(57)【要約】【課題】高い周波数のクロック信号を用いた場合特有の不要輻射によりシールドケース表面から直接輻射されるコモンモードノイズを、簡単な外付け部材により抑制する。【解決手段】本発明の電子回路のシールド装置は、高周波のクロックで動作する電子回路を有する電子回路基板をシールドするシールドケース１と、電子回路からの電磁界ノイズに基づいて発生するシールドケース１上の電磁気的不平衡点間を少なくとも電磁気的不平衡点間の距離よりも長いパターンを有する導電部分４により導通すると共に、導電部分４の有する折り返し部分を絶縁部分５により平面状に支持する外付け導電パターンプレート３とを備えたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波のクロックで動作する電子回路を有する電子回路基板をシールドするシールドケースと、
上記シールドケース上の離間した複数の点を各点間の距離よりも長い導電部により導通させる導電部材と
を備えたことを特徴とする電子回路のシールド装置。
【請求項２】
上記導電部材は、絶縁部上に形成された導電パターンであることを特徴とする請求項１記載の電子回路のシールド装置。
【請求項３】
上記導電パターンは、折り返し部分を有することを特徴とする請求項２記載の電子回路のシールド装置。
【請求項４】
上記折り返し部分は、平面状の上記絶縁部上に密に繰り返して形成されていることを特徴とする請求項３記載の電子回路のシールド装置。
【請求項５】
上記導電部は、上記シールドケース上の離間した複数の点間の共振周波数が上記高周波のクロック周波数の高調波に重ならないように上記共振周波数の共振点をシフトするように選定されることを特徴とする請求項１記載の電子回路のシールド装置。
【請求項６】
上記導電部は、上記シールドケースの導電率よりも高い導電率となるように選定されることを特徴とする請求項１記載の電子回路のシールド装置。
【請求項７】
上記シールドケースによりシールドされた電子回路基板は、プロジェクタ装置で使用される液晶パネルを駆動するためのものであることを特徴とする請求項１記載の電子回路のシールド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子回路基板をシールドする電子回路のシールド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、表示装置には、画像を表示する液晶パネル等を駆動するための電子回路を搭載した電子回路基板が設けられている。この電子回路は、例えば複数のＩＣチップを含んでおり、所定のクロック信号に基づいて液晶パネルを駆動するための制御信号や液晶パネルに表示する画像信号を生成するものである。
【０００３】
このような電子回路のクロック信号は、近年、比較的高い周波数（例えば、１０ＭＨｚ以上）が用いられるようになってきているため、この電子回路を搭載した電子回路基板をシールドケースで覆うことにより、高い周波数のクロック信号に基づく不要輻射を防ぐようにしていた。
【０００４】
また、平面ディスプレイパネルを支持するスタンドの支持台にスリットを形成することにより、金属筺体とスタンドとの間で発生する電磁妨害となる特定の周波数に対する共振を抑制する表示装置が提案されていた（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１７４６００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した電子回路を搭載した電子回路基板をシールドケースで覆うようにした場合でも、高い周波数のクロック信号特有の不要輻射によりシールドケース表面から直接コモンモードノイズが輻射されることが分かった。そこで、コモンモードノイズを低減する対策として、以下のようなものが考えられる。
【０００６】
第１に、シールドケース表面のコモンモードノイズの共振周波数を他の周波数にシフトさせるために、シールドケースの形状を変更することが考えられる。しかし、このシールドケースの形状を変更する対策では、シールドケースを成型するための金型を変更する必要があるため、変更に必要となる期間が長期にわたることとなり、生産直前での変更が難しかった。
【０００７】
また、第２に、シールドケースに対するグランド接続を強化することや、各種電源の供給もとの電源部に対するグランド接続を強化することが考えられる。しかし、このシールドケースに対するグランド強化や電源部に対するグランドを強化する対策では、高い周波数のクロック信号を用いた場合には微量電流で輻射が発生するため、グランド接続のために使用する導電性の高い接続部品が必要になり、接続する距離が長い場合には部品が長くなるためこの接続部品から輻射する恐れがある。
【０００８】
また、第３に、シールドを施す主な対象となる輻射レベルの大きいＩＣチップ自体に対策を施すことが考えられる。例えば、ＩＣチップ自体を電波吸収体などで覆うようにして対策する場合には、コストアップにつながるという不都合がある。また、シールドケースとＩＣチップとの間の距離を長くするように配置位置を変更する場合には、基板上のパターンを変更する必要があるため、シールドケースの形状を変更する第１の対策と同様に、変更に必要となる期間が長期にわたることとなり、生産直前での変更が難しいという不都合がある。
【０００９】
さらに、特許文献１記載の平面ディスプレイパネルを支持するスタンドの支持台にスリットを形成する方法では、スタンドの支持台の共振を抑制することはできるが、シールドケースからの不要輻射を抑制することができない。
【００１０】
そこで、本発明は、高い周波数のクロック信号を用いた場合特有の不要輻射によりシールドケース表面から直接輻射されるコモンモードノイズを、簡単な外付け部材により抑制することができる電子回路のシールド装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の電子回路のシールド装置は、高周波のクロックで動作する電子回路を有する電子回路基板をシールドするシールドケースと、上記シールドケース上の離間した複数の点を各点間の距離よりも長い導電部により導通させる導電部材とを備えたものである。
【００１２】
本発明においては、シールドケース上の離間した複数の点を、導電部材を導電部により導通させるようにしたので、導通された各点間は短絡状態となり、シールドケース上の電磁気的不平衡点間の電位差が小さくなる。これによりシールドケース表面の電位差に起因するコモンモードノイズの輻射が抑制される。
【００１３】
また、導電部の長さは、この導電部により導通させられるシールドケース上の離間した複数の各点間の距離よりも長いので、シールドケースにおける共振周波数が、シールドケース自体の寸法で決定される周波数よりも低いものとなり、シールドケース表面のコモンモードノイズの共振周波数が他の周波数にシフトされる。これにより、問題となる周波数のノイズの高調波成分がシールドケースで共振することがなくなり、不要輻射のレベルが抑えられる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、シールドケース表面の電磁気的不平衡点間に発生するコモンモードノイズ電流を低減させることができる。
また、シールドケースの共振周波数が高周波のクロック周波数の高調波に重ならないように共振周波数の共振点をシフトすることにより、各共振周波数の共振点のピークをリミット値以下に分散させることができる。
【００１５】
さらに、導電パターンプレートは導電部の有する折り返し部分を密に形成することにより、シールドケースと外部との接続部材に対するシールド効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施の形態について、適宜、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、シールドケースと外付け導電パターンプレートを示す図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
図１に示すシールドケース１は、図２に示すように、高周波のクロック（例えば、約７４ＭＨｚ）で動作する電子回路を有する電子回路基板１３をシールドするものである。図１に示すシールドケース１は、図２に示すように、電子回路基板１３の部品搭載面側をシールドするトップシールド１１と、電子回路基板１３の非部品搭載面側をシールドするボトムシールド１２とから構成されている。
【００１７】
これにより、電子回路基板１３は、シールドケース１で覆われることにより全方向のシールドが行われる。なお、シールドケースと外部との電気的接続を行うケーブル類２はシールドケース１に設けられる図示しない開口部から外部に引き出される。
【００１８】
しかし、先に述べたように、電子回路を搭載した電子回路基板１３をシールドケース１で覆うようにした場合でも、高い周波数のクロック信号特有の不要輻射によりシールドケース表面から直接コモンモードノイズが輻射される。そこで、コモンモードノイズを低減するため、以下の外付け部材をシールドケース１に設けるようにした。
【００１９】
シールドケース１に対する外付け部材である導電パターンプレート３は、電子回路からの電磁ノイズに基づいて発生するシールドケース１上の電磁気的不平衡点間を少なくとも電磁気的不平衡点間の距離よりも長いパターンを有する導電部分４により導通すると共に、導電部分４の有する折り返し部分を絶縁部分５により平面状に支持するように構成されている。
【００２０】
ここで、導電パターンプレート３の導電部分４のパターンの長さを、電磁気的不平衡点間の距離よりも長いパターンとするのは、電磁気的不平衡点間で発生する共振周波数の共振条件を変えることにより、後述するように、電磁気的不平衡点間で発生する共振周波数の共振点をシフトさせるためである。
【００２１】
図３は、電磁気的不平衡点を示す図である。
図３において、電子回路基板１３に搭載されているＩＣチップからの電磁ノイズ２１が、電磁誘導作用による電磁気的な結合などにより部品搭載面側のシールドケース１上のＩＣチップに近い場所に比較的大きな電磁レベル及び範囲となってＰＡ点のように発生する。
一方で、ＰＡ点から離間したＰＢ点においては、相対的に小さな電磁レベル及び範囲となる。このとき、ＰＡ点とＰＢ点の間は電磁気的に不平衡な状態となるため、すなわち電位差が生じる状態となるため、シールドケース１上のＰＡ点とＰＢ点の電磁気的不平衡点間でコモンモードノイズ電流が流れ、シールドケース１から不要輻射が発生する。
【００２２】
そこで、外付け導電パターンプレート３をシールドケース１上のＰＡ点とＰＢ点の電磁気的不平衡点間にネジ６及びネジ７により装着する。これにより、ＰＡ点とＰＢ点の間が短絡状態となり、これらの点の間の電磁気的不平衡点間のインピーダンスを下げることができるため、これらの点の間の電位差が小さくなる。これによりシールドケース１の表面の電位差に起因するコモンモードノイズの輻射が抑制される。
【００２３】
また、導電部分４の長さは、この導電部分４により導通させられるシールドケース１上の離間した２点間の距離よりも長いので、シールドケース１における共振周波数が、シールドケース１自体の寸法で決定される周波数よりも低いものとなり、シールドケース１の表面のコモンモードノイズの共振周波数が他の周波数にシフトされる。これにより、問題となる周波数のノイズの高調波成分がシールドケースで共振することがなくなり、不要輻射のレベルが抑えられる。
【００２４】
このとき、外付け導電パターンプレート３の導電部分４のパターンは、シールドケース１上のＰＡ点とＰＢ点の電磁気的不平衡点間の共振周波数が電子回路基板１３上の高周波のクロック周波数の高調波（λ／２、λ／４、・・・ただし、λはクロック周波数の波長）に重ならないように共振周波数の共振点をシフトするように選定される。具体的には、外付け導電パターンプレート３の導電部分４の長さ、太さを調整することにより、導電部分４のパターンが選定される。
【００２５】
また、外付け導電パターンプレート３の導電部分４のパターンは、シールドケース１の導電率よりも高い導電率となるように選定される。例えば、シールドケース１は、比較的導電率が低いが軽量であるアルミニュームを材料として選定したとき、外付け導電パターンプレート３の導電部分４のパターンは、比較的導電率が高い銅を材料として選定する。
これにより、ＰＡ点とＰＢ点の電磁気的不平衡点間の電荷が高い導電率の外付け導電パターンプレート３の導電部分４に流れることにより、コモンモードノイズ電流を低減させることができる。
【００２６】
図４は、外付け導電パターンプレートの取り付けを示す図である。
図４において、図３に示したシールドケース１のＰＡ点とＰＢ点の電磁気的不平衡点間に外付け導電パターンプレート３を装着する。このとき、シールドケース１の開口部から外部に引き出されるシールドケース１内の電子回路基板１３と外部との電気的接続を行うケーブル類２及び外付け基板３１を覆うようにシールドケース１の１つの側面側に外付け導電パターンプレート３を装着する。
【００２７】
このとき、導電パターンプレート３の導電部分４の有する折り返し部分が密に形成されているので、シールドケース１と外部との電気的接続を行うケーブル類２及び外付け基板３１に対するシールド効果を奏することができる。
【００２８】
図５は、他の外付け導電パターンプレートの例を示す図である。
図５は、シールドケース１上の電磁気的不平衡点がＰＡ点とＰＢ点の他にＰＡ点とＰＣ点のように複数ある場合の外付け導電パターンプレートの例を示す図である。図５において、図３に示したように、電子回路基板１３に搭載されているＩＣチップからの電磁ノイズ２１が、電磁誘導作用による電磁気的な結合などにより部品搭載面側のシールドケース１上に比較的大きな電磁レベル及び範囲となってＰＡ点のように発生する。
【００２９】
一方で、ＰＡ点から離間したＰＢ点においては、相対的に小さな電磁レベル及び範囲となる。このとき、ＰＡ点とＰＢ点の間は電磁気的に不平衡な状態となるため、すなわち電位差が生じる状態となるため、シールドケース１上のＰＡ点とＰＢ点の電磁気的不平衡点間でコモンモードノイズ電流が流れ、シールドケース１から不要輻射が発生する。
【００３０】
他方で、ＰＡ点からＰＢ点とは直角方向に離間したＰＣ点においても、相対的に小さな電磁レベル及び範囲となる場合がある。このとき、ＰＡ点とＰＣ点の間は電磁気的に不平衡な状態となるため、シールドケース１上のＰＡ点とＰＣ点の電磁気的不平衡点間でコモンモードノイズ電流が流れ、シールドケース１で不要輻射が発生する。
【００３１】
そこで、外付け導電パターンプレート３１をシールドケース１上のＰＢ点とＰＡ点との電磁気的不平衡点間及びＰＡ点とＰＣ点との電磁気的不平衡点間にネジ３４，ネジ３５及びネジ３６によりシールドケース１の１つの側面側及び連続する他の側面側にＬ字状に装着する。これにより、ＰＡ点とＰＢ点の電磁気的不平衡点間及びＰＡ点とＰＣ点との電磁気的不平衡点間のインピーダンスをそれぞれ下げることができるため、ＰＡ点とＰＢ点の電磁気的不平衡点間及びＰＡ点とＰＣ点との電磁気的不平衡点間で発生する不要輻射を抑制することができる。また、シールドケース１の共振周波数の共振点をそれぞれシフトさせることができ、不要輻射を抑制することができる。ここでは、３点の電磁気的不平衡点の場合のみを示したが、３点以上の複数の場合も同様である。
【００３２】
図６は、他の外付け導電パターンプレートの例を示す図である。
図６は、被覆編組線４１を折り返し部を有するように固定治具４２により平板状に支持しながらシールドケース１の１つの側面に固定する。このとき被覆編組４１を図３に示したようにＰＡ点とＰＢ点の電磁気的不平衡点間に装着する。
更に、図３に示されるＰＡ点とＰＢ点を、折り曲げ部を有しない被覆編組線で接続し、中間部分を所定の部位にクランプ等で固定しても、電磁気的不平衡を改善する効果及びシールドケース１の共振周波数をシフトさせることができる。上述した構成によれば、例えば外付け導電パターンプレート３の導電部分４のパターンの選定を行う際には、容易にパターンの変更を可能とすることができる。
【００３３】
図７は、シールドケースを用いたプロジェクタ装置の構成を示す図である。なお、図７においては、光学系よりもシールドケース１部分を拡大して図示している。
上述したシールドケース１によりシールドされた電子回路基板１３は、Ｒ・Ｇ・Ｂの液晶（ＬＣＤ）パネル５６を駆動することによりＲ・Ｇ・Ｂの液晶（ＬＣＤ）パネル５６に表示される画像を図示しないスクリーンに投影するプロジェクタ装置に適用される。
【００３４】
図７において、光源５７から発光された光は光路５８の中を通ってＲ・Ｇ・Ｂの液晶（ＬＣＤ）パネル５６で反射する。Ｒ・Ｇ・Ｂの液晶（ＬＣＤ）パネル５６には画像が表示されているため、液晶（ＬＣＤ）パネル５６に表示されている画像が反射してクロスダイクロイクプリズム５９で合成される。プリズム５９で合成された画像は投光部６０により拡大されて上方の図示しないスクリーンに投影される。
【００３５】
このとき、Ｒ・Ｇ・Ｂの液晶（ＬＣＤ）パネル５６にはＲ・Ｇ・Ｂのフラットケーブル５５を介して電子回路基板１３からＲ・Ｇ・Ｂの液晶（ＬＣＤ）パネル５６に画像を表示させるための制御信号及び駆動信号が供給される。電子回路基板１３には、主電源から一定の電源電圧を生成するＤＣ−ＤＣコンバータ５１、高周波のクロック（例えば、７４ＭＨｚ）で動作すると共に制御を司るコントローラ５２、各種データを格納するメモリ５３、Ｒ・Ｇ・Ｂの各駆動信号及び制御信号を生成するＬＣＤドライブ回路５４を有している。
【００３６】
この電子回路基板１３はシールドケース１によりシールドされている。ここで、電子回路基板１３に搭載されている例えばＲ・Ｇ・ＢのＬＣＤドライブ回路５４などの図３に示したＩＣチップからの電磁ノイズ２１が、電磁誘導作用による電磁気的な結合などにより部品搭載面側のシールドケース１から不要輻射が発生するおそれがあるが、上述したように、シールドケース１に外付け導電パターンプレートを取り付けることにより、不要輻射を抑制することができる。
【００３７】
さらに、プロジェクタ装置の電子回路基板１３以外の他の電源やクロック信号の周波数と重ならないように共振周波数の共振点をシフトすることにより、プロジェクタ装置特有の高周波によるノイズを低減させることができる。
【００３８】
図８、図９は、周波数シフト前後の不要輻射を示す図である。
図９は、図３に示した外付け導電パターンプレート３をシールドケース１上のＰＡ点とＰＢ点の電磁気的不平衡点間に装着したとき、シールドケース１の共振周波数のシフトによる不要輻射の低減の様子を模式的に示すものである。
【００３９】
図８において、外付け導電パターンプレート３を装着しない場合の不要輻射レベルが示されている。図８の例では、高周波のクロックの周波数ｆｃｌｋが約７４ＭＨｚとされており、この周波数ｆｃｌｋの２倍高調波の周波数ｆ１（１４８ＭＨｚ）、３倍高調波の周波数ｆ２（２２２ＭＨｚ）、６倍高調波の周波数ｆ３（４４４ＭＨｚ）、９倍高調波の周波数ｆ４（６６６ＭＨｚ）で、不要輻射レベルのピークが発生している。これは、シールドケース１の寸法で決まる複数の共振周波数と高周波のクロックの特定倍数の高調波の周波数が、一致あるいは近接しているためであると考えられる。図８に示すように、周波数がｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４の高調波不要輻射レベルはリミット値６１に近いレベルである。このため、各高調波において他の部分かから発生する不要輻射が重なると不要輻射レベルはリミット値６１を超えることとなる。
【００４０】
そこで、図３に示した外付け導電パターンプレート３をシールドケース１に装着すると、先に述べたように、シールドケース１の共振周波数が、シールドケース１自体の寸法で決まる周波数よりも低くなる。これにより、例えば、シールドケース１の共振周波数がｆ４からｆ４´にシフトし、高周波のクロックの９倍高調波がシールドケース１で共振することがなくなり、図９に示されるように、９倍高調波に起因する不要輻射のレベルが低下する。このときシールドケース１が周波数ｆ４´で共振するが、もともと周波数ｆ４´における不要輻射のレベルは低いので、周波数ｆ４´での不要輻射のレベルが上昇したとしてもその上昇量は少ないので、リミット値６１との間隔は十分確保することができ、他の不要輻射が重なった場合でもリミット値６１を超えることはない。
他の２倍、３倍、６倍の高調波についても、シールドケース１の共振周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３が、ｆ１´、ｆ２´、ｆ３´にシフトすることにより、同様に不要輻射のレベルが低下する。
【００４１】
図１０は、不要輻射の周波数シフトのパターン選定手順を示す図である。
図１０において、高周波のクロックで動作する電子回路を有する電子回路基板１３をシールドするシールドケース１の全方向の不要輻射を示す遠方磁界を測定する（ステップＳ１）。具体的には、電磁界測定用のサイト内で例えば図７に示したシールドケース１を用いたプロジェクタ装置を３６０度回転させて、どの周波数が規定値より何デシベルオーバーしているかという値を測定する。
【００４２】
次に、ステップＳ１の遠方磁界の測定により得られた不要輻射の周波数が、シールドケース１のどの部分の不要輻射であるかを示す近傍磁界を測定する（ステップＳ２）。具体的には、ステップＳ１の遠方磁界の測定により得られた不要輻射の周波数は、シールドケース１のどの部分の不要輻射であるかが分からないため、例えば、測定用の受信アンテナをシールドケース１の部分毎に近づけて不要輻射の発生部分を特定し、オシロスコープのプローブにより不要輻射の電磁レベルを測定する。
【００４３】
ステップＳ２の近傍磁界の測定により得られた不要輻射の周波数の発生点のうち、他の点に対して電磁気的不平衡点となっている点を検出する（ステップＳ３）。具体的には、ステップＳ２の近傍磁界の測定により得られた不要輻射の周波数の発生部分ごとに、不要輻射の電磁レベルが異なる点を検出し、異なる点を電磁気的不平衡点となっている点として検出する。
なお、電磁気的不平衡点となるか否かの判断は、例えば、コモンモードノイズ電流が問題となる程度の一定の閾値以上の電磁気的不平衡な電磁レベルが存在するか否かで判断される。
【００４４】
ステップＳ３で電磁気的不平衡点が検出されたとき、ターゲットとなる周波数の共振点をシフトする導電部のパターンを選定する（ステップＳ４）。具体的には、電磁気的不平衡点間の共振周波数が高周波のクロック周波数の高調波に重ならないように、電磁気的不平衡点間を導通する導電部のパターンを選定する。
【００４５】
ステップＳ４の導電部のパターン選定の後に、ステップＳ２へ戻って近傍磁界の測定を行い、ステップＳ３でまた電磁気的不平衡点が検出されるときは、ステップＳ４で他の導電部のパターン選定を行う。このようにして、ステップＳ３で電磁気的不平衡点が検出されなくなるまで上記ステップＳ２、ステップＳ３及びステップＳ４までの処理及び判断を繰り返し、ステップＳ３で電磁気的不平衡点が検出されなくなったときは、ステップＳ４選定された導電部のパターンをシールドケース１上の電磁気的不平衡点間に装着する（ステップＳ５）。
【００４６】
上述した本実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない限り、適宜、発明の構成を変更しうることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】シールドケースと外付け導電パターンプレートを示す図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】電磁気的不平衡点を示す図である。
【図４】外付け導電パターンプレートの取り付けを示す図である。
【図５】他の外付け導電パターンプレートの例を示す図である。
【図６】他の外付け導電パターンプレートの例を示す図である。
【図７】シールドケースを用いたプロジェクタ装置の構成を示す図である。
【図８】周波数シフト前の不要輻射のレベルを示す図である。
【図９】周波数シフト後の不要輻射のレベルを示す図である。
【図１０】不要輻射の周波数シフトのパターン選定手順を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…シールドケース、２…ケーブル類、３、３１…外付け導電パターンプレート、４…導電部分、５…絶縁部分、６，７…ネジ、１１…トップシールド、１２…ボトムシールド、１３…電子回路基板、ＰＡ，ＰＢ，ＰＣ…電磁気的不平衡点、２１…ＩＣからの電磁界ノイズ、４１…ワイヤー（外付け導電パターン）、４２…固定治具、５１…ＤＣ‐ＤＣコンバータ、５２…コントローラ、５３…メモリ、５４…ＬＣＤドライブ、５５…フラットケーブル、５６…ＬＣＤパネル、５７…光源、５８…光路、５９…プリズム、６０…投光部、ｆｃｌｋ…高周波のクロック信号の周波数、ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４…高調波の周波数、ｆ１｀、ｆ２｀、ｆ３｀、ｆ４｀…シフト後の高調波の周波数
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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