JP2020114005A - Wireless module, LED lighting device, solar power generation system, automatic operation system, and detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線通信モジュール、LED照明装置、太陽光発電システム、自動作動システム、及び検知装置に関する。 The present invention relates to a wireless communication module, an LED lighting device, a solar power generation system, an automatic operation system, and a detection device.
近年、無線通信部をモジュール化することが進んでいる。例えば、特許文献1には、システム構成機器の内蔵アンテナ仕様と外付けアンテナ仕様とにかかわらず互換使用を可能とし、生産効率のよいブルートゥース用モジュール装置が開示されている。
In recent years, modularization of the wireless communication unit has been advanced. For example,
特許文献1に開示される従来技術によると、無線通信モジュールからの出力を処理するマイコンと無線通信モジュールとをセットメーカー側で接続する必要がある。しかしながら、無線通信モジュールとマイコンとの間は多数の信号線で接続する必要があるため、セットメーカー側での回路設計の負担が大きくなる。
According to the conventional technique disclosed in
そこで、無線通信回路(RF(Radio Frequency)回路)とマイコンとを一体として単一の基板に搭載することが考えられる。しかしながら、このような無線通信モジュールによると、RF回路とマイコンとが横に並ぶことになるので、基板の面積が大きくなり、モジュールのサイズが大きくなってしまう。また、RF回路を搭載する基板には、RF回路の高周波との関係で多層基板で高誘電率の材質の基板を用いる必要がある。そのため、RF回路とマイコンとを単一の基板に搭載すると、多層基板で高誘電率の材質の基板を本来は不要であるマイコン部分においても用いることになり、コスト増加の問題がある。 Therefore, it is conceivable that the wireless communication circuit (RF (Radio Frequency) circuit) and the microcomputer are integrally mounted on a single substrate. However, according to such a wireless communication module, since the RF circuit and the microcomputer are arranged side by side, the area of the board becomes large and the size of the module becomes large. In addition, as a substrate on which the RF circuit is mounted, it is necessary to use a multilayer substrate having a high dielectric constant in relation to the high frequency of the RF circuit. Therefore, if the RF circuit and the microcomputer are mounted on a single substrate, a substrate of a multi-layered substrate having a high dielectric constant is used even in the microcomputer portion which is originally unnecessary, which causes a problem of increased cost.
本発明の目的は、RF回路とマイコンとを一体としながらもサイズを小さくし、かつ低コスト化を実現することが可能な無線通信モジュール、LED照明装置、太陽光発電システム、自動作動システム、及び検知装置を提供することにある。 An object of the present invention is to integrate a RF circuit and a microcomputer into a single unit, which can reduce the size and realize cost reduction, a wireless communication module, an LED lighting device, a solar power generation system, an automatic operation system, and It is to provide a detection device.
本発明の一態様によれば、第1面を有する第1基板と、前記第1基板の前記第1面上に配置され且つ無線信号を処理可能に構成された第1回路と、前記第1基板の前記第1面上に配置され且つ前記第1回路に電気的に接続されたアンテナと、前記第1基板の前記第1面に垂直な方向から見た第1方向視において前記第1回路に重なり且つ前記アンテナから離間して配置された第2基板と、前記第1方向視において前記第1回路に重なり且つ前記第2基板上に配置された電子部品とを備えた、無線モジュールが提供される。 According to an aspect of the present invention, a first substrate having a first surface, a first circuit arranged on the first surface of the first substrate and configured to process a radio signal, and the first circuit An antenna arranged on the first surface of the substrate and electrically connected to the first circuit, and the first circuit in a first direction view as seen from a direction perpendicular to the first surface of the first substrate. Provided is a wireless module, comprising: a second substrate that overlaps with an antenna and is spaced apart from the antenna; and an electronic component that overlaps with the first circuit in the first direction and is disposed on the second substrate. To be done.
また、本発明の他の態様によれば、第1面を有する第1基板と、前記第1基板の前記第1面上に配置され且つ無線信号を処理可能に構成された第1回路と、前記第1基板の前記第1面上に配置され且つ前記第1回路に電気的に接続されたアンテナと、前記第1基板の前記第1面に垂直方向から見た第1方向視において前記第1回路に重なり且つ前記アンテナから離間して配置された、前記第1基板より低誘電率の材質からなる第2基板とを備えた、無線モジュールが提供される。 According to another aspect of the present invention, a first substrate having a first surface, a first circuit arranged on the first surface of the first substrate and configured to process a radio signal, An antenna disposed on the first surface of the first substrate and electrically connected to the first circuit; and the antenna in the first direction when viewed from a direction perpendicular to the first surface of the first substrate. A wireless module is provided, which includes a second substrate which is overlapped with one circuit and is spaced apart from the antenna and which is made of a material having a dielectric constant lower than that of the first substrate.
また、本発明の他の態様によれば、前記無線モジュールを備えるLED照明装置が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided an LED lighting device including the wireless module.
また、本発明の他の態様によれば、前記無線モジュールを備える太陽光発電システムが提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a photovoltaic power generation system including the wireless module.
また、本発明の他の態様によれば、外部から送信された信号を受信するために設けられる前記無線モジュールと、前記無線モジュールの受信信号に基づいて特定の機能のオン/オフを切り替える動作部とを備える自動作動システムが提供される。 According to another aspect of the present invention, the wireless module provided for receiving a signal transmitted from the outside, and an operation unit for switching on/off of a specific function based on a received signal of the wireless module. An automatic actuation system comprising:
また、本発明の他の態様によれば、所定の状態を検知するセンサと、前記センサの検知信号を無線により送信するために設けられる前記無線モジュールとを備える検知装置が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a detection device including a sensor that detects a predetermined state and the wireless module that is provided to wirelessly transmit a detection signal of the sensor.
本発明によれば、RF回路とマイコンとを一体としながらもサイズを小さくし、かつ低コスト化を実現することが可能な無線通信モジュール、LED照明装置、太陽光発電システム、自動作動システム、及び検知装置を提供することができる。 According to the present invention, a wireless communication module, an LED lighting device, a solar power generation system, an automatic operation system, which can realize a size reduction and a cost reduction while integrating an RF circuit and a microcomputer, and A detection device can be provided.
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各構成部品の厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar reference numerals are given to the same or similar parts. However, it should be noted that the drawings are schematic and that the relationship between the thickness of each component and the plane dimension, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from the actual ones. Therefore, the specific thickness and dimensions should be determined in consideration of the following description. Further, it is needless to say that the drawings include portions having different dimensional relationships and ratios.
又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。 Further, the embodiments described below exemplify devices and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the embodiments of the present invention show the material, shape, and structure of each component. , The arrangement, etc. are not specified as below. The embodiment of the present invention can be modified in various ways within the scope of the claims.
[第1の実施の形態]
以下、図1〜図5を用いて、第1の実施の形態を説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, the first embodiment will be described with reference to FIGS.
本実施の形態に係る無線通信モジュール1は、無線信号を送受信するRF回路12と、基板間コネクタであるコネクタ11と、RF回路12が搭載されるとともにコネクタ11が設けられたRF基板10と、RF回路12によって送受信される無線信号を処理するマイコン22と、コネクタ11と接続可能な基板間コネクタであるコネクタ21と、マイコン22が搭載されるとともにコネクタ21が設けられた制御基板20とを備え、コネクタ11とコネクタ21とが接続された状態でRF基板10と制御基板20とが少なくとも一部重なるように構成されている。
The
また、RF基板10のRF回路12が搭載されている側の基板面と制御基板20のマイコン22が搭載されていない側の基板面とが向かい合うようにRF基板10と制御基板20とが配置されていてもよい。
Further, the
また、RF基板10上の領域であってRF基板10と制御基板20とが重なっていない領域にアンテナ13が配置されていてもよい。
Further, the
また、RF基板10が多層基板で制御基板20より高誘電率の材質の基板であってもよい。
Further, the
(無線通信モジュール)
図1は、第1の実施の形態に係る無線通信モジュール1の構成例を示す模式的構成図であって、図1(a)は模式的側面図、図1(b)は模式的平面図である。この図に示すように、無線通信モジュール1をRF基板10と制御基板20の別基板に分けてコネクタ11,21で立体的に接続するようにしている。以下の説明では、2枚の基板10,20が向かい合う側の基板面を「内側基板面」、その反対側の基板面を「外側基板面」と呼ぶ。
(Wireless communication module)
1A and 1B are schematic configuration diagrams showing a configuration example of a
RF基板10の内側基板面には、RF回路12が搭載されるとともに、コネクタ11が設けられている。RF回路12は、無線信号を送受信する無線回路であり、高周波で動作する。コネクタ11は、一般にボード・ツー・ボード・コネクタと呼ばれる薄型の基板間コネクタである。
An
制御基板20の内側基板面には、コネクタ21が設けられている。コネクタ21は、コネクタ11と接続可能な薄型の基板間コネクタである。また、制御基板20の外側基板面には、マイコン22やその他の電子部品23が搭載されるとともに、コネクタ24が設けられている。マイコン22は、RF回路12によって送受信される無線信号を処理する信号処理回路である。コネクタ24は、外部と接続するためのものである。
A
コネクタ11とコネクタ21とを接続すると、RF基板10と制御基板20とが向かい合う。この2枚の基板10,20の間にRF回路12が配置され、マイコン22やその他の部品23は制御基板20の外側基板面に配置されている。この図に示すように、制御基板20よりもRF基板10の方が基板サイズが大きく、図面上で右端部が飛び出した構成となっている。この飛び出したRF基板10上にアンテナ13を配置すれば、金属製の部品等に電波が遮断されないため、アンテナ13の感度劣化を避けることができる。
When the
図1(c)は、アンテナ13とRF回路12の接続形態の一例を示す模式的平面図である。この図に示すように、スイッチ13dを介してアンテナ13又は外部アンテナ13aがRF回路12に接続されている。外部アンテナ13aについては後に詳しく説明する。
スイッチ13dは、外部アンテナ13aと接続される第1接続部と、アンテナ13と接続される第2接続部とを有している。アンテナ13を用いて無線信号を送受信する場合は、アンテナ13を第2接続部に接続した状態でスイッチ13dが固定される。一方、外部アンテナ13aを用いて無線信号を送受信する場合は、外部アンテナ13aのケーブル13bを第1接続部に接続した状態でスイッチ13dが固定される。その他の構成は図1(b)と同様である。
FIG. 1C is a schematic plan view showing an example of a connection form between the
The
(RF回路)
図2は、第1の実施の形態に係るRF回路12の構成例を示す模式的ブロック図である。RF回路12は、電源部121と、フィルタ122と、RFスイッチ123と、送信部124と、受信部125と、変復調部126と、制御部127と、発信器128とを備えている。これら各部121〜128は、金属製のシールド板120で覆われている。シールド板120は、平坦面からなる上面部と、4つの側面部とを有している。シールド板120の内側は空洞になっており、RF回路12を覆いつつ、側面部でRF基板10と固定することができる。側面部は、RF基板10のグランドに接続されたパッドに半田付けされている。すなわち、シールド板120は、RF基板10のグランドに電気的に接続されているとともに、RF基板10に固定されている。また、シールド板120は、金属製でなくてもよく、例えば樹脂製でもよい。この場合、シールド板120は、例えば接着材によりRF基板10に固定される。RF回路12内の送信部124〜制御部127で1つのRFIC部129を構成している。電源部121は、ある電圧の直流電流を別の電圧の直流電流へ変換して変復調部126や制御部127等に供給する。発信器128は、クロック信号を発生させて変復調部126や制御部127等に供給する。制御部127は、無線通信のための各種制御を行う。変復調部126は、GFSK(Gaussian Frequency-Shift Keying)等の変調方式に基づいて周波数変調を行う。RFスイッチ123は、無線信号の送受信を切り替えるためのスイッチである。ノイズを低減するためのフィルタ122からアンテナコネクタ13cを介してアンテナ13に接続されている。
(RF circuit)
FIG. 2 is a schematic block diagram showing a configuration example of the
(RF基板、制御基板)
図3は、第1の実施の形態に係るRF基板10の説明図であって、図3(a)は模式的断面図、図3(b)は模式的平面図である。RF基板10には、RF回路12の高周波との関係で多層基板で高誘電率の材質の基板を用いる必要がある。この図に示すように、RF基板10を例えば4層〜6層程度の多層基板にしてストリップライン31を形成している。このストリップライン31は、図2に太線で示すアンテナコネクタ13c〜RFスイッチ123間、RFスイッチ123〜送信部124間、RFスイッチ123〜受信部125間を接続するラインに相当する。図3に示す符号32はグランドパターンであり、符号33はビアホールである。RF基板10の材質は、ガラスエポキシ、アルミナ、SiN、SiC等の高誘電率の材質である。制御基板20は、多層基板で高誘電率の材質の基板である必要はなく、例えばガラスエポキシ等の一層基板でよい。
(RF board, control board)
3A and 3B are explanatory views of the
(適用例)
図4は、第1の実施の形態に係る無線通信モジュール1をLED照明装置に適用した場合の模式的外観図である。無線通信モジュール1のコネクタ24がハーネス24aを介してLED電源モジュール2のコネクタ24bに接続されている。このようなLED照明装置によれば、リモコンとの間で無線信号を送受信することによって、別の部屋から照明をON/OFFする等の操作が可能となる。また、図4に示すように、人の存在(所定の状態)を検知するセンサ100と、その検知信号を無線により送信する無線送信部200とを備える検知装置300を上記のLED照明装置と組み合わせた場合、センサ100による人の存在の検知/非検知により照明のオン/オフを自動的に切り替えるシステムが構成される。この場合、センサ100の検知信号を無線により送信する無線送信部200は、本実施形態による無線通信モジュール1から構成することができる。
(Application example)
FIG. 4 is a schematic external view when the
図5は、第1の実施の形態に係る無線通信モジュール1を太陽光発電システムに適用した場合の模式的ブロック図である。パワーコンディショナー4は、太陽電池3によって発電された電気を各家庭7で利用可能なAC電源に変換する。また、余剰電力を電力会社6に売ることもできる。このようなパワーコンディショナー4とそのリモコン5に無線通信モジュール1を搭載する。これにより、パワーコンディショナー4とリモコン5との間で無線信号を送受信することができるので、リモコン5のモニター5aに発電量や消費電力等の各種データを表示することが可能となる。
FIG. 5 is a schematic block diagram when the
上記の例に限らず、無線通信モジュール1は、センサからの信号、もしくは人の操作(例えばリモコン操作など)による信号を受けてオン/オフを切り替える機能を有する自動作動システムに適用可能である。この自動作動システムは、言い換えると、外部から送信された信号を受信するために設けられる無線通信モジュール1と、無線通信モジュール1の受信信号に基づいて特定の機能のオン/オフを切り替える動作部とを備えるシステムである。たとえば、人の存在を検知することによる自動ドアの開閉やエスカレータの駆動/停止、照明のオン/オフ、警報のオン/オフ、自動水栓、自動洗浄などに好適に適用可能である。また、上記のように、無線通信モジュール1を送信部として用いることが可能である。また、上記のセンサ100の検知対象は人などの生物の存否のみに限らず、温度や圧力などの物理量でもよい。
Not limited to the above example, the
以上のように、第1の実施の形態に係る無線通信モジュール1では、コネクタ11とコネクタ21とが接続された状態でRF基板10と制御基板20とが重なるように構成されている。これにより、立体的に部品を実装することができるので、RF回路12とマイコン22とを一体としながらもサイズを小さくすることが可能になる。また、制御基板20には安価な材質を用いることができるので、低コスト化を実現することが可能である。さらに、RF基板10と制御基板20とを別基板にしているので、ユーザごとにマイコン22のみをカスタマイズすることができ、無線通信モジュール1の機能を容易に増やすか又は変更することが可能となる。
As described above, in the
また、本実施の形態では、RF回路12が搭載されている側の基板面とマイコン22が搭載されていない側の基板面とが向かい合うようにRF基板10と制御基板20とが配置されている。すなわち、RF基板10と制御基板20との間にはRF基板10側の部品しか配置されないため、薄型の無線通信モジュール1を提供することが可能である。
Further, in the present embodiment, the
[第2の実施の形態]
以下、図6を用いて、第2の実施の形態に係る無線通信モジュール1の構成を第1の実施の形態と異なる点のみ説明する。
[Second Embodiment]
The configuration of the
(無線通信モジュール)
図6は、第2の実施の形態に係る無線通信モジュール1の構成例を示す模式的構成図であって、図6(a)は模式的側面図、図6(b)は模式的平面図である。第1の実施の形態と異なる点は、アンテナ13が外付けになっている点である。すなわち、RF基板10の内側基板面にアンテナコネクタ13cを設け、このアンテナコネクタ13cにケーブル13bを介してアンテナ13を接続するようになっている。この場合、RF基板10の基板サイズは、図6に示すように、制御基板20の基板サイズと同じ程度でよい。
(Wireless communication module)
6A and 6B are schematic configuration diagrams showing a configuration example of the
以上のように、第2の実施の形態に係る無線通信モジュール1によれば、アンテナ13を外付けにすることができる。そのため、第1の実施の形態に比べて、RF基板10の基板サイズを小さくすることが可能である。
As described above, according to the
[第3の実施の形態]
以下、図7〜図8を用いて、第3の実施の形態に係る無線通信モジュール1の構成を第1〜第2の実施の形態と異なる点のみ説明する。
[Third Embodiment]
The configuration of the
(無線通信モジュール)
図7は、第3の実施の形態に係る無線通信モジュール1の構成例を示す模式的構成図であって、図7(a)は模式的側面図、図7(b)は模式的平面図である。第1の実施の形態と異なる点は、アンテナ13がRF基板10と制御基板20とに挟まれた構成となっている点である。すなわち、アンテナ13の近くに金属製の部品等を配置しなければ、アンテナ13をRF回路12と制御基板20の間に配置することができる。
(Wireless communication module)
7A and 7B are schematic configuration diagrams showing a configuration example of the
具体的には、RF基板10上の領域であってRF基板10と制御基板20とが重なっている領域にアンテナ13が配置され、そのアンテナ13の近傍領域E2を避けてマイコン22が配置されている。アンテナ13の近傍領域E2とは、言い換えると、アンテナ13の電波状態に影響を与える可能性のある領域である。より具体的には、RF基板10と制御基板20とが重なる方向(例えば、図1(b)の視点)から見て、アンテナ13とマイコン22とが重ならないように配置されている。もちろん、マイコン22の位置は、アンテナ13の近傍にない領域E1内であればよく、図7の位置に限定されるものではない。
また、マイコン22に限らず、外部と接続するためのコネクタ24やその他の部品23、さらには制御基板20上の配線パターンも領域E2を避けるようにしておく。
Specifically, the
Further, not only the
図8は、第3の実施の形態に係る別の無線通信モジュール1の構成例を示す模式的構成図であって、図8(a)は模式的側面図、図8(b)は模式的平面図である。アンテナ13がRF基板10と制御基板20とに挟まれた構成となっている点は、図7と同じである。図7では、RF基板10の右端部にアンテナ13を配置しているが、図8では、RF基板10の中央部にアンテナ13を配置している。この場合も、アンテナ13の近傍領域E2を避けてコネクタ24、マイコン22、その他の部品23等を配置しておく。
8A and 8B are schematic configuration diagrams showing a configuration example of another
以上のように、第3の実施の形態に係る無線通信モジュール1では、アンテナ13がRF基板10と制御基板20とに挟まれた構成となっている。この場合でも、アンテナ13の近傍領域E2を避けて制御基板20上の各種部品や配線パターンを配置するようにしているので、アンテナ13の感度劣化を避けることが可能である。
As described above, in the
[第4の実施の形態]
以下、図9を用いて、第4の実施の形態に係る無線通信モジュール1の構成を第1〜第3の実施の形態と異なる点のみ説明する。
[Fourth Embodiment]
The configuration of the
(無線通信モジュール)
図9は、第4の実施の形態に係る無線通信モジュール1の構成例を示す模式的構成図である。第1の実施の形態と異なる点は、制御基板20の内側基板面(RF基板10と向かい合う側の制御基板20の基板面)とRF回路12のシールド板120の上面部とが接着剤31によって固定されている点である。接着剤31の材質や接着剤31を塗布する方法は特に限定されるものではない。例えば、接着剤31として両面テープを用いることも可能である。また、接着剤31は絶縁性の材料が好ましい。
(Wireless communication module)
FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing a configuration example of the
以上のように、第4の実施の形態に係る無線通信モジュール1では、制御基板20の内側基板面とRF回路12とが接着剤31によって固定されている。これにより、コネクタ11,21だけでRF基板10と制御基板20を接続した場合に比べて接続強度を上げることができる。
As described above, in the
[第5の実施の形態]
以下、図10を用いて、第5の実施の形態に係る無線通信モジュール1の構成を第1〜第4の実施の形態と異なる点のみ説明する。
[Fifth Embodiment]
The configuration of the
(無線通信モジュール)
図10は、第5の実施の形態に係る無線通信モジュール1の構成例を示す模式的構成図である。第1の実施の形態と異なる点は、RF基板10と制御基板20とがネジ32a,32bによって固定されている点である。ネジ32a,32bを設ける位置は、制御基板20の四隅等でよく、特に限定されるものではない。
(Wireless communication module)
FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing a configuration example of the
以上のように、第5の実施の形態に係る無線通信モジュール1では、RF基板10と制御基板20とがネジ32a,32bによって固定されている。これにより、コネクタ11,21だけでRF基板10と制御基板20を接続した場合に比べて接続強度を上げることができる。
As described above, in the
[第6の実施の形態]
以下、図11を用いて、第6の実施の形態に係る無線通信モジュール1の構成を第1〜第5の実施の形態と異なる点のみ説明する。
[Sixth Embodiment]
The configuration of the
(無線通信モジュール)
図11は、第6の実施の形態に係る無線通信モジュール1の構成例を示す模式的構成図である。第1の実施の形態と異なる点は、RF基板10と制御基板20とがロッキングサポート33a,33bによって固定されている点である。ロッキングサポート33a,33bを設ける位置は、制御基板20の四隅等でよく、特に限定されるものではない。
(Wireless communication module)
FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing a configuration example of the
以上のように、第6の実施の形態に係る無線通信モジュール1では、RF基板10と制御基板20とがロッキングサポート33a,33bによって固定されている。これにより、コネクタ11,21だけでRF基板10と制御基板20を接続した場合に比べて接続強度を上げることができる。
As described above, in the
[第7の実施の形態]
以下、図12を用いて、第7の実施の形態に係る無線通信モジュール1の構成を第1〜第6の実施の形態と異なる点のみ説明する。
[Seventh Embodiment]
The configuration of the
(無線通信モジュール)
図12は、第7の実施の形態に係る無線通信モジュール1の構成例を示す模式的構成図である。第1の実施の形態と異なる点は、基板間コネクタが2箇所に設けられている点である。具体的には、RF基板10の左端部にコネクタ11が設けられ、RF基板10の右端部にコネクタ15が設けられている。また、制御基板20の左端部にコネクタ21が設けられ、制御基板20の右端部にコネクタ25が設けられている。
(Wireless communication module)
FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing a configuration example of the
以上のように、第7の実施の形態に係る無線通信モジュール1では、基板間コネクタが2箇所に設けられている。これにより、コネクタ11,21だけでRF基板10と制御基板20を接続した場合に比べて接続強度を上げることができる。
As described above, in the
[第8の実施の形態]
以下、図13〜図14を用いて、第8の実施の形態に係る無線通信モジュール1の構成を第1〜第7の実施の形態と異なる点のみ説明する。
[Eighth Embodiment]
The configuration of the
(無線通信モジュール)
第1の実施の形態によると、制御基板20の内側基板面がRF回路12のシールド板120の上面部と接触する可能性がある。すなわち、図13に示すように、制御基板20とRF回路12との間は僅かな隙間であるため、無線通信モジュール1に荷重が加わると、制御基板20の内側基板面のうちRF回路12と向かい合う領域E3がRF回路12と接触する可能性がある。そのため、この領域E3を避けて制御基板20の内側基板面に配線パターンを形成するようにしている。
(Wireless communication module)
According to the first embodiment, the inner substrate surface of the
図14は、第8の実施の形態に係る無線通信モジュール1の構成例を示す模式的構成図であって、図14(a)は模式的側面図、図14(b)は制御基板20の内側基板面を示す模式的平面図である。また、図14(c)(d)は、図14(a)中に丸印で示す範囲の模式的拡大断面図である。この図に示すように、RF回路12を覆っているシールド板120の制御基板20と向かい合う面(上面部)の四隅に制御基板20側に突出する凸部14が設けられている。これにより、凸部14以外は制御基板20と接触しない。そのため、図14(c)に示すように、制御基板20の内側基板面において凸部14を避けた領域(領域E4以外の領域)に信号配線パターンL1を形成することができる。ただし、グランド配線パターンL2は凸部14に当接する領域E4に形成されているのが望ましい。
このようにすれば、シールド板120をグランドとして用いることができる。
14A and 14B are schematic configuration diagrams showing a configuration example of the
By doing so, the
凸部14は、図14(d)に示すように、弾性変形可能なばねになっていてもよい。このようなばねは、シールド板120と一体に形成することができる。凸部14を撓ませた状態でRF基板10と制御基板20とが接続および固定される。すなわち、RF基板10と制御基板20とが接続された場合、凸部14が撓んだ状態で制御基板20と接触するようになっている。これにより、凸部14の突出高さなどがばらついた場合にも、確実に制御基板20のグランド配線パターンL2とシールド板120とを接触させることができる。この場合、凸部14により制御基板20が上方に押されるので、コネクタ11、21などに負荷がかかる場合もある。そのため、例えば複数箇所でRF基板10と制御基板20とを接続および固定することが好ましい。
The
以上のように、第8の実施の形態に係る無線通信モジュール1では、シールド板120の制御基板20と向かい合う面の四隅に凸部14が設けられている。これにより、凸部14以外は制御基板20と接触しないため、制御基板20の内側基板面において信号配線パターンL1を形成することのできる領域を拡大することが可能である。
As described above, in the
また、凸部14に当接する領域にグランド配線パターンL2が形成されている。これにより、シールド板120がグランドとして用いられるので、グランドの面積が大きくなり、回路が安定するという効果がある。なお、凸部14と制御基板20のグランド配線パターンL2(パッド)とは導電性の接着剤で固定されていてもよい。
In addition, a ground wiring pattern L2 is formed in a region contacting the
[第9の実施の形態]
以下、図15を用いて、第9の実施の形態に係る無線通信モジュール1の構成を第1〜第8の実施の形態と異なる点のみ説明する。
[Ninth Embodiment]
The configuration of the
(無線通信モジュール)
図15は、第9の実施の形態に係る無線通信モジュール1の構成例を示す模式的構成図である。第1の実施の形態と異なる点は、RF回路12と制御基板20の配置が上下逆になっている点である。すなわち、RF基板10のRF回路12が搭載されていない側の基板面と制御基板20のマイコン22が搭載されている側の基板面とが向かい合うようにRF基板10と制御基板20とが配置されている。この場合は、マイコン22とRF基板10の内側基板面とが接触することを避けるため、RF基板10と制御基板20との間にスペーサSを設けておく。もちろん、スペーサSの高さや形状等は適宜変更することが可能である。
(Wireless communication module)
FIG. 15 is a schematic configuration diagram showing a configuration example of the
以上のように、第9の実施の形態に係る無線通信モジュール1では、RF回路12が搭載されていない側の基板面とマイコン22が搭載されている側の基板面とが向かい合うようにRF基板10と制御基板20とが配置されている。このような構成によっても、第1の実施の形態と同様、RF回路12とマイコン22とを一体としながらもサイズを小さくし、かつ低コスト化を実現することが可能である。もちろん、第2〜第8の実施の形態と同様の効果を得ることもできる。
As described above, in the
[第10の実施の形態]
以下、図16〜図18を用いて、第10の実施の形態に係る無線通信モジュール1の構成を第1〜第9の実施の形態と異なる点のみ説明する。
[Tenth Embodiment]
16 to 18, only the configuration of the
(無線通信モジュール)
第10の実施の形態に係る無線通信モジュール1の模式的平面構成は、図16(a)に示すように表され、その模式的側面構成は、図16(b)に示すように表される。図16(a)(b)に示すように、制御基板20上の領域であってRF基板10と制御基板20とが重なっていない領域に、RF基板10と制御基板20との間の距離L10よりも背の高いコネクタ26が配置されている。コネクタ26は、外部と接続するためのものである。このような構成によれば、RF基板10と制御基板20との間の距離L10を狭くすることができるため、無線通信モジュール1の小型化を図ることが可能である。
(Wireless communication module)
A schematic plan configuration of the
RF基板10側のコネクタ11と制御基板20側のコネクタ21とを接続すると、RF基板10と制御基板20とが向かい合う。このRF基板10と制御基板20との間にRF回路12が配置され、制御基板20の外側基板面にマイコン22が配置されている。また、制御基板20よりも図面上で右側に飛び出したRF基板10の内側基板面にアンテナ13やコネクタ16などが配置されている。
When the
(RF基板)
図16に示されるRF基板10の模式的平面構成は、図17(a)に示すように表され、その模式的側面構成は、図17(b)に示すように表される。図17(a)(b)に示すように、RF回路12は、金属製のシールド板120で覆われている。また、シールド板120の制御基板20と向かい合う面の四隅と、その四隅により構成される四角形のうちの一辺の略中央部とに凸部14a〜14eが設けられている。四隅だけに凸部14a〜14dを設けても良いが、更に一辺の略中央部に凸部14eを設ければ、シールド板120の向きを誤って実装してしまう不具合を回避することができる。
(RF board)
The schematic plane configuration of the
また、図17(a)(b)に示すように、RF基板10上の領域であってRF基板10と制御基板20とが重なっていない領域にアンテナ13が配置されている。シールド板120は、RF基板10のグランドに電気的に接続されているため、アンテナ13とシールド板12とを近づけ過ぎると、アンテナ13により送受信される電波がシールド板120に干渉・吸収されてしまう。
Further, as shown in FIGS. 17A and 17B, the
そこで、アンテナ13により送受信される電波の波長λの4分の1よりも大きい距離L11を隔ててシールド板120が配置されている。例えば、周波数帯域が920MHz帯域である場合、λ/4は約0.75cmになるので、アンテナ13とシールド板120との間の距離L11は、0.75cmより若干大きな距離(例えば1cm程度)とするのが望ましい。このようにすれば、アンテナ13により送受信される電波がシールド板120に干渉・吸収されにくくなるため、アンテナ13の感度劣化を避けることができる。
Therefore, the
もちろん、図17(a)に示すように、アンテナ13の上部の領域には、コネクタ16などの電子部品を実装することができる。また、アンテナ13を折り曲げたり、外部にコイルC1〜C3を付けたりすることによって、アンテナ13を配置するためのスペースを削減することも可能である。
Of course, as shown in FIG. 17A, electronic parts such as the
(制御基板)
図16に示される制御基板20の模式的平面構成は、図18(a)に示すように表され、その模式的正面構成は、図18(b)に示すように表され、その模式的側面構成は、図18(c)に示すように表される。図18(a)(b)(c)に示すように、コネクタ26は、VDDピンP1、TXDピンP2、RXDピンP3、RTSピンP4、CTSピンP5、GPIOピンP6、GPIOピンP7、GNDピンP8の順番に配列された8つのピンP1〜P8を備える。VDDピンP1は電源電圧入力ピン、TXDピンP2は非同期のデータ出力ピン、RXDピンP3は非同期のデータ入力ピン、RTSピンP4はRTS(Ready to Send)制御出力ピン、CTSピンP5はCTS(Clear to Send)制御入力ピン、GPIOピンP6・P7はユーザ設定可能な入力または出力ピン、GNDピンP8はグランドピンである。これら8つのピンP1〜P8は、図18(b)に示すように、制御基板20の基板面20aと平行な同一面上に配列されている。そのため、コネクタ26の高さL12が抑えられ、無線通信モジュール1の小型化を図ることが可能である。また、入力と出力が交互に配置さていれるため、例えば隣のピンと短絡した場合にも不測の電流が流れることが無く安全である。
(Control board)
A schematic plan configuration of the
以上のように、第10の実施の形態に係る無線通信モジュール1では、制御基板20上の領域であってRF基板10と制御基板20とが重なっていない領域に、RF基板10と制御基板20との間の距離L10よりも背の高いコネクタ26が配置されている。このような構成によれば、RF基板10と制御基板20との間の距離L10を狭くすることができるため、無線通信モジュール1の小型化を図ることが可能である。
As described above, in the
また、コネクタ26は、VDDピンP1、TXDピンP2、RXDピンP3、RTSピンP4、CTSピンP5、GPIOピンP6、GPIOピンP7、GNDピンP8の順番に配列された8つのピンP1〜P8を備える。これら8つのピンP1〜P8は、制御基板20の基板面20aと平行な同一面上に配列されている。そのため、コネクタ14の高さL12が抑えられ、無線通信モジュール1の小型化を図ることが可能である。
Further, the
また、シールド板120の制御基板20と向かい合う面の四隅と、その四隅により構成される四角形のうちの一辺の略中央部とに凸部14a〜14eが設けられている。そのため、シールド板120の向きを誤って実装してしまう不具合を回避することができる。
Further, the
また、アンテナ13により送受信される電波の波長λの4分の1よりも大きい距離L11を隔ててシールド板120が配置されている。このようにすれば、アンテナ13により送受信される電波がシールド板120に干渉・吸収されにくくなるため、アンテナ13の感度劣化を避けることができる。
Further, the
以上説明したように、本発明によれば、RF回路12とマイコン22とを一体としながらもサイズを小さくし、かつ低コスト化を実現することが可能な無線通信モジュール1、LED照明装置、太陽光発電システム、自動作動システム、及び検知装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention, the
[その他の実施の形態]
上記のように、本発明は第1〜第10の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面は例示的なものであり、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
[Other Embodiments]
As described above, the present invention has been described by the first to tenth embodiments, but it is understood that the discussion and drawings forming a part of this disclosure are exemplifications, and limit the present invention. should not do. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態などを含む。例えば、図1等では、RF基板10の全部が制御基板20に重なるように構成されているが、RF基板10と制御基板20とが少なくとも一部重なるように構成されていればよい。
As described above, the present invention includes various embodiments and the like not described here. For example, in FIG. 1 and the like, the
本発明に係る無線通信モジュールは、LED照明装置、太陽光発電システム、自動作動システム、検知装置等に適用することができる。 The wireless communication module according to the present invention can be applied to an LED lighting device, a solar power generation system, an automatic operation system, a detection device, and the like.
1…無線通信モジュール
10…第1基板(RF基板)
12…無線回路(RF回路)
11,15…第1コネクタ(コネクタ)
13…アンテナ
14,14a〜14e…凸部
20…第2基板(制御基板)
21,25…第2コネクタ(コネクタ)
22…信号処理回路(マイコン)
24…第3コネクタ(コネクタ)
26…第4コネクタ(コネクタ)
31…接着剤
32a,32b…ネジ
33a,33b…ロッキングサポート
120…シールド板
E2…アンテナの近傍領域
E4…凸部に当接する領域
P1…VDDピン
P2…TXDピン
P3…RXDピン
P4…RTSピン
P5…CTSピン
P6,P7…GPIOピン
P8…GNDピン
1...
12... Wireless circuit (RF circuit)
11, 15... First connector (connector)
13...
21, 25... Second connector (connector)
22... Signal processing circuit (microcomputer)
24... Third connector (connector)
26... Fourth connector (connector)
31...
Claims (18)
前記第1基板の前記第1面上に配置され且つ無線信号を処理可能に構成された第1回路と、
前記第1基板の前記第1面上に配置され且つ前記第1回路に電気的に接続されたアンテナと、
前記第1基板の前記第1面に垂直な方向から見た第1方向視において前記第1回路に重なり且つ前記アンテナから離間して配置された第2基板と、
前記第1方向視において前記第1回路に重なり且つ前記第2基板上に配置された電子部品と、
を備えた、無線モジュール。 A first substrate having a first surface;
A first circuit arranged on the first surface of the first substrate and configured to process radio signals;
An antenna arranged on the first surface of the first substrate and electrically connected to the first circuit;
A second substrate that overlaps the first circuit and is spaced apart from the antenna when viewed in a first direction viewed from a direction perpendicular to the first surface of the first substrate;
An electronic component that overlaps with the first circuit in the first direction and is disposed on the second substrate;
Wireless module equipped with.
前記第1基板の前記第1面上に配置され且つ無線信号を処理可能に構成された第1回路と、
前記第1基板の前記第1面上に配置され且つ前記第1回路に電気的に接続されたアンテナと、
前記第1基板の前記第1面に垂直方向から見た第1方向視において前記第1回路に重なり且つ前記アンテナから離間して配置された、前記第1基板より低誘電率の材質からなる第2基板と、
を備えた、無線モジュール。 A first substrate having a first surface;
A first circuit arranged on the first surface of the first substrate and configured to process radio signals;
An antenna arranged on the first surface of the first substrate and electrically connected to the first circuit;
A first dielectric material that has a lower dielectric constant than that of the first substrate and is disposed so as to overlap the first circuit and be spaced apart from the antenna when viewed from a first direction perpendicular to the first surface of the first substrate; 2 boards,
Wireless module equipped with.
前記アンテナにて受信した信号に対して所定の処理を行う受信部とを有する、請求項1〜12のいずれか1項に記載の無線モジュール。 The first circuit includes a transmitter that performs a predetermined process for transmitting a signal from the antenna,
The radio module according to claim 1, further comprising: a reception unit that performs a predetermined process on a signal received by the antenna.
前記無線モジュールの受信信号に基づいて特定の機能のオン/オフを切り替える動作部とを備える、自動作動システム。 The wireless module according to claim 1, which is provided to receive a signal transmitted from the outside,
An automatic operation system, comprising: an operation unit that switches on/off a specific function based on a reception signal of the wireless module.
前記センサの検知信号を無線により送信するために設けられる請求項1〜14のいずれか1項に記載の無線モジュールとを備える、検知装置。 A sensor that detects a predetermined state,
A detection device comprising: the wireless module according to claim 1, which is provided to wirelessly transmit a detection signal of the sensor.
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