JP5425327B2 - 電子機器 - Google Patents
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Description
本発明は、差動で動作する信号線の配線パターンを有するプリント配線基板が搭載される電子機器に関する。
従来、電子機器に搭載されるプリント配線基板に実装される差動伝送路には、USB(Universal Serial Bus)規格や、HDMI(登録商標)(High-Definition Multimedia Interface)規格の差動伝送路がある。この種の差動伝送路においては、対となる差動伝送路の特性インピーダンスをそれぞれの規格により定められた値で均一にする必要がある。
他方、電子機器の高性能化や高付加価値化に伴い、それを実現するための電子回路を搭載するプリント配線基板においては、より回路動作の高速化や信号線(配線パターン)の高密度化が図られるようになっている。回路動作の高速化に伴い、クロックラインの周波数上昇により不要な輻射ノイズが発生する場合がある。また、信号線の増加に伴い、ノイズ源になる信号線が隣接してクロストーク(ノイズの干渉)が発生する場合がある。そのため、特性インピーダンスを均一にすることが困難になってきている。
上記のような差動伝送路の不要な輻射ノイズを低減させ、他の信号とのクロストークを防止することを目的としたパターンレイアウトに関する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来までは、USB規格やHDMI(規格等の差動伝送路を有する電子回路は、それぞれ単独でプリント配線基板に搭載されていたため、一対の差動伝送路と他の信号線とに関わるパターンレイアウトにさえ注意すればよかった。しかし、電子機器の高性能化や高付加価値化に伴い、同一のプリント配線基板に複数の規格の差動伝送路が搭載されるようになり、値の異なる特性インピーダンスを持つ差動伝送路同士の干渉が問題となっている。
本発明の目的は、差動で動作する信号線の配線パターンが形成されるプリント配線基板における異なる差動信号同士のクロストークの発生を防止し、不要な輻射ノイズを低減することを可能とした電子機器を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、プリント配線基板と、前記プリント配線基板に実装される第1の接続端子と、前記プリント配線基板に実装される第2の接続端子と、被写体像を光電変換して画像データを生成する撮像素子と、前記プリント配線基板に接続され、前記画像データを前記プリント配線基板に伝送する伝送基板と、前記第1の接続端子と前記プリント配線基板に接続された前記伝送基板との間に配置され、かつ前記第2の接続端子と前記プリント配線基板に接続された前記伝送基板との間に配置されるように、前記プリント配線基板に実装される制御手段と、を備え、前記第1の接続端子および前記第2の接続端子は、前記プリント配線基板の一方側の端部に実装され、前記制御手段は、第1の端子、第2の端子および第3の端子を有し、前記プリント配線基板には、前記第1の端子と前記第1の接続端子とを接続する第1の配線パターン、前記第2の端子と前記第2の接続端子とを接続する第2の配線パターンおよび前記第3の端子と前記プリント配線基板に接続された前記伝送基板とを接続する第3の配線パターンが形成され、前記第1の配線パターンおよび前記第2の配線パターンは互いに異なる特性インピーダンス値になるように配線される差動伝送路であって、前記第1の配線パターンおよび前記第2の配線パターンが交差しないように、前記第1の端子、前記第2の端子および前記第3の端子は前記制御手段に配置されることを特徴とする。
本発明によれば、第1の配線パターンおよび第2の配線パターンが交差しないように、第1の端子、第2の端子および第3の端子は制御手段に配置する。これにより、プリント配線基板における異なる差動信号同士のクロストークの発生を防止することが可能となり、不要な輻射ノイズを低減することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第1の実施の形態〕
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る電子機器としての撮像装置に搭載されたプリント配線基板の配線パターンの構成を示す正面図である。図2は、図1のプリント配線基板を搭載した撮像装置の構成を示すブロック図である。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る電子機器としての撮像装置に搭載されたプリント配線基板の配線パターンの構成を示す正面図である。図2は、図1のプリント配線基板を搭載した撮像装置の構成を示すブロック図である。
本実施の形態および後述の各実施の形態では、本発明のプリント配線基板の配線構造を撮像装置(デジタルカメラ)に適用した場合について説明する。
図1、図2において、撮像装置は、撮像装置本体に、レンズ鏡筒200、プリント配線基板100、CCD信号伝達基板201を装備している。撮像装置は、CPU500、撮影レンズ203、レンズ制御部202、撮像素子(以後CCD)204、撮像制御部501、A/D変換部503、マイクロフォン(以後マイク)504を備えている。更に、撮像装置は、A/D変換部505、スピーカ506、操作部507、記録部508、メモリ509、差動伝送路400、HDMI端子300、差動伝送路401、USB端子301を備えている。USB:Universal Serial Bus。HDMI:High-Definition MultimediaInterface。
本実施の形態では、CPU500(電子部品)と、外部インタフェース(不図示)に接続するためのHDMI端子300およびUSB端子301とが、差動で動作する信号線の配線パターンが形成された同一のプリント配線基板100に実装されている。
レンズ鏡筒200には、上記の撮影レンズ203、CCD204が搭載されている。プリント配線基板100には、上記のCPU500、撮像制御部501、信号線402、HDMIドライバIC510、差動伝送路400、HDMI端子300、USBドライバIC511、差動伝送路401、USB端子301が実装されている。プリント配線基板100の撮像制御部501とレンズ鏡筒200との間には、CCD信号伝達基板201が接続されている。
更に詳述すると、プリント配線基板100の略中央部には、CPU500が実装されている。プリント配線基板100におけるCPU500の実装箇所(配設箇所)に対して一方の側の端部には、HDMI端子300とUSB端子301が実装されている。また、プリント配線基板100におけるCPU500の実装箇所(配設箇所)に対して他方の側には、撮像制御部501が実装されている。
HDMI端子300(第1の接続端子)は、差動伝送路400(第1の配線パターン)に電気的に接続されている。USB端子301(第2の接続端子)は、差動伝送路401(第2の配線パターン)に電気的に接続されている。CPU500は、各信号の制御を行うHDMIドライバIC510と、差動伝送路400を介してHDMI端子300に電気的に接続されている。また、CPU500は、各信号の制御を行うUSBドライバIC511と、差動伝送路401を介してUSB端子301に電気的に接続されている。また、CPU500は、CCD204(撮像手段)を制御する撮像制御部501(撮像制御手段)に電気的に接続されている。
HDMI端子300までの差動伝送路400は、差動で動作する信号が伝送され、差動の特性インピーダンス値が例えば100Ωとなるように配線されている。差動伝送路400は、HDMI規格の信号が伝送される配線パターンである。USB端子301までの差動伝送路401は、差動で動作する信号が伝送され、差動の特性インピーダンス値が例えば90Ωとなるように配線されている。差動伝送路401は、USB規格の信号が伝送される配線パターンである。
撮像制御部501は、A/D変換部502を備えており、CCD204の制御を行う。操作部507は、撮像装置で撮影を行う際の各種操作や設定に用いる。記録部508は、撮影した映像のデジタルデータ(画像データ)や音声のデジタルデータを記録する。メモリ509は、各種データを記憶する。CPU500は、記録部508に記録された映像のデジタルデータや音声のデジタルデータを読み出し、HDMI端子300、USB端子301を介し外部機器(テレビジョン受像機(以後テレビ)、パーソナルコンピュータ等)とデータ通信を行うことができる。
ここで、HDMI端子300とUSB端子301は、撮像装置筐体の側面側に並べた状態で配置されている。また、プリント配線基板100に実装された撮像制御部501は、撮像装置筐体の内側に配置されている。また、上述したように、プリント配線基板100においてHDMI端子300およびUSB端子301と撮像制御部501との間にCPU500が配置されている。
次に、撮像装置の動作を簡単に説明する。撮影に伴い撮影レンズ203を通過した被写体像がCCD204の撮像面上に結像され、CCD204により被写体像が電気信号に光電変換される。被写体像を光電変換することで生成された画像データは、CCD信号伝達基板201を介してプリント配線基板100に実装された撮像制御部501に伝送される。
撮像制御部501は、CCD信号伝達基板201を介してCCD204を駆動することで、被写体像を光電変換して生成された画像データを取得し、A/D変換部502によりA/D変換を行いCPU500に転送する。CPU500は、A/D変換後の画像データに対し信号処理を行い、記録部508に出力し記録する。
マイク504は、撮像装置による動画撮影時の音声入力や、撮影した動画に撮影者が音声で注釈をつけるアノテーションに用いる。A/D変換部503は、マイク504から入力された音声をA/D変換したデジタルデータをCPU500に送出する。CPU500は、デジタルデータを記録部508に記録する。音声を再生する際は、CPU500は、記録部508から読み出したデジタルデータをD/A変換部505に送出することで音声にD/A変換する。これにより、スピーカ506を鳴動させることで音声を再生することができる。
図3は、図1のプリント配線基板の配線パターンの構成を示す正面透視図である。
図3において、CPU500は、第1の端子500a、第2の端子500b、第3の端子500cを備えている。CPU500の第1の端子500aは、HDMI端子300に接続された差動伝送路400の信号線およびHDMIドライバIC510と接続されている。CPU500の第2の端子500bは、USB端子301に接続された差動伝送路401の信号線およびUSBドライバIC511と接続されている。
CPU500の第3の端子500cは、撮像制御部501の信号線402(第3の配線パターン)と接続されている。また、CPU500の第3の端子500cは、差動伝送路400および差動伝送路401と交差しないように配置されている。
CPU500におけるHDMI端子300に接続された第1の端子500a、USB端子301に接続された第2の端子500bと、撮像制御部501に接続された第3の端子500cとは、次の位置関係に配置されている。即ち、CPU500の面上において所定間隔をおいて対向する位置関係に配置されている。また、CPU500の第1の端子500aと第2の端子500bとは、差動伝送路400と差動伝送路401が交差しないように、それぞれ、HDMI端子300の実装箇所(配設箇所)とUSB端子301の実装箇所(配設箇所)に対応した位置に配置されている。
以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、CPU500の第1の端子500a、第2の端子500bを、差動伝送路400と差動伝送路401が交差しないように、HDMI端子300、USB端子301の実装箇所に対応する位置に配置している。これにより、プリント配線基板100における異なる差動信号同士のクロストークの発生を防止することが可能となり、不要な輻射ノイズを低減することが可能となる。
また、2つの差動伝送路のうち一方の差動伝送路400をHDMI規格の信号の配線パターンとし、他方の差動伝送路401をUSB規格の信号の配線パターンとしている。これにより、特性インピーダンス値が異なる差動信号同士がクロストークを起こし、互いのインピーダンス値が乱れることにより信号の伝送品質が低下するのを防止することが可能となる。
また、CPU500の第3の端子500cを、差動伝送路400および差動伝送路401と交差しないように配置している。これにより、撮像制御部501の動作の高速化に伴う周波数の高いクロックラインと差動信号とのクロストークの発生を防止することが可能となり、不要な輻射ノイズを低減することが可能となる。
また、HDMI端子300とUSB端子301を撮像装置筐体の側面側に並べた状態で配置すると共に、撮像制御部501を撮像装置筐体の内側に配置し、HDMI端子300およびUSB端子301と撮像制御部501との間にCPU500を配置している。これにより、撮像装置の略中央部に配置されたCCDを制御する回路のクロックラインと、外部インタフェースとして撮像装置外周部に配置されるコネクタ(HDMI端子とUSB端子)に接続される差動信号とのクロストークの発生を防止することが可能となる。更に、CCDとコネクタを効率よく配置することが可能となる。
〔第2の実施の形態〕
本発明の第2の実施の形態は、上記第1の実施の形態に対して、下記の点において相違する。本実施の形態のその他の要素は、上記第1の実施の形態(図1、図2)の対応するものと同一なので、下記の図4において説明を簡略化または省略する。
本発明の第2の実施の形態は、上記第1の実施の形態に対して、下記の点において相違する。本実施の形態のその他の要素は、上記第1の実施の形態(図1、図2)の対応するものと同一なので、下記の図4において説明を簡略化または省略する。
上記第1の実施の形態では、CPU500と、外部インタフェースに接続するためのHDMI(登録商標)端子300およびUSB端子301とを同一のプリント配線基板に実装する構成とした。
これに対し、本実施の形態は、HDMI(登録商標)端子300、USB端子301を2つの中継基板にそれぞれ実装すると共に、2つの中継基板をそれぞれ中継コネクタによりプリント配線基板に接続する構成としたものである。
図4は、本実施の形態に係る電子機器としての撮像装置に搭載されたプリント配線基板の配線パターンの構成を示す正面図である。
図4において、撮像装置は、撮像装置本体に、レンズ鏡筒200、プリント配線基板100、CCD信号伝達基板201、第1の中継基板304、第2の中継基板305を装備しており、外部機器とデータ通信が可能に構成されている。レンズ鏡筒200には、撮影レンズ203、CCD204(図2参照)が搭載されている。
プリント配線基板100には、CPU500、撮像制御部501、信号線402、HDMI(登録商標)ドライバIC510、HDMI(登録商標)規格の差動伝送路400、第1の中継コネクタ302が実装されている。更に、プリント配線基板100には、USBドライバIC511、USB規格の差動伝送路401、第2の中継コネクタ303が実装されている。プリント配線基板100の撮像制御部501とレンズ鏡筒200との間には、CCD信号伝達基板201が接続されている。
更に詳述すると、プリント配線基板100におけるCPU500の実装箇所に対して一方の側には、第1の中継コネクタ302、第2の中継コネクタ303が実装されている。第1の中継基板304は、第1の中継コネクタ302を介してプリント配線基板100に接続されている。また、第2の中継基板305は、第2の中継コネクタ303を介してプリント配線基板100に接続されている。第1の中継基板304には、HDMI(登録商標)規格の差動伝送路403、HDMI(登録商標)端子300が実装されている。また、第2の中継基板305には、USB規格の差動伝送路404、USB端子301が実装されている。
HDMI(登録商標)端子300は、第1の中継基板304に実装された差動伝送路403と、プリント配線基板100に実装された差動伝送路400を介してHDMI(登録商標)ドライバIC510に接続され、更にそこからCPU500と電気的に接続されている。USB端子301は、第2の中継基板305に実装された差動伝送路404と、プリント配線基板100に実装された差動伝送路401を介してUSBドライバIC511に接続され、更にそこからCPU500と電気的に接続されている。HDMI(登録商標)ドライバIC510、USBドライバIC511が、それぞれCPU500に電気的に接続されることで、信号の送受信を行っている。
以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、HDMI(登録商標)端子300とUSB端子301を2つの中継基板にそれぞれ実装すると共に、2つの中継基板をそれぞれ中継コネクタによりプリント配線基板100に接続している。これにより、プリント配線基板100における異なる差動信号同士のクロストークの発生を防止することが可能となり、不要な輻射ノイズを低減することが可能となる。更に、自由な基板レイアウト設計が可能となる。
〔第3の実施の形態〕
本発明の第3の実施の形態は、上記第1の実施の形態に対して、下記の点において相違する。本実施の形態のその他の要素は、上記第1の実施の形態(図1、図2)の対応するものと同一なので、下記の図5において説明を簡略化または省略する。
本発明の第3の実施の形態は、上記第1の実施の形態に対して、下記の点において相違する。本実施の形態のその他の要素は、上記第1の実施の形態(図1、図2)の対応するものと同一なので、下記の図5において説明を簡略化または省略する。
上記第2の実施の形態では、HDMI(登録商標)端子300、USB端子301を2つの中継基板にそれぞれ実装すると共に、2つの中継基板をそれぞれ中継コネクタによりプリント配線基板に接続する構成とした。
これに対し、本実施の形態は、HDMI(登録商標)端子300をプリント配線基板に実装し、USB端子301を中継基板に実装すると共に中継基板を中継コネクタによりプリント配線基板に接続する構成としたものである。
図5は、第3の実施の形態に係る電子機器としての撮像装置に搭載されたプリント配線基板の配線パターンの構成を示す正面図である。
図5において、撮像装置は、撮像装置本体に、レンズ鏡筒200、プリント配線基板100、CCD信号伝達基板201、中継基板305を装備しており、外部機器とデータ通信が可能に構成されている。レンズ鏡筒200には、撮影レンズ203、CCD204(図2参照)が搭載されている。
プリント配線基板100には、CPU500、撮像制御部501、信号線402、HDMI(登録商標)ドライバIC510、HDMI(登録商標)規格の差動伝送路400、HDMI(登録商標)端子300が実装されている。更に、プリント配線基板100には、USBドライバIC511、USB規格の差動伝送路401、中継コネクタ303が実装されている。プリント配線基板100の撮像制御部501とレンズ鏡筒200との間には、CCD信号伝達基板201が接続されている。
更に詳述すると、プリント配線基板100におけるCPU500の実装箇所に対して一方の側には、HDMI(登録商標)端子300(いずれか一方)、中継コネクタ303が実装されている。中継基板305は、中継コネクタ303を介してプリント配線基板100に接続されている。中継基板305には、USB規格の差動伝送路404、USB端子301(いずれか他方)が実装されている。
USB端子301は、中継基板305に実装された差動伝送路404と、プリント配線基板100に実装された差動伝送路401を介してUSBドライバIC511に接続され、更にそこからCPU500と電気的に接続されている。他方、HDMI(登録商標)端子300は、上述したようにプリント配線基板100に直接実装されており、プリント配線基板100に実装された差動伝送路400を介してHDMI(登録商標)ドライバIC510に接続され、更にそこからCPU500と電気的に接続されている。HDMI(登録商標)ドライバIC510、USBドライバIC511が、それぞれCPU500に電気的に接続されることで、信号の送受信を行っている。
以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、HDMI(登録商標)端子300をプリント配線基板100に実装し、USB端子301を中継基板305に実装すると共に中継基板305を中継コネクタ303によりプリント配線基板100に接続している。これにより、特性インピーダンス値が異なる差動信号同士がクロストークを起こし、互いのインピーダンス値が乱れることによって外部機器と送受信する際の信号の伝送品質が低下するのを防止することが可能となる。
〔他の実施の形態〕
第1乃至第3の実施の形態では、本発明のプリント配線基板の配線構造を撮像装置(デジタルカメラ)に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではない。本発明のプリント配線基板の配線構造はデジタルカメラの他に、プリント配線基板を有する電子機器全般(携帯情報端末(PDA)、携帯電話機、テレビ、パーソナルコンピュータ(情報処理装置)を含む)に適用することができる。
第1乃至第3の実施の形態では、本発明のプリント配線基板の配線構造を撮像装置(デジタルカメラ)に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではない。本発明のプリント配線基板の配線構造はデジタルカメラの他に、プリント配線基板を有する電子機器全般(携帯情報端末(PDA)、携帯電話機、テレビ、パーソナルコンピュータ(情報処理装置)を含む)に適用することができる。
第3の実施の形態では、HDMI(登録商標)端子300をプリント配線基板に実装し、USB端子301を中継基板に実装すると共に中継基板を中継コネクタによりプリント配線基板に接続する構成としたが、これに限定されるものではない。USB端子301をプリント配線基板に実装し、HDMI(登録商標)端子300を中継基板に実装すると共に中継基板を中継コネクタによりプリント配線基板に接続する構成としてもよい。
100 プリント配線基板
204 CCD
300 HDMI(登録商標)端子
301 USB端子
302 第1の中継コネクタ
303 第2の中継コネクタ
304 第1の中継基板
305 第2の中継基板
400、401、403、404 差動伝送路
402 撮像制御部の信号線
500 CPU
501 撮像制御部
510 HDMI(登録商標)ドライバIC
511 USBドライバIC
204 CCD
300 HDMI(登録商標)端子
301 USB端子
302 第1の中継コネクタ
303 第2の中継コネクタ
304 第1の中継基板
305 第2の中継基板
400、401、403、404 差動伝送路
402 撮像制御部の信号線
500 CPU
501 撮像制御部
510 HDMI(登録商標)ドライバIC
511 USBドライバIC
Claims (5)
- プリント配線基板と、
前記プリント配線基板に実装される第1の接続端子と、
前記プリント配線基板に実装される第2の接続端子と、
被写体像を光電変換して画像データを生成する撮像素子と、
前記プリント配線基板に接続され、前記画像データを前記プリント配線基板に伝送する伝送基板と、
前記第1の接続端子と前記プリント配線基板に接続された前記伝送基板との間に配置され、かつ前記第2の接続端子と前記プリント配線基板に接続された前記伝送基板との間に配置されるように、前記プリント配線基板に実装される制御手段と、を備え、
前記第1の接続端子および前記第2の接続端子は、前記プリント配線基板の一方側の端部に実装され、
前記制御手段は、第1の端子、第2の端子および第3の端子を有し、前記プリント配線基板には、前記第1の端子と前記第1の接続端子とを接続する第1の配線パターン、前記第2の端子と前記第2の接続端子とを接続する第2の配線パターンおよび前記第3の端子と前記プリント配線基板に接続された前記伝送基板とを接続する第3の配線パターンが形成され、前記第1の配線パターンおよび前記第2の配線パターンは互いに異なる特性インピーダンス値になるように配線される差動伝送路であって、
前記第1の配線パターンおよび前記第2の配線パターンが交差しないように、前記第1の端子、前記第2の端子および前記第3の端子は前記制御手段に配置されることを特徴とする電子機器。 - 前記第1の配線パターンはHDMI(登録商標)規格の信号が伝送される配線パターンであり、前記第2の配線パターンはUSB規格の信号が伝送される配線パターンであることを特徴とする請求項1記載の電子機器。
- 前記第1の接続端子はHDMI端子であり、前記第2の接続端子はUSB端子であることを特徴とする請求項2記載の電子機器。
- 前記第1の接続端子はHDMI端子が実装される第1の中継基板が接続される第1の中継コネクタであり、前記第2の接続端子はUSB端子が実装される第2の中継基板が接続される第2の中継コネクタであることを特徴とする請求項2記載の電子機器。
- 前記第1の端子と前記第1の接続端子との間にはHDMIドライバICが実装され、前記第2の端子と前記第2の接続端子との間にはUSBドライバICが実装されることを特徴とする請求項2記載の電子機器。
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