JP2016133749A - 電子機器および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信アンテナのアンテナ特性への影響を抑えながらスペース効率の良い無線通信基板の配置を可能とする電子機器を提供する。【解決手段】無線通信アンテナ３０４と無線制御ＩＣ３０２とを有する無線通信基板１０７と、ストロボ発光制御ＩＣ２０３と高圧配線部２０８，２０９とを有するストロボ基板１０２とを備える電子機器を設ける。無線通信基板１０７とストロボ基板１０２とは、無線通信アンテナ３０４が高圧配線部２０８，２０９と投影が重なる位置に配置される。【選択図】図９

Description

本発明は、電子機器および撮像装置に関する。

他の電子機器と有線で接続することなくデータを転送可能な無線通信手段を搭載している、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話等の電子機器が提案されている。このような電子機器においては、動画データなど容量の大きなデータを転送したり無線を使用して他の電子機器の操作をしたりする機会が増えており、通信距離と通信速度の向上が必要である。また同時に携帯性の面から、電子機器の小型化が求められている。なお、特許文献１は、ストロボ発光用コンデンサと鏡筒駆動用モータを平行に配置し、側面にできた空間に無線通信基板が配置された撮像装置を開示している。

特開２０１４−１２３８７０号公報

しかし、無線通信基板または無線通信アンテナの配置には種々の制約を伴う。無線通信アンテナは、電子機器の金属製の外装、シャーシ、回路基板といった、周囲の金属体の影響を受けやすい。無線通信において十分な通信距離と通信速度を得るためには、無線通信アンテナを金属部材から離した位置に配置をする必要がある。また、無線通信基板に関しては、安定したグラウンドに接続する必要があり、電子機器内部のグラウンドとなる金属シャーシにビス固定される。

しかし、電子機器の使用者の手で覆われてしまう場所に無線通信基板を配置すると、通信に時間がかかったり、通信ができなくなったりする。そして、無線通信アンテナの周辺回路部品は、通信時に発熱するので、撮影者が触りやすい個所には配置しないなどの配慮をするか、無線通信アンテナ周囲に熱伝達することを防ぐために断熱効果のある空気層を広く確保する必要がある。このような制約から電子機器が大型化してしまう。また、特許文献１が開示する撮像装置では、無線通信アンテナのアンテナ特性が、周囲に配置されたモータやストロボ発光用メインコンデンサの金属部分の影響を受けてしまう。

本発明は、無線通信アンテナのアンテナ特性への影響を抑えながらスペース効率の良い無線通信基板の配置を可能とする電子機器の提供を目的とする。

本発明の一実施形態の電子機器は、無線通信アンテナと無線通信を制御する制御回路とを有する無線通信基板と、ストロボ発光を制御する発光制御部と電源電圧から昇圧された高圧配線部とを有するストロボ基板とを備える。前記無線通信基板と前記ストロボ基板とは、前記無線通信アンテナが前記高圧配線部と投影が重なる位置に配置される。

本発明の電子機器によれば、無線通信アンテナのアンテナ特性への影響を抑えながらスペース効率の良い無線通信基板の配置が可能となる。

本実施形態の電子機器の構成を示す図である。 デジタルカメラ内の基板の結線を示す分解斜視図である。 デジタルカメラのストロボ発光に関する構成例を示す図である。 ストロボ基板の配線図の例を示す図である。 無線通信基板の斜視図の一例である。 ストロボ基板、無線通信基板の配置に関する分解斜視図である。 デジタルカメラの上面図である。 図７のＡ−Ａ断面とＢ−Ｂ断面とを示す図である。 ストロボ基板と無線通信基板の基板配置、上面フレキシブル配線板と無線通信基板の基板配置を示す図である。

図１は、本実施形態の電子機器の構成を示す図である。
図１に示す電子機器は、デジタルカメラであるが、本発明は、デジタルカメラ以外の撮像装置、携帯電話等の、無線通信アンテナとストロボ発光部とを有する任意の電子機器に適用可能である。

図１（Ａ）、（Ｂ）は、デジタルカメラの無線通信手段の配置に関する正面分解斜視図を示す。図２は、デジタルカメラ内の基板の結線を示す分解斜視図である。ストロボ発光部１００は、光量が足りない環境下での撮影で発光する。ストロボ発光部１００は、ポップアップ式であり、未使用時には折り畳まれた状態で本体に収納される。ストロボフレキシブル配線板１０１は、可撓性を有しており、ストロボ発光部の発光可能となる突出状態と未使用時の収納状態とに応じて、延びたり折り畳まれたりする。

ストロボフレキシブル配線板１０１には、ストロボ発光部１００の内部に配置されたキセノン管２００とトリガーコイル２０７とが半田付けされている。ストロボ配線基板（以下、単に「ストロボ基板」とも記述する）１０２は、ストロボ発光に必要な回路部品が実装されている。ストロボフレキシブル配線板１０１とストロボ基板１０２とは、４本のストロボケーブル１０３で半田付けにより接続されている。ストロボ基板１０２は、ストロボベース１０４にビス固定されている。ストロボ発光用メインコンデンサ（以下、単に「メインコンデンサ」と記述する）１０５は、２本のメインコンケーブル１０６によって、ストロボ基板１０２と接続される。ストロボ基板１０２は本発明の発光制御基板の一例である。

メインコンデンサ１０５は、２本で構成されている。通常１本で使用するところを所望の容量の半分のコンデンサを２本使用することにより、直径を小さくしている。細いコンデンサが２本並べることで、太いコンデンサ１本と比較してスペース効率を上げ、デジタルカメラ本体の薄型化を図っている。

無線通信基板１０７は、メインベース１０８に１０８ａでビス固定される。メインベース１０８は、マグネシウムダイキャストで構成される。樹脂製の基板保持部材１０９は、ストロボ基板１０２と無線通信基板１０７との間に配置され、無線通信基板１０７を保持している。また、基板保持部材１０９は、ストロボ基板１０２やストロボケーブル１０３と無線通信基板１０７の距離を一定に保つ。また、基板保持部材１０９は、ストロボ基板１０２と無線通信基板１０７間のパターンや部品のショート防止を行う。

中継フレキシブル配線板１１０を介してストロボ基板１０２と無線通信基板１０７の信号がメイン基板１１１より伝送される。中継フレキシブル配線板１１０は、コネクタに挿入されるコネクタ端子部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを有している。コネクタ端子部１１０ａは、ストロボ基板１０２上に実装されたコネクタ２０１に挿入される。コネクタ端子部１１０ｂは、無線通信基板１０７上のコネクタ３０１に挿入される。コネクタ端子部１１０ｃは、メイン基板１１１上のコネクタ１１６に挿入され、電気的に接続される。

メイン基板１１１には、デジタルカメラを制御するエンジン１１５が実装されており、エンジン１１５から発光信号や無線通信の制御信号などが出される。上面フレキシブル配線板１１２には、右側マイク１１７Ｒ、左側マイク１１７Ｌ、レリーズスイッチ１１８、電源スイッチ１１９が実装され、スピーカ１２０が半田付けされている。上面フレキシブル配線板１１２は、メイン基板１１１にコネクタによって接続される。デジタルカメラの外装を構成する上面ユニット１１３には、レリーズボタン１２１、電源ボタン１２２、マイク穴１２３Ｒ、マイク穴１２３Ｌが設けられている。

図３は、デジタルカメラのストロボ発光に関する構成例を示す図である。
エンジン１１５からメインコンデンサ充電信号がストロボ発光制御ＩＣ２０３に送られる。ストロボ発光制御ＩＣ２０３は、ストロボ発光を制御する発光制御部として機能する。電源２０４の電圧を昇圧トランス２０５を用いて昇圧し、メインコンデンサ１０５の充電が行われる。このとき、トリガーコンデンサ２０６にも電荷が蓄えられる。キセノン管２００には、３００Ｖの電圧がかかった状態となっている。メインコンデンサ１０５の充電が終わると、ストロボ発光制御ＩＣ２０３から充電完了信号が出される。撮影時にストロボ発光が必要と判断された場合には、エンジン１１５から発光信号が出される。ストロボ発光制御ＩＣ２０３は、スイッチ２１０を入れることによりトリガーコンデンサ２０６に蓄えられた電荷が放出され、トリガーコイル２０７によって反射傘２０２に数ｋＶのトリガー電圧を印加される。これにより、メインコンデンサ１０５に蓄えられた電荷がキセノン管２００に流れ、ストロボ発光が行われる。２０８，２０９は、電源電圧から昇圧された高圧配線部を示す。高圧配線部２０８，２０９には、昇圧トランス２０５で昇圧された高電圧が印加される。この例では、高圧配線部２０８は、ストロボ基板１０２の表面側に配置される。また、高圧配線部２０８は、ストロボ基板１０２の裏面側に配置される。したがって、以下の説明では、高圧配線部２０８を表面高圧配線部２０８、高圧配線部２０９を裏面高圧配線部２０９とも記述する。

図４は、ストロボ基板の配線図の例を示す図である。
図４（Ａ）は、ストロボ基板１０２の表面の配線図を示す。図４（Ｂ）は、ストロボ基板１０２の裏面の透視配線図を示す。ストロボ基板１０２は、ガラスエポキシ樹脂からなる絶縁層と、銅箔による導体層からなる両面基板である。ストロボ基板１０２の裏面に配置されたコネクタ２０１は、中継フレキシブル配線板１１０と接続される。エンジン１１５からの発光信号や充電信号が、ストロボ発光制御ＩＣ２０３に送られる。また、電池２０４からの電源も、中継フレキシブル配線板１１０を経由して供給される。電源パターン１０２ａ及びグラウンドパターン１０２ｂは、ストロボ発光に使用する電圧に昇圧するための昇圧トランス２０５に接続されている。

グラウンドパターン１０２ｂは、ストロボ発光制御ＩＣ２０３にも接続される。発光時の大電流ノイズの影響を受けないように、ストロボ発光制御ＩＣ２０３やストロボ制御パターン１０２ｃをガードするように表裏にグラウンドベタ配線がなされている。表裏のグラウンドパターン１０２ｂは、基板の表面と裏面とを電気的に接続するスルーホールによって導通が取られている。高圧配線１０２ｄは、昇圧トランス２０５で昇圧されている。裏面の高圧配線１０２ｄの周辺は、他の配線へショートしないようにパターン同士に十分な距離が取られている。

裏面高圧配線部２０９は、裏面高圧配線１０２ｄおよびそのパターンの配線がされていない領域である。高圧配線１０２ｄは、昇圧直後は交流であるが、表面に実装されたダイオード２１１により直流に変換される。表面高圧配線部２０８は、トリガーコンデンサ２０６など実装部品を含む高圧配線１０２ｋと、そのパターン間の配線のない領域である。表面高圧配線部２０８を経由して、メインコンデンサ１０５の充電や、キセノン管２００やトリガーコイル２０７への電圧の印加が行われる。スイッチ２１０の端子は、半分が表面高圧配線１０２ｋに接続され、他の半分がグラウンドパターン１０２ｂに接続されている。スイッチを入れるとこれらが導通し、ストロボ発光が行われる。

半田付け部１０２ｅは、メインコンケーブル１０６のプラス側の半田付け部である。半田付け部１０２ｆは、メインコンケーブル１０６のマイナス側の半田付け部である。半田付け部１０２ｇは、キセノン管の陽極側へと接続されるストロボケーブル１０３の半田付け部である。半田付け部１０２ｈは、キセノン管陰極側へと接続されるケーブルの半田付け部である。半田付け部１０２ｉは、トリガーコイルのプラスへ接続される半田付け部である。半田付け部１０２ｊは、トリガーコイルのマイナスへ接続される半田付け部である。表面高圧配線１０２ｋは、裏面高圧配線１０２ｄと同様に、高い電圧印加がなされ、発光時には大電流が流れる。したがって、パターン間隔が広くとられている。

図５は、無線通信基板の斜視図の一例である。
図５（Ａ）は、無線通信基板１０７の実装面斜視図を示す。図５（Ｂ）は、無線通信基板１０７の非実装面斜視図を示す。

無線通信基板１０７は、４層基板から構成される。無線通信基板１０７には、片面に部品が実装されている。無線制御ＩＣ３０２は、無線通信を制御する制御回路である。無線制御ＩＣ３０２は、金属製のシールドケース３０３に覆われている。シールドケース３０３は、無線通信基板１０７と半田付けにより電気的に接続（導通）されている。

無線通信アンテナ３０４は、チップアンテナであり、３つのインダクタ３０５の定数を調整することにより、搭載されるデジタルカメラの構造に適したアンテナ特性にチューニングがなされる。実装部品は、全て片面に配置されている。したがって、実装工程を１度で行えるので、コストダウンができる。また、無線通信アンテナ３０４は、裏面側が平面となるので、両面に実装した場合よりも基板を外装側に寄せて配置ができ、通信性能を向上させることができる。穴１０７ａは、ビス固定用の穴である。穴１０７ａの周囲には、導体が露出しており、ビス固定時にメインベース１０８と導通する。１０７ｂ、１０７ｃは位置決め用の穴であり、基板保持部材１０９に設けられた位置決めボスにより適切な位置に固定される。

図６は、デジタルカメラのストロボ基板、無線通信基板の配置に関する分解斜視図である。
図６（Ａ）は、ストロボ基板１０２を配置した状態におけるデジタルカメラの分解斜視図を示す。ストロボ基板１０２は、ストロボベース１０４上及びメインベース１０８上に配置され、ストロボベース１０４に対して固定部１０４ａでビス固定されている。ストロボケーブル１０３及びメインコンケーブル１０６は、ストロボ基板１０２上の所定の位置で半田付けされ、ストロボ基板１０２上を基板に沿うように配線し、ボンド固定される。ボンド固定することにより、ケーブルが無線通信基板１０７側に浮いて通信に影響を与えるのを抑制している。

図６（Ｂ）は、基板保持部材１０９および無線通信基板１０７を配置した状態におけるデジタルカメラの分解斜視図を示す。無線通信基板１０７は、実装面を下側にした状態でストロボ基板１０２に平行に配置される。無線通信基板１０７は、メインベース１０８に対して１０８ａにてビス固定される。

図７は、デジタルカメラの上面図である。図８は、図７のＡ−Ａ断面とＢ−Ｂ断面とを示す図である。
図８（Ａ）は、図７のＡ−Ａ断面を示す。Ａ−Ａ断面は、無線通信アンテナ３０４が配置された個所の断面である。図８（Ｂ）は、Ｂ−Ｂ断面を示す。Ｂ−Ｂ断面は、マイク配置個所の断面である。右側マイク１１７Ｒと左側マイク１１７Ｌは、無線通信基板１０７と外装（上面ユニット１１３）との間に設けられている。ストロボ基板１０２上に実装された昇圧トランス２０５は、サイズが他の素子に比べて大きく、背も高いので、裏面側に配置している。さらに、無線通信基板１０７上のシールドケース３０３に対向するストロボ基板１０２上には部品が配置されていない。無線通信アンテナ３０４に近接する位置に、ストロボ基板１０２の高圧配線部２０８の部品が配置されている。無線通信アンテナ３０４が、シールドケース１０７と比較して低背であるので、ストロボ基板１０２と無線通信基板１０７上の部品同士が干渉しない位置まで極力基板間を近づけることができる。これにより、省スペース化を可能としている。高圧配線部２０８の部品のうち、無線通信アンテナ３０４に近接する箇所に、低背部品２１２を配置し、離れた個所に、背の高いトリガーコンデンサ２０６を配置している。

図９は、ストロボ基板と無線通信基板の基板配置、上面フレキシブル配線板と無線通信基板の基板配置を示す図である。
図９（Ａ）は、ストロボ基板１０２と無線通信基板１０７の基板配置を示す。図９（Ａ）に示すように、ストロボ基板１０２に無線通信基板１０７のおよそ半分が重なって配置されている。無線通信基板１０７は、外部の無線ＬＡＮや外部通信機器との通信を行うと無線制御ＩＣ３０２が発熱し、無線通信基板１０７自体も温度上昇してしまう。したがって、無線通信基板１０７は、メインベース１０８に１０８ａにてビス固定することでメインベースへ熱を逃がす構成を有する。さらに、無線通信基板１０７は、弾性部材１１４を用いて、別経路でも熱を逃がす構成を有する。

ストロボ基板１０２のグラウンドパターン１０２ｂの表面のレジスト層が開口され、銅箔パターンが露出したグラウンド開口部１０２ｍが設けられている。グラウンド開口部１０２ｍは、シールドケース３０３に対向する位置に設けられている。弾性部材１１４は、無線通信基板１０７上のシールドケース３０３と、ストロボ基板１０２のグラウンドパターン１０２ｂ上に設けられたグラウンド開口部１０２ｍの両方に接触する。弾性部材１１４は、導電性を有するゴムを使用している。無線通信基板１０７上の無線制御ＩＣ３０２で発生した熱が、シールドケース３０３に伝わり、弾性部材１１４を介してストロボ基板１０２のグラウンドパターン１０２ｂへと伝達される。これにより、無線通信基板１０７の温度上昇を抑制することができる。

ストロボ基板１０２のグラウンドパターン１０２ｂは、メインコンデンサ１０５を高速で充電するために中継フレキシブル配線板１１０からメイン基板１１１へと太い配線で接続されている。中継フレキシブル配線板１１０上の太いグラウンド配線を経由して、メイン基板１１１へと熱を効果的に逃がすことができる。弾性部材１１４は、弾性を有しているので、組立や部品寸法誤差による基板間の距離のばらつきを吸収することができる。

無線通信基板１０７は、無線制御ＩＣ３０２は、高圧配線部と投影が重ならない位置に配置される。また、無線制御ＩＣ３０２は熱源となるので、無線通信基板１０７は、無線制御ＩＣ３０２を下向きにして配置される。つまり、無線制御ＩＣ３０２は、無線通信基板１０７において、デジタルカメラの外装側の面と反対側の面に設けられている。無線制御ＩＣ３０２は、外装に対しては、無線通信基板１０７を隔てて配置されているので、無線制御ＩＣ３０２の熱が対流や輻射で外装に伝わることが防止される。無線制御ＩＣ３０２の熱は、無線通信基板１０７に伝わり、ビス固定されたメインベース１０８に逃げる構成となっている。

無線通信のデジタルカメラ本体としてのアンテナ性能は、周囲の金属の影響を受けるが、無線通信基板１０７は安定したグラウンド部材に電気的に接続されていることが望ましい。この構成では、金属製のメインベース１０８にビス固定され、電気的な安定を図っている。メインベース１０８にはメイン基板１１１も同様にビス固定されており、無線制御ＩＣ３０２へ信号を送信するメイン基板１１１とのグラウンド電位が同等となるように構成されている。

また、弾性部材１１４に対して導電性を持たせることによって、無線通信基板１０７とストロボ基板１０２のグラウンドが電気的に接続され、グラウンドを強化することができる。弾性部材１１４は、金属メッキを行ったり、グラファイトを練り込んだりすることで導電性を持たせることができる。金属製のフィンガーやガスケットを用いてもよい。

無線通信アンテナ３０４の周辺には、極力金属を配置しないことが望ましい。無線通信アンテナ３０４が周辺の金属と電気的に結合してしまうことにより十分なアンテナ特性が得られなくなってしまうからである。したがって、面積が大きく影響の大きいグラウンド配線１０２ｂは、無線通信アンテナ３０４から距離をとって配線されている。そして、配線面積の少ない表面高圧配線部２０８が無線通信アンテナ３０４と投影が重なる位置に配置することによって、アンテナ特性へのパターンの影響を最小限にしている。

表面高圧配線部２０８は、高電圧が印加された状態であるので、パターン間隔が広くとられている。したがって、表面高圧配線部２０８上に無線通信アンテナ３０４を配置してもグラウンドパターン１０２ｂのベタ面が配線された領域と比較してアンテナ特性への影響が少ない。また、本実施形態では、無線通信アンテナ３０４は、さらに、ストロボ基板１０２が有する裏面高圧配線部２０９と投影が重なる位置に配置されている。したがって、ストロボ基板１０２の表裏でアンテナ特性へのパターンの影響を抑えることができる。

図９（Ｂ）は、上面フレキシブル配線板１１２と無線通信基板１０７の基板配置を示す。上面フレキシブル配線板１１２は、マイク実装部が無線通信基板１０７に重なって配置されている。右側マイク１１７Ｒと左側マイク１１７Ｌは、無線通信アンテナ３０４と投影が重ならない位置に配置されており、アンテナ特性への影響を抑えている。

また、無線通信基板とマイクを電源ボタン１１３ｂなどの操作ボタンとストロボ発光部の間の撮影者が手で覆い難い個所に重ねて配置することで、小さなスペースを利用でき、無線通信特性やマイクの集音への影響を抑えることが可能となる。また、熱源となる無線通信基板を撮影者が触りにくい位置に配置することができる。

このように、本実施形態の電子機器においては、ストロボ基板１０２と無線通信基板１０７を対向配置し、配線面積の比較的小さいストロボ基板の高圧配線部２０８の投影上に無線通信アンテナを配置する。したがって、アンテナ特性への影響を抑えながらスペース効率のよい基板配置をすることができる。また、外装の温度上昇を抑える構成が可能である。

本実施形態では、無線通信アンテナ３０４を用いたが、無線通信基板１０７上に配線で設けられたパターンアンテナを用いてもよい。また、本実施形態では、無線通信アンテナ３０４と無線制御ＩＣ３０２は、同一実装面とする構成としたが、無線通信アンテナが裏面に配置されていても、投影で表面高圧配線部２０８に位置していればよい。

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、本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。更に、上述した実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。

１０２ ストロボ基板（発光制御基板）
１０７ 無線通信基板
１１２ 上面フレキシブル配線板

Claims (7)

1. 無線通信アンテナと無線通信を制御する制御回路とを有する無線通信基板と、
   発光を制御する発光制御部と電源電圧から昇圧された高圧配線部とを有する発光制御基板とを備え、
   前記無線通信基板と前記発光制御基板とは、前記無線通信アンテナが前記高圧配線部と投影が重なる位置に配置される
   ことを特徴とする電子機器。
2. 前記制御回路は、前記高圧配線部と投影が重ならない位置に配置される
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記制御回路は、前記無線通信基板において、前記電子機器の外装側と反対側の面に設けられている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子機器。
4. 前記制御回路は、前記無線通信基板に電気的に接続された金属製のシールドケースに覆われており、
   前記発光制御基板には、シールドケースに対向する位置にグラウンドパターンの開口部が設けられており、
   前記シールドケースと前記グラウンドパターンの開口部とに接触して設けられた導電性を有する弾性部材によって、前記無線通信基板の熱が前記発光制御基板のグラウンドパターンに伝達される
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子機器。
5. 前記高圧配線部には、前記無線通信アンテナに近接する位置に、前記無線通信アンテナから離れた位置に配置される部品よりも低背の部品が配置される
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電子機器。
6. 前記無線通信基板と前記電子機器の外装との間にマイクが配置されており、
   前記マイクは、前記無線通信アンテナと投影が重ならない位置に配置される
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電子機器。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電子機器として機能する撮像装置。

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