JP2008035378A - 小型モジュールおよびそれを搭載したモバイル用途機器 - Google Patents

Abstract

【課題】多彩な機能を備えるモバイル用途の機器において、ＴＶチューナモジュールと、ＲＦスイッチ回路を含む部品を、機器の主基板に占有面積を最小限に留めて配置することを可能にする小型モジュールを提供する。
【解決手段】モジュール基板１の主表面のみに、デジタルＴＶ放送選局機能および復調機能を有したＴＶチューナモジュール２およびＲＦスイッチ回路３を含む部品が搭載され、モジュール基板１の主表面側または主表面とは反対側には、主基板６が配されている。モジュール基板１と主基板６とは、コネクタ５によって電気的に接続され、モジュール基板１は、主基板との間に所定の空間が形成されるように、コネクタ５を介して主基板６に保持される。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＴＶ受信機能を有する携帯電話やパーソナルコンピュータなどの機器に使用される、デジタル放送受信機能を備えた小型モジュールに関するもので有る。

現在本放送されている地上デジタル放送では、据え置き型テレビだけでなく携帯電話などモバイル用途の機器にもＴＶ受信機能を持たせることが可能となっている。いわゆるワンセグ放送と呼ばれるもので、２００６年４月よりＵＨＦ帯域を使用し本サービスを開始している。国内地上デジタル放送方式は、ひとつのチャンネルを１３のセグメントに分け、いくつかのセグメントを重ねて映像、音声などを送信しているが、その内１つのセグメントだけをモバイル用途として使用するのがワンセグ放送である。また、２００６年１０月サービス開始予定のデジタルラジオは、ＶＨＦの周波数帯を利用したラジオ放送であり、高品位の音声放送や簡易動画を送るサービスで、受信セグメントは１または３を使用する。
このワンセグ放送を受信する機器は、携帯電話に代表されるように小形である必要があるため、そこに搭載される部品は、より小さいものが求められている。

ワンセグ放送を受信するためには、放送局から送信されるＴＶ信号をチャンネル毎に選局する選局回路と、デジタル変調された信号をＭＰＥＧ等のＴＳ（トランスポートストリーム）信号に復調する復調機能が必要である。これらの機能を一つの基板上（又はＩＣ）に一体化した物をＴＶチューナモジュールと呼んでいる。携帯電話などモバイル用途にＴＶ受信機能を持たせる場合、アンテナはホイップアンテナを使用する場合が多いが、ホイップアンテナだけでは放送されている全ての帯域を受信することが困難な場合も有り、イヤホンアンテナを利用したりホイップアンテナのアンテナ長を変えたりするＲＦスイッチが必要となる場合がある。特に、ＵＨＦ帯域のワンセグ放送とＶＨＦ帯域のデジタルラジオ放送、どちらも受信可能な機器の場合は、ＲＦスイッチが必要となる。またＶＨＦ帯域ではＵＨＦ帯域と比較し隣接に過大なアナログ放送信号が有る場合が多く、アナログ放送信号妨害による性能劣化を抑えるため、アナログ妨害用のトラップなどを追加し、それを切り替えるＲＦスイッチが必要となる。

携帯電話などモバイル用途において、多機能を実現する回路を機器に実装するために、従来より、小型モジュールが使用されている。この小型モジュールについては、たとえば特許文献１等に記載されている。
特開２００１−３０８２６８号公報

モバイル用途機器の場合には機器の小型化は、デザインの面でもコストの面でも非常に重要な要因である。したがって、ワンセグ放送用のＴＶチューナモジュールや前述のＲＦスイッチ回路を機器に追加することは、小型化を行う上で大きな障害となる。また、さらにモバイル用途機器、特に携帯電話にはカメラ機能を備えたものが主流となり、これらのカメラモジュールが必須となっている。カメラモジュールは高さが５〜７ｍｍ程度有り、ＴＶチューナモジュールの一般的な高さ１．５ｍｍと比較しても、かなり大きいものとなっている。モバイル用途機器の主基板では、これらの多彩な機能を備えるためのモジュールや部品を搭載する必要があり、これらを限られたスペースに収めることが課題となっている。

本発明は、このような多彩な機能を備えるモバイル用途の機器に有効で、ＴＶチューナモジュールと、ＲＦスイッチ回路を含む部品を、機器の主基板に占有面積を最小限に留めて配置することを可能とする小型モジュールを提供するものである。

上記課題を解決するため、本発明の小型モジュールは、主表面を有するモジュール基板と、このモジュール基板の主表面のみに搭載された、デジタルＴＶ放送選局機能および復調機能を有したＴＶチューナモジュールおよびＲＦスイッチ回路を含む部品と、モジュール基板の主表面側または主表面とは反対側に配された主基板と、モジュール基板と前記主基板とを電気的に接続するコネクタとを備える。モジュール基板は、主基板との間に所定の空間が形成されるように、コネクタを介して主基板に保持される。

また、本発明の小型モジュールは、モジュール基板が複数個のコネクタを介して主基板に電気的に接続されている構成としてもよい。

本発明の小型モジュールによれば、ＴＶチューナモジュールおよびＲＦスイッチ回路を含む部品を、機器の主基板に占有面積を最小限に留めて配置することができる。このような小型モジュールをモバイル用途機器に搭載することにより、多彩な機能を備えたモバイル用途機器の小型化が可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１を、図１および図２に基づいて説明する。図１は実施の形態１におけるモジュール基板の斜視図である。図１において、モジュール基板１には、デジタルＴＶ放送選局機能および復調機能を有したＴＶチューナモジュール２およびＲＦスイッチ回路３とを少なくとも含む複数の部品（以下総称して「部品」と記す。）がモジュール基板１の主表面（本実施の形態１では上面１ａ）のみに搭載されている。モジュール基板１の下面１ｂにはコネクタ（後述）が接続される。

図２は実施の形態１における小型モジュール４の側面図である。モジュール基板１は、モジュール基板１の下側１ｂにおいてコネクタ５を介して主基板６に電気的に接続されている。またコネクタ５を介して主基板６との間に所定の空間７が形成されるように主基板６に保持されている。本実施の形態では、２個のコネクタ５を用いてモジュール基板１は主基板６に保持されているが、１個のコネクタ５により所定の空間７が形成されるように主基板６に保持される構成も取り得る。モジュール基板１は主基板６との間にコネクタ５の高さ分だけ、空間７が形成され、この空間７を利用してモバイル機器に必要なその他の部品８が主基板６に搭載されている。このため、主基板６上の占有面積はコネクタ５の幅Ｘ分だけとなり、ＴＶチューナモジュール２やＲＦスイッチ３などの部品は、主基板６の占有面積に影響しない。コネクタ５の高さは、主基板６に搭載されるカメラモジュール９などの比較的高い部品の近くに配置すれば、機器全体の小型化への阻害要因は最小限に抑えられる。

本実施の形態の場合に、モジュール基板１を設けるための主基板６の占有面積を効率よく小さくするには、電気的接続用のコネクタ５の幅Ｘを小さくすることが有効である。コネクタの小型化には接触抵抗低下などの電気的要因や強度などの構造的要因があり限界があり、他の方法としては電気接続される線の数を減らすことが考えられる。モジュール基板１には、電圧レギュレータ回路１０が搭載されている。このレギュレータ回路１０は、電圧を安定に変圧したりするための回路である。ＴＶチューナモジュール２などは３系統程度の複数の電圧で動作するものが多く、またＲＦスイッチ３に関しても適切な電圧が必要になる場合がある。このような場合に、コネクタ５を介して複数の電源ラインを接続すると、コネクタ５の端子が多くなり、コネクタ５の幅Ｘを狭く出来ないが、小型モジュール４にレギュレータ回路１０を設けることにより、コネクタ５の端子数は減少し、結果として、主基板６におけるモジュール基板１接続のための占有面積を下げることが可能となる。

ＴＶチューナモジュール２は小型であるため衝撃には比較的弱いことが多いが、主基板６への電気接続および機械的な支持をコネクタ５により行うため主基板６で受ける衝撃をコネクタ５で吸収できる。このように、耐衝撃性に優れるという付加的効果も得られる。また、コネクタ５を介しての接続であるため、モジュール基板１上の部品の不良時の交換が容易となる。またコネクタ５を介しての接続では、部品と主基板６との半田付け作業において、余分なリフロー工程を少なくすることが出来るので、はんだ付け不良となる要因が少なくなる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２を、図３に基づいて説明する。図３は、実施の形態２における小型モジュールの側面図である。本実施の形態において、実施の形態１における小型モジュールと同一の構成は、同一の番号を付し、説明を省略する。本実施の形態の小型モジュール１１においては、図３に示すように、デジタルＴＶ放送選局機能および復調機能を有したＴＶチューナモジュール２およびＲＦスイッチ回路３とを含む部品に覆い被さる様にシールド板１２が配置されている。近年、モバイル用途の機器は多機能となり色々な回路が同一基板上に展開されているが、これらの回路も高速で動作するため、ＴＶチューナモジュール２の受信帯域に近い周波数のノイズを多く輻射している。これらのノイズは、ＴＶチューナモジュール２に対して感度劣化の要因となる。このノイズを除去するため、シールド板１２を備えることは効果的な対策である。シールド板１２を備えることにより、小型モジュール１１をノイズ源（図上ではカメラモジュール９）により近く配置することが可能となり、主基板６における配置の制限が少なくなる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３を、図４、図５および図６に基づいて説明する。実施の形態３において、実施の形態１における小型モジュールと同一の構成は、同一の番号を付し、説明を略する。図４は、実施の形態３におけるモジュール基板の斜視図である。本実施の形態においては、デジタルＴＶ放送選局機能および復調機能を有したＴＶチューナモジュール２と、ＲＦスイッチ回路３を含む部品がモジュール基板の主表面である下面１ｂのみに搭載されている。モジュール基板１の下面１ｂにはコネクタ（後述）が接続される。

図５は、実施の形態３における小型モジュール１３の側面図である。本実施の形態においては、モジュール基板１はモジュール基板１の下側１ｂにおいてコネクタ５を介して主基板６に電気的に接続されている。またコネクタ５を介して主基板６との間に所定の空間７が形成されるように主基板６に保持されている。実施の形態３の小型モジュール１３においては、コネクタ５の高さ分からモジュール基板１に搭載された部品の高さを引いた分だけの空間７が形成される。この空間７にはモバイル機器のその他の部品８を搭載することが出来る。このため、他の実施の形態の場合と同様に、実質的に主基板６上にモジュール基板１を接続するための占有面積は、コネクタ５の幅Ｘ分だけとなり、機器の小型化への阻害要因を最小限に抑えることができる。

また、本実施の形態におけるモジュール基板１の上面１ａは部品が搭載されずフラットな面が形成されるため、図６に示すようにモバイル用途などの機器の筐体（ケース）１４を直接接触させることも可能となり、機器のデザインを行う上でも制限が少なくなる。

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４を、図７に基づいて説明する。図７は、実施の形態４における小型モジュール１５の側面図である。本実施の形態において、実施の形態３における小型モジュールと同一の構成は、同一の番号を付し、説明を略する。本実施の形態の小型モジュール１５においては、図７に示すように、デジタルＴＶ放送選局機能および復調機能を有したＴＶチューナモジュール２と、ＲＦスイッチ回路３とを含む部品に覆い被さる様にシールド板１６を配置した構成となっている。また、本実施の形態においては、モジュール基板１の主表面である下面１ｂの部品搭載面と反対側の上面１ａには、モバイル機器本体のアース（図示せず）に接続されるアースパターン１７が基板配線のパターンとして形成されている。このような構成にすると、シールド板１６とこのアースパターン１７とで、モジュール基板１上の部品を挟み込む構成となり、小型モジュール１５の上側からのノイズに対しても、また下側からのノイズＮに対しても耐性を得ることが出来る。

（実施の形態５）
本発明の実施の形態５を図８および図９に基づいて説明する。図８は実施の形態５における小型モジュール１８の側面図である。図９は、実施の形態５におけるシールド板の斜視図である。本実施の形態において、実施の形態３における小型モジュールと同一の構成は、同一の番号を付し、説明を略する。図８において、本実施の形態の小型モジュール１８は、シールド板１９の一部を、主基板６に半田２０により半田付けしている。シールド板１９の形状は、図９に示すように、主基板６およびモジュール基板１に半田付けするための突起１９ａ，１９ｂが、それぞれ形成された形状となっている。突起１９ａ，１９ｂはそれぞれ、上方に４個、反対側の下方に４個設けられている。特に、下側の突起１９ｂを主基板６と半田付けすることにより、固定強度を増加させると共に、主基板６のグランド側（アース・接地）と小型モジュール１８のグランド側を電気的に接続することも出来るため、よりシールド効果が高くなる。

これらの突起１９ａ，１９ｂの高さは、上下合わせるとコネクタ５の高さと略同値としており、コネクタ５の位置固定や安定にもこれらの突起１９ａ，１９ｂが役立っている。図９では、モジュール基板１との半田付けのため、隣接する突起１９ａ，１９ａの間にコネクタ５が配置される構成としているが、シールド板１９にコネクタ用の孔（図示せず）を設け、その孔からコネクタ５を突出させる構造にしても問題はない。また、図９では、シールド板１９の一部を折り曲げて折り曲げ部１９ｃを形成している。折り曲げ部１９ｃを形成することにより、シールド板１９の曲げ強度を上げることが可能となる。

以上の各実施の形態の小型モジュールは、カメラモジュールが標準装備化されているＰＨＳを含む携帯電話用途の機器に使用可能である。また、各実施の形態の小型モジュールは、携帯電話の他に、スマートフォン（コンピュータを内蔵し通話以外の処理ができる携帯電話）、ＰＤＡ（携帯情報端末）、ＤＳＣ（デジカメ）や電子手帳などにも使用が可能である。

なお、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ていることが意図される。

本発明の小型モジュールは、ＴＶチューナモジュールと、ＲＦスイッチ回路を含む部品を、機器の主基板に占有面積を最小限に留めて配置することを可能とし、多彩な機能を備えたモバイル用途機器の小型化に有効で、ワンセグ放送を受信する機器としての携帯電話、スマートフォン（コンピュータを内蔵し通話以外の処理ができる携帯電話）、ＰＤＡ（携帯情報端末）、ＤＳＣ（デジカメ）あるいは電子手帳などの小型モバイル用途機器に利用することが可能である。

本発明の実施の形態１におけるモジュール基板の斜視図である。 本発明の実施の形態１における小型モジュールの側面図である。 本発明の実施の形態２における小型モジュールの側面図である。 本発明の実施の形態３におけるモジュール基板の斜視図である。 本発明の実施の形態３における小型モジュールの側面図である。 本発明の実施の形態３における筐体を含めた小型モジュールの側断面図である。 本発明の実施の形態４における小型モジュールの側面図である。 本発明の実施の形態５における小型モジュールの側面図である。 本発明の実施の形態５におけるシールド板の斜視図である。

符号の説明

１ モジュール基板、２ ＴＶ放送選局機能および復調機能を有したＴＶチューナモジュール、３ ＲＦスイッチ回路、４，１１，１５，１８ 小型モジュール、５ コネクタ、６ 主基板、７ 所定の空間、１０ 電圧レギュレータ回路、１２，１６，１９ シールド版、１７ アースパターン、１９ａ，１９ｂ 突起、１９ｃ 折り曲げ部。

Claims (12)

1. 主表面を有するモジュール基板と、
   前記モジュール基板の前記主表面のみに搭載された、デジタルＴＶ放送選局機能および復調機能を有したＴＶチューナモジュールおよびＲＦスイッチ回路を含む部品と、
   前記モジュール基板の前記主表面側または前記主表面とは反対側に配された主基板と、
   前記モジュール基板と前記主基板とを電気的に接続するコネクタとを備え、
   前記モジュール基板は、前記主基板との間に所定の空間が形成されるように、前記コネクタを介して前記主基板に保持される、小型モジュール。
2. 前記コネクタが、前記モジュール基板の前記主表面と反対側の面に配置された、請求項１に記載の小型モジュール。
3. 前記コネクタが、前記モジュール基板の前記主表面に配置された、請求項１に記載の小型モジュール。
4. 前記モジュール基板は、複数個のコネクタを介して前記主基板に電気的に接続されている、請求項１〜３のいずれかに記載の小型モジュール。
5. 前記モジュール基板に電圧レギュレータ回路を搭載した、請求項１〜４のいずれかに記載の小型モジュール。
6. 前記レギュレータ回路を覆うシールド板を備え、前記シールド板はレギュレータ回路の放熱板を兼ねる、請求項５に記載の小型モジュール。
7. 前記部品の少なくとも一部を覆うシールド板を備えた、請求項１〜５のいずれかに記載の小型モジュール。
8. 前記シールド板の一部が前記主基板に半田付けされた、請求項６または7に記載の小型モジュール。
9. 前記シールド板は、その一部が折曲げられた折曲げ部を有する、請求項６〜８のいずれかに記載の小型モジュール。
10. 前記モジュール基板の前記主表面と反対側の面全体に、アースパターンが形成された、請求項１〜９のいずれかに記載の小型モジュール。
11. ＰＨＳを含む携帯電話用途の機器に使用される、請求項１〜１０のいずれかに記載の小型モジュール。
12. 請求項１〜１１のいずれに記載の小型モジュールを搭載した、モバイル用途機器。

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