JPH01202090A

JPH01202090A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JPH01202090A
Application number: JP63026123A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Atsuta; 熱田　裕史; Kouji Katano; 片野　光詞
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-02-05
Filing date: 1988-02-05
Publication date: 1989-08-15

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明はａａＤ（電荷結合素子）などの固体撮像素子を
用いるテレビカメラなどの固体撮像装置に関する。

従来の技術近年、固体撮像素子を３個用いた３板式カラーテレビジ
ョンカメラなどの固体撮像装置が開発されている。第６
図は、３板式カラーテレビジョンカメラの色分解光学系
の断面図である。第６図において、１はズームレンズな
ど結像レンズ光学系を通過した光束、２はプリズム部材
２ム、２Ｂ。

２Ｃより成る色分解プリズムであり、これは特公昭３８
−２３７２４号公報に記載されている。光束１は色分解
プリズム２に設けられたグイクロイックミラー３．４に
よって、各々異なる色の光束５〜７に色分解された後、
各々固体撮像素子８〜１０に受光される。この固体撮像
素子８〜１０各各の撮像信号を合成して、カラーテレビ
ジョン信号を得る。

このような３板式カラーテレビジヲンカメラでは、固体
撮像素子８〜１ｏの位置関係は極めて正しい位置にある
ことが要求される。各固体撮像素子８〜１ｏが正しい位
置関係にないと、撮像信号を合成して画像を重ね合わせ
た際に、色ずれや偽信号が生じてしまい、解像度も低下
する。そのため、固体撮像素子８〜１０は、テストチャ
ートを撮像しながら精密に６自由度（ｘ、ｙ、ｚの各方
向と各回転方向）の位置合わせ調整がなされた後、色分
解プリズム２に固定される。この固定は、６自由度の各
位置精度を十分保った状態で行える方法でなければなら
ない。まだ、固定後も振動や温度変化などに対して位置
精度が安定して保てる方法でなければならない。この位
置合わせ調整は、レジストレーション調整と呼ばれ、そ
の位置精度はレジストレーション精度と呼ばれる。確保
せねばならない位置精度は、高級機種だと１μｍオーダ
であり、その固定方法として従来、特開昭６１−２５１
３９２号公報に接着剤を用いる方法が記載される。

発明が解決しようとする課題上記従来の固定方法の課題を説明する。接着剤を用いる
ことの利点としては、ねじ締結に比べると６自由度の固
定が行い易いことや、固定時に変形の原因となる外力を
加えなくて済むことがある。

半田付けに比べると固定時に熱膨張の原因となる熱を加
えなくて済むことがある。従って、接着剤を用いる固定
方法は、基本的には高精度な６自由度の固定が行い易い
方法であるといえる。しかし、固体撮像素子など部品交
換の必要が生じた際には、ねじ締結や半田付けに比較す
ると、取り外しが難しいという問題がある。また、一般
に接着剤は硬化時に体積が数チ縮小するという、いわゆ
る硬化収縮の性質を有しており、これが固定時の位置精
度を悪化させるという問題もある。このような問題に対
して、接着剤を用いる従来の固定方法は、問題の両方を
解決するような適切な配慮のなされたものではなかった
。

本発明はこのような点に鑑み、接着剤の硬化収縮に対し
ては、固体撮像素子の位置を高精度に保ったままで固定
でき、固定後の位置精度も安定に保てる強固な構造にで
き、部品交換時の取り外しも容易に行うことができ、し
かも製造性の高い簡素な構成で行うことのできる固体撮
像装置を提供することを目的とする。

課題を解決するだめの手段本発明は、結像レンズを通過した光束を複数本の光束に
分割して出射するプリズムブロックと、前記複数本の光
束の像を各々受光する複数個の固体撮像部品と、この固
体撮像部品と前記プリズムブロックとを連結固定する連
結部材とを備え、この連結部材の外周に、略直角に交わ
る少なくとも２つの接合面を形成し、この接合面の一方
を前記固体撮像部品に、他方を前記プリズムブロックに
、各々接着層を設けて接合するものである。

作用前記手段の作用を述べる。固体撮像部品の６自由度の位
置合わせ調整がなされることによって、固体撮像部品と
プリズムブロックとの固定部分の位置関係は、微視的に
はばらつくことになる。しかし、略直角に交わる２つの
接合面を有する連結部材を証けることで、この連結部材
の２つの接合面を、固体撮像部品とプリズムブロックと
の両方に対して沿わせ、接着層を介して任意の位置関係
に連結させられる。接着層の硬化収縮に対しても、連結
部材の動きで追従させることができ、固体撮像部品とプ
リズムブロックとの位置関係を変化させることなく、高
精度に保ったまま硬化させられる。連結部材と固体撮像
部品、およびプリズムブロックとの接着は、面と面とを
貼り合わせる形のいわゆる面接着で行えるため、固定後
の位置の安定性も十分確保できる強固な固定が行える。

また、取シ外しの際には、連結部材の外側を急加熱する
ことによって、連結部材を急激に膨張させ、接着層に熱
ひずみを生じさせることによって剥離を促進させられる
。その結果、固体撮像部品や、・プリズムブロックに損
傷を加えることなく取り外すことも、容易に行えるとい
うものである。

実施例以下、本発明の固体撮像装置における実施例を図面にも
とづいて説明する。第１図は本発明の一実施例における
固体撮像装置の要部斜視図であり、先の第６図に示した
ような３板式カラーテレビジョンカメラの色分解光学系
における固体撮像素子８〜１０の取り付は構成に対応す
る。

第１図において、２１は固体撮像部品であり、固体撮像
素子あるいはそれが組み込まれた部品を表わし、ここで
はセラεツク材で作られたパッケージ部材とする。２２
はプリズムブロックであり、色分解プリズムあるいはそ
れに取り付けられた部品を表わす。２２ムはプリズムブ
ロックの部材であり、プリズムブロックの出射面に貼り
付けられるトリミングフィルタ板、あるいは金属やセラ
ミック材で作られて、内部に出射光束の通過する窓（図
では省略）を有する端面貼り付は板である。

部材２２人は、本発明において必ずしも必要ではないが
、プリズムブロック２２の出射面が小さい場合などにお
いては有効である。２３　、２４　。

２５．２６は、固体撮像部品２１をプリズムブロック２
２に連結して固定する連結部材であり、ガラスで作られ
て紫外線を透過する。

連結部材２３，２４，２５．２６の接合に際しては、先
ず固体撮像部品２１がプリズムブロック２２と分離され
た状態にあり、レジストレーション調整装置（図では省
略）を用いてチャンキングして位置合わせ調整される。

この位置合わせ調整は、プリズムブロック２２の出射光
に対して６自由度調整となるため、出射面に対して固体
撮像部品２１は、微視的には距離や傾きにばらつきが生
じることになる。このように位置合わせされた状態にお
いて、連結部材２３〜２６の各々の接合面となる面に紫
外線硬化樹脂を塗布した後、図のように固体撮像部品２
１の外周側面と、プリズムブロック２２の出射面とに沿
わせる形で貼り付ける。

このとき、紫外線はまだ照射せず、連結部材２３〜２６
は紫外線硬化樹脂の液体としての付着力によって保持さ
れる状態としておき、外力は加えない。固体撮像部品２
１はレジストレーション調整装置にチャッキングされた
ままとする。

この状態にて、連結部材２３〜２６の外側から紫外線を
照射し、紫外線硬化樹脂を徐々に硬化させ、硬化を完了
した後、固体撮像部品２１をレジストレーション調整装
置より取り外す。

第２図において、上記接合の過程を詳しく説明する。第
２図は、第１図の連結部材２３の接合を示す断面図であ
る。斜線部の層２７は、硬化前の紫外線硬化樹脂層を示
し、先ずこの液体としての付着力によって連結部材２３
を保持させる。２３人。

２３Ｂは連結部材２３の接合面であり、これを略直角の
位置関係とすることによって、固体撮像部品２１の側面
２１ムとプリズムブロック２２の出射面２２Ｂとをその
まま利用でき、簡素な構成にできる。しかも両者の位置
関係がレジストレーション調整によってばらついている
場合にも、隙間を生じることなく、簡単に貼り付けられ
る。

第２図では、固体撮像部品２１がプリズムブロック２２
に対して若干類いている状態を示しているが、このよう
な状態は、各部品の加工誤差などによって生じるもので
ある。

次に、矢印で示すように、紫外線を連結部材２３の外側
面２３Ｇ　、２３Ｄから照射すると、紫外線硬化樹脂層
２７に達して、硬化および硬化収縮が進行する。その結
果、連結部材２３の位置は、実線で示す２３Ｇ　、２３
Ｄの位置から点線で示す２３Ｅ　、２３Ｆの位置に移動
する。このときの固体撮像部品２１とプリズムブロック
２２との位置関係は、レジストレーション調整装置によ
って保持されているため変化せず、連結部材２３のみ自
由な状態にある。そのために、紫外線硬化樹脂層２７の
硬化収縮を吸収するような高精度な固定が可能になるの
である。連結部材２３の接合面２３人。

２３Ｂを略直角とすることは、このときの硬化収縮によ
る連結部材２３の移動を容易にすると共に、その影響を
固体撮像部品２１に及ぼしにくくするという点でも効果
がある。また、連結部材２３の接合面２３人、２３Ｂに
よって、面と面とを貼り合わせる形で接着面積を確保さ
せるような、いわゆる面接着が行えるため、固定強度や
固定後の位置の安定性を十分高められる。特に、第１図
に示す実施例では、連結部材２３〜２６を、固体撮像部
品２１の周囲４方向から接合することにより、接着面積
の増加に加えて、構造的にも剛性を高められ、安定性を
向上させている。このようにすれば、より幅の狭い小さ
な連結部材とすることも可能となるなど、利点は多い。

次に、部品交換時などにおける固体撮像部品２１の取り
外しであるが、基本的には連結部材２３゜２４．２５．
２６を取り外すことによって行い、第３図にその一例を
示す。第３図は、連結部材２３の取り外し方法を示す斜
視図であり、図において、２８は電気半田とてと同様な
構造の加熱体であって、切欠部の加熱面２８Ａ、２８Ｂ
を有する。この加熱体２８を予め加熱しておいた後、連
結部材２３の外側面（第２図の２３に、２３Ｆ）に加熱
面２８Ａ、２８Ｂを押し当て、連結部材２３を急激に熱
膨張させ、紫外線硬化樹脂層のある接合部に熱ひずみを
生じさせる。その結果、固体撮像部品２１やプリズムブ
ロック２２を損傷することな−＜、短時間に剥離を生じ
させ、連結部材２３を取り外すことが可能となる。

実施例では連結部材２３〜２６を四角柱形状としている
ため、加熱に用いる外側の面積を大きく確保させられ、
加熱も行い易くしている。この四角柱形状の利点は、他
に、略直角な面を有する部品加工を容易にできることも
あり、特にガラス材の加工においては好都合となる。

なお、取り外しの作業性をより改善するために、接着剤
の融点を下げたり、連結部材２３の熱膨張係数を他の部
材と違えるといった対策と組み合わせて適用しても良い
。

第４図は本発明の他の実施例における固体撮像装置の要
部斜視図であり、先の第６図に示したような３板式カラ
ーテレビジョンカメラの色分解光学系における固体撮像
素子８〜１ｏの取り付は構成に対応する。第４図におい
て、３１は固体撮像部品であり、３２はプリズムブロッ
クである。３３〜３６は、固体撮像部品３１をプリズム
ブロック２２に連結して固定する連結部材であり、各々
略直角の位置関係にある２つの接合面を有する。これを
固体撮像部品３１の正面と、プリズムブロック３２の外
周側面とに図のように沿わせる形で接合する。接合方法
や取り外し方法については、第１図に示す実施例の場合
と同様に行え、同様の効果がある。この第４図に示す実
施例は、プリズムブロック３２の出射面やそこに設けら
れたトリミングフィルタ板３２Ａを固体撮像部品３１よ
りも小さくする場合に有効である。これに対し、第１図
に示す実施例は、固体撮像部品２１をプリズムブロック
３２の出射面よりもより小さくする場合に有効である。

またこのような第１図と第゛４図に示す実施例を組み合
わせて用いることも可能である。

なお、連結部材は四角柱形状とは限らない。第６図に連
結部材の他の実施例の斜視図を示す。図ニオイて、４ｏ
は板金を折り曲げて作ったＬアングル形状の連結部材を
示す。４０ム、４０Ｂの面が略直角の位置関係にあり、
接合面となる。連結部材４ｏは紫外線を通過しないため
、接着層には２液温合硬化型樹脂などを用いると良い。

その場合にも、取り外しは急加熱によって行うことがで
きる。また、４１は三角柱形状の連結部材であり、ステ
ンレスなどの金属を切削して作る。４１人。

４１Ｂの面が略直角の位置関係にあり、接合面となる。

連結部材の材質に金属を用いることの利点は、取り外し
の際の急加熱に対して、熱膨張係数や熱伝導率の大きい
材料を選べることや、切削加工が行い易いことが上げら
れる。

発明の効果以上のように、本発明によれば、プリズムブロックに対
する固体撮像部品の位置の固定を、簡単な構成で、速や
かにかつ高精度に行え、固定後の位置の精度を安定して
保て、しかも取り外しの作業性、経済性の良好となる３
板式カラーテレビジョンカメラなどの固体撮像装置を実
現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の固体撮像装置の要部斜視図
、第２図は同装置の要部断面図、第３図は同装置におけ
る部品の取り外し方法を示す要部斜視図、第４図は本発
明の他の実施例の固体撮像装置の要部斜視図、第６図は
前記各装置における連結部材の別の形状を示す斜視図、
第６図は一般の固体撮像装置における３板式カラーテレ
ビジョンカメラの色分解光学系の断面図である。２１．３１・・・・・・固体撮像部品、２２．３２・・
・・・・プリズムブロック、２３〜２６．３３〜３６゜
４０．４１・・・・・・連結部材、２７・・・・・・紫
外線硬化樹脂層、２８・・・・・・加熱体。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名？３
．２４．２’；、２ｂ−違詰ｇ５材第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）結像レンズを通過した光束を複数本の光束に分割
して出射するプリズムブロックと、前記複数本の光束の
像を各々受光する複数個の固体撮像部品と、この固体撮
像部品と前記プリズムブロックとを連結固定する連結部
材とを備え、この連結部材の外周に、略直角に交わる少
なくとも２つの接合面を形成し、この接合面の一方を前
記固体撮像部品に、他方を前記プリズムブロックに、各
々接着層を設けて接合した固体撮像装置。
（２）連結部材は、紫外線を透過する四角柱形状のガラ
ス部材とし、接着層は紫外線硬化樹脂層を設けた請求項
１に記載の固体撮像装置。