高周波モジュールおよび受信装置
【課題】電界および磁界をシールド部の外部に排出することができ、シールド部内の電子部品をより近接させて配置することが可能で、ひいては小型化を図ることが可能な高周波モジュールおよび受信装置を提供する。
【解決手段】インダクタを含む発振器を内蔵する集積回路（ＩＣ）１１２，１１３と、ＩＣ１１２，１１３覆う形状のシールド部としてのシールドケース１１４と、を有し、シールド部としてのシールドケース１１４は、ＩＣ１１２，１１３の配置位置と対向する領域に、ＩＣ１１２，１１３の形状サイズの１／２以上の大きさの開口部１１６Ａ，１１６Ｂが形成されている。
【解決手段】インダクタを含む発振器を内蔵する集積回路（ＩＣ）１１２，１１３と、ＩＣ１１２，１１３覆う形状のシールド部としてのシールドケース１１４と、を有し、シールド部としてのシールドケース１１４は、ＩＣ１１２，１１３の配置位置と対向する領域に、ＩＣ１１２，１１３の形状サイズの１／２以上の大きさの開口部１１６Ａ，１１６Ｂが形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テレビジョンチューナ等に適用可能な高周波モジュールおよび受信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高周波モジュールの一例であるテレビジョン（ＴＶ）チューナはＴＶ受信機のみならず、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）などのＩＴ機器にも内蔵されるようになっている。
そして、その受信装置は、地上波テレビジョン放送と衛星波テレビジョン放送を受信可能にするために、地上波チューナと衛星チューナを搭載した、いわゆるダブルチューナの受信装置として構成される。
【０００３】
図１は、ＩＴ機器に適用されるダブルチューナの一般的な放送波受信装置の構成例を示すブロック図である。
【０００４】
図１の受信装置１は、衛星チューナ２、地上波チューナ３、入力端子４、スプリッタ５、ＰＣＩ-Ｅｘｐｒｅｓｓブリッジ６、電源７、メモリ８、およびカードエッジコネクタ部９を有する。
【０００５】
図１は、ＰＣＩ-Ｅｘｐｒｅｓｓと呼ばれるコンピュータのインターフェースを使ったＰＣ内のアプリケーションの例である。
本構成の回路では所定のスロットに回路が内蔵されるように高さも標準化されていて、おおよそ３．７５ｍｍ以内にする必要がある。
【０００６】
受信装置１においては、入力端子４から入力された高周波信号がスプリッタ５を介して分配された後に２つのチューナ２と３に供給され復調されてデータが出力される。
そのデータは、ＰＣＩ-Ｅｘｐｒｅｓｓブリッジ６を介してデジタルデータＰＣＩ-Ｅｘｐｒｅｓｓのインターフェースに出力される。
そのとき、電源７は必要な電圧、電流を供給しメモリ８は必要な保管データを保持する動作を行う。
【０００７】
ところで、ダブルチューナの受信装置は、小型化、実装設計の簡単化が求められている。これに対応すべく、２個のチューナを１つのダブルチューナモジュール内に配置した受信装置が実用に供されている。
【０００８】
図２は、ダブルチューナモジュールを適用した放送波受信装置の構成例を示すブロック図である。
図２において、受信装置１Ａは、ダブルチューナモジュール１０を有する。
なお、図１と同じ番号を付してある機能部分は同じく図１と同じ動作を行う。
【０００９】
図３は、ＰＣＩ-Ｅｘｐｒｅｓｓ基板上に配置されるダブルチューナモジュールの簡略構成を示す図である。
【００１０】
ダブルチューナモジュール１０は、基板１１上でさらに薄い高さとして２．３ｍｍ高で設計されている例を示している。
このように、薄いモジュールを構成する場合、衛星チューナ１２および地上波チューナ１３は基板１１の上に集積回路（ＩＣ）としてマウントされ、シールドケース１４で覆う構成によって実現される。
このように、薄いチューナを実現するには使用する半導体においてもより集積化されたＩＣが好適であり、同様に図３の内部の衛星チューナ１２と地上波チューナ１３は集積度を向上するために、局部発振器とそれに用いるインダクタを内蔵している。
【００１１】
図４は、ＩＣに内蔵されるインダクタの一例を説明するための図である。
【００１２】
高周波帯で動作する半導体においては、一般に外部回路によって実現されていた電圧制御発振器（ＶＣＯ：Voltage Controlled Oscillator）は、図４のＩＣチップ２０の上にレイアウトされるオンチップ型のＶＣＯ２１となる。ＶＣＯ２１に必須のインダクタ２２はアルミ配線によって同心円の形状を持つスパイラル形状によって実現される。
本例はＮＸＰ社のQUBIC4と言うプロセスの説明図で、局部発振器（図中ＶＣＯ２１）に使うインダクタをＩＣのパターンレイアウトで構成しているＩＣの例である。
【００１３】
一般に、ＩＣに内蔵されるインダクタは平面上に配置されるので、図４のように同心円を螺旋状に周回するスパイラル構造を持つ。
このため、ＩＣの動作時にはこのインダクタから誘起される電界、磁界は紙面平面の上下方向に放射される。
そこで、局部発振回路を内蔵し、かつインダクタを内蔵したＩＣを複数使用する場合、ＩＣの周囲に発生する電界の影響を考慮する必要がある。
【００１４】
図５（Ａ）および（Ｂ）は、インダクタを内蔵するＩＣが放射する電界の概念を示す図である。
【００１５】
図５（Ａ）は、回路基板１１の上にマウントされたＩＣ３０から電波３１が放射している例を示している。
この場合は、ＩＣ３０近傍では円弧状の電界強度であるが放射素子であるＩＣ３０から離れるにつれて放射面に平行になる。
【００１６】
図５（Ｂ）は、実際のチューナモジュールに実装された様子を示している。
すなわち、回路基板１１にマウントされたＩＣ３０の底面には銅箔面３３が横方向と上面方向はシールドケース１４で覆われている。この場合、放出された電波３１がシールドケース１４および銅箔面３３に近傍で反射されるため、円弧状の電界が反射しながら経路路３２を経て伝搬されていく。
【００１７】
なお、シールドケース１４は薄い材料であって半田付け性に優れる銅、ニッケル、亜鉛の合金である通称、洋白と呼ばれる金属を用いるが、一般に導電性が優れていれば問題無いため、形状の制約がゆるい場合は安価なブリキ材やその類似品を用いてもよい。
【００１８】
図６（Ａ）および（Ｂ）は、インダクタを内蔵するＩＣが放射する磁界の概念を示す図である。
図６（Ａ）および（Ｂ）において、図５と同じ構成要素には同じ番号を付してある。
【００１９】
図６（Ａ）にはＩＣ３０から上部方向に磁界４０が誘起され底面側に戻るループを形成する。
同様に、図６（Ｂ）に示すように、シールドケース１４、回路基板１１の表面の銅箔面３３の導体面にぶつかった磁界は渦電流４１を発生させる。そして、この渦電流は導体内を伝搬して導体内に拡散される。
【００２０】
図７（Ａ）および（Ｂ）は、図５および図６の電界、磁界による高周波信号の伝搬を等価的に示す図である。
【００２１】
図７（Ａ）は、ＩＣ３０の上面近傍にシールドケース１４がある場合、電界および磁界がシールドケースを介して反射や電流の誘起などで信号が伝わることをストレーキャパシタンス５０によって置き換えている。
そして図７（Ｂ）は、図３のダブルチューナモジュールに当てはめた説明図であり、衛星チューナ１２と地上波チューナ１３がストレーキャパシタンス５０を介して接続されている様子を示している。
【００２２】
ＩＣ３０に内蔵されるインダクタも一般の部品と同様で、電流を流せば電磁界を発生させる素子となり、逆に電磁界の中に置けば電流を誘起する素子となることは容易に理解できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特開２００７−１０３６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
ところで、以上説明してきたような高周波信号の放射が起こりやすくなった要因にはＩＣの動作周波数の進化も考える必要がある。
【００２５】
図４のように、ＶＣＯを内蔵したＩＣでは回路動作に適したインダクタを用いるのが一般的であるが、ＩＣのサイズに制約されるため、数ミリ角のスペースしか与えられないのが普通である。
この場合に実現できるインダクタンス値は１０ｎＨ程度の値しか取れない。
この条件でたとえは並列共振器を構成して共振周波数を計算すると、
ｆ＝１／２π√ＬＣ、 Ｃ＝１／（２πｆ）２Ｌ
となる。たとえば、ｆ＝２００ＭＨｚとすると、Ｃ＝６３ｐＦが必要になる。
【００２６】
ところが、ＩＣの内部に作るキャパシタンスとしては６３ｐＦは非常に大きく、キャパシタを構成する対向する電極面の面積を確保するとチップサイズが大きくなってコストが高くなる。
【００２７】
一方で、年々高速化、微細化する半導体プロセスにおいては動作周波数がギガヘルツ帯に突入しており、ちょうど本衛星チューナ、地上波チューナの所用周波数の数倍の領域で動作できる。
半導体内部部品とプロセスの動作周波数のバランスを取る形で技術が進化した結果、受信周波数の逓倍周波数で発振するＶＣＯを用い、分周して周波数変換を行う方式が主流となっている。
【００２８】
衛星チューナ１２の場合、ローカル周波数は２〜４ＧＨｚ付近のため、その波長は７０〜１４０ｍｍ程度となる。
このとき、ダブルチューナを１つのモジュールで実現しようとした場合、チューナＩＣの間隔は容易にλ/４のサイズに収まってしまう。
λ/４という距離は電波の受信に効率の良い共振を起こしてしまい、特に電波の伝播が起こりやすい状況を生じさせる。
【００２９】
図８は、このようにしてチューナ間の干渉が起きている一例を示す図である。
【００３０】
図８に示す例は、一方のチューナのＶＣＯ発振をローカル周波数として示している。
そして、その１/２ローカル周波数とＲＦ信号が周波数変換されたＩＦの近傍にもう一つのチューナから発せられた電磁界スプリアスによるサイドバンドＳＢ１，ＳＢ２がローカル周波数の両サイドに生じる。このことから、同じようにＩＦの両サイドに周波数変換されている。
【００３１】
このように、チューナ間の干渉がギガヘルツ帯の高い周波数で発生した結果、本来必要なＲＦ信号と一緒に周波数変換されてＩＦ帯に現れてしまう。
この周波数変換はＶＣＯ回路間の干渉あるいはその他の回路に重畳された電磁界スプリアスが周波数変換を行うミキサ部にて一緒に周波数変換されるなど、複数の経路がある。
【００３２】
以上説明したように、ＶＣＯなどの発振器等、ＲＦ回路を有したＩＣを薄い金属筐体で覆った場合、小型筐体になるほど周囲に電磁波を伝播させてしまって受信帯域内にスプリアスノイズを発生させやすくなる。
【００３３】
特許文献１には、シールドケースを変形させて、回路基板上で発生するノイズをシールドケースに効率的に逃がし、隣接する回路への影響を低減するように構成された電子装置が記載されている。
この電子装置においては、シールドケースの金属部に絞りの加工を施し、チューナ内部の周波数変換回路を有するＩＣに近接させることを主目的とし、ＩＣから発せられる電波を吸収する接地導体としてシールドケースを用いている。
そして、絞り部には、放熱のためのスリットが形成されている。
この電子装置は、シールドケースに電磁波を吸収し、漏洩をさせない機能を持たせているものの、電界および磁界の影響によるチューナ間の干渉を防止することは困難である。
【００３４】
本発明は、電界および磁界をシールド部の外部に排出することができ、シールド部内の電子部品をより近接させて配置することが可能で、ひいては小型化を図ることが可能な高周波モジュールおよび受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
本発明の第１の観点の高周波モジュールは、発振器を内蔵する集積回路と、上記集積回路を覆う形状のシールド部と、を有し、上記シールド部は、上記集積回路の配置位置と対向する領域に、当該集積回路の形状サイズの１／２以上の大きさの開口部が形成されている。
【００３６】
本発明の第２の観点の受信装置は、衛星波放送信号または地上波放送信号が入力される入力端子と、上記衛星波放送信号の周波数変換機能を有する衛星チューナを含む衛星放送受信回路と、上記地上波放送信号の周波数変換機能を有する地上波チューナを含む地上波放送受信回路と、上記入力端子から入力される衛星波放送信号を上記衛星放送受信回路に分配し、上記地上波放送信号を上記地上波放送受信回路に分波する分波回路と、を有し、上記衛星チューナおよび上記地上波チューナは、発振器を内蔵して衛星チューナ集積回路および地上波チューナ集積回路として形成され、少なくとも上記衛星チューナ集積回路および上記地上波チューナ集積回路を覆う形状のシールド部を含み、上記シールド部は、上記衛星チューナ集積回路および上記地上波チューナ集積回路のうちの少なくとも一方の集積回路の配置位置と対向する領域に、当該集積回路の形状サイズの１／２以上の大きさの開口部が形成されている。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、電界および磁界をシールド部の外部に排出することができ、シールド部内の電子部品をより近接させて配置することができ、ひいてはモジュールの小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】ＩＴ機器等に適用されるダブルチューナの一般的な放送波受信装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】ダブルチューナモジュールを適用した放送波受信装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】ＰＣＩ-Ｅｘｐｒｅｓｓ基板上に配置されるダブルチューナモジュールの簡略構成を示す図である。
【図４】ＩＣに内蔵されるインダクタの一例を説明するための図である。
【図５】インダクタを内蔵するＩＣが放射する電界の概念を示す図である。
【図６】インダクタを内蔵するＩＣが放射する磁界の概念を示す図である。
【図７】図５および図６の電界、磁界による高周波信号の伝搬を等価的に示す図である。
【図８】チューナ間の干渉が起きている一例を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る高周波モジュールを採用した放送信号受信装置の構成例を示す図である。
【図１０】本第１の実施形態に係る高周波モジュールの一例として採用したダブルチューナモジュールの要部の簡略構成を示す図である。
【図１１】本実施形態に係る高周波モジュールの一例として採用したダブルチューナモジュールの具体的な構成例を示す図である。
【図１２】本第１の実施形態に係る開口部を有する高周波モジュールの原理を説明するための図である。
【図１３】本第実施形態に係るシールドケースに形成された開口部の具体的な構成例について説明するための図である。
【図１４】本実施形態に係るシールドケースに形成された開口部の他の具体的な構成例について説明するための図である。
【図１５】地上波チューナから衛星チューナに対する干渉を測定した例を示す図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態に係る放送信号受信装置におけるダブルチューナモジュールの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。
なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施形態
２．第２の実施形態
【００４０】
＜１．第１の実施形態＞
図９は、本発明の第１の実施形態に係る高周波モジュールを採用した放送信号受信装置の構成例を示す図である。
図１０は、本第１の実施形態に係る高周波モジュールの一例として採用したダブルチューナモジュールの要部の簡略構成を示す図である。
図１１は、本実施形態に係る高周波モジュールの一例として採用したダブルチューナモジュールの具体的な構成例を示す図である。
【００４１】
本受信装置１００は、ダブルチューナモジュール１１０、入力端子１２０、ＰＣＩ-Ｅｘｐｒｅｓｓブリッジ１３０、電源１４０、メモリ１５０、およびカードエッジコネクタ部１６０を有する。
図９の受信装置１００は、ＰＣＩ-Ｅｘｐｒｅｓｓと呼ばれるコンピュータのインターフェースを使ったＰＣ内のアプリケーションの例である。
【００４２】
本実施形態において、高周波モジュールの一例として示すダブルチューナモジュール１１０は、衛星波ＴＶ放送と地上波ＴＶ放送を受信可能に構成されている。
【００４３】
［ダブルチューナモジュールの構成例］
ダブルチューナモジュール１１０は、図１０に示すように、チューナ基板１１１上でさらに薄い高さとして２．３ｍｍ高で設計されている例を示している。
薄いモジュールとして構成されるダブルチューナモジュール１１０は、衛星チューナ１１２および地上波チューナ１１３がチューナ基板１１１の上にＩＣとしてマウントされ、シールド部としてのシールドケース１１４で覆うように構成されている。
このように、薄いチューナを実現するには使用する半導体においてもより集積化されたＩＣが好適である。
本実施形態の衛星チューナ１１２と地上波チューナ１１３は集積度を向上するために、たとえば図４に示すように、局部発振器とそれに用いるインダクタを内蔵している。
また、図１０中の符号１１５はグランド面である銅箔面を示している。
【００４４】
本ダブルチューナモジュール１１０は、図１０に示すように、ＩＣにより形成される衛星チューナＩＣ１１２と地上波チューナＩＣ１１３の上部に位置するシールドケース１１４に、ＩＣの形状サイズの１／２以上の大きさの開口部１１６Ａ，１１６Ｂが形成されている。
この開口部１１６Ａ，１１６Ｂは、シールドケース１１４内で発生する電界および磁界を外部に効率よく排出できるように形成されている。
図１０から明らかなようにそれぞれの衛星チューナＩＣ１１２と地上波チューナＩＣ１１３の上部に開口部が形成されシールドケース１１４を用いることで、図７に示されるストレーキャパシタンスの発生を防ぐことが可能である。
この構造のダブルチューナモジュール１１０では、ＶＣＯの発振周波数の波長に比べて十分な距離が取れない複数のチューナＩＣの実装を行っても高周波信号が相互に干渉することを回避させることができる。
この高周波モジュール（本実施形態ではダブルチューナモジュール）の開口部１１６の大きさ、形状、機能等については後で詳述する。
【００４５】
本第１の実施形態のシールドケース１１４は、薄い材料であって半田付け性に優れる銅、ニッケル、亜鉛の合金である通称、洋白と呼ばれる金属が用いられる。
ただし、シールドケース１１４としては、一般に導電性が優れていれば問題無いため、形状の制約がゆるい場合は安価なブリキ材やその類似品を用いることも可能である。
【００４６】
また、ＩＣ内蔵の発振器に使用されるインダクタは、同心形状の配線を持つように構成される。
また、ＩＣ内蔵の発振器に使用されるインダクタは、複数の同心形状の配線を持つように構成される。
たとえば、ＩＣ内部のマスクパターンにスパイラル状のインダクタとして形成することも可能である。
また、ＩＣは、配線パターンまたは電子部品または配線に同心形状のインダクタを配置する構造を採用することも可能である。
【００４７】
［ダブルチューナモジュールの機能説明］
ここで、図１１に関連付けてダブルチューナモジュール１１０内の回路構成および機能について説明する。
ここでは、ダブルチューナモジュールを符号２００で示す。
【００４８】
図１１のダブルチューナモジュール２００は、入力端子２０１、分波回路２０２、ハイパスフィルタ（High Pass Filter：ＨＰＦ）２０３、低雑音増幅器（Low Noise Amplifier：ＬＮＡ）２０４、衛星チューナ２０５、および衛星復調部２０６を有する。
ダブルチューナモジュール２００は、バンドパスフィルタ（Band Pass Filter：ＢＰＦ）２０７、アッテネータ回路（ＡＴＴ）２０８、ＬＮＡ２０９、地上波チューナ２１０、地上波復調部２１１を有する。
ダブルチューナモジュール２００は、出力マトリックス部２１２、スイッチ２１３，２１４、およびトランスポートストリーム（Transport Stream：ＴＳ）出力ポート２１５，２１６を有する。
ダブルチューナモジュール２００は、インダクタ２１７、および低雑音ブロックダウンコンバータ（Low Noise Blockdown Converter；ＬＮＢ）用端子２１８を有する。
ダブルチューナモジュール２００は、電源端子として、衛星チューナ用ＶＣＣＡ１端子２１９、地上波チューナ用ＶＣＣＡ２端子２２０を有する。
ダブルチューナモジュール２００は、衛星および地上波復調および出力マトリックス用ＶＤＤＨ端子２２１、ＶＤＤＬ端子２２２を有する。
ダブルチューナモジュール２００は、Ｉ２Ｃ端子２２３を有する。
【００４９】
ダブルチューナモジュール２００において、ＨＰＦ２０３、ＬＮＡ２０４、衛星チューナ２０５、および衛星復調部２０６により衛星放送受信回路２３０が形成される。
ＢＰＦ２０７、アッテネータ回路２０８、ＬＮＡ２０９、地上波チューナ２１０、および地上波復調部２１１により地上波放送受信回路２４０が形成される。
【００５０】
ダブルチューナモジュール２００において、入力端子２０１に印加された高周波信号は分波回路２０２によって衛星放送の受信側と地上波放送の受信側に分かれる。
衛星放送受信回路２３０では、衛星放送信号がＨＰＦ２０３を介してＬＮＡ２０４によって増幅され衛星チューナ２０５に入力され周波数変換される。その後に衛星復調部２０６にてＴＳデータとなって出力マトリックス部２１２に送出される。
【００５１】
他方、地上波放送受信回路２４０では、地上放送信号は分波回路２０２で分波された後にＢＰＦ２０７で帯域制限され、アッテネータ回路２０８にて適正な信号レベルにされた後、ＬＮＡ２０９で増幅され地上波チューナ２１０に入力される。
地上波チューナ２１０にて周波数変化された後に地上波復調部２１１によって衛星復調と同様のＴＳデータに変換され前記同様に出力マトリックス部２１２に送出される。
出力マトリックス部２１２はスイッチ２１３および２１４を有しており、ＴＳ出力ポート２１５，２１６に求められるＴＳを選択して出力することができる。
【００５２】
インダクタ２１７は、ＬＮＢへの直流供給と高周波信号の遮断の役目を持ち、端子２１８と分波回路（分配器）２０２の衛星用ラインに結線され、分波回路２０２を直流的に通過して入力端子２０１から外部に直流電圧を供給する。
端子２２３は、それぞれ衛星復調部２０６と地上波復調部２１１を制御するＩ２Ｃバスの入力端子であり、それぞれの復調部を介してそれぞれ衛星チューナ２０５および地上波チューナ２１０も制御する構成になっている。
【００５３】
以上、本実施形態に係る放送信号受信装置１００の全体構成を高周波モジュールの一例であるダブルチューナモジュール１１０を中心に説明した。
以下では、本実施形態に係る開口部を有する高周波モジュールの特徴について説明する。
【００５４】
［開口部を有する高周波モジュールの原理説明］
図１２（Ａ）および（Ｂ）は、本第１の実施形態に係る開口部を有する高周波モジュールの原理を説明するための図である。
ここで、理解を容易にするために、ダブルチューナモジュールと同一構成部分は同一符号を持って表している。
図１２（Ａ）においては、３００はインダクタを含む発振器を内蔵するＩＣを示し、３０１は電波を示している。
図１２（Ｂ）において、４００は磁界を示している。
【００５５】
図１２（Ａ）は、本実施形態における高周波モジュールによる電波の放射を示している。
電波３０１は、本実施形態の開口部を有するシールドケース１１４の開口部１１６から外部に輻射するように、開口部１１６はその位置と開口度を決めて形成されることによって、電波３０１がシールドケース１１４では反射せず、横方向への伝播も起こらない。
【００５６】
図１２（Ｂ）は、同様に開口部１１６を有するシールドケース１１４が磁界４００に対して渦電流を発生させないように、開口部１１６はその位置と開口率を決めて形成されている。
この開口部１１６によって磁界４００はモジュールの外部へ拡散することになり、シールドケース１１４を伝播する渦電流の発生を防ぐことができる。
【００５７】
以上の原理に基づいて図１０のシールドケースを用いたダブルチューナモジュール１１０が形成されている。
前述したが、図１０から明らかなように、それぞれの衛星チューナＩＣ１１２と地上波チューナＩＣ１１３の上面に開口部を設けたシールドケースを用いることで図７に示されるストレーキャパシタンスの発生を防いでいることが分かる。
この構造のチューナモジュールではＶＣＯの発振周波数の波長に比べて十分な距離が取れない複数のチューナＩＣの実装を行っても高周波信号が相互に干渉することを回避させることができる。
【００５８】
図１３（Ａ）および（Ｂ）は、本実施形態に係るシールドケース１１４に形成された開口部の具体的な構成例について説明するための図である。
【００５９】
図１３（Ａ）は実装したＩＣの上面に方形状の穴を開口部１１６Ｃ，１１６Ｄとして形成した例であり、中心位置は各ＩＣと同一点である。
そして、開口率はＩＣのチップサイズの各辺の１/２以上の一辺を持つサイズで効果が顕著であり、この場合の開口率は（１/２）２＝１/４ 以上であることが望ましく、ＩＣサイズの２５％以上である。
なお、本例では、角穴のサイズは、４．７ｍｍ×４．７ｍｍであり、チューナＩＣのサイズは４．３ｍｍ×４．３ｍｍである。
シールドケース１１４は、２３ｍｍ×２３ｍｍの大きさを有する。
【００６０】
図１３（Ｂ）は、本実施形態のシールドケース１１４の開口部１１６Ｅ，１１６Ｆの形状を、丸穴形状としたものである。
この場合も開口率がＩＣサイズの２５％以上であれば十分な効果が見込める。
本例において、丸穴形状の開口部１１６Ｅ，１１６Ｆの直径は６ｍｍである。
【００６１】
図１４（Ａ）および（Ｂ）は、本実施形態に係るシールドケース１１４に形成された開口部の他の具体的な構成例について説明するための図である。
【００６２】
図１４（Ａ）は、図１３（Ａ）の構成例に当たる方形穴部を符号１１６Ｃ、１１６Ｄで示しており、本例では、その両方を包含する形で楕円系の長丸穴の開口部１１６Ｇが形成されている。
本構成によっても前述したストレーキャパシタンスの発生を回避できるため、高周波信号の相互干渉を防げる。
【００６３】
同様に図１４（Ｂ）の例では、長角穴の開口部１１６Ｈにて方形穴部１１６Ｃ、１１６Ｄを包含するようにしたものであり、
図１４（Ｃ）は、同一穴の開口部１１６Ｉ，１１６ＪによってＩＣの位置と同一の中心を取らない条件での複数穴の例である。
図１４（Ｄ）は、開口部１１６Ｋを１つしか有しない場合である。
【００６４】
以上の構成のチューナモジュールにおいて、実際の性能差はビットエラーレート（Bit Error Rate：ＢＥＲ)に現れる。
【００６５】
図１５は、地上波チューナから衛星チューナに対する干渉を測定した例を示す図である。
図１５において、横軸はチャンネル名を、縦軸はＣＮ値を示している。
縦軸のＣＮ比は所要ＣＮと言われるＢＥＲが非常に良い状態になるのに必要な入力信号のCarrier対Noiseの比で規格化して示したものである。
図１５において、Ａで示す特性が開口部である穴を２つ形成した場合であり、Ｂで示す特性が開口部である穴を１つ形成した場合であり、Ｃで示す特性が開口部である穴を形成しない場合である。
【００６６】
特に、日本の衛星放送で使われるＢＳ１５チャンネル付近での穴の効果が示されている。
開口部である穴を２つ形成した場合には十分に干渉を抑止することが可能である。
開口部である穴を１つのみ形成した場合であっても、穴を形成しない場合に比較して十分に干渉抑止効果が示されている。
【００６７】
すなわち、図１５の所要ＣＮがＢＳ−１５チャンネルの付近の入力周波数１３１８ＭＨｚの、２倍のローカル周波数２６３６ＭＨｚにおける対策の結果であり、穴の個数を搭載するＩＣの個数と同じだけ設けた場合に最も効果が出ることを示している。
勿論一つだけでも効果がある事は自明である。
【００６８】
＜２．第２の実施形態＞
図１６は、本発明の第２の実施形態に係る放送信号受信装置におけるダブルチューナモジュールの構成例を示す図である。
【００６９】
本第２の実施形態に係るダブルチューナモジュール１１０Ａが第１の実施形態に係るダブルチューナモジュール１１０と異なる点は、シールド部としてシールドケースの代わりに、導電性ペースト１１７を塗布して導電性塗布膜により形成したことにある。
【００７０】
すなわち、ダブルチューナモジュール１１０Ａは、チューナ基板１１１上にマウントされた衛星チューナＩＣ１１２と地上波チューナＩＣ１１３の周囲をモールド充填材１１８にて封止して保護する。
そして、ダブルチューナモジュール１１０Ａは、その封止外周に導電性ペースト１１７を塗布することで、前述したシールドケースと同様の効果を持たせた構造を有している。
その際、シールドケースと同様の作用を施す導電性ペースト１１７の塗布膜１１７Ａに開口部１１６Ａと開口部１１６Ｂを形成して電波、磁力線を導電ペーストによるシールド体の外部に排出させるようにしている。
詳細の動作原理はシールドケースを用いた場合と全く同様であることから、ここではその説明は省略する。
基板１１１上のグランド面１１５と導電性ペースト１１７はその壁面にて電気的に接続されることで、シールド体を構成している。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。電界および磁界をシールド部の外部に排出することができ、シールド部内の電子部品をより近接させて配置することができ、ひいては小型化を図ることができる。
たとえばシールドケースを用いた衛星チューナＩＣまたは地上波チューナＩＣがスパイラルインダクタンスを用いたＶＣＯのような発振器を内蔵する場合に効果がある。
すなわち、その発振回路が放射する電界、磁界が周囲の回路を電磁結合、あるいは磁界結合することによってスプリアスノイズを発生させたり、発振器の位相ノイズを劣化させたりすることが無視できない程に近接されてマウントされる場合に効果がある。
特に、シールドケースを付けたために、より強く発生する上記のノイズ群をシールド部外に放射させることができるので、非常に近接させた部品配置を可能にする。
また、特に、複数のチューナを同一基板上に構成する場合は、電界、磁界をシールド部の外部に排出するのと同じ効果であり、特に同時に動作させた時に顕著に表れる。
また、トランシーバーのように送信と受信の機能を持ち、独立の発振器を用いる場合にも有効である。
さらに、発振器が一つの場合でもミキサ回路や入力回路への別経路のノイズとなり得るため、本開口部を有するシールド部の構造を持たせることで効果が期待できる。
その他にも、無線ＬＡＮのように２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯など、複数のバンドを持つ送受信器にも有効である。
【００７２】
なお、本構成が適用される半導体としては、ＩＣのマスクパターンにスパイラルインダクタンスを内蔵するモノリシック型ＩＣを含む。
また、ＳＩＰ（System In Package)と呼ばれるシリコン・ベア・チップを搭載した小型基板上に構成されるインダクタンスを持つ構成のＩＣを含む。
あるいは、通常の外部デバイスとしてスパイラルインダクタンスを用いるＩＣを含む。 これらＩＣの何れにおいても効果があり、適応させることができる。
【符号の説明】
【００７３】
１００・・・放送信号受信装置、１１０・・・ダブルチューナモジュール、１１１・・・チューナ基板、１１２・・・衛星チューナＩＣ、１１３・・・地上波チューナＩＣ、１１４・・・シールドケース、１１６，１１６Ａ〜１１６Ｋ・・・開口部、１１７・・・導電性ペースト、１２０・・・入力端子、１３０・・・ＰＣＩ-Ｅｘｐｒｅｓｓブリッジ、１４０・・・電源、１５０・・・メモリ、１６０・・・カードエッジコネクタ部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テレビジョンチューナ等に適用可能な高周波モジュールおよび受信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高周波モジュールの一例であるテレビジョン（ＴＶ）チューナはＴＶ受信機のみならず、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）などのＩＴ機器にも内蔵されるようになっている。
そして、その受信装置は、地上波テレビジョン放送と衛星波テレビジョン放送を受信可能にするために、地上波チューナと衛星チューナを搭載した、いわゆるダブルチューナの受信装置として構成される。
【０００３】
図１は、ＩＴ機器に適用されるダブルチューナの一般的な放送波受信装置の構成例を示すブロック図である。
【０００４】
図１の受信装置１は、衛星チューナ２、地上波チューナ３、入力端子４、スプリッタ５、ＰＣＩ-Ｅｘｐｒｅｓｓブリッジ６、電源７、メモリ８、およびカードエッジコネクタ部９を有する。
【０００５】
図１は、ＰＣＩ-Ｅｘｐｒｅｓｓと呼ばれるコンピュータのインターフェースを使ったＰＣ内のアプリケーションの例である。
本構成の回路では所定のスロットに回路が内蔵されるように高さも標準化されていて、おおよそ３．７５ｍｍ以内にする必要がある。
【０００６】
受信装置１においては、入力端子４から入力された高周波信号がスプリッタ５を介して分配された後に２つのチューナ２と３に供給され復調されてデータが出力される。
そのデータは、ＰＣＩ-Ｅｘｐｒｅｓｓブリッジ６を介してデジタルデータＰＣＩ-Ｅｘｐｒｅｓｓのインターフェースに出力される。
そのとき、電源７は必要な電圧、電流を供給しメモリ８は必要な保管データを保持する動作を行う。
【０００７】
ところで、ダブルチューナの受信装置は、小型化、実装設計の簡単化が求められている。これに対応すべく、２個のチューナを１つのダブルチューナモジュール内に配置した受信装置が実用に供されている。
【０００８】
図２は、ダブルチューナモジュールを適用した放送波受信装置の構成例を示すブロック図である。
図２において、受信装置１Ａは、ダブルチューナモジュール１０を有する。
なお、図１と同じ番号を付してある機能部分は同じく図１と同じ動作を行う。
【０００９】
図３は、ＰＣＩ-Ｅｘｐｒｅｓｓ基板上に配置されるダブルチューナモジュールの簡略構成を示す図である。
【００１０】
ダブルチューナモジュール１０は、基板１１上でさらに薄い高さとして２．３ｍｍ高で設計されている例を示している。
このように、薄いモジュールを構成する場合、衛星チューナ１２および地上波チューナ１３は基板１１の上に集積回路（ＩＣ）としてマウントされ、シールドケース１４で覆う構成によって実現される。
このように、薄いチューナを実現するには使用する半導体においてもより集積化されたＩＣが好適であり、同様に図３の内部の衛星チューナ１２と地上波チューナ１３は集積度を向上するために、局部発振器とそれに用いるインダクタを内蔵している。
【００１１】
図４は、ＩＣに内蔵されるインダクタの一例を説明するための図である。
【００１２】
高周波帯で動作する半導体においては、一般に外部回路によって実現されていた電圧制御発振器（ＶＣＯ：Voltage Controlled Oscillator）は、図４のＩＣチップ２０の上にレイアウトされるオンチップ型のＶＣＯ２１となる。ＶＣＯ２１に必須のインダクタ２２はアルミ配線によって同心円の形状を持つスパイラル形状によって実現される。
本例はＮＸＰ社のQUBIC4と言うプロセスの説明図で、局部発振器（図中ＶＣＯ２１）に使うインダクタをＩＣのパターンレイアウトで構成しているＩＣの例である。
【００１３】
一般に、ＩＣに内蔵されるインダクタは平面上に配置されるので、図４のように同心円を螺旋状に周回するスパイラル構造を持つ。
このため、ＩＣの動作時にはこのインダクタから誘起される電界、磁界は紙面平面の上下方向に放射される。
そこで、局部発振回路を内蔵し、かつインダクタを内蔵したＩＣを複数使用する場合、ＩＣの周囲に発生する電界の影響を考慮する必要がある。
【００１４】
図５（Ａ）および（Ｂ）は、インダクタを内蔵するＩＣが放射する電界の概念を示す図である。
【００１５】
図５（Ａ）は、回路基板１１の上にマウントされたＩＣ３０から電波３１が放射している例を示している。
この場合は、ＩＣ３０近傍では円弧状の電界強度であるが放射素子であるＩＣ３０から離れるにつれて放射面に平行になる。
【００１６】
図５（Ｂ）は、実際のチューナモジュールに実装された様子を示している。
すなわち、回路基板１１にマウントされたＩＣ３０の底面には銅箔面３３が横方向と上面方向はシールドケース１４で覆われている。この場合、放出された電波３１がシールドケース１４および銅箔面３３に近傍で反射されるため、円弧状の電界が反射しながら経路路３２を経て伝搬されていく。
【００１７】
なお、シールドケース１４は薄い材料であって半田付け性に優れる銅、ニッケル、亜鉛の合金である通称、洋白と呼ばれる金属を用いるが、一般に導電性が優れていれば問題無いため、形状の制約がゆるい場合は安価なブリキ材やその類似品を用いてもよい。
【００１８】
図６（Ａ）および（Ｂ）は、インダクタを内蔵するＩＣが放射する磁界の概念を示す図である。
図６（Ａ）および（Ｂ）において、図５と同じ構成要素には同じ番号を付してある。
【００１９】
図６（Ａ）にはＩＣ３０から上部方向に磁界４０が誘起され底面側に戻るループを形成する。
同様に、図６（Ｂ）に示すように、シールドケース１４、回路基板１１の表面の銅箔面３３の導体面にぶつかった磁界は渦電流４１を発生させる。そして、この渦電流は導体内を伝搬して導体内に拡散される。
【００２０】
図７（Ａ）および（Ｂ）は、図５および図６の電界、磁界による高周波信号の伝搬を等価的に示す図である。
【００２１】
図７（Ａ）は、ＩＣ３０の上面近傍にシールドケース１４がある場合、電界および磁界がシールドケースを介して反射や電流の誘起などで信号が伝わることをストレーキャパシタンス５０によって置き換えている。
そして図７（Ｂ）は、図３のダブルチューナモジュールに当てはめた説明図であり、衛星チューナ１２と地上波チューナ１３がストレーキャパシタンス５０を介して接続されている様子を示している。
【００２２】
ＩＣ３０に内蔵されるインダクタも一般の部品と同様で、電流を流せば電磁界を発生させる素子となり、逆に電磁界の中に置けば電流を誘起する素子となることは容易に理解できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特開２００７−１０３６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
ところで、以上説明してきたような高周波信号の放射が起こりやすくなった要因にはＩＣの動作周波数の進化も考える必要がある。
【００２５】
図４のように、ＶＣＯを内蔵したＩＣでは回路動作に適したインダクタを用いるのが一般的であるが、ＩＣのサイズに制約されるため、数ミリ角のスペースしか与えられないのが普通である。
この場合に実現できるインダクタンス値は１０ｎＨ程度の値しか取れない。
この条件でたとえは並列共振器を構成して共振周波数を計算すると、
ｆ＝１／２π√ＬＣ、 Ｃ＝１／（２πｆ）２Ｌ
となる。たとえば、ｆ＝２００ＭＨｚとすると、Ｃ＝６３ｐＦが必要になる。
【００２６】
ところが、ＩＣの内部に作るキャパシタンスとしては６３ｐＦは非常に大きく、キャパシタを構成する対向する電極面の面積を確保するとチップサイズが大きくなってコストが高くなる。
【００２７】
一方で、年々高速化、微細化する半導体プロセスにおいては動作周波数がギガヘルツ帯に突入しており、ちょうど本衛星チューナ、地上波チューナの所用周波数の数倍の領域で動作できる。
半導体内部部品とプロセスの動作周波数のバランスを取る形で技術が進化した結果、受信周波数の逓倍周波数で発振するＶＣＯを用い、分周して周波数変換を行う方式が主流となっている。
【００２８】
衛星チューナ１２の場合、ローカル周波数は２〜４ＧＨｚ付近のため、その波長は７０〜１４０ｍｍ程度となる。
このとき、ダブルチューナを１つのモジュールで実現しようとした場合、チューナＩＣの間隔は容易にλ/４のサイズに収まってしまう。
λ/４という距離は電波の受信に効率の良い共振を起こしてしまい、特に電波の伝播が起こりやすい状況を生じさせる。
【００２９】
図８は、このようにしてチューナ間の干渉が起きている一例を示す図である。
【００３０】
図８に示す例は、一方のチューナのＶＣＯ発振をローカル周波数として示している。
そして、その１/２ローカル周波数とＲＦ信号が周波数変換されたＩＦの近傍にもう一つのチューナから発せられた電磁界スプリアスによるサイドバンドＳＢ１，ＳＢ２がローカル周波数の両サイドに生じる。このことから、同じようにＩＦの両サイドに周波数変換されている。
【００３１】
このように、チューナ間の干渉がギガヘルツ帯の高い周波数で発生した結果、本来必要なＲＦ信号と一緒に周波数変換されてＩＦ帯に現れてしまう。
この周波数変換はＶＣＯ回路間の干渉あるいはその他の回路に重畳された電磁界スプリアスが周波数変換を行うミキサ部にて一緒に周波数変換されるなど、複数の経路がある。
【００３２】
以上説明したように、ＶＣＯなどの発振器等、ＲＦ回路を有したＩＣを薄い金属筐体で覆った場合、小型筐体になるほど周囲に電磁波を伝播させてしまって受信帯域内にスプリアスノイズを発生させやすくなる。
【００３３】
特許文献１には、シールドケースを変形させて、回路基板上で発生するノイズをシールドケースに効率的に逃がし、隣接する回路への影響を低減するように構成された電子装置が記載されている。
この電子装置においては、シールドケースの金属部に絞りの加工を施し、チューナ内部の周波数変換回路を有するＩＣに近接させることを主目的とし、ＩＣから発せられる電波を吸収する接地導体としてシールドケースを用いている。
そして、絞り部には、放熱のためのスリットが形成されている。
この電子装置は、シールドケースに電磁波を吸収し、漏洩をさせない機能を持たせているものの、電界および磁界の影響によるチューナ間の干渉を防止することは困難である。
【００３４】
本発明は、電界および磁界をシールド部の外部に排出することができ、シールド部内の電子部品をより近接させて配置することが可能で、ひいては小型化を図ることが可能な高周波モジュールおよび受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
本発明の第１の観点の高周波モジュールは、発振器を内蔵する集積回路と、上記集積回路を覆う形状のシールド部と、を有し、上記シールド部は、上記集積回路の配置位置と対向する領域に、当該集積回路の形状サイズの１／２以上の大きさの開口部が形成されている。
【００３６】
本発明の第２の観点の受信装置は、衛星波放送信号または地上波放送信号が入力される入力端子と、上記衛星波放送信号の周波数変換機能を有する衛星チューナを含む衛星放送受信回路と、上記地上波放送信号の周波数変換機能を有する地上波チューナを含む地上波放送受信回路と、上記入力端子から入力される衛星波放送信号を上記衛星放送受信回路に分配し、上記地上波放送信号を上記地上波放送受信回路に分波する分波回路と、を有し、上記衛星チューナおよび上記地上波チューナは、発振器を内蔵して衛星チューナ集積回路および地上波チューナ集積回路として形成され、少なくとも上記衛星チューナ集積回路および上記地上波チューナ集積回路を覆う形状のシールド部を含み、上記シールド部は、上記衛星チューナ集積回路および上記地上波チューナ集積回路のうちの少なくとも一方の集積回路の配置位置と対向する領域に、当該集積回路の形状サイズの１／２以上の大きさの開口部が形成されている。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、電界および磁界をシールド部の外部に排出することができ、シールド部内の電子部品をより近接させて配置することができ、ひいてはモジュールの小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】ＩＴ機器等に適用されるダブルチューナの一般的な放送波受信装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】ダブルチューナモジュールを適用した放送波受信装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】ＰＣＩ-Ｅｘｐｒｅｓｓ基板上に配置されるダブルチューナモジュールの簡略構成を示す図である。
【図４】ＩＣに内蔵されるインダクタの一例を説明するための図である。
【図５】インダクタを内蔵するＩＣが放射する電界の概念を示す図である。
【図６】インダクタを内蔵するＩＣが放射する磁界の概念を示す図である。
【図７】図５および図６の電界、磁界による高周波信号の伝搬を等価的に示す図である。
【図８】チューナ間の干渉が起きている一例を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る高周波モジュールを採用した放送信号受信装置の構成例を示す図である。
【図１０】本第１の実施形態に係る高周波モジュールの一例として採用したダブルチューナモジュールの要部の簡略構成を示す図である。
【図１１】本実施形態に係る高周波モジュールの一例として採用したダブルチューナモジュールの具体的な構成例を示す図である。
【図１２】本第１の実施形態に係る開口部を有する高周波モジュールの原理を説明するための図である。
【図１３】本第実施形態に係るシールドケースに形成された開口部の具体的な構成例について説明するための図である。
【図１４】本実施形態に係るシールドケースに形成された開口部の他の具体的な構成例について説明するための図である。
【図１５】地上波チューナから衛星チューナに対する干渉を測定した例を示す図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態に係る放送信号受信装置におけるダブルチューナモジュールの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。
なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施形態
２．第２の実施形態
【００４０】
＜１．第１の実施形態＞
図９は、本発明の第１の実施形態に係る高周波モジュールを採用した放送信号受信装置の構成例を示す図である。
図１０は、本第１の実施形態に係る高周波モジュールの一例として採用したダブルチューナモジュールの要部の簡略構成を示す図である。
図１１は、本実施形態に係る高周波モジュールの一例として採用したダブルチューナモジュールの具体的な構成例を示す図である。
【００４１】
本受信装置１００は、ダブルチューナモジュール１１０、入力端子１２０、ＰＣＩ-Ｅｘｐｒｅｓｓブリッジ１３０、電源１４０、メモリ１５０、およびカードエッジコネクタ部１６０を有する。
図９の受信装置１００は、ＰＣＩ-Ｅｘｐｒｅｓｓと呼ばれるコンピュータのインターフェースを使ったＰＣ内のアプリケーションの例である。
【００４２】
本実施形態において、高周波モジュールの一例として示すダブルチューナモジュール１１０は、衛星波ＴＶ放送と地上波ＴＶ放送を受信可能に構成されている。
【００４３】
［ダブルチューナモジュールの構成例］
ダブルチューナモジュール１１０は、図１０に示すように、チューナ基板１１１上でさらに薄い高さとして２．３ｍｍ高で設計されている例を示している。
薄いモジュールとして構成されるダブルチューナモジュール１１０は、衛星チューナ１１２および地上波チューナ１１３がチューナ基板１１１の上にＩＣとしてマウントされ、シールド部としてのシールドケース１１４で覆うように構成されている。
このように、薄いチューナを実現するには使用する半導体においてもより集積化されたＩＣが好適である。
本実施形態の衛星チューナ１１２と地上波チューナ１１３は集積度を向上するために、たとえば図４に示すように、局部発振器とそれに用いるインダクタを内蔵している。
また、図１０中の符号１１５はグランド面である銅箔面を示している。
【００４４】
本ダブルチューナモジュール１１０は、図１０に示すように、ＩＣにより形成される衛星チューナＩＣ１１２と地上波チューナＩＣ１１３の上部に位置するシールドケース１１４に、ＩＣの形状サイズの１／２以上の大きさの開口部１１６Ａ，１１６Ｂが形成されている。
この開口部１１６Ａ，１１６Ｂは、シールドケース１１４内で発生する電界および磁界を外部に効率よく排出できるように形成されている。
図１０から明らかなようにそれぞれの衛星チューナＩＣ１１２と地上波チューナＩＣ１１３の上部に開口部が形成されシールドケース１１４を用いることで、図７に示されるストレーキャパシタンスの発生を防ぐことが可能である。
この構造のダブルチューナモジュール１１０では、ＶＣＯの発振周波数の波長に比べて十分な距離が取れない複数のチューナＩＣの実装を行っても高周波信号が相互に干渉することを回避させることができる。
この高周波モジュール（本実施形態ではダブルチューナモジュール）の開口部１１６の大きさ、形状、機能等については後で詳述する。
【００４５】
本第１の実施形態のシールドケース１１４は、薄い材料であって半田付け性に優れる銅、ニッケル、亜鉛の合金である通称、洋白と呼ばれる金属が用いられる。
ただし、シールドケース１１４としては、一般に導電性が優れていれば問題無いため、形状の制約がゆるい場合は安価なブリキ材やその類似品を用いることも可能である。
【００４６】
また、ＩＣ内蔵の発振器に使用されるインダクタは、同心形状の配線を持つように構成される。
また、ＩＣ内蔵の発振器に使用されるインダクタは、複数の同心形状の配線を持つように構成される。
たとえば、ＩＣ内部のマスクパターンにスパイラル状のインダクタとして形成することも可能である。
また、ＩＣは、配線パターンまたは電子部品または配線に同心形状のインダクタを配置する構造を採用することも可能である。
【００４７】
［ダブルチューナモジュールの機能説明］
ここで、図１１に関連付けてダブルチューナモジュール１１０内の回路構成および機能について説明する。
ここでは、ダブルチューナモジュールを符号２００で示す。
【００４８】
図１１のダブルチューナモジュール２００は、入力端子２０１、分波回路２０２、ハイパスフィルタ（High Pass Filter：ＨＰＦ）２０３、低雑音増幅器（Low Noise Amplifier：ＬＮＡ）２０４、衛星チューナ２０５、および衛星復調部２０６を有する。
ダブルチューナモジュール２００は、バンドパスフィルタ（Band Pass Filter：ＢＰＦ）２０７、アッテネータ回路（ＡＴＴ）２０８、ＬＮＡ２０９、地上波チューナ２１０、地上波復調部２１１を有する。
ダブルチューナモジュール２００は、出力マトリックス部２１２、スイッチ２１３，２１４、およびトランスポートストリーム（Transport Stream：ＴＳ）出力ポート２１５，２１６を有する。
ダブルチューナモジュール２００は、インダクタ２１７、および低雑音ブロックダウンコンバータ（Low Noise Blockdown Converter；ＬＮＢ）用端子２１８を有する。
ダブルチューナモジュール２００は、電源端子として、衛星チューナ用ＶＣＣＡ１端子２１９、地上波チューナ用ＶＣＣＡ２端子２２０を有する。
ダブルチューナモジュール２００は、衛星および地上波復調および出力マトリックス用ＶＤＤＨ端子２２１、ＶＤＤＬ端子２２２を有する。
ダブルチューナモジュール２００は、Ｉ２Ｃ端子２２３を有する。
【００４９】
ダブルチューナモジュール２００において、ＨＰＦ２０３、ＬＮＡ２０４、衛星チューナ２０５、および衛星復調部２０６により衛星放送受信回路２３０が形成される。
ＢＰＦ２０７、アッテネータ回路２０８、ＬＮＡ２０９、地上波チューナ２１０、および地上波復調部２１１により地上波放送受信回路２４０が形成される。
【００５０】
ダブルチューナモジュール２００において、入力端子２０１に印加された高周波信号は分波回路２０２によって衛星放送の受信側と地上波放送の受信側に分かれる。
衛星放送受信回路２３０では、衛星放送信号がＨＰＦ２０３を介してＬＮＡ２０４によって増幅され衛星チューナ２０５に入力され周波数変換される。その後に衛星復調部２０６にてＴＳデータとなって出力マトリックス部２１２に送出される。
【００５１】
他方、地上波放送受信回路２４０では、地上放送信号は分波回路２０２で分波された後にＢＰＦ２０７で帯域制限され、アッテネータ回路２０８にて適正な信号レベルにされた後、ＬＮＡ２０９で増幅され地上波チューナ２１０に入力される。
地上波チューナ２１０にて周波数変化された後に地上波復調部２１１によって衛星復調と同様のＴＳデータに変換され前記同様に出力マトリックス部２１２に送出される。
出力マトリックス部２１２はスイッチ２１３および２１４を有しており、ＴＳ出力ポート２１５，２１６に求められるＴＳを選択して出力することができる。
【００５２】
インダクタ２１７は、ＬＮＢへの直流供給と高周波信号の遮断の役目を持ち、端子２１８と分波回路（分配器）２０２の衛星用ラインに結線され、分波回路２０２を直流的に通過して入力端子２０１から外部に直流電圧を供給する。
端子２２３は、それぞれ衛星復調部２０６と地上波復調部２１１を制御するＩ２Ｃバスの入力端子であり、それぞれの復調部を介してそれぞれ衛星チューナ２０５および地上波チューナ２１０も制御する構成になっている。
【００５３】
以上、本実施形態に係る放送信号受信装置１００の全体構成を高周波モジュールの一例であるダブルチューナモジュール１１０を中心に説明した。
以下では、本実施形態に係る開口部を有する高周波モジュールの特徴について説明する。
【００５４】
［開口部を有する高周波モジュールの原理説明］
図１２（Ａ）および（Ｂ）は、本第１の実施形態に係る開口部を有する高周波モジュールの原理を説明するための図である。
ここで、理解を容易にするために、ダブルチューナモジュールと同一構成部分は同一符号を持って表している。
図１２（Ａ）においては、３００はインダクタを含む発振器を内蔵するＩＣを示し、３０１は電波を示している。
図１２（Ｂ）において、４００は磁界を示している。
【００５５】
図１２（Ａ）は、本実施形態における高周波モジュールによる電波の放射を示している。
電波３０１は、本実施形態の開口部を有するシールドケース１１４の開口部１１６から外部に輻射するように、開口部１１６はその位置と開口度を決めて形成されることによって、電波３０１がシールドケース１１４では反射せず、横方向への伝播も起こらない。
【００５６】
図１２（Ｂ）は、同様に開口部１１６を有するシールドケース１１４が磁界４００に対して渦電流を発生させないように、開口部１１６はその位置と開口率を決めて形成されている。
この開口部１１６によって磁界４００はモジュールの外部へ拡散することになり、シールドケース１１４を伝播する渦電流の発生を防ぐことができる。
【００５７】
以上の原理に基づいて図１０のシールドケースを用いたダブルチューナモジュール１１０が形成されている。
前述したが、図１０から明らかなように、それぞれの衛星チューナＩＣ１１２と地上波チューナＩＣ１１３の上面に開口部を設けたシールドケースを用いることで図７に示されるストレーキャパシタンスの発生を防いでいることが分かる。
この構造のチューナモジュールではＶＣＯの発振周波数の波長に比べて十分な距離が取れない複数のチューナＩＣの実装を行っても高周波信号が相互に干渉することを回避させることができる。
【００５８】
図１３（Ａ）および（Ｂ）は、本実施形態に係るシールドケース１１４に形成された開口部の具体的な構成例について説明するための図である。
【００５９】
図１３（Ａ）は実装したＩＣの上面に方形状の穴を開口部１１６Ｃ，１１６Ｄとして形成した例であり、中心位置は各ＩＣと同一点である。
そして、開口率はＩＣのチップサイズの各辺の１/２以上の一辺を持つサイズで効果が顕著であり、この場合の開口率は（１/２）２＝１/４ 以上であることが望ましく、ＩＣサイズの２５％以上である。
なお、本例では、角穴のサイズは、４．７ｍｍ×４．７ｍｍであり、チューナＩＣのサイズは４．３ｍｍ×４．３ｍｍである。
シールドケース１１４は、２３ｍｍ×２３ｍｍの大きさを有する。
【００６０】
図１３（Ｂ）は、本実施形態のシールドケース１１４の開口部１１６Ｅ，１１６Ｆの形状を、丸穴形状としたものである。
この場合も開口率がＩＣサイズの２５％以上であれば十分な効果が見込める。
本例において、丸穴形状の開口部１１６Ｅ，１１６Ｆの直径は６ｍｍである。
【００６１】
図１４（Ａ）および（Ｂ）は、本実施形態に係るシールドケース１１４に形成された開口部の他の具体的な構成例について説明するための図である。
【００６２】
図１４（Ａ）は、図１３（Ａ）の構成例に当たる方形穴部を符号１１６Ｃ、１１６Ｄで示しており、本例では、その両方を包含する形で楕円系の長丸穴の開口部１１６Ｇが形成されている。
本構成によっても前述したストレーキャパシタンスの発生を回避できるため、高周波信号の相互干渉を防げる。
【００６３】
同様に図１４（Ｂ）の例では、長角穴の開口部１１６Ｈにて方形穴部１１６Ｃ、１１６Ｄを包含するようにしたものであり、
図１４（Ｃ）は、同一穴の開口部１１６Ｉ，１１６ＪによってＩＣの位置と同一の中心を取らない条件での複数穴の例である。
図１４（Ｄ）は、開口部１１６Ｋを１つしか有しない場合である。
【００６４】
以上の構成のチューナモジュールにおいて、実際の性能差はビットエラーレート（Bit Error Rate：ＢＥＲ)に現れる。
【００６５】
図１５は、地上波チューナから衛星チューナに対する干渉を測定した例を示す図である。
図１５において、横軸はチャンネル名を、縦軸はＣＮ値を示している。
縦軸のＣＮ比は所要ＣＮと言われるＢＥＲが非常に良い状態になるのに必要な入力信号のCarrier対Noiseの比で規格化して示したものである。
図１５において、Ａで示す特性が開口部である穴を２つ形成した場合であり、Ｂで示す特性が開口部である穴を１つ形成した場合であり、Ｃで示す特性が開口部である穴を形成しない場合である。
【００６６】
特に、日本の衛星放送で使われるＢＳ１５チャンネル付近での穴の効果が示されている。
開口部である穴を２つ形成した場合には十分に干渉を抑止することが可能である。
開口部である穴を１つのみ形成した場合であっても、穴を形成しない場合に比較して十分に干渉抑止効果が示されている。
【００６７】
すなわち、図１５の所要ＣＮがＢＳ−１５チャンネルの付近の入力周波数１３１８ＭＨｚの、２倍のローカル周波数２６３６ＭＨｚにおける対策の結果であり、穴の個数を搭載するＩＣの個数と同じだけ設けた場合に最も効果が出ることを示している。
勿論一つだけでも効果がある事は自明である。
【００６８】
＜２．第２の実施形態＞
図１６は、本発明の第２の実施形態に係る放送信号受信装置におけるダブルチューナモジュールの構成例を示す図である。
【００６９】
本第２の実施形態に係るダブルチューナモジュール１１０Ａが第１の実施形態に係るダブルチューナモジュール１１０と異なる点は、シールド部としてシールドケースの代わりに、導電性ペースト１１７を塗布して導電性塗布膜により形成したことにある。
【００７０】
すなわち、ダブルチューナモジュール１１０Ａは、チューナ基板１１１上にマウントされた衛星チューナＩＣ１１２と地上波チューナＩＣ１１３の周囲をモールド充填材１１８にて封止して保護する。
そして、ダブルチューナモジュール１１０Ａは、その封止外周に導電性ペースト１１７を塗布することで、前述したシールドケースと同様の効果を持たせた構造を有している。
その際、シールドケースと同様の作用を施す導電性ペースト１１７の塗布膜１１７Ａに開口部１１６Ａと開口部１１６Ｂを形成して電波、磁力線を導電ペーストによるシールド体の外部に排出させるようにしている。
詳細の動作原理はシールドケースを用いた場合と全く同様であることから、ここではその説明は省略する。
基板１１１上のグランド面１１５と導電性ペースト１１７はその壁面にて電気的に接続されることで、シールド体を構成している。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。電界および磁界をシールド部の外部に排出することができ、シールド部内の電子部品をより近接させて配置することができ、ひいては小型化を図ることができる。
たとえばシールドケースを用いた衛星チューナＩＣまたは地上波チューナＩＣがスパイラルインダクタンスを用いたＶＣＯのような発振器を内蔵する場合に効果がある。
すなわち、その発振回路が放射する電界、磁界が周囲の回路を電磁結合、あるいは磁界結合することによってスプリアスノイズを発生させたり、発振器の位相ノイズを劣化させたりすることが無視できない程に近接されてマウントされる場合に効果がある。
特に、シールドケースを付けたために、より強く発生する上記のノイズ群をシールド部外に放射させることができるので、非常に近接させた部品配置を可能にする。
また、特に、複数のチューナを同一基板上に構成する場合は、電界、磁界をシールド部の外部に排出するのと同じ効果であり、特に同時に動作させた時に顕著に表れる。
また、トランシーバーのように送信と受信の機能を持ち、独立の発振器を用いる場合にも有効である。
さらに、発振器が一つの場合でもミキサ回路や入力回路への別経路のノイズとなり得るため、本開口部を有するシールド部の構造を持たせることで効果が期待できる。
その他にも、無線ＬＡＮのように２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯など、複数のバンドを持つ送受信器にも有効である。
【００７２】
なお、本構成が適用される半導体としては、ＩＣのマスクパターンにスパイラルインダクタンスを内蔵するモノリシック型ＩＣを含む。
また、ＳＩＰ（System In Package)と呼ばれるシリコン・ベア・チップを搭載した小型基板上に構成されるインダクタンスを持つ構成のＩＣを含む。
あるいは、通常の外部デバイスとしてスパイラルインダクタンスを用いるＩＣを含む。 これらＩＣの何れにおいても効果があり、適応させることができる。
【符号の説明】
【００７３】
１００・・・放送信号受信装置、１１０・・・ダブルチューナモジュール、１１１・・・チューナ基板、１１２・・・衛星チューナＩＣ、１１３・・・地上波チューナＩＣ、１１４・・・シールドケース、１１６，１１６Ａ〜１１６Ｋ・・・開口部、１１７・・・導電性ペースト、１２０・・・入力端子、１３０・・・ＰＣＩ-Ｅｘｐｒｅｓｓブリッジ、１４０・・・電源、１５０・・・メモリ、１６０・・・カードエッジコネクタ部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振器を内蔵する集積回路と、
上記集積回路を覆う形状のシールド部と、を有し、
上記シールド部は、
上記集積回路の配置位置と対向する領域に、当該集積回路の形状サイズの１／２以上の大きさの開口部が形成されている
高周波モジュール。
【請求項２】
複数の上記集積回路を有し、
上記シールド部は、
少なくとも一つの上記集積回路の配置位置と対向する領域に、当該集積回路の形状サイズの１／２以上の大きさの開口部が形成されている
請求項１記載の高周波モジュール。
【請求項３】
上記シールド部は、
上記複数の集積回路の配置位置と対向する領域にそれぞれ、各集積回路の形状サイズの１／２以上の大きさの開口部が形成されている
請求項２記載の高周波モジュール。
【請求項４】
上記シールド部は、
上記複数の集積回路の配置位置と対向する領域にわたって、各集積回路の形状サイズの１／２以上の大きさの上記開口部を含む形で、長穴状に開口部が形成されている
請求項２記載の高周波モジュール。
【請求項５】
上記複数の集積回路は、
衛星波放送信号を処理する衛星チューナ集積回路と、
地上波放送信号を処理する地上波チューナ集積回路と、を含む
請求項２から４のいずれか一に記載の高周波モジュール。
【請求項６】
上記シールド部は、
金属製のシールドケースにより形成される
請求項１から５のいずれか一に記載の高周波モジュール。
【請求項７】
上記シールド部は、
導電性塗布膜により形成される
請求項１から５のいずれか一に記載の高周波モジュール。
【請求項８】
衛星波放送信号または地上波放送信号が入力される入力端子と、
上記衛星波放送信号の周波数変換機能を有する衛星チューナを含む衛星放送受信回路と、
上記地上波放送信号の周波数変換機能を有する地上波チューナを含む地上波放送受信回路と、
上記入力端子から入力される衛星波放送信号を上記衛星放送受信回路に分配し、上記地上波放送信号を上記地上波放送受信回路に分波する分波回路と、を有し、
上記衛星チューナおよび上記地上波チューナは、
発振器を内蔵して衛星チューナ集積回路および地上波チューナ集積回路として形成され、
少なくとも上記衛星チューナ集積回路および上記地上波チューナ集積回路を覆う形状のシールド部を含み、
上記シールド部は、
上記衛星チューナ集積回路および上記地上波チューナ集積回路のうちの少なくとも一方の集積回路の配置位置と対向する領域に、当該集積回路の形状サイズの１／２以上の大きさの開口部が形成されている
受信装置。
【請求項９】
上記シールド部は、
上記衛星チューナ集積回路および上記地上波チューナ集積回路の配置位置と対向する領域にそれぞれ、各集積回路の形状サイズの１／２以上の大きさの開口部が形成されている
請求項８記載の受信装置。
【請求項１０】
上記シールド部は、
上記衛星チューナ集積回路および上記地上波チューナ集積回路の配置位置と対向する領域にわたって、各集積回路の形状サイズの１／２以上の大きさの上記開口部を含む形で、長穴状に開口部が形成されている
請求項８記載の受信装置。
【請求項１１】
上記シールド部は、
金属製のシールドケースにより形成される
請求項８から１０のいずれか一に記載の受信装置。
【請求項１２】
上記シールド部は、
導電性塗布膜により形成される
請求項８から１０のいずれか一に記載の受信装置。
【請求項１】
発振器を内蔵する集積回路と、
上記集積回路を覆う形状のシールド部と、を有し、
上記シールド部は、
上記集積回路の配置位置と対向する領域に、当該集積回路の形状サイズの１／２以上の大きさの開口部が形成されている
高周波モジュール。
【請求項２】
複数の上記集積回路を有し、
上記シールド部は、
少なくとも一つの上記集積回路の配置位置と対向する領域に、当該集積回路の形状サイズの１／２以上の大きさの開口部が形成されている
請求項１記載の高周波モジュール。
【請求項３】
上記シールド部は、
上記複数の集積回路の配置位置と対向する領域にそれぞれ、各集積回路の形状サイズの１／２以上の大きさの開口部が形成されている
請求項２記載の高周波モジュール。
【請求項４】
上記シールド部は、
上記複数の集積回路の配置位置と対向する領域にわたって、各集積回路の形状サイズの１／２以上の大きさの上記開口部を含む形で、長穴状に開口部が形成されている
請求項２記載の高周波モジュール。
【請求項５】
上記複数の集積回路は、
衛星波放送信号を処理する衛星チューナ集積回路と、
地上波放送信号を処理する地上波チューナ集積回路と、を含む
請求項２から４のいずれか一に記載の高周波モジュール。
【請求項６】
上記シールド部は、
金属製のシールドケースにより形成される
請求項１から５のいずれか一に記載の高周波モジュール。
【請求項７】
上記シールド部は、
導電性塗布膜により形成される
請求項１から５のいずれか一に記載の高周波モジュール。
【請求項８】
衛星波放送信号または地上波放送信号が入力される入力端子と、
上記衛星波放送信号の周波数変換機能を有する衛星チューナを含む衛星放送受信回路と、
上記地上波放送信号の周波数変換機能を有する地上波チューナを含む地上波放送受信回路と、
上記入力端子から入力される衛星波放送信号を上記衛星放送受信回路に分配し、上記地上波放送信号を上記地上波放送受信回路に分波する分波回路と、を有し、
上記衛星チューナおよび上記地上波チューナは、
発振器を内蔵して衛星チューナ集積回路および地上波チューナ集積回路として形成され、
少なくとも上記衛星チューナ集積回路および上記地上波チューナ集積回路を覆う形状のシールド部を含み、
上記シールド部は、
上記衛星チューナ集積回路および上記地上波チューナ集積回路のうちの少なくとも一方の集積回路の配置位置と対向する領域に、当該集積回路の形状サイズの１／２以上の大きさの開口部が形成されている
受信装置。
【請求項９】
上記シールド部は、
上記衛星チューナ集積回路および上記地上波チューナ集積回路の配置位置と対向する領域にそれぞれ、各集積回路の形状サイズの１／２以上の大きさの開口部が形成されている
請求項８記載の受信装置。
【請求項１０】
上記シールド部は、
上記衛星チューナ集積回路および上記地上波チューナ集積回路の配置位置と対向する領域にわたって、各集積回路の形状サイズの１／２以上の大きさの上記開口部を含む形で、長穴状に開口部が形成されている
請求項８記載の受信装置。
【請求項１１】
上記シールド部は、
金属製のシールドケースにより形成される
請求項８から１０のいずれか一に記載の受信装置。
【請求項１２】
上記シールド部は、
導電性塗布膜により形成される
請求項８から１０のいずれか一に記載の受信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−１９１６５４（Ｐ２０１２−１９１６５４Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１１９３１７（Ｐ２０１２−１１９３１７）
【出願日】平成２４年５月２５日（２０１２．５．２５）
【分割の表示】特願２００９−２４２７５６（Ｐ２００９−２４２７５６）の分割
【原出願日】平成２１年１０月２１日（２００９．１０．２１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年５月２５日（２０１２．５．２５）
【分割の表示】特願２００９−２４２７５６（Ｐ２００９−２４２７５６）の分割
【原出願日】平成２１年１０月２１日（２００９．１０．２１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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