JP3768573B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば情報処理装置に接続される小型電子機器、特にカード型カメラに好適な電子装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、様々な電子装置を接続するためのインターフェースを統一する動きが盛んとなり、例えばPCMCIAなどの規格が発表されている。そして、これらの規格に対応可能な様々な情報処理装置、例えばコンピュータが発売されており、またこの規格に対応する様々な電子装置、例えばメモリーカード,赤外線通信用カード,FAX/MODEMカード,カード型カメラなどが発表されている。
【0003】
このような電子装置においては、内部にアナログ回路とデジタル回路が混在するものも多く、図4,図5,図6に示す赤外通信用カードを例にとって従来技術を説明する。この赤外通信用カードは、PCMCIA規格に準拠する接続部を持つ情報処理装置に接続し、他の赤外線通信の手段を持つ機器と赤外線で通信を行うものである。
【0004】
図4は赤外線通信用カードの外観を示す斜視図、図5はその内部を示す透視図、図6はその構成を示す分解斜視図である。同図において、71はPCMCIA規格に準拠する接続部を持つ情報処理装置と接続するためのPCMCIAコネクタ、72はカードフレームであり、後述の回路基板76を支持する基板支持部72aとバネ位置決め用の穴72bを有している。
【0005】
73は金属板であり、カバーとシールド板を兼ねている。74はデジタル回路の構成部品、75はアナログ回路の構成部品であり、これらは上述の回路基板76に実装されている。78はコイルバネであり、上記バネ位置決め用の穴72bに挿入されて、回路基板76に設けられた接地パターン77にその弾性で回路基板76と上記シールド板を構成する金属板73とを電気的に接続するようになっている。79は赤外線ダイオードである。
【0006】
上記のように構成された赤外通信用カードを上述のPCMCIA規格に準拠する接続部を持つ情報処理装置に接続した場合、該赤外線通信用カードは、情報処理装置よりPCMCIAコネクタを介して送られてきたデジタルデータを上記デジタル回路によりアナログデータに変換し、またこのアナログ回路により赤外線ダイオード79を発光せしめ、データを転送する。
【0007】
その際、情報処理装置や外部装置の発するノイズの影響を本カードが受けないように、また静電気による内部回路の破壊を防止するために、上下の外装を金属板73で構成し、コイルバネ78で回路基板76に接地するようにしている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年情報処理装置の処理速度を向上させるために、内部回路で用いる周波数が非常に高くなってきている。
【0009】
このため、上記のような従来のアナログ回路とデジタル回路が混在する電子装置を情報処理装置に接続して使用する場合、アナログ回路とデジタル回路が何の考慮もなく配置されているので、ノイズの影響を受け易いアナログ回路がノイズにより誤動作するという問題点があった。
【0010】
また、コイルバネ等の組み付け部品が必要で、組立作業性が悪いという問題点があった。
【0011】
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、アナログ回路を高周波のノイズから保護でき、誤動作を防止した撮像装置を提供することを目的とするものである。
【0012】
また、コイルバネ等の組み付け部品が不要で、組立作業性の良い撮像装置を得ることを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、撮像装置を次の(1)ないし(3)のとおりに構成する。
(1)外部機器接続用のコネクタと、アナログ回路及びデジタル回路の構成部品とが実装された回路基板と、光学像を光電変換して電気的な画像情報信号を生成する撮像素子とを備え、前記アナログ回路の構成部品と前記デジタル回路の構成部品とを前記回路基板内で分けて実装した撮像装置であって、
前記アナログ回路の構成部分を保護するシールド板と、少なくとも前記デジタル回路の構成部品の一部を覆う導電部材と、それらの回路基板及び導電部材を支持するフレームとを備え、
前記フレームは前記回路基板を支持する支持部を有し、該支持部は前記シールド板を固定する固定手段を有する撮像装置。
(2)外部機器接続用のコネクタと、アナログ回路及びデジタル回路の構成部品とが実装された回路基板と、光学像を光電変換して電気的な画像情報信号を生成する撮像素子とを備え、前記アナログ回路の構成部品と前記デジタル回路の構成部品とを前記回路基板内で分けて実装した撮像装置であって、
前記アナログ回路の構成部分を保護するシールド板と、少なくとも前記構成部品の一部を覆う導電部材と、それらの回路基板及び導電部材を支持するフレームとを備え、
前記フレームは前記回路基板を支持する支持部を有し、該支持部は前記シールド板を固定する固定手段を有し、
前記シールド板は弾性部を有し、その弾性作用により前記導電部材及び前記回路基板と電気的に接続されている撮像装置。
(3)外部機器接続用のコネクタと、アナログ回路及びデジタル回路の構成部品とが実装された回路基板と、光学像を光電変換して電気的な画像情報信号を生成する撮像素子とを備え、前記アナログ回路の構成部品と前記デジタル回路の構成部品とを前記回路基板内で分けて実装した撮像装置であって、
前記アナログ回路の構成部分を保護するシールド板と、少なくとも前記構成部品の一部を覆う導電部材と、それらの回路基板及び導電部材を支持するフレームとを備え、
前記シールド板は弾性部を有し、その弾性作用により前記導電部材及び前記回路基板と電気的に接続されている撮像装置。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例をカード型撮像装置に適用した場合について説明する。図11はその撮像装置の構成を示す分解斜視図、図2は図1の撮像装置の回路構成を示すブロック図、図3は該撮像装置の外観を示す斜視図であり、図3の(a)と(b)とでは撮像ヘッドの向きが異なっている。
【0020】
本撮像装置は、以下に詳細に説明するが、回路基板上でアナログ回路の構成部品(電気部品)とデジタル回路の構成部品とを分けて実装しており、またアナログ回路の構成部品は外部機器接続用のコネクタからより可能な遠い位置に配置し、アナログ回路の構成部分をシールド板で保護している。
【0021】
また、上記構成部品の一部を覆う導電部材(少なくとも外装の一部を被覆する導電材)と、この導電部材及び上記回路基板を支持するフレームを備えており、その導電部材を上記シールド板に電気的に接続し、該シールド板を回路基板の所定端子(アースパターン)と電気的に接続している。
【0022】
まず、回路構成について説明する。図2中、1は光学系及び信号処理系などを内蔵した撮像ユニット(Camera Unit)、2は外部機器であるコンピュータ(Computer)、3はコンピュータ2のCPUシステム、4は撮像ユニット1をコンピュータ2に接続するためのインターフェース(I/F)である。
【0023】
また、5はコンピュータ2のディスプレイシステム(Display System)、6はコンピュータ2のメモリシステム(Memory System)、7はコンピュータ2を制御する書換可能な動作プログラム(Program)、8はコンピュータ2の電力管理システム(Power Manager)、9はコンピュータ2のバッテリー(Battery)、10はコンピュータ2に電力供給可能な外部電源装置(Ext.Power)である。
【0024】
次に、図2中破線で囲んだ撮像ユニット1の内部構成について説明する。11はズームレンズ及びフォーカスレンズや絞りを含むレンズユニット(Lens Unit)、12はそのレンズを駆動するレンズコントローラ(Lens Controler)で、公知の自動合焦装置や自動露出装置、さらには自動防振(手振れ防止)装置を含む。
【0025】
13は光学像を光電変換して電気的な画像情報信号を生成するCCD(撮像素子)、14はそのアナログ画像情報信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータ、15は制御用のタイミング信号を発生するタイミングジェネレータ(TG)、16は上記デジタル画像情報信号を処理して所定の画像信号を生成するデジタル信号処理装置(DSP)、17はFIFOメモリ(Memory)、18は全体を制御するコントロールユニット(Control Unit)、19は外部接続用のインターフェース(カメラI/F)で、上記画像信号をコンピュータ2に出力するための接続部となっている。
【0026】
また、20はコンピュータ2から供給された電源電圧をCCD13を駆動するために最適な電圧に変換するDC/DCコンバータ(Converter)、21はズームスイッチ(Zoom SW)、22はフォーカススイッチ(Focus SW)で、これらのスイッチ21,22の出力側は上記コントロールユニット18に接続されており、スイッチ21,22の操作に応じたレンズ制御が可能となっている。
【0027】
本実施例の撮像装置は、上記の撮像ユニット1及びコンピュータ2を含む構成となっており、撮像ユニット1とコンピュータ2は分離可能である。具体的には、インターフェース4はPCMCIAのカードスロットで構成され、一方撮像ユニット1の一部はPCMCIAカードと同じ形状を有し、双方の結合状態ではレンズ部がコンピュータ2より突出した状態で撮像可能となっている。そして、撮像ユニット1とコンピュータ2を分離するときには、コンピュータ2側の不図示のイジェクトボタンを押すことにより分離することができる。
【0028】
次に、撮像ユニット1の具体的な構成について説明する。図1で上述のブロック図で説明したものと同じものは同一符号を付してある。この撮像ユニット1は、略カード型のカード本体50とCCD13を有した撮像ヘッド60で構成されている。
【0029】
まず、カード本体50から説明する。
【0030】
51はコネクタ56の端子に半田付けされ、上述のアナログ回路であるA/Dコンバータ14、タイミングジェネレータ(TG)15と、デジタル回路であるデジタル信号処理装置(DSP)16、FIFOメモリ17、コントロールユニット18と、DC/DCコンバータ20やフレキコネクタ57等が実装されたメイン基板(回路基板)で、DC/DCコンバータ20は基板裏面に実装されている。そして、図示のようにアナログ回路部とデジタル回路部は基板上で分割され、アナログ回路部は外部機器接続用のコネクタ56より遠い位置に実装されている。
【0031】
52は上記コネクタ56が接続されてメイン基板51を保持するカードフレームで、その構成は略枠構造をなし、コネクタ56が配置される側に対して反対側には、撮像ヘッド60の回転支持部52aが植立されたフレーム壁52bが一体的に設けられ、このフレーム壁52bの両脇はカードフレーム52の枠部に対してリブ部52cが設けられている。また回転支持部52aには、後述のフレキシブル基板66を通す連通部52dが形成されている。また、後述のシールド板58を固定するための凸部(固定部材)52eが、メイン基板51を支持する支持部52fに設けられている。
【0032】
53,54はメイン基板51とカードフレーム52を上下から挟み込んで、カードフレーム52に対して接着あるいは機械的結合により取り付けられる金属製のカバーで、ノイズ等のシールドも兼ねている。このカバー53,54及びカードフレーム52の一部によりカード部分の外形が決定され、これがコンピュータ2のカードスロットに差し込まれる。
【0033】
55はカードフレーム52に対してビス締め等で固定されるケースで、指掛り部55aを有している。
【0034】
58はアナログ回路を構成するA/Dコンバータ14,タイミングジェネレータ(TG)15を覆う上述のシールド板であり、カードフレーム52の凸部52eに嵌合し位置決めするための穴58cと、回路基板接続用の弾性部58aを有し、メイン基板51に設けられたアースパターン25にその弾性で該メイン基板51と該シールド板58を電気的に接続している。また、このシールド板58は、カバー53,54と電気的接続をとるための弾性部58bを有している。
【0035】
次に、撮像ヘッド60について説明する。
【0036】
61はレンズユニット11のズームレンズ62及びフォーカスレンズ63が光軸方向に移動可能に設けられるとともに、ズームレンズ62とフォーカスレンズ63の間に絞りユニット64が配置され、これらのズームレンズ62、フォーカスレンズ63及び絞りユニット64を通ってきた光束が結像するCCD13が設けられた光学撮像ユニットで、ズームレンズ駆動モータ、フォーカスレンズ駆動モータ及びIGメータを含む。そして、ズームレンズ62、フォーカスレンズ63及び絞りユニット64は、レンズコントローラ12により駆動される。
【0037】
65は上記光学撮像ユニット61が取り付けられ、上記カードフレーム52の回転支持部52aに対して回動自在に設けられた回転板で、そのカードフレーム52側には該カードフレーム52の回転板65側に設けられた不図示の凸部が係合する溝部65aが設けられており、回転に応じてカードフレーム52の凸部が溝部65aの中を移動し、その結果撮像ヘッド60が回転する。本実施例では光軸が水平状態から上方を通り、また水平状態になるように180°回転する。
【0038】
66はCCD13の出力を本体側のメイン基板51に送るとともに、レンズや絞りの駆動命令を本体側から撮像ヘッド側に送る前述のフレキシブル基板で、カードフレーム52の撮像ヘッド60側に突出した回転支持部52aの連通部52dを通り、その先端はカードフレーム52の切り欠き部を通ってメイン基板51上のフレキコネクタ57に連結されている。
【0039】
67は撮像ケースで、撮像ヘッド60の外装となっており、光軸に対応した場所には開口67aが設けられるとともに、回転軸に垂直な面にはズームスイッチ21及びフォーカススイッチ22が設けられている。またこのスイッチの状態は、フレキシブル基板66を介して本体側に伝達される。
【0040】
また、撮像ヘッド60の回転中心は該撮像ヘッド60が回転したときにカード本体50より下側に出っ張らないように、カード本体下面から回転中心までの距離をRとすると、撮像ヘッド60の開口67aの反対側の形状が回転中心からの距離がRを越えないような寸法になっている。
【0041】
上記構成において、コンピュータ2のカードスロットに撮像ユニット1が挿入され、撮像ユニット1に電源が供給されると、被写体像はレンズユニット11を通してCCD13に結像し、A/Dコンバータ14によってデジタルデータに変換される。このデジタルデータは信号処理装置16でデジタル処理され、FIFOメモリ17に一時記録された後、インターフェース19を通じて記録した順にコンピュータ2に送出される。このとき、カメラ側のインターフェース19は、コンピュータ側のインターフェース4に接続されている。
【0042】
また、タイミングジェネレータ15が送出するタイミングパルスによって、CCD13及びA/Dコンバータ14から撮像データが得られる。このタイミングジェネレータ15が送出するタイミングパルスの間隔は、コントロールユニット18により制御される。
【0043】
そして撮像された信号を基にコントロールユニット18によって合焦制御や露出制御が行われ、得られた撮像データはインターフェース4を通してコンピュータ2に送られ、ディスプレイシステム5に表示したり、メモリシステム6に記録することができる。
【0044】
ここで、コンピュータ2の回路は高周波で駆動されており、その回路が構成された基板に実装されている該コンピュータ2のカードスロットに直接接続されるコネクタ56の周辺の回路は、通常高周波で駆動されている回路に近い位置に配置されているので、ノイズの影響を受け易い。そこで、本実施例ではメイン基板51上で回路をアナログ回路とデジタル回路に分け、ノイズの影響を受け易いアナログ回路部をコネクタ56より遠い位置に配置しているので、ノイズの影響を最小に抑えることができる。更に、アナログ回路部にシールド板58を設けているので、確実にノイズを遮断することができる。
【0045】
また、シールド板58を弾性部材で形成し、メイン基板51をその弾性を利用して接地することで、確実に半田付けを行わなくともメイン基板51とシールド基板58を電気的に接続することができる。更に、上記の弾性で金属板(カバー)とメイン基板51をシールド板58を介して接続しているので、コイルバネが不要となり、作業組立性が良い。
【0046】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、回路基板上でアナログ回路部とデジタル回路部を分けて実装し、アナログ回路部を外部機器接続用のコネクタから離して配置したため、アナログ回路を高周波のノイズから保護でき、誤動作を防止できるという効果があり、更にアナログ回路部をシールド板で覆うことにより、確実にノイズを遮断することができる。
【0047】
また、外装の一部を被覆する導電材を設け、これに上記シールド板を電気的に接続するとともに、回路基板とも接続することで、全体をノイズや静電気から保護することができ、アナログ回路をより確実に保護することができる。
【0048】
更に、フレームに回路基板を支持する支持部を設け、この支持部にシールド板を固定できるようにすることで、シールド板を確実に所望の位置に固定でき、コイルバネが不要となり、組立作業性が良いものとなる。
【0049】
また、上記シールド板を弾性部材とし、回路基板等に弾性作用により接続することで、回路基板とシールド板を半田付けによらずに接続でき、組立性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例の構成を示す分解斜視図
【図2】 図1の撮像装置の回路構成を示すブロック図
【図3】 図1の撮像装置の外観を示す斜視図
【図4】 従来の赤外線通信用カードの外観を示す斜視図
【図5】 図4のカードの内部を示す透視図
【図6】 図4のカードの構成を示す分解斜視図
【符号の説明】
1 撮像ユニット
2 コンピュータ
3 インターフェース
14 A/Dコンバータ(アナログ回路)
15 タイミングジェネレータ(アナログ回路)
16 デジタル信号処理装置(デジタル回路)
17 FIFOメモリ(デジタル回路)
18 コントロールユニット(デジタル回路)
50 カード本体
51 メイン基板(回路基板)
52 カードフレーム
52e 凸部(固定手段)
52f 支持部
53 カバー(導電部材)
54 カバー(導電部材)
55 カードフレーム
56 コネクタ
58 シールド板
60 撮像ヘッド
Claims (3)
- 外部機器接続用のコネクタと、アナログ回路及びデジタル回路の構成部品とが実装された回路基板と、光学像を光電変換して電気的な画像情報信号を生成する撮像素子とを備え、前記アナログ回路の構成部品と前記デジタル回路の構成部品とを前記回路基板内で分けて実装した撮像装置であって、
前記アナログ回路の構成部分を保護するシールド板と、少なくとも前記デジタル回路の構成部品の一部を覆う導電部材と、それらの回路基板及び導電部材を支持するフレームとを備え、
前記フレームは前記回路基板を支持する支持部を有し、該支持部は前記シールド板を固定する固定手段を有することを特徴とする撮像装置。 - 外部機器接続用のコネクタと、アナログ回路及びデジタル回路の構成部品とが実装された回路基板と、光学像を光電変換して電気的な画像情報信号を生成する撮像素子とを備え、前記アナログ回路の構成部品と前記デジタル回路の構成部品とを前記回路基板内で分けて実装した撮像装置であって、
前記アナログ回路の構成部分を保護するシールド板と、少なくとも前記デジタル回路の構成部品の一部を覆う導電部材と、それらの回路基板及び導電部材を支持するフレームとを備え、
前記フレームは前記回路基板を支持する支持部を有し、該支持部は前記シールド板を固定する固定手段を有し、
前記シールド板は弾性部を有し、その弾性作用により前記導電部材及び前記回路基板と電気的に接続されていることを特徴とする撮像装置。 - 外部機器接続用のコネクタと、アナログ回路及びデジタル回路の構成部品とが実装された回路基板と、光学像を光電変換して電気的な画像情報信号を生成する撮像素子とを備え、前記アナログ回路の構成部品と前記デジタル回路の構成部品とを前記回路基板内で分けて実装した撮像装置であって、
前記アナログ回路の構成部分を保護するシールド板と、少なくとも前記デジタル回路の構成部品の一部を覆う導電部材と、それらの回路基板及び導電部材を支持するフレームとを備え、
前記シールド板は弾性部を有し、その弾性作用により前記導電部材及び前記回路基板と電気的に接続されていることを特徴とする撮像装置。
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