WO2020202753A1

WO2020202753A1 - 信号伝送装置、および信号伝送方法

Info

Publication number: WO2020202753A1
Application number: PCT/JP2020/003363
Authority: WO
Inventors: 草太波多野
Original assignee: ソニー株式会社
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2020-01-30
Publication date: 2020-10-08
Also published as: US11930588B2; US20220151059A1; JP7484891B2; CN113615008A; JPWO2020202753A1

Abstract

差動信号の品質を低下させることのない小型のコネクタ構成とフレキシブル基板を利用した信号伝送装置、方法を提供する。差動信号伝送用の信号伝送路を有するフレキシブル基板を有し、フレキシブル基板の少なくとも一方のコネクタ接続部は、信号伝送路とコネクタ内配線との接続部である信号線接続部を複数、配置した第１接続部列と第２接続部列を有する。各接続部列の各信号線接続部は、第１接続部列と第２接続部列の間に構成されたＶＩＡ（貫通孔）を介してフレキシブル基板の裏面に形成された信号伝送路に接続した構成を有する。例えば、第１接続部列は、ＧＮＤ信号線接続部と、＋信号線接続部、第２接続部列は、ＧＮＤ信号線接続部と、－信号線接続部によって構成される。

Description

信号伝送装置、および信号伝送方法

　本開示は、信号伝送装置、および信号伝送方法に関する。さらに詳細には、小型でかつ信号品質を維持した高速差動信号伝送を可能とした信号伝送装置、および信号伝送方法に関する。

　例えば、カメラの撮像素子の各画素には画像撮影により光量に応じた電荷が蓄積される。各画素の電荷に応じた電気信号は伝送路を介して信号処理部に出力される。信号処理部は、入力信号に基づいて様々な信号処理を行い、記録画像や表示画像を生成する。

　今後、利用が増加すると予測される４Ｋ画像や８Ｋ画像等、高画質画像の撮影カメラの撮像素子の画素数は、現在の例えば２Ｋ画像撮影用撮像素子の画素数の数倍～数十倍であり、撮像素子から信号処理部に出力するデータ量も飛躍的に増大することになる。

　近年の撮像素子の中には、撮像素子の画素に蓄積された電荷量に応じたアナログ信号を素子自身で量子化しデジタル信号とした後、デジタル信号伝送路を介して信号処理部に出力する構成がある。デジタル信号の伝送には、例えば差動信号が利用される。
　差動信号を用いることで、ノイズの影響を低減した高品質なデジタル信号を伝送することが可能となる。

　撮像素子から出力されるデジタル信号は、例えばコネクタやフレキシブル基板（ＦＰＣ）を介して信号処理部に転送される。しかし、このような構成において、コネクタは多くの信号線を接続するため、所定ピッチ間隔の接続部を設けることが必要となり、所定の大きさが必要となる。これがカメラの小型化や軽量化を阻害する要因となっている。

　コネクタ構成の小型化を図った従来技術として、例えば特許文献１（特開２０１８－４３０４０号公報）がある。この文献には、立体的な基板配置構成により小型化したコネクタを開示している。
　しかし、この文献に記載の構成は、内視鏡装置の構成であり、通常のカメラに適用可能な構成とは異なるものである。

　また、単にコネクタの小型化を図るために端子部を密集させて形成すると、各信号線の伝送経路が不均一な構成となり、これにより各信号路のインピーダンス特性にばらつきが発生し、伝送信号の品質低下をもたらすという問題が発生する。

特開２０１８－４３０４０号公報

　本開示は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、コネクタとフレキシブル基板（ＦＰＣ）を用いた小型でかつ信号品質を維持した高速差動信号伝送を可能とした信号伝送装置、および信号伝送方法を提供することを目的とする。

　本開示の第１の側面は、
　差動信号伝送用の信号伝送路を有するフレキシブル基板を有し、
　前記フレキシブル基板の少なくとも一方のコネクタ接続部は、
　前記信号伝送路とコネクタ内配線との接続部である信号線接続部を複数、平行な二列のラインに配置した第１接続部列と第２接続部列を有し、
　前記第１接続部列、および前記第２接続部列に構成された各信号線接続部は、前記第１接続部列と第２接続部列の間に構成されたＶＩＡ（貫通孔）を介して前記フレキシブル基板の裏面に形成された信号伝送路に接続した構成を有するフレキシブル基板を有する信号伝送装置にある。

　さらに、本開示の第２の側面は、
　フレキシブル基板を利用した差動信号伝送処理を実行する信号伝送方法であり、
　前記フレキシブル基板の少なくとも一方のコネクタ接続部は、
　前記信号伝送路とコネクタ内配線との接続部である信号線接続部を複数、平行な二列のラインに配置した第１接続部列と第２接続部列を有し、
　前記コネクタ内配線からの出力を、
　前記第１接続部列、および前記第２接続部列に構成された各信号線接続部に伝送し、
　さらに、前記第１接続部列と第２接続部列の間に構成されたＶＩＡ（貫通孔）を介して前記フレキシブル基板の裏面に形成された信号伝送路を介して差動信号を伝送する信号伝送方法にある。

　本開示のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本開示の実施例や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。なお、本明細書においてシステムとは、複数の装置の論理的集合構成であり、各構成の装置が同一筐体内にあるものには限らない。

　本開示の一実施例の構成によれば、差動信号の品質を低下させることのない小型のコネクタ構成とフレキシブル基板を利用した信号伝送装置、方法が実現される。
　具体的には、例えば、差動信号伝送用の信号伝送路を有するフレキシブル基板を有し、フレキシブル基板の少なくとも一方のコネクタ接続部は、信号伝送路とコネクタ内配線との接続部である信号線接続部を複数、配置した第１接続部列と第２接続部列を有する。各接続部列の各信号線接続部は、第１接続部列と第２接続部列の間に構成されたＶＩＡ（貫通孔）を介してフレキシブル基板の裏面に形成された信号伝送路に接続した構成を有する。例えば、第１接続部列は、ＧＮＤ信号線接続部と、＋信号線接続部、第２接続部列は、ＧＮＤ信号線接続部と、－信号線接続部によって構成される。
　本構成により、差動信号の品質を低下させることのない小型のコネクタ構成とフレキシブル基板を利用した信号伝送装置、方法が実現される。
　なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また付加的な効果があってもよい。

撮像素子と、信号処理部、および、撮像素子側で生成したデジタル信号を信号処理部に転送する信号路が形成されたフレキシブル基板の一例について説明する図である。撮像素子の可動領域について説明する図である。フレキシブル基板（ＦＰＣ）を用いて差動信号を伝送する従来構成の一例を示す図である。差動信号線ペアである＋信号線と，－信号線とのコネクタ上の接点位置のずれを解消する構成例について説明する図である。「基板対基板コネクタ」を用いた構成例について説明する図である。本開示のフレキシブル基板（ＦＰＣ）の構成例（実施例１）について説明する図である。本開示のフレキシブル基板（ＦＰＣ）と基板対基板コネクタの詳細構成例について説明する図である。本開示のフレキシブル基板（ＦＰＣ）の断面構成例について説明する図である。本開示のフレキシブル基板（ＦＰＣ）の構成例（実施例２）について説明する図である。本開示のフレキシブル基板（ＦＰＣ）の構成例（実施例３）について説明する図である。本開示のフレキシブル基板（ＦＰＣ）の構成例（実施例４）について説明する図である。本開示のフレキシブル基板（ＦＰＣ）の構成例（実施例５）について説明する図である。本開示のフレキシブル基板（ＦＰＣ）の構成例（実施例６）について説明する図である。

　以下、図面を参照しながら本開示の信号伝送装置、および信号伝送方法の詳細について説明する。なお、説明は以下の項目に従って行なう。
　１．撮像素子と信号処理部間の信号伝送路の構成例について
　２．差動信号伝送路の構成例について
　３．本開示の信号伝送装置の構成について
　４．その他の実施例について
　５．本開示の構成のまとめ

　　［１．撮像素子と信号処理部間の信号伝送路の構成例について］
　まず、撮像素子と信号処理部間の信号伝送路の構成例について説明する。
　カメラの撮像素子は、撮像素子を構成する各画素に受光量に応じた電荷を蓄積する。画素の蓄積電荷に応じた電気信号は伝送路を介して信号処理部に出力され、信号処理部において撮像素子出力信号に基づく画像生成処理等が行われる。

　最近の撮像素子は、画素の蓄積電荷量に応じたアナログ信号を撮像素子側でデジタル信号に変換して信号処理部に出力する構成としたものが多くなっている。
　図１には、撮像素子１０と、信号処理部３０、および、撮像素子側で生成したデジタル信号を信号処理部３０に転送するための信号路が形成されたフレキシブル基板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｐｒｉｎｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）２０を示している。

　撮像素子１０とフレキシブル基板（ＦＰＣ）２０はコネクタ１１によって接続され、信号処理部３０とフレキシブル基板（ＦＰＣ）２０もコネクタ３１によって接続されている。

　信号伝送路にフレキシブル基板（ＦＰＣ）２０を用いるのは、撮像素子１０に所定の可動領域を設定するためである。この可動領域は、例えば撮影時の手振れによる撮影画像の品質低下を低減するものであり、手振れによるカメラの微小な動きが直接、撮像素子に伝達されるのを防止するための構成である。

　図２を参照して、撮像素子１０の可動領域について説明する。
　図２（ａ）は、カメラの断面構成であり、撮像素子１０と信号処理部３０とこれらを接続するフレキシブル基板（ＦＰＣ）２０の断面を示している。
　信号処理部３０は、カメラ本体に対して固定された状態である。

　一方、撮像素子１０は、撮影時の手振れによるカメラの揺れが直接、撮像素子に伝達しないように可動領域が設けられている。
　すなわち、図２（ｂ）に示すように、撮像素子１０は、所定範囲の上下左右、さらに回転方向の移動が許容された状態でカメラに取り付けられている。
　このような撮像素子１０の動きを阻害しないように、撮像素子１０の出力信号の伝送回路としてフレキシブル基板（ＦＰＣ）２０が利用されている。

　また、撮像素子１０の動きを阻害しないように撮像素子１０に装着されるコネクタ１１は、小型で軽量であることが好ましい。
　なお、撮像素子１０から信号処理部２０に出力される信号は、例えば、撮像素子側でＡＤ変換により生成されたデジタル信号によって構成される差動信号である。

　差動信号は、２本の信号線を用いて逆相の２つの電流（＋，－）を並列に流して、これら２本の電位差をデジタル信号値として伝送するものである。信号伝送路間では所定のノイズが発生するが、逆相の２つの電流（＋，－）伝送路にはほぼ同様のノイズが加わることになり、２本の信号線の差分をとることでノイズはキャンセルされ、ノイズの影響を低減したデジタル信号を伝送することが可能となる。

　　［２．差動信号伝送路の構成例について］
　本開示の信号伝送装置の説明の前に、差動信号を伝送するための従来型のフレキシブル基板（ＦＰＣ）を用いた信号伝送構成例について説明する。

　図３は、フレキシブル基板（ＦＰＣ）を用いて差動信号を伝送する従来構成の一例を示す図である。
　図３に示すフレキシブル基板２０ａは、逆相の２つの電流（＋，－）を伝送する一対の差動信号線ペアが複数組設けられ、さらに、各差動信号線ペアに一本のＧＮＤ信号線を対応させて設定した構成となっている。

　フレキシブル基板２０ａには例えば８ペア、１６ペア等の複数の差動信号線ペアが配線されており、１つの差動信号線ペアを介して、撮像素子１０の複数画素対応のデジタル差動信号を信号処理部３０に伝送する。

　先に図１を参照して説明したように、撮像素子１０とフレキシブル基板２０ａはコネクタ１１を介して接続され、信号処理部３０とフレキシブル基板２０ａとの接続もコネクタ３１を介して接続される。

　先に図２を参照して説明したように、撮像素子１０の動きを阻害しないように撮像素子１０に装着されるコネクタ１１は、小型で軽量であることが求められる。

　コネクタを小型化するための一構成として、コネクタに形成する各信号線の接続部の位置を、隣接信号線ごとにずらす構成が利用される。
　図３の左側に示すように、「撮像素子側コネクタとの接続部」は、上部からＧＮＤ信号線，＋信号線，－信号線、・・・この３本の信号線の繰り返し構成であり、これらの信号線が、順次、コネクタに構成された接続部（ピン）に接続する構成となっている。

　一番上のＧＮＤ信号線はコネクタの奇数ピン１に接続され、次の＋信号線はコネクタの偶数ピン２に接続され、次の－信号線はコネクタの奇数ピン３に接続される。以下、同様に各信号線が奇数ピンし偶数ピンに交互に接続される。

　コネクタに構成される信号線接続部である奇数ピンと偶数ピンは、図に示すように左右にずれた位置に構成されている。
　このように、コネクタに形成する各信号線の接続部（ピン）の位置を隣接信号線ごとにずらすことで、コネクタの小型化軽量化を実現している。

　しかし、このような構成における問題点として、撮像素子１０からコネクタ１１を介してフレキシブル基板２０ａに出力される各信号、すなわちＧＮＤ信号，＋信号，－信号、これらの各信号のインピーダンス特性が均一にならず、伝送される差動信号の品質が低下するという問題がある。
　特に、１つの差動信号を送信するための差動信号線ペアである＋信号線と，－信号線とのコネクタ上の接点位置が大きくずれており、これによりフレキシブル基板２０ａに対する出力位置、出力タイミングのずれが発生し、伝送する差動信号の品質低下を発生させる可能性がある。

　なお、単位時間当たりの送信データ量が小さい場合、図３に示す構成でも送信される差動信号の品質低下はわずかであり、問題になるレベルとはならない。しかし、最近のカメラは、例えば４Ｋ、８Ｋ等の高画質画像を高い頻度で伝送することが要求されており、単位時間あたりの伝送データ量が増大している。具体的には、例えば５ＧＨｚ以上の周波数特性を持つ「高速差動信号」を伝送することが要求されている。
　このような高速差動信号を伝送する場合、図３に示す構成では、伝送に必要な信号品質を確保できず、必要なデータ伝送量が確保できないという問題がある。

　このような問題を解決する構成として、差動信号線ペアである＋信号線と，－信号線とのコネクタ上の接点位置のずれを解消した構成が有効である。
　例えば、図４に示すような構成である。

　図４に示すフレキシブル基板２０ｂは、図３と同様、逆相の２つの電流（＋，－）を伝送する一対の差動信号線ペアを複数組、有し、さらに、各差動信号線ペアに一本のＧＮＤ信号線を対応させて設定した構成となっている。

　図４に示す構成では、図４の左側に示すように、「撮像素子側コネクタとの接続部」は、上部からＧＮＤ信号線，＋信号線，ＮＣ、－信号線、・・・これらの繰り返し構成となっている。
　「ＮＣ」はフレキシブル基板２０ｂの信号線に接続されないコネクタの接続部（ピン）である。すなわち、ＮＣは非接続（Ｎｏｎ－Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）ピンである。

　この図４に示す構成では、１つの差動信号を送信するための差動信号線ペアである＋信号線と，－信号線とのコネクタ上の接点位置にずれがなく、フレキシブル基板２０ｂに対する出力位置、出力タイミングのずれが発生することなく、インピーダンス特性が均一となり、伝送する差動信号の品質低下を抑制することができる。

　しかし、図４に示す構成では、コネクタに信号伝送に利用されない接続部（ピン）であるＮＣピンが複数配置されることになり、コネクタの占有面積が大きくなり、小型化、軽量化の要求を満たすことができないという問題がある。

　さらに、先に説明した図３の構成における問題点、すなわち、差動信号線ペアである＋信号線と，－信号線とのコネクタ上の接点位置のずれによる伝送信号の品質低下を解消する構成として、図５に示す構成も有効である。

　図５に示すフレキシブル基板２０ｃは、図３と同様、逆相の２つの電流（＋，－）を伝送する一対の差動信号線ペアを複数組、有し、さらに、各差動信号線ペアに一本のＧＮＤ信号線を対応させて設定した構成となっている。

　図５に示す構成では、図５の左側に示すように、「撮像素子側コネクタとの接続部」は、２つの並列なライン状の接続部（ピン）を有する構成である。
　このコネクタはいわゆる「基板対基板コネクタ」とよばれるコネクタであり、コネクタの２つのライン各々の接続部（ピン）にそれぞれ異なる基板を接続可能とした構成である。

　「基板対基板コネクタ」を利用する場合、例えば、フレキシブル基板側に基板対基板コネクタのプラグを装着し、撮像素子側に基板対基板コネクタのレセプタを装着する。プラグと、レセプタを係合させることにより、コネクタ接続が行われ、フレキシブル基板の配線と撮像素子の配線との接続がなされる。
　この接続は、コネクタ内に構成された導体（金メッキニッケル等）や、導体（銅等）の各導体を介して行われる。

　例えば、図５の左側に示す「撮像素子側コネクタとの接続部」は、上部に示すように、基板対基板コネクタ（プラグ）の上部から見た図に相当する。
　すなわち、図５の左側に示す「撮像素子側コネクタとの接続部」は、基板対基板コネクタ（プラグ）を上部から観察して、コネクタの長辺方向に配列されたコネクタ内部の導体に接続する個別の接続部を示している。
　図５に示すフレキシブル基板２０ｃは、図３と同様、逆相の２つの電流（＋，－）を伝送する一対の差動信号線ペアを複数組、有し、さらに、各差動信号線ペアに一本のＧＮＤ信号線を対応させて設定した構成となっている。

　図５に示す構成では、図５の左側に示すように、「撮像素子側コネクタとの接続部」は、２つの並列なライン状の接続部（ピン）を有する構成である。
　図５に示す例は、「撮像素子側コネクタとの接続部」の一方のライン（右側ライン）の接続部（ピン）のみを利用して、上部からＧＮＤ信号線，＋信号線，－信号線、・・・これらの繰り返し構成の接続部とする。他方のライン（左側ライン）は、「ＮＣ」、すなわち、フレキシブル基板２０ｃの信号線に接続しない構成とする。

　この図５に示す構成も、１つの差動信号を送信するための差動信号線ペアである＋信号線と，－信号線とのコネクタ上の接点位置にずれがなく、フレキシブル基板２０ｂに対する出力位置、出力タイミングのずれが発生することなく、インピーダンス特性が均一となり、伝送する差動信号の品質も維持できる。

　しかし、この図５に示す構成も、先に説明した図４に示す構成と同様、コネクタに信号伝送に利用されない接続部（ピン）であるＮＣピンが複数配置されることになり、コネクタの占有面積が大きくなり、小型化、軽量化の要求を満たすことができないという問題がある。

　　［３．本開示の信号伝送装置の構成について］
　次に、本開示の信号伝送装置の構成について説明する。

　図６は、本開示の信号伝送装置を構成するフレキシブル基板（ＦＰＣ）１００の配線構成とコネクタ接続部の構成（実施例１）を説明する図である。
　なお、以下に説明する本開示のフレキシブル基板も先に図１、図２を参照して説明したように撮像素子１０と信号処理部３０間の信号伝送路として利用され、撮像素子１０と信号処理部３０とはコネクタ１１，３１で接続された構成である。

　図６に示す本開示のフレキシブル基板（ＦＰＣ）１００の配線構成は、先に図３を参照して説明したフレキシブル基板（ＦＰＣ）２０ａと同様、逆相の２つの電流（＋，－）を伝送する一対の差動信号線ペアが複数組、設けられ、さらに、各差動信号線ペアに一本のＧＮＤ信号線を対応させて設定した構成である。

　フレキシブル基板１００には例えば８ペア、１６ペア等の複数の差動信号線ペアが配線されている。１つの差動信号線ペアを介して、撮像素子の複数画素の画素値に対応するデジタル差動信号が信号処理部３０に伝送される。フレキシブル基板１００に構成された複数の差動信号線ペアを介して撮像素子に構成された全ての画素対応のデジタル差動信号が、順次、信号処理部３０に送信される。

　本開示のフレキシブル基板１００の「撮像素子側コネクタとの接続部」の構成は、図６左側に示すように、先に図５を参照して説明したと同様、２つの並列なライン状の接続部（ピン）を有する構成である。すなわち「基板対基板コネクタ構成」に対応した接続部構成を有する。
　図６の左側に示す「撮像素子側コネクタとの接続部」は、上部に示すように、基板対基板コネクタ（プラグ）１８ａの上部から見た図に相当する。
　すなわち、図６の左側に示す「撮像素子側コネクタとの接続部」は、基板対基板コネクタ（プラグ）１８ａを上部から観察して、コネクタの長辺方向に配列されたコネクタ内部の導体に接続する個別の接続部を示している。

　図６に示す本開示のフレキシブル基板１００の撮像素子側コネクタとの接続部は、図に示すように、第１接続部列１１１と、第２接続部列１１２が並列なラインとして構成され、さらに、この２つの接続部ライン、すなわち、第１接続部列１１１と、第２接続部列１１２の間にいわゆるスルーホールであるＶＩＡ（貫通孔）形成部１１３が構成されている。

　第１接続部列１１１は、上からＧＮＤ信号線接続部、＋信号線接続部を交互に形成した構成である。さらに、もう一方の接続部ラインである第２接続部列１１２は、上からＧＮＤ信号線接続部、－信号線接続部を交互に形成した構成である。

　第１接続部列１１１と第２接続部列１１２に示す「ＧＮＤ」、「＋」、「－」等の矩形領域は、撮像素子側の出力信号線と接続する接続部（接点）であり、これらは、フレキシブル基板１００の表面側に存在する。
　これらは、フレキシブル基板１００の表面側に存在する接続部は、フレキシブル基板１００の配線である信号伝送路とコネクタ内配線（＝撮像素子側に接続された配線）との接続部に相当する。

　これら、フレキシブル基板１００の表面側に存在する接続部（ＧＮＤ，＋，－接続部）が、撮像素子側からの出力信号を受け取り、ＶＩＡ（貫通孔）形成部１１３内のＶＩＡを介してフレキシブル基板１００の裏面側に形成された信号線を介して信号処理部側に伝送される。
　すなわち、図６に示す配線部１０１の信号線はフレキシブル基板１００の裏面側に構成された配線部である。

　なお、信号処理部３０側のコネクタ接続部構成も撮像素子１０側のコネクタ接続部構成と同様の構成を有する構成とすることが好ましい。
　このような構成とすることで、高品質な高速差動信号の伝送が可能となる。

　ただし、信号処理部３０側のコネクタ接続部構成を、撮像素子１０側のコネクタ接続部構成と同様の構成とせず、撮像素子１０側のコネクタ接続部構成のみを図６に示す構成とした場合でも、高速差動信号の伝送品質の低下を抑制することは可能であり、このような構成も本開示の構成に含まれる。

　本開示の基板対基板コネクタの詳細構成例を図７に示す。
　図７（ａ）に示す断面構成は、先の図２（ａ）に示した図と同様の断面図である。ただし、フレキシブル基板（ＦＰＣ）１００と撮像素子１０や信号処理部３０との接続部に「基板対基板コネクタ１８，１９」を利用している。

　図７（ｂ）コネクタ部断面構成は、図７（ａ）に示す基板対基板コネクタ１８の断面拡大図である。
　図７（ｂ）は、左側がフレキシブル基板側であり、右側が撮像素子側である。
　フレキシブル基板側には、基板対基板コネクタ（プラグ）１８ａが構成され、撮像素子側には、基板対基板コネクタ（レセプタ）１８ｂが構成されている。プラグと、レセプタを係合させることにより、コネクタ接続が行われ、フレキシブル基板２０の配線と撮像素子１０の配線との接続がなされる。
　この接続は、図７（ｂ）に示すコネクタ内に構成された導体（金メッキニッケル等）や、導体（銅等）の各導体を介して行われる。

　なお、図に示す例では、フレキシブル基板側に基板対基板コネクタ（プラグ）１８ａを構成し、撮像素子側に、基板対基板コネクタ（レセプタ）１８ｂを構成しているが、フレキシブル基板側にレセプタを構成し、撮像素子側にプラグを構成してもよい。

　本開示のフレキシブル基板１００には、図６を参照して説明したようにＶＩＡ（貫通孔）が構成されている。フレキシブル基板１００の表面側に存在する接続部（ＧＮＤ，＋，－接続部）が、コネクタを介して撮像素子側からの出力信号を受け取り、ＶＩＡ（貫通孔）形成部１１３内のＶＩＡを介してフレキシブル基板１００の裏面側に形成された信号線を介して信号処理部側に伝送される。

　図８は、図６に示す本開示のフレキシブル基板１００と撮像素子側コネクタとの接続部の断面構成について説明する図である。

　図８には、図６に示す本開示のフレキシブル基板１００の３つの異なる断面の断面図Ａ～Ｃを示している。
　図８（ａ）は、断面Ａ～Ｃの位置を説明するための平面図であり、図６左側に示す「撮像素子側コネクタとの接続部」の一部構成に相当する。
　図８（ｂ）は、断面Ａ～Ｃ各々の詳細図である。

　図８（ａ）に示すように、断面Ａは、フレキシブル基板１００の表面の第１接続部列１１１に＋信号線接続部１２１が形成され、第２接続部列１１２に－信号線接続部１２２が形成された位置の断面である。

　断面Ｂは、フレキシブル基板１００の裏面に、＋信号線１４１が配線された位置の断面である。
　なお、この断面Ｂの＋信号線１４１は、断面Ａの第１接続部列１１１の＋信号線接続部１２１とＶＩＡ１３０を介して接続されている。

　断面Ｃは、フレキシブル基板１００の裏面に、－信号線１４２が配線された位置の断面である。
　なお、この断面Ｃの－信号線１４２は、断面Ａの第２接続部列１１２の－信号線接続部１２２とＶＩＡ１３０を介して接続されている。

　図８（ｂ）には断面Ａ～Ｃの詳細構成を示している。
　断面Ａ、すなわち、フレキシブル基板１００の表面の第１接続部列１１１に＋信号線接続部１２１が形成され、第２接続部列１１２に－信号線接続部１２２が形成された位置の断面について説明する。

　フレキシブル基板１００の表面の＋信号線接続部１２１と、－信号線接続部１２２は、撮像素子側のコネクタ（レセプタ）１８ｂと接続されるコネクタ（プラグ）１８ａ内部の導体、すなわちコネクタ（プラグ）内導体１１０に接続される。この構成により、＋信号線接続部１２１と、－信号線接続部１２２は、撮像素子側からの出力信号を撮像素子側のコネクタ（レセプタ）１８ｂ、およびコネクタ（プラグ）１８ａを介して受け取り、図に示すＶＩＡ（貫通孔）１３０内を通過してフレキシブル基板１００の裏面側に形成された信号線に伝送する。

　このように、フレキシブル基板１００の表面の＋信号線接続部１２１は、図に示すＶＩＡ（貫通孔）１３０内を通過して、断面Ｂに示すフレキシブル基板１００の裏面に形成された＋信号線１４１に接続されており、差動信号の＋信号は、＋信号線１４１を介して信号処理部側に伝送される。

　一方、フレキシブル基板１００の表面の－信号線接続部１２２は、図に示すＶＩＡ（貫通孔）１３０内を通過して、断面Ｃに示すフレキシブル基板１００の裏面に形成された－信号線１４２に接続されており、差動信号の－信号は、－信号線１４２を介して信号処理部側に伝送される。

　このように、本開示の構成では、一対の差動信号を伝送する＋信号線の伝送路と、－信号路の伝送路の構成に大きな差がなく、ほぼ同一の構成を有する信号伝送経路として構成されている。
　従って、一対の差動信号を伝送する信号線ペアのインピーダンス特性に大きな差が発生せず、高品質な差動信号の伝送が可能となる。例えば５ＧＨｚのような高速差動信号を伝送した場合にも品質の低下しない差動信号の伝送が可能となる。

　また、図６の左側に示す「撮像素子側コネクタとの接続部」構成は、先に図５を参照して説明した２つの並列なライン状の接続部（ピン）を有する構成、すなわち「基板対基板コネクタ構成」に対応した接続部構成であるが、図５に示すような信号線が接続されないＮＣ接続部を有しておらず、全ての接続部を利用した構成となっており、小型のコネクタで多くの差動信号の送信が可能となり、コネクタの小型化、軽量化が実現できる。

　　［４．その他の実施例について］
　次に図９以下を参照してその他の実施例について説明する。
　以下に説明する複数の実施例は、いずれも「撮像素子側コネクタとの接続部」構成が、図６を参照して説明したと同様、第１接続部列１１１と、第２接続部列１１２が並列ラインとして構成され、さらに、この第１接続部列１１１と、第２接続部列１１２の間にＶＩＡ（貫通孔）形成部１１３を有する構成である。

　以下に説明する実施例は、第１接続部列１１１と第２接続部列１１２に構成する信号線接続部の利用態様を異なる構成とした実施例である。

　先に説明した図６に示す実施例１では、
　第１接続部列１１１が、上からＧＮＤ信号線接続部、＋信号線接続部を交互に形成した構成であり、
　第２接続部列１１２が、上からＧＮＤ信号線接続部、－信号線接続部を交互に形成した構成である。

　これに対して、図９に示す実施例２のフレキシブル基板（ＦＰＣ）２００は、
　第１接続部列１１１が、上からＧＮＤ信号線接続部、－信号線接続部を交互に形成した構成であり、
　第２接続部列１１２が、上からＧＮＤ信号線接続部、＋信号線接続部を交互に形成した構成である。

　図９に示す第１接続部列１１１と第２接続部列１１２に示す「ＧＮＤ」、「＋」、「－」等の矩形領域は、撮像素子側の出力信号線と接続する接続部（接点）であり、これらは、フレキシブル基板２００の表面側に存在する。

　これら、フレキシブル基板２００の表面側に存在する接続部（ＧＮＤ，＋，－接続部）が、撮像素子側からの出力信号を受け取り、ＶＩＡ（貫通孔）形成部１１３内のＶＩＡを介してフレキシブル基板２００の裏面側に形成された信号線を介して信号処理部側に伝送される。
　すなわち、図９に示す配線部１０１の信号線はフレキシブル基板２００の裏面側に構成された配線部である。
　これらは先に図６を参照して説明したと同様の構成である。

　なお、信号処理部３０側のコネクタ接続部構成も撮像素子１０側のコネクタ接続部構成と同様の構成を有する構成とすることが好ましい。このような構成とすることで、高品質な高速差動信号の伝送が可能となる。
　ただし、先に図６を参照して説明したと同様、撮像素子１０側のコネクタ接続部構成のみを図６に示す構成とした場合でも、高速差動信号の伝送品質の低下を抑制することは可能であり、このような構成も本開示の構成に含まれる。

　図１０に示す実施例３のフレキシブル基板（ＦＰＣ）２１０は、
　第１接続部列１１１が、上からＧＮＤ信号線接続部、＋信号線接続部、ＧＮＤ信号線接続部、－信号線接続部、このパターンを繰り返し形成した構成であり、
　第２接続部列１１２が、上からＧＮＤ信号線接続部、－信号線接続部、ＧＮＤ信号線接続部、＋信号線接続部、このパターンを繰り返し形成した構成である。

　図１０においても、第１接続部列１１１と第２接続部列１１２に示す「ＧＮＤ」、「＋」、「－」等の矩形領域は、撮像素子側の出力信号線と接続する接続部（接点）であり、これらは、フレキシブル基板２１０の表面側に存在する。

　これら、フレキシブル基板２１０の表面側に存在する接続部（ＧＮＤ，＋，－接続部）が、撮像素子側からの出力信号を受け取り、ＶＩＡ（貫通孔）形成部１１３内のＶＩＡを介してフレキシブル基板２１０の裏面側に形成された信号線を介して信号処理部側に伝送される。
　これらは先に図６を参照して説明したと同様の構成である。

　本実施例３においても、信号処理部３０側のコネクタ接続部構成も撮像素子１０側のコネクタ接続部構成と同様の構成を有する構成とすることが好ましいが、コネクタ接続部構成のみを図６に示す構成としてもよい。

　図６、図９、図１０を参照して説明した実施例は、いずれも、撮像素子側コネクタとの接続部に構成された各信号線（ＧＮＤ，＋，－）接続部と、信号処理部側コネクタとの接続部に構成された各信号線（ＧＮＤ，＋，－）接続部とは対称的に構成されている。

　すなわち、例えば図６に示す構成において、フレキシブル基板１００の左右端部の遠い側に＋信号線接続部が構成され、内側に－信号線接続部を構成していた。
　図１１に示す実施例４のフレキシブル基板（ＦＰＣ）２２０は、このようにフレキシブル基板（ＦＰＣ）２２０の左右端部のコネクタとの接続部を対称的な配置を有さない構成である。

　図１１に示すように、フレキシブル基板（ＦＰＣ）２２０の「撮像素子側コネクタとの接続部」の接続部の構成は、先に図６を参照して説明したと同様、以下の配置構成を持つ。
　第１接続部列１１１が、上からＧＮＤ信号線接続部、＋信号線接続部を交互に形成した構成であり、
　第２接続部列１１２が、上からＧＮＤ信号線接続部、－信号線接続部を交互に形成した構成である。

　一方、フレキシブル基板（ＦＰＣ）２２０の「信号処理部側コネクタとの接続部」の接続部構成は、先に説明した図６に示すフレキシブル基板（ＦＰＣ）１００の「信号処理部側コネクタとの接続部」の接続部構成と異なる配置を有する。

　図１１に示すフレキシブル基板（ＦＰＣ）２２０の「信号処理部側コネクタとの接続部」の接続部構成は、図６に示すフレキシブル基板（ＦＰＣ）１００の「信号処理部側コネクタとの接続部」の接続部構成の内側（撮像素子に近い接続部列）と外側（撮像素子から遠い接続部列）の接続部構成を入れ替えた構成である。

　すなわち、図１１に示す構成例は、フレキシブル基板（ＦＰＣ）２２０の「信号処理部側コネクタとの接続部」の外側にＧＮＤ信号線接続部、－信号線接続部を交互に形成し、内側にＧＮＤ信号線接続部、＋信号線接続部を交互に形成した構成を持つ。

　このような構成とすることで、フレキシブル基板（ＦＰＣ）２２０の＋信号線、－信号線、ＧＮＤ信号線、全ての線長を等しくすることが可能となり、インピーダンス特性のばらつきをさらに抑制することが可能となる。

　なお、この図１１に示すフレキシブル基板の左右端部の接続部配置構成は、先に説明した図９、図１０に記す各実施例にも適用可能である。

　次に、図１２以下を参照して、ＧＮＤ信号線を省略した構成例について説明する。
　図６、図９～図１１を参照して説明した実施例では、１組の＋－信号線ペアに対して１つのＧＮＤ信号線を設定した構成を持つ。

　しかし、ＧＮＤ信号は、１組の＋－信号線ペアに対して１つのＧＮＤ信号線を設定することが必須ではなく、省略することも可能である。
　以下、ＧＮＤ信号線を省略した構成例について説明する。

　図１２に示す実施例５のフレキシブル基板（ＦＰＣ）２３０は、ＧＮＤ信号線を２本のみとした構成である。
　すなわち、図６を参照して説明した第１実施例の構成にある＋信号線と－信号線に挟まれたＧＮＤ信号線を全て削除し、上下両端のＧＮＤ信号線、２本のみを残した構成である。

　このような構成とすることで、フレキシブル基板（ＦＰＣ）２３０の信号線との接続部の数を減少させることができ、結果としてコネクタの構成のさらなる小型化、軽量化が実現される。

　図１３に示す実施例６のフレキシブル基板（ＦＰＣ）２４０は、ＧＮＤ信号線を全て省略した構成である。
　例えば、撮像素子側と信号処理部側で独自に個別のＧＮＤ信号が得られる構成とすれば、ＧＮＤ信号を撮像素子と信号処理部間で送受信するＧＮＤ信号線は不要となる。

　すべてのＧＮＤ信号線を削除することで、フレキシブル基板（ＦＰＣ）２４０の信号線との接続部の数を減少させることができ、結果としてコネクタの構成のさらなる小型化、軽量化が実現される。

　　［５．本開示の構成のまとめ］
　以上、特定の実施例を参照しながら、本開示の実施例について詳解してきた。しかしながら、本開示の要旨を逸脱しない範囲で当業者が実施例の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、限定的に解釈されるべきではない。本開示の要旨を判断するためには、特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。

　なお、本明細書において開示した技術は、以下のような構成をとることができる。
　（１）　差動信号伝送用の信号伝送路を有するフレキシブル基板を有し、
　前記フレキシブル基板の少なくとも一方のコネクタ接続部は、
　前記信号伝送路とコネクタ内配線との接続部である信号線接続部を複数、平行な二列のラインに配置した第１接続部列と第２接続部列を有し、
　前記第１接続部列、および前記第２接続部列に構成された各信号線接続部は、前記第１接続部列と第２接続部列の間に構成されたＶＩＡ（貫通孔）を介して前記フレキシブル基板の裏面に形成された信号伝送路に接続した構成を有するフレキシブル基板を有する信号伝送装置。

　（２）　前記第１接続部列は、
　ＧＮＤ信号線接続部と、前記差動信号対応の＋信号線接続部によって構成され、
　前記第２接続部列は、
　ＧＮＤ信号線接続部と、前記差動信号対応の－信号線接続部によって構成されている（１）に記載の信号伝送装置。

　（３）　前記第１接続部列は、
　ＧＮＤ信号線接続部と、前記差動信号対応の＋信号線接続部を交互に配置した構成であり、
　前記第２接続部列は、
　ＧＮＤ信号線接続部と、前記差動信号対応の－信号線接続部を交互に配置した構成である（２）に記載の信号伝送装置。

　（４）　前記第１接続部列は、
　ＧＮＤ信号線接続部と、前記差動信号対応の＋信号線接続部と、前記差動信号対応の－信号線接続部によって構成され、
　前記第２接続部列は、
　ＧＮＤ信号線接続部と、前記差動信号対応の－信号線接続部と、前記差動信号対応の＋信号線接続部によって構成されている（１）に記載の信号伝送装置。

　（５）　前記第１接続部列は、
　ＧＮＤ信号線接続部と、前記差動信号対応の＋信号線接続部と、前記差動信号対応の－信号線接続部を繰り返し配置した構成であり、
　前記第２接続部列は、
　ＧＮＤ信号線接続部と、前記差動信号対応の－信号線接続部と、前記差動信号対応の＋信号線接続部を繰り返し配置した構成である（４）に記載の信号伝送装置。

　（６）　前記第１接続部列は、
　前記第１接続部列上端と下端のＧＮＤ信号線接続部と、その間に設定された複数の前記差動信号対応の＋信号線接続部によって構成され、
　前記第２接続部列は、
　前記第２接続部列上端と下端のＧＮＤ信号線接続部と、その間に設定された複数の前記差動信号対応の－信号線接続部によって構成されている（１）に記載の信号伝送装置。

　（７）　前記第１接続部列は、
　複数の前記差動信号対応の＋信号線接続部によって構成され、
　前記第２接続部列は、
　複数の前記差動信号対応の－信号線接続部によって構成されている（１）に記載の信号伝送装置。

　（８）　前記フレキシブル基板の両端のコネクタ接続部の各々が、
　前記信号伝送路とコネクタ内配線との接続部である信号線接続部を複数、平行な二列のラインに配置した第１接続部列と第２接続部列を有し、
　前記第１接続部列、および前記第２接続部列に構成された各信号線接続部は、前記第１接続部列と第２接続部列の間に構成されたＶＩＡ（貫通孔）を介して前記フレキシブル基板の裏面に形成された信号伝送路に接続した構成を有する（１）～（７）いずれかに記載の信号伝送装置。

　（９）　前記フレキシブル基板の両端の２つのコネクタ接続部各々の信号線接続部は、前記２つのコネクタの中心に対して対称性を有する配置を持つ構成である（８）に記載の信号伝送装置。

　（１０）　前記フレキシブル基板の両端の２つのコネクタ接続部各々の信号線接続部は、前記２つのコネクタの中心に対して対称性を有さず、各信号の信号伝送路の長さを一致させた配置を持つ構成である（８）に記載の信号伝送装置。

　（１１）　フレキシブル基板を利用した差動信号伝送処理を実行する信号伝送方法であり、
　前記フレキシブル基板の少なくとも一方のコネクタ接続部は、
　前記信号伝送路とコネクタ内配線との接続部である信号線接続部を複数、平行な二列のラインに配置した第１接続部列と第２接続部列を有し、
　前記コネクタ内配線からの出力を、
　前記第１接続部列、および前記第２接続部列に構成された各信号線接続部に伝送し、
　さらに、前記第１接続部列と第２接続部列の間に構成されたＶＩＡ（貫通孔）を介して前記フレキシブル基板の裏面に形成された信号伝送路を介して差動信号を伝送する信号伝送方法。

　以上、説明したように、本開示の一実施例の構成によれば、差動信号の品質を低下させることのない小型のコネクタ構成とフレキシブル基板を利用した信号伝送装置、方法が実現される。
　具体的には、例えば、差動信号伝送用の信号伝送路を有するフレキシブル基板を有し、フレキシブル基板の少なくとも一方のコネクタ接続部は、信号伝送路とコネクタ内配線との接続部である信号線接続部を複数、配置した第１接続部列と第２接続部列を有する。各接続部列の各信号線接続部は、第１接続部列と第２接続部列の間に構成されたＶＩＡ（貫通孔）を介してフレキシブル基板の裏面に形成された信号伝送路に接続した構成を有する。例えば、第１接続部列は、ＧＮＤ信号線接続部と、＋信号線接続部、第２接続部列は、ＧＮＤ信号線接続部と、－信号線接続部によって構成される。
　本構成により、差動信号の品質を低下させることのない小型のコネクタ構成とフレキシブル基板を利用した信号伝送装置、方法が実現される。

　　１０　撮像素子
　　１１　コネクタ
　　１８　基板対基板コネクタ
　　２０　テレキシブル基板
　　３０　信号処理部
　　３１　コネクタ
　１００　フレキシブル基板
　１０１　配線部
　１１０　コネクタ（プラグ）内導体
　１１１　第１接続部列
　１１２　第２接続部列
　１１３　ＶＩＡ形成部
　１２１　＋信号線接続部
　１２２　－信号線接続部
　１３０　ＶＩＡ（貫通孔）
　１４１　＋信号線
　１４２　－信号線
　２００　フレキシブル基板
　２１０　フレキシブル基板
　２２０　フレキシブル基板
　２３０　フレキシブル基板
　２４０　フレキシブル基板

Claims

　差動信号伝送用の信号伝送路を有するフレキシブル基板を有し、
　前記フレキシブル基板の少なくとも一方のコネクタ接続部は、
　前記信号伝送路とコネクタ内配線との接続部である信号線接続部を複数、平行な二列のラインに配置した第１接続部列と第２接続部列を有し、
　前記第１接続部列、および前記第２接続部列に構成された各信号線接続部は、前記第１接続部列と第２接続部列の間に構成されたＶＩＡ（貫通孔）を介して前記フレキシブル基板の裏面に形成された信号伝送路に接続した構成を有するフレキシブル基板を有する信号伝送装置。
　前記第１接続部列は、
　ＧＮＤ信号線接続部と、前記差動信号対応の＋信号線接続部によって構成され、
　前記第２接続部列は、
　ＧＮＤ信号線接続部と、前記差動信号対応の－信号線接続部によって構成されている請求項１に記載の信号伝送装置。
　前記第１接続部列は、
　ＧＮＤ信号線接続部と、前記差動信号対応の＋信号線接続部を交互に配置した構成であり、
　前記第２接続部列は、
　ＧＮＤ信号線接続部と、前記差動信号対応の－信号線接続部を交互に配置した構成である請求項２に記載の信号伝送装置。
　前記第１接続部列は、
　ＧＮＤ信号線接続部と、前記差動信号対応の＋信号線接続部と、前記差動信号対応の－信号線接続部によって構成され、
　前記第２接続部列は、
　ＧＮＤ信号線接続部と、前記差動信号対応の－信号線接続部と、前記差動信号対応の＋信号線接続部によって構成されている請求項１に記載の信号伝送装置。
　前記第１接続部列は、
　ＧＮＤ信号線接続部と、前記差動信号対応の＋信号線接続部と、前記差動信号対応の－信号線接続部を繰り返し配置した構成であり、
　前記第２接続部列は、
　ＧＮＤ信号線接続部と、前記差動信号対応の－信号線接続部と、前記差動信号対応の＋信号線接続部を繰り返し配置した構成である請求項４に記載の信号伝送装置。
　前記第１接続部列は、
　前記第１接続部列上端と下端のＧＮＤ信号線接続部と、その間に設定された複数の前記差動信号対応の＋信号線接続部によって構成され、
　前記第２接続部列は、
　前記第２接続部列上端と下端のＧＮＤ信号線接続部と、その間に設定された複数の前記差動信号対応の－信号線接続部によって構成されている請求項１に記載の信号伝送装置。
　前記第１接続部列は、
　複数の前記差動信号対応の＋信号線接続部によって構成され、
　前記第２接続部列は、
　複数の前記差動信号対応の－信号線接続部によって構成されている請求項１に記載の信号伝送装置。
　前記フレキシブル基板の両端のコネクタ接続部の各々が、
　前記信号伝送路とコネクタ内配線との接続部である信号線接続部を複数、平行な二列のラインに配置した第１接続部列と第２接続部列を有し、
　前記第１接続部列、および前記第２接続部列に構成された各信号線接続部は、前記第１接続部列と第２接続部列の間に構成されたＶＩＡ（貫通孔）を介して前記フレキシブル基板の裏面に形成された信号伝送路に接続した構成を有する請求項１に記載の信号伝送装置。
　前記フレキシブル基板の両端の２つのコネクタ接続部各々の信号線接続部は、前記２つのコネクタの中心に対して対称性を有する配置を持つ構成である請求項８に記載の信号伝送装置。
　前記フレキシブル基板の両端の２つのコネクタ接続部各々の信号線接続部は、前記２つのコネクタの中心に対して対称性を有さず、各信号の信号伝送路の長さを一致させた配置を持つ構成である請求項８に記載の信号伝送装置。
　フレキシブル基板を利用した差動信号伝送処理を実行する信号伝送方法であり、
　前記フレキシブル基板の少なくとも一方のコネクタ接続部は、
　前記信号伝送路とコネクタ内配線との接続部である信号線接続部を複数、平行な二列のラインに配置した第１接続部列と第２接続部列を有し、
　前記コネクタ内配線からの出力を、
　前記第１接続部列、および前記第２接続部列に構成された各信号線接続部に伝送し、
　さらに、前記第１接続部列と第２接続部列の間に構成されたＶＩＡ（貫通孔）を介して前記フレキシブル基板の裏面に形成された信号伝送路を介して差動信号を伝送する信号伝送方法。