JP2003203694A - 高周波フレキシブル多芯ケーブル接続システムおよびその応用電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高速伝送が可能であり、優れた耐雑音特性を有
する低価格な高周波フレキシブルケーブル接続システム
を提供する。 【解決手段】本発明では、信号が伝送される中心導体を
絶縁物で埋込み、その絶縁物をさらに外部導体で被覆し
た角型同軸構造のケーブルを形成した後、それらを複数
本並列に束ねることにより高速伝送と耐雑音特性の向上
を図る手段を提供している。また、多芯ケーブルと制御
回路とを接続するための嵌合部では、ケーブル部の中心
導体を突出させ、ケーブル嵌め込み部では反対に凹ませ
る、或いは、夫々逆の構造とすることにより、嵌合部を
密着接続して線路インピーダンス整合の連続性を保持し
ている。さらに、本発明によれば、従来のフレキシブル
ケーブルと同様な性質を持たせているため、可撓性があ
り、且つ、安価に実現できる。 【効果】高速で、且つ、優れた耐雑音特性を有する高周
波フレキシブル多芯ケーブル接続システムを従来の細線
同軸ケーブル接続システムの約１／２の低価格で実現で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は携帯情報通信端末機
や電子機器、医療機器等で使われる高周波フレキシブル
多芯ケーブル接続システムに係わり、特に、１ＧＨｚを
超える高周波特性を有し、且つ、従来の大略１／２のコ
ストで実現できるフレキシブル多芯ケーブル接続システ
ムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、動画や高速・大容量の広帯域サー
ビスの要請が強まっており、これに応じてパーソナルコ
ンピュータ（以降、パソコンと略す）、デジタルカメ
ラ、８ミリカメラ、情報通信携帯端末等の電子機器や医
療機器の高速化が必須になっている。既に、これらの機
器においては、表示画面を提供する液晶ディスプレイと
制御回路とを接続するケーブル接続システムの信号授受
速度が１GHｚを超えるものも出始めており、この高速化
の傾向は今後も続くものと考えられている。ノートパソ
コン市場では、2000年度の年間出荷台数は2400万台であ
り、それらの６０〜７０％に細線同軸ケーブル接続シス
テムが使用され、残りはフレキシブルケーブル接続シス
テムが使用されている。従来、これらの機器において
は、表示画面を提供する液晶ディスプレイと制御回路と
を接続するケーブル接続システムとして、多芯フレキシ
ブルケーブル接続システムや多芯細線同軸ケーブルシス
テムが適用されてきた。図８に多芯フレキシブルケーブ
ル接続システムの従来例を示す。このシステムは、信号
を伝達するケーブル部１とケーブル部１と制御回路とを
接続する嵌合部２とで構成されている。図８(a)に示す
勘合部２は、ケーブル部１と制御回路とを接続するもの
で、ケーブル部１の勘合受け入れ部を制御回路と同じ母
基板３に搭載することにより形成されている。ケーブル
部１は、図８(b)に示すようにポリイミドやエポキシ樹
脂などの絶縁層４上に中心導体５を複数並列配線し、そ
の後、絶縁物６で中心導体５を被覆したマイクロストリ
ップ構造をしている。図９に多芯細線同軸ケーブル接続
システムの従来例を示す。このケーブル接続システムも
図８に示すフレキシブルケーブル接続システムと同様、
ケーブル部７と勘合部８とで構成されており、ケーブル
部の嵌合受け部が母基板９上に搭載されている。異なる
のは、第１の中心導体１０を絶縁物１１で取囲み、さら
に、その外側を接地面となる第２の金属導体１２と絶縁
物１３で覆った細線同軸ケーブルを複数本並列配線した
構造１４をしていることである。前者は絶縁物４上に中
心導体５を形成する簡易な構造のため安価であり、１０
０MHｚ以下の信号授受速度を要する電子機器に多く用い
られている。後者は、主として、信号の授受速度が３０
０〜４００MHｚを要する医療機器のような電子機器のケ
ーブル接続システムに使われており、高速の信号授受が
可能である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述した電子機器に
は、高速化と同時に小型・薄型化、低コスト化も要求さ
れており、これに伴い適用されるケーブルにも細径・薄
型化、コスト低減が必須となっている。しかし、ケーブ
ルの細径・薄型化は伝送路の伝播損失や帯域劣化、伝送
路間クロストークや外来雑音による伝送品質劣化等を招
来するので、高品質、且つ、高速伝送を実現するには、
これらの課題を克服することが必要不可欠となってい
る。図８に示す多芯フレキシブルケーブル接続システム
は、マイクロストリップ構造のため、接地面と反対側に
形成された中心導体５が開放されており、信号伝送路間
のクロストークや外来雑音の影響を受け易く、信号の伝
送品質の劣化防止は難しい。また、ノートパソコンのヒ
ンジ部におけるケーブルの可撓性が劣っており（半径2.
5mmの屈曲試験にて、2,000回にて破断：目標の約十分の
一）、伝送帯域として約１００MHｚまでしか対応してい
ない。図９に示す細線同軸ケーブル接続システムは、フ
レキシブルケーブル接続システムで問題となった高速伝
送および高い耐雑音特性を実現するために開発されたも
ので、広帯域サービス対応のパソコンや医療機器に広く
用いられてきた。しかし、細線同軸ケーブル接続システ
ムの価格は、フレキシブルケーブル接続システムの価格
の約４倍であり、非常に高価であるという問題がある。
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、高速
伝送が可能であり、且つ、安価で耐雑音特性に優れた高
周波フレキシブル多芯ケーブル接続システムを提供する
ことにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】中心導体が絶縁物で埋込
まれ、該絶縁物がさらに外部導体で被覆された角型同軸
構造の基本ケーブルを複数本並列に形成したフレキシブ
ル多芯ケーブル部および該フレキシブル多芯ケーブル部
と制御回路とを接続するための嵌合部とで構成されてい
ることを特徴とする高周波フレキシブル多芯ケーブル接
続システム。高周波フレキシブル多芯ケーブル接続シス
テムにおいて、基本ケーブルを並列に配置して形成され
た多芯ケーブル部の厚さ方向に中心導体の長手方向を合
わせて形成したことを特徴とする高周波フレキシブル多
芯ケーブル接続システム。高周波フレキシブル多芯ケー
ブル接続システムにおいて、基本ケーブルを並列に配置
して形成された多芯ケーブル部の厚さ方向と直角な方向
に中心導体の長手方向を合わせて形成したことを特徴と
する高周波フレキシブル多芯ケーブル接続システム。高
周波フレキシブル多芯ケーブル接続システムにおいて、
前記多芯ケーブル部の厚さ方向の中心導体と外部導体と
の間隔を前記厚さ方向と直角の方向の前記中心導体と前
記外部導体との間隔の２倍以上に設定したことを特徴と
する高周波フレキシブル多芯ケーブル接続システム。高
周波フレキシブル多芯ケーブル接続システムにおいて、
前記多芯ケーブル部の厚さ方向の外部導体を有しないこ
とを特徴とする高周波フレキシブル多芯ケーブル接続シ
ステム。高周波フレキシブル多芯ケーブル接続システム
において、前記フレキシブル多芯ケーブル部の中心導体
を埋込む上側の絶縁物と外部導体の一部削った形状と
し、制御回路側の嵌合受け入れ部を逆の形状として嵌合
部を構成することを特徴とする高周波フレキシブル多芯
ケーブル接続システム。液晶ディスプレイ並びに該液晶
ディスプレイを駆動する制御回路と信号処理回路とを具
備する電子機器において、前記液晶ディスプレイと前記
制御回路との間を高周波フレキシブル多芯ケーブル接続
システムで接続したことを特徴とする電子機器。本発明
では、上記目的を達成するために、先ず、中心導体を絶
縁物で埋込み、その絶縁物をさらに外部導体で被覆した
角型同軸構造の基本ケーブルを形成する。その後、それ
らを複数本並列に束ねて多芯フレキシブルケーブル部を
形成することにより、高速伝送と耐雑音特性の向上を図
る手段を提供する。なお、ケーブル部の形成には、基本
ケーブルを外部導体で被覆された絶縁物上に一括して中
心導体が形成された半分と中心導体が形成されていない
絶縁物と外部導体から成る半分とを貼り合わせるなどの
方法を用いても良い。一方、多芯ケーブルと制御回路と
を接続するための嵌合部では、ケーブル部の中心導体を
突出させ、ケーブル嵌め込み部では反対に凹ませる、或
いは、夫々逆の構造とすることにより、嵌合部の密着接
続を可能とする。ケーブル部は、従来の同軸ケーブルと
基本的には同じ構造をしており、信号が伝送される導体
が接地面を形成する外部導体で囲まれているため、任意
の線路インピーダンスを設定でき、高速伝送が可能あ
る。また、本発明は、外部導体により中心導体から放射
される電磁界を絶縁物内に閉じ込められるので、伝送路
間のクロストークを防止できる、外部から飛び込んで来
る種々の雑音に対する影響を遮断できる等、耐雑音特性
の向上が可能となる。さらに、本発明のもう一つの利点
は従来のフレキシブルケーブルと同様な性質を持つた
め、可撓性があり、且つ、従来の細線同軸ケーブル接続
システムの約１／２の価格を実現できることであり、安
価な高周波フレキシブル多芯ケーブル接続システムの提
供が可能となる。

【０００５】

【発明の実施の形態】図１に本発明による高周波フレキ
シブル多芯ケーブル接続システムの一実施例を示す。本
実施例は、同図(ａ)に示すケーブル部２１と同図(ｂ)に
示す嵌合部とで構成されている。ケーブル部２１は、中
心導体２２を絶縁物２３で埋込み、さらにその絶縁物２
３を外部導体２４で被覆した角型同軸構造を持ち、それ
らを複数本並列に束ねることにより形成される。この構
造では、信号電流は中心導体２２と接地面として機能す
る外部導体２４を介して伝送される。多芯ケーブルと制
御回路とを接続するための嵌合部では、図1（ｂ）に示
すように、ケーブル部２１の中心導体２２を突出、絶縁
物２３および外部導体２４を段差がつくように構成し、
これに対応してケーブルの嵌合受け入れ部では逆の構造
とすることにより嵌合部の密着接続を可能とする。ここ
で、嵌合受け入れ部の中心導体２６、絶縁物２７、外部
導体２８はケーブル部の中心導体２２、絶縁物２３、外
部導体２４と同じ材料を用いて構成することが望ましい
が、伝導率や誘電率がほぼ等しい材料であれば適用する
ことが可能である。なお、ケーブル部２１とケーブル嵌
合部の構造は図１(ｂ)に示す実施例と逆であっても良
い。本発明によるケーブル部２１は、従来の同軸ケーブ
ルと基本的には同じシングルストリップライン構造をし
ており、任意の線路インピーダンスを設定でき、高速伝
送が可能ある。なお、本発明によれば信号が伝送される
中心導体２２が接地面を形成する外部導体２４で囲まれ
ているため、導体２２から放射される電磁波は外部導体
２４により絶縁物内２３に閉じ込めることができるの
で、伝送路間のクロストークを防止することが可能とな
る上、外部から飛び込んで来る種々の雑音に対する影響
を遮断できるため、耐雑音特性の向上が可能である等の
利点を持つ。さらに、本発明のもう一つの利点は従来の
フレキシブルケーブルと同様な性質を持つため、可撓性
があり、且つ、安価に実現できることである。図２に本
発明における角型同軸ケーブルの基本的なシングルスト
リップライン構造の断面図を示す。同図はケーブルの縦
幅が横幅よりも狭く、中心導体２２より放射される電磁
界の殆どの量が上下の外部導体２４に吸収される場合に
ついて示したもので、伝送路の特性インピーダンスＺo
は次式で計算できる。 Ｚo＝６０／√εr＊ln{２*(２Ｈ＋Ｔ)／(０.８Ｗ＋Ｔ)} ここで、εrは絶縁物２３の比誘電率、Ｈは絶縁物２３
の厚さ、ＴとＷは中心導体２２の厚さと幅である。ちな
みに、Ｚoを５０Ω、εrを３.４、Ｔを２５μｍ、Ｗを
３０μｍとして絶縁物２３の厚さＨを求めると４７.５
μｍとなる。従って、外部導体２４の厚さを３０μｍと
してもケーブル一本の幅を１５０μｍで構成できること
になる。この構造のシミュレーション結果によれば、線
路インピーダンス５０Ωにおいて、３ＧＨｚまで定在波
比１.１以下を実現できることを確認している。図3
（ａ）に基本ケーブルを複数本縦積みに形成した場合の
ケーブル部３１の一実施例を示す。同図は縦積みに形成
されたケーブル部３１を横倒しにして表記したものであ
るが、上記検討結果によれば、基本ケーブルの厚さは１
５０μｍと薄いため、並列データ伝送４バイト分の６４
本を縦済みにすることを想定しても、５ｍｍ幅のケーブ
ル部を実現できることになる。この実施例では、中心導
体３２から外部導体３４間の縦方向の幅を横方向の幅Ｈ
の２〜３倍に設定すれば、中心導体３２から放射される
電磁界が隣接する中心導体に与える影響、即ち、クロス
トーク量を大きく軽減できるので、図３（ｂ）に示すよ
うに上下の外部導体を形成しなくても良い。また、外部
から飛来してくる外部雑音電波もその殆どが縦方向の外
部導体３４に吸収されるので、信号伝送品質に与える影
響は小さい。図３の実施例におけるケーブル部３１の寸
法は、ちなみに、中心導体３２と外部導体３４間の縦方
向の幅を横方向の３倍に設定したとすると厚さは３４５
μｍとなり、従来の細線同軸ケーブルの厚さの約７０％
で実現できることになる。図４に図２の基本ケーブルを
複数本横に並べて形成した場合のケーブル部４１の一実
施例を示す。中心導体４２と隣接する中心導体間のクロ
ストークを避けるため、中心導体間の縦方向の幅を横方
向の幅Ｈの２倍に設定したとすると、この場合のケーブ
ル部４１の幅は約１６ｍｍと基本ケーブルを縦積みにし
た場合に比べ幅広なケーブル部となる。但し、この実施
例の厚さは基本ケーブルの厚さ１５０μｍと同じにでき
るので、可撓性に優れたケーブル部４１を構成できる特
長がある。図５に嵌合部の他の一実施例を示す。この実
施例では、ケーブル部５１の中心導体５２を埋込む上下
の絶縁物５３および外部導体５４の形状が異なり、上部
の絶縁物５３と外部導体５４が一部削られた形状になっ
ている。これに対して制御回路側の嵌合受け入れ部５
１’は逆構造となっており、下部の絶縁物５３’と外部
導体５４’が削られた形状となっている。従って、両者
を接続する時は互いに突き合わせておいて上下より力を
加えて圧着すれば良い。嵌合部における両者の構造は互
いに逆な組み合わせでも良いことは明らかである。な
お、中心導体５２および５２’、絶縁物５３および５
３’、外部導体５４および５４’は同一の材料を用いる
ことが望ましい。図６に嵌合部の更に他の一実施例を示
す。本実施例は図２の実施例と基本的な構造は同じであ
るが、ケーブル部６１の絶縁物６３と外部導体６４が斜
めカットされた形状を持つところが異なる。従って、こ
れに対応して制御回路側の嵌合受け入れ部６１’は逆構
造となっており、絶縁物６３’と外部導体６４’が斜め
カットだれた形状となっている。なお、嵌合部における
両者の構造は互いに逆な組み合わせでも、また、中心導
体６２、６２’を斜めカットしても良い。図７に本発明
による高周波フレキシブル多芯ケーブル接続システムを
搭載したパソコン７１の一実施例を示す。パソコンはキ
ーボード７２の叩打によって入力される情報に従ってデ
ータの読み出し、書き込み、演算、制御等を行う信号処
理部７３とその処理結果を表示する液晶ディスプレイ７
４から成り、両者間を接続し、多数の並列データの一括
授受に本発明のケーブル接続システムが用いられる。な
お、図７ではパソコンの例を適用例として説明したが、
液晶ディスプレイと信号処理部、制御回路を具備する電
子機器であれば、本発明を適用できることは明らかであ
る。

【０００６】

【発明の効果】本発明によるケーブル部は従来の同軸ケ
ーブルと基本的には同じ構造をしており、信号が伝送さ
れる中心導体が絶縁物を挟んで接地面を形成する外部導
体で囲まれている。このため、任意の線路インピーダン
スを設定でき、高速伝送が可能ある。また、中心導体か
ら放射される電磁波は外部導体により絶縁物内に閉じ込
めることができるので伝送路間のクロストークの防止が
可能となる上、外部から飛び込んで来る種々の雑音に対
する影響を遮断できる等耐雑音特性の向上が可能とな
る。さらに、本発明のもう一つの利点は従来のフレキシ
ブルケーブルと同様な性質を持つため、可撓性があり、
且つ、安価に実現できることである。それ故、高速化の
要請が強まっているパソコン、デジタルカメラ、ハンデ
ィカム、広帯域サービス対応の情報通信携帯端末等の電
子機器や医療機器に広く適用され、システムの高速化や
小型化、低コスト化に寄与できる。また、本発明によれ
ば、現在、高速伝送路として主に使われている細線同軸
ケーブル接続システムもコスト競争力の点で本発明によ
るフレキシブル多芯ケーブル接続システムに置き換わっ
て行くものと思われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成の一実施例を示す図である。

【図２】本発明における基本ケーブルの断面構造を示す
図である。

【図３】本発明の一実施例を示す図である。

【図４】本発明の他の一実施例を示す図である。

【図５】本発明における嵌合部の一実施例を示す図であ
る。

【図６】本発明における他の嵌合部の一実施例を示す図
である。

【図７】本発明を適用した電子機器の一実施例を示す図
である。

【図８】従来技術の例を示す図である。

【図９】従来技術の他の例を示す図である。

【符号の説明】

１：フレキシブルケーブル部、２：フレキシブルケーブ
ル嵌合部、３、９：制御回路基板、４、１１：絶縁物、
５：中心導体、６、１３：被覆用絶縁物、７：細線同軸
ケーブル部、８：細線同軸ケーブル嵌合部、１０：第１
の中心導体、１２：外部導体、１４：多芯並列同軸ケー
ブル部(断面図)、２１、３１、４１、５１、６１：ケー
ブル部、２２、３２、４２、５２、５２’、６２、６
２’：中心導体、２３、３３、４３、５３、５３’、６
３、６３’：絶縁物、２４、３４、４４、５４、５
４’、６４、６４’：外部導体、２６：中心導体、２
７：絶縁物、２８：外部導体、５１’、６１’：嵌合受
け入れ部、７１：パソコン、７２：キーボード、７３：
信号処理部、７４：液晶ディスプレイ、７５：高周波フ
レキシブル多芯ケーブル接続システム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 徳通 神奈川県秦野市平沢487番地18 大洋工業 設計（株）内 (72)発明者 大毛 肇 鹿児島県国分市野口北５番１号 ソニーセ ミコンダクタ九州（株）国分テクノロジー センター内 Ｆターム(参考） 5E023 AA04 AA06 BB06 DD25 GG06 GG11 HH06 HH15 HH16 HH18 5E077 BB07 BB25 BB32 CC03 CC24 DD04 EE09 EE13 GG08 HH03 JJ17

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中心導体が絶縁物で埋込まれ、該絶縁物が
   さらに外部導体で被覆された角型同軸構造の基本ケーブ
   ルを複数本並列に形成したフレキシブル多芯ケーブル部
   および該フレキシブル多芯ケーブル部と制御回路とを接
   続するための嵌合部とで構成されていることを特徴とす
   る高周波フレキシブル多芯ケーブル接続システム。
2. 【請求項２】請求項１の高周波フレキシブル多芯ケーブ
   ル接続システムにおいて、基本ケーブルを並列に配置し
   て形成された多芯ケーブル部の厚さ方向に中心導体の長
   手方向を合わせて形成したことを特徴とする高周波フレ
   キシブル多芯ケーブル接続システム。
3. 【請求項３】請求項１の高周波フレキシブル多芯ケーブ
   ル接続システムにおいて、基本ケーブルを並列に配置し
   て形成された多芯ケーブル部の厚さ方向と直角な方向に
   中心導体の長手方向を合わせて形成したことを特徴とす
   る高周波フレキシブル多芯ケーブル接続システム。
4. 【請求項４】請求項２の高周波フレキシブル多芯ケーブ
   ル接続システムにおいて、前記多芯ケーブル部の厚さ方
   向の中心導体と外部導体との間隔を前記厚さ方向と直角
   の方向の前記中心導体と前記外部導体との間隔の２倍以
   上に設定したことを特徴とする高周波フレキシブル多芯
   ケーブル接続システム。
5. 【請求項５】請求項４の高周波フレキシブル多芯ケーブ
   ル接続システムにおいて、前記多芯ケーブル部の厚さ方
   向の外部導体を有しないことを特徴とする高周波フレキ
   シブル多芯ケーブル接続システム。
6. 【請求項６】請求項１の高周波フレキシブル多芯ケーブ
   ル接続システムにおいて、前記フレキシブル多芯ケーブ
   ル部の中心導体を埋込む上側の絶縁物と外部導体の一部
   削った形状とし、制御回路側の嵌合受け入れ部を逆の形
   状として嵌合部を構成することを特徴とする高周波フレ
   キシブル多芯ケーブル接続システム。
7. 【請求項７】液晶ディスプレイ並びに該液晶ディスプレ
   イを駆動する制御回路と信号処理回路とを具備する電子
   機器において、前記液晶ディスプレイと前記制御回路と
   の間を請求項１の高周波フレキシブル多芯ケーブル接続
   システムで接続したことを特徴とする電子機器。