JP2015038875A - 光信号経路を有する磁気コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】ケーブルにつまずいた時にラップトップが地面へ引っ張られることをなくす。
【解決手段】単一接続を使用して電源およびデータの両方をモバイル・コンピューティングまたは他の種類のデバイスへ供給し得るコネクタシステムを提供する回路、装置、および方法である電源データアダプタでコネクタが接続されたケーブルが引っ張られた場合、拘束なく外れる磁気コネクタである。またコネクタ挿入部がコネクタ受容部に配置されるまで、コネクタ挿入部において電源が供給されることを妨げる。
【選択図】図１

Description

モバイル・コンピューティング・デバイスは、ここ数年で非常に一般的になっている。ユーザはこれらのデバイスをその可搬性のためだけではなく、従来のコンピュータに対する代替品としても選択している。これらのモバイルデバイスは、従ってオン・ザ・ゴー・コンピューティングとして、およびデスクトップ代替品として、２つのニッチを満たす。デスクトップ代替品として、これらのポータブルコンピュータが満足しなければならない２つのニーズがある。

これらのニーズの第１は、労働時間の間作動する機能である。残念ながら、これは現在のバッテリ容量を超過する。従ってラップトップは、その日のうちの少なくとも一部の間、電源にプラグ接続される必要がある。満足されるべき第２のニーズは、物理接続を介してデータを転送する機能である。

現在、これら２つのニーズを満足することは、モバイルデバイスへの少なくとも２つの接続として、電源のために１つおよびデータ送信のために１つ、を要求する。しかし２つ（以上）のコネクタはコストを増加させ、典型的にはモバイルデバイスの側面に沿ってスペースを消費する。また、ユーザが２つの別個の接続を行うことも要求し、従ってモバイル・コンピューティング形式の実用性および所望性を限定している。

これら２つの接続は、２つのケーブルの使用も要求する。このことは、同様にユーザのワークスペースを散らかし、モバイル・コンピューティング経験を低下させる。ユーザ経験が即座に不快になり得る別の方法は、ユーザが移動する時にまたは別のやり方で、これらのケーブルの１つと絡まることであり、それ故ラップトップを地面に引っ張ってしまうことである。

従って、必要とされるのは、電源およびデータの両方を、単一接続を使用してラップトップまたは他のモバイル・コンピューティング・デバイスへ供給し得る電源データ転送システムを提供する回路、装置、および方法である。マルチケーブルによって引き起こされる散らかりを低減するために、単一ケーブルを使用して電源およびデータをモバイル・コンピューティング・デバイスへ供給し得る電源データアダプタを有することがさらに望ましい。この単一ケーブルをモバイル・コンピューティング・デバイスへ接続し得るコネクタシステムを有することも望ましい。ケーブルにつまずいた時にラップトップが地面へ引っ張られるという結果を回避するために、ケーブルがモバイル・コンピューティング・デバイスから引き離される時にコネクタシステムが容易に外れることが望ましい。

従って、本発明の実施形態は、単一接続を使用して、電源およびデータの両方をモバイル・コンピューティング・デバイスまたは他の種類のデバイスへ供給し得る電源データ転送システムに対する回路、装置および方法を提供する。本発明のさらなる実施形態は、単一ケーブルを使用して、モバイル・コンピューティング・デバイスまたは他の種類のデバイスへデータおよび電源を供給し得る電源データアダプタも提供する。本発明のさらなる実施形態は、光ファイバケーブルおよび電源ケーブルを、モバイル・コンピューティング・デバイスまたは他の種類のデバイスと接続するコネクタシステムを提供する。本発明のさらなる実施形態は、コネクタ受容部から容易に離脱するコネクタ挿入部を有するコネクタシステムを提供する。

本発明の例示的な実施形態は、電源およびデータの両方を供給するコネクタシステムを提供する。本発明の様々な実施形態において、光ファイバ接続を使用してデータが供給される。これらの接続は、１、２、４、または他の数の光ファイバケーブルを含んでもよい。本発明の特定の実施形態において、４つの光ファイバケーブルが使用され、そのうちの２つのケーブルはデータ送信のために使用され、残りの２つはデータ受信のために使用される。本発明のこの特定の実施形態において、４つの光ファイバケーブルは、コネクタ挿入部とコネクタ受容部との間の接続が１つの対象軸に沿って２つの方法でなされ得るように配置される。すなわち、コネクタ挿入部は、表を上にして、または逆さまに、のどちらかで、コネクタ受容部に挿入され得、４つの光ファイバケーブルを使用してデータ接続がなされる。本発明のこの例示的な実施形態は、電源送信のために２つ、４つまたはそれ以上の接触部も採用する。本発明の特定の実施形態は、４つのそのような接触部を提供し、そのうちの２つは電源電圧のためであり、残りの２つは接地接続のためである。これは、比較的大きな電流がモバイルデバイスへ供給されることを可能にし、急速バッテリ充電を可能にする。

本発明の別の例示的な実施形態は、コネクタ挿入部をコネクタ受容部に係合するために１つ以上の磁石を採用するコネクタシステムを提供する。これらの１つ以上の磁石はコネクタ受容部における吸着板に引き付けられ、吸着板は磁石または強磁性体を使用して形成される。本発明の特定の実施形態において、コネクタ挿入部は交互の極性で配置された４つの磁石を含む。コネクタ挿入部における第１の磁石から出る磁力線は、受容部における吸着板を通じて伝播し、挿入部における第２の磁石に入る。第１および第２の磁石は異極性を有する。

本発明の別の例示的な実施形態は、単一ケーブルを介して電源およびデータをモバイル・コンピューティング・デバイスまたは他の種類のデバイスへ供給することが可能な電源データアダプタを提供する。本発明の様々な実施形態において、この電源データアダプタは、壁、車、または他の種類のコンセントから電力を受けてもよい。電源データアダプタは、コンセントと直接接続してもよく、または電源コードまたはケーブルを介してコンセントと接続してもよい。本発明の特定の実施形態は、壁コンセントへ直接プラグを差し込む。この場合、電源データアダプタは、モバイル・コンピューティングまたは他の種類のデバイスへ提供されるのに適した、ＡＣ電源をＤＣ電源へ変換する回路も含んでもよい。

電源データアダプタは、モバイル・コンピューティングまたは他の種類のデバイスと、１以上の他のデバイスとの間でデータを変換してもよい。これらの１以上の他のデバイスは１以上のプロトコルを使用して通信してもよい。電源データアダプタは、従ってこれらの１以上のプロトコルを使用してデータを、モバイル・コンピューティングまたは他の種類のデバイスへ供給されるべき光学データへ変換または転換してもよい。電源データアダプタは、コンピューティングまたは他の種類のデバイスからの光学データを、１以上の他のデバイスへ供給されるべきこれらのプロトコルの１つ以上と合致するデータへ変換または転換してもよい。データは、電源データアダプタによってコネクタシステムへ供給されてもよく、電源データアダプタによって１以上の光ファイバケーブルを使用してコネクタシステムから受信されてもよい。電源データアダプタは、光ファイバケーブルを使用して、またはローカルエリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）、デジタル・ビジュアル・インタフェース（ＤＶＩ）、ディスプレイポート、ＩＥＥＥ ８０２．１１ ａ, ｂ, ｇまたは他の種類の接続等の他の種類の有線接続または無線接続を使用して、他のデバイスへデータを供給してもよく、当該他のデバイスからデータを受信してもよい。

他のデバイスは、電源データアダプタを通じて相互に通信してもよい。例えば、２以上のＵＳＢデバイスは、電源データアダプタ上の対応する数のＵＳＢコネクタを介して相互に通信してもよい。電源データアダプタは、これらの有線および無線のプロトコル、および光ファイバ通信に適した１つ以上のプロトコルの間を変換する回路を含んでもよい。電源データアダプタは、ＤＣ電源ケーブルおよび１つ以上の光ファイバケーブルのための導体を含む単一ケーブルを通じて、モバイル・コンピューティング・デバイスまたは他の種類のデバイスと通信してもよい。

本発明の別の例示的な実施形態は、コネクタ挿入部がコネクタ受容部に配置されるまで、コネクタ挿入部において電源が印加されるのを妨げる。本発明の一実施形態において、電源データアダプタは、電源およびコネクタ挿入部の接地ピンの間に少量の電流を供給する。その結果電圧が感知される。電圧が予め定められた範囲であるなら、電源が挿入部の電源ピンに印加される。本発明の別の実施形態において、識別信号または他の信号がコネクタ挿入部によって供給される。適切な応答が受信されたなら、電源が挿入部の電源ピンに印加される。さらなる実施形態は、そのような識別信号が定期的に供給されることを要求してもよい。一時期の間その識別が受信されなかった場合、電源はコネクタ挿入部から取り外される。

本発明の様々な実施形態は、ここで説明される１つ以上のこれらのおよび他の特徴を組み込んでもよい。本発明の性質および利点のより良い理解は、以下の詳細な説明および添付の図面を参照することによって得られてもよい。

図１は、本発明の実施形態に従った電源データ転送システムを説明する。 図２は、本発明の実施形態に従った電源データアダプタに対する回路を説明する。 図３は、本発明の実施形態に従った別の電源データ転送システムを説明する。 図４は、本発明の実施形態に従った別の電源データ転送システムを説明する。 、 、 、 図５Ａ−５Ｄは、本発明の実施形態に従ったコネクタ挿入部およびコネクタ受容部の正面図を説明する。 、 、 図６Ａ−６Ｃは、本発明の実施形態に従ったコネクタシステムによって採用される送信および受信回路を説明する。 図７は、本発明の実施形態に従ったコネクタ挿入部およびコネクタ受容部の上面図を説明する。 図８は、本発明の実施形態に従ったコネクタ挿入部およびコネクタ受容部の側面図を説明する。 図９は、本発明の実施形態に従った別のコネクタ挿入部およびコネクタ受容部の側面図を説明する。 図１０は、本発明の実施形態に従ったコネクタ挿入部の電子ピンおよび光学ファイバのライン位置を説明する。 図１１は、本発明の実施形態に従った電源データ転送システムを説明する。 図１２は、本発明の実施形態に従った別の電源データ転送システムを説明する。 図１３は、本発明の実施形態に従ったコネクタへ電源を印加する方法を説明する。 図１４は、本発明の実施形態に従った電源データアダプタにおける回路を説明する。 、 図１５および１６は、図１４における回路の動作を説明する。

図１は、本発明の実施形態に従った電源データ転送システムを説明する。この図は、電源データアダプタ１１０、およびコネクタ受容部１３２を含むコネクタシステム、およびケーブル１２４を介して電源データアダプタ１１０と連結されるコネクタ挿入部１２０を含む。この図は、他の含まれる図面と同様に、例示的な目的でのみ示され、本発明の可能性のある実施形態または特許請求の範囲の何れかを限定しない。

電源データアダプタ１１０は、第１の電源電圧を受け、第１の電源電圧または第２の電源電圧の何れかを、光学ファイバおよびＤＣ電源ケーブル１２４を介してコネクタ挿入部１２０へ供給する。この特定の例では、電源データアダプタ１１０は、電源端子１１２で電源を受ける。電源端子１１２は、従来の壁コンセントまたは他の適切なソースからＡＣ電源を受けるように構成されてもよい。本発明の他の実施形態では、電源データアダプタ１１０は、自動車コンセントまたは他のソースから電力を受けてもよい。

電源データアダプタ１１０は、１つ以上のデータ接続を使用してデータを受信および供給してもよい。この特定の例では、データ接続は、ＵＳＢ１１４、イーサネット（登録商標）またはＲＪ４５ １１５、ＤＶＩコネクタ１１６、および光学接続１１８を含む。光学接続は、ソニー／フィリップスデジタルインターコネクトフォーマット（Ｓ／ＰＤＩＦ）、光学イーサネット、光ファイバサービス（ＦＩＯＳ）、１００または１０００ｂａｓｅＦＬ、または他の光ファイバ接続等の光学接続であり得る。データ接続で受信されたデータは、電源データアダプタ１１０によって光学データへ変換され、光ファイバおよびＤＣ電源ケーブル１２４を介してコネクタ挿入部１２０へ供給される。コネクタ挿入部１２０で受信されたデータは、再び光ファイバおよびＤＣ電源ケーブル１２４を介して電源データアダプタ１１０によって受信される。電源データアダプタ１１０は、このデータを変換し、それを適切なコネクタに供給し得る。

電源データアダプタ１１０は、光ファイバおよびＤＣ電源ケーブル１２４を使用して、ＤＣ電源および光ファイバデータをコネクタ挿入部１２０へ供給する。本発明の様々な実施形態において、光ファイバおよびＤＣ電源ケーブル１２４は、コネクタ挿入部１２０およびコネクタ受容部１３２等のコネクタシステムを使用して電源データアダプタ１１０と接続されてもよい。本発明の他の実施形態において、光ファイバおよびＤＣ電源ケーブル１２４は、電源データアダプタ１１０と配線接続（ハード・ワイヤード）され得る。

コネクタシステムは、コネクタ挿入部１２０およびコネクタ受容部１３２を含む。コネクタ挿入部１２０は、コネクタ挿入筺体１２２をさらに含み、それは、コネクタ挿入部１２０がコネクタ受容部１３２へ挿入される際にユーザによって保持されてもよい。この特定の実施形態において、コネクタ受容部１３２はラップトップ１３０に配置されるが、本発明の他の実施形態において、コネクタ受容部１３２は他の種類のモバイルデバイスまたは他の電子デバイスに配置されてもよい。例えば、コネクタ受容部１３２は、ポータブル・メディア・プレーヤ、ディスプレイ、携帯電話、デスクトップ・コンピュータ、または他のモバイル・コンピューティング・デバイスあるいは非モバイル・コンピューティング・デバイスまたは他の種類のデバイスに配置されてもよい。

本発明の様々な実施形態において、電源データアダプタ１１０は、それが接続されるラップトップ１３０等の、コンピュータの１つ以上の特徴を決定することが可能である。これらの特徴は、コンピュータに格納されたデータを読み出すことによって、コンピュータからデータを受信することによって、または他の方法で、電源データアダプタがコネクタ受容部１３２で電圧を感知することによって決定されてもよい。特徴は、電源要求、コンピュータによって必要とされるデータまたは形式の種類、または他の特徴であり得る。これらの特徴を決定した後に、電源データアダプタ１１０は、要求される電源およびデータを供給するためにそれを設定する。

本発明の様々な実施形態において、ラップトップ１３０または他のコンピュータは、電源データアダプタ１１０等の電源データアダプタの１つ以上の特徴を決定することが可能である。これらの特徴は、電源データアダプタ１１０に格納されたデータを読み出すことによって、電源データアダプタ１１０かデータを受信することによって、または他の方法で、ラップトップがコネクタ挿入部１２０での電圧を感知することによって決定され得る。これらの特徴は、電源供給力、電源データアダプタ１１０によって供給され得るデータまたは形式の種類、または他の特徴であり得る。これらの特徴を決定した後に、コンピュータは利用可能な電源およびデータを使用するためにそれを設定し得る。

図２は、図１における電源データアダプタ１１０または本発明の実施形態に従った他の電源データアダプタ等の、電源データアダプタに対する回路を説明する。この例では、変圧器および整流器２１０は、電源接続２２０から電源を受ける。この例では、電源接続２２０は、従来の壁コンセントへ挿入されるように構成された電源突起であってもよい。電源接続２２０で受けたＡＣ電源は、変圧器および整流器２１０によって変換され、コネクタ挿入部へおよび残りの電源データアダプタ回路へ供給され得る調整ＤＣ電源を生成するＤＣ電源回路２１５へ供給される。

この例は、ＵＳＢデータポート２３０および２３２、ローカル・エリア・ネットワークポート２４０、ＤＶＩポート２５０、および光学ポート２５５を含む、多数のデータポートをさらに含む。本発明の様々な実施形態において、より少なき、より多い、および他の種類のデータポートが含まれてもよい。これらのポートは、有線電子データポート、光ファイバデータポート、無線データポート、または他の種類のデータポートであってもよい。データは、これらのポートの１つ以上で受信および送信されてもよい。これらのポートで受信されたデータは、変換回路２７０によって光ファイバデータへ変換され、光ファイバインタフェース２６０によってコネクタ挿入部へ供給されてもよい。同様に、光ファイバインタフェース２６０によってコネクタ挿入部から受信されたデータは、変換回路２７０によって変換され、適切なデータポートへ供給され得る。本発明の様々な実施形態において、これらのデータポートの１つ以上は相互に通信してもよい。例えば、ＵＳＢデータポート２３０および２３２はハブ２３４を介して相互に通信してもよい。このようにして、電源データアダプタ１１０は、ＵＳＢハブとして機能し、データは、光ファイバインタフェース２６０および変換回路２７０を介して、１つのＵＳＢポートから別のＵＳＢポートへ、または１つのＵＳＢポートからコネクタ挿入部へ、転送され得る。

本発明の様々な実施形態において、電源データアダプタは、壁コンセントまたは他の電源供給源へ直接差し込まれる必要はないことが望ましい。そのような例では、電源データアダプタは、自身の電源ケーブルを有してもよい。これは、電源データアダプタが、その電源から遠隔に配置されることを可能にする。例が以下の図面に示される。

図３は、本発明の実施形態に従った別の電源データ転送システムを説明する。この例は、電源データアダプタ３１０、および、コネクタ挿入部３２０およびコネクタ受容部３３２を含むコネクタシステムを含み、コネクタ挿入部３２０および電源データアダプタ３１０は、ＤＣ電源および光ファイバケーブル３２４を介して連結される。

この例では、電源ケーブル３５０は、電源データアダプタ３１０へ電力を供給する。電源ケーブル３５０は、壁コンセントへ挿入されるように構成された突起を含んでもよい、電源接続３５２を含む。電源変圧器３５４は、電源データアダプタ３１０による使用のために、電源接続３５２で受けたＡＣ電源をＤＣ電源へ変換してもよい。電源変圧器３５４によって供給されるＤＣ電源は、コネクタ挿入部３２０へも供給されてもよいが、本発明の他の実施形態において、ＤＣ−ＤＣ変換器が、第２のＤＣ電圧をコネクタ挿入部３２０へ供給するために使用される。

本発明の他の実施形態において、ＤＣ電源は、光ファイバデータから分離してコネクタ挿入部へ供給されることが望ましい。例が以下の図面に示される。

図４は、本発明の実施形態に従った別の電源データ変換システムを説明する。この例は、データアダプタ４１０、および、コネクタ挿入部４２０およびコネクタ受容部４３２を含むコネクタシステムを含み、コネクタ挿入部４２０およびデータアダプタ４１０は、光ファイバケーブル４２４を通じて共に連結されている。分離した別個のＤＣ電源ケーブル４５０は、ＤＣ電源をコネクタ挿入部４２０へ供給する。ＤＣ電源ケーブル４５０は、壁コンセントへ嵌合するように構成された突起を含んでもよい電源接続部４５２を有する。電源接続部４５２で受けたＡＣ電源を、コネクタ挿入部４２０へ供給され得るＤＣ電源へ変換する、電源変圧器４５４も含まれる。

本発明の実施形態に従ったコネクタシステムは、電源、例えば、供給電圧および接地、を含む電源、および光ファイバデータ信号を転送することが可能であるコネクタ挿入部およびコネクタ受容部を含む。本発明の様々な実施形態は、コネクタ挿入部がコネクタ受容部と磁気的に接触して保持されるように構成される。本発明のこれらの実施形態は、コネクタ挿入部と接続されたケーブルが引っ張られた際にコネクタ受容部から容易に取り外されるコネクタ挿入部を提供する。挿入部および受容部における隆起したガイドおよび対応する凹部は、コネクタ挿入部をコネクタ受容部へ位置合わせするために使用され得る。例が以下の図面に示される。

図５Ａ−５Ｄは、本発明の実施形態に従ったコネクタ挿入部５１０およびコネクタ受容部５６０の正面図を説明する。コネクタ挿入部５１０およびコネクタ受容部５６０は、本発明の実施形態に従った電源データアダプタとの使用に非常に適している一方、それらは、そのような電源データアダプタを含まない他の状況で使用されてもよい。図５Ａにおいて、単一光ファイバライン５３０は、コネクタ挿入部５１０からコネクタ受容部５６０へ光学データを転送するために使用される。この例では、コネクタ挿入部５１０は、光ファイバライン５３０の両側に多数のピン５２０を含む他の例では、ピン５２０および１つ以上の光ファイバライン５３０は、様々な構造を有してもよい。この例では、４つのピン５２０が示される。これらのピンのうち２つは、正電源を供給するために使用され、一方２つのピンは接地のために使用される。本発明の他の実施形態において、他の電源が提供されてもよい。ピン５２０および光ファイバライン５３０が凹部５３５に配置され、凹部５３５は隆起したガイド５５０によって囲まれている。挿入部筺体５４０が、隆起したガイドを保護するために採用されてもよい。

コネクタ挿入部５１０は、コネクタ受容部５６０へ挿入する。コネクタ受容部５６０は、対応する数の接触部５７０および光ファイバライン５８０を含む。接触部５７０および光ファイバライン５８０は、隆起したガイド５９５上にあってもよい。凹部５９０は、隆起したガイド５９５を取り囲んでもよい。凹部は、筺体５８５に配置されてもよく、筺体５８５は別個の存在であってもよく、またはラップトップコンピュータ等のデバイスの一部であってもよい。

コネクタ挿入部５１０がコネクタ受容部５６０と結合される場合、隆起したガイド５５０は、凹部５９０へ適合する。同様に、隆起したガイド５９５は凹部５３５へ適合する。この構成は、コネクタ挿入部５１０およびコネクタ受容部５６０の間での位置合わせを提供する。また、コネクタ挿入部５１０と接続されたケーブルがコネクタ受容部５６０から引き離された際に、コネクタ挿入部５１０は容易に取り外される。

本発明の様々な実施形態において、コネクタ挿入部５１０およびコネクタ受容部５６０は、相互に磁気的に引き付けられる。これは、１つ以上の磁石を、コネクタ挿入部５１０またはコネクタ受容部５６０に配置することによって達成されてもよい。本発明の様々な実施形態において、１つ以上の磁石がコネクタ挿入部５１０に配置される。本発明の特定の実施形態において、４つの磁石がコネクタ挿入部に配置される。具体的には、隆起したガイド５５０が４つの磁石を備える。これらの磁石は、一般にコネクタ挿入部５１０の各コーナーに配置されてもよい。これらの磁石は、交互の極性を有してもよい。本発明のこの特定の実施形態において、コネクタ受容部５６０は、吸着板を含む。具体的には、吸着板は凹部５９０の背後に配置される。この吸着板は、磁石または強磁性体物質を使用して作られてもよい。このようにして、コネクタ挿入部５１０における１つの磁石で生じる力線は、コネクタ受容部５６０における吸着板を通じて、コネクタ挿入部５１０において反対の極性を有する第２の磁石へ伝搬する。これは、コネクタ挿入部５１０およびコネクタ受容部５６０の間での磁気引力を増大させる。さらなる詳細、例えばこれらの磁石、吸着板、位置合わせ、および離脱の特徴に関連する詳細が、参照することにより組み込まれる米国特許７３１１５２６号明細書で見受けられ得る。

この例では、コネクタ挿入部５１０は、水平線“Ａ”に対して、表を上にして、または逆さまに、の何れかでコネクタ受容部５６０へ挿入されてもよい。またこの例では、１つの光ファイバラインが使用される。本発明の様々な実施形態において、データ通信は一方向のみである。そのような状況においては、ほんの１つの光ファイバラインが必要とされる。本発明の他の実施形態において、双方向通信または全二重通信が望ましい。これらの状況では、１つの光ファイバラインは、送信チャネルおよび受信チャネルの間で多重化されてもよい、または、他の光ファイバラインが含まれてもよい、の何れかである。例が以下の図面に示される。

図５Ｂは、本発明の実施形態に従ったコネクタ挿入部およびコネクタ受容部の正面図を説明する。コネクタ挿入部５１０は、この例では、２つの光ファイバライン５３０を含む。この例では、１つの光ファイバラインは送信のために使用され、第２の光ファイバラインは受信のために使用される。これは、信号を多重化する必要無しに、全二重通信を可能にする。残念ながら、この構造では、コネクタ挿入部５１０は、表を上にした方向で、コネクタ受容部５６０に配置されるのみであり得る。コネクタ挿入部５１０が逆さまの位置でコネクタ受容部５６０へ挿入されるなら、コネクタ挿入部５１０の光ファイバ送信チャネルは、コネクタ受容部５６０の送信チャネルと通信するだろう。従って、本発明の特定の実施形態において、ＴＸおよびＲＸ光ファイバライン５３０または５８０は多重化され得る、すなわち、それらは、逆さまの挿入が検出されたなら反転され得る。多重化は、コネクタ挿入部５１０またはコネクタ受容部５６０の何れかで行われ得る。この多重化は、光学的にまたは電気的に実行されてもよい。送信ラインおよび受信ラインを多重化する必要無しに、逆さまの挿入および全二重通信を可能にするために、本発明の実施形態は、４つの光ファイバケーブルを採用する。例が以下の図面に示される。

図５Ｃは、本発明の実施形態に従ったコネクタ挿入部およびコネクタ受容部の正面図を説明する。コネクタ挿入部５１０は、この例では、４つの光ファイバライン５３０を含む。この例では、２つのラインが送信のために使用され、２つが受信のために使用される。２つの送信光ファイバラインおよび２つの受信光ファイバラインはそれぞれ、１つの分割光ファイバケーブルとして実施されてもよい。すなわち、それぞれは、端部が分割されている１つの光ファイバケーブルとして実施されてもよい。これは、送信信号および受信信号を多重化する必要無しに全二重通信を可能にする。４つの光ファイバラインが回転対称であるので、コネクタ挿入部５１０は、表を上にした位置または逆さまの位置の何れかでコネクタ受容部５６０へ挿入されてもよい。

図５Ｄは、本発明の別の実施形態に従ったコネクタ挿入部およびコネクタ受容部の正面図を説明する。コネクタ挿入部５１０は、この例では、４つの光ファイバライン５３０を含む。前述同様に、２つのラインが送信のために使用され、２つのラインが受信のために使用される。信号ピンまたは電源ピンであってもよい追加のピンが、４つの光ファイバラインの中心に配置される。参照されることにより組み込まれる、米国特許７３１１５２６号明細書で議論される現在利用可能なコネクタおよび受容部との下位互換性を可能にする。この場合も先と同様に、４つの光ファイバラインは回転対称であるので、コネクタ挿入部５１０は、表を上にした位置または逆さまの位置の何れかでコネクタ受容部５６０へ挿入されてもよい。追加のピンは、上の他の例に含まれてもよく、および本発明の実施形態に従った他のコネクタシステムに含まれてもよい。

図６Ａ−６Ｃは、本発明の実施形態に従ったコネクタシステムによって採用される送信および受信回路を説明する。図６Ａにおいて、図５Ａに示される例において等の、１つの光ファイバケーブルのみが使用される。この場合、送信機６１０によって供給され、受信機６２０によって受信されるデータは、光ファイバマルチプレクサ６３０を通じて多重化される。すなわち、送信機６１０がデータを送信する際に、送信機６１０はデータを光ファイバマルチプレクサ６３０へ供給し、光ファイバマルチプレクサ６３０は光ファイバラインを通じてデータを供給する。光ファイバラインを通じて受信されたデータは、光ファイバマルチプレクサ６３０によって多重化され、受信機６２０へ供給される。図６Ｂにおいて、図５Ｂの例において等の、２つの光ファイバケーブルが使用される。この場合、送信機６１０および受信機６２０は、それぞれ自身の光ファイバケーブルを有し、よって多重化は要求されない。図６Ｃにおいて、送信機６１０および受信機６２０はそれぞれ２つの光ファイバケーブルを有する。従って、送信機６１０からの光ファイバケーブルは分割される。同様に、受信機６２０への光ファイバケーブルは分割される。

図７は、本発明の実施形態に従ったコネクタ挿入部７１０およびコネクタ受容部７６０の上面図を説明する。コネクタ挿入部７１０は、多数のピン７２０および光ファイバライン７３０を含む。隆起したガイド７５０は、ピン７２０および光ファイバライン７３０を取り囲む。コネクタ挿入部７１０がコネクタ受容部７６０と結合された際に、隆起したガイド７５０は、コネクタ受容部７６０における凹部７９０へ適合するように構成される。同様に、コネクタ受容部７６０における隆起したガイド７９５は、コネクタ挿入部７１０の凹部７３５へ適合する。ピン７２０は、接触部７７０と接触し、電気的接続を行うように構成される。適切な接触を保証するために、ピン７２０は、例えばバネによって付勢されてもよい。光ファイバライン７３０は、光ファイバ接続を形成するために、コネクタ受容部７６０における光ファイバライン７８０と非常に近接して入ってくる。この例では、光ファイバ接続の信頼性は、レンズ７３２および７８２の使用によって機能強化される。本発明の他の実施形態において、レンズは使用されず、むしろ光ファイバラインの近接度が信頼されている。

本発明の様々な実施形態において、コネクタ挿入部における光ファイバラインは、コネクタ受容部における光ファイバラインへデータを転送する。データ転送の成功は、近接している光ファイバラインに依存する。この転送は、上で示されるようなレンズの使用によって補助される。

さらに、信頼性を向上させるために、光ファイバラインによって供給され、受信される光の焦点を合わせるためのレンズが使用されてもよい。本発明の他の実施形態において、集光器等の他のデバイスが使用されてもよい。これらの集光器は、光ファイバラインによって供給された光を収集するために、丸みを帯びた、フラットな、または他の形状のミラーまたは反射器であってもよい。これらの技術の例が以下の図面に示される。

図８および９は、本発明の実施形態に従ったコネクタ挿入部およびコネクタ受容部の側面図を説明する。図８において、レンズ８３２および８８２は、光ファイバライン８３０および８８０の間での光ファイバ信号を向上させるために使用される。これらのレンズは、受信向上のために、対応する光ファイバラインによって放射され、受信される光を焦点に合わせる。図９において、集光器９３６および９８６は、光ファイバライン９３０および９８０の間での信号の信頼性を向上させるため、対応する光ファイバラインによって受信された光を収集するために使用される。

上記の例では、簡単化のために１つの光ファイバラインのみが示される。本発明の他の実施形態において、２つ、３つ、４つ、またはそれ以上の光ファイバラインが使用されてもよい。また、上記の例では、コネクタ挿入部およびコネクタ受容部のそれぞれは、５つの位置を有しており、４つの位置は電気的接続であり、１つの位置は光学データ接続のためのものである。本発明の別の実施形態において、他の配置が可能である。これらの配置のいくつかにおいて、２つのピンが電源のために使用され、一方２つのピンが接地のために使用される。本発明の実施形態によって採用されてもよい様々な配置が以下の図面に示される。

図１０は、本発明の実施形態に従ったコネクタ挿入部の電気的ピンおよび光ファイバラインの位置を説明する。これらの例のいくつかにおいて、２つのピンが電源のために使用され、一方２つのピンが接地のために使用される。しばしば、中央の位置は光学データのために使用される。上で議論したように、これは、対称の中央のラインに沿って２つの方向の１つにコネクタ挿入部が挿入されることを可能にする。他の例では、５つの位置の２つが光学データラインのために使用されてもよい。本発明のさらに他の実施形態において、５つよりも多いまたは少ない何れかの位置が使用されてもよい。

コネクタ挿入部がコネクタ受容部へ挿入されていない場合に、コネクタ挿入部ピンにとって電源が供給されることは望ましくないだろう。そのような場合には、コネクタ挿入部が、ペーパークリップ等の、何らかの導体と接触した場合に、コネクタ挿入部のピン同士の間で不慮の電流が流れるかもしれない。コネクタ挿入部に配置された磁石が存在する場合、これらの磁石は導電体を引き付けるかもしれないので、コネクタ挿入部がコネクタ受容部に配置されない時に、コネクタ挿入部へ電力を印加することは特に望ましくない。従って、本発明の実施形態は、電力がコネクタ挿入部へ印加される前に、コネクタ挿入部がコネクタ受容部へ挿入されているかどうかを判定してもよい。この例が以下の図面に示される。

図１１は、本発明の実施形態に従った電源データ転送システムを説明する。電源データアダプタ１１１０は、この例では、コネクタ挿入部がコネクタ受容部に位置するまで電源をコネクタ挿入部へ加えない。この例では、電源端子１１１２を使用して壁コンセントまたはソケットと電源接続がなされる。電源データアダプタ１１１０は、コネクタ挿入部１１２０がコネクタ受容部１１３２に位置していないことを判定する。従って、電源データアダプタ１１１０は、電源をコネクタ挿入部１１２０へ供給しない。ある時点で、コネクタ挿入部１１２０がコネクタ受容部１１３２へ挿入される。その後、電源データアダプタ１１１０は、コネクタ挿入部１１２０がコネクタ受容部１１３２へ配置されたことを判定する。電源データアダプタ１１１０は次に電源をコネクタ挿入部１１２０へ加える。

図１２は、本発明の実施形態に従った別の電源データ転送システムを説明する。このシステムにおける電源データアダプタ１２１０は、コネクタ挿入部がコネクタ受容部に配置されるまで電源をコネクタ挿入部へ加えない。この例では、コネクタ挿入部１２２０がコネクタ受容部１２３２へ挿入される。この後、電源データアダプタ１２１０のための電源接続が、例えば、電源端子１２１２を使用して壁コンセントへなされる。電源データアダプタ１２１０は、コネクタ挿入部１２２０がコネクタ受容部１２３２へ挿入されていることを判定する。従って、電源データアダプタ１２１０は電源をコネクタ挿入部１２２０へ加える。このことを説明するフローチャートが以下の図面に示される。

図１３は、本発明の実施形態に従った、電力をコネクタへ印加方法を説明する。アクション１３１０において、電源が壁コンセントから受け付けられる。アクション１３２０において、コネクタ挿入部がコネクタ受容部へ挿入されたかどうかが判定される。コネクタ挿入部がコネクタ受容部へ挿入されていないなら、アクション１３３０において電源はコネクタ挿入部へ加えられない。電源データアダプタが、コネクタ挿入部はコネクタ受容部へ挿入されたと判定したなら、アクション１３４０において電源がコネクタ挿入部へ加えられる。アクション１３５０において、コネクタ挿入部が取り外されたかどうかが判定される。コネクタ挿入部が取り外されていないなら、アクション１３４０において電源はコネクタ挿入部へ加え続けられる。コネクタ挿入部が取り外されたなら、アクション１３３０において電源はコネクタ挿入部へ加えられない。

本発明の様々な実施形態において、コネクタ挿入部がコネクタ受容部へ挿入されたことの判定は、電源およびコネクタ挿入部の接地ピンの間にセンス電流を供給することによってなされてもよい。特定の範囲の電圧が計測されたなら、電源はコネクタ挿入部へ加えられ得る。選択的に現時点では、コネクタ受容部へ取り付けられるデバイスは、電源データアダプタとの間で識別情報を受信し、供給し、または交換し得る。これを達成するために電源データアダプタによって採用されてもよい例示的回路が以下の図面に示される。

図１４は、本発明の実施形態に従った電源データアダプタにおける回路を説明する。電源データアダプタ１４１０は、壁コンセントへ挿入されるように構成された、例えば、突起であってもよい電源接続１４１２を含む。突起が壁コンセントへ挿入されてもよいように電源データアダプタから伸びた第１の位置、およびスペースを節約するために突起が伸びていない第２の位置、の２つの位置の間で突起が回転してもよい。電源データアダプタ１４１０は、電源接続へ受けられたＡＣ電源を、電源スイッチ１４３０へ供給されるＤＣ電源へ変換するための変換および整流回路１４２０をさらに含む。電源スイッチ１４３０は、ＤＣ電源データケーブル１４４０における電源ライン１４３２に電源が加えられるべきかどうか判定する。最初に、低電流出力および電圧感知回路１４５０は、電源およびコネクタ挿入部の接地ピンの間に低電流を供給する（不図示）。結果として生じる電圧が適切な範囲で検出されたなら、電源スイッチ１４３０は、電源ライン１４４２および接地ライン１４４４の間に電源を加える。それに続いて、デバイス識別インタフェース回路１４６０を使用して光学データライン１４４６を通じて、デバイス識別が受信、供給、または交換され得る。

図１５および１６は、図１４における回路の動作を説明する。アクション１５１０において、壁コンセントまたは他のソースからの電源接続において電源が受け付けられる。アクション１５２０において、挿入部において低電流が供給される。例えば低電流は、電源およびコネクタ挿入部の接地ピンの間に供給されてもよい。アクション１５３０において、結果として生じる電圧が測定され、結果として生じる電圧が特定の範囲にあるかどうかが判定される。結果として生じる電圧が特定の範囲にないなら、アクション１５４０において、電源はコネクタ挿入部へスイッチされない。正しい電圧が感知されたなら、アクション１５５０において全電源がコネクタ挿入部へスイッチされてもよい。

アクション１６２０において、識別データが電源データアダプタによって送信されてもよい。アクション１６３０において適切な識別データが返されたかどうかが判定される。適切なデータが返されていないなら、アクション１６４０において電源はコネクタ挿入部から取り外される。この時点では、アクション１５２０において低電流が再び供給される。アクション１６３０において適切な識別が受信されたなら、アクション１６５０において電源はコネクタ挿入部において維持される。この識別データはアクション１６６０において定期的にチェックされ得る。データが受信されるなら、アクション１６５０において電源は維持される。ひとたびデータがもはや定期的に受信されないなら、アクション１６４０において電源はコネクタ挿入部から取り外され、再びアクション１５２０において低電流が供給される。

本発明の例示的な実施形態の上記の説明は、図解または説明の目的で提示されている。網羅的であること、または発明を説明された精密な形式に限定することは意図されず、上述の教示の観点から多くの修正および変形が可能である。結果として他の当業者が最も上手く本発明を、様々な実施形態で、および予期される特定の使用に適するような様々な修正をして、利用することを可能にするために、本発明の原則およびその実用化を最もよく説明するために実施形態が選択され、説明された。

Claims (28)

1. コネクタシステムであって、
   第１のコネクタを備え、前記第１のコネクタは、
   第１の電源電圧に対する電気的接続を提供するための第１のピンと、
   第２の電源電圧に対する電気的接続を提供するための第２のピンと、
   データ信号に対する光学接続を提供するための第３のピンと、
   を備えることを特徴とするコネクタシステム。
2. 前記第１の電源電圧は、正電源電圧であり、前記第２の電源電圧は接地であることを特徴とする請求項１に記載のコネクタシステム。
3. 前記第１の電源電圧に対する電気的接続を提供するための第４のピンと、
   前記第２の電源電圧に対する電気的接続を提供するための第５のピンと、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のコネクタシステム。
4. 前記光学接続を改良するために前記第３のピンに対するシールドをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のコネクタシステム。
5. 前記光学接続を改良するために前記第３のピンに対するレンズをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のコネクタシステム。
6. 前記第１のコネクタと連結するための第２のコネクタをさらに備え、前記第２のコネクタは、
   前記第１の電源電圧に対する前記電気的接続を提供するための第１のピンと、
   前記第２の電源電圧に対する前記電気的接続を提供するための第２のピンと、
   前記データ信号に対する前記光学接続を提供するための第３のピンと、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のコネクタシステム。
7. 前記第１のコネクタは強磁性体を備える吸着板を備え、前記第２のコネクタは磁石を備え、前記第２のコネクタおよび前記第１のコネクタが連結される際に前記第２のコネクタが前記第１のコネクタに磁気的に保持されるように前記磁石が前記吸着板に引き付けられることを特徴とする請求項１に記載のコネクタシステム。
8. 前記第１のコネクタが前記第２のコネクタと近接される際に、磁力線が前記第２のコネクタの前記吸着板を通じて、前記第１のコネクタにおける複数の磁石の１つから前記第１のコネクタにおける複数の磁石の別の１つへ進むように、前記第２のコネクタは相互に比較して反対の極性を有する複数の磁石を備えることを特徴とする請求項７に記載のコネクタシステム。
9. 前記第１のコネクタは第１の磁石を備え、前記第２のコネクタは第２の磁石を備え、前記第２のコネクタおよび第１のコネクタが連結された際に、前記第２のコネクタが前記第１のコネクタに磁気的に保持されるように、前記第１の磁石は前記第２の磁石へ引き付けられることを特徴とする請求項１に記載のコネクタシステム。
10. 電源データアダプタであって、
    第１の電源を受ける第１のポートと、
    データ接続のための第２のポートと、
    単一ケーブルを介して第２の電源および光学データ信号を供給する第３のポートと、
    を備えることを特徴とする電源データアダプタ。
11. 前記第１の電源は、壁コンセントから受けるＡＣ電源であることを特徴とする請求項１０に記載の電源データアダプタ。
12. 前記第１の電源は、自動車コンセントから受けるＤＣ電源であることを特徴とする請求項１０に記載の電源データアダプタ。
13. 前記データ接続は、ユニバーサル・シリアル・バス接続であることを特徴とする請求項１０に記載の電源データアダプタ。
14. 前記データ接続は、ローカルエリア・ネットワーク接続であることを特徴とする請求項１０に記載の電源データアダプタ。
15. 前記データ接続は、デジタル・ビジュアル・インタフェース接続であることを特徴とする請求項１０に記載の電源データアダプタ。
16. 前記データ接続において受信されたデータを前記光学データ信号へ変換する第１の回路をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の電源データアダプタ。
17. 前記第１の電源を前記第２の電源へ変換する第２の回路をさらに備えることを特徴とする請求項１６に記載の電源データアダプタ。
18. 電源データ転送システムであって、
    第１の電源を受ける第１のポートと、
    データ接続のための第２のポートと、
    第２の電源電圧、接地、および光学データ信号を供給する第３のポートと、
    を備える電源データアダプタと、
    前記第２の電源電圧に対する電気的接続を提供するための第１のピンと、
    前記接地に対する電気的接続を提供するための第２のピンと、
    前記光学データ信号に対する光学接続を提供するための第３のピンと、
    を備えるコネクタ挿入部と、
    前記第１の電源に対する第１の導体、前記接地に対する第２の導体、および前記光学データ信号に対する光ファイバケーブルケーブル、を有するケーブルと、
    を備えることを特徴とする電源データ転送システム。
19. 前記電源データアダプタは、前記コネクタ挿入部が受容部と接続されたかどうかを検出し、前記コネクタ挿入部が受容部と接続された場合、前記電源データアダプタは前記第２の電源を前記コネクタ挿入部の前記第２のピンへ供給し、前記コネクタ挿入部が受容部と接続されていない場合、前記電源データアダプタは、前記第２の電源を前記コネクタ挿入部の前記第２のピンへ供給しないことを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
20. 前記電源データアダプタは、前記コネクタ挿入部の前記第１のピンおよび前記第２のピンの間に電流を供給し、結果として生じる電圧を計測することによって、前記コネクタ挿入部が受容部と接続されたかどうか判定することを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
21. 前記電源データアダプタは、前記コネクタ挿入部の前記第３のピンにおいて識別信号を受信することによって、前記コネクタ挿入部が受容部と接続されたかどうかを判定することを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
22. 前記第１の電源は、壁コンセントから受けるＡＣ電源であることを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
23. 前記コネクタ挿入部は、前記第２の電源に対する電気的接続を提供するための第４のピンと、接地に対する電気的接続を提供するための第５のピンと、をさらに備えることを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
24. 前記コネクタ挿入部は磁石をさらに備えることを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
25. 前記コネクタ挿入部と連結するためのコネクタ受容部をさらに備え、前記コネクタ受容部は、
    前記第２の電源電圧に対する前記電気的接続を提供するための第１のピンと、
    前記接地に対する前記電気的接続を提供するための第２のピンと、
    前記データ信号に対する前記光学接続を提供するための第３のピンと、を備え、
    前記コネクタ挿入部は、前記コネクタ挿入部が前記コネクタ受容部へ近接された場合に、磁力線が前記コネクタ受容部の吸着板を通じて前記コネクタ挿入部における複数の磁石の１つから前記コネクタ挿入部における前記複数の磁石の別の１つへ進み、その結果前記コネクタ挿入部および前記コネクタ受容部の間での磁気引力を増大させるように、相互に比較して反対の極性を有する複数の磁石を備えることを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
26. 前記電源データアダプタは、前記データ接続において受信されたデータを前記光学データ信号へ変換する第１の回路をさらに備えることを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
27. 前記電源データアダプタは、前記第１の電源を前記第２の電源へ変換する第２の回路をさらに備えることを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
28. 前記電源データアダプタからの電気信号経路を提供するための第４のピンをさらに備えることを特徴とする請求項１８に記載のシステム。

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