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

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。

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。

特開２００２−３５３８４１号公報

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。

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。

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。

本発明の一態様によれば、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無線通信モジュールが提供される。

また、本発明の他の態様によれば、前記無線通信モジュールを備えるＬＥＤ照明装置が提供される。

また、本発明の他の態様によれば、前記無線通信モジュールを備える太陽光発電システムが提供される。

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自動作動システムが提供される。

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通信モジュールとを備える検知装置が提供される。

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。

第１の実施の形態に係る無線通信モジュールの構成例を示す模式的構成図であって、（ａ）模式的側面図、（ｂ）模式的平面図、（ｃ）他の模式的平面図。 第１の実施の形態に係るＲＦ回路の構成例を示す模式的ブロック図。 第１の実施の形態に係るＲＦ基板の説明図であって、（ａ）模式的断面図、（ｂ）模式的平面図。 第１の実施の形態に係る無線通信モジュールをＬＥＤ照明装置に適用した場合の模式的外観図。 第１の実施の形態に係る無線通信モジュール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。 第２の実施の形態に係る無線通信モジュールの構成例を示す模式的構成図であって、（ａ）模式的側面図、（ｂ）模式的平面図。 第３の実施の形態に係る無線通信モジュールの構成例を示す模式的構成図であって、（ａ）模式的側面図、（ｂ）模式的平面図。 第３の実施の形態に係る別の無線通信モジュールの構成例を示す模式的構成図であって、（ａ）模式的側面図、（ｂ）模式的平面図。 第４の実施の形態に係る無線通信モジュールの構成例を示す模式的構成図。 第５の実施の形態に係る無線通信モジュールの構成例を示す模式的構成図。 第６の実施の形態に係る無線通信モジュールの構成例を示す模式的構成図。 第７の実施の形態に係る無線通信モジュールの構成例を示す模式的構成図。 第１の実施の形態に係る無線通信モジュールの構成例を示す模式的構成図であって、（ａ）模式的側面図、（ｂ）制御基板の内側基板面を示す模式的平面図。 第８の実施の形態に係る無線通信モジュールの構成例を示す模式的構成図であって、（ａ）模式的側面図、（ｂ）制御基板の内側基板面を示す模式的平面図、（ｃ）模式的拡大断面図、（ｄ）他の模式的拡大断面図。 第９の実施の形態に係る無線通信モジュールの構成例を示す模式的構成図。 第１０の実施の形態に係る無線通信モジュールの模式的構成図であって、（ａ）模式的平面図、（ｂ）模式的側面図。 図１６に示されるＲＦ基板の模式的構成図であって、（ａ）模式的平面図、（ｂ）模式的側面図。 図１６に示される制御基板の模式的構成図であって、（ａ）模式的平面図、（ｂ）模式的正面図、（ｃ）模式的側面図。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

（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。

（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。

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。

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。

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。

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。

［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。

（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。

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。

［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。

（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。

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。

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。

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。

［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。

（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。

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。

［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。

（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。

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。

［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。

（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。

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。

［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。

（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。

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。

［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。

（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。

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。

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。

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。

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。

［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。

（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。

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。

［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。

（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。

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。

（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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

[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。

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。

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。

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

Claims (20)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。
10. 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。
11. 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。
12. 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。
13. 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。
14. 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。
15. 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。
16. 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。
17. 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。
18. 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。
19. 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。
20. 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。

Images