JP6211776B2 - 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 - Google Patents
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Description
以下、図1〜図5を用いて、第1の実施の形態を説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
Claims (20)
- 無線信号を送受信する無線回路と、
基板間コネクタである第1コネクタと、
前記無線回路が搭載されるとともに前記第1コネクタが設けられた第1基板と、
前記無線回路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と、
前記第1コネクタと接続可能な基板間コネクタである第2コネクタと、
前記信号処理回路が搭載されるとともに前記第2コネクタが設けられた第2基板と
を備え、
前記第1コネクタと前記第2コネクタとが接続された状態で前記第1基板と前記第2基板とが少なくとも一部重なるように構成された無線通信モジュールであって、
前記第2基板は、基板面として第1の面と第2の面とを備え、
前記第2基板の前記第1の面に前記信号処理回路が搭載されており、
前記第2基板の前記第2の面は、前記第1基板における前記無線回路が搭載された側の面と対向しており、
平面視において前記第1基板とアンテナとが離間して形成されている
ことを特徴とする無線通信モジュール。 - 前記無線回路が金属製のシールド板で覆われていることを特徴とする請求項1に記載の無線通信モジュール。
- 前記シールド板の前記第2基板と向かい合う面の所定位置に凸部が設けられていることを特徴とする請求項2に記載の無線通信モジュール。
- 前記第1基板と向かい合う側の前記第2基板の基板面において前記凸部を避けた領域に信号配線パターンが形成されていることを特徴とする請求項3に記載の無線通信モジュール。
- 前記第1基板と向かい合う側の前記第2基板の基板面において前記凸部に当接する領域にグランド配線パターンが形成されていることを特徴とする請求項3に記載の無線通信モジュール。
- 前記凸部が弾性変形可能なばねであり、前記第1コネクタと前記第2コネクタとが接続された場合、前記凸部が撓んだ状態で前記第2基板と接触することを特徴とする請求項3に記載の無線通信モジュール。
- 前記第1基板と向かい合う側の前記第2基板の基板面と前記無線回路とが接着剤によって固定されていることを特徴とする請求項1に記載の無線通信モジュール。
- 前記第1基板と前記第2基板とがネジによって固定されていることを特徴とする請求項1に記載の無線通信モジュール。
- 前記第1基板と前記第2基板とがロッキングサポートによって固定されていることを特徴とする請求項1に記載の無線通信モジュール。
- 前記第1コネクタ及び前記第2コネクタが複数箇所に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の無線通信モジュール。
- 前記第1基板が第2基板より高誘電率の材質の基板であることを特徴とする請求項1に記載の無線通信モジュール。
- 前記第2基板上の領域であって、平面視において前記第1基板と離間している領域に、前記第1基板と前記第2基板との間の距離よりも背の高い第4コネクタが配置されていることを特徴とする請求項1に記載の無線通信モジュール。
- 前記第4コネクタは、VDDピン、TXDピン、RXDピン、RTSピン、CTSピン、GPIOピン、GPIOピン、GNDピンの順番に配列された8つのピンを備えることを特徴とする請求項12に記載の無線通信モジュール。
- 前記8つのピンは、前記第2基板の基板面と平行な同一面上に配列されることを特徴とする請求項13に記載の無線通信モジュール。
- 前記無線回路が金属製のシールド板で覆われているとともに、
前記シールド板の前記第2基板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が設けられていることを特徴とする請求項12〜14のいずれか一項に記載の無線通信モジュール。 - 前記第1基板上の領域であって、平面視において前記第2基板と離間している領域にアンテナが配置され、そのアンテナにより送受信される電波の波長の4分の1よりも大きい距離を隔てて前記シールド板が配置されていることを特徴とする請求項15に記載の無線通信モジュール。
- 請求項1〜16のいずれか一項に記載の無線通信モジュールを備えることを特徴とするLED照明装置。
- 請求項1〜16のいずれか一項に記載の無線通信モジュールを備えることを特徴とする太陽光発電システム。
- 外部から送信された信号を受信するために設けられる請求項1〜16のいずれか一項に記載の無線通信モジュールと、
前記無線通信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
を備えることを特徴とする自動作動システム。 - 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請求項1〜16のいずれか一項に記載の無線通信モジュールと
を備えることを特徴とする検知装置。
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