JP4949614B2 - 内部に配置された電子ユニットとの通信を確立するための少なくとも１つの入出力端子を含む携帯電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、一般に、ケースと、前記ケース内に収容された少なくとも１つの電子ユニットと、前記ケースの外部からアクセス可能である少なくとも１つの入力および／または出力端子と、前記ケースに対して動くように取り付けられた導電性の接続要素とを含み、前記入力および／または出力端子が、伝送回線を介して前記電子ユニットの入力および／または出力端子に電気的に接続され、かつ前記接続要素を通して前記伝送回線上での電気信号の伝送できるようにされ、前記接続要素が、前記入力および／または出力端子をそれぞれ前記電子ユニットの入力および／または出力端子から結合解除させ、またはそこに結合させる第１または第２の位置を占めることができる携帯電子機器に関する。

上記の一般的定義を満足する電子機器は、特に、日本国特許出願第１１−１２６１１５Ａ号、日本国特許出願第２００１−１７５６１０号またはＥＰ特許出願第１ １３４ ６３０ Ａ１号からすでに知られている。

日本国特許出願第１１−１２６１１５Ａ号および日本国特許出願第２００１−１７５６１０号は、例えばケース内の機器に横方向に配置された１組の入出力端子を備えた携帯電子機器を提供することを含む同様の解決策を開示する。各入出力端子はケースに対して動くように取り付けられた接続要素を含む。各接続要素は接続要素がケース内部の対応する伝送回線から、したがって、電子ユニットから機械的または電気的に結合解除される第１の位置（すなわち、非押し込み静止位置）を占めるように構成されている。各接続要素は接続要素とそれに対応する伝送回線との間の接続が確立され、それによって電子ユニットとの通信が可能な第２の位置（すなわち、押し込み位置）を占めることができる。専用のアダプタを使用して様々な接続要素が第２の押し込み位置に接続される。上記の入出力端子に加えて、その他の同様の端子があって電子ユニットに収容された蓄電池を充電するために使用される。

ＥＰ特許出願第１ １３４ ６３０号は電子機器との間でデータを送受信する少なくとも１つのプッシュボタンが使用される別の同様の解決策を開示する。この場合、入出力端子の接続要素はプッシュボタンのステムで構成されている。この後者の従来技術の解決策の利点は電子機器を外部要素、例えば、パーソナル・コンピュータに電気的に接続するいくつかの制御部材（従来はプッシュボタン・タイプの）を使用することにある。したがって、電子機器と外部ユニットとの間の電気的接続を確立する特定の接触要素は不要である。この電気的接続は上記の二重機能を有するように構成された１つまたは複数の制御部材が押し込み位置に置かれるとすぐに確立される。

上記の３つの解決策に共通する１つの利点は、接続要素は、活動化されていない場合、機器の入出力端子とケース内部の対応する伝送回線との機械的かつ電気的結合解除を保証するという点である。これによって、機器のケース内に収容された電子回路と外部とのインターフェースの第１のレベルの電気的保護が保証される。

ただし、この第１のレベルの保護は、インターフェースの最適な保護を保証するのには十分でない。したがって、例えば、接続要素は入出力端子と伝送回線との機械的および電気的結合解除を保証するとはいえ、接続要素の活動化時に電荷が伝送回線に侵入する比較的大きな危険が残る。この危険は接続要素の電位が静止状態で浮遊しているとさらに大きくなる（非プッシュボタン状態で）。

さらに、電子ユニットを伝送回線に直接インターフェースさせることは考えられていない。電子ユニットは一般にそのような構成要素によって共有されているバスによって他のユニットとインターフェースされている。電子ユニットが様々な入出力端子の伝送回線に直接インターフェースしていたならば、接続要素が不注意によって、または不注意によらず活動化される大幅な危険が存在し、バス上で干渉を招くであろう（例えば、処理装置によってメモリ内で実行されるデータ読み出し／書き込み動作中に）。制御部材を用いて入出力端子の機能を達成する場合（ＥＰ特許出願第１ １３４ ６３０ Ａ１号で開示した解決策のように）、制御部材はユーザによって任意の時点で、特に機器が導電性媒体（例えば、水）の内部で扱う際に活動化できるため、この問題は重要になる。

静電気の問題に応えるために、保護電子構成要素を使用して蓄積された電荷を放電する方法が知られている。これらはＥＳＤ（electro-static discharge）またはＴＶＳ（transient voltage suppressor）構成要素と呼ばれる保護構成要素である。ただし、これらの構成要素がきわめて高い浮遊容量（１ｎＦ程度の）を有していると、大きな欠点となる。これらの構成要素が電子ユニットと直接に接続する回線上にある場合、この浮遊容量は回線上に存在し、大きな消費電力を生成するだけでなく、前記回線の応答に影響する。
日本国特許出願第１１−１２６１１５Ａ号 日本国特許出願第２００１−１７５６１０号 ＥＰ特許出願第１ １３４ ６３０ Ａ１号

したがって、電子ユニットと外部とのインターフェースの最適な電気的保護を保証する解決策を提案することが本発明の一般的な目的である。本発明の別の目的は、外部と例えばバスを介して他の構成要素に結合された電子ユニットとの間のインターフェースをいかなる干渉もなしに可能にする解決策を提案することである。

本発明はケースと、前記ケース内に収容された少なくとも１つの電子ユニットと、前記ケースの外からアクセス可能である少なくとも第１の入力および／または出力端子と、前記ケースに対して動くように取り付けられた導電性の要素とを含み、前記少なくとも第１の入力および／または出力端子が、伝送回線を介して前記電子ユニットの入力および／または出力端子に電気的に接続するように構成され、かつ前記接続要素を通して前記伝送回線で電気信号の伝送を可能にするように構成され、前記接続要素が、前記少なくとも第１の入力および／または出力端子がそれぞれ前記電子ユニットの入力および／または出力端子からそれぞれ結合解除される、またはそこに結合される第１または第２の位置を占めることができる携帯電子機器である。その携帯電子機器が、前記少なくとも１つの第１の入力および／または出力端子と電子ユニットの前記入力および／または出力端子との間の伝送回線に挿入された伝送ゲートを有する。そのゲートは、前記少なくとも１つの第１の入力および／または出力端子が電子ユニットの前記入力および／または出力端子）とそれぞれ結合され、または結合解除されることを可能にする伝送または非伝送状態を有する。さらに、本発明は前記少なくとも１つの第１の入力および／または出力端子（Ａ；Ｂ）と前記伝送ゲート（ＴＧ_A；ＴＧ_B）との間の前記伝送回線（Ｉ／Ｏ_A；Ｉ／Ｏ_B）上に挿入された静電気保護要素（ＴＶＳ_A；ＴＶＳ_B）を含む。

提案された解決策は、特に、入出力端子と電子ユニットの入出力端子との間の伝送回線状に挿入された伝送ゲートであって、入出力端子がそれぞれ電子ユニットの入出力端子と結合され、または結合解除されることになる伝送または非伝送状態を有する伝送ゲートを提供することにある。この伝送ゲートは入出力端子と伝送ゲートの間の伝送回線上に挿入された静電気保護要素によって完成されている。

入出力端子と伝送ゲートの間に位置する伝送回線の部分は通常、消費電力が大きい部分を構成する。そのため、伝送ゲートはこの高消費電力部分を電子ユニットの入出力端子から結合解除させる。その際、入出力端子は電子ユニットとの通信には使用されない。したがって、ＥＳＤ保護要素は、この状態では、電子ユニットとシステムの他の構成要素との間の交換または通信に干渉することがない。それでもＥＳＤ保護要素は、電荷が蓄積するか回線内にあまりに多数侵入するとすぐに、伝送回線（入出力端子と伝送ゲートとの間に位置する部分の）と回路のアースとの間に放電経路を確立する第１の機能を達成する。こうしてＥＳＤ保護要素は、電子ユニットを含む伝送ゲートの入力および下流の構成要素の保護を保証する。

ＥＳＤ保護要素と伝送ゲートとは協働して電子ユニットと外部との間のインターフェースの最適な電気保護を保証する。この保護策は、入出力端子とその可動接続要素によって保証される機械的かつ電気的結合解除機能によって提供される保護策に追加される。

好ましい実施態様によれば、電子ユニットは、バスと、伝送回線と、バスに結合された電子ユニットの入出力端子とに結合されている。好ましくは、このバスは、非占有状態で、基準電圧に接続され、バスを基準電圧に接続する第１の手段が伝送ゲートと電子ユニットの入出力端子との間でバスに接続されている。またバスを基準電圧に接続する第２の手段が入出力端子と伝送ゲートとの間で伝送回線に接続されている。したがって、伝送ゲートが伝送状態に置かれて機器のケースに配置された入出力端子と電子機器の入出力端子との間に接続が確立されると、第２の手段が第１の手段を完成しまたは補完してＥＳＤ保護要素の浮遊容量の影響を補償する。

別の好ましい実施態様によれば、携帯電子機器はユーザ・インターフェースを含み、前記ユーザ・インターフェースは、少なくとも、ケースに動くように取り付けられた第１の制御部材を含み、この第１の制御部材は入出力端子の役割も果たす。この実施態様によれば、第１の制御部材は活動化軸に沿って平行移動するようにケース内に配置されたアセンブリ・オリフィス内で動くように取り付けられたプッシュボタンの形に形成される。そのプッシュボタンは圧力で動き、非押し込み位置と呼ばれる第１の位置から押し込み位置と呼ばれる第２の位置まで移動することができる。このプッシュボタンは、アセンブリ・オリフィスを通過し、ケースの内側と外側に出る第１と第２の端部を含み、アセンブリ・オリフィスを通過する入出力端子の接続要素を形成する導電性のステムを含む。

好ましくは、制御部材は接続要素から電気的に絶縁された第１の電気的接触を活動化してこれに応答して制御信号を生成し、入出力端子の接続要素と伝送回線との間の電気的接触を押し込み位置で確立する第２の電気的接触を活動化する。制御部材が第１の位置を占めると、この第２の電気的接触が接続要素とあらかじめ決められた電位との間の電気的接続を確立して接続要素上の電荷の蓄積を防止する。

一般に、接続要素が第１の結合解除位置を占める時に接続要素を決められた電位に接続し、接続要素が第２の結合位置を占める時に接続要素のその電位への接続を阻止する手段を設けて伝送回線上での電気信号の伝送を可能にすることは実際に有利である。したがって、電荷は第１の位置にある接続要素上に蓄積することがない。

本発明のその他の特徴と利点は、あくまで非限定的な例によって与えられる添付図面で示される本発明の様々な実施形態についての以下の詳細な説明からより明らかになろう。

本発明は、携帯電子機器（例えば、腕時計）を当該携帯電子機器のケースの外部からアクセス可能な少なくとも１つの入出力端子（有利には、携帯電子機器を固定するユーザ・インターフェースの少なくとも１つの制御部材）を介して外部の電気または電子デバイスに接続するという一般的な考え方に基づく。「電気信号の伝送」は特に携帯電子機器との間でのデータ通信を指す。したがって、外部デバイスは電子通信デバイス、例えば、パーソナル・コンピュータでよい。「電子ユニット」は入出力端子を通して対話しようとするユニット、特に処理ユニットまたはメモリ・ユニットをも意味する。

以下に説明する好ましい実施形態は、機器のケース内に収容された電子ユニットとの通信を確立するためにすでに存在する２つの制御部材（この場合は２つのプッシュボタン）の使用に基づく。このように構成された２つの制御部材が２つの機能、すなわち、携帯電子機器の機能を選択するための（携帯電子機器の動作またはデータ・モード、データ更新または設定、例えば、時刻および／または日付などの選択のための）第１の制御機能と、機器のケース内に収容された少なくとも１つの電子ユニットとの通信を確立するための入出力端子の追加機能を実施するように構成されていることが理解されよう。

ただし、本発明は入出力端子としての制御部材の使用に限定されていないことを述べる必要がある。本発明を実施するには、各入出力端子に導電性の接続要素を取り付けるだけでよく、この接続要素は対応する伝送回線と結合または結合解除される少なくとも２つの別個の位置を占めるためにこの接続要素がケースに関して動くように取り付けられる（例えば、上記の日本国特許出願第１１−１２６１１５Ａ号および日本国特許出願第２００１−１７５６１０号で開示した解決策など）。ただし、以下に述べる制御部材としての入出力端子のさらなる使用は特定の端子が不要であるという点で特に有利である。

また、電気信号の伝送がそのために構成された制御部材が結合位置（押し込み位置）に入れられるとすぐに確立されることが理解されよう。携帯電子機器の外部デバイスへの接続は該当する制御部材を押し込み位置に入れるためのアダプタによって確立される。このアダプタは本発明の主題に直接関係しないのでここでは説明しない。以下の説明では、このアダプタがパーソナル・コンピュータなどの外部処理ユニットとの通信インターフェースとして動作するように構成されていることのみを理解する必要がある。

本発明について腕時計の形の時計を参照して説明する。ただし、本発明は時計機能を実現するか否かにかかわらず任意の携帯電子機器に理想的な形で適用される。

図１は全体として参照番号１で指定される本発明の実施形態の腕時計の平面図である。この腕時計は特にこの例では中央部と裏面カバーを形成する底面部３と、ガラス５をさらに含むベゼルを形成する上面部４とで区切られたケース２を含む。ベゼル４は中央部３上に従来の形で載り、シーリング・ガスケットがこれらの要素の間に挿入されてケース２のシーリングを確保する。

この例では、それぞれ参照番号１１、１２、１３、１４、１５で指定されたプッシュボタン・タイプの５つの制御部材が中央部３を通過している。この例は例示的なものであることは言うまでもない。５つの制御部材１１〜１５は共にユーザが操作して腕時計１の様々な機能を選択するためのユーザ・インターフェースを形成する。

制御部材１１〜１５は腕時計の中央部３の典型的な位置、すなわち、それぞれほぼ２時、３時、４時、８時、１０時の位置に左右に配置される。制御部材１１〜１５が他の位置にも配置できることは言うまでもない。したがって、制御部材の少なくとも１つは時計の前面、例えば、６時の位置に配置できる。

以下の説明では、制御部材１１の構造のみを扱う。この例では、制御部材１２、１３、１４、１５は同様の構成を有する。より詳しく言えば、２つの制御部材１１と１３はケース２内に収容された少なくとも１つの電子ユニットとの通信を確立する入出力端子（それぞれＡとＢで示される）を形成する（そのような電子ユニットは図１に概略が示され、参照番号７２を有する）。制御部材１４、１５は携帯電子ユニットの蓄電器に電気エネルギーを充電するために使用される。制御部材１２は予備専用であり、制御の役割のみを実現する従来の制御部材のように構成できる。制御部材１２はまた時計の時刻を設定する従来のステム−竜頭のように構成できる。

図２ａは、制御部材１１の活動化軸Ｘ−Ｘで切った図１の部分断面図である。上記のように、制御部材１２、１３、１４、１５は同様の構成を有する。制御部材１１は、活動化軸Ｘ−Ｘに沿って平行移動するように中央部３内に配置されたアセンブリ・オリフィス３ａ内で動けるように取り付けられる。制御部材１１は、従来のプッシュボタンのように、圧力で動き、図２ａに示す非押し込み位置と呼ばれる第１の位置から図２ｂに示す押し込み位置と呼ばれる第２の位置まで移動することができる。

制御部材１１は、主として、導電性の材料、有利には金属性の長い形状のステム１００で構成される。このステム１００は、これに限定はされないが、好ましくは、円柱形の形状を有し、一方から他方へ中央部３を通過する。このステム１００は各入出力端子の接続要素を形成する。したがって、ステム１００の第１の端部は中央部３によって形成される空洞内に突き出し、ステム１００の第２の端部は中央部３の外部に延びてユーザが操作することができる。シーリングはステム１００上に配置された１つまたは複数の溝１１０内に収容された１つまたは複数のＯリング・ジョイントによって従来の方法で保証される。

第２の端部上で、ステム１００はより大きい直径のヘッド１２０で終わる。この例では、制御部材のステム１００とヘッド１２０とは一体構造である。あるいは、２つの要素を別々に製造してそれらを結合させるか、導電性のステム１００上にプラスチック材のヘッドを成形してもよい。所望の電気信号の伝送機能を実現するには、いかなる場合でも外部からステム１００にアクセスできなければならない。ステム上にプラスチックのヘッドを成形する、または取り付ける際には、ステムの外部端が外部から電気的に接触可能でなければならない。

中央部３も好ましくは導電性の材料からなり、したがって、ステム１００は絶縁スリーブ３０によって中央部３から絶縁されている。この好ましい実施形態では、図示のように、動作中に、中央部３も規定の電位、ここでは携帯電子機器のアースに接続される。この電気接続の有用性について以下に詳述する。

絶縁スリーブ３０は肩３１を備えた管の形状である。肩は、アセンブリ・オリフィス３ａ内に配置された対応する肩３ｂに中央部３の外側から当たるように配置されている。したがって、絶縁スリーブ３０は外側からアセンブリ・オリフィス内に導入され、好ましくは、例えば打ち込み、ねじ込み、または接着によって中央部３に固定される。この絶縁スリーブ３０は、少なくとも絶縁スリーブ３０に隣接する導電性の部品との接触表面が電気的に絶縁されている限り、プラスチック材料、セラミック材料、エロックスド・アルミニウム、またはその他の任意の材料で製造される。

ある程度まで、電気抵抗が大きい（すなわち、わずかに導電性の）材料で製造されたスリーブを使用してステム１００と導電性の中央部３との間に電流が流れるようにすることができる。これによってステム１００上に電荷が蓄積されることが防止され、スリーブの抵抗が十分に高い値（例えば、数キロオームまたはメガオーム）となるように選択して内部バスの動作を阻害しないようにすることができる。

この例では螺旋ばねで形成される弾性回復手段６が、絶縁スリーブ３０の肩３１と制御部材のヘッド１２０との間に配置される。制御部材に圧力が掛けられると、図２ｂに示すように、回復手段６は肩３１とヘッド１２０との間で圧縮され、回復力を働かせて制御部材を押し込み位置から非押し込み位置に戻そうとする。絶縁スリーブの肩３１は、ここでは導電性の制御部材のヘッド１２０が中央部３と接触しない。

制御部材はステム１００を軸方向で所定の位置に保持するように構成された保持要素４０を含む。保持要素は、制御部材をハウジングから抜き出そうとする回復手段６の作用を阻止するようにに、ステム１００に固定され、中央部３の内側に配置されている。保持要素４０はステム１００に形成された溝１４０内に挿入される従来の保持キーのような構成である。この保持要素４０もまた導電性の材料で製造される。

図２ａで、非押し込み位置で、保持要素４０はアセンブリ・オリフィス３ａの周辺で中央部３に突き当たる。したがって、非押し込み位置で、制御部材のステム１００と中央部３との電気的接続が保証される。制御部材のステム１００は中央部３と同じ電位に接続される。ただし、押し込み位置では、ステム１００の動きに伴う保持要素４０の軸方向の動きのために、この電気的接続は遮断される。

一般に、制御部材の構造は、非押し込み位置では、制御部材のステム１００が規定の電位に接続され、ステムへ電荷が蓄積されないようになっていることが理解されよう。ただし、押し込み位置では、この電気的接続は遮断され、ステム１００を介して電気信号の伝送が可能になる。本発明を実施する上で、非押し込み位置におけるこのアースへの電気的接続は絶対に必要というわけではない。

以下に、一方では第１の制御部材機能、他方では電気信号伝送手段の追加機能を確実に発揮できる制御デバイスの構成と電気接点について詳細に説明する。

図３は制御部材が従来の制御機能に加えて電子機器との間で電気信号を伝送する追加機能を実現するための制御デバイスの構成と動作原理を示す。この図では制御部材の概略が示され、参照符号Ｃで表されている。この制御部材Ｃは制御機能を実現するために第１の電気接点ＳＷ１と従来の方法で協働する。その結果、電気接点ＳＷ１の活動化、すなわち、制御部材Ｃへの圧力に応答して制御信号ＳＥＬが生成される。第１の接点ＳＷ１とは別の第２の電気接点ＳＷ２は、例えば、携帯電子機器内に収容された処理ユニットに接続された入出力回線Ｉ／Ｏとの接続を保証する。この第２の電気接点ＳＷ２は入出力Ｉ／Ｏと制御部材Ｃ、またはより正確にはこの制御部材Ｃのステムとの間の電気的接続を確立する追加機能を実現する。この可能性を電気接点ＳＷ２を介した制御部材Ｃと入出力Ｉ／Ｏとの接続によって図３に示している。この接続は制御部材Ｃが押し込み位置に入って電気接点ＳＷ２を閉成したときに初めて確立される。非押し込み位置では、電気接点ＳＷ２は図示のように制御部材Ｃをここではアースを形成する電位として示されている規定の電位Ｖ_REFに接続する。第１と第２の電気接点ＳＷ１とＳＷ２は独立しているが、それでも、制御部材Ｃ上の圧力に応答して同時に動作させられる。

提案された制御部材の特異性は主として、非押し込み位置では、入出力Ｉ／Ｏと電気的接続する手段として働く制御部材Ｃの導電性部分（すなわち、制御部材のステム）が浮遊状態になっておらず、規定の電位に接続され、制御部材のこの部分への電荷の蓄積が防止されるという点である。

図２ａ、２ｂを再度参照して、上記の電気接点の構成について説明する。これらの図では、中央部３が内部空洞を備え、その内部空洞に、特に、データ処理ユニット（例えば、マイクロコントローラまたはマイクロプロセッサ）、記憶手段（例えば、ＥＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨなど）を含む様々な電気および電子構成要素、さらには腕時計１の機能を実施するその他の構成要素を取り付けるプリント配線基板すなわちＰＣＢ７０を含む電子モジュール７（図２ａに一部示されている）が従来の方法で収容されている。時計構成要素（タイム・ベース、分周器、アナログおよび／またはディジタル表示手段など）が特にこの例では、特に時刻表示などの様々な時計機能が従来同様に設けられている。参照番号７５がＰＣＢ７０の上に配置されたスペーサであり、特に電子機器の表示手段を担持するオプションの要素を示す。

図２ａ、２ｂで、上記の電子モジュール７に給電する電気エネルギー源８が部分的に示されている。これは従来のバッテリまたは充電可能な蓄電器（例えば、前述したように、制御部材１４、１５を介して充電可能な）でよい。

この実施形態では、図３の第２の電気接点ＳＷ１は電子モジュール７に固定されたベース（このベースはこの例ではＰＣＢ７０とスペーサ７５との間に保持されている）と、ステム１００の端部と協働する弾性突起部とを含む電気接点ストリップ５０の形で従来どおり製造されている。ステム１００の端部は絶縁スリーブ３０と同様の材料で製造されている絶縁シース１５０によって接点ストリップ５０から電気的に絶縁されている。接点ストリッ５０の弾性突起部は、第１の電気接点の他方の部分（図２ａ、２ｂには示されていない）と接触するように構成されている。この例では、これは図２ｃの部分平面図で示すＰＣＢ７０の縁部に形成された金属部５２である。この図２ｃでは、表示デバイスをすべて見せるためにスペーサ７５は示されていない。図２ｄは図２ｃと同様の図である。ただし、制御部材１１は押し込み位置にあり、接点ストリップの弾性突起部は金属部５２と接触している。

図３の第２の電気接点ＳＷ２の機能は、ステム１００に固定された保持要素４０と絶縁シース１５０によって覆われた端部の付近にステム１００に対して接線方向に配置された第２の電気接点６０とによって達成される。この電気接点６０もＰＣＢ７０とスペーサ７５との間のベースによって保持されている。したがって、非押し込み位置では（図２ａおよび２ｃ）、電気接点６０は絶縁シース１５０と接触し、押し込み位置では（図２ｂおよび２ｄ）、電気接点６０はステム１００と接触する。

図２ａ〜２ｄで、絶縁シース１５０は２つの機能、すなわち、ステム１００と第１の電気接点（制御部材の位置にかかわらず）との間の電気的絶縁と、ステム１００と電気接点ストリップ６０（非押し込み位置のみ）との間の電気的絶縁とを実現する。電気接点ストリップ６０は当然、絶縁シース１５０とは別の絶縁シースによってステム１００から絶縁することができる。

また、ここで絶縁シース１５０はより大きい直径の部分で終わっている。この特徴は必要ではないが、より大きい直径の部分が２つのストリップ５０、６０の間に挿入され、これらのストリップの間の電気的接触を防止している。

図４を参照して機器のケースの外部からアクセス可能な入出力端子と機器の電子回路との間のインターフェースの好ましい実施形態について説明する。前述したように、２つの制御部材（すなわち、制御部材１１、１３）が第１、第２の入出力端子Ａ、Ｂを形成している。これらの入出力端子Ａ、Ｂの各々は少なくとも１つの電子ユニット（特にユニット７２、７４を含む）の対応する入出力端子にそれぞれ伝送回線Ｉ／Ｏ_A、Ｉ／Ｏ_Bを介して結合されている。図４には、２つの電子ユニット、すなわち、プロセッサ・ユニット７２（マイクロコントローラまたはマイクロプロセッサでもよい）とメモリ７４（例えば、ＥＥＰＲＯＭまたはＦＬＡＳＨタイプの不揮発性メモリ）が例示されている。これらの構成要素は例えば上記ＰＣＢ７０に設けられている。これらの電子ユニットは各々、それぞれ参照番号７２_A、７４_Aおよび７２_B、７４_Bで示される第１、第２の入出力端子を含み、電子ユニット７２、７４の各々はその入出力端子７２_A、７４_Aおよび７２_B、７４_Bを介してＣＬＫとＤＡＴＡで示される２本の回線を含む内部バスに結合されている。第１、第２の伝送回線Ｉ／Ｏ_A、Ｉ／Ｏ_Bはそれぞれこれらの２つのバスを通して接続される。

バスＣＬＫとＤＡＴＡはそれぞれクロック信号（クロッキング信号）の伝送とシリアル・データの伝送に使用される。この場合のように、２本の回線を含むバスを使用するいくつかの通信プロトコルが存在する。これらの通信プロトコルについてはここでは触れない。知っておくべきことは、プロセッサ・ユニット７２がマスタとして動作でき、動作とバスを通るデータの流れを制御でき、プロセッサ・ユニット７２は、例えば、データ回線ＤＡＴＡ上でアドレス・フレームを送信することでバス（メモリ７４を含む）に結合された他の任意のユニットに選択的にアドレスすることができる。

なお、バスを介したインターフェースは厳密には必要ない。プロセッサ・ユニット７２の入出力端子を伝送回線Ｉ／Ｏ_A、Ｉ／Ｏ_Bに結合し、別のバスによってプロセッサ・ユニット７２とメモリ７４とのインターフェースさせてもよい。ただし、提案される構造は、入出力端子Ａ、Ｂを介してユニット７２、７４（またはバスに結合されたその他のユニット）の一方または他方にアクセスできるという点で有利である。

伝送回線Ｉ／Ｏ_A、Ｉ／Ｏ_Bをより詳しく参照すると、それぞれ伝送ゲートＴＧ_A、ＴＧ_Bが入出力端子Ａ、Ｂと各電子ユニット７２、７４の対応する入出力端子７２_A、７４_Aおよび７２_B、７４_Bとの間の伝送回線に挿入されていることが分かる。各伝送ゲートＴＧ_A、ＴＧ_Bは、対応する入出力端子Ａ、Ｂをそれぞれ各電子ユニット７２、７４の対応する入出力端子に結合する、またはその結合を解除する伝送または非伝送状態を有する。これらの伝送ゲートはよく知られている構成要素である。そのような構成要素の詳細については、例えば、Ｆａｉｒｃｈｉｌｄ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｃｏｍｐａｎｙから発売されている構成要素ＮＣ７ＳＺ６６の仕様を参照されたい。

上記の伝送ゲートＴＧ_A、ＴＧ_Bに加えて、静電気保護要素ＴＶＳ_A、ＴＶＳ_Bも入出力端子Ａ、Ｂと伝送ゲートＴＧ_A、ＴＧ_Bとの間の各伝送回線Ｉ／Ｏ_A、Ｉ／Ｏ_Bに挿入されている。図４では、これらの保護要素ＴＶＳ_A、ＴＶＳ_Bは２重ダイオードとしてその全体が示されている。これは本質的によく知られている受動構成要素であり、この構成要素の端子間に印加される電圧が規定のしきい値（例えば、１０ボルト程度）を超えるとすぐに放電経路が確立される。このケースでは、各保護要素ＴＶＳ_A、ＴＶＳ_Bはそれぞれ伝送回線Ｉ／Ｏ_A、Ｉ／Ｏ_Bとアースとの間に接続されている。プレアンブルで述べたように、このタイプの保護要素は通常高い値の浮遊容量（１ｎＦ程度の）を有する。

入出力端子Ａ、Ｂと伝送ゲートＴＧ_A、ＴＧ_Bとの間にる伝送回線Ｉ／Ｏ_A、Ｉ／Ｏ_Bの部分は通常、高消費電力部分を構成する。その構成のため、伝送ゲートＴＧ_A、ＴＧ_Bは各電子ユニット７２、７４の入出力端子からこの高消費電力部分を結合解除させることができる。ここで入出力端子Ａ、Ｂは機器の電子回路との通信に利用されない。したがって、この状態では、保護要素ＴＶＳ_A、ＴＶＳ_Bは内部バスに結合されている電子ユニット間の交換または通信を阻害しない。ただし、保護要素ＴＶＳ_A、ＴＶＳ_Bは、この回線上に蓄積または導入される電荷の数が大きくなりすぎると伝送回線Ｉ／Ｏ_A、Ｉ／Ｏ_B（入出力端子Ａ、Ｂと伝送ゲートＴＧ_A、ＴＧ_Bとの間の部分にある）と回路のアースとの間に放電経路を確立するという第１の機能を実現する。こうして保護要素ＴＶＳ_A、ＴＶＳ_Bは該当する伝送ゲートＴＧ_A、ＴＧ_Bと、プロセッサ・ユニット７２とメモリ７４とを含む下流に位置する構成要素との保護を保証する。

保護要素ＴＶＳ_A、ＴＶＳ_Bとそれぞれの伝送ゲートＴＧ_A、ＴＧ_Bとが協働して機器の電子回路と外部とのインターフェースの最適な電気的保護を保証することが理解されよう。この保護は、入出力端子Ａ、Ｂと、その可動接続要素、すなわち、この例ではそれぞれ制御部材１１、１３によって提供される保護に追加される。

図４に示すように、各伝送ゲートＴＧ_A、ＴＧ_Bの伝送または非伝送状態はゲートの入力に印加される制御信号ＯＥ_A、ＯＥ_Bによってそれぞれ選択される。この制御信号ＯＥ_A、ＯＥ_Bはプロセッサ・ユニット７２自体によって生成されることが望ましい。各ゲートの伝送状態は外部とのインターフェースを実行するに適した条件が満たされるとすぐにプロセッサ・ユニット７２によって活動化できる。伝送ゲートＴＧ_A、ＴＧ_Bの伝送状態は、特に、機器の電子回路との通信に入出力端子を利用しなければならない時に限って起動される。これは電子機器がアダプタ上にあり、入出力端子の接続要素がその結合位置にある場合の話である。ただし、図示の例では、制御部材の従来の起動、例えば、携帯電子機器の機能の選択時には適用されない。

伝送ゲートＴＧ_A、ＴＧ_Bの始動は様々な方法で実行できる。図４では、プロセッサ・ユニット７２が機器のユーザ・インターフェースを形成する制御部材１１〜１５からそれぞれ発信される５つの起動信号ＳＥＬ₁〜ＳＥＬ₅を受信する。図４に、起動信号ＳＥＬ₁〜ＳＥＬ₃を生成する制御部材１１、１３の電気接点の概略も示されている。５つの制御部材１１〜１５の同時または延期起動に続いて伝送ゲートＴＧ_A、ＴＧ_Bの起動を実行させることができる（基本的に機器がアダプタ上にある時に発生する状態である）。あるいは、通信モード起動機能を電子機器の機能の範囲で事前定義でき、この機能を機器のユーザ・インターフェースによって呼び出して選択することができる。

伝送ゲートＴＧ_A、ＴＧ_Bが起動されるとすぐに、伝送回線Ｉ／Ｏ_A、Ｉ／Ｏ_Bの高消費電力部分（バスの延長といってもよい）が電子機器の内部バスに接続される。この状況は機器が通信モードの時にのみ発生する。そのとき、機器はアダプタ上にあり、電力消費の問題の深刻さは弱まる。実際、電子機器は外部電源またはアダプタ内に配置され他の端子、例えば、制御部材１４、１５を介して機器に接続された充電可能なデバイスを介して電力を供給できる。

ただし、各保護要素ＴＶＳ_A、ＴＶＳ_Bの浮遊容量は問題になることがある。実際、この浮遊容量は消費電力に影響するだけでなく、データが搬送される回線の応答時間にも影響する。このケースでは、内部バスの各回線ＣＬＫ、ＤＡＴＡは、非占有状態で、基準電圧、ここでは「プルアップ」デバイスを介して高電圧Ｖ_CC1に接続される。ここではこれは、それぞれバスＣＬＫ、ＤＡＴＡと高電圧Ｖ_CCとの間に接続されているそれぞれの抵抗要素Ｒ_P1、Ｒ_P2（またはプルアップ抵抗器）である。抵抗の値は消費電力、バス応答時間、バスを「制御」するインターフェースされる構成要素の容量の関数として選択され、この値はバス上の消費電力を低減するために高くなければならないが、一方で応答時間を最小限にするためにバス上の容量と比較して十分に低くなければならない。

伝送ゲートＴＧ_A、ＴＧ_Bの起動時に、各保護要素ＴＶＳ_A、ＴＶＳ_Bの浮遊容量が再びバス上に存在する。この浮遊容量は内部バス上にすでに存在する容量に追加され、等しい抵抗値で、バス応答時間の増加を招く。これが理由で、入出力端子Ａ、Ｂと伝送ゲートＴＧ_A、ＴＧ_Bとの間の各伝送回線Ｉ／Ｏ_A、Ｉ／Ｏ_B上に追加のプルアップ・デバイスが配置される。要素Ｒ_P1、Ｒ_P2と同様、この例では、これらは今度は伝送回線Ｉ／Ｏ_A、Ｉ／Ｏ_Bの高消費電力部分と高電圧Ｖ_CCとの間に接続された抵抗要素Ｒ_PA、Ｒ_PBである。こうしてこれらの追加の抵抗要素は伝送ゲートＴＧ_A、ＴＧ_Bの起動時にバス上に存在する容量の増加を保証する。抵抗要素Ｒ_P1、Ｒ_P2は例えば電流源などの他の動作が似たデバイスと交換してもよい。

上記の実施形態について添付の請求の範囲に規定する本発明の範囲から逸脱することなく、当業者には明らかな様々な変更および／または改良を加えることができる。特に、本発明は腕時計に限定されず、他の任意の携帯電子機器に適用できる。

さらに、制御部材を入出力端子として使用することは、好ましく有利ではあるが、不要である。携帯電子機器のケースに対して動くように取り付けられ、ケース内に収容された電子回路への電気的なアクセスを可能にする導電性の接続要素を含む他の任意の結合解除デバイス（例えば、日本国特許出願第１１−１２６１１５Ａ号、日本国特許出願第２００１−１７５６１０号で開示された従来技術の解決策のような）を使用できる。

上記の制御部材の構造は本発明の請求項を実施するために望ましい機能に影響することなく様々に変更することができる。機器の中央部３はスリーブ３０がもはや不要である非導電性の材料でも製造できる。その場合、ステム１００の付近に、規定の電位に接続された導電性の基準要素を配置し、ステム１００を非押し込み位置でこの基準要素に接触させることが好ましい。

入出力端子をそれぞれ結合および結合解除する２つの別個の位置を有する限り、プッシュボタンに代えて他の任意のタイプの制御部材を使用することができる。また、例えば、少なくとも２つの別の軸位置を有するステム−竜頭を考案することもできる。接続要素の動きは平行移動以外の動きに従ってもよい。例えば、可動要素が回転運動をする制御部材を考案してもよい。

入出力端子を介して接続を確立するための電子ユニットの性質は様々であることが最終的に理解されよう。これは上記のプロセッサ・ユニット、単なるメモリ・ユニットまたは動作機能を調整できるユニット（例えば、分周回路、センサなど）であってよい。

プッシュボタン・タイプの複数の制御部材を含む腕時計の形で図中有利に示されている本発明の電子機器の概略平面図である。 非押し込み位置に示されている図１の機器の制御部材の１つの断面図である。 制御部材が押し込み位置に示されている図２ａと同様の断面図である。 非押し込み位置にある図２ａの制御部材の部分平面図である。 制御部材が押し込み位置に示されている図２ｃと同様の平面図である。 従来の制御機能に加えて、制御部材が電子機器との間での電気信号の伝送を可能にする追加機能を実現する図２ａ〜２ｄの制御部材の構成と動作を示す概略図である。 制御部材と機器の電子回路との間のインターフェースの好ましい実施形態を示すブロック図である。

符号の説明

１ 携帯電子機器、２ ケース、３、３０、４０ 電気信号の伝送を可能にする手段、３ａ アセンブリ・オリフィス、１１〜１５ ユーザ・インターフェース、１１ 制御部材、７４ 電子ユニット、１００ 要素

Claims (10)

1. ケース（２）と、前記ケース（２）内に収容された少なくとも１つの電子ユニット（７
   ２、７４）と、前記ケース（２）の外からアクセス可能である少なくとも第１の入力およ
   び／または出力端子（Ａ；Ｂ）と、前記ケース（２）に対して動くように取り付けられた
   導電性の接続要素（１００）とを含み、
   前記少なくとも第１の入力および／または出力端子（Ａ；Ｂ）が、伝送回線（Ｉ／Ｏ_A
   ；Ｉ／Ｏ_B）を介して前記電子ユニット（７２、７４）の入力および／または出力端子（
   ７２ _A 、７４ _A ；７２ _B 、７４ _B ）に電気的に接続するように構成され、かつ前記接続要素
   （１００）を通して前記伝送回線（Ｉ／Ｏ _A ；Ｉ／Ｏ _B ）で電気信号の伝送を可能にするよ
   うに構成され、
   前記接続要素（１００）が、前記少なくとも第１の入力および／または出力端子（Ａ；
   Ｂ）がそれぞれ前記電子ユニット（７２、７４）の入力および／または出力端子（７２_A
   、７４_A；７２ _B 、７４_B）からそれぞれ結合解除される、またはそこに結合される第１ま
   たは第２の位置を占めることができる携帯電子機器（１）であって、
   前記携帯電子機器（１）が、
   前記少なくとも１つの第１の入力および／または出力端子（Ａ；Ｂ）と電子ユニット（
   ７２、７４）の前記入力および／または出力端子（７２_A、７４_A；７２_B、７４_B）との間
   の伝送回線（Ｉ／Ｏ_A；Ｉ／Ｏ_B）に挿入された伝送ゲート（ＴＧ_A；ＴＧ_B）であって、前
   記少なくとも１つの第１の入力および／または出力端子（Ａ；Ｂ）が電子ユニット（７２
   、７４）の前記入力および／または出力端子（７２_A、７４_A；７２_B、７４_B）とそれぞれ
   結合され、または結合解除されることを可能にする伝送または非伝送状態を有する伝送ゲ
   ート（ＴＧ_A；ＴＧ_B）と、
   前記少なくとも１つの第１の入力および／または出力端子（Ａ；Ｂ）と前記伝送ゲート
   （ＴＧ_A；ＴＧ_B）との間の前記伝送回線（Ｉ／Ｏ_A；Ｉ／Ｏ_B）上に挿入された静電気保護
   要素（ＴＶＳ_A；ＴＶＳ_B）とをさらに含むことを特徴とする携帯電子機器。
2. 前記接続要素（１００）が前記第１の位置を占める時に前記接続要素（１００）を規定
   の電位に接続し、前記接続要素（１００）が前記第２の位置を占める時に前記接続要素（
   １００）の前記規定の電位への接続を遮断して前記伝送回線（Ｉ／Ｏ_A；Ｉ／Ｏ_B）上での
   前記電気信号の伝送を可能にする手段（３、３０、４０）をさらに含むことを特徴とする
   請求項１に記載の携帯電子機器。
3. 前記伝送ゲート（ＴＧ_A；ＴＧ_B）の伝送または非伝送状態がプロセッサ・ユニット（７
   ２）によって制御されることを特徴とする請求項１または２に記載の携帯電子機器。
4. 前記携帯電子機器の機能を選択するユーザ・インターフェース（１１〜１５）をさらに
   含み、前記伝送ゲート（ＴＧ_A；ＴＧ_B）の伝送または非伝送状態が前記ユーザ・インター
   フェース（１１〜１５）を介して選択されることを特徴とする請求項１から３のいずれか
   一項に記載の携帯電子機器。
5. 前記携帯電子機器の機能を選択するユーザ・インターフェース（１１〜１５）を含み、
   前記ユーザ・インターフェースが前記ケース（２）上で可動でありユーザによって活動化
   できるように取り付けられた第１の制御部材（１１）を少なくとも含み、
   前記第１の制御部材（１１）が前記第１の入力および／または出力端子（Ａ）の役割も
   果たすことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の携帯電子機器。
6. 前記制御部材（１１）が前記ケース（２）内に配置されたアセンブリ・オリフィス（３
   ａ）内で可動であり、活動化軸（Ｘ−Ｘ）に沿って平行移動するように取り付けられたプ
   ッシュボタンであり、前記プッシュボタンが圧力で動き、非押し込み位置と呼ばれる第１
   の位置から押し込み位置と呼ばれる第２の位置まで移動し、
   前記プッシュボタンが前記アセンブリ・オリフィス（３ａ）を通過し、それぞれ前記ケ
   ース（２）の内側と外側に突き出る第１と第２の端部を含む前記接続要素を形成する導電
   性のステム（１００）を含むことを特徴とする請求項５に記載の携帯電子機器。
7. 前記制御部材（１１）が、前記接続要素（１００）から電気的に絶縁され、前記制御部材（１１）への圧力に応答して制御信号（ＳＥＬ）を生成する第１の電気接点（ＳＷ１）と、
   前記接続要素（１００）と前記伝送回線（Ｉ／Ｏ_A；Ｉ／Ｏ_B）との間の電気的接続を押
   し込み位置で確立する第２の電気接点（ＳＷ２）とを活動化することを特徴とし、
   前記第２の電気接点（ＳＷ２）が、前記第１の位置で、前記接続要素（１００）と規定
   の電位（Ｖｒｅｆ）との間の電気的接続を確立し、前記接続要素（１００）上に電荷が蓄
   積されることを防ぐ請求項５または６に記載の携帯電子機器。
8. 前記電子ユニット（７２、７４）がバスに結合され、前記伝送回線（Ｉ／Ｏ_A；Ｉ／Ｏ_B
   ）と前記電子ユニット（７２、７４）の前記入力および／または出力端子（７２_A、７４_A
   ；７２_B、７４_B）が前記バスの回線（ＣＬＫ；ＤＡＴＡ）に結合されていることを特徴と
   する請求項１から７のいずれか一項に記載の携帯電子機器。
9. 前記バスの前記回線（ＣＬＫ；ＤＡＴＡ）が、非占有状態で、基準電圧（Ｖ_CC）に接続
   され、前記バス（ＣＬＫ；ＤＡＴＡ）を前記基準電圧（Ｖ_CC）までプルする第１の手段（
   Ｒ_P1；Ｒ_P2）が、前記伝送ゲート（ＴＧ_A；ＴＧ_B）と電子ユニット（７２、７４）の前記
   入力および／または出力端子（７２_A、７４_A；７２_B、７４_B）との間の前記バスに接続さ
   れ、
   前記バス（ＣＬＫ；ＤＡＴＡ）を前記基準電圧（ＶCC）までプルする第２の手段（Ｒ_PA
   ；Ｒ_PB）が、前記入力および／または出力端子（Ａ、Ｂ）と前記伝送ゲート（ＴＧ_A；Ｔ
   Ｇ_B）との間で前記伝送回線（Ｉ／Ｏ_A；Ｉ／Ｏ_B）に接続されていることを特徴とする請
   求項８に記載の携帯電子機器。
10. 第１の入力および／または出力端子（Ａ）に加えて、第２の入力および／または出力端
    子（Ｂ）が第２の伝送回線（Ｉ／Ｏ_B）を介して電子ユニット（７２、７４）の第２の入
    力および／または出力端子（７２_B、７４_B）に結合でき、前記第１と第２の入力および／
    または出力端子（Ａ、Ｂ）の伝送回線（Ｉ／Ｏ_A；Ｉ／Ｏ_B）がそれぞれクロック信号（Ｃ
    ＬＫ）とデータ信号（ＤＡＴＡ）とを伝送することを特徴とする請求項１から９のいずれ
    か一項に記載の携帯電子機器。

Images