JP2598219B2 - 固体撮像素子の取付方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＣＤ等の固体撮像素
子を複数用いるカラービデオカメラにおいて、各固体撮
像素子の位置決めを良好に行えるようにした固体撮像素
子の取付方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のいわゆる３管式のカラービデオカ
メラにおいては、例えば３色分光プリズムと３本の撮像
管をダイキャスト等で作られたハウジングにメカニカル
に取付け、テストチャート等を撮像した出力信号により
メカニカルな位置調整、さらに電気的微調整を行ってプ
リズムと３本の撮像管の相対位置決めがなされている。
ところがこのようなハウジングを用いている場合に、ハ
ウジングとプリズムの材質の違いによる熱膨張係数の差
があるために、温度変化によって上述の相対位置が変化
し、いわゆるレジストレーションに狂いを生じてしま
う。そこで従来の３管式のカラービデオカメラにおいて
は、温度変化に対してレジストレーションを再調整する
などしており、このための構成が複雑になり、またその
再調整作業も極めて煩雑なものであった。

【０００３】これに対してＣＣＤ等の固体撮像素子を用
いる場合には、素子自体が軽量小形であるので、この素
子を直接３色分光プリズムの光射出部に取付けることが
できる。これによればハウジングを用いないので、熱膨
張係数の差によるレジストレーションの狂いを避けるこ
とができる。しかしながらこの場合に、最初の製造組立
時には、それぞれの撮像素子５について、図５に示すよ
うにその受光面５１の水平方向（Ｘ軸）、垂直方向（Ｙ
軸）、前後方向（Ｚ軸）、さらに各軸を中心にした回転
方向（ＲＸ、ＲＹ、ＲＺ）の６次元の位置決めを行い、
この状態でプリズムと撮像素子の固定を行わなければな
らない。その場合にこのような調整をμｍ単位で行う機
構をプリズムと撮像素子の間に組込むことは、コスト、
精度、スペース等の面で不利である。

【０００４】そこで所定の位置決め治具を用いて位置決
めを行った後、接着剤を用いて固定することが提案され
た。ところがこのような接着剤を用いると、この接着剤
が硬化するまでに比較的多くの時間が必要となり、この
間治具を専有するために作業性が極めて悪くなる。また
一度硬化した接着剤は容易に除けないために、再調整が
不可能となり、誤って位置決めされた場合などに装置全
体を破棄することになって歩留りが悪くなる。なおプリ
ズムも撮像素子も極めて高価な部品である。さらに接着
剤を構成する樹脂等は一般に熱膨張係数が大きく、温度
変化によってレジストレーションに狂いが生じるおそれ
があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の装置は上述のよ
うに構成されていた。このため作業性及び歩留りの悪
化、さらに温度変化によるレジストレーションの狂いの
発生などの問題点があった。

【０００６】

【問題点を解決するための手段】本発明は、複数の固体
撮像素子５をそれぞれ分光装置４の光射出部に取付るに
当り、上記分光装置４の光射出部にそれぞれ第１の金具
１が固定され、上記固体撮像素子５がそれぞれ第２の金
具３に固定されると共に、上記第１、第２の金具１、３
には相対する位置に互いに近接する脚部１４ａ〜１４
ｄ、３４ａ〜３４ｄが設けられた取付装置に対して、上
記分光装置４の光射出部に上記固体撮像素子５を配置し
てテストチャート（ボックス７３）を撮影し、上記固体
撮像素子５Ｒ〜５Ｂからの出力信号を計測する（計測器
８４、モニタ受像機８５）ことにより上記固体撮像素子
５の位置決めを行い、この状態で上記第１、第２の金具
１、３の脚部１４ａ、３４ａ〜１４ｄ、３４ｄ間にて溶
融金属による接合を行うようにした固体撮像素子の取付
方法である。

【０００７】

【作用】この装置によれば、テストチャートを撮影した
画像信号を計測して位置決めを行うので、位置決めを容
易且つ正確に行うことができ、この状態で溶融金属によ
って接合を容易に行うことができる。従って溶融金属は
硬化時間が短いので接合の作業時間が短縮され、また溶
融金属は加熱によって除去可能なのでプリズム・固体撮
像素子の再使用・再調整を容易に行うことができ、歩留
りが向上し、さらに帰属は熱膨張係数が小さいので取付
精度の向上及び温度変化によるレジストレーションの狂
いを防止することができる。

【０００８】

【実施例】図１は本発明による取付方法に用いられる取
付装置を形成する各部分の構成を示し、それぞれは三面
図で現されている。図のＡは分光装置としての３色分光
プリズム４（図示せず）の光射出部に固定される第１の
金具１を示す。図において金属からなる平板１１の中央
部に上述の固体撮像素子５の受光面５１に相当する開口
１２が設けられ、平板１１の両端１３ａ、１３ｂがプリ
ズム４の光射出部の両側に沿うように所定量折曲げら
れ、さらにその端部１３ａ、１３ｂの四隅に延長して脚
部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが設けられている。
なお脚部１４ａ〜１４ｄの先端は図示のように外方へ折
曲げられていてもよい。

【０００９】また図のＢは第１、第２の金具１、３間に
介挿される可撓性パッキング部材２を示し、黒色シリコ
ンスポンジ等からなる板状部材２１の中央部に固体撮像
素子５の受光面５１に相当する開口２２が設けられ、ま
た第２の金具３への固体撮像素子５の取付ねじの先端を
逃がす孔２３ａ、２３ｂが設けられている。

【００１０】さらに図のＣは固体撮像素子５（図示せ
ず）の固定される第２の金具３を示す。図において金属
からなる平板３１の中央部に固体撮像素子５の受光部５
１に相当する開口３２が設けられ、平板３１の両端部３
３ａ、３３ｂ及び両側部３３ｃ、３３ｄが第１の金具１
の四辺に沿うように所定量折曲げられ、さらに端部３３
ａ、３３ｂの四隅に延長して脚部３４ａ、３４ｂ、３４
ｃ、３４ｄが設けられている。なお脚部３４ａ〜３４ｄ
の先端は図示のように一部が切欠かれていてもよい。ま
た平板３１の所定部に固体撮像素子５の固定用の取付ね
じ孔３５ａ、３５ｂが設けられると共に、上述の脚部３
４ａ〜３４ｄと逆側の面に取付け位置決め用の突起３６
ａ、３６ｂが設けられている。

【００１１】そしてこれらの金具１、３等を用いて取付
を行う場合には、まずプリズム４の光射出部に金具１
が、その端部１３ａ、１３ｂ及び脚部１４ａ〜１４ｄが
プリズム４の光射出部を囲むように配置されて、接着等
により固定される。一方固体撮像素子５は、その位置決
め用の孔５３ａ、５３ｂ（図５参照）が突起３６ａ、３
６ｂに一致するように位置決めされ、ねじ孔５２ａ、５
２ｂに取付ねじが挿通されて、ねじ留めにより金具３に
固定される。

【００１２】さらに図２は組立の様子を示す斜視図であ
って、図面左側の分解して示す部分では説明のため固体
撮像素子５を除いてあるが、実際の組立時には図面上側
に示すように固体撮像素子５が取付ねじ６ａ、６ｂにて
金具３に固定されている。そして図中に示すように、プ
リズム４の光射出部に固定された第１の金具１に対し
て、パッキング部材２を介挿し、第２の金具３をその両
端部及び両側部３３ａ〜３３ｄが第１の金具１を囲むよ
うに組立られる。なおプリズム４の３色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）
の光射出部にそれぞれ金具１、３等を介してそれぞれ固
体撮像素子５Ｒ、５Ｇ、５Ｂが組立配置された状態を図
３の側面図に示す。

【００１３】そしてこれらの取付装置を用いて、固体撮
像素子５のプリズム４に対する取付は以下のようにして
行われる。

【００１４】すなわち図４はその方法を実現するための
装置を模式的に描いたもので、上述の要領で固体撮像素
子５Ｒ〜５Ｂが組立配置されたプリズム４がレンズマウ
ント７１を介してマスタ−レンズ７２に取付けられ、こ
のマスタ−レンズ７２の先端にテストチャートの内蔵さ
れたチャートボックス７３が設けられる。なお７４は光
源ボックス、７５は支持体である。

【００１５】また固体撮像素子５Ｒ〜５Ｂにはそれぞれ
に図５に示した６次元の位置合わせを行う治具８１Ｒ、
８１Ｇ、８１Ｂが設けられ、各治具８１Ｒ〜８１Ｂがハ
ーネス８２Ｒ、８２Ｇ、８２Ｂを介して画像信号処理回
路ボックス８３に接続される。そしてこの回路ボックス
８３からの信号が計測器８４あるいは高解像度モニタ受
像機８５に供給される。

【００１６】従ってこの装置において、チャートボック
ス７３のテストチャートを固体撮像素子５Ｒ〜５Ｂで撮
像し、この画像信号を計測器８４あるいは受像機８５を
見ながら治具８１Ｒ〜８１Ｂを操作して固体撮像素子５
Ｒ〜５Ｂの位置決めを行うことができる。

【００１７】そしてこの位置決めの行われた状態で、第
１、第２の治具の金具１、３の脚部１４ａ〜１４ｄと３
４ａ〜３４ｄの間で溶融金属による接合を行う。すなわ
ち例えば半田等の溶融金属を各脚部間に設けておき、こ
の溶融金属を非接触で加熱して接合を行う。

【００１８】こうして固体撮像素子の取付けが行われる
わけであるが、上述の方法によれば、テストチャートを
撮影した画像信号を計測して位置決めを行うので、位置
決めを容易且つ正確に行うことができ、この状態で溶融
金属によって接合を容易に行うことができる。従って溶
融金属は硬化時間が短いので接合の作業時間が短縮さ
れ、また溶融金属は加熱によって除去可能なのでプリズ
ム・固体撮像素子の再使用・再調整を容易に行うことが
でき、歩留りが向上し、さらに金属は熱膨張係数が小さ
いので取付精度の向上及び温度変化によるレジストレー
ションの狂いを防止することができる。

【００１９】なお上述の例で脚部の先端で接合が行われ
るので、固体撮像装置への加熱の影響は軽微である。ま
た上述の例で脚部に折曲げ及び切欠等の特定の形状を示
したがこれらは他の形状でもよい。また上述の例で位置
決め状態では通常第１、第２の金具間に０．５ｍｍ程度
のすき間ができるが、上述のようにパッキング部材が設
けられているので、このすき間からほこり等が固体撮像
素子の受像面に侵入することがない。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、テストチャートを撮影
した画像信号を計測して位置決めを行うので、位置決め
を容易且つ正確に行うことができ、この状態で溶融金属
によって接合を容易に行うことができるようになった。
従って溶融金属は硬化時間が短いので接合の作業時間が
短縮れ、また溶融金属は加熱によって除去可能なのでプ
リズム・固体撮像素子の再使用・再調整を容易に行うこ
とができ、歩留りが向上し、さらに金属は熱膨張係数が
小さいので取付精度の向上及び温度変化によるレジスト
レーションの狂いを防止することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いる取付装置の一例の構成図であ
る。

【図２】その説明のための図である。

【図３】その説明のための図である。

【図４】本発明による取付方法を実現するための装置の
模式図である。

【図５】その説明のための図である。

【符号の説明】

１ 第１の金具 ２ パッキング部材 ３ 第２の金具 ４ ３色分光プリブム ５ 固体撮像素子 １４ａ〜１４ｄ 脚部 ３４ａ〜３４ｄ 脚部 ７１ レンズマウント ７２ マスタ−レンズ ７３ テストチャートの内蔵されたチャートボックス ７４ 光源ボックス ７５ 支持体 ８１Ｒ、８１Ｇ、８１Ｂ ６次元の位置合わせを行う治
具 ８２Ｒ、８２Ｇ、８２Ｂ ハーネス ８３ 画像信号処理回路ボックス ８４ 計測器 ８５ 高解像度モニタ受像機

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の固体撮像素子をそれぞれ分光装置
   の光射出部に取付るに当り、上記分光装置の光射出部に
   それぞれ第１の金具が固定され、上記固体撮像素子がそ
   れぞれ第の金具３に固定されると共に、上記第１、第２
   の金具には相対する位置に互いに近接する脚部が設けら
   れた取付装置に対して、上記分光装置の光射出部に上記
   固体撮像素子を配置してテストチャートを撮影し、上記
   固体撮像素子からの出力信号を計測することにより上記
   固体撮像素子の位置決めを行い、この状態で上記第１、
   第２の金具の脚部間にて溶融金属による接合を行うよう
   にした固体撮像素子の取付方法。