CN101241781A - 扁平电缆以及具有该扁平电缆的电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种扁平电缆和具有该扁平电缆的电子设备。该扁平电缆包括：第一信号传输层，其包括第一绝缘构件以及在该第一绝缘构件内成行嵌入的多条第一接地线和多条第一信号线；第二信号传输层，其包括第二绝缘构件以及在该第二绝缘构件内成行嵌入的多条第二接地线和多条第二信号线；以及在第一信号传输层和第二信号传输层之间夹置的绝缘层。第一和第二信号传输层分别与绝缘层的两侧耦合，并彼此面对，每条第一接地线和每条第二接地线设置成彼此面对，并且每条第一信号线与每条第二信号线设置成彼此面对。在每条第一信号线和每条第二信号线之间形成强的电磁场，使得信号通过第一和第二信号线可以稳定地传输。

Description

扁平电缆以及具有该扁平电缆的电子设备

技术领域

本发明总的构思涉及一种扁平电缆，更具体地，涉及在两个电子组件之间连接以在它们之间传输信号的扁平电缆，以及具有该扁平电缆的电子设备。

背景技术

近来，数字产品，例如包括数字电视和数字通用盘(DVD)播放器的家用设备，包括复印机、打印机、传真机和扫描仪的办公用品以及各种类型的计算设备，已经被积极地引入市场，并且为改进这些数字产品的性能已经进行了各种研究。

数字产品的整体性能取决于包括硬件性能和软件性能的各种因素。数据信号传输/接收性能也对数字产品的性能产生很大的影响。数据信号传输/接收性能取决于将数据信号从数据传输器没有失真地传输到数据接收器有多快。

已经研发了多种用于传输和接收数据信号的方案，在这些方案中，低压差动信号(low voltage differential signaling，LVDS)方案近来被广泛使用。LVDS方案是一种数据通信技术，其中，传输数据信号时，数据传输器将原始信号及其反转信号一起传输，数据接收器检测传输的这两个信号之间的差并以基于检测到的差来修复原始信号。

为了在LVDS方案中传输和接收数据信号，需要通过信号传输电缆将传输和接收数据信号的两个电子组件相互连接。近来，广泛采用柔性扁平电缆(FFC)作为信号传输电缆。该扁平电缆薄而且容易变形，使得其适合于最近的小而薄的数字产品，并且有效地利用在具有移动数据传输器的数字产品，例如扫描仪，复印机和喷墨打印机。

典型的，该扁平电缆包括由绝缘材料例如聚酯制成的绝缘构件以及嵌在绝缘构件中的多个薄的导体。在该扁平电缆中，期望的信号到达具有由临近导体形成的电磁场的电缆的输出端。该电磁场的强度对信号传输产生很大的影响。

图1是传统扁平电缆的示意性截面图，该传统扁平电缆在扫描仪中使用，用来连接扫描仪中的图像传感器和主板。

如图1所示，传统扁平电缆由附图标记10表示，其包括薄的绝缘构件11和在绝缘构件11内设置的多条接地线12和多条信号线13和14。信号线13和14被分成用来传输正信号的正信号线13和用来传输负信号的负信号线14。这些接地线12和信号线13和14以接地线12、正信号线13、负信号线14和接地线12的顺序排成一行。

然而，在具有这样单层结构的传统扁平电缆10中，在每条正信号线13和每条负信号线14之间窄的范围内形成用“e”表示的电磁场，如图1所示。由于这个原因，如果电缆10越长，在电缆10的输出端会发生越严重的失真。

例如，假定扁平电缆10长750mm，利用扁平电缆10来传输100MHz的低压差动信号。在这种情况下，如图2的示意图所示，在电缆10的输出端，每个正信号和每个负信号表现出不稳定的波形，而且作为这两个信号之间的差的输出端差动信号也表现出不稳定的波形。由于这个原因，存在这样一个问题，这些信号对外部噪声信号很敏感并且容易失真。

另外，传统扁平电缆10在其两个端部的每一个上具有成行设置的插脚。由于这个原因，如果电缆10的插脚的数量增加，则电缆10的宽度将增加。结果，插脚的数量受到限制，导致了对增加将传输的数据数量的限制。

发明内容

本发明总的构思提供一种扁平电缆和具有该扁平电缆的电子设备，该扁平电缆能够最低限度地受外界噪音的影响，稳定地传输数据信号而没有失真，并且增加了要传输的数据的数量。

本发明总的构思的其他方面和/或效用将在随后的说明书中部分阐述，并且部分会从说明书中显而易见，或可以通过其实践获悉。

本发明总的构思的前述和/或其他方面以及效用可以通过提供一种扁平电缆来获得，该扁平电缆包括：包括第一绝缘构件以及在该第一绝缘构件内成行嵌入的多条第一接地线和多条第一信号线的第一信号传输层；包括第二绝缘构件以及在该第二绝缘构件内成行嵌入的多条第二接地线和多条第二信号线的第二信号传输层；以及夹置在第一信号传输层和第二信号传输层之间的绝缘层，其中第一和第二信号传输层分别与绝缘层的两侧耦合以彼此面对，每条第一接地线和每条第二接地线设置成彼此面对，并且每条第一信号线和每条第二信号线设置成彼此面对。

多条第一接地线和多条第一信号线可以以这样的方式成行设置，使得两条第一接地线分别设置在其中一条第一信号线的两侧，并且多条第二接地线和多条第二信号线可以以这样的方式成行设置，使得两条第二接地线分别设置在其中一条第二信号线的两侧。

第一信号线可以是用来传输正信号的正信号线，而第二信号线可以是用来传输负信号的负信号线。

作为替换，第一信号线可以是用来传输负信号的负信号线，而第二信号线可以是用来传输正信号的正信号线。

第一插脚部件可以在第一信号传输层的两端分别设置，第一插脚部件包括第一接地线和第一信号线的外露端，而第二插脚部件可以在第二信号传输层的两端分别设置，第二插脚部件包括第二接地线和第二信号线的外露端。

本发明总的构思前述和/或其他方面以及效用还可以通过提供一种电子设备来获得，该电子设备包括：第一电子组件；第二电子组件，传输信号到第一电子组件并接收来自第一电子组件的信号；以及扁平电缆，将第一和第二电子组件相互连接以实现第一和第二电子组件之间的数据传输和接收，其中该扁平电缆包括：包括第一绝缘构件以及在该第一绝缘构件内成行嵌入的多条第一接地线和多条第一信号线的第一信号传输层；包括第二绝缘构件以及在该第二绝缘构件内成行嵌入的多条第二接地线和多条第二信号线的第二信号传输层；以及夹置在第一信号传输层和第二信号传输层之间的绝缘层，其中第一和第二信号传输层分别与绝缘层的两侧耦合以彼此面对，每条第一接地线和每条第二接地线设置成彼此面对，并且每条第一信号线和每条第二信号线设置成彼此面对。

本发明总的构思的前述和/或其他方面以及效用还可以通过提供一种扁平电缆以连接两个电子组件来获得，该扁平电缆包括：第一绝缘构件，该第一绝缘构件包括设置在其中的第一组接地线和信号线；第二绝缘构件，该第二绝缘构件包括设置在其中的第二组接地线和信号线；以及在第一绝缘构件和第二绝缘构件之间设置的绝缘层，该绝缘层具有粘结性能以粘结到每个第一绝缘构件和第二绝缘构件的一侧，并具有一厚度使得扁平电缆的差动阻抗与其中扁平电缆连接的两个电子组件的差动阻抗相同。

该第一和第二绝缘构件可以粘结到该绝缘构件，使得第一和第二接地线彼此面对以及第一和第二信号线彼此面对。

该扁平电缆还可以包括在第一绝缘构件的两端设置的第一插脚部件，其包括第一接地线和第一信号线的外露端；以及在第二绝缘构件的两端设置的第二插脚部件，其包括第二接地线和第二信号线的外露端。

该扁平电缆还可以包括可拆装地将其一侧连接到扁平电缆的一端和可拆装地将其另一侧连接到相应的电子组件的连接器构件，该连接器构件包括：连接器本体，与相应的电子组件连接；在连接器本体中设置的多个第一端子，对应于第一插脚部件中相应的一个；以及在连接器本体中设置的多个第二端子，对应于第二插脚部件中相应的一个。

该连接器构件还可以包括在其中心设置的耦合槽，以收纳扁平电缆相应的端部，其中多个第一端子在耦合槽的一侧成行设置以从该侧突出，且多个第二端子在耦合槽的另一侧成行设置以从该另一侧延伸并面对第一端子。

附图说明

本发明总的构思的这些和/或其他方面和效用将从下面结合附图对实施例的描述变得清晰且更容易理解，在附图中：

图1是传统扁平电缆的示意性截面图；

图2是示出通过传统扁平电缆传输的信号的波形的示意图；

图3是具有根据本发明总的构思的示范性实施例的扁平电缆的电子设备的示意性侧视图；

图4是根据图3的实施例的扁平电缆的示意性透视图；

图5是根据图3的实施例的扁平电缆的截面图；

图6是示出通过根据图3的实施例的扁平电缆传输的信号的波形的示意图；

图7是连接器的示意性平面图，根据图3的实施例的扁平电缆与该连接器耦合；以及

图8是连接器耦合器的示意性平面图，图7所示的连接器与该连接器耦合器耦合。

具体实施方式

现在将详细参考本发明总的构思的实施例，其实例在附图中示出，其中相同的附图标记通篇表示相同的元件。以下通过参考附图来描述这些实施例以解释本发明总的构思。

以下将参照附图描述根据本发明总的构思的示范性实施例的扁平电缆以及具有该扁平电缆的电子设备。

如图3所示，根据本实施例具有扁平电缆的电子设备包括第一电子组件20和第二电子组件30，该第一电子组件20包括图像传感器(未示出)，并在相互移动时用来读取图像，该第二电子组件30用来接收从第一电子组件20传输的图像信号。第一和第二电子组件20和30经由柔性的扁平电缆40相互连接。这里，第一和第二电子组件20和30以低压差动信号(LVDS)方案传输和接收信号。

扁平电缆40将第一电子组件20和第二电子组件30相互连接，使得信号可以在电子组件20和30之间传输。连接器70分别与第一电子组件20和第二电子组件30耦合，以在电子组件20和30之间连接扁平电缆40。

如图4所示，扁平电缆40包括第一和第二信号传输层50和60以提供信号传输，并且绝缘层45夹置在第一信号传输层50和第二信号传输层60之间。

第一信号传输层50包括第一绝缘构件51以及成行嵌入在该第一绝缘构件51内的多条第一接地线52和多条第一信号线53。第一绝缘构件51可以由绝缘材料例如聚酯制成。第一接地线52和第一信号线53可以由插入第一绝缘构件51内的薄的导体制成。每条第一接地线52和每条第一信号线53成对并彼此间隔开预定的距离。

这里，第一信号线53是用来传输正信号的正信号线。多条第一接地线52和多条第一信号线53成行地以使得两条第一接地线52设置在第一信号线53的每一侧的方式排列。

虽然在图4中示出了在第一绝缘构件51内存在四条第一接地线52和三条第一信号线53，但是应该理解的是，本发明总的构思并不局限于此，而且第一接地线52的数量和第一信号线53的数量可以被多样化地修改。

在第一信号传输层50的两个端部分别设置的是包括第一接地线52和第一信号线53的外露端的第一插脚部件54。这些第一插脚部件54插入连接器70中，该连接器70与第一电子组件20和第二电子组件30耦合。

第二信号传输层60具有与第一信号传输层50相同的结构。也就是说，第二信号传输层60包括第二绝缘构件61以及成行嵌入在该第二绝缘构件61内的多条第二接地线62和多条第二信号线63。多条第二接地线62和多条第二信号线63成行地以使得其中两个第二接地线62分别设置在第二信号线63的每一侧的方式排列。这里，第二信号线63是用来传输负信号的负信号线。第二接地线62与第一信号传输层50的第一接地线52的数量相同，而第二信号线63与第一信号传输层50的第一信号线53的数量相同。

在第二信号传输层60的两端分别设置的是相应于第一信号传输层50的第一插脚部件54的第二插脚部件64。这些第二插脚部件64包括第二接地线62和第二信号线63的外露端。与第一插脚部件54一起，第二插脚部件64分别被插入连接器70中，该连接器70设置在第一电子组件20和第二电子组件30中。通过将第一插脚部件54和第二插脚部件64插入连接器70中，在第一电子组件20和第二电子组件30之间经由该扁平电缆40实现了电连接。

该第一和第二信号传输层50和60彼此面对，同时在其间设置有绝缘层45，如图4和5中所示。这里，每条第一接地线52和每条第二接地线62也设置成彼此面对，并且每条第一信号线53和每条第二信号线63也设置成彼此面对。

作为替换，负信号可以通过第一信号传输层50的第一信号线53传输，而正信号可以通过与第一信号线53面对的第二信号传输层60的第二信号线63传输。

绝缘层45具有粘结性能并夹置在第一和第二信号传输层50和60之间。该绝缘层45由绝缘材料例如聚酯制成。该绝缘层45具有适当设置的一厚度，以使得扁平电缆40的差动阻抗与第一和第二电子组件20和30的差动阻抗相同。如本领域所熟知的，绝缘层45的介电常数在设置绝缘层45的厚度时被重点考虑。

根据本实施例具有上述结构的扁平电缆40中，当正信号和负信号分别通过第一和第二信号线53和63传输时，在每条第一信号线53和每条第二信号线63之间形成强的电磁场E，如图5所示。结果，即使电缆40更长，信号也能通过第一和第二信号线53和63清晰地传输而不失真。

例如，假设本实施例的扁平电缆40是750mm长，使用该扁平电缆40传输100MHz的低压差动信号。在这种情况下，如图6中的示意图所示，每个正信号和每个负信号在电缆40的输出端表现出稳定的波形，以及在输出端作为这两个信号之间的差的差动信号也表现出稳定的波形。因此，信号可以稳定地传输而不失真，同时最低限度地受外界噪音的影响。

图7示出分别与第一电子组件20和第二电子组件30耦合的连接器70，以在这些电子组件20和30之间连接扁平电缆40，以及图8示出设置在第一和第二电子组件20和30中的连接器耦合器21，以分别与连接器70耦合。

如图7所示，每个连接器70包括：连接器本体71，与第一和第二电子组件20和30中对应的一个耦合；多个第一端子72，设置在连接器本体71中以对应于扁平电缆40的第一插脚部件54中相应的一个；多个第二端子73，设置在连接器本体71中以对应于扁平电缆40的第二插脚部件64中相应的一个；以及多个端子连接构件74，分别与第一和第二端子72和73连接。第一和第二端子72和73以及端子连接构件74由能传输电信号的导电材料制成。

在连接器本体71的中心设置耦合槽75以收纳扁平电缆40相应的端部。该多个第一端子72成行设置在耦合槽75的一侧以从该侧突出，并且该多个第二端73成行设置在耦合槽75的另一侧以面对第一端子72并从该另一侧突出。

在扁平电缆40相应的端部插入连接器本体71的耦合槽75时，相应的第一插脚部件54的第一接地线52和第一信号线53分别与第一端子72接触，并且相应的第二插脚部件64的第二接地线62和第二信号线63分别与第二端子73接触。结果，在第一插脚部件54的第一接地线52和第一信号线53与第一端子72之间实现电连接，并且在第二插脚部件64的第二接地线62和第二信号线63与第二端子73之间实现电连接。

如图8所示，在与连接器70耦合的第一和第二电子组件20和30的每个连接器耦合器21中设置多个通孔22、23和24。设置在每个第一和第二电子组件20和30中的接地连接线25和第一和第二信号连接线26和27通过通孔22、23和24分别与扁平电缆40的第一和第二接地线52和62以及第一和第二信号线53和63连接。

在每个连接器70与相应的连接器耦合器21耦合时，通孔22、23和24完全由连接器本体71覆盖。

另一方面，上述电子设备可以例如是扫描仪，其中第一电子组件20是可移动的，第二电子组件30是固定的并且第一和第二电子组件20和30经由扁平电缆40相互连接，而且本发明总的构思并不局限于此。应该理解的是，本发明总的构思除扫描仪外，还可以应用到任何其中设置并经由扁平电缆相互连接的至少两个传输和接收信号的电子组件的电子设备。

从上述说明中可以清楚，根据本发明总的构思，传输正信号的每条第一信号线和传输负信号的每条第二信号线设置成彼此面对同时彼此间隔预定的距离。结果，在正和负信号分别通过第一和第二信号线传输时，在第一信号线和第二信号线之间形成了强的电磁场。因此，信号可以被清晰地传输而没有失真，同时最低限度地受外界噪音的影响。

此外，因为传输信号的信号线形成为上层和下层两层，所以可以增加要传输的数据的数量和信号线的数量而不需要增加电缆的宽度。

虽然已经示出和描述了本发明总的构思的一些实施例，但本领域技术人员应该理解的是，在这些实施例中可以进行修改，而不偏离本发明总的构思的原则和精神，本发明总的构思的范围由权利要求及其等同特征来限定。

Claims (17)

1、一种扁平电缆，包括：

第一信号传输层，包括第一绝缘构件以及成行嵌入在所述第一绝缘构件内的多条第一接地线和多条第一信号线；

第二信号传输层，包括第二绝缘构件以及成行嵌入在所述第二绝缘构件内的多条第二接地线和多条第二信号线；以及

绝缘层，夹置在所述第一信号传输层和第二信号传输层之间，

其中所述第一信号传输层和第二信号传输层分别与所述绝缘层的两侧耦合，以彼此面对，每条所述第一接地线和每条所述第二接地线设置成彼此面对，并且每条所述第一信号线和每条所述第二信号线设置成彼此面对。

2、根据权利要求1的扁平电缆，其中所述多条第一接地线和所述多条第一信号线以使得两条所述第一接地线分别设置在一条所述第一信号线的两侧的方式成行设置，而且所述多条第二接地线和所述多条第二信号线以使得两条所述第二接地线分别设置在一条所述第二信号线的两侧的方式成行设置。

3、根据权利要求2的扁平电缆，其中所述第一信号线是传输正信号的正信号线，而所述第二信号线是传输负信号的负信号线。

4、根据权利要求2的扁平电缆，其中所述第一信号线是传输负信号的负信号线，而所述第二信号线是传输正信号的正信号线。

5、根据权利要求2的扁平电缆，其中第一插脚部件分别设置在所述第一信号传输层的两端，所述第一插脚部件包括所述第一接地线和第一信号线的外露端；以及第二插脚部件分别设置在所述第二信号传输层的两端，所述第二插脚部件包括所述第二接地线和第二信号线的外露端。

6、一种电子设备，包括：

第一电子组件；

第二电子组件，将信号传输到所述第一电子组件并从所述第一电子组件接收信号；以及

扁平电缆，将所述第一电子组件和第二电子组件相互连接以使所述信号在所述第一电子组件和第二电子组件之间传输和接收，

其中所述扁平电缆包括：

第一信号传输层，包括第一绝缘构件以及成行嵌入在所述第一绝缘构件内的多条第一接地线和多条第一信号线；

第二信号传输层，包括第二绝缘构件以及成行嵌入在所述第二绝缘构件内的多条第二接地线和多条第二信号线；以及

绝缘层，夹置在所述第一信号传输层和第二信号传输层之间；

其中所述第一信号传输层和第二信号传输层分别与所述绝缘层的两侧耦合，以彼此面对，每条所述第一接地线和每条所述第二接地线设置成彼此面对，并且每条所述第一信号线和每条所述第二信号线设置成彼此面对。

7、根据权利要求6的电子设备，其中所述多条第一接地线和多条第一信号线以使得两条所述第一接地线分别设置在一条所述第一信号线的两侧的方式成行设置，并且所述多条第二接地线和多条第二信号线以使得两条所述第二接地线分别设置在一条所述第二信号线的两侧的方式成行设置。

8、根据权利要求7的电子设备，其中所述第一信号线是传输正信号的正信号线，而所述第二信号线是传输负信号的负信号线。

9、根据权利要求7的电子设备，其中所述第一信号线是传输负信号的负信号线，而所述第二信号线是传输正信号的正信号线。

10、根据权利要求7的电子设备，其中第一插脚部件分别设置在所述第一信号传输层的两端，所述第一插脚部件包括所述第一接地线和第一信号线的外露端；以及第二插脚部件分别设置在所述第二信号传输层的两端，所述第二插脚部件包括所述第二接地线和第二信号线的外露端。

11、根据权利要求10的电子设备，其中连接器设置在所述第一电子组件和/或第二电子组件中以与所述扁平电缆耦合，所述连接器包括具有收纳所述扁平电缆的槽的连接器本体，安装在所述槽中对应于所述第一插脚部件中相应的一个的多个第一端子，以及安装在所述槽中对应于所述第二插脚部件中相应的一个并面对所述第一端子的多个第二端子。

12、根据权利要求11的电子设备，其中在所述连接器本体中设置多个端子连接构件以分别与所述第一端子和第二端子连接，并且在所述第一电子组件和/或第二电子组件中设置连接器耦合器以与所述连接器耦合，在所述连接器耦合器被所述连接器本体覆盖时，所述连接器耦合器具有多个通孔，所述多个通孔分别与所述端子连接构件连接。

13、一种连接两个电子组件的扁平电缆，包括：

第一绝缘构件，包括设置在其中的第一组接地线和信号线；

第二绝缘构件，包括设置在其中的第二组接地线和信号线；以及

绝缘层，夹置在所述第一绝缘构件和第二绝缘构件之间，所述绝缘层具有粘结性能以粘结到每个所述第一绝缘构件和第二绝缘构件的一侧，并具有一厚度使得所述扁平电缆的差动阻抗与其中所述扁平电缆连接的所述两个电子组件的差动阻抗相同。

14、根据权利要求13的扁平电缆，其中所述第一绝缘构件和第二绝缘构件粘结到所述绝缘层，使得所述第一接地线和第二接地线彼此面对而且所述第一信号线和第二信号线彼此面对。

15、根据权利要求14的扁平电缆，还包括：

第一插脚部件，设置在所述第一绝缘构件的两端，所述第一插脚部件包括所述第一接地线和第一信号线的外露端；以及

第二插脚部件，设置在所述第二绝缘构件的两端，所述第二插脚部件包括所述第二接地线和第二信号线的外露端。

16、根据权利要求15的扁平电缆，还包括：

连接器构件，所述连接器构件的一侧可拆装地连接到所述扁平电缆的一端并且另一侧可拆装地连接到相应的电子组件，所述连接器构件包括：

连接器本体，与相应的电子组件连接；

多个第一端子，设置在所述连接器本体中以对应于所述第一插脚部件中相应的一个；以及

多个第二端子，设置在所述连接器本体中以对应于所述第二插脚部件中相应的一个。

17、根据权利要求16的扁平电缆，其中所述连接器构件还包括：

耦合槽，设置在所述连接器构件的中心来收纳所述扁平电缆相应的端部，其中所述多个第一端子成行设置在所述耦合槽的一侧以从该侧突出，且所述多个第二端子成行设置在所述耦合槽的另一侧以从所述另一侧延伸并面对所述第一端子。

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