JPH0974523A - 撮像用ccdの固定方法およびccdカメラ - Google Patents

撮像用ccdの固定方法およびccdカメラ

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JPH0974523A
JPH0974523A JP7227771A JP22777195A JPH0974523A JP H0974523 A JPH0974523 A JP H0974523A JP 7227771 A JP7227771 A JP 7227771A JP 22777195 A JP22777195 A JP 22777195A JP H0974523 A JPH0974523 A JP H0974523A
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JP
Japan
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ccd
substrate
support pin
solder
hole
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Application number
JP7227771A
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English (en)
Inventor
Kouji Shimomaki
広治 下牧
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C G A Kk
Original Assignee
C G A Kk
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 CCDの位置合わせが簡単で、しかも、接合
時に位置ズレを生じにくくすることで、歩留まりを向上
し、正確な画像処理を実現可能にした撮像用CCDの固
定方法およびCCDカメラを提供する。 【構成】 3板式カラーカメラは、まず、3色分解プリ
ズム14の入射光線の透過面Pに支持ピン31を起立状
態に保って設ける。一方、基板33の板面に、支持ピン
31の外径よりも大きい内径をもつスルーホールHを形
成し、基板33の所定位置にCCD21、22、23を
取り付ける。次いで、支持ピン31にスルーホールHを
嵌合し、焦点位置にCCD21、22、23を位置合わ
せした後、スルーホールHの内周面と支持ピン31の外
周面との間の隙間に半田36を流し込んで基板33と支
持ピン31とを接合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、撮像用CCDの固定方
法に関し、特に、カラーカメラに使用されるCCD(電
荷結合素子)と3色分解プリズムとの固定時に生じる位
置ズレの防止に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の撮像用CCDの固定方法は、図6
に示すように、基板1の中央位置にCCD2を取り付
け、基板1の側端部に脚材3、4を設ける。脚材3、4
の先端部は、プリズム5の入射光線の透過面に沿って折
り曲げ、固定代3a、4aを形成する。次いで、プリズ
ム5に固定代3a、4aを位置合わせし、CCD2と透
過面との距離を調節して焦点を合わせた後、半田付けに
より固定代3a、4aとプリズム5とを接合している。
図6に示すように、固定代3a、4aとプリズム5との
間に肉厚の半田6を付けるのは、撮像用CCD2の焦点
距離が個々のCCDにより相違するため、このような誤
差を半田6の肉厚の差で調整するためである。なお、前
述した撮像用CCDの固定方法において、半田6の代わ
りに接着剤を用いる方法もある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の撮像用CCDの固定方法によると、半田また
は接着剤の硬化時の体積変化によって、CCDとプリズ
ムとの距離が近づく等の位置ズレが生じやすい。このよ
うな位置ズレの理由としては、半田または接着剤の収縮
によって生じる力が接合部の一方向に片寄って作用する
ことがあげられる。したがって、このようなCCDの位
置ズレを生じると、光線の結像位置とCCDの受光位置
がズレて正確な信号が得られなくなるという問題が生じ
る。これに対し、従来は、半田または接着剤の硬化時の
体積変化をあらかじめ予測してプリズムに脚材を固定す
るなどの対策を講じているが、歩留まりが悪く、生産コ
ストを抑えにくいという現状である。
【0004】そこで、本発明はこのような問題点を解決
するためになされたもので、CCDの位置合わせが簡単
で、しかも、接合時に位置ズレを生じにくくすること
で、歩留まりを向上し、正確な画像処理を実現可能にし
た撮像用CCDの固定方法およびCCDカメラを提供す
ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】そのために本発明の撮像
用CCDの固定方法は、次の(a)〜(d)の工程、(a)プリ
ズムの入射光線の透過面に支持ピンを起立状態に保って
設ける工程、(b)基板の板面に、前記支持ピンの外径よ
りも大きい内径をもつスルーホールを形成する工程、
(c)前記基板の所定位置に撮像用CCDを取り付ける工
程、(d)前記支持ピンに前記スルーホールを嵌合し、前
記撮像用CCDを焦点位置に位置合わせした後、前記ス
ルーホールの内周面と前記支持ピンの外周面との間の隙
間に半田を流し込んで前記基板と前記支持ピンとを接合
する工程、を含むことを特徴とする。本発明の撮像用C
CDの固定方法は、前記半田に代えて、接着剤を用いる
ことができる。前記(a)〜(d)までの工程のうち、(a)〜
(c)までの工程については、順序は特に限定されるもの
ではない。したがって、(a)〜(c)の工程の前後を必要に
応じて変更することが可能である。
【0006】また、本発明のCCDカメラは、プリズム
の入射光線の透過面に起立状態で設けられる支持ピン
と、前記支持ピンの外径よりも大きい内径のスルーホー
ルを有する基板と、前記基板の所定位置に取り付けられ
るCCDとを備え、前記スルーホールの内周面と前記支
持ピンの外周面とを半田または接着剤で接合してなるこ
とを特徴とする。
【0007】
【作用】本発明の撮像用CCDの固定方法によれば、ス
ルーホールの内周面と支持ピンの外周面との間の隙間に
半田を流し込むと、半田は、支持ピンの外周面を伝って
スルーホールを通過し、基板の表面と裏面とに溢れ出
る。流動状の半田は、その表面張力によって球形に近い
状態で固まる。このとき、半田の収縮によって生じる力
は、図4および図5矢印に示すように、全方向に働く。
このため、半田が硬化時に収縮しても、特定方向へ引っ
張られる力はその反対方向に引っ張る力に相殺されるた
め、CCDの固定位置の位置ズレはほとんど生じない。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。本実施例は、3板式カラーカメラのCCDに本発
明を適用したものである。図3に示すように、3板式カ
ラーカメラ10は、入射光を3つに分割するために撮像
レンズ12の後方に3色分解プリズム14が設けられ
る。3色分解プリズム14の入射光線Iの透過面Pに対
向する位置にCCD21、22、23が固定されてい
る。3色分解プリズム14は、4個の直角ブロック14
a、14b、14c、14dと1個の立方体ブロック1
4eから構成される。各ブロックがプリズムケース25
に収納されている。直角ブロック14aと14bの境界
部分には青色反射用(赤色および緑色透過用)のダイク
ロイック層15が設けられ、直角ブロック14cと14
dとの境界部分には、赤色反射用(緑色透過用)のダイ
クロイック層16が設けられている。
【0009】3色分解プリズム14の入射光線Iは、直
角ブロック14aに垂直に入射し、ダイクロイック層1
5に到達する。入射光線Iの青色光線IBはダイクロイ
ック層15で反射し、立方体ブロック14eを通過して
CCD21に進み、そこで結像する。入射光線Iの赤色
光線IRは、直角ブロック14a、ダイクロイック層1
5、直角ブロック14b、14cを通過し、ダイクロイ
ック層16で反射してCCD22に進み、そこで結像す
る。入射光Iの緑色光線IGは、直角ブロック14a、
ダイクロイック層15、直角ブロック14b、14c、
ダイクロイック層16および直角ブロック14dを通過
し、CCD23に進み、そこで結像する。各光線IR、
IGおよびIBを受けたCCD21、22および23から
は各光線に対応したR、G、Bの色信号が出力される。
【0010】図1および図2に示すように、3色分解プ
リズム14の入射光線の透過面Pには、プリズムケース
25を介して4本の支持ピン31が起立状態で固定され
る。各支持ピン31は、透過面Pに対しほぼ垂直になっ
ており、各支持ピン31を結ぶ線が矩形をなすようにプ
リズムケース25に固定されている。プリズムケース2
5は、樹脂、アルミニウム等からなるもので、その側面
には3色分解プリズム14からの光線の通過可能な窓3
2が設けられている。
【0011】支持ピン31の先端部には、基板33が固
定され、その板面に所定の電気素子が取り付けられてい
る。CDD21、22、23は、透過面Pと向き合うよ
うに基板の図1下面に取り付けられる。CCDの出力端
子は、基板33に配置される所定の電気素子に接続され
ている。
【0012】基板31の四隅部には、支持ピン31に対
応する位置にスルーホールHが形成される。スルーホー
ルHは、基板33の対角線上にあり、穴中心が支持ピン
31の軸芯にほぼ一致している。スルーホールHの内径
は、支持ピン31の外径よりも十分に大きく形成されて
おり、スルーホールHの内周面と支持ピン31の外周面
との間には、所定幅の隙間が形成される。そして、この
隙間に半田36が流し込まれて支持ピン31と基板33
とが接合されている。
【0013】次に、CCD21、22、23の固定方法
について説明する。CCD21、22、23は、例え
ば、次の〜の工程により3色分解プリズム14に固
定される。 まず、プリズムケース25の側面の所定位置に垂直に
ピン取付穴を形成し、所定長さの支持ピン31を接着剤
等で垂直に立てて固定する。支持ピンの長さについて
は、正確に揃っている必要はない。次いで、このプリズ
ムケース25に3色分解プリズム14の各ブロックを挿
入する。なお、プリズムケース25に各ブロックを挿入
した後に、プリズムケース25の側面に支持ピン31を
固定してもよい。 次に、基板33の板面の所定位置にスルーホールHを
形成する。スルーホールHの内径は、前述したように支
持ピン31の外径よりも大きな径とする。具体的には、
支持ピン31の外周面とスルーホールHの内周面との間
の隙間が0.1〜0.7mm程度の距離になるようにす
る。特に、隙間の距離が0.5mm程度であると、半田
の加熱時の表面張力の関係で基板33の表面と裏面にバ
ランスよく半田が配分される。 基板33にCCD21、22、23を取り付ける。C
CDの取付位置は、各支持ピン31に均等に負荷がかか
るように、基板33のほぼ中央位置に設定するのが望ま
しい。なお、前記〜の工程については、順序は限定
されず、〜のいずれの工程を先に行ってもよい。
【0014】次いで、各支持ピン31にスルーホール
Hを挿入し、3色分解プリズムの透過光線の焦点距離に
CCD21、22、23の受光面を位置合わせした後、
この状態を保持してスルーホールHに半田36を流し込
む。すると、流動状の半田36は、基板33の図1上面
からスルーホールHを通して図1下面に至り、半田36
の表面張力により、表面が球形に近づく。この状態で放
冷すると、半田36が固まって支持ピン31と基板33
とが接合され、CCD21、22、23が一定位置に固
定される。
【0015】放冷時、半田36は温度低下とともに体積
が収縮するが、半田が球形に近い状態で固まるので、収
縮率が各方向でほぼ均等になり、支持ピン31に対し、
基板33の固定位置がズレることはない。したがって、
CCD21、22、23の位置もほとんど変化せず、焦
点ズレを生じることはない。例えば、図4に示すように
基板33に対して水平な方向については、支持ピン31
を中心に360゜ほぼ均等に半田36が収縮するため、
支持ピン31の位置は、スルーホールHの中心位置に保
たれる。また、図5に示すように、基板33に対して垂
直な方向については、支持ピン31の軸線と基板33の
板面との交点の方向へ半田36が収縮するため、基板3
3の上下の収縮がつり合って板面が上下に位置ズレする
ことはない。
【0016】このように前記実施例の撮像用CCDの固
定方法によれば、基板33と支持ピン31とを固定する
場合に半田の収縮による位置ズレをほとんど生じない。
したがって、CCDの位置ズレによる不良品が発生しに
くく、歩留まりが格段に向上する。
【0017】通常、CCDの位置ズレの検査は、所定の
検査映像を見ながら行われるが、半田の収縮によるCC
Dの位置ズレが14μm以上の場合は、不良品として回
収する。従来は、30%程度の不良品を生じていたが、
前記実施例の固定方法によれば、位置ズレが7μm以内
で納まり、不良品はほとんど発生しない。また、従来法
のように、位置ズレを予測してCCDを固定する場合、
作業に熟練を要し、慣れない場合には、正確な固定は困
難である。しかしながら、前記実施例の固定方法を行う
ことにより、初心者でも、極めて精度よくCCDの固定
を行うことが可能になる。
【0018】なお、前記実施例では、基板と支持ピンと
の接合に半田を用いたが、本発明の他の実施例として
は、半田に代えてエポキシ樹脂、光硬化樹脂等の接着剤
を用いることができる。接着剤を用いる場合、直接基板
やピンに触らずに、しかも常温で基板を固定できる等の
利点がある。また、前記実施例は、プリズムケースに支
持ピンを埋め込む構成としたが、その他、プリズムブロ
ックの透過面に半田付け等により支持ピンを立てること
もできる。さらに、本発明の撮像用CCDの固定方法の
適用例としては、前記実施例の3板式カラーカメラに限
らず、文字読み取り装置、ファクリミリ、光学望遠鏡な
どのCCDにも適用することが可能である。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の撮像用C
CDの固定方法によれば、基板のスルーホールに支持ピ
ンを嵌合して両者を接合する構成としたため、プリズム
の焦点にCCDを位置ズレすることなく正確に固定する
ことができ、歩留まりを向上し、生産性を大幅に高める
ことができる。また、本発明のCCDカメラによれば、
撮像用CCDを容易かつ正確にプリズムに位置合わせす
ることができるため、画像処理の精度が向上するととも
に、高性能のカメラを比較的安価に提供することができ
るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による撮像用CCDを示す側面
図である 。
【図2】本発明の実施例による撮像用CCDを示す平面
図である。
【図3】本発明の実施例による撮像用CCDを用いた3
板式カラーカメラを示す概略構成図である。
【図4】本発明の実施例による支持ピンと基板との接合
部分を示す部分拡大平面図である。
【図5】本発明の実施例による支持ピンと基板との接合
部分を示す部分拡大側面図である。
【図6】従来例による撮像用CCDを示す側面図であ
る。
【符号の説明】
10 3板式カラーカメラ(CCDカメラ) 14 3色分解プリズム(プリズム) 21、22、23 CCD(撮像用CCD) 25 プリズムケース 31 支持ピン 33 基板 36 半田 H スルーホール I 入射光線 P 透過面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 5/232 H01L 31/10 Z

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 次の(a)〜(d)の工程、 (a)プリズムの入射光線の透過面に支持ピンを起立状態
    に保って設ける工程、 (b)基板の板面に、前記支持ピンの外径よりも大きい内
    径をもつスルーホールを形成する工程、 (c)前記基板の所定位置に撮像用CCDを取り付ける工
    程、 (d)前記支持ピンに前記スルーホールを嵌合し、前記撮
    像用CCDを焦点位置に位置合わせした後、前記スルー
    ホールの内周面と前記支持ピンの外周面との間の隙間に
    半田を流し込んで前記基板と前記支持ピンとを接合する
    工程を含むことを特徴とする撮像用CCDの固定方法。
  2. 【請求項2】 前記半田に代えて、接着剤を用いること
    を特徴とする請求項第1項に記載の撮像用CCDの固定
    方法。
  3. 【請求項3】 プリズムの入射光線の透過面に起立状態
    で設けられる支持ピンと、 前記支持ピンの外径よりも大きい内径のスルーホールを
    有する基板と、 前記基板の所定位置に取り付けられるCCDとを備え、 前記スルーホールの内周面と前記支持ピンの外周面とを
    半田または接着剤で接合してなることを特徴とするCC
    Dカメラ。
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