JP2011192512A

JP2011192512A - レセプタクルおよび電子機器

Info

Publication number: JP2011192512A
Application number: JP2010057086A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Mimura; 詳一三村; Masato Tobinaga; 真人飛永; Shinkuro Fujino; 新九郎藤野
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-03-15
Filing date: 2010-03-15
Publication date: 2011-09-29

Abstract

【課題】グランド端子とシグナル端子とのペアリングを容易にし、また、耐ノイズ性を高めたレセプタクルおよび電子機器を提供すること。
【解決手段】本発明に係るレセプタクルは、互いに逆位相の信号が伝送される２本のシグナル端子（２ａ〜２ｄ）と、２本のシグナル端子を含む第１平面と平行に相対する第２平面上に設けたグランド端子（１ａ〜１ｄ）と、を備え、前記グランド端子は、前記第１平面の法線方向から見たときに、前記２本のシグナル端子と重複するように幅を広げた幅広部（５１ａ〜５１ｄ）を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、レセプタクル、及びレセプタクルとプリント基板とを備える電子機器に関する。

近年、ＨＤＭＩ（Ｈｉｇｈ−ＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎＭｕｌｔｉｍｅｄｉａＩｎｔｅｒｆａｃｅ：登録商標）規格やＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）規格などに準拠するインターフェースを介して、電子機器（例えば、ＡＶ機器や携帯端末など）間でデジタル信号を高速伝送する技術が広く用いられている。
このようなインターフェースは、電子機器に内蔵されるプリント基板の載置面上に載置されるレセプタクルと、レセプタクルに嵌挿されるプラグとによって構成される。また、これらのインターフェースは、２線のペア配線に逆位相の信号を伝送するものが主流となっている。具体的には、差動伝送方式やＴＭＤＳ（ＴｒａｎｓｉｓｉｏｎＭｉｎｉｍｉｚｅｄＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＳｉｇｎａｌｉｎｇ：登録商標）方式と呼ばれる伝送方式が採用されている。この伝送方式の特徴は基準となるグランド面に対して一定の特性インピーダンスとなるように配線の幅やグランドとの距離を調整した伝送線路を形成することで、反射等の信号劣化を低減して高速伝送を可能にしている。

上述したような伝送線路構造を同軸ケーブルや多層のプリント基板で形成するのは比較的容易である。また、これらを接続するコネクタの構造についても、インターフェースの規格により詳細に規定されていて信号劣化しないように配慮されている。しかしながら、コネクタと基板との接続構造（すなわち、レセプタクルの構造）については、コネクタから基板までの間に空中配線部分があるため伝送線路構造が形成し難い。また、インターフェースの規格にも構造が規定されていないこともあって、信号劣化の大きな要因となる。また、コネクタメーカによって基板とコネクタとの接続構造は微妙に異なる場合がある。従って、基板の種類やグレードによっては基板上での信号配線が困難となって新たな信号劣化の要因となる場合がある。

図６は、レセプタクルにおいてグランド端子の配置に工夫を凝らした従来構成の一例を示す図であり、（ａ）が斜視図、（ｂ）が内部構造の断面図である（例えば、特許文献１参照）。この従来例では、複数の擬似差動信号ペア端子をペア毎に区切るようにグランド端子を配置して差動信号ペア端子間の干渉を抑えている。また、端子配列が２段千鳥構造の場合には、差動信号ペア端子と向かい合う中央の端子にグランド端子を配置してグランド端子と差動信号ペア端子との距離を等しくすることで特性インピーダンスのバラツキを抑える構造となっている。

特開２００７−８０７８２号公報

しかしながら、上述した従来例の構造にあっては、グランド端子と複数の差動信号ペア端子との距離が等しく差動信号ペア端子とグランド端子のペアリングが困難である。また、１本のグランド端子で差動信号ペア配線２本の基準グランド面として伝送線路構造を形成するので、耐ノイズ性が劣化するという課題がある。

すなわち、ペアのシグナル端子と専用グランド端子とを備えるインターフェースにおいては、グランド端子と他の信号端子との距離も近くなるために、一定の特性インピーダンスを保つために十分な伝送線路構造を形成することが難しい。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、グランド端子とシグナル端子とのペアリングを容易にし、また、耐ノイズ性を高めたレセプタクルおよび電子機器を提供することを目的とする。

本発明のレセプタクルは、プリント基板の載置面上に載置されるレセプタクルであって、互いに逆位相の信号が伝送される２本のシグナル端子と、前記２本のシグナル端子を含む第１平面と平行に相対する第２平面上に設けたグランド端子と、を備え、前記グランド端子は、前記第１平面の法線方向から見たときに、前記２本のシグナル端子と重複するように幅を広げた幅広部を有する構成を採る。

また、本発明の電子機器は、上記レセプタクルと、レセプタクルが載置される載置面を有するプリント基板と、を備える構成を採る。

本発明によれば、グランド端子とシグナル端子とのペアリングを容易にし、また、耐ノイズ性を高めたレセプタクルおよび電子機器を提供することができる。

インターフェース１０の構成を示す斜視図実施の形態１に係るレセプタクルの内部構造を示す部分斜視図（ａ）グランド端子１ａおよびペア信号端子２ａ近傍の断面図、（ｂ）Ａ−Ａ’断面図実施の形態２に係るレセプタクルの内部構造を示す部分斜視図（ａ）グランド端子１ａおよびペア信号端子２ａ近傍の断面図、（ｂ）Ａ−Ａ’断面図従来構成を示す図

次に、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。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、各寸法の比率等は現実のものとは異なっている場合がある。従って、具体的な寸法等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勿論である。

（実施の形態１）
＜インターフェースの構成＞
実施の形態１に係るインターフェースの構成について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態では、電子機器間のインターフェースの一例として、ＨＤＭＩ規格に準拠するインターフェース１０について説明する。なお、電子機器とは、例えば、ＡＶ機器、携帯端末、パーソナルコンピュータなどである。

図１は、実施の形態１に係るインターフェース１０の構成を示す斜視図である。図１に示すように、インターフェース１０は、プリント配線板１１、レセプタクル１２、及びプラグ１３によって構成される。

プリント配線板１１は、第１電子機器（不図示）に内蔵される。プリント配線板１１は、基板本体１１Ａ及び配線群１１Ｂを備える。基板本体１１Ａは、実装面ＦＭＮＴを有する。

レセプタクル１２は、プリント配線板１１の端部１１ＥＤＧにおいて、実装面ＦＭＮＴ上に実装される。レセプタクル１２は、筐体１２Ａ、開口１２Ｂ、端子絶縁板１２Ｃ及び端子群１２Ｄを有する。レセプタクル１２の構成については後述する。

プラグ１３は、第２電子機器（不図示）に設けられる。プラグ１３は、開口１２Ｂに挿入されることによって、レセプタクル１２と接続される。プラグ１３は、第１電子機器と第２電子機器との間でデジタル信号を伝送する。

＜レセプタクルの構成＞
次に、第１実施形態に係るレセプタクルの構成について、図面を参照しながら説明する。図２は、レセプタクル１２の内部構造を示す部分斜視図である。図２において、筐体１２Ａの記載は省略している。

レセプタクル１２の端子群１２Ｄは、グランド端子１ａ〜１ｅ、互いに逆位相の信号が伝送される２本のシグナル端子であるペア信号端子２ａ〜２ｄ、その他の信号および電源端子であるその他端子３、を有する。

端子群１２Ｄは、端子絶縁板１２Ｃにガイドされている絶縁板配線部４と、端子絶縁板１２Ｃとプリント配線板１１の配線群１１Ｂ上に設けられる半田付け部６と、絶縁板配線部４と半田付け部６との間をつなぐ空中配線部５と、を有する。

半田付け部６では、配線群１１Ｂとの電気的接続を確保するために半田付けがなされて接続される。

端子絶縁板１２Ｃは、グランド端子１ａ〜１ｅ、ペア信号端子２ａ〜２ｄ、その他端子３を固定するガイドの役割を果たす。端子絶縁板１２Ｃは、樹脂材料などの絶縁材料からなる。

ここで、空中配線部５について、構造を詳細に説明する。グランド端子１ａ〜１ｅの空中配線部にはそれぞれ幅広部５１ａ〜５１ｅが設けられている。図３（ａ）は、図２に示すｘ軸正の方向から見た場合の、グランド端子１ａおよびペア信号端子２ａ近傍の断面図である。また、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。

図３に示すように、空中配線部５において、グランド端子１ａは、ペア信号端子２ａを含む第１平面と平行に相対する第２平面上に位置している。言い換えると、グランド端子１ａとペア信号端子２ａとは、空中配線部５において、ｙ軸方向に異なる位置に配置されている。なお、ｘ軸方向は端子群１２Ｄの配列方向、ｚ軸方向はプリント基板の実装面ＦＭＮＴの法線方向、ｙ軸方向は、ｘ軸とｚ軸に直交する方向である。

また、幅広部５１ａは、第１平面の法線方向（ｙ軸方向）から見たときに、ペア信号端子２ａと重複するようにグランド端子１ａの幅を広げて構成されている。

同様にして、グランド端子１ｂ〜１ｄも、空中配線部分５において、隣接するペア信号端子２ｂ〜２ｄと重複するように端子幅が拡大された幅広部５１ｂ〜５１ｄを有している。

さらに、グランド端子１ｅも同様に、隣接するその他端子３と重複するように端子幅が拡大された幅広部５１ｅを有している。

このように、グランド端子１ａ〜１ｄが、空中配線部分５において、隣接するペア信号端子１ａ〜１ｄと重複するように端子幅が拡大された幅広部５１ａ〜５１ｄを有することで、幅広部５１ａ〜５１ｄをグランド面とする結合マイクロストリップ線路を形成することができる。このような構成によれば、高周波特性の良い伝送線路構造の一つである結合マイクロストリップ線路をレセプタクル１２内で構成することができ、これまで困難であったレセプタクルと基板との接続部分での信号劣化を低減することが可能となる。

なお、結合マイクロストリップ線路の特性インピーダンスは、空中配線部５のペア信号端子２ａ〜２ｄの幅やペア信号端子２ａ〜２ｄとグランド端子１ａ〜１ｄ間の距離を変えることで例えばＨＤＭＩの規格値である差動１００Ωに調整することが出来る。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について、図４乃至５を参照して説明する。実施の形態２は、実施の形態１と比較して、空中配線部におけるペア信号端子とグランド端子との間に誘電体を有している点で異なる。

図４は、実施の形態２に係るレセプタクルの内部構造を示す部分斜視図である。また、図５（ａ）は、図４に示すｘ軸正の方向から見た場合の、グランド端子１ａおよびペア信号端子２ａ近傍の断面図である。また、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。

図４に示すように、レセプタクル１２は、ペア信号端子とグランド端子との間に設けられる板状の誘電体７を備えている。誘電体７は、ペア信号端子２ａ〜２ｅのうち少なくともいずれかのペア信号端子とグランド端子との間に介挿される誘電体１５であってもよい。

このような誘電体７の誘電率を調整することによって、一対のペア信号端子とグランド端子とによって形成される線路の特性インピーダンスを簡便に調整することができる。また、誘電体７によって、一対のペア信号端子とグランド端子とが保持されるので、レセプタクル１２の機械的強度をより向上することができる。

（その他の実施形態）
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は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形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、上記実施形態では、電子機器間におけるインターフェースの一例として、ＨＤＭＩ規格に準拠するインターフェースについて説明したが、これに限られるものではない。例えば、電子機器間におけるインターフェースとしては、ＵＳＢ、ＤＶＩ（ＤｉｇｉｔａｌＶｉｓｕａｌＩｎｔｅｒｆａｃｅ：登録商標）、或いはＩＥＥＥ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｓ）１３９４などの規格に準拠するシリアルインターフェースを用いることができる。

また、上記実施の形態では、一対のペア信号端子は、ＴＭＤＳ方式などに基づく擬似差動伝送方式による信号を伝送することとしたが、これに限られるものではない。例えば、一対のシグナル端子Ｔは、ＵＳＢ規格に基づく差動伝送方式による信号を伝送してもよい。

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形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

本発明は、ペア信号端子とグランド端子とを有するレセプタクルのノイズ性能を高めるのに好適である。

１０インターフェース
１１プリント配線板
１１Ａ基板本体
１１Ｂ配線群
１１ＥＤＧ端部
１２レセプタクル
１２Ａ筐体
１２Ｂ開口
１２Ｃ端子絶縁板
１２Ｄ端子群
１３プラグ
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄグランド端子
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄペア信号端子
３その他端子
４絶縁板配線部
５空中配線部
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ幅広部
６半田付け部
７誘電体

Claims

プリント基板の載置面上に載置されるレセプタクルであって、
互いに逆位相の信号が伝送される２本のシグナル端子と、
前記２本のシグナル端子を含む第１平面と平行に相対する第２平面上に設けたグランド端子と、を備え、
前記グランド端子は、前記第１平面の法線方向から見たときに、前記２本のシグナル端子と重複するように幅を広げた幅広部を有する、
レセプタクル。
前記幅広部と前記２本のシグナル端子とは、伝送線路構造の１つである結合マイクロストリップ線路を形成している、
請求項1に記載のレセプタクル。
前記２本のシグナル端子は、差動信号用端子である、
請求項１または２に記載のレセプタクル。
前記２本のシグナル端子は、擬似差動信号端子である、
請求項１または２に記載のレセプタクル。
前記幅広部と前記２線のシグナル端子との間に設けられる誘電体を備えた、
請求項１乃至４のいずれかに記載のレセプタクル。
前記請求項１乃至５のいずれかに記載のレセプタクルと、
前記レセプタクルが載置される載置面を有するプリント基板と、を備えた、
電子機器。