JP6091074B2

JP6091074B2 - 発光装置

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Publication number: JP6091074B2
Application number: JP2012091860A
Authority: JP
Inventors: 欽わい劉
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2012-04-13
Filing date: 2012-04-13
Publication date: 2017-03-08
Anticipated expiration: 2032-04-13
Also published as: JP2013221983A

Description

本発明は、閃光を発する発光装置に関し、例えばデジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置に搭載される発光装置に関する。

近年のストロボ装置は、多機能化の要請により、回路規模が大きくなり、回路基板が占めるスペースも大きくなる傾向にある一方、小型化の要請により、電気部品や回路基板をスペース効率良く配置することも重要な課題になりつつある。

このような背景から、ストロボ装置の装置本体の内部に無駄な空間を生じさせることなく、スペース効率よく電気部品を配置できるようにした技術が提案されている（特許文献１）。

このストロボ装置は、図８に示すように、装置本体１０１の内部において、回路基板１３１、電池ケース１３２、及びメインコンデンサ１３８によって囲まれる空間に円筒形電気部品１７６，１７７が配置される。

円筒形電気部品１７６，１７７は、回路基板１３１に形成された切欠き部１３１ａ，１３１ｂに沿って配置されており、これにより、スペース効率よく電気部品を配置してストロボ装置を小型化できるとしている。

特開２０１０−１８１５５２号公報

しかし、上記特許文献１では、ストロボ装置の小型化が可能になるものの、ストロボ光を発光する発光部と制御用ＩＣが実装される回路基板との距離が短くなる。そのため、ストロボ発光時に制御用ＩＣが発光部からのノイズの影響を受け、適正な発光量で発光できないなどの動作不良が生じやすくなる。

そこで、本発明は、小型の発光装置の制御部が発光部からのノイズの影響を受けにくくする仕組みを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の発光装置は、発光部と、前記発光部の背面側で前記発光部の照射面に対して交差する方向に沿って配置され、デジタル回路を有する第１の制御部とアナログ回路を有する第２の制御部とが実装される基板と、を備え、前記基板は、４層以上の多層基板で構成されて、グランド層と電源層とが互いに異なる層とされ、前記グランド層は、第１のグランドパターン、前記第１のグランドパターンとは異なる第２のグランドパターン、及び前記第１のグランドパターンと前記第２のグランドパターンとは異なる電源グランドパターンを有し、前記第１のグランドパターンは、前記第１の制御部の下側の内層に配線され、前記第２のグランドパターンは、前記第２の制御部の下側の内層に配線され、前記電源グランドパターンは、前記第１の制御部及び前記第２の制御部から離れた位置で電源系の電気部品の下側の内層に配線され、前記電源グランドパターンは、少なくとも一部が前記第１のグランドパターンと前記第２のグランドパターンとの間に配置されることを特徴とする。

本発明によれば、小型の発光装置の制御部が発光部からのノイズの影響を受けにくくすることが可能となる。

（ａ）は本発明の実施形態の一例であるストロボ装置の外観斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すストロボ装置を背面側から見た外観斜視図である。（ａ）は図１（ａ）に示すストロボ装置の分解斜視図、（ｂ）は図１（ｂ）に示すストロボ装置の分解斜視図である。ストロボ装置の装置本体の内部構造体を上カバーと対向する側から見た斜視図である。ストロボ装置の装置本体の内部構造体を下カバーと対向する側から見た斜視図である。メイン基板を上カバーがある方向を向く面側から見た斜視図である。発光部の分解斜視図である。メイン基板の２層部分のグランドパターンを示す斜視図である。従来のストロボ装置を説明するための概略斜視図である。

以下、本発明の実施形態の一例を図面を参照して説明する。

図１（ａ）は本発明の実施形態の一例である発光装置としてのストロボ装置の外観斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すストロボ装置を背面側から見た外観斜視図である。図２（ａ）は図１（ａ）の分解斜視図、図２（ｂ）は図１（ｂ）の分解斜視図である。なお、本実施形態では、デジタルカメラ等の撮像装置に着脱可能に装着されるストロボ装置を例に採る。

本実施形態のストロボ装置は、図１及び図２に示すように、装置本体１と、装置本体１の底部に取り付けられる脚部７とを備え、脚部７は、カメラ側のアクセサリシューに対して着脱可能とされる。

装置本体１は、上カバー２及び下カバー３により外装が形成され、下カバー３の底面には、上述した脚部７が取り付けられ、下カバー３の装置本体１の背面側の端部には、カメラからの脱落防止するロックスイッチ８及び電源ボタン５が配設されている。

装置本体１の内部には、メイン基板３１、電池２１、カメラとの通信用端子類、及びカメラ側アクセサリシューとの通信を制御する回路が実装されたシューフレキシブルプリント基板４１等が配設されている。シューフレキシブルプリント基板４１は、メイン基板３１に実装されたコネクタ４２（図４参照）と電気的に接続される。また、装置本体１の正面側（被写体側）の端部には、ストロボ光を発光する発光部４が設けられ、装置本体１の背面側の端部には、電池蓋６が開閉可能に設けられている。

ストロボ装置の装置本体１は、カメラへの装着面に対して発光部４側の端部が上方に傾斜した形状とされている。装置本体１の傾斜は、ストロボ装置の総厚みを薄くして、携帯性を向上させるためである。また、ストロボ装置のカメラへの装着状態における発光部４の高さとして、カメラの撮影レンズのケラレを生じない程度の高さが必要である。

例えば、装置本体１がカメラへの装着面に対して水平に配置された場合、その高さを確保するために、脚部７を延ばす必要が生じ、その結果、ストロボ装置の総厚みが増えて、ストロボ装置の単体時の携帯性が悪くなる。

本実施形態のストロボ装置は、装置本体１を傾斜させた形状にすることで、ストロボ装置の単体時においても、カメラへの装着時においても、非常に優れた携帯性を有する小型のストロボ装置となっている。

次に、図３〜図６を参照して、ストロボ装置の装置本体１の内部構造を更に詳しく説明する。図３は装置本体１の内部構造体を上カバー２と対向する側（上面側）から見た斜視図、図４は装置本体１の内部構造体を下カバー３と対向する側（下面側）から見た斜視図である。図５はメイン基板３１を上カバー２がある方向を向く面側から見た斜視図、図６は発光部４の分解斜視図である。

図３及び図４に示すように、電池ケース１５は、２本の電池２１をそれぞれ収納する円筒状の電池収納部１５ａを有する。電池ケース１５の発光部４側の端部には、電池接片３６，３７が保持され、電池接片３６，３７の端子部３６ａ，３７ａは、メイン基板３１に半田付け等により固定される。

電池ケース１５の電池蓋６側の端部には、電源ボタン５のオン／オフ状態を検知する検知スイッチが実装された電源フレキシブルプリント基板３８が配置されている。電源フレキシブルプリント基板３８は、メイン基板３１に実装されたコネクタ３９に電気的に接続される。

メイン基板３１は、４層以上の多層基板とされ、発光部４の背面側で発光部４のストロボ光の照射面（後述するフレネルパネル９のパネル面）に対して交差する方向に沿って配置されて、電池ケース１５の下面側にビス等により固定される。

メイン基板３１は、昇圧トランス４０、ＤＣ−ＤＣ回路、及び昇圧回路等を含む第１ストロボ回路３１ａ（第１の回路）を有する。また、メイン基板３１は、電池２１から充電されたメインコンデンサ３５のエネルギで発光部４を発光させる高電圧回路を含む第２ストロボ回路３１ｂ（第２の回路）を有する。更に、メイン基板３１は、電源スイッチ、制御用ＣＰＵ３２、及び受光センサＩＣ３３が実装されたデジタル系の制御回路を含む第３ストロボ回路３１ｃ（第３の回路）を有する。

以上の構成より、メイン基板３１は、発光部４に近い側の端部が発光部４から遠い側の端部よりも、第１ストロボ回路３１ａ、第２ストロボ回路３１ｂ及び第３ストロボ回路３１ｃが実装される面の方向に傾いていると言える。

第１ストロボ回路３１ａ及び第２ストロボ回路３１ｂは、電気的効率を良好にすべく、発光部４から引き出されたリード線１６〜１９との接続距離が極力短くなるように互いに接近して配置され、かつ発光部４の背面に近接して配置される。

一般的に、ストロボ発光時に発光部から発生する電気的ノイズが制御ＩＣの通信ラインに乗ると通信エラーが発生して適正な発光量で発光できないなどの動作不良が生じてしまうことがある。

本実施形態では、ストロボ発光時に発生する発光部からのノイズによる動作不良を防ぐ為、制御用ＣＰＵ３２と受光センサＩＣ３３が実装される第３ストロボ回路３１ｃを、第１及び第２ストロボ回路３１ａ，３１ｂより更に発光部４から離れた位置に配置している。即ち、制御用ＣＰＵ３２と受光センサＩＣ３３が実装される第３ストロボ回路３１ｃは、メイン基板３１の発光部４に近い側の端部よりもメイン基板３１の発光部４から遠い側の端部の近傍に配置される。

ここで、電池ケース１５は、メイン基板３１の上カバー２がある方向を向く面（上面）に配置され、第１ストロボ回路３１ａ、第２ストロボ回路３１ｂ、及び第３ストロボ回路３１ｃは、メイン基板３１の下カバー３がある方向を向く面（下面）に配置される。

ここで、図７を参照して、メイン基板３１の２層部分のグランドパターンについて説明する。ストロボ発光時に発光部４から発生する電気的ノイズが制御用ＣＰＵ３２と受光センサＩＣ３３の出力に影響を与えないようにする為、４層以上の多層基板であるメイン基板３１のグランド層と電源層とは、それぞれ２層部分と３層部分とに配置される。すなわち、グランド層と電源層とは、隣接した互いに異なる層とされる。

メイン基板３１の２層部分であるグランド層は、図７に示すように、アナロググランドパターン３１ｅ、デジタルグランドパターン３１ｆ、及び電源グランドパターン３１ｄを有する。そして、各パターン３１ｅ，３１ｆ，３１ｄは、接続グランドパターン３１ｇで電気的に接続される。即ち、各パターン３１ｅ，３１ｆ，３１ｄは、メイン基板３１の発光部４に近い側の端部の近傍で電気的に接続される。

また、デジタルグランドパターン３１ｆは、制御用ＣＰＵ３２の下側の内層に配線され、アナロググランドパターン３１ｅは、受光センサＩＣ３３の下側の内層に配線され、電源グランドパターン３１ｄは、不図示の電源系の電気部品の下側の内層に配線される。ここで、デジタルグランドパターン３１ｆは、本発明の第１のグランドパターンの一例に相当し、アナロググランドパターン３１ｅは、本発明の第２のグランドパターンの一例に相当する。また、制御用ＣＰＵ３２は、本発明の第１の制御部の一例に相当し、受光センサＩＣ３３は、本発明の第２の制御部の一例に相当する。

３つのグランドパターン３１ｆ，３１ｅ，３１ｄは、同じグランドとして接続されているが、流れる電流値が異なるため、電位差が生じる。このため、回路の動作不良を回避するため、電源グランドパターン３１ｄは、制御用ＣＰＵ３２と受光センサＩＣ３３からできるだけ離れた位置に配線することが望ましい。図７では、電源グランドパターン３１ｄは、アナロググランドパターン３１ｅとデジタルグランドパターン３１ｆとの間に配置される。なお、各パターン３１ｅ，３１ｆ間に、電源グランドパターン３１ｄの少なくとも一部が配置されるようにしてもよい。

図３及び図４に戻って、メイン基板３１の上面には、円筒状のメインコンデンサ３５がその長手方向を電池ケース１５への電池２１の挿抜方向と略平行にして設けられる。そのため、メイン基板３１の長手方向はメインコンデンサ３５の長手方向と略平行になる。メインコンデンサ３５は、電池２１から充電された発光用の電荷を蓄積し、ストロボ発光時の充放電を行う。

メインコンデンサ３５の端子部３５ａは、電池接片３６，３７の端子部３６ａ，３７ａに近接する位置で、メイン基板３１に半田付け等により固定される。これにより、メインコンデンサ３５と電池接片３６，３７との電気的な経路を短くすることができ、電気的ロスを抑えることができる。

また、本実施形態では、メイン基板３１と電池ケース１５との間に、メイン基板３１の上面に実装される複数の電気部品（図５参照）の収納空間を形成している。

メイン基板３１の上面に実装された複数の電気部品は、メイン基板３１の下面に実装された制御用ＣＰＵ３２及び受光センサＩＣ３３より体積の小さい電気部品とされている。これにより、装置本体１の内部に無駄な空間を生じさせることなく、スペース効率良く複数の電気部品を配置することができる。

受光センサＩＣ３３は、発光部４からグラスファイバーケーブル２０を介して導光される光を受光するセンサで、外部から遮光するために受光センサ保持部材３４で覆われている。受光センサ保持部材３４には、本体部３４ａ、ストロボ光出射部３４ｂ、及び取り付け部３４ｃが一体に設けられる。

本体部３４ａは、受光センサＩＣ３３の全体を覆うように嵌め込まれて受光センサＩＣ３３を外部から遮光する。ストロボ光出射部３４ｂは、グラスファイバーケーブル２０の端部２０ｂを接着剤等を介して保持する。取り付け部３４ｃは、ビスを介してメイン基板３１とともに電池ケース１５に固定される。

発光部４は、図６に示すように、フレネルパネル９、反射傘１１、キセノン管１０、押えゴム１２、トリガーコイル１３、及びストロボ保持部材１４を備える。反射傘１１は、キセノン管１０で発光されたストロボ光を反射してフレネルパネル９へ導く。フレネルパネル９は、キセノン管１０で発光されたストロボ光、及び反射傘１１で反射された光を透過する機能を有する。

キセノン管１０は、リード線１６，１７（図４参照）を介してメイン基板３１に接続され、トリガーコイル１３は、リード線１８，１９（図４参照）を介してメイン基板３１に接続される。押えゴム１２は、キセノン管１０を反射傘１１側に付勢した状態で保持する。

ストロボ保持部材１４には、キセノン管１０、反射傘１１、及び押えゴム１２が組み込まれる。また、ストロボ保持部材１４には、トリガーコイル１３を組み込まれる収納部１４ａが一体に設けられる。トリガーコイル１３が発する発光トリガー信号は、リード線４３（図３参照）を介して反射傘１１に直接印加される。

フレネルパネル９には、キセノン管１０で発光されたストロボ光をグラスファイバーケーブル２０を介してメイン基板３１に実装された受光センサＩＣ３３に導光するためのストロボ光入射部９ａが一体に設けられる。ストロボ光入射部９ａには、装着穴９ｂが形成され、装着穴９ｂには、グラスファイバーケーブル２０の先端部２０ａが挿入されて、上述したように接着剤等で固定される。

即ち、キセノン管１０で発光されたストロボ光は、ストロボ光入射部９ａ、グラスファイバーケーブル２０、及びストロボ光出射部３４ｂを介して受光センサＩＣ３３に導光される。そして、受光センサＩＣ３３で検出されたキセノン管１０の発光量に基づき、制御用ＣＰＵ３２により発光量制御が行われる。

発光部４は、ストロボ保持部材１４に一体に形成された取り付け部１４ｂ，１４ｃがビス等を介して電池ケース１５と共に上カバー２に固定されることで位置決め保持され、また、電池蓋６、及び下カバー３も上カバー２に取り付けられる。

以上説明したように、本実施形態では、４層以上の多層基板であるメイン基板３１のグランド層と電源層とを互いに異なる層としている。そして、グランド層をアナロググランドパターン３１ｅ、デジタルグランドパターン３１ｆ、及び電源グランドパターン３１ｄで構成して、各パターン３１ｅ，３１ｆ，３１ｄを接続グランドパターン３１ｇで接続している。これにより、デジタル回路で発生する強い周波数ノイズがアナログ回路に混入するのを効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、デジタルグランドパターン３１ｆを制御用ＣＰＵ３２の下側の内層に配線し、アナロググランドパターン３１ｅを受光センサＩＣ３３の下側の内層に配線し、電源グランドパターン３１ｄを電源系の電気部品の下側の内層に配線している。これにより、ストロボ発光時に発光部４から発生する電気的ノイズが制御用ＣＰＵ３２と受光センサＩＣ３３の出力に影響を与えるのを防止することができる。

なお、本発明の構成は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では、撮像装置に対して着脱可能なストロボ装置を例示したが、撮像装置と一体化されたストロボ装置であってもよい。

また、上記実施形態では、グランド層を３つのグランドパターンで構成した場合を例示したが、グランド層をアナロググランドパターン３１ｅ又はデジタルグランドパターン３１ｆと電源グランドパターン３１ｄとの２つのグランドパターンで構成してもよい。

更に、上記実施形態では、制御用ＣＰＵ３２及び受光センサＩＣ３３をメイン基板３１の同一面に配置した場合を例示したが、メイン基板３１の一方の面に制御用ＣＰＵ３２を配置し、他方の面に受光センサＩＣ３３を配置してもよい。

４発光部
３１メイン基板
３１ｄ電源グランドパターン
３１ｅアナロググランドパターン
３１ｆデジタルグランドパターン
３１ｇ接続グランドパターン
３２制御用ＣＰＵ
３３受光センサＩＣ

Claims

発光部と、
前記発光部の背面側で前記発光部の照射面に対して交差する方向に沿って配置され、デジタル回路を有する第１の制御部とアナログ回路を有する第２の制御部とが実装される基板と、を備え、
前記基板は、４層以上の多層基板で構成されて、グランド層と電源層とが互いに異なる層とされ、
前記グランド層は、第１のグランドパターン、前記第１のグランドパターンとは異なる第２のグランドパターン、及び前記第１のグランドパターンと前記第２のグランドパターンとは異なる電源グランドパターンを有し、
前記第１のグランドパターンは、前記第１の制御部の下側の内層に配線され、前記第２のグランドパターンは、前記第２の制御部の下側の内層に配線され、前記電源グランドパターンは、前記第１の制御部及び前記第２の制御部から離れた位置で電源系の電気部品の下側の内層に配線され、前記電源グランドパターンは、少なくとも一部が前記第１のグランドパターンと前記第２のグランドパターンとの間に配置されることを特徴とする発光装置。
前記第１の制御部は、前記基板の前記発光部に近い側の端部よりも前記基板の前記発光部から遠い側の端部の近傍に配置されることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
前記第１のグランドパターンと前記電源グランドパターンとは、前記基板の前記発光部に近い側の端部の近傍で電気的に接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
前記第１のグランドパターンは、デジタルグランドパターンであり、前記第２のグランドパターンは、アナロググランドパターンであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の発光装置。
前記第２の制御部は、前記基板の前記発光部に近い側の端部よりも前記基板の前記発光部から遠い側の端部の近傍に配置されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の発光装置。
前記第２のグランドパターンと前記電源グランドパターンとは、前記基板の前記発光部に近い側の端部の近傍で電気的に接続されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の発光装置。
前記基板は、前記グランド層と前記電源層とが隣接していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の発光装置。