JP2811985B2 - 3板カメラ撮像ブロックの組立方法 - Google Patents

3板カメラ撮像ブロックの組立方法

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JP2811985B2
JP2811985B2 JP3054505A JP5450591A JP2811985B2 JP 2811985 B2 JP2811985 B2 JP 2811985B2 JP 3054505 A JP3054505 A JP 3054505A JP 5450591 A JP5450591 A JP 5450591A JP 2811985 B2 JP2811985 B2 JP 2811985B2
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裕史 熱田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は固体撮像素子を具備した
テレビジョンカメラ、ビデオカメラなどに用いられる3
板カメラ撮像ブロックの組立方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、固体撮像素子を3個用いる3板式
カラーカメラ(以下3板カメラという)が開発され広く
用いられるようになってきている。
【0003】図3は従来の3板カメラの撮像ブロックの
断面図である。図において1は撮像レンズを通過した光
束、2はプリズム部材2a、2b、2cからなる3色分
解プリズムである。光束1は3色分解プリズム2に設け
られたダイクロイックミラー3、4によって、3原色の
光束5、6、7に色分解され、各々固体撮像素子8、
9、10に受光される。プリズム部材2bと2cは密着
して接合され、プリズム部材2aと2bとは、その間に
数十μmの間隔を設けて接合される。
【0004】ダイクロイックミラー3、4で3原色に分
解反射された光束5、6は全反射により再度反射させる
ことで、裏返し像(鏡像)でなく表像を形成する光束と
して出射する。光束は固体撮像素子に入射するからこの
固体撮像素子8、9、10の撮像信号を合成してカラー
テレビジョン信号が得られる。
【0005】このような従来の3板カメラでは、3色の
被写体像の重ね合わせを精度良く行う必要がある。重ね
合わせの精度、すなわちレジストレーションの精度が悪
いと色ずれやモアレ偽信号が発生し、画質は微妙に劣化
する。固体撮像素子の位置決めは光軸方向では焦点深度
があるため数十μm、被写体映像面内方向ではμmオーダ
の精度を必要とする。同様に固体撮像素子の熱膨張や振
動衝撃に対する位置安定性も同程度の精度を要し、これ
をレジストレーションの安定性と称している。
【0006】特に近年の固体撮像素子の多画素化傾向に
伴い、画素ピッチが減少していることから、従来以上に
高いレジストレーションの精度と安定性が必要とされ
る。
【0007】さて固体撮像素子8、9、10の3色分解
プリズム2への装着であるが、従来、図のように3色分
解プリズム2の各光束出射面と離間した状態で光束5、
6、7に対して最良の結像位置となるよう、また固体撮
像素子8、9、10の画素が所定の位置関係となるよう
レジストレーションの6軸調整がなされ、その後、連結
部材(図示せず)を周囲に接着するなどして各光束出射
面に装着固定されていた。
【0008】3色分解プリズム2の出射面と固体撮像素
子8を離間する理由はプリズム出射面位置のばらつきが
大きいためであり、固体撮像素子8の光軸距離の調整と
傾き調整のために調整範囲を大きくとり、調整時両者の
衝突による調整不能を避けるためである。プリズム部材
2a、2b、2cは寸法に加工誤差を有し、特に研磨工
程が必要なため角度精度に比べ、長さ精度を保つことが
難しいという問題がある。
【0009】また、エアーギャップを形成するため、組
立工程としてはやや複雑になり、出射面の位置精度の確
保は難しくなる。そのため、固体撮像素子8、9、10
と3色分解プリズム2とを離間して、レジストレーショ
ンの6軸調整を行なっていたのである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかし、熱膨張や振動
衝撃に対するレジストレーションの安定性、さらには固
体撮像素子8、9、10の入射面と3色分解プリズム2
の出射面における反射光の抑制、さらには防塵性、光路
長の短縮などが強く要求されるから、従来のように撮像
ブロックを離間構造とすることは大きな問題であった。
【0011】本発明は上記課題を解決するもので、撮像
ブロックの構造を効率よく密着構造にでき、レジストレ
ーションの調整が容易で、かつレジストレーションの高
安定性を実現できる3板カメラ撮像ブロックの組立方法
を提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、3個のプリズム部材を備えた3色分解プリ
ズムと、3個の固体撮像素子を有する3板カメラ撮像ブ
ロックの組立方法において、前記プリズム部材と3個の
固体撮像素子とを液状の紫外光硬化型接着剤にて全ての
接合面で密着させた後、前記固体撮像素子の位置情報を
撮像信号から検出しながら、前方のプリズム部材の接合
面に沿って後方のプリズム部材を順次移動させ光路長調
整を行い、かつ前記プリズム部材の出射面に沿って前記
固体撮像素子を移動させ固体撮像素子の画素の位置合わ
せ調整を行った後、紫外光を照射して前記紫外光硬化型
接着剤を硬化させることによって各部材や素子を固定す
るようにしたものである。
【0013】
【作用】本発明では上記のように全ての接合面を接着剤
で密着した状態で組立調整を行うようにしたため、従来
別々であったプリズム組立と固体撮像素子装着の工程
を、一つに合体した効率的な組立工程とすることがで
き、組立後(硬化後)と同等の状態で撮像信号をモニタ
しつつ組立作業を実施することができ、したがって容易
に組立寸法を調整して各色の光路長の相対精度を確保さ
せるとともに、固体撮像素子のレジストレーションの調
整をも簡素化することができる。その結果、レジストレ
ーション安定性の向上や、装着構成の簡素化を図ること
ができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の3板カメラ撮像ブロックの組
立方法の一実施例について図1および図2を参照しなが
ら説明する。
【0015】図1は本実施例の3板カメラ撮像ブロック
の断面図である。図において、21、22、23は3色
分解プリズムのプリズム部材である。24は撮像レンズ
からの光束25を受け、青色の波長帯の光束26を反射
するダイクロイックミラー面であり、プリズム部材21
面上に設ける。27は赤色の波長帯の光束28を反射
し、緑色の波長帯の光束29を透過するダイクロイック
ミラー面であり、プリズム部材22面上に設ける。3
0、31、32はプリズム部材21、22、23の出射
面33、34、35に設ける固体撮像素子である。
【0016】ダイクロイックミラー面24にエアーギャ
ップは無く、赤色の波長帯の光束28は1回反射して出
射するため、その被写体像は裏返し像(鏡像)となる
が、電気回路にて画像の裏表を反転させる。このような
3色分解プリズムの形態は公知のものである。
【0017】組立は、まずプリズム部材21、22、2
3をダイクロイックミラー面24、27にて液状の紫外
光硬化型接着剤を挟んで密着する。この紫外光硬化型接
着剤には熱硬化性を付与しておく。同様に固体撮像素子
30、31、32も出射面33、34、35に液状の紫
外光硬化型接着剤を挟んで密着し、全体を仮組みの状態
として保持する。各部品の保持は密着後でも密着前でも
かまわないが、各々前方の接合面に押圧し、かつ接合面
に沿って微動可能な位置調整機構によって保持する。実
際には接着剤の表面張力で吸着力が発生するため、強い
押圧力は必要としない。
【0018】図2は、前記微動の方向、すなわち組立調
整の動作の自由度を矢印にて示す図である。プリズム部
材22は前方のプリズム部材21との接合面であるダイ
クロイックミラー面24に沿って、矢印で示した微動可
能方向36、37の方向に微動可能とする。プリズム部
材23は、前方のプリズム部材22との接合面であるダ
イクロイックミラー面27に沿って、矢印で示した微動
可能方向38、39の方向に微動可能とする。プリズム
部材21は所定の基準位置に保持し微動は行わない。固
体撮像素子30は出射面33に沿って、固体撮像素子3
1は出射面34に沿って、固体撮像素子32は出射面3
5に沿って、図中それぞれの固体撮像素子について矢印
X,Y,Rで示した微動可能方向に微動可能とする。
【0019】図1に戻り、各部品を保持の後、固体撮像
素子30、31、32を撮像状態とし、レジストレーシ
ョン調整の基準となるテストチャートを撮像する。まず
固体撮像素子30、31の撮像信号をモニタし、撮像レ
ンズのフォーカスを固体撮像素子30に合わせた後、固
体撮像素子31の結像状態が最良となるよう、プリズム
部材22をダイクロイックミラー面24に沿って微動し
光路長調整を行う。
【0020】次に固体撮像素子32の撮像信号をモニタ
し、結像状態が最良となるよう、プリズム部材23をダ
イクロイックミラー面27に沿って微動させ光路長調整
を行う。次に固体撮像素子30の画素位置がテストチャ
ートに対し所定の位置となるよう出射面33に沿って微
動して位置合わせ調整をする。固体撮像素子31、32
についてもテストチャートに対し所定の位置関係となる
よう出射面34、35に沿って各々微動させ、画素の位
置合わせ調整を行う。
【0021】この状態で紫外光を照射して各接合面の接
着剤を硬化させるが、これは仮固定の状態でよい。保持
から解除した後、加熱庫に入れるなどして完全に硬化さ
せる。熱硬化性を付与した紫外硬化型接着剤の使用によ
り硬化の確実性が増すとともに、プリズム部材に使用さ
れているガラス材による紫外線吸収のために紫外光照射
が十分に行なわれなかった場合や、保持機構によって妨
げられて同じく紫外光照射が不十分となったときにも熱
硬化によって十分な硬化強度が得られる。
【0022】以上のように本発明の実施例では3色分解
プリズムと固体撮像素子との高精度の密着が可能とな
る。また接合面は終始、密着状態にあるため組立開始時
から完成時まで防塵効果を有し製造性が高められる。な
お密着構造とすると、反射界面がなくなるため界面の反
射防止処理が不要であり、低フレアー化に有利である。
もちろん、固体撮像素子の離間固定で従来必要とした連
結部材に相当する部品は本発明では不要となり小型化や
簡素化が図れる。
【0023】なおプリズム部材21、22、23は出射
面に色補正フィルタや赤外光カットフィルタあるいは光
学ローパスフィルタ等を予め貼合わせた複合構造のもの
であってもかまわない。複合構造とすることによりプリ
ズム部材21、22、23の寸法は長さ誤差を生じ易く
なるが、本発明では組立調整によってこれを補正できる
ため問題はない。
【0024】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
によれば、従来別々であったプリズム組立と固体撮像素
子装着の工程を、一つに合体した効率的な製造工程とす
ることができるので、組立寸法を調整して各色の光路長
の相対精度を同時に確保させることができる。
【0025】またプリズム出射面によって固体撮像素子
の光軸方向の位置規正がなされ、固体撮像素子のレジス
トレーション調整を簡素化できる。プリズム出射面への
固体撮像素子の密着接着が容易に行える結果、3板カメ
ラ撮像ブロックのレジストレーション安定性の向上や、
装着構成の簡素化、さらにフレアー特性や防塵性の向
上、反射防止処理工程の省略化など3板カメラ撮像ブロ
ック効率的で優れた組立方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における3板カメラ撮像ブロ
ックの断面図
【図2】本発明の一実施例における3板カメラ撮像ブロ
ックの組立方法における各部材の微動調整動作を示す斜
視図
【図3】従来の3板カメラ撮像ブロックの断面図
【符号の説明】
21 プリズム部材 22 プリズム部材 23 プリズム部材 30 固体撮像素子 31 固体撮像素子 32 固体撮像素子 36 微動可能方向 37 微動可能方向 38 微動可能方向 39 微動可能方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−209419(JP,A) 特開 平2−148989(JP,A) 特開 平2−109017(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04N 9/04 - 9/097

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】3個のプリズム部材を備えた3色分解プリ
    ズムと、3個の固体撮像素子を有する3板カメラ撮像ブ
    ロックの組立方法において、前記プリズム部材と3個の
    固体撮像素子とを液状の紫外光硬化型接着剤を用いて全
    ての接合面で密着させた後、前記固体撮像素子の位置情
    報を撮像信号から検出することによって、前方のプリズ
    ム部材の接合面に沿って後方のプリズム部材を順次移動
    させ光路長調整を行い、かつ前記プリズム部材の出射面
    に沿って前記固体撮像素子を移動させ前記固体撮像素子
    の画素の位置合わせ調整を行った後、紫外光を照射して
    前記紫外光硬化型接着剤を硬化させる3板カメラ撮像ブ
    ロックの組立方法。
  2. 【請求項2】紫外光硬化型接着剤に熱硬化性を付与して
    おき、紫外光を照射して仮固定状態とした後、加熱によ
    って硬化を完了させる請求項1記載の3板カメラ撮像ブ
    ロックの組立方法。
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