JP6057632B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子を有する撮像装置に関し、特に、撮像装置を小型化するための回路基板の構造に関する。

近年、被写体像をＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（以下「撮像素子」という）を用いて被写体像を撮影し、撮影された画像信号をデジタル信号として記憶媒体に記憶するデジタルスチルカメラが普及している。このようなデジタルスチルカメラは、内部に多くの電子回路や電子部品、電気部品を備えているため、カメラ本体を小型化するためには、これらの電子回路や電子部品を実装した複数の基板と電気部品とを限られた空間内に効率よくレイアウトする必要がある。

そこで、例えば、次のような構造が提案されている。即ち、撮像素子とＡ／Ｄ変換回路を実装する基板（以下「撮像基板」という）と、Ａ／Ｄ変換器からのデジタル信号を処理するための画像信号処置回路を含むデジタル回路基板（以下「メイン基板」という）とを分ける。そして、撮像基板とメイン基板とを略同一平面上に配置する（特許文献１参照）。

このような構成によれば、撮像素子とＡ／Ｄ変換回路との間の配線を短く構成することができ、撮像素子から出力されるアナログ信号を劣化させることなくデジタル信号に変換することができる。また、撮像基板からのデジタル信号をメイン基板に接続するための配線部材の長さ（配線長）を短くすることができるため、基板間の配線部材への外来ノイズの影響を抑制して、画像劣化を抑えることができる。さらに、メイン基板上に外部機器との接続のためのコネクタを実装すれば、このコネクタとメイン基板上に実装された画像処理回路との間の配線長を短くすることができる。これにより、画像処理回路とコネクタによって接続された外部機器間で信号の高速伝送を行う際に、不要なノイズの影響を受け難くなる。

ところで、撮像素子の大きさはカメラ性能（画質）に直結している。デジタルスチルカメラには、概ね、フルサイズセンサ（３６×２４ｍｍ（３５ｍｍ銀塩フィルム１コマサイズ））、ＡＰＳ−Ｃサイズセンサ（約２３．４×１６．７ｍｍ）及び４／３型サイズセンサ（１７．３×１３．０ｍｍ）のいずれかの撮像素子が用いられる。ここで、撮像基板の大きさは、撮像素子の大きさに比例する。また、年々追加される新機能により、メイン基板に実装される回路規模も大きくなる傾向にあり、これに伴う部品実装のためにメイン基板の面積を広くする必要が生じている。

特開２００９−１７７３７７号公報

上記問題に対して、上記特許文献１に開示された技術では、撮像基板とメイン基板とが略同一平面上にレイアウトされているため、特にフルサイズの撮像素子を搭載するデジタルスチルカメラでは、メイン基板の下左右沿面方向への拡大を行う必要が生じる。その結果として、カメラ本体の外形サイズの拡大が必要となる。

これに対して、撮像基板とメイン基板を撮影光軸と直交するようにレイアウトする構成が考えられる。この構成によれば、撮像基板とメイン基板のそれぞれの基板外形を拡大した際に互いの基板外形が干渉しないため、各基板に必要な面積を確保することが可能になる。しかし、基板同士が重なった領域に部品が実装されていると、部品同士の接触による回路短絡を防ぐための空間が必要となり、光軸方向（カメラ厚み方向）の外形サイズが拡大してしまう。

本発明は、大型の撮像素子を実装した撮像装置において、外形サイズの小型化を可能にする技術を提供することを目的とする。

本発明に係る撮像装置は、撮像光学系からの被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像光学系の光軸と略直交するように前記撮像素子の背面側に配置され、前記撮像素子から出力されたアナログ信号を処理する電気部品を有する撮像基板と、前記撮像光学系の前記光軸と略直交するように前記撮像基板の背面側に配置され、切り欠き部を有し、前記撮像基板から出力される信号を処理する電気部品を有するメイン基板とを備え、前記撮像基板は、電気部品が実装される面と同じ面に電気部品が非実装である第１の非実装領域を有し、前記メイン基板は、電気部品が非実装である第２の非実装領域を有し、前記撮像基板と前記メイン基板は、前記撮像基板において電気部品が実装された領域が前記メイン基板の切り欠き部に対向し、且つ、前記第１の非実装領域と前記第２の非実装領域とが対向するように配置され、前記第１の非実装領域と前記第２の非実装領域にはそれぞれ、機能検証のためのチェックパッドが配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、大型の撮像素子を実装した撮像装置の外形サイズを小型化することができる。

本発明の実施形態に係るデジタルカメラの主要な電気的構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るデジタルカメラのカメラ本体の外観構造を示す正面側斜視図及び背面側斜視図である。 本発明の実施形態に係るデジタルカメラのカメラ本体の内部構造を示す正面側斜視図及び背面側斜視図である。 本発明の実施形態に係るデジタルカメラのカメラ本体の内部構造を示す正面側から見た分解斜視図及び背面側から見た分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るデジタルカメラが備える撮像ユニットの構造を示す正面図、背面図及び分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るデジタルカメラが備えるメイン基板の構造を示す正面図及び背面図である。 図５の撮像ユニットと図６のメイン基板のカメラ本体内での位置関係を示す背面図、断面図及び部分拡大断面図である。

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。ここでは、本発明に係る撮像装置として、デジタルスチルカメラ（以下「デジタルカメラ」という）を取り上げることとする。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、撮像素子を備える電子機器に広く適用することができる。

＜デジタルカメラの概略構成＞
図１は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラの主要な電気的構成を示すブロック図である。なお、図１と後述する図２乃至図７において共通する構成要素については、同じ符号を付すこととする。

カメラ本体１（適宜図２参照）に内蔵されたマイクロコンピュータからなる中央処理装置（以下「ＭＰＵ」という）１００は、デジタルカメラの動作制御を司り、デジタルカメラの各構成要素に対して様々な処理や指示を実行する。ＭＰＵ１００に内蔵されたＥＥＰＲＯＭ＿１００ａは、時刻計測回路１０９の計時情報やその他の情報を記憶する。

ＭＰＵ１００には、ミラー駆動回路１０１、焦点検出回路１０２、シャッタ駆動回路１０３、画像信号処理回路１０４、スイッチセンス回路１０５、測光回路１０６が接続されている。また、ＭＰＵ１００には、液晶表示駆動回路１０７、バッテリチェック回路１０８、時刻計測回路１０９、電源供給回路１１０、圧電素子駆動回路１１１が接続されている。これらの回路は、ＭＰＵ１００の制御により動作する。

ＭＰＵ１００は、撮影レンズユニット２００ａ内のレンズ制御回路２０１とマウント接点５０３を介して通信を行う。マウント接点５０３は、撮影レンズユニット２００ａがレンズマウント部５０１（適宜図２参照）に対して取り付けられると、ＭＰＵ１００へ信号を送信する機能を有する。これにより、レンズ制御回路２０１は、ＭＰＵ１００との間で通信を行い、ＡＦ駆動回路２０２及び絞り駆動回路２０３を介して、撮影レンズユニット２００ａ内の撮影レンズ２００及び絞り２０４の駆動を制御する。なお、図１では、便宜上、１枚の撮影レンズ２００のみを図示しているが、実際には多数のレンズ群によって構成される。

ＡＦ駆動回路２０２は、例えば、ステッピングモータによって構成され、レンズ制御回路２０１の制御により撮影レンズ２００を構成するフォーカスレンズの位置を光軸方向で変化させ、撮像素子３３に撮影光束の焦点を合わせるように調整する。絞り駆動回路２０３は、例えば、オートアイリス等によって構成され、レンズ制御回路２０１の制御により絞り２０４を変化させ、光学的な絞り値を得る。

メインミラー５０２（適宜図２参照）は、撮影光軸５０に対して４５°の角度に保持された状態で、撮影レンズ２００を通過する撮影光束をペンタダハミラー６０１（適宜図３参照）へ導くと共に、その一部を透過させてサブミラー３０へ導く。サブミラー３０は、メインミラー５０２を透過した撮影光束を焦点検出センサユニット３１へ導く。ミラー駆動回路１０１は、例えば、ＤＣモータとギヤトレイン等によって構成され、メインミラー５０２を、ファインダにより被写体像を観察可能とする位置と、撮影光束から待避する位置との間で移動させる。メインミラー５０２が移動すると同時にサブミラー３０は、焦点検出センサユニット３１へ撮影光束を導く位置と撮影光束から待避する位置との間で移動する。

焦点検出センサユニット３１は、不図示の結像面近傍に配置されたフィールドレンズ、反射ミラー、２次結像レンズ、絞り、複数のＣＣＤからなるラインセンサ等によって構成され、位相差方式の焦点検出を行う。焦点検出センサユニット３１から出力される信号は、焦点検出回路１０２へ供給され、被写体像信号に換算された後、ＭＰＵ１００に送信される。ＭＰＵ１００は、被写体像信号に基づいて位相差検出法による焦点検出演算を行い、デフォーカス量とデフォーカス方向を求める。そして、ＭＰＵ１００は、算出したデフォーカス量とデフォーカス方向に基づいてレンズ制御回路２０１とＡＦ駆動回路２０２を制御して、撮影レンズ２００のフォーカスレンズを合焦位置へ移動させる。

ペンタダハミラー６０１は、メインミラー５０２により反射された撮影光束を正立正像に変換する。撮影者は、ファインダ光学系を介してファインダ接眼窓７０９（図２参照）から被写体像を観察することができる。ペンタダハミラー６０１は、撮影光束の一部を測光センサ４１へ導く。測光回路１０６は、測光センサ４１の出力を得て、観察面上の各エリアの輝度信号に変換し、ＭＰＵ１００に出力する。ＭＰＵ１００は、輝度信号に基づいて露出値を算出する。

シャッタユニット３２（適宜図２参照）は、ここでは機械フォーカルプレーンシャッタであり、撮影者がファインダにより被写体像を観察しているときには、シャッタ先幕が遮光位置にあると共に、シャッタ後幕が露光位置にある。撮影時には、シャッタ先幕が遮光位置から露光位置へ移動する露光走行を行って被写体からの光を通過させ、撮像素子３３で撮像を行う。所望のシャッタ秒時の経過後、シャッタ後幕が露光位置から遮光位置へ移動する遮光走行を行って撮影を完了する。シャッタユニット３２は、ＭＰＵ１００の指令を受けたシャッタ駆動回路１０３により制御される。

撮像ユニット４００は、撮像素子３３が基板実装可能な状態に成形された撮像素子パッケージ４０１（図５参照）と、撮像ユニット保持部材４０２（適宜図５参照）とを含む。また、撮像ユニット４００は、光学ローパスフィルタ４１０（適宜図５参照）と、光学ローパスフィルタ保持部材（不図示）と、圧電素子４０３とを含む。

撮像光学系からの被写体像を光電変換により電気信号に変換する撮像素子３３は、本実施形態ではフルサイズのＣＭＯＳセンサであるとする。但し、これに限定されず、ＣＣＤ型、ＣＩＤ型等のいずれの型の撮像素子を採用しても構わない。撮像素子３３の前方に配置された光学ローパスフィルタ４１０は、水晶からなる１枚の複屈折板であり、その形状は矩形状である。圧電素子４０３は、単板の圧電素子（ピエゾ素子）であり、ＭＰＵ１００の指示を受けた圧電素子駆動回路１１１により加振され、その振動を光学ローパスフィルタ４１０に伝え、光学ローパスフィルタ４１０を振動させる。

撮像素子３３から出力されるアナログ信号は、クランプ／ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路３４へ入力される。クランプ／ＣＤＳ回路３４は、Ａ／Ｄ変換前の基本的なアナログ処理を行い、クランプレベルを変更することも可能である。クランプ／ＣＤＳ回路３４で処理され、出力されたアナログ信号は、ＡＧＣ（自動利得調整装置）３５へ入力され、ＡＧＣ３５は、受信したアナログ信号に対してＡ／Ｄ変換前の基本的なアナログ処理を行う。なお、ＡＧＣ３５は、ＡＧＣ基本レベルを変更することが可能である。ＡＧＣ３５で処理され、出力されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器３６へ入力され、Ａ／Ｄ変換器３６は、受信したアナログ信号をデジタル信号に変換し、画像信号処理回路１０４へ出力する。

画像信号処理回路１０４は、デジタル化された画像データに対してガンマ／ニー処理、フィルタ処理、モニタ表示用の情報合成処理等、ハードウエアによる画像処理全般を実行する。画像信号処理回路１０４から出力されるモニタ表示用の画像データは、カラー液晶駆動回路１１２を介してカラー液晶モニタ７０７（適宜図２参照）に表示される。また、画像信号処理回路１０４は、ＭＰＵ１００の指示に従って、メモリコントローラ３８を通じてバッファメモリ３７に画像データを保存する。さらに、画像信号処理回路１０４は、ＪＰＥＧ等の画像データ圧縮処理を行う。画像信号処理回路１０４は、連写撮影等、連続して撮影が行われる場合は、一旦、バッファメモリ３７に画像データを格納し、メモリコントローラ３８を通して未処理の画像データを順次読み出すことができる。これにより、画像信号処理回路１０４は、Ａ／Ｄ変換器３６から入力されてくる画像データの速度に関わらず、画像処理や圧縮処理を順次行うことができる。

メモリコントローラ３８は、２つの外部インタフェース８０１，８０２（適宜図３参照）のそれぞれから入力される画像データを外部メモリ３９に記憶し、逆に、外部メモリ３９に記憶されている画像データを外部インタフェース８０１，８０２へ出力する。例えば、外部インタフェース８０１はＨＤＭＩコネクタであり、外部インタフェース８０２はＵＳＢコネクタである。外部メモリ３９としては、カメラ本体１に着脱可能なフラッシュメモリ等が用いられる。

カメラ本体１に設けられたスイッチセンス回路１０５は、カメラ本体１に設けられた各種のスイッチの操作状態に応じて、入力信号をＭＰＵ１００に送信する。スイッチセンス回路１０５には、一例として、レリーズボタン７０１、メイン操作ダイヤル７０３、撮影モード設定ダイヤル７０２、電源スイッチ（ＳＷ）７１２（以上、適宜図２参照）が接続されている。また、スイッチセンス回路１０５には、カメラ上面操作部材群７１１、カメラ背面操作部材群７１０（以上、図２参照）が接続されている。第１スイッチＳＷ１＿７０１ａは、レリーズボタン７０１（図２参照）の第１ストローク（半押し）によりＯＮする。第２スイッチＳＷ２＿７０１ｂは、レリーズボタン７０１の第２ストローク（全押し）によりＯＮする。第２スイッチＳＷ２＿７０１ｂがＯＮされると、撮影開始の指示がＭＰＵ１００に送信される。

カメラ本体１において、液晶表示駆動回路１０７は、ＭＰＵ１００の指示に従って、モノクロ液晶表示器７０８を駆動する。また、バッテリチェック回路１０８は、ＭＰＵ１００の指示に従って、バッテリチェックを行い、その検出結果をＭＰＵ１００に送信する。カメラ本体１の各構成要素に対する電源の供給は、電源４０によって行われる。電源４０は、各種の電池或いはＡＣアダプタである。時刻計測回路１０９は、電源スイッチ７１２がＯＦＦされて次にＯＮされるまでの時間や日付を計測し、ＭＰＵ１００からの指示に従って、計測結果をＭＰＵ１００に送信する。

＜カメラ本体の外観構成＞
図２は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラのカメラ本体（デジタルカメラにおいて撮影レンズユニット２００ａが取り外されたもの）の外観構造を示す斜視図である。図２（ａ）は正面側斜視図であり、図２（ｂ）は背面側斜視図である。

カメラ本体１には、撮影時に使用者がカメラを安定して握り易いように前方に突出したグリップ部７０６が設けられており、グリップ部７０６の上部にはレリーズボタン７０１と、メイン操作ダイヤル７０３が配置されている。前述の通り、レリーズボタン７０１は、第１ストロークによって第１スイッチＳＷ１＿７０１ａがＯＮして撮影準備動作（焦点調節動作及び測光動作）が開始され、第２ストロークにて第２スイッチＳＷ２＿７０１ｂがＯＮして撮影動作が開始される。メイン操作ダイヤル７０３の操作によって、撮影時の動作モードに応じて、シャッタスピードやレンズ絞り値を設定することができるようになっている。

カメラ本体１のグリップ部７０６側の側面には、外部メモリ３９をカメラ本体１へ収納するためのスロットと、外部機器を接続するための入出力端子（外部インタフェース８０１，８０２）が設けられている。図２では、これらのスロットや入出力端子が蓋体７０５により閉塞された状態が示されている。カメラ本体１の側面上方には、カメラ本体１へストラップを取り付けるためのストラップ取り付け部材７０４ａ，７０４ｂが設けられており、略中央部に設けられた穴部にストラップ紐を通して掛けることができるようになっている。

カメラ本体１の正面には、撮影レンズユニット２００ａを着脱するためのレンズマウント部５０１が設けられている。レンズマウント部５０１に隣接して配置されたレンズロック解除ボタン５０４を押し込むことにより、撮影レンズユニット２００ａをカメラ本体１から取り外す際ことができる。レンズマウント部５０１の内側のカメラ本体１の内部には、メインミラー５０２を有するミラーボックスユニット５００と、マウント接点５０３とが設けられている。

撮影レンズ２００を通過した撮影光束は、ミラーボックスユニット５００へ導かれる。メインミラー５０２は、撮影光束をペンタダハミラー６０１の方向へ導くために撮影光軸に対して４５°の角度に保持される状態と、撮像素子３３の方向へ導くために撮影光束から退避した位置に保持される状態とを取り得る。マウント接点５０３は、前述の通り、カメラ本体１と撮影レンズユニット２００ａとの間での制御信号や状態信号、データ信号等の通信に介在すると共に、撮影レンズユニット２００ａに電力を供給する機能を有する。なお、マウント接点５０３は電気通信のみならず、光通信や音声通信等を可能とするように構成されていてもよい。

カメラ本体１の背面側から見た左側上部には、撮影モード設定ダイヤル７０２と電源スイッチ７１２が配置されている。撮影モード設定ダイヤル７０２は、ユーザが撮影シーンに合わせた各種の撮影モードを設定するための操作部材である。撮影モードとしては、オート撮影モード、シャッタスピード優先モード、レンズ絞り値優先モード、マニュアル撮影モード等の他に、夜景モードやスポーツモード、ポートレートモード等の各種シーンに応じた露出設定がなされたモード等が挙げられる。電源スイッチ７１２は、デジタルカメラの起動／停止を切り換える操作部材である。

カメラ本体１の背面には、撮影中の被写体や撮影した画像、撮影条件の設定メニュー等を表示するカラー液晶モニタ７０７が設けられており、カラー液晶モニタ７０７の上方にはファインダ接眼窓７０９が設けられている。カメラ本体１の背面には、カラー液晶モニタ７０７に近接させて、デジタルカメラの各種設定を行うためのカメラ背面操作部材群７１０が配置されている。カメラ本体１の背面側から見た右側上部には、撮影前情報や設定内容、カメラ設定を確認するためのモノクロ液晶表示器７０８と、デジタルカメラの各種設定を行うためのカメラ上面操作部材群７１１が設けられている。

＜デジタルカメラの内部構成＞
図３は、カメラ本体１の内部構造を示す斜視図である。図３（ａ）は正面側斜視図であり、図３（ｂ）は背面側斜視図である。図４は、カメラ本体の内部構造を示す分解斜視図である。図４（ａ）は正面側から見た分解斜視図であり、図４（ｂ）は背面側から見た分解斜視図である。

カメラ本体１の骨格となる本体シャーシ３００の被写体側には、被写体側から順に、ミラーボックスユニット５００、シャッタユニット３２が配置され、ミラーボックスユニット５００上部にはファインダユニット６００が配置されている。ファインダユニット６００は、ペンタダハミラー６０１を含み、撮影者に被写体像を提供する。

カメラ本体１の正面から見たときのミラーボックスユニット５００の左側には、本体シャーシ３００と一体成形された電池室３００ａが配置されている。電池室３００ａの上面には電源基板８２０が配置されており、電源基板８２０上に電源供給回路１１０が形成されている。

本体シャーシ３００の撮影者側には、撮影者側から順に、メイン基板８００と撮像ユニット４００が配設されている。撮像ユニット４００は、撮影レンズユニット２００ａが取り付けられる基準となるレンズマウント部５０１の取り付け面に対して撮像素子３３の撮像面が所定の距離を空けて、且つ、平行になるように調整されて、本体シャーシ３００に固定される。

メイン基板８００は、中央部に切り欠き部が形成される略コ字形状を有しており、切り欠き部を挟んで第１の回路ブロックと第２の回路ブロックが設けられた構造となっている。第１の回路ブロックには、撮像ユニット４００を構成する撮像基板８１０で得られた画像データを処理するための画像信号処理回路１０４と、画像信号処理回路１０４で処理された画像データを格納するバッファメモリ３７が実装される。一方、第２の回路ブロックには、ＨＤＭＩコネクタ（外部インタフェース８０１），ＵＳＢコネクタ（外部インタフェース８０２）が実装される。

＜撮像ユニット４００の構成＞
図５は、撮像ユニット４００の構造を示す図である。図５（ａ）は正面図であり、図５（ｂ）は背面図であり、図５（ｃ）は分解斜視図である。撮像ユニット４００は、被写体側から順に、撮像素子パッケージ４０１、撮像ユニット保持部材４０２及び撮像基板８１０が、これらの各面が撮影光軸５０に対して略直交するように配置された構造を有する。

撮像素子パッケージ４０１は、撮像素子３３の配線端子と撮像基板８１０とを接続するための実装リード部４０１ａを有する。実装リード部４０１ａは、ワイヤボンディング等で撮像素子３３の配線端子と電気的に接続された状態で、セラミック等の部材によってパッケージングされている。

撮像ユニット保持部材４０２は、撮像ユニット４００をカメラ本体１内に保持するための部材である。撮像ユニット保持部材４０２には溝部４０２ａが形成されており、溝部４０２ａに接着剤を塗布して硬化させることで、撮像素子パッケージ４０１は撮像ユニット保持部材４０２に固定される。なお、接着剤としては光硬化性の接着剤等が用いられる。

撮像基板８１０の被写体側には、撮像素子パッケージ４０１の実装リード部４０１ａと半田接続するための実装ランド領域８１１が設けられている。撮像基板８１０の撮影者側は、実装領域と非実装領域ＡＲＥＡ−１とに大別される構造となっている。以下、「非実装領域ＡＲＥＡ−１」を「第１の非実装領域ＡＲＥＡ−１」と記す。

実装領域には、撮像素子パッケージ４０１から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換器３６を含む電気部品８１２が実装されている。第１の非実装領域ＡＲＥＡ−１は、電気部品を実装しないエリアであり、実装ランド領域８１１の裏面に対応する領域に設けられている。第１の非実装領域ＡＲＥＡ−１には、メイン基板８００の基板外形を光軸方向に投影した面積に対して部品公差及び撮像ユニット４００の位置調整量を加味した面積が設定されている。第１の非実装領域ＡＲＥＡ−１には、部品実装を行わない代わりに、開発時の機能検証や量産工程での機能検証のために必要なチェックパッド８１３が配置されている。

なお、従来は、部品実装領域とチェックバッド配置エリアとが混在しており、そのため、部品実装領域が撮像基板の全体に広がっていた。これに対して、本実施形態のように、実装領域と第１の非実装領域ＡＲＥＡ−１とを分けることにより、必要な電気部品を撮像基板８１０の略中央に集約することができる。そして、後述するように、第１の非実装領域ＡＲＥＡ−１と対応するようにメイン基板８００に第２の非実装領域ＡＲＥＡ−２を形成することで、撮像ユニット４００とメイン基板８００を省スペースで配置することを可能としている。

＜メイン基板８００の構成＞
図６は、メイン基板８００の構造を示す図である。図６（ａ）は正面図であり、図６（ｂ）は背面図である。メイン基板８００は、略コ字形状を有し、図６（ａ）の左側基板部（図６（ｂ）では右側基板部）が第１の回路ブロック、図６（ａ）の右側基板部（図６（ｂ）では左側基板部）が第２の回路ブロックとなっている。

メイン基板８００は、撮像基板８１０の背面側に、撮影光軸５０に対して略直交するように配置されている。第１の回路ブロックには、画像信号処理回路１０４（図１参照）、外部メモリ用コネクタ８０３、外部メモリ用コネクタ８０３の周辺電気部品８０４ａ，８０４ｂが、基板部両面を用いて実装されている。第２の回路ブロックには、ＭＰＵ１００（図１参照）、ＭＰＵ１００の周辺電気部品、外部インタフェース８０１、８０２を含む外部接続用電気部品８０５ａ，８０５ｂが、基板部両面を用いて実装されている。

基板中央部８０７には、第１の回路ブロックと第２の回路ブロックとを接続する配線、即ち、画像信号処理回路１０４、ＭＰＵ１００、これらの周辺回路及び外部インタフェース８０１，８０２を接続するパターン等が設けられている。これにより、外部インタフェース８０１，８０２を他の基板（フレキシブルプリント配線基板を含む）に実装してメイン基板８００と接続する構成に比べて、メイン基板８００に配置された画像信号処理回路１０４との間で高速通信を行うことが可能になる。

メイン基板８００に形成されている切り欠き部の外周には、第１の回路ブロック側の基板部を主として、非実装領域ＡＲＥＡ−２が設けられている。以下、「非実装領域ＡＲＥＡ−２」を「第２の非実装領域ＡＲＥＡ−２」と記す。

第２の非実装領域ＡＲＥＡ−２は、撮像基板８１０に設けられた第１の非実装領域ＡＲＥＡ−１と同様に、電気部品の実装禁止エリアである。第２の非実装領域ＡＲＥＡ−２は、撮像基板８１０の基板外形を投影した面積に対して、部品公差と撮像ユニット４００の位置調整量を加味した面積が確保されている。そして、第２の非実装領域ＡＲＥＡ−２には、メイン基板８００の開発時の必要な機能検証や量産工程内で使用する機能検証のためのチェックパッド８０６が配置されている。

＜撮像ユニット４００（撮像基板８１０）とメイン基板８００との接続＞
図７は撮像ユニット４００とメイン基板８００のカメラ本体１内での位置関係を示す図である。図７（ａ）は背面図であり、図７（ｂ）は（ａ）中の矢視Ａ−Ａ断面図であり、図７（ｃ）は（ｂ）中の領域Ｂの拡大断面図であり、図７（ｄ）は（ｂ）中の領域Ｃの拡大断面図である。撮像基板８１０に実装されたＡ／Ｄ変換器３６でデジタル信号に変換された画像信号は、接続フレキシブルプリント配線基板（以下「接続ＦＰＣ」という）８３０によってメイン基板８００に伝送され、画像信号処理回路１０４に供給される。

本実施形態では、既に説明した通り、撮像基板８１０に第１の非実装領域ＡＲＥＡ−１を設定し、メイン基板８００に第２の非実装領域ＡＲＥＡ−２を設定している。ここで、撮像基板８１０の第１の非実装領域ＡＲＥＡ−１とメイン基板８００の第２の非実装領域ＡＲＥＡ−２とは、同等面積であり、且つ、同等形状である。また、撮像基板８１０の実装領域がメイン基板８００の切り欠き部に収まるように設計されている。よって、撮像基板８１０の実装領域がメイン基板８００の切り欠き部と対向するように、且つ、第１の非実装領域ＡＲＥＡ−１と第２の非実装領域ＡＲＥＡ−２とが対向するように、撮像ユニット４００とメイン基板８００は本体シャーシ３００に取り付けられる。

このとき、図７（ｃ）に示されるように、撮像基板８１０に実装された電気部品８１２とメイン基板８００の端面とは、距離Ｌ２を確保した状態でレイアウトされる。同様に、図７（ｄ）に示されるように、メイン基板８００に実装された周辺電気部品８０４ａと撮像基板８１０の端面とは、距離Ｌ２を確保した状態でレイアウトされる。距離Ｌ２は、カメラ本体１の完成状態において、撮像基板８１０とメイン基板８００とが干渉しない距離となっている。一方で、撮像基板８１０とメイン基板８００とが光軸方向で重なる領域を確保することで、撮像基板８１０とメイン基板８００の双方の基板面積を拡大させることができる。これにより、撮像基板８１０においては、フルサイズ等の大型の撮像素子３３の実装が可能になり、メイン基板８００においては、回路規模の増加に対応した面積の確保が可能になる。

また、撮像基板８１０とメイン基板８００との間の光軸方向の基板間距離Ｌ１を、従来構成に比べて大幅に短縮することができるため、カメラ本体１の外形サイズを小型化することができる。即ち、従来構成では、撮像基板上の実装部品とメイン基板上の実装部品とが光軸方向に重なって配置されている。そのため、各電気部品の高さを合わせた距離と、撮像ユニットの位置調整の際の移動で各部品同士が接触しないための距離を確保する必要が生じ、その結果、基板間距離が広くなってしまう。これに対して、本実施形態では、撮像基板８１０とメイン基板８００に実装される電気部品の高さの分だけ、基板間距離Ｌ１を短縮することができるため、カメラ本体１の外形サイズを小型化することが可能となる。

なお、本実施形態において、光軸方向の基板間距離Ｌ１は、レンズマウント部５０１を基準として、撮像ユニット４００の位置を調整した際に、撮像基板８１０とメイン基板８００とが互いに干渉しない距離に設定されている。このとき、カメラ本体１に外力が加わる等して基板同士が接触したときのことを考慮し、図７（ｃ）に示すように、メイン基板８００側のチェックパッド８０６に対向する撮像基板８１０上にはチェックパッド８１３を設けないようにすることが好ましい。撮像基板８１０の表層部はレジスト材（液状フォトレジスト等）により絶縁される構成となっているため、これにより、安全に撮像基板８１０とメイン基板８００をレイアウトすることができる。

一方、図７（ｄ）には、撮像基板８１０側のチェックパッド８１３とメイン基板８００側のチェックパッド８０６が近接した状態が示されている。この場合でも、メイン基板８００側のチェックパッド８０６と撮像基板８１０側のチェックパッド８１３とを光軸方向において互いに重ならないように配置することで、基板同士が接触したときの回路短絡を防止することができる。

本実施形態によれば、上述の通りに、撮像基板８１０とメイン基板８００の光軸方向での基板間距離を短縮することが可能になることによって、接続ＦＰＣ８３０の長さ、つまり配線距離を短くすることも可能になる。よって、接続ＦＰＣ８３０に対してシールド部材等を追加することなく、外部ノイズの混入を避けることができる。なお、接続ＦＰＣ８３０の長さは、撮像ユニット４００の位置調整代を考慮した上で最短長さに設定されるため、撮像ユニット４００の位置調整作業に何ら支障を生じさせることはない。

＜その他の実施形態＞
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。

１ カメラ本体
３３ 撮像素子
８００ メイン基板
８０６，８１３ チェックパッド
８１０ 撮像基板
８１１ 実装ランド領域
ＡＲＥＡ−１ 第１の非実装領域
ＡＲＥＡ−２ 第２の非実装領域

Claims (4)

1. 撮像光学系からの被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、
   前記撮像光学系の光軸と略直交するように前記撮像素子の背面側に配置され、前記撮像素子から出力されたアナログ信号を処理する電気部品を有する撮像基板と、
   前記撮像光学系の前記光軸と略直交するように前記撮像基板の背面側に配置され、切り欠き部を有し、前記撮像基板から出力される信号を処理する電気部品を有するメイン基板とを備え、
   前記撮像基板は、電気部品が実装される面と同じ面に電気部品が非実装である第１の非実装領域を有し、
   前記メイン基板は、電気部品が非実装である第２の非実装領域を有し、
   前記撮像基板と前記メイン基板は、前記撮像基板において電気部品が実装された領域が前記メイン基板の切り欠き部に対向し、且つ、前記第１の非実装領域と前記第２の非実装領域とが対向するように配置され、前記第１の非実装領域と前記第２の非実装領域にはそれぞれ、機能検証のためのチェックパッドが配置されていることを特徴とする撮像装置。
2. 前記撮像基板には、前記撮像素子から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換器が実装され、
   前記メイン基板には、前記撮像基板から出力される画像データを処理する画像信号処理回路と、前記画像信号処理回路から出力される画像データを格納するバッファメモリと、外部機器と電気的に接続される入出力端子が実装されることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 前記撮像基板の前記第１の非実装領域に設けられたチェックパッドと前記メイン基板の前記第２の非実装領域に設けられたチェックパッドとは、光軸方向において互いに重ならないよう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。
4. 前記撮像基板の前記第１の非実装領域は、前記撮像素子が基板実装可能な状態に成形された撮像素子パッケージの実装リード部が接続される実装ランド領域の裏面に対応する領域に設けられ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。

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