(57)【要約】【課題】回路基板のパターンにおいてインダクタによる起電力がノイズとして発生し、回路基板上の実装回路に悪影響を及ぼす虞がある。【解決手段】電子回路装置は、通電時に互いに逆向きの磁界が発生するように配置された一対のインダクタと、インダクタによる電磁ノイズの影響を実質的に受ける所定の信号線とを備えており、所定の信号線が、一対のインダクタの中心同士を結ぶ線分の中点において該線分と直交する線分直交面に対して実質的に面対称となるように、該一対のインダクタが配置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電時に互いに逆向きの磁界が発生するように配置された一対のインダクタと、
前記インダクタによる電磁ノイズの影響を実質的に受ける所定の信号線と、
を備え、
前記所定の信号線が、前記一対のインダクタの中心同士を結ぶ線分の中点において該線分と直交する線分直交面に対して実質的に面対称となるように、該一対のインダクタが配置されている、
電子回路装置。
【請求項２】
前記一対のインダクタは、
前記所定の信号線と同一基板上の同一面、異なる面又は異なる層、若しくは該所定の信号線とは別の基板上に配置されている、
請求項１に記載の電子回路装置。
【請求項３】
前記所定の信号線は、
リード線、回路基板に形成されたパターン、該回路基板に実装された電子部品内の配線、の少なくとも１つを含む、
請求項１又は請求項２に記載の電子回路装置。
【請求項４】
前記一対のインダクタは、
電気的に直列に接続されている、
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の電子回路装置。
【請求項５】
前記一対のインダクタは、
同一の電気的特性を持つ、
請求項１から請求項４の何れか一項に記載の電子回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品が実装された電子回路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子回路装置において一方のインダクタから発生される磁界を他方のインダクタから発生される磁界によって打ち消す構成が知られている。例えば特許文献１に、この種の構成を持つ電子回路装置の具体的構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５２６２５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、一対のインダクタを回路基板の表面と裏面のそれぞれに互いの磁界の中心軸が一致する位置関係で配置した構成や、一対のインダクタを別個の回路基板に互いの磁界の中心軸が一致する位置関係で配置した構成が記載されている。しかし、特許文献１に記載の構成では、各インダクタ近傍のパターンにおいて一対のインダクタの各々による起電力がノイズとして発生し、回路基板上の実装回路に悪影響を及ぼす虞がある。
【０００５】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、磁界の打ち消し合いの効果を持つ一対のインダクタを備え、これらのインダクタによって信号線に発生する起電力を抑えるのに好適に構成された電子回路装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態に係る電子回路装置は、通電時に互いに逆向きの磁界が発生するように配置された一対のインダクタと、インダクタによる電磁ノイズの影響を実質的に受ける所定の信号線とを備えており、所定の信号線が、一対のインダクタの中心同士を結ぶ線分の中点において該線分と直交する線分直交面に対して実質的に面対称となるように、該一対のインダクタが配置されている。
【０００７】
また、本発明の一実施形態において、一対のインダクタは、例えば、所定の信号線と同一基板上の同一面、異なる面又は異なる層、若しくは該所定の信号線とは別の基板上に配置されている。
【０００８】
また、本発明の一実施形態において、所定の信号線は、例えば、リード線、回路基板に形成されたパターン、該回路基板に実装された電子部品内の配線、の少なくとも１つを含む。
【０００９】
また、本発明の一実施形態において、一対のインダクタは、電気的に直列に接続された構成としてもよい。
【００１０】
また、本発明の一実施形態において、一対のインダクタは、同一の電気的特性を持つものとしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一実施形態によれば、磁界の打ち消し合いの効果を持つ一対のインダクタを備え、これらのインダクタによって信号線に発生する起電力を抑えるのに好適に構成された電子回路装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子回路装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態においてノイズ発生信号線に発生する起電力が好適に抑えられる一対のインダクタの配置例を模式的に示す図である。
【図３】本発明の一実施形態の変形例に係る電子回路装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態に係る電子回路装置について図面を参照しながら説明する。本発明の一実施形態に係る電子回路装置は、デジタル一眼レフカメラや、ミラーレス一眼カメラ、コンパクトデジタルカメラ、ビデオカメラ、カムコーダ、タブレット端末、ＰＨＳ（Personal Handy phone System）、スマートフォン、フィーチャフォン、携帯ゲーム機等の電子機器に搭載される回路装置である。なお、本発明の一実施形態に係る電子回路装置を搭載する電子機器は、上記のものに限らず、他の電子機器であってもよい。
【００１４】
図１（ａ）、図１（ｂ）は、それぞれ、本発明の一実施形態に係る電子回路装置１の構成を示す上面図、側断面図である。図１に示されるように、電子回路装置１は、回路基板１０を備えている。
【００１５】
回路基板１０は、複数の基板を積層した多層基板であり、パターンを形成することが可能なパターン層として、パターン層（上面側の外層であり、回路基板１０の表面）１０ａ、パターン層（内層）１０ｂ、パターン層（内層）１０ｃ及びパターン層（下面側の外層であり、回路基板１０の裏面）１０ｄを有している。なお、回路基板１０は、リジッド基板であってもＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）であってもよい。また、回路基板１０は、多層基板でなく単層基板であってもよい。
【００１６】
回路基板１０の実装面上（パターン層１０ａ上）には、インダクタ２０及びインダクタ３０が並べて実装配置されている。なお、図１では、便宜上、回路基板１０に実装配置されている、インダクタ２０及びインダクタ３０以外の電子部品の図示及び後述の接続パターン４０以外のパターンの図示を省略する。
【００１７】
インダクタ２０とインダクタ３０は、同一の形状及び寸法を持ち且つ同一の電気的特性を持つ。ここでいう電気的特性には、例えば、インダクタンス、直流抵抗、直流重畳電流、許容電流、Ｑ、自己共振周波数、インピーダンス等が含まれる。
【００１８】
インダクタ２０は積層型インダクタであり、内部電極２１、磁性コア２２及び一対の外部電極２３を有している。内部電極（巻線部）２１の一部を構成する磁性体（例えばフェライト）のパターンがプリントされたシート基材を所定の順序で積層することにより、軸線（巻軸）２１ａｘを中心に螺旋状に形成された内部電極２１を埋設した磁性コア２２が構成される。軸線２１ａｘは、回路基板１０を垂直に貫く（回路基板１０と直交する。）。外部電極２３は、略直方体形状に形成された磁性コア２２の短辺面２２ａに接着固定されており、内部電極２１と電気的に接続されると共に回路基板１０に形成されたパターンとも電気的に接続されている。
【００１９】
インダクタ３０も積層型インダクタであり、内部電極３１、磁性コア３２及び一対の外部電極３３を有している。内部電極（巻線部）３１の一部を構成する磁性体（例えばフェライト）のパターンがプリントされたシート基材を所定の順序で積層することにより、軸線（巻軸）３１ａｘを中心に螺旋状に形成された内部電極３１を埋設した磁性コア３２が構成される。軸線３１ａｘは、回路基板１０を垂直に貫く（回路基板１０と直交する。）。外部電極３３は、略直方体形状に形成された磁性コア３２の短辺面３２ａに接着固定されており、内部電極３１と電気的に接続されると共に回路基板１０に形成されたパターンとも電気的に接続されている。
【００２０】
図１（ｂ）に示されるように、インダクタ２０とインダクタ３０は、パターン層１０ｂに形成された接続パターン４０を介して接続されている。
【００２１】
電子回路装置１に電力が供給されると、図１（ａ）中、矢印にて示されるように、インダクタ２０、接続パターン４０、インダクタ３０の順に電流が流れる。
【００２２】
インダクタ２０が通電されると、軸線２１ａｘを中心とした磁界（図１（ｂ）中、矢印Ａ１〜Ａ３方向の磁力線）が発生する。
【００２３】
インダクタ３０は、磁極の向きがインダクタ２０と逆向きとなるように、電流の向きと内部電極（巻線部）３１の巻き方向が設定されている。そのため、インダクタ３０が通電されると、軸線３１ａｘを中心とした磁界（図１（ｂ）中、矢印Ｂ１〜Ｂ３方向の磁力線）が発生する。すなわち、インダクタ２０とインダクタ３０は、逆向きの磁界を発生させる。そのため、発生した互いの磁界は、打ち消し合いの効果によって軽減又は相殺される。
【００２４】
本発明の一実施形態に係る電子回路装置１は、磁界の打ち消し合いの効果の向上や、インダクタによって信号線に発生する起電力を抑えるため、下記の特徴を有している。
【００２５】
［インダクタ同士の近接配置］
一般に、電圧降下やノイズ、高集積化等の観点から、インダクタ同士を接続する回路基板上の接続パターンは短いほど好ましい。例えば、片面基板の場合、実装面上（パターン層上）に並べて配置された２つのインダクタの間に互いを接続する接続パターンを形成することにより、接続パターンを短くすることができる。
【００２６】
しかし、片面基板では、実装配置されたインダクタの下方に接続パターンを形成することはできない。接続パターンを形成するためには、２つのインダクタを、少なくとも、接続パターンよりも広い間隔を空けて実装配置する必要がある。回路基板１０では、接続パターンのインピーダンスを下げるため、パターン幅を広く設計することが望ましい。しかし、パターン幅が広いほど２つのインダクタの距離が離れるため、磁界の打ち消し合いの効果が低下してしまう。
【００２７】
そこで、本発明の一実施形態では、接続パターン４０は、上述したように、インダクタ２０及びインダクタ３０の直下に位置するパターン層１０ａ以外のパターン層（図１の例では、パターン層１０ｂ）に形成されている。なお、接続パターン４０は、パターン層１０ｂに代えて、パターン層１０ｃ又は１０ｄに形成されてもよい。
【００２８】
接続パターン４０をパターン層１０ａ以外のパターン層に形成することにより、接続パターン４０のパターン幅に関係なくインダクタ２０とインダクタ３０とを近接して配置することができる。例示的には、インダクタ２０とインダクタ３０は、接続パターン４０のパターン幅よりも狭い間隔だけ空けて、実装面上（パターン層１０ａ上）に並べて実装配置される。
【００２９】
このように、本発明の一実施形態によれば、インダクタ２０とインダクタ３０とが近接して実装配置されることにより、磁界の打ち消し合いの効果が向上する。また、インダクタ２０とインダクタ３０とが同一の実装面上（パターン層１０ａ上）に並べて配置されるため、電子回路装置１全体の大きさがコンパクトとなる。
【００３０】
［直列接続］
インダクタ２０とインダクタ３０は、パターン層１０ｂ（又はパターン層１０ｃ若しくはパターン層１０ｄ）に形成された接続パターン４０を介して直列に接続されている。同一の電気的特性等を持つインダクタ２０とインダクタ３０とが直列に接続されることにより、それぞれのインダクタから発生される磁界の強度が実質同じとなる。これにより、磁界をほぼゼロに相殺することが可能となる。
【００３１】
［インダクタの向き］
インダクタは、その構造上、巻線部の巻き数が他の辺よりも１回多くなる辺が存在する。本発明の一実施形態では、インダクタ２０とインダクタ３０は、内部電極（巻線部）の巻き数が最も多い辺同士が対向して配置されている。これにより、対向する辺付近の磁界が強くなり、磁界の打ち消し合いの効果が向上する。
【００３２】
［信号線との関係］
パターン層１０ａ〜１０ｄには、接続パターン４０以外にも多数のパターンが形成されている。また、回路基板１０の近傍に配置されている別の回路基板にも多数のパターンが形成されている。これらのパターンには、インダクタ２０やインダクタ３０による起電力がノイズとして発生する可能性がある。また、回路基板１０や他の回路基板にはリード線が接続されていたり、インダクタ２０及びインダクタ３０以外の電子部品が実装されていたりする。これらのリード線や電子部品内の配線（例示的には、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサのカラムライン）にも、インダクタ２０やインダクタ３０による起電力がノイズとして発生する可能性がある。
【００３３】
本実施形態では、この種のノイズがあるレベル以上発生する可能性のある信号線（信号線には、パターン、リード線、電子部品内の配線等の電線全般が含まれる。）を、インダクタによる電磁ノイズの影響を実質的に受ける信号線（ノイズ発生信号線）と称する。傾向としては、インダクタ２０やインダクタ３０に距離的に近い信号線ほどノイズ発生信号線となり得る。ここでは、例示的に、インダクタ２０やインダクタ３０から所定範囲内に位置する信号線をノイズ発生信号線として扱う。
【００３４】
本実施形態では、インダクタ２０やインダクタ３０による起電力があるレベル以上のノイズとして発生するノイズ発生信号線の本数を最小限（理想的にはゼロ）に抑えるべく、インダクタ２０及びインダクタ３０の位置が決められている。具体的には、より多くのノイズ発生信号線が、インダクタ２０とインダクタ３０の中心同士を結ぶ線分（図１中、軸線２１ａｘの中点Ｐ２１と軸線３１ａｘの中点Ｐ３１とを結ぶ線分Ｌ）と直交する線分直交面Ｓに対して実質的に面対称となるように、インダクタ２０及びインダクタ３０が配置されている。別の観点では、線分直交面Ｓに対して実質的に面対称とならないノイズ発生信号線の本数が最小限に抑えられるように、インダクタ２０及びインダクタ３０が配置されている。
【００３５】
ノイズ発生信号線には、インダクタ２０とインダクタ３０とで逆向きの磁界が発生することから、インダクタ２０による起電力が発生すると同時に、これとは逆方向の起電力（インダクタ３０による起電力）が発生する。以下、説明の便宜上、インダクタ２０による起電力を「ＥＭＦ２０」と記し、インダクタ３０による起電力を「ＥＭＦ３０」と記す。
【００３６】
線分直交面Ｓに対して実質的に面対称となるノイズ発生信号線には、インダクタ２０からの距離とインダクタ３０からの距離とが略等しいことから、大きさの略等しい起電力ＥＭＦ２０と起電力ＥＭＦ３０が発生する。これらの起電力は互いに逆向きであるため、打ち消し合いの効果によって略ゼロに相殺される。このように、本実施形態によれば、インダクタ２０及びインダクタ３０によってノイズ発生信号線に発生する起電力が好適に抑えられる。
【００３７】
図２（ａ）〜図２（ｃ）に、ノイズ発生信号線に発生する起電力が好適に抑えられるインダクタ２０及びインダクタ３０の配置例を模式的に示す。図２（ａ）〜図２（ｃ）の各図中、説明の便宜上、ノイズ発生信号線に符号５０を付す。
【００３８】
・配置例１
本例１では、図２（ａ）に示されるように、Ｌ字形状のノイズ発生信号線５０が線分直交面Ｓに対して面対称となるように、インダクタ２０及びインダクタ３０が配置されている。そのため、ノイズ発生信号線５０には、大きさの等しい起電力ＥＭＦ２０（起電力ＥＭＦ２０Ａと起電力ＥＭＦ２０Ｂの合計）と起電力ＥＭＦ３０（起電力ＥＭＦ３０Ａと起電力ＥＭＦ３０Ｂの合計）が発生する。これらの起電力は互いに逆向きであるため、打ち消し合いの効果によってゼロに相殺される。
【００３９】
・配置例２
本例２では、図２（ｂ）に示されるように、コの字形状のノイズ発生信号線５０が線分直交面Ｓに対して面対称となるように、インダクタ２０及びインダクタ３０が配置されている。そのため、ノイズ発生信号線５０には、大きさの等しい起電力ＥＭＦ２０（起電力ＥＭＦ２０Ｃ、ＥＭＦ２０Ｄ及びＥＭＦ２０Ｅの合計）と起電力ＥＭＦ３０（起電力ＥＭＦ３０Ｃ、ＥＭＦ３０Ｄ及びＥＭＦ３０Ｅの合計）が発生する。これらの起電力は互いに逆向きであるため、打ち消し合いの効果によってゼロに相殺される。
【００４０】
・配置例３
本例３では、図２（ｃ）に示されるように、Ｌ字形状のノイズ発生信号線５０は、厳密には、線分直交面Ｓに対して面対称にはなっていない。しかし、ノイズ発生信号線５０の直線部分５０Ａは、インダクタ２０及びインダクタ３０から離れているため、直線部分５０Ａでは、インダクタ２０及びインダクタ３０による起電力が僅かに発生するだけである（起電力ＥＭＦ２０Ｆ、ＥＭＦ３０Ｆが小さい。）。一方、ノイズ発生信号線５０の直線部分５０Ｂは、インダクタ２０及びインダクタ３０に近接する。そのため、直線部分５０Ｂでは、インダクタ２０及びインダクタ３０による起電力が大きく発生する（起電力ＥＭＦ２０Ｇ、ＥＭＦ３０Ｇが大きい。）。起電力ＥＭＦ２０Ｇの大きさは、起電力ＥＭＦ２０Ｆよりも遥かに大きく、また、起電力ＥＭＦ３０Ｇの大きさは、起電力ＥＭＦ３０Ｆよりも遥かに大きい。
【００４１】
本例３では、発生する起電力の大きさに着目すると、インダクタ２０及びインダクタ３０をノイズ発生信号線５０の直線部分５０Ｂに隣接して配置するにあたり、主に、直線部分５０Ｂとの位置関係を考慮すればよいことが判る。本例３では、発生する起電力の大きい直線部分５０Ｂが線分直交面Ｓに対して面対称となっているため、ノイズ発生信号線５０が全体として線分直交面Ｓに対して実質的に面対称となるように、インダクタ２０及びインダクタ３０が配置されているといえる。起電力ＥＭＦ２０Ｇと起電力ＥＭＦ３０Ｇは、互いに大きさが等しく且つ逆向きであるため、打ち消し合いの効果によってゼロに相殺される。一方、起電力ＥＭＦ２０Ｆと起電力ＥＭＦ３０Ｆは、互いの大きさが等しくはないが、何れも小さいため、打ち消し合いの効果によってほぼ相殺される。従って、本例３においても、ノイズ発生信号線５０で発生する起電力がほぼ相殺される。
【００４２】
本例３によれば、ノイズ発生信号線５０が線分直交面Ｓに対して完全に面対称となるように、インダクタ２０及びインダクタ３０が配置されていなくても、ノイズ発生信号線５０が線分直交面Ｓに対して実質的に面対称となるように、インダクタ２０及びインダクタ３０が配置されていれば、ノイズ発生信号線５０で発生する起電力が打ち消し合いの効果によってほぼ相殺されることが判る。
【００４３】
以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施形態等又は自明な実施形態等を適宜組み合わせた内容も本願の実施形態に含まれる。
【００４４】
図３（ａ）、図３（ｂ）のそれぞれに、本発明の一実施形態の変形例に係る電子回路装置１ｚの上面図、側断面図を示す。本変形例は、上記の実施形態に対してインダクタ２０とインダクタ３０とを接続する接続パターンの引き回し方が異なる。具体的には、本変形例では、インダクタ２０とインダクタ３０とを接続する接続パターン４０ｚがインダクタ２０及びインダクタ３０と同じ実装面上（パターン層１０ａ上）に略最短となる形状で設けられている。本変形例によれば、インダクタ２０とインダクタ３０とが極一般的な方法（同一実装面上に形成された接続パターン４０ｚ）で接続されている分、製造コストが安価に抑えられる。また、接続パターン４０ｚが短い形成されているため、電圧降下が少ない。
【符号の説明】
【００４５】
１  電子回路装置
１０  回路基板
１０ａ〜１０ｄ  パターン層
２０，３０  インダクタ
２１，３１  内部電極
２１ａｘ，３１ａｘ  （内部電極の）軸線
２２，３２  磁性コア
２２ａ，３２ａ  （磁性コアの）短辺面
２３，３３  外部電極
４０  接続パターン
５０  ノイズ発生信号線
【図１】
2018006427.tif 000003
【図２】
2018006427.tif 000004
【図３】
2018006427.tif 000005