(57)【要約】【課題】ノイズ発生源となる回路と他のシールドを必要とする回路とが同じ回路基板に実装される電子機器のシールド構造を薄型化する。【解決手段】第２のシールドケース３の開口部３Ａ内に第１のシールドケース１１の天井面１１Ａが位置しており、天井面１１Ａは、第２のシールドケース３の天井面３Ｂにほぼ一致し、あるいは前記天井面３Ｂよりもやや低い位置、または天井面３Ｂよりもやや高い位置にある。よって、天井面３Ｂと天井面１１Ａとの重なり部が存在しなくなり、天井面３Ｂと天井面１１Ａとの間にクリアランスを設ける必要もなくなるため、回路基板７の表面から天井面３Ｂまでの高さ寸法を低くでき、表示ユニット１全体を薄型にできる。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が実装された回路基板と、前記回路基板に実装された一部の電子部品を覆う第１のシールドケースと、前記第１のシールドケースを含み且つ前記第１のシールドケースで覆われていない前記回路基板上の電子部品を覆う第２のシールドケースとが設けられた電子機器において、
前記第２のシールドケースに開口部が形成されて、前記開口部に前記第１のシールドケースが露出しており、且つ前記第１のシールドケースと前記第２のシールドケースとが導通されていることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記第１のシールドケースと第２のシールドケースは、前記回路基板に対向する平面状の上面を有し、前記第２のシールドケースの上面に開口部が形成されて、この開口部内に、前記第１のシールドケースの上面が位置している請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
前記第１のシールドケースと第２のシールドケースの一方には弾性片が、他方には前記弾性片と対向する対向面が設けられており、前記弾性片と前記対向面とが弾圧されている請求項１または２記載の電子機器。
【請求項４】
前記第１のシールドケースと第２のシールドケースとの間に、１つ以上の隙間が設けられており、前記隙間の直線距離の最も長い寸法が２５ｍｍ以下である請求項１ないし３のいずれかに記載の電子機器。
【請求項５】
前記回路基板には、ノイズ発生源となる回路と、ディジタル回路とが実装されて、前記ノイズ発生源となる回路が前記第１のシールドケースで覆われている請求項１ないし４のいずれかに記載の電子機器。
【請求項６】
前記ノイズ発生源となる回路が、表示装置のバックライト駆動回路であり、前記ディジタル回路が、前記表示装置を駆動するディジタル映像信号の処理回路である請求項５記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノイズを発生する回路とディジタル回路とが実装された回路基板上の前記回路が複数のシールドケースでシールドされた電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置を備えたモニタ装置では、液晶表示装置の背部にバックライトが設けられる。
【０００３】
前記バックライトとしては蛍光ランプが使用されるため、モニタ装置に設けられた回路基板には、前記蛍光ランプを駆動するためのバックライト駆動回路が実装されている。しかし、前記バックライト駆動回路には、直流入力を高圧交流に変換して蛍光ランプに与えるインバータ回路が設けられているため、輻射ノイズ（ＥＭＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏ    Ｍａｇｎｅｔｉｃ    Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ））の発生源となっている。よって、前記バックライト駆動回路をシールドケースで覆って電磁シールドし、前記輻射ノイズがディジタル映像信号の処理回路などに影響を与えないようにすることが必要である。輻射ノイズを発生する回路を電磁シールドする技術は例えば以下の特許文献１に記載されている。
【０００４】
しかし、車載用のモニタ装置などのような小型の機器では、前記バックライト駆動回路と前記ディジタル映像信号の処理回路とが同じ回路基板に実装される場合がある。この場合、回路基板上の前記バックライト駆動回路を小型のシールドケースで覆って電磁シールドするとともに、さらに回路基板を前記小型のシールドケースよりも大きいシールドケースで覆って、外部の電気回路からディジタル映像信号の処理回路にノイズによる影響が与えられないようにシールドすることが必要になる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１４８５８６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、輻射ノイズの発生源を小型のシールドケースで覆うとともに、さらに大型のシールドケースで、前記小型のシールドケースおよびディジタル処理回路の双方を覆う構造では、前記大型のシールドケースを十分に大きくして、その内側に位置する前記小型のシールドケースと干渉しないようにすることが必要である。そのため、前記大型のシールドケースが必要以上に大きくなり、機器の小型化と薄型化を阻害することになる。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、ノイズ発生源となる回路と他のシールドを必要とする回路とが実装されている回路基板を用いた電子機器において、シールド構造を薄型化することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電子部品が実装された回路基板と、前記回路基板に実装された一部の電子部品を覆う第１のシールドケースと、前記第１のシールドケースを含み且つ前記第１のシールドケースで覆われていない前記回路基板上の電子部品を覆う第２のシールドケースとが設けられた電子機器において、
前記第２のシールドケースに開口部が形成されて、前記開口部に前記第１のシールドケースが露出しており、且つ前記第１のシールドケースと前記第２のシールドケースとが導通されていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の電子機器では、第２のシールドケースに設けられた開口部に、第１のシールドケースが露出しているため、第１のシールドケースと第２のシールドケースとの重なり部が無くなるため、回路基板上の空間を有効利用でき、第２のシールドケースを小型にできて電子機器全体を薄型化できるようになる。
【００１０】
また、前記第１のシールドケースと第２のシールドケースは、前記回路基板に対向する平面状の上面を有し、前記第２のシールドケースの上面に開口部が形成されて、この開口部内に、前記第１のシールドケースの上面が位置しているものでは、回路基板から第２のシールドケースの上面までの奥行き寸法を最小にでき、電子機器の薄型化を実現できる。
【００１１】
前記において、前記第１のシールドケースと第２のシールドケースの一方には弾性片が、他方には前記弾性片と対向する対向面が設けられており、前記弾性片と前記対向面とが弾圧されているものが好ましい。
【００１２】
前記のように弾性片と対向面とを弾圧させることにより、第１のシールドケースと第２のシールドケースとを確実に同電位に設定できるようになる。
【００１３】
この場合に、前記第１のシールドケースと第２のシールドケースとの間に、１つ以上の隙間が設けられることになるが、前記隙間の直線距離の最も長い寸法が２５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１４】
ディジタル処理回路を電磁シールドして外部ノイズからの影響を低減させる際に、シールドケースの外のノイズ発生源となる電子回路の処理周波数を１ＧＨｚ程度までを想定する必要がある。処理周波数が１ＧＨｚの場合、この外部回路から空間を通過して発生するノイズの波長は３０ｃｍとなるが、さらに波長が１／１２の高調波まで考慮すると、外部ノイズとして２５ｍｍの波長をシールドすることが必要である。したがって、前記寸法は２５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１５】
例えば、前記回路基板には、ノイズ発生源となる回路と、ディジタル回路とが実装されて、前記ノイズ発生源となる回路が前記第１のシールドケースで覆われている場合に、本発明は有効である。
【００１６】
この場合、前記ノイズ発生源となる回路が、表示装置のバックライト駆動回路であり、前記ディジタル回路が、前記表示装置を駆動するディジタル映像信号の処理回路である電子機器に適用可能である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の電子機器の実施の形態として表示ユニットを示す斜視図、図２は表示ユニットの分解斜視図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における表示ユニットの断面図、図４は図２の矢視ＩＶ方向から見た開口部と第１のシールドケースとの関係を示す平面図である。
【００１８】
図１に示す表示ユニット１は、車載用の表示装置などに内蔵されるものである。この表示ユニット１は、液晶パネル４とバックライト装置と回路基板７とが重ねられ、さらに背部が第２のシールドケース３で覆われた状態で、１つのユニットとして組み立てられる。
【００１９】
表示ユニット１の前部にはフロント枠２が設けられ、フロント枠２の内側に液晶パネル４が設置されている。液晶パネル４の背部にはバックライト装置として、蛍光ランプ５および導光部材６が設けられている。
【００２０】
前記液晶パネル４は、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ    Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶パネルなどの透過型パネルである。前記蛍光ランプ５は熱陰極管や冷陰極管などであり、導光部材６はアクリルなど透明な樹脂板で形成されている。細長い蛍光ランプ５の光は導光部材６の側面から入射され、導光部材６内での光の乱反射によって均一な面光源となって、前記液晶パネル４が背面から照明される。
【００２１】
前記導光部材６の背面に回路基板７が重ねられている。回路基板７の背面には、電源回路８、液晶パネル４を駆動するためのドライバ回路９、前記蛍光ランプ５を点灯させるためのバックライト駆動回路１０などを構成する各種電子部品が実装されている。前記電源回路８は、車載用である場合には、バッテリー電圧２４［ｖ］を安定したＤＣ５［ｖ］の電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータなどである。またドライバ回路９は、前記液晶パネル４を駆動するためのディジタル映像信号の処理回路である。前記バックライト駆動回路１０は、バッテリーからの直流入力を交流の高電圧出力に変換するインバータ回路を有している。
【００２２】
回路基板７の背面には、前記バックライト駆動回路１０の全体、あるいは輻射ノイズの発生源であるインバータ回路を覆う小型の第１のシールドケース１１が設けられている。
【００２３】
前記第１のシールドケース１１は、メッキ鋼板などの導電性の金属板をプレス加工することで箱状に形成されたものである。この第１のシールドケース１１には、回路基板７と平行に対向する平面状の天井面（上面）１１Ａと、Ｘ方向に対向する側面１１Ｄ，１１Ｄと、Ｙ方向に対向する側面１１Ｅ，１１Ｆが設けられており、さらに天井面１１Ａと側面１１Ｅとの間に傾斜側面１１Ｂが設けられている。
【００２４】
前記側面１１Ｄ，１１Ｄ、側面１１Ｆおよび傾斜側面１１Ｂには、第１のシールドケース１１を構成する板材の一部を切り起こして形成した弾性片１１ｂが合計で６個設けられている。これら弾性片１１ｂは矩形状であり、天井面１１Ａにおいて第１のシールドケース１１と連続しており、回路基板７側に自由端を有して外側に向けて広げられた状態となっている。
【００２５】
各側面１１Ｄ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆの下端には、複数の係止片１１ｃが一体に設けられており、この係止片１１ｃが、回路基板７に形成された係止穴７ａに挿入され、係止片１１ｃが回路基板７に形成された導電パターンに半田付けされる。
【００２６】
前記第２のシールドケース３は、メッキ鋼板やアルミニウム板などの導電性の金属材料で箱形状にプレス加工されたものであり、回路基板７と平行に対向する天井面３Ｂと、Ｘ方向に対向する側面３Ｄ，３Ｄと、Ｙ方向に対向する側面３Ｅ，３Ｆを有しており、天井面３Ｂと側面３Ｅとの間に傾斜側面３ａが、天井面３Ｂと側面３Ｆとの間に傾斜側面３ｂが設けられている。
【００２７】
前記天井面３Ｂには、矩形状の開口部３Ａが形成されている。この開口部３Ａは、前記第１のシールドケース１１の天井面１１Ａよりもわずかに大きい面積を有して開口している。図２に示すように、前記第２のシールドケース３には、前記天井面３Ｂから開口部３Ａの内部に向けて直角に折り曲げられた３つの折り片３ｃ，３ｃ，３ｃが設けられている。第２のシールドケース３で回路基板７の全体が覆われると、第１のシールドケース１１が前記開口部３Ａに入り込み、第１のシールドケース１１に設けられた複数の弾性片１１ｂのそれぞれが、前記折り片３ｃ，３ｃ，３ｃおよび傾斜側面３ａの内面に弾圧されて、第１のシールドケース１１と第２のシールドケース３とが接触して同電位となる。
【００２８】
この実施の形態では、３つの前記折り片３ｃ，３ｃ，３ｃおよび傾斜側面３ａの内面がそれぞれ、前記弾性片１１ｂが弾圧される対向面として機能する。また、これとは逆に、第２のシールドケース３の前記折り片３ｃ，３ｃ，３ｃと傾斜側面３ａに弾性片が設けられて、第１のシールドケース１１の外面に前記弾圧片が弾圧されてもよい。また、前記折り片３ｃ，３ｃ，３ｃは、第１のシールドケース１１の周囲を囲むように位置しているため、バックライト駆動回路１０は、前記第１のシールドケース１１と、前記折り片３ｃ，３ｃ，３ｃとで二重シールドされていることになる。
【００２９】
図３に示すように、前記第２のシールドケース３によって、第１のシールドケース１１と、電源回路８およびドライバ回路９が覆われて、第２のシールドケース３と回路基板７とが固定され、あるいは第２のシールドケース３とフロント枠２とが固定されて表示ユニット１が完成する。また、第１のシールドケース１１と第２のシールドケース３の少なくとも一方が、回路基板７のアースパターンに導通して、第１のシールドケース１１と第２のシールドケース３とが接地されている。
【００３０】
図３に示すように、この表示ユニット１では、第２のシールドケース３の開口部３Ａ内に第１のシールドケース１１の天井面１１Ａが位置しており、天井面１１Ａは、第２のシールドケース３の天井面３Ｂにほぼ一致し、あるいは前記天井面３Ｂよりもやや低い位置、または天井面３Ｂよりもやや高い位置にある。したがって、天井面３Ｂと天井面１１Ａとの重なり部が存在しなくなり、天井面３Ｂと天井面１１Ａとの重なり部にクリアランスを設ける必要もなくなるため、回路基板７の表面から天井面３Ｂまでの高さ寸法を低くでき、表示ユニット１全体を薄型にできる。
【００３１】
特に、この表示ユニット１では、第２のシールドケース３がユニットの背面側の全体を覆うブラケットとして機能しているため、表示ユニット１の全体を頑丈なものとするために、第２のシールドケース３を厚い板材で形成されることが好ましい。このような場合も、第１のシールドケース１１の天井面１１Ａを第２のシールドケース３の板厚の寸法内に位置させることにより、ユニットの背部方向の奥行き寸法を小さくでき、ユニットを薄型化できる。
【００３２】
また、第１のシールドケース１１と第２のシールドケース３とが弾性片１１ｂで弾圧されていることにより、両シールドケースを確実に接触させて、同電位にすることが可能である。
【００３３】
この表示ユニット１では、電源回路８、ディジタル映像信号を処理して液晶パネル４の駆動セグメントに与えるドライバ回路９およびバックライト駆動回路１０が、共通の回路基板７に実装され、しかも回路基板７が液晶パネル４から平面的にはみ出すことのない大きさであるため、小型のユニットとして完成できるようになっている。
【００３４】
そして、同じ回路基板７に実装されているバックライト駆動回路１０が、第１のシールドケース１１および折り片３ｃとで二重に覆われて電磁シールドされているため、バックライト駆動回路１０内のインバータ回路からの輻射ノイズが、ディジタル映像信号に影響を与えるのを防止できる。
【００３５】
しかも、回路基板７の全体が第２のシールドケース３で覆われているため、この表示ユニット１の外部から発せられるノイズがシールドされて、前記ドライバ回路９でのディジタル信号処理に悪影響を与えることを防止できる。
【００３６】
ここで、第２のシールドケース３に形成された開口部３Ａは、第１のシールドケース１１の天井面１１Ａよりも若干大きく形成される。これにより、第１のシールドケース１１を第２のシールドケース３で覆ったときに、第１のシールドケース１１を前記開口部３Ａ内に確実に挿入することができる。そのため、図４に示すように、第１のシールドケース１１と、第２のシールドケース３の開口部３Ａとの間に、隙間２０が形成される。
【００３７】
ここでそれぞれの隙間２０の開口寸法であるが、この隙間２０の直線的な最大の長さ寸法Ｌ（隙間２０内のうち最も直線距離を長くとることが可能な部分の寸法）は、表示ユニット１の外部に存在する各種電子回路からのノイズが、ドライバ回路９に影響を与えないように設定される。
【００３８】
前記ドライバ回路９がディジタル映像信号を処理するため、このドライバ回路９に影響を与える外部の電子回路として１ＧＨｚ程度までの周波数の回路を想定することが必要である。
【００３９】
外部のノイズ発生回路の処理周波数をｆ＝１ＧＨｚ、空間での電子の速度をｖ（ｖ≒３．０×１０８）とすると、輻射ノイズの波長λは、λ＝ｖ／ｆより、
λ＝ｖ／ｆ＝３．０×１０８／１．０×１０９＝０．３ｍ  である。
【００４０】
前記隙間２０の直線距離が、外部のノイズ源から発せられる電波の波長から離れているほど、前記隙間２０が前記電波を受信する可能性を低くできる。よって、前記のように外部回路のノイズを１ＧＨｚまで想定し、隙間２０の長さ寸法Ｌをノイズ源から発せられる波長の１２分の１以下とすることにより、ノイズ発生源からの１２次の高調波までの受信を阻止することができる。
【００４１】
前記１２次の高調波の波長を求めると、
λ／１２＝０．３／１２＝０．０２５ｍ＝２５ｍｍ  となる。
【００４２】
よって、前記隙間２０の長さ寸法Ｌを、２５ｍｍ以下（Ｌ≦２５ｍｍ）とすることにより、外部の回路からドライバ回路９へのノイズの影響を効果的に防止できるようになる。
【００４３】
なお、上記実施の形態では、電子機器として表示ユニット１を例示して説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、その他の電子機器であってもよい。
【００４４】
また第１のシールドケースが遮蔽するノイズ発生源としては、バックライト駆動回路１０を例示して説明したが、その他ノイズ発生源（例えば電源回路など）を覆うものであってもよい。
【００４５】
さらに、本発明ではノイズ発生源を第１のシールドケース１１の内部に閉じ込めて電磁的にシールド（遮蔽）することにより、輻射ノイズが外部に漏れるのを防止するものを説明したが、その他輻射ノイズを受けると誤動作しやすい部品や電子回路などを前記第１のシールドケース１１の内部に設けるようにしたものであってもよい。
【００４６】
また、第２のシールドケース３の側面に開口部が形成されて、第１のシールドケース１１の側面が前記開口部に現れるものであってもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように本発明では、第１のシールドケースと第２のシールドケースとの重なりを避けることができるため、電子機器を薄型とすることが可能となる。
【００４８】
しかも、ノイズ発生源のシールドと機器内のその他の回路のシールドとを行うことができ、その他の回路がノイズ発生源からの輻射ノイズの影響を受け難くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子機器の実施の形態として表示ユニットを示す斜視図、
【図２】表示ユニットの分解斜視図、
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における表示ユニットの断面図、
【図４】図２の矢視ＩＶ方向から見た開口部と第１のシールドケースとの関係を示す平面図、
【符号の説明】
１  表示ユニット（電子機器）
２  フロント枠
３  第２のシールドケース
３Ａ  開口部
３ａ，３ｂ  傾斜側面
３ｃ  折り片
４  液晶パネル
５  蛍光ランプ
６  導光部材
７  回路基板
９  ドライバ回路
１０  バックライト駆動回路（ノイズ発生源）
１１  第１のシールドケース
１１ｂ  弾性片
２０  隙間
Ｌ  隙間の長さ寸法
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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