JP7243547B2

JP7243547B2 - 電子装置および照明装置

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Publication number: JP7243547B2
Application number: JP2019172268A
Authority: JP
Inventors: 啓道中島; 直子岩井; 勝之小林; 聖加藤; 久山本; 健佑村木
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2019-09-20
Publication date: 2023-03-22
Anticipated expiration: 2039-09-20
Also published as: JP2021052030A

Description

本発明の実施形態は、電子装置および照明装置に関する。

従来、例えば、アンテナ素子と周辺部品とを同一基板に実装した電子装置がある。この種の電子装置では、一般に、周辺部品から放出されるノイズを吸収するためのグランドが基板に設けられる。

特開２０１６－１３４４３８号公報

ところで、アンテナ素子の実装位置にグランドを設けた場合、アンテナ素子の性能に悪影響を及ぼすおそれがある。従って、例えば、アンテナ素子および周辺部品を同一基板に配置するとともに、基板内層にグランドを設けた場合、アンテナ素子におけるアンテナ性能が低下するおそれがあった。また、アンテナ素子と高周波を発生させる回路とを隣接して配置した場合、高周波の影響を受けてアンテナ性能が低下するおそれがあった。

本発明が解決しようとする課題は、アンテナ性能の低下を抑えることができる電子装置および照明装置を提供することを目的とする。

実施形態に係る電子装置は、アンテナ回路と、第１回路と、第２回路と、基板とを具備する。前記第１回路は、所定の周波数以上で動作する。前記第２回路は、前記所定の周波数未満で動作する。前記基板は、前記アンテナ回路、前記第１回路および前記第２回路が実装され、前記第１回路の実装位置と厚み方向に重なる領域にグランドが設けられ、かつ、前記アンテナ回路および前記第２回路の実装位置と厚み方向に重なる領域にグランドが設けられない。

図１は、実施形態に係る電子装置が具備する回路基板の断面図である。図２は、実施形態に係る電子装置が具備する回路基板の上面図である。図３は、実施形態に係る電子装置を具備した照明装置の構成例を示す図である。

以下で説明する実施形態に係る電子装置１は、アンテナ回路１１と、第１回路１２と、第２回路１３と、基板１４とを具備する。第１回路１２は、所定の周波数以上で動作する。第２回路１３は、所定の周波数未満で動作する。基板１４は、アンテナ回路１１、第１回路１２および第２回路１３が実装され、第１回路１２の実装位置と厚み方向に重なる領域にグランド１５が設けられ、かつ、アンテナ回路１１および第２回路１３の実装位置と厚み方向に重なる領域にグランド１５が設けられない。

以下で説明する実施形態に係る電子装置１において、第２回路１３は、アンテナ回路１１の実装位置および第１回路１２の実装位置の間に実装される。

以下で説明する実施形態に係る電子装置１において、アンテナ回路１１は、第１回路１２から所定距離Ｌ以上離れて実装される。

以下で説明する実施形態に係る電子装置１において、アンテナ回路１１は、第１回路１２からアンテナ回路１１までの距離が、第１回路１２から第２回路１３までの距離よりも長くように実装される。

以下で説明する実施形態に係る電子装置１において、第１回路１２は、光源を高周波駆動する駆動回路１２ｃ、または、電源電圧を変換する変換回路１２ｂである。

以下で説明する実施形態に係る電子装置１において、第２回路１３は、断続的に動作する回路である。

以下で説明する実施形態に係る照明装置１００は、上記した電子装置１を備える。

以下、図面を参照して、実施形態に係る電子装置および照明装置について説明する。実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。

（実施形態）
まず、図１を用いて、実施形態に係る電子装置１の構成例について説明する。図１は、実施形態に係る電子装置１が具備する回路基板の断面図である。実施形態に係る電子装置１は、外部装置と通信可能な電子装置であれば任意の装置であってよい。なお、電子装置１が照明装置１００である場合の構成例を図３で後述する。

図１に示すように、実施形態に係る電子装置１は、アンテナ回路１１と、第１回路１２と、第２回路１３と、基板１４と、グランド１５とを具備する。

アンテナ回路１１は、外部装置との間で信号の送受信を行うアンテナとして機能し、アンテナ素子となるアンテナパターンが基板１４に形成される。

なお、アンテナ回路１１は、外部装置へ信号を送信する機能のみ、あるいは、外部装置から信号を受信する機能のみ有してもよい。あるいは、アンテナ回路１１は、外部装置へ信号を送信する回路と、外部装置から信号を受信する回路とがそれぞれ別体で構成されてもよい。

第１回路１２は、所定周波数以上で動作する回路である。また、第２回路１３は、所定周波数未満で動作する回路である。換言すれば、第１回路１２は、一般に高周波と呼ばれる周波数帯で動作する高周波回路であり、第２回路１３は、一般に低周波と呼ばれる周波数帯で動作する低周波回路である。

基板１４は、アンテナ回路１１や、第１回路１２、第２回路１３等の電子回路が実装される多層回路基板である。基板１４は、例えば、プリント基板（Printed Circuit Board）を用いることができる。なお、基板１４は、リジッドタイプの基板およびフレキシブルタイプの基板のいずれが採用されてもよい。

グランド１５は、基板１４の主面のうち、アンテナ回路１１、第１回路１２および第２回路１３が実装される主面とは反対側の主面に形成される。具体的には、グランド１５は、第１回路１２の実装位置１００ａと厚み方向に重なる領域に設けられる。これにより、第１回路１２におけるノイズを低減することができる。

また、グランド１５は、第１回路１２の実装位置１００ａに対応する領域（厚み方向に重なる領域）にベタパターンとして形成される。図１に示すように、ベタパターンとしてのグランド１５は、第１回路１２の領域よりも大きくなるように形成される。これにより、第１回路１２におけるノイズ低減効果をさらに高めることができる。

一方、グランド１５は、アンテナ回路１１の実装位置１００ｃおよび第２回路１３の実装位置１００ｂと厚み方向に重なる領域には設けられない。これは、低周波数で動作する第２回路１３の周波数帯と、ノイズの周波数帯（一般にノイズは高周波数帯）が重ならないためであり、第２回路１３におけるノイズの除去が比較的容易なためである。

また、アンテナ回路１１は、グランド１５が近くに有る場合、アンテナ性能が低下してしまう。すなわち、アンテナ回路１１の実装位置１００ｃと厚み方向に重なる領域にグランド１５を設けないことで、アンテナ性能の低下を抑えることができる。

従って、実施形態に係る電子装置１では、アンテナ回路１１、第１回路１２および第２回路１３のうち、第１回路１２の実装位置１００ａと厚み方向に重なる領域にのみグランド１５を設けることで、第１回路１２のノイズを低減しつつ、アンテナ性能の低下を抑えることができる。

また、図１に示すように、実施形態に係る電子装置１において、第２回路１３は、アンテナ回路１１の実装位置１００ｃおよび第１回路１２の実装位置１００ａの間に実装される。

すなわち、アンテナ回路１１は、第２回路１３の領域分だけ第１回路１２から離れて配置される。これにより、アンテナ回路１１を第１回路１２から離すことができるため、第１回路１２の周波数帯である高周波がアンテナ回路１１へ与える悪影響を少なくできる。

次に、図２を用いて、図１に示した回路基板の上面視について説明する。図２は、実施形態に係る電子装置１が具備する回路基板の上面図である。

図２に示すように、上面視において、ベタパターンとしてのグランド１５の領域面積は、第１回路１２の領域面積に比べて大きい。これにより、第１回路１２におけるノイズ低減効果を高めることができる。

また、図２に示すように、アンテナ回路１１は、第１回路１２から所定距離Ｌ以上離れて実装される。具体的には、アンテナ回路１１は、第１回路１２からアンテナ回路１１までの距離Ｌが、第１回路１２から第２回路１３までの距離よりも長くなるように実装される。所定距離Ｌは、例えば、第１回路１２の高周波による悪影響を受けない（受けにくい）距離が設定される。かかる所定距離Ｌは、実験結果を元に設定される。

このように、アンテナ回路１１を第１回路１２から所定距離Ｌ以上離すことにより、アンテナ回路１１とグランド１５とを離すことができるため、第１回路１２の周波数帯である高周波による悪影響を少なくでき、かつ、グランド１５によるアンテナ性能の低下を抑えることができる。

なお、図２では、所定距離Ｌは、アンテナ回路１１および第１回路１２それぞれの中心間の距離としたが、アンテナ回路１１および第１回路１２の距離であれば、所定距離Ｌの始点および終点は任意であってよい。例えば、所定距離Ｌは、アンテナ回路１１および第１回路１２それぞれの端部からの距離であってもよい。

具体的には、所定距離Ｌは、アンテナ回路１１における第１回路１２側の端部から、第１回路１２におけるアンテナ回路１１側の端部までの距離であってもよい。

次に、図３を用いて、実施形態に係る電子装置１を具備した照明装置１００の構成例について説明する。図３は、実施形態に係る電子装置１を具備した照明装置１００の構成例を示す図である。

図３に示すように、照明装置１００における電子装置１は、アンテナ回路１１と、マイコン１２ａと、変換回路１２ｂと、駆動回路１２ｃと、受信回路１３とを具備する。なお、マイコン１２ａ、変換回路１２ｂおよび駆動回路１２ｃは、上記した第１回路１２に相当し、受信回路１３は、第２回路１３に相当する。

図３に示す例において、アンテナ回路１１は、マイコン１２ａから取得した信号を外部装置へ送信する送信アンテナとして機能する。

マイコン１２ａは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、周辺回路等によって構成される電子部品である。マイコン１２ａは、受信回路１３で受信した信号に基づいて、変換回路１２ｂおよび駆動回路１２ｃを制御する。また、マイコン１２ａは、外部装置へ送信する情報をアンテナ回路１１へ出力する。

変換回路１２ｂは、例えば、商用電源等の電源電圧を変換するインバータやコンバータ等である。変換回路１２ｂは、例えば、マイコン１２ａからの指示により高周波でスイッチング制御される。

駆動回路１２ｃは、照明装置１００における図示しない光源を駆動する回路である。駆動回路１２ｃは、例えば、マイコン１２ａからの指示により光源を高周波により点灯駆動させる制御を行う。

受信回路１３は、外部装置からの信号を受信してマイコン１２ａへ出力する制御を行う回路である。つまり、受信回路１３は、外部装置から信号を受信したタイミングでのみ動作する回路であり、言い換えれば、マイコン１２ａのように常時動作するものではなく、断続的に動作する回路である。なお、受信回路１３は、外部装置からの信号を受信する受信アンテナ（つまり、アンテナ回路１１の一例）であるともいえる。

図３に示すように、アンテナ回路１１および受信回路１３は、信号を送受信するアンテナとして機能するため、照明装置１００の筐体外に露出して配置され、一方、マイコン１２ａ、変換回路１２ｂおよび駆動回路１２ｃ等の電子部品は、照明装置１００の筐体内に収容される。

また、図３に示すように、ベタパターンとしてのグランド１５は、マイコン１２ａ、変換回路１２ｂおよび駆動回路１２ｃの実装位置に設けられる。具体的には、マイコン１２ａ、変換回路１２ｂおよび駆動回路１２ｃの実装位置すべてを含むような１つのグランド１５が形成される。

なお、図３では、１つのグランド１５がマイコン１２ａ、変換回路１２ｂおよび駆動回路１２ｃすべてを含むように形成されたが、例えば、マイコン１２ａ、変換回路１２ｂおよび駆動回路１２ｃそれぞれで独立したグランド１５（すなわち、３つのグランド１５）を形成してもよい。

あるいは、図３に示す例において、２つのグランド１５を形成し、いずれか一方のグランド１５は、マイコン１２ａ、変換回路１２ｂおよび駆動回路１２ｃのうち２つの回路を含み、他方のグランド１５は、残り１つの回路を含むようにしてもよい。

また、図３に示すように、アンテナ回路１１および受信回路１３の実装位置と厚み方向に重なる領域には、グランド１５を設けないようにする。これにより、アンテナ回路１１および受信回路１３（アンテナ回路１１とみなす場合）のグランド１５によるアンテナ性能の低下を抑えることができる。

さらに、受信回路１３を第２回路１３とみなす場合、受信回路１３は、断続的に動作する回路ため、例えば、受信回路１３が動作中はアンテナ回路１１を動作させないようにする。これにより、受信回路１３の動作中にノイズが生じたとしてもアンテナ回路１１が停止しているため悪影響を受けないようにできる。

上述したように、実施形態に係る電子装置１は、アンテナ回路１１と、第１回路１２と、第２回路１３と、基板１４とを具備する。第１回路１２は、所定の周波数以上で動作する。第２回路１３は、所定の周波数未満で動作する。基板１４は、アンテナ回路１１、第１回路１２および第２回路１３が実装され、第１回路１２の実装位置と厚み方向に重なる領域にグランド１５が設けられ、かつ、アンテナ回路１１および第２回路１３の実装位置と厚み方向に重なる領域にグランドが設けられない。これにより、アンテナ性能の低下を抑えることができる。

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１電子装置
１１アンテナ回路
１２第１回路
１２ａマイコン
１２ｂ変換回路
１２ｃ駆動回路
１３第２回路、受信回路
１４基板
１５グランド
１００照明装置

Claims

アンテナ回路と；
所定の周波数以上で動作する第１回路と；
前記所定の周波数未満で動作する第２回路と；
前記アンテナ回路、前記第１回路および前記第２回路が実装され、前記第１回路の実装位置と厚み方向に重なる領域にグランドが設けられ、かつ、前記アンテナ回路および前記第２回路の実装位置と厚み方向に重なる領域にグランドが設けられない基板と；
を具備することを特徴とする電子装置。
前記アンテナ回路は、
前記第１回路から所定距離以上離れて実装されること
を特徴とする請求項１に記載の電子装置。
前記アンテナ回路は、
前記第１回路から前記アンテナ回路までの距離が、前記第１回路から前記第２回路までの距離よりも長くなるように実装されること
を特徴とする請求項２に記載の電子装置。
前記第２回路は、
前記アンテナ回路の実装位置および前記第１回路の実装位置の間に実装されること
を特徴とする請求項３に記載の電子装置。
前記第１回路は、
光源を高周波駆動する駆動回路、または、電源電圧を変換する変換回路であること
を特徴とする請求項１～４のいずれか１つに記載の電子装置。
前記第２回路は、
断続的に動作する回路であること
を特徴とする請求項１～５のいずれか１つに記載の電子装置。
請求項１～６のいずれか１つに記載の電子装置
を備えることを特徴とする照明装置。