(57)【要約】【課題】接続基板のテンションによるフランジバックの変化を抑制する。【解決手段】撮像素子１０３と第１の接続コネクタ３０４が実装された第１の回路基板１０４と、第１の回路基板１０４を保持し、３箇所で固定部材３０２により本体部材３０１に固定される保持部材３００と、第２の接続コネクタ３０５が実装された第２の回路基板１０５と、第１の接続コネクタ３０４と第２の接続コネクタ３０５とを接続する接続基板１０９とを備える撮像装置において、撮像素子１０３における撮像面と直交する方向から見たときに、保持部材３００が本体部材３０１に固定されている３箇所の固定位置を結ぶ内側領域４００の外側において第１の回路基板１０４に第１の接続コネクタ３０４が配置され、接続基板１０９が部分的に内側領域４００の領域内で保持部材３００に固定された構成とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子と第１の接続コネクタが実装された第１の回路基板と、
前記第１の回路基板を保持し、少なくとも３箇所で所定のフレームに固定される保持部材と、
第２の接続コネクタが実装された第２の回路基板と、
前記第１の接続コネクタと前記第２の接続コネクタとを接続する接続基板と、
前記保持部材を前記フレームに固定する固定部材と、を備える撮像装置であって、
前記撮像素子における撮像面と直交する方向から見たときに、前記保持部材が前記フレームに固定されている少なくとも３箇所の固定位置を結ぶ内側領域の領域内において前記接続基板が部分的に前記保持部材に固定されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第１の接続コネクタは、前記内側領域の外側において前記第１の回路基板に実装されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第１の回路基板と前記第２の回路基板は、前記撮像素子における撮像面と直交する方向において正対するように配置され、
前記接続基板は、前記保持部材に固定された部分から前記第２の接続コネクタと接続される端部までの間に１８０°折り返されて配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記保持部材と前記フレームとの間に配置された弾性部材を備え、
前記弾性部材の撮像光軸方向での長さを調整することにより前記保持部材の前記撮像光軸方向での位置調節が可能となっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記接続基板は、前記内側領域の領域内において両面テープまたは接着剤により部分的に前記保持部材に固定されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記接続基板において前記第１の接続コネクタと接続される一方の端部から前記内側領域の領域内において前記保持部材に固定された部分までの間は、略平坦な状態となっていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
撮像素子と第１の接続コネクタが実装され、少なくとも３箇所で所定のフレームに固定される第１の回路基板と、
第２の接続コネクタが実装された第２の回路基板と、
前記第１の接続コネクタと前記第２の接続コネクタとを接続する接続基板と、
前記第１の回路基板を前記フレームに固定する固定部材と、を備える撮像装置であって、
前記撮像素子における撮像面と直交する方向から見たときに、前記第１の回路基板が前記フレームに固定されている少なくとも３箇所の固定位置を結ぶ内側領域の領域内で前記接続基板が部分的に前記第１の回路基板または前記フレームに固定されていることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関し、特に接続基板により撮像素子が実装される回路基板と各種のデータ処理を行う回路基板とを接続する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を備える撮像装置では、撮影レンズを透過した光束が撮像素子に結像し、結像した光学像が撮像素子によって光電変換されることで電気信号に変換される。そして、撮像素子から出力される電気信号は画像処理回路によって画像データに変換され、生成された画像データはメモリカード等の記憶媒体に記憶される。
【０００３】
撮像素子が実装された基板とは別の基板に画像処理回路等の電子部品を実装して撮像装置本体の内部に配置する場合がある。その場合、撮像素子が実装された第１の回路基板と画像処理等を行う電子部品が実装された第２の回路基板とは、フレキシブルプリント配線板（以下「フレキシブル基板」という）のような柔軟性を有する接続基板によって電気的に接続されることが多い。例えば、特許文献１には、硬質回路基板と、屈曲可能なフレキシブル部からなるフレキシブル基板とを一体化した、リジットフレキシブル基板を用いて第１の回路基板と第２の回路基板を接続する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１７２２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
フレキシブル基板は１８０°折り返された状態で撮像装置本体の内部に配置されることが多く、その場合、フレキシブル基板のテンションによって第１の回路基板を撮像光軸方向に動かす力が第１の回路基板に作用しやすい。その結果、レンズ取り付け面から撮像素子までの距離を表すフランジバックが変化してしまうことでピントずれ等が生じ、撮影画像の品質を低下させてしまう等の問題が生じ得る。しかし、上記特許文献１に記載された技術ではフランジバックの変化は考慮されておらず、そのため、第１の回路基板の撮像装置本体に対する固定部の位置やフレキシブル部の配置によってはフランジバックが変化してしまう可能性がある。
【０００６】
一方、この問題に対して、フレキシブル基板を接続するために第１の回路基板と第２の回路基板にそれぞれ設けられているコネクタを第１の回路基板の撮像装置本体に対する固定部に近付けて配置することでフランジバックの変化を抑制する対処法が考えられる。また、別の対処法として、第１の回路基板の撮像装置本体に対する固定部に対して、第１の回路基板のコネクタ位置をバランスよく設定する方法が考えられる。
【０００７】
しかしながら、第１の回路基板での配線レイアウト、部品実装のレイアウト、撮像装置本体内部での各種部品の配置等を考慮すると、第１の回路基板におけるコネクタ位置の設計自由度は大きくない。したがって、第１の回路基板の撮像装置本体に対する固定部から離れた位置にコネクタを配置する必要が生じることがあり、その場合、フレキシブル基板のテンションを原因とするフランジバックの変化が生じやすくなる。
【０００８】
本発明は、接続基板のテンションによるフランジバックの変化を抑制することができる撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る撮像装置は、撮像素子と第１の接続コネクタが実装された第１の回路基板と、前記第１の回路基板を保持し、少なくとも３箇所で所定のフレームに固定される保持部材と、第２の接続コネクタが実装された第２の回路基板と、前記第１の接続コネクタと前記第２の接続コネクタとを接続する接続基板と、前記保持部材を前記フレームに固定する固定部材と、を備える撮像装置であって、前記撮像素子における撮像面と直交する方向から見たときに、前記保持部材が前記フレームに固定されている少なくとも３箇所の固定位置を結ぶ内側領域の領域内において前記接続基板が部分的に前記保持部材に固定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、接続基板のテンションによるフランジバックの変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】撮像装置の主要な電気回路構成を示すブロック図である。
【図３】カメラボディの内部構成を説明する分解斜視図である。
【図４】外装部材が取り外されたカメラボディの内部を背面側から見た図である。
【図５】接続基板を第１の接続コネクタに接続した状態を図４と同様に示す図である。
【図６】接続基板を第１の接続コネクタ及び第２の接続コネクタに接続した状態を図４と同様に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示す断面図である。撮像装置は、撮像装置本体１００（以下「カメラボディ１００」と記す）と、カメラボディ１００に対して着脱可能（交換可能）な撮影レンズ１０１を含む。撮影レンズ１０１は、フォーカスレンズ１０２等の複数のレンズや絞り（不図示）等を有する。なお、撮影レンズ１０１は、着脱可能なものではなく、カメラボディ１００との一体構造となっていてもよい。
【００１３】
カメラボディ１００の前面側には、撮影レンズ１０１を着脱するためのマウントが設けられている。カメラボディ１００の背面側には、被写体像を観察する接眼レンズ１０７と、背面表示装置１０８と、画像データを記憶する記憶媒体を収納するための記憶媒体スロット（不図示）が設けられている。カメラボディ１００の上面には、ファインダ内表示装置１０６が設けられている。ファインダ内表示装置１０６及び背面表示装置１０８には、撮影条件や構図、撮影画像の確認等を行うための各種の情報（例えば、撮影モードやレンズの絞り値、シャッタスピード値、ＩＳＯ感度等）が表示される。ユーザは、ファインダ内表示装置１０６に表示される画像や各種情報を接眼レンズ１０７により拡大して観察することができる。
【００１４】
カメラボディ１００の内部には、撮像素子１０３が実装された第１の回路基板１０４が配置されており、第１の回路基板１０４の背面側には第２の回路基板１０５が配置されている。なお、第１の回路基板１０４と第２の回路基板１０５とは、撮像素子１０３における撮像面と直交する方向（撮像光軸方向）において正対するように配置されている。また、撮像素子１０３の前方には、露光時間を調整するためのメカニカルシャッタ１１０が配置されている。
【００１５】
撮像素子１０３は、例えば、ＣＣＤセンサ又はＣＭＯＳセンサであるが、これらに限定されない。図２を参照して後述するように、第１の回路基板１０４には、撮像素子１０３の他に、撮像素子１０３の駆動や撮像素子１０３から出力される電気信号に対して所定の処理を行う電子部品（回路）が実装されている。また、第２の回路基板１０５には、画像処理やシステム制御を行うＣＰＵ、ＭＰＵ、ＡＧＴＧ等の電子部品（詳細は図２を参照して後述する）が実装されている。なお、第１の回路基板１０４は、撮影レンズ１０１のマウント面（取り付け面）から撮像素子１０３までの距離を表すフランジバックを調整する機構を備えた上で、カメラボディ１００に取り付けられている。第１の回路基板１０４と第２の回路基板１０５は、接続基板１０９によって電気的に接続されている。
【００１６】
図２は、撮像装置の主要な電気回路構成を示すブロック図である。なお、撮像装置の構成要素であって、図１に示した構成要素については、同じ符号を付して重複する説明を省略する。撮影レンズ１０１は、フォーカスレンズ１０２等を駆動するためのレンズ駆動回路２０１と、レンズ駆動回路２０１の動作を制御するレンズ制御回路２０５を有する。レンズ制御回路２０５はレンズ内メモリ２１５を有しており、レンズ内メモリ２１５には、撮影レンズ１０１の固有情報（例えば、焦点距離、画角、絞り量に関する情報等）が記憶されている。撮影レンズ１０１がカメラボディ１００のマウントに装着されると、レンズ制御回路２０５は、マウント接点２１４を介して、第２の回路基板１０５に実装されているカメラ回路制御マイコン２０４と通信可能に接続される。
【００１７】
第１の回路基板１０４には、撮像素子１０３に加えて、撮像素子制御回路２０６とＡ／Ｄ変換回路２０７が実装されている。第２の回路基板１０５には、焦点駆動回路２０３、カメラ回路制御マイコン２０４、画像処理回路２０８及びデジタル回路制御マイコン２０９が実装されている。前述の通り、第１の回路基板１０４と第２の回路基板１０５は接続基板１０９により電気的に接続されており、接続基板１０９を通じて第１の回路基板１０４と第２の回路基板１０５との間で所定の信号の送受信が行われる。
【００１８】
撮像素子１０３は焦点検出センサ２０２を内蔵しており、焦点検出センサ２０２は位相差方式の焦点検出を行う。なお、焦点検出方式は必ずしも位相差方式である必要はなく、被写体像の明暗差が大きな箇所を探って焦点検出を行うコントラスト方式を用いることも可能である。焦点検出センサ２０２から出力される信号は、焦点駆動回路２０３に供給され、焦点駆動回路２０３において被写体像信号に換算される。被写体像信号はカメラ回路制御マイコン２０４へ送信され、カメラ回路制御マイコン２０４は取得した被写体像信号に基づいて位相差方式による焦点検出演算を行う。具体的には、カメラ回路制御マイコン２０４は、被写体像信号を用いてデフォーカス量と方向を算出し、算出結果をレンズ制御回路２０５へ送信する。レンズ制御回路２０５は、取得したデフォーカス量と方向に基づいてレンズ駆動回路２０１を動作させ、フォーカスレンズ１０２を合焦位置に移動させる。
【００１９】
撮像素子制御回路２０６は、撮像素子１０３の駆動制御を行う。撮像素子１０３から出力されるアナログ信号は、撮像素子制御回路２０６を介してＡ／Ｄ変換回路２０７へ入力され、Ａ／Ｄ変換回路２０７によりデジタル信号に変換される。こうして生成されたデジタル信号は、画像処理回路２０８へ入力される。画像処理回路２０８は、取得したデジタル信号に対する所定の処理を行うことにより画像データを生成する。生成された画像データは、バッファメモリ２１０へ保存され、また、表示部材駆動回路２１１によるファインダ内表示装置１０６や背面表示装置１０８での画像表示に用いられる。
【００２０】
接眼検出部２１２は、ユーザがファインダ内表示装置１０６を覗いていることを検出するセンサであり、赤外発光装置とその反射光の受光装置で構成されている。接眼検出部２１２の検出状態はデジタル回路制御マイコン２０９に通知される。デジタル回路制御マイコン２０９は、接眼検出部２１２の検出状態に応じて、ファインダ内表示装置１０６と背面表示装置１０８の表示状態を所定の状態に変更するように表示部材駆動回路２１１へ指示を与える。
【００２１】
カメラボディ１００には、撮像装置の電源オン／オフを行う電源スイッチ２１７と、レリーズやモード選択等の各種の操作を行うためのスイッチ及びボタンを含む操作スイッチ２１８が設けられている。電源スイッチ２１７及び操作スイッチ２１８の操作状態に応じた信号がスイッチセンス回路２１６へ入力され、スイッチセンス回路２１６は各種スイッチの操作状態に応じた入力信号をカメラ回路制御マイコン２０４へ送信する。カメラ回路制御マイコン２０４は、カメラボディ１００の各種設定値を記憶するＥＥＰＲＯＭ２１３を有しており、スイッチセンス回路２１６から取得した信号に基づいて、カメラボディ１００の各種設定値を変更する。
【００２２】
デジタル回路制御マイコン２０９は、ＣＰＵバスを介して画像処理回路２０８及び表示部材駆動回路２１１と通信してデータの授受を行い、これらを統括的に制御している。また、デジタル回路制御マイコン２０９とカメラ回路制御マイコン２０４は、相互に通信を行っており、協調してカメラボディ１００の全体制御を行っている。
【００２３】
次に、第１の回路基板１０４と第２の回路基板１０５のカメラボディ１００内での配設形態について説明する。図３は、カメラボディ１００の内部構成を説明する分解斜視図である。なお、図３では、カメラボディ１００の外装部材を取り外した状態で、カメラボディ１００を背面側から見た分解斜視図となっている。また、説明の便宜上、図３に示す互いに直交するＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向を規定する。Ｚ方向は、撮像光軸方向（図１参照）と平行な方向、つまり、撮像素子１０３において光学像が結像する撮像面と直交する方向である。Ｘ方向は撮像装置の幅方向（左右方向）であり、Ｙ方向は撮像装置の高さ方向（上下方向）であるものとする。
【００２４】
撮像素子１０３は、第１の回路基板１０４に対してハンダ等により機械的に実装されると共に、第１の回路基板１０４に設けられている配線部と電気的に接続される。第１の回路基板１０４は、金属板金等で形成された保持部材３００に対して、ハンダやＵＶ接着剤等を用いて固定される。そして、保持部材３００は、固定部材３０２によって少なくとも３箇所で本体部材３０１に固定されている。なお、固定部材３０２には、締結部材（例えば、ビス等）が用いられる。保持部材３００は、少なくとも３箇所で本体部材３０１に固定されていればよい。本体部材３０１は、カメラボディ１００を形成する複数のフレーム部材のうちの１つである。
【００２５】
なお、保持部材３００と本体部材３０１の間には、バネ等の弾性部材３０３が配置されている。保持部材３００を本体部材３０１に取り付ける際には、弾性部材３０３のＺ軸方向長さを調整しながら固定部材３０２による固定を行うことにより、撮像素子１０３のＺ軸方向（撮像光軸方向）での位置調節が可能となっている。つまり、弾性部材３０３は、撮影レンズ１０１から撮像素子１０３までの距離を示すフランジバックを撮像装置の個体毎に調整することを可能とする位置調整部材として機能する。
【００２６】
第２の回路基板１０５は、不図示のビス等を用いて、本体部材３０１に直接固定される。第１の回路基板１０４には第１の接続コネクタ３０４が実装され、第２の回路基板１０５には第２の接続コネクタ３０５が実装されている。接続基板１０９の一方の端部が第１の接続コネクタ３０４と接続され、接続基板１０９の他方の端部が第２の接続コネクタ３０５と接続されることにより、第１の回路基板１０４と第２の回路基板１０５とは接続基板１０９により電気的に接続される。
【００２７】
図４は、外装部材が取り外されたカメラボディ１００の内部を背面側から見た図である。図４は、撮像素子１０３が実装された第１の回路基板１０４が固定された保持部材３００が固定部材３０２により本体部材３０１に固定され、且つ、外装カバー、第２の回路基板１０５及び接続基板１０９が取り除かれた状態を表している。撮像素子１０３の撮像面と直交する方向であるＺ方向から見たときに、保持部材３００が固定部材３０２によって本体部材３０１に固定されている固定位置の３箇所を頂点として形成される三角形の領域を内側領域４００と定義する。このとき、第１の回路基板１０４に実装された第１の接続コネクタ３０４は、内側領域４００の外側に配置される。なお、保持部材３００が例えば、４箇所で本体部材３０１に固定されている場合には、４箇所を頂点とする四角形の内側が内側領域として定義される。
【００２８】
図５は、第１の接続コネクタ３０４に接続基板１０９を接続した状態を図４と同様に示す図である。接続基板１０９は、一方の端部１０９ａが第１の接続コネクタ３０４に接続され、端部１０９ａから折り返されることなく略平坦な状態でＹ方向に延び、部分的に内側領域４００の領域内において、両面テープ又は接着剤により保持部材３００に固定される。以下の説明では、接続基板１０９において保持部材３００に固定される部分を「中間固定部５００」と称呼する。なお、中間固定部５００を保持部材３００に固定するための固定手段は、両面テープ又は接着剤に限定されるものではない。
【００２９】
図６は、接続基板１０９が第２の回路基板１０５に設けられた第２の接続コネクタ３０５に接続された状態を図４と同様に示す図である。なお、図６では、接続基板１０９の形状を明示するために、第２の回路基板１０５（第２の接続コネクタ３０５を含む）を不図示としている。接続基板１０９において中間固定部５００の近傍で、且つ、中間固定部５００から他方の端部１０９ｂに伸びる部分は、端部１０９ｂが第１の回路基板１０４の背面側に位置するように１８０°折り返されて、図１に示されるように湾曲した状態となっている。そして、接続基板１０９の端部１０９ｂは、第２の回路基板１０５（不図示）に設けられた第２の接続コネクタ３０５（不図示）に接続される。
【００３０】
仮に、接続基板１０９を中間固定部５００で保持部材３００に固定せずに第１の接続コネクタ３０４及び第２の接続コネクタ３０５と接続した場合、以下の問題が生じる。すなわち、カメラボディ１００の製造時に第１の回路基板１０４と第２の回路基板１０５が接続基板１０９により接続されると、湾曲した接続基板１０９に生じているテンションにより、第１の接続コネクタ３０４にＺ方向（撮像光軸方向）に力が加わる。このとき、保持部材３００は固定部材３０２により本体部材３０１に固定されているが、第１の回路基板１０４における第１の接続コネクタ３０４の実装位置は、第１の回路基板１０４の端部であって、固定部材３０２による固定位置から離れている。そのため、第１の接続コネクタ３０４が実装されている位置はＺ方向に動きやすく、第１の接続コネクタ３０４に作用する力によって、第１の接続コネクタ３０４に作用した力の方向に第１の回路基板１０４が動いてしまい、フランジバックが変化してしまう。
【００３１】
これに対して本実施形態では、接続基板１０９に中間固定部５００を設けることによりこの問題を解決している。つまり、固定部材３０２による３箇所の固定位置を結ぶ内側領域４００の領域内において接続基板１０９の中間固定部５００を保持部材３００に固定することにより、接続基板１０９のテンションは中間固定部５００において保持部材３００に作用する。保持部材３００において中間固定部５００が固定された部位は、固定部材３０２に近いために構造上の強度が高く、よって、外力（応力）がＺ方向に作用しても保持部材３００はＺ方向に移動し難い。つまり、フランジバックが変化し難い構造となっている。
【００３２】
また、第１の接続コネクタ３０４には実質的に接続基板１０９のテンションは作用しないので、第１の回路基板１０４において第１の接続コネクタ３０４を固定部材３０２から離れた位置に実装しても、フランジバックは変化し難い。よって、第１の回路基板１０４に各種部品を実装する自由度が高まることで、第１の回路基板１０４の小型化、低コスト化が可能になり、ひいては撮像装置の小型化と低コスト化を図ることができる。
【００３３】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。例えば、上記実施形態では、撮像素子１０３が第１の回路基板１０４に実装され、第１の回路基板１０４が保持部材３００に固定され、保持部材３００が本体部材３０１に固定された構成とした。しかし、これに限られず、例えば、撮像素子１０３が実装された第１の回路基板１０４が、直接、フランジバックを調節可能な状態で、本体部材３０１に取り付けられた構造であってもよい。この場合、接続基板１０９の中間固定部５００を内側領域４００内において第１の回路基板１０４に固定することもできるが、本体部材３０１に固定することができるように第１の回路基板１０４と本体部材３０１の形状が設計されていることが望ましい。また、上記実施形態では、第１の接続コネクタ３０４が内側領域４００の外側において第１の回路基板１０４に実装されている構成について説明した。これに対して、本発明は、第１の接続コネクタ３０４を内側領域４００の内側に配置することができる場合に、中間固定部５００を内側領域４００の内側に設けることを妨げるものではない。
【符号の説明】
【００３４】
１００    カメラボディ（撮像装置本体）
１０３    撮像素子
１０４    第１の回路基板
１０５    第２の回路基板
１０９    接続基板
３００    保持部材
３０１    本体部材
３０２    固定部材
３０３    弾性部材
３０４    第１の接続コネクタ
３０５    第２の接続コネクタ
４００    内側領域
５００    中間固定部
【図１】
2019159148.tif 000003
【図２】
2019159148.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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