置決め工程と、
この位置決め工程により位置決めされた撮像素子をプリズムから離間する方向に移動させる移動工程と、
この移動工程により移動された撮像素子に光路を遮らないように充填剤の混入された接着剤を塗布する塗布工程と、
この塗布工程により接着剤が塗布された撮像素子を前記位置決め工程で位置決めされた位置に戻して前記接着剤を前記プリズムに接着させる戻し工程と、
この戻し工程で前記プリズムに接着された接着剤を硬化させて前記撮像素子とプリズムとを固定する硬化工程と、
を具備することを特徴とする撮像ユニットの製造方法。
【請求項５】
プリズムの光出射面に対し撮像素子を多軸調整して位置決めする位置決め手段と、
この位置決め手段により撮像素子が位置決めされたのち、前記撮像素子に光路を遮らないように充填剤の混入された接着剤を塗布する塗布手段と、
この塗布手段により前記撮像素子に塗布された接着剤を前記位置決め手段を動作させることにより前記プリズムに接着させる制御手段と、
前記プリズムに接着された接着剤を硬化させて前記撮像素子とプリズムとを固定する硬化手段と、
を具備することを特徴とする撮像ユニットの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，例えば３板式ＣＣＤカメラ等で用いられるような撮像ユニットの製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の撮像ユニットとしては、図１２に示すように、プリズム１の３つの出射面１ａ．１ｂ，１ｃにＲ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の各色成分受光用のＣＣＤ（一個のみ図示する）２をそれぞれ接合してなるものが知られている。
【０００３】
この撮像ユニットを組み立てる場合には、図１３に示すように、まず、ＣＣＤ２に台座３を接着固定し、この固定後、プリズム１とＣＣＤ２との間の間隔を調整し、しかるのち、プリズム１とＣＣＤ２との間に接着剤４を塗布したくさび５を挿入して固定する。
【０００４】
また、ＣＣＤ２とプリズム１間の調整ばらつきは、ＣＣＤ２とプリズム１間に挿入されるくさび５の挿入量により調整している。この方式によれば、接着剤４の層を薄くできるため、接着剤４の収縮量を小さくし、ＣＣＤ２の位置ずれを小さくすることが可能となる。
【０００５】
ところで、近時においては、撮像ユニットが小型化の傾向にあり、ＣＣＤ２の位置を調整し固定するための部品である、くさび５を台座３とプリズム１との間に入れることができなくなってきている。
【０００６】
そこで、ＣＣＤ２を接着剤４のみで固定しようとすると、６軸調整するためには、調整代として数百μｍ程度の厚膜が必要になる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、接着剤４の厚膜を数百μｍ程度に厚くすると、接着剤４の硬化収縮の影響を無視することができず、ＣＣＤ２の位置ずれが発生し、性能が悪化するという不都合がある。
【０００８】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、くさびを用いることなく、しかも、接着剤の厚さを大きくすることなく、精度良く、撮像素子をプリズム面上に位置決め固定できるようにした撮像ユニットの製造方法及び製造装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、プリズムの光出射面に対し撮像素子を離間した情態で多軸調整して位置決めする位置決め工程と、この位置決め工程により撮像素子が離間した情態で位置決めされたのち、前記撮像素子に光路を遮らないように充填剤の混入された接着剤を塗布する塗布工程と、この塗布工程により前記撮像素子に塗布された接着剤を前記プリズムに接着させる接着工程とを具備する。
【００１０】
請求項４記載の発明は、プリズムの光出射面に対し撮像素子を多軸調整して位置決めする位置決め工程と、この位置決め工程により位置決めされた撮像素子をプリズムから離間する方向に移動させる移動工程と、この移動工程により移動された撮像素子に光路を遮らないように充填剤の混入された接着剤を塗布する塗布工程と、この塗布工程により接着剤が塗布された撮像素子を前記位置決め工程で位置決めされた位置に戻して前記接着剤を前記プリズムに接着させる戻し工程と、この戻し工程で前記プリズムに接着された接着剤を硬化させて前記撮像素子とプリズムとを固定する硬化工程とを具備する。
【００１１】
請求項５記載の発明は、プリズムの光出射面に対し撮像素子を多軸調整して位置決めする位置決め手段と、この位置決め手段により撮像素子が位置決めされたのち、前記撮像素子に光路を遮らないように充填剤の混入された接着剤を塗布する塗布手段と、この塗布手段により前記撮像素子に塗布された接着剤を前記位置決め手段を動作させることにより前記プリズムに接着させる制御手段と、前記プリズムに接着された接着剤を硬化させて前記撮像素子とプリズムとを固定する硬化手段とを具備する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下，本発明を図面に示す実施の形態を参照して詳細に説明する。
図１は撮像ユニットの製造装置を示す斜視図で、図２はその全体構成を示すブロック図である。
製造装置は除振台１１を備え、この除振台１１上には基準チャート１４及びプリズム保持ユニット１９さらに位置決め手段としての調整ステージ１６が配設されている。
【００１３】
プリズム保持ユニット１９には基準チャート１４に対向する結像用のレンズ系１５及びプリズム２１が保持されている。調整ステージ１６にはＣＣＤ保持ユニット１７が設けられ、このＣＣＤ保持ユニット１７には撮像素子としてのＣＣＤ２２が保持される。
【００１４】
基準チャート１４の像はレンズ系１５及びプリズム２１を介してＣＣＤ２２に結像されるようになっている。調整ステージ１６は回転テーブル１８上に設置され、回転テーブル１８の回転により、図４に示すプリズム２１の第１乃至第３の取付面２１ａ，２１ｂ，２１ｃに対しＣＣＤ保持ユニット１７を選択的に対向させることができるようになっている。
【００１５】
プリズム２１の第１乃至第３の取付面１ａ〜１ｃにはＲ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の各色成分受光用のＣＣＤ２がそれぞれ取付けられるようになっている。
【００１６】
ＣＣＤ調整ステージ１６はＣＣＤ２２の位置を調整するため，ｘ，ｙ，ｚ，θ，Ｒｘ，Ｒｙの６軸方向に移動できるような光学ステージ（ｘステージ１６ａ，ｙステージ１６ｂ，ｚステージ１６ｃ，θステージ１６ｄ，Ｒｘステージ１６ｅ，Ｒｙステージ１６ｆ）が組み合わされており，Ｒｙステージ１６ｆ上にＣＣＤ保持ユニット１７が設けられている。
【００１７】
ＣＣＤ保持ユニット１７は図３に示すように、ＣＣＤ２２をクランパ３５ａによりクランプするシリンダ３５と、ＣＣＤ２２を電気的に接続するソケット３６を有している。ソケット３６には画像処理装置３７を介してモニタ２５が接続され、ＣＣＤ２２の画像はソケット３６を経由して画像処理装置３７で画像処理されてモニタ２５上に写し出される。
【００１８】
調整ステージ１６及び回転テーブル１８には制御手段としてのＰＣ２９を介して操作盤２８が接続され、ＣＣＤ調整ステージ１６及び回転テーブル１８は操作盤２８の操作により制御される。操作盤２８は作業者がモニタ２５を見ながら操作される。
【００１９】
ＣＣＤ保持ユニット１７の上方部には硬化手段としてのＵＶ照射装置２４が設けられている。ＵＶ照射装置２４にはＵＶファイバ２７が接続され、このＵＶファイバ２７は２分岐されてＣＣＤ保持ユニット１７の上下方向に延出されている。ＵＶファイバ２７からは紫外線（以下、ＵＶという）が照射され、この照射により後述するＵＶ接着剤が硬化される。
【００２０】
一方、プリズム保持ユニット１９の近傍にはシリンジ保持ユニット３４が設けられ、シリンジ保持ユニット３４の上部側にはＵＶ接着剤の入った塗布手段としてのシリンジ２０が設置されている。シリンジ２０からはＣＣＤ２２に対しＵＶ接着剤３１が供給されて塗布される。
【００２１】
ところで、ＵＶ接着剤３１には、充填剤３１Ａが混入され、充填剤３１Ａの材質としては熱膨張の関係から，ＣＣＤ２２のガラスやプリズム２１等と同じ材質に近いものを用いることが望ましい。
【００２２】
また、充填剤３１Ａの形状としては、特に制限はないが，寸法サイズはＣＣＤ２２とプリズム２１の調整間隔の１／３以下が望ましい。
【００２３】
シリンジ２０にはディスペンサ２３が接続され、このディスペンサ２３によりＵＶ接着剤３１の供給量が一定量に制御されるようになっている。
【００２４】
次に、図６及び図７に示すフローチャート、さらに、ＣＣＤ２２とプリズム２１との関係を示した図８〜図１１を参照してＣＣＤ２２とプリズム２１の貼り合わせ方法について説明する。
【００２５】
まず、作業者によってプリズム２１をプリズム保持ユニット１９にセットする（ステップＳＴ１）。ついで、回転テーブル１８を回転させてＣＣＤ保持ユニット１７をプリズム２１の出射面２１ａに対向させる（ステップＳＴ２）。しかるのち、ＣＣＤ調整を行う（ステップＳＴ３）。
【００２６】
ＣＣＤ調整は図７に示される。まず、ＣＣＤ２２をＣＣＤ保持ユニット１７のソケット３６に接続し、この接続後、シリンダ３５を駆動してＣＣＤ２２をクランパ３５ａによってクランプしてセットする（ステップＳＴ１１）。このセット後、ＣＣＤ調整ステージ１６を駆動し、ＣＣＤ２２に結像されるチャート像をモニタ２５で見ながら操作盤２８を操作してＣＣＤ２２を図８に示すように移動させてその位置を調整する（ステップＳＴ１２）。このとき，ＣＣＤ２２とプリズム２１との間には数百μｍの間隔が形成されており、位置調整をしてもＣＣＤ２２とプリズム２１は接触することはない。
【００２７】
この位置調整後、図９に示すようにＣＣＤ２２とプリズム２１との間の間隔をを広げる（ステップＳＴ１３）。しかるのち、ＣＣＤ２２をシリンジ２０の前方に移動させてＣＣＤ２２の光路を遮らない部位にシリンジ２０によりＵＶ接着剤３１を塗布する（ステップＳＴ１４）。ついで、図１０に示すようにステップＳＴ１２で位置決めした部位にＣＣＤ２２を戻してＵＶ接着剤３１をプリズム２１に接触させる（ステップＳＴ１５）。そして、接着剤３１が食み出しているか否かを確認するとともに、ＣＣＤ２２の位置を微調整する（ステップＳＴ１６）。しかるのち、図１１に示すように接着剤３１にその上下からＵＶを照射し、接着剤３１を硬化させる（ステップＳＴ１７）。これにより、ＣＣＤ２２がプリズム２１に固定される。
【００２８】
このようにして、Ｇ（グリーン）の色成分受光用のＣＣＤ２２を取付けたのち、シリンダ３５を駆動してＣＣＤ２２のクランプを解除する。この解除後、図６に示すように再び、回転テーブル１８を回転させてＣＣＤ保持ユニット１７をプリズム２１の第２の出射面２１ｂに対向させる（ステップＳＴ４）。しかるのち、ＣＣＤ調整を行う（ステップＳＴ５）。このＣＣＤ調整は図７〜図１１で示したのと同様に行われ、Ｒ（レッド）成分受光用のＣＣＤ２２が位置決めされて固定される。
【００２９】
また、このようにして、Ｒ（レッド）の色成分受光用のＣＣＤ２２を取付けたのち、シリンダ３５を駆動してＣＣＤ２２のクランプを解除する。この解除後、再び、回転テーブル１８を回転させてＣＣＤ保持ユニット１７をプリズム２１の第３の出射面２１ｃに対向させる（ステップＳＴ６）。しかるのち、ＣＣＤ調整を行う（ステップＳＴ７）。このＣＣＤ調整も図７〜図１１で示したのと同様に行われ、Ｂ（ブルー）の各成分受光用のＣＣＤ２２が位置決めされて固定される。
【００３０】
上記した手順によりＧ（グリーン），Ｒ（レッド），Ｂ（ブルー）の各色成分受光用の３つのＣＣＤ２２の位置が調整されて固定され撮像ユニットが製造されることになる。
【００３１】
上記したように、充填剤３１Ａを混入した接着剤３１を用いてＣＣＤ２２を固定するため、多軸調整のために接着剤３１を厚膜にしても接着剤３１そのものの厚みを小さくすることができる。従って、接着剤３１の収縮の影響を小さくすることができ、ＣＣＤ２２の位置ずれが発生せず、性能を良好に維持することができる。
【００３２】
また，接着剤３１に充填剤３１Ａを入れたことで，反射などの影響からＣＣＤ２２への像がゆがんでしまう虞があるが、光路にかからない位置に接着剤３１を塗布することで光学的な悪影響をなくすることができる。
【００３３】
なお、上記実施の形態では、３板式カメラであったが，これに限定されるものではなく，光路を変更するためにプリズムを使用するＣＣＤカメラの撮像ユニットであっても良い。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、充填剤を混入した接着剤を用いて撮像素子を固定するため、多軸調整のために接着剤を厚膜にしても接着剤そのものの厚みを小さくすることができる。従って、接着剤の収縮の影響を小さくすることができ、撮像素子の位置ずれが発生せず、性能を良好に維持することができる。
【００３５】
また，接着剤に充填剤を入れたことで，反射などの影響から撮像素子への像がゆがんでしまう虞があるが、光路にかからない位置に接着剤を塗布することで光学的な悪影響をなくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である撮像ユニットの製造装置を示す斜視図。
【図２】撮像ユニットの製造装置を示すブロック図。
【図３】プリズム保持ユニット及びＣＣＤ保持ユニットを拡大して示す図。
【図４】撮像ユニットを分解して示す斜視図。
【図５】プリズムにＣＣＤが接着剤により固定された状態を示す図。
【図６】撮像ユニットの製造工程を示すフローチャート図。
【図７】ＣＣＤの位置決め及び固定工程を示すフローチャート図。
【図８】ＣＣＤを位置決めする状態を示す図。
【図９】ＣＣＤの位置決め後に、ＣＣＤに接着剤を塗布した状態を示す図。
【図１０】接着剤が塗布されたＣＣＤを図８で位置決めされた位置に移動させてプリズムとＣＣＤとの間に接着剤を介在させた状態を示す図。
【図１１】プリズムとＣＣＤとの間に介在された接着剤にＵＶを照射して硬化させた状態を示す図。
【図１２】従来の撮像ユニットを分解して示す斜視図。
【図１３】従来におけるプリズムに対するＣＣＤの位置決め固定方法を示す図。
【符号の説明】
１６…調整ステージ（位置決め手段）
２０…シリンジ（塗布手段）
２１…プリズム
２１ａ〜２１ｃ…光出射面
２２…ＣＣＤ（撮像素子）
２４…ＵＶ照射装置（硬化手段）
２７…ＰＣ（制御手段）
３１Ａ…充填剤
３１…ＵＶ接着剤
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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