WO2022102420A1 - 操作装置、配線器具 - Google Patents

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WO2022102420A1
WO2022102420A1 PCT/JP2021/039776 JP2021039776W WO2022102420A1 WO 2022102420 A1 WO2022102420 A1 WO 2022102420A1 JP 2021039776 W JP2021039776 W JP 2021039776W WO 2022102420 A1 WO2022102420 A1 WO 2022102420A1
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WO
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antenna
wireless communication
power supply
control board
operating device
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Application number
PCT/JP2021/039776
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English (en)
French (fr)
Inventor
雅裕 長田
Original Assignee
パナソニックIpマネジメント株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/28Combinations of substantially independent non-interacting antenna units or systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/16Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H01Q9/26Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole with folded element or elements, the folded parts being spaced apart a small fraction of operating wavelength

Definitions

  • This disclosure relates to operation techniques, operation devices that receive operations, and wiring equipment.
  • the operating device is arranged between the power supply and the load, and controls the power supply from the power supply to the lighting load according to the user's operation.
  • an antenna, a transmitting circuit, and a receiving circuit are provided in the operating device (see, for example, Patent Document 1).
  • the operating device When the operating device is embedded as a wiring device in an embedded hole provided in a building surface such as a wall of a building, the operating device is required to be miniaturized.
  • a monopole antenna inverted F type antenna
  • the ground element does not have a size of half a wavelength or more, a high frequency current distribution also occurs in the power supply wiring.
  • an operating device equipped with such an inverted-F antenna When an operating device equipped with such an inverted-F antenna is installed, a high-frequency current flows to the power supply wiring at the end of the power supply circuit and radiates. As a result, the radiated electric field from the antenna and the radiated electric field from the power supply wiring are combined, and the directivity of the antenna becomes distorted.
  • the present disclosure has been made in view of such a situation, and the purpose of the present disclosure is to provide a technique for making the directivity of the antenna closer to omnidirectional even if the operating device is miniaturized.
  • the operation device of a certain aspect of the present disclosure is an operation device having a first surface and a second surface facing each other, and the operation unit is arranged on the first surface side. , Arranged between the power supply unit arranged on the second surface side and connected to the power supply wiring, and the operation unit and the power supply unit, and spread along at least one of the first surface and the second surface. It is equipped with a control board.
  • the operation unit receives the operation, the power supply unit executes power supply from the power supply to the load via the power supply wiring according to the operation received by the operation unit, and one side of the control board is folded back which can be used for wireless communication.
  • a dipole antenna is placed.
  • This wiring device is a wiring device fixed to the installation surface, and is higher than the operation unit that receives the user's operation, the first antenna for the first frequency band constituting the folded dipole antenna, and the first frequency band. It comprises a second antenna for the second frequency band.
  • the directivity of the antenna can be made closer to omnidirectional even if the operating device is miniaturized.
  • FIG. 4 (a)-(c) are diagrams showing the configuration of the control board to be compared and the directivity of the inverted F-shaped antenna. 5 (a)-(c) are diagrams showing the configuration of the control board of FIG. 3 and the directivity of the folded dipole antenna. It is a figure which shows another structure of the control board of FIG. 7 (a)-(b) are diagrams showing the directivity of the folded dipole antenna of FIG.
  • the embodiment relates to a wiring system including a two-wire operating device for controlling a load.
  • An example of the load is a lighting load
  • the operating device is required to be linked with other operating devices.
  • each operating device is equipped with a wireless communication function.
  • the operation device can be connected to the Internet via a GW (Gateway) device, and remote control or other services are provided.
  • the operating device when an inverted-F antenna is used for the operating device in order to reduce the size of the operating device, the radiated electric field from the antenna and the radiated electric field from the power supply wiring are combined, and the directivity of the antenna is distorted. It becomes.
  • the directivity of the antenna becomes a distorted shape, a direction in which the wireless communication possible distance becomes short appears.
  • the directivity of the antenna is close to omnidirectional.
  • the operating device according to the present embodiment includes a folded dipole antenna for wireless communication. In the folded dipole antenna, the high frequency current is confined in the loop, so that the influence of the power supply wiring on the directivity is reduced.
  • parallel and “vertical” include not only perfectly parallel and vertical, but also cases of deviation from parallel and vertical within the margin of error.
  • abbreviation means that they are the same in an approximate range.
  • FIG. 1 shows the configuration of the wiring system 1000.
  • the wiring system 1000 includes a first power line 10a and a second power line 10b collectively referred to as a power line 10, a first power supply wiring 20a collectively referred to as a power supply wiring 20, a second power supply wiring 20b, a third power supply wiring 20c, and a lighting load 30. It includes a first lighting load 30a, a second lighting load 30b, a terminal device 50, a first operation device 100a, and a second operation device 100b, which are collectively referred to as an operation device 100.
  • the number of combinations of the lighting load 30 and the operating device 100 is set to "2", but is not limited thereto.
  • the number of terminal devices 50 is set to "1", but is not limited thereto.
  • the power line 10 is connected to, for example, a single-phase 100 [V], 50 or 60 [Hz] AC power supply (not shown) to transmit AC power.
  • the AC power source may be a commercial power source produced by an electric power company such as an electric power company, or may be a private power generation facility such as a solar power generation facility.
  • the first power line 10a and the operation device 100 are connected by the first power supply wiring 20a
  • the operation device 100 and the lighting load 30 are connected by the second power supply wiring 20b
  • the lighting load 30 and the second power line 10b are connected by the third power supply wiring 20c. Be connected.
  • the operating device 100 and the lighting load 30 are connected on a one-to-one basis, and these combinations are fed and wired to the power line 10 by the first power supply wiring 20a to the third power supply wiring 20c.
  • the combination of the first operating device 100a and the first lighting load 30a and the combination of the second operating device 100b and the second lighting load 30b are similarly connected to the power line 10.
  • the operating device 100 is, for example, a wiring device.
  • the operating device 100 is fixed to the installation surface in a state where the rear portion is embedded in an embedding hole provided in the installation surface such as a wall.
  • the operating device 100 is not limited to the embedded type structure, and may have an exposed type structure that is directly attached to the installation surface, or may have a structure that is not fixed in a fixed position and is used at an arbitrary place. ..
  • the two-wire operating device 100 is electrically connected to the lighting load 30 in series with the AC power supply. The user operates the operating device 100 in order to turn on, turn off, and adjust the lighting load 30.
  • the operation device 100 has a load control function for turning on (full lighting or dimming lighting) or turning off the lighting load 30 by controlling the current flowing through the lighting load 30 according to the operation received from the user.
  • the lighting load 30 lights up when the power is turned on.
  • the lighting load 30 includes, for example, a light source such as an LED (Light Emitting Diode) and a lighting circuit for lighting the light source.
  • Each operating device 100 has, for example, a wireless communication function by a low power radio (specified low power radio) that uses radio waves in the 920 MHz band or 420 MHz band.
  • a wireless communication function by a specific low power radio in the 920 MHz band is provided.
  • the operating devices 100 can communicate with each other by the specified low power radio.
  • the specific low power radio is shown as the first radio communication 60.
  • the first operating device 100a When the first operating device 100a receives an operation from the user, the first operating device 100a controls the lighting of the first lighting load 30a according to the operation. Further, the first operating device 100a transmits a radio signal indicating the operation content to the second operating device 100b by the first wireless communication 60. The second operating device 100b controls the lighting of the second lighting load 30b according to the operation content indicated by the received wireless signal.
  • the first operating device 100a may transmit a wireless signal to an operating device 100 other than the second operating device 100b, and the second operating device 100b may send the wireless signal received from the first operating device 100a to another operating device 100. It may be transferred to the operating device 100. As a result, three or more lighting loads 30 are similarly lit.
  • Each operating device 100 also has a wireless communication function compliant with a communication standard for short-range wireless communication such as BLE (Bluetooth (registered trademark) Low Energy).
  • the terminal device 50 is, for example, a smartphone, a tablet terminal device, or a personal computer, and can execute short-range wireless communication such as BLE. Therefore, the operation device 100 and the terminal device 50 can communicate with each other by short-range wireless communication.
  • the short-range radio communication is shown as the second radio communication 62.
  • the terminal device 50 transmits a radio signal indicating the operation content of the first lighting load 30a to the first operating device 100a by the second wireless communication 62. ..
  • the first operating device 100a controls the lighting of the first lighting load 30a according to the operation content indicated by the received wireless signal.
  • the frequency band used in the specified low power radio (hereinafter referred to as "first frequency band”) is the 920 MHz band
  • the frequency band used in BLE hereinafter referred to as "second frequency band” is the 2.4 GHz band. Therefore, the second frequency band is higher than the first frequency band.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the operating device 100.
  • an orthogonal coordinate system including an x-axis, a y-axis, and a z-axis is defined.
  • the x-axis and y-axis are orthogonal to each other.
  • the z-axis is perpendicular to the x-axis and the y-axis and extends in the height direction of the operating device 100.
  • the positive direction of each of the x-axis, the y-axis, and the z-axis is defined in the direction of the arrow in FIG. 2, and the negative direction is defined in the direction opposite to the arrow.
  • the positive direction of the z-axis may be referred to as "upper” or “upper”, and the negative direction of the z-axis may be referred to as “lower” or “lower”.
  • the positive direction of the x-axis may be referred to as “forward” and “front side”, and the negative direction of the x-axis may be referred to as “rear” and “rear side”.
  • the positive direction of the y-axis may be referred to as "right” or “right”, and the negative direction of the y-axis may be referred to as "left” or “left”. Therefore, the z-axis is an axis extending in the vertical direction, the x-axis is an axis extending in the front-rear direction, and the y-axis is an axis extending in the left-right direction.
  • a box-shaped housing is configured by combining the plate 200 arranged on the front side and the unit case 210 arranged on the rear side in the front-rear direction.
  • a rectangular first surface 110 is arranged on the front side of the plate 200, and a rectangular opening 202 is provided in the central portion of the first surface 110.
  • a touch panel 220 is arranged in the opening 202.
  • the touch panel 220 is also called an operation unit and is arranged on the first surface 110 side.
  • the operation unit receives the user's operation and controls the load.
  • a rectangular opening is provided in the central portion of the rear surface of the unit case 210.
  • the control board 500 and the relay board 420 are electrically connected to each other through the opening.
  • the plate 200 and the unit case 210 are formed of, for example, an insulating material such as a resin, and are formed of a PBT (Polybutylene terephthate) resin or the like.
  • the switch frame 300 is attached to the unit case 210 from the rear side.
  • the switch frame 300 is used for embedding and arranging the operation device 100 in an embedding hole provided in an installation surface such as a wall.
  • the switch frame 300 is an installation fixing frame fixed to the installation surface.
  • the switch frame 300 is made of metal, for example.
  • the body 400 is attached to the switch frame 300 from the rear side.
  • the body 400 has a box shape, and a rectangular second surface 120 is arranged on the rear side of the body 400.
  • the second surface 120 of the body 400 is provided with a through hole (not shown) for penetrating the first power supply wiring 20a and the second power supply wiring 20b, and the first power supply wiring 20a and the second power supply wiring 20a are provided.
  • 20b is connected to a power supply unit (not shown) inside the body 400. Therefore, the power supply unit is arranged on the second surface 120 side. Further, the first surface 110 and the second surface 120 face opposite to each other.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing the configuration of the operating device 100.
  • the plate 200 arranged on the frontmost side has the first surface 110, and the opening 202 is provided in the central portion of the first surface 110.
  • a plate-shaped touch panel 220 is arranged from the rear side of the opening 202, and a plate-shaped display panel 230 is arranged behind the touch panel 220.
  • the display panel 230 is, for example, an electronic paper or a liquid crystal display, and displays a screen for prompting the user to operate the display panel 230.
  • the screen for prompting the user to operate is a screen showing an operation target such as a lighting button, an extinguishing button, and a dimming knob.
  • the touch panel 220 When the user operates an operation target such as a lighting button, an extinguishing button, or a dimming knob displayed on the display panel 230, the touch panel 220 receives an operation by the user's finger.
  • the display panel 230 may be omitted in the operating device 100.
  • a plate-shaped control board 500 is arranged via a frame-shaped spacer (not shown).
  • the control board 500 is also called a first board.
  • the spacer is made of an insulating material such as resin.
  • the touch panel 220 and the display panel 230 are fixed to the inside of the housing composed of the combination of the plate 200 and the unit case 210 by the spacer and the plate 200.
  • the control board 500 is arranged between the touch panel 220 and the power supply unit (not shown), and extends along at least one of the first surface 110 and the second surface 120. Further, the front surface of the control board 500 is the first surface 510, and the rear surface of the control board 500 is the second surface 512.
  • the control board 500 is equipped with a control circuit (hereinafter, referred to as “display control circuit”) for controlling the display on the display panel 230.
  • the display control circuit is connected to the display panel 230.
  • the control board 500 is also equipped with a control circuit for controlling wireless communication (hereinafter referred to as “wireless communication control circuit”) and an antenna.
  • wireless communication control circuit for controlling wireless communication
  • a unit case 210 is arranged on the rear side of the control board 500. In this way, the control board 500 or the like arranged between the plate 200 and the unit case 210 is arranged inside the housing composed of the combination of the plate 200 and the unit case 210.
  • a switch frame 300 is arranged on the rear side of the unit case 210, and a rear cover (not shown) is arranged on the rear side of the switch frame 300.
  • the rear cover seals the box-shaped body 400 whose front side is open from the front side.
  • the relay board 420, the insulating sheet 430, and the power supply board 440 are arranged in order from the front side to the rear side.
  • the unit case 210 may not have a rear cover and may seal the box-shaped body 400 having an open front side from the front side.
  • the relay board 420, the insulating sheet 430, and the power supply board 440 are arranged in order from the front side to the rear side in the internal space of the body 400 formed by the combination of the unit case 210 and the body 400.
  • the rear cover and the body 400 are formed of, for example, an insulating material such as a resin, and are formed of a PBT (Polybutylene terephthate) resin or the like.
  • the relay board 420 is equipped with a control circuit (hereinafter referred to as "operation control circuit") for controlling the operation according to the operation received by the operation unit (touch panel 220).
  • the operation control circuit is connected to the operation unit (touch panel 220) via the control board 500 or the like.
  • the relay board 420 is also referred to as a second board, and the power supply board 440 is also referred to as a third board.
  • the power supply board 440 corresponds to the power supply unit described above, and is connected to the first power supply wiring 20a and the second power supply wiring 20b in FIG.
  • the power supply board 440 has a power supply circuit that executes conversion from the AC power voltage 100V received from the power supply wiring 20 to the voltage 5V used in the operation device 100, and a lighting load 30 according to the control from the operation control circuit. It is equipped with a dimming circuit. That is, the power supply board 440 executes power supply from the AC power supply to the lighting load 30 via the power supply wiring 20 according to the operation received by the touch panel 220.
  • a connection terminal connected to the power supply wiring 20 is provided on the rear side of the power supply board 440. The connection terminal is arranged in the internal space of the body.
  • the connection terminal may be mounted on the rear surface of the power supply board 440.
  • the connection terminal is made of metal, for example.
  • the insulating sheet 430 is arranged so that at least a part thereof overlaps with the connection terminal when viewed in a plan view from the X-axis direction.
  • the power supply circuit includes, for example, a plurality of electronic components constituting an AC-DC converter that converts AC power supplied from an external AC power source via a connection terminal into DC power having a predetermined voltage.
  • the plurality of electronic components include, for example, a transformer, a capacitor, a resistor, and the like. Transformers, capacitors, resistors, etc. are mounted on the rear surface of the power supply board 440, for example. In such a case, it is possible to suppress the influence of heat or electromagnetic field generated from electronic components such as a transformer, a capacitor, and a resistor on the antenna, the display control circuit, the wireless communication control circuit, the operation control circuit, and the like.
  • the control board 600 is arranged in the operation device 100 instead of the control board 500, for example.
  • 4 (a)-(c) show the configuration of the control board 600 to be compared and the directivity by the inverted F-type antenna 630.
  • FIG. 4A shows the configuration of the control board 600, and the first surface 610 and the second surface 612 of the control board 600 correspond to the first surface 510 and the second surface 512 of the control board 500.
  • a ground element 620 and an inverted F-type antenna 630 are mounted on the second surface 612.
  • the inverted-F antenna 630 is an antenna for a specific low power radio that uses the first frequency band. Since the ground element 620 and the inverted F-type antenna 630 are known techniques, description thereof will be omitted here.
  • FIG. 4B shows the directivity of the inverted F-type antenna 630 alone. As shown in the figure, the directivity of the inverted F-type antenna 630 alone is close to omnidirectional.
  • FIG. 4C shows the directivity of the inverted-F antenna 630 including the power supply wiring 20.
  • the size of the first surface 610 is limited.
  • the size of the inverted-F antenna 630 is defined by the frequency band used, for example, the 920 MHz band. Under such circumstances, it may not be possible to secure a sufficient size for the ground element 620. If the ground element 620 is not large enough, the inverted F antenna 630 also causes a current distribution in the ground element 620.
  • the high-frequency current generated in this way flows to the power supply wiring 20 via the relay board 420 and the power supply board 440 and radiates.
  • the radiated electric field from the inverted-F antenna 630 and the radiated electric field from the power supply wiring 20 are combined, and the directivity has a distorted shape as shown in FIG. 4 (c).
  • FIGS. 5 (a)-(c) show the configuration of the control board 500 and the directivity of the folded dipole antenna 550.
  • FIG. 5A shows the configuration of the control board 500, and the ground element 520 and the folded dipole antenna 550 are arranged on the second surface 512 of the control board 500.
  • the folded dipole antenna 550 may be formed as a pattern on a printed circuit board with a metal or the like, or may be separately made of a metal or the like and attached to the folded dipole antenna 550.
  • the folded dipole antenna 550 is also called the first antenna.
  • the first antenna is, for example, a dipole antenna.
  • the first antenna is an antenna for the first frequency band.
  • the folded dipole antenna 550 is an antenna for a specific low power radio using the first frequency band.
  • the loop-shaped element forming the folded dipole antenna 550 includes an element first portion 540 and an element second portion 542 that are different from each other.
  • the element first portion 540 extends while bending from the first connection point 530 to the first turn-back point 532, and returns while bending from the first turn-around point 532 to the intermediate point 534.
  • the element second portion 542 extends while bending from the intermediate point 534 to the second turn-around point 536, and returns while bending from the second turn-around point 536 to the second connection point 538.
  • the first connection point 530, the first turn-back point 532, the intermediate point 534, the second turn-back point 536, and the second turn-back point 536 are arranged near the center in the left-right direction of the second surface 512.
  • the length from 536 to the second connection point 538 is approximately 1/4 wavelength.
  • FIG. 5B shows the directivity of the folded dipole antenna 550 alone. As shown in the figure, the directivity of the folded dipole antenna 550 alone is close to omnidirectional.
  • FIG. 5C shows the directivity of the folded dipole antenna 550 including the power supply wiring 20.
  • the directivity shown in FIG. 5 (c) is closer to omnidirectional than the directivity shown in FIG. 4 (c). This is because, in the folded dipole antenna 550, the high frequency current is confined in the dipole antenna, so that the influence of the power supply wiring 20 on the directivity is reduced.
  • the folded dipole antenna 550 in FIG. 5A is mounted on the second surface 512 of the control board 500 facing the second surface 120 side. This is to reduce the influence of the finger operating the touch panel 220.
  • FIG. 6 shows another configuration of the control board 500.
  • the second surface 512 of the control board 500 includes a first side 514 extending in the left-right direction and a second side 516 extending in the up-down direction.
  • the second side 516 is longer than the first side 514.
  • a ground element 520 and a folded dipole antenna 550 are arranged on such a second surface 512.
  • the ground element 520 and the folded dipole antenna 550 may be arranged on the first surface 510 of the control board 500.
  • the element first portion 540 extends while bending from the first connection point 530 to the first turn-back point 532, and returns while bending from the first turn-around point 532 to the intermediate point 534.
  • the portion arranged along the first side 514 without bending is made longer than the portion arranged along the second side 516 without bending.
  • At least a part of the element first portion 540 is arranged along the first side 514 of the control board 500.
  • At least a part of the first part of the element is arranged along the second side 516 of the control board 500.
  • At least a part of the element first portion 540 is arranged along the fourth side facing the second side of the control board 500.
  • the element second portion 542 extends while bending from the intermediate point 534 to the second turning point 536, and returns while bending from the second turning point 536 to the second connection point 538.
  • the portion arranged along the second side 516 without bending is made longer than the portion arranged along the first side 514 without bending. That is, the element first portion 540 is arranged mainly along the first side 514, and the element second portion 542 is arranged mainly along the second side 516.
  • the length from the point 536 to the second connection point 538 is approximately 1/4 wavelength.
  • At least a portion of the element second portion 542 is arranged along the second side 516 of the control board 500. At least a part of the element second portion 542 is arranged along the third side facing the first side 514 of the control board 500.
  • the length along the second side 516 of the element second portion 542 is larger than the length along the fourth side of the element first portion 540.
  • the length along the first side 514 of the element first portion 540 is larger than the length along the third side of the element second portion 542.
  • a wireless communication control circuit (hereinafter referred to as "first wireless communication control circuit 570") for executing wireless communication using the folded dipole antenna 550 is arranged on the second surface 512.
  • the first wireless communication control circuit 570 has a communication function by the specified low power radio, and executes the first wireless communication 60 with another operating device 100. Further, the first wireless communication control circuit 570 may be arranged on the first surface 510. When the folded dipole antenna 550 and the first wireless communication control circuit 570 are arranged on different surfaces of the control board, the first wireless communication control circuit 570 is the folded dipole antenna 550 via a through hole provided in the control board 500. Connected to.
  • the inverted F type antenna 560 is also called the second antenna.
  • the second antenna is, for example, a monopole antenna.
  • the second antenna is an antenna for the second frequency band.
  • the inverted-F antenna 560 may be arranged on the second surface 512 of the control board 500, or may be arranged on the first surface 510.
  • a notch region 522 is provided in a part of the ground element 520, and an inverted F-type antenna 560 is mounted in the notch region 522.
  • the inverted-F antenna 560 is an antenna for BLE that uses the second frequency band. Since the second frequency band is higher than the first frequency band, the inverted F-type antenna 560 is smaller than the folded dipole antenna 550.
  • a wireless communication control circuit (hereinafter referred to as "second wireless communication control circuit 572") for executing wireless communication using the inverted F-type antenna 560 is arranged on the first surface 510.
  • the second wireless communication control circuit 572 has a through hole (not shown) provided in the control board 500. It is connected to the inverted F type antenna 560 via.
  • the second wireless communication control circuit 572 has a communication function by BLE, and executes the second wireless communication 62 with the terminal device 50. Further, the second wireless communication control circuit 572 may be arranged on the second surface 512. At least a part of the elements of the inverted-F antenna 560 is arranged along the fourth side facing the second side 516 of the control board 500. Further, it may be arranged along the third side facing the first side 514 of the control board 500.
  • the second antenna may be a dipole antenna or a folded dipole antenna.
  • the inverted-F antenna 560 may be formed as a pattern on the printed circuit board with metal or the like, or may be separately formed and attached to the printed circuit board with metal or the like.
  • the length along the fourth side of the inverted-F antenna 560 is smaller than the length along the second side 516 of the element second portion 542.
  • the first antenna and the second antenna are arranged in a region along the periphery of the first substrate.
  • the length along one side of the first substrate of the second antenna is smaller than the length along the other side facing one side of the first substrate of the first antenna.
  • FIGS. 7 (a)-(b) show the directivity of the folded dipole antenna 550.
  • FIG. 7A shows the directivity of the folded dipole antenna 550 alone. As shown in the figure, the directivity of the folded dipole antenna 550 alone is close to omnidirectional as in FIG. 5 (b).
  • FIG. 7B shows the directivity of the folded dipole antenna 550 including the power supply wiring 20. The directivity shown in FIG. 7 (b) is closer to omnidirectional than the directivity shown in FIG. 5 (c). This is because the element is made more linear, which improves antenna efficiency.
  • the folded dipole antenna 550 is used in the operating device 100 connected to the power supply wiring 20, the influence of the power supply wiring 20 on the directivity is reduced by confining the high frequency current in the dipole antenna. can. Further, since the influence of the power supply wiring 20 on the directivity is reduced by confining the high frequency current in the loop, the directivity of the antenna can be made closer to omnidirectional even if the operating device 100 is miniaturized. Further, since the element first portion 540 of the folded dipole antenna 550 is arranged along the first side 514 and the element second portion 542 is arranged along the second side 516, the element can be formed linearly. Further, since the element is formed in a straight line, the antenna efficiency can be improved. Moreover, since the antenna efficiency is improved, the directivity of the antenna can be made closer to the omnidirectional.
  • the distance between the first wireless communication control circuit 570 and the folded dipole antenna 550 can be shortened. Further, since the distance between the first wireless communication control circuit 570 and the folded dipole antenna 550 is short, the transmission loss can be reduced. Further, since the folded dipole antenna 550 is used for wireless communication with another operating device 100, the communication of the operating device 100 can be realized.
  • the folded dipole antenna 550 used for wireless communication in the first frequency band and the inverted F type antenna 560 used for wireless communication in the second frequency band are arranged, two types of wireless communication can be performed. Can be done. Further, since the first wireless communication control circuit 570, the folded dipole antenna 550, and the inverted F-type antenna 560 are arranged on the same surface, and the second wireless communication control circuit 572 is arranged on another surface, these are arranged on the control board 500. Can be placed in. Further, since the folded dipole antenna 550 is used for wireless communication with another operating device 100 and the inverted F-type antenna 560 is used for wireless communication with the terminal device 50, different wireless communication can be performed. Can be done. Further, since the folded dipole antenna 550 and the inverted F-type antenna 560 are arranged on the second surface 512 of the control board 500, the influence of the finger of the user who operates the touch panel 220 can be cut off.
  • the operating device (100) of an aspect of the present disclosure is an operating device (100) having a first surface (110) and a second surface (120) facing opposite sides to each other, and is on the first surface (110) side.
  • the operation unit (220) arranged in, the power supply unit (440) arranged on the second surface (120) side and connected to the power supply wiring (20), the operation unit (220), and the power supply unit (440). It comprises a control board (500) arranged between the first surface (110) and extending along at least one of the first surface (110) and the second surface (120).
  • the operation unit (220) receives the operation, and the power supply unit (440) executes power supply from the power supply to the load (30) via the power supply wiring (20) according to the operation received by the operation unit (220).
  • a folded dipole antenna (550) that can be used for wireless communication is arranged on one surface of the control board (500).
  • One surface of the control board (500) may include a first side (514) and a second side (516) in different directions from each other.
  • the loop-shaped element forming the folded dipole antenna (550) may include a first portion (540) and a second portion (542) that are different from each other.
  • the first portion (540) of the element may be arranged along the first side (514) and the second portion (542) of the element may be arranged along the second side (516).
  • a wireless communication control circuit (570) for executing wireless communication using a folded dipole antenna (550) may be arranged on one surface of the control board (500).
  • the folded dipole antenna (550) may be used for wireless communication with another operating device (100).
  • the folded dipole antenna (550) is used for wireless communication in the first frequency band, and one surface of the control board (500) is an inverted dipole antenna that can be used for wireless communication in the second frequency band higher than the first frequency band.
  • An F-type antenna (560) may also be arranged.
  • a first wireless communication control circuit (570) for executing wireless communication using a folded dipole antenna (550) is arranged on one surface of the control board (500), and what is one surface of the control board (500)?
  • a second wireless communication control circuit (572) for executing wireless communication using an inverted F-type antenna (560) is arranged on the other side facing the opposite side, and a second wireless communication control circuit (572) is arranged. May be connected to the inverted F antenna (560) via a through hole provided in the control board (500).
  • the folded dipole antenna (550) may be used for wireless communication with another operating device (100), and the inverted F-type antenna (560) may be used for wireless communication with the terminal device.
  • the operation unit (220) receives the operation by the finger, and one side of the control board (500) faces the second side (120) side.
  • This wiring device is a wiring device fixed to the installation surface, and has an operation unit that receives the user's operation, a first antenna for the first frequency band constituting the folded dipole antenna (550), and a first frequency. It comprises a second antenna for a second frequency band higher than the band.
  • a first board to which a first antenna and a second antenna are provided may be provided.
  • a first wireless communication control circuit (570) for executing wireless communication by the first antenna and a second wireless communication control circuit (572) for executing wireless communication by the second antenna are provided. It may be provided.
  • the folded dipole antenna 550 is used for the specified low power radio, and the inverted F type antenna 560 is used for the short range radio communication.
  • the present invention is not limited to this, and for example, at least one of the folded dipole antenna 550 and the inverted F type antenna 560 may be used for another wireless communication system.
  • the frequency band used in the folded dipole antenna 550 may be lower than the frequency band used in the inverted F-type antenna 560. According to this modification, the degree of freedom of configuration can be improved.
  • the folded dipole antenna 550 is used for communication with another operating device 100, and the inverted F type antenna 560 is used for communication with the terminal device 50.
  • the present invention is not limited to this, and for example, at least one of the folded dipole antenna 550 and the inverted F type antenna 560 may be used for communication with another device. According to this modification, the degree of freedom of configuration can be improved.
  • the directivity of the antenna can be made closer to omnidirectional even if the operating device is miniaturized.

Landscapes

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Abstract

操作装置100は、互いに反対側を向く第1面110と第2面120とを有する。タッチパネル220は、第1面110側に配置される。電源基板440は、第2面120側に配置され、かつ電源配線に接続される。制御基板500は、タッチパネル220と電源基板440との間に配置され、かつ第1面110と第2面120のうちの少なくとも1つに沿って広がる。タッチパネル220は操作を受けつける。電源基板440は、タッチパネル220において受けつけた操作に応じて、電源配線を介して電源から負荷への給電を実行する。制御基板500の一面には、無線通信に使用可能な折り返しダイポールアンテナが配置される。

Description

操作装置、配線器具
 本開示は、操作技術に関し、操作を受けつける操作装置、配線器具に関する。
 操作装置は、電源と負荷との間に配置され、ユーザの操作に応じて電源から照明負荷への給電を制御する。この操作装置による無線通信を可能にするために、アンテナ、送信回路、受信回路が操作装置に備えられる(例えば、特許文献1参照)。
特開2016-21315号公報
 操作装置が配線器具として、建物の壁面などの造営面に設けられた埋込孔に埋め込まれる場合、操作装置には小型化が求められる。操作装置を小型化するために、アンテナには、小型化が容易なモノポール系アンテナ(逆F型アンテナ)が使用される。しかしながら、グランド素子が半波長以上の大きさがないと、電源配線にも高周波電流分布が発生する。このような逆F型アンテナを備える操作装置を施工すると、電源回路の先の電源配線にまで高周波電流が流れて輻射する。これにより、アンテナからの放射電界と電源配線からの放射電界とが合成され、アンテナの指向性が歪な形状となる。
 本開示はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、操作装置を小型化してもアンテナの指向性を無指向性に近づける技術を提供することにある。
 上記課題を解決するために、本開示のある態様の操作装置は、互いに反対側を向く第1面と第2面とを有する操作装置であって、第1面側に配置される操作部と、第2面側に配置され、かつ電源配線に接続される電源部と、操作部と電源部との間に配置され、かつ第1面と第2面のうちの少なくとも1つに沿って広がる制御基板とを備える。操作部は操作を受けつけ、電源部は、操作部において受けつけた操作に応じて、電源配線を介して電源から負荷への給電を実行し、制御基板の一面には、無線通信に使用可能な折り返しダイポールアンテナが配置される。
 本開示の別の態様は、配線器具である。この配線器具は、設置面に固定される配線器具であって、ユーザの操作を受けつける操作部と、折り返しダイポールアンテナを構成する第1周波数帯のための第1アンテナと、第1周波数帯より高い第2周波数帯のための第2アンテナと、を備える。
 本開示によれば、操作装置を小型化してもアンテナの指向性を無指向性に近づけることができる。
実施例に係る配線システムの構成を示す図である。 図1の操作装置の外観を示す斜視図である。 図1の操作装置の構成を示す分解斜視図である。 図4(a)-(c)は、比較対象の制御基板の構成と逆F型アンテナによる指向性を示す図である。 図5(a)-(c)は、図3の制御基板の構成と折り返しダイポールアンテナによる指向性を示す図である。 図3の制御基板の別の構成を示す図である。 図7(a)-(b)は、図6の折り返しダイポールアンテナによる指向性を示す図である。
 本開示の実施例を具体的に説明する前に、本実施例の概要を説明する。実施例は、負荷を制御する2線式の操作装置が含まれる配線システムに関する。負荷の一例は照明負荷であり、操作装置の操作部をユーザが操作することによって、照明負荷の点灯と消灯とが切りかえられたり、照明負荷の調光が制御されたりする。複数の照明負荷をまとめて制御することによって照明シーンを演出するために、操作装置には他の操作装置と連動することが求められる。複数の操作装置間の連動を実現するために、各操作装置には無線通信機能が搭載される。さらに、操作装置に無線通信機能が搭載されると、操作装置はGW(GateWay)装置を介したインターネット接続も可能になり、遠隔操作あるいは他のサービスが提供される。
 前述のごとく、操作装置を小型化するために、操作装置に逆F型アンテナを使用する場合、アンテナからの放射電界と電源配線からの放射電界とが合成され、アンテナの指向性が歪な形状となる。アンテナの指向性が歪な形状となると、無線通信可能な距離が短くなる方向が出現する。複数の操作装置間のネットワークを形成する場合、アンテナの指向性は無指向性に近い方が好ましい。これに対応するために、本実施例に係る操作装置は、無線通信のために折り返しダイポールアンテナを備える。折り返しダイポールアンテナでは、ループ内に高周波電流が閉じ込められるので、電源配線による指向性への影響が軽減される。以下の説明において、「平行」、「垂直」は、完全な平行、垂直だけではなく、誤差の範囲で平行、垂直からずれている場合も含む。また、「略」は、おおよその範囲で同一であるという意味である。
 図1は、配線システム1000の構成を示す。配線システム1000は、電力線10と総称される第1電力線10a、第2電力線10b、電源配線20と総称される第1電源配線20a、第2電源配線20b、第3電源配線20c、照明負荷30と総称される第1照明負荷30a、第2照明負荷30b、端末装置50、操作装置100と総称される第1操作装置100a、第2操作装置100bを含む。ここで、照明負荷30と操作装置100の組合せの数は「2」とされるが、それに限定されない。端末装置50の数は「1」とされるが、それに限定されない。
 電力線10は、例えば単相100〔V〕、50あるいは60〔Hz〕の交流電源(図示せず)に接続され、交流電力を伝送する。交流電源は、電力会社等の電気事業者による商用電源であってもよいが、太陽光発電設備等の自家発電設備であってもよい。第1電力線10aと操作装置100は第1電源配線20aにより接続され、操作装置100と照明負荷30は第2電源配線20bにより接続され、照明負荷30と第2電力線10bは第3電源配線20cにより接続される。つまり、操作装置100と照明負荷30とは1対1で接続されるとともに、これらの組合せは、第1電源配線20aから第3電源配線20cにより、電力線10に対して送り配線される。ここで、第1操作装置100aと第1照明負荷30aとの組合せと、第2操作装置100bと第2照明負荷30bとの組合せは、電力線10に対して同様に接続される。
 操作装置100は、例えば、配線器具である。操作装置100は、壁等の設置面に設けられた埋込孔に後部が埋め込まれた状態で設置面に固定される。操作装置100は、埋込型の構造に限定されず、設置面に直付けされる露出型の構造を有してもよいし、定位置に固定されず任意の場所において使用される構造でもよい。2線式の操作装置100は、交流電源に対して照明負荷30と電気的に直列に接続される。ユーザは、照明負荷30を点灯、消灯、調光させるために、操作装置100を操作する。操作装置100は、ユーザから受けつけた操作に応じて、照明負荷30に流れる電流を制御することによって、照明負荷30を点灯(全点灯または調光点灯)または消灯させる負荷制御機能を有する。照明負荷30は通電時に点灯する。照明負荷30は、例えばLED(Light Emitting Diode)などの光源と、光源を点灯させるための点灯回路とを含む。
 各操作装置100は、例えば、920MHz帯または420MHz帯の電波を使用する小電力無線(特定小電力無線)による無線通信機能を備える。ここでは、一例として、920MHz帯の特定小電力無線による無線通信機能が備えられるとする。各操作装置100は、特定小電力無線により互いに通信可能である。図1において特定小電力無線は第1無線通信60と示される。
 第1操作装置100aがユーザから操作を受けつけると、第1操作装置100aは操作に応じて第1照明負荷30aの点灯を制御する。また、第1操作装置100aは、操作内容が示された無線信号を第1無線通信60により第2操作装置100bに送信する。第2操作装置100bは、受信した無線信号において示された操作内容に応じて第2照明負荷30bの点灯を制御する。その結果、ユーザが第1操作装置100aを操作すると、第1照明負荷30aと第2照明負荷30bが同様に点灯する。第1操作装置100aは、第2操作装置100b以外の操作装置100にも無線信号を送信してもよく、第2操作装置100bは、第1操作装置100aから受信した無線信号を、さらに別の操作装置100に転送してもよい。これにより、3つ以上の照明負荷30が同様に点灯される。
 各操作装置100は、例えば、BLE(Bluetooth(登録商標) Low Energy)等の近距離無線通信の通信規格に準拠した無線通信機能も備える。また、端末装置50は、例えば、スマートフォン、タブレット端末装置、パーソナルコンピュータであり、BLE等の近距離無線通信を実行可能である。そのため、操作装置100と端末装置50は近距離無線通信により通信可能である。図1において、近距離無線通信は第2無線通信62と示される。
 端末装置50において実行されるアプリケーションをユーザが操作することによって、端末装置50は、第1照明負荷30aの操作内容が示された無線信号を第2無線通信62により第1操作装置100aに送信する。第1操作装置100aは、受信した無線信号において示された操作内容に応じて第1照明負荷30aの点灯を制御する。特定小電力無線において使用される周波数帯(以下、「第1周波数帯」という)は920MHz帯であり、BLEにおいて使用される周波数帯(以下、「第2周波数帯」という)は2.4GHz帯であるので、第2周波数帯は第1周波数帯よりも高い。
 図2は、操作装置100の外観を示す斜視図である。図2に示すように、x軸、y軸、z軸からなる直交座標系が規定される。x軸、y軸は互いに直交する。z軸は、x軸およびy軸に垂直であり、操作装置100の高さ方向に延びる。また、x軸、y軸、z軸のそれぞれの正の方向は、図2における矢印の方向に規定され、負の方向は、矢印と逆向きの方向に規定される。z軸の正方向を「上方」、「上側」ということもあり、z軸の負方向を「下方」、「下側」ということもある。x軸の正方向を「前方」、「前側」ということもあり、x軸の負方向を「後方」、「後側」ということもある。y軸の正方向を「右方」、「右側」ということもあり、y軸の負方向を「左方」、「左側」ということもある。そのため、z軸は上下方向に延びる軸であり、x軸は前後方向に延びる軸であり、y軸は左右方向に延びる軸である。
 前側に配置されるプレート200と、後側に配置されるユニットケース210とが前後方向に組み合わされることによって、箱形形状の筐体が構成される。プレート200の前側には矩形状の第1面110が配置され、第1面110の中央部分には矩形状の開口部202が設けられる。開口部202内にはタッチパネル220が配置される。タッチパネル220は、操作部とも呼ばれ、第1面110側に配置される。操作部は、ユーザの操作を受けつけ、負荷を制御する。ユニットケース210の後側の面の中央部分には矩形状の開口部が設けられている。制御基板500と中継基板420とは、開口部を通して電気的に接続される。プレート200およびユニットケース210は、例えば、樹脂などの絶縁性の材料で形成され、PBT(Polybutylene terephthalate)樹脂などにより形成される。
 ユニットケース210には後側からスイッチ枠300が取り付けられる。スイッチ枠300は、壁等の設置面に設けられた埋込孔に操作装置100を埋め込み配置するために使用される。スイッチ枠300は、設置面に固定される設置固定枠である。スイッチ枠300は、例えば、金属で形成される。スイッチ枠300には後側からボディ400が取り付けられる。ボディ400は箱形形状を有し、ボディ400の後側には矩形状の第2面120が配置される。ボディ400の第2面120には、第1電源配線20aと第2電源配線20bとを貫通させるための貫通孔(図示せず)が設けられており、第1電源配線20aと第2電源配線20bは、ボディ400の内部において電源部(図示せず)に接続される。そのため、電源部は第2面120側に配置される。また、第1面110と第2面120は互いに反対側を向く。
 図3は、操作装置100の構成を示す分解斜視図である。最も前側に配置されるプレート200は、前述のごとく、第1面110を有し、第1面110の中央部分には開口部202が設けられる。開口部202には後側から板形形状のタッチパネル220が配置され、タッチパネル220の後側には板形形状の表示パネル230が配置される。表示パネル230は、例えば、電子ペーパ、液晶ディスプレイであり、ユーザに操作を促すための画面を表示する。ユーザに操作を促すための画面とは、点灯釦、消灯釦や調光つまみなどの操作対象が示される画面である。ユーザが表示パネル230に表示された点灯釦、消灯釦や調光つまみなどの操作対象を操作すると、タッチパネル220はユーザの指による操作を受けつける。操作装置100において表示パネル230が省略されてもよい。
 表示パネル230の後側には、枠型形状のスペーサ(図示せず)を介して板形形状の制御基板500が配置される。制御基板500は、第1基板とも呼ばれる。スペーサは、例えば、樹脂などの絶縁性の材料で形成される。タッチパネル220と表示パネル230は、スペーサとプレート200によって、プレート200とユニットケース210との組合せにより構成される筐体の内部に固定される。制御基板500は、タッチパネル220と電源部(図示せず)との間に配置され、かつ第1面110と第2面120のうちの少なくとも1つに沿って広がる。また、制御基板500の前側の面が第1面510であり、制御基板500の後側の面が第2面512である。制御基板500には、表示パネル230における表示を制御するための制御回路(以下、「表示用制御回路」という)が搭載される。表示用制御回路は表示パネル230に接続される。また、制御基板500には、無線通信を制御するための制御回路(以下、「無線通信用制御回路」という)とアンテナも搭載される。制御基板500の構成、特にアンテナの構成については後述する。制御基板500の後側には、ユニットケース210が配置される。このように、プレート200とユニットケース210との間に配置される制御基板500等が、プレート200とユニットケース210との組合せにより構成される筐体の内部に配置される。
 ユニットケース210の後側には、スイッチ枠300が配置され、スイッチ枠300の後側には、リアカバー(図示せず)が配置される。リアカバーは、前側が開口した箱形形状のボディ400を前側から封鎖する。リアカバーとボディ400との組合せで形成されるボディ400の内部空間には、中継基板420、絶縁シート430、電源基板440が前側から後側に向かって順に配置される。また、リアカバーを有さず、ユニットケース210が、前側が開口した箱形形状のボディ400を前側から封鎖してもよい。この場合、ユニットケース210とボディ400との組合せで形成されるボディ400の内部空間には、中継基板420、絶縁シート430、電源基板440が前側から後側に向かって順に配置される。リアカバーおよびボディ400は、例えば、樹脂などの絶縁性の材料で形成され、PBT(Polybutylene terephthalate)樹脂などにより形成される。中継基板420は、操作部(タッチパネル220)において受けつけた操作に応じた動作を制御するための制御回路(以下、「操作用制御回路」という)が搭載される。操作用制御回路は、制御基板500等を介して操作部(タッチパネル220)に接続される。中継基板420は、第2基板とも呼ばれ、電源基板440は、第3基板とも呼ばれる。
 電源基板440は、前述の電源部に相当し、図2の第1電源配線20aと第2電源配線20bに接続される。電源基板440は、電源配線20から受けつけた交流電力の電圧100Vから、操作装置100において使用される電圧5Vへの変換を実行する電源回路と、操作制御回路からの制御に応じて照明負荷30を調光する回路とを搭載する。つまり、電源基板440は、タッチパネル220において受けつけた操作に応じて、電源配線20を介して交流電源から照明負荷30への給電を実行する。電源基板440の後側には、電源配線20と接続される接続端子が設けられる。接続端子は、ボディの内部空間に配置される。接続端子は、電源基板440の後側の面に実装されてもよい。接続端子は、例えば、金属で形成される。絶縁シート430は、X軸方向から平面視した場合に、少なくともその一部が接続端子と重なるように配置される。電源回路は、例えば、接続端子を介して外部の交流電源から供給される交流電力を所定電圧の直流電力に変換するAC-DCコンバータを構成する複数の電子部品を有する。複数の電子部品は、例えば、トランス、コンデンサや抵抗などを有する。トランス、コンデンサや抵抗などは、例えば、電源基板440の後側の面に実装される。かかる場合、トランス、コンデンサや抵抗などの電子部品から発生する熱や電磁界等によるアンテナ、表示用制御回路、無線通信用制御回路や操作用制御回路などへの影響を抑制できる。
 以下では、制御基板500に設けられるアンテナについて説明するが、その前提として、アンテナに対する課題を明確にするために、制御基板500の比較対象とされる制御基板600をまず説明する。制御基板600は、例えば、制御基板500の代わりに操作装置100に配置される。図4(a)-(c)は、比較対象の制御基板600の構成と逆F型アンテナ630による指向性を示す。図4(a)は、制御基板600の構成を示し、制御基板600の第1面610と第2面612は、制御基板500の第1面510と第2面512に対応する。第2面612には、グランド素子620と逆F型アンテナ630が搭載される。逆F型アンテナ630は、第1周波数帯を使用する特定小電力無線のためのアンテナである。グランド素子620と逆F型アンテナ630は公知の技術であるので、ここでは説明を省略する。
 図4(b)は、逆F型アンテナ630単体の指向性を示す。図示のごとく、逆F型アンテナ630単体の指向性は無指向性に近い。図4(c)は、電源配線20を含む逆F型アンテナ630の指向性を示す。小型化が求められる操作装置100において第1面610の大きさが制限される。また、逆F型アンテナ630の大きさは、使用される周波数帯、例えば920MHz帯により規定される。このような状況下において、グランド素子620として十分な大きさが確保できないこともありえる。グランド素子620が十分大きくないと、逆F型アンテナ630によってグランド素子620にも電流分布が発生する。このように発生した高周波電流は、中継基板420、電源基板440を介して電源配線20にまで流れて輻射する。その結果、逆F型アンテナ630からの放射電界と電源配線20からの放射電界とが合成され、図4(c)のごとく、歪な形状の指向性となる。
 電源配線20を含めた場合のアンテナ指向性を無指向性に近づけるために、本実施例に係るアンテナは図5(a)-(c)のように示される。図5(a)-(c)は、制御基板500の構成と折り返しダイポールアンテナ550による指向性を示す。図5(a)は、制御基板500の構成を示し、制御基板500の第2面512にはグランド素子520と折り返しダイポールアンテナ550が配置される。折り返しダイポールアンテナ550は、プリント基板に金属等によりパターンとして形成されてもよく、金属等により別体で作成されて貼り付けられてもよい。
 折り返しダイポールアンテナ550は、第1アンテナとも呼ばれる。第1アンテナは、例えば、ダイポールアンテナである。第1アンテナは、第1周波数帯のためのアンテナである。折り返しダイポールアンテナ550は、第1周波数帯を使用する特定小電力無線のためのアンテナである。折り返しダイポールアンテナ550を形成するループ形状のエレメントは、互いに異なるエレメント第1部分540とエレメント第2部分542とを含む。エレメント第1部分540は、第1接続点530から第1折り返し点532まで屈曲しながら延び、第1折り返し点532から中間点534まで屈曲しながら戻ってくる。エレメント第2部分542は、中間点534から第2折り返し点536まで屈曲しながら延び、第2折り返し点536から第2接続点538まで屈曲しながら戻ってくる。ここで、第1接続点530、第1折り返し点532、中間点534、第2折り返し点536、第2折り返し点536は、第2面512の左右方向の中央付近に配置される。また、第1接続点530から第1折り返し点532までの長さ、第1折り返し点532から中間点534までの長さ、中間点534から第2折り返し点536までの長さ、第2折り返し点536から第2接続点538までの長さは、いずれも略1/4波長である。
 図5(b)は、折り返しダイポールアンテナ550単体の指向性を示す。図示のごとく、折り返しダイポールアンテナ550単体の指向性は無指向性に近い。図5(c)は、電源配線20を含む折り返しダイポールアンテナ550の指向性を示す。図5(c)に示される指向性は、図4(c)に示される指向性と比較して無指向性に近い。これは、折り返しダイポールアンテナ550において、ダイポールアンテナ内に高周波電流が閉じ込められるので、電源配線20による指向性への影響が軽減されるからである。図5(a)における折り返しダイポールアンテナ550は、制御基板500のうち、第2面120側を向く第2面512に搭載される。これは、タッチパネル220を操作する指の影響を低減するためである。
 図6は、制御基板500の別の構成を示す。制御基板500の第2面512は、左右方向に延びる第1辺514と、上下方向に延びる第2辺516と含む。第2辺516は第1辺514よりも長い。このような第2面512にはグランド素子520と折り返しダイポールアンテナ550が配置される。グランド素子520と折り返しダイポールアンテナ550は、制御基板500の第1面510に配置されてもよい。エレメント第1部分540は、第1接続点530から第1折り返し点532まで屈曲しながら延び、第1折り返し点532から中間点534まで屈曲しながら戻ってくる。特に、エレメント第1部分540では、屈曲せずに第1辺514に沿って配置される部分が、屈曲せずに第2辺516に沿って配置される部分よりも長くされる。エレメント第1部分540の少なくとも一部は、制御基板500の第1辺514に沿って配置される。エレメント第1部分の少なくとも一部は、制御基板500の第2辺516に沿って配置される。エレメント第1部分540の少なくとも一部は、制御基板500の第2辺と対向する第4辺に沿って配置される。
 一方、エレメント第2部分542は、中間点534から第2折り返し点536まで屈曲しながら延び、第2折り返し点536から第2接続点538まで屈曲しながら戻ってくる。特に、エレメント第2部分542では、屈曲せずに第2辺516に沿って配置される部分が、屈曲せずに第1辺514に沿って配置される部分よりも長くされる。つまり、エレメント第1部分540は主として第1辺514に沿って配置され、エレメント第2部分542は主として第2辺516に沿って配置される。ここでも、第1接続点530から第1折り返し点532までの長さ、第1折り返し点532から中間点534までの長さ、中間点534から第2折り返し点536までの長さ、第2折り返し点536から第2接続点538までの長さは、いずれも略1/4波長である。エレメント第2部分542の少なくとも一部は、制御基板500の第2辺516に沿って配置される。エレメント第2部分542の少なくとも一部は、制御基板500の第1辺514と対向する第3辺に沿って配置される。エレメント第2部分542の第2辺516に沿う長さは、エレメント第1部分540の第4辺に沿う長さより大きい。エレメント第1部分540の第1辺514に沿う長さは、エレメント第2部分542の第3辺に沿う長さより大きい。
 第2面512には、折り返しダイポールアンテナ550を使用して無線通信を実行するための無線通信用制御回路(以下、「第1無線通信用制御回路570」という)が配置される。第1無線通信用制御回路570は、特定小電力無線による通信機能を有し、他の操作装置100との間の第1無線通信60を実行する。また、第1面510に、第1無線通信用制御回路570が配置されもよい。折り返しダイポールアンテナ550と第1無線通信用制御回路570が制御基板の異なる面に配置される場合、第1無線通信用制御回路570は、制御基板500に設けられるスルーホールを介して折り返しダイポールアンテナ550に接続される。
 逆F型アンテナ560は、第2アンテナとも呼ばれる。第2アンテナは、例えば、モノポールアンテナである。第2アンテナは、第2周波数帯のためのアンテナである。逆F型アンテナ560は、制御基板500の第2面512に配置されてもよく、第1面510に配置されてもよい。グランド素子520の一部に切り欠き領域522が設けられ、切り欠き領域522に逆F型アンテナ560が搭載される。逆F型アンテナ560は、第2周波数帯を使用するBLEのためのアンテナである。第2周波数帯は第1周波数帯よりも高いので、逆F型アンテナ560は折り返しダイポールアンテナ550よりも小さい。そのため、逆F型アンテナ560にとってグランド素子520の大きさは十分であるので、逆F型アンテナ560の指向性は、電源配線20の影響を受けにくい。第1面510には、逆F型アンテナ560を使用して無線通信を実行するための無線通信用制御回路(以下、「第2無線通信用制御回路572」という)が配置される。逆F型アンテナ560と第2無線通信用制御回路572が制御基板の異なる面に配置される場合、第2無線通信用制御回路572は、制御基板500に設けられるスルーホール(図示せず)を介して逆F型アンテナ560に接続される。第2無線通信用制御回路572は、BLEによる通信機能を有し、端末装置50との間の第2無線通信62を実行する。また、第2面512に、第2無線通信用制御回路572が配置されもよい。逆F型アンテナ560のエレメントの少なくとも一部は、制御基板500の第2辺516に対向する第4辺に沿って配置される。また、制御基板500の第1辺514と対向する第3辺に沿って配置されてもよい。第2アンテナは、ダイポールアンテナであってもよく、折り返しダイポールアンテナであってもよい。逆F型アンテナ560は、プリント基板に金属等によりパターンとして形成されてもよく、金属等により別体で作成されて貼り付けられてもよい。逆F型アンテナ560の第4辺に沿う長さは、エレメント第2部分542の第2辺516に沿う長さより小さい。第1アンテナおよび第2アンテナは、第1基板の周囲に沿った領域に配置される。第2アンテナの第1基板の一辺に沿う長さは、第1アンテナの第1基板の一辺と対向する他辺に沿う長さより小さい。このような構成を採用することにより、装置を小型化することができる。
 図7(a)-(b)は、折り返しダイポールアンテナ550による指向性を示す。図7(a)は、折り返しダイポールアンテナ550単体の指向性を示す。図示のごとく、図5(b)と同様に折り返しダイポールアンテナ550単体の指向性は無指向性に近い。図7(b)は、電源配線20を含む折り返しダイポールアンテナ550の指向性を示す。図7(b)に示される指向性は、図5(c)に示される指向性と比較して無指向性に近い。これは、エレメントがさらに直線状にされるので、アンテナ効率が向上するからである。
 本実施例によれば、電源配線20に接続される操作装置100において折り返しダイポールアンテナ550が使用されるので、ダイポールアンテナ内に高周波電流が閉じ込められることによって電源配線20による指向性への影響を低減できる。また、ループ内に高周波電流が閉じ込められることによって電源配線20による指向性への影響が低減されるので、操作装置100を小型化してもアンテナの指向性を無指向性に近づけることができる。また、折り返しダイポールアンテナ550のエレメント第1部分540は第1辺514に沿って配置され、エレメント第2部分542は、第2辺516に沿って配置されるので、エレメントを直線状に形成できる。また、エレメントが直線状に形成されるので、アンテナ効率を向上できる。また、アンテナ効率が向上するので、アンテナの指向性を無指向性にさらに近づけることができる。
 また、第1無線通信用制御回路570と折り返しダイポールアンテナ550とを同一面に配置するので、第1無線通信用制御回路570と折り返しダイポールアンテナ550との距離を近づけることができる。また、第1無線通信用制御回路570と折り返しダイポールアンテナ550との距離が近づくので、伝送損失を低減できる。また、折り返しダイポールアンテナ550は、他の操作装置100との間の無線通信に使用されるので、操作装置100の通信を実現できる。
 また、第1周波数帯での無線通信に使用される折り返しダイポールアンテナ550と、第2周波数帯での無線通信に使用される逆F型アンテナ560とが配置されるので、2種類の無線通信を実行できる。また、第1無線通信用制御回路570と折り返しダイポールアンテナ550と逆F型アンテナ560を同一面に配置し、第2無線通信用制御回路572を別の面に配置するので、これらを制御基板500に配置できる。また、折り返しダイポールアンテナ550は、他の操作装置100との間の無線通信に使用され、逆F型アンテナ560は、端末装置50との間の無線通信に使用されるので、異なった無線通信を実行できる。また、折り返しダイポールアンテナ550と逆F型アンテナ560は、制御基板500の第2面512に配置されるので、タッチパネル220を操作するユーザの指の影響を停電できる。
 本開示の一態様の概要は、次の通りである。本開示のある態様の操作装置(100)は、互いに反対側を向く第1面(110)と第2面(120)とを有する操作装置(100)であって、第1面(110)側に配置される操作部(220)と、第2面(120)側に配置され、かつ電源配線(20)に接続される電源部(440)と、操作部(220)と電源部(440)との間に配置され、かつ第1面(110)と第2面(120)のうちの少なくとも1つに沿って広がる制御基板(500)とを備える。操作部(220)は操作を受けつけ、電源部(440)は、操作部(220)において受けつけた操作に応じて、電源配線(20)を介して電源から負荷(30)への給電を実行し、制御基板(500)の一面には、無線通信に使用可能な折り返しダイポールアンテナ(550)が配置される。
 制御基板(500)の一面は、互いに異なった方向の第1辺(514)と第2辺(516)とを含んでもよい。折り返しダイポールアンテナ(550)を形成するループ形状のエレメントは、互いに異なる第1部分(540)と第2部分(542)とを含んでもよい。エレメントの第1部分(540)は第1辺(514)に沿って配置され、エレメントの第2部分(542)は、第2辺(516)に沿って配置されてもよい。
 制御基板(500)の一面には、折り返しダイポールアンテナ(550)を使用して無線通信を実行するための無線通信用制御回路(570)が配置されてもよい。
 折り返しダイポールアンテナ(550)は、他の操作装置(100)との間の無線通信に使用されてもよい。
 折り返しダイポールアンテナ(550)は、第1周波数帯での無線通信に使用され、制御基板(500)の一面には、第1周波数帯よりも高い第2周波数帯での無線通信に使用可能な逆F型アンテナ(560)も配置されてもよい。
 制御基板(500)の一面には、折り返しダイポールアンテナ(550)を使用して無線通信を実行するための第1無線通信用制御回路(570)が配置され、制御基板(500)の一面とは反対を向く他面には、逆F型アンテナ(560)を使用して無線通信を実行するための第2無線通信用制御回路(572)が配置され、第2無線通信用制御回路(572)は、制御基板(500)に設けられるスルーホールを介して逆F型アンテナ(560)に接続されてもよい。
 折り返しダイポールアンテナ(550)は、他の操作装置(100)との間の無線通信に使用され、逆F型アンテナ(560)は、端末装置との間の無線通信に使用されてもよい。
 操作部(220)は、指による操作を受けつけ、制御基板(500)の一面は、第2面(120)側を向く。
 本開示の別の態様は、配線器具(100)である。この配線器具は、設置面に固定される配線器具であって、ユーザの操作を受けつける操作部と、折り返しダイポールアンテナ(550)を構成する第1周波数帯のための第1アンテナと、第1周波数帯より高い第2周波数帯のための第2アンテナと、を備える。
 第1アンテナおよび第2アンテナが設けられる第1基板を備えてもよい。
 第1基板には、第1アンテナによる無線通信を実行するための第1無線通信用制御回路(570)および第2アンテナによる無線通信を実行するための第2無線通信用制御回路(572)が設けられてもよい。
 以上、本開示を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
 実施例において、折り返しダイポールアンテナ550は特定小電力無線に使用され、逆F型アンテナ560は近距離無線通信に使用される。しかしながらこれに限らず例えば、折り返しダイポールアンテナ550と逆F型アンテナ560の少なくとも1つは別の無線通信システムに使用されてもよい。ここで、折り返しダイポールアンテナ550において使用される周波数帯が、逆F型アンテナ560において使用される周波数帯よりも低ければよい。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。
 本実施例において、折り返しダイポールアンテナ550は他の操作装置100との通信に使用され、逆F型アンテナ560は端末装置50との通信に使用される。しかしながらこれに限らず例えば、折り返しダイポールアンテナ550と逆F型アンテナ560の少なくとも1つは別の装置との通信に使用されてもよい。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。
 本開示によれば、操作装置を小型化してもアンテナの指向性を無指向性に近づけることができる。
 10 電力線、 20 電源配線、 30 照明負荷(負荷)、 50 端末装置、 60 第1無線通信、 62 第2無線通信、 100 操作装置(配線器具)、 110 第1面、 120 第2面、 200 プレート、 202 開口部、 210 ユニットケース、 220 タッチパネル(操作部)、 230 表示パネル、 300 スイッチ枠、 400 ボディ、 420 中継基板、 430 絶縁シート、 440 電源基板(電源部)、 500 制御基板、 510 第1面、 512 第2面、 514 第1辺、 516 第2辺、 520 グランド素子、 522 切り欠き領域、 530 第1接続点、 532 第1折り返し点、 534 中間点、 536 第2折り返し点、 538 第2接続点、 540 エレメント第1部分(第1部分)、 542 エレメント第2部分(第2部分)、 550 折り返しダイポールアンテナ、 560 逆F型アンテナ、 570 第1無線通信用制御回路(無線通信用制御回路)、 572 第2無線通信用制御回路、 600 制御基板、 610 第1面、 612 第2面、 620 グランド素子、 630 逆F型アンテナ、 1000 配線システム。

Claims (11)

  1.  互いに反対側を向く第1面と第2面とを有する操作装置であって、
     前記第1面側に配置される操作部と、
     前記第2面側に配置され、かつ電源配線に接続される電源部と、
     前記操作部と前記電源部との間に配置され、かつ前記第1面と前記第2面のうちの少なくとも1つに沿って広がる制御基板とを備え、
     前記操作部は操作を受けつけ、
     前記電源部は、前記操作部において受けつけた操作に応じて、前記電源配線を介して電源から負荷への給電を実行し、
     前記制御基板の一面には、無線通信に使用可能な折り返しダイポールアンテナが配置される操作装置。
  2.  前記制御基板の前記一面は、互いに異なった方向の第1辺と第2辺とを含み、
     前記折り返しダイポールアンテナを形成するループ形状のエレメントは、互いに異なる第1部分と第2部分とを含み、
     前記エレメントの前記第1部分は前記第1辺に沿って配置され、前記エレメントの前記第2部分は、前記第2辺に沿って配置される請求項1に記載の操作装置。
  3.  前記制御基板の前記一面には、前記折り返しダイポールアンテナを使用して無線通信を実行するための無線通信用制御回路が配置される請求項1または2に記載の操作装置。
  4.  前記折り返しダイポールアンテナは、他の操作装置との間の無線通信に使用される請求項1から3のいずれか1項に記載の操作装置。
  5.  前記折り返しダイポールアンテナは、第1周波数帯での無線通信に使用され、
     前記制御基板の前記一面には、前記第1周波数帯よりも高い第2周波数帯での無線通信に使用可能な逆F型アンテナも配置される請求項1または2に記載の操作装置。
  6.  前記制御基板の前記一面には、前記折り返しダイポールアンテナを使用して無線通信を実行するための第1無線通信用制御回路が配置され、
     前記制御基板の前記一面とは反対を向く他面には、前記逆F型アンテナを使用して無線通信を実行するための第2無線通信用制御回路が配置され、
     前記第2無線通信用制御回路は、前記制御基板に設けられるスルーホールを介して前記逆F型アンテナに接続される請求項5に記載の操作装置。
  7.  前記折り返しダイポールアンテナは、他の操作装置との間の無線通信に使用され、
     前記逆F型アンテナは、端末装置との間の無線通信に使用される請求項5または6に記載の操作装置。
  8.  前記操作部は、指による操作を受けつけ、
     前記制御基板の前記一面は、前記第2面側を向く請求項1から7のいずれか1項に記載の操作装置。
  9.  設置面に固定される配線器具であって、
     ユーザの操作を受けつける操作部と、
     折り返しダイポールアンテナを構成する第1周波数帯のための第1アンテナと、
     前記第1周波数帯より高い第2周波数帯のための第2アンテナと、を備える配線器具。
  10.  前記第1アンテナおよび前記第2アンテナが設けられる第1基板を備える、請求項9に記載の配線器具。
  11.  前記第1基板には、前記第1アンテナによる無線通信を実行するための第1無線通信用制御回路および前記第2アンテナによる無線通信を実行するための第2無線通信用制御回路が設けられる、請求項10に記載の配線器具。
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