JP2011503814A - 多目的ユニバーサルバスケーブル - Google Patents
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Abstract
ケーブルに関連する第1の端部(102)および第2のコネクタ(106、200)上の従来のユニバーサルシリアルバス(USB)信号をサポートするケーブル、コネクタおよびキーイングシステムが提供される。システムは、少なくとも2つの機械的位置で動作する。選択される機械的位置に基づいて、ケーブルは、特定の機能を可能にしたり、および/または特定の機能を禁止したりすることができるように構成される。例えば、コネクタが第1の位置にある場合に、ケーブルを介して付属装置を携帯電話に接続することが望ましこともある。しかしながら、コネクタが第2の位置にある場合には、例えば、ケーブルがこの構成モードで動作すると付属装置に損傷を与える可能性もあるために、ユーザが付属装置を携帯電話に接続しないようにするのが望ましいこともある。
Description
本発明は、電気的なコネクタに関し、さらに詳細には、コネクタの機械的位置に基づいて電気的動作を実行するように、関連するユーザによって設定される2つ以上の動作可能な機械的位置を有するユニバーサルシリアルバス(USB:Universal Serial Bus)コネクタに関する。
関連出願データ
本願は、2007年11月16日出願の米国仮出願番号60/988551の利益を主張するものであり、その開示内容の全てを、ここに援用する。
本願は、2007年11月16日出願の米国仮出願番号60/988551の利益を主張するものであり、その開示内容の全てを、ここに援用する。
例えば、通信装置、携帯電話、携帯情報端末、パーソナルコンピュータ、デジタルビデオレコーダ、デジタルカムコーダ、デジタルカメラ、コンピュータ周辺機器などの電子装置が、ユニバーサルシリアルバス(USB)を含んでいることは今では珍しくない。USBとは、標準インタフェースポートを介して装置を接続することでプラグアンドプレイ機能を改善して、コンピュータを再起動させることなく装置を接続したり切り離したりすることができるようにするシリアルバス規格である。USBに関連する他の便利な機能としては、外部電源を必要としないで低消費電力装置に電源を供給することや、個々の機器のドライバをインストールする必要がなく、いつかの機器を使用可能にすることが挙げられる。
一般に、USBは、電子装置で通常使用されるオス型およびメス型USBコネクタの形態で実施される。従来のUSBメス型コネクタは、USBコネクタの種類に応じて4つまたは5つの信号接点を含む。従来のUSBコネクタ上に一般に供給される信号は、VBUS(+5ボルト)、グラウンド(GND)、データ−(D−)およびデータ+(D+)を含む。USBコネクタに第5の識別(ID:identification)信号が供給される場合、この信号接点を接続機器に使用して、別の機器の存在および/または識別を示すこともできる。ある実施形態では、ID信号をオンザゴー(OTG:on−the−go)機能に使用して、スレーブ機器をホストとして機能させることができる。別の実施形態では、第5のコネクタは、特定機器の要件に応じて、グラウンドに接続または保持されなくてもよい。メス型USBコネクタは、一般に、マザーボードに電気的に接続されている。メス型コネクタの信号接点は、オス型コネクタと係合することで、ケーブルおよびマザーボードを介して信号を送信してマザーボードと周辺機器との間の通信を行う。
USBは実質的に同一であるが、携帯電話の製造者は、一般に、様々な国で販売する様々な電話機のモデルについて標準化された充電器を使用する。装置のアップグレードによって余分となる電源アダプタの数を低減し、これにより廃棄される電子部品の環境に与える影響や天然資源の無駄遣いを抑制しようとして、少なくとも1つの国(例えば、中国)は、バッテリの充電およびデータ送信の目的ですべての携帯電話ハンドセットにUSBインタフェースを付与することを要求している。
このような状況において、バッテリ充電器には、携帯電話製造者ごとにカスタマイズされた様々な電力特性を有する特別なコネクタがもはや装備されていない。代わりに、充電器には、標準USBA型レセプタクルが装備され、あらゆる新しいハンドセットに使用可能なことを保証するために出力電力が調整される。このUSBインタフェースが整備されることで、汎用充電器でハンドセットを再充電することができ、パーソナルコンピュータなどの他のUSBホストでも携帯電話を再充電することができるようになる。これは、電源とデータ交換との両方について必要なのは1本のケーブルだけなので、ユーザにとってはるかに便利である。
この要件に関する1つの問題は、携帯電話の多くの製造者が、コンピュータおよび/または充電器との間に携帯電話を接続するのに使用される独自のコネクタを持っていることである。そのため、製造者は、単一の国の要件に適合するようにすべての携帯電話を一律に変更するために多大なコストをかけなければならないであろう。しかも、別の規格を採用する別の国においてさらなるコストのコストの招くことになる。
図1を参照すると、例示的な充電器10が描かれている。充電器10は、供給源12(例えば、直流電源および/または交流電源)からの入力を受ける。充電器10は、図1に示されるように、VBUS信号とGND信号との間で充電器から電流を出力する。2つのデータ線のD+とD−信号は、続けて短絡される(提案されているUSB仕様の最新版では、D+とD−との間の最大抵抗値は、200オームに規定されている)。現在、この要件は中国で実施されており、そのため、この要件は「中国充電器」要件と称される。
中国充電器の要件に適合させるには、現在2つの解決策がある。まず、製造者は、通常のUSBで使用するケーブルと、中国充電器の要件に従って移動機器を充電するためのここでは「Gimli」と表わされるケーブルとの2本のUSBケーブルを備えて中国のユーザに電話を提供し得る。この2本の異なるケーブルの典型的な接続は、図2Aおよび図2Bに示される。図2Aを参照すると、ホスト20からの信号が従来の方法で携帯電話22によって使用される従来のUSBケーブル24に出力される。すなわち、VBUS、D+、D−およびGND信号は、従来の方法で使用する対応する信号コネクタで携帯電話22によって受信される。
図2Bを参照すると、充電器10と携帯電話22との間に接続されるケーブル26は、2つの信号経路VBUSとD+とを続けて短絡するように構成される。充電器10のD+およびD−ピンについても続けて接続され、ケーブル26からの出力は、携帯電話を充電するために、充電器10からのVBUS信号とGND信号とを、携帯電話22の直流入出力(DCIO)信号とGND信号のそれぞれに、有効に接続する。この例では、VBUSをDCIOに直接連結しないが、これは、携帯電話が最初にエニュメレーション(enumeration)を行わないで電流を引き込むことでUSB規格に違反することになるためである。この例では、ケーブル26の携帯電話側は、従来の方法で携帯電話22に電流を供給している。したがって、携帯電話は通常の充電器と見なす。この解決策の1つの欠点は、USB充電用ケーブルのコストが追加されることに加えて、顧客がほぼ確実に戸惑いおよび/または苛立ちを覚えることである。例えば、顧客は、2本のケーブルがある理由、どちらのケーブルをどのようなときに使用するのか明らかでない点、および2本のケーブルを持ち運ぶ必要性について疑問に思うであろう。ケーブル26を使用する上での別の欠点は、中国充電器のD+とD−との間の抵抗値が0オームより高い場合には、全く充電できないこともあるということである。
別の解決策が図3に供与される。図3は、従来のUSBケーブル24によって携帯電話28に接続される充電器10を示す。携帯電話28は、データ線D+とD−とが短絡されているかどうかを検出するスマートスイッチ30を含む。D+とD−とが短絡されている場合、携帯電話28は、充電器10に接続され、VBUS信号は、携帯電話28のDCIO入力に連結される。D+とD−とが短絡されていると検出されない場合には、携帯電話28は、あたかも従来のUSBコネクタが存在するかのように機器に接続される。スマートスイッチによる解決策および単一のUSBケーブルを使用することについての1つの欠点は、(クレードルとしても知られる)デスクスタンドを使用している場合、USBデータを送受信しながら、同時に最適化された(大電流での)充電を電話機に行うことができないことである。別の同様な欠点は、携帯電話に充電用ケーブルが供与されないために、充電用コネクタの上部にUSBコネクタを接続すること(これにより最適化された充電とUSBデータ交換とを同時に得ること)ができないことである。
スマートスイッチによる解決策の別の欠点は、2つ以上もあり得るケーブル用コネクタを有するデスクスタンド(またはクレードル)のどこに通常のUSBケーブルを接続すべきかユーザにとって分かりにくいことである。図4Aに示されるように、デスクスタンド40は、複数のポート42、44を含んでもよく、従来のUSBケーブル48を介してパーソナルコンピュータ46に接続されてもよい。図4Bに示されるように、デスクスタンド40のデータコネクタ入力42を電源アダプタ50(例えば、中国充電器)と接続して使用するのは一般に好ましくない。これは、ユーザがデスクスタンドを使用する際にパーソナルコンピュータと充電器とを切り換える必要があることを意味する。図4Aを参照すると、デスクスタンド40は、データポート42を介してパーソナルコンピュータ46に接続されて示されている。このような実施では、小電流充電をしながらUSBデータを交換することもできる。
携帯電話の充電と通信のやり取りに関連する前述の欠点に鑑みて、従来のUSB(データ/小電流充電)と充電(大電流充電)とを電気的および機械的に切り換えることができる汎用コネクタが従来から必要とされている。
本発明の一態様は、少なくとも部分的に収納される複数の第1の信号接点を有する第1のコネクタと、第1の位置および第2の位置で動作可能な調整可能ハウジング、調整可能ハウジング内に少なくとも部分的に収納される複数の第2の信号接点、および調整可能ハウジング内に収納される回路を含み、ハウジングが第1の位置にある場合に、複数の第2の信号接点が第1のモードで動作するように構成され、調整可能ハウジングが第2の位置にある場合に、複数の第2の信号接点が第2のモードで動作するように構成される第2のコネクタと、第1のコネクタおよび第2のコネクタに接続されるケーブルと、を含む汎用システムコネクタケーブルに関する。
本発明の別の態様は、ユニバーサルシリアルバス(USB)コネクタである第1のコネクタに関する。
本発明の別の態様は、データ+信号接点、データ−信号接点、グラウンド信号接点およびVBUS信号接点用の接点を含む複数の第1の接点に関する。
本発明の別の態様は、調整可能ハウジングが第1の位置にある場合に、複数の第2の信号接点が、データ+信号接点、データ−信号接点、グラウンド信号接点およびVBUS信号接点に対応して出力するように構成されることに関する。
本発明の別の態様は、調整可能ハウジングが第1の位置にある場合に、第1の接点および第2の接点が、ケーブルに接続される関連する電子機器の間で第1のモードで情報を交換するように構成されることに関する。
本発明の別の態様は、第1のモードが、第1のコネクタに接続される電子機器と関連する電力源から第2のコネクタに接続される電子機器を充電することを含むことに関する。
本発明の別の態様は、調整可能ハウジングが第2の位置にある場合に、複数の第2の信号接点が、第2のモードで動作させるために第2のコネクタに接続される関連する電子機器にグラウンド信号および大電流信号を出力するように構成されることに関する。
本発明の別の態様は、電子機器を第1のモードで可能な速度よりも速い速度で充電することを含む第2のモードに関する。
本発明の別の態様は、第2のコネクタの関連する電子機器を係合する面と反対の面で第2のコネクタに接続されるケーブルに関する。
本発明の別の態様は、調整可能ハウジングが第1の位置にある場合に、ケーブルが、調整可能ハウジングと協働して1つ以上のコネクタが調整可能ハウジングに重ねて接続しないようにすることに関する。
本発明の別の態様は、調整可能ハウジングが第2の位置にある場合に、調整可能ハウジングと連動して充電器用でないコネクタを調整可能ハウジングに重ねて接続することができるようにするケーブルに関する。
本発明の別の態様は、P型電界効果トランジスタとN型電界効果トランジスタとを含み、第2の位置で、P型電界効果トランジスタが関連する電子機器に高速充電電流を供給するように動作する回路に関する。
本発明の別の態様は、調整可能ハウジングが第2の位置にあって、中国充電器が接続されている場合に、D+およびD−信号接点がVBUS信号まで電気的に引き上げられることに関する。
本発明の別の態様は、第1の位置で、P型電界効果トランジスタとN型電界効果トランジスタとがオフ状態であることに関する。
本発明の別の態様は、第1の位置および第2の位置で動作可能な調整可能ハウジングと、ハウジングを関連する電子機器に固定するハウジングに接続される少なくとも1つの係合構造と、調整可能ハウジング内に少なくとも部分的に収納される複数の信号接点と、調整可能ハウジング内に収納される回路と、を含み、ハウジングが第1の位置にある場合に、複数の信号接点が第1のモードで動作するように構成され、調整可能ハウジングが第2の位置にある場合に、複数の信号接点が第2のモードで動作するように構成される汎用システムコネクタに関する。
本発明の別の態様は、第1の位置と第2の位置との間で摺動自在に構成される調整可能ハウジングに関する。
本発明の別の態様は、第1の位置よりも第2の位置で広い面積を有する調整可能ハウジングに関する。
本発明の別の態様は、信号接点の接続面と反対の面で汎用システムコネクタに固定されるケーブルに関する。
本発明の一態様は、第1の電子装置に接続する第1のコネクタと、第2の電子装置に接続して、第1の電子装置と第2の電子装置との間の信号のやりとりを実行する第2のコネクタと、を有するケーブルであって、第1のコネクタが第1の位置で第1の電子機能を実施するように動作するとともに、第1のコネクタが第2の位置で別の電子機能を実施するように動作し、コネクタの位置によって1つ以上のコネクタを第1のコネクタに接続することができるとともに、コネクタの位置に少なくとも部分的に基づいて少なくとも1つの他の所定のケーブルが第1のコネクタに接続できないようにするケーブルを含むケーブルキーイングシステムに関する。
前述の目的および関連する目的を達成するために、本発明は、本明細書で以下に完全に説明され、特許請求の範囲で特定される特徴を含み、以下の説明および添付図面は、本発明の特定の例示的な実施形態を詳細に示すものであるが、本発明の原理を適切に利用することができる様々な方法のうちのほんの幾つかを示すに過ぎない。
本発明の他のシステム、方法、特徴および利点は、以下の図面および詳細な説明を検討すれば当業者にとって明らかであろうし、あるいは明らかになるであろう。このようなさらなるシステム、方法、特徴および利点は、すべてこの説明の範囲内に含まれ、本発明の範囲内であり、さらに添付の特許請求の範囲によって保護されるものとする。
本発明は、1つ以上の実施形態に関して示され説明されるが、当然のことながら、本明細書を読み理解すれば当業者であれば同等な形態や改変形態が想起されるであろう。本発明は、このような同等な形態や改変形態をすべて含むものであり、特許請求の範囲によってのみ限定される。
さらに、各図面/実施形態では様々な特徴が説明され図示されるが、当然のことながら、所与の図面または実施形態の特徴は、本発明の1つ以上の他の図面または実施形態で使用することもできる。
この明細書で使用される用語の「含む(comprise/comprising)」は、説明される特徴、整数、ステップまたは構成要素の存在を特定するように解釈されるが、1つ以上の他の特徴、整数、ステップ、構成要素またはそのグループの存在または追加を妨げるものではないことが強調されるべきである。
本発明の多くの態様は、以下の図面を参照すれば一層よく理解することができる。図面の構成要素は必ずしも縮尺どおりではなく、むしろ本発明の原理を明確に示すことに重点が置かれている。同様に、1つの図面に示される要素および特徴は、追加の図面に示される要素および特徴と組み合わされてもよい。さらに、図面において、類似の参照番号は、幾つかの図面にわたって対応する部品を示す。
ユニバーサルシリアルバス(USB)コネクタは、(例えば、通信機器、携帯電話、形態情報端末、パーソナルコンピュータ、デジタルビデオレコーダ、デジタルカムコーダ、デジタルカメラ、コンピュータ周辺機器などの)幅広い種類の電子装置で使用するのに適している。本発明の実施形態が、図面を参照しながらここで説明されるが、図面中の同様の参照番号は、図面全体にわたって同様の要素を示すのに使用される。当然のことながら、図面は必ずしも縮尺どおりではない。
相互に交換可能な用語の「電子装置」および「電子機器」は、携帯無線通信装置、パーソナルコンピュータ、デジタルビデオレコーダ、デジタルカムコーダ、デジタルカメラ、コンピュータ周辺機器などを含む。以下「移動無線端末」と称される、用語の「携帯無線通信装置」は、携帯電話、ページャ、通信機、電子手帳、携帯情報端末(PDAs)、スマートフォン、携帯通信機器、携帯ゲーム機、携帯メディア機器(ビデオおよび/またはオーディオ)などのすべての機器を含む。
本出願では、本発明の実施形態は、主に携帯電話との関連において説明される。しかし当然のことながら、本発明は、携帯電話との関連性に限定されるものではなく、どんな種類の電子機器に関連してもよい。
本発明の特徴は、電子機器のデータ交換および小電流充電を可能にする従来のユニバーサルシリアルバス(USB)と、大電流充電を可能にする中国充電器の要件との間でケーブルの機能をユーザが機械的および電気的に切り換えることができる汎用システムコネクタを対象としている。したがって、単一のケーブルが2つの動作モードに使用され、これでユーザは間違ったケーブルを持ち歩くリスクがなくなる。
機械的な解決策の場合、ユーザは、スイッチをスライドさせてUSBデータケーブルモードか充電器ケーブルモードかを選択するだけである。これによって、汎用ケーブルのシステムコネクタ側が機械的に変化する。第1のモード(例えば、USBデータモード)と第2のモード(例えば、大電流充電モード)とを切り換える場合に、ケーブルのシステムコネクタ側の機械的キーイングが変化し、その逆の場合も同様である。以下に説明されるように、スイッチのスライドとは、システムコネクタインタフェースの配線の電気的接続が第1のモードと第2のモードとの間で変化することを意味する。
図5を参照すると、本発明の特徴による例示的なシステムが示される。このシステムは、ケーブル102を介して電子機器100に接続されるパーソナルコンピュータ90を含む。ケーブル102は、パーソナルコンピュータ90に接続するための第1のコネクタ104と、電子機器100に接続するための第2のコネクタ106とを有する。図示される実施形態の電子機器100は携帯電話であり、携帯電話100と称される。携帯電話100は、ブリックまたはブロック状の形状要素を有するように示されるが、「フリップオープン」の形状要素(例えば、「折りたたみ」ハウジング)またはスライド型の形状要素(例えば、「スライダ」ハウジング)などの他の形状要素が使用されてもよい。
携帯電話100は、ディスプレイ108を含んでもよい。ディスプレイ108は、動作状態、時刻、電話番号、連絡先情報、ユーザが携帯電話100の様々な機能を利用することができる様々なナビゲーションメニューなどを表示する。さらに、ディスプレイ108を使用して、携帯電話100によって受信されるコンテンツおよび/または携帯電話100のメモリ110(図6)から検索されるコンテンツを視覚的に表示することもできる。ディスプレイ108を使用して、画像、ビデオ、および写真、移動テレビのコンテンツおよびゲーム関連のビデオなどの他の画像をユーザに提示することもできる。
キーパッド112は、様々なユーザの入力操作を提供する。例えば、キーパッド112は、一般に、電話番号、電話番号リスト、連絡先情報、メモなどの英数字情報の入力を可能にする英数字キーを含む。さらに、キーパッド112は、一般に、発呼または着呼するための「通話送信」キー、および終話または通話を「切る」ための「通話終了」キーなどの特殊機能キーを含む。さらに、特殊機能キーは、ディスプレイ108上に表示されるメニューによるナビゲーションを容易にするメニューナビゲーションおよびセレクトキーを含んでもよい。例えば、ポインティングデバイスおよび/またはナビゲーションキーが、ユーザから指示的入力を受け入れるために存在してもよい。特殊機能キーは、再生の開始、停止および中断、曲のスキップまたはリピートなどを行うための視聴覚コンテンツ再生キーを含んでもよい。携帯電話100に関連する他のキーは、音量キー、消音キー、電源オンオフキー、ウェブブラウザ起動キー、カメラキーなどを含んでもよい。さらに、キーまたはキーと同等の機能が、ディスプレイ108に関連するタッチスクリーンとして実現されてもよい。さらに、ディスプレイ108およびキーパッド112を互いに組み合わせて使用して、ソフトキー機能を実施してもよい。
携帯電話100は、携帯電話100が通話を確立したり、および/または着呼/発呼機器、一般に別の携帯電話または固定電話と信号を交換したりすることができる通話回路を含む。しかしながら、着呼/発呼機器は、別の電話である必要はなく、インターネットウェブサーバ、コンテンツ提供サーバなどの他の何らかの装置であってもよい。電話は、どんな適切な形態をとってもよい。例えば、セルラ回路交換ネットワーク上に確立される従来の電話、あるいはセルラネットワークのパケット交換機能上またはワイファイ(WiFi)(例えば、IEEE802.11規格に基づくネットワーク)、ワイマックス(WiMax)(例えば、IEEE802.16規格に基づくネットワーク)などの代替のパケット交換ネットワーク上に確立されるボイスオーバインターネットプロトコル(VoIP:voice over Internet Protocol)電話であってもよい。
携帯電話100は、テキストメッセージ(例えば、テキストメッセージは、ショートメッセージサービスを表す「SMS(short message service)」と一般に一部から称される)、インスタントメッセージ、電子メールメッセージ、マルチメディアメッセージ(例えば、マルチメディアメッセージは、マルチメディアメッセージサービスを表す「MMS(multimedia message service)」と一般に一部から称される)、画像ファイル、ビデオファイル、オーディオファイル、着信音、ストリーミングオーディオ、ストリーミングビデオ、データフィード(ポッドキャストを含む)などのデータを送信、受信および/または処理するように構成されてもよい。このようなデータを処理することは、メモリ110にデータを格納すること、アプリケーションを実行してユーザのデータとの相互作用を可能にすること、そのデータに関連するビデオおよび/または画像コンテンツを表示すること、そのデータに関連するオーディオ音声を出力することなどを含んでもよい。
図5に示されるパーソナルコンピュータ90は、何らかの適切なオペレーティングシステムを使用するどんな種類のコンピュータであってもよい。例えば、パーソナルコンピュータ90は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ウィンドウズ(登録商標)(Windows(登録商標))ベースコンピュータ、マック(Mac)ベースコンピュータ、リナックス(Linux)ベースコンピュータなどであってもよい。通常、パーソナルコンピュータ90は、携帯電話100にデータを送信したり、および/または携帯電話100からデータを受信したりすることが可能である。さらに、パーソナルコンピュータ90は、USB接続を介して携帯電話100を充電することが可能である。USB接続を介して携帯電話100を充電することの1つの欠点は、USB仕様に基づいて出力が500mAに制限されるために、パーソナルコンピュータ90に接続される携帯電話100が完全に充電されるのにかなりの時間が必要になる場合があることである。
図5に示されるように、ケーブル102は、一般に、パーソナルコンピュータ90を携帯電話100に接続するために提供される。以下に説明されるように、ケーブル102は、パーソナルコンピュータ90の電気的なコネクタと(例えば、USBポートを介して)はめ合い係合する第1の電気的なコネクタ104を含む。ケーブル102は、携帯電話100の電気的なコネクタ114とはめ合い係合して、本明細書で説明される機能を達成する第2の電気的なコネクタ106をさらに含む。
図6は、携帯電話100およびパーソナルコンピュータ90の機能ブロック図を示す。簡略にするため、一般に、携帯電話100およびパーソナルコンピュータ90の従来の特徴は、ここではそれほど詳細には説明されない。携帯電話100は、携帯電話100の機能および動作の全体的な制御を実行するように構成される一次制御回路116を含む。制御回路116は、CPU、マイクロコントローラまたはマイクロプロセッサなどの処理デバイス118を含んでもよい。処理デバイス118は、携帯電話100の動作を実行するために、制御回路116内のメモリ(図示せず)および/またはメモリ110などの別個のメモリに格納されるコードを実行する。
メモリ110は、不揮発性メモリ110aを使用して実施される読み出し専用メモリ領域と、揮発性メモリ110bを使用して実施されるランダムアクセスまたはシステムメモリ領域とを含んでもよい。理解されるように、不揮発性メモリは、電源を切ってもデータ記憶能力を失いにくく、一般に、データ、アプリケーションコード、ファイルなどを格納するために使用される。不揮発性メモリ110aは、例えば、フラッシュメモリで実施されてもよい。理解されるように、揮発性メモリは、電源を切るとデータ記憶能力を失いやすく、一般に、論理ルーチンの実行中に処理デバイス118がアクセスするデータを格納するために使用される。揮発性メモリ110bは、ランダムアクセスメモリ(RAM:random access memory)であってもよい。通常通り、不揮発性メモリ110aと揮発性メモリ110bとの間でデータを交換してもよい。不揮発性メモリ110aおよび揮発性メモリ110bのサイズは、携帯電話100またはメモリ110が使用される他の電子装置に適合するようにしてもよい。
引き続き図5および図6を参照すると、携帯電話100は、無線回路122に接続されるアンテナ120を含む。無線回路122は、従来のように、アンテナ120を介して信号を送受信する高周波送受信機を含む。無線回路122は、移動体通信システムで動作するように構成されてもよく、データおよび/または視聴覚コンテンツを送受信するのに使用されてもよい。移動無線ネットワークおよび/または放送ネットワークと交信する受信機の種類は、GSM、CDMA、WCDMA、GPRS、WiFi、WiMaX、DVB−H、ISDB−Tなど、およびこれらの規格の次世代版を含むが、これらに限定されない。
携帯電話100は、無線回路122によって送信されたりこれから受信されたりするオーディオ信号を処理する音声信号処理回路124をさらに含む。音声信号処理回路124には、従来のように、携帯電話100を介してユーザが聞いたり話したりすることができるスピーカ126およびマイクロフォン128が接続される。無線回路122および音声処理回路124は、それぞれ制御回路116に接続されて全体の動作を実行するようにする。オーディオデータは、制御回路116から音声信号処理回路124に渡されてユーザに対して再生されてもよい。オーディオデータは、例えば、メモリ110によって格納され制御回路116によって検索されるオーディオファイルからのオーディオデータ、または移動無線サービスからストリーミングオーディオデータの形態などで受信されるオーディオデータを含んでもよい。音声処理回路124は、何らかの適切なバッファ、復号器、増幅器などを含んでもよい。
ディスプレイ108は、ビデオデータをディスプレイ108を駆動するのに使用されるビデオ信号に変換するビデオ処理回路130を経由して制御回路116に接続されてもよい。ビデオ処理回路130は、何らかの適切なバッファ、復号器、ビデオデータプロセッサなどを含んでもよい。ビデオデータは、制御回路116によって生成されても、メモリ110に格納されるビデオファイルから検索されても、無線回路122によって受信される着信ビデオデータストリームから取得されても、あるいは他の何らかの適切な方法によって取得されてもよい。
携帯電話100は、1つ以上のI/Oインタフェース(単数または複数)132をさらに含んでもよい。I/Oインタフェース(単数または複数)132は、一般的な携帯電話I/Oインタフェースの形態であってもよく、1つ以上の電気的なコネクタを含んでもよい。通常通り、I/Oインタフェース(単数または複数)132を使用して、携帯電話100をバッテリ充電器に接続して携帯電話100内の電源ユニット(PSU:power supply unit)134のバッテリを充電してもよい。さらに、あるいはその代わりに、I/Oインタフェース(単数または複数)132は、前述のように、携帯電話100をパーソナルコンピュータ90に接続するように機能してもよい。さらに、I/Oインタフェース(単数または複数)132は、(例えば、電気的なコネクタ114を介して)データを交換するためのデータケーブルを介して、および/または電気的なコネクタ114に接続されてもよい無線アダプタ(図示せず)を介して、付属機器、パーソナルコンピュータ、コンピュータ周辺機器または他の何らかの電子機器に携帯電話100を接続するように機能してもよい。さらに、携帯電話100は、車両の電源アダプタまたは電気コンセントの電源アダプタに接続される場合、I/Oインタフェース(単数または複数)132を介して動作用の電力を受け取ってもよい。
さらに、携帯電話100は、制御回路116などの携帯電話100の様々な構成要素の時間を記録するシステムクロック136を含んでもよい。制御回路116は、通話時間の測定、時刻および日付スタンプの内容の生成などのタイミング機能を順次実行してもよい。
ここで例示的なパーソナルコンピュータ90を参照すると、パーソナルコンピュータ90は、パーソナルコンピュータ90の機能および動作の全体的な制御を実行するように構成される一次制御回路150を含む。制御回路150は、CPU、マイクロコントローラまたはマイクロプロセッサなどの処理デバイス152を含んでもよい。処理デバイス152は、パーソナルコンピュータ90の動作を実行するために、制御回路150内のメモリ(図示せず)および/または別個のメモリ(図示せず)に格納されるコードを実行する。メモリは、例えば、バッファ、フラッシュメモリ、ハードドライブ、取り外し可能な媒体、揮発性メモリおよび/または不揮発性メモリであってもよい。さらに、処理デバイス152は、コードを実行することでパーソナルコンピュータ90の様々な機能を実行する。
パーソナルコンピュータ90は、電気的なコネクタ104でデータケーブル102に接続されて示される入出力インタフェースアダプタ154を含む。ケーブル102のもう一方の端部は、携帯電話100に接続されるコネクタ106を有する。入出力インタフェースアダプタ154は、一般に、必要に応じてパーソナルコンピュータ90を携帯電話100と接続するように機能する。
図7Aおよび図7Bを参照すると、本発明の特徴による例示的なコネクタ200が示される。この例示的なコネクタは、図5および図6に示される電気的なコネクタ106と同じである。例示的なコネクタ200は、(図7Aに示される)第1の位置および(図7Bに示される)第2の位置で動作可能な調整可能ハウジング202を含む。調整可能ハウジング202は、調整可能ハウジング内に複数の信号接点204を少なくとも部分的に収納している。1つ以上の信号接点の一部は、ハウジングから延びて関連する電子機器(例えば、クレードル、デスクスタンド、携帯電話など)に係合させてもよい。
複数の信号接点204は、所望のいかなる構成および/または数値であってもよい。例えば、図8を参照すると、複数の信号接点204は、本発明の譲受人であるソニーエリクソンコミュニケーションズ(Sony Ericsson Communications AB)によって製造される多くの携帯電話で標準となっている所定の構成で構成されてもよい。図8に示されるように、複数の信号接点204は、12ピン構成で設定されてもよい。表1は、(システムコネクタ200の左から右に向かう)各12ピンそれぞれに関する例示的な信号の同定である。
表1に示されるピン配列は全く例示的であり、本発明に従っていかなる適切なピン配列を使用してもよいことは当業者であれば容易に分かるであろう。
図7Aを参照すると、コネクタ200は、第1の位置に示される。複数の接点204は、調整可能ハウジング202から外部に延びて、コネクタ200を所望の電子機器および/または携帯電話100と電気的に接続する。接点204は、従来通り高導電性である。
選択的に、コネクタ200は、コネクタ200を所望の電子機器および/または携帯電話に機械的に固定するために1つ以上の係合構造206、208を含んでもよい。一般に、係合構造206、208は、所望の電子機器上の対応する受け入れポート内に挿入される。適切に係合されると、係合構造206、208は複数の接点204を電子機器と電気的に係合させることができる。図7Aに示されるように、係合構造206、208および複数の接点204は、支持部材210上に取り付けられてもおよび/またはこれを形成してもよい。
一実施形態では、係合構造208は、ハウジング202に固定されて、ユーザが第1の位置および第2の位置でコネクタ200を構成することができるように機能してもよい。図7Bに示されるように、ユーザが第1の位置から第2の位置に支持部材210をスライドすると、支持部材210は、調整可能ハウジング202の部分を横切るように移動して調整可能ハウジングを拡張させる。図7Bに示されるように、調整可能ハウジング202は、距離「D」だけ拡張する。この距離は、所望のいかなる距離であってもよく、以下に説明されるように、機械的キーイングをサポートするために利用されてもよい。
図7Bを参照すると、コネクタ200は、第2の位置に示される。支持部材210が第1の位置から第2の位置に移動されると、支持部材210は第1の位置からオフセットされる。コネクタ200の外周で測定されるコネクタ200の面積は、コネクタが第1の位置にあった場合よりも第2の位置にあるほうが広い。前述のように、係合構造208は調整可能ハウジング202の側方に形成されてもおよび/または固定されてもよいため、係合構造206、208および複数の接点204は、もとの位置から距離Dだけオフセットされる。距離Dは所望のいかなる距離であってもよく、短い距離(例えば、1センチメートル未満)であるのが好ましいことは、当業者であれば容易に分かるであろう。
上記の機械的な解決策によって、第1の位置で第1のモード(例えば、USBデータモード)で動作し、第2の位置で第2のモード(例えば、大電流充電モード)で動作するように、さらにその逆でも同様に動作するように単一のケーブルを構成することができるようになる。
図9Aおよび図9Bを参照すると、距離Dは、機械的キーイングができるように選択されてもよい。例えば、調整可能ハウジングが第2の位置にあるが第1の位置にない場合に、調整可能ハウジング202が別のコネクタを受け入れることができるようにするのが望ましいこともある。図9Aに示されるように、コネクタが第1の位置にある場合には、第2のコネクタ220はコネクタ200に接続されてはならない。しかしながら、図9Bに示されるように、コネクタ200が第2の位置にある場合には、第2のコネクタ220はコネクタ200に接続されてもよい。このような構成は、例えば、コネクタ200が充電器モードのときにコネクタ200を充電器に接続したい場合に望ましい。しかしながら、例えば、コネクタが第1のモード(例えば、USBデータモード)の場合には、このような接続は望ましくないこともある。
図9Aに示されるように、ケーブル250は、コネクタ200に固定的に接続され、第2のコネクタ220が第1の位置でコネクタ200に接続されないようにする。第2の位置では、調整可能ハウジング202は充分な距離だけオフセットされて、第2のコネクタ220をコネクタ200に接続することができるようにする。他の機械的キーイング解決策が本発明に従って使用されてもよいことは、当業者であれば容易に分かるであろう。例えば、コネクタ200の位置と組み合わせてケーブル250を使用する代わりに、コネクタ200上に1つ以上の成形キーイング要素を組み込んだり、1つ以上の外部キーイング要素を固定したりすることで、コネクタを別のコネクタおよび/または電子機器に取り付けられるようにしたりおよび/または取り付けられないようにしたりするのが望ましいこともある。したがって、調整可能ハウジング202は、所望により、ハウジングの別の構造、相互接続コネクタ(例えば、コネクタ220)、ケーブル250、電子機器のハウジングおよび/または他の何らかの所望の構造と協働して、様々なコネクタ間の接続を容易にするとともに、1つ以上の所定のコネクタをコネクタ200および/または電子機器に接続するのは望ましくないと見なされる場合には接続を防止または禁止する。
図9Aおよび図9Bに示されるように、コネクタ200は、調整可能ハウジング202および/または支持部材210の位置に基づいてコネクタおよび/またはケーブルが構成されるモードをユーザに対して表示する1つ以上のモード表示器262、264、266を含んでもよい。例えば、データモードと充電器モードのそれぞれを識別するために使用される表示器262および264などの表示器が調整可能ハウジングに形成されてもよい。さらに、表示器266は、動作の特定モードを表示するように点灯してもよい。例えば、データモードでは、表示器266は、第1の色(例えば、金色、黄色など)で点灯してもよく、データ充電モードでは、表示器266は、別の色(例えば、緑色、赤色など)で点灯してもよい。コネクタおよび/またはケーブルが動作するように構成される特定モードをユーザに表示するために様々な表示器が使用されてもよいことは、当業者であれば容易に分かるであろう。
一実施形態では、調整可能ハウジング202は、図9Aに示されるように、ハウジングが最も小さい状態(例えば、最小の面積)の場合のすべての動作モードの表示器を含む。別の実施形態では、調整可能ハウジング202が最も小さい状態の場合、図10Aに示されるように、ユーザから見えるのはその状態の表示器(例えば、表示器262)のみである。ユーザが調整可能ハウジング202を第2の位置に摺動自在に調整すると、それに関連する表示器(例えば、図10Bに示される表示器264)がユーザに使用可能(視覚可能)になってコネクタ102および/またはケーブルの動作モードを表示する。関連するユーザによる使用を可能および/または容易にするために、表示器はコネクタ200上の所望のいかなる位置に配置されてもよいことは、当業者であれば容易に分かるであろう。
図11を参照すると、コネクタ200は第1の位置で示され、このとき、コネクタ200は、調整可能ハウジング202内に収納される回路を構成して従来のUSBケーブルとして機能する。コネクタ200は、一般に、ケーブル300を介して第2のコネクタ302に接続される。第2のコネクタ302は、一般に、A型USBコネクタである。コネクタ302は、所望のいかなるコネクタ(例えば、従来のUSB、ミニUSB、マイクロUSB、RS−232、デジタルコネクタなど)であってもよいことは、当業者であれば容易に分かるであろう。図11に示されるように、第2のコネクタ302は、VBUS、D+、D−およびGNDなどの従来のUSB信号を含む。ケーブル300は、一般に、ケーブルの長さ方向に各USB信号の独立した信号経路を含むように構成され、これらの信号は、一般に、ケーブルの長さ方向のコネクタ200、302に関連する1つ以上の信号接点で使用することができる。動作時、ケーブル300は、前述のようにパーソナルコンピュータの従来のUSBポートに接続されてもよい。コネクタ200は、携帯電話100および/またはデスクスタンドに接続されてもよく、デスクスタンドはいずれ携帯電話に接続されることになる。
前述のように、パーソナルコンピュータに接続されるコネクタ302を用いて、コネクタ200は(直接かあるいはデスクスタンドを介して)携帯電話100に接続される。コネクタ200の調整可能ハウジング202が第1の位置にある場合、コネクタ200は第1のモードの動作に適している。例えば、第1のモードでは、ケーブル300は、標準USBケーブルとして機能してもよい。この場合、コンピュータによって出力される対応するVBUS、D+、D−およびGND信号は、携帯電話によって受信されて従来の方法で使用される。このような使用には、例えば、携帯電話とパーソナルコンピュータとの間のデータ交換、およびパーソナルコンピュータ90から携帯電話100への充電が含まれる。USBポートから出力される電流量は制限されている(例えば、500mA)ため、一般に、このモードで携帯電話を完全に充電するにはかなり時間がかかる。第1のモードでは、図9Aに示されるように、USBコネクタをコネクタ200に重ねて接続することができるようにするのは一般に好ましくない。
図12を参照すると、コネクタ200の調整可能ハウジング202が第2の位置にある場合、コネクタ200は、携帯電話100を高速に充電するための充電モードに構成される。高速充電モードでは、一般に、電流は、データモードで供給される電流よりも大きな通電量でコンピュータから供給され、携帯電話100を高速に充電することができる。図12に示されるように、このケーブルの動作は、コネクタ200の構成によって、(GimliXと称される)最新のGimliである。GimliXは、検知のためだけに中国充電器で短絡回路を使用する。したがって、ケーブル300は、中国充電器モードでD+またはD−を介して大電流を駆動せず、図12に示されるように、D+とD−との間に(例えば、200オームの)抵抗があってもGimliXを動作させることができる。第2の位置では、図9Bに示されるように、高速充電モード中のデータ交換の実行を容易にするために、USBコネクタをコネクタ200に重ねて接続することができるようにするのが望ましいこともある。
図12を参照すると、充電回路250は、第2の機械的および/または電気的位置にあるコネクタの調整可能ハウジング202とともに示される。図示されるように、中国充電器10は、コネクタに接続されている。動作時、N型トランジスタ264は抵抗254および252を介してVBUS信号まで電気的に引き上げられる。抵抗器254および252に関連する抵抗値の合計は、プルダウン抵抗器262に関連する抵抗値よりもかなり小さいことは、当業者であれば容易に分かるであろう。動作時、N型トランジスタ264はオープンとなり、P型トランジスタ256のゲートはGNDにつながれる。P型トランジスタ256のゲートがGNDに引かれることによって、トランジスタのソースからドレインに電流が流れ、したがって、VBUSがDCIOに接続される。D+信号とD−信号との間に低い抵抗が接続されていれば、抵抗器258はプルアップ抵抗器として動作してP型トランジスタ256を閉じた状態にする。ダイオード260は、N型トランジスタ264のゲートに静電放電(ESD:electrostatic discharge)保護を提供する。
図13を参照すると、完全な汎用ケーブルのデュアルモード回路図が示される。図面では、ユーザは中国充電器を使用しており、そのためコネクタ200を充電モード(例えば、スイッチ位置B)に切り換えている。例えば、スイッチS1〜S3は、中国充電器に関連する動作の第2のモードに電気的に接続されている。位置Bでは、得られる回路は、図12に関して前述されるように動作する。ユーザがコネクタ200を位置Aに切り換えると、スイッチ信号S1〜S3は、位置Bから位置Aに状態が切り換わり、図11に関して上で説明されるように、従来のUSBとして機能するケーブルが得られる。
図13による電気的解決策の場合、USBデータモード(位置Aのスイッチ)のケーブルのデータ線上の高い浮遊容量、特に、静電放電(ESD)保護ダイオード260およびトランジスタ262のゲートからのD−信号上の浮遊容量に問題があることもある。代替の電気的解決策が図14に示される。図14では、USBデータモードにおいて(例えば、スイッチS1〜S5が位置Aに切り換えられる場合)、スイッチS2およびS5は、充電用の構成要素(例えば、トランジスタ264、抵抗器262およびダイオード260)を切り離す。
本発明の特定の実施形態が本明細書に開示された。本発明は、他の環境で他の用途に適用されてもよいことは、当業者であれば容易に認識するであろう。実際は、多くの実施形態および実施が可能である。以下の特許請求の範囲は、本発明の範囲を前述の特定の実施形態に限定しようとするものでは決してない。さらに、「する手段」の列挙は、要素および請求項におけるミーンズ・プラス・ファンクション解釈の喚起を意図し、一方で、「のための手段」の列挙を特に使用しない任意の要素は、請求項が用語の「手段」を含む場合であってもミーンズ・プラス・ファンクション要素として解釈されることを意図しない。
本発明は、特定の好適な実施形態(単数または複数)に関して示され説明されたが、この明細書および添付の図面を読み理解すれば当業者であれば等価な形態や改変形態が想起されるのは明らかである。特に、前述の要素(部品、アセンブリ、装置、構成物など)によって行われる様々な機能に関して、このような要素を説明するために用いられる用語(「手段」への言及も含む)は、特に指定がない限り、本明細書で説明される本発明の例示的な実施形態(単数または複数)で機能を実施する開示される構造と構造的に等価でなくとも、前述の要素の特定の機能を実施する(すなわち、機能的に等価である)任意の要素にも対応するものとする。さらに、本発明の特定の特徴は、説明される幾つかの実施形態のうちの1つのみまたはそれ以上について上で説明されてきたが、このような特徴は、任意の所与または特定の用途にとって望ましくかつ有利な他の実施形態の1つ以上の他の特徴と組み合わせることもできる。
Claims (15)
- 汎用システムコネクタケーブルであって、
少なくとも部分的に収納される複数の第1の信号接点を有する第1のコネクタ(104)と、
第1の位置および第2の位置で動作可能な調整可能ハウジング(202)、前記調整可能ハウジング内に少なくとも部分的に収納される複数の第2の信号接点(204)、および前記調整可能ハウジング内に収納される回路を含み、前記ハウジングが前記第1の位置にある場合に、前記複数の第2の信号接点が第1のモードで動作するように構成され、前記調整可能ハウジングが第2の位置にある場合に、前記複数の第2の信号接点が第2のモードで動作するように構成される第2のコネクタ(106、200)と、
前記第1のコネクタおよび前記第2のコネクタに接続されるケーブル(102、250)と、を含む汎用システムコネクタケーブル。 - 前記第1のコネクタは、ユニバーサルシリアルバス(USB)コネクタである請求項1に記載の汎用システムコネクタケーブル。
- 前記複数の第1の接点が、データ+信号接点、データ−信号接点、グラウンド信号接点、およびVBUS信号接点用の接点を含む請求項2に記載の汎用システムコネクタケーブル。
- 前記調整可能ハウジングが前記第1の位置にある場合に、前記複数の第2の信号接点が、データ+信号接点、前記データ−信号接点、前記グラウンド信号接点および前記VBUS信号接点に対応して出力するように構成される請求項3に記載の汎用システムコネクタケーブル。
- 前記調整可能ハウジングが前記第1の位置にある場合に、前記第1の接点および前記第2の接点が、前記ケーブルに接続される関連する電子機器の間で前記第1のモードで情報を交換するように構成される1乃至4のいずれか1項に記載の汎用システムコネクタケーブル。
- 前記第1のモードが、前記第1のコネクタに接続される前記電子機器と関連する電力源から前記第2のコネクタに接続される前記電子機器を充電することを含む請求項5に記載の汎用システムコネクタケーブル。
- 前記調整可能ハウジングが前記第2の位置にある場合に、前記複数の第2の信号接点が、前記第2のモードで動作させるために前記第2のコネクタに接続される関連する電子機器に前記グラウンド信号および大電流信号を出力するように構成される請求項3に記載の汎用システムコネクタケーブル。
- 前記第2のモードが、前記電子機器を前記第1のモードで可能な速度よりも速い速度で充電することを含む請求項7に記載の汎用システムコネクタケーブル。
- 前記ケーブルが、前記第2のコネクタの前記関連する電子機器を係合する面と反対の面で前記第2のコネクタに接続される請求項7に記載の汎用システムコネクタケーブル。
- 前記調整可能ハウジングが前記第1の位置にある場合に、前記ケーブルが、前記調整可能ハウジングと協働して1つ以上のコネクタが前記調整可能ハウジングに重ねて接続しないようにする請求項9に記載の汎用システムコネクタケーブル。
- 前記調整可能ハウジングが前記第2の位置にある場合に、前記ケーブルが、前記調整可能ハウジングと連動して充電器用でないコネクタを前記調整可能ハウジングに重ねて接続することができるようにする請求項9に記載の汎用システムコネクタケーブル。
- 前記回路が、P型電界効果トランジスタ(256)とN型電界効果トランジスタ(264)とを含み、前記第2の位置で、前記P型電界効果トランジスタが前記関連する電子機器に高速充電電流を供給するように動作する請求項1に記載の汎用システムコネクタケーブル。
- 前記調整可能ハウジングが前記第2の位置にあって、中国充電器が接続されている場合に、前記D+およびD−信号接点が前記VBUS信号まで電気的に引き上げられる請求項12に記載の汎用システムコネクタケーブル。
- 前記第1の位置で、前記P型電界効果トランジスタと前記N型電界効果トランジスタとがオフ状態である請求項12に記載の汎用システムコネクタケーブル。
- ケーブルキーイングシステムであって、
第1の電子装置に接続する第1のコネクタ(102)と、第2の電子装置に接続して、前記第1の電子装置と前記第2の電子装置との間の信号のやりとりを実行する第2のコネクタ(106、200)と、を有するケーブル(250)であって、前記第2のコネクタが第1の位置で第1の電子機能を実行するように動作するとともに、前記第2のコネクタが第2の位置で別の電子機能を実行するように動作し、前記コネクタの前記位置によって1つ以上のコネクタ(220)を前記第2のコネクタに接続することができるとともに、前記コネクタの位置に少なくとも部分的に基づいて少なくとも1つの他の所定のコネクタが前記第2のコネクタに接続できないようにするケーブル(250)を含むケーブルキーイングシステム。
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