以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態にかかる電子機器であるデジタルカメラを前側から見た外観図である。図2は、本発明の実施形態にかかる電子機器であるデジタルカメラを背面側から見た外観図である。図3は本発明の実施形態にかかる電子機器の内部構造を示す分解斜視図である。図4はリヤカバーユニットの外観図である。図5はリヤカバーユニットの構成を示す分解斜視図である。図6はトップカバーユニットの構成を示す分解斜視図である。図7はHDMIコネクタを実装したフレキシブルプリント基板(トップFPC)の配線状態を示す図であり、(a)はHDMIコネクタ実装面側、(b)はその裏面側を示す図である。図8はバッテリーボックスユニットに主基板とUSB/AV複合コネクタを実装したフレキシブルプリント基板(ジャックFPC)を取り付けた状態を示す外観図である。図9はバッテリーボックスユニット、主基板、ジャックFPCの分解斜視図である。図10はジャックFPCの配線状態を示す図であり、(a)はUSB/AV複合コネクタ実装面側、(b)はその裏面側を示す図である。図11はメインアセンブリユニットのカバー取り付け前の状態を示す分解斜視図である。図12はメインアセンブリユニットにリヤカバーを取り付けた状態を示す分解斜視図である。図13はデジタルカメラのHDMIコネクタ、USB/AV複合コネクタ配置部の内部構成を示す断面図である。
以下、図を参照して、本発明の実施例による、電子機器であるデジタルカメラについて説明する。
図1において、101はデジタルカメラであり、その前面外装に設けられた開口部から撮影レンズ部102及び、ストロボ発光部103、ファインダ対物部104、が露呈されるように配置されている。また、カメラ上面側には、カメラ電源のON/OFFを行う電源ボタン105、撮影を行う為のレリーズボタン106が配置されている。また背面側には図2に示す通り、液晶表示部107、ファインダ接眼部108、カメラの各種操作を行う為の操作ボタン部109、HDMIコネクタとUSB/AV複合コネクタを覆うジャックカバー110が配置されている。USB/AV複合コネクタは、接続相手側コネクタとして、USB用のコネクタと、映像、音声の信号出力用のコネクタの2種類のコネクタと接続可能なコネクタである。
図3にデジタルカメラ101の内部構造を示す。デジタルカメラ101は、フロントカバーユニット111、鏡筒ユニット112、ストロボユニット113、主基板114、バッテリーボックスユニット116、メインシャーシ117、液晶ユニット118、リヤカバーユニット119により構成されている。
フロントカバーユニット111は、カメラ前面を覆う外装部材である。フロントカバーユニット111には、鏡筒ユニット112の撮影レンズ部102、ストロボユニット113のストロボ発光部103、鏡筒ユニット112のファインダ部120のファインダ対物部104を露出させる開口部が設けられている。
鏡筒ユニット112は撮影レンズ鏡筒部121とファインダ部120から構成されている。撮影レンズ鏡筒部121は撮影レンズ及びそのズーミングやフォーカスを行う為のレンズ駆動部、撮影レンズにより結像させた被写体像を電気信号へ変換する光電変換素子により構成されている。光電変換素子は主基板114との接続コネクタが実装されたフレキシブルプリント基板(イメージセンサーFPC)122に実装されている。光電変換素子はイメージセンサーFPC122によって光電変換素子の駆動や信号処理を行う回路が実装された主基板と電気的に接続される。レンズ駆動部は、構成するモーターやレンズ位置を検出するためのセンサーと主基板114との接続用コネクタが実装されたフレキシブルプリント基板(鏡筒FPC)123を有する。鏡筒FPC123は鏡筒FPC123に実装された主基板114との接続用コネクタによって主基板114と電気的に接続される。
ストロボユニット113はストロボ発光部103、ストロボ発光用のメインコンデンサ124、ストロボ発光用の回路が実装されたフレキシブルプリント基板(ストロボFPC)125により構成されている。ストロボFPC125は、ストロボFPC125に実装された主基板114との接続用コネクタにより主基板114へ接続される。
バッテリーボックスユニット116は電池収納室を形成するバッテリーボックス126(内部構造部材)と、バッテリーボックス126に設けられたバッテリーの挿抜を行う為の開口部を覆うように設けられたバッテリー蓋127により構成されている。バッテリーボックスユニット116はメインシャーシ117に取り付け固定されるとともに、主基板114およびジャックFPC129(第2のプリント基板)が取り付けられる。ジャックFPC129にはUSB/AV複合コネクタ128(第2の外部接続コネクタ)および主基板114(回路基板)との接続コネクタが実装される。
メインシャーシ117は各ユニットに対して位置決め、固定が行えるように、所定の位置に位置決め用の突起や穴、ビス穴、引っ掛け爪等が設けられている。
液晶ユニット118は液晶パネルとバックライトにより構成されており、それぞれフレキシブルプリント基板によって主基板114へ接続される。
リヤカバーユニット119は、カメラ背面側を覆う外装部材である。リヤカバーユニット119は、リヤカバー130、センターカバー131、トップカバー132により構成されている。リヤカバー130には液晶パネル表示部が露出するように形成した開口部に透明の保護パネル133が取り付けられている。また、リヤカバー130には操作ボタン部109には操作ボタンのキートップ部品134が取り付けられている。一方、トップカバー132には、電源ボタン105、レリーズボタン106が配置されていると共に、トップFPC135(第1のプリント基板)が取り付けられている。トップFPC135にはHDMIコネクタ144(第1の外部接続コネクタ)および主基板114(回路基板)との接続コネクタが実装されている。
次に、リヤカバーユニット119へのトップFPC135の取り付け部の構成、及びバッテリーボックスユニット116への主基板114およびジャックFPC129の取り付け部に関してさらに詳細に説明を行う。
まず、リヤカバーユニット119へのトップFPC135の取り付け部の構成を図4から図6により説明を行う。
リヤカバーユニット119からは図4に示す通り、トップFPC135の主基板114と接続する為のコネクタ実装部を、リヤカバーユニット119から伸びる腕状に形成してある。このコネクタ実装部には、コネクタ実装部の裏面側に補強板が貼り付けてある。リヤカバーユニット119へのトップFPC135の取り付けは、図5に示す通り、トップFPC135を位置決め及び仮固定したトッププレート136をリヤカバーユニット119を構成するトップカバー132に対して、ねじ止めにより固定する。
トップFPC135とトッププレート136との位置決めおよび仮固定は以下のように行われる。トッププレート136に設けられた位置決め突起139a、139bを、それぞれトップFPC135に設けられた位置決め穴140a、140bに軽圧入嵌合する。これによって、レリーズスイッチ137とズームスイッチ138実装部の位置決めが行われる。これと同時にトッププレート136に設けられた位置決め突起142a、142bを、それぞれトップFPC135に設けられた位置決め穴143a、143bに軽圧入嵌合する。これによって、電源スイッチ141実装部の位置決めが行われる。なお、レリーズスイッチ137とズームスイッチ138実装部の位置決めと、電源スイッチ141実装部の位置決めは、それぞれの実装部がFPCの細い腕によって接続されている為、干渉することなく、互いにトッププレート136に対して位置決めできる。
トップFPC135のHDMIコネクタ144実装部は、トッププレート136に対しては位置決めさない。図6に示すように、HDMIコネクタ144をトップカバー132のHDMIコネクタ保持部にHDMIコネクタ144を挿入する。そして、トップFPC135のHDMIコネクタ144実装部裏面に貼り付けられた補強板145側からトッププレート136で抑えられつつビス146によって固定される。さらに、HDMIコネクタ144取り付け部分にはコネクタの挿入口に対して逆側にHDMIコネクタホルダ147が取り付けられる。トッププレート136のHDMIコネクタ保持部には、コネクタ挿入口に対応した位置にHDMIコネクタ開口部148が形成されている。
HDMIコネクタ144には、相手側コネクタが差し込まれた状態で、相手側コネクタにより、押し込み、こじり、引き抜きの力がかかる可能性がある。トップFPC135のHDMIコネクタ144実装部が固定された状態で、HDMIコネクタ144に過度の荷重がかかってしまうとはんだ付け部の剥離やコネクタ破壊が発生する危険性があるため、コネクタにかかる荷重を適切に受ける必要がある。ここで、HDMIコネクタ144にかかる押し込み、こじり、引き抜きに対する荷重の受け方について説明する。
まず押し込みにかかる荷重に対しては、HDMIコネクタホルダ147が、HDMIコネクタ144の金属シェル149のコネクタ奥側の部分に突き当たるようになっていることで、力を受ける構造になっている。
次にこじりによりかかる荷重に対しては、コネクタ挿入口と、コネクタ奥側のそれぞれについて4方向荷重を受けられる構造が必要である。コネクタ挿入口に関しては、カメラ上方向の荷重はトップカバー132の上面内側壁に、カメラ左右と下方向の荷重はリブ形状150、151に、それぞれコネクタが突き当たる(当接する)ことで受けられる。コネクタ奥側に関しては、まずカメラ上と左右方向の荷重は同様にトップカバー132の上面内側壁とリブ形状150、151にコネクタが突き当たる(当接する)ことで受けられる。すなわち、HDMIコネクタ144はUSB/AV複合コネクタ128に重ねられる面とは反対側の面でトップカバー132に当接している。
カメラ下方向への荷重に関しては、トップFPC135対して押し付けられる方向なので、はんだ付け部の剥離の危険がないため、トップFPC135で直接受けるようになっている。トップFPC135のHDMIコネクタ144実装部には補強板145が貼り付けられていて、下面をトッププレート136及びHDMIコネクタホルダ147のリブ形状152で支えられて荷重を受けるようになっている。
最後に引き抜きによりかかる荷重に対しては、HDMIコネクタ144の金属シェル149のDIPはんだ付け部の足の一部分がリブ形状150、151に突き当たる(当接する)ことで受けるようになっている。
ここで、トップFPC135のパターンについて図7により説明を行う。トップFPC135は両面フレキシブルプリント基板である。トップFPC135には前述のとおりレリーズスイッチ137、ズームスイッチ138、電源スイッチ141、HDMIコネクタ144がリフロー実装されている。トップFPC135に実装される部品は配線パターンによってトップFPC135を主基板114と接続する為のコネクタ153に接続されている。HDMIコネクタ144と主基板114とをつなぐ配線パターンはHDMI差動信号パターン154を有しており、その基板裏面にはグラウンドパターン155が形成されている。すなわち、トップFPC135の表面(第1の面)にはHDMI差動信号パターン154を含む配線パターンが形成され、裏面(第2の面)にはグラウンドパターン155が形成されている。
HDMI差動信号パターン154は所定の差動インピーダンス仕様を満たすようにインピーダンスのマッチングを行っておく必要がある。そこで本実施形態では、裏面に形成されるグラウンドパターン155の形状によりHDMI差動信号パターン154の差動インピーダンスをコントロールしている。HDMI差動信号パターン154はHDMIコネクタ144の信号端子実装面側ではんだ付けランドから直接配線されており、トップFPC135上のHDMI差動信号パターン154の大部分はこの面(第1の面)に配線されている。
次にバッテリーボックスユニット116への主基板114およびジャックFPC129の取り付け部の構成を、図8から図10により説明を行う。
バッテリーボックスユニット116は図9に示す通り、メインシャーシ117に取り付け固定され、バッテリーボックスシャーシユニット156となる。次にバッテリーボックスシャーシユニット156に対して主基板114が取り付けられる。主基板114は、バッテリーボックス126に形成された位置決め突起157a、157b(156bは不図示)と主基板114に生成された位置決め穴部158a、158bとが嵌合することにより位置決めされる。そして、ビス159a、159b、159cによりメインシャーシ117及びバッテリーボックス126に対してビス止め固定される。バッテリーボックスシャーシユニット156に対して主基板114を取り付けた後、ジャックFPC129を取り付ける。ジャックFPC129は、USB/AV複合コネクタ128実装部裏面に貼り付けられた補強板160の一部を、メインシャーシ117に形成された爪部161の下側に片側をもぐりこませて、ビス162によりメインシャーシ117にビス止め固定される。
HDMIコネクタ144と同様に、USB/AV複合コネクタ128は、相手側コネクタが差し込まれた状態で、相手側コネクタから押し込み、こじり、引き抜きの力がかかる可能性がある。ジャックFPC129のUSB/AV複合コネクタ実装部が固定された状態で、USB/AV複合コネクタ128に過度の荷重がかかってしまうとはんだ付け部の剥離やコネクタ破壊が発生する危険性があるため、コネクタにかかる荷重を適切に受ける必要がある。ここで、USB/AV複合コネクタ128にかかる押し込み、こじり、引き抜きに対する荷重の受け方について説明する。
まず押し込みにかかる荷重に対しては、バッテリーボックス126に形成されたリブ形状163にUSB/AV複合コネクタ128の奥側部分が突き当たる(当接する)ようになっていることで、力を受ける構造になっている。
次にこじりによりかかる荷重に対しては、カメラ下方向への荷重はコネクタ挿入口および奥側に掛かる荷重ともに、バッテリーボックス126のバッテリー収納部上面の壁にコネクタが突き当たることで受けられる。カメラ左右方向への荷重は、バッテリーボックス126に形成されたリブ形状164、165にコネクタが突き当たる(当接する)ことで受けられる。カメラ上方向への荷重に関しては、ジャックFPC129に対してコネクタが押し付けられる方向なので、はんだ付け部の剥離の危険がないため、ジャックFPC129で直接受けるようになっている。すなわち、USB/AV複合コネクタ128はHDMIコネクタ144に重ねられる面とは反対側の面でバッテリーボックス126に当接している。
ジャックFPC129のUSB/AV複合コネクタ128実装部には補強板160が貼り付けられていて、その上面を一端をメインシャーシ117に形成された爪部161により押さえられ、他端をビス162により押さえられて荷重を受けるようになっている。
最後に引き抜きによりかかる荷重に対しては、USB/AV複合コネクタ128の金属シェル166のDIPはんだ付け部の足の一部分がリブ形状164に突き当たることで受けるようになっている。
ここで、ジャックFPC129のパターンについて図10により説明を行う。ジャックFPC129は両面フレキシブルプリント基板である。ジャックFPC129にはUSB/AV複合コネクタ128と、主基板114と接続する為のコネクタ167がリフロー実装されている。ジャックFPC129の表面(第1の面)にはUSB/AV複合コネクタ128とコネクタ167とを接続する配線パターンが形成されている。配線パターンはUSB差動信号パターン168を有しており、その基板裏面(第2の面)にはグラウンドパターン169が形成されている。グラウンドパターン169はUSB差動信号パターン168の裏面を覆うように形成されている。USB差動信号パターン168は所定の差動インピーダンス仕様を満たすようにインピーダンスのマッチングを行っておく必要がある。そこで、裏面に形成したグラウンドパターン169の形状によりUSB差動信号パターン168の差動インピーダンスをコントロールしている。USB差動信号パターン168はUSB/AV複合コネクタ128の信号端子実装面側ではんだ付けランドから直接配線されており、ジャックFPC129上のUSB差動信号パターン168は全てこの面に配線されている。
バッテリーボックスシャーシユニット156に主基板114と及びジャックFPC129を取り付け、ジャックFPC129に実装されたコネクタ167を主基板114上に実装された相手コネクタに接続すると、図8に示すような状態となる。
この状態で、メインシャーシ117に対して、鏡筒ユニット112、ストロボユニット113、メインシャーシ117、液晶ユニット118を取り付けて、図11に示すようなメインアセンブリユニット170となる。そして、メインアセンブリユニット170に対して、リヤカバーユニット119を組み付ける。同時にリヤカバーユニット119から腕状に伸びたトップFPC135に実装されたコネクタと、主基板114上に実装された相手コネクタとを接続して、図12のような状態となる。この状態で、HDMIコネクタ144とUSB/AV複合コネクタ128は、それぞれのコネクタ実装部に設けられた補強板145および160を互いに重ね合わせる。そして、トップカバーに形成されたHDMIコネクタ開口部148に隣接して設けられた開口部から、USB/AV複合コネクタ128の挿入口が露呈するようになる。
最後にフロントカバーユニット111を組み付けるとカメラ完成状態となる。
ここで、カメラ完成状態でのHDMIコネクタ144、USB/AV複合コネクタ128配置部の内部構成を図13で説明する。
図13に示す通り、HDMIコネクタ144とUSB/AV複合コネクタ128はそれぞれ基板に実装される面同士が対向するように配置されている。それぞれのコネクタに嵌合される相手コネクタによりかかる荷重は、お互いのコネクタが対向している向きへの荷重はそれぞれが実装されているフレキシブルプリント基板に設けた補強板によって受けるように構成している。一方、逆向きの荷重はトップカバー132及びバッテリーボックス126で受けるように構成している。つまり、必要最小限の構成でコネクタにかかる荷重に対する強度を確保しつつ、上下のコネクタ実装部の間隔を詰めることが出来る。
また、HDMIコネクタ144とUSB/AV複合コネクタ128は、主基板114の基板面方向に対して直交方向に配置されている。かつ、主基板とずらして配置しているのでカメラの投影面積を小さく出来る。また、各コネクタの奥行きはバッテリー171と略同じであるため、各コネクタをバッテリー171の厚み範囲に配置することで、主基板114と直交するように配置しても、カメラの厚みに影響を与えることがない。そのため、HDMIコネクタ144とUSB/AV複合コネクタ128は主基板114上に搭載された他の部品よりも高さが高いため、主基板114上にそれぞれのコネクタを配置した場合に比べて、薄型化が可能である。
さらに、HDMIコネクタ144とUSB/AV複合コネクタ128が実装されたフレキシブルプリント基板には、それぞれのコネクタが実装される表面に差動信号パターンと、裏面にインピーダンスコントロールを行う為のグラウンドパターンが配線されている。
トップFPC135のグラウンドパターン155とジャックFPC129のグラウンドパターン169が向かい合うように、HDMIコネクタ144とUSB/AV複合コネクタ128はトップカバー132とバッテリーボックス126に囲まれる空間に配置される。したがって、一方のフレキシブルプリント基板の差動信号パターンに対して、他方のフレキシブルプリント基板のグラウンドパターンが重なることがない。これによって、他のグラウンドパターンの影響を受けることがなく、互いの作動信号パターンの差動インピーダンスに対する影響がない。
また、信号パターンが差動信号を含まない場合でも、信号パターン同士のクロストークを防止することが出来る。
本実施例では、HDMIコネクタ144とUSB/AV複合コネクタ128が実装されたフレキシブルプリント基板はそれぞれ別のフレキシブルプリント基板として説明を行ったが、それぞれを一体に構成しても、同様の効果が得られる。
以上説明したとおり、本実施例の構成により、複数の外部接続コネクタを搭載しながら電子機器の小型化と薄型化が実現可能であると共に、外部機器との通信速度の向上にも有効である。以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。