申请/专利权人：SMK株式会社

申请日：2017-11-02

公开（公告）日：2021-05-07

公开（公告）号：CN108668177B

主分类号：H04N21/61(20110101)

分类号：H04N21/61(20110101);H01B7/00(20060101)

优先权：["20170330 JP 2017-066607"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.05.07#授权;2019.03.19#实质审查的生效;2018.10.16#公开

摘要：本发明提供一种能在薄型面板状的电气设备的狭小的侧面连接向电气设备供给驱动电源的电源线和向电气设备输出电信号的信号线的复合电缆。通过柔性印刷电路板来构成挠性复合电缆的连接于电气设备的终端连接部，能在电气设备的狭小的侧面连接复合电缆。由于柔性印刷电路板的横向宽度能充分地长，因此，能将电源图案的图案宽度设为大宽度，即使是薄厚度也能降低每单位长度的电阻值，能得到允许大电源电流的允许电流。

主权项：1.一种复合电缆，其是连接于薄型面板状的电气设备并复合化了供给所述电气设备的驱动电源的电源线、向所述电气设备输出电信号的信号线、以及有源光缆的复合电缆，其特征在于，通过从所述电气设备的侧面插入而连接于所述电气设备的柔性印刷电路板，来构成挠性厚橡胶软电缆的连接于所述电气设备的终端连接部，所述挠性厚橡胶软电缆形成为通过护套来统一覆盖所述信号线、所述电源线以及所述有源光缆的圆形电缆，在所述柔性印刷电路板，并列形成有向所述电气设备输出低速电信号的作为所述信号线的信号图案、作为所述电源线的电源图案、以及向所述电气设备输出高速电信号的所述有源光缆的光波导，使所述电源图案的图案宽度与所述电源线的允许电流匹配并设为比所述信号图案的宽度大。

全文数据：复合电缆技术领域[0001]本发明涉及一种连接于薄型面板状的电气设备的复合电缆，更详细而言，涉及一种向薄型面板状的电气设备供给电源并且输出电信号的复合电缆。背景技术[0002]如图6、图7所示，作为薄型面板状的电气设备，例如，沿墙面配置的壁挂式电视i丄〇的显示装置101以显示装置101不从墙面突出较多的方式将附加装置102配置于嵌入盒SB内，其中，附加装置102具有对显示在显示装置1〇1的图像信号进行处理的通信控制部1〇2b、显示装置101的电源部102a，嵌入盒SB将壁板WP贯通，经由从附加装置102连接于显示装置101的背面侧的电源线1〇3向显示装置101供给驱动电源，并且，经由信号线104向显示装置101输出图像信号等电信号专利文献1。[0003]但是，如此装配于墙面的壁挂式电视110为了将附加装置102向壁板WP内的嵌入盒SB进行容纳，需要在壁板WP穿孔，需要进行壁板WP的加工，此外，由于装配位置仅限于穿孔的位置，因此，无法使壁挂式电视10向所希望的位置移动。因此，以往，将显示装置和向显示装置输出图像信号、控制信号的机顶盒STB分离，并通过连接电缆或如专利文献2所述的那样通过无线通信将两者连接，使作为薄型面板状的电气设备的显示装置薄型化，并且，自如地配置于任意位置。[0004]现有技术文献[0005]专利文献[0006]专利文献1:日本专利第5180856号公报[0007]专利文献2:日本特开2011-19100号公报发明内容[0008]发明所要解决的问题[0009]如专利文献2所述的显示装置，在通过无线通信与机顶盒STB进行连接的情况下，需要在显示装置设置无线收发电路，显示装置的构造变得复杂，并且，会成为薄型化的障碍。[0010]此外，无论通过无线通信来连接机顶盒STB和显示装置还是通过连接电缆来连接，都至少需要将用于供给显示装置的驱动电源的电源电缆向显示装置连接。再者，近年来，用于壁挂式电视等用途而配备的显示装置被提出以下要求:使用有机EL的显示元件且厚度薄型化至3mm以下，从墙面突出的厚度连同连接于显示装置的电缆之类为3mtn以下，在这种情况下，将连接于显示器的电源电缆向设于厚度为3mm以下的显示装置的侧面的连接器等连接部进行连接。另一方面，显示装置倾向于薄型化和大型化，为了驱动大画面的有机此、液晶等显示层，电源线会流过10A至20A左右的大电流。因此，需要将电源线的允许电流设为这些电流值以上，当通过例如圆形电缆的金属电线来构成电源电缆的电源线时，由于会成为连同绝缘外皮的电源线整体的直径为3mra左右的粗电线，因此，显示装置的侧面的连接变得困难。[0011]而且，除了该电源电缆，在向显示装置连接具有输出大容量的图像信号的高速信号线的连接电缆、具有输出对显示装置的工作进行控制的控制信号的低速信号线的连接电缆的情况下，要在薄型化至3mm以下的显示装置的狭小的侧面连接这些所有的连接电缆，连接作业变得极其繁杂。[0012]如果将在一面形成有起到信号线的作用的信号图案的柔性印刷电路板作为连接电缆来使用，则即使在厚度为3mm以下的狭小的显示装置的侧面也能进行连接，但由于柔性印刷电路板在其宽度方向具有刚性，难以弯曲，因此，有损连接机顶盒STB与显示装置之间的布线的自由度，此外，由于与厚橡胶软电缆等圆形电缆相比，柔性印刷电路板的每单位长度的价格较高，因此，不适合实际应用。[0013]而且，虽然形成于柔性印刷电路板的一面的导电图案的允许电流会根据此导电图案的横截面积而增加，但由于导电图案的厚度为35mi左右，因此，被认为难以设为10A至20A的电源电流以上的允许电流，不会采用形成有电源图案的柔性印刷电路板来作为向显示装置供给驱动电源的电源电缆。[0014]本发明是考虑到这样的以往的问题点而完成的，目的在于提供一种能不在薄型面板状的电气设备设置信号处理电路、电源电路，使电气设备进一步薄型化的复合电缆。[0015]此外，提供一种能在薄型面板状的电气设备的狭小的侧面连接向电气设备供给驱动电源的电源线和向电气设备输出电信号的信号线的复合电缆。[0016]此外，目的在于提供一种通过廉价且具有布线的自由度的电缆来将薄型面板状的显示装置与向显示装置供给图像信号、驱动电源的机顶盒STB之间连接的复合电缆。[0017]用于解决问题的方案[0018]为了达成上述目的，方案一所述的复合电缆是连接于薄型面板状的电气设备并复合化了供给电气设备的驱动电源的电源线和向电气设备输出电信号的信号线的复合电缆，其特征在于，通过从电气设备的侧面插入而连接于电气设备的柔性印刷电路板，来构成挠性复合电缆的连接于电气设备的终端连接部，在柔性印刷电路板，并列形成有作为信号线的信号图案以及作为电源线的电源图案，使电源图案的图案宽度与电源线的允许电流匹配并设为比信号图案的宽度大。[0019]由于通过柔性印刷电路板来构成复合电缆的连接于电气设备的终端连接部，因此，能从薄型面板状的电气设备的狭小的侧面插入柔性印刷电路板而将电源线和信号线连接向电气设备。[0020]由于柔性印刷电路板的宽度能以电气设备的侧面的长尺寸方向宽度为限度设为足够的长度，因此，能将电源图案的图案宽度设为大宽度来扩大横截面积，将作为电源线的电源图案的允许电流设为大电流。[0021]由于仅是通过柔性印刷电路板构成复合电缆的连接于电气设备的终端连接部，因此，复合电缆的弯曲方向不会受到制约。[0022]方案二所述的复合电缆的特征在于，电气设备具有在不同的电力下工作的多个电路元件，在柔性印刷电路板的一面，并列形成有分别向多个电路元件供给驱动电源的多个电源图案，并根据电路元件的消耗电流来使连接于该电路元件的电源图案的图案宽度不同。[0023]由于按电气设备的在不同的电力下工作的多个电路元件来形成分别向此电路元件供给驱动电源的多个电源图案，因此，无需在电气设备内设置对输入电压进行分压并向各电路元件供给稳定的电源电压的定压电源电路。[0024]方案三所述的复合电缆的特征在于，其是对电源线以及信号线进一步复合化了有源光缆的复合电缆，在形成有作为电源线的电源图案以及向电气设备输出低速电信号的信号图案的柔性印刷电路板，形成有向电气设备输出高速电信号的有源光缆的光波导。[0025]由于在形成有作为电源线的电源图案和向电气设备输出低速电信号的信号图案的柔性印刷电路板，形成有向电气设备输出高速电信号的有源光缆的光波导，因此，能从薄型面板状的电气设备的狭小的侧面插入柔性印刷电路板而向电气设备连接电源线、输出低速电信号的信号线、以及输出高速电信号的有源光缆。[0026]方案四所述的复合电缆的特征在于，电气设备为平面显示装置，经由信号图案输出对平面显示装置的工作进行控制的控制信号，经由光波导输出显示在平面显示装置的图像的大容量图像信号。[0027]由于从平面显示装置的侧面一并连接向平面显示装置供给驱动电源的电源线、输出控制信号的信号线、以及输出大容量图像信号的光波导，因此，能使连接有复合电缆的平面显示装置整体的厚度薄型化。[0028]发明效果[0029]根据方案一的发明，由于从薄型面板状的电气设备的狭小的侧面插入柔性印刷电路板而向电气设备连接电源线和信号线，因此，连接了复合电缆的电气设备整体的厚度不会增加。[0030]在薄型面板状的电气设备的狭小的侧面，能容易地一并连接供给电气设备的驱动电源的电源线和向电气设备输出电信号的信号线。[0031]即使是允许电流为大电流的电源线，也能通过形成于柔性印刷电路板的薄厚度的电源图案来形成。[0032]对于连接于薄型面板状的电气设备的复合电缆，能采用廉价且弯曲方向不会受到制约地能在自由的方向布线的复合电缆。[0033]根据方案二的发明，由于无需在电气设备内设置由运算放大器、三端子稳定器等外形具有一定厚度的1C电路元件构成的定压电源电路，因此，能进一步使电气设备薄型化。[0034]根据方案三的发明，能在薄型面板状的电气设备的狭小的侧面，容易一并连接供给电气设备的驱动电源的电源线、向电气设备输出低速电信号的信号线、以及输出高速电信号的有源光缆。[0035]此外，由于将电源线、输出低速电信号的信号线、以及有源光缆的光波导统一在柔性印刷电路板，因此，在设计上较优，不用担心用户将各布线分离而误连接。[0036]根据方案四的发明，由于在平面显示装置不设置对大容量图像信号进行处理的信号处理电路，能从狭小的侧面连接供给驱动电源的电源线，因此，能使连接有复合电缆的整体薄型化，几乎能与墙面装配于同一面上。附图说明[0037]图1是表示连接平面显示装置40和机顶盒STB的本申请的一实施方式的复合电缆1的俯视图。[0038]图2是沿图1的A-A线切断的部分省略剖面图。[0039]图3是表示有源光缆5与平面显示装置40的连接部的放大剖面图。[0040]图4是表示柔性印刷电路板10与平面显示装置40的连接部的放大剖面图。[0041]图5是图1的框图。[0042]图6是表示连接显示装置101和附加装置102的以往的电源线103的纵剖面图。[0043]图7是壁挂式电视110的框图。[0044]附图标记说明：[0045]1复合电缆[0046]la终端连接部[0047]2电源线[0048]3信号线[0049]5有源光缆[0050]10柔性印刷电路板FPC[0051]12电源图案[0052]13信号图案[0053]15光纤光波导）[0054]20厚橡胶软电缆[0055]40薄型面板状的电气设备平面显示装S具体实施方式[0056]使用图1至图5对本发明的一实施方式的复合电缆1进行说明。如图1所示，复合电缆1是布线于作为薄型面板状的电气设备的平面显示装置40与机顶盒STB之间，将多个电源线2、多个信号线3、以及多个有源光缆5统一复合化了的复合电缆。[0057]在本实施方式中，平面显示装置40为沿墙面装配的所谓的壁挂式电视的监视器，使用有机EL来作为显示元件，并将其厚度设为3mm以下，以便从墙面突出的量最小。为了薄型化至3mm以下，在平面显示装置40不设置接收显示在平面显示装置40的图像的调谐器、图像信号的信号处理电路、以及驱动平面显示装置40的电源电路等来尽可能地谋求薄型化，经由连接于与装配在墙面的平面显示装置40之间的复合电缆1而设置在距离平面显示装置40数米的地方的机顶盒STB中内置调谐器等这些电路，经由复合电缆1的六根信号线3从机顶盒STB输出对平面显示装置40的工作进行控制的速度比较低的控制信号，此外，经由四根有源光缆5来输出需要大容量高速传输的图像信号。[0058]而且，由于平面显示装置40的显像显示部在24V240W的驱动电源下工作，对显像显示部、加密电路HDCP进行控制的控制电路等在12V40W的驱动电源下工作，因此，在平面显示装置40存在不同的两个电源系统。在此，在平面显示装置40,为了从对一种输入电源电压进行分压并稳定化的两个电源系统进行供电，就需要设置包含运算放大器、三端子稳定器等外形具有一定的厚度的1C电路元件的定压电源电路，但在本实施方式中，这些定压电源电路也内置于机顶盒STB侧，经由与平面显示装置40的电源系统数在此为两个系统）相同的两对第一电源线2a以及第二电源线2b，从机顶盒STB向平面显示装置40的各电路供给不同驱动源的电源。[0059]复合电缆1将连接于平面显示装置40侧的长度为200mm左右的柔性印刷电路板（以下，称为FPC10和连接于机顶盒STB侧的数米的厚橡胶软电缆20串联连接来构成，厚橡胶软电缆20由通过护套来统一覆盖上述两对电源线2、六根信号线3、以及作为有源光缆5的光波导的四根光纤15的圆形电缆形成。在厚橡胶软电缆20与FPC10的连接部，从厚橡胶软电缆20至FPC10连续布线有有源光缆5的光纤15,此外，厚橡胶软电缆20的两对电源线2a、2b和多个信号线3分别焊接于对应的形成在FPC10的后述两对电源图案12a、12b和六根信号图案13，且相互电连接。[0060]由于在电源线2流过最大10A左右的比较大的电流来作为平面显示装置40的驱动电源，因此，为了将允许电流设为10A以上，厚橡胶软电缆20的电源线2采用导体直径为2至3mm的粗电线。另一方面，在光纤15,虽然连同光纤15的护套的整体也有250wn左右的粗细，但一并复合化有电源线2、信号线3的厚橡胶软电缆20的外径为l〇mm的粗细。[0061]即使是外径约为10mm的粗细的厚橡胶软电缆20,在机顶盒STB侧也不存在连接位置、连接部的大小的制约，因此，在厚橡胶软电缆20的终端，装配有电源线2、信号线3、以及光纤15的终端所面对的光电复合插头30,将光电复合插头30向安装于机顶盒STB的印刷电路布线基板31的插座32进行嵌合连接，由此，多个电源线2和多个信号线3向机顶盒STB的对应的电路进行电连接。[0062]此外，如图5所示，在插座32内，内置有由激光驱动器33进行驱动控制的面发光激光器Vcsel，面发光激光器Vcsel对输入至激光驱动器33的信号进行E-0变换，并向面对光电复合插头30的光纤15射出。如图5所示，输入至机顶盒STB的四道高速信号图案31a的信号，在此为通过V-by-0neTHineElectronics，Inc•株式会社的注册商标HS的串彳丁接口以每一道3.75Gbps的传输速度进行传输的图像信号，面发光激光器Vcsel向分别与四道对应的四根光纤15发送对图像信号进行了E-0变换的光信号。[0063]此外，输入至机顶盒STB的六根低速信号图案31b的信号为对例如平面显示装置40的加密电路HDCP、有机EL的显示元件的工作进行控制的传输速度为数十Mbps的控制信号，经由连接于各低速信号图案31b的六根信号线3输出至平面显示装置40。[0064]而且，在机顶盒STB的印刷电路布线基板31，与平面显示装置40的两个电源系统对应地形成有:第一供电图案31cl，经由复合电缆1的第一电源线2a向平面显示装置40的显像显示部供给例如24V240W的驱动电源;第二供电图案31c2,经由复合电缆1的第二电源线2b向平面显示装置40的控制电路等供给例如12V40W的驱动电源。因此，无需在平面显示装置40设置用于从多个不同的电源系统供给稳定的电源的定压电源电路，能使平面显示装置4〇薄型化至厚度3mm左右。[0065]在连接复合电缆1的平面显示装置40侧，有与复合电缆1的连接不会增加从墙面的突出量，在厚度3mm的平面显示装置40的侧面连接复合电缆1的这一制约，无法直接连接外径为lOram的厚橡胶软电缆20,因此，使用薄型且在平面显示装置40的侧面的3mm的短尺寸方向宽度内能进行连接，且能将横向宽度沿侧面的长尺寸方向设为充分长的长度的FPC10来进行连接。[0066]作为复合电缆1的平面显示装置40侧的终端连接部la的FPC10在厚度为0.1mm的由聚酰亚胺等形成的绝缘基体材料薄膜l〇a的一面，沿其长尺寸方向平行地图案印刷有:作为两对电源线2a、2b的两对电源图案12a、12b;以及作为六根信号线3的六根信号图案13。此夕卜，在FPC10的不与上述电源图案12、信号图案13相干扰的绝缘基体材料薄膜10a上的空白部分，与这些图案12、13平行地进行层压（laminate加工了四根光纤15,而成为光电复合FPC10〇[0067]在此，作为第一电源线2a的第一电源图案12a向平面显示装置40的显像显示部供给24V240W的电源，因此，需要采用允许电流为10A以上的电源图案。形成于绝缘基体材料薄膜l〇a上的电源图案12的厚度仅为35um左右，但由于电源图案12的每单位长度的电阻值与其横截面积成反比，FPC10的横向宽度能充分地设为大宽度，因此，如图2所示，与信号图案13等通常的印刷图案相比，将第一电源图案12a的图案宽度设为10mm以上的大宽度，降低每单位长度的电阻值，将允许电流值设为10A以上。[0068]此外，关于作为第二电源线2b的第二电源图案12b，由于向对平面显示装置40的显像显示部、加密电路HDCP进行控制的控制电路等供给12V40W的电源，因此，需要采用允许电流为3.4A以上的电源图案，与信号图案13等的图案宽度相比，将第二电源图案12b的图案宽度设为4mm的大宽度。[0069]如图4所示，第一电源图案12a、第二电源图案12b、以及六根信号图案13被引出到突出至FPC10的平面显示装置40侧的尾部10b，与尾部10b—起向安装在平面显示装置40的印刷电路布线基板41上的FPC连接器42的连接凹部插入，经由FPC连接器42的未图示的接触件，电连接至印刷电路布线基板41上的对应的导电图案。由此，从第一电源图案12a向平面显示装置40的显像显示部供给24V240W的电源，从第二电源图案12b向对平面显示装置40的显像显示部、加密电路HDCP进行控制的控制电路等供给12V40W的电源，此外，从六根信号图案13输出对平面显示装置40的各电路元件进行控制的速度比较低的传输速度的控制信号。在此，印刷电路布线基板41的厚度为0.5mm，FPC连接器42的厚度为1.2mm，因此，能在厚度3mm的平面显示装置40的侧面连接复合电缆1的FPC10。[0070]此外，在固定于FPC10的四根光纤15的端部，装配有使各光纤15的端面面对平面显示装置40侧并对各光纤15进行定位固定的光插头44。光插头44在平面显示装置40的印刷电路布线基板41上嵌合连接于安装在FPC连接器42的侧方的插座43。即使加上厚度为0.5mm的印刷电路布线基板41，嵌合连接了光插头44的插座43的高度最大也仅为1.7mm，能在宽度3mm的平面显示装置40的侧面连接光插头44。[0071]如图3所示，在插座43内置有:45度镜45，配置于与四根光纤15的各端面对置的部位，将图中各光纤15的水平方向的光轴转换为铅直方向；光电二极管47,隔着金凸点（goldbump46搭载于印刷电路布线基板41的高速信号图案41a上，并使受光面面对45度镜45上方。光电二极管47分别对以3•75Gbps的传输速度从四根光纤15的各端面射出的代表图像信号的光信号进行光电转换，并经由对应的四组导电图案41a向连接于其输出侧的跨阻放大器TIAtrans-impedanceamplifier输出。[0072]跨阻放大器TIA将从光电二极管47输出的代表图像信号的微弱的电流信号转换为电压信号，经由分别与四根光纤15对应的四道高速信号图案4la向对平面显示装置40的显像显示部的显示进行控制的有机EL驱动器输出。由此，由以每一道3.75Gbps的传输速度从机顶盒STB传输的图像信号形成的图像被显示在显像显示部。[0073]根据本实施方式，将机顶盒STB和作为薄型面板状的电气设备的平面显示装置40连接的复合电缆1的主要部分由在各方向自由弯曲的厚橡胶软电缆20构成，因此，复合电缆1的布线位置不会受到制约，此外，与FPC10相比，在主要部分使用廉价的厚橡胶软电缆20，因此，能廉价地得到复合电缆1。[0074]在上述实施方式中，虽然以厚度为3mm的平面显示装置作为薄型面板状的电气设备来进行说明，但只要是薄型面板状，就不限于显示装置。[0075]此外，复合电缆1虽然通过在电源线2和信号线3复合化有有源光缆5的电缆的例子来进行说明，但也可以是仅复合化有电源线2和信号线3的复合电缆。而且，虽然在光纤15的两端复合化有连接有0-E转换元件和E-0转换元件的有源光缆5,但也可以是在电源线2和信号线3仅复合化有作为光波导的光纤15的复合化电缆。[0076]而且，复合化于复合电缆1的电源线2、信号线3、以及有源光缆5的根数、形状不限于上述实施方式所示出的例子。特别是，电源线2的根数根据薄型面板状的电气设备内的电源系统数来设定，各电源图案的图案宽度以允许电流为经由此电源图案进行供给的电源的最大电流以上的方式进行设定。[0077]而且，在上述实施方式中，虽然将经由四根光纤15的光波导从机顶盒STB传输至平面显示装置40的信号设为图像信号，但也可以是对平面显示装置40侧的工作进行控制的控制信号，此外，经由多个信号线3从机顶盒STB输出至平面显示装置40的信号不限于控制信号，也可以是图像信号或图像信号的一部分。[0078]产业上的可利用性[0079]适用于如下复合电缆：电连接于薄型面板状的电气设备，从外部设备向电气设备供给电源，并且，输出对电气设备的工作进行控制的控制信号。

权利要求：1.一种复合电缆，其是连接于薄型面板状的电气设备并复合化了供给所述电气设备的驱动电源的电源线和向所述电气设备输出电信号的信号线的复合电缆，其特征在于，通过从所述电气设备的侧面插入而连接于所述电气设备的柔性印刷电路板，来构成挠性复合电缆的连接于所述电气设备的终端连接部，在所述柔性印刷电路板，并列形成有作为所述信号线的信号图案以及作为所述电源线的电源图案，使所述电源图案的图案宽度与所述电源线的允许电流匹配并设为比所述信号图案的宽度大。2.根据权利要求1所述的复合电缆，其特征在于，所述电气设备具有在不同的电力下工作的多个电路元件，在所述柔性印刷电路板的一面，并列形成有分别向所述多个电路元件供给驱动电源的多个电源图案，根据所述电路元件的消耗电流来使连接于该电路元件的电源图案的图案宽度不同。3.根据权利要求1或权利要求2中任一项所述的复合电缆，其特征在于，其是对所述电源线以及所述信号线进一步复合化了有源光缆的复合电缆，在形成有作为所述电源线的电源图案以及向所述电气设备输出低速电信号的信号图案的柔性印刷电路板，形成有向所述电气设备输出高速电信号的所述有源光缆的光波导。4.根据权利要求3所述的复合电缆，其特征在于，所述电气设备为平面显示装置，经由所述信号图案输出对所述平面显示装置的工作进行控制的控制信号，经由所述光波导输出显示在所述平面显示装置的图像的大容量图像信号。

百度查询： SMK株式会社 复合电缆

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