JP2014501017A - 電気/光学式差込接続部、特に電気光学式usb差込接続部 - Google Patents
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Abstract
本発明は、第一の機器を、電気的接続部および光学的接続部を含むケーブルを介して第二の機器または装置に接続するための差込接続部に関する。前記第一の機器は機器用コネクタを、前記装置は装置用コネクタを、それぞれケーブルの差込プラグを収容するために有している差込接続部において、前記機器用コネクタと、同様に装置用コネクタは手段を有しており、それによって、好ましくは入力側で前記機器用コネクタに供給された電気的信号の一部を、前記機器用コネクタ内に設けられているコントローラ/トランシーバによって、接続されている前記ケーブルが光学的導線を有していることと、前記装置用コネクタが、光学的信号と電気的信号とを受信するために形成されていることが検出された場合に、光学的信号に変換することを特徴とする。
Description
本発明は一般に、複数の、例えば二つの機器の間の電気光学式機器用差込接続部と、機器と電気光学式ケーブル(ハイブリッドケーブル)の間の電気光学式差込接続部と、電気光学式コネクタと、電気光学式差込プラグとに関する。本発明は好ましくは、特に機器、例えば第一および第二の機器に組み込むためのUSB3.5コネクタに関する。
本発明に係る電気光学式コネクタ、特に本発明に係るUSB3.5コネクタは電気的信号を用いるデータ伝送を可能にするが、光学的データ信号を伝送するための相応の条件が整えば、それによって例えばより大きなデータ伝送速度を達成することができる。
USB3.0規格に従って動作し、かつ、USB2.0規格に応じた差込接続器と協働できる差込接続器がすでに知られている。すなわち、USB3.0規格に応じたこれらの差込接続器は、下位に向かって、すなわちUSB2.0差込接続器に対して互換性を有する。
本発明は、電気的および/または光学的信号を用いるデータ伝送を可能とする電気光学式差込接続器、特にUSB差込接続部を提供することを課題とする。
本発明により以下のものが提供される。すなわち、第一の機器を、電気的接続部および光学的接続部を含むケーブルを介して第二の機器または装置に接続するための差込接続部であって、前記第一の機器は機器用コネクタを、前記装置は装置用コネクタもしくは機器用コネクタを、それぞれケーブルの差込プラグを収容するために有しており、前記機器用コネクタと、同様に装置用コネクタは手段を有しており、それによって、好ましくは入力側で前記機器用コネクタに供給される電気的信号の一部を、以下の場合に光学的信号に変換することを特徴とする。すなわち、コントローラ/トランシーバによって、接続されているケーブルが光学的導線を有していることと、前記装置用コネクタまたは機器用コネクタが、光学的信号および電気的信号を受信するために形成されていることが検出された場合に、電気的信号の一部を光学的信号に変換する。
本発明に応じて形成されたUSB3コネクタを、ここでUSB3.xコネクタと称する。当該USB3.xコネクタは、USB2.0規格およびUSB3.0規格に応じた電気的信号を用いるデータ伝送のほかに、光学的信号を用いるデータ伝送も可能とする。
本発明によれば、(第一の)機器、例えばコンピュータに組み込み可能なUSB3.xコネクタは、当該USB3.xコネクタに供給される電気的信号を光学的信号に変換するとともに、当該光学的信号をUSB3.xコネクタの対応する出力部において、さらなる伝送のために提供するための手段を有している。
変換手段は好ましくは、光学的信号を伝送するために必要な前提が満たされているかどうか、すなわち、例えば光学的信号を伝送するケーブルが接続されており、かつ、当該ケーブルが光学的信号を受信するために好適な(第二の)機器に接続されているかどうか、検出する手段を有している。
本発明は特に小型化された光電子工学的トランシーバを備えており、当該光電子工学的トランシーバはUSB3.xコネクタに組み込まれているとともに、当該USB3.xコネクタが組み込まれている(第一もしくは第二の)機器の、機器特有の回路と接続可能である。
本発明によれば、コントローラ/トランシーバは、USB3.xコネクタに組み込まれている。当該トランシーバはインテリジェントなドライバおよび受信ICを有している。トランシーバは、USB3.xケーブルがコネクタに接続されているか、また、光学式USB3.xケーブルの他方の端部に対応するUSB3.xコネクタを具備しているか、検出する。
本発明により、第一の機器のUSB3.xコネクタに設けられている手段、特にコントローラ/トランシーバのコントローラおよびトランシーバ駆動手段は、第二の機器においてケーブルの他方の端部に、USB3.xケーブルとUSB3.xコネクタ(ハイブリッドコネクタ)の双方が設けられており、光学式データ伝送を行うかどうか、検出する。
すなわち、本発明に係るUSB3.xコネクタは上記の「リンク・アウェア(link aware)」なトランシーバを有している。言い換えれば、光学的接続のための前提が備わっているか検出できるトランシーバを有している。
本発明のさらなる有利点、目的および詳細は、図面に基づく実施の形態の説明に記載されている。図面に示すのは以下の通りである。
図1は、導体7,1;7,2;7,3;…を有するケーブル12を用いた、第一の機器1(例えばコンピュータ;以下においてコンピュータ1として第一の機器が参照される)と、第二の機器2(例えばハードディスク;以下においてハードディスク2という概念を用いて第二の機器が参照される)の間の、既知の差込接続部(機器用差込接続部)10を概略的に示している。第二の機器は受信機器または装置2とも称される。
機器用差込接続部10は以下のものを有している。すなわち、複数の入力部8,1;8,2;8,3;…を有するコネクタ11、好ましくはUSB3コネクタ(以下においてコンピュータコネクタ11という概念で、コネクタ11が参照される)と、さらなるUSB3コネクタ13(以下においてハードディスクコネクタ13として参照されるものとする)を有しており、当該二つのコネクタ11および13の間で、ケーブル12、例えばUSB3ケーブル(USB3ケーブル・アセンブリ)12が電気的な接続、すなわち電気的伝送経路を提供している。
以下において特にコンピュータコネクタ11に関連させて本発明を説明するが、類似の実施の形態はハードディスクコネクタ13にも当てはまる。
詳細な説明において、「入力側」および「出力側」、ならびに「入力部」または「出力部」という概念が、あたかも情報伝送が常にコンピュータ1内に設けられているコンピュータ回路4から、ハードディスク10内に設けられているハードディスク回路に向かってのみ行われるかのように用いられている点を指摘したい。コンピュータ回路4は出力端子5,0−5,8を有している。当然ながら情報伝送は、例えば図5の光電子工学的コンバータ61の場合のように逆方向にも生じ得る。
コンピュータコネクタ11は多数の入力端子6,0から6,8を有しており、−図2を参照―当該入力端子はコンピュータコネクタ11の対応する出力端子6,0aから6,8aと接続されている。前記入力端子6,0から6,8は、電気的なコンピュータ回路4の対応する出力端子5,0−5,8と接続されている。当該電気的回路は以下において、コンピュータ電子機器4としても参照される。USB3.0コンピュータコネクタの場合、入力端子6,2および6,3は、USB2.0コネクタのD-接続およびD+接続のために設けられていてよく、コンピュータコネクタ11の対応する出力端子6,2aおよび6,3aは、ケーブル12の二つの導体もしくは導体端子7,2および7,3と接続されており、それによって、入力端子8,3および8,2との接続を提供する。当該入力端子8,2および8,3は対応する出力端子D+およびD-を有している。
同様に−図1を参照―、コンピュータコネクタ11の入力端子6,4から6,8によってUSB3接続部が作り出され、SSTX-接続およびSSTX+接続には端子6,5および6,7が配設されており、当該端子6,5および6,7はその後、ケーブル12の対応する二つの導体と接続されているとともに、ケーブル12の電線接続を介してハードディスクコネクタ13の対応する端子9,5および9,7に接続されている。今、説明した接続経路は、USB3接続部の一方の接続経路であり、当該USB3接続部の他方の接続経路は、図1でその上に設けられている接続経路であって、当該接続経路に関しては、コンピュータコネクタ端子6,6、導体端子7,6、およびハードディスクコネクタ端子9,6が示されている。
以下に、図3から5および7および6に基づいて本発明を説明する。図6は、本発明に係るコネクタと共に、本発明によって形成されていないケーブルが用いられている場合を表している。
図3は、第一の機器(例えばコンピュータ)1に配設された、本発明に係る方法で形成されているハイブリッドコネクタ111を示している。第一の機器1のハイブリッドコネクタ111は、コンピュータコネクタまたはハイブリッドコンピュータコネクタまたはハイブリッド機器用コネクタ111として参照され、第二の機器もしくは装置2のハイブリッドコネクタ113は、ハードディスクコネクタ、ハイブリッドハードディスクコネクタまたはハイブリッド装置用コネクタ113と称される。「ハイブリッド光ケーブル・アセンブリ」とも称され得る特殊なケーブル112は、コンピュータコネクタ111(ハイブリッド・レセプタクルとも称され得る)をハードディスクコネクタ113(ハイブリッド・レセプタクルとも称され得る)に接続する。ケーブル112はUSB2に特有のワイヤのほかに、二つの光学的導体864,857を有しており、当該光学的導体は第一および第二のUSB3接続部のケーブル12の電線に代わるものである。
このようにハイブリッドコンピュータコネクタ111は、USB2接続部のほかに選択的に、ケーブル112の対応する線を介して図1に示される方法によって、あるいは、−図3を参照―光学的接続部もしくは導体864および857を介して、USB3接続部を提供する。
上記の点を可能にするために、ハイブリッドコンピュータコネクタ111にも、ハイブリッドハードディスクコネクタ113にも、コントローラ/トランシーバ、すなわち制御装置/送受信装置50が実装されている。
上記と同様、ハイブリッドコンピュータコネクタ111に関してのみ、図4および5を参照しながらハイブリッドコンピュータコネクタ111の構造を説明する。
入力側においてハイブリッドコンピュータコネクタ111は(図3)、従来のUSB3コンピュータコネクタ11と同様に形成されている。出力側においてハイブリッドコンピュータコネクタ111は、付加的に二つの光学的出力部CO1およびCO2を備えている。すなわちハイブリッドコンピュータコネクタ111は選択的に、入力端子6,4から6,7を介して供給される電気的信号を、ケーブル12内に光学的導体857および864が設けられておらず、加えて、ハードディスク2の側にハイブリッドハードディスクコネクタ113が設けられていない場合は、導電体を介して電気的にさらに伝送する。
本発明によれば、ハイブリッドコンピュータコネクタ111にも(および当然ながらハイブリッドハードディスクコネクタ113にも)コントローラ/トランシーバ50が実装されており、当該コントローラ/トランシーバは図5において詳細に示されている。コントローラ/トランシーバ50はコントローラ部分51およびトランシーバ部分52、さらにコントローラおよびトランシーバ駆動手段53を有している。これらの構成要素はコンバータ手段としても参照される。
トランシーバ部分52は特に、二つの電気光学的コンバータ60,61、すなわち電気光学的コンバータ60および光電気コンバータ61を有している。電気光学的コンバータ60は当該電気光学的コンバータの入力部において電気的信号を光学的信号に変換するとともに、出力部CO1に供給することができる。
光電気コンバータ61は入力側で、端子CO2に供給された光学的信号を受信し、必要な場合は当該光学的信号を電気的信号に変換する。電気的信号はその後、回路62,63を介して端子6,4、6,6に供給される。
入力端子6,5、6,7における電気的信号はその後、回路64および65が図に示す光学的伝送位置にある場合は、電気光学的コンバータ60と接続されている。同様に光学的/電気的コンバータ61の電気的出力信号も、回路63,64が光学的伝送位置に設けられている場合は、端子6,4および6,6と接続されている。
コントローラおよびトランシーバ駆動手段53は、全てのハードウェアおよびソフトウェア・コンポーネントを含んでおり、それによって必要とされるトランシーバおよびコントローラ操作を実行する。
コントローラおよびトランシーバ駆動手段53には例えば、「リンク・アウェア・チップ」が実装されていてよく、当該「リンク・アウェア・チップ」は電気的接続と光学的接続を切り替える。
トランシーバ部分52に組み込まれているトランシーバ50は、若干の知能を備えたドライバおよびレシーバICを有し得る。トランシーバ50自体は、光学的USBケーブル112が利用可能かどうか、しかも他方の端部に設けられたハイブリッドハードディスクコネクタ113と共に利用可能かどうか検出することができる。この点が検出された場合は、USB3伝送が光学的に実施されるが、上記の点が検出されなかった場合は、前記ICが、電気的なUSB信号のリピータとして用いられる。当該機能はまた、単純なパッシブ型USB2.3コネクタと比べていくつかの有利点を備えている。
トランシーバ50によって、光学的USBケーブル112と、他方の端部に設けられたハイブリッドコネクタの存在が検出される点が重要である。
図5における制御部分51は制御部およびトランシーバ駆動手段53に代表される手段によって、どのケーブル接続部が設けられているかを識別できるが、その識別は標準的なUSBケーブルにおいて電気的信号を電気的な端子またはピンに伝えるか、あるいは、本図において電気光学的コンバータ60および光学的/電気的コンバータ61によって表されている、内部の光電子工学的トランシーバに伝えるかに応じて行われる。
図7および8は本発明に係るコネクタ11,13の機械的構造を示している。当該コネクタはコンピュータコネクタ11としても、ハードディスクコネクタ13としても用いられ得る。
対応するコンタクトアームの、一列に設けられた5個の出力端子6,4a,6,6a,6,8a,6,5a,6,7aが、それぞれ入力端子6,4,6,6,6,8,6,5,6,7に端部を有しており、それによって、機器特有の回路、本図では例えばコンピュータ回路4に接続される。
コントローラ/トランシーバ50は図8の表示では、絶縁体95に収容されている。
1 第一の機器、例えばコンピュータ
2 第二の機器、装置、受信機器、例えばハードディスク
3 ハウジング
4 機器特有の回路、例えばコンピュータ回路
5 出力部、出力端子、電気的出力端子
6.0−6.8 コネクタ11の入力端子
6.0a−6.8a コネクタ11の出力端子
7,1;7,2;7,6 導体端子
8,1;8,2;8,3 コネクタ13の入力部
9,1;9,2;… ハードディスク入力端子
10 差込接続部もしくは機器用差込接続部、例えばUSB3差込接続部
11 コネクタ、例えばUSB3コネクタ、例えばコンピュータコネクタ
12 ケーブル、例えばUSB3ケーブル
12A ケーブル、例えばUSB3.5ケーブル
13 コネクタ、装置用コネクタ、ハードディスクコネクタ、例えばUSB3コネク タ
13A コネクタ、装置用コネクタ、ハードディスクコネクタ、例えばUSB3Aコ ネクタ
50 コントローラ/トランシーバ(制御装置/送受信装置)
51 コントローラ部分
52 トランシーバ部分
53 コントローラおよびトランシーバ駆動手段
60 電気光学的コンバータ
61 光電気コンバータ
62−65 回路
95 絶縁体
101 光学的/電気的差込接続部
110 コンピュータ
111 ハイブリッドコネクタ、ハイブリッド機器用コネクタ、コンピュータコネク タ
112 ケーブル
113 ハイブリッドコネクタ、ハイブリッド装置用コネクタ、ハードディスクコネクタ
210 ハードディスク
857 光学的導体
864 光学的導体
2 第二の機器、装置、受信機器、例えばハードディスク
3 ハウジング
4 機器特有の回路、例えばコンピュータ回路
5 出力部、出力端子、電気的出力端子
6.0−6.8 コネクタ11の入力端子
6.0a−6.8a コネクタ11の出力端子
7,1;7,2;7,6 導体端子
8,1;8,2;8,3 コネクタ13の入力部
9,1;9,2;… ハードディスク入力端子
10 差込接続部もしくは機器用差込接続部、例えばUSB3差込接続部
11 コネクタ、例えばUSB3コネクタ、例えばコンピュータコネクタ
12 ケーブル、例えばUSB3ケーブル
12A ケーブル、例えばUSB3.5ケーブル
13 コネクタ、装置用コネクタ、ハードディスクコネクタ、例えばUSB3コネク タ
13A コネクタ、装置用コネクタ、ハードディスクコネクタ、例えばUSB3Aコ ネクタ
50 コントローラ/トランシーバ(制御装置/送受信装置)
51 コントローラ部分
52 トランシーバ部分
53 コントローラおよびトランシーバ駆動手段
60 電気光学的コンバータ
61 光電気コンバータ
62−65 回路
95 絶縁体
101 光学的/電気的差込接続部
110 コンピュータ
111 ハイブリッドコネクタ、ハイブリッド機器用コネクタ、コンピュータコネク タ
112 ケーブル
113 ハイブリッドコネクタ、ハイブリッド装置用コネクタ、ハードディスクコネクタ
210 ハードディスク
857 光学的導体
864 光学的導体
Claims (16)
- 第一の機器(1)を、電気的接続部および光学的接続部を含むケーブル(112)を介して第二の機器または装置(210)に接続するための差込接続部であって、前記第一の機器(1)は機器用コネクタ(11)を、前記装置(210)は装置用コネクタ(113)を、それぞれ前記ケーブル(112)の差込プラグを収容するために有している差込接続部において、
前記機器用コネクタ(111)と、同様に装置用コネクタ(113)は手段を有しており、それによって、好ましくは入力側で前記機器用コネクタ(111)に供給される電気的信号の一部を、前記機器用コネクタ(111)内に設けられているコントローラ/トランシーバ(50)によって、接続されている前記ケーブル(112)が光学的導線(864,857)を有していることと、前記装置用コネクタ(113)が、光学的信号および電気的信号を受信するために形成されていることが検出された場合に、光学的信号に変換することを特徴とする差込接続部。 - コントローラ/トランシーバ駆動手段(53)が設けられており、当該コントローラ/トランシーバ駆動手段は、「リンク・アウェア」チップを前記機器用コネクタおよび前記装置用コネクタ内に有しており、それによって、電気的伝送と光学的伝送の切り替えを行う、請求項1に記載の差込接続部。
- 前記機器用コネクタ(111)に供給される電気的信号はUSB3信号であり、前記機器用コネクタは前記電気的USB3信号を光学的USB3信号に変換することができ、前記ケーブル(112)によって伝送される前記光学的USB3信号は、前記装置用コネクタによって、前記装置(210)において使用するために電気的USB3信号に変換可能であることを特徴とする請求項1または2に記載の差込接続部。
- 改良型USB機器用差込接続部、特にハイブリッドコネクタであり、機器(1)の接続のための接続側と、光学的および/または電気的信号伝送を可能にするとともに、受信機器(2)のUSB端子と接続されているケーブル(112)との接続のための接続側とを有する改良型USB機器用差込接続部であって、
前記機器(1)から送信される電気的USB信号として表される電気的機器信号は、前記接続されたケーブルが、光学的USB3信号伝送を可能にするケーブルであるとき、前記機器用差込接続部(111)において、光学的USB信号に変換可能であり、
前記受信機器(2)自体が、または好ましくはハイブリッドコネクタ(113)を用いることにより、同様に光学的USB3信号を受信するために構成されている、改良型USB機器用差込接続部。 - 前記ハイブリッドコネクタ(111)にコンバータ手段が含まれており、当該コンバータ手段は、前記機器(1)から電気的USB3信号が供給されるとき、当該電気的USB3信号を光学的USB3信号に変換するとともに、前記ケーブル(112)に供給する、請求項4に記載の改良型USB機器用差込接続部。
- 前記ハイブリッドコネクタ(113)にコンバータ手段が含まれており、当該コンバータ手段は、前記ケーブル(112)から光学的USB3信号が供給されるとき、当該光学的USB3信号を電気的USB3信号に変換するとともに、前記受信機器(2)に供給する、請求項4または5に記載の改良型USB機器用差込接続部。
- 前記コンバータ手段の選択は、前記コンバータ手段が前記ケーブル(12;1112)と前記受信機器(2)の特性に基づいて、前記電気的USB3信号が光学的USB3信号に変換されるべきかどうか決定するように行われている、請求項1から6のいずれか一項に記載の改良型USB機器用差込接続部。
- 前記手段の構成は、前記手段が前記接続されているケーブルと前記受信機器の電気的特性に基づいて、前記USB3信号が前記機器用差込プラグの出力部に電気的信号として現れるか、あるいは光学的信号として現れるか決定するように行われている、請求項1から7のいずれか一項に記載の改良型USB機器用差込接続部。
- 機器(1)に接続するためのハイブリッドコネクタであり、それによって当該機器(1)から供給される信号、特にUSB3信号を、光学的伝送を可能にするケーブル(112)を介して第二の機器もしくは受信機器(2)であって、光学的USB3信号を受信できるか、あるいは、光学的信号を受信するとともに電気的USB3信号に変換するハイブリッドコネクタ(113)を有している第二の機器もしくは受信機器に伝送するために、前記USB3信号に相当する光学的信号に変換するためのハイブリッドコネクタ。
- 前記コネクタはコントローラ/トランシーバ(50)を有しており、当該コントローラ/トランシーバは、電気的USB3信号を光学的USB3信号に変換することができるとともに、受信される光学的USB3信号を電気的USB3信号に変換することができる請求項9に記載のハイブリッドコネクタ。
- 前記コントローラ/トランシーバ(50)はコントローラ部分(51)と、トランシーバ部分(52)を有しており、前記コントローラ部分(51)内に回路(62,63,64,65)が含まれており、当該回路はコントローラおよびトランシーバ駆動手段(53)によって、前記機器(4)から来る電気的USB3信号が光学的USB3信号に変換されるべきか、前記ケーブル(112)を介して伝送される光学的USB3信号が電気的USB3信号に変換されるべきか、に応じて制御される、請求項10に記載のハイブリッドコネクタ。
- 前記トランシーバ部分(52)は二つのコンバータ(60,61)、すなわち電気光学的コンバータ(60)と、光電子工学的コンバータ(61)を有している、請求項10または11に記載のハイブリッドコネクタ。
- 前記コネクタは、USB3信号伝送のほかに、電気的なUSB2信号伝送も備えている、請求項1から12のいずれか一項に記載のハイブリッドコネクタ。
- 通常のUSB3ケーブルと差込式に接続可能な電気的および光学的USB接続のためのアクティブ・ハイブリッドコネクタであり、当該コネクタ内にはしかし「リンク・アウェア・チップ」が設けられており、当該「リンク・アウェア・チップ」は電気的接続と光学的接続を切り替える、アクティブ・ハイブリッドコネクタ。
- 小型化された光電子工学的トランシーバが前記USBコネクタに組み込まれている、請求項14に記載のアクティブ・ハイブリッドコネクタ。
- 前記トランシーバは、ドライバおよびレシーバICを有しており、当該ドライバおよびレシーバICは、USBケーブルが接続されているかどうか、しかも当該ケーブルの他方の端部にハイブリッドコネクタを備えているかどうか検出することができ、それが検出された場合は、伝送が光学的に実施され、これに対してそれが検出されない場合は、前記ICが、電気的なUSB信号の当該ICの「リピータ」において作動する、請求項15に記載のアクティブ・ハイブリッドコネクタ。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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