CN103081252B - D形连接器 - Google Patents

Abstract

本发明一般地涉及连接器插头和插孔，尤其涉及可被用于代替标准低外形插头的音频连接器插头和插孔以及使用低外形插头插座的电子设备。连接器插头具有减小的插头长度和厚度、直观的插入定向以及对其相应插座连接器进行插拔时平滑一致的观感。插头连接器的部分或全部可以包括允许连接器相对于插头连接器被设计为沿其插入对应插座连接器的插入轴弯曲的柔性材料。对应的连接器插孔可被配置为接收长度和厚度减小的连接器插头。

Description

D形连接器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年5月8日提交的美国临时专利申请No.61/349,737、于2010年6月9日提交的美国临时专利申请No.61/353,126以及于2010年6月18日提交的美国临时专利申请No.61/356,499的权益，这些申请的全文分别通过引用结合在此。

技术领域

本发明一般地涉及诸如音频插孔的连接器，尤其涉及能够被用于代替标准的低外形插头插座的音频连接器以及使用低外形插头插座的电子设备。

背景技术

标准音频连接器或插头根据其外径标准有三种尺寸可用：6.35mm(1/4")插头、3.5mm(1/8")小型插头和2.5mm(3/32")超小型插头。插头包括沿着连接器长度方向在插头的不同区域（诸如，尖端、套筒以及尖端和套筒之间一个或多个中间部分）内延伸的多个传导区域，从而得到通常被称为TRS（尖端、环和套筒）的连接器。

图1A和1B分别例示了具有三个和四个传导部分的音频插头10和20的例子。如图1A所示，插头10具有传导尖端12、传导套筒14、以及通过绝缘环17和18与尖端12和套筒14电绝缘的传导环16。三个传导部12、14和16用于左音频通道、右音频通道和地连接。图1B中示出的插头20包括四个传导部：传导尖端22、传导套筒24、以及两个传导环25和26，并因此有时被称为TRRS（尖端、环、环和套筒）连接器。四个传导部由绝缘环27、28和29电绝缘，并被典型地用于左音频通道、右音频通道、麦克风和地信号。

当插头10和20是3.5mm小型连接器时，传导套筒14和24以及传导环16、25和26的外径为3.5mm并且连接器长14mm；对于2.5mm超小型连接器而言，传导套筒的外径为2.5mm并且连接器长11mm。这类TRS和TRRS连接器在许多可购得的MP3播放器、智能电话以及其他电子设备中使用。诸如MP3播放器和智能电话的电子设备正被持续设计成越来越薄且越来越小，和/或正被持续设计成包括视频显示器，并且这些视频显示器的屏幕被推放至尽可能地靠近这些电子设备的外边缘。当前的3.5mm甚至2.5mm音频连接器的直径和长度正变为使这类设备更小、更薄并能使显示器更大的限制因素。

一些制造商业已使用USB、迷你USB和微型USB连接器作为将头戴式耳机和类似音频部件连接至电子设备的音频连接器。图2是微型USB连接器30（最小的USB连接器）的例子。连接器30包括外壳体32以及插入到对应插座连接器内的金属壳34。壳34限定了内腔38并且包括在腔内形成的5个接触部36。连接器30的可插入壳部分34比连接器10和20的2.5mm超小型版本还要更薄且更短。然而，连接器30却具有降低总体用户体验的其他缺点。例如，连接器30必须以特定的定向插入其相应的插座连接器，而对于用户而言确定连接器30何时以正确的插入位置定向是困难的。同样地，即使当连接器30被恰当对准，连接器的插拔也是不精确的，有一种不协调感，并且即使当连接器被完全插入，仍然具有可能导致错误连接或破损的非期望程度的晃动。此外，腔38内容易积灰，而这可能干扰信号连接。

发明内容

考虑上述的当前可用音频连接器的缺点，本发明提供一种改进的音频插头连接器，其具有长度和厚度缩减的插头、直观的插入定向、以及对其相应插座连接器进行插拔时平滑一致的观感。在某些实施例中，插头连接器的部分或全部可以包括允许该连接器相对于插入轴弯曲的柔性材料，其中所述插头连接器被设计为沿所述插入轴插入对应的插座连接器。此外，根据本发明的音频插头连接器具有外部接触部而非内部接触部，由此不包括容易积灰的腔。

在一个实施例中，根据本发明的插头连接器包括壳以及在其基部处与所述壳耦接并具有D形横截面的套筒。该套筒在其远侧尖端处具有地接触部，并且具有被布置为围绕该套筒外周的多个接触部以及使得所述多个接触部彼此电绝缘的多个电介质带。绝缘环位于远侧尖端与多个接触部之间，并且多个接触部和多个电介质带中的每一个分别从所述绝缘环延伸至所述壳。

在另一个实施例中，根据本发明的插头连接器包括柔性壳以及在其基部处与所述壳耦接的套筒。该套筒具有D形横截面，在其远侧尖端处具有地接触部，并且具有被布置为围绕该套筒外周的多个接触部、使得多个接触部彼此电绝缘的多个柔性电介质带、以及位于远侧尖端与多个接触部和多个电介质带之间的绝缘环，其中多个接触部和多个电介质带中的每一个分别从绝缘环延伸至壳。

在又一个实施例中，能够与根据本发明的插头连接器结合使用的连接器插孔包括限定插头连接器能被插入其内的内腔的外壳。所述腔具有D形横截面，在后部具有地接触部，并且具有围绕所述内腔的壁布置的多个接触部，用以匹配在对应的连接器插头上的多个接触部的定位。

为了更好地理解本发明的特性和优点，应对随后的描述和附图做出参考。然而将会理解的是，每幅附图皆是仅用于例示目的，而非旨在作为本发明范围的限定。

附图说明

图1A和1B示出了在前已知的TRS音频插头连接器的透视图；

图2A示出了在前已知的小型USB插头连接器的透视图，而图2B示出了图2A所示小型USB连接器的前平视图；

图3是适于与本发明实施例一起使用的电子媒体设备的简化示例性框图；

图4描绘了适于与本发明实施例一起使用的电子媒体设备的一个具体实施例的例示呈现；

图5A和5B是根据本发明实施例的D形插头连接器的简化透视图和侧视图；

图6A是根据本发明实施例的其中包括有柔性内部构件的D形插头连接器的顶视图，而图6B和6C是图6A所示特定实施例的D形连接器的简化横截面视图；

图7A是能够与根据本发明的插头连接器结合使用的连接器插孔的简化透视图，而图7B是图7A所示连接器插孔的横截面视图以及与该连接器插孔相配合的互补插头的侧视图；以及

图8A-8C是根据本发明实施例的连接器插头的简化横截面视图。

具体实施方式

本发明的各实施例一般地涉及诸如音频插孔的连接器，尤其涉及可被用于代替标准的低外形插头插座的音频连接器以及使用低外形插头插座的电子设备。这些连接器可以适于各种各样的电子设备，包括带有音频输出信号（例如，无线电、陆线电话、立体声）的任何设备。在某些实施例中，本发明因其潜在的小型形状因素而特别适用于便携式电子媒体设备。

本文使用的电子媒体设备包括带有可被用于呈现人类可感知媒体的至少一个电子部件的任何设备。这些设备例如可以包括便携式音乐播放器（例如，苹果公司的iPod设备）、便携式视频播放器（例如，便携式DVD播放器）、蜂窝电话（例如，苹果公司的iPhone设备）、摄像机、照相机、投影系统（例如，全息投影系统）、游戏系统、PDA、桌上型计算机、以及平板或其他移动式计算机（例如，苹果公司的iPad设备）。这些设备的一部分可被配置为提供音频、视频或其他感官输出。

图3是表示根据本发明实施例包括音频插头插座105的电子媒体设备100的简化示例性框图。电子媒体设备100尤其还可以包括连接器插座110、一个或多个用户输入部件120、一个或多个输出部件125、控制电路130、图形电路135、总线140、存储器145、存储设备150、通信电路155以及POM（位置、定向或运动）传感器160。控制电路130可以（例如经由总线140）与电子媒体设备100的其他部件通信，以控制该电子媒体设备100的操作。在某些实施例中，控制电路130可以执行存储在存储器145中的指令。控制电路130还可以操作性地控制电子媒体设备100的性能。控制电路130例如可以包括处理器、微控制器和总线（例如，用于将指令送至电子媒体设备100的其他部件）。在某些实施例中，控制电路130还可以驱动显示器并处理接收自输入部件120的输入。

存储器145可以包括用以执行设备功能的一个或多个不同类型的存储器。例如，存储器145可以包括高速缓存、闪存、ROM、RAM和混合型存储器。存储器145还可以存储用于该设备及其应用（例如，操作系统、用户界面功能和处理器功能）的固件。存储设备150可以包括一个或多个存储介质或机构，诸如磁性硬盘驱动、闪速驱动、磁带驱动、光驱、永久性存储器（诸如ROM）、半永久性存储器（诸如RAM）或高速缓存。存储设备150可被用于存储媒体（例如，音频和视频文件）、文本、图片、图形、广告、或者可由电子媒体设备100使用的任何合适的用户特定或全局信息。存储设备150还可以存储可在控制电路140上运行的程序或应用，可以保持被格式化为将由一个或多个上述应用读取和编辑的文件，并且可以存储能够有助于一个或多个应用操作的任何附加文件（例如，带有元数据的文件）。应该理解的是，任何存储在存储设备150上的信息都可以代替地存储在存储器145内。

电子媒体设备100还可以包括输入部件120和输出部件125，用于向用户提供与电子媒体设备100交互的能力。例如，输入部件120和输出部件125可以提供接口，以供用户与在控制电路130上运行的应用进行交互。输入部件120可以具有各种形式，诸如键盘/键区、跟踪板、鼠标、点击轮、按钮、指示笔或触摸屏。输入部件120还可以包括用于用户验证的一个或多个设备（例如，智能卡读取器、指纹读取器或虹膜扫描仪）以及音频输入设备（例如，麦克风）或者用于记录视频或静止帧的视频输入设备（例如，相机或摄像头）。输出部件125可以包括任何合适的显示器，诸如液晶显示器（LCD）或触摸屏显示器、投影设备、扬声器或用于向用户呈现信息或媒体的任何其他合适的系统。输出部件125可由图形电路135控制。图形电路135可以包括视频卡，诸如带有2D、3D或矢量图形能力的视频卡。在某些实施例中，输出部件125还可以包括远程耦合至电子媒体设备100的音频部件。例如，输出部件125可以包括可以有线或无线地耦接至电子媒体设备100的头戴式耳机、耳机、或耳塞（例如，Bluetooth头戴式耳机或Bluetooth耳机）。

电子媒体设备100可以具有存储在存储设备150上或存储器145内的一个或多个应用（例如，软件应用）。控制电路130可被配置为执行来自存储器145的应用的指令。例如，控制电路130可被配置为执行媒体播放器应用，该应用使得全动态视频或音频在输出部件125上呈现或显示。驻留在电子媒体设备100上的其他应用例如可以包括电视应用、GPS导航仪应用、web浏览器应用以及日历或计划表应用。电子媒体设备100还可以执行任何合适的操作系统，诸如MacOS、AppleiOS、Linux或Window，并且能够包括存储在存储设备150上或存储器145内的、与特定操作系统兼容的一组应用。

在一些实施例中，电子媒体设备100还可以包括与一个或多个通信网络连接的通信电路155。通信电路155可以是操作性地连接至通信网络并将来自电子媒体设备100的通信（例如，话音或数据）传送至该通信网络内的其他设备的任何合适的通信电路。通信电路155可以使用任何合适的通信协议操作性对接通信网络，合适的通信协议例如Wi-Fi（例如，802.11协议）、Bluetooth、高频系统（例如，900MHz、2.4GHz和5.6GHz通信系统）、红外、GSM、GSMplusEDGE、CDMA、四频带或其他蜂窝协议、VOIP或任何其他合适的协议。

在某些实施例中，通信电路155可以使用任何合适的通信协议操作性地创建通信网络。通信电路155可以使用短程通信协议创建通信网络以连接其他设备。例如，通信电路155可以使用Bluetooth协议操作性地创建本地通信网以与Bluetooth头戴式耳机（或任何其他Bluetooth设备）耦接。通信电路155还可以包括被配置为连接至因特网或任何其他公共或私有网络的有线或无线网络接口卡（NIC）。例如，电子媒体设备100可被配置为经由无线网络（诸如，分组无线电网络、RF网络、蜂窝网络或任何其他合适类型的网络）连接至因特网。通信电路155可被用于初始并管理与通信网络内其他通信设备或媒体设备的通信。

电子媒体设备100还可以包括适用于执行通信操作的任何其他部件。例如，电子媒体设备100可以包括电源、天线、用于耦合主机设备的端口或接口、次级输入机构（例如，开/关切换）或任何其他合适的部件。

电子媒体设备100还可以包括POM传感器160。POM传感器160可被用于确定电子媒体设备100的近似地理或物理位置。如下将进一步详述的，电子媒体设备100的位置可以从任何合适的三边测量或三角测量术导出，在这些情况下，POM传感器160可以包括RF三角测量检测器或传感器或是被配置为确定电子媒体设备100的位置的任何其他定位电路。

POM传感器160还可以包括用于检测电子媒体设备100的位置定向或运动的一个或多个传感器或电路。这些传感器和电路例如可以包括单轴或多轴加速度计、角速率或惯性传感器（例如，光学陀螺仪、振动陀螺仪、气体速率陀螺仪或环形陀螺仪）、磁力计（例如，标量或矢量磁力计）、环境光传感器、接近度传感器、运动传感器（例如，被动红外(PIR)传感器、主动超声传感器或主动微波传感器）以及线性速度传感器。例如，控制电路130可被配置为从一个或多个POM传感器160读取数据，用以确定电子媒体设备100的位置定向或速度。一个或多个POM传感器160可被置于输出部件125附近（例如，电子媒体设备100的显示屏之上、之下或任一侧）。

图4描绘了一个具体电子媒体设备180的示例性呈现。设备180包括作为输入部件的点击轮182以及作为输出部件的LED显示器184。设备180还包括连接器插座186和音频插头插座188。出于简明的考虑，未在图4中示出诸如控制电路、图形电路、总线、存储器、存储设备和其他部件之类的各种内部部件。

在一个具体实施例中，本发明涉及具有单插入定向的连接器。作为一个例子，图5A-5C例示了D形插头连接器210，该连接器在其尖端处具有地接触部212，并且还具有由绝缘环216与前述尖端隔开的并且从绝缘环216沿着连接器的长度方向延伸至其基部的三个接触部214a（左音频）、214b（右音频）和214c（麦克风）。从绝缘环216沿着连接器的长度方向延伸至其基部的接触部还可被称为轴向接触部。附加的绝缘带218a、218b和218c将接触部214a-214c彼此分隔开。其上形成接触部214c的平坦表面充当了连接器210的关键特征，该平坦表面在与具有匹配D形腔的对应插座连接器（在图7A和7B中示出）的匹配平坦表面对准时，确保插头连接器210只能以单一定向被插入连接器插孔，由此将每个接触部214a-214c与插座连接器中的相应接触部对准。如图5A-5C所示，接触部214a和214b可以弯曲并在弯曲表面上形成，而接触部214c可以是平坦的并且在平坦表面上形成。接触部214a-214c的长度可比其宽度要长。

在其他实施例中，接触部并不沿从绝缘环216到连接器基部的整个连接器长度延伸。例如，接触部214a（左音频）、214b（右音频）和214c（麦克风）可以延伸连接器长度（从绝缘环到连接器基部）的一半、三分之一、四分之一或其他合适分数。在某些实施例中，各轴向接触部的两端分别到绝缘环和连接器或壳的基部的距离可以是相等的。在某些实施例中，各轴向接触部的两端分别到绝缘环和连接器或壳的基部的距离可以是不相等的。在某些实施例中，各接触部具有不同的长度并且相比于至少一个其他接触部被不同地定位在绝缘环和连接器基部之间。

在一个具体实施例中，连接器210具有约8mm的插入长度X；约2.4mm的直径Y；约2.0mm的高度Z以及约29.1mm3的体积。

可以选择连接器210的插入部分或套筒的几何形状以创建需要特定插拔力的压配插头和插孔接口，以使得将连接器210插入匹配连接器插孔所需的保持力（在图7A和7B中示出）大于从插孔中移除插头连接器所需的拔出力。除了厚度Z以外，连接器210的尺寸可以类似于如上在“背景技术”部分提及的标准音频连接器（TRS和TRRS）的尺寸。

在某些实施例中，接触部、绝缘带和环、以及连接器210的其他元件的宽度可以相比于图5A-5C例示的相对宽度而有所变化。

在一个实施例中，连接器210可以排他地或主要地由刚性或相对非柔性的材料制成。接触部212、214a-214c可由铜、镍、黄铜、金属合金或任何其他合适的传导材料制成。提供应力释放和绝缘的热塑性聚合物或类似材料（例如，POM）可以围绕接触部而被注入，以创建绝缘环216以及绝缘带218a、218b和218c。ABS或类似材料可被用于创建壳220，壳220可以如图5A所示被定位连接器基部之外并封合基部。在某些实施例中，壳220可以比套筒更厚，即，壳220的尺寸可以大于直径Y和高度Z。

在其他实施例中，连接器210包括为连接器210提供增加的柔性、允许其变形以防止破损的柔性内部构件。由包括柔性内部构件所提供的额外优点可以包括为用户提升插入的容易性，因为将连接器成功插入对应连接器插座所要求的插入定向的回旋余地更大。图6A是根据本发明实施例的其中包括有柔性内部构件的D形插头连接器的顶视图，而图6B和6C是图6A所示特定实施例的D形连接器的简化横截面视图。除了提供连接器210的顶视图之外，图6A还示出了内部元件，所谓的柔性内部构件225。柔性内部构件225可由诸如镍钛诺的柔性材料制成，并且涂覆有导电层用以运载地信号延伸通过连接器的至少部分长度。该柔性内部构件225可以是圆形杆，可以具有D形横截面或其他合适的形状。在某些实施例中，接触部214a-214c（在图5A和5B中示出）可以是在柔性弹性体222a上形成的黄铜或其他金属接触部，由此每个轴向段用作允许连接器210弯曲以在连接器被离轴插拔时释放应力的弯曲板。柔性弹性体222a可以是被注模以捕捉并绝缘例如接触部214a-214c（在图5A和5B中示出）的各部件的聚丙烯或聚甲醛。在其他实施例中，接触部214a-214c（在图5A和5B中示出）和电介质材料都可以是在柔性内部元件225上滑动的柔性电路的一部分。这一布置允许连接器210主要沿其长度相对均匀的屈曲。同样地，绝缘带218a-218c（在图5A和5B中示出）可由柔性弹性体制成，并且接触部214a-214c（在图5A和5B中示出）可以是附至柔性内部构件225或附至注模在内部构件周围的弹性体的柔性电路。连接器210的壳220（在图5A和5B中示出）可由热塑性弹性体包塑，从而也向其提供弹性属性。

在一个具体实施例中，柔性内部构件225是超弹性（诸如，镍钛诺，是其中镍和钛大致等量的合金）片材，并且柔性接触部是附至该超弹性片材的柔性电路的一部分。镍钛诺合金相比于普通金属呈现10-30倍的弹性度，因此其能够在极高的应力下屈曲而不破损。柔性电路例如可以包括被丝网印刷在薄聚酰胺或PEEK（聚醚醚酮）上的金属接触部214a-214c。柔性电路可由两个分开的片制成，其中每一片直接附至上述镍钛诺片材的一侧并且可以是包裹该镍钛诺片材外周的单片，或被制成适配在该镍钛诺片材之外的套筒。

本发明不限于使用任何具体的超弹性材料，并且代替地，可以使用在极高应力下变形并在负载移除时能可逆地返回至其原始形状而无需温度改变以恢复其原始形状的任何材料。同样地，本发明的某些实施例可以使用并非是超弹性的柔性材料用于柔性内部构件225。例如，柔性内部构件225在某些实施例中可由弹性体或聚亚胺酯制成。

在某些实施例中，接触部214a-214c（在图5A和5B中示出）可以由柔性弹性体222b围绕，由此每个轴向段用作允许连接器210弯曲以在连接器被离轴插拔时释放应力的弯曲板。柔性弹性体222b可以是被注模以捕捉并绝缘例如接触部214a-214c（在图5A和5B中示出）的各部件的聚丙烯或聚甲醛。在这些实施例中，柔性弹性体222b取代了对绝缘带218a-218c的需要。为了在不存在绝缘带的情况下注模柔性弹性体222b，接触部214a-214c（在图5A和5B中示出）可被定位在框架或模内，直到柔性弹性体222b被注模在接触部周围。于是，柔性弹性体222b可以提供结构性支持，同时捕捉并绝缘例如接触部214a-214c（在图5A和5B中示出）的各部件。在这些实施例以及在前提及的使用注模的实施例中，可以使用真空注模来最小化会导致连接器缺陷的被捕获的空气或气体。

在某些实施例中，当连接器插头210与对应的插座连接器对接（在图7B中示出）并以与插入轴呈一定角度拔出时，更多的力会被施加到连接器的基座而非其尖端处。为了解决这一差异，在某些实施例中沿着柔性内部构件225的长度方向改变其柔性，使得例如连接器在其基部部分或近端附近的柔性较高，而在其远端的柔性较低。相对于其他技术，柔性尤其能够以如下方式改变：沿着连接器的长度方向改变材料；沿柔性内部传导构件225的长度方向改变其厚度，或沿柔性内部传导构件225的长度方向改变其形状；或者这些方法的组合。例如，在一个实施例中，柔性内部构件225可以在其基部附近包括超弹性片材，而在其远端包括聚氨酯片材。该超弹性聚氨酯片材可以在近端和远端之间的区域内重叠并粘着在一起。在一个具体实施例中，柔性内部构件225在连接器210的远端附近包括两个聚氨酯片材，而在连接器210的基部附近则包括单个镍钛诺片材。在从远端起连接器长度的约三分之一处，在两个聚氨酯片材之间夹入镍钛诺片材以作为所述长度的一部分。

在其他实施例中，连接器210可以不仅在其长度方向上具有可变的柔性，并且还可以贯穿其长度方向以多种组合在刚性和柔性之间交替变化。例如，可以在某些情况下实现混合刚性柔性连接器。

在某些实施例中，连接器210被设计为在插入匹配连接器插孔之后在一定张力的侧负载下破损。优选地，连接器210而非连接器插孔破损，因为如果连接器插孔破损，收容该插孔的电子设备将可能无法再被使用。为此目的，在某些实施例中，根据本发明的插头连接器由诸如弹性体或聚亚胺酯电介质材料的柔性材料制成，由此降低在侧负载高水平力等情况下的应力。作为一例，当被完全插入时，连接器210的柔性部分的一部分以及刚性部分可被插入匹配的连接器插孔内（在图7A和7B中示出）。当用与连接器210的插入轴相交的力将该连接器从匹配的连接器插孔中拔出时（在图7A和7B中示出），连接器210的柔性部分弯曲或变形，由此降低连接器卡在连接器插孔内或破损的风险（在图7A和7B中示出）。

图7A是根据本发明实施例的匹配连接器插孔（连接器插座）400的简化透视图。图7A例示了根据本发明的包括外壳402的连接器插孔400，该外壳402包括限定其内能够插入诸如连接器210的插头连接器的内腔404。如图7A中所示，接触部414c和414a可以电耦合至对应的接触部214c和214b（在图5A-5C中示出）。连接器插孔400如图7A所示将轴向接触部214c与头顶部的接触部414c对准，从而允许连接器210可操作地耦接至连接器插孔400。可以为连接器210的其他接触部实现类似的连接器插孔接触部，例如接触部214b可以在连接器插孔400上具有对应的接触部（类似于接触部414a）。

图7B是图7A的插孔连接器的横截面视图，以及与插孔连接器400配合的互补插座的侧视图。图7B例示了根据本发明一个实施例插入连接器插孔400的连接器210。如图所示，接触部414c和可移动地接触部412b的接触部分412a与相应的接触部214c和地接触部212接合。针对接触部214a和214b的类似的对应接触部也是可以存在的。后部元件416a以一定角度形成一成角面416b，所述角度与地接触部212的倾斜面的角度相对应，从而当连接器210被完全插入插孔连接器400内时，地接触部212的倾斜面与成角面416b充分相接。

在某些实施例中，连接器210可以具有在被完全插入对应连接器插孔400时将其牢固保持就位的保持特征。该保持特征可以是机械性的或是磁性的。

在机械性实施例的一个例子中，可移动地接触部412b可以最初由止动元件418保持在其中可移动地接触部412b的弹簧元件412c仅被部分压缩的位置上。当用足够大的力将连接器210插入以进一步压缩弹簧元件412时，连接器210可以将该可移动地接触部412b进一步压缩至如图7B所示的位置；这允许连接器的完全插入并且由于连接器210由可移动地接触部412b的弹簧元件412c压靠至成角面416b，而提供一个保持力。该保持力提供保持特征。当足够大的拔出力被施加至连接器210以压缩弹簧元件412c时，可将连接器210从连接器插孔400拔出。

在磁性连接器系统的一个例子中，插头连接器和插座连接器各自具有磁性元件。插头连接器内的磁性元件可被吸引至插座连接器内的磁性元件，使得插头连接器可在与插座配合时被磁性地保持就位。在一个特定实施例中，插座中的磁体被布置为以相反的极性彼此接近。以此布置，始于插座连接器内的一个磁体的场线可以穿过插头连接器内的铁磁元件并且终止于插座内的另一磁体。也可以使用机械保持系统，其使用悬臂弹簧或稳定装置将连接器插头保持就位。

图7A和7B还例示了D形连接器实现的空间节省特征，其中电子设备可被制造地更为细长，或是具有得益于D形连接器的更薄厚度的额外内部部件。

在本发明的其他实施例中，连接器插头可以具有不同的横截面形状。图8A-8C是根据本发明实施例的连接器插头的简化横截面视图。连接器插头的横截面可以是诸如不规则多边形（不等边和不等角多边形）的形状，包括不等边三角形（在图8A中示出）、不规则八边形（在图8B中示出）、不规则六边形（在图8C中示出）、或者其中可以并入多个轴向接触部和多个轴向绝缘带的其他形状。带有不规则多边形横截面的连接器插头的固有特征在于该连接器插头在与具有匹配腔的插座连接器配合时将具有单一的插入定向。换句话说，这些实施例是根据连接器插头的横截面是否具有旋转对称性（在以任意方向小于360度地旋转横截面的定向之后看上去相同的横截面）而描述的。在本发明的实施例中，连接器插头的横截面不具有旋转对称性。具有轴向接触部的连接器插头具有将会依赖于接触部位置的所要求的插入定向。于是，连接器插头（特别是其横截面）会被设计为仅具有一个与连接器插座的形状相兼容的插入定向，从而使得各接触部能够在没有额外设计修改的情况下恰当地配合。

本领域技术人员将会理解，可以在不背离本发明的本质特性的情况下以其他特定形式来具体化本发明。例如，虽然以上针对具有四个接触部的音频插头讨论了本发明的实施例，但是本发明不限于任何具体数目的接触部。本发明的某些实施例可以只有两个接触部，而其他实施例可以具有三十个甚至更多个接触部。作为带有额外接触部的变体的一个例子，可以实现额外的绝缘环以将接触部214a、214b和214c各自分为两半，藉此倍增接触部的数量。在其他实施例中，接触部、绝缘带、绝缘环和地的位置是可以互换的——以创建本发明的额外变体。

另外，虽然本发明是针对音频连接器描述的，但是本发明并不限于任何特定的信号类型，并且可被用于运载视频和/或其他信号以作为音频相关信号的替代或附加。同样地，在某些实施例中，根据本发明的连接器可以运载模拟信号和数字信号两者。作为一例，连接器210及其柔性版本可被修改以包括延伸通过连接器的一个或多个光纤线缆，并且能被操作性地耦合以在配对的连接器插孔之间接收或发送光学信号。本领域技术人员将会认识到或者将能够确信，仅使用常规实验就能够得到本文所述本发明特定实施例的许多等效方案。这些等效方案旨在由所附权利要求所涵盖。

Claims (18)

1.一种插头连接器，包括：

壳；

在壳的基部处与所述壳耦接并具有D形横截面的套筒，该套筒包括充当关键部分的具有第一和第二边缘的平坦表面、以及在第一边缘和第二边缘之间延伸的弯曲表面，该套筒在其远侧尖端处具有地接触部，并且具有被布置为围绕该套筒外周的多个外部接触部、使得所述多个外部接触部彼此电绝缘的多个电介质带、以及位于远侧尖端与所述多个外部接触部和所述多个电介质带之间的围绕套筒延伸的绝缘环；其中所述多个外部接触部和所述多个电介质带各自从所述绝缘环沿连接器的长度延伸至所述壳，其中所述多个外部接触部包括形成在所述弯曲表面上的至少一个接触部和形成在所述平坦表面上的至少一个接触部。

2.如权利要求1所述的插头连接器，其中所述多个外部接触部包括如下三个接触部：左音频接触部、右音频接触部和麦克风接触部。

3.如权利要求2所述的插头连接器，其中所述麦克风接触部在所述套筒的平坦表面上形成。

4.如权利要求2所述的插头连接器，其中所述左音频接触部和所述右音频接触部在所述套筒的弯曲表面上形成。

5.如权利要求1所述的插头连接器，其中所述多个外部接触部中的至少一个外部接触部的宽度与所述多个外部接触部中的至少另一个外部接触部的宽度不同。

6.如权利要求1所述的插头连接器，其中所述套筒具有将所述多个外部接触部中的至少一个外部接触部分为两个分开的接触部的另一个绝缘环。

7.一种插头连接器，包括：

壳；

在壳的基部处与所述壳耦接并且具有D形横截面的套筒，该套筒包括充当关键部分的具有第一和第二边缘的平坦表面、以及在第一边缘和第二边缘之间延伸的弯曲表面，该套筒在其远侧尖端处具有地接触部，并且具有被布置为围绕该套筒外周的多个外部接触部、使得所述多个外部接触部彼此电绝缘的多个柔性电介质带、以及位于远侧尖端与所述多个外部接触部和所述多个柔性电介质带之间的围绕套筒延伸的绝缘环；其中所述多个外部接触部和所述多个柔性电介质带各自从所述绝缘环沿连接器的长度延伸至所述壳，其中所述多个外部接触部包括形成在所述弯曲表面上的至少一个接触部和形成在所述平坦表面上的至少一个接触部。

8.如权利要求7所述的插头连接器，其中被布置为围绕所述套筒外周的所述多个外部接触部在附至所述套筒的柔性电路上形成。

9.如权利要求7所述的插头连接器，还包括在所述远侧尖端和所述壳之间贯穿所述套筒长度的内部柔性构件。

10.如权利要求9所述的插头连接器，其中所述内部柔性构件的柔性在插头连接器的尖端和基部之间变化。

11.如权利要求1或7所述的插头连接器，其中所述套筒具有约2.4mm的外径以及约8mm的插入深度。

12.一种插头连接器，包括：

壳；

在壳的基部处与所述壳耦接并且具有不规则多边形横截面的套筒，该套筒包括充当关键部分的具有第一和第二边缘的平坦表面，以及在第一边缘和第二边缘之间延伸的另一表面，该套筒在其远侧尖端处具有地接触部，并且具有从所述地接触部轴向延伸至所述壳的多个外部接触部，其中所述多个外部接触部包括形成在所述平坦表面上的至少一个接触部和形成在所述另一表面上的至少一个接触部，其中所述外部接触部各自由电介质材料分隔开，其中所述电介质材料沿连接器的长度延伸。

13.如权利要求12所述的插头连接器，其中所述壳是柔性的。

14.如权利要求12所述的插头连接器，其中所述电介质材料是柔性的。

15.如权利要求12所述的插头连接器，还包括在所述远侧尖端和所述壳之间贯穿所述连接器长度的柔性内部构件，其中所述外部接触部和所述电介质材料围绕所述柔性内部构件。

16.如权利要求15所述的插头连接器，其中所述柔性内部构件包括柔性杆。

17.如权利要求15所述的插头连接器，其中所述柔性内部构件的柔性在插头连接器的尖端和基部之间变化。

18.如权利要求7或12所述的插头连接器，其中所述多个外部接触部包括如下三个接触部：左音频接触部、右音频接触部和麦克风接触部。