KR200486837Y1 - 고속 커넥터 시스템 - Google Patents

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KR200486837Y1
KR200486837Y1 KR2020160005304U KR20160005304U KR200486837Y1 KR 200486837 Y1 KR200486837 Y1 KR 200486837Y1 KR 2020160005304 U KR2020160005304 U KR 2020160005304U KR 20160005304 U KR20160005304 U KR 20160005304U KR 200486837 Y1 KR200486837 Y1 KR 200486837Y1
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쿠네이트 바칸
에릭 티. 수후
에릭 에이. 우터만
패트릭 제이. 퀸
로버트 스크리츠키
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애플 인크.
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Abstract

정형화된 디바이스 인클로저 내에 맞는 바람직한 폼 팩터를 가질 수 있는 커넥터 소켓들. 이들 정형화된 커넥터 소켓들 및 대응하는 커넥터 인서트들은 또한 고속 성능이 가능할 수 있다. 예들은 이러한 고속을 지원하는 이들 커넥터 인서트들 및 커넥터 소켓들에 대한 회로를 또한 제공할 수 있다.

Description

고속 커넥터 시스템{HIGH-SPEED CONNECTOR SYSTEM}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은, 참고로 포함되는, 2015년 9월 8일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/215,573호, 및 2015년 11월 11일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/254,145호에 대한 우선권을 주장한다.
소비자가 이용가능한 전자 디바이스의 수 및 종류는 지난 몇 년간 엄청나게 증가하였고, 이러한 증가는 감소의 기미를 보이지 않는다. 휴대용 컴퓨팅 디바이스, 태블릿, 데스크톱, 및 올인원 컴퓨터, 셀(cell), 스마트, 및 미디어 폰, 저장 디바이스, 휴대용 미디어 플레이어, 내비게이션 시스템, 모니터 및 다른 디바이스와 같은 디바이스가 아주 흔하게 되었다.
이들 디바이스는 종종 다양한 케이블 조립체를 사용하여 전력 및 데이터를 수신 및 제공한다. 이들 케이블 조립체는 케이블의 하나 이상의 단부 상에 커넥터 인서트(connector insert), 또는 플러그를 포함할 수 있다. 커넥터 인서트는 전자 디바이스 상의 커넥터 리셉터클(connector receptacle) 내로 끼워질 수 있어서, 신호 및 전력을 위한 하나 이상의 전도성 경로를 형성할 수 있다.
커넥터 리셉터클은, 전형적으로 접점을 적어도 부분적으로 둘러싸고 그를 위한 기계적 지지를 제공하는 하우징으로 형성될 수 있다. 이들 접점은 디바이스들 사이에 전기적 경로의 부분들을 형성하도록 커넥터 인서트 상의 대응 접점과 정합하도록 배열될 수 있다. 이들 커넥터 리셉터클은 전자 디바이스를 둘러싸는 디바이스 인클로저(enclosure)에 부착되거나 달리 고정될 수 있다. 이들 인클로저는 미적 및 기능적 이유 둘 모두를 위해 고도로 양식화될 수 있다. 예를 들어, 디바이스 인클로저의 부분들은 경사지거나, 만곡되거나, 다른 비-직교 형상을 가질 수 있다. 이들 인클로저는 또한 얇거나 좁을 수 있다.
이들 인클로저의 곡률 또는 크기는 커넥터 리셉터클을 인클로저에 끼우는 것을 어렵게 할 수 있다. 또한, 생성된 커넥터 리셉터클이 조립하기에 어려울 수 있다. 또한, 그러한 커넥터 리셉터클들로 고속을 달성하는 것은 어려울 수 있다.
커넥터 인서트들은 커넥터 리셉터클들 상의 대응 접점들과 정합하기 위한 접점들을 포함할 수 있다. 또한, 커넥터 인서트들로 고속을 달성하는 것은 어려울 수 있다.
따라서, 양식화된 디바이스 인클로저 내에 끼워지도록 원하는 폼 팩터를 가질 수 있는 커넥터 리셉터클들이 필요하다. 또한, 이러한 커넥터 리셉터클들 및 대응 커넥터 인서트들이 또한 고속 성능을 갖추고 있는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 이러한 고속을 지원하는 커넥터 인서트들 및 커넥터 리셉터클들과 연관된 회로를 갖는 것이 바람직할 수 있다.
따라서, 본 고안의 실시예들은 양식화된 디바이스 인클로저 내에 끼워지도록 원하는 폼 팩터를 가질 수 있는 커넥터 리셉터클들을 제공할 수 있다. 이러한 양식화된 커넥터 리셉터클들 및 대응 커넥터 인서트들은 또한 고속 성능을 갖추고 있을 수 있다. 본 고안의 실시예들은 또한 이러한 고속을 지원하는 이러한 커넥터 인서트들 및 커넥터 리셉터클들을 위한 회로를 제공할 수 있다.
본 고안의 예시적인 실시예는 미적 및 기능적 이유 중 어느 하나 또는 둘 모두를 위해 고도로 양식화될 수 있는 인클로저들에서 사용하기 위한 커넥터 리셉터클을 제공할 수 있다. 이러한 커넥터 리셉터클은 커넥터 인서트를 수용하기 위해 융기된 부분(raised portion)을 갖는 상부 커버 또는 쉘(shell) 부분을 갖는 하우징을 포함할 수 있다. 상부 쉘 부분은, 커넥터 리셉터클이 전자 디바이스 내의 다른 컴포넌트들의 배치를 허용하기 위해 좁아질 수 있는 하부 부분으로 테이퍼질 수 있다. 커넥터 리셉터클은 하부 가로줄의 접점들 및 상부 가로줄의 접점들을 갖는 하우징을 추가로 포함할 수 있다. 상부 가로줄은 상부 쉘 부분이 하부 부분으로 테이퍼질 수 있게 하는 하강 단차 부분(step-down portion)을 포함할 수 있다.
본 고안의 다른 예시적인 실시예는 고속이 가능한 커넥터 리셉터클을 제공할 수 있다. 상부 가로줄의 접점들은 제1 하우징 부분을 사용하여 함께 유지될 수 있고, 하부 가로줄의 접점들은 제2 하우징 부분을 사용하여 함께 유지될 수 있다. 제1 하우징 부분 및 제2 하우징 부분은 다양한 인터로킹(interlocking) 특징부들을 사용하여 하우징에 고정될 수 있다. 이러한 하우징 부분들은 하우징에 대해 제자리에 접점들을 고정시킬 수 있다. 이러한 배열은, 하우징에 대해 제자리에 접점들을 고정시키기 위해 돌기(barb)들이 하우징 내에 삽입되는 종래의 커넥터 리셉터클들과 대조될 수 있다. 이러한 돌기들은 신호 무결성을 저하시킬 수 있는 고주파수 스터브(stub)들을 형성할 수 있다. 이러한 돌기들을 생략함으로써, 고주파수에서의 커넥터 리셉터클의 성능이 개선될 수 있다. 또한, 상부 가로줄의 접점들은 전술된 바와 같은 하강 단차 부분을 포함할 수 있다. 이러한 하강 단차 부분은 예리한 코너들을 피하기 위하여 접점의 길이에 걸쳐 전이하는 단차부(step)를 포함할 수 있는데, 이 또한 신호 무결성을 저하시킬 수 있다. 이러한 예리한 코너들을 생략함으로써, 고주파수에서의 커넥터 리셉터클의 성능이 추가로 개선될 수 있다.
본 고안의 다른 예시적인 실시예는 용이하게 제조되는 커넥터 리셉터클을 제공할 수 있다. 상부 쉘 부분은 하부 쉘 부분에 연결될 수 있다. 상부 쉘 부분 및 하부 쉘 부분은 각각, 각각의 쉘 부분의 전방 에지로부터 연장되는 전자기 간섭(EMI) 접점들을 포함할 수 있다. 이러한 EMI 접점들은 대응 커넥터 인서트가 커넥터 리셉터클 내에 삽입될 때 커넥터 인서트 상의 쉘 또는 하우징과 전기적 접촉을 이룰 수 있다.
본 고안의 다른 예시적인 실시예는 고속 성능을 갖추고 있을 수 있는 커넥터 인서트를 제공할 수 있다. 이러한 커넥터 인서트의 폼 팩터는 라이트닝(Lightning)™ 커넥터와 동일 또는 유사할 수 있다. 종래의 커넥터 인서트들에서, 핀-투-핀(pin-to-pin) 또는 접점-대-접점 정전용량은 고주파수들에서의 신호 라인 임피던스를 감소시킬 수 있다. 임피던스의 이러한 감소는 커넥터 인서트를 통해 전달되는 신호들의 고주파수 성분들을 감쇠시킬 수 있다. 이러한 고주파수 성분들의 손실은 신호들의 에지들을 늦출 수 있고, 신호 성능을 저하시킬 수 있다. 따라서, 본 고안의 실시예들은 감소된 접점-대-접점 정전용량을 갖는 커넥터 인서트들을 제공할 수 있다.
커넥터 인서트에서의 접점 기하학적 구조들은 변경되기 어려울 수 있다. 예를 들어, 접점들 사이의 간격은 증가되기 어려울 수 있는데, 이는 그것이 커넥터 인서트 및 대응 커넥터 리셉터클의 폭을 증가시킬 것이기 때문이다. 접점의 길이는 삽입 및 추출 동안 충분한 와이핑 힘(wiping force)을 제공하기 위해 소정 길이를 가질 필요가 있을 수 있다. 또한, 길이 및 폭은 상호운용성을 유지시키기 위한 규격으로 인해 고정될 수 있다. 이러한 기하학적 구조들을 변경하는 대신에, 본 고안의 예시적인 실시예는 접점들 사이의 재료에 대해 더 낮은 유전율을 갖는 커넥터 인서트를 제공할 수 있다. 이러한 더 낮은 유전율은 접점-대-접점 정전용량을 감소시키고 고주파수들에서의 신호 접점들의 임피던스를 개선시킬 수 있다.
본 고안의 예시적인 실시예에서, 인접한 접점들 사이에 공기 갭이 제공될 수 있다. 이러한 공기 갭은 유전율이 대략 1.0일 수 있다. 본 고안의 다른 실시예들에서, 접점들 사이에 선택적인 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 가스킷 또는 테이프 층이 배치될 수 있다. 이러한 PTFE 층은 유전율이 대략 2.0일 수 있고, 이는 또한 접점-대-접점 정전용량을 감소시키고 고주파수들에서의 신호 접점들의 임피던스를 개선시킬 수 있다.
본 고안의 예시적인 실시예에서, 공기 갭은 성형된 접점 퍽(molded contact puck)에 의해 제공될 수 있다. 커넥터 인서트를 위한 하우징의 상부면 개구에서의 인쇄 회로 기판의 상부 표면 상에 상부 성형된 접점 퍽이 배치될 수 있다. 접점 퍽은 접점들을 위한 통로들을 가질 수 있다. 성형된 접점 퍽은, 인쇄 회로 기판의 상부 표면과 접촉하고 인접한 접점들 사이의 공기 갭을 밀봉하는 리브(rib)를 가질 수 있다. 접점들 및 성형된 접점 퍽은 오버몰딩될(over-molded) 수 있다. 오버몰드는 공기 갭이 유지되도록 리브에 의해 차단될 수 있다. 이러한 공정은 하부 성형된 접점 퍽에 대해 동일할 수 있다.
본 고안의 다른 예시적인 실시예는 커넥터 리셉터클을 위한 회로를 제공할 수 있다. 일반적으로, 커넥터 리셉터클은 USB 3.0(universal serial bus 3.0) 인터페이스를 위한 상부 가로줄의 접점들 및 USB 2.0 인터페이스를 위한 하부 가로줄의 접점들을 포함할 수 있다. USB 3.0 신호들을 위한 회로는 상부 가로줄의 접점들에 접속될 수 있고, USB 2.0 신호들을 위한 회로는 하부 가로줄의 접점들에 접속될 수 있다. USB 3.0 디바이스와의 접속이 이루어질 때, USB 3.0 신호들은 상부 가로줄의 접점들 상에 존재할 수 있고, 하부 가로줄의 접점들은 USB 3.0 인터페이스의 일부인 USB 2.0 신호들을 위해 사용될 수 있다. USB 2.0 디바이스와의 접속이 이루어질 때, USB 2.0 신호들은 상부 가로줄의 접점들 및 하부 가로줄의 접점들 양쪽 모두 상에 존재할 수 있다. USB 2.0 인터페이스는 라이트닝 또는 다른 유형의 인터페이스일 수 있다. 따라서, 커넥터 리셉터클은 라이트닝 커넥터 리셉터클과 유사한 물리적인 폼 팩터를 가질 수 있고, 라이트닝 커넥터 인서트들을 수용할 수 있다. USB 3.0 디바이스가 접속될 때, USB 3.0 커넥터 인서트를 수용하며 라이트닝 폼 팩터를 갖는 커넥터 인서트를 제공하는 동글(dongle)이 사용될 수 있다. 동글은 복수의 멀티플렉서들, ID 칩, 및 인증 칩을 포함할 수 있는데, 인증 칩은 ID 칩, 멀티플렉서들, 또는 둘 모두와 조합될 수 있다. 본 고안의 다른 실시예들에서, 이러한 회로들 중 하나 이상이 액세서리 디바이스 내에 포함될 수 있다. 액세서리 디바이스는 USB 3.0을 지원하지만 라이트닝 폼 팩터를 갖는 접속부를 포함할 수 있다.
일반적으로, 라이트닝 커넥터 인서트들은 텅(tongue)의 상부면 상에서 텅의 하부면 상에서와 동일한 접점들을 갖는다. USB 2.0 접속이 이루어질 때 USB 2.0 신호들이 상부 가로줄의 접점들 상에 존재할 수 있기 때문에, USB 2.0 신호들은 USB 3.0 회로들에 제공될 수 있다. 이는 USB 2.0 신호들을 여분의 거리로 보내도록 할 수 있는데, 이는
고주파수 성능을 저하시킬 수 있는 신호 경로에서의 스터브들을 생성할 수 있다. 따라서, 상부 가로줄의 접점들 근방에 복수의 스위치들이 제공될 수 있다. USB 2.0 신호들이 수신되고 있을 때, 이러한 스위치들이 열림으로써 USB 3.0 회로들로부터 상부 가로줄의 접점들을 접속해제하여 USB 2.0 신호들의 신호 무결성을 개선시킬 수 있다. 스위치들이 USB 3.0 신호들을 위해 닫힐 때, 상부 가로줄의 접점들은 USB 3.0 제어기에 접속될 수 있다. 커넥터 인서트가 커넥터 리셉터클로부터 제거될 때, 제거가 검출될 수 있고, 스위치들이 열림으로써 상부 가로줄의 커넥터 리셉터클 접점들 상의 과도상태로부터 USB 3.0 제어기를 보호할 수 있다.
이러한 커넥터 리셉터클은 USB 2.0 또는 USB 3.0 액세서리들 중 어느 하나에 접속하고 그에 전력을 공급할 수 있다. 따라서, 본 고안의 예시적인 실시예는 전력이 USB 2.0 또는 USB 3.0 액세서리들 중 어느 하나에 제공될 수 있도록 하는 전력 회로를 제공할 수 있다. 본 고안의 이들 및 다른 실시예들에서, 제1 전원이 USB 2.0 액세서리에 전력을 제공할 수 있다. USB 3.0 액세서리에 대한 전력이 필요할 때, 제2 전원이 제1 전원을 대체할 수 있거나 제1 전원에 추가될 수 있다. 본 고안의 이들 및 다른 실시예들에서, 전력이 또한 커넥터 리셉터클에서 수신될 수 있다. 본 고안의 이들 및 다른 실시예들에서, 전력이 제1 접점에서 수신될 수 있고, 제2 접점에서 동시에 제공될 수 있다.
본 고안의 이들 및 다른 실시예들에서, 이러한 커넥터 리셉터클 내로 끼워질 수 있는 커넥터 인서트가 회전가능할 수 있다. 이러한 커넥터 리셉터클 내로 끼워지는 커넥터 인서트가 회전가능하기 때문에, 케이블은 USB 3.0 신호들이 항상 커넥터 리셉터클 내의 상부 가로줄의 접점들에서 수신되고 USB 2.0 신호들이 항상 커넥터 리셉터클 내의 상부 및 하부 가로줄들의 접점들에서 수신되는 것을 보장하기 위한 회로를 포함할 수 있다.
복수의 멀티플렉서들이 디바이스에서 커넥터 리셉터클의 하부 가로줄의 접점들에 접속될 수 있다. 멀티플렉서들과 연관된 제어기 회로 또는 다른 회로가 이러한 커넥터 리셉터클 내로 끼워지는 케이블 인서트 내의 제어기들과 통신할 수 있다. 상부 가로줄 제어기가 커넥터 인서트 내의 상부 가로줄의 접점들과 연관될 수 있고, 하부 가로줄 제어기가 커넥터 인서트 내의 하부 가로줄의 접점들과 연관될 수 있다. USB 3.0 디바이스가 접속되고 커넥터 인서트 내의 하부 가로줄 제어기가 멀티플렉서 제어기와 통신할 수 있을 때, 하부 가로줄 제어기는 커넥터 인서트가 직선 또는 비회전 구성 - 즉, 커넥터 인서트가 회전되지 않음 - 으로 커넥터 리셉터클 내로 삽입되는 것을 결정한다. USB 3.0 디바이스가 접속되고 커넥터 인서트 내의 상부 가로줄 제어기가 멀티플렉서 제어기와 통신할 수 있을 때, 상부 가로줄 제어기는 커넥터 인서트가 회전된 구성으로 커넥터 리셉터클 내로 삽입되는 것을 결정한다. 이어서, 상부 가로줄 제어기는 커넥터 인서트의 접점들과의 신호 접속들을 플립(flip) 및 미러링하도록 커넥터 인서트 내의 크로스바(crossbar)에게 지시할 수 있다. 이것은 커넥터 인서트를 유효하게 회전시키고, 커넥터 리셉터클의 상부 가로줄의 접점들 상에 USB 3.0 신호들을 배치하며 커넥터 리셉터클의 하부 가로줄의 접점들 상에 USB 2.0 신호들을 배치한다.
USB 2.0 디바이스, 예컨대 라이트닝 디바이스가 접속될 때, 커넥터 인서트 내의 상부 및 하부 신호 접점들은 적어도 2개의 패턴들 중 하나로 서로 단락될 수 있다. 이어서, USB 2.0 또는 라이트닝 신호들은 커넥터 리셉터클 내의 상부 가로줄의 접점들 및 하부 가로줄의 접점들 양쪽 모두 상에서 수신될 수 있다. 상부 가로줄의 접점들에 접속된 스위치들은 열릴 수 있다. 멀티플렉서 제어기 회로는 커넥터 인서트가 회전되지 않는 경우 USB 2.0 또는 라이트닝 신호들을 변화없이 통과시킬 수 있거나, 또는 커넥터 인서트가 회전되는 경우 커넥터 리셉터클의 하부 가로줄의 접점들 상에서 수신된 USB 2.0 또는 라이트닝 신호들을 재순서화할 수 있다.
본 고안의 다양한 실시예들에서, 커넥터 리셉터클들 및 커넥터 인서트들의 컴포넌트들은 다양한 재료들의 다양한 방식들로 형성될 수 있다. 예를 들어, 접점들 및 다른 전도성 부분들은 스탬핑, 금속 사출 성형, 기계가공, 미세 기계가공, 3D 인쇄, 또는 다른 제조 공정에 의해 형성될 수 있다. 전도성 부분들은 스테인레스강, 강철, 구리, 티탄 구리, 인청동, 또는 다른 재료 또는 재료들의 조합으로 형성될 수 있다. 그것들은 니켈, 금, 또는 다른 재료로 코팅되거나 도금될 수 있다. 비전도성 부분들, 예컨대, 리셉터클 하우징들, 접점 퍽들, 및 다른 부분들은 사출 또는 다른 성형, 3D 인쇄, 기계가공, 또는 다른 제조 공정을 이용하여 형성될 수 있다. 비전도성 부분들은 규소 또는 실리콘, 마일러(Mylar), 마일러 테이프, 고무, 경질 고무, 플라스틱, 나일론, 엘라스토머, 액정 폴리머(LCP), 세라믹, 또는 다른 비전도성 재료 또는 재료들의 조합으로 형성될 수 있다.
본 고안의 실시예들은, 휴대용 컴퓨팅 디바이스, 태블릿 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터, 랩톱, 올인원 컴퓨터, 착용가능한 컴퓨팅 디바이스, 휴대폰, 스마트폰, 미디어폰, 저장 디바이스, 키보드, 커버, 케이스, 휴대용 미디어 재생기, 내비게이션 시스템, 모니터, 전원, 어댑터, 원격 제어 디바이스, 충전기, 및 다른 디바이스들과 같은 다양한 유형의 디바이스 내에 위치될 수 있고 그에 접속할 수 있는 커넥터 리셉터클 및 커넥터 인서트를 제공할 수 있다. 이러한 커넥터 리셉터클 및 커넥터 인서트는, USB, HDMI(High-Definition Multimedia Interface®), DVI(Digital Visual Interface), 이더넷, 디스플레이포트, 썬더볼트(Thunderbolt)™, 라이트닝, JTAG(Joint Test Action Group), TAP(test-access-port), DART(Directed Automated Random Testing), UART(universal asynchronous receiver/transmitter), 클록 신호, 전력 신호, 및 다른 유형의 표준, 비표준, 및 독자적 인터페이스들 및 개발되었거나 개발 중이거나 또는 향후 개발될 그들의 조합들과 같은 다양한 표준들과 호환 가능한 신호들을 위한 경로들을 제공할 수 있다. 본 고안의 다양한 실시예들에서, 이러한 커넥터 리셉터클 및 커넥터 인서트에 의해 제공되는 이러한 상호접속 경로는 전력, 접지, 신호, 테스트 포인트, 및 다른 전압, 전류, 데이터, 또는 다른 정보를 전달하는 데 사용될 수 있다.
본 고안의 다양한 실시예들은 본 명세서에 기재된 이들 및 다른 특징부들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 본 고안의 본질 및 이점들의 더 나은 이해가 하기의 상세한 설명 및 첨부 도면을 참조함으로써 얻어질 수 있다.
도 1은 본 고안의 실시예에 따른 전자 시스템을 도시한다.
도 2는 본 고안의 실시예에 따른 전자 디바이스의 일부분을 도시한다.
도 3은 본 고안의 실시예에 따른 커넥터 리셉터클을 도시한다.
도 4는 도 3의 커넥터 리셉터클의 하부측 도면이다.
도 5는 도 3의 커넥터 리셉터클의 후방 도면을 도시한다.
도 6은 도 3의 커넥터 리셉터클의 분해도를 도시한다.
도 7은 본 고안의 실시예에 따른 커넥터 인서트를 도시한다.
도 8은 본 고안의 실시예에 따른 커넥터 인서트의 분해도를 도시한다.
도 9는 본 고안의 실시예에 따른 커넥터 인서트의 분해된 부분의 확대도이다.
도 10은 본 고안의 실시예에 따른 접점 퍽의 확대도를 도시한다.
도 11은 본 고안의 실시예에 따른 접점 퍽의 하부측 도면을 도시한다.
도 12는 본 고안의 실시예에 따른 다수의 접점들을 지지하는 성형된 접점 퍽의 저면도 및 측면도를 도시한다.
도 13은 오버몰드 절차가 발생된 전후에 본 고안의 실시예에 따른 커넥터 인서트를 도시한다.
도 14는 오버몰드 절차 전후에 본 고안의 실시예에 따른 커넥터 인서트의 측면도를 도시한다.
도 15는 본 고안의 실시예에 따른 다른 접점 퍽을 도시한다.
도 16은 본 고안의 실시예에 따른 커넥터 리셉터클 회로를 도시한다.
도 17은 본 고안의 실시예에 따른 리셉터클을 위해 사용될 수 있는 접점들의 명칭들을 도시한다.
도 18은 본 고안의 실시예에 따른, 라이트닝 커넥터 인서트 폼 팩터를 갖는 커넥터 인서트 상으로 USB 3.0 인터페이스의 신호들을 제공할 수 있는 동글을 위한 회로를 도시한다.
도 19는 본 고안의 실시예에 따른, 비회전 위치에서 커넥터 리셉터클 내로 삽입된 도 18의 동글을 도시한다.
도 20은 본 고안의 실시예에 따른, 회전된 위치에서 커넥터 리셉터클 내로 삽입된 도 18의 동글을 도시한다.
도 21은 본 고안의 실시예에 따른, 커넥터 리셉터클 내로 삽입될 수 있는 라이트닝 커넥터 인서트를 도시한다.
도 22는 본 고안의 실시예에 따른, 비회전 위치에서 커넥터 리셉터클 내로 삽입된 도 21의 커넥터 인서트를 도시한다.
도 23은 본 고안의 실시예에 따른, 커넥터 리셉터클 회로 내의 멀티플렉서들의 동작을 도시한다.
도 24는 본 고안의 실시예에 따른, 회전된 위치에서 커넥터 리셉터클 내로 삽입된 도 21의 커넥터 인서트를 도시한다.
도 25는 본 고안의 실시예에 따른, 커넥터 리셉터클 회로 내의 멀티플렉서들의 동작을 도시한다.
도 26은 본 고안의 실시예들에 따른, 커넥터 리셉터클 내로 삽입될 수 있는 다른 라이트닝 커넥터 인서트를 도시한다.
도 27은 본 고안의 실시예에 따른, 비회전 위치에서 커넥터 리셉터클 내로 삽입된 도 26의 커넥터 인서트를 도시한다.
도 28은 본 고안의 실시예에 따른, 커넥터 리셉터클 회로 내의 멀티플렉서들의 동작을 도시한다.
도 29는 본 고안의 실시예에 따른, 회전된 위치에서 커넥터 리셉터클 내로 삽입된 도 26의 커넥터 인서트를 도시한다.
도 30은 본 고안의 실시예에 따른, 커넥터 리셉터클 회로 내의 멀티플렉서들의 동작을 도시한다.
도 1은 본 고안의 실시예에 따른 전자 시스템을 도시한다. 이 도면은, 다른 포함된 도면들에서와 마찬가지로, 예시 목적을 위해 도시되며 본 고안의 가능한 실시예들 또는 청구범위 어느 것도 제한하지 않는다.
이 예에서, 데이터, 전력 또는 둘 모두를 공유하기 위하여 호스트 디바이스(110)가 액세서리 디바이스(120)에 접속될 수 있다. 구체적으로, 호스트 디바이스(110) 상의 커넥터 리셉터클(112)이 액세서리 디바이스(120) 상의 커넥터 리셉터클(122)에 전기적으로 접속될 수 있다. 호스트 디바이스(110) 상의 커넥터 리셉터클(112)은 케이블(130) 및 커넥터 인서트들(132, 134)을 통해 액세서리 디바이스(120) 상의 커넥터 리셉터클(122)에 전기적으로 접속될 수 있다.
도 2는 본 고안의 실시예에 따른 전자 디바이스의 일부분을 도시한다. 이 도면은 전자 디바이스를 위한 하우징 또는 인클로저(296) 내의 커넥터 리셉터클(112)을 도시한다. 전자 디바이스는 도 1에서의 호스트(110) 또는 액세서리(120)와 같은 전자 디바이스일 수 있다. 리셉터클은 도 1에서의 호스트(110) 내의 리셉터클(112) 또는 액세서리(120) 내의 리셉터클(122)일 수 있다.
커넥터 리셉터클(112)은 디바이스 인클로저(296) 내에 있을 수 있다. 커넥터 리셉터클(112)의 개구(도시되지 않음)가 인클로저(296)의 전방에서 이용가능할 수 있다. 커넥터 리셉터클(112)의 개구 내로 대응 커넥터 인서트가 삽입될 수 있다. 커넥터 리셉터클(112)은 상부 쉘 부분(210)을 포함할 수 있다. 상부 쉘 부분(210)은 융기된 표면(219)으로 이어지는 테이퍼진 부분을 가질 수 있다. 융기된 표면(219)은 커넥터 인서트를 위한 더 넓은 개구를 제공할 수 있는 한편, 커넥터 리셉터클(112)의 더 좁은 나머지 부분은 제2 전자 컴포넌트를 위한 공간을 제공할 수 있다. 이러한 제2 전자 컴포넌트는 송수신기, 프로세서, 버튼과 같은 사용자 작동 인터페이스, 또는 다른 전기적 컴포넌트일 수 있다.
커넥터 리셉터클(112)은 장착 표면(290)에 부착될 수 있다. 전방 스크류들(292)은 상부 쉘 부분(210)을 장착 표면(290)에 고정시킬 수 있다. 후방 스크류들(294)은 상부 쉘 부분(210) 및 장착 표면(290)을 통과할 수 있고, 디바이스 인클로저(296)에 부착된 스탠드오프(standoff)들 내로 나사결합될 수 있다. 이것은 리셉터클(112) 및 장착 표면(290)을 디바이스 인클로저(296)에 고정시킬 수 있다. 장착 표면(290)은 디바이스 인클로저(296)의 내부 표면에 추가로 접착될 수 있다. 전도성 폼(도시되지 않음) 또는 다른 유연물(pliant) 및 전도성 피스들이 장착 표면(290)과 제2 컴포넌트 사이에 위치될 수 있다. 제2 컴포넌트는 전도성 폼에 부착하기 위해 실드(shield) 또는 다른 전도성 구조물을 포함할 수 있다. 제2 컴포넌트를 위한 실드 또는 다른 전도성 구조물은 디바이스 인클로저(296)에 직접 또는 간접적으로 접지될 수 있다.
커넥터 인서트가 커넥터 리셉터클(112) 내로 삽입될 때, 커넥터 인서트의 전도성 하우징 또는 쉘과 상부 쉘 부분(210) 사이에 접지 경로를 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 본 고안의 실시예들은 상부 쉘 부분(210)의 전방으로부터 연장될 수 있는 EMI 접점들(212)을 제공할 수 있다. EMI 접점들(212)은 커넥터 리셉터클(112)을 위한 하우징 내의 개구들(244) 내에 끼워질 수 있다. 커넥터 인서트가 커넥터 리셉터클(112) 내로 삽입될 때, EMI 접점들(212)은 커넥터 인서트의 쉘 또는 하우징에 전기적으로 접속될 수 있다. 본 고안의 이들 및 다른 실시예들에서, 하부 쉘 부분(도시되지 않음)을 위한 유사한 구성이 채용될 수 있다. 커넥터 리셉터클(112)의 추가 상세사항들이 하기 도면들에 도시된다.
도 3은 본 고안의 실시예에 따른 커넥터 리셉터클을 도시한다. 커넥터 리셉터클(112)은 상부 쉘 부분(210) 및 하부 쉘 부분(280)을 포함할 수 있다. 상부 쉘 부분(210) 및 하부 쉘 부분(280)은 포인트들(510)에서 함께 스폿 또는 레이저 용접될 수 있다. 커넥터 리셉터클(112)은 대응 커넥터 인서트를 수용할 수 있는 개구(310)를 포함할 수 있다. 접점들(260)은 전방 개구(310)에서 액세스가능할 수 있다. EMI 접점들(212)은 상부 쉘 부분(210)의 전방으로부터 연장될 수 있다. 상부 쉘 부분(210)은 도 2에 도시된 바와 같은 체결구들(294)을 수용하기 위한 개구들(214)을 포함할 수 있다. 상부 쉘 부분(210) 및 하부 쉘 부분(280)은 도 2에 도시된 바와 같은 체결구들(292)을 수용하기 위한 개구들(217)을 포함할 수 있다.
도 4는 도 3의 커넥터 리셉터클의 하부측 도면이다. 다시, 커넥터 리셉터클(112)은 상부 쉘 부분(210) 및 하부 쉘 부분(280)을 포함할 수 있다. 접점들(260, 230)의 부분들이 커넥터 리셉터클(112)의 하면에 노출될 수 있다. 이러한 접점들은 도시된 바와 같이 표면 장착 접촉 부분들에서 종단될 수 있다. 본 고안의 다른 실시예들에서, 접점들(230, 260)은 관통 구멍 접촉 부분들에서 종단될 수 있거나, 또는 그들은 표면 장착 접촉 부분과 관통 구멍 접촉 부분의 혼합체(mix)에서 종단될 수 있다. 상부 쉘 부분(210)은 탭들(218)을 포함할 수 있다. 탭들(218)은 인쇄 회로 기판 또는 다른 적절한 기재 내의 대응 개구들 내로 삽입될 수 있다. 이러한 탭들은 이러한 방식으로 접지에 납땜될 수 있다. 상부 쉘 부분(210)은 포인트들(410)에서 스폿 또는 레어지 용접에 의해 래치(아래에 도시됨)에 전기적으로 접속될 수 있다.
도 5는 도 3의 커넥터 리셉터클의 후방 도면을 도시한다. 앞서와 같이, 상부 쉘 부분(210)은 융기된 부분(219)으로 이어지는 테이퍼진 부분을 가질 수 있다. EMI 접점들(212)은 상부 쉘 부분(210)의 전방으로부터 연장될 수 있다. 상부 쉘 부분(210)은 탭들(218)을 포함할 수 있다. 접점들(230)의 표면 장착 접점 부분들이 커넥터 리셉터클(112)의 하면으로부터 나올 수 있다. 상부 쉘 부분(210) 및 하부 쉘 부분(280)은 포인트들(510)에서 스폿 또는 레이저 용접에 의해 함께 접속될 수 있다. 상부 쉘 부분(210) 및 래치는 포인트들(410)에서 스폿 또는 레이저 용접에 의해 접속될 수 있다.
도 6은 도 3의 커넥터 리셉터클의 분해도를 도시한다. 상부 쉘 부분(210)은 융기된 부분(219)으로 이어지는 테이퍼진 부분을 가질 수 있다. EMI 접점들(212)은 상부 쉘 부분(210)의 전방 부분으로부터 나올 수 있다. 상부 쉘 부분(210)은 도 2에 도시된 바와 같이 그의 커넥터 리셉터클(112)을 디바이스 인클로저에 고정시킬 수 있는 체결구들을 수용하기 위한 개구들(214, 217)을 포함할 수 있다. 상부 쉘 부분(210)은 인쇄, 기계가공에 의해, 딥 드로잉 공정(deep drawn process)을 이용함으로써, 스탬핑에 의해, 또는 다른 기법들에 의해 형성될 수 있다. 하우징(240)은 다수의 상부 슬롯들(242) 및 다수의 하부 슬롯들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 접점들(230)은 하우징 부분(232)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸일 수 있는 한편, 접점들(260)은 하우징 부분(262)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸일 수 있다. 접점들(230)은 하우징(240) 내의 슬롯들(242) 내에 배치될 수 있다. 접점들(260)은 하우징(240)의 하부에 있는 슬롯들(도시되지 않음) 내로 삽입될 수 있다. 하우징 부분들(232, 262) 및 하우징(240)은 3개의 하우징 부분들을 함께 고정시킬 수 있는 인터로킹 특징부들을 포함할 수 있다. 래치(250)는 하우징(240)의 후방 내에 삽입될 수 있다. 래치(250)는 커넥터 인서트가 이러한 커넥터 리셉터클 내로 삽입될 때 커넥터 인서트의 측면들과 정합하기 위한 하우징(240)의 측면 개구들(도시되지 않음) 내에 위치될 수 있는 접촉 부분들(252)을 포함할 수 있다. 하부 쉘 부분(280)은 전술된 바와 같이 상부 쉘 부분(210)에 부착될 수 있다. 하부 쉘 부분(280)은 상부 쉘 부분(210) 내의 개구들(217)에 정렬하기 위한 개구들(286)을 갖는 연장부들(284)을 포함할 수 있다. 절연층들(220, 270)은 각각 접점들(230, 260)을 상부 쉘 부분(210) 및 하부 쉘 부분(280)으로부터 절연시킬 수 있다. 절연층들(220, 270)은, 접점들(230, 260)이 디바이스 사용 도중에 상부 쉘 부분(210) 또는 하부 쉘 부분(280)에 전기적으로 접촉하지 않도록 하는 테이프, 예컨대 캅톤(Kapton) 테이프 또는 다른 유형의 테이프 또는 절연 재료일 수 있다.
다시, 상부 쉘 부분(210)은 융기된 부분(219)으로 이어지는 테이퍼진 부분을 포함할 수 있다. 융기된 부분(219)은 대응 커넥터 인서트를 수용하기 위해 충분히 넓은 개구를 제공할 수 있다. 더 좁은 후방 부분을 가짐으로써, 제2 컴포넌트를 위한 공간이 이용가능해질 수 있다. 이러한 하강 단차부는 접점들(230)의 형상에서의 유사한 하강 단차부를 요구할 수 있다. 그러나, 접점들(230) 상에 예리한 코너들을 갖는 것은 바람직하지 않을 수 있다. 그러한 예리한 코너들은 EMI를 생성할 수 있고 신호 품질을 저하시킬 수 있다. 따라서, 접점들(230)은 상부 쉘 부분(210)에서의 하강 단차부에 대응하는 하강 단차부로 이어지는 그들에 대해 비교적 매끄러운 만곡부를 가질 수 있다.
게다가, 접점들(230, 260)은, 하우징(240) 내로의 접점들의 삽입을 용이하게 하기 위해 종종 사용될 수 있는, 돌기들 또는 다른 특징부들을 포함할 필요가 없을 수 있다. 대신에, 접점들(230, 260)을 하우징(240)에 고정시키기 위해 하우징 부분들(232, 262)이 사용될 수 있다. 하우징 부분들(232, 262)은 하우징 부분들(232, 262)을 하우징(240)에 고정시킬 수 있는 인터로킹 특징부들을 포함할 수 있다.
다시, EMI 접점들(212)이 상부 실드(210) 및 하부 실드(280)의 일부로서 형성될 수 있다. 이러한 EMI 접점들(212)은 커넥터 인서트가 커넥터 리셉터클(112) 내로 삽입될 때 하우징(240) 내의 개구들(244)을 통과할 수 있고 커넥터 인서트의 쉘 또는 실드에 접촉할 수 있다. 이것은 EMI 접점들(212)의 제조를 단순화하고 커넥터 리셉터클(112)의 제조능력을 개선시킬 수 있다.
접점들(230)의 형상 및 EMI 접점들(212)의 존재는 커넥터 리셉터클(112)의 고주파수 성능을 개선시킬 수 있다. 커넥터 인서트들, 예컨대 커넥터 리셉터클(112) 내로 삽입될 수 있는 커넥터 인서트(132)의 고주파수 성능을 개선시키기 위해 다른 기법들이 이용될 수 있다. 예들이 하기 도면들에 도시된다.
도 7은 본 고안의 실시예에 따른 커넥터 인서트를 도시한다. 이러한 커넥터 인서트의 폼 팩터는 라이트닝 커넥터와 동일 또는 유사할 수 있다. 커넥터 인서트(132)는 하우징(720) 내에 위치되는 인쇄 회로 기판(710)을 포함할 수 있다. 하우징(720)은 전도성일 수 있다. 다수의 컴포넌트들(712)이 인쇄 회로 기판(710) 상에 위치될 수 있다. 컴포넌트들(712)은 하나 이상의 구조물들(714)을 형성하기 위해 오버몰딩될 수 있다. 접점들(730)은 하우징(720) 내의 상부면 개구 내에 위치될 수 있다. 접점들(730)은 비전도성 오버몰드 부분(740) 내에 위치될 수 있다. 측면 유지 특징부들(722)이 하우징(720)의 측면 상에 위치될 수 있다.
커넥터 인서트(132)의 고주파수 성능을 개선시키기 위하여 접점들(730) 사이의 접점-대-접점 정전용량을 감소시키는 것이 바람직할 수 있다. 접점-대-접점 정전용량이 과대할 경우, 그 정전용량은 고주파수들에서의 감소된 임피던스를 제공할 수 있다. 따라서, 접점들(730) 상에서 전달되고 있는 신호들의 고주파수 성분들이 감쇠될 수 있다. 주파수 신호 성분들의 이러한 감쇠는 커넥터 인서트(132)를 사용한 신호들의 무결성을 저하시킬 수 있다.
따라서, 본 고안의 실시예들은 접점들(730) 사이의 접점-대-접점 정전용량을 감소시킬 수 있다. 본 고안의 실시예는 인접한 접점들(730) 사이에 공기 갭을 제공함으로써 이를 달성할 수 있다. 이러한 공기 갭은 유전율이 1.0일 수 있는데, 이는 감소된 접점-대-접점 정전용량으로 이어질 수 있다. 본 고안의 다른 실시예들에서, 접점-대-접점 정전용량을 감소시키기 위해 선택적인 층, 예컨대 유전율 2.0을 갖는 PTFE 층이 사용될 수 있다. 본 고안의 다양한 실시예들에서, PTFE 층은 그의 유전율을 추가로 감소시키기 위해 공기가 함침되어 있을 수 있다. 그러한 커넥터 인서트의 분해도가 하기 도면에 도시된다.
도 8은 본 고안의 실시예에 따른 커넥터 인서트의 분해도를 도시한다. 커넥터 인서트(132)는 다수의 인쇄된 접점들(716)을 갖는 인쇄 회로 기판(710)을 포함할 수 있다. 인쇄된 접점들(716)은 하우징(720)의 상부면 개구 내의 접점들에 전기적으로 접속할 수 있다. 인쇄 회로 기판(710)은 인쇄된 접점들(712)을 추가로 포함할 수 있다. 인쇄된 접점들(712)은 케이블, 예컨대 케이블(130), 어댑터 또는 동글 내의 전도체들에 전기적으로 접속할 수 있다. 인쇄 회로 기판(710)은 습기에 대한 보호를 위해 오버몰딩되거나 포팅될(potted) 수 있는 컴포넌트들(714)을 추가로 포함할 수 있다. 프롱(prong)들(874)을 갖는 스탠드오프(872)가 인쇄 회로 기판(710) 상의 패드들(870)에 납땜될 수 있다. 스탠드오프(872)는 하우징(720) 내에 인쇄 회로 기판(710)을 위치시키는 것을 도울 수 있고, 인쇄 회로 기판(710)에 대한 접지 접속부에 하우징(720)을 전기적으로 접속시킬 수 있다.
성형된 접점 퍽(810)은 인쇄 회로 기판(710)의 상부 표면 상에 위치되도록 상부면 개구 및 하우징(720) 내에 배치될 수 있다. 개구들(842)을 갖는 선택적인 PTFE 층(840)이 접점 퍽(810)과 인쇄 회로 기판(710) 사이에 위치될 수 있다. 접점들(730)(도 7에 도시된 바와 같음)은 상부 접점 부분들(830) 및 하부 접점 부분들(832)로 형성될 수 있다. 하부 접점 부분(832)은 개구(833) 및 하부 접촉 부분(834)을 포함할 수 있다. 하부 접촉 부분들(834)은 인쇄 회로 기판(710) 상의 접점 패드들(716)에 납땜될 수 있다. 접점 퍽(810)은 상부 접점 부분(830) 또는 하부 접점 부분(832)의 부분들 사이에, 또는 둘 모두에 공기 갭들을 제공할 수 있다. 본 고안의 특정 실시예에서, 공기 갭들은 하부 접촉 부분들(834) 사이에 형성될 수 있다.
도 9는 본 고안의 실시예에 따른 커넥터 인서트의 분해된 부분의 확대도이다. 다시, 성형된 접점 퍽(810)은 다수의 접점들(730)을 지지할 수 있다. 개구들(842)을 갖는 선택적인 PTFE 층(840)은 본 고안의 다양한 실시예들에서 포함되거나 생략될 수 있다. 인쇄 회로 기판들(710)은 스탠드오프(872) 및 인쇄된 접점들(716)을 지지할 수 있다. 인쇄된 접점들(716)은 접점들(730)의 하부 접촉 부분들(도시되지 않음)에 납땜될 수 있다. 성형된 접점 퍽(810)은 접점들(730)의 하부 부분들 사이에 공기 갭들을 제공할 수 있다.
도 10은 본 고안의 실시예에 따른 접점 퍽의 확대도를 도시한다. 접점 퍽(810)은 다수의 접점들(730)을 지지할 수 있다.
도 11은 본 고안의 실시예에 따른 접점 퍽의 하부측 도면을 도시한다. 이 예에서, 접점 퍽(810)은 다수의 접점들에 대한 하부 접촉 부분들(834)을 포함할 수 있다. 공기 갭(1110)이 하부 접촉 부분들(834) 사이에 제공될 수 있다. 교차 지지부들(812)이 접점들(834) 사이에 위치될 수 있다. 다시, 이러한 공기 갭들은 인접한 접점들 사이의 유전율을 감소시킴으로써 접점-대-접점 정전용량을 감소시킬 수 있다. 접점-대-접점 정전용량에서의 이러한 감소는 커넥터 인서트(132)를 통한 신호 경로 임피던스를 증가시킴으로써 신호 품질 및 무결성을 개선시키는 것을 도울 수 있다.
도 12는 본 고안의 실시예에 따른 다수의 접점들을 지지하는 성형된 접점 퍽의 저면도 및 측면도를 도시한다. 접점 퍽(810)은 상부 접점 부분(830) 및 하부 접점 부분(832)을 갖는 다수의 접점들을 지지할 수 있는데, 하부 접점 부분(832)은 하부 접촉 부분(834)을 갖는다. 공기 갭들(1110)이 하부 접촉 부분들(334) 사이에 위치될 수 있다. 리브(820)가 하부 접촉 부분(334) 둘레에 배치될 수 있다. 리브(820)는 오버몰드 절차 동안 오버몰드(740)의 진입을 차단하기 위해 댐(dam)을 형성할 수 있는 압착 리브(crush rib)일 수 있다. 일 예가 하기 도면들에 도시된다.
도 13은 오버몰드 절차가 발생된 전후에 본 고안의 실시예에 따른 커넥터 인서트를 도시한다. 커넥터 인서트(132)는 접점 퍽(810)에 대한 상부면 개구를 갖는 하우징(720)을 포함할 수 있다. 접점 퍽(810)은 다수의 접점들(730)을 지지할 수 있다.
도 14는 오버몰드 절차 전후에 본 고안의 실시예에 따른 커넥터 인서트의 측면도를 도시한다. 접점 퍽(810)은 인쇄 회로 기판(710)의 표면과 접촉 상태에 있을 수 있다. 리브(820)는 인쇄 회로 기판(710)에 인접할 수 있다. 각각의 접점(730)은 상부 접점 부분(830) 및 하부 접점 부분(832)을 포함할 수 있다. 하부 접점 부분(832)은 하부 접촉 부분(834)을 포함할 수 있다. 하부 접촉 부분들(834)은 땜납 영역들(1410)에서 인쇄 회로 기판에 납땜될 수 있다.
오버몰드(740)가 적용된 후에, 리브(820)는 공기 갭들(1110) 내로의 오버몰드(740)의 유동을 차단하는 댐으로서 작용할 수 있다.
본 고안의 다양한 실시예들은 상이한 접점 퍽들을 이용할 수 있다. 일 예가 하기 도면에 도시된다.
도 15는 본 고안의 실시예에 따른 다른 접점 퍽을 도시한다. 이 예에서, 접점 퍽(1510)은 리브(820) 대신에 성곽 패턴(castellated pattern)(1520)을 포함할 수 있다.
본 고안의 다양한 실시예들에서, 커넥터 리셉터클(112) 및 커넥터 인서트(132)는 다양한 유형의 통신 인터페이스들을 위한 신호들을 전송할 수 있다. 본 고안의 특정 실시예에서, 커넥터 리셉터클(112) 및 커넥터 인서트(132)는 USB 2.0 또는 USB 3.0 신호들 중 어느 하나를 전달할 수 있다. USB 2.0 신호들은 인터페이스, 예컨대 라이트닝 인터페이스의 일부일 수 있거나, 또는 USB 3.0 인터페이스가 USB 2.0 신호들을 포함하기 때문에, USB 2.0 신호들의 일부 또는 전부가 USB 3.0 인터페이스의 일부로서 사용될 수 있다. 그러한 커넥터 리셉터클과 함께 사용될 수 있는 회로의 예가 하기 도면에 도시된다.
도 16은 본 고안의 실시예에 따른 커넥터 리셉터클 회로를 도시한다. 이러한 회로는 호스트(110)와 같은 전자 디바이스 내에 위치될 수 있다. 일반적으로, 커넥터 리셉터클(112)은 USB 3.0 인터페이스를 위한 상부 가로줄의 접점들(1610)을 포함할 수 있는 한편, 하부 가로줄의 접점들(1620)은 USB 2.0 인터페이스를 위한 접점들을 포함할 수 있다. USB2 인터페이스는 라이트닝 또는 다른 인터페이스와 같은 인터페이스일 수 있다. USB 2.0 접점들의 일부 또는 전부는 상부 가로줄의 접점들(1610)과 함께 USB 3.0 인터페이스의 일부일 수 있다.
USB 3.0 신호들이 수신될 때, 접점들(1610)은 신호들을 스위치들(1630)에 제공할 수 있다. 스위치들(1630)이 닫힘으로써, 접점들(1610)을 USB 제어기(1640)에 접속시킬 수 있다. USB 제어기(1640)는 코어 로직(1660)과 통신할 수 있다. 접점들(1620) 중 다양한 것들이 USB 2.0 신호들을 멀티플렉서들(1650)에 제공할 수 있으며, 멀티플렉서들(1650)은 그들을 코어 로직(1660)으로 보낼 수 있다.
USB 3.0 신호들을 제공하고 있는 커넥터 인서트가 제거될 때, 커넥터 리셉터클(112)의 접점들(1610) 상에서 일어날 수 있는 과도 전압들로부터 USB 제어기(1640)를 보호하기 위하여 스위치들(1630)을 열거나 접속해제하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 글루 로직(glue logic)(1690)은 커넥터 리셉터클 상의 접지 접점과의 접속이 끊어졌음을 검출할 수 있고, 이에 응답하여 스위치들(1630)을 열 수 있다. 접지 접점은 (그것이 커넥터 리셉터클(112) 내로 삽입되기 때문에) 커넥터 리셉터클의 상부 상의 보통의 접지 접점일 수 있거나, 또는 그것은 커넥터 인서트의 측면 상의 측면 접지 접점일 수 있다.
USB 2.0 또는 라이트닝 신호들이 접점들(1620) 상에서 수신될 때, 그들은 또한 접점들(1610) 상에서 수신될 수 있다. 이것은 라이트닝 커넥터들의 사용을 지원하기 위해 행해질 수 있고, 여기서 커넥터 인서트 내의 상부 가로줄 접점들에서의 접점들은 적어도 2개의 패턴들 중 하나에서 커넥터 인서트 내의 하부 가로줄의 접점들에서의 접점들에 전기적으로 접속된다. 따라서, USB 2.0 또는 라이트닝 신호들은 스위치들(1630)에 접속될 수 있다. 이 상태에서, 스위치들(1630)이 개방됨으로써, 신호들이 USB 제어기(1640)에 도달하는 것을 방지할 수 있다. 이것은 스위치들(1630)이 커넥터 리셉터클(112)에 대해 상대적으로 가까울 수 있는 한편 USB 제어기(1640)가 멀리 떨어져 있을 수 있는 경우에 매우 중요할 수 있다. 접점들(1610)에 접속되는 트레이스들을 짧게 함으로써, 스위치들(1630)에 대한 트레이스들에 의해 달리 형성되는 송신 라인 스터브들의 영향들이 최소화될 수 있다. 접점들(1620) 상의 USB 2.0 신호들이 멀티플렉싱 회로(1650)에 제공될 수 있다. 멀티플렉싱 회로(1650)는 출력 라인들(1652) 상의 USB 2.0 또는 라이트닝 신호들을 코어 로직(1660) 또는 다른 회로로 제공할 수 있다.
커넥터 리셉터클(112)은 USB 2.0 또는 USB 3.0 액세서리들 중 어느 하나에 접속하고 그에 전력을 공급할 수 있다. 따라서, USB 2.0 액세서리들에 전력이 제공될 수 있도록 전력 회로(1670)가 포함될 수 있다. USB 3.0 액세서리에 대한 전력이 필요할 때, 제2 전원(1680)이 제1 전원(1670)을 대체할 수 있거나 제1 전원에 추가될 수 있다. 본 고안의 이들 및 다른 실시예들에서, 전력이 커넥터 리셉터클(112)에 의해 수신될 수 있다. 본 고안의 이들 및 다른 실시예들에서, 전력이 제1 접점에서 수신될 수 있고, 전력이 커넥터 리셉터클(112)의 제2 접점에 의해 동시에 제공될 수 있다.
커넥터 리셉터클(112)은 라이트닝 커넥터와 물리적으로 호환가능한 폼 팩터를 가질 수 있다. 즉, 라이트닝 커넥터가 커넥터 리셉터클(112) 내로 삽입될 수 있고, USB 2.0 신호들을 포함하는 라이트닝 신호들을, 예시된 회로로 전달하기 위해 사용될 수 있다. 라이트닝이 커넥터 리셉터클(112) 내로 삽입될 수 있는 적어도 2가지 유형의 커넥터 인서트들을 포함하기 때문에, 커넥터 리셉터클(112)은 2가지 유형의 라이트닝 커넥터 인서트들을 수용할 수 있다. 커넥터 리셉터클(112)은 또한 일 유형의 USB 3.0 커넥터를 수용할 수 있다. 이러한 USB 3.0 커넥터는 비표준일 수 있다. USB 3.0 폼 팩터를 커넥터 리셉터클(112)과 호환가능한 것에 적합하게 하기 위해 동글 또는 어댑터가 제공될 수 있다. 따라서, 본 고안의 다양한 실시예들에서, 커넥터 리셉터클(112)은 2개의 라이트닝 커넥터 인서트들 및 USB 3.0 커넥터 인서트를 포함한, 적어도 3가지 유형의 커넥터 인서트들을 수용할 수 있는데, 이는 동글 어댑터의 일부일 수 있다. 본 고안의 다른 실시예들에서, 동글 대신에, 액세서리가 케이블 어댑터를 포함할 수 있거나 또는 커넥터 리셉터클(112)과 정합할 수 있는 접속부를 가질 수 있다.
본 고안의 다양한 실시예들에서, 커넥터 리셉터클(112)과 정합할 수 있는 커넥터 인서트가 회전가능할 수 있다. 즉, 커넥터 인서트, 예컨대 커넥터 인서트(132)는 서로에 대해 180도 회전되는 2개의 배향들 중 어느 하나로 커넥터 리셉터클(112) 내로 끼워질 수 있다. 커넥터 리셉터클(112) 내로 삽입될 수 있는 상기 3가지 유형의 커넥터 인서트들과 조합될 때, 커넥터 리셉터클(112)에 의해 수신될 수 있는 적어도 6개의 구성의 입력들이 있다. 이들이 하기 도면들에 도시된다.
도 17은 본 고안의 실시예에 따른 리셉터클을 위해 사용될 수 있는 접점들의 명칭들을 도시한다. 이러한 명칭들은 본 고안의 실시예들에 따른 커넥터 리셉터클(112) 또는 다른 커넥터에 대해 사용될 수 있다. 상부 가로줄의 접점들(1610)은 액세서리 인터페이스 접점(ACCPWR)으로 시작할 수 있다. 본 고안의 다양한 실시예들에서, 이러한 접점은 실제로 커넥터 리셉터클(112) 내의 비접속부일 수 있다. 다음 접점들은 고속 USB 3.0 신호 쌍의 양의 단자 및 음의 단자(DP1PT, DP1NT)일 수 있다. 액세서리로부터 전력이 수신될 수 있게 하는 전력 접점(PIN), 및 제2 액세서리 접점(ACCIDT)이 후속할 수 있다. 다음으로, 고속 USB 3.0 접점들(DP2NT, DP2PT)이 있을 수 있고, 이어서 접지 접점(GND)이 있을 수 있다.
하부 가로줄의 접점들(1620)은 접지로 시작할 수 있고, 이어서 USB 2.0 신호의 양의 단자 및 음의 단자(DP1PB, DP1NB)가 있을 수 있다. 다음으로, 제1 액세서리 접점(ACCIDB)이 있을 수 있고, 이어서 액세서리로부터 전력을 수신하기 위한 접점(PIN)이 있을 수 있다. 다음으로, UART 신호 쌍의 단자들(DP2NB, DP2PB)이 있을 수 있고, 가로줄은 제2 액세서리 접점(ACCPWR)으로 끝날 수 있다.
다시, 본 고안의 다양한 실시예에서, 커넥터 리셉터클(112) 내로 삽입되는 커넥터 인서트 상에 USB 3.0 인터페이스를 위한 신호들이 제공될 수 있다. 커넥터 리셉터클(112)이 라이트닝 커넥터 폼 팩터를 갖는 커넥터 인서트들을 수용하도록 배열될 수 있기 때문에, 본 고안의 실시예들은 USB 3.0 커넥터를 라이트닝 커넥터 폼 팩터를 갖는 커넥터에 적합하게 하기 위한 동글을 제공할 수 있다. 그러한 동글의 예가 하기 도면들에 도시된다.
도 18은 본 고안의 실시예에 따른, 라이트닝 커넥터 인서트 폼 팩터를 갖는 커넥터 인서트 상으로 USB 3.0 인터페이스의 신호들을 제공할 수 있는 동글을 위한 회로를 도시한다. 이러한 예에서, 동글은 USB 2.0 신호 쌍 및 UART 신호 쌍 뿐만 아니라 고속 USB 3.0 신호들을 위한 경로들을 위한 제1 포트(1830)를 가질 수 있다. 제1 포트(1830)는 USB 3.0 유형 커넥터일 수 있다. 이러한 신호들은 멀티플렉서들을 통해 커넥터 인서트의 2개의 접점들 중 하나에 결합할 수 있는데, 여기서 커넥터 인서트는 라이트닝 커넥터의 폼 팩터를 갖는다. 커넥터 인서트는 상부 가로줄의 접점들(1810) 및 하부 가로줄의 접점들(1820)을 포함할 수 있다.
상부 가로줄의 접점들(1810)은 액세서리 인터페이스 접점(ACCPWR)을 포함할 수 있고 이로 시작할 수 있다. 다음 접점들은 고속 USB 3.0 접점 쌍의 양의 단자 및 음의 단자(DP1PT, DP1NT)일 수 있다. 액세서리로부터 전력이 수신될 수 있게 하는 전력 접점(PIN), 및 제2 액세서리 접점(ACCIDT)이 후속할 수 있다. 다음으로, 고속 USB 3.0 접점들(DP2NT, DP2PT)이 있을 수 있고, 이어서 접지 접점이 있을 수 있다.
하부 가로줄의 접점들(1620)은 접지로 시작할 수 있고, 이어서 USB 2.0 신호를 위한 양의 단자 및 음의 단자(DP1PB, DP1NB)가 있을 수 있다. 다음으로, 제1 액세서리 접점(ACCIDB)이 있을 수 있고, 이어서 액세서리로부터 전력을 수신하기 위한 접점(PIN)이 있을 수 있다. 다음으로, UART 신호 쌍의 단자들(DP2NB, DP2PB)이 있을 수 있고, 가로줄은 제2 액세서리 접점(ACCPWR)으로 끝날 수 있다.
다시, 이러한 커넥터 인서트는 180도로 분리되는 2개의 배향들 중 어느 하나로 도 17에 도시된 바와 같이 커넥터 리셉터클(112) 내로 삽입될 수 있다. 따라서, 포트(1830)에서의 각각의 신호는 커넥터 인서트 상에서 180도 떨어져 위치되는 2개의 접점들 중 하나로 멀티플렉싱될 수 있다. 예를 들어, MUX 1에 의해 수신된 포트(1830)의 신호(DP1PT)는 MUX 1이 통과 모드에 있을 때 상부 가로줄의 접점들(1810)에서의 접점(DP1PT)에 접속될 수 있거나, 또는 MUX 1이 교차 모드에 있을 때 신호(DP1PT)는 하부 가로줄의 접점들(1820)에서의 접점(DP2PB)에 접속될 수 있다. 유사하게, 신호(DP2PB)는 MUX 1이 교차 모드에 있을 때 상부 가로줄의 접점들(1810)에서의 접점(DP1PT)에 접속될 수 있거나, 또는 MUX 1이 통과 모드에 있을 때 신호(DP2PB)는 하부 가로줄의 접점들(1820)에서의 접점(DP2PB)에 접속될 수 있다. 동일한 동작이 MUX 2, MUX 3 및 MUX 4, 및 그들 각각의 신호들에 대해서도 해당될 수 있다.
본 고안의 다양한 실시예들에서, 신호들(DP2PB, DP2NB)은 USB 3.0 신호들이 아닐 수 있고 대신에 UART 신호들일 수 있는데, UART 신호들은 여기에 도시되지 않은 액세서리 또는 다른 동글 회로로부터 인증 정보를 전달하기 위해 사용된다.
멀티플렉서들(MUX 1, MUX 2, MUX 3, MUX 4)은 상부 ID 칩의 제어 하에 있을 수 있고, 여기서 상부 ID 칩은 접점(ACCIDT)에 접속된다. 구체적으로, 이러한 커넥터 인서트가 비회전 위치에서 커넥터 리셉터클(112) 내로 삽입될 때, 상부 ID 칩은 접속해제된다. 상부 ID 칩은 이러한 접속해제를 검출하고 멀티플렉서들(MUX 1, MUX 2, MUX 3, MUX 4)을 통과 모드로 설정할 수 있다. 이러한 구성에서, 접점(ACCIDB)에 접속되는 하부 ID 칩은, 도 16에 도시된 바와 같이, 멀티플렉서(1650)와 연관된 회로와 통신할 수 있다. 하부 ID 칩은 멀티플렉서(1650)와 연관된 회로에게 USB 3.0 커넥터 인서트가 커넥터 리셉터클(112) 내로 삽입되었음을 통지할 수 있다. USB 3.0 커넥터가 삽입되었다는 사실로부터, 멀티플렉서들(1650)과 연관된 회로는 수신된 신호들의 멀티플렉싱이 더 이상 필요없음을 결정할 수 있다. 일 예가 하기 도면에 도시된다.
도 19는 본 고안의 실시예에 따른, 비회전 위치에서 커넥터 리셉터클 내로 삽입된 도 18의 동글을 도시한다. 다시, 이러한 구성에서, 상부 ID 칩은 접속해제될 수 있다. 이러한 접속으로 인해, 상부 ID 칩은 동글 멀티플렉서들에게, 데이터 신호들을 교차시키지 않고 대신에 통과 모드로 그들을 통과시키도록 지시할 수 있다. 하부 ID 칩이 도 16의 멀티플렉서들(1650)에 접속될 수 있다. 도 16의 멀티플렉서들(1650)과 연관된 회로가 ACCIDB 접점을 통해 동글 또는 액세서리로부터의 식별 데이터를 수신할 수 있다. 이러한 구성에서, 전력이 동글 또는 액세서리에 제공될 수 있거나, 또는 전력이 동글 또는 액세서리로부터 수신될 수 있다. 구체적으로, 전력이, 커넥터 인서트 내부에서 서로 접속될 수 있는 ACCPWR 접점들을 통해 동글 또는 액세서리에 제공될 수 있다. 대안적으로, 전력이, 커넥터 인서트 내에서 서로 접속될 수 있는 PIN 접점들을 통해 동글 또는 액세서리로부터 수신될 수 있다.
이러한 커넥터 인서트가 회전된 위치에서 커넥터 리셉터클(112) 내로 삽입될 때, 하부 ID 칩은 접속해제될 수 있다. 상부 ID 칩은, 도 16에 도시된 바와 같이, 멀티플렉서들(1650)과 연관된 회로와 통신할 수 있다. 이어서, 상부 ID 칩은 멀티플렉서들(MUX 1, MUX 2, MUX 3, MUX 4)에게 교차 모드로 진입하도록 지시할 수 있다. 일 예가 하기 도면에 도시된다.
도 20은 본 고안의 실시예에 따른, 회전된 위치에서 커넥터 리셉터클 내로 삽입된 도 18의 USB 3.0 동글을 도시한다. 이러한 구성에서, 상부 ID 칩은 도 16에 도시된 바와 같이 멀티플렉서들(1650)에 접속될 수 있다. 이러한 접속으로 인해, 그것은 동글 멀티플렉서들에게 데이터 신호들을 교차시키도록 지시할 수 있고, 즉, 그것은 동글 내의 멀티플렉서들에게 교차 모드로 동작하도록 지시할 수 있다. 하부 ID 칩은 접속해제될 수 있다. 도 16의 멀티플렉서들(1650)과 연관된 회로가 상부 ID 칩으로부터 ACCIDB 접점을 통해 동글 또는 액세서리로부터의 식별 정보를 수신할 수 있다. 이러한 구성에서, 전력이 동글 또는 액세서리에 제공될 수 있거나, 또는 전력이 동글 또는 액세서리로부터 수신될 수 있다. 구체적으로, 전력이, 커넥터 인서트 내부에서 서로 접속될 수 있는 ACCPWR 접점들을 통해 동글 또는 액세서리에 제공될 수 있다. 대안적으로, 전력이, 커넥터 인서트 내에서 서로 접속될 수 있는 PIN 접점들을 통해 동글 또는 액세서리로부터 수신될 수 있다.
하나 이상의 칩들 상에서 조합될 수 있는 멀티플렉서들(MUX 1, MUX 2, MUX 3, MUX 4), ID 칩, 및 인증 칩은 동글, 액세서리, 또는 이들의 조합 내에 위치될 수 있다. ID 칩은 동글 또는 액세서리, 또는 둘 모두를 식별할 수 있다. 인증 칩은 동글 또는 액세서리, 또는 둘 모두를 인증할 수 있다.
다시, 본 고안의 다양한 실시예에서, 도 16의 커넥터 리셉터클(112)은 라이트닝 커넥터 인서트들을 수용할 수 있다. 그러한 하나의 인서트의 예가 하기 도면에 도시된다.
도 21은 본 고안의 실시예에 따른, 커넥터 리셉터클 내로 삽입될 수 있는 라이트닝 커넥터 인서트를 도시한다. 이러한 커넥터 인서트는 상부 가로줄의 접점들(2110) 및 하부 가로줄의 접점들(2120)을 포함할 수 있다. 상부 가로줄의 접점들(2110)은 식별 칩에 접속될 수 있는 액세서리 식별 접점(ACCIDT)을 포함할 수 있다. 이러한 접점에 이어서 USB 차동 쌍을 위한 접점들(DP1P, DP1N)이 있을 수 있다. 상부 가로줄의 접점들은 다음으로 접점(PIN) - 이는 액세서리로부터 전력을 수신하기 위해 사용될 수 있음 -, 및 접점(ACCPWR) - 이는 전력을 액세서리로 제공하기 위해 사용될 수 있음 - 을 포함할 수 있다. 다음으로, UART 신호를 위한 접점들(DP2N, DP2P)이 있을 수 있고, 이어서 접지 접점이 있을 수 있다.
하부 가로줄의 접점들(2120)은 접지 접점을 포함할 수 있고, 이어서 USB 신호 핀들이 있을 수 있는데, 그 USB 신호 핀들은 커넥터 인서트에서 상부 가로줄의 접점들(2120) 내의 대응 USB 신호 핀들에 접속될 수 있다. 액세서리 식별 접점(ACCIDB)이 또한 ID 칩에 접촉할 수 있다. 이어서, 액세서리로부터 전력을 수신하기 위해 사용될 수 있는 접점(PIN)이 있을 수 있다. 다음으로, 커넥터 인서트에서 상부 가로줄의 접점들(2110) 내의 UART 접점들(DP2N, DP2P)에 접속될 수 있는 UART 신호 접점들이 있을 수 있고, 이어서 전력을 액세서리로 제공하기 위해 사용될 수 있는 액세서리 전력 접점(ACCPWR)이 있을 수 있다.
다시, 이러한 커넥터 인서트는 회전된 위치 또는 비회전 위치 중 어느 하나에서 도 16의 커넥터 리셉터클(112) 내로 삽입될 수 있다. 예들이 하기 도면들에 도시된다.
도 22는 본 고안의 실시예에 따른, 비회전 위치에서 커넥터 리셉터클 내로 삽입된 도 21의 커넥터 인서트를 도시한다. 접속이 검출될 때, 액세서리 접점(ACCIDB)을 통해 액세서리로부터 ID 데이터가 수신될 수 있다. 앞서와 같이, 전력이, 커넥터 인서트 내부에 함께 접속될 수 있는 ACCPWR 접점들을 통해 액세서리에 제공될 수 있다. 대안적으로, 전력이, 커넥터 인서트 내부에서 서로 접속될 수 있는 PIN 접점들을 통해 액세서리로부터 수신될 수 있다.
도 23은 본 고안의 실시예에 따른, 커넥터 리셉터클 회로 내의 멀티플렉서들의 동작을 도시한다. 도시된 바와 같이, 3개의 멀티플렉서들(MUX 1, MUX 2, MUX 3)(집합적으로, 멀티플렉서들(1650))은 커넥터 리셉터클(112) 내의 하부 가로줄의 접점들(1620) 상의 신호들을 재순서화하기 위해 사용될 수 있다. 상기 도 22에서와 같이, 커넥터 인서트가 회전되지 않을 때, 멀티플렉서들(MUX 1, MUX 2, MUX 3)은 각각 통과 모드에 배치될 수 있고, 출력들(1652)은 재순서화되지 않는다. 이러한 방식으로, 멀티플렉서들(1650)은, 도 22에 도시된 바와 같이 접점들(1620) 상의 신호들이 비회전 커넥터 인서트에 의해 제공될 때, 접점들(1620) 상의 신호들을 재순서화하지 않는다.
도 24는 본 고안의 실시예에 따른, 회전된 위치에서 커넥터 리셉터클 내로 삽입된 도 21의 커넥터 인서트를 도시한다. 접속이 검출될 때, 도 16의 멀티플렉서들(1650)과 연관된 회로는 접점(ACCIDB) 상의 액세서리 식별 정보를 판독하려고 시도할 수 있다. 그러나, 반전 접속에 의하면, ACCIDB가 전력 접속부일 수 있다. ACCIDB 접점 상의 액세서리 식별 정보를 판독하는 데 실패한 후에, 멀티플렉서들(1650)과 연관된 회로는 ACCPWR 접점 상의 식별 정보를 판독하려고 시도할 수 있다. 일단 ID 데이터가 판독된 후에, 멀티플렉서들(1650)은 커넥터 인서트가 회전 배향으로 삽입됨을 결정할 수 있다. 이로부터, 멀티플렉서들(1650)은 커넥터 인서트의 회전을 보정할 필요가 있는 구성을 결정할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 22에서, 커넥터 인서트 내의 하부 가로줄의 접점들(2120)은 커넥터 리셉터클(112)의 하부 가로줄의 접점들(1620)에서의 대응 접점들에 신호들을 제공한다. 이러한 신호들의 순서는 도 24에서와는 상이한데, 여기서 커넥터 인서트 상의 상부 가로줄의 접점들(2120)은 커넥터 리셉터클(112)에서의 접점들(1620)에 신호들을 제공한다. 따라서, 도 16에 도시된 바와 같은 멀티플렉서들(1650)은 도 24에 제공된 바와 같은 신호들을 도 22에 제공된 바와 같은 신호들에 매칭되도록 재배열할 수 있다. 이러한 방식으로, 라이트닝 커넥터 인서트가 커넥터 리셉터클(112) 내로 삽입되는 방식이 어느 것이든지 간에 동일한 순서로 코어 회로(1660)에 의해 신호들이 수신될 수 있다. 도 16의 멀티플렉서들(1650)의 동작의 예가 하기 도면에 도시된다.
도 25는 본 고안의 실시예에 따른, 커넥터 리셉터클 회로 내의 멀티플렉서들의 동작을 도시한다. 도시된 바와 같이, 3개의 멀티플렉서들(MUX 1, MUX 2, MUX 3)(집합적으로, 멀티플렉서들(1650))은 커넥터 리셉터클(112) 내의 하부 가로줄(1620)의 접점들 상의 신호들을 재순서화하기 위해 사용될 수 있다. 신호들이 도 24에 도시된 바와 같이 회전된 커넥터 인서트에 의해 제공될 때, 멀티플렉서들(MUX 1, MUX 2, MUX 3)은 각각 도시된 바와 같은 교차 모드에 배치되어 이러한 신호들을 재순서화하고 출력들(1652)을 멀티플렉서들(1650)의 출력에서 제공할 수 있다. 다시, 도 22에서와 같이, 커넥터 인서트가 회전되지 않을 때, 멀티플렉서들(1650)은 각각 통과 모드에 배치될 수 있고, 출력들(1652)은 재순서화되지 않는다. 이러한 도면에서, 멀티플렉서들(1650)은, 도 24에 도시된 바와 같이, 커넥터 인서트가 회전될 때 접점들(1620) 상의 신호들을 재순서화하여, 도 22에 도시된 바와 같이, 비회전 커넥터 인서트에 의해 제공된 바와 같은 신호들에 매칭되도록 할 수 있다.
다시, 본 고안의 실시예들은 제2 유형의 라이트닝 커넥터 인서트를 수용할 수 있다. 이러한 유형의 커넥터 인서트는 대칭 커넥터 인서트로서 지칭될 수 있다. 이러한 구성에서, 신호 핀들은, 커넥터 인서트가 회전된 위치에서 삽입되든 비회전 위치에서 삽입되든 동일한 위치에 유지될 수 있다. 그러한 커넥터 인서트의 예가 하기 도면에 도시된다.
도 26은 본 고안의 실시예들에 따른, 커넥터 리셉터클 내로 삽입될 수 있는 다른 라이트닝 커넥터 인서트를 도시한다. 이러한 커넥터 인서트는 상부 가로줄의 접점들(2510) 및 하부 가로줄의 접점들(2520)을 포함할 수 있다. 상부 가로줄의 접점들(2110)은 식별 칩에 접속될 수 있는 액세서리 식별 접점(ACCIDT)을 포함할 수 있다. 이러한 접점에 이어서 USB 차동 쌍을 위한 접점들(DP1P, DP1N)이 있을 수 있다. 상부 가로줄의 접점들은 다음으로 접점(PIN) - 이는 액세서리로부터 전력을 수신하기 위해 사용될 수 있음 -, 및 접점(ACCPWR) - 이는 전력을 액세서리로 제공하기 위해 사용될 수 있음 - 을 포함할 수 있다. 다음으로, UART 신호를 위한 접점들(DP2N, DP2P)이 있을 수 있고, 이어서 접지 접점이 있을 수 있다. 데이터 접점들(DP1P, DP1N, DP2N, DP2P)은, 커넥터 인서트에서 하부 가로줄의 접점들(2520) 상의 대칭으로 배치된 접점들에 접속될 수 있다. ACCPWR 및 PIN 접점들이 또한 접속될 수 있다. 하부 가로줄의 접점들(2520)에서 ACCIDB 접점이 또한 ID 칩에 접속될 수 있다.
다른 커넥터 인서트들에서와 같이, 이러한 커넥터 인서트는 비회전 위치 또는 회전된 위치에서 커넥터 리셉터클(112) 내로 삽입될 수 있다. 이것의 예들이 하기 도면들에 도시된다.
도 27은 본 고안의 실시예에 따른, 비회전 위치에서 커넥터 리셉터클 내로 삽입된 도 26의 커넥터 인서트를 도시한다. 접속이 검출될 때, 액세서리 접점(ACCIDB)을 통해 ID 칩으로부터 ID 데이터가 수신될 수 있다. 앞서와 같이, 전력이, 커넥터 인서트 내부에 접속될 수 있는 ACCPWR 접점들을 통해 액세서리에 제공될 수 있다. 대안적으로, 전력이, 커넥터 인서트 내부에서 서로 접속될 수 있는 PIN 접점들을 통해 액세서리로부터 수신될 수 있다.
도 28은 본 고안의 실시예에 따른, 라이트닝 신호 경로 내의 멀티플렉서들의 동작을 도시한다. 도시된 바와 같이, 3개의 멀티플렉서들(MUX 1, MUX 2, MUX 3)(집합적으로, 멀티플렉서들(1650))은 커넥터 리셉터클(112) 내의 하부 가로줄의 접점들(1620) 상의 신호들을 통과시키거나 재순서화하기 위해 그리고 그들을 출력들(1652)로서 제공하기 위해 사용될 수 있다. 도 27에서와 같이, 커넥터 인서트가 회전되지 않을 때, 멀티플렉서들(1650)(MUX 1, MUX 2, MUX 3)은 각각 통과 모드에 배치될 수 있고, 출력들(2410)은 재순서화되지 않는다.
도 29는 본 고안의 실시예에 따른, 회전된 위치에서 커넥터 리셉터클 내로 삽입된 도 26의 커넥터 인서트를 도시한다. 접속이 검출될 때, 도 16의 멀티플렉서들(1650)과 연관된 회로는 접점(ACCIDB) 상의 액세서리 식별 정보를 판독하려고 시도할 수 있다. 그러나, 반전 접속에 의하면, ACCIDB가 전력 접속부일 수 있다. ACCIDB 접점 상의 액세서리 식별 정보를 판독하는 데 실패한 후에, 멀티플렉서들(1650)과 연관된 회로는 ACCPWR 접점 상의 식별 정보를 판독하려고 시도할 수 있다. 일단 ID 데이터가 판독된 후에, 멀티플렉서들(1650)과 연관된 회로는 커넥터 인서트가 회전 배향으로 삽입됨을 결정할 수 있다. 이로부터, 멀티플렉서들(1650)과 연관된 회로는 커넥터 인서트의 회전을 보정할 필요가 있는 구성을 결정할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 27에서, 커넥터 인서트 내의 하부 가로줄의 접점들(2520)은 커넥터 리셉터클(112)의 하부 가로줄의 접점들(1620)에서의 대응 접점들에 신호들을 제공할 수 있다. 이러한 신호들의 순서는 도 29에서와는 상이한데, 여기서 커넥터 인서트 상의 상부 가로줄의 접점들(2520)은 커넥터 리셉터클(112)에서의 접점들(1620)에 신호들을 제공할 수 있다. 따라서, 도 16에 도시된 바와 같은 멀티플렉서들(1650)은 도 29에 제공된 바와 같은 신호들을 도 27에 제공된 바와 같은 신호들에 매칭되도록 재배열할 수 있다. 이러한 방식으로, 라이트닝 커넥터 인서트가 커넥터 리셉터클(112) 내로 삽입되는 방식이 어느 것이든지 간에 동일한 순서로 코어 회로(1660)에 의해 신호들이 수신될 수 있다. 도 16의 멀티플렉서들(1650)의 동작의 예가 하기 도면에 도시된다.
도 30은 본 고안의 실시예에 따른, 라이트닝 신호 경로 내의 멀티플렉서들의 동작을 도시한다. 도시된 바와 같이, 3개의 멀티플렉서들(MUX 1, MUX 2, MUX 3)(집합적으로, 멀티플렉서들(1650))은 커넥터 리셉터클(112) 내의 하부 가로줄의 접점들(1620) 상의 신호들을 재순서화하기 위해 그리고 그들을 출력들(1652)로서 제공하기 위해 사용될 수 있다. 신호들이 도 29에 도시된 바와 같이 회전된 커넥터 인서트에 의해 제공될 때, 멀티플렉서들(1650)(MUX 1, MUX 2)의 데이터 멀티플렉서들은 도시된 바와 같이 통과 모드에 배치될 수 있다. 즉, 커넥터 인서트 상의 데이터 신호들이 커넥터 인서트에서 대칭 방식으로 배열되기 때문에, 멀티플렉서들(1650)의 출력에서 이러한 신호들을 재순서화할 필요가 없다. 액세서리 접점들(ACCIDT, ACCPWR)은 멀티플렉서(1650)에서의 MUX 3에 의해 재순서화될 수 있는데, 이는 교차 모드 구성으로 배치될 수 있다. 도 27에서와 같이, 커넥터 인서트가 회전되지 않을 때, 멀티플렉서들(1650)(MUX 1, MUX 2, MUX 3)은 각각 통과 모드에 배치될 수 있고, 출력들(2410)은 재순서화되지 않는다. 이러한 방식으로, 멀티플렉서들(1650)은, 도 29에 도시된 바와 같이, 커넥터 인서트가 회전될 때 접점들(ACCIDT, ACCPWR) 상의 신호들을 재순서화하여, 도 27에 도시된 바와 같이, 비회전 커넥터 인서트에 의해 제공된 바와 같은 신호들에 매칭되도록 할 수 있다.
본 고안의 다양한 실시예들에서, 커넥터 리셉터클들 및 커넥터 인서트들의 컴포넌트들은 다양한 재료들의 다양한 방식들로 형성될 수 있다. 예를 들어, 접점들 및 다른 전도성 부분들은 스탬핑, 금속 사출 성형, 기계가공, 미세 기계가공, 3D 인쇄, 또는 다른 제조 공정에 의해 형성될 수 있다. 전도성 부분들은 스테인레스강, 강철, 구리, 티탄 구리, 인청동, 또는 다른 재료 또는 재료들의 조합으로 형성될 수 있다. 그것들은 니켈, 금, 또는 다른 재료로 코팅되거나 도금될 수 있다. 비전도성 부분들, 예컨대, 리셉터클 하우징들, 접점 퍽들, 및 다른 부분들은 사출 또는 다른 성형, 3D 인쇄, 기계가공, 또는 다른 제조 공정을 이용하여 형성될 수 있다. 비전도성 부분들은 규소 또는 실리콘, 마일러(Mylar), 마일러 테이프, 고무, 경질 고무, 플라스틱, 나일론, 엘라스토머, 액정 폴리머(LCP), 세라믹, 또는 다른 비전도성 재료 또는 재료들의 조합으로 형성될 수 있다.
본 고안의 실시예들은, 휴대용 컴퓨팅 디바이스, 태블릿 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터, 랩톱, 올인원 컴퓨터, 착용가능한 컴퓨팅 디바이스, 휴대폰, 스마트폰, 미디어폰, 저장 디바이스, 키보드, 커버, 케이스, 휴대용 미디어 재생기, 내비게이션 시스템, 모니터, 전원, 어댑터, 원격 제어 디바이스, 충전기, 및 다른 디바이스들과 같은 다양한 유형의 디바이스 내에 위치될 수 있고 그에 접속할 수 있는 커넥터 리셉터클 및 커넥터 인서트를 제공할 수 있다. 이러한 커넥터 리셉터클 및 커넥터 인서트는, USB, HDMI, DVI, 이더넷, 디스플레이포트, 썬더볼트, 라이트닝, JTAG, TAP, DART, UART, 클록 신호, 전력 신호, 및 다른 유형의 표준, 비표준, 및 독자적 인터페이스들 및 개발되었거나 개발 중이거나 또는 향후 개발될 그들의 조합들과 같은 다양한 표준들과 호환 가능한 신호들을 위한 경로들을 제공할 수 있다. 본 고안의 다양한 실시예들에서, 이러한 커넥터 리셉터클 및 커넥터 인서트에 의해 제공되는 이러한 상호접속 경로는 전력, 접지, 신호, 테스트 포인트, 및 다른 전압, 전류, 데이터, 또는 다른 정보를 전달하는 데 사용될 수 있다.
본 고안의 실시예들의 상기 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제시되었다. 이는 총망라하거나 본 고안을 기재된 정확한 형태로 제한하도록 의도되지 않으며, 많은 변형 및 변경이 상기의 교시에 비추어 가능하다. 본 고안의 원리들 및 그것의 실제적인 응용을 가장 잘 설명하여서, 당업자가, 본 고안을 다양한 실시예들에서 그리고 고려되는 특정 용도에 적합한 바와 같은 다양한 변형을 갖고서 가장 잘 이용하는 것을 가능하게 하도록, 실시예들이 선택 및 설명되었다. 따라서, 본 고안은 하기의 청구범위의 범주 내의 모든 변형 및 등가물을 포함하도록 의도됨이 이해될 것이다.

Claims (22)

  1. 전자 디바이스로서,
    커넥터 리셉터클 - 상기 커넥터 리셉터클은
    상부면에 있는 복수의 제1 슬롯들과 제1 개구, 및 하부면에 있는 복수의 제2 슬롯들과 제2 개구를 갖는 하우징;
    제1 접점 하우징 부분에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이며, 상기 하우징 내의 상기 복수의 제1 슬롯들 내에 위치된 복수의 제1 접점들;
    제2 접점 하우징 부분에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이며, 상기 하우징 내의 상기 복수의 제2 슬롯들 내에 위치된 복수의 제2 접점들;
    상기 하우징의 상기 상부면 위의 상부 쉘(top shell) 부분 - 상기 상부 쉘 부분은 상기 상부 쉘 부분의 전방으로부터 연장되고 상기 하우징의 상기 상부면 내의 상기 제1 개구를 통과하는 제1 전자기 접점을 포함하고, 상기 복수의 제1 접점들은 USB(universal-serial-bus) 3.0 인터페이스를 위한 신호들을 수신하기 위한 상부 가로줄의 접점들을 형성하고, 상기 복수의 제2 접점들은 USB 2.0 인터페이스를 위한 신호들을 수신하기 위한 하부 가로줄의 접점들을 형성함 -; 및
    상기 하우징의 상기 하부면 아래의 하부 쉘(bottom shell) 부분 - 상기 하부 쉘 부분은 상기 하부 쉘 부분의 전방으로부터 연장되고 상기 하우징의 상기 하부면 내의 상기 제2 개구를 통과하는 제2 전자기 접점을 포함함 -
    을 포함함 -;
    상기 상부 가로줄의 접점들에 연결되는 복수의 스위치들; 및
    상기 하부 가로줄의 접점들에 연결되는 복수의 멀티플렉서들
    을 포함하는, 전자 디바이스.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 장착 표면을 추가로 포함하고, 여기서 상기 커넥터 리셉터클은 상기 전자 디바이스를 위한 디바이스 인클로저(device enclosure) 및 상기 장착 표면에 부착되는, 전자 디바이스.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 상부 쉘 부분은 딥 드로잉 공정(deep-drawn process)을 이용하여 형성되는, 전자 디바이스.
  6. 제1항에 있어서, 각각의 단부에 접촉 부분들을 갖는 U자형 래치 브라켓을 추가로 포함하고, 상기 U자형 래치 브라켓의 상기 접촉 부분들은 상기 하우징 내의 측면 개구들 내에 위치하는, 전자 디바이스.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서, USB 2.0 신호들이 존재할 때, 상기 복수의 스위치들이 개방되는, 전자 디바이스.
  10. 제9항에 있어서, USB 2.0 신호들이 존재할 때 전력을 제공하기 위한 제1 전원, 및 USB 3.0 신호들이 존재할 때 전력을 제공하기 위한 제2 전원을 추가로 포함하는, 전자 디바이스.
  11. 제10항에 있어서, 상기 멀티플렉서들은 상기 하부 가로줄의 접점들 상에서 수신되는 신호들의 순서를 선택적으로 반전시키도록 구성되는, 전자 디바이스.
  12. 제11항에 있어서, 상기 복수의 스위치들에 결합된 USB 3.0 제어기를 추가로 포함하는, 전자 디바이스.
  13. 제11항에 있어서, USB 3.0 제어기를 추가로 포함하고, 상기 복수의 스위치들은 상기 상부 가로줄의 접점들과 상기 USB 3.0 제어기 사이에 결합되는, 전자 디바이스.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 상부면 내의 제3 개구와 상기 하부면 내의 제4 개구를 추가로 포함하고, 상기 상부 쉘 부분은 상기 상부 쉘 부분의 전방으로부터 연장되고 상기 하우징의 상기 상부면 내의 상기 제3 개구를 통과하는 제3 전자기 접점을 추가로 포함하고, 상기 하부 쉘 부분은 상기 하부 쉘 부분의 전방으로부터 연장하고 상기 하우징의 상기 하부면 내의 상기 제4 개구를 통과하는 제4 전자기 접점을 추가로 포함하는, 전자 디바이스.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1, 제2, 제3 및 제4 전자기 접점은 적어도 180도로 접어지는(folded back), 전자 디바이스.
  16. 전자 디바이스로서,
    커넥터 리셉터클 - 상기 커넥터 리셉터클은,
    상부면에 있는 복수의 제1 슬롯들 및 하부면에 있는 복수의 제2 슬롯들을 갖는 하우징;
    상기 하우징 내의 상기 복수의 제1 슬롯들 내에 위치하는 상부 가로줄의 접점들;
    상기 하우징 내의 상기 복수의 제2 슬롯들 내에 위치하는 하부 가로줄의 접점들;
    상기 하우징의 상부면 위의 상부 쉘 부분 - 상기 상부 쉘 부분은, 상기 상부 쉘 부분의 전방으로부터 연장되고 상기 하우징의 상기 상부면 내의 대응 개구들을 통과하는 제1 및 제2 전자기 접점들을 포함하고, 상기 상부 가로줄의 접점들은 USB(universal-serial-bus) 3.0 인터페이스를 위한 신호들을 수신하고, 상기 하부 가로줄의 접점들은 USB 2.0 인터페이스를 위한 신호들을 수신함 -; 및
    상기 하우징의 상기 하부면 아래의 하부 쉘(bottom shell) 부분 - 상기 하부 쉘 부분은 상기 하부 쉘 부분의 전방으로부터 연장되고 상기 하우징의 상기 하부면 내의 대응 개구들을 통과하는 제3 및 제4 전자기 접점들을 포함함 -
    을 포함함 -;
    상기 상부 가로줄의 접점들에 연결되는 복수의 스위치들; 및
    상기 하부 가로줄의 접점들에 연결되는 복수의 멀티플렉서들
    을 포함하는 전자 디바이스.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1, 제2, 제3 및 제4 전자기 접점들은 대략 180도 접어지는(folded back), 전자 디바이스.
  18. 제16항에 있어서,
    USB 2.0 신호들이 존재할 때 상기 복수의 스위치들이 개방되는, 전자 디바이스.
  19. 제16항에 있어서,
    USB 2.0 신호들이 존재할 때 전력을 제공하기 위한 제1 전원, 및 USB 3.0 신호들이 존재할 때 전력을 제공하기 위한 제2 전원을 추가로 포함하는 전자 디바이스.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 멀티플렉서들은 상기 하부 가로줄의 접점들 상에서 수신되는 신호들의 순서를 선택적으로 반전시키도록 구성되는, 전자 디바이스.
  21. 제16항에 있어서,
    USB 3.0 제어기를 추가로 포함하고, 상기 복수의 스위치들은 상기 상부 가로줄의 접점들과 상기 USB 3.0 제어기 사이에서 연결되는, 전자 디바이스.
  22. 제16항에 있어서,
    장착 표면을 추가로 포함하고, 상기 커넥터 리셉터클은 상기 장착 표면과, 상기 전자 디바이스를 위한 디바이스 인클로저에 부착되는, 전자 디바이스.
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