JP2018093342A - Prism unit, solid-state imaging device and method for manufacturing solid-state imaging device - Google Patents

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洋介 村木
Yosuke Muraki
洋介 村木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the manufacturing precision of a solid-state imaging device to increase the reliability of a product.SOLUTION: A prism unit 12 according to the art hereof comprises: a multi-plate type wavelength-separation prism 14 having light-emitting face to which an image sensor 21R is attached; and a fixing plate 15 fixed to each side face of the multi-plate type wavelength-separation prism 14. In a side edge portion of the wavelength-separation prism 14 on the side of the light-emitting face, a concave portion 26 is formed. The concave portion 26 may be formed in both side edge portions of the wavelength-separation prism 14 on the light-emitting face side.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本技術は、プリズムユニットに関する。より詳しくは、固体撮像素子を取り付ける多板式の波長分解プリズムと、その波長分解プリズムに固着される固定板と、を備えたプリズムユニットに関する。   The present technology relates to a prism unit. More specifically, the present invention relates to a prism unit including a multi-plate type wavelength resolving prism to which a solid-state imaging device is attached and a fixed plate fixed to the wavelength resolving prism.

従来から、カラービデオカメラ又は種々の工業用光学機器において、多板式の波長分解プリズムを備えた固体撮像装置を製造する場合、プリズムユニットを前面板に取り付け、固体撮像素子(イメージセンサ)が取り付けられた撮像素子取付基板を、プリズムユニットのプリズム表面に取り付けることが行われている。ここで、固体撮像素子をプリズムユニットに取り付けるときには、波長分解プリズムの各チャンネルの結像位置と固体撮像素子の受光結像面を一致(フォーカス)させるのみではなく、各チャンネル毎の固体撮像素子受光面の傾き(片ボケ)調整及び各チャンネル相互間のレジストレーション(光軸に垂直面の平行及び回転)調整を考慮して決定されなければならない。   Conventionally, when manufacturing a solid-state imaging device equipped with a multi-plate type wavelength resolving prism in a color video camera or various industrial optical instruments, a prism unit is attached to a front plate and a solid-state imaging device (image sensor) is attached. The image pickup device mounting substrate is mounted on the prism surface of the prism unit. Here, when the solid-state imaging device is attached to the prism unit, not only the imaging position of each channel of the wavelength resolving prism and the light-receiving imaging surface of the solid-state imaging device are matched (focused), but also the solid-state imaging device for each channel is received. It must be determined in consideration of adjustment of the tilt of the surface (single blur) and registration between each channel (parallel and rotation of the plane perpendicular to the optical axis).

そして、上記調整後に、固体撮像素子をプリズムユニットに取り付ける手法としては、固体撮像素子とプリズムユニットとを接着剤で接合し、その接着剤に紫外線(UV光)を照射して硬化させて固体撮像素子をプリズムユニットに固定することが行われている。   After the adjustment, the solid-state image sensor is attached to the prism unit by joining the solid-state image sensor and the prism unit with an adhesive, and irradiating the adhesive with ultraviolet rays (UV light) and curing the solid-state image sensor. The element is fixed to the prism unit.

具体的には、例えば、特許文献1に、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、が開示されている。これにより、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、とされている。   Specifically, for example, in Patent Document 1, at least one of the adhesion surfaces of the emission end of the color separation prism and the spacer and the adhesion surface of the solid-state imaging device or the element seat and the spacer is described. It is disclosed that one of the bonding surfaces is a surface having fine irregularities. As a result, a large resistance force is not generated in the movement of the spacer, and as a result, the thickness of the photocurable adhesive is made uniform, and the registration can be prevented from changing when the photocurable adhesive is cured. It is said that.

また、例えば、特許文献2には、プリズムに撮像素子を固着する場合に、まず基板に実装された撮像素子を固着板に接着するようにし、次に固着板の撮像素子非装着面とプリズムの側面とを固着する固着部材上の、固着板の撮像素子非装着面側及びプリズムの側面側に紫外線硬化接着剤を塗布するようにして、接着剤が塗布された固着部材を、固着板の撮像素子非装着面上をすべらせてプリズムの側面に当て、最後に紫外線を照射して紫外線硬化接着剤を硬化させるようにすること、が開示されている。これにより、固着部材とプリズムとを線接触により固着できるようになり、プリズムと線膨張係数の異なる接着剤の量を、最小限に減らすことができる、とされている。   In addition, for example, in Patent Document 2, when an imaging element is fixed to a prism, the imaging element mounted on the substrate is first adhered to the fixing plate, and then the imaging element non-mounting surface of the fixing plate and the prism are fixed. The fixing member coated with the adhesive is imaged on the fixing plate by applying an ultraviolet curable adhesive on the fixing member fixing the side surface to the image sensor non-mounting surface side of the fixing plate and the side surface side of the prism. It is disclosed that the surface on which the element is not mounted is slid and applied to the side surface of the prism, and finally the ultraviolet curable adhesive is cured by irradiating ultraviolet rays. Accordingly, the fixing member and the prism can be fixed by line contact, and the amount of adhesive having a linear expansion coefficient different from that of the prism can be reduced to the minimum.

特開2007−060112号公報JP 2007-060112 A 特開2008−103846号公報JP 2008-103846 A

しかしながら、特許文献1および2の技術では、例えば、プリズムと撮像素子との間隔が狭く、紫外線を照射する隙間がほとんどない場合に、接着部に適切な量の紫外線を照射することが困難となり、プリズムと撮像素子との固着強度が弱くなるおそれがある。そのため、各チャンネル毎の固体撮像素子受光面の片ボケや各チャンネル相互間のレジストレーションずれが生じ得るために、固体撮像装置を精度高く製造することができず、製品の信頼度も低下するという問題が考えられる。   However, in the techniques of Patent Documents 1 and 2, for example, when the interval between the prism and the imaging device is narrow and there is almost no gap for irradiating ultraviolet rays, it is difficult to irradiate the adhesive portion with an appropriate amount of ultraviolet rays. There is a possibility that the fixing strength between the prism and the image sensor is weakened. As a result, the solid-state imaging device light-receiving surface for each channel may be blurred and registration shift between the channels may occur, so that the solid-state imaging device cannot be manufactured with high accuracy and the reliability of the product is also reduced. There may be a problem.

本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、固体撮像装置の製造精度を高め、製品の信頼度を向上させる撮像素子ユニットを提供することを目的とする。   The present technology has been made in view of such a situation, and an object of the present technology is to provide an imaging element unit that improves the manufacturing accuracy of the solid-state imaging device and improves the reliability of the product.

上記課題を解決するため、本技術は、固体撮像素子を取り付ける光射出面を有する多板式のプリズムと、多板式のプリズムの両側面に固着された固定板と、を備え、プリズムの光射出面側の側縁部に凹部が形成されたプリズムユニットを提供する。なお、凹部は、プリズムの光射出面側の両側縁部に形成されていてもよい。   In order to solve the above problems, the present technology includes a multi-plate prism having a light exit surface to which a solid-state imaging device is attached, and fixed plates fixed to both side surfaces of the multi-plate prism, and the light exit surface of the prism Provided is a prism unit in which a concave portion is formed in a side edge portion on the side. In addition, the recessed part may be formed in the both-sides edge part by the side of the light emission surface of a prism.

また、本技術は、固体撮像素子と、固体撮像素子が実装された撮像素子取付基板と、固体撮像素子を取り付ける光射出面を有する多板式のプリズムと、多板式のプリズムの両側面に固着された固定板と、を有し、プリズムの光射出面側の側縁部に凹部が形成されたプリズムユニットと、を備えた固体撮像装置を提供する。   In addition, the present technology is fixed to a solid-state imaging device, an imaging device mounting substrate on which the solid-state imaging device is mounted, a multi-plate prism having a light emission surface to which the solid-state imaging device is attached, and both side surfaces of the multi-plate prism. There is provided a solid-state imaging device comprising: a prism unit, and a prism unit having a concave portion formed in a side edge on the light exit surface side of the prism.

また、本技術は、撮像素子取付基板の基板表面に固体撮像素子を取り付けて撮像素子ユニットを組み立てる工程と、光射出面を有する多板式のプリズムの両側面に固定板を固着し、プリズムの光射出面側の側縁部に凹部を形成して、プリズムユニットを組み立てる工程と、多板式のプリズムの光射出面に、接着剤で撮像素子ユニットを固定する工程と、プリズムの光射出面側の側縁部に形成された凹部に紫外線を照射して接着剤を硬化させる工程と、を含む固体撮像装置の製造方法を提供する。   In addition, in the present technology, a process of assembling an image sensor unit by attaching a solid-state image sensor to a substrate surface of an image sensor mounting substrate, and fixing plates on both sides of a multi-plate prism having a light exit surface, A step of assembling the prism unit by forming a recess in the side edge portion on the exit surface side, a step of fixing the image sensor unit with an adhesive to the light exit surface of the multi-plate prism, and a step on the light exit surface side of the prism And a step of irradiating the concave portion formed on the side edge with ultraviolet rays to cure the adhesive, and a method for manufacturing a solid-state imaging device.

本技術によれば、固体撮像装置の製造精度を高め、製品の信頼度を向上させることができる。なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本技術中に記載されたいずれかの効果であってもよい。   According to the present technology, the manufacturing accuracy of the solid-state imaging device can be increased and the reliability of the product can be improved. In addition, the effect described here is not necessarily limited, and may be any effect described in the present technology.

本技術の一実施形態に係るイメージセンサ用光学装置の外観を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view showing typically the appearance of the optical device for image sensors concerning one embodiment of this art. 本技術の一実施形態に係るイメージセンサ用光学装置を模式的に示す側面図である。It is a side view showing typically the optical device for image sensors concerning one embodiment of this art. 本技術の一実施形態に係るセンサ取付基板を模式的に示す正面図である。It is a front view showing typically the sensor mounting board concerning one embodiment of this art. 本技術の一実施形態に係るプリズムユニットの一部を模式的に示す拡大側面図である。It is an enlarged side view showing typically a part of prism unit concerning one embodiment of this art. 本技術の一実施形態に係るセンサユニット取付装置の外観を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view showing typically the appearance of the sensor unit attachment device concerning one embodiment of this art. 本技術の一実施形態に係るイメージセンサ用光学装置の分解した外観を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view showing typically the appearance which the optical device for image sensors concerning one embodiment of this art decomposed. 本技術の一実施形態に係るイメージセンサ用光学装置の製造工程を示すフロー図である。It is a flow figure showing a manufacturing process of an optical device for image sensors concerning one embodiment of this art. 本技術の他の実施形態に係るプリズムユニットの一部を模式的に示す拡大側面図である。It is an enlarged side view showing typically a part of prism unit concerning other embodiments of this art.

以下、本技術を実施するための好適な形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。また、本技術は、下記の各実施形態及びその変形例のいずれかを互いに組み合わせることもできる。   Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the present technology will be described with reference to the drawings. The embodiment described below shows an example of a typical embodiment of the present technology, and the scope of the present technology is not interpreted narrowly. In addition, in the present technology, any of the following embodiments and modifications thereof can be combined with each other.

<実施形態1>
本技術の一実施形態に係るプリズムユニットを適用した固体撮像素子(イメージセンサ)用光学装置について説明する。
<Embodiment 1>
An optical device for a solid-state imaging device (image sensor) to which a prism unit according to an embodiment of the present technology is applied will be described.

[全体構成]
図1は、本技術の一実施形態に係るプリズムユニットを適用したイメージセンサ用光学装置の外観を模式的に示す斜視図である。図2は、本技術の一実施形態に係るプリズムユニットを適用したイメージセンサ用光学装置を模式的に示す側面図である。本実施形態に係るイメージセンサ用光学装置1は、光学装置前面板11と、プリズムユニット12と、3個のセンサユニット13R、13G、13Bと、を備えている。
[overall structure]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an appearance of an optical device for an image sensor to which a prism unit according to an embodiment of the present technology is applied. FIG. 2 is a side view schematically showing an optical device for an image sensor to which a prism unit according to an embodiment of the present technology is applied. The image sensor optical device 1 according to this embodiment includes an optical device front plate 11, a prism unit 12, and three sensor units 13R, 13G, and 13B.

[光学装置前面板]
光学装置前面板11は、プリズムユニット12と接合し、固体撮像装置の一例であるカメラのレンズ等に取り付けられる。
[Optical device front plate]
The optical device front plate 11 is joined to the prism unit 12 and attached to a lens of a camera which is an example of a solid-state imaging device.

[プリズムユニット]
プリズムユニット12は、例えば、光学装置前面板11とセンサユニット13R、13G、13Bとの間に取り付けられ、レンズ(図示せず)から入射された光学情報を各センサユニット13R、13G、13Bへ送信している。
[Prism unit]
For example, the prism unit 12 is mounted between the optical device front plate 11 and the sensor units 13R, 13G, and 13B, and transmits optical information incident from a lens (not shown) to the sensor units 13R, 13G, and 13B. doing.

プリズムユニット12は、光学装置前面板11から入射した光を出射する光射出面を有する、多板式の一例である3板式の波長分解プリズム14と、波長分解プリズム14の左右両側面に固着する固定板15と、を備えている。固定板15には、波長分解プリズム14の光射出面と同一面にセンサユニット13R、13G、13Bを接合するための複数の突出部25が設けられている。本実施形態の突出部25は、一例として、先端部がくさび状に形成されているが、突出部25の形状はこれに限られない。また、固定板15の素材としては、例えば、波長分解プリズム14の材料と近似の熱膨張係数を有する金属板又はセンサユニット13R、13G、13Bとの接合面にメタライズ処理したセラミック板等が用いられている。   The prism unit 12 has a light exit surface that emits light incident from the front plate 11 of the optical device. The prism unit 12 is a three-plate type wavelength resolving prism 14 that is an example of a multi-plate type, and is fixed to the left and right side surfaces of the wavelength resolving prism 14. And a plate 15. The fixed plate 15 is provided with a plurality of projecting portions 25 for joining the sensor units 13R, 13G, and 13B to the same surface as the light exit surface of the wavelength resolving prism 14. As an example, the protrusion 25 of the present embodiment has a wedge-shaped tip, but the shape of the protrusion 25 is not limited thereto. Further, as the material of the fixed plate 15, for example, a metal plate having a thermal expansion coefficient approximate to that of the material of the wavelength resolving prism 14, or a ceramic plate that has been metallized on the joint surface with the sensor units 13R, 13G, and 13B is used. ing.

さらに、波長分解プリズム14および固定板15のセンサユニット13R、13G、13Bへの光射出面側の両側縁部には、それぞれ溝状の凹部26が形成されている。本実施形態では、溝状の凹部26は、平面形状が略V字形状に形成されている。なお、本実施形態では、固定板15に溝状の凹部26が形成されているが、溝状の凹部26は固定板15に形成されていなくてもよい。   Further, groove-shaped concave portions 26 are formed on both side edges of the wavelength resolving prism 14 and the fixing plate 15 on the light exit surface side to the sensor units 13R, 13G, and 13B. In the present embodiment, the groove-like recess 26 is formed in a substantially V shape in plan view. In the present embodiment, the groove-shaped recess 26 is formed in the fixed plate 15, but the groove-shaped recess 26 may not be formed in the fixed plate 15.

[センサユニット]
センサユニット13Rは、イメージセンサ21Rと、センサ取付基板22Rと、コネクタ23Rと、がこの順序で取り付けられて構成されている。同様に、センサユニット13G、13Bは、それぞれ、イメージセンサ21G、21Bと、センサ取付基板22G、22Bと、コネクタ23G、23Bと、がこの順序で取り付けられて構成されている。なお、イメージセンサ21R、21G、21Bは、例えば、CMOSイメージセンサまたはCCDイメージセンサのいずれであってもよい。
[Sensor unit]
The sensor unit 13R is configured by attaching an image sensor 21R, a sensor mounting board 22R, and a connector 23R in this order. Similarly, the sensor units 13G and 13B are configured by attaching image sensors 21G and 21B, sensor mounting boards 22G and 22B, and connectors 23G and 23B in this order, respectively. Note that the image sensors 21R, 21G, and 21B may be either CMOS image sensors or CCD image sensors, for example.

センサユニット13Rのイメージセンサ21Rの側面およびセンサ取付基板22Rの表面には、固定板15に設けられた複数の突出部25が接着剤28で接合されている。センサ取付基板22Rの表面に取り付けられたイメージセンサ21Rの表面と波長分解プリズム14の光射出面との間には、遮光および埃等の侵入防止のための弾力材で形成されたマスク24Rが取り付けられている。   A plurality of protrusions 25 provided on the fixing plate 15 are bonded to the side surface of the image sensor 21R of the sensor unit 13R and the surface of the sensor mounting substrate 22R by an adhesive 28. Between the surface of the image sensor 21R mounted on the surface of the sensor mounting substrate 22R and the light exit surface of the wavelength resolving prism 14, a mask 24R formed of a resilient material for blocking light and preventing entry of dust and the like is mounted. It has been.

同様に、センサユニット13G、13Bのイメージセンサ21G、21Bの側面およびセンサ取付基板22G、22Bの表面には、それぞれ固定板15に設けられた複数の突出部25が接着剤28で接合されている。センサ取付基板22G、22Bの表面に取り付けられたイメージセンサ21G、21Bの表面と波長分解プリズム14の光射出面との間には、それぞれ遮光および埃等の侵入防止のための弾力材で形成されたマスク24G、24Bが取り付けられている。   Similarly, a plurality of protrusions 25 provided on the fixing plate 15 are bonded to the side surfaces of the image sensors 21G and 21B of the sensor units 13G and 13B and the surfaces of the sensor mounting substrates 22G and 22B with an adhesive 28, respectively. . Between the surfaces of the image sensors 21G and 21B attached to the surfaces of the sensor mounting substrates 22G and 22B and the light exit surface of the wavelength resolving prism 14, elastic materials for light shielding and preventing entry of dust and the like are formed. Masks 24G and 24B are attached.

[センサ取付基板]
図3は、実施形態1のセンサ取付基板を示す正面図である。図2および図3を用いて、本実施形態に係るセンサ取付基板について説明する。本実施形態では、センサ取付基板の一例として、センサユニット13Rのセンサ取付基板22Rを用いて説明する。
[Sensor mounting board]
FIG. 3 is a front view showing the sensor mounting board of the first embodiment. The sensor mounting board according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3. In the present embodiment, the sensor mounting board 22R of the sensor unit 13R will be described as an example of the sensor mounting board.

センサユニット13Rのセンサ取付基板22Rは、平面形状が矩形形状をなし、イメージセンサ21Rを実装した上面側(波長分解プリズム14の突出部25と接合する側)から見て左側の短辺中央にV字形状の凹部31が1つ形成され、イメージセンサ21Rを実装した上面側から見て右側の短辺の上下の両隅にV字形状の凹部32a、32bが2つ形成されている。   The sensor mounting board 22R of the sensor unit 13R has a rectangular planar shape, and has a V at the center of the short side on the left side when viewed from the upper surface side (the side to be joined to the protruding portion 25 of the wavelength resolving prism 14) on which the image sensor 21R is mounted. One V-shaped concave portion 31 is formed, and two V-shaped concave portions 32a and 32b are formed at upper and lower corners of the short side on the right side when viewed from the upper surface side where the image sensor 21R is mounted.

本実施形態のセンサ取付基板22Rは、上面側から見て左側の短辺中央にV字形状の凹部31が1つ形成され、上面側から見て右側の短辺の上下の両隅にV字形状の凹部32a、32bが2つ形成されているが、本技術のセンサ取付基板はこれに限らず、センサ取付基板22Rの凹部31と凹部32a、32bとの位置が左右逆であってもよい。また、本技術のセンサ取付基板は、対向する辺に非対称の凹部が形成されていれば、凹部の個数は3つに限らず、4つまたは5つ以上であってもよいし、凹部の位置は短辺中央と短辺の上下の両隅に限られない。また、凹部の形状は、V字形状に限らず、U字形状等であってもよい。ただし、基板上に配線等を形成するスペースを広くとることができるように、凹部の位置は短辺の両隅に近い位置に形成されていることが望ましい。   The sensor mounting board 22R of the present embodiment has one V-shaped concave portion 31 formed at the center of the short side on the left side when viewed from the top surface side, and V-shaped at the upper and lower corners of the short side on the right side when viewed from the top surface side. Although the two concave portions 32a and 32b are formed, the sensor mounting substrate of the present technology is not limited to this, and the positions of the concave portion 31 and the concave portions 32a and 32b of the sensor mounting substrate 22R may be reversed left and right. . Moreover, as long as the asymmetrical recessed part is formed in the opposing edge | side, the sensor attachment board | substrate of this technique may not only be 3 but the number of a recessed part may be 4 or 5 or more, and the position of a recessed part Is not limited to the middle of the short side and the upper and lower corners of the short side. Further, the shape of the recess is not limited to the V shape, and may be a U shape or the like. However, it is desirable that the position of the recess is formed at a position close to both corners of the short side so that a space for forming the wiring or the like on the substrate can be widened.

本実施形態のセンサ取付基板22Rに形成されたV字形状の凹部31、32a、32bは、センサ取付基板22Rをプリズムユニット12に接合する際に、取付装置のアーム等で把持するために用いられる。このように、センサ取付基板22Rの対向する辺に左右非対称のV字形状の凹部31と凹部32a、32bとを形成することにより、イメージセンサ用光学装置1の製造時に、センサ取付基板22Rの上下方向を間違えて逆方向にアーム等で把持することを防止することができる。このため、イメージセンサ21Rを適切な方向でプリズムユニット12に接合することができる。   The V-shaped recesses 31, 32a, 32b formed on the sensor mounting board 22R of the present embodiment are used to hold the sensor mounting board 22R with the arm or the like of the mounting device when the sensor mounting board 22R is joined to the prism unit 12. . In this way, by forming the left and right asymmetric V-shaped concave portions 31 and the concave portions 32a and 32b on the opposite sides of the sensor mounting substrate 22R, the upper and lower sides of the sensor mounting substrate 22R are manufactured when the image sensor optical device 1 is manufactured. It is possible to prevent the wrong direction from being gripped by an arm or the like in the opposite direction. For this reason, the image sensor 21R can be joined to the prism unit 12 in an appropriate direction.

[センサユニットの取付方法]
図4は、本実施形態のプリズムユニットの一部を模式的に示す拡大側面図である。図4を用いて、本実施形態のプリズムユニットにセンサユニットを取り付ける方法について説明する。本実施形態では、センサユニットの取付方法の一例として、実施形態1のセンサユニット13Rをプリズムユニット12に取り付ける方法について説明する。
[Mounting the sensor unit]
FIG. 4 is an enlarged side view schematically showing a part of the prism unit of the present embodiment. A method of attaching the sensor unit to the prism unit of the present embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, a method for attaching the sensor unit 13R of Embodiment 1 to the prism unit 12 will be described as an example of a method for attaching the sensor unit.

本実施形態の波長分解プリズム14の光射出面側の両側縁部に形成された溝状の凹部26は、それぞれイメージセンサ21Rを取り付ける光射出面に平行な平行面41と、平行面41から、光射出面との間の距離が広がる方向に傾斜角θで傾斜した傾斜面42と、を有している。本実施形態では、傾斜面42の傾斜角θは45度に形成されているが、本発明の傾斜角θはこれに限られず、傾斜面42への入射光と反射光とのなす角が90度となるように傾斜角θを設定することができる。これにより、平行面41に平行な方向から傾斜面42に入射した紫外線(UV光)を、その入射方向に垂直な方向へより多く反射させることができる。   The groove-shaped concave portions 26 formed at both side edges on the light exit surface side of the wavelength resolving prism 14 of the present embodiment are respectively parallel surfaces 41 and parallel to the light exit surface to which the image sensor 21R is attached. And an inclined surface 42 inclined at an inclination angle θ in a direction in which the distance from the light emitting surface is increased. In this embodiment, the inclination angle θ of the inclined surface 42 is formed at 45 degrees, but the inclination angle θ of the present invention is not limited to this, and the angle formed between the incident light on the inclined surface 42 and the reflected light is 90. The inclination angle θ can be set to be degrees. Thereby, more ultraviolet rays (UV light) incident on the inclined surface 42 from a direction parallel to the parallel surface 41 can be reflected in a direction perpendicular to the incident direction.

本実施形態では、まず、固定板15の2か所にある突出部25の内側側面とイメージセンサ21Rの側面との間の隙間に、それぞれ紫外線硬化型の接着剤28を充填する。次に、イメージセンサ21Rの両側面に垂直な方向から接着剤28に向けて、UV光を照射する。ここで、イメージセンサ21Rの両側面に垂直な方向からUV光を照射すると、突出部25を透過させて接着剤28に照射することになり、接着剤28に直接UV光を照射することができない。また、プリズムユニット12およびセンサユニット13Rの構造から、突出部25の内側側面とイメージセンサ21Rの側面との間の隙間に向けて、波長分解プリズム14の光射出面に垂直な方向からUV光を照射することは困難を要する。   In the present embodiment, first, ultraviolet curable adhesives 28 are filled in the gaps between the inner side surface of the protruding portion 25 and the side surface of the image sensor 21 </ b> R at two locations of the fixing plate 15. Next, UV light is irradiated toward the adhesive 28 from a direction perpendicular to both side surfaces of the image sensor 21R. Here, when the UV light is irradiated from a direction perpendicular to both side surfaces of the image sensor 21R, the protrusion 25 is transmitted to irradiate the adhesive 28, and the adhesive 28 cannot be directly irradiated with the UV light. . Further, from the structure of the prism unit 12 and the sensor unit 13R, UV light is emitted from a direction perpendicular to the light exit surface of the wavelength resolving prism 14 toward the gap between the inner side surface of the protrusion 25 and the side surface of the image sensor 21R. Irradiation requires difficulty.

そこで、本実施形態では、イメージセンサ21Rの両側面に垂直な方向から照射するUV光の一部を波長分解プリズム14の溝状の凹部26の傾斜面42に入射させ、傾斜面42で反射したUV光を突出部25の内側側面とイメージセンサ21Rの側面との間の隙間にある接着剤28に照射している。同様に、突出部25の内側側面とイメージセンサ21G、21Bの側面との間の隙間にある接着剤28にもUV光を照射することができる。   Therefore, in the present embodiment, a part of the UV light irradiated from the direction perpendicular to both side surfaces of the image sensor 21R is incident on the inclined surface 42 of the groove-shaped recess 26 of the wavelength resolving prism 14 and reflected by the inclined surface 42. The UV light is applied to the adhesive 28 in the gap between the inner side surface of the protrusion 25 and the side surface of the image sensor 21R. Similarly, the UV light can be applied to the adhesive 28 in the gap between the inner side surface of the protrusion 25 and the side surfaces of the image sensors 21G and 21B.

このように、本実施形態のプリズムユニット12は、波長分解プリズム14に傾斜面42を有する溝状の凹部26が形成されていることにより、UV光を接着剤28に直接照射できない場合や、プリズムと撮像素子との間隔が狭く、UV光を照射する隙間がほとんどない場合であっても、接着剤28に適切な量のUV光を照射することができる。そのため、各チャンネル毎のイメージセンサ21R、21G、21Bの受光面の片ボケや各チャンネル相互間のレジストレーションずれが生じることを防ぐことができる。したがって、本技術により、イメージセンサ用光学装置1やイメージセンサ用光学装置1を備えた固体撮像装置の製造精度を高め、製品の信頼度を向上させることができる。   As described above, in the prism unit 12 of the present embodiment, the groove 28 having the inclined surface 42 is formed in the wavelength resolving prism 14, so that the UV light cannot be directly applied to the adhesive 28. The adhesive 28 can be irradiated with an appropriate amount of UV light even when the gap between the imaging element and the imaging element is narrow and there is almost no gap for irradiating UV light. For this reason, it is possible to prevent the image sensor 21R, 21G, 21B for each channel from receiving a single blur on the light receiving surface or a registration shift between the channels. Therefore, according to the present technology, it is possible to increase the manufacturing accuracy of the image sensor optical device 1 and the solid-state imaging device including the image sensor optical device 1 and to improve the reliability of the product.

本実施形態では、傾斜面42の傾斜角θは45度に形成されているが、本技術の傾斜角θはこれに限られない。また、傾斜面42は、UV光を反射する反射部材を有していてもよい。これにより、傾斜面42に入射したUV光の反射率を高めることができる。なお、接着剤28の充填位置は、突出部25の内側側面とイメージセンサ21Rの側面との間の隙間に限られず、プリズムユニット12とセンサユニット13R、13G、13Bとを固定し、傾斜面42で反射したUV光を直接照射できる位置であればよい。また、波長分解プリズム14の材質は特に限定されず、紫外線選択透過性を有するものであれば、フィルタガラス、白板ガラスまたは青板ガラス等であってもよい。   In the present embodiment, the inclination angle θ of the inclined surface 42 is formed at 45 degrees, but the inclination angle θ of the present technology is not limited to this. Further, the inclined surface 42 may have a reflecting member that reflects UV light. Thereby, the reflectance of the UV light incident on the inclined surface 42 can be increased. The filling position of the adhesive 28 is not limited to the gap between the inner side surface of the protruding portion 25 and the side surface of the image sensor 21R, and the prism unit 12 and the sensor units 13R, 13G, and 13B are fixed and the inclined surface 42 is fixed. Any position can be used as long as it can directly irradiate the UV light reflected by. The material of the wavelength resolving prism 14 is not particularly limited, and may be filter glass, white plate glass, blue plate glass, or the like as long as it has ultraviolet selective permeability.

[センサユニット取付装置]
図5は、本実施形態のセンサユニットをプリズムユニットに接合するセンサユニット取付装置の外観を模式的に示す斜視図である。図5を用いて、本実施形態に係るセンサユニット取付装置について説明する。
[Sensor unit mounting device]
FIG. 5 is a perspective view schematically showing the external appearance of a sensor unit mounting apparatus that joins the sensor unit of this embodiment to a prism unit. The sensor unit mounting apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

本実施形態に係るセンサユニット取付装置51は、本体52と、右側アーム53と、左側アーム54と、を備えている。右側アーム53の先端には、センサ取付基板22Rに形成された凹部31に挿入可能な円柱形状のアーム先端部55が形成されている。左側アーム54の先端には、センサ取付基板22Rに形成された凹部32a、32bに挿入可能な円柱形状の2つのアーム先端部56a、56bが形成されている。アーム先端部55およびアーム先端部56a、56bによりセンサ取付基板22Rを把持し、センサユニット13Rをプリズムユニット12に接合する。   The sensor unit mounting device 51 according to the present embodiment includes a main body 52, a right arm 53, and a left arm 54. At the tip of the right arm 53, a cylindrical arm tip 55 that can be inserted into the recess 31 formed in the sensor mounting substrate 22R is formed. At the tip of the left arm 54, two cylindrical arm tips 56a and 56b that can be inserted into the recesses 32a and 32b formed in the sensor mounting board 22R are formed. The sensor mounting substrate 22R is held by the arm tip 55 and the arm tips 56a and 56b, and the sensor unit 13R is joined to the prism unit 12.

本実施形態では、センサユニット取付装置51に対して左右方向をX軸方向、上下方向をY軸方向、前後方向をZ軸方向とし、X軸、Y軸およびZ軸周りの回転角をそれぞれθ、θおよびθとする。センサユニット取付装置51は、X軸方向に右側アーム53および左側アーム54を稼働させてセンサ取付基板22Rを把持し、Z軸方向に本体52を移動させてセンサユニット13Rをプリズムユニット12に近づける。そして、X軸、Y軸、Z軸、θ方向、θ方向およびθ方向の6軸方向の位置を調整して精度よく位置決めし、センサユニット13Rをプリズムユニット12に取り付ける。 In this embodiment, with respect to the sensor unit mounting device 51, the left-right direction is the X-axis direction, the up-down direction is the Y-axis direction, the front-back direction is the Z-axis direction, and the rotation angles around the X-axis, Y-axis, and Z-axis are X, and theta Y and theta Z. The sensor unit mounting device 51 operates the right arm 53 and the left arm 54 in the X-axis direction to grip the sensor mounting board 22R, and moves the main body 52 in the Z-axis direction to bring the sensor unit 13R closer to the prism unit 12. Then, the positions of the six axes of the X axis, Y axis, Z axis, θ X direction, θ Y direction, and θ Z direction are adjusted and positioned accurately, and the sensor unit 13R is attached to the prism unit 12.

[イメージセンサ用光学装置の製造手順]
図6は、本実施形態に係るイメージセンサ用光学装置の分解した外観を模式的に示す斜視図である。図6では、一例として、光学装置前面板11と、プリズムユニット12と、センサユニット13Rと、を組み立てる製造工程を表している。図7は、本実施形態に係るイメージセンサ用光学装置の製造工程を示すフロー図である。図5ないし図7を用いて、イメージセンサ用光学装置の製造手順の一例について説明する。
[Manufacturing procedure of optical device for image sensor]
FIG. 6 is a perspective view schematically showing an exploded appearance of the optical device for an image sensor according to the present embodiment. In FIG. 6, as an example, a manufacturing process of assembling the optical device front plate 11, the prism unit 12, and the sensor unit 13R is shown. FIG. 7 is a flowchart showing manufacturing steps of the image sensor optical device according to the present embodiment. An example of a manufacturing procedure of the image sensor optical device will be described with reference to FIGS.

ステップS701において、センサユニット13Rを組み立てる。具体的には、まず、センサ取付基板22Rの波長分解プリズム14の突出部25と接合する側から見て左側の短辺中央にV字形状の凹部31を1つ形成し、波長分解プリズム14の突出部25と接合する側から見て右側の短辺の上下の両隅にV字形状の凹部32a、32bを2つ形成する。   In step S701, the sensor unit 13R is assembled. Specifically, first, one V-shaped concave portion 31 is formed at the center of the short side on the left side when viewed from the side of the sensor mounting substrate 22R that is joined to the protruding portion 25 of the wavelength resolving prism 14, and the wavelength resolving prism 14 Two V-shaped recesses 32a and 32b are formed at the upper and lower corners of the short side on the right side when viewed from the side joined to the protrusion 25.

次に、凹部31および凹部32a、32bを形成したセンサ取付基板22Rの波長分解プリズム14との接合面にイメージセンサ21Rを半田等により取り付け、イメージセンサ21Rの表面にマスク24Rを取り付ける。そして、センサ取付基板22Rのイメージセンサ21Rを取り付けた面の反対の面にコネクタ23Rを取り付ける。同様に、センサユニット13G、13Bも組み立てる。以上の工程により、センサユニット13R、13G、13Bを組み立てると、ステップS702に進む。   Next, the image sensor 21R is attached by soldering or the like to the joint surface of the sensor mounting substrate 22R in which the concave portion 31 and the concave portions 32a and 32b are formed with the wavelength resolving prism 14, and the mask 24R is attached to the surface of the image sensor 21R. Then, the connector 23R is attached to the surface opposite to the surface to which the image sensor 21R is attached of the sensor attachment substrate 22R. Similarly, the sensor units 13G and 13B are also assembled. When the sensor units 13R, 13G, and 13B are assembled by the above steps, the process proceeds to step S702.

ステップS702において、プリズムユニット12を組み立てる。具体的には、まず、3板式の波長分解プリズム14の左右側面にそれぞれ固定板15を固着する。次に、波長分解プリズム14および固定板15のセンサユニット13R、13G、13Bへの光射出面側の両側縁部に、それぞれ平面形状が略V字形状の溝状の凹部26を形成する。溝状の凹部26は、イメージセンサ21Rを取り付ける光射出面に平行な平行面41と、平行面41から、光射出面との間の距離が広がる方向に傾斜角θで傾斜した傾斜面42と、を有するように形成する。これにより、プリズムユニット12を組み立てると、ステップS703に進む。なお、ステップS701の工程とステップS702の工程とは、手順が逆であってもよく、どちらのステップから作業を行ってもよい。   In step S702, the prism unit 12 is assembled. Specifically, first, fixing plates 15 are fixed to the left and right side surfaces of the three-plate type wavelength resolving prism 14, respectively. Next, groove-shaped recesses 26 each having a substantially V-shaped planar shape are formed on both side edges of the wavelength resolving prism 14 and the fixing plate 15 on the light exit surface side to the sensor units 13R, 13G, and 13B. The groove-shaped recess 26 includes a parallel surface 41 parallel to the light emission surface to which the image sensor 21R is attached, and an inclined surface 42 inclined at an inclination angle θ in a direction in which the distance from the parallel surface 41 to the light emission surface increases. , To have. Thus, when the prism unit 12 is assembled, the process proceeds to step S703. In addition, the process of step S701 and the process of step S702 may be reversed in procedure, and work may be performed from either step.

ステップS703において、ステップS702で組み立てたプリズムユニット12を光学装置前面板11に取り付ける。   In step S703, the prism unit 12 assembled in step S702 is attached to the optical device front plate 11.

ステップS704において、センサユニット13R、13G、13Bの取付け位置を調整(粗調整および微調整)して、センサユニット13R、13G、13Bをプリズムユニット12に固定する。   In step S704, the attachment positions of the sensor units 13R, 13G, and 13B are adjusted (coarse adjustment and fine adjustment), and the sensor units 13R, 13G, and 13B are fixed to the prism unit 12.

一例として、図5に示すように、センサ取付基板22Rの凹部31および凹部32a、32bにセンサユニット取付装置51のアーム先端部55およびアーム先端部56a、56bを挿入してセンサ取付基板22Rを把持する。同時に、別の2つのセンサユニット取付装置51で、それぞれセンサ取付基板22Gおよび22Bを把持する。これにより、センサユニット13R、13G、13Bの取付け位置を調整して、センサユニット13R、13G、13Bをプリズムユニット12に固定すると、ステップS705に進む。   As an example, as shown in FIG. 5, the arm tip 55 and the arm tips 56a and 56b of the sensor unit mounting device 51 are inserted into the recess 31 and the recesses 32a and 32b of the sensor mounting board 22R to grip the sensor mounting board 22R. To do. At the same time, the sensor mounting substrates 22G and 22B are held by the other two sensor unit mounting devices 51, respectively. Thus, when the mounting positions of the sensor units 13R, 13G, and 13B are adjusted and the sensor units 13R, 13G, and 13B are fixed to the prism unit 12, the process proceeds to step S705.

ステップS705において、センサユニット13R、13G、13Bを固定した箇所にUV光を照射して、プリズムユニット12にセンサユニット13R、13G、13Bを取り付ける。具体的には、例えば、固定板15の突出部25の接合面とセンサ取付基板22R、22G、22Bの表面との間に紫外線硬化型接着剤28を充填し、そこに波長分解プリズム14に形成された溝状の凹部26の傾斜面42で反射したUV光を照射して接着剤28を硬化させ、固定板15にセンサ取付基板22R、22G、22Bを接着する。この工程により、センサユニット13R、13G、13Bをプリズムユニット12に取り付けると、ステップS706に進む。   In step S <b> 705, the sensor units 13 </ b> R, 13 </ b> G, and 13 </ b> B are irradiated with UV light to attach the sensor units 13 </ b> R, 13 </ b> G, and 13 </ b> B to the prism unit 12. Specifically, for example, an ultraviolet curable adhesive 28 is filled between the joint surface of the protruding portion 25 of the fixing plate 15 and the surface of the sensor mounting substrates 22R, 22G, and 22B, and the wavelength resolving prism 14 is formed there. The adhesive 28 is cured by irradiating the UV light reflected by the inclined surface 42 of the groove-shaped recess 26, and the sensor mounting substrates 22 R, 22 G, and 22 B are bonded to the fixing plate 15. If the sensor units 13R, 13G, and 13B are attached to the prism unit 12 by this process, the process proceeds to step S706.

ステップS706において、プリズムユニット12にセンサユニット13R、13G、13Bが適切に取り付けられたか否かを判定する。適切に取り付けられていて「YES」の場合は、上記製造工程を終了し、完成したイメージセンサ用光学装置1をカメラ等の固体撮像装置に取り付ける。プリズムユニット12にセンサユニット13R、13G、13Bが適切に取り付けられていなくて「NO」の場合、ステップS704に戻り、再度センサユニット13R、13G、13Bの取付け位置を調整して、センサユニット13R、13G、13Bをプリズムユニット12に固定する。   In step S706, it is determined whether or not the sensor units 13R, 13G, and 13B are properly attached to the prism unit 12. If it is properly attached and “YES”, the manufacturing process is finished, and the completed optical device 1 for image sensor is attached to a solid-state imaging device such as a camera. If the sensor units 13R, 13G, and 13B are not properly attached to the prism unit 12 and the determination is “NO”, the process returns to step S704, and the attachment positions of the sensor units 13R, 13G, and 13B are adjusted again, and the sensor units 13R, 13R, 13G and 13B are fixed to the prism unit 12.

<実施形態2>
図8は、実施形態2のプリズムユニットの一部を模式的に示す拡大側面図である。図8を用いて、本実施形態のプリズムユニットにセンサユニットを取り付ける方法について説明する。本実施形態が、実施形態1と相違する点は、プリズムユニット80の中央に位置し、センサユニット13Rと接合する波長分解プリズム14の両側面部にUV光を反射させる反射板81が取り付けられている点である。本実施形態では、一例として、プリズムユニット80にセンサユニット13Bを取り付ける方法について説明する。
<Embodiment 2>
FIG. 8 is an enlarged side view schematically showing a part of the prism unit of the second embodiment. A method of attaching the sensor unit to the prism unit of the present embodiment will be described with reference to FIG. The present embodiment is different from the first embodiment in that a reflector 81 that reflects UV light is attached to both side portions of the wavelength resolving prism 14 that is located at the center of the prism unit 80 and is joined to the sensor unit 13R. Is a point. In the present embodiment, a method for attaching the sensor unit 13B to the prism unit 80 will be described as an example.

本実施形態のプリズムユニット80にセンサユニット13Bを取り付ける場合、まず、センサユニット13Bを取り付ける側の波長分解プリズム14の側面部(図8の下方)に位置する反射板81でUV光を反射させる。次に、図8に示すように、反射させたUV光を傾斜面42Bに入射させることで、傾斜面42Bでさらに反射させたUV光を、突出部25の内側側面とイメージセンサ21Bの側面との間の隙間に充填した接着剤28に直接照射することができる。同様に、センサユニット13Gを取り付ける側(図8の上方)に位置する反射板81にUV光を照射することによって、突出部25の内側側面とイメージセンサ21Gの側面との間の隙間に充填した接着剤28にUV光を直接照射することができる。   When the sensor unit 13B is attached to the prism unit 80 of the present embodiment, first, the UV light is reflected by the reflection plate 81 located on the side surface portion (downward in FIG. 8) of the wavelength resolving prism 14 on the side where the sensor unit 13B is attached. Next, as shown in FIG. 8, the reflected UV light is incident on the inclined surface 42 </ b> B, so that the UV light further reflected by the inclined surface 42 </ b> B is reflected on the inner side surface of the protrusion 25 and the side surface of the image sensor 21 </ b> B. It is possible to directly irradiate the adhesive 28 filled in the gap between the two. Similarly, the gap between the inner side surface of the projecting portion 25 and the side surface of the image sensor 21G is filled by irradiating the reflecting plate 81 positioned on the side where the sensor unit 13G is attached (upper side in FIG. 8) with UV light. The adhesive 28 can be directly irradiated with UV light.

したがって、本実施形態のプリズムユニット80は、波長分解プリズム14の側面部に反射板81を有することにより、プリズムユニット80に固定されたセンサユニット13R、13G、13B相互の間隔が狭く、各イメージセンサ21R、21G、21Bの側面に垂直な方向からUV光を照射できない場合であっても、接着剤28に適切な量のUV光を照射することができる。そのため、実施形態1と同様の効果を有することができる。   Therefore, the prism unit 80 according to the present embodiment includes the reflector 81 on the side surface of the wavelength resolving prism 14 so that the intervals between the sensor units 13R, 13G, and 13B fixed to the prism unit 80 are narrow. Even when UV light cannot be irradiated from the direction perpendicular to the side surfaces of 21R, 21G, and 21B, the adhesive 28 can be irradiated with an appropriate amount of UV light. Therefore, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

1 イメージセンサ用光学装置
11 光学装置用前面板
12、80 プリズムユニット
13R、13G、13B センサユニット
14 プリズム
15 固定板
21R、21G、21B イメージセンサ
22R、22G、22B センサ取付基板
23R、23G、23B コネクタ
24R、24G、24B マスク
25 突出部
26 溝状の凹部
28 接着剤
31、32a、32b V字形状の凹部
41 平行面
42 傾斜面
51 センサユニット取付装置
52 本体
53、54 アーム
55、56a、56b アーム先端部
81 反射板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image sensor optical apparatus 11 Optical apparatus front plate 12, 80 Prism unit 13R, 13G, 13B Sensor unit 14 Prism 15 Fixing plate 21R, 21G, 21B Image sensor 22R, 22G, 22B Sensor mounting board 23R, 23G, 23B Connector 24R, 24G, 24B Mask 25 Protruding portion 26 Groove-shaped recess 28 Adhesive 31, 32a, 32b V-shaped recess 41 Parallel surface 42 Inclined surface 51 Sensor unit mounting device 52 Main body 53, 54 Arm 55, 56a, 56b Arm Tip 81 Reflector

Claims (7)

固体撮像素子を取り付ける光射出面を有する多板式のプリズムと、
前記多板式のプリズムの両側面に固着された固定板と、
を備え、
前記プリズムの前記光射出面側の側縁部に凹部が形成されたプリズムユニット。
A multi-plate prism having a light exit surface to which a solid-state image sensor is attached;
A fixing plate fixed to both side surfaces of the multi-plate prism;
With
A prism unit in which a concave portion is formed on a side edge of the prism on the light exit surface side.
前記凹部は、前記プリズムの前記光射出面側の両側縁部に形成されている請求項1に記載のプリズムユニット。   2. The prism unit according to claim 1, wherein the concave portion is formed at both side edges of the prism on the light exit surface side. 前記凹部は、前記光射出面との間の距離が広がる方向に傾斜した傾斜面を有する請求項1または2に記載のプリズムユニット。   3. The prism unit according to claim 1, wherein the concave portion has an inclined surface that is inclined in a direction in which a distance from the light emitting surface is increased. 前記傾斜面は、前記光射出面に対して45度傾斜している請求項3に記載のプリズムユニット。   The prism unit according to claim 3, wherein the inclined surface is inclined 45 degrees with respect to the light exit surface. 前記傾斜面は、紫外線を反射する反射部材を有している請求項3または4に記載のプリズムユニット。   The prism unit according to claim 3 or 4, wherein the inclined surface has a reflecting member that reflects ultraviolet rays. 固体撮像素子と、該固体撮像素子が実装された撮像素子取付基板と、該撮像素子取付基板に接合された請求項1ないし5のいずれか一項に記載のプリズムユニットと、を備えた固体撮像装置。   A solid-state imaging device comprising: a solid-state imaging device; an imaging device mounting substrate on which the solid-state imaging device is mounted; and the prism unit according to any one of claims 1 to 5 joined to the imaging device mounting substrate. apparatus. 撮像素子取付基板の基板表面に固体撮像素子を取り付けて撮像素子ユニットを組み立てる工程と、
光射出面を有する多板式のプリズムの両側面に固定板を固着し、前記プリズムの前記光射出面側の側縁部に凹部を形成して、プリズムユニットを組み立てる工程と、
前記プリズムの前記光射出面に、接着剤で前記撮像素子ユニットを固定する工程と、
前記プリズムの前記光射出面側の側縁部に形成された凹部に紫外線を照射して前記接着剤を硬化させる工程と、
を含む固体撮像装置の製造方法。
Assembling an image sensor unit by attaching a solid-state image sensor to the substrate surface of the image sensor mounting substrate;
A step of assembling a prism unit by fixing fixing plates to both side surfaces of a multi-plate prism having a light exit surface, forming a recess in a side edge portion of the prism on the light exit surface side, and
Fixing the imaging element unit to the light exit surface of the prism with an adhesive;
Curing the adhesive by irradiating ultraviolet rays onto a concave portion formed on a side edge of the prism on the light exit surface side; and
A method for manufacturing a solid-state imaging device including:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020217595A1 (en) 2019-04-22 2020-10-29 株式会社ジェイエイアイコーポレーション Imaging device

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