JP2024025115A - 通信ユニット、通信装置、機器、照明器具、及び通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 内蔵アンテナと外付けアンテナとを用いて１つの周波数帯における無線通信の信頼性を向上させることができる通信ユニット、通信装置、機器、照明器具、及び通信システムを提供する。【解決手段】 通信ユニット１は、通信モジュール１１と、外付けアンテナ１２と、切替部１１３と、を備える。通信モジュール１１は、内蔵アンテナ１１１及び無線通信を行う通信回路１１２を有する。外付けアンテナ１２は、通信モジュール１１とは別体に構成されている。切替部１１３は、内蔵アンテナ１１１と外付けアンテナ１２とのうち少なくとも１つを選択アンテナとして切替可能に構成され、選択アンテナを通信回路１１２に電気的に接続する。外付けアンテナ１２と内蔵アンテナ１１１とは同じ周波数帯に対応する。通信回路１１２は、選択アンテナを用いて無線通信を行う。【選択図】図１

Description

本開示は、通信ユニット、通信装置、機器、照明器具、及び通信システムに関する。

特許文献１の通信装置は、第１のアンテナと、第２のアンテナと、を備える。第１のアンテナは、ＷＡＮ（Wide Area Network）に対応した無線電波信号を送受信するアンテナであり、通信装置の本体に内蔵されている。第２のアンテナは、無線ＬＡＮ（Local Area Network）又はＰＡＮ（Personal Area Network）に対応した無線電波信号を送受信するアンテナであり、通信装置の本体に対して接続ケーブルを介して接続されている。第２のアンテナを用いて無線通信可能な周波数帯は、第１のアンテナを用いて無線通信可能な周波数帯よりも高い。すなわち、特許文献１の通信装置では、第１のアンテナの周波数帯と第２のアンテナの周波数帯とは互いに異なる。

特開２００７－１０３９８７号公報

特許文献１のような通信装置（通信ユニット）は、第１のアンテナ（内蔵アンテナ）、及び第２のアンテナ（外付けアンテナ）を備える。しかしながら、第１のアンテナの周波数帯と第２のアンテナの周波数帯とは互いに異なる。したがって、第１のアンテナと第２のアンテナとを用いて１つの周波数帯における無線通信の信頼性を向上させることはできなかった。

本開示の目的は、内蔵アンテナと外付けアンテナとを用いて１つの周波数帯における無線通信の信頼性を向上させることができる通信ユニット、通信装置、機器、照明器具、及び通信システムを提供することである。

本開示の一態様に係る通信ユニットは、通信モジュールと、外付けアンテナと、切替部と、を備える。前記通信モジュールは、内蔵アンテナ及び無線通信を行う通信回路を有する。前記外付けアンテナは、前記通信モジュールとは別体に構成されている。前記切替部は、前記内蔵アンテナと前記外付けアンテナとのうち少なくとも１つを選択アンテナとして切替可能に構成され、選択アンテナを前記通信回路に電気的に接続する。前記外付けアンテナと前記内蔵アンテナとは同じ周波数帯に対応する。前記通信回路は、前記選択アンテナを用いて前記無線通信を行う。

本開示の一態様に係る通信装置は、上述の通信ユニットと、前記通信ユニットが設けられた基板と、を備える。

本開示の一態様に係る機器は、上述の通信装置と、前記通信装置を収納する筐体と、を備える。

本開示の一態様に係る照明器具は、上述の通信装置と、前記通信装置を収納する筐体と、を備える。

本開示の一態様に係る通信システムは、複数の上述の機器を備え、前記複数の機器がそれぞれ備える前記通信ユニットは互いに前記無線通信を行う。

以上説明したように、本開示では、内蔵アンテナと外付けアンテナとを用いて１つの周波数帯における無線通信の信頼性を向上させることができるという効果がある。

図１は、実施形態の通信ユニットを備える通信装置を示すブロック図である。 図２は、同上の通信装置を示す平面図である。 図３は、同上の通信ユニットが備える通信モジュールを示す斜視図である。 図４は、同上の通信ユニットの外付けアンテナ及び内蔵アンテナの各ＶＳＷＲの周波数特性の一例を示すグラフである。 図５は、同上の通信装置を備える機器を示す斜視図である。 図６は、同上の通信装置を備える照明器具を示す斜視図である。 図７は、同上の通信ユニットを用いた通信システムを示す概略図である。 図８は、第１変形例の通信ユニットを備える通信装置を示すブロック図である。

以下の実施形態は、一般に、通信ユニット、通信装置、機器、照明器具、及び通信システムに関する。より詳細には、無線通信を行う通信ユニット、通信装置、機器、照明器具、及び通信システムに関する。

以下、実施形態に係る通信ユニット、通信装置、機器、照明器具、及び通信システムについて、図面を参照して詳細に説明する。ただし、下記の実施形態において説明する各図は模式的な図であり、各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。なお、以下の実施形態で説明する構成は本開示の一例にすぎない。本開示は、以下の実施形態に限定されず、本開示の効果を奏することができれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

（１）通信ユニットの概要
一般に、無線通信を行う通信ユニットに、内蔵アンテナ及び通信回路を一体に備える通信モジュールを用いることがある。しかしながら、通信モジュールが備える内蔵アンテナは、通信モジュール自体のサイズ及びコストなどの設計上の制約によって、通信ユニットに要求されるアンテナの性能を満たさないことがある。

また、通信ユニットは、様々な機器に組み込まれて使用される。具体的に、通信ユニットは、機器の筐体に収納されたり、機器のブラケットに取り付けられたりして、様々な設置環境で使用される。しかしながら、設置環境は、無線通信の電波を受信、送信するアンテナの性能に影響を与える。例えば、通信ユニットが機器に組み込まれると、設置環境に起因する電波の干渉（フェージング）などが発生することがある。電波の干渉は通信不良の要因となり、無線通信の信頼性が低下することがある。

このように、通信ユニットが通信モジュールを用いて構成される場合、通信モジュールの内蔵アンテナでは、通信ユニットの無線通信に求められる性能を満たさないことがある。

また、通信モジュールに２つ以上の内蔵アンテナを設けて、干渉の影響を低減させることが考えられる。しかし、通信モジュール自体が大型化してしまい、通信モジュールを機器に組み込むことが困難になってしまう。

そこで、本実施形態の通信ユニット１は、図１に示す構成を備える。

通信ユニット１は、通信モジュール１１と、外付けアンテナ１２と、切替部１１３と、を備える。通信モジュール１１は、内蔵アンテナ１１１及び通信回路１１２を有する。通信回路１１２は無線通信を行う。外付けアンテナ１２は、通信モジュール１１とは別体に構成されている。切替部１１３は、内蔵アンテナ１１１と外付けアンテナ１２とのうち少なくとも１つを選択アンテナとして切替可能に構成され、選択アンテナを通信回路１１２に電気的に接続する。外付けアンテナ１２と内蔵アンテナ１１１とは同じ周波数帯に対応する。通信回路１１２は、選択アンテナを用いて無線通信を行う。

上述の構成を備える通信ユニット１は、内蔵アンテナ１１１と外付けアンテナ１２とを用いて１つの周波数帯における無線通信の信頼性を向上させることができる。

また、通信ユニット１は、内蔵アンテナ１１１と外付けアンテナ１２とを用いることで、電波の干渉が生じても、通信不良が発生し難くなり、無線通信の信頼性を向上させることができる。

さらに、通信ユニット１は、通信モジュール１１とは別体に構成された外付けアンテナ１２を備えるので、通信ユニット１を機器に組み込む際に配置の自由度を確保することができる。

（２）通信ユニット及び通信装置の詳細
通信ユニット１は、実際の使用形態の一例として、図２の通信装置１０に用いられる。通信装置１０は、通信ユニット１と、基板２と、を備える。基板２には、通信ユニット１が設けられる。通信ユニット１は、通信モジュール１１、及び外付けアンテナ１２を備える。

（２．１）基板
基板２は、プリント基板であり、例えば両面基板又は多層基板である。基板２には、薄膜状の導体の配線が施されており、導体の配線が各部の間を電気的に接続する。

基板２には、通信ユニット１が設けられている。具体的に、基板２には通信モジュール１１が実装され、基板２にはパターンアンテナである外付けアンテナ１２が形成されている。

基板２には、コネクタ２２が更に実装されている。コネクタ２２は外部装置９にケーブルを介して接続している。外部装置９は、通信ユニット１へ駆動電力を供給する電源装置、及び通信ユニット１の無線通信を制御するコンピューシステムを備える。通信ユニット１は、外部装置９から基板２のコネクタ２２を介して駆動電力を供給されることで、動作する。また、通信ユニット１は、コネクタ２２を介して、外部装置９へ受信信号のデータを出力する。さらに、通信ユニット１は、コネクタ２２を介して、外部装置９から送信信号のデータを受け取ってもよい。

（２．２）通信ユニット
（２．２．１）通信モジュール
通信モジュール１１は、内蔵アンテナ１１１、通信回路１１２、及び切替部１１３を備える。通信モジュール１１は、図３に示すように、矩形板状のモジュール基板１１４を更に備える。モジュール基板１１４は、厚み方向に対向する実装面１１５及びはんだ面１１６を備える。内蔵アンテナ１１１、通信回路１１２、及び切替部１１３は、モジュール基板１１４の実装面１１５にはんだ付けによって実装されている。

内蔵アンテナ１１１は、チップアンテナである。内蔵アンテナ１１１は、モジュール基板１１４に形成された配線Ｗ１に電気的に接続している。

通信回路１１２は、１つの集積回路である。具体的に、通信回路１１２は、無線通信ＩＣ（Integrated Circuit）であり、無線通信を行う機能を有する。無線通信は、例えばBluetooth（登録商標）、Bluetooth low energy、Wi-Fi（登録商標）、ZigBee（登録商標）、又は免許を必要としない小電力無線（特定小電力無線）等の規格に準拠した無線通信であることが好ましい。

本実施形態では、無線通信によって授受されるデータは、時分割データであることが好ましい。この場合、通信回路１１２は、時分割多重（TDM：time division multiplexing）通信を行う。時分割多重通信では、１つの通信フレームを複数のタイムスロットに分割し、タイムスロット毎に異なるデータを格納した時分割データを用いる。

切替部１１３は、モジュール基板１１４に形成された配線Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４に電気的に接続している。切替部１１３は、例えばＦＥＴ（Field Effect Transistor）又はＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）などの高周波スイッチを備えている。そして、切替部１１３は、例えば通信回路１１２からの指示によって、配線Ｗ１と配線Ｗ３との間の電気的な接続の導通、遮断、及び配線Ｗ２と配線Ｗ４との間の電気的な接続の導通、遮断を、個別に切り替えることができる。配線Ｗ１は、内蔵アンテナ１１１に電気的に接続している。配線Ｗ２は、モジュール基板１１４のパッドＰ２、基板２の配線２１を介して外付けアンテナ１２に電気的に接続している。配線Ｗ３、Ｗ４は、通信回路１１２にそれぞれ電気的に接続している。すなわち、切替部１１３は、内蔵アンテナ１１１と通信回路１１２との間の電気的な接続の導通、遮断、及び外付けアンテナ１２と通信回路１１２との間の電気的な接続の導通、遮断を、個別に切り替えることができる。言い換えると、切替部１１３は、内蔵アンテナ１１１と外付けアンテナ１２とのうち少なくとも１つを選択アンテナとして切替可能に構成され、選択アンテナを通信回路１１２に電気的に接続することができる。

モジュール基板１１４のはんだ面１１６（図３参照）には、図２に示すパッドＰ２が形成されている。パッドＰ２は、モジュール基板１１４に形成された配線Ｗ２を介して切替部１１３に電気的に接続している。モジュール基板１１４は、はんだ面１１６が基板２に対向するように基板２に実装される。そして、はんだ面１１６のパッドＰ２は、基板２に形成されている配線２１にはんだ付けによって電気的に接続される。なお、パッドＰ２が、通信回路１１２に電気的に接続された導体部に相当する。

（２．２．２）外付けアンテナ
外付けアンテナ１２は、基板２に形成されたパターンアンテナである。すなわち、外付けアンテナ１２は、基板２に形成された薄膜状の導体によって構成されており、薄型化を図ることができる。外付けアンテナ１２は、基板２の配線２１に電気的に接続している。そして、配線２１は、通信モジュール１１のモジュール基板１１４に形成されたパッドＰ２にはんだ付けによって電気的に接続している。すなわち、外付けアンテナ１２は、配線２１、パッドＰ２、配線Ｗ２を介して切替部１１３に電気的に接続する。

このように、外付けアンテナ１２は、パッドＰ２にはんだ付けによって電気的に接続されている。この結果、通信ユニット１は、同軸コネクタなどを用いて外付けアンテナ１２をモジュール基板１１４に接続する構造に比べて、外付けアンテナ１２と通信回路１１２との間の距離を短くすることができ、構造の簡略化を図ることができる。

また、外付けアンテナ１２をモノポールアンテナとし、外付けアンテナ１２のアンテナ長を無線通信に用いる電波の波長の１／４以上とすることが好ましい。この場合、外付けアンテナ１２の小型化を実現しながら、外付けアンテナ１２の広帯域化を図ることができる。

また、通信ユニット１では、外付けアンテナ１２の設置位置及び設置方向は、内蔵アンテナ１１１の設置位置及び設置方向と異なることが好ましい。

（２．２．３）無線通信
通信ユニット１では、上述のように、切替部１１３が、内蔵アンテナ１１１と外付けアンテナ１２とのうち少なくとも１つを選択アンテナとして切替可能に構成され、選択アンテナを通信回路１１２に電気的に接続する。通信回路１１２は、選択アンテナである内蔵アンテナ１１１及び外付けアンテナ１２の少なくとも１つを用いて無線通信を行う。

さらに、通信回路１１２は、選択アンテナが内蔵アンテナ１１１及び外付けアンテナ１２のいずれであっても、１つの周波数帯において、１つの通信規格に準拠した無線通信を行う。すなわち、内蔵アンテナ１１１が選択アンテナであるときに通信回路１１２が行う無線通信の通信規格と、外付けアンテナ１２が選択アンテナであるときに通信回路１１２が行う無線通信の通信規格とは同一である。通信ユニット１は、内蔵アンテナ１１１及び外付けアンテナ１２のいずれを用いる場合でも、共通の通信規格に準拠した無線通信を行うので、構成の簡略化を図ることができる。

また、通信回路１１２は、１つの集積回路である。すなわち、通信回路１１２は、１つの無線通信ＩＣであり、内蔵アンテナ１１１及び外付けアンテナ１２のいずれを用いても無線通信可能に構成されている。したがって、通信ユニット１は、内蔵アンテナ１１１及び外付けアンテナ１２のそれぞれに専用の通信回路を備える構成に比べて、構成の簡略化、小型化を図ることができる。

外付けアンテナ１２の設計上の制約は、内蔵アンテナ１１１に比べて緩いので、アンテナの性能を向上させることは容易である。そこで、通信ユニット１では、外付けアンテナ１２と内蔵アンテナ１１１とを同じ周波数帯に対応させ、かつ、外付けアンテナ１２を用いて無線通信を行うことができる周波数の幅を、内蔵アンテナ１１１を用いて無線通信を行うことができる周波数の幅よりも広くしている。さらに、外付けアンテナ１２の周波数特性と内蔵アンテナ１１１の周波数特性とは同じ中心周波数を有することが好ましい。言い換えると、外付けアンテナ１２の周波数特性の中心周波数と、内蔵アンテナ１１１の周波数特性の中心周波数とは同じであることが好ましい。ここで、２つの周波数が同じであるとは、２つの周波数が完全に一致する状態だけでなく、２つの周波数がずれていても、無線通信を行う上で２つの周波数のずれの影響を無視できる状態も含む。

なお、周波数帯は、通信回路１１２が行う無線通信に用いられる周波数の範囲であり、例えば通信回路１１２が行う無線通信の規格又は仕様によって規定されている。具体的に、通信ユニット１が無線通信で用いる周波数帯には、２．４ＧＨｚ帯、及び５ＧＨｚ帯などがある。

また、周波数帯は、国際機関の規則、及び各国の法令によって割り当てられたものであってもよい。国際機関の規則には、国際電気通信連合（ITU：International Telecommunication Union）の無線通信規則（RR：Radio Regulations）などがある。また、日本国では、電波法によって周波数帯の割り当てがなされている。

図４は、外付けアンテナ１２及び内蔵アンテナ１１１の各ＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio）の周波数特性の一例を示す。図４において、ＶＳＷＲ特性Ｙ１は外付けアンテナ１２のＶＳＷＲの周波数特性であり、ＶＳＷＲ特性Ｙ２は内蔵アンテナ１１１のＶＳＷＲの周波数特性である。ＶＳＷＲ特性Ｙ１、Ｙ２では、外付けアンテナ１２及び内蔵アンテナ１１１の各ＶＳＷＲが最小となる周波数はｆｃである。周波数ｆｃは、外付けアンテナ１２及び内蔵アンテナ１１１の各周波数特性の中心周波数であり、外付けアンテナ１２及び内蔵アンテナ１１１のそれぞれを用いた無線通信が可能な周波数範囲の中心に相当する。そして、外付けアンテナ１２のＶＳＷＲ特性Ｙ１においてＶＳＷＲが規定値Ｋ１以下となる周波数幅をΔｆ１とし、内蔵アンテナ１１１のＶＳＷＲ特性Ｙ２においてＶＳＷＲが規定値Ｋ１以下となる周波数幅をΔｆ２とすると、Δｆ１＞Δｆ２となる。すなわち、外付けアンテナ１２を用いて無線通信を行うことができる周波数幅Δｆ１は、内蔵アンテナ１１１を用いて無線通信を行うことができる周波数幅Δｆ２より広い。規定値Ｋ１は、通信回路１１２が行う無線通信の規格又は仕様などによって決まる値であり、ＶＳＷＲが規定値Ｋ１以下となる周波数幅が広い程、アンテナの性能が高くなる。

したがって、通信ユニット１は、内蔵アンテナ１１１より性能のよい外付けアンテナ１２を内蔵アンテナ１１１と併用することで、無線通信の信頼性を向上させることができる。

また、外付けアンテナ１２の周波数幅Δｆ１は内蔵アンテナ１１１の周波数幅Δｆ２よりも広いので、設置環境によって周波数幅Δｆ１が狭くなったとしても、通信ユニット１の無線通信に求められる性能を満たす可能性が高くなる。

例えば、外付けアンテナ１２及び内蔵アンテナ１１１が周波数帯として２．４ＧＨｚ帯に対応し、通信ユニット１がBluetoothの規格に準拠した２．４ＧＨｚ帯での無線通信を行うとする。この場合、２．４０２～２．４８０ＧＨｚの周波数幅において、ＶＳＷＲが約３以下であることを要求される。そこで、通信ユニット１では、図４において規定値Ｋ１を３としたときの周波数幅Δｆ１が２．４０２～２．４８０ＧＨｚを含むように、外付けアンテナ１２を構成する。このとき、通信ユニット１単体又は通信装置１０単体での外付けアンテナ１２の周波数幅Δｆ１が、２．４０２～２．４８０ＧＨｚの周波数幅に対してできるだけ余裕を有するように、外付けアンテナ１２を構成することが好ましい。

また、内蔵アンテナ１１１と外付けアンテナ１２とを、無線通信に用いる電波の波長の１／２（半波長）以上離すことで、空間ダイバーシティの効果を得ることができる。さらに、内蔵アンテナ１１１及び外付けアンテナ１２のそれぞれの偏波方向、指向性などを互いに異ならせてもよい。

以下に、通信ユニット１が行う無線通信のモードとして、第１通信モード－第４通信モードを例示する。通信ユニット１は、いずれかの通信モードを選択して、選択した通信モードで動作する。通信ユニット１（通信回路１１２）は、通信モジュールが実行するソフトウェアなどで予め決められた手順に従っていずれかの通信モードを選択する。また、通信ユニット１は、外部装置９からの指示に応じた通信モードを選択してもよい。

（第１通信モード）
切替部１１３は、内蔵アンテナ１１１と外付けアンテナ１２とのうち、受信電波及び送信電波の状況（電波状況）がよいアンテナを選択アンテナとして、通信回路１１２に電気的に接続する。この結果、第１通信モードで動作する通信回路１１２は、内蔵アンテナ１１１と外付けアンテナ１２とのうち電波状況がよいほうを用いて無線通信を行うので、無線通信の信頼性を向上させることができる。

（第２通信モード）
切替部１１３は、内蔵アンテナ１１１と外付けアンテナ１２との両方を選択アンテナとして、通信回路１１２に電気的に接続する。この結果、第２通信モードで動作する通信回路１１２は、内蔵アンテナ１１１及び外付けアンテナ１２の各出力を合成することで、電波の干渉の影響を抑えることができるので、無線通信の信頼性を向上させることができる。

（第３通信モード）
切替部１１３は、選択アンテナを外付けアンテナ１２に固定する。すなわち、通信回路１１２は、内蔵アンテナ１１１を用いずに外付けアンテナ１２を用いて無線通信を行う。上述のように、外付けアンテナ１２の性能は、内蔵アンテナ１１１の性能よりも高い。したがって、第３通信モードで動作する通信ユニット１は、内蔵アンテナ１１１を用いずに外付けアンテナ１２を用いることで、無線通信の信頼性を向上させることができる。

また、第３通信モードでは、外付けアンテナ１２を用いて無線通信を行っているときに通信不可となる状態が発生すれば、切替部１１３は、選択アンテナを内蔵アンテナ１１１に一時的に切り替えて、内蔵アンテナ１１１を用いた無線通信を補助的に行ってもよい。そして、通信ユニット１は、外付けアンテナ１２を用いた無線通信が不可となる状態が一定時間内に所定回数発生すれば、第３通信モードでの通信は不可能であると判断して、例えば他の通信モードに切り替える。

（第４通信モード）
切替部１１３は、内蔵アンテナ１１１及び外付けアンテナ１２を周期的に（一定の時間間隔で）交互に選択アンテナとする。すなわち、内蔵アンテナ１１１と外付けアンテナ１２とが交互に選択アンテナとなって、通信回路１１２が行う無線通信に用いられる。第４通信モードで動作する通信ユニット１は、内蔵アンテナ１１１と外付けアンテナ１２とを周期的に交互に用いることで、電波の干渉の影響を抑えることができるので、無線通信の信頼性を向上させることができる。

（３）機器、及び照明器具
図５に示す機器３は、上述の通信装置１０と、通信装置１０を収納する筐体３１と、を備える。機器３は、例えば照明器具、空調機器、センサ装置、電源装置、又は電力変換装置などである。機器３の通信装置１０は、他の機器３の通信装置１０と無線通信を行う。例えば、通信装置１０は、機器３の状態を通知する監視信号、及び他の機器３を制御する制御信号を送信したり、他の機器３から制御信号及び監視信号を受信したりする。機器３は、受信した制御信号に基づいて動作することができる。

機器３の一例として、図６の照明器具３Ａを示す。照明器具３Ａは、光源ユニット３２、及び光源ユニット３２を支持する筐体３１Ａを備える。

光源ユニット３２は、長尺箱状の外殻を有し、長尺の基板、及び基板上に長手方向に沿って並んで実装された多数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を外殻内に収納している。筐体３１Ａは長尺形状であり、筐体３１Ａの下面には光源ユニット３２が取り付けられる。さらに、筐体３１Ａは通信装置１０を内部に収納している。また、筐体３１Ａは、長手方向に沿った光源ユニット３２の両側縁より斜め上向きに突出する一対の反射板３３を備える。

照明器具３Ａの通信装置１０は、他の照明器具３Ａの通信装置１０と無線通信を行う。したがって、照明器具３Ａは、他の照明器具３Ａと連動して、光源ユニット３２が発する照明光を調整することができる。すなわち、複数の照明器具３Ａを用いた照明光のパターン制御、グループ制御が可能になる。

（４）通信システム
図７は、通信システム１００の構成を示す。通信システム１００は、複数の機器３を備える。複数の機器３は、通信装置１０をそれぞれ備える。そして、複数の機器３のそれぞれの通信装置１０は、メッシュネットワークを構成して、他の機器３の通信装置１０と無線通信を行う。例えば、通信装置１０は、機器３の状態を通知する監視信号、及び他の機器３を制御する制御信号を送信したり、他の機器３から制御信号及び監視信号を受信したりする。機器３は、受信した制御信号に基づいて動作することができる。

また、複数の機器３のそれぞれの通信装置１０は、親機であるコントローラと無線通信を行ってもよい。この場合、複数の機器３は、コントローラによって集中制御される。

（５）第１変形例
図８は、通信ユニット１の変形例として、通信ユニット１Ａを示す。通信ユニット１Ａは、通信装置１０Ａに用いられる。通信装置１０Ａは、通信ユニット１Ａと、基板２Ａと、を備える。通信ユニット１Ａは、通信モジュール１１Ａを備えて、切替部１１３を通信モジュール１１Ａとは別体にした点において、通信ユニット１と異なる。

基板２Ａには、通信ユニット１Ａが設けられている。具体的に、基板２Ａには通信モジュール１１Ａ及び切替部１１３がそれぞれ実装され、基板２Ａにはパターンアンテナである外付けアンテナ１２が形成されている。

通信モジュール１１Ａは、内蔵アンテナ１１１、及び通信回路１１２を備える。通信モジュール１１は、モジュール基板１１４Ａを更に備える。内蔵アンテナ１１１、及び通信回路１１２は、モジュール基板１１４Ａにはんだ付けによって実装されている。

基板２Ａに実装された切替部１１３は、基板２Ａに形成された配線２３、２４、２５、２６に電気的に接続している。切替部１１３は、配線２３と配線２５との間の電気的な接続の導通、遮断、及び配線２４と配線２６との間の電気的な接続の導通、遮断を、個別に切り替えることができる。配線２３は、モジュール基板１１４ＡのパッドＰ１１及び配線Ｗ１１を介して内蔵アンテナ１１１に電気的に接続している。配線２４は、外付けアンテナ１２に電気的に接続している。配線２５は、モジュール基板１１４ＡのパッドＰ１２及び配線Ｗ１２を介して通信回路１１２に電気的に接続している。配線２６は、モジュール基板１１４ＡのパッドＰ１３及び配線Ｗ１３を介して通信回路１１２に電気的に接続している。すなわち、切替部１１３は、内蔵アンテナ１１１と通信回路１１２との間の電気的な接続の導通、遮断、及び外付けアンテナ１２と通信回路１１２との間の電気的な接続の導通、遮断を、個別に切り替えることができる。言い換えると、切替部１１３は、内蔵アンテナ１１１と外付けアンテナ１２とのうち少なくとも１つを選択アンテナとして切替可能に構成され、選択アンテナを通信回路１１２に電気的に接続することができる。

モジュール基板１１４Ａは、基板２Ａに実装される。そして、パッドＰ１１は、基板２に形成されている配線２３にはんだ付けによって電気的に接続されることで、切替部１１３に電気的に接続する。パッドＰ１２は、基板２Ａに形成されている配線２５にはんだ付けによって電気的に接続されることで、切替部１１３に電気的に接続する。パッドＰ１３は、基板２Ａに形成されている配線２６にはんだ付けによって電気的に接続されることで、切替部１１３に電気的に接続する。なお、パッドＰ１２、Ｐ１３が、通信回路１１２に電気的に接続された導体部に相当する。

そして、通信ユニット１Ａは、上述の第１通信モード－第４通信モードからいずれかの通信モードを選択して、選択した通信モードで動作する。

（６）第２変形例
切替部１１３は、内蔵アンテナ１１１と外付けアンテナ１２とのうちいずれか１つを選択アンテナとして切替可能に構成され、選択アンテナを通信回路１１２に電気的に接続する構成であってもよい。この場合、通信回路１１２は、内蔵アンテナ１１１及び外付けアンテナ１２のいずれか一方のみを選択アンテナとして用いて、無線通信を行う。

外付けアンテナ１２は、パターンアンテナ以外でもよく、その種類もモノポールアンテナ、ダイポールアンテナ、及びアレーアンテナなどのいずれであってもよい。

通信ユニット１（図１、図２参照）では、通信モジュール１１と外付けアンテナ１２とが共通の基板２に実装される構成に限定されない。例えば、通信モジュール１１と外付けアンテナ１２とが別々の基板に設けられて、ケーブルなどを介して互いに電気的に接続される構成であってもよい。

通信ユニット１Ａ（図８参照）では、通信モジュール１１Ａと外付けアンテナ１２とが共通の基板２Ａに実装される構成に限定されない。例えば、通信モジュール１１Ａと外付けアンテナ１２とが別々の基板に設けられて、ケーブルなどを介して互いに電気的に接続される構成であってもよい。

通信装置１０又は１０Ａを備える照明器具は、図６に示す照明器具３Ａに限定されず、例えばダウンライト、及びスポットライトなどであってもよい。

（７）まとめ
実施形態に係る第１の態様の通信ユニット（１、１Ａ）は、通信モジュール（１１、１１Ａ）と、外付けアンテナ（１２）と、切替部（１１３）と、を備える。通信モジュール（１１、１１Ａ）は、内蔵アンテナ（１１１）及び無線通信を行う通信回路（１１２）を有する。外付けアンテナ（１２）は、通信モジュール（１１、１１Ａ）とは別体に構成されている。切替部（１１３）は、内蔵アンテナ（１１１）と外付けアンテナ（１２）とのうち少なくとも１つを選択アンテナとして切替可能に構成され、選択アンテナを通信回路（１１２）に電気的に接続する。外付けアンテナ（１２）と内蔵アンテナ（１１１）とは同じ周波数帯に対応する。通信回路（１１２）は、選択アンテナを用いて無線通信を行う。

上述の通信ユニット（１、１Ａ）は、内蔵アンテナ（１１１）と外付けアンテナ（１２）とを用いて１つの周波数帯における無線通信の信頼性を向上させることができる。

実施形態に係る第２の態様の通信ユニット（１、１Ａ）では、第１の態様において、切替部（１１３）は、内蔵アンテナ（１１１）と外付けアンテナ（１２）とのうちいずれか１つを選択アンテナとして切替可能に構成され、選択アンテナを通信回路（１１２）に電気的に接続することが好ましい。

上述の通信ユニット（１、１Ａ）は、内蔵アンテナ（１１１）と外付けアンテナ（１２）とを用いて１つの周波数帯における無線通信の信頼性を向上させることができる。

実施形態に係る第３の態様の通信ユニット（１、１Ａ）では、第１又は第２の態様において、内蔵アンテナ（１１１）が選択アンテナであるときに通信回路（１１２）が行う無線通信の通信規格と、外付けアンテナ（１２）が選択アンテナであるときに通信回路（１１２）が行う無線通信の通信規格とは同一であることが好ましい。

上述の通信ユニット（１、１Ａ）は、内蔵アンテナ（１１１）を用いるとき、外付けアンテナ（１２）を用いるときの両方で、共通の通信規格に準拠した無線通信を行うので、構成の簡略化を図ることができる。

実施形態に係る第４の態様の通信ユニット（１、１Ａ）では、第１乃至第３の態様のいずれか１つにおいて、通信回路（１１２）は、１つの集積回路であることが好ましい。

上述の通信ユニット（１、１Ａ）は、内蔵アンテナ（１１１）及び外付けアンテナ（１２）のそれぞれに専用の通信回路を備える構成に比べて、構成の簡略化、小型化を図ることができる。

実施形態に係る第５の態様の通信ユニット（１、１Ａ）では、第１乃至第４の態様のいずれか１つにおいて、切替部（１１３）は、選択アンテナを外付けアンテナ（１２）に固定する通信モードを有することが好ましい。

上述の通信ユニット（１、１Ａ）は、内蔵アンテナ（１１１）を用いずに外付けアンテナ（１２）を用いることで、無線通信の信頼性を向上させることができる。

実施形態に係る第６の態様の通信ユニット（１、１Ａ）では、第１乃至第５の態様のいずれか１つにおいて、外付けアンテナ（１２）を使用可能な周波数の幅（Δｆ１）は、内蔵アンテナ（１１１）を使用可能な周波数の幅（Δｆ２）よりも広いことが好ましい。

上述の通信ユニット（１、１Ａ）は、外付けアンテナ（１２）を用いることで、無線通信の信頼性を向上させることができる。

実施形態に係る第７の態様の通信ユニット（１、１Ａ）では、第１乃至第６の態様のいずれか１つにおいて、外付けアンテナ（１２）の周波数特性と内蔵アンテナ（１１１）の周波数特性とは同じ中心周波数（ｆｃ）を有することが好ましい。

上述の通信ユニット（１、１Ａ）は、内蔵アンテナ（１１１）の機能を外付けアンテナ（１２）に代替させることができる。

実施形態に係る第８の態様の通信ユニット（１、１Ａ）では、第１乃至第７の態様のいずれか１つにおいて、外付けアンテナ（１２）は、パターンアンテナであることが好ましい。

上述の通信ユニット（１、１Ａ）は、薄型化を図ることができる。

実施形態に係る第９の態様の通信ユニット（１、１Ａ）では、第１乃至第８の態様のいずれか１つにおいて、無線通信によって授受されるデータは、時分割データであることが好ましい。

上述の通信ユニット（１、１Ａ）は、時分割データを送信、受信する無線通信を行うことができる。

実施形態に係る第１０の態様の通信装置（１０、１０Ａ）は、第１乃至第９の態様のいずれか１つの通信ユニット（１、１Ａ）と、通信ユニット（１、１Ａ）が設けられた基板（２、２Ａ）と、を備える。

上述の通信装置（１０、１０Ａ）は、内蔵アンテナ（１１１）と外付けアンテナ（１２）とを用いて１つの周波数帯における無線通信の信頼性を向上させることができる。

実施形態に係る第１１の態様の通信装置（１０、１０Ａ）では、第１０の態様において、基板（２、２Ａ）は、通信回路（１１２）に電気的に接続された導体部（Ｐ１、Ｐ１３）を備えることが好ましい。外付けアンテナ（１２）は、導体部（Ｐ１、Ｐ１３）にはんだ付けによって電気的に接続される。

上述の通信装置（１０、１０Ａ）は、外付けアンテナ（１２）と通信回路（１１２）との間の距離を短くすることができ、構造の簡略化を図ることができる。

実施形態に係る第１２の態様の機器（３）は、第１０又は第１１の態様の通信装置（１０、１０Ａ）と、通信装置（１０、１０Ａ）を収納する筐体（３１）と、を備える。

上述の機器（３）は、内蔵アンテナ（１１１）と外付けアンテナ（１２）とを用いて１つの周波数帯における無線通信の信頼性を向上させることができる。

実施形態に係る第１３の態様の照明器具（３Ａ）は、第１０又は第１１の態様の通信装置（１０、１０Ａ）と、通信装置（１０、１０Ａ）を収納する筐体（３１Ａ）と、を備える。

上述の照明器具（３Ａ）は、内蔵アンテナ（１１１）と外付けアンテナ（１２）とを用いて１つの周波数帯における無線通信の信頼性を向上させることができる。

実施形態に係る第１４の態様の通信システム（１００）は、第１２の態様の機器（３）を複数備え、複数の機器（３）がそれぞれ備える通信ユニット（１）は互いに無線通信を行う。

上述の通信システム（１００）は、内蔵アンテナ（１１１）と外付けアンテナ（１２）とを用いて１つの周波数帯における無線通信の信頼性を向上させることができる。

１００ 通信システム
１０、１０Ａ 通信装置
１、１Ａ 通信ユニット
１１、１１Ａ 通信モジュール
１２ 外付けアンテナ
１１１ 内蔵アンテナ
１１２ 通信回路
１１３ 切替部
２、２Ａ 基板
３ 機器
３Ａ 照明器具
３１、３１Ａ 筐体
ｆｃ 中心周波数
Δｆ１、Δｆ２ 周波数幅
Ｐ１、Ｐ１３ パッド（導体部）

Claims (14)

1. 内蔵アンテナ及び無線通信を行う通信回路を有する通信モジュールと、
   前記通信モジュールとは別体に構成された外付けアンテナと、
   前記内蔵アンテナと前記外付けアンテナとのうち少なくとも１つを選択アンテナとして切替可能に構成され、前記選択アンテナを前記通信回路に電気的に接続する切替部と、を備え、
   前記外付けアンテナと前記内蔵アンテナとは同じ周波数帯に対応し、
   前記通信回路は、前記選択アンテナを用いて前記無線通信を行う
   通信ユニット。
2. 前記切替部は、前記内蔵アンテナと前記外付けアンテナとのうちいずれか１つを前記選択アンテナとして切替可能に構成され、前記選択アンテナを前記通信回路に電気的に接続する
   請求項１の通信ユニット。
3. 前記内蔵アンテナが前記選択アンテナであるときに前記通信回路が行う前記無線通信の通信規格と、前記外付けアンテナが前記選択アンテナであるときに前記通信回路が行う前記無線通信の通信規格とは同一である
   請求項１又は２の通信ユニット。
4. 前記通信回路は、１つの集積回路である
   請求項１又は２の通信ユニット。
5. 前記切替部は、前記選択アンテナを前記外付けアンテナに固定する通信モードを有する
   請求項１又は２の通信ユニット。
6. 前記外付けアンテナを使用可能な周波数の幅は、前記内蔵アンテナを使用可能な周波数の幅よりも広い
   請求項１又は２の通信ユニット。
7. 外付けアンテナの周波数特性と前記内蔵アンテナの周波数特性とは同じ中心周波数を有する
   請求項１又は２の通信ユニット。
8. 前記外付けアンテナは、パターンアンテナである
   請求項１又は２の通信ユニット。
9. 前記無線通信によって授受されるデータは、時分割データである
   請求項１又は２の通信ユニット。
10. 請求項１の通信ユニットと、
    前記通信ユニットが設けられた基板と、を備える
    通信装置。
11. 前記基板は、前記通信回路に電気的に接続された導体部を備え、
    前記外付けアンテナは、前記導体部にはんだ付けによって電気的に接続される
    請求項１０の通信装置。
12. 請求項１０の通信装置と、
    前記通信装置を収納する筐体と、を備える
    機器。
13. 請求項１０の通信装置と、
    前記通信装置を収納する筐体と、を備える
    照明器具。
14. 請求項１２の機器を複数備え、
    前記複数の機器がそれぞれ備える前記通信ユニットは互いに前記無線通信を行う
    通信システム。

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