JP4544281B2 - カード型周辺装置 - Google Patents

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Description

本発明は、メモリカード等のカード型周辺装置に関するものである。
従来からパーソナルコンピュータなどのカードスロットに装着されるPCカードと称されるカード型周辺装置が用いられている。
近年、パーソナルコンピュータの小型化および高速化に伴い、前記PCカードよりも外形寸法が小さく、かつ、データの転送速度が高速なカード型周辺装置としてExpress Card(旧称NEWCARD)が提案されている(たとえば非特許文献1参照)。
ExpressCardは、従来のPCIバスに代わるI/Oバス規格であるPCI Express をインターフェイスとして用いるカードであり、従来のPCカード(PCMCIA)の置き換えを目指しているものである。
従来のカードと比較して、インターフェイスの大幅な高速化が図られている。
このことからこのカードに不揮発性メモリを搭載して、メモリカードとして用いた場合には、従来よりも高速で記録・再生が可能となる。
このような使い勝手の良さからデジタルカメラや携帯電話、PDA(Personal Digital Assistants)や音楽プレーヤ等に幅広く使用可能であると考えられる。
日経エレクトロニクス2003年6月9日号pp.67−76.「PCカードを小型・高速に新規格「NEWCARD」がパソコンの進化を後押し」
しかし、図1に示すように、このカードの外形寸法は、長さ75mm、幅34mm、厚さ5mmであり、従来のPCカードと比べて小さくはなっているが、携帯電話や情報端末、デジタルスチルカメラなどの電子機器に用いるには、まだサイズ的に大きいと考えられる。
これでは、小型の電子機器に装着する上で不利である。
このため、Express Cardよりも外形寸法が小型でExpress Card用のスロットに装着可能な新規なカード型周辺装置が求められている。
また、携帯電話や情報端末、デジタルスチルカメラなどの電子機器には、さらに小型のメモリカードの対応機器が存在するが、この小型メモリカードは、前記小型の電子機器以外のパーソナルコンピュータ(PC)などの比較的大きな外部機器のスロットに装着して使用する場合もある。
しかし、現在、小型のメモリカードを標準のExpressCard対応機器で利用することは困難な状況にある。
このため、小型のメモリカードをExpressCard対応機器で利用することを可能とするアダプタとしての機能を有する新規なカード型周辺装置が求められている。
また、従来の小型メモリカードは通常10本以上程度の端子をそのカードの片面に有するのが一般的であるが、ほとんどのカードにおいては、仕切りは設けられていないまたは、非常に小さく、端子の保護の役割を担っていない。
端子面は、図2(A),(B)に示すように、カード1の端子面部2は、外部からの保護をされておらず、人が簡単に触れることが可能で、その結果端子面の汚れによって、使用時に信号の読み取りができないトラブルを起こすおそれがある。
図3に示すように、一部のカード1Aでは、端子部2Aの両側に仕切りを設け、これによって人の手による接触を防止する機能を持つものもある。
しかし、メモリカードの高速化の要求などに対応し、カードの端子数が増加した場合に、端子間隔が小さくなり、仕切りを設けるためのスペースが確保できない場合や、仕切りの幅が小さく仕切りの強度が十分に確保できないようなことが予想される。
本発明は、小型化を図れ、小型カードをスロットの大きい機器での使用を可能とし、また、端子面を効果的に保護することも可能なカード型周辺装置を提供することにある。
本発明の観点のカード型周辺装置は、ケース体内に収容された電子部品と、接続対象機器と接続可能な接続端子が形成された端子部と、を有し、上記電子部品の機能、上記端子部の端子数は、上記接続対象機器と互換性を維持しており、上記ケース体の外形寸法は、標準のPCI Expressカード媒体よりも小さく、小型カードとしてのメモリスティックDuo(登録商標)またはSD(登録商標)カードの外形寸法より大きく、上記端子部はケース体の一部から露出して形成され、上記ケース体には、上記接続対象機器のコネクタ部の侵入を許容する開放を維持するように上記露出部をカバーするための端子カバーを載置可能な端子カバー載置部が形成され、上記端子カバー載置部は、薄板状をなす上記端子カバーを収容し、端子カバーの一面と上記ケース体の一面とが段差がなく平坦面を形成可能なように、上記端子カバーの厚さと略同じ高さを有して上記ケース体の一面からカード内に窪む段差として形成されている
好適には、上記電子部品には不揮発性メモリを含み、インターフェイスを介してデータの記録再生が可能であるメモリカードとして機能を有する。
好適には、上記小型カードを挿入、退出可能なスロットと、上記ケース体内に配置された上記小型カードを収納可能な収納部と、上記収納部に収納された小型カードの端子部と接続が可能なコネクタ部と、を有し、上記電子部品は、上記コネクタ部と上記端子部とに接続されたインターフェイス変換回路を含むカードアダプタとしての機能を有する。
好適には、上記端子カバーは、導電性部材により形成され、上記端子カバー載置部に載置された状態で上記ケース体内のコモン端子に接続可能な接合部を有する。
好適には、上記コモン端子は、回路基板に形成されている。
本発明によれば、小型化を図れ、小型カードをスロットの大きい機器での使用を可能とし、また、端子面を効果的に保護することも可能である。
以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。
図4(A)、(B)は、本発明の第1の実施形態に係るカード型周辺装置の外観斜視図であって、図4(A)はカード型周辺装置を第1面側から見た斜視図であり、図4(B)はカード型周辺装置を第2面側から見た斜視図である。
まず、実施形態に係るカード型周辺装置(メモリカード、アダプタ)100の特徴的な構成および機能の概要について説明する。
本実施形態に係るカード型周辺装置100は、インターフェイスとして、PCI ExpressまたはUSBを直接用いるPCカード媒体であって、内部に不揮発性メモリを備え、インターフェイスを介してデータの記録・再生を行うメモリカードとしての機能をもつことができる。
カード型周辺装置100は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の高性能モバイル機器用リムーバブルメディアに対して、小型、高密度メモリ・モジュールとしても使用するために、機能、ピン数などの互換性を維持してメモリカードとして構成される。
そして、カード型周辺装置は、外形寸法を標準のPCI ExpressCard媒体よりも小さくし、小型機器での利用を可能としている。
さらにカード型周辺装置100は、外形寸法が、市販の小型メモリカード(メモリスティックやSD(登録商標)カードなど)より大きく形成されている。
すなわち、カード型周辺装置100は、市販の小型メモリカード(メモリスティックやSD(登録商標)カードなど)をアダプタの利用により可能とし、小型カードを標準のExpressCard対応機器での利用を可能とするカードアダプタを実現することが可能なようなサイズを有している。
また、カード型周辺装置100は、ホスト機器と信号をやり取りするためにカード上に配設される端子を、使用する人が直接手で触れることを防止するためのカバーを有する。
カード型周辺装置100は、メモリカード上に取り付けられた端子カバーに導電体を用い、このカバーをカードのグランド端子とカード内部で接続することによって、静電気が信号端子に伝わり、それによってメモリカード内のコントローラや不揮発性メモリ(フラッシュメモリ)が電気的に破損することを防止することを目的としたカバーを有する。
以下、図4におけるカード型周辺装置100の外観状の具体的な構成について説明する。なお、図4のカード型周辺装置100は、たとえばメモリカードとしての機能を有する。
カード型周辺装置100は、第1面100aと、この第1面100aの対向面である第2面100b間にカードケース101が形成されている。カードケース101は、第1面100a上で箱型をなすように形成されている。
第2面100bの前端部に端子1021が一列に配列された端子部102が形成されている。
メモリカード100は、この端子部102により図示しないホスト機器にあるコネクタの接触ピンを介して、電源供給を受け、データのやり取りを行う。
図4(A),(B)に示すメモリカード100は、端子部102に端子カバーを配置していない基本状態を示している。
端子部102は、第1面100aよりに配置され、前端部に形成された開口部103を介して露出するように配置されている。開口部103は端子部102の両側および後端部に形成された仕切りとしても機能する側壁1031,1032,1033により囲まれるように形成されている。
そして、第2面100bには、後で説明する端子カバーを配置可能な端子カバー載置部104が形成されている。この端子カバー載置部104は、薄板状をなす端子カバーを収容し、端子カバーの一面と第2面100bとが段差がなく平坦面を形成可能なように、端子カバーの厚さと略同じ高さを有して第2面100bからカード内に窪む段差として形成されている。
カード型周辺装置100の後端部には、第1面100a側にカードを保持する際に利用するグリップ105が形成され、あるいは第2面100b側や側面部に同じ目的に利用可能なノッチ106,107などが形成されている。
次に、本実施形態に係るカード型周辺装置100の外形寸法について述べる。
本実施形態において、カード型周辺装置100は、幅が20mm以上34mm以下、長さが31mm以上75mm以下、厚さが1.6mm以上5mm以下の外形寸法をもって設定される。
その根拠を述べる。
ExpressCard200の大きさは図5(A)に示すように、長さ75mm、幅34mm、厚さ5mmである。
また、たとえば小型メモリカードとして一般に利用されているメモリスティック(MS)Duo(登録商標)300の大きさは、図5(B)に示すように、長さ31mm、幅20mm、厚さ1.6mmであり、他のメモリカードであるSD(登録商標)カード400の大きさは、長さ32mm、幅24mm、厚さ2.1mmである。
本実施形態の対象となるメモリカード100は、上述したように、ExpressCardと同じインターフェイスを備えることを特徴としている。
図6は、ExpressCardの端子割り当て(Pin Assignments)の内訳を示す図である。
通常のExpressCradは、図6に示すように、全部で26本の端子を有している。
本実施形態に係る小型用周辺装置としてのメモリカード100では、カードを小型化するために、ExpressCradでメモリカードとして使用する際に使用されていない端子を省略して端子数を減らすように構成される。
たとえば、Pin5,6などはReserve(リザーブ)となっており、現在は機能が定義されていないので、実装を省略可能である。
同様にメモリカードとしての利用を考えた場合には、Pin7,8やPin11,12なども省略することができる。
また、Pin1,2,3,4は、Expressインターフェイスとは別のUSBインターフェイスであり、通常のメモリカードとしての利用では使う必要はないが、レガシーカードのアダプタなのでの補完的な利用も可能である。
このような観点から、26本ある端子は、16〜20程度にすることが可能である。
図7は、この小型カードをPCなどに設けられたExpressCardスロットに挿入して用いる際に利用するアダプタを示す図である。
このアダプタ500の形状は通常のExpressCardと同じであるが、後端部に小型カードを入れるスロット501と、これを取り出す際に上述したカード型周辺装置100に形成されたグリップやノッチにアクセスを容易にするための切り欠き502が設けられている。
図8は、本実施形態に係るカード型周辺装置を、小型メモリカードであるメモリスティックDuo(登録商標)とこれを小型カードスロットで利用する際に使用するカードアダプタとして利用する場合を示す図である。
上述したように、本実施形態に係るカード型周辺装置100は、小型カードのカードアダプタ110Aとして利用することも可能である。このカードアダプタの内部構造等については後で説明する。
これらのアダプタ利用の条件を考えた場合、本実施形態のカード型周辺装置の大きさは、メモリスティックDuo(登録商標)300よりも大きく、ExpressCardよりも小さいものとなる。
つまり、前述したように、
幅は、20mm以上34mm以下、
長さは、31mm以上75mm以下、
厚さは1.6mm以上5mm以下、
という値が選定される。
実際には双方のアダプタを構成する部材の寸法やそれぞれのアダプタに配設する端子の大きさを考慮し、また、メモリカードとして用いる場合、図9に示すように、カードに内蔵するフラッシュメモリチップ110の横幅は、一般的なTSOP(48)で20mm、LGAなどでは18mm以下程度である。したがって、それを実装した回路基板を収めること、そして20個の端子を収めることなどを考慮して、幅は21mm〜28mmが望ましい。
同様にメモリチップの厚さが最大で1.2mm程度であり、回路基板の厚さを0.6mmと仮定し、実装を片面、両面双方に対応を考え、2.5mm〜4.0mm程度とする。
長さは、図10に示すように、メモリチップを3個並べることを考える。サイズを12mm〜14mmと仮定すると、42mm〜50mm程度となる。
以上の外形寸法を有するカード型周辺装置100の端子部102は、前述したように開放されて配設されている。このような場合、利用する人がその手で直接端子を触ることが可能となる。
図11に仕切りを設けた場合の例を示すが、端子が多くなるような場合、仕切りの寸法が十分に確保されず、強度的に問題が生じてしまうことが懸念される。
カードの仕様として、開放して端子が配設されたものも許容するが、端子表面への異物付着などによって、ホスト機器挿入時にコネクタの接触ピンとの接触が不十分で、カードが機能しないおそれもある。
また、静電気などが人の手や衣類などからカードの信号端子などに伝わり、場合によってはカード内部のコントローラやフラッシュチップを破壊してしまうことも十分に考えられる。
そこで、それらの対策として、本実施形態のカード型周辺装置においては、図12に示すように端子上部に端子を上面から覆うような端子カバー130を取り付け可能なように構成されている。
端子カバー130は、カード型周辺装置100の第2面100bの前端側に形成された端子カバー載置部104に収容される。
薄板状をなす端子カバー130を載置部104に収容した状態においては、端子カバーの一面と第2面100bとが段差がない平坦面が形成される。
そして、端子部102は、端子カバー130で第2面100b側に蓋をされたようになり、前端面側のみ開放された状態となり、この開放部から相手コネクタの接触ピンが挿入、退出される。
すなわち、端子カバー130は、コネクタ部の侵入を許容する開放部を維持するように端子カバー載置部104に載置される。
図13および図14に示すように、もともと、図示しないコネクタの接触ピン600A,600Bは、弾性をもってカード型周辺装置100を迎えるようにコネクタ内に設置されており、カード型周辺装置100の端子部102のカード端子1021はカード全体の厚さの中央付近にある。なお、図13と図14の違いはコネクタの接触ピン600A,600Bの形状にある。
よって、コネクタの接触ピン600A,600Bはその全体の高さを、カード型周辺装置100の下端である第2面100bよりも上にすることは設計上おおきな困難は無い。 ただし、端子カバー130がある可能性を事前に提示していない場合には、図15に示すように、それに対応できないコネクタが設計されるおそれがある。したがって、端子カバーのあるなしにかかわらず仕様としての端子カバーは最初から定義されるべきである。
図16は、端子カバーを備えたカード型周辺装置の好適な構成例を説明するための図である。
この場合、端子カバー130Aの材質を導電性のもの(たとえば、アルミニウム、SUSなど)にして、その長手方向に一側部に接合部131が形成されている。
そして、端子カバー載置部104端子カバー130Aを収容した状態で接合部131が、カード内において基板120を通じてコモン(グランド)端子にGND接続するように構成される。
こうすることによって、静電気などが直接信号端子に伝わることを防ぎ、コモン端子に積極的に伝えることによって、カードの静電気に対する耐久性を向上することが可能となる。
以上、本実施形態に係るカード型周辺装置について、概ねメモリカードとして利用する場合を例に説明した。
次に、本実施形態に係るカード型周辺装置をカードアダプタとして適用する場合の構成例について説明する。
図17は、本実施形態に係るカード型周辺装置をカードアダプタとしてした場合の外観斜視部である。
このカードアダプタ100Aは、前述したと同様の外形寸法をもって形成されている。したがって、外観は、図4と同様と同様である。
すなわち、カードアダプタ100Aの大きさ(外形寸法)は、メモリスティックDuo(登録商標)300よりも大きく、ExpressCardよりも小さいものとなる。
図17の例は、小型メモリカードであるメモリスティックDuo(登録商標)とこれを小型カードスロットで利用する際に使用するカードアダプタとして利用する場合である。
図18は、本実施形態に係るカード型周辺装置としてのカードアダプタの要部の分解斜視図である。
また、図19は、図18の下側からみた分解斜視図である。
カードアダプタ100Aは、第1ケース体(上ケース体)141と第2ケース体(下ケース体)142との間で形成される空間143に、小型カード(ここではメモリスティックDuo(登録商標))300を収納可能な空間を有するカード収納部144と、カード収納部144の前端側に配置され小型カード300の端子部310が着脱されるコネクタ部145と、回路基板146,147とを有している。
このカードアダプタ100Aにおいては、高さのオフセットが必要となることから、回路基板部が2枚の回路基板146,147に分割されている。この2枚の回路基板146,147は図示していないがフレキシブルケーブルにより電気的に接続されている。
回路基板146上にカード収納部144が配置され、回路基板147の裏面側に端子部102が形成されている。
そして、回路基板147にはインターフェイス(I/F)変換用コントローラ148が配置されている。
また、第1ケース体141と第2ケース体142の後端部により小型カードを入れるスロット149が形成され、第2ケース体142の後端部には、挿入されたカードを取り出す際に上述したカード型周辺装置100に形成されたグリップやノッチにアクセスを容易にするための切り欠き1421が設けられている。
なお、このカードアダプタ機能の場合も上述した端子カバーに関する構成を有する。

図20は、カードアダプタのインターフェイス部のブロック図である。
メモリスティックDuo(登録商標)300とこれを小型カードスロットで利用する際に使用するカードアダプタ100Aは、小型カードスロットを有するExpressインターフェイスやUSBなどとメモリスティックDuo(登録商標)300のインターフェイスが異なるため、アダプタの内部でのインターフェイスの変換が必要となる。
このため、上述したI/F変換用コントローラ148が設けられている。
高速に信号を伝達する場合にはExpressインターフェイスが優れているが、変換回路の規模が大きく、消費電力も大きい。USBインターフェイスの場合には、変換回路の規模も小さいが、転送速度は他方の場合よりも遅くなる。カード型周辺装置に双方のインターフェイスがある場合には、どちらかのインターフェイス変換のための回路を搭載することができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、データの転送が、従来よりも高速化されたExpress カードと同じインターフェイスを有する小型メモリカードにおいて、アダプタを取り付けることでExpressカードとの互換性を確保できる。
また、このカードは従来使用されていたメモリスティックやSD(登録商標)カードと比較して幅、長さ、厚さともに大きいので、これらのカードを内部に収容可能なアダプタを実現することが可能である。
また、このカードの形状として、端子カバーの無いカードと端子カバーのあるカードの両方をコネクタで利用可能とする。
端子カバーによって、端子数の多い小型カードであっても端子と人の指などの接触を防止し、端子の汚れによる動作不良を回避する。これに加えて、カバーの材質を導電体としてこれをカードのコモン(グランド)端子と接続することで、静電気をカバーからコモンに導きやすくし、静電気によるカード破損を防止することができる。
なお、本実施形態に係るカード型周辺装置100は、メモリカードまたはカードアダプタとして適用することが可能であるが、フラッシュメモリチップサイズ等の条件が合えば、メモリカードおよびカードアダプタとしての機能を併せ持つカード型周辺装置としても構成することが可能である。
Express Cardよりも外形寸法について説明するための図である。 カード1の端子面が外部からの保護をされていない例を示す図である。 カードの端子保護の仕切りを設けた例を示す図である。 本発明の第1の実施形態に係るカード型周辺装置としてのメモリカードの外観斜視図であって、(A)はメモリカードを第1面側から見た斜視図であり、(B)はメモリカードを第2面側から見た斜視図である。 各種カードの外形寸法について説明するための図である。 ExpressCardの端子割り当ての内訳を示す図である。 小型カードをPCなどに設けられたExpressCardスロットに挿入して用いる際に利用するアダプタを示す図である。 本実施形態に係るカード型周辺装置を、小型メモリカードとこれを小型カードスロットで利用する際に使用するカードアダプタとして利用する場合を示す図である。 フラッシュメモリチップの大きさについて説明するための図である。 メモリチップに配置を示し、カード型周辺装置の長さ選定の根拠の一つを示す図である。 カード型周辺装置の端子部に仕切りを設けた場合の例を示す図である。 端子カバーを備えたカード型周辺装置の例を示す図である。 端子カバーを備えたカード型周辺装置の端子部とコネクタの接触ピンとの接続状態の第1例を示す図である。 端子カバーを備えたカード型周辺装置の端子部とコネクタの接触ピンとの接続状態の第2例を示す図である。 端子カバー130がある可能性を事前に提示していない場合に対応できないコネクタが設計されるおそれがあることを示す図である。 端子カバーを備えたカード型周辺装置の好適な構成例を説明するための図である。 本実施形態に係るカード型周辺装置をカードアダプタとしてした場合の外観斜視部である。 本実施形態に係るカード型周辺装置としてのカードアダプタの要部の分解斜視図である。 図18の下側からみた分解斜視図である。 カードアダプタのインターフェイス部のブロック図である。
符号の説明
100・・・カード型周辺装置,メモリカード、100A・・・カードアダプタ、101・・・カードケース、102・・・端子部、104・・・端子カバー載置部、1021・・・端子、110・・・フラッシュメモリチップ、120・・・回路基板、130・・・端子カバー、131・・・接合部、141・・・第1ケース体、142・・・第2ケース体、144・・・カード収納部、145・・・コネクタ部、146,147・・・回路基板。

Claims (5)

  1. ケース体内に収容された電子部品と、
    接続対象機器と接続可能な接続端子が形成された端子部と、を有し、
    上記電子部品の機能、上記端子部の端子数は、上記接続対象機器と互換性を維持しており、
    上記ケース体の外形寸法は、標準のPCI Expressカード媒体よりも小さく、小型カードとしてのメモリスティックDuo(登録商標)またはSD(登録商標)カードの外形寸法より大きく、
    上記端子部はケース体の一部から露出して形成され、
    上記ケース体には、
    上記接続対象機器のコネクタ部の侵入を許容する開放を維持するように上記露出部をカバーするための端子カバーを載置可能な端子カバー載置部が形成され
    上記端子カバー載置部は、
    薄板状をなす上記端子カバーを収容し、端子カバーの一面と上記ケース体の一面とが段差がなく平坦面を形成可能なように、上記端子カバーの厚さと略同じ高さを有して上記ケース体の一面からカード内に窪む段差として形成されている
    カード型周辺装置。
  2. 上記端子カバーは、
    導電性部材により形成され、上記端子カバー載置部に載置された状態で上記ケース体内のコモン端子に接続可能な接合部を有する
    請求項1記載のカード型周辺装置。
  3. 上記コモン端子は、回路基板に形成されている
    請求項記載のカード型周辺装置。
  4. 上記小型カードを挿入、退出可能なスロットと、
    上記ケース体内に配置された上記小型カードを収納可能な収納部と、
    上記収納部に収納された小型カードの端子部と接続が可能なコネクタ部と、を有し、
    上記電子部品は、上記コネクタ部と上記端子部とに接続されたインターフェイス変換回路を含むカードアダプタとしての機能を有する
    請求項1から3のいずれか一に記載のカード型周辺装置。
  5. 上記電子部品には不揮発性メモリを含み、インターフェイスを介してデータの記録再生が可能であるメモリカードとして機能を有する
    請求項1から4のいずれか一に記載のカード型周辺装置。
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