(57)【要約】【課題】接着剤が塗布されたスペーサを円滑に移動させることができ、調整されたレジストレーションを変化させることがなく、かつ接着力の向上を可能にする。【解決手段】色分解プリズム１８と固体撮像素子ユニット２０との隙間にスペーサ３２を介在させ、色分解プリズム１８の出射端とスペーサ３２との当接面、及び固体撮像素子ユニット２０とスペーサ３２との当接面をＵＶ硬化型接着剤で接着する。前記スペーサ３２の接着面３２ａ、３２ｂは、それぞれ磨りガラス状の面に形成されている。これにより、ＵＶ硬化型接着剤が介在する接着面どうしの密着力を低減し、レジストレーション調整された色分解プリズム１８と固体撮像素子ユニット２０との隙間に倣って、スペーサ３２を円滑に移動できるようにしている。また、スペーサ３２のサイズを大きくすることなく接着面積を大きくし、接着力を向上させるようにしている。【選択図】  図４
2007060112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズからの被写体光を複数の波長域成分に分解する色分解プリズムの出射端と、
固体撮像素子又は固体撮像素子を保持する素子座の前記出射端に対向する面のうちの少なくとも一方の周縁部に傾斜面を形成し、前記色分解プリズムの出射端と固体撮像素子又は素子座との間に形成される隙間に断面がクサビ形の透明なスペーサを装填して前記出射端とスペーサとの当接面、及び前記固体撮像素子又は素子座とスペーサとの当接面を光硬化型接着剤で接着した固体撮像素子の取付構造において、
前記色分解プリズムの出射端とスペーサとの接着面のうちの少なくとも一方の接着面、及び前記固体撮像素子又は素子座とスペーサとの接着面のうちの少なくとも一方の接着面をそれぞれ微細な凹凸を有する面としたことを特徴とする固体撮像素子の取付構造。
【請求項２】
前記スペーサの少なくとも２面の接着面をそれぞれ微細な凹凸を有する面としたことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子の取付構造。
【請求項３】
前記微細な凹凸を有する面は、磨りガラス状の面であることを特徴とする請求項１又は２に記載の固体撮像素子の取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は固体撮像素子の取付構造に係り、特に色分解プリズムの出射端に固体撮像素子を取り付ける技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から撮影レンズを介して入射する被写体光を色分解プリズムによって赤（Ｒ）成分、緑（Ｇ）成分、青（Ｂ）成分に分解し、これらをＣＣＤ等の３つの固体撮像素子の各受光面に導き、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色ごとの画像信号を取り出すことができるカラーテレビカメラ、ビデオカメラなどの撮像装置が知られている。
【０００３】
上記３つの固体撮像素子は、色分解プリズムに対してレジストレーション調整された後、色分解プリズムの出射端と固体撮像素子との隙間にスペーサを介在させて接着固定される。
【０００４】
特許文献１には、色分解プリズムの出射端に傾斜面を形成し、この色分解プリズムの出射端と固体撮像素子との間に形成される隙間に断面がクサビ形のスペーサを配置して接着することにより固体撮像素子を色分解プリズムに取り付ける技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、固体撮像素子の接合面側の縁に傾斜面を形成し、色分解プリズムの出射端と固体撮像素子との間に形成される隙間に断面がクサビ形のスペーサを配置して接着することにより固体撮像素子を色分解プリズムに取り付ける技術が開示されている。
【特許文献１】実公平５−３７５８８号公報
【特許文献２】実開平１−１０５２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、色分解プリズムの出射端と固体撮像素子との隙間に配置されるスペーサは、
その接着面の汚れを取り除きやすくするために接着面が研磨面になっている。従って、接着剤が塗布されたスペーサを色分解プリズムと固体撮像素子との隙間に挿入する際に、接着面どうしが密着して滑りが悪くなり、大きな力をスペーサに加えなければ、接着剤の厚みを均一化することができず、その結果、レジストレーションが変化してしまうという問題があった。
【０００７】
また、事前に接着剤が塗布されたスペーサを色分解プリズムと固体撮像素子との間に介在させ、固体撮像素子のレジストレーション調整とフォース調整を行う場合には、スペーサの移動に大きな抵抗力が生じ、結果として接着剤の厚みにバラツキが生じて、接着剤硬化の際の収縮力のバランスが崩れ、レジストレーションの変化となる問題がある。
【０００８】
更に、接着剤として紫外線によって硬化する光硬化型接着剤を使用する場合、スペーサの側方から紫外線を照射したときに、スペーサの研磨面で紫外線が正反射し、接着剤に対して均一に紫外線が照射されず、硬化速度が部分的に異なり、調整されたレジストレーションを変化させてしまう問題がある。
【０００９】
更にまた、スペーサは、色分解プリズム等を必要以上に大きくしないように、小さなものを使用しているため、接着面積が小さくなり、接着力が弱くなるという問題があった。接着力が弱いと、衝撃や固体撮像素子の足部に接続されるフレキシブルプリント配線に負荷が加わった場合、接着力以上の剥離力が発生し、固体撮像素子が色分解プリズムから剥離してしまうという問題があった。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、接着剤が塗布されたスペーサを良好に移動させることができ、調整されたレジストレーションを変化させることがなく、また、スペーサの大きさを変えずに接着力を向上させることができる固体撮像素子の取付構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために請求項１に係る発明は、撮影レンズからの被写体光を複数の波長域成分に分解する色分解プリズムの出射端と、固体撮像素子又は固体撮像素子を保持する素子座の前記出射端に対向する面のうちの少なくとも一方の周縁部に傾斜面を形成し、前記色分解プリズムの出射端と固体撮像素子又は素子座との間に形成される隙間に断面がクサビ形の透明なスペーサを装填して前記出射端とスペーサとの当接面、及び前記固体撮像素子又は素子座とスペーサとの当接面を光硬化型接着剤で接着した固体撮像素子の取付構造において、前記色分解プリズムの出射端とスペーサとの接着面のうちの少なくとも一方の接着面、及び前記固体撮像素子又は素子座とスペーサとの接着面のうちの少なくとも一方の接着面をそれぞれ微細な凹凸を有する面としたことを特徴としている。
【００１２】
即ち、本発明は、前記色分解プリズムの出射端とスペーサとの接着面のうちの少なくとも一方の接着面、及び前記固体撮像素子又は素子座とスペーサとの接着面のうちの少なくとも一方の接着面をそれぞれ微細な凹凸を有する面としたことを特徴としている。
【００１３】
このように、少なくとも一方の接着面を微細な凹凸を有する面とすることにより、光硬化型接着剤が介在する接着面どうしの密着力を低減し、レジストレーション調整された色分解プリズムと固体撮像素子又は素子座との隙間に倣って、スペーサを円滑に移動させることができるようにしている。また、スペーサの移動に大きな抵抗力が生じないようにしたため、結果として光硬化型接着剤の厚みが均一化され、光硬化型接着剤の硬化時にレジストレーションが変化しないようにすることができる。
【００１４】
更に、微細な凹凸を有する面により接着面の表面積が増大し、スペーサ自体を大きくしなくて接着力を向上させることができる。
【００１５】
請求項２に示すように請求項１に記載の固体撮像素子の取付構造において、前記スペーサの少なくとも２面の接着面をそれぞれ微細な凹凸を有する面としたことを特徴としている。これにより、スペーサの側方から光を照射して光硬化型接着剤を硬化させる際に、光がスペーサの接着面で正反射することがなく（即ち、乱反射し）、光硬化型接着剤に照射される光量が均一化され、接着剤硬化時のレジストレーション変化が小さくなる。
【００１６】
請求項３に示すように請求項１又は２に記載の固体撮像素子の取付構造において、前記微細な凹凸を有する面は、磨りガラス状の面であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、前記色分解プリズムの出射端とスペーサとの接着面のうちの少なくとも一方の接着面、及び前記固体撮像素子又は素子座とスペーサとの接着面のうちの少なくとも一方の接着面をそれぞれ微細な凹凸を有する面としたため、レジストレーション調整された色分解プリズムと固体撮像素子又は素子座との隙間に倣って、光硬化型接着剤が塗布されたスペーサを円滑に移動させることができ、調整されたレジストレーションを変化させることがなく、また、スペーサの大きさを変えずに接着力を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下添付図面に従って本発明に係る固体撮像素子の取付構造の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１９】
図１は色分解プリズムに固体撮像素子を取り付けるための装置の一例を示す概略図である。
【００２０】
図１に示すように取付調整治具１０のベース板１１には、ブラケット１２が立設されており、このブラケット１２には、テレビレンズの前パネル１３、レンズマウント１４、色分解プリズム保持枠１５が一体となって保持され、レンズマウント１４には撮影レンズ１６が装着され、色分解プリズム保持枠１５内には取付板１７を介して色分解プリズム１８が取り付けられている。
【００２１】
色分解プリズム１８は、図３に示すように撮影レンズ１６を介して入射する被写体光をＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分に分解し、これらを３つの固体撮像素子ユニット２０（２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ）の各受光面に導くものであり、３つの固体撮像素子ユニット２０（２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ）は、レジストレーション調整後に色分解プリズム１８の各出射端に固定される。
【００２２】
即ち、３つの固体撮像素子ユニット２０は、取付調整治具１０のベース板１１上に移動自在に設けられた保持具２２によって調整可能に保持される（尚、図１では、説明の便宜上、１つの固体撮像素子ユニット２０のみを図示している）。３つの固体撮像素子ユニット２０は、コネクタ２４、フレキシブルプリント配線板２６を介して画像処理回路を含むコントローラ２８に電気的に接続される。コントローラ２８は、３つの固体撮像素子ユニット２０から入力するＲ，Ｇ，Ｂの画像信号に基づいて、Ｒ，Ｇ，Ｂの画像信号のうちのいずれか１つの画像信号、あるいはＲ，Ｇ，Ｂの画像信号のうちの任意の２つ又は３つの画像信号を合成した画像信号を生成してモニタ装置３０に出力する。
【００２３】
そして、図示しない調整用のチャートを撮影し、Ｒ，Ｇ，Ｂの画像信号に基づくＲ画像、Ｇ画像、Ｂ画像のピントがそれぞれ合うように３つの固体撮像素子ユニット２０の位置や角度を調整し、また、Ｒ，Ｇ，Ｂの３面の画像の色ずれ（画素ずれ）が生じないように、Ｇの固体撮像素子ユニット２０Ｇを基準にしてＲ，Ｂの固体撮像素子ユニット２０Ｒ，２０Ｂの位置や角度を調整する。
【００２４】
図２は固体撮像素子ユニット２０の調整方向及び角度を示しており、保持具２２によって保持された固体撮像素子ユニット２０は、図示しない６軸調整機によって３軸方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の位置、及び３軸回りの角度（Ｒｘ，Ｒｙ，Ｒｚ）が調整される。
【００２５】
上記のようにしてレジストレーション調整を行った後に、色分解プリズム１８の出射端と固体撮像素子ユニット２０との隙間に、光硬化型接着剤が両面に塗布された上下一対のスペーサ３２を装填して色分解プリズム１８の出射端に固体撮像素子ユニット２０を固定する。
【００２６】
図３において、色分解プリズム１８は、第１のプリズム１８ａ，第２のプリズム１８ｂ、第３のプリズム１８ｃとから構成されており、第１のプリズム１８ａと第２のプリズム１８ｂとの間にはエアーギャップ１９が設けられ、第２のプリズム１８ｂと第３のプリズム１８ｃとは接触面で接合されている。
【００２７】
第１のプリズム１８ａ、第２のプリズム１８ｂ、及び第３のプリズム１８ｃの出射端には、それぞれスペーサ３２を介して固体撮像素子ユニット２０Ｂ、２０Ｒ、２０Ｇが接着される。
【００２８】
次に、固体撮像素子の取付構造について説明する。
【００２９】
図４（Ａ）及び（Ｂ）は固体撮像素子の取付工程図であり、図３のＡ−Ａ線に沿う断面を示している。
【００３０】
図１で説明したように、取付調整治具１０等を使用して固体撮像素子ユニット２０のレジストレーション調整を行う（図４（Ａ））。ここで、固体撮像素子ユニット２０は、固体撮像素子２０ａと、この固体撮像素子２０ａを保持する素子座２０ｂとを含んで構成されており、固体撮像素子２０ａは素子座２０ｂに接着固定されている。
【００３１】
この固体撮像素子ユニット２０の素子座２０ｂの、色分解プリズム１８の出射端に対向する面の上下の周縁部には、傾斜面２１が形成されている。即ち、固体撮像素子２０ａを素子座２０ｂで保持する理由は、周縁部に傾斜面のない固体撮像素子２０ａの代わりに、素子座２０ｂ（固体撮像素子ユニット２０）に傾斜面２１をもたせるためである。従って、周縁部に傾斜面が形成されている固体撮像素子を使用する場合には、固体撮像素子を素子座で保持しなくてもよい。
【００３２】
一方、スペーサ３２は、ガラス製又はガラスの熱膨張係数に近い透明部材（この実施の形態ではガラス）からなり、レジストレーション調整後の色分解プリズム１８の出射端と固体撮像素子ユニット２０の素子座２０ｂの傾斜面２１との隙間に合致するように、断面がクサビ形に形成されている。
【００３３】
また、図５に示すようにスペーサ３２は、その表面（この実施の形態では、６面）に微細な凹凸が形成されている。この微細な凹凸を有する面は、この実施の形態では磨りガラス状の面である。磨りガラス状の面は、ダイヤ粉を接着剤で固めた工具を用いて研削加工することによって形成することができる。尚、表面に鏡面加工が施されているスペーサを利用する場合には、その面に対して珪砂や金剛砂を圧搾空気で吹き付ける方法（サンドブラスト法）等によって表面を磨りガラス状の面に形成することができる。
【００３４】
また、図５上で、３２ａは、色分解プリズム１８の出射端と接着される接着面であり、３２ｂは、固体撮像素子ユニット２０の素子座２０ｂの傾斜面２１と接着される接着面であり、３２ｃは、スペーサ３２の接着面３２ａ、３２ｂに塗布された光硬化型接着剤（紫外線（ＵＶ）硬化型接着剤）を硬化させる際にＵＶ光が入射する面である。
【００３５】
このスペーサ３２は、超音波洗浄等によって表面の汚れが落とされた後、接着面３２ａ、３２ｂにＵＶ硬化型接着剤が塗布される。スペーサ３２の表面が磨りガラス状の面であっても、超音波洗浄等によって表面の洗浄を行うことによって、十分な接着強度が得られる清浄な面にすることができることが分かった。
【００３６】
図４（Ａ）に示すように、ＵＶ硬化型接着剤が塗布されたスペーサ３２は、レジストレーション調整後の色分解プリズム１８の出射端と固体撮像素子ユニット２０の素子座２０ｂに形成された傾斜面２１との隙間に挿入される。
【００３７】
ここで、スペーサ３２は、その接着面３２ａ、３２ｂが磨りガラス状の面として形成されているため、レジストレーション調整された色分解プリズム１８と固体撮像素子ユニット２０との隙間に倣って、円滑に移動させることができ、ＵＶ硬化型接着剤の厚さの均一化を図ることができる。また、ＵＶ硬化型接着剤は、スペーサ３２が円滑に移動できるように粘度の低いものが好ましい。
【００３８】
次に、図４（Ｂ）に示すように前記隙間へのスペーサ３２の装填後、スペーサ３２の側方の面（側面）３２ｃからＵＶ光を照射し、ＵＶ硬化型接着剤を硬化させる。
【００３９】
スペーサ３２の接着面３２ａ、３２ｂは、磨りガラス状の面となっているため、側面３２ｃから入射するＵＶ光は、接着面３２ａ、３２ｂで正反射することがなく（即ち、乱反射し）、ＵＶ硬化型接着剤に均一に照射される。また、ＵＶ光が入射する側面３２ｃも磨りガラス状の面となっているため、入射光も拡散してＵＶ硬化型接着剤に均一に照射される。
【００４０】
ＵＶ硬化型接着剤を完全に硬化させるために、色分解プリズム１８に固体撮像素子ユニット２０が固定されたものを取付調整治具１０から外し、別の所でＵＶ光を追加照射してもよい。これは、高価な取付調整治具１０等の稼働率を上げるためである。
【００４１】
最後に、一対のスペーサ３２によって形成されている隙間を利用して、色分解プリズム１８の出射端面、及び固体撮像素子ユニット２０の撮像面をクリーニングし、その後、防塵対策として前記隙間をシリコン系のシール材等によりシーリングする。
【００４２】
尚、この実施の形態では、スペーサ３２の６面を磨りガラス状の面としたが、これに限らず、接着面３２ａ、３２ｂの２面のみを磨りガラス状の面としてもよい。また、色分解プリズム１８の出射端面（の接着面）や、固体撮像素子ユニット２０の素子座２０ｂに形成された傾斜面２１（素子座が設けられていない固体撮像素子の場合には、その固体撮像素子の周縁部の傾斜面）を磨りガラス状の面としてもよい。
【００４３】
更に、この実施の形態では、固体撮像素子又は素子座側に傾斜面を形成するようにしたが、これに限らず、色分解プリズムの出射端面側の周縁部に傾斜面を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は色分解プリズムに固体撮像素子を取り付けるための装置の一例を示す概略図である。
【図２】図２は固体撮像素子の調整方向及び角度を説明するために用いた固体撮像素子の斜視図である。
【図３】図３は本発明に係る固体撮像素子の取付構造を示す平面図である。
【図４】図４（Ａ）及び（Ｂ）は固体撮像素子の取付工程図であり、図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図５】図５は本発明に係るスペーサの斜視図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０…取付調整治具、１８…色分解プリズム、２０、２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ…固体撮像素子ユニット、２０ａ…固体撮像素子、２０ｂ…素子座、２１…傾斜面、３２…スペーサ、３２ａ、３２ｂ…接着面
【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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