(57)【要約】      （修正有）【課題】水晶発振回路を構成するコンデンサに流れる電流の経路の最適化を図り、電磁ノイズの更なる低減が図れる水晶発振回路の基板レイアウト方法及び配線方法を提供する。【解決手段】水晶発振回路１を構成する各部品の基板への実装のレイアウトは、インバータ１０２の出力端子から入力端子への配線帰還経路の面積が最小となるように、２つの抵抗１０３，１０４を２つのコンデンサ１０５，１０６と並列に配置し、２つのコンデンサ１０５，１０６それぞれのグランドへの接続を行う端子同士を近接配置する。グランドに対して微少電流変化の発生するコンデンサ電流帰還経路において、２つのコンデンサを流れる微少電流が互いに逆方向に流れるので、共通グランド端子部１１０で電流をキャンセルできる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶振動子と、第１，第２の抵抗と、第１，第２のコンデンサと、インバータと、を備え、前記水晶振動子の一端と、前記インバータの入力端と、前記第１の抵抗の一端と、前記第１のコンデンサの一端とが共通接続され、前記インバータの出力端と、前記第１の抵抗の他端と、前記第２の抵抗の一端とが共通接続され、前記水晶振動子の他端と、前記第２の抵抗の他端と、第２のコンデンサの一端が共通接続され、前記第１，第２のコンデンサそれぞれの他端が接地された水晶発振回路の基板レイアウト方法であって、
前記インバータの出力端子から入力端子への配線帰還経路の面積が最小となるように前記２つの抵抗を前記２つのコンデンサと並列に配置し、
更に、前記２つのコンデンサそれぞれのグランドへの接続を行う端子同士を近接配置する、
水晶発振回路の基板レイアウト方法。
【請求項２】
請求項１に記載の水晶発振回路の基板レイアウト方法により、前記インバータの出力端子から入力端子への配線帰還経路の面積が最小となるように前記２つの抵抗が前記２つのコンデンサと並列に配置され、更に、前記２つのコンデンサそれぞれのグランドへの接続を行う端子同士が近接配置された水晶発振回路の配線方法であって、
前記水晶振動子、前記２つの抵抗及び前記２つのコンデンサの各部品を多層基板の表層に実装し、部品端子間配線の全てを前記多層基板の内層で配線する、
水晶発振回路の配線方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ等の電子機器に用いられる水晶発振回路の基板レイアウト方法及び配線方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車業界において、自動運転を実現するためのセンシング技術開発が活況を呈している。センシング技術のひとつであるカメラは、小型であることは勿論のこと、車両への実装に際して、他の電子機器やアンテナ機器との設置距離及び方向を意識することなく、車両のデザインを重視した自由な配置で取り付けできることが望まれている。
【０００３】
カメラの画像信号の伝送方式としては、これまでのアナログビデオ信号出力方式から、高精細画像情報を安定して出力できる高速シリアルデジタル信号出力方式へ移行中であり、カメラ応用システムにおいては、高速デジタルデータ伝送に伴う高周波数領域での低ノイズ・耐ノイズ設計が重要になってきている。また、車両の高温度環境下での動作品質要求が高まるとともに、カメラの小型化に伴い、電気回路の実動作によるカメラの内部温度上昇に対する熱対策が、低ノイズ・耐ノイズ設計と合わせて重要となってきている。
【０００４】
電子機器におけるノイズ除去あるいはノイズ低減を実現可能とした技術として、例えば特許文献１や特許文献２で開示されているものがある。特許文献１に記載された配線レイアウト方法とその配線レイアウト構造は、正相の信号配線と、この正相の信号配線と交差する交差配線とを備え、正相の信号配線とは逆相の信号が印加された信号配線を交差配線に対して交差させるようにしたものである。
【０００５】
特許文献２に記載された水晶発振器は、出力端子を含む所定配線が形成された回路基板上に、支持体を介して水晶振動子を架設配置して、該水晶振動子に、発振用インバータ及びバッファ用インバータを集積化したＩＣチップ、入出力コンデンサ、フィードバック抵抗が接続されるように配置して、バッファ用インバータの発振出力を出力端子から導出させた水晶発振器において、水晶振動子の下部の回路基板上に、入出力用コンデンサ、フィードバック抵抗を配置するとともに、出力端子近傍にＩＣチップを配置したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２９８０３１５号公報
【特許文献２】実用新案登録第２５９７３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１に記載された配線レイアウト方法とその配線レイアウト構造においては、正相の信号配線に直交する交差配線に対する電磁ノイズに対して、出力反転信号の電磁ノイズを付加してキャンセルさせる効果に留まっている。
【０００８】
また、上述した特許文献２に記載された水晶発振器においては、ＩＣチップの出力配線の距離を短くしているので、高周波発振、高負荷対応によって増大する発振器内部で発生するノイズが低減し、発振異常の少ない水晶発振器が実現可能となったが、コンデンサに流れる電流の流路の最適化には言及していない。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、水晶発振回路を構成するコンデンサに流れる電流の経路の最適化を図り、電磁ノイズの更なる低減が図れる水晶発振回路の基板レイアウト方法及び配線方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の水晶発振回路の基板レイアウト方法は、水晶振動子と、第１，第２の抵抗と、第１，第２のコンデンサと、インバータと、を備え、前記水晶振動子の一端と、前記インバータの入力端と、前記第１の抵抗の一端と、前記第１のコンデンサの一端とが共通接続され、前記インバータの出力端と、前記第１の抵抗の他端と、前記第２の抵抗の一端とが共通接続され、前記水晶振動子の他端と、前記第２の抵抗の他端と、第２のコンデンサの一端が共通接続され、前記第１，第２のコンデンサそれぞれの他端が接地された水晶発振回路の基板レイアウト方法であって、前記インバータの出力端子から入力端子への配線帰還経路の面積が最小となるように前記２つの抵抗を前記２つのコンデンサと並列に配置し、更に、前記２つのコンデンサそれぞれのグランドへの接続を行う端子同士を近接配置する。
【００１１】
上記方法によれば、インバータの出力端子から入力端子への配線帰還経路の面積を最小とするレイアウトで、且つ２つのコンデンサそれぞれのグランドへの接続を行う端子同士を近接配置することで、グランドに対して微少電流変化（△ｉ変化）の発生するコンデンサ電流帰還経路において、２つのコンデンサを流れる微少電流の極性が互いに反転関係にあって、互いに逆方向に流れるので、共通グランド端子部で電流キャンセルできる。
【００１２】
また、インバータの出力端子から入力端子への配線帰還経路の面積を最小とするレイアウトになるように、２つの抵抗を２つのコンデンサと並列に配置することで、発振動作での帰還電流を小さくできる。
【００１３】
本発明の水晶発振回路の配線方法は、上記水晶発振回路の基板レイアウト方法により、前記インバータの出力端子から入力端子への配線帰還経路の面積が最小となるように前記２つの抵抗が前記２つのコンデンサと並列に配置され、更に、前記２つのコンデンサそれぞれのグランドへの接続を行う端子同士が近接配置された水晶発振回路の配線方法であって、前記水晶振動子、前記２つの抵抗及び前記２つのコンデンサの各部品を多層基板の表層に実装し、部品端子間配線の全てを前記多層基板の内層で配線する。
【００１４】
上記方法によれば、部品端子間配線で発生する△ｉ変化と△ｖ変化による電磁ノイズの基板外部への放射を基板内部で抑えることができる。即ち、電磁ノイズを効果的にグランド電位で吸収することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、水晶発振回路を構成するコンデンサを介してグランドに流れる電流の経路の最適化を図り、電磁ノイズの更なる低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る水晶発振回路を示す回路図
【図２】図１の水晶発振回路の基板レイアウトを示すイメージ図
【図３】図１の水晶発振回路における水晶振動子、２つの抵抗及び２つのコンデンサの大きさの関係を示す図
【図４】本発明の実施形態を得るに至った水晶発振回路の基板レイアウトを示すイメージ図
【図５】本発明の実施形態を得るに至った水晶発振回路の基板レイアウトを示すイメージ図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
まず、本発明の実施形態を得るに至った経緯について説明する。
図４及び図５は、本発明の実施形態を得るに至った水晶発振回路の基板レイアウトのイメージ図である。図４に示す水晶発振回路１００Ａと図５に示す水晶発振回路１００Ｂは、共に、水晶振動子１０１と、インバータ１０２と、抵抗（第１の抵抗）１０３と、抵抗（第２の抵抗）１０４と、コンデンサ（第１のコンデンサ）１０５と、コンデンサ（第２のコンデンサ）１０６とを備えており、水晶振動子１０１の一端と、インバータ１０２の入力端と、抵抗１０３の一端と、コンデンサ１０５の一端とが共通接続され、インバータ１０２の出力端と、抵抗１０３の他端と、抵抗１０４の一端とが共通接続され、水晶振動子１０１の他端と、抵抗１０４の他端と、コンデンサ１０６の一端が共通接続され、２つのコンデンサ１０５，１０６それぞれの他端が接地されている。
【００１８】
ここで、インバータ１０２の入出力端間に介挿された抵抗１０３は、帰還抵抗と呼ばれるものである。また、インバータ１０２をＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）で構成した場合、抵抗１０４はドレイン抵抗と呼ばれ、コンデンサ１０５はドレイン容量と呼ばれ、コンデンサ１０６はゲート容量と呼ばれる。
【００１９】
水晶発振回路１００Ａを構成する各部品の基板におけるレイアウトは、抵抗１０３，１０４が直線状で、かつ水晶振動子１０１と並行に配置される。インバータ１０２は、抵抗１０３と並行に配置される。コンデンサ１０５，１０６は、水晶振動子１０１と直線状に配置される。一方、水晶発振回路１００Ｂを構成する各部品の基板におけるレイアウトは、抵抗１０３，１０４が直線状で、かつ水晶振動子１０１と並行に配置され、インバータ１０２は、抵抗１０３と並行に配置され、コンデンサ１０５，１０６が水晶振動子１０１の長手方向に対して直角方向に配置される。
【００２０】
水晶発振回路１００Ａ，１００Ｂでは、グランドに対して微少電流変化（△ｉ変化）の発生するコンデンサの電流帰還経路において、コンデンサ１０５，１０６を流れる微少電流−△ｉ，＋△ｉの極性が互いに反転関係にある。コンデンサ１０５を流れる微少電流―△ｉは、グランド側から水晶振動子１０１側へ向かう方向に流れ、コンデンサ１０６を流れる微少電流＋△ｉは、水晶振動子１０１側からグランド側へ向かう方向に流れる。微少電流＋△ｉ，−△ｉが流れることで電磁ノイズＮＳが発生することになる。これらの微少電流＋△ｉ，−△ｉを抑えることができれば電磁ノイズＮＳを低減できる。本発明は、微少電流＋△ｉ，−△ｉを相殺できるようにして、電磁ノイズＮＳを低減できるようにしたものである。
【００２１】
以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る水晶発振回路１を示す回路図である。図２は、図１の水晶発振回路１を構成する各部品のレイアウトを示すイメージ図である。まず図１において、水晶発振回路１は、水晶振動子１０１と、インバータ１０２と、２つの抵抗１０３，１０４と、２つのコンデンサ１０５，１０６と、を備え、各部品の接続は、水晶振動子１０１の一端と、インバータ１０２の入力端と、抵抗１０３の一端と、コンデンサ１０５の一端とが共通接続され、インバータ１０２の出力端と、抵抗１０３の他端と、抵抗１０４の一端とが共通接続され、水晶振動子１０１の他端と、抵抗１０４の他端と、コンデンサ１０６の一端が共通接続され、コンデンサ１０５，１０６それぞれの他端が接地されている。
【００２２】
また、水晶発振回路１を構成する各部品の基板レイアウトは、インバータ１０２の入出力配線が平行配線で、抵抗１０３と抵抗１０４及びコンデンサ１０５とコンデンサ１０６は、それぞれ直線状に並べられるとともに、抵抗１０３，１０４がコンデンサ１０５，１０６と並列に配置される。抵抗１０３は、インバータ１０２の入出力配線の平行配線間に位置する。水晶振動子１０１は、コンデンサ１０５，１０６を挟んで抵抗１０３，１０４とは反対側で、コンデンサ１０５，１０６と並列に配置される。
【００２３】
本実施形態に係る水晶発振回路１は、本発明の実施形態を得るに至った水晶発振回路１００Ａ，１００Ｂと同様の回路構成であるが、各部品のレイアウトに違いがある。即ち、本実施形態に係る水晶発振回路１は、インバータ１０２の入出力配線を平行配線とし、またインバータ１０２の出力端子から入力端子への配線帰還経路の面積が最小となるように、２つの抵抗１０３，１０４を２つのコンデンサ１０５，１０６と並列に配置し、更に、２つのコンデンサ１０５，１０６それぞれのグランドへの接続を行う端子同士を近接配置するようにしている。
【００２４】
このように、インバータ１０２の出力端子から入力端子への配線帰還経路の面積を最小とするレイアウトで、且つ２つのコンデンサ１０５，１０６それぞれのグランドへの接続を行う端子同士を近接配置したことで、グランドに対して微少電流変化（△ｉ変化）の発生するコンデンサ電流帰還経路において、２つのコンデンサ１０５，１０６を流れる微少電流の極性が互いに反転関係にあって、互いに逆方向に流れるので、共通グランド端子部１１０で電流キャンセルできる。即ち、微少電流＋△ｉ，−△ｉを相殺できるので、電磁ノイズＮＳを低減できる。
【００２５】
また、インバータ１０２の出力端子から入力端子への配線帰還経路の面積を最小とするレイアウトになるように、２つの抵抗１０３，１０４を２つのコンデンサ１０５，１０６と並列に配置したことで、発振動作での帰還電流を小さくできる。
【００２６】
また、本実施形態に係る水晶発振回路１を構成する水晶振動子１０１、２つの抵抗１０３，１０４及び２つのコンデンサ１０５，１０６の各部品は、多層基板（図示略）の表層に実装され、部品端子間配線の全てが多層基板の内層で配線される。
【００２７】
このような部品レイアウト及び配線とすることで、部品端子間配線で発生する△ｉ変化と△ｖ変化による電磁ノイズの基板外部への放射を基板内部で抑えることができる。即ち、電磁ノイズを効果的にグランド電位で吸収することができる。
【００２８】
なお、本実施形態に係る水晶発振回路１において、２つの抵抗１０３，１０４と２つのコンデンサ１０５，１０６それぞれの部品サイズを水晶振動子１０１の部品サイズ以下とするのが望ましい。例えば、図３に示すように、２つの抵抗１０３，１０４それぞれの長辺の長さＬ２と、２つのコンデンサ１０５，１０６それぞれの長辺の長さＬ３を、水晶振動子１０１の長辺の長さＬ１の１／２以下とする。
【００２９】
以上のように本実施形態に係る水晶発振回路１によれば、水晶発振回路１を構成する各部品を基板に実装した際のレイアウトを、インバータ１０２の出力端子から入力端子への配線帰還経路の面積が最小となるように、２つの抵抗１０３，１０４を２つのコンデンサ１０５，１０６と並列に配置し、更に、２つのコンデンサ１０５，１０６それぞれのグランドへの接続を行う端子同士を近接配置するようにしたので、２つのコンデンサ１０５，１０６を流れる微少電流−△ｉ，＋△ｉを相殺できるので、電磁ノイズＮＳを低減できる。また、インバータ１０２の出力端子から入力端子への配線帰還経路の面積を最小とするレイアウトになるように、２つの抵抗１０３，１０４を２つのコンデンサ１０５，１０６と並列に配置したことで、発振動作での帰還電流ループを小さくできる。
【００３０】
また、本実施形態に係る水晶発振回路１によれば、水晶振動子１０１、２つの抵抗１０３，１０４及び２つのコンデンサ１０５，１０６の各部品を多層基板の表層に実装し、部品端子間配線の全てを多層基板の内層で配線するようにしたので、部品端子間配線で発生する△ｉ変化と△ｖ変化による電磁ノイズの基板外部への放射を基板内部で抑えることができる。即ち、電磁ノイズを効果的にグランド電位で吸収することができる。
このように、本実施形態に係る水晶発振回路１では、電磁ノイズが最小化されるので、例えば車両内設置フリーとなる低ノイズ・耐ノイズ性能の優れた小型カメラの実現が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、車両内設置フリーとなる低ノイズ・耐ノイズ性能の優れた小型カメラに有用である。
【符号の説明】
【００３２】
１  水晶発振回路
１０１  水晶振動子
１０２  インバータ
１０３，１０４  抵抗
１０５，１０６  コンデンサ
１１０  共通グランド端子部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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