JP2008098871A - 色分解撮像装置及び色分解撮像装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】色分解プリズムと撮像素子とからなる色分解撮像装置において、色分解プリズムと撮像素子との間を固定する接着剤が撮像素子の撮像面に浸入することを防止し、かつ、接着剤の塗布位置のずれを防止して、接着強度のバランスを確保し、信頼性を確保する。
【解決手段】色分解プリズムの各出射面と、この出射面に対応する各撮像素子６，７，８との間には、撮像素子６，７，８の撮像領域を囲む枠状のマスク部材１０が介在されており、各撮像素子６，７，８は、各出射面に対する位置調整をなされた後に、マスク部材１０に設けられた接着剤充填用の欠損部１０ａ内に接着剤が充填され固化されることによって、対応する出射面に対して接合されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビデオカメラや各種カメラレンズにおいて使用される色分解撮像装置及びそのような色分解撮像装置の製造方法に関する。

ビデオカメラや各種カメラレンズにおいては、入射光を互いに異なる波長の光、例えば、光の３原色（Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色））に分解して撮像する色分解プリズムが使用されている。このような色分解プリズムによって色分解されたＲ、Ｇ、Ｂの各原色帯域光は、固体撮像素子（ＣＣＤ、ＭＯＳ等）によって受光される。これら色分解プリズム及び撮像素子によって、色分解撮像装置が構成されている。

このような色分解撮像装置における色分解プリズムは、複数のプリズムと、これらプリズムのうちの少なくとも一に形成された色分解膜とからなり、これら複数のプリズムが互いの光学面を接合されることによって構成されている。

このような色分解撮像装置を備えたビデオカメラは、いわゆる「３ＣＣＤカメラシステム」、あるいは、「３ＭＯＳカメラシステム」と称される。「３ＣＣＤカメラシステム」は、色分解プリズムを用いずにカラーフィルタ等によって色分解を行って１枚の撮像素子によって受光するビデオカメラに比較して、色再現性などにおいて良好な画質の撮像が行える。そのため、「３ＣＣＤカメラシステム」は、従来、業務用ビデオカメラとして使用されてきたが、近年においては、民生用ビデオカメラとしても使用されており、量産コストの低減や小型化の要求が高まっている。

この色分解撮像装置の色分解プリズムは、３個のプリズム（Ｇプリズム、Ｂプリズム及びＲプリズム）によって構成されている。このような色分解プリズムとして、特許文献１には、全てのプリズムをエアーギャップを設けずに密着接合させた簡素な構成の色分解プリズム（ギャップレスプリズム）が記載されている。

この色分解プリズムは、図５に示すように、撮像レンズからの入射光Ａが入射されるＧプリズム１０１と、このＧプリズム１０１に密着接合されたＢプリズム１０２と、このＢプリズム１０２に密着接合されたＲプリズム１０３とを有して構成されている。Ｇプリズム１０１とＢプリズム１０２との間には、緑色帯域光を反射する色分解膜である第１のダイクロイック膜１０４が形成され、Ｂプリズム１０２とＲプリズム１０３との間には、青色帯域光を反射する色分解膜である第２のダイクロイック膜１０５が形成されている。なお、Ｇプリズム１０１には、ゴースト光を止めるための遮光溝が設けてある。

この色分解プリズムにおいては、図示しない撮像レンズからの入射光Ａは、Ｇプリズム１０１を経て第１のダイクロイック膜１０４に至り、この第１のダイクロイック膜１０４において、緑色帯域光のみが反射され、他の色の成分が透過されることによって、色分解される。第１のダイクロイック膜１０４において反射された緑色帯域光は、Ｇプリズム１０１の内面で全反射された後、このＧプリズム１０１の出射面より出射して、緑色帯域光用撮像素子１０６によって受光される。

第１のダイクロイック膜１０４を透過した光は、Ｂプリズム１０２を経て第２のダイクロイック膜１０５に至り、この第２のダイクロイック膜１０５において、青色帯域光のみが反射され、他の色の成分が透過されることによって、色分解される。第２のダイクロイック膜１０５において反射された青色帯域光は、Ｂプリズム１０２の出射面より出射して、青色光用撮像素子１０７によって受光される。なお、Ｂプリズム１０２の出射面には、Ｂトリミングフィルタ１０２ａが密着接合されている。

第２のダイクロイック膜１０５を透過した光（赤色帯域光）は、Ｒプリズム１０３を経て、Ｒプリズム１０３の出射面より出射して、赤色光用撮像素子１０８によって受光される。

このようにして、この色分解プリズムにおいては、Ｇプリズム１０１が緑色帯域光のみを緑色光用撮像素子１０６に導光し、Ｂプリズム１０２が青色帯域光のみを青色光用撮像素子１０７に導光し、また、Ｒプリズム１０３が赤色帯域光のみを赤色光用撮像素子１０８に導光する。

このような色分解プリズムの製造においては、Ｇプリズム１０１に対して、Ｂプリズム１０２及びＲプリズム１０３は、Ｂプリズム１０２の出射面及びＲプリズム１０３の出射面ヘの光路長が一致するように接合される。

そして、色分解プリズムヘの撮像素子の取付け方式として、特許文献２には、撮像素子を色分解プリズムの出射面に直貼りする方式が記載されている。この方式においては、撮像素子と出射面との接着面積が広いため、高い信頼性を得ることができる。この方式において、撮像素子の位置調整としては、撮像素子の二軸方向（ＸＹ）調整及び回転調整が可能で、また、光軸方向については、色分解プリズムの貼り付け面を動かすことにより調整できるので、合計４軸の調整が可能である。

しかし、この方式においては、撮像素子のあおり調整はできない。撮像素子の半導体チップは、パッケージ貼り付け面に対して完全にフラットではなく、貼り付けばらつきが存在する。そのため、この方式においては、高画素数の撮像素子を用いた場合に、撮像領域の周辺にまで亘って良好な調整を行うことはできない。

特許文献３及び特許文献４には、くさび状の支持部材を用いて、撮像素子と色分解プリズムの出射面との間にエアギャップを形成して固定する方式が記載されている。この方式においては、撮像素子の二軸方向（ＸＹ）調整及び回転調整が可能で、さらに、光軸方向及ぴあおり調整が可能であり、合計６軸の調整が可能である。この方式においては、撮像素子の位置の調整後に、撮像素子と色分解プリズムの出射面との間にくさび状の支持部材を打ち込んで固定することにより、信頼性を確保するようになっている。

この方式においては、あおり調整が可能で、かつ、信頼性が確保されるが、くさび状の支持部材を用いることが煩雑であり、また、色分解プリズムにおいてくさび状の支持部材との当接部を設けることが必要であり、色分解プリズムの幅を広くしなければならない。そのため、この方式においては、装置構成の大型化や、部品点数の増加によるコストアップが招来される虞れがある。

そして、特許文献５及び特許文献６には、各撮像素子について、レジストレーション調整、あおり調整、バックフォーカス調整等の位置調整を行った後に、接着剤によって固定する方式が記載されている。この方式においては、各撮像素子は、色分解プリズムの対応する出射面に対して、空気層を介して保持された状態となる。この方式においては、Ｇプリズムに対してＢプリズム及ぴＲプリズムは、青色用撮像素子及び赤色用撮像素子への光路長が一致するように密着接合される。その後、緑色用撮像素子、青色用撮像素子及ぴ赤色用撮像素子をレジストレーション調整、あおり調整、バックフォーカス調整を行って固定する。

この方式においては、撮像素子と出射面と間にエアギャップが存在するので、あおり調整を含む６軸の調整が可能である。また、この方式において、撮像素子の固定は、くさび状の支持部材を使用せず、接着剤のみによって行うので、色分解プリズムの小型化を図ることができ、部品点数の削減によるコストダウンを図ることができる。

一方、撮像素子の固定を接着剤のみで行っているため、接着剤の組成及ぴ接着方法によっては、信頼性を確保できない場合がある。

特開昭５０−１５９６１８号公報 特許第２８１１９８５号公報 実公平３−１４８７２号公報 実公平５−３７５８８号公報 特願２００６−０１１５２公報 特願２００６−０８９５１３公報

前述したように、各撮像素子について、レジストレーション調整、あおり調整、バックフォーカス調整等の位置調整を可能としながら、色分解プリズムの小型化及び部品点数の削減によるコストダウンを図るには、各撮像素子について位置調整を行った後に、接着剤によって固定する方式が好ましい。

しかし、前述したように、撮像素子の固定を接着剤のみで行っているため、接着剤の組成及ぴ接着方法によっては、信頼性を確保できない場合がある。また、各撮像素子の撮像面の周囲に接着剤を塗布したときに、接着剤が撮像面上に回り込んで撮像面を覆ってしまう虞れがある。ここで、接着剤を少量にすることが考えられるが、接着剤を少量にすると、撮像面への回り込みは減るが、接着カが低下し、信頼性を損なう虞れがある。

本件発明者らは、図６に示すように、枠状のマスク部材１１０を撮像素子１０６，１０７，１０８の撮像面の周囲に貼り付け、接着剤１１１をこのマスク部材１１０の外周側に塗布することを試みた。接着剤１１１は、ディスペンサにより、マスク部材１１０の外周側の４箇所に同量を滴下するようにした。接着剤１１１の量が異なると、接着剤１１１の硬化時の収縮に差が発生して好ましくないからである。マスク部材１１０は、伸縮性を有しているので、撮像素子１０６，１０７，１０８の撮像面と色分解プリズムの出射面との間において、収縮した状態で挟持される。このマスク部材１１０は、接着剤１１１が撮像素子１０６，１０７，１０８の撮像面に浸入することを防止することができ、また、使用時のゴミの浸入防止にも役立つことがわかった。

しかしながら、撮像素子１０６，１０７，１０８の撮像面において、接着剤１１１の塗布場所が確定されないため、塗布場所にばらつきが生じ、ひいては、接着強度のバランスを欠く虞れがあることもわかった。

そこで、本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであって、色分解プリズムと撮像素子とからなる色分解撮像装置において、色分解プリズムと撮像素子との間を固定する接着剤が撮像素子の撮像面に浸入することを防止し、かつ、接着剤の塗布位置のずれを防止して、接着強度のバランスを確保し、信頼性の確保された色分解撮像装置及び色分解撮像装置の製造方法を提供することを目的とする。

前述の課題を解決し、前記目的を達成するため、本発明に係る色分解撮像装置は、以下のいずれか一の構成を有するものである。

〔構成１〕
入射面及び緑色帯域光の出射面を有する第１のプリズム、青色帯域光の出射面を有する第２のプリズム及び赤色帯域光の出射面を有する第３のプリズムが接合されてなり入射面への入射光を緑色帯域光、青色帯域光及び赤色帯域光に分解し各色帯域光を各出射面から出射する色分解プリズムと、各出射面に対向されて該各出射面に対して接合された緑色帯域用撮像素子、青色帯域用撮像素子及び赤色帯域用撮像素子とを備え、各出射面と、この出射面に対応する各撮像素子との間には、該撮像素子の撮像領域を囲む枠状のマスク部材が介在されており、各撮像素子は、各出射面に対する位置調整をなされた後に、マスク部材に設けられた接着剤充填用の欠損部内に接着剤が充填され固化されることによって、対応する出射面に対して接合されていることを特徴とするものである。

〔構成２〕
構成１を有する色分解撮像装置において、マスク部材は、高密度マイクロポリウレタンフォーム、または、薄層クリーンフォーム発泡体からなることを特徴とするものである。

〔構成３〕
構成１、または、構成２を有する色分解撮像装置において、色分解プリズムの各出射面と、各撮像素子の撮像領域の表面との間の間隙は、０．２５ｍｍ乃至０．５５ｍｍとなっていることを特徴とするものである。

また、本発明に係る色分解撮像装置の製造方法は、以下のいずれか一の構成を有するものである。

〔構成４〕
入射面及び緑色帯域光の出射面を有する第１のプリズム、青色帯域光の出射面を有する第２のプリズム及び赤色帯域光の出射面を有する第３のプリズムが接合されてなり入射面への入射光を緑色帯域光、青色帯域光及び赤色帯域光に分解し各色帯域光を各出射面から出射する色分解プリズムと、各出射面に対向されて該各出射面に対して接合された緑色帯域用撮像素子、青色帯域用撮像素子及び赤色帯域用撮像素子とからなる色分解撮像装置の製造方法であって、各出射面とこの出射面に対応する各撮像素子との間に該撮像素子の撮像領域を囲む枠状のマスク部材を介在させ、各撮像素子の各出射面に対する位置調整を行い、マスク部材に設けられた接着剤充填用の欠損部内に接着剤を充填し固化させることによって、位置調整の完了した撮像素子を、対応する出射面に対して接合させることを特徴とするものである。

〔構成５〕
構成４を有する色分解撮像装置の製造方法において、接着剤として、シート状接着剤を用いることを特徴とするものである。

〔構成６〕
構成４、または、構成５を有する色分解撮像装置の製造方法において、接着剤充填用の欠損部は、マスク部材の外周縁部に向けて開放されていることを特徴とするものである。

〔構成７〕
構成４乃至構成６のいずれか一を有する色分解撮像装置の製造方法において、マスク部材は、各撮像素子の撮像領域の周辺部、または、色分解プリズムの各出射面に、予め固着させておくことを特徴とするものである。

構成１を有する本発明に係る色分解撮像装置においては、色分解プリズムの各出射面と、この出射面に対応する各撮像素子との間に、該撮像素子の撮像領域を囲む枠状のマスク部材が介在されており、各撮像素子は、各出射面に対する位置調整をなされた後に、マスク部材に設けられた接着剤充填用の欠損部内に接着剤が充填され固化されることによって、対応する出射面に対して接合されているので、接着剤の体積、塗布形状、塗布位置が常に一定となっており、塗布箇所ごとの硬化ムラや硬化収縮のアンバランスが抑制されている。

構成２を有する本発明に係る色分解撮像装置においては、マスク部材は、高密度マイクロポリウレタンフォーム、または、薄層クリーンフォーム発泡体からなるので、接着剤が撮像素子の撮像面に浸入することを防止することができ、また、使用時のゴミの浸入を防止することができる。

構成３を有する本発明に係る色分解撮像装置においては、色分解プリズムの各出射面と、各撮像素子の撮像領域の表面との間の間隙は、０．２５ｍｍ乃至０．５５ｍｍとなっているので、各撮像素子について、十分な位置調整を行うことができる。

構成４を有する本発明に係る色分解撮像装置の製造方法においては、各出射面とこの出射面に対応する各撮像素子との間に該撮像素子の撮像領域を囲む枠状のマスク部材を介在させ、各撮像素子の各出射面に対する位置調整を行い、マスク部材に設けられた接着剤充填用の欠損部内に接着剤を充填し固化させることによって、位置調整の完了した撮像素子を、対応する出射面に対して接合させるので、接着剤の体積、塗布形状、塗布位置を常に一定とすることができ、塗布箇所ごとの硬化ムラや硬化収縮のアンバランスを抑制することができる。

構成５を有する本発明に係る色分解撮像装置の製造方法においては、接着剤として、シート状接着剤を用いるので、接着剤の体積及び塗布形状を常に一定とすることができる。

構成６を有する本発明に係る色分解撮像装置の製造方法においては、接着剤充填用の欠損部は、マスク部材の外周縁部に向けて開放されているので、接着剤の塗布が容易であり、また、紫外線の照射等による接着剤の硬化を容易に行うことができる。

構成７を有する本発明に係る色分解撮像装置の製造方法においては、マスク部材は、各撮像素子の撮像領域の周辺部、または、色分解プリズムの各出射面に、予め固着させておくので、マスク部材の位置決めを容易に行うことができる。

すなわち、本発明は、色分解プリズムと撮像素子とからなる色分解撮像装置において、色分解プリズムと撮像素子との間を固定する接着剤が撮像素子の撮像面に浸入することを防止し、かつ、接着剤の塗布位置のずれを防止して、接着強度のバランスを確保し、信頼性の確保された色分解撮像装置及び色分解撮像装置の製造方法を提供することができるものである。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。

〔色分解プリズムの構成〕
図１は、本発明に係る色分解撮像装置の構成を示す側面図である。

本発明に係る色分解撮像装置を構成する色分解プリズムは、ビデオカメラや各種カメラレンズの撮像装置において、入射光を光の３原色に相当する赤色帯域光、緑色帯域光及び青色帯域光に分解するプリズムである。色分解撮像装置は、図１に示すように、色分解プリズムと、この色分解プリズムによって色分解された赤色帯域光、緑色帯域光及び青色帯域光を受光する固体撮像素子（ＣＣＤ、ＭＯＳ等）６，７，８とから構成される。

色分解プリズムは、図示しない撮像レンズからの入射光Ａが入射される第１のプリズムであるＧプリズム１と、このＧプリズム１に密着接合された第２のプリズムであるＢプリズム２と、このＢプリズム２に密着接合された第３のプリズムであるＲプリズム３とから構成されている。なお、各プリズム１，２，３は、「ＢＫ７」や「ＳＫ５」など、一般的な硝材によって形成されている。

Ｇプリズム１とＢプリズム２との間には、緑色帯域光を反射する色分解膜である第１のダイクロイック膜４が形成され、Ｂプリズム２とＲプリズム３との間には、青色帯域光を反射する色分解膜である第２のダイクロイック膜５が形成されている。なお、Ｇプリズム１には、ゴースト光を止めるための遮光溝が設けてある。

この色分解プリズムへの入射光Ａは、Ｇプリズム１を経て第１のダイクロイック膜４に至り、この第１のダイクロイック膜４において、緑色帯域光のみが反射され、他の色の成分が透過されることによって、色分解される。第１のダイクロイック膜４において反射された緑色帯域光は、Ｇプリズム１の内面で全反射された後、このＧプリズム１の出射面１ａより出射して、緑色光用撮像素子６によって受光される。

第１のダイクロイック膜４を透過した光は、Ｂプリズム２を経て第２のダイクロイック膜５に至り、この第２のダイクロイック膜５において、青色帯域光のみが反射され、他の色の成分が透過されることによって、色分解される。第２のダイクロイック膜５において反射された青色帯域光は、Ｂプリズム２の出射面２ａより出射して、青色光用撮像素子７によって受光される。Ｂプリズム２の出射面２ａには、ブルートリミングフィルタ９が密着接合されている。

なお、Ｂプリズム２にブルートリミングフィルタ９が接合されている場合においては、Ｂプリズム２を経た光束がブルートリミングフィルタ９より出射する面（ブルートリミングフィルタ９の表面）を、以下、「Ｂプリズム２の出射面２ｂ」という。

第２のダイクロイック膜５を透過した光（赤色帯域光）は、Ｒプリズム３を経て、Ｒプリズム３の出射面３ａより出射して、赤色光用撮像素子８によって受光される。

なお、このような色分解プリズムにおいては、従来、色分解プリズムの各出射面と対応する各固体撮像素子との間には、それぞれに各色のトリミングフィルタが設けられていた。しかし、近年では、コストダウンの要請や、緑色及び赤色のトリミングフィルタにはカドミウムが含まれていることなどの理由で、青色のトリミングフィルタ（ブルートリミングフィルタ）のみが使用されている。これは、ダイクロイック膜は角度依存性を有することから、青色か赤色のトリミングフィルタのいずれか一方は使う必要があるためである。ブルートリミングフィルタ９としては、例えば、「Ｂ３９０」のような色ガラス、あるいは、有機物質をガラス基材に塗装したものを使用することができる。

このようにして、この色分解プリズムにおいては、Ｇプリズム１が緑色帯域光のみを緑色光用撮像素子６に導光し、Ｂプリズム２が青色帯域光のみを青色光用撮像素子７に導光し、また、Ｒプリズム３が赤色帯域光のみを赤色光用撮像素子８に導光する。

この色分解撮像装置の製造においては、緑色光用撮像素子６、青色光用撮像素子７及び赤色光用撮像素子８は、Ｇプリズム１の出射面１ａ、Ｂプリズム２の出射面２ａ及びＲプリズム３の出射面３ａに対して、空気層を介して保持されている。これら緑色光用撮像素子６、青色光用撮像素子７及び赤色光用撮像素子８は、レジストレーション調整、あおり調整、バックフォーカス調整をなれた後に、固定されている。

ここで、Ｇプリズム１、Ｂプリズム２（ブルートリミングフィルタ９を含む）及びＲプリズム３は、プリズム中の光路が互いに等しくなるように構成されている。

〔色分解プリズムの製造方法〕
色分解プリズムを製造するには、まず、Ｇプリズム１、Ｂプリズム２及びＲプリズム３をそれぞれ作成し、また、これらプリズム１，２，３の所定の光学面に各ダイクロイック膜４，５を形成しておく。各プリズム１，２，３は、ガラス材料の粗加工（研削、溝入れ等）及び仕上げ加工（ラップ、ポリッシュ）の各工程を経て作成される。また、各ダイクロイック膜４，５は、蒸着等の成膜加工工程によって作成される。

また、Ｂプリズム２には、片面ＡＲコートを施したブルートリミングフィルタ９を密着接合（接着）させておく。そして、Ｂプリズム２及びＲプリズム３を密着接合（接着）させ、次に、Ｂプリズム２をＧプリズム１に密着接合（接着）させることにより、色分解プリズムが構成される。

〔色分解撮像装置の製造方法〕
前述のようにして製造された色分解プリズムを用いて、色分解撮像装置を製造するには、まず、色分解プリズムを台板に接着し、緑色光用撮像素子６、青色光用撮像素子７及び赤色光用撮像素子８を、Ｇプリズム１の出射面１ａ、Ｂプリズム２の出射面（ブルートリミングフィルタ９の表面）２ｂ及びＲプリズム３の出射面３ａに対向させ、空気層を介した状態で、レジストレーション調整、あおり調整、バックフォーカス調整を経て、固定する。これら緑色光用撮像素子６、青色光用撮像素子７及び赤色光用撮像素子８は、空中接着と称される状態で固定する。

〔第１の実施の形態〕
図２は、第１の実施の形態におけるマスク部材の形状を示す斜視図である。

色分解プリズムの各出射面１ａ，２ｂ，３ａと、この出射面に対応する各撮像素子６，７，８との間には、図２に示すように、撮像素子６，７，８の撮像領域を囲む枠状のマスク部材１０を介在させる。そして、各撮像素子６，７，８の各出射面１ａ，２ｂ，３ａに対する位置調整を行い、マスク部材１０に設けられた接着剤充填用の欠損部１０ａ内に接着剤を充填し固化させることによって、位置調整の完了した撮像素子６，７，８を、対応する出射面１ａ，２ｂ，３ａに対して接合させる。

マスク部材１０には、図２に示すように、接着剤充填用の欠損部１０ａが設けられている。なお、マスク部材１０は、予め、撮像素子６，７，８、または、各出射面１ａ，２ｂ，３ａに貼り付けておくことが好ましい。接着剤は、欠損部１０ａ内に塗布する。

接着剤の塗布は、ディスペンサを用いて、各欠損部１０ａ内（例えば、４箇所）に同量を滴下する。各欠損部１０ａにおける接着剤が異なる量であると、接着剤硬化時の収縮に差が発生し、好ましくない。

マスク部材１０は、伸縮性を有しているので、撮像素子６，７，８の撮像面と色分解プリズムの出射面１ａ，２ｂ，３ａとの間において、収縮した状態で挟持される。このマスク部材１０は、接着剤が撮像素子６，７，８の撮像面に浸入することを防止することができ、また、使用時のゴミの浸入防止にも役立つ。さらに、接着剤の塗布位置を位置決めし、安定した接着バランスを保持させる。

このマスク部材１０は、高密度マイクロセルポリウレタンフォーム（通称ポロン（ＳＲＳ４０Ｐ）（日東化工株式会社製））、あるいは、薄層クリーンフォーム発泡体（ＳＣＦ１００（日東電エ株式会社製））などによって形成することが好ましい。高密度マイクロセルポリウレタンフォームは、適度な伸縮性を持っており、収縮してエアギャップを充填し、接着剤が撮像面に進入することを防止する。マスク部材１０を薄層クリーンフォーム発泡体により形成した場合には、切断面からのゴミもほとんど発生しない。

なお、高密度マイクロセルポリウレタンフォーム（通称ポロン（ＳＲＳ４０Ｐ））の２５％圧縮荷重（Ｎ／ｃｍ^２）は、１．４７であり、薄層クリーンフォーム発泡体（ＳＣＦ１００）の２５％圧縮荷重（Ｎ／ｃｍ^２）は、１．３８である。マスク部材１０をなす材料の２５％圧縮荷重（Ｎ／ｃｍ^２）は、１．５以下であることが望ましい。

マスク部材１０は、片面に両面テープ、または、接着剤をつけ、予め、撮像素子６，７，８の撮像面、あるいは、色分解プリズムの出射面１ａ，２ｂ，３ａに固定しておき、そのあと接着剤を滴下することが好ましい。使用する接着剤は、ＵＶ（紫外線）硬化型、常温硬化型等、種々の接着剤が使用でき、信頼性と硬化収縮の優れたものを選定する。

ＵＶ（紫外線）硬化型接着剤を用いた場合においては、紫外線を側面から照射しても接着剤に直接照射されないが、色分解プリズムを透過した紫外線の回り込み光が間接的に照射されることにより、接着剤が硬化する。ただし、色分解プリズムを透過する紫外線は減衰し、低照度になっているので、予め光減衰率を考慮し、高照度の紫外線を照射して照射時間を短くすることが好ましい。紫外線によるプリズム膜等の劣化が懸念される場合には、可視光を照射して硬化させるようにしてもよい。例えば、８８０３ＳＡは、紫外線、可視光兼用の接着剤なので、可視光の照射により硬化させることが可能である。

紫外線硬化型アクリル系接着剤としては、例えば、ワールドロック８８３３Ｇ（協立化学産業（株）製）などがあり、紫外線硬化型エポキシ系接着剤としては、ＳＡ１３１０（ソニーケミカル社製）、ワールドロック８７９５（協立化学産業（株））、Ｋ１６０ＤＨ（協立化学産業（株））などがある。なお、ＳＡ１３１０は、球状のフィラーが入っている。

色分解プリズムと各撮像素子間のエアギャップは、０．２５ｍｍ乃至０．５５ｍｍとする。これは、０．２５ｍｍ以下とした場合には、撮像素子と色分解プリズムとが接触して調整不能となる虞れがあるためである。０．５５ｍｍ以上とした場合には、エアギャップが長すぎて、接着剤の信頼性、特に、高温信頼性、温度サイクル信頼性が低下してしまうためである。

〔第２の実施の形態〕
図３は、第２の実施の形態におけるマスク部材の形状を示す斜視図である。

この実施の形態においては、図３に示すように、マスク部材１０の各欠損部１０ａ内に、予めシート状接着剤１１を装填しておく。このマスク部材１０を撮像素子６，７，８に貼り付け、加熱硬化することによって組み立てる。マスク部材１０は、第１の実施の形態におけるものと同様である。

シート状接着剤１１は、セバレータを剥がして、粘着層のみを使用する。例えば、ＤＡ１０００（日立化成工業（株）製）、ＣＳ９６２１（日東電工（株）製）などがある。

〔第３の実施の形態〕
図４は、第３の実施の形態におけるマスク部材の形状を示す斜視図である。

この実施の形態においては、図４に示すように、マスク部材１０の各欠損部１０ａは、マスク部材１０の外周縁部に向けて開放されている。

このマスク部材１０を撮像素子に貼り付け、接着剤を各欠損部１０ａ内に塗布する。接着剤は、前述の実施の形態と同様に、ディスペンサにて、各欠損部１０ａに同量を滴下する。

この実施の形態において、使用する接着剤は、紫外線硬化型、常温硬化型、あるいは、加熱硬化型の接着剤である。この実施の形態においては、マスク部材１０の側方からの紫外線照射により、紫外線硬化型の接着剤を硬化させることができる。

この実施の形態においても、マスク部材１０は、伸縮性を有しているので、撮像素子６，７，８の撮像面と色分解プリズムの出射面１ａ，２ｂ，３ａとの間において、収縮した状態で挟持される。このマスク部材１０は、接着剤が撮像素子６，７，８の撮像面に浸入することを防止することができ、また、使用時のゴミの浸入防止にも役立つ。さらに、接着剤の塗布位置を位置決めし、安定した接着バランスを保持させる。

なお、この実施の形態においても、シート状の接着剤１１を使用してもよい。紫外線硬化型のシート状接着剤としては、例えば、ＴＢ１６３０（スリー・ボンド）などがある。

なお、前述した各実施の形態において示した各部の具体的な形状及ぴ構造は、いずれも本発明を実施するにあたっての一具体例に過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならない。

本発明に係る色分解撮像装置の構成を示す側面図である。 第１の実施の形態におけるマスク部材の形状を示す斜視図である。 第２の実施の形態におけるマスク部材の形状を示す斜視図である。 第３の実施の形態におけるマスク部材の形状を示す斜視図である。 従来の色分解撮像装置の構成を示す側面図である。 色分解プリズムの製造方法として考えられる例を示す斜視図である。

符号の説明

１ Ｇプリズム
１ａ 出射面
２ Ｂプリズム
２ａ 出射面
２ｂ 出射面
２ｃ 接合面
２ｄ 接合面
３ Ｒプリズム
３ａ 出射面
４ 第１のダイクロイック膜
５ 第２のダイクロイック膜
６ 緑色光用撮像素子
７ 青色光用撮像素子
８ 赤色光用撮像素子
９ ブルートリミングフィルタ
Ａ 入射光

Claims (7)

1. 入射面及び緑色帯域光の出射面を有する第１のプリズム、青色帯域光の出射面を有する第２のプリズム及び赤色帯域光の出射面を有する第３のプリズムが接合されてなり前記入射面への入射光を緑色帯域光、青色帯域光及び赤色帯域光に分解し各色帯域光を前記各出射面から出射する色分解プリズムと、
   前記各出射面に対向されて該各出射面に対して接合された緑色帯域用撮像素子、青色帯域用撮像素子及び赤色帯域用撮像素子と
   を備え、
   前記各出射面と、この出射面に対応する各撮像素子との間には、該撮像素子の撮像領域を囲む枠状のマスク部材が介在されており、
   前記各撮像素子は、前記各出射面に対する位置調整をなされた後に、前記マスク部材に設けられた接着剤充填用の欠損部内に接着剤が充填され固化されることによって、対応する出射面に対して接合されている
   ことを特徴とする色分解撮像装置。
2. 前記マスク部材は、高密度マイクロポリウレタンフォーム、または、薄層クリーンフォーム発泡体からなる
   ことを特徴とする請求項１記載の色分解撮像装置。
3. 前記色分解プリズムの各出射面と、前記各撮像素子の撮像領域の表面との間の間隙は、０．２５ｍｍ乃至０．５５ｍｍとなっている
   ことを特徴とする請求項１、または、請求項２記載の色分解撮像装置。
4. 入射面及び緑色帯域光の出射面を有する第１のプリズム、青色帯域光の出射面を有する第２のプリズム及び赤色帯域光の出射面を有する第３のプリズムが接合されてなり前記入射面への入射光を緑色帯域光、青色帯域光及び赤色帯域光に分解し各色帯域光を前記各出射面から出射する色分解プリズムと、前記各出射面に対向されて該各出射面に対して接合された緑色帯域用撮像素子、青色帯域用撮像素子及び赤色帯域用撮像素子とからなる色分解撮像装置の製造方法であって、
   前記各出射面と、この出射面に対応する各撮像素子との間に、該撮像素子の撮像領域を囲む枠状のマスク部材を介在させ、
   前記各撮像素子の前記各出射面に対する位置調整を行い、
   前記マスク部材に設けられた接着剤充填用の欠損部内に接着剤を充填し、固化させることによって、位置調整の完了した撮像素子を、対応する出射面に対して接合させる
   ことを特徴とする色分解撮像装置の製造方法。
5. 前記接着剤として、シート状接着剤を用いる
   ことを特徴とする請求項４記載の色分解撮像装置の製造方法。
6. 前記接着剤充填用の欠損部は、前記マスク部材の外周縁部に向けて開放されている
   ことを特徴とする請求項４、または、請求項５記載の色分解撮像装置の製造方法。
7. 前記マスク部材は、前記各撮像素子の撮像領域の周辺部、または、前記色分解プリズムの各出射面に、予め固着させておく
   ことを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか一に記載の色分解撮像装置の製造方法。

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