JP2005184243A - 固体撮像素子の固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、部品点数が少なく光学ガラスブロックである色分解プリズムを小型化できる固体撮像素子の固定構造を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の固体撮像素子の固定構造によれば、ＣＣＤ５４を第３プリズム３０に固定する固定部材４２は角柱状に形成され、第３プリズム３０の長辺側上側面３０Ａ及び長辺側下側面３０Ｂに固着される。ＣＣＤ５４の長方形状の外形が第３プリズム３０の長方形状の出射端５２の外形よりも大きい場合であっても、固定部材４２、４２を第３プリズム３０の長辺側上側面３０Ａ及び長辺側下側面３０に固定することにより、第３プリズム３０の出射端５２を大きくすることなくＣＣＤ５４を第３プリズム３０に固定できる。第１、２プリズム２６、２８についても同様であり、これによって、第１〜第３プリズム２６、２８、３０を小型化できる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、テレビカメラ等の撮像装置に設けられる色分解プリズム等の光学ガラスブロックに固体撮像素子を固定するための固定構造に関する。

特許文献１等に開示されているカラーテレビカメラは、撮影レンズからの被写体光を色分解プリズムによってＲ（赤）成分、Ｇ（緑）成分、Ｂ（青）成分の色光に分解し、これらの色光をＣＣＤ等の固体撮像素子に受光させることにより各色成分の電気信号として取り出し、これらの電気信号を画像信号処理回路で処理した後、テレビ画面に被写体の像を写し出すようにしている。

前記色分解プリズムに固体撮像素子を固定する手順は、まず、色分解プリズムの出射端に対する固体撮像素子の姿勢を調整する。すなわち、図８の如く互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸の回転方向Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚの調整を行う。この後、図９に示す楔形状のスペーサ（特許文献１）２、２や、図１０に示す連結固定部材（特許文献２）３、３を介して固体撮像素子１を色分解プリズム４の出射端５に接着剤によって固定する。

図９の固定構造は、色分解プリズム４の上下両面に固定された取付座６、６にスペーサ２、２を介して固体撮像素子１を固定する構造であり、図１０に示した固定構造は、色分解プリズム４の出射端５の上下縁部に固定された連結固定部材３、３に固体撮像素子１を固定する構造である。
実公平３−１４８７２号公報 特開平５−３７９４３号公報

しかしながら、図９に示した固体撮像素子の固定構造は、色分解プリズム４と固体撮像素子１との間に取付座６が必要になり部品点数が増えるとともに、取付座６を介して固体撮像素子１を固定するために固体撮像素子１のレジストレーション精度が悪くなり色ずれが生じるという問題があった。

また、図１０に示した固体撮像素子の固定構造は、連結固定部材３の接着面積を確保するために色分解プリズム４の出射端の面積が必要以上に大きくなり、色分解プリズム４が大型になるという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、部品点数が少なく光学ガラスブロックを小型化できる固体撮像素子の固定構造を提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するために、光学ガラスブロックの光出射端に固体撮像素子が固定部材を介して固定された固体撮像素子の固定構造において、前記固定部材は、断面が矩形状に形成された前記光学ガラスブロックの両側面に取り付けられていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、光学ガラスブロックの両側面に固定部材を取り付け、この固定部材を介して固体撮像素子を光学ガラスブロックの出射端に固定している。これにより、固体撮像素子の外形が光学ガラスブロックの出射端の外形よりも大きい場合でも、光学ガラスブロックの出射端を大きくすることなく固体撮像素子を光学ガラスブロックに固定することができ、また、固体撮像素子の外形が光学ガラスブロックの出射端の外形よりも小さい場合でも、固体撮像素子に保持部材を追加するだけで固体撮像素子を光学ガラスブロックに固定することができる。この場合、保持部材を追加することによって部品は増えるが、光学ガラスブロックの小型化、及び軽量化を図ることができる。光学ガラスブロックに対する固定部材の固定位置は、断面が矩形状に形成された光学ガラスブロックの側面のうち、長辺側の側面でも短辺側の側面でもよい。

請求項２に記載の発明によれば、前記光学ガラスブロックは、被写体光を複数の波長域成分の色光に分解する色分解プリズム、被写体光の光量を複数に分割する光量分割プリズム、又は被写体光の光路長を補正する補正用ガラスブロックであることを特徴としている。光学ガラスブロックは、色分解プリズムに限定されるものではなく、光量分割プリズムでもよく、補正用ガラスブロックでもよい。

以上説明したように本発明に係る固体撮像素子の固定構造によれば、取付座が不要になり部品点数を削減でき、光学ガラスブロックと固体撮像素子との間に介在する部品も減るので固体撮像素子のレジストレーション精度が高くなり、且つ光学ガラスブロックの小型化、軽量化を図ることができる。

以下添付図面に従って本発明に係る固体撮像素子の固定構造の好ましい実施の形態を詳説する。

図１には、テレビカメラの色分解プリズムに、固体撮像素子であるＣＣＤを取り付ける状態が示されている。同図に示すように取付治具のベース板１０には、ブラケット１２が立設され、このブラケット１２にはレンズマウント１４、及び色分解プリズム保持用枠１８が設けられている。レンズマウント１４には、撮影レンズ２０が装着され、色分解プリズム保持用枠１８内には、色分解プリズム２２が取付板２４を介して装着されている。

色分解プリズム２２は、図２に示すように撮影レンズ２０からの被写体光をＲ、Ｇ、Ｂ成分に分解する第１、第２、第３プリズム２６、２８、３０を有している。第１プリズム２６と第２プリズム２８とは、その対向面で空気層３２を形成するように若干離間して設けられている。また、第１プリズム２６側の対向面には、ダイクロイック面３４が形成され、このダイクロイック面３４によってＲ光、Ｇ光が透過され、Ｂ光が反射される。反射されたＢ光は、第１プリズム２６の全反射面３６によって全反射され、第１プリズム２６の出射面３８に導かれる。この出射面３８に所定量離間してＢ光用ＣＣＤ４０が、図３に示す固定部材４２、４２によって位置決めされて固定される。固定部材４２については後述する。

図２の第２プリズム２８と第３プリズム３０とは、その間に形成されたダイクロイック面４４を介してそれぞれの対向面で接合されている。ダイクロイック面３４を透過したＲ光、Ｇ光のうちＲ光がダイクロイック面４４で反射され、そして、反射されたＲ光は、第２プリズム２８の全反射面４６によって全反射され、第２プリズム２８の出射面４８に導かれる。この出射面４８に所定量離間してＲ光用ＣＣＤ５０が固定部材４２、４２によって位置決めされて固定される。一方、ダイクロイック面４４を透過したＧ光は、そのまま第３プリズム３０の出射面５２に導光される。この出射面５２に所定量離間してＧ光用ＣＣＤ５４が固定部材４２、４２によって位置決めされて固定される。

次に、ＣＣＤ５４（ＣＣＤ４０、５０についても同様）の固定手順について図１を参照して説明する。まず、ＣＣＤ５４は、直交３軸Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚ方向（図８参照）に回転移動されて第３プリズム３０の光軸に対する光軸合わせの調整がなされる。調整後、ＣＣＤ５４は、固定部材４２、４２を介して出射面５２に必要な隙間を保って接着剤により固定される。これによって、ＣＣＤ５４が第３プリズム３０に対し、規定された位置に固定される。

なお、図１の如く第３プリズム３０に固定されたＣＣＤ５４の接続端子５８、５８…には、ＣＣＤ基板６０が図示しないソケットを介して接続される。ＣＣＤ基板６０はリード線６２、６２…を介して、画像処理回路を含んだコントロールユニット６４に接続される。このコントロールユニット６４で処理された画像信号に基づきモニタテレビ６６に撮影レンズ２０からの被写体が写し出される。

ところで、固定部材４２は図４に示すように角柱状に形成された部材であり、第３プリズム３０に対しては、断面が矩形状に形成された第３プリズム３０の長辺側上側面３０Ａ及び長辺側下側面３０Ｂに図５の如く固着されている。

図５の実施例は、ＣＣＤ５４の長方形状の外形が第３プリズム３０の長方形状の出射端５２の外形よりも大きい場合である。この場合であっても、固定部材４２、４２を第３プリズム３０の長辺側上側面３０Ａ及び長辺側下側面３０Ｂに固定することにより、第３プリズム３０の出射端５２を大きくすることなくＣＣＤ５４を第３プリズム３０に固定することができる。符号６８はＣＣＤ５４の受光面であり、この長方形の受光面６８は第３プリズム３０の出射端５２の外形と略同じ大きさであることが好ましい。

図６に示すように、ＣＣＤ５４の外形が第３プリズム３０の出射端５２の外形よりも小さい場合には、ＣＣＤ５４の上縁部及び下縁部に板状の保持部材７０、７０を固着し、保持部材７０、７０を介して固定部材４２、４２に固定すればよい。この実施例では、保持部材７０、７０を追加することで部品点数は増えるが、第３プリズム３０の小型化、及び軽量化を図ることができる。なお、第３プリズム３０に対する固定部材４２、４２の固定位置は、断面が矩形状に形成された第３プリズム３０の側面のうち、図７の如く短辺側の側面３０Ｃ、３０Ｄでもよい。

第１プリズム２６、及び第２プリズム２８に対するＣＣＤ４０、５０の固定方法も、第３プリズム３０に対するＣＣＤ５４の固定方法と同様であるので、ここではその説明を省略する。

実施の形態のように固定部材４２、４２を第３プリズム３０の長辺側上側面３０Ａ及び長辺側下側面３０Ｂに固定したＣＣＤ５４の固定構造によれば、図９の従来例で説明した取付座６、６が不要になり部品点数を削減できる。また、図９の如く色分解プリズム４と固体撮像素子との間に介在する部品（スペーサ２及び取付座６）も減るのでＣＣＤ５４のレジストレーション精度が高くなる。更に、図１０の如く色分解プリズム４の出射端に連結固定部材３、３を固定する従来例と比較して、第１〜第３プリズム２６、２８、３０の小型化、軽量化を図ることができる。

なお、実施の形態では、光学ガラスブロックとして色分解プリズム２２を例示したが、これに限定されるものではなく、光量を複数に分割する光量分割プリズム、被写体光の光路長や収差を補正する補正用ガラスブロックでもよい。

色分解プリズムにＣＣＤを取り付ける状態を示した説明図 色分解プリズムの構造を示した説明図 色分解プリズムの取付構造を示した一部破断部を含む説明図 色分解プリズムに対するＣＣＤの固定構造を示した組立斜視図 色分解プリズムに対するＣＣＤの第１の固定構造を示した断面図 色分解プリズムに対するＣＣＤの第２の固定構造を示した断面図 色分解プリズムに対するＣＣＤの第３の固定構造を示した断面図 固体撮像素子の位置調整方向を示した説明図 従来の固体撮像素子の固定構造を示した断面図 従来の固体撮像素子の固定構造を示した断面図

符号の説明

１４…レンズマウント、２０…撮影レンズ、２２…色分解プリズム、２６、２８、３０…プリズム、４０、５０、５４…ＣＣＤ、４２…固定部材、５８…接続端子、６０…ＣＣＤ基板、６４…コントロールユニット、６６…モニタテレビ、７０…保持部材

Claims (2)

1. 光学ガラスブロックの光出射端に固体撮像素子が固定部材を介して固定された固体撮像素子の固定構造において、
   前記固定部材は、断面が矩形状に形成された前記光学ガラスブロックの両側面に取り付けられていることを特徴とする固体撮像素子の固定構造。
2. 前記光学ガラスブロックは、被写体光を複数の波長域成分の色光に分解する色分解プリズム、被写体光の光量を複数に分割する光量分割プリズム、又は被写体光の光路長を補正する補正用ガラスブロックであることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子の固定構造。

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