JP6817526B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、電子機器にケーブルを接続する際に用いられるコネクタに関する。

従来、例えば、自動車に搭載され、後方を撮像するバックモニタとしての車載カメラ装置では、筐体内で収容する回路基板に、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子が搭載されている。筐体の前面側には、レンズ等の光学系が配置されている。この光学系を介して筐体の外部から筐体内部に導入された光が、撮像素子に受光されることによって、カメラ装置の撮像動作が行われる。

回路基板には、撮像素子からの撮像信号等の電気信号を入出力する入出力端子（以下「回路端子」という）が形成されている。回路端子は、筐体の一部分を貫通するコネクタ端子に接続され、コネクタ端子が、ケーブルに設けられる相手コネクタに接続されることにより、車内の表示装置等のようなカメラ装置外部の外部機器と電気的に接続される。

このような車載カメラ装置では、光学系の光軸と、回路基板上に実装された撮像素子の光軸との位置関係を調整することがある。このため、筐体内部で、回路基板を、光学系の光軸と垂直な平面に沿って移動させる機構（周知のフローティング機構）で支持することにより、撮像素子の光軸と、光学系の光軸との位置関係を調整できるように構成されている。このため、筐体内部において、回路基板の回路端子とコネクタ端子とを固定的に接続できず、ハーネス、ＦＦＣ（Flexible Flat Cable）、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）等を介して接続したり、また、特許文献１に示すように，ブロック状の導電性弾性体を介して接続したりしていた。

特許文献１のカメラ装置では、撮像素子が実装された回路基板の回路端子と、外部端子としてのハーネスとの間に、導電性弾性体が挟み込まれている。導電性弾性体は、金属細線からなる導体が柱状の絶縁弾性体に埋設されてなり、回路基板を収容する収容部側及び外部端子を収容する収容部側の両端面に露出するように嵌め込まれて固定されている。金属細線からなる導体は、導電性弾性体において、回路基板を収容する収容部側の端面に位置する端部で回路端子に接触しており、回路端子とハーネスとは、導体を介して電気的に接続されている。これにより、特許文献１では、回路端子を備える回路基板が、筐体内で、光学系の光軸と垂直な平面に沿って移動しても、回路端子と、コネクタ端子に接続された導体とが相対的に微小な変位であれば、回路端子と、コネクタ端子との接続状態が維持される。

特開２０１４−０７５２２９号公報

ところで、カメラ装置において、特許文献１のように、金属細線を埋設した複雑な構成の柱状の導電性弾性体を用いることなく、簡易な構成で、回路基板の回路端子と、外部端子に接続されるコネクタ端子との接触状態を維持しつつ、回路基板のフローティング量（位置調整量）を増加して、光学系の光軸と回路基板上の撮像素子の光軸との位置調整を容易に行うことができる構造が望まれている。なお、特許文献１では、回路端子の金属細線に対するフローティング、特に、互いの対向方向（接触方向）へのフローティングについては開示されていない。また、柱状の導電性弾性体であるため基板の厚み方向の厚みが比較的厚くなっていた。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、変位可能な回路基板を容易に変位させつつ、回路基板の回路端子とコネクタ端子とを簡易な構成で安定して電気的に好適に接続でき、且つ小型化軽量化に貢献でき得るコネクタを提供することを目的とする。

本発明のコネクタの一つの態様は、撮像素子が実装されるとともに筐体内に収容される回路基板に取り付けられ、前記撮像素子の信号を外部へ出力する端子を含む回路端子部と、前記回路基板において前記回路端子部が取り付けられた面に、前記回路基板の厚み方向で対向して配置され、前記筐体の一壁部を構成するコネクタハウジングと、前記コネクタハウジングに貫設される導電性を有する棒状体であって、且つ、前記回路基板側の端面で、前記回路端子部に電気的接続するコネクタ端子と、前記コネクタ端子を軸とし前記コネクタ端子の周囲を覆う絶縁性のハウジングを介して前記コネクタハウジングに貫設される導電性を有する筒状体であって、且つ、前記回路基板側の端面で、前記回路端子部側と電気的接続するシェルと、を有し、前記コネクタハウジング内では前記回路端子部を部分的に覆うシールドの内側で、前記コネクタ端子および前記シェルが前記回路基板と電気的接続がなされており、前記コネクタ端子と前記シェルは前記コネクタハウジングの前記回路基板側とは反対側の面から導出され、外部ケーブルとの接続部が形成されている構成を採る。

本発明によれば、ケーブルに接続される棒状のコネクタ端子の端面が、変位可能な回路基板に取り付けられた回路端子に、回路基板の厚み方向で当接して、回路端子を厚み方向で弾性変形させる。これにより、回路基板の厚み方向と直交する方向とともに回路基板の厚み方向にも回路基板を変位させつつ、回路基板の回路端子とコネクタ端子とを簡易な構成で安定して電気的に好適に電気的に接続でき、更に全体的に小型薄型の構成にとなり小型化軽量化を図ることができる。

本発明に係る一実施の形態のコネクタを有するカメラ装置の断面図 本発明に係る一実施の形態のコネクタを有するカメラ装置の要部構成を示す分解斜視図 本発明に係る一実施の形態のコネクタの要部構成を示すカメラ装置の部分断面図 本発明に係る一実施の形態のコネクタの要部構成を示す分解斜視図 本発明に係る一実施の形態のコネクタにおける回路端子部とコネクタ端子との接触位置関係を示す図 本発明に係る一実施の形態のコネクタを備えるカメラ装置において回路基板を変位させた状態を示す断面図 同回路基板を変位させた状態の要部構成を示す断面図 同回路基板を変位させた状態の要部構成を示す断面図 コンタクトピンの特性インピーダンスの説明に供する図 本発明に係る一実施の形態のコネクタの変形例の要部構成を示す模式図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明に係る一実施の形態のコネクタを有するカメラ装置の断面図であり、また、図２は、本発明に係る一実施の形態のコネクタを有するカメラ装置の要部構成を示す分解斜視図である。本実施の形態では、カメラ装置１０の一部としてコネクタ１００を備えるものとして説明する。また、本実施の形態では、コネクタ１００を有するカメラ装置１０に関する方向を、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を使用して説明する。カメラ装置１０では、コネクタ１００に対してレンズ等の光学系（ここではレンズ部）が配置される側を前側とし、コネクタ１００にケーブルが接続される側を後ろ側とし、光学系（具体的にはレンズ部３１）の光軸Ｌ方向に沿う方向をＺ方向（回路基板１１の厚み方向ともいう）、光軸Ｌに対して直交する方向を、Ｘ方向、Ｙ方向とする。

カメラ装置１０は、例えば、車両の前面、後面、左右側面等を構成する部位に設けられることにより、車両の外部景色を撮像するフロントモニタ、バックモニタ、サイドモニタ等の車載カメラ装置として用いられる。車両は、自動車、列車等の移動装置であることが好ましく、例えば、カメラ装置１０は、自動車では、フロントバンパ、リアバンパ、フロントグリル等に設けられる。カメラ装置１０は、ケーブルの端部に接続された相手コネクタ５０（図３参照）を介して電源や車室内の表示装置等の外部の電気機器に接続される。ここでは、ケーブルは、同軸ケーブルとして説明し、カメラ装置１０から撮像したデジタル信号を出力するものとする。なお、カメラ装置は、アナログ信号を入出力するケーブルを接続できる構成としてもよい。

カメラ装置１０は、コネクタ１００を有するカメラケース１５と、撮像素子１２が実装された回路基板１１と、レンズ部３１と、レンズ部３１を保持するホルダ部３５と、を有する。

カメラケース１５は、フロントケース１３とリアケース１４とにより構成されている。フロントケース１３及びリアケース１４は、ここでは、絶縁性を有する樹脂等により構成される。ここではカメラケースは、正面視正方形状の中空の薄肉の直方体状をなしている。
フロントケース１３は、後面側が開口する箱状をなし、前面部の中央部にレンズ孔が穿孔されている。レンズ孔は、フロントケース１３内部と前方とを連通して形成され、このレンズ孔にはガスケット（Ｏリング）３３を介してレンズ部３１の前部３１ａが内嵌されている。これにより、フロントケース１３はレンズ部３１で気密に閉塞された状態となっている。
フロントケース１３において、前面側の開口部に臨むレンズ部３１の前部３１ａは、外部光を、カメラケース１５内の撮像素子１２の受光面上へ導入する。

ホルダ部３５は、筒状をなしており、フロントケース１３内に収容されている。ホルダ部３５は、レンズ部（光学系）の外周を囲むホルダ筒部３５１と、ホルダ筒部の後端側に一体に接合され、後端側から放射方向に突出するホルダフランジ３５２と、脚部３５３とを有する。
ホルダ筒部３５１は、レンズ部３１を支持し、ホルダフランジ３５２を介して、レンズ部３１を、フロントケース１３に保持させる。レンズ部３１の光軸Ｌは、フロントケース１３の軸と一致するように配置されている。
ホルダフランジ３５２は、その外周面でフロントケース１３に固定され、内部の貫通孔にはレンズ部３１の後面部３１ｂが、後方に臨むように配置される。

脚部３５３は、ホルダフランジ３５２の後面から後方に突出して設けられている。ここでは、ホルダフランジ３５２の外形が、光軸方向と直交する断面形状が矩形状（詳細には正方形状）であるので、ホルダフランジ３５２の後面の４つの角部に設けられている。
脚部３５３の後端面は、光軸と直交する面であり、この後端面に回路基板１１の一方の面（前側面）が当接し、これにより回路基板１１は、光軸と直交して配置されている。
これにより、ホルダ部３５は、回路基板１１の撮像素子１２を、ホルダフランジ３５２の後面で露出するレンズ部３１に対して、光軸方向で、所定間隔（脚部３５３の前後方向の長さ分）空けて対向させている。なお、脚部３５３は、回路基板１１に、例えば、接着材や樹脂等により固定される。

リアケース１４は該リアケース１４の相手コネクタ５０の嵌合近傍に封止剤にて気密に閉塞されている。

回路基板１１は、フロントケース１３及びリアケース１４内に収容されている。回路基板１１は、レンズ部３１に対して、レンズ部（光学系）３１の光軸方向で対向するように配置されている。回路基板１１には、一方の面（前側面）側に、レンズ部３１と対向してＣＣＤ素子等の撮像素子１２が実装されている。ここでは、回路基板１１は、平面視正方形状に形成されており、撮像素子１２は、回路基板１１の中央部分に実装されており、レンズ部３１の光軸と重なる位置に位置する。撮像素子１２の光軸は、平面視した際の回路基板１１の中心または中心近傍に位置することが好ましい。この回路基板１１には、撮像素子１２に関する電源回路や信号処理回路等が形成されている。

また、回路基板１１は、カメラケース１５の内周面から離間して配置されている。回路基板１１は、光学系（レンズ部３１）の光軸Ｌと撮像素子１２の光軸Ｌ１との位置関係を調整するために、カメラケース１５において対して、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向に相対的に変位可能となるように支持される。ここでは、回路基板１１は、組み付け時では、後述するレセプタクルピン１６の付勢力により、ホルダ部３５にＺ方向で押圧して支持される。これにより、回路基板１１は、カメラケース１５内で、光軸Ｌに垂直な平面に沿って２次元に移動できるとともに、光軸Ｌ方向や光軸Ｌ方向に沿うＺ方向（回路基板１１の厚み方向とも言える）にも移動させてその位置が調整可能となっている。
回路基板１１の他方の面（後側面）に対向して、リアケース１４において後側の面を構成する後面部１４１が配置されている。

リアケース１４は、後面部１４１の周縁部から前面側に突出する周壁部を有し、前面側端部で開口する箱状をなしており、前面側の開口で、フロントケース１３の後面側の開口（開口部）を閉塞する。例えば、リアケース１４と、フロントケース１３との開口端面同士は、シール材（図示省略）を介して当接し、接着剤或いはネジ等を介して接合される。これによりフロントケース１３とリアケース１４とで気密的に一体化されたカメラケースを構成する。

図３は、本発明に係る一実施の形態のコネクタの要部構成を示すカメラ装置の部分断面である。また、図４は、本発明に係る一実施の形態のコネクタの要部構成を示す分解斜視図である。
図３及び図４に示すカメラ装置１０は、リアケース１４の後面部１４１を含むコネクタ１００を有する。このコネクタ１００を介して、図示しないケーブル（ここでは同軸ケーブル）の端部に接続された相手コネクタ５０が嵌合される。
コネクタ１００は、カメラケースのリアケース１４の一部としても機能する後面部（面状のコネクタハウジング）１４１と、レセプタクルピン１６と、コンタクトピン２１と、シェル２２と、ハウジング２３と、を有する。
レセプタクルピン（回路端子部）１６は、回路基板１１の他方の面（後側面）側に、レセプタクルハウジング（以下、「レセハウジング」という）１７を介して取り付けられている。ここでは、レセプタクルピン１６は、複数（例えば３つ）の端子を有している。回路基板１１は、レセプタクルピン（回路端子部）１６に接触するコンタクトピン２１を介して外部からの電力の供給を受け、あるいは外部との間で電気信号の送受信を行うことができる。レセプタクルピン１６についての詳細は後述する。

レセハウジング１７は、回路基板１１の後面側の中央部分に配置されており、取り付けられたレセプタクルピン１６をそれぞれ支持する。

レセハウジング１７は、レセプタクルピン１６のそれぞれを絶縁する絶縁材料により筒状に形成されており、レセプタクルピン１６の一端部を、回路基板１１の対応する回路にそれぞれ接続している。ここでは、レセハウジング１７は、角筒状に形成されており、開口１７１の形状が正方形状に形成されている。レセプタクルピン１６は、同軸ケーブルの構成に対応して、主に撮像素子１２により出力される撮像信号を出力する信号端子としてのレセコンタクトピン１６ａと、回路基板１１のグランド及びシェル２２の接点片部２２ａ１に接続されるレセグランドピン１６ｂとを有する。

図５は、本発明の一実施の形態に係るコネクタにおける回路端子部（レセコンタクトピン）１６とコネクタ端子（コンタクトピン２１、シェル２２）との接触位置関係を示す図であり、これらの接触部分を、後面部１４１を外して後方から見た図である。

図３〜図５に示すように、レセハウジング１７は、矩形筒状をなしており、外周面と後端面（図４では上側面）を矩形枠状のシールド１８で被覆されている。このシールド１８の下端部の脚部１８ａを回路基板１１に実装（ここでは半田により接合）することにより、レセハウジング１７は、回路基板１１に固定されている。

レセプタクルピン１６（レセコンタクトピン１６ａ、レセグランドピン１６ｂ）は、図４及び図５に示すように、それぞれ、回路基板１１において対応する回路パターンに半田により接続される基端部１６１と、弾性変形による付勢力によりコンタクトピン２１、シェル２２の一端部２２ａ（特に接点片部２２ａ１）をＺ方向に付勢しつつ接触する先端部１６２、１６８とを有する。なお、レセプタクルピン１６のレセコンタクトピン１６ａ、レセグランドピン１６ｂについては、同様の構成については同名称同符号を付して説明する。なお、レセプタクルピン１６は、後面部１４１側（つまり嵌合部１４３側）で固定されるコンタクトピン２１及びシェル２２の一端部２２ａ（特に接点片部２２ａ１）Ｚ方向に付勢することにより、回路基板１１をホルダ部３５に押圧して回路基板１１を保持する。

ここでは、レセプタクルピン１６は、細長板状の導電材料（銅板等）を加工して、両端部をそれぞれ基端部１６１と先端部１６２、１６８として形成される。レセプタクルピン１６は、基端部１６１と先端部１６２、１６８との間に、基端部１６１側から先端部１６２側に、固定片１６３と、変形可能な屈曲部１６４と、弾性変形可能なアーム部１６６、１６７が順に連続して形成されている。なお、レセプタクルピン１６において、レセコンタクトピン１６ａと、レセグランドピン１６ｂとは、アーム部１６６、１６７及び先端部１６２、１６８の形状が異なる。

固定片１６３は、基端部１６１からＺ方向に沿って後方（ここでは後方であるコネクタ側）に向かって、回路基板１１に対して立ち上がるように形成されている。固定片１６３は、枠状のレセハウジング１７の周壁部のうちの一壁部内で固定されている。固定片１６３において後方側の端部には、一壁部の後端面に沿って一壁部の内面に向かって延びる屈曲部１６４が連続している。

屈曲部１６４には、屈曲部１６４とともに板バネとして機能するアーム部１６６、１６７が、一壁部の下端側（カメラ装置１０の前方）へ延びて屈曲し、一壁部の対向壁の上端側（カメラ装置の後方）に向かって突出して形成されている。

アーム部１６６、１６７の傾斜片の先端部１６２、１６８が形成されている。

レセコンタクトピン１６ａは、屈曲部１６４から連続するアーム部１６６及び先端部１６２は二股に分岐して構成されている。

レセコンタクトピン１６ａの先端部１６２は、アーム部１６６の傾斜片の延在方向に対して屈曲する屈曲部分でコンタクトピン２１にＺ方向に沿う方向で変位して押圧しつつ接触可能に形成されている。レセコンタクトピン１６ａの先端部１６２において、アーム部１６６の傾斜片との屈曲部分が、コンタクトピン２１の端面である接触面部２１２に接触する接点部を構成している。

また、レセグランドピン１６ｂの先端部１６８は、アーム部１６７の傾斜片の延在方向に対して屈曲して設けられ、傾斜片との屈曲部分でシェル２２の一端部２２ａ（特に接点片部２２ａ１）にＺ方向に沿う方向で変形して押圧しつつ接触可能に形成されている。

先端部１６８の配置位置は、先端部１６２と同高さレベルでの位置である。

このように構成されるレセコンタクトピン１６ａ、レセグランドピン１６ｂの先端部１６２、１６８は、アーム部（弾性変形部）１６６、１６７により後面部１４１側に付勢され、回路基板１１の厚み方向に変位可能な接点部を有している。

また、レセプタクルピン１６のうち、レセコンタクトピン１６ａは、屈曲部１６４、アーム部１６６及び先端部１６２が、レセハウジング１７の開口部の略中央に位置するように、レセハウジング１７に支持されている。

また、先端部１６２の二股に分岐する分岐片の間に、コンタクトピン２１の軸心が位置するように配置される。なお、このコンタクトピン２１の軸心が、光学系の光軸と一致するように配置されることが好ましい。

また、レセグランドピン１６ｂ、１６ｂは、その先端部１６８、１６８が、レセコンタクトピン１６ａの先端部１６２を、等間隔を空けて挟む位置に位置するように、レセハウジング１７に支持されている。

コンタクトピン２１及び筒状のシェル２２は、コネクタ端子に相当し、リアケース１４の後面部１４１に貫設されている。具体的には、コンタクトピン２１及び筒状のシェル２２は、後方側の端部（軸部先端部２１４ａ、他端部２２ｂ）をリアケース１４の外部へ突出させるとともに前方側の端部（接触面部２１２、一端部２２ａ）をリアケース１４の内部に露出させるように、リアケース１４の後面部１４１に固定されている。

ここでは、コンタクトピン２１及び筒状のシェル２２は、後面部１４１の中央部分に形成された貫通孔内に配置されている。

具体的には、コンタクトピン２１の前方側の端部（接触面部２１２）及び筒状のシェル２２の前方側の端部（一端部２２ａ）は、カメラケース内で、回路基板１１に取り付けられたレセハウジング１７の開口１７１内に挿入した状態で配置されている。一方、コンタクトピン２１の後方側の端部（軸部先端部２１４ａ）及びシェル２２の後方側の端部（他端部）２２ｂは、後面部１４１の後側の面（カメラケースの後面面）側に凹状に形成された嵌合部１４３内で露出した状態で配置されている。

コンタクトピン２１は、長尺棒状体であり、導電材料からなり導電性を有する。コンタクトピン２１は、例えば、銅製ピン、或いは、軟銅等の母材にＳｎメッキを施した部材である。

コンタクトピン２１は、レセコンタクトピン１６ａに面で接触する接触面部２１２と、接触面部２１２に一体に設けられ、接触面部２１２の中心軸（コンタクトピン２１の中心軸）を通るように延在する軸部２１４とを有する。ここでは、軸部２１４は、接触面部２１２に対して垂直方向に立設して設けられている。

また、図３〜図５に示すように、コンタクトピン２１の外周面は、延在方向に延びる中心軸方向に垂直な断面において、中心軸から等間隔に位置することが好ましい。コンタクトピン２１の外周が、中心軸と等間隔離れた位置に位置すれば、レセコンタクトピン１６ａが、接触面部２１２の中心からＸ軸Ｙ軸のどの方向でズレた位置で接触しても、位置ズレにより発生するインピーダンス変化を、極力同様な変化（同じような値）にすることができる。具体的には、コンタクトピン２１を断面円形で形成し、接触面部２１２を円形とし、円形の接触面部２１２から垂直に延びる軸部２１４を接触面部２１２と同一中心とした円柱状に形成する。これにより、コンタクトピン２１の特性インピーダンスを設定し易くなる。

また、本実施の形態では、断面円形の接触面部２１２は、断面円形の軸部２１４の一端部の外周から放射方向に垂直に張り出したフランジ状に形成されている。

コンタクトピン２１は、円筒形状のハウジング２３の中心孔に挿入（ここでは圧入）されている。

ハウジング２３は、絶縁材料により構成され、その外周面はシェル２２により覆われている。

これにより、シェル２２内に、ハウジング２３を介してコンタクトピン２１が内嵌されており、シェル２２は、コンタクトピン２１に対し絶縁材を介して、コンタクトピン２１を囲むように配置され、コンタクトピン２１に対する電磁シールドとして機能する。

筒状のシェル２２は、導電性を有する金属板を加工して形成されている。筒状のシェル２２の一端部２２ａは、中心軸に対して放射方向に張り出すフランジ状部分を有する。一端部２２ａのフランジ状部分に、放射方向に突出する接点片部２２ａ１が形成されている。接点片部２２ａ１は、レセグランドピン１６ｂに対応する位置に形成される。
なお、図３に示すように、後面部１４１の内面の中央部分には、嵌合部１４３の開口に連続して開口し、且つ、後面部１４１の内面から突出する枠状部１４１ａが形成されている。

シェル２２は、後面部１４１の内側から、枠状部１４１ａ内に圧入されており、一端部２２ａのフランジ状部分で枠状部１４１ａの前端面に係合し、他端部２２ｂをリアケース１４の嵌合部１４３で露出させている。

シェル２２の一端部２２ａは、レセハウジング１７内に配置され、一端部２２ａのフランジ状部分における後方側の面は、レセハウジング１７の開口面と面一或いは略面一となるように配置されている。また、シェル２２の一端部２２ａの外周縁と、レセハウジング１７の開口縁との間には、四方でクリアランスＳ（図３参照）が形成されている。

嵌合部１４３は、図３に示すように、後面部１４１を貫通する開口を有し、この開口にシェル２２が嵌合されている。嵌合部１４３は、後面側では凹状に形成されており、ケーブルの端部に接続される相手コネクタ５０の凸状の被嵌合部５２と嵌合する。

嵌合部１４３の開口縁部には、開口部を囲むようにパッキン材６０が取りつけられており、相手コネクタ５０との嵌合時において、電気的接続部分の気密性を向上させている。

相手コネクタ５０は、後面部１４１の円形の後面に当接する当接部５１に、被嵌合部５２を突設している。被嵌合部５２は円筒状をなしており、被嵌合部５２内には、同軸ケーブルの中心導体に接続される相手コンタクトピン５４と、相手コンタクトピン５４を囲む筒状の相手シェル５６とが配設されている。

相手コンタクトピン５４は、細長筒状の導電材料により構成され、例えば、銅製ピン、或いは、軟銅等の母材にＳｎメッキを施した筒状部材である。

相手コンタクトピン５４は、一端部側で同軸ケーブルの中心導体に接続され、且つ、他端部側が被嵌合部５２内で突設されており、コンタクトピン２１が挿入されて外嵌し電気的に接続する。

相手シェル５６は、導電性を有する金属により形成されている。相手シェル５６は、一端部側で、ケーブルの導体（ここで同軸ケーブルの外部導体（網組み銅線））に接続されている。

相手シェル５６は、被嵌合部５２内で、相手コンタクトピン５４を中心として等間隔で配置されており、且つ、シェル２２と嵌合して電気的に接続される。相手シェル５６は、ここでは、被嵌合部５２の内周面に沿って配設され、シェル２２と外嵌する。

このように構成されたカメラ装置１０と、相手コネクタ５０とを嵌合して接続することによって、回路端子としてのレセプタクルピン１６と、コンタクト端子であるコンタクトピン２１、シェル２２とが接触し電気的に接続される。これにより、相手コネクタ５０に接続されるケーブルを介して、カメラ装置１０は、外部機器と接続される。

ここで、レセコンタクトピン１６ａ、レセグランドピン１６ｂと、コンタクトピン２１、シェル２２の一端部２２ａ（特にフランジ状部分の接点片部２２ａ１）との位置関係について詳細に説明する。

図５に示すように、コンタクトピン２１は、軸心を、レンズ系の光軸Ｌ、ひいては回路基板１１の中央部に実装された撮像素子１２の光軸Ｌ１（図１参照）と一致するように配置されていることが望ましい。

また、レセコンタクトピン１６ａにおける先端部１６２の接点部も同様に、回路基板１１の中央部に実装された撮像素子１２の光軸Ｌ１上に位置するように配置されることが好ましく、ひいては先端部１６２の接点部はレンズ系の光軸Ｌと略中心で重なるように配置されることが好ましい。

これにより、コンタクトピン２１の接触面部２１２は、その中心で、レセコンタクトピン１６ａと接触するように、レセコンタクトピン１６ａの先端部１６２の接触領域よりもＸＹ軸方向に広い領域を有する。回路基板１１のＸＹ方向の可動域は、それぞれの方向でクリアランス２Ｓ分変位可能となっている。ここでは図３及び図５に示すように、軸部２１４の断面形状と重なるようにレセコンタクトピン１６ａの先端部１６２が配置され、先端部１６２の接点部がコンタクトピン２１の中央に位置するように配置されている。

また、シェル２２の一端部２２ａは、図５に示すように、接点片部２２ａ１のＸＹ方向の中心部でレセグランドピン１６ｂの先端部１６８が接触する位置に配置されるように構成されている。

このように構成されるカメラ装置１０では、ホルダ部３５、ガスケット３３を介してレンズ部３１が装着されたフロントケース１３と、コンタクトピン２１、シェル２２、ハウジング２３を有するリアケース１４とを、撮像素子１２とレセプタクルピン１６とを有する回路基板１１を挟んで組み付ける。

また、回路基板１１は、コンタクトピン２１、シェル２２に接触しつつコンタクトピン２１、シェル２２を付勢するレセプタクルピン１６を介して、コンタクトピン２１、シェル２２に電気的に接続される。また、回路基板１１は、フロントケース１３とリアケース１４からなるカメラケース１５（図１参照）内において、レセプタクルピン１６の付勢力により、カメラケース１５内において、前側（具体的にはホルダ部３５の脚部３５３）に押し付けられる。更に、回路基板１１は、レセプタクルピン１６とコンタクトピン２１、シェル２２との電気的な接続により、コンタクトピン２１、シェル２２に接続される外部機器に電気的に接続される。
これにより、回路基板１１に対してコネクタ１００は、回路基板１１をＸＹＺ軸方向に移動（フローティング）自在に保持しつつ電気的に接続するフローティング機能を有する位置状態にあり、カメラ装置１０を組み付けた後、撮像素子１２の光軸Ｌ１とレンズ部３１の光軸Ｌとを一致させるために回路基板１１をＸＹＺ方向に変位させても、その変位に追従して確実な接触状態を維持できる。

図６は、本発明に係る一実施の形態のコネクタを備えるカメラ装置において回路基板１１を変位させた状態を示す断面図である。図７及び図８は、本発明に係る一実施の形態のコネクタを備えるカメラ装置において回路基板１１を変位させた状態の要部構成を示す断面図である。
図６では、回路基板１１をＺ方向で−方向（−のフローティング方向）に変位させた状態を示す。具体的には、回路基板１１を、図１に示す光軸方向（ここではＺ方向）の位置よりも後面部１４１側（相手コネクタ側）に変位（Mより短いＮの長さ分、ここではＮ＝１／２Ｍ変位）させている。このように、回路基板１１をＺ軸−方向（コンタクトピン２１側への方向）に変位しても、回路基板１１のレセコンタクトピン１６ａは、先端部１６２の接点部でコンタクトピン２１の接触面部２１２を摺動するとともにアーム部１６６の弾性変形により、接触面部２１２に確実に接触している。

図７では、回路基板１１をＸ軸とＺ方向でそれぞれ＋方向（＋のフローティング方向）に変位させた状態を示す。このように、回路基板１１をＸ軸＋方向（図中右方向）及びＺ軸＋方向（コンタクトピン２１側への方向）に変位しても、回路基板１１のレセコンタクトピン１６ａは、先端部１６２の接点部でコンタクトピン２１の接触面部２１２を摺動するとともにアーム部１６６の弾性変形により、接触面部２１２に確実に接触している。

また、図８では、回路基板１１をＸ軸＋方向（フローティング方向）に変位させた状態を示す。このように、回路基板１１をＸ軸＋方向（図中右方向）に変位しても、回路基板１１のレセコンタクトピン１６ａは、先端部１６２の接点部でコンタクトピン２１の接触面部２１２に確実に接触している。このように、回路基板１１を変位させて、レンズ部３１の光軸Ｌと、撮像素子１２の光軸Ｌ１との位置を調整した後、ホルダ部３５の脚部３５３と、回路基板１１とを接着剤或いは樹脂等により固定してもよい。

なお、本実施の形態のコネクタ１００におけるコンタクトピン２１の外径はどのような外径でもよいが、外径により、特性インピーダンスが異なる。

特性インターフェースは、簡易インピーダンス式に適用して算出できる。

図９は、コンタクトピンの特性インピーダンスの説明に供する図であり、図９Ａは、簡易インピーダンス式の説明に供する図であり、図９Ｂ及び図９Ｃは、コンタクトピンの形状の一例を示す図である。

図９Ａを用いた簡易インピーダンス式を下記式１で示す。

本実施の形態のコンタクトピン２１のような図９Ｂに示すクギ形状のコンタクトピン２１Ａの特性インピーダンスの一例は、上記式１で示す簡易インピーダンス式に、ピン径（軸部２１４の外径）ｄ＝０．５ｍｍ、外部導体内径Ｄ＝２．９ｍｍ、絶縁体誘電率ε＝３．７を適用して算出できる。なお、接触面部の外径はｄ＝１．３ｍｍとする。すると、特性インピーダンスは５４．８Ωとなる。また、図９Ｃに示すように、コンタクトピン２１Ａの接触面部２１２の外径と同様の外形の軸部２１４Ａで構成したコンタクトピン２１Ｂの特性インピーダンスの一例は、ピン径（軸部２１４Ａの外径）ｄ＝１．３ｍｍ、外部導体内径Ｄ＝２．９ｍｍ、絶縁体誘電率ε＝３．７を適用して算出する。すると、特性インピーダンスは２５．０Ωとなった。
一般的に、信号が伝送される同軸ケーブルのインピーダンスが約５０Ωであるため、図９Ｂの形状にすることによって伝送ロスを極力減衰させることが出来る。

なお、本実施の形態では、一本のコンタクトピン２１を介して、カメラケース内でフローティング機構により支持される回路基板１１に、同軸ケーブルを電気的に接続する構成としたが、図１０に示すように２本以上のコンタクトピン２１Ｃを有するコネクタとしてもよい。

図１０は、本発明に係る一実施の形態のコネクタの変形例の要部構成を示す模式図である。図１０では、矩形枠状のシェル２２Ｃ内に、複数本（ここでは６本）のコンタクトピン２１Ｃが、実施の形態のカメラ装置１０（図３参照）でのコンタクトピン２１の取付構造と同様の構造でリアケース１４の後面部１４１に取りつけられる。

また、これらコンタクトピン２１Ｃのそれぞれの接触面部は、フローティング機構により支持される回路基板に取り付けたレセプタクルピン１６と同様の端子によりＺ方向に沿って押圧した状態で当接する。

本実施の形態のカメラ装置１０においては、一端部で、相手コネクタ５０の相手コンタクトピン５４に接合するコンタクトピン２１が、その他端部の端面（接触面部２１２）で、回路端子であるレセコンタクトピン１６ａと直接Ｚ方向に押し付け合う状態で電気的に接続する。このため、カメラケース内にハーネス、ＦＦＣ、ＦＰＣ等の収容スペースを確保する必要はなく、変位可能な回路基板１１のレセコンタクトピン１６ａ（回路端子部）とコンタクトピン（コネクタ端子）２１とを簡易な構成で好適に接続でき、更に全体的に小型薄型の構成になる。

このように、本実施の形態によれば、ケーブルに接続される棒状のコンタクトピン（コネクタ端子）２１の接触面部（端面）２１２が、変位可能な回路基板１１に取り付けられたレセプタクルピン１６（具体的には、レセコンタクトピン１６ａ（回路端子））に、回路基板１１の厚み方向で当接して、レセコンタクトピン１６ａ（回路端子）を弾性変形させている。これにより、回路基板１１の厚み方向と直交する方向とともに回路基板１１の厚み方向にも回路基板１１を変位させつつ、回路基板１１の回路端子（レセプタクルピン１６）とコネクタ端子（コンタクトピン２１）とを簡易な構成で安定して好適に電気的に接続でき、更に全体的に小型薄型の構成にとなり小型化軽量化を図ることができる。

すなわち、ケーブルの端部を形成するケーブル端子（特に相手コンタクトピン５４）と、カメラ装置１０の回路基板１１の回路端子であるレセコンタクトピン１６ａとが、コンタクトピン２１のみを介して簡易な構成で電気的に接続されている。

例えば、光学系（レンズ部３１）の光軸Ｌと撮像素子１２の光軸Ｌ１の調整するために、撮像素子１２を実装する回路基板１１をコンタクトピン２１に対して変位させても、回路基板１１側のレセプタクルピン１６は、コンタクトピン２１、シェル２２の一端部２２ａ（特に、接点片部２２ａ１）のそれぞれに、Ｚ方向に押し付けられつつＸＹ方向に摺動できる。本実施の形態では、カメラケース１５内で、回路基板１１は、コンタクトピン２１、シェル２２に接触するレセプタクルピン１６のＺ方向（ここでは光軸Ｌ方向といってもよい）に沿った弾性変形により、ＸＹ方向（光軸Ｌと直交する方向）に移動可能で、光学系の光軸Ｌに沿う方向でレンズ部３１側（具体的にはホルダ部３５）に押し付けられて位置決めされた状態となっている。

これにより、回路基板１１とケーブルとが常に電気的に接続された状態を安定して保持できる。

また、この構造によれば、１枚の回路基板１１のみで、フローティングする回路基板１１をＸ軸Ｙ軸といった光軸と直交する方向に移動自在であることは勿論のこと、Ｚ方向にも変位させつつ、回路基板１１のレセプタクルピン１６と、コネクタ側のコネクタ端子とを電気的に好適に接続できる。また、レセコンタクトピン１６ａは、回路基板１１に実装される撮像素子１２の光軸Ｌ１と一致する位置に先端部（接点部）１６２を配置し、レセコンタクトピン１６ａの先端部（接点１６２）の周囲に、レセグランドピン１６ｂの先端部（接点部）１６８を配置している。詳細には、コンタクトピン２１に接触して信号を伝送するレセコンタクトピン１６ａのアーム部１６６を２分割構造とし、シェル２２の接点片部２２ａ１を直径方向２か所に配置して、その２箇所でレセグランドピン１６ｂと接触する構成としている。これにより、信号端子（コンタクトピン２１、レセコンタクトピン１６ａ）及びグランド端子（シェル２２、レセグランドピン１６ｂ）が安定的に接続される。更に、中央に信号を伝送するためのレセコンタクトピン１６a、その周囲に２か所レセグランドピン１６ｂ配設することによってノイズにも強い構成となる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

以上、本発明の実施の形態について説明した。なお、以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されない。つまり、上記装置の構成や各部分の形状についての説明は一例であり、本発明の範囲においてこれらの例に対する様々な変更や追加が可能であることは明らかである。

本発明に係るコネクタは、変位可能な回路基板を変位させつつ、回路基板の回路端子とコネクタ端子とを簡易な構成で好適に安定して電気的に接続できる効果を有し、フローティング機構より支持される回路基板を備える電子機器に用いられるものとして有用である。

１０ カメラ装置
１１ 回路基板
１２ 撮像素子
１４ リアケース（コネクタハウジング）
１５ カメラケース
１６ レセプタクルピン
１６ａ レセコンタクトピン（回路端子部）
１６ｂ レセグランドピン
１７ レセハウジング
１８ シールド
１８ａ 脚部
２１、２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ コンタクトピン（コネクタ端子）
２２ シェル
２２ａ 一端部
２２ａ１ 接点片部
２２ｂ 他端部
２３ ハウジング
３５ ホルダ部（保持部）
５０ 相手コネクタ
５１ 当接部
５２ 被嵌合部
５４ 相手コンタクトピン
５６ 相手シェル
６０ パッキン材
１００ コネクタ
１４１ 後面部
１４１ａ 枠状部
１４３ 嵌合部
１６１ 基端部
１６２、１６８ 先端部（接点部）
１６３ 固定片
１６４ 屈曲部
１６６、１６７ アーム部（弾性変形部）
２１２ 接触面部（端面）
２１４、２１４Ａ 軸部
２１４ａ 軸部先端部

Claims (5)

1. 撮像素子が実装されるとともに筐体内に収容される回路基板に取り付けられ、前記撮像素子の信号を外部へ出力する端子を含む回路端子部と、
   前記回路基板において前記回路端子部が取り付けられた面に、前記回路基板の厚み方向で対向して配置され、前記筐体の一壁部を構成するコネクタハウジングと、
   前記コネクタハウジングに貫設される導電性を有する棒状体であって、且つ、前記回路基板側の端面で、前記回路端子部に電気的接続するコネクタ端子と、
   前記コネクタ端子を軸とし前記コネクタ端子の周囲を覆う絶縁性のハウジングを介して前記コネクタハウジングに貫設される導電性を有する筒状体であって、且つ、前記回路基板側の端面で、前記回路端子部側と電気的接続するシェルと、
   を有し、
   前記コネクタハウジング内では前記回路端子部を部分的に覆うシールドの内側で、前記コネクタ端子および前記シェルが前記回路基板と電気的接続がなされており、
   前記コネクタ端子と前記シェルは前記コネクタハウジングの前記回路基板側とは反対側の面から導出され、外部ケーブルとの接続部が形成されているコネクタ。
2. 前記回路端子部は、レセプタクルコンタクトピンと、レセプタクルグランドピンとを含み、
   前記シェルは、前記レセプタクルグランドピンに接続され、
   前記シールドの内側では、前記コネクタ端子が前記レセプタクルコンタクトピンを介して前記回路基板と電気的接続がなされるとともに前記シェルが前記レセプタクルグランドピンを介して前記回路基板に電気的接続がなされる、
   請求項１記載のコネクタ。
3. 前記コネクタ端子は、前記レセプタクルコンタクトピンとしての、前記撮像素子の信号を外部へ出力する前記端子と電気的接続がなされ、
   前記シェルは、前記レセプタクルグランドピンである、前記回路基板のグランド端子と電気的接続がなされており、
   前記コネクタ端子は外部からの電力供給も兼ねている請求項２記載のコネクタ。
4. 前記外部ケーブルは同軸ケーブルであり、
   前記撮像素子の信号を外部へ出力する前記端子は、前記コネクタ端子を介して前記同軸ケーブルの中心導体に接続され、
   前記シェルが電気的接続される前記レセプタクルグランドピンは、前記シェルを介して前記同軸ケーブルの外部導体に接続される、
   請求項３記載のコネクタ。
5. 前記コネクタ端子は、クギ形状のコンタクトピンから形成されており、該コンタクトピンの前記回路基板との電気的接続部の径は該コンタクトピンの軸部の径よりも大きい請求項３記載のコネクタ。

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