KR20160003661A - 커넥터, 데이터 송신 장치, 데이터 수신 장치 및 데이터 송수신 시스템 - Google Patents

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Abstract

신호 품질의 열화를 보다 억제하는 것을 가능하게 한다. 일단부가 임의의 장치 내에 배치되는 실장 기판(14) 상의 배선 패턴(15)에 접속되어, 장치의 내부 및 외부에 신호를 전송하는 신호 핀(11)과, 신호 핀(11)이 실장 기판(14)을 향해서 연신되는 영역에 걸쳐서 신호 핀(11)을 덮도록 도전체에 의해 형성되고, 실장 기판(14) 상에서 접지 전위에 접지되는 쉘(13)을 구비하는 커넥터를 제공한다.

Description

커넥터, 데이터 송신 장치, 데이터 수신 장치 및 데이터 송수신 시스템{CONNECTOR, DATA TRANSMISSION DEVICE, DATA RECEPTION DEVICE, AND DATA TRANSMISSION AND RECEPTION SYSTEM}
본 개시는, 커넥터, 데이터 송신 장치, 데이터 수신 장치 및 데이터 송수신 시스템에 관한 것이다.
최근의 정보화 사회 발전에 수반하여, PC(Personal Computer)나 서버 등의 정보 처리 장치에서 다루어지는 정보량(데이터량, 신호량)은 폭발적으로 증가하고 있다. 이러한 데이터량의 증가에 수반하여, 장치간에서의 데이터의 송수신(전송)에 대해서, 보다 많은 데이터를 보다 고속으로 전송할 필요성이 늘어나고 있다.
그러나, 데이터 전송량의 증가 및 데이터 전송 속도의 고속화는, 일반적으로, 데이터 전송 과정에서의 신호 품질의 열화를 야기한다. 그 때문에, 장치간에서의 데이터의 전송에 있어서는, 이러한 신호 품질의 열화를 억제하는 기술이 요구되고 있다.
예를 들어, 특허문헌 1에는, 디지털 신호를 전송하기 위한 HDMI(High Definition Multimedia Interface)(등록 상표) 규격에 대응한 커넥터에 대해서, 당해 커넥터가 접속되는 기판의 커넥터 실장부에 있어서 기판의 두께의 변경 등에 따라 당해 커넥터 실장부의 특성 임피던스를 조정함으로써, 신호 품질의 열화를 억제하는 기술이 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2009-129649호 공보
한편, 최근 들어, 커넥터 및 케이블을 통한 장치간에서의 데이터의 전송에 있어서는, 데이터 전송 속도의 가일층의 고속화에 수반하여, 커넥터 내나 케이블 내에 연장 설치되는 신호 핀이 신호를 전송할 때 발생하는 전자파의 영향이 무시할 수 없는 것으로 되고 있다. 이러한 전자파에 의한 전자 방해(EMI: Electro-Magnetic Interference)는, 데이터 전송에 있어서의 신호 품질을 열화시킬 뿐만 아니라, 장치의 다른 기능의 오작동을 야기할 가능성이 있다. 예를 들어, 무선 통신 기능을 구비하는 장치에 있어서는, 전자파에 의해 당해 무선 통신 기능의 정상적인 동작을 방해할 수 있어, 통신 기능의 열화로 이어질 우려가 있다. 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, EMI에 대해서는 충분한 대책이 취해져 있지 않아, 신호 품질의 열화를 억제하는 기술로서는 불충분할 가능성이 있었다.
따라서, 본 개시에서는, 신호 품질의 열화를 보다 억제하는 것이 가능한, 신규이면서도 개량된 커넥터, 데이터 수신 장치, 데이터 송신 장치 및 데이터 송수신 시스템을 제안한다.
본 개시에 의하면, 일단부가 임의의 장치 내에 배치되는 실장 기판 상의 배선 패턴에 접속되고, 상기 장치의 내부 및 외부에 신호를 전송하는 신호 핀과, 상기 신호 핀이 상기 실장 기판을 향해서 연신되는 영역에 걸쳐서, 상기 신호 핀을 덮도록 도전체에 의해 형성되고, 상기 실장 기판 상에서 접지 전위에 접지되는 쉘을 구비하는 커넥터가 제공된다.
또한, 본 개시에 의하면, 일단부가 임의의 장치 내에 배치되는 실장 기판 상의 배선 패턴에 접속되고, 상기 장치의 내부 및 외부에 신호를 전송하는 신호 핀과, 상기 신호 핀이 상기 실장 기판을 향해서 연신되는 영역에 걸쳐서, 상기 신호 핀을 덮도록 도전체에 의해 형성되고, 상기 실장 기판 상에서 접지 전위에 접지되는 쉘을 갖는 커넥터를 구비하고, 상기 커넥터를 통해서 임의의 장치에 대하여 신호를 송신하는, 데이터 송신 장치가 제공된다.
또한, 본 개시에 의하면, 일단부가 임의의 장치 내에 배치되는 실장 기판 상의 배선 패턴에 접속되고, 상기 장치의 내부 및 외부에 신호를 전송하는 신호 핀과, 상기 신호 핀이 상기 실장 기판을 향해서 연신되는 영역에 걸쳐서, 상기 신호 핀을 덮도록 도전체에 의해 형성되고, 상기 실장 기판 상에서 접지 전위에 접지되는 쉘을 갖는 커넥터를 구비하고, 상기 커넥터를 통해서 임의의 장치로부터 송신되는 신호를 수신하는, 데이터 수신 장치가 제공된다.
또한, 본 개시에 의하면, 일단부가 임의의 장치 내에 배치되는 실장 기판 상의 배선 패턴에 접속되고, 상기 장치의 내부 및 외부에 신호를 전송하는 신호 핀과, 상기 신호 핀이 상기 실장 기판을 향해서 연신되는 영역에 걸쳐서, 상기 신호 핀을 덮도록 도전체에 의해 형성되고, 상기 실장 기판 상에서 접지 전위에 접지되는 쉘을 갖는 커넥터를 통해서 임의의 장치에 대하여 신호를 송신하는, 데이터 송신 장치와, 상기 커넥터를 통하여, 임의의 장치로부터 송신되는 신호를 수신하는, 데이터 수신 장치를 구비하는, 데이터 송수신 시스템이 제공된다.
본 개시에 의하면, 쉘이, 신호 핀이 장치 내의 실장 기판을 향해서 연신되는 영역에 걸쳐서 신호 핀을 덮도록 형성되고, 실장 기판 상에서 접지 전위에 접지된다. 따라서, 신호 핀에 대한 차폐 효과가 초래되어, 신호 핀에 전송되는 신호에 대해서 외란 등에 의한 신호 품질의 열화가 억제된다. 또한, 쉘의 모든 부위에 대하여 쉘에 발생한 유도 전류를 실장 기판으로 내보내는 패스가 형성되기 때문에, EMI가 억제되고, 신호 핀에 전송되는 신호의 품질 열화를 더욱 억제하는 것이 가능하게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 개시에 의하면, 신호 품질의 열화를 보다 억제하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 일반적인 Type A, Type D의 HDMI 커넥터에서의 핀 배치를 도시하는 개략도이다.
도 2a는 일반적인 Type A, Type D의 리셉터클측 HDMI 커넥터를, y축과 z축에 의해 규정되는 평면이며, 또한 신호 핀을 지나는 평면으로 절단한 경우의 일 구조예를 도시하는 단면도이다.
도 2b는 일반적인 Type A, Type D의 리셉터클측 HDMI 커넥터의, x축과 y축에 의해 규정되는 평면이며, 또한 도 2a에서의 I-I 단면에 대응하는 단면도이다.
도 2c는, 도 2a에 나타내는 일반적인 Type A, Type D의 리셉터클측 HDMI 커넥터를, y축의 정방향에서 본 모습을 도시하는 개략도이다.
도 3a는 일반적인 Type A, Type D의 HDMI 커넥터의 리셉터클측 커넥터에서의 EMI에 대해서 설명하기 위한 설명도이다.
도 3b는 일반적인 Type A, Type D의 HDMI 커넥터의 리셉터클측 커넥터에서의 EMI에 대해서 설명하기 위한 설명도이다.
도 4a는 본 실시 형태에 따른 리셉터클측 커넥터를, y-z 평면이며 또한 신호 핀을 지나는 평면으로 절단한 경우의 일 구조예를 도시하는 단면도이다.
도 4b는 본 실시 형태에 따른 리셉터클측 커넥터의, x-y 평면이며 또한 도 4a에서의 III-III 단면에 대응하는 단면도이다.
도 4c는, 도 4a에 나타내는 본 실시 형태에 따른 리셉터클측 커넥터를, y축의 정방향에서 본 모습을 도시하는 개략도이다.
도 5a는 본 실시 형태에 따른 리셉터클측 커넥터(1)에서의 EMI의 억제 효과에 대해서 설명하기 위한 설명도이다.
도 5b는 본 실시 형태에 따른 리셉터클측 커넥터(1)에서의 EMI의 억제 효과에 대해서 설명하기 위한 설명도이다.
도 5c는 일반적인 Type A의 HDMI 커넥터 및 제1 실시 형태에 따른 리셉터클측 커넥터에 대해서, EMI 특성을 시뮬레이션한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6a는 일반적인 Type A, Type D의 HDMI 커넥터에서의 고속 차동 신호를 전송하는 핀 배치를 도시하는 개략도이다.
도 6b는 Type A, Type D의 HDMI 커넥터에서의, 새롭게 고속 차동 데이터 라인이 증가된 핀 배치의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 7a는 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터에서의 고속 차동 신호를 전송하는 핀 배치를 도시하는 개략도이다.
도 7b는 Type C의 HDMI 커넥터에서의, 새롭게 고속 차동 데이터 라인이 증가된 핀 배치의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 8a는 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터를, y축과 z축에 의해 구성되는 단면이며 또한 신호 핀을 지나는 단면으로 절단한 경우의 일 구조예를 도시하는 단면도이다.
도 8b는 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터의, x축과 y축에 의해 구성되는 단면에 있어서, 도 3a에서의 A-A 단면에 대응하는 단면도이다.
도 8c는 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터의, x축과 z축에 의해 구성되는 단면에 있어서, 도 3b에서의 C-C 단면에 대응하는 단면도이다.
도 9a는 의 제1 변형예에 관한 커넥터를, y축과 z축에 의해 구성되는 단면이며 또한 신호 핀을 지나는 단면으로 절단한 경우의 일 구조예를 도시하는 단면도이다.
도 9b는 제1 변형예에 관한 커넥터의, x축과 y축에 의해 구성되는 단면에 있어서, 도 4a에서의 A-A 단면에 대응하는 단면도이다.
도 9c는 제1 변형예에 관한 커넥터의, x축과 z축에 의해 구성되는 단면에 있어서, 도 4b에서의 C-C 단면에 대응하는 단면도이다.
도 10은 가드 라인이 배치된 구성을 설명하기 위한 설명도이다.
도 11a는 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터 구조에서의 전계 분포의 모습을 나타내는 등전계선도이다.
도 11b는 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터 구조에서의 전계 분포의 모습을 나타내는 등전계선도이다.
도 12a는 제1 변형예에 관한 커넥터 구조에서의 전계 분포의 모습을 나타내는 등전계선도이다.
도 12b는 제1 변형예에 관한 커넥터 구조에서의 전계 분포의 모습을 나타내는 등전계선도이다.
도 13a는 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터 구조에서의 아이 패턴을 나타내는 전압 특성도이다.
도 13b는 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터 구조에서의 아이 패턴을 나타내는 전압 특성도이다.
도 14a는 제1 변형예에 관한 커넥터 구조에서의 아이 패턴을 나타내는 전압 특성도이다.
도 14b는 제1 변형예에 관한 커넥터 구조에서의 아이 패턴을 나타내는 전압 특성도이다.
도 14c는 제1 변형예에 관한 커넥터 구조에 가드 라인이 더 배치된 커넥터 구조에서의 아이 패턴을 나타내는 전압 특성도이다.
도 14d는 제1 변형예에 관한 커넥터 구조에 가드 라인이 더 배치된 커넥터 구조에서의 아이 패턴을 나타내는 전압 특성도이다.
도 14e는 제1 변형예에 관한 커넥터 구조에 가드 라인이 더 배치된 커넥터 구조에서의 크로스 토크 특성을 나타내는 전압 특성도이다.
도 15a 일반적인 Type D의 HDMI 커넥터를, y축과 z축에 의해 구성되는 단면이며 또한 신호 핀을 지나는 단면으로 절단한 경우의 일 구조예를 도시하는 단면도이다.
도 15b는 일반적인 Type D의 HDMI 커넥터의, x축과 y축에 의해 구성되는 단면에 있어서, 도 15A에서의 A-A 단면에 대응하는 단면도이다.
도 15c는 일반적인 Type D의 HDMI 커넥터의, x축과 z축에 의해 구성되는 단면에 있어서, 도 15b에서의 C-C 단면에 대응하는 단면도이다.
도 16a는 제2 변형예에 관한 커넥터를, y축과 z축에 의해 구성되는 단면이며 또한 신호 핀을 지나는 단면으로 절단한 경우의 일 구조예를 도시하는 단면도이다.
도 16b는 제2 변형예에 관한 커넥터의, x축과 y축에 의해 구성되는 단면에 있어서, 도 11a에서의 A-A 단면에 대응하는 단면도이다.
도 16c는 제2 변형예에 관한 커넥터의, x축과 z축에 의해 구성되는 단면에 있어서, 도 11b에서의 C-C 단면에 대응하는 단면도이다.
도 17a는 일반적인 Type D의 HDMI 커넥터 구조에서의 전계 분포의 모습을 나타내는 등전계선도이다.
도 17b는 일반적인 Type D의 HDMI 커넥터 구조에서의 전계 분포의 모습을 나타내는 등전계선도이다.
도 18a는 제2 변형예에 관한 커넥터 구조에서의 전계 분포의 모습을 나타내는 등전계선도이다.
도 18b는 제2 변형예에 관한 커넥터 구조에서의 전계 분포의 모습을 나타내는 등전계선도이다.
도 19a는 일반적인 Type D의 HDMI 커넥터 구조에서의 아이 패턴을 나타내는 전압 특성도이다.
도 19b는 일반적인 Type D의 HDMI 커넥터 구조에서의 아이 패턴을 나타내는 전압 특성도이다.
도 20a는 제2 변형예에 관한 커넥터 구조에 가드 라인이 더 배치된 커넥터 구조에서의 아이 패턴을 나타내는 전압 특성도이다.
도 20b는 제2 변형예에 관한 커넥터 구조에 가드 라인이 더 배치된 커넥터 구조에서의 아이 패턴을 나타내는 전압 특성도이다.
도 20c는 제2 변형예에 관한 커넥터 구조에 가드 라인이 더 배치된 커넥터 구조에서의 크로스 토크 특성을 나타내는 전압 특성도이다.
도 21a는 본 개시의 하나의 변형예인, 신호 핀의 단면적이 확장된 변형예에서의, 관련된 신호의 핀 배치의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 21b는 도 16a에 나타내는 커넥터의, y축과 z축에 의해 구성되는 단면이며 또한 신호 핀을 지나는 단면으로 절단한 경우의 일 구조예를 도시하는 개략도이다.
도 21c는 도 16a에 나타내는 커넥터의, x축과 y축에 의해 구성되는 단면에 있어서, 도 16b에서의 A-A 단면에 대응하는 개략도이다.
도 21d는 도 16c에 대응하는 커넥터의, 감합부 이외의 영역에만, 신호 핀의 단면적이 확장되는 변형예를 도시하는 개략도이다.
도 22의 는 본 개시의 하나의 변형예인, 기판 상에 디바이스가 설치되는 변형예의 일 구성예를 도시하는 개략도이다.
도 23a는, 도 22에 나타내는 변형예에 관한 디바이스의 구체예인, AC/DC 변환 회로의 회로 구성의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 23b는, 도 22에 나타내는 변형예에 관한 디바이스의 구체예인, 레지스터 및 통신 회로의 구성 일례를 나타내는 개략도이다.
도 23c는, 도 22에 나타내는 변형예에 관한 디바이스의 구체예인, 배터리의 구성 일례를 나타내는 개략도이다.
도 24는 디스크 레코더와 텔레비전 수상기의 사이에서, HDMI 케이블에 의해 전송되는 각 채널의 데이터 구성예에 대해서 설명하기 위한 설명도이다.
도 25는 소스 기기와 싱크 기기를 접속시킨 경우의 CEC 제어의 시퀀스 예를 나타내는 시퀀스도이다.
도 26은 HDMI 케이블로 접속된 기기가 검출된 경우의, 각각의 기기의 CEC 대응 확인 처리 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 27은 전원 공급 제어에서의, 소스 기기와 싱크 기기로 구성되는 통신 시스템의 구성예를 도시하는 기능 블록도이다.
도 28은 전원 공급 제어에서의 제어 시퀀스를 나타내는 시퀀스도이다.
도 29는 본 개시의 제2 실시 형태에 관한 리셉터클측 커넥터를, y-z 평면이며 또한 신호 핀을 지나는 평면으로 절단한 경우의 일 구조예를 도시하는 단면도이다.
도 30a는 일반적인 Type A의 HDMI 커넥터 구조에서의 아이 패턴을 나타내는 전압 특성도이다.
도 30b는 일반적인 Type A의 HDMI 커넥터 구조에서의 아이 패턴을 나타내는 전압 특성도이다.
도 31a는, 도 29에 나타내는 제2 실시 형태에 관한 커넥터 구조에서의 아이 패턴을 나타내는 전압 특성도이다.
도 31b는, 도 29에 나타내는 제2 실시 형태에 관한 커넥터 구조에서의 아이 패턴을 나타내는 전압 특성도이다.
도 31c는, 도 29에 나타내는 제2 실시 형태에 관한 커넥터 구조에서의 아이 패턴을 나타내는 전압 특성도이다.
도 32는 일반적인 Type A의 HDMI 커넥터 및 제2 실시 형태에 따른 커넥터에 대해서, EMI 특성을 시뮬레이션한 결과를 나타내는 그래프이다.
이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 개시의 적합한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.
또한, 이하의 설명에서는, 본 개시의 1 실시예에 관한 커넥터, 데이터 수신 장치, 데이터 송신 장치 및 데이터 송수신 시스템의 일례로서, HDMI(High Definition Multimedia Interface) 규격에 대응한 커넥터(이하, HDMI 커넥터라 함), 데이터 수신 장치, 데이터 송신 장치 및 데이터 송수신 시스템을 예로 들어 설명을 행한다. 단, 본 실시 형태는 이러한 예에 한정되지 않고, 다른 통신 방식, 통신 규격에 준하는 커넥터, 데이터 수신 장치, 데이터 송신 장치 및 데이터 송수신 시스템에 있어서도 적용 가능하다.
또한, 이하의 설명에서는, 케이블에 있어서의 플러그측 커넥터를, 「플러그측 커넥터」 또는 「플러그측 HDMI 커넥터」라고도 칭하며, 데이터 수신 장치 및 데이터 송신 장치에서의 리셉터클측 커넥터를, 「리셉터클측 커넥터」 또는 「리셉터클측 HDMI 커넥터」라고도 칭하기로 한다. 또한, 간단히 「커넥터」라고 한 경우에는, 특별히 기재가 없는 한, 플러그측 커넥터 및 리셉터클측 커넥터 중 적어도 어느 하나를 나타내는 것으로 한다. 또한, 이하의 설명에서는, 플러그측 커넥터가 소위 수형의 단자 형상을 갖고, 리셉터클측 커넥터가 소위 암형의 단자 형상을 갖는 일례에 대해서 설명하지만, 본 실시 형태는 이러한 예에 한정되지 않고, 플러그측 커넥터의 단자 형상과 리셉터클측 커넥터의 단자 형상의 관계는, 반대이어도 된다.
또한, 설명은 이하의 순서로 행하기로 한다.
1. 리셉터클측 커넥터에서의 EMI에 관한 검토
2. 제1 실시 형태
3. 전송 데이터량 증가에 관한 변형예에 대해서
3.1. 전송 데이터량 증가에 관한 검토
3.2. 제1 변형예
3.2.1. 일반적인 Type C 커넥터의 구성
3.2.2. 제1 변형예에 관한 커넥터의 구성
3.2.3. 특성 비교
3.3. 제2 변형예
3.3.1. 일반적인 Type D 커넥터의 구성
3.3.2. 제2 변형예에 관한 커넥터의 구성
3.3.3. 특성 비교
3.4. 제1 및 제2 변형예의 새로운 변형예
3.4.1. 신호 핀의 단면적의 확장
3.4.2. 기판 상에의 디바이스의 실장
3.5. 적용예
3.5.1. CEC 제어
3.5.2. 전원 공급 제어
4. 제2 실시 형태
4.1. 제2 실시 형태에 관한 커넥터의 구성
4.2. 특성 비교
5. 정리
<1. 리셉터클측 커넥터에서의 EMI에 관한 검토>
먼저, 본 개시를 보다 명확한 것으로 하기 위해서, 본 발명자들이 본 개시에 상도함에 이른 배경에 대해서 설명한다. 또한, 본항 <1. 리셉터클측 커넥터에서의 EMI에 관한 검토> 및 하기 <2. 제1 실시 형태>에서는, 커넥터의 일례로서 Type A, Type D의 HDMI 커넥터를 예로 들어 설명을 행하지만, 본항 <1. 리셉터클측 커넥터에서의 EMI에 관한 검토> 및 하기 <2. 제1 실시 형태>에서 설명하는 내용은, 다른 타입(예를 들어, Type B, Type C)의 HDMI 커넥터나, 다른 통신 방식, 통신 규격에 준하는 커넥터에 대해서도 적용하는 것이 가능하다.
최근 들어, 영상 기기간에 있어서, 영상 신호(영상 데이터, 음성 데이터 등)를 고속 전송하는 통신 인터페이스로서, HDMI가 널리 보급되어 있다. HDMI 규격에 기초하는 통신에 있어서는, 일반적으로, 디스크 재생 장치 등의 영상 신호원이 되는 기기와, 표시 장치(모니터 수상기, 텔레비전 수상기 등)가 HDMI 케이블을 통해서 접속된다. 또한, 이하의 설명에서는, 영상 신호 등의 신호를 출력하는 기기를, 소스 기기, 출력 장치, 송신 장치 등이라 칭하고, 영상 신호 등의 신호가 입력되는 기기를, 싱크 기기, 입력 장치, 수신 장치 등이라 칭하기로 한다.
상기의 디스크 재생 장치나 표시 장치와 같은 CE(Consumer Electronics) 기기에 있어서는, 보다 고화질, 음질이 좋은 영상을 취급하는 것에 대한 수요가 증가하고 있다. 따라서, 최근 들어, HDMI 규격에 기초하는 데이터 전송에 있어서는, 영상 데이터, 음성 데이터 등의 영상 신호에 대해서, 보다 많은 데이터량을 전송할 것이 요구되고 있다.
HDMI 규격에 의하면, HDMI 커넥터에서의 핀 수는 19개이다. 일반적인 HDMI 커넥터에 있어서는, 그러한 핀 중 12개가, 영상 신호의 전송에 관한 용도에 사용되고, 그 밖의 핀은, CEC(Consumer Electronics Control) 제어, 전원, 핫 플러그 검출(HPD: Hot Plug Detector) 등의 용도에 사용된다. 또한, 일반적인 HDMI 커넥터에서의 핀 배치를 포함하여, HDMI 규격의 상세에 대해서는, 예를 들어 「HDMI Specification Version 1.4」 등을 참조할 수 있다.
여기서, 리셉터클측 커넥터에 주목하여, 그 구성에 대해서 보다 상세하게 설명한다. 먼저, 도 1을 참조하여, Type A, Type D의 HDMI 커넥터를 예로 들어, 일반적인 HDMI 커넥터의 핀 배치에 대해서 설명한다. 또한, Type A의 HDMI 커넥터의 핀 배치와, Type D의 HDMI 커넥터의 핀 배치는 마찬가지이다.
도 1은, 일반적인 Type A, Type D의 HDMI 커넥터에서의 핀 배치를 도시하는 개략도이다. 또한, 도 1은, 수신 장치 및 송신 장치에서의 리셉터클측의 HDMI 커넥터의 단자면을 나타내고 있다.
도 1을 참조하면, 일반적인 Type A, Type D의 HDMI 커넥터의 단자면에 있어서는, 외각(쉘)(943)에 덮인 유전체(942)에 매립된 19개의 신호 핀(941)이, 2열로 지그재그 형상으로 배열되어 있다. 또한, 복수의 신호 핀(941) 각각에는, 서로 상이한 종류의 신호가 인가되어 있어, 도 1에는, 그 신호의 종류가 기재되어 있다.
구체적으로는, 핀 번호가 1, 2, 3번인 신호 핀(941)에는, 각각, 「Data2+」, 「Data2 Shield」, 「Data2-」가 할당된다. 또한, 마찬가지로, 핀 번호가 4, 5, 6번인 신호 핀(941)에는, 각각, 「Data1+」, 「Data1 Shield」, 「Data1-」이 할당된다. 또한, 마찬가지로, 핀 번호가 7, 8, 9번인 신호 핀(941)에는, 각각, 「Data0+」, 「Data0 Shield」, 「Data0-」이 할당된다. 또한, 핀 번호가 10, 11, 12번인 신호 핀(941)에는, 각각 「clock+」, 「clock Shield」, 「clock-」이 할당된다.
즉, 각각의 데이터 라인(Data0/1/2) 및 클럭(clock)은, 차동 라인 Datai+, Datai-, Datai Shield의 3개의 라인으로 구성된다(i=0, 1, 2). 또한, 차동 라인 Datai+ 및 Datai-는, 데이터 전송 시에는, 차동 신호간에서 커플링을 형성한다(차동 결합을 형성함). HDMI 소스 기기는, Data0/1/2를 사용하여, 각각 최대 3.425Gbps로 R(적색), G(녹색), B(청색)의 디지털 비디오 데이터(영상 데이터)를 시리얼 데이터로 하고, 시리얼 비디오 데이터에 10분주가 되는 픽셀 클럭(최대 340.25MHz)을 클럭으로서 HDMI 싱크 기기에 전송한다.
HDMI 커넥터에 있어서는, 이들 핀 번호가 1 내지 12번인 신호 핀(941)에 의해 영상 데이터가 전송되고, 나머지 핀 번호가 13 내지 19번인 신호 핀(941)이, 제어용의 신호나 전원 등에 할당되어 있다. 구체적으로는, 핀 번호가 13번인 신호 핀(941)은, 송신 장치 및 수신 장치를 제어하기 위한 신호인 「CEC(Consumer Electronics Control)」신호에 할당된다. 또한, 핀 번호가 14번인 신호 핀(941)은, 역방향의 음성 신호 전송 등에 사용되는 「유틸리티(Utility)」 용도에 할당되어 있다.
또한, 핀 번호가 16번인 신호 핀(941)은, 송신 장치 또는 수신 장치의 능력에 관한 정보인 E-EDID 정보(Enhanced Extended Display Identification Data) 등의 판독용 「SDA(Serial Data)」 신호에 할당된다. 또한, 핀 번호가 15번인 신호 핀(941)은, SDA 신호의 송수신시의 동기에 사용되는 클럭 신호인 「SCL(Serial Clock)」 신호에 할당된다.
또한, 핀 번호가 17번인 신호 핀(941)은, 송신 장치가 수신 장치로부터 상기 E-EDID 정보 등을 판독하기 위해서 사용하는 SDA, SCL 신호로 구성되는 「DDC(Display Data Channel)」 또는 「상기 CEC 신호의 접지(CEC GND)」에 할당된다. 또한, 핀 번호가 18번인 신호 핀(941)은, 「+5V 전원」에 할당된다. 또한, 핀 번호가 18번인 신호 핀(941)은, 송신 장치가 수신 장치와의 접속 상황을 검출하기 위한 「HPD(Hot Plug Detector)」에 할당된다.
이상, 도 1을 참조하여, Type A, Type D의 HDMI 커넥터를 예로 들어, 일반적인 HDMI 커넥터의 핀 배치에 대해서 설명하였다. 또한, 이하의 설명에서는, 특별히 기재된 없는 한, 차동 신호가 전송되는 신호 핀이란, 차동 신호가 다른 신호 핀에 비해 고속으로 전송되는, 핀 번호가 1 내지 12번인 신호 핀을 의미하는 것으로 한다.
여기서, 이하에서는, 좌표축을 정의해서 커넥터에 관한 설명을 행한다. 구체적으로는, 커넥터의 단자면에 있어서, 신호 핀이 배열되어 있는 방향을 x축 방향이라 정의한다. 또한, 한 쌍의 커넥터를 끼워 맞출 때 커넥터끼리 끼워 맞춰지는 방향을 y축 방향이라 정의한다. 또한, x축 및 y축과 서로 직교하는 방향을 z축 방향이라 정의한다. 또한, 이하의 설명에서는, y축 방향을 제1 방향이라고도 칭한다.
또한, x축의 정부에 대해서, HDMI 규격에 준해 신호 핀의 번호가 증가하는 방향(도 1에서는 도면의 우측으로부터 좌측을 향하는 방향)을 x축의 정방향이라 정의한다. 또한, y축의 정부에 대해서, 플러그측 커넥터로부터 리셉터클측 커넥터를 향하는 방향(도 1에서는 지면에 수직으로 지면을 향하는 방향)을 y축의 정방향이라 정의한다. 또한, z축의 정부에 대해서, 핀 번호가 1번인 신호 핀(941)이 위치하는 방향(도 1에서는 도면의 상측 방향)을 z축의 정방향이라 정의한다.
도 1에서는 리셉터클측 커넥터의 단자면에 있어서의 핀 배치를 나타내고 있지만, 플러그측 커넥터의 단자면에 있어서는, 신호 핀(941)의 배열이 반대가 된다. 즉, 플러그측 커넥터의 단자면에 있어서는, 도 1에서의 좌측 단부에 핀 번호가 1인 신호 핀(941)이 배치되고, 우측 단부에 핀 번호가 19인 신호 핀(941)이 배치된다. 그리고, 수신 장치 및 송신 장치에 있어서는, 도 1에 도시하는 리셉터클측 커넥터의 단자면(즉, 도 1의 y축의 부방향의 면)이 장치의 밖을 향해서 개방되어 배치되어 있고, 플러그측 커넥터가 y축의 부방향으로부터 당해 단자면에 대하여 끼워 맞춰짐으로써, 동일한 핀 번호를 갖는 신호 핀(941)끼리 접촉하여, 각종 데이터가 전송된다.
리셉터클측 커넥터에 있어서는, 장치의 내부(즉, 도 1에서의 y축의 정방향)를 향해서 신호 핀(941)이 연신되어 있고, 이 신호 핀(941)이 장치 내부의 실장 기판에 접속되어, 당해 실장 기판으로부터 장치 내부의 각종 회로에 신호가 전송된다. 도 2a 내지 도 2c를 참조하여, 이러한 리셉터클측 커넥터의 장치 내부에서의 구성에 대해서 보다 상세하게 설명한다.
도 2a는, 일반적인 Type A, Type D의 리셉터클측 HDMI 커넥터를, y축과 z축에 의해 규정되는 평면(y-z 평면)이며 또한 신호 핀을 지나는 평면으로 절단한 경우의 일 구조예를 도시하는 단면도이다. 도 2b는, 일반적인 Type A, Type D의 리셉터클측 HDMI 커넥터의, x축과 y축에 의해 규정되는 평면(x-y 평면)이며 또한 도 2a에서의 I-I 단면에 대응하는 단면도이다. 도 2c는, 도 2a에 나타내는 일반적인 Type A, Type D의 리셉터클측 HDMI 커넥터를, y축의 정방향에서 본 모습을 도시하는 개략도이다. 또한, 도 2a 내지 도 2c는, 리셉터클측 커넥터와 함께, 송신 장치 및 수신 장치 내에 배치되어, 리셉터클측 커넥터의 신호 핀이 접속되는 실장 기판을 도시하고 있다. 또한, 도 1에 도시한 바와 같이, Type A, Type D의 HDMI 커넥터의 핀 배치에서는, 단자면에 있어서, 신호 핀이 x축 방향을 따라, z축 방향으로 2열로 지그재그 형상으로 배열된다. 도 2a는, 위(z축 방향에서의 상측 방향)의 열에 형성되는 신호 핀과, 아래(z축 방향에서의 하측 방향)의 열에 형성되는 신호 핀을 지나는 단면에서의 단면도(즉, 도 2c에 나타내는 II-II 단면에서의 단면도)를 나타내고 있다. 또한, 도 2b에서는, 위의 열에 형성되는 신호 핀과 아래의 열에 형성되는 신호 핀의 사이에 설치되는 유전체를 투과해서 도시하여, 모든 신호 핀을 도시하고 있다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 일반적인 Type A, Type D의 HDMI 커넥터의 리셉터클측 커넥터(920)는, 신호 핀(921), 유전체(922) 및 외각(쉘)(923)을 구비한다. 신호 핀(921)은, y축 방향, 즉 제1 방향으로 연장되어 있고, 유전체(922)에 그 일부가 매립된다. 또한, 신호 핀(921)은, 도 1에 도시하는 신호 핀(941)에 대응하고 있다.
쉘(923)은, 신호 핀(921) 및 유전체(922)를 덮도록 형성되고, 쉘(923)의 y축의 부방향의 일면은, 외부에 대하여 개방되는 개방면으로 되어 있다. 또한, 쉘(923)은, 도전체에 의해 형성되고, 그 전위는 접지 전위로 고정된다.
또한, 플러그측 커넥터(도시하지 않음)도 마찬가지로 쉘을 구비하고, 플러그측 커넥터의 쉘에도, 리셉터클측 커넥터(920)의 쉘(923)의 개방면에 대응하도록, 개방면이 설치된다. 그리고, 플러그측 커넥터의 쉘에 개방면이 설치되는 일단부가, 리셉터클측 커넥터(920)의 쉘(923)의 개방면의 개구부에 y축의 부방향으로부터 삽입됨으로써, 플러그측 커넥터와 리셉터클측 커넥터(920)가 끼워 맞춰진다. 또한, 신호 핀(921)은, 쉘(923)의 개방면 근방의 소정의 영역에서, 유전체(922)로부터 그 표면의 일부 영역이 노출된 노출부를 갖는다. 플러그측 커넥터와, 리셉터클측 커넥터(920)가 끼워 맞춰질 때는, 신호 핀(921)의 노출부가, 플러그측 커넥터의 신호 핀과 접촉함으로써, 플러그측 커넥터와 리셉터클측 커넥터(920)가 전기적으로 접속된다. 또한, 일반적인 Type A, Type D의 HDMI 커넥터에서의 플러그측 커넥터 및 리셉터클측 커넥터의 구성에 대해서는, 하기(3.3.1. 일반적인 Type D 커넥터의 구성)에서, 도 15a 내지 도 15c를 참조하여 재차 상세하게 설명한다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 송신 장치 및 수신 장치 내에는, 리셉터클측 커넥터(920)의 신호 핀(921)이 접속되는 실장 기판(924)이 배치된다. 도 2a 내지 도 2c에 도시한 바와 같이, 신호 핀(921)은, 송신 장치 및 수신 장치 내에서 y축의 정방향으로 연신되어, 송신 장치 및 수신 장치 내에서 실장 기판(924)을 향해 절곡되어, 실장 기판(924)과 접속된다. 구체적으로는, 실장 기판(924) 상에는, 신호 핀(921)에 대응한 복수의 배선 패턴(925)이 설치되어 있고, 신호 핀(921)은 송신 장치 및 수신 장치 내에서 실장 기판(924) 상의 배선 패턴(925)에 접속된다. 배선 패턴(925)은, 실장 기판(924) 상 또는 다른 기판 상에 형성된, 소정의 신호 처리를 행하는 각종 회로를 향해서 연신되어 있고, 신호 핀(921)에 전송되어 온 각종 신호는, 배선 패턴(925)에 의해 소정의 회로에 또한 전송되어, 당해 회로에 있어서 각 신호에 대응한 신호 처리가 적절히 행하여진다.
또한, 쉘(923)과 실장 기판(924)의 사이에는, 쉘(923)을 접지 전위에 접속하기 위한 접지부(926a 내지 926d)가 설치된다. 접지부(926a 내지 926d)는, 예를 들어 쉘(923)과 동일한 도전체로 형성되고, 실장 기판(924) 상의 접지 전위를 갖는 영역에 접지된다. 즉, 접지부(926a 내지 926d)가 설치되는 위치는, 쉘(923)과 실장 기판(924)의 접지 위치를 나타내고 있다. 도 2b에서는, 접지부(926a 내지 926d)가 설치되는 영역을 파선으로 둘러싸서 나타내고 있다. 도 2b에 도시한 바와 같이, 일반적인 Type A, Type D의 리셉터클측 HDMI 커넥터에 있어서는, 쉘(923)은, x-y 평면에서의 네 구석에서 실장 기판(924) 상의 접지 전위와 접지하고 있다.
이상, 도 2a 내지 도 2c를 참조하여, 일반적인 Type A, Type D의 리셉터클측 HDMI 커넥터의 구조에 대해서 설명하였다.
여기서, 도 2a 내지 도 2c에 도시한 바와 같이, 일반적인 리셉터클측 커넥터(920)에 있어서는, 신호 핀(921)이 실장 기판(924)을 향해서 연신되는 영역에서는, 신호 핀(921)이 드러나 있다. 이러한 신호 핀(921)이 드러나 있는 영역에서는, 신호 핀(921)에 대한 차폐(실드) 효과가 충분하지 않기 때문에, 신호 핀(921)에 전송되는 신호가 외란 등의 영향을 받기 쉬워, 신호 품질의 열화를 야기할 우려가 있다.
또한, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 일반적인 Type A, Type D의 HDMI 커넥터(920)에 있어서는, 핀 번호가 1 내지 12인 신호 핀(921, 941)에 의해, 비교적 고속으로 차동 신호가 전송된다. 이러한 신호 핀(921, 941)에 있어서의 차동 신호가 고속인 전송에 있어서는, 신호의 전송에 따라 발생하는 전자파가 신호 품질에 미치는 영향(전자 방해(EMI: Electro-Magnetic Interference))이 무시할 수 없는 것이 된다.
이러한 일반적인 리셉터클측 커넥터(920)에 있어서의 EMI에 대해서, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 도 3a 및 도 3b는, 일반적인 Type A, Type D의 HDMI 커넥터의 리셉터클측 커넥터(920)에 있어서의 EMI에 대해서 설명하기 위한 설명도이다. 또한, 도 3a 및 도 3b에 나타내는 Type A, Type D의 리셉터클측 커넥터(920)의 구성은, 도 2a에 나타내는 리셉터클측 커넥터(920)의 구성과 마찬가지이기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
먼저, 도 3a에서는, 아래(z축 방향에서의 하측 방향)의 열에 형성되는 신호 핀(921)에 신호가 전송되는 모습을 화살표로 나타내고 있다. 이렇게 신호 핀(921)에 신호가 전송되면, 당해 신호의 전송에 따라 발생하는 전자파에 의해, 쉘(923)의 내부에 전류가 발생한다(소위 전자기 유도). 예를 들어, 도 3a에 도시한 바와 같이, 아래의 열에 형성되는 신호 핀(921)에 있어서의 신호의 전송에서는, 쉘(923) 중에서도 당해 신호 핀(921)에 비교적 가까운 부위인 쉘(923)의 하측 부위에, 비교적 큰 전류(유도 전류)가 발생한다고 생각된다. 도 3a에서는, 쉘(923)의 하측 부위에 발생한 유도 전류를 파선 화살표로 모식적으로 도시하고 있다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하여 설명한 바와 같이, 일반적인 Type A, Type D의 HDMI 커넥터의 리셉터클측 커넥터(920)에 있어서는, 쉘(923)이, x-y 평면에서의 네 구석에서 실장 기판(924) 상의 접지 전위와 접지하고 있다. 따라서, 도 3a에 파선 화살표로 나타낸 바와 같이, 쉘(923)의 하측 부위에 발생한 유도 전류는, 예를 들어 접지부(926b, 926c)로부터 실장 기판(924)을 통해서 접지로 흐르기 때문에, 당해 유도 전류에 의한 노이즈는 비교적 발생하기 어려운 것으로 생각된다.
한편, 도 3b에서는, 위(z축 방향에서의 상측 방향)의 열에 형성되는 신호 핀(921)에 신호가 전송되는 모습을 화살표로 나타내고 있다. 도 3b에 도시한 바와 같이, 위의 열에 형성되는 신호 핀(921)에 있어서의 신호의 전송에서는, 쉘(923) 중에서도 당해 신호 핀(921)에 비교적 가까운 부위인 쉘(923)의 상측 부위에, 비교적 큰 유도 전류가 발생한다고 생각된다. 도 3b에서는, 쉘(923)의 상측 부위에 발생한 유도 전류를 파선 화살표로 모식적으로 도시하고 있다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하여 설명한 바와 같이, 일반적인 Type A, Type D의 HDMI 커넥터의 리셉터클측 커넥터(920)에 있어서는, 쉘(923)이, x-y 평면에서의 네 구석에서 실장 기판(924) 상의 접지 전위와 접지하고 있지만, 쉘(923)의 상측 부위는 직접은 실장 기판 상에 접지하고 있지 않다. 따라서, 도 3b에 일점 쇄선 화살표로 나타낸 바와 같이, 쉘(923)의 상측 부위에 발생한 유도 전류의 일부가, 예를 들어 쉘(923)의 단부에서 반사하여, 리턴 전류로서 플러그측의 HDMI 커넥터를 향해서 흐르는 것으로 생각된다. 이러한 리턴 전류는, 신호의 전송에 있어서 노이즈가 될 수 있다.
이상, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한 바와 같이, 일반적인 Type A, Type D의 HDMI 커넥터에 있어서는, EMI를 억제하는 것이 곤란해서, 신호 품질의 열화의 원인으로 되어 있었다. 본 발명자 등은, 이상 검토한 내용에 기초하여, EMI를 억제하고 신호 품질의 열화를 보다 억제하는 것이 가능한, 본 개시에 관한 커넥터, 데이터 수신 장치, 데이터 송신 장치 및 데이터 송수신 시스템에 상도하기에 이르렀다. 하기 <2. 제1 실시 형태>에서, 그 적합한 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다.
<2. 제1 실시 형태>
도 4a 내지 도 4c를 참조하여, 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 커넥터의 구조에 대해서 설명한다. 또한, 도 4a 내지 도 4c에서는, 제1 실시 형태에 따른 커넥터의 구성의 일례로서, Type A, Type D의 HDMI 커넥터의 구성에 대해서 설명을 행하지만, 도 4a 내지 도 4c에 나타내는 실시 형태는, 다른 타입의 HDMI 커넥터 및 다른 통신 방식, 통신 규격의 커넥터에 대해서도 적용 가능하다.
도 4a는, 제1 실시 형태에 따른 리셉터클측 커넥터를, y-z 평면이며 또한 신호 핀을 지나는 평면으로 절단한 경우의 일 구조예를 도시하는 단면도이다. 도 4b는, 제1 실시 형태에 따른 리셉터클측 커넥터의, x-y 평면이며 또한 도 4a에서의 III-III 단면에 대응하는 단면도이다. 도 4c는, 도 4a에 나타내는 제1 실시 형태에 따른 리셉터클측 커넥터를, y축의 정방향에서 본 모습을 도시하는 개략도이다. 또한, 도 4a 내지 도 4c는, 리셉터클측 커넥터와 함께, 송신 장치 및 수신 장치 내에 배치되어, 리셉터클측 커넥터의 신호 핀이 접속되는 실장 기판을 도시하고 있다.
또한, 제1 실시 형태에 따른 리셉터클측 커넥터의 핀 배치는, 도 1에 도시하는 일반적인 Type A, Type D의 리셉터클측 HDMI 커넥터의 핀 배치와 마찬가지이다. 따라서, 제1 실시 형태에 따른 리셉터클측 커넥터는, 도 1에 도시한 바와 같이, 단자면에 있어서, 신호 핀이 x축 방향을 따라, z축 방향으로 2열로 지그재그 형상으로 배열된다. 여기서, 도 4a는, 위(z축 방향에서의 상측 방향)의 열에 형성되는 신호 핀과, 아래(z축 방향에서의 하측 방향)의 열에 형성되는 신호 핀을 지나는 단면에서의 단면도(즉, 도 4c에 나타내는 IV-IV 단면에서의 단면도)를 나타내고 있다. 또한, 도 4b에서는, 위의 열에 형성되는 신호 핀과 아래의 열에 형성되는 신호 핀의 사이에 설치되는 유전체를 투과해서 도시하여, 모든 신호 핀을 도시하고 있다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 제1 실시 형태에 따른 리셉터클측 커넥터(1)는, 신호 핀(11), 유전체(12), 외각(쉘)(13) 및 접지부(16a 내지 16g)를 구비한다. 여기서, 제1 실시 형태에 따른 리셉터클측 커넥터(1)의 신호 핀(11), 유전체(12)의 기능 및 구성은, 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 설명한 일반적인 Type A, Type D의 리셉터클측 커넥터(920)의 신호 핀(921), 유전체(922)의 기능 및 구성과 마찬가지이기 때문에, 상세한 설명은 생략한다. 즉, 제1 실시 형태에 따른 리셉터클측 커넥터(1)에 있어서의, 플러그측 커넥터와 끼워 맞추는 영역의 구성은, 일반적인 리셉터클측 커넥터(920)의 당해 영역의 구성과 마찬가지이다. 따라서, 이하에서는, 도 4a 내지 도 4c를 참조하여, 일반적인 리셉터클측 커넥터(920)와의 상위점인, 쉘(13) 및 접지부(16a 내지 16g)의 기능 및 구성에 대해서 주로 설명한다.
상술한 바와 같이, 쉘(13)에 있어서의, 플러그측 커넥터(도시하지 않음)와 끼워 맞추는 영역의 구조는, 일반적인 리셉터클측 커넥터(920)의 쉘(923)의 구조와 마찬가지이다. 즉, 쉘(13)은, 신호 핀(11) 및 유전체(12)를 덮도록 형성되고, 쉘(13)의 y축의 부방향의 일면은, 외부에 대하여 개방되는 개방면으로 되어 있다. 그리고, 쉘(13)의 개방면에 대응하여, 플러그측 커넥터(도시하지 않음)의 쉘에도 개방면이 설치되고, 플러그측 커넥터(도시하지 않음)의 쉘의 당해 개방면이 설치되는 일단부가, 리셉터클측 커넥터(1)의 쉘(13)의 개방면의 개구부에 y축의 부방향으로부터 삽입됨으로써, 플러그측 커넥터와 리셉터클측 커넥터(1)가 끼워 맞춰진다. 또한, 신호 핀(11)은, 쉘(13)의 개방면 근방의 소정의 영역에서, 유전체(12)로부터 그 표면의 일부 영역이 노출된 노출부를 갖고, 플러그측 커넥터와 리셉터클측 커넥터(1)가 끼워 맞춰질 때는, 신호 핀(11)의 당해 노출부가 플러그측 커넥터의 신호 핀과 접촉함으로써, 플러그측 커넥터와 리셉터클측 커넥터(1)가 전기적으로 접속된다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 송신 장치 및 수신 장치 내에는, 리셉터클측 커넥터(1)의 신호 핀(11)이 접속되는 실장 기판(14)이 배치된다. 도 4a 내지 도 4c에 도시한 바와 같이, 신호 핀(11)은, 송신 장치 및 수신 장치 내에서 y축의 정방향으로 연신되어, 송신 장치 및 수신 장치 내에서 실장 기판(14)을 향해서 절곡되어, 실장 기판(14)과 접속된다. 구체적으로는, 실장 기판(14) 상에는, 신호 핀(11)에 대응한 복수의 배선 패턴(15)이 설치되어 있고, 신호 핀(11)은 송신 장치 및 수신 장치 내에서 실장 기판(14) 상의 배선 패턴(15)에 접속된다. 배선 패턴(15)은, 실장 기판(14) 상 또는 다른 기판 상에 형성된, 소정의 신호 처리를 행하는 각종 회로를 향해서 연신되어 있고, 신호 핀(11)에 전송되어 온 각종 신호는, 배선 패턴(15)에 의해 소정의 회로에 또한 전송되어, 당해 회로에 있어서 각 신호에 대응한 신호 처리가 적절히 행하여진다. 이와 같이, 신호 핀(11)은, 일단부가 임의의 장치 내에 배치되는 실장 기판(14) 상의 배선 패턴(15)에 접속되어, 당해 장치의 내부 및 외부에 신호를 전송하는 기능을 갖는다.
또한, 제1 실시 형태에 있어서는, 실장 기판(14) 상에서 배선 패턴(15)이 인출되는 방향이, 도 2a 내지 도 2c에 나타내는 일반적인 리셉터클측 커넥터(920)에 있어서의 배선 패턴(925)이 인출되는 방향과는 상이하다. 제1 실시 형태에서는, 도 4a 내지 도 4c에 도시한 바와 같이, 핀 번호가 1 내지 12번인 차동 신호를 전송하는 12개의 신호 핀(11)에 대응하는 배선 패턴(15)은, 실장 기판(14) 상에서 y축의 정방향으로 연신되지만, 그 밖의 핀 번호가 13 내지 19번인 7개의 신호 핀(11)에 대응하는 배선 패턴(15)은, 실장 기판(14) 상에서 당해 방향의 역방향, 즉, y축의 부방향으로 연신된다. 이것은, 후술하는 바와 같이, 쉘(13)과 실장 기판(14)의 접지 위치를, 차동 신호를 전송하는 신호 핀(11)의 근방에, 보다 많이, 보다 접지 면적이 커지도록 형성하기 위해서이다.
또한, 도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 제1 실시 형태에 따른 쉘(13)은, 신호 핀(11)이 실장 기판(14)을 향해서 연신되는 영역에 걸쳐서, 신호 핀(11)을 덮도록 도전체에 의해 형성되고, 실장 기판(14) 상에서 접지 전위에 접지된다. 여기서, 도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 일반적인 리셉터클측 커넥터(920)에 있어서는, 신호 핀(921)이 실장 기판(924)을 향해서 연신되는 영역에서는, 신호 핀(921)이 드러나 있었다. 한편, 제1 실시 형태에서는, 도 4a 내지 도 4c에 도시한 바와 같이, 신호 핀(11)이 실장 기판(14)을 향해서 연신되는 영역에 걸쳐서, 접지 전위를 갖는 도전체에 의해 형성된 쉘(13)에 의해 신호 핀(11)이 덮인다. 따라서, 신호 핀(11)에 대한 차폐 효과가 초래될 뿐만 아니라, 신호 핀(11)과 쉘(13)의 사이에서 소위 마이크로스트립 구조가 구성됨으로써 임피던스 컨트롤되는 효과가 초래됨으로써, 신호 핀(11)에 전송되는 신호에 대해서, 외란 등에 의한 신호 품질의 열화가 억제된다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 도 4a 내지 도 4c에 도시한 바와 같이, 쉘(13)과 실장 기판(14)의 사이에는, 쉘(13)을 접지 전위에 접속하기 위한 접지부(16a 내지 16g)가 설치된다. 접지부(16a 내지 16g)는, 예를 들어 쉘(13)과 동일한 도전체로 형성되고, 실장 기판(14) 상의 접지 전위를 갖는 영역에 접지된다. 즉, 접지부(16a 내지 16g)가 설치되는 위치는, 쉘(13)과 실장 기판(14)의 접지 위치를 나타내고 있다. 도 4b에서는, 접지부(16a 내지 16g)가 설치되는 영역을 파선으로 둘러싸서 나타내고 있다. 도 4b에 나타내는 예에서는, 접지부(16a, 16b, 16f, 16g)는, 도 2b에 나타내는 접지부(926a, 926b, 926c, 926d)와 대응하는 위치에 설치된다. 즉, 제1 실시 형태에 따른 쉘(13)은, 일반적인 쉘(923)에 대하여, 접지부(16c, 16d, 16e)에서 또한 실장 기판(14) 상에 접지하는 구성을 갖는다. 또한, 접지부(16c, 16d, 16e)는, 도 4a 내지 도 4c에 도시한 바와 같이, 신호 핀(11)과 배선 패턴(15)의 접속 위치에 대응하는 영역에 대하여, 실장 기판(14) 상에서 배선 패턴(15)이 인출되는 방향(즉, 도 4a 내지 도 4c에서의 y축의 정방향)의 일부 영역에 형성된다. 이와 같이, 제1 실시 형태에서는, 접지부(16a 내지 16g)는, 실장 기판(14) 상에서 배선 패턴(15)이 인출되는 방향(즉, 도 4a 내지 도 4c에서의 y축의 정방향)의 일부 영역 및 당해 방향과는 역의 방향(즉, 도 4a 내지 도 4c에서의 y축의 부방향)의 일부 영역을 포함하도록 배치된다.
여기서, 도 5a 내지 도 5c를 참조하여, 제1 실시 형태에 따른 리셉터클측 커넥터(1)에서의 EMI 억제 효과에 대해 설명한다. 먼저, 도 5a 및 도 5b를 참조하여, 제1 실시 형태에 따른 리셉터클측 커넥터(1)에 의해, EMI가 억제되고 신호의 열화를 보다 억제하는 것이 가능하게 되는 원리에 대해서 설명한다. 도 5a 및 도 5b는, 제1 실시 형태에 따른 리셉터클측 커넥터(1)에 있어서의 EMI의 억제 효과에 대해서 설명하기 위한 설명도이다. 또한, 도 5a 및 도 5b에 나타내는 리셉터클측 커넥터(1)의 구성은, 도 4a에 나타내는 리셉터클측 커넥터(1)의 구성과 마찬가지이기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
도 5a는, 일반적인 리셉터클측 커넥터(920)에 있어서의 EMI에 대해서 설명한 도 3a와 대응하는, 제1 실시 형태에 따른 리셉터클측 커넥터(1)에 있어서의 EMI에 대해 설명하기 위한 설명도이다. 도 5a에서는, 아래(z축 방향에서의 하측 방향)의 열에 형성되는 신호 핀(11)에 차동 신호가 전송되는 모습을 화살표로 나타내고 있다. 이렇게 신호 핀(11)에 신호가 비교적 고속으로 전송되면, 당해 신호의 전송에 따라 발생하는 전자파에 의해, 쉘(13)의 내부에 유도 전류가 발생한다. 예를 들어, 도 5a에 도시한 바와 같이, 아래의 열에 형성되는 신호 핀(11)에 있어서의 신호의 전송에서는, 쉘(13) 중에서도 당해 신호 핀(11)에 비교적 가까운 부위인 쉘(13)의 하측 부위에, 비교적 큰 유도 전류가 발생한다고 생각된다. 도 5a에서는, 쉘(13)의 하측 부위에 발생한 유도 전류를 파선 화살표로 모식적으로 도시하고 있다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하여 설명한 바와 같이, 제1 실시 형태에 따른 HDMI 커넥터의 리셉터클측 커넥터(1)에 있어서는, 쉘(13)이, 접지부(16a 내지 16g)에서 실장 기판(924) 상의 접지 전위와 접지하고 있다. 따라서, 도 5a에 파선 화살표로 나타낸 바와 같이, 쉘(13)의 하측 부위에 발생한 유도 전류는, 예를 들어 접지부(16b, 16f)로부터 실장 기판(14)을 통해서 접지로 흐르기 때문에, 당해 유도 전류에 의한 노이즈는 비교적 발생하기 어렵다.
한편, 도 5b는, 일반적인 리셉터클측 커넥터(920)에 있어서의 EMI에 대해서 설명한 도 3b와 대응하는, 제1 실시 형태에 따른 리셉터클측 커넥터(1)에 있어서의 EMI에 대해 설명하기 위한 설명도이다. 도 5b에서는, 위(z축 방향에서의 상측 방향)의 열에 형성되는 신호 핀(11)에 차동 신호가 전송되는 모습을 화살표로 나타내고 있다. 도 5b에 도시한 바와 같이, 위의 열에 형성되는 신호 핀(11)에 있어서의 신호의 전송에서는, 쉘(13) 중에서도 당해 신호 핀(11)에 비교적 가까운 부위인 쉘(13)의 상측 부위에, 비교적 큰 유도 전류가 발생한다고 생각된다. 도 5b에서는, 쉘(13)의 상측 부위에 발생한 유도 전류를 파선 화살표로 모식적으로 도시하고 있다.
여기서, 도 3b를 참조하면, 일반적인 리셉터클측 커넥터(920)에 있어서는, 파선 화살표로 나타낸 바와 같이, 쉘(923)의 상측 부위에 발생한 유도 전류의 일부가, 예를 들어 쉘(923)의 단부에서 반사하여, 리턴 전류로서 플러그측의 HDMI 커넥터를 향해서 흐름으로써, 신호의 전송에 있어서의 노이즈의 한 요인으로 되고 있었다. 한편, 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 설명한 바와 같이, 제1 실시 형태에 따른 리셉터클측 커넥터(1)에 있어서는, 일반적인 리셉터클측 커넥터(920)와는 달리, 쉘(13)이, 신호 핀(11)이 실장 기판(14)을 향해서 연신되는 영역에 걸쳐서, 신호 핀(11)을 덮도록 도전체에 의해 형성되고, 실장 기판(14) 상에서 접지 전위에 접지된다. 따라서, 도 5b에 파선 화살표로 나타낸 바와 같이, 쉘(13)의 상측 부위에 발생한 유도 전류는, 예를 들어 접지부(16c, 16d, 16e)로부터 실장 기판(14)을 통해서 접지로 흐르기 때문에, 당해 유도 전류에 의한 노이즈가 비교적 발생하기 어려워진다.
이상, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 설명한 바와 같이, 제1 실시 형태에 따른 리셉터클측 커넥터(1)에 있어서는, 쉘(13)이, 신호 핀(11)이 실장 기판(14)을 향해서 연신되는 영역에 걸쳐서 신호 핀(11)을 덮도록 형성됨으로써, 쉘(13)의 하측 부위뿐만 아니라, 상측의 부위를 포함하는 모든 부위에 대하여 쉘(13)에 발생한 유도 전류를 실장 기판(14)으로 내보내는 패스가 형성되기 때문에, EMI가 억제되고, 신호 핀(11)에 전송되는 신호의 품질의 열화를 억제하는 것이 가능하게 된다.
여기서, 쉘(13)과 실장 기판(14)의 접지 위치, 즉, 접지부(16a 내지 16g)를 설치하는 위치는, 가능한 한 많고, 또한 신호 핀(11) 및 배선 패턴(15)의 근처인 것이 바람직하다. 그러나, 접지부(16a 내지 16g)는, 신호 핀(11) 및 배선 패턴(15)과 접촉하지 않도록, 바꾸어 말하면, 신호 핀(11)과 배선 패턴(15)의 접속을 방해하지 않도록 설치될 필요가 있다. 한편, 도 1을 참조하여 상술한 바와 같이, 제1 실시 형태에 따른 리셉터클측 커넥터(1)의 핀 배치에 있어서는, 핀 번호가 1 내지 12번인 신호 핀(11)에 의해, 비교적 고속의 차동 신호가 전송된다. 그리고, 신호 핀(11)을 흐르는 차동 신호가 고속일(주파수가 클)수록, 쉘(13)에 발생하는 유도 전류는 발생하기 쉬워진다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 쉘(13)과 실장 기판(14)의 접지 위치를, 비교적 큰 유도 전류를 발생시키는 것으로 생각되는 차동 신호를 전송하는 신호 핀(11)의 보다 근처에 설치함으로써, 상기의 EMI의 억제 효과를 더욱 얻을 수 있게 하고 있다.
예를 들어, 쉘(13)의 접지 위치는, 신호 핀(11)과 배선 패턴(15)의 접속 위치에 대하여, 실장 기판(14) 상에서 차동 신호가 전송되는 신호 핀(11)과 접속되는 배선 패턴(15)이 인출되는 방향(즉, 도 4a 내지 도 4c에서의 y축의 정방향)의 일부 영역 및 당해 방향과는 역의 방향(즉, 도 4a 내지 도 4c에서의 y축의 부방향)의 일부 영역을 포함해도 된다. 예를 들어, 실장 기판(14) 상에서 차동 신호가 전송되는 신호 핀(11)과 접속되는 배선 패턴(15)이 인출되는 방향의 일부 영역에서의 접지 위치란, 도 4b에 나타내는 접지부(16c, 16d, 16e)의 접지 위치이며, 당해 방향과는 역방향의 일부 영역에서의 접지 위치란, 도 4b에 나타내는 접지부(16b, 16f)의 접지 위치이다. 이렇게 접지부(16a 내지 16g)를 설치함으로써, 차동 신호를 전송하는 신호 핀(11)과 배선 패턴(15)의 접속 위치에 대응하는 영역을 y축 방향으로 물도록, 쉘(13)의 접지 위치를 설정할 수 있다.
또한, 예를 들어 배선 패턴(15)이 인출되는 방향에 있어서의 쉘(13)의 접지 위치의 접지 면적은, 당해 방향과는 역의 방향에서의 쉘(13)의 접지 위치의 접지 면적보다도 작아도 된다. 예를 들어, 도 4b에 도시한 바와 같이, 접지부(16b)에 있어서의 접지 면적이, 다른 접지부(16c, 16d, 16e)에 있어서의 접지 면적보다도 커도 된다. 또한, 접지 면적이 보다 큰 접지부(16b)는, 차동 신호를 전송하는 신호 핀(11)에 대응하는 위치에 설치된다. 이렇게 접지부(16a 내지 16g)를 설치함으로써, 차동 신호를 전송하는 신호 핀(11)의 근방에서의 쉘(13)의 접지 면적을 넓게 할 수 있다.
또한, 예를 들어 쉘(13)의 복수의 접지 위치는, 차동 신호를 전송하는 신호 핀(11)과 배선 패턴(15)의 접속 위치에 대응하는 영역을 무는 위치이어도 된다. 예를 들어, 도 4b에 도시한 바와 같이, 접지부(16c, 16d, 16e)가, 차동 신호를 전송하는 신호 핀(11)과 배선 패턴(15)의 접속 위치에 대응하는 영역을 물도록 형성된다. 이렇게 접지부(16a 내지 16g)를 설치함으로써, 차동 신호를 전송하는 신호 핀(11)과 배선 패턴(15)의 접속 위치에 대응하는 영역을 x축 방향으로 물도록, 쉘(13)의 접지 위치를 설정할 수 있다.
이상 설명한 바와 같은, 도 4a 내지 도 4b에 나타내는 구성을 갖는 리셉터클측 커넥터(1)의 계산 모델을 작성하여, 그 EMI 특성에 대해서 시뮬레이션을 행하였다. 도 5c를 참조하여, 일반적인 Type A의 HDMI 커넥터와, 제1 실시 형태에 따른 커넥터 구조를 적용한 Type A의 HDMI 커넥터에 대해서, EMI 특성을 비교한 결과에 대해 설명한다. 도 5c는, 일반적인 Type A의 HDMI 커넥터 및 제1 실시 형태에 따른 커넥터에 대해서, EMI 특성을 시뮬레이션한 결과를 나타내는 그래프이다. 도 5c에서는, 횡축(X축)에 신호 핀에 인가하는 신호의 주파수(MHz)를 나타내고, 종축(Y축)에 원방 전계 강도(dBμV/m)를 나타내어, 양자의 관계를 플롯하고 있다. 종축에 나타내는 원방 전계 강도(dBμV/m)의 값이 클수록, 신호 핀을 전송하는 신호에 의해 발생하는 전자파의 영향이 크고, EMI가 발생하기 쉬운 것을 나타내고 있다.
또한, 도 5c에서는, 일반적인 Type A의 HDMI 커넥터에서의 주파수(MHz)와 원방 전계 강도(dBμV/m)의 관계를 나타내는 그래프가 도면 중 P로 나타내는 곡선(파선으로 나타내는 곡선)이고, 제1 실시 형태에 따른 커넥터에서의 주파수(MHz)와 원방 전계 강도(dBμV/m)의 관계를 나타내는 그래프가 도면 중 Q로 나타내는 곡선(점선으로 나타내는 곡선)으로 도시되어 있다. 또한, 도 5c에 나타내는, 일반적인 Type A의 HDMI 커넥터에 관한 시뮬레이션 결과 및 제1 실시 형태에 따른 커넥터에 관한 시뮬레이션 결과 모두, 도 1에 도시하는 일반적인 핀 배치(즉, 차동 신호의 라인이 3조 설치되는 핀 배치)에 대응하는 신호를 흘린 경우의 시뮬레이션 결과를 나타내고 있다.
도 5c를 참조하면, 제1 실시 형태에 따른 커넥터에서는, 원방 전계 강도(dBμV/m)의 값이, 시뮬레이션을 행한 전체 주파수 대역에 걸쳐서, 일반적인 Type A의 HDMI 커넥터보다도 억제되어 있음을 알 수 있다. 즉, 제1 실시 형태에 따른 커넥터에 의해, EMI가 억제되고, 신호의 열화가 보다 억제되는 것으로 나타나 있다. 이러한 결과가 발생한 이유는, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 상술한 바와 같이, 제1 실시 형태에 따른 커넥터에서는, 쉘(13)이, 신호 핀(11)이 실장 기판(14)을 향해서 연신되는 영역에 걸쳐서, 신호 핀(11)을 덮도록 도전체에 의해 형성되고, 실장 기판(14) 상에서 접지 전위에 접지됨으로써, 리턴 전류가 억제되기 때문이라고 생각된다.
도 5c에서는, 도 4a 내지 도 4c에 나타내는 구성을 갖는 리셉터클측 커넥터(1)에 관한 EMI 억제 효과에 대해서 설명했지만, 본 실시 형태에 따른 리셉터클측 커넥터(1)에 있어서의 접지부(16a 내지 16g)의 배치 위치 및 접지 면적은, 도 4a 내지 도 4c에 나타내는 예에 한정되지 않고, 쉘(13)은, 모든 위치에서 실장 기판(14)의 그라운드에 접지되어도 된다. 예를 들어, 도 4b에 나타내는 예에서는, 접지부(16c, 16d)가, 차동 신호를 전송하는 1군의 신호 핀(11)(핀 번호가 1 내지 12인 12개의 신호 핀(11))을 물도록 설치되어 있지만, 본 실시 형태는 이러한 예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 차동 신호를 전송하는 각 신호 핀(11)의 사이의 영역 모두 또는 일부에 접지부가 설치되어도 된다. 단, 접지부(16a 내지 16g)는, 신호 핀(11) 및 배선 패턴(15)과 접촉하지 않도록, 바꾸어 말하면, 신호 핀(11)과 배선 패턴(15)의 접속을 방해하지 않도록 설치되면 되고, 접지부(16a 내지 16g)의 배치 위치 및 접지 면적은, 실장 기판(14) 상에서의 배선 패턴(15)의 형상에 따라서 적절히 조정되어도 된다. 예를 들어, 도 4a 내지 도 4c에 나타내는 예에서는, 실장 기판(14) 상에서 차동 신호를 전송하는 신호 핀(11)과 접속되는 배선 패턴(15)이 일방향(y축의 정방향)으로 인출되어 있기 때문에, 당해 배선 패턴(15)이 인출되는 방향에 있어서는, 접지 면적이 큰 접지부(16a 내지 16g)를 설치하는 것이 어려워, 배선 패턴(15)이 인출되는 방향과는 역의 방향에 위치하는 접지부(16b)의 면적을 크게 하고 있다. 그러나, 본 실시 형태는 이러한 예에 한정되지 않고, 배선 패턴(15)은 실장 기판(14) 상에서 모든 방향으로 인출되어도 된다. 이와 같이, 실장 기판(14) 상에서의 배선 패턴(15)의 형상 및 인출 방향이 일정하지 않은 경우에도, 당해 배선 패턴(15)의 형상 및 인출 위치에 따라, 접지부(16a 내지 16g)의 배치 위치 및 접지 면적의 크기가 적절히 설정되어도 된다.
이상, 도 4a 내지 도 4c, 도 5a 및 도 5b를 참조하여, 제1 실시 형태에 따른 리셉터클측 커넥터(1)의 구성에 대해서 설명하였다. 이상 설명한 바와 같이, 제1 실시 형태에서는, 쉘(13)이, 신호 핀(11)이 실장 기판(14)을 향해서 연신되는 영역에 걸쳐서 신호 핀(11)을 덮도록 형성되고, 실장 기판(14) 상에서 접지 전위에 접지된다. 따라서, 신호 핀(11)에 대한 차폐 효과가 초래될 뿐만 아니라, 신호 핀(11)과 쉘(13)의 사이에서 소위 마이크로스트립 구조가 구성됨으로써 임피던스 컨트롤되는 효과가 초래됨으로써, 신호 핀(11)에 전송되는 신호에 대해서 외란 등에 의한 신호 품질의 열화가 억제된다. 또한, 쉘(13)의 하측 부위뿐만 아니라, 상측의 부위를 포함하는 모든 부위에 대하여, 쉘(13)에 발생한 유도 전류를 실장 기판(14)으로 내보내는 패스가 형성되기 때문에, EMI가 억제되고, 신호 핀(11)에 전송되는 신호의 품질의 열화를 더욱 억제하는 것이 가능하게 된다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 쉘(13)과 실장 기판(14)의 접지 위치가 적절히 조정되어도 된다. 예를 들어, 쉘(13)과 실장 기판(14)의 접지 위치는, 실장 기판(14) 상에서 차동 신호가 전송되는 신호 핀(11)과 접속되는 배선 패턴(15)이 인출되는 방향 및 당해 방향과 역의 방향으로, 신호 핀(11)과 배선 패턴(15)의 접속 위치에 대응하는 영역을 y축 방향으로 물도록 형성되어도 된다. 또한, 예를 들어 쉘(13)과 실장 기판(14)의 접지 위치는, 차동 신호를 전송하는 신호 핀(11)과 배선 패턴(15)의 접속 위치에 대응하는 영역을 x축 방향으로 무는 위치에 형성되어도 되고, 신호 핀(11) 및 배선 패턴(15)과 접촉하지 않는 한(신호 핀(11)과 배선 패턴(15)의 접속을 방해하지 않는 한) 접지 면적이 커지도록 형성되어도 된다. 쉘(13)과 실장 기판(14)의 접지 위치가, 차동 신호를 전송하는 신호 핀(11)과 배선 패턴(15)의 근방에 설치되고, 또한 그 접지 면적이 보다 크게 설치됨으로써, 차동 신호에 의해 쉘(13)에 발생한 유도 전류를 실장 기판(14)으로 내보내는 패스가 보다 확실하게 확보되기 때문에, 신호 품질의 열화를 보다 억제하는 것이 가능하게 된다.
<3. 전송 데이터량 증가에 관한 변형예에 대해서>
여기서, HDMI 커넥터에서의 데이터 전송에 있어서, 전송 데이터량을 보다 증가시키기 위한 구성에 대해 검토한다. 이하에서는, 먼저, 본항 <3. 전송 데이터량 증가에 관한 변형예에 대해서>에서, 상기 <2. 제1 실시 형태>에서 설명한 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 구성과는 다른 구성으로서, 전송 데이터량을 보다 증가시키기 위한 구성, 당해 구성에 있어서의 신호 특성, 및, 당해 구성에 대한 새로운 변형예 및 적용예에 대해서 설명한다. 계속해서, 하기 <4. 제2 실시 형태>에서, 상기 <2. 제1 실시 형태>에서 설명한 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 구성에, 본항 <3. 전송 데이터량 증가에 관한 변형예에 대해서>에서 설명하는 구성을 적용한 본 개시의 제2 실시 형태에 따른 구성에 대해 설명함과 함께, 그 신호 전송 특성에 대해서 설명한다.
[3.1. 전송 데이터량 증가에 관한 검토]
먼저, 도 6a를 참조하여, 일반적인 Type A의 HDMI 커넥터에서의 핀 배치에 대해서 설명한다. 또한, Type D의 HDMI 커넥터의 핀 배치는, Type A의 HDMI 커넥터의 핀 배치와 마찬가지이다. 도 6a는, 일반적인 Type A, Type D의 HDMI 커넥터에서의 고속 차동 신호를 전송하는 핀 배치를 도시하는 개략도이다. 또한, 도 6a에 나타내는 핀 배치는, 도 1을 참조하여 설명한 핀 배치와 마찬가지의 것이다. 단, 도 6a에서는, 영상 신호의 전송에 관계하는 12개의 신호 핀만을 도시하고, 그 밖의 신호 핀에 대해서는 도시를 생략하고 있다. 또한, 도 6a에서는, 입력 장치에 있어서의 리셉터클측의 HDMI 커넥터의 단자면을 나타내고 있다.
도 6a를 참조하면, 일반적인 Type A의 HDMI 커넥터의 단자면에 있어서는, 외각(쉘)(943)에 덮인 유전체(942)에 매립된 신호 핀(941)이, 2열로 지그재그 형상으로 배열되어 있다. 또한, 복수의 신호 핀(941) 각각에는, 서로 상이한 종류의 신호가 인가되고 있고, 도 6a에는, 그 신호의 종류가 도시되어 있다.
구체적으로는, 핀 번호가 1, 2, 3번인 신호 핀에, 각각 「Data2+」, 「Data2 Shield」, 「Data2-」가 할당된다. 또한, 마찬가지로, 핀 번호가 4, 5, 6번인 신호 핀에, 각각 「Data1+」, 「Data1 Shield」, 「Data1-」이 할당된다. 또한, 마찬가지로, 핀 번호가 7, 8, 9번인 신호 핀에, 각각 「Data0+」, 「Data0 Shield」, 「Data0-」이 할당된다. 또한, 핀 번호가 10, 11, 12번인 신호 핀에는, 각각 「clock+」, 「clock Shield」, 「clock-」이 할당된다.
즉, 각각의 데이터 라인(Data0/1/2) 및 클럭(clock)은, 차동 라인 Datai+, Datai-, Datai Shield의 3개의 라인으로 구성된다(i=0, 1, 2). 또한, 차동 라인 Datai+ 및 Datai-는, 데이터 전송 시에는, 차동 신호간에서 커플링을 형성한다(차동 결합을 형성함). HDMI 소스 기기는, Data0/1/2를 사용하여, 각각 최대 3.425Gbps로 R(적색), G(녹색), B(청색)의 디지털 비디오 데이터(영상 데이터)를 시리얼 데이터로 하고, 시리얼 비디오 데이터에 10분주가 되는 픽셀 클럭(최대 340.25MHz)을 클럭으로서 HDMI 싱크 기기로 전송한다.
여기서, 보다 많은 영상 신호를 전송하기 위한 방법으로서, 신호 핀의 할당을 변경하는 것을 생각할 수 있다. 구체적으로는, 도 6a에서, 차동 라인(차동 데이터 레인) 페어의 실드로서 사용되고 있는 신호 핀, 즉, 「Data2 Shield」, 「Data1 Shield」 및 「Data0 Shield」, 및, 클럭 신호 전송용의 신호 핀인 「clock+」, 「clock-」 및 「clock Shield」를, 새로운 데이터 라인에 대응하는 신호 핀으로서 사용하는 방법을 생각할 수 있다.
그러한, 신호 핀의 할당을 변경하는 방법의 일례에 대해서, 도 6b에 나타내었다. 도 6b는, Type A, Type D의 HDMI 커넥터에서의, 새롭게 고속 차동 데이터 라인이 증가된 핀 배치의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 6b를 참조하면, 도 6a에서 실드로서 사용되고 있던, 핀 번호가 2, 5, 8, 11인 신호 핀에, 새로운 차동 라인 페어인 「Data3+」, 「Data3-」, 「Data4+」, 「Data4-」가 각각 할당된다. 또한, 도 6a에서 클럭으로서 사용되고 있던, 핀 번호가 10, 12인 신호 핀에, 새로운 차동 라인 페어인 「Data5+」, 「Data5-」가 각각 할당된다.
또한, 도 6a에 나타내는 일반적인 신호 핀 배치에 있어서 실드로서 접속되어 있던 STP 케이블의 드레인 선이 플러그측 커넥터의 쉘 부분에 접속되고, 소스 기기 및 싱크 기기의 리셉터클측 커넥터의 쉘 부분이 접지 접속됨으로써, 케이블의 실드가 확보되는 구조를 가질 수 있다. 또한, 클럭은, 개개의 데이터 레인의 데이터로부터 비트 클럭을 싱크 기기에서 추출하고, 그것을 10분주함으로써, 싱크 기기에 있어서 스스로 픽셀 클럭을 생성하기로 한다.
이와 같이, 차동 라인 페어의 수를 3에서 6으로 확장함으로써, 개개의 라인의 전송 속도는 그대로 유지하면서, 데이터 전송량을 2배로 증가시킬 수 있다. 그러나, 도 6b에 도시한 바와 같은 핀 배치에 있어서는, 전송되는 신호의 열화가 염려된다.
왜냐하면, 도 6b에 도시한 바와 같이, 새롭게 정의한 「Data3+」, 「Data3-」, 「Data4+」 및 「Data4-」의 신호 핀에서는, 원래부터 존재하는 차동 라인 페어에 비해, 페어가 되는 차동 라인간의 물리적인 거리가 이격되어 있다. 따라서, 새롭게 정의한 신호 핀에 있어서는 차동 신호간에서의 커플링이 발생하기 어려워져, 임피던스의 부정합이 발생하는 것을 생각할 수 있다.
또한, 각 차동 라인 페어간에, 실드의 기능을 행하는 라인이 존재하지 않기 때문에, 인접하는 라인으로부터의 크로스 토크의 영향을 받기 쉬워져, 신호가 열화될 가능성이 높다.
이러한 신호의 열화에 대한 대책으로서는, 예를 들어 커넥터 내에서의 신호 핀의 형상 및 배치 위치를 고안함으로써, 신호의 열화를 억제하는 것을 생각할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 신호 핀의 배선 폭을 작게 함으로써, 상대적으로 신호 핀간의 간격을 넓게 하여, 크로스 토크의 영향을 억제하는 것을 생각할 수 있다.
또한, 예를 들어 신호 핀을, 커넥터의 외주부를 구성하는 접지 도체의 보다 근방에 연신시켜, 신호 핀에 인가되는 차동 신호를 싱글 엔드로 전송시킴으로써, 신호의 열화를 억제하는 것을 생각할 수 있다.
여기서, HDMI 커넥터에는, Type A부터 Type E까지의 서로 다른 타입의 커넥터가 존재한다. 그 중에서도, Type C, Type D는, 각각 미니 HDMI 커넥터, 마이크로 HDMI 커넥터라고 불리는 것이며, 표준 타입인 Type A에 비해, 보다 작은 커넥터 사이즈를 갖는다. 예를 들어, 커넥터의 단자면의 면적은, Type A가 14mm×4.5mm인 것에 반해, Type C는 10.5mm×2.5mm이며, Type D는 5.8mm×2.0mm로 정해져 있다.
따라서, 상기와 같은 신호 열화에 대한 대책은, Type A와 같이, 비교적 커넥터 사이즈가 크고, 신호 핀의 형상 및 배치 위치의 변경 자유도가 높은 경우에는 유효하다고 생각할 수 있지만, Type C나 Type D와 같이, 비교적 커넥터 사이즈가 작은 커넥터에 있어서는, 신호 핀의 형상 및 배치 위치의 변경 자유도가 낮아지기 때문에, 신호의 열화 억제에 대해서 충분한 효과를 얻을 수 없을 가능성이 있다.
이상, 검토한 내용을 종합하면, 데이터 전송량을 증가시키기 위해서는, HDMI 커넥터에서의 신호 핀의 할당을 변경하는 방법을 생각할 수 있다. 단, 신호 핀에 할당되는 데이터 라인의 수를 증가시킴으로써, 신호가 열화되어릴 가능성이 있다. 신호의 열화를 억제하기 위해서, 신호 핀의 형상 및 배치 위치를 변경하는 방법도 생각할 수 있지만, Type C나 Type D와 같은, 비교적 사이즈가 작은 HDMI 커넥터에 있어서는, 당해 방법에 의해 충분한 효과를 얻기는 어렵다. 따라서, 보다 광범위한 타입의 커넥터에 적용하는 것이 가능한, 보다 범용적인 신호 열화를 억제하기 위한 방법이 요구되고 있다.
본 발명자 등은, 이상 검토한 내용에 기초하여, 데이터 전송량을 증가시키면서 신호의 열화를 보다 억제하는 것이 가능한, 커넥터, 데이터 수신 장치, 데이터 송신 장치 및 데이터 송수신 시스템에 상도하기에 이르렀다. 이하에서는, 그 적합한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다.
[3.2. 제1 변형예에 대해서]
먼저, 본 개시의 제1 변형예에 관한 커넥터의 구조에 대해서 설명한다. 또한, 제1 변형예에 관한 커넥터는, Type C의 HDMI 커넥터에 대하여 데이터 전송량을 증가시키면서 신호의 열화를 보다 억제하기 위한 구성을 적용한 것에 대응하고 있다.
Type C의 HDMI 커넥터는, 도 6a 및 도 6b에 나타낸 Type A의 HDMI 커넥터와는, 단자면에 있어서의 신호 핀의 배치 위치가 상이하다. 여기서, 도 7a 및 도 7b를 참조하여, Type C의 HDMI 커넥터의 핀 배치에 대해서 설명한다. 도 7a는, 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터에서의 고속 차동 신호를 전송하는 핀 배치를 도시하는 개략도이다. 도 7b는, Type C의 HDMI 커넥터에서의, 새롭게 고속 차동 데이터 라인이 증가된 핀 배치의 일례를 나타내는 개략도이다. 단, 도 7a 및 도 7b에서는, 영상 신호의 전송에 관계하는 신호 핀만을 도시하고, 그 밖의 신호 핀에 대해서는 도시를 생략하고 있다. 또한, 도 7a 및 도 7b에서는, 리셉터클측 커넥터의 단자면을 나타내고 있다.
또한, Type C의 HDMI 커넥터의 핀 배치에 관한 이하의 설명에서는, 도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명한 Type A의 HDMI 커넥터의 핀 배치와의 상위점에 대해서 주로 설명하고, 중복되는 구성이나 기능에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
먼저, 도 7a를 참조하면, 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터의 단자면에 있어서는, 외각(쉘)(973)에 덮인 유전체(972)에 복수의 신호 핀(971)이 매립되어 있다. 단, 도 6a에 나타내는 일반적인 Type A의 HDMI 커넥터의 핀 배치와는 달리, 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터의 단자면에 있어서는, 신호 핀(971)은 x축 방향으로 1열로 배열된다. 또한, 복수의 신호 핀(971) 각각에는, 서로 상이한 종류의 신호가 인가되어 있고, 도 7a에는, 그 신호의 종류가 도시되어 있다.
구체적으로는, 핀 번호가 1, 2, 3번인 신호 핀에, 각각 「Data2 Shield」, 「Data2+」, 「Data2-」가 할당된다. 또한, 마찬가지로, 핀 번호가 4, 5, 6번인 신호 핀에, 각각 「Data1 Shield」, 「Data1+」, 「Data1-」이 할당된다. 또한, 마찬가지로 핀 번호가 7, 8, 9번인 신호 핀에, 각각 「Data0 Shield」, 「Data0+」, 「Data0-」이 할당된다. 또한, 핀 번호가 10, 11, 12번인 신호 핀에는, 각각 「clock Shield」, 「clock+」, 「clock-」이 할당된다.
즉, 각각의 데이터 라인(Data0/1/2) 및 클럭(clock)은, 차동 라인 Datai+, Datai-, Datai Shield의 3개의 라인으로 구성된다(i=0, 1, 2). 또한, 차동 라인 Datai+ 및 Datai-는, 데이터 전송 시에는, 차동 신호간에서 커플링을 형성한다(차동 결합을 형성함). 또한, 각각의 데이터 라인(Data0/1/2) 및 클럭(clock)의 기능에 대해서는, 도 6a에 나타내는 일반적인 Type A의 HDMI 커넥터의 핀 배치와 마찬가지이기 때문에, 여기서는 상세한 설명은 생략한다.
이어서, 도 7b를 참조하면, 본 개시의 제1 변형예에 관한 커넥터의 핀 배치에 있어서는, 도 7a에 나타내는 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터의 핀 배치와 비교하여, 신호 핀에 할당되는 데이터 라인의 수가 증가되어 있다.
구체적으로는, 도 7a에서 실드로서 사용되고 있던, 핀 번호가 1, 4, 7, 10인 신호 핀에, 새로운 차동 라인 페어인 「Data3+」, 「Data3-」, 「Data4+」, 「Data4-」가 각각 할당된다. 또한, 도 7a에서 클럭으로서 사용되고 있던, 핀 번호가 11, 12인 신호 핀에, 새로운 차동 라인 페어인 「Data5+」, 「Data5-」가 각각 할당된다. 이와 같이, 차동 라인 페어의 수를 3에서 6으로 확장함으로써, 개개의 라인의 전송 속도는 그대로 유지하면서, 데이터 전송량을 2배로 증가시킬 수 있다. 또한, 케이블에 있어서의 실드 확보의 방법 및 클럭의 생성 방법에 대해서는, 도 6b를 참조하여 설명한, Type A의 HDMI 커넥터와 마찬가지이기 때문에, 여기서는 상세한 설명은 생략한다.
이상, 도 7a 및 도 7b를 참조하여, Type C의 HDMI 커넥터에서의 핀 배치에 대해 설명하였다. 여기서, 일반적인 커넥터 구조를 갖는 Type C의 HDMI 커넥터에, 도 7b에 도시한 바와 같은, 새롭게 데이터 라인의 수가 증가된 핀 배치를 적용하면, 상기 [3.1. 전송 데이터량 증가에 관한 검토]에서 설명한 Type A의 HDMI 커넥터와 마찬가지로, 신호의 열화가 발생한다. 한편, 이하에 설명하는 본 개시의 제1 변형예에 관한 커넥터 구조에 의하면, 도 7b에 도시한 바와 같은, 새롭게 데이터 라인이 증가된 핀 배치에 대해서도, 신호의 열화를 억제하는 것이 가능하게 된다.
이하의 설명에서는, 제1 변형예에 관한 커넥터의 구조에 대해서 명확하게 하기 위해, 먼저, (3.2.1. 일반적인 Type C 커넥터의 구성)에서, 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터의 일 구조예에 대해 설명한다. 이어서, (3.2.2. 제1 변형예에 관한 커넥터의 구성)에서, 본 개시의 제1 변형예에 관한 커넥터의 일 구조예에 대해 설명함과 함께, 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터와의 구조의 차이에 대해서 설명한다. 그리고, (3.2.3. 특성 비교)에서, 양자의 구조에 있어서 전송되는 신호의 특성에 대해 비교함으로써, 제1 변형예에 관한 커넥터에서의, 신호의 열화를 억제하는 효과에 대해서 설명한다.
(3.2.1. 일반적인 Type C 커넥터의 구성)
먼저, 도 8a 내지 도 8c를 참조하여, 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터의 일 구조예에 대해 설명한다. 도 8a는, 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터를, y축과 z축에 의해 구성되는 단면이며 또한 신호 핀을 지나는 단면으로 절단한 경우의 일 구조예를 도시하는 단면도이다. 도 8b는, 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터의, x축과 y축에 의해 구성되는 단면에 있어서, 도 8a에서의 A-A 단면에 대응하는 단면도이다. 도 8c는, 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터의, x축과 z축에 의해 구성되는 단면에 있어서, 도 8b에서의 C-C 단면에 대응하는 단면도이다. 또한, 도 8a 내지 도 8c는, 플러그측 커넥터와 리셉터클측 커넥터가 끼워 맞춰져 있는 모습을 나타내고 있다.
먼저, 플러그측 커넥터의 구조에 대해서 설명한다. 도 8a 내지 도 8c를 참조하면, 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터의 플러그측 커넥터(810)는, 신호 핀(811), 유전체(812) 및 외각(쉘)(813)을 구비한다. 신호 핀(811)은, 제1 방향, 즉 y축 방향으로 연장되어 있고, 유전체(812)에 그 일부가 매립된다.
쉘(813)은, 신호 핀(811) 및 유전체(812)를 덮도록 형성되고, 쉘(813)의 y축의 정방향의 일면은, 외부에 대하여 개방되는 개방면으로 되어 있다. 도 8a 내지 도 8c에 도시한 바와 같이, 플러그측 커넥터(810)와, 후술하는 리셉터클측 커넥터(820)는, 쉘(813)의 개방면을 개재해서 접속된다. 또한, 쉘(813)은, 도전체에 의해 형성되고, 그 전위는, 후술하는 리셉터클측 커넥터(820)를 통해서, 예를 들어 그라운드 전위로 고정된다.
또한, 신호 핀(811)은, 쉘(813)의 개방면 근방의 소정의 영역에서, 유전체(812)로부터 그 선단부가 노출되어 있고, 당해 노출부는, 쉘(813)의 개방면을 향해서 돌출된 돌출부를 구성한다. 플러그측 커넥터(810)와, 후술하는 리셉터클측 커넥터(820)가 끼워 맞춰질 때, 신호 핀(811)의 돌출부가, 후술하는 리셉터클측 커넥터(820)의 신호 핀(821)과 접촉함으로써, 플러그측 커넥터(810)와, 후술하는 리셉터클측 커넥터(820)가 전기적으로 접속된다. 또한, 신호 핀(811)의 돌출부의 일부 영역에는, 리셉터클측 커넥터(820)의 신호 핀(821)을 향해서 또한 돌출된 접촉부가 설치되어도 된다. 그리고, 플러그측 커넥터(810)의 신호 핀(811)과 리셉터클측 커넥터(820)의 신호 핀(821)은, 당해 접촉부를 통해서 접촉해도 된다.
이어서, 리셉터클측 커넥터의 구조에 대해 설명한다. 도 8a 내지 도 8c를 참조하면, 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터의 리셉터클측 커넥터(820)는, 신호 핀(821), 유전체(822) 및 외각(쉘)(823)을 구비한다. 신호 핀(821)은, 제1 방향, 즉 y축 방향으로 연장되어 있고, 유전체(822)에 그 일부가 매립된다.
쉘(823)은, 신호 핀(821) 및 유전체(822)를 덮도록 형성되고, 쉘(823)의 y축의 부방향의 일면은, 외부에 대하여 개방되는 개방면으로 되어 있다. 또한, 쉘(823)은, 도전체에 의해 형성되고, 그 전위는, 예를 들어 그라운드 전위로 고정된다.
또한, 쉘(823)의 개방면의 개구부의 면적은, 플러그측 커넥터(810)의 쉘(813)의 개방면에서의 단면적보다도 조금 크게 형성되어 있다. 그리고, 도 8a 내지 도 8c에 도시한 바와 같이, 플러그측 커넥터(810)와, 리셉터클측 커넥터(820)는, 플러그측 커넥터(810)의 쉘(813)에 개방면이 설치되는 일단부가, 리셉터클측 커넥터(820)의 쉘(823)의 개방면의 개구부에 삽입됨으로써 끼워 맞춰진다. 또한, 도 8a 및 도 8b에 파선으로 나타내는 영역은, 플러그측 커넥터(810)와 리셉터클측 커넥터(820)의 감합부(S)를 나타내고 있다.
또한, 신호 핀(821)은, 개방면 근방의 소정의 영역에서, 유전체(822)로부터 그 표면의 일부 영역이 노출된 노출부를 갖는다. 플러그측 커넥터(810)와, 리셉터클측 커넥터(820)가 끼워 맞춰질 때는, 신호 핀(821)의 노출부가, 상술한 플러그측 커넥터(810)의 신호 핀(811)의 돌출부(접촉부)와 접촉한다.
이상, 도 8a 내지 도 8c를 참조하여, 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터의 구조에 대해서 설명하였다.
(3.2.2. 제1 변형예에 관한 커넥터의 구성)
이어서, 도 9a 내지 도 9c를 참조하여, 본 개시의 제1 변형예에 관한 커넥터의 일 구조예에 대해서 설명한다. 도 9a는, 본 개시의 제1 변형예에 관한 커넥터를, y축과 z축에 의해 구성되는 단면이며 또한 신호 핀을 지나는 단면으로 절단한 경우의 일 구조예를 도시하는 단면도이다. 도 9b는, 제1 변형예에 관한 커넥터의, x축과 y축에 의해 구성되는 단면에 있어서, 도 9a에서의 A-A 단면에 대응하는 단면도이다. 도 9c는, 제1 변형예에 관한 커넥터의, x축과 z축에 의해 구성되는 단면에 있어서, 도 9b에서의 C-C 단면에 대응하는 단면도이다. 또한, 도 9a 내지 도 9c는, 플러그측 커넥터와 리셉터클측 커넥터가 끼워 맞춰져 있는 모습을 나타내고 있다.
먼저, 플러그측 커넥터의 구조에 대해서 설명한다. 도 9a 내지 도 9c를 참조하면, 제1 변형예에 관한 플러그측 커넥터(10)는, 신호 핀(110), 유전체(120), 기판(130) 및 외각(쉘)(140)을 구비한다.
신호 핀(110)은, 제1 방향, 즉 y축 방향으로 연장된다. 또한, 신호 핀(110)은, 유전체에 의해 형성되는 기판(130)의 표면 상에, 배선 패턴으로서 형성된다.
쉘(140)은, 신호 핀(110) 및 기판(130)을 덮도록 형성되고, 쉘(140)의 y축의 정방향의 일면은, 외부에 대하여 개방되는 개방면으로 되어 있다. 도 9a 내지 도 9c에 도시한 바와 같이, 플러그측 커넥터(10)와, 후술하는 리셉터클측 커넥터(20)는, 쉘(140)의 개방면을 통해서 접속된다. 또한, 쉘(140)은, 도전체에 의해 형성되고, 그 전위는, 후술하는 리셉터클측 커넥터(20)를 통해서, 예를 들어 그라운드 전위로 고정된다.
또한, 기판(130)의 이면, 즉, 신호 핀(110)이 형성되는 면과 반대측의 면에는, 접지 전위를 갖는 도전체층이 형성된다. 도 9a 내지 도 9c를 참조하면, 본 실시 형태에서는, 쉘(140)의, 기판(130)의 이면과 대향하는 면이, 다른 면보다도 두껍게 형성되어, 기판(130)의 이면과 접하고 있다. 즉, 기판(130)의 이면에 형성되는 도전체층과 쉘(140)이 일체적으로 형성되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 기판(130)의 이면에 접지 전위를 갖는 도전체층이 형성되면 되고, 도전체층의 구조는 이러한 예에 한정되지 않는다. 즉, 쉘(140)의 일면이 두꺼워지지 않아도 되고, 예를 들어 기판(130)의 이면에 형성된 도전체층과 쉘(140)이, 비아 홀 등에 의해 전기적으로 접속되는 구조여도 된다.
또한, 기판(130) 상에 형성된 신호 핀(110)의 상부(z축의 정방향)에는, 유전체(120)가 적층되어도 된다. 단, 유전체(120)가 형성되는 경우에는, 유전체(120)는, 신호 핀(110)의 전체면을 덮도록 형성되는 것이 아니라, 쉘(140)의 개방면 근방의 소정의 영역에서 신호 핀(110)의 일부 영역이 노출되도록 형성된다. 플러그측 커넥터(10)와, 후술하는 리셉터클측 커넥터(20)가 끼워 맞춰질 때 플러그측 커넥터(10)의 신호 핀(110)의 당해 노출부가, 리셉터클측 커넥터(20)의 신호 핀(210)(배선 패턴)과 접촉함으로써, 플러그측 커넥터(10)와, 후술하는 리셉터클측 커넥터(20)가 전기적으로 접속된다. 또한, 신호 핀(110)의 노출부의 일부 영역에는, 리셉터클측 커넥터(20)의 신호 핀(210)을 향해서 돌출된 접촉부가 설치되어도 된다. 그리고, 플러그측 커넥터(10)의 신호 핀(110)과 리셉터클측 커넥터(20)의 신호 핀(210)은, 당해 접촉부를 통해서 접촉해도 된다.
이어서, 리셉터클측 커넥터의 구조에 대해서 설명한다. 도 9a 내지 도 9c를 참조하면, 제1 변형예에 관한 리셉터클측 커넥터(20)는, 신호 핀(210), 유전체(220), 기판(230) 및 외각(쉘)(240)을 구비한다.
신호 핀(210)은, 제1 방향, 즉 y축 방향으로 연장된다. 또한, 신호 핀(210)은, 유전체에 의해 형성되는 기판(230)의 표면 상에, 배선 패턴으로서 형성된다.
쉘(240)은, 신호 핀(210) 및 기판(230)을 덮도록 형성되고, 쉘(240)의 y축의 부방향의 일면은, 외부에 대하여 개방되는 개방면으로 되어 있다. 또한, 쉘(240)은, 도전체에 의해 형성되고, 그 전위는, 예를 들어 그라운드 전위로 고정된다.
또한, 쉘(240)의 개방면의 개구부의 면적은, 플러그측 커넥터(10)의 쉘(140)의 개방면에 있어서의 단면적보다도 조금 크게 형성되어 있다. 그리고, 도 9a 내지 도 9c에 도시한 바와 같이, 플러그측 커넥터(10)와, 리셉터클측 커넥터(20)는, 플러그측 커넥터(10)의 쉘(140)에 개방면이 설치되는 일단부가, 리셉터클측 커넥터(20)의 쉘(240)의 개방면의 개구부에 삽입됨으로써 끼워 맞춰진다. 또한, 도 9a 및 도 9b에 파선으로 나타내는 영역은, 플러그측 커넥터(10)와 리셉터클측 커넥터(20)의 감합부(T)를 나타내고 있다.
또한, 기판(230)의 이면, 즉, 신호 핀(210)이 형성되는 면과 반대측의 면에는, 접지 전위를 갖는 도전체층이 형성된다. 도 9a 내지 도 9c를 참조하면, 본 실시 형태에서는, 쉘(240)의, 기판(230)의 이면과 대향하는 면이, 다른 면보다도 두껍게 형성되어, 기판(230)의 이면과 접하고 있다. 즉, 기판(230)의 이면에 형성되는 도전체층과 쉘(240)이 일체적으로 형성되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 기판(230)의 이면에 접지 전위를 갖는 도전체층이 형성되면 되고, 도전체층의 구조는 이러한 예에 한정되지 않는다. 즉, 쉘(240)의 일면이 두꺼워지지 않아도 되며, 예를 들어 기판(230)의 이면에 형성된 도전체층과 쉘(240)이, 비아 홀 등에 의해 전기적으로 접속되는 구조여도 된다.
또한, 기판(230) 상에 형성된 신호 핀(210)의 상부(z축의 정방향)에는, 유전체(220)가 적층되어도 된다. 단, 유전체(220)가 형성되는 경우에는, 유전체(220)는, 쉘(240)의 개방면 근방의 소정의 영역에서 신호 핀(210)의 일부 영역이 노출되도록 형성된다. 리셉터클측 커넥터(20)의 신호 핀(210)의 당해 노출부가, 플러그측 커넥터(10)의 신호 핀(110)(배선 패턴)의 노출부 및/또는 접촉부와 접촉함으로써, 플러그측 커넥터(10)와, 리셉터클측 커넥터(20)가 전기적으로 접속된다.
또한, 도 9b를 참조하면, 플러그측 커넥터(10)의 신호 핀(110) 및 리셉터클측 커넥터(20)의 신호 핀(210)은, 신호 핀(110, 210) 중, 차동 신호가 전송되고, 인접해서 연장 설치되는 한 쌍의 신호 핀(110, 210)의 간격이, 인접하는 다른 신호 핀(110, 210)과의 간격보다도 작게 형성되어도 된다. 또한, 신호 핀(110, 210)의 간격은, 감합부(T)에서는 동일한 간격이어도 되고, 신호 핀(110, 210) 중, 차동 신호가 전송되고, 인접해서 연장 설치되는 한 쌍의 신호 핀(110, 210)의 간격이, 인접하는 다른 신호 핀(110, 210)과의 간격보다도 작게 형성되는 것은, 감합부(T) 이외의 영역이어도 된다.
또한, 감합부(T)에 있어서의 신호 핀(110, 210)의 배선 간격은, 도 8a 내지 도 8c에 나타내는 감합부(S)에 있어서의 신호 핀(811, 821)의 배선 간격과 마찬가지여도 된다. 즉, 제1 변형예에 관한 커넥터의 신호 핀과, 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터의 신호 핀은, 감합부에서는 동일한 배선 간격을 갖고 있어도 된다.
이상, 도 9a 내지 도 9c를 참조하여 설명한 바와 같이, 제1 변형예에 관한 커넥터에 있어서는, 일반적인 Type C의 커넥터에 비해, 이하의 점에서 상이하다. 즉, 제1 변형예에 관한 커넥터는, 유전체에 의해 형성되고, 한쪽 면에 신호 핀(신호 핀에 대응하는 배선 패턴)이, 타측의 면에 접지 전위를 갖는 도전체층이 형성된 기판을 구비한다. 또한, 제1 변형예에 관한 커넥터에 있어서는, 신호 핀 중, 차동 신호가 전송되고, 인접해서 연장 설치되는 한 쌍의 신호 핀의 간격이, 인접하는 다른 신호 핀의 간격보다도 작게 형성된다. 여기서, 이러한 구성을 가짐으로써 발생하는, 제1 변형예에 관한 커넥터가 발휘하는 효과에 대해서 설명한다.
상기한 바와 같이 제1 변형예에 관한 커넥터(10, 20)는, 유전체로 형성되는 기판(130, 230) 상에 신호 핀(110, 210)이 형성되고, 또한, 기판(130, 230)의 신호 핀(110, 210)이 형성되는 면과는 반대측의 면에, 접지 전위를 갖는 도전체층이 형성된다. 즉, 제1 변형예에 관한 커넥터는, 그라운드 플레인(도전체층), 유전체층(기판(130, 230)), 배선(신호 핀(110, 210))이 순서대로 적층되는 구성을 갖는다. 이와 같은 구성을 가짐으로써, 신호 핀(110, 210)을 흐르는 전류(신호)에 기인하는 전자계가, 기판(130, 230)과 도전체의 사이에 갇혀서, 소위 마이크로스트립 라인(마이크로스트립 구조)이 형성된다. 따라서, 제1 변형예에 관한 커넥터에 있어서는, 신호 핀(110, 210)을 흐르는 전류(신호)가 다른 신호 핀(110, 210)에 미치는 영향을 억제할 수 있어, 신호의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이 제1 변형예에 관한 커넥터(10, 20)에 있어서는, 신호 핀(110, 210) 중, 차동 신호가 전송되고, 인접해서 연장 설치되는 한 쌍의 신호 핀(110, 210)의 간격이, 인접하는 다른 신호 핀(110, 210)과의 간격보다도 작게 형성되어도 된다. 쌍이 되는 차동 신호가 전송되는 한 쌍의 신호 핀(110, 210)의 간격을 보다 좁게 함으로써, 당해 한 쌍의 신호 핀(110, 210)을 흐르는 전류(신호)에 기인하는 전자계가, 당해 한 쌍의 신호 핀(110, 210)의 사이 및 기판(130, 230)과 도전체와의 사이에 갇혀서, 소위 차동 스트립 라인(차동 스트립 구조)이 형성된다. 또한, 차동 결합의 리턴 패스는 배선면의 이면의 그라운드 플레인에 확보된다. 따라서, 차동 데이터 라인간에서 결합이 형성되기 때문에, 차동 임피던스를 유지한 채 신호 핀의 배선 폭과 배선 간격을 축소하는 것이 가능해진다. 즉, 인접하는 이종 신호 배선과의 간격을 확대하는 것이 가능하게 되어, 크로스 토크의 저감과 신호 품질의 향상이 실현된다. 따라서, 제1 변형예에 관한 커넥터에 있어서는, 쌍이 되는 차동 신호가 전송되는 신호 핀(110, 210)을 흐르는 전류(신호)가, 다른 신호 핀(110, 210)에 미치는 영향을 더욱 억제할 수 있어, 신호의 열화를 보다 억제할 수 있다.
또한, 제1 변형예에 관한 커넥터에, 도 7b에 나타내는, 새롭게 데이터 라인이 증가된 핀 배치가 적용되는 경우, 새롭게 추가된 차동 신호의 페어 중, 「Data3+」과 「Data3-」 및 「Data4+」와 「Data4-」의 각 신호가 할당되는 신호 핀은, 각각의 차동 신호의 페어끼리가, 인접하는 위치에는 배치되어 있지 않다. 따라서, 제1 변형예에 관한 커넥터에 있어서는, 서로 인접하는 위치에 형성되는 「Data0+」과 「Data0-」, 「Data1+」과 「Data1-」, 「Data2+」와 「Data2-」 및 「Data5+」와 「Data5-」가 인가되는 신호 핀에 대해서는, 차동 스트립 라인에 의해 신호가 전송되고, 서로 인접하는 위치에 형성되지 않는 「Data3+」과 「Data3-」 및 「Data4+」와 「Data4-」가 인가되는 신호 핀에 대해서는, 싱글 엔드의 마이크로스트립 라인에 의해 신호가 전송된다.
또한, 본 개시의 제1 변형예에 관한 커넥터는, 이상 설명한 바와 같이, 도 7b에 도시한 바와 같은, 새롭게 데이터 라인이 증가된 핀 배치에 있어서, 그 효과를 더욱 얻을 수 있는데, 도 7a에 나타내는 일반적인 핀 배치에도 적용할 수 있다. 본 개시의 제1 변형예에 관한 커넥터가, 도 7a에 나타내는 일반적인 핀 배치에 적용되는 경우에도, 각 신호 핀에 대해서 마이크로스트립 라인 또는 차동 스트립 라인이 형성됨으로써, 신호 핀(110, 210)을 흐르는 전류(신호)가, 다른 신호 핀(110, 210)에 미치는 영향을 억제할 수 있어, 신호의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 본 개시의 제1 변형예에 관한 커넥터에 있어서는, 도 9b를 참조하여 설명한 바와 같이, 감합부(T)에 있어서의 신호 핀(110, 210)의 간격은, 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터의 감합부(S)에 있어서의 신호 핀(811, 821)의 간격과 동일하면 된다. 이와 같은 구성을 가짐으로써, 제1 변형예에 관한 커넥터와 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터와의 호환성이 보증된다. 즉, 제1 변형예에 관한 커넥터와, 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터를 끼워 맞출 때, HDMI 규격에 의해 정해진 소정의 신호 핀끼리 전기적으로 접속된다. 따라서, 도 7a에 나타내는 일반적인 핀 배치에 대응하는 신호의 전송이 행하여지는 경우에도, 제1 변형예에 관한 커넥터를 적용하는 것이 가능하게 된다.
여기서, 도 10을 참조하여, 본 개시의 제1 변형예에 관한 커넥터에서의 변형예에 대해 설명한다. 본 개시의 제1 변형예에 관한 커넥터에 있어서는, 접지 전위를 갖는 가드 라인이, 신호 핀을 무는 위치에, 신호 핀과 대략 평행하게 더 연장 설치되어도 된다. 또한, 당해 가드 라인은, 싱글 엔드에 의해 신호를 전송하는 신호 핀을 물도록 배치되어도 된다. 도 10은, 가드 라인이 배치된 구성을 설명하기 위한 설명도이다.
도 10은, 도 9b에 나타내는 제1 변형예에 관한 커넥터에 있어서, 가드 라인이 새롭게 배치된 모습을 나타낸다. 즉, 도 10은, 제1 변형예에 관한 커넥터에 가드 라인이 설치된 구성을, z축의 정방향에서 본 모습을 나타내고 있다. 도 10을 참조하면, 예를 들어 플러그측 커넥터(10)의, 싱글 결합에 의해 신호를 전송하는 신호 핀(110)을 물도록, 가드 라인(150)이 배치된다. 또한, 예를 들어 마찬가지로, 리셉터클측 커넥터(20)의, 싱글 엔드에 의해 신호를 전송하는 신호 핀(210)을 물도록, 가드 라인(250)이 배치된다. 또한, 가드 라인(150, 250)의 전위는 접지 전위에 설정되어 있다. 가드 라인(150, 250)이 설치됨으로써, 신호 핀(110, 210)을 흐르는 전류(신호)가, 다른 신호 핀(110, 210)에 미치는 영향을 더욱 억제할 수 있어, 신호의 열화를 의해 억제할 수 있다.
(3.2.3. 특성 비교)
이어서, 도 8a 내지 도 8c에 나타내는 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터 구조와, 도 9a 내지 도 9c에 나타내는 본 개시의 제1 변형예에 관한 커넥터 구조에 있어서, 신호 핀에 흐르는 신호의 특성을 비교한 결과에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 나타내는, 도 11a 및 도 11b, 도 12a 및 도 12b, 도 13a 및 도 13b, 및 도 14 a 내지 E는, 도 7b에 나타내는, 새롭게 데이터 라인이 증가된 핀 배치에 대응하는 신호를 흘린 경우의 결과를 나타내고 있다.
먼저, 도 11a 및 도 11b 및 도 12a 및 도 12b를 참조하여, 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터와, 제1 변형예에 관한 커넥터와의, 신호 핀 근방의 전계 분포의 차이에 대해서 설명한다.
도 11a 및 도 11b 및 도 12a 및 도 12b는, 커넥터에, HDMI 규격에 의해 정해지는 영상 신호 전송 시의 소정의 신호를 인가한 경우의, 신호 핀 근방의 전계 분포의 모습을 나타내고 있다. 도 11a 및 도 11b는, 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터 구조에서의 전계 분포의 모습을 나타내는 등전계선도이다. 또한, 도 12a 및 도 12b는, 제1 변형예에 관한 커넥터 구조에서의 전계 분포의 모습을 나타내는 등전계선도이다. 또한, 도 11a 및 도 11b 및 도 12a 및 도 12b에서는, 전계 분포의 강도를, 해칭의 농담으로 모식적으로 도시하고 있으며, 해칭이 짙은 영역일수록, 전계가 집중되어 있는 모습을 나타내고 있다.
도 11a는, 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터 구조에서의, 도 8a에 대응하는 단면에 있어서의 등전계선도이며, 도 11b는, 도 11a에 나타내는 D-D 단면에 있어서의 등전계선도이다.
도 12a는, 제1 변형예에 관한 커넥터 구조에서의, 도 9a에 대응하는 단면에 있어서의 등전계선도이며, 도 12b는, 도 12a에 나타내는 D-D 단면에 있어서의 등전계선도이다. 단, 도 12a 및 도 12b에 나타내는 등전계선도는, 제1 변형예에 관한 커넥터 구조에 있어서, 도 10에 도시하는 가드 라인을 더 구비하는 구조에 대해, 전계 분포를 구한 것이다.
또한, 도 11a 및 도 11b, 및 도 12a 및 도 12b에 나타내는 등전계선도는, 상기의 각 단면에서의 각 영역(신호 핀, 기판, 외각, 유전체 등)에 대응하는 유전율을 설정한 모델을 작성하고, HDMI 규격에 의해 정해지는 영상 신호 전송 시의 소정의 신호를 인가한 경우의, 신호 핀 근방의 전계 분포의 모습을 시뮬레이션한 결과를 나타내고 있다.
도 11a를 참조하면, 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터 구조에 있어서는, 신호 핀(811, 821)의 표면(y축 방향으로 연신하는 면 중, z축의 정방향에 위치하는 면)과 이면(y축 방향으로 연신하는 면 중, z축의 부방향에 위치하는 면)에서 전계 분포에 거의 차가 없는 것을 알 수 있다. 또한, 도 11b를 참조하면, 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터 구조에 있어서는, 예를 들어 영역 E에 도시한 바와 같이, 일부의 신호 핀(110) 사이에는, 전계가 집중되어, 커플링이 형성되어 있는 모습이 도시되어 있지만, 예를 들어 영역 F(「Data0-」, 「Data4-」, 「Data5+」에 걸친 영역)나 영역 G(「Data1-」, 「Data4+」, 「Data0+」에 걸친 영역)로 나타낸 바와 같이, 차동 신호의 페어 이외의 영역에도 전계가 집중되어 있어, 신호 핀(811)을 흐르는 전류(신호)가, 다른 신호 핀(811)에 영향을 미쳐버렸음을 알 수 있다.
한편, 도 12a를 참조하면, 제1 변형예에 관한 커넥터 구조에 있어서는, 신호 핀(110, 210)과 기판(130, 230)의 사이에 전계가 집중되어 있어, 소위 마이크로스트립 라인이 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 도 12b를 참조하면, 제1 변형예에 관한 커넥터 구조에 있어서는, 인접해서 배치되어 있는 신호 핀인 「Data0」, 「Data1」, 「Data2」, 「Data5」의 신호 핀(110, 210)의 페어의 사이에는, 전계가 집중되어, 소위 차동 스트립 라인이 형성되어 있는 모습이 도시되어 있다. 또한, 「Data3-」, 「Data3+」, 「Data4-」 및 「Data4+」의 신호 핀(110, 210)에서는, 신호 핀(110, 210)과 GND 도체(쉘(140))와의 사이의 기판 내에 전계가 집중되어 있어, 싱글 엔드의 전계 분포가 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 신호 핀(110, 210)을 흐르는 전류(신호)가, 다른 신호 핀(110, 210)에 미치는 영향이 억제되어 있음을 알 수 있다.
이어서, 도 13a 및 도 13b, 및 도 14a 내지 도 14e를 참조하여, 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터와, 제1 변형예에 관한 커넥터와의, 아이 패턴 및 크로스 토크로 대표되는 신호 전송 특성의 차이에 대해서 설명한다.
도 13a 및 도 13b는, 도 8a 내지 도 8c에 나타내는, 일반적인 Type C의 HDMI 커넥터 구조에서의 아이 패턴을 나타내는 전압 특성도이다. 또한, 도 13a는, 도 7b에 나타내는 「Data2」의 라인에 관한 아이 패턴을 나타내고 있고, 도 13b는, 도 7b에 나타내는 「Data4」의 라인에 관한 아이 패턴을 나타내고 있다.
또한, 도 14a 및 도 14b는, 도 9a 내지 도 9c에 나타내는, 제1 변형예에 관한 커넥터 구조에서의 아이 패턴을 나타내는 전압 특성도이다. 또한, 도 14a는, 도 7b에 나타내는 「Data2」의 라인에 관한 아이 패턴을 나타내고 있고, 도 14b는, 도 7b에 나타내는 「Data4」의 라인에 관한 아이 패턴을 나타내고 있다.
또한, 도 14c 및 도 14d는, 도 10에 도시하는, 제1 변형예에 관한 커넥터 구조에 가드 라인이 더 배치된 커넥터 구조에서의 아이 패턴을 나타내는 전압 특성도이다. 또한, 도 14c는, 도 7b에 나타내는 「Data2」의 라인에 관한 아이 패턴을 나타내고 있고, 도 14d는, 도 7b에 나타내는 「Data4」의 라인에 관한 아이 패턴을 나타내고 있다. 또한, 도 14e는, 도 10에 도시하는, 제1 변형예에 관한 커넥터 구조에 가드 라인이 더 배치된 커넥터 구조에서의 크로스 토크 특성을 나타내는 전압 특성도이다.
또한, 도 13a 및 도 13b 및 도 14a 내지 도 14e에서, 「Data2」에 대응하는 아이 패턴은, 도 7a에 나타내는 일반적인 핀 배치에 있어서 이미 존재하는 데이터 라인(기존의 데이터 라인)의 전송 특성을 대표하는 것이며, 「Data4」에 대응하는 아이 패턴은, 도 7b에 나타내는 새롭게 데이터 라인이 증가된 핀 배치에 있어서 새롭게 추가되는 데이터 라인(신규의 데이터 라인)의 전송 특성을 대표하는 것이다.
도 13a 및 도 13b와, 도 14a 및 도 14b를 비교하면, 기존의 데이터 라인인 「Data2」, 신규 데이터 라인인 「Data4」 모두, 제1 변형예에 관한 커넥터 구조를 가짐으로써, 신호의 전송 특성이 향상되었음을 알 수 있다. 즉, 제1 변형예에 관한 커넥터 구조에 의해, 신호의 열화가 억제되고 있다.
또한, 도 14a 및 도 14b와, 도 14c 및 도 14d를 비교하면, 기존의 데이터 라인인 「Data2」, 신규 데이터 라인인 「Data4」 모두, 가드 라인(150)을 설치함으로써, 신호의 전송 특성이 더욱 향상되어 있는 것을 알 수 있다. 즉, 제1 변형예에 관한 커넥터 구조에 가드 라인(150)이 더 설치됨으로써, 신호의 열화가 보다 억제된다. 또한, 도 14e를 참조하면, 제1 변형예에 관한 커넥터 구조에 있어서, 양호한 크로스 토크 특성이 얻어지는 것을 알 수 있다.
[3.3. 제2 변형예]
이어서, 본 개시의 제2 변형예에 관한 커넥터의 구조에 대해서 설명한다. 또한, 제2 변형예에 관한 커넥터는, Type D의 HDMI 커넥터에 대하여 데이터 전송량을 증가시키면서 신호의 열화를 보다 억제하기 위한 구성을 적용한 것에 대응하고 있다.
상기 설명한 바와 같이, Type D의 HDMI 커넥터는, 도 6a 및 도 6b에 나타내는 핀 배치를 갖는다. 여기서, 일반적인 Type D의 HDMI 커넥터에, 도 6b에 도시한 바와 같은, 새롭게 데이터 라인의 수가 증가된 핀 배치를 적용하면, 상기 [3.1. 전송 데이터량 증가에 관한 검토]에서 설명한 Type A의 HDMI 커넥터와 마찬가지로, 신호의 열화가 발생한다. 한편, 이하에 설명하는 본 개시의 제2 변형예에 관한 커넥터 구조에 의하면, 도 6b에 도시한 바와 같은, 새롭게 데이터 라인이 증가된 핀 배치에 대해서도, 신호의 열화를 억제하는 것이 가능하게 된다.
이하의 설명에서는, 제2 변형예에 관한 커넥터의 구조에 대해 명확하게 하기 위해서, 먼저, (3.3.1. 일반적인 Type D 커넥터의 구성)에서, 일반적인 Type D의 HDMI 커넥터의 일 구조예에 대해서 설명한다. 이어서, (3.3.2. 제2 변형예에 관한 커넥터의 구성)에서, 본 개시의 제2 변형예에 관한 커넥터의 일 구조예에 대해서 설명함과 함께, 일반적인 Type D의 HDMI 커넥터와의 구조의 차이에 대해서 설명한다. 그리고, (3.3.3. 특성 비교)에서, 양자의 구조에 있어서 전송되는 신호의 특성에 대해 비교함으로써, 제2 변형예에 관한 커넥터에서의, 신호의 열화를 억제하는 효과에 대해서 설명한다.
또한, 도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같이, Type D의 HDMI 커넥터에 대응하는 핀 배치에서는, 단자면에 있어서, 신호 핀이 x축 방향을 따라, z축 방향으로 2열로 지그재그 형상으로 배열된다. 그리고, 도 6a 및 도 6b에서의 상하 방향에 있어서, 위(z축 방향에서의 상측 방향)의 열에 형성되는 신호 핀과, 아래(z축 방향에서의 하측 방향)의 열에 형성되는 신호 핀은, x축에서의 배치 위치는 상이하지만, 그 구조는 상하 대칭으로 되어 있다. 따라서, 이하에 도시하는 도면 15a 내지 도 15c 및 도 16a 내지 도 16c에서는, z축 방향에서의 하측의 신호 핀(도 6a 및 도 6b에서 아래의 열에 형성되는 신호 핀)의 구조에 대해 주로 설명하고, z축 방향에서의 상측의 신호 핀(도 6a 및 도 6b에서 위의 열에 형성되는 신호 핀)에 대해서는, 하측의 신호 핀의 구조를 접은 것에 대응하기 때문에, 설명을 생략한다.
(3.3.1. 일반적인 Type D 커넥터의 구성)
먼저, 도 15a 내지 도 15c를 참조하여, 일반적인 Type D의 HDMI 커넥터의 일 구조예에 대해서 설명한다. 도 15a는, 일반적인 Type D의 HDMI 커넥터를, y축과 z축에 의해 구성되는 단면이며 또한 신호 핀을 지나는 단면으로 절단한 경우의 일 구조예를 도시하는 단면도이다. 도 15b는, 일반적인 Type D의 HDMI 커넥터의, x축과 y축에 의해 구성되는 단면에 있어서, 도 15a에서의 A-A 단면에 대응하는 단면도이다. 도 15c는, 일반적인 Type D의 HDMI 커넥터의, x축과 z축에 의해 구성되는 단면에 있어서, 도 15b에서의 C-C 단면에 대응하는 단면도이다. 또한, 도 15a 내지 도 15c는, 플러그측 커넥터와 리셉터클측 커넥터가 끼워 맞춰져 있는 모습을 나타내고 있다.
먼저, 플러그측 커넥터의 구조에 대해서 설명한다. 도 15a 내지 도 15c를 참조하면, 일반적인 Type D의 HDMI 커넥터의 플러그측 커넥터(910)는, 신호 핀(911), 유전체(912) 및 외각(쉘)(913)을 구비한다. 신호 핀(911)은, 제1 방향, 즉 y축 방향으로 연장되어 있고, 유전체(912)에 그 일부가 매립된다.
쉘(913)은, 신호 핀(911) 및 유전체(912)를 덮도록 형성되고, 쉘(913)의 y축의 정방향의 일면은, 외부에 대하여 개방되는 개방면으로 되어 있다. 도 15a 내지 도 15c에 도시한 바와 같이, 플러그측 커넥터(910)와, 후술하는 리셉터클측 커넥터(920)는, 쉘(913)의 개방면을 통해서 접속된다. 또한, 쉘(913)은, 도전체에 의해 형성되고, 그 전위는, 후술하는 리셉터클측 커넥터(920)를 통해서, 예를 들어 그라운드 전위로 고정된다.
또한, 신호 핀(911)은, 쉘(913)의 개방면 근방의 소정의 영역이 유전체(912)로부터 그 선단부가 노출되어 있고, 당해 노출부는, 소정의 각도로 z축의 정방향으로 절곡되는 굴곡부를 구성한다. 플러그측 커넥터(910)와, 후술하는 리셉터클측 커넥터(920)가 끼워 맞춰질 때, 신호 핀(911)의 굴곡부가, 후술하는 리셉터클측 커넥터(920)의 신호 핀(921)과 접촉함으로써, 플러그측 커넥터(910)와, 후술하는 리셉터클측 커넥터(920)가 전기적으로 접속된다.
또한, z축 방향에서의 상측의 신호 핀(921)에 대해서는, 상술한 바와 같이, 하측의 신호 핀과 상하 대칭인 구조를 갖기 때문에, 당해 굴곡부는, 소정의 각도로 z축의 부방향으로 절곡되어서 형성된다.
이어서, 리셉터클측 커넥터의 구조에 대해서 설명한다. 도 15a 내지 도 15c를 참조하면, 일반적인 Type D의 HDMI 커넥터의 리셉터클측 커넥터(920)는, 신호 핀(921), 유전체(922) 및 외각(쉘)(923)을 구비한다. 신호 핀(921)은, 제1 방향, 즉 y축 방향으로 연장되어 있고, 유전체(922)에 그 일부가 매립된다.
쉘(923)은, 신호 핀(921) 및 유전체(922)를 덮도록 형성되고, 쉘(923)의 y축의 부방향의 일면은, 외부에 대하여 개방되는 개방면으로 되어 있다. 또한, 쉘(923)은, 도전체에 의해 형성되고, 그 전위는, 예를 들어 그라운드 전위로 고정된다.
또한, 쉘(923)의 개방면의 개구부의 면적은, 플러그측 커넥터(910)의 쉘(913)의 개방면에서의 단면적보다도 조금 크게 형성되어 있다. 그리고, 도 15a 내지 도 15c에 도시한 바와 같이, 플러그측 커넥터(910)와, 리셉터클측 커넥터(920)는, 플러그측 커넥터(910)의 쉘(913)에 개방면이 설치되는 일단부가, 리셉터클측 커넥터(920)의 쉘(923)의 개방면의 개구부에 삽입됨으로써, 끼워 맞춰진다. 또한, 도 15a 및 도 15b에 파선으로 나타내는 영역은, 플러그측 커넥터(910)와 리셉터클측 커넥터(920)의 감합부(U)를 나타내고 있다.
또한, 신호 핀(921)은, 쉘(923)의 개방면 근방의 소정의 영역에서, 유전체(922)로부터 그 표면의 일부 영역이 노출된 노출부를 갖는다. 플러그측 커넥터(910)와, 리셉터클측 커넥터(920)가 끼워 맞춰질 때는, 신호 핀(921)의 노출부가, 상술한 플러그측 커넥터(910)의 신호 핀(911)의 굴곡부와 접촉한다.
또한, 상술한 바와 같이, 일반적인 Type D의 커넥터에 있어서는, 이상 설명한 신호 핀(911, 921), 유전체(912, 922)와 마찬가지의 구조가, 쉘(913, 923)의 내부에, 상하 대칭으로, z축 방향에서의 상측의 신호 핀(911, 921), 유전체(912, 922)로서 또한 설치된다.
이상, 도 15a 내지 도 15c를 참조하여, 일반적인 Type D의 HDMI 커넥터의 구조에 대해서 설명하였다.
(3.3.2. 제2 변형예에 관한 커넥터의 구성)
이어서, 도 16a 내지 도 16c를 참조하여, 본 개시의 제2 변형예에 관한 커넥터의 일 구조예에 대해서 설명한다. 도 16a는, 본 개시의 제2 변형예에 관한 커넥터를, y축과 z축에 의해 구성되는 단면이며 또한 신호 핀을 지나는 단면으로 절단한 경우의 일 구조예를 도시하는 단면도이다. 도 16b는, 제2 변형예에 관한 커넥터의, x축과 y축에 의해 구성되는 단면에 있어서, 도 16a에서의 A-A 단면에 대응하는 단면도이다. 도 16c는, 제2 변형예에 관한 커넥터의, x축과 z축에 의해 구성되는 단면에 있어서, 도 16b에서의 C-C 단면에 대응하는 단면도이다.
먼저, 플러그측 커넥터의 구조에 대해서 설명한다. 도 16a 내지 도 16c를 참조하면, 제2 변형예에 관한 플러그측 커넥터(30)는, 신호 핀(310), 유전체(320), 기판(330) 및 외각(쉘)(340)을 구비한다.
신호 핀(310)은, 제1 방향, 즉 y축 방향으로 연장된다. 또한, 신호 핀(310)은, 유전체에 의해 형성되는 기판(330)의 표면 상에, 배선 패턴으로서 형성된다.
쉘(340)은, 신호 핀(310) 및 기판(330)을 덮도록 형성되고, 쉘(340)의 y축의 정방향의 일면은, 외부에 대하여 개방되는 개방면으로 되어 있다. 도 16a 내지 도 16c에 도시한 바와 같이, 플러그측 커넥터(30)와, 후술하는 리셉터클측 커넥터(40)는, 쉘(340)의 개방면을 통해서 접속된다. 또한, 쉘(340)은, 도전체에 의해 형성되고, 그 전위는, 후술하는 리셉터클측 커넥터(40)를 통해서, 예를 들어 그라운드 전위로 고정된다.
또한, 기판(330)의 이면, 즉, 신호 핀(310)이 형성되는 면과 반대측의 면에는, 접지 전위를 갖는 도전체층이 형성된다. 도 16a 내지 도 16c를 참조하면, 본 실시 형태에서는, 쉘(340)의, 기판(330)의 이면과 대향하는 면이, 다른 면보다도 두껍게 형성되어, 기판(330)의 이면과 접하고 있다. 즉, 기판(330)의 이면에 형성되는 도전체층과 쉘(340)이 일체적으로 형성되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 기판(330)의 이면에 접지 전위를 갖는 도전체층이 형성되면 되고, 도전체층의 구조는 이러한 예에 한정되지 않는다. 즉, 쉘(340)의 일면이 두꺼워지지 않아도 되고, 예를 들어 기판(330)의 이면에 형성된 도전체층과 쉘(340)이, 비아 홀 등에 의해 전기적으로 접속되는 구조여도 된다.
또한, 기판(330) 상에 형성된 신호 핀(310)의 상부(z축의 정방향)에는, 유전체(320)가 적층되어도 된다. 단, 유전체(320)가 형성되는 경우에는, 유전체(320)는, 신호 핀(310)의 전체면을 덮도록 형성되는 것이 아니라, 쉘(340)의 개방면 근방의 소정의 영역에서 신호 핀(310)의 표면의 일부 영역이 노출되도록 형성된다. 플러그측 커넥터(30)와, 후술하는 리셉터클측 커넥터(40)가 끼워 맞춰질 때, 플러그측 커넥터(30)의 신호 핀(310)의 당해 노출부가, 리셉터클측 커넥터(40)의 신호 핀(410)과 접촉함으로써, 플러그측 커넥터(30)와, 후술하는 리셉터클측 커넥터(40)가 전기적으로 접속된다. 또한, 신호 핀(310)의 노출부의 일부 영역에는, 리셉터클측 커넥터(40)의 신호 핀(410)을 향해서 돌출된 접촉부가 설치되어도 된다. 그리고, 플러그측 커넥터(30)의 신호 핀(310)과 리셉터클측 커넥터(40)의 신호 핀(410)은, 당해 접촉부를 통해서 접촉해도 된다.
이어서, 리셉터클측 커넥터의 구조에 대해서 설명한다. 도 16a 내지 도 16c를 참조하면, 제2 변형예에 관한 리셉터클측 커넥터(40)는, 신호 핀(410), 유전체(420), 기판(430) 및 외각(쉘)(440)을 구비한다.
신호 핀(410)은, 제1 방향, 즉 y축 방향으로 연장된다. 또한, 신호 핀(410)은, 유전체에 의해 형성되는 기판(430)의 표면 상에, 배선 패턴으로서 형성된다.
쉘(440)은, 신호 핀(410) 및 기판(430)을 덮도록 형성되고, 쉘(440)의 y축의 부방향의 일면은, 외부에 대하여 개방되는 개방면으로 되어 있다. 또한, 쉘(440)은, 도전체에 의해 형성되고, 그 전위는, 예를 들어 그라운드 전위로 고정된다.
또한, 쉘(440)의 개방면의 개구부의 면적은, 플러그측 커넥터(30)의 쉘(340)의 개방면에 있어서의 단면적보다도 조금 크게 형성되어 있다. 그리고, 도 16a 내지 도 16c에 도시한 바와 같이, 플러그측 커넥터(30)와, 리셉터클측 커넥터(40)는, 플러그측 커넥터(30)의 쉘(340)에 개방면이 설치되는 일단부가, 리셉터클측 커넥터(40)의 쉘(440)의 개방면의 개구부에 삽입됨으로써, 끼워 맞춰진다. 또한, 도 16a 및 도 16b에 파선으로 나타내는 영역은, 플러그측 커넥터(30)와 리셉터클측 커넥터(40)의 감합부(V)를 나타내고 있다.
또한, 기판(430)의 이면, 즉, 신호 핀(410)이 형성되는 면과 반대측의 면에는, 접지 전위를 갖는 도전체층이 형성된다. 도 16a 내지 도 16c를 참조하면, 본 실시 형태에서는, 쉘(440)의, 기판(430)의 이면과 대향하는 면이, 다른 면보다도 두껍게 형성되어, 기판(430)의 이면과 접하고 있다. 즉, 기판(430)의 이면에 형성되는 도전체층과 쉘(440)이 일체적으로 형성되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 기판(430)의 이면에 접지 전위를 갖는 도전체층이 형성되면 되고, 도전체층의 구조는 이러한 예에 한정되지 않는다. 즉, 쉘(440)의 일면이 두꺼워지지 않아도 되고, 예를 들어 기판(430)의 이면에 형성된 도전체층과 쉘(440)이, 비아 홀 등에 의해 전기적으로 접속되는 구조여도 된다.
또한, 기판(430) 상에 형성된 신호 핀(410)의 상부(z축의 정방향)에는, 유전체(420)가 적층되어도 된다. 단, 유전체(420)가 형성되는 경우에는, 유전체(420)는, 쉘(440)의 개방면 근방의 소정의 영역에서 신호 핀(410)의 표면의 일부 영역이 노출되도록 형성된다. 리셉터클측 커넥터(40)의 신호 핀(410)의 당해 노출부가, 플러그측 커넥터(30)의 신호 핀(310)의 노출부 및/또는 접촉부와 접촉함으로써, 플러그측 커넥터(30)와, 리셉터클측 커넥터(40)가 전기적으로 접속된다.
또한, 상술한 바와 같이, 제2 변형예에 관한 커넥터에 있어서는, 이상 설명한 신호 핀(310, 410), 유전체(320, 420), 기판(330, 430) 및 도전체층과 마찬가지의 구조가, 쉘(340, 440)의 내부에, 상하 대칭으로, z축 방향에서의 상측의 신호 핀(310, 410), 유전체(320, 420), 기판(330, 430) 및 도전체층으로서 또한 설치된다. 즉, 제2 변형예에 관한 커넥터 구조는, 상기 설명한 제1 변형예에 관한 커넥터 구조에서의 신호 핀(110, 210), 유전체(120, 220), 기판(130, 230) 및 도전체층의 구조가, 2조 구비된 구조에 대응한다.
또한, 도 16b를 참조하면, 플러그측 커넥터(30)의 신호 핀(310) 및 리셉터클측 커넥터(40)의 신호 핀(410)은, 신호 핀(310, 410) 중, 차동 신호가 전송되고, 인접해서 연장 설치되는 한 쌍의 신호 핀(310, 410)의 간격이, 인접하는 다른 신호 핀(310, 410)과의 간격보다도 작게 형성되어도 된다. 또한, 신호 핀(310, 410)의 간격은, 감합부(V)에서는 동일한 간격이어도 되고, 신호 핀(310, 410) 중, 차동 신호가 전송되고, 인접해서 연장 설치되는 한 쌍의 신호 핀(310, 410)의 간격이, 인접하는 다른 신호 핀(310, 410)과의 간격보다도 작게 형성되는 것은, 감합부(V) 이외의 영역이어도 된다.
또한, 감합부(V)에서의 신호 핀(310, 410)의 배선 간격은, 도 15a 내지 도 15c에 나타내는 감합부(U)에 있어서의 신호 핀(911, 921)의 배선 간격과 마찬가지여도 된다. 즉, 제2 변형예에 관한 커넥터의 신호 핀과, 일반적인 Type D의 HDMI 커넥터의 신호 핀은, 감합부에 있어서는 동일한 배선 간격을 갖고 있어도 된다.
이상, 도 16a 내지 도 16c를 참조하여 설명한 바와 같이, 제2 변형예에 관한 커넥터의 구조는, 일반적인 Type D의 커넥터의 구조에 비해, 이하의 점에서 상이하다. 즉, 제2 변형예에 관한 커넥터는, 유전체에 의해 형성되고, 한쪽 면에 신호 핀(신호 핀에 대응하는 배선 패턴)이, 타측의 면에 접지 전위를 갖는 도전체층이 형성된 기판을 구비한다. 또한, 제2 변형예에 관한 커넥터에 있어서는, 신호 핀 중, 차동 신호가 전송되고, 인접해서 연장 설치되는 한 쌍의 신호 핀의 간격이, 인접하는 다른 신호 핀의 간격보다도 작게 형성된다. 제2 변형예에 관한 커넥터는, 상술한 제1 변형예에 관한 커넥터와 마찬가지로, 상기 구성을 가짐으로써, 이하의 효과를 발휘한다.
상기한 바와 같이, 제2 변형예에 관한 커넥터(30, 40)에서는, 유전체로 형성되는 기판(330, 430) 상에 신호 핀(310, 410)이 형성되고, 또한, 기판(330, 430)의 신호 핀(310, 410)이 형성되는 면과는 반대측의 면에, 접지 전위를 갖는 도전체층이 형성된다. 즉, 제2 변형예에 관한 커넥터는, 그라운드 플레인(도전체층), 유전체층(기판(330, 430)), 배선(신호 핀(310, 410))이 순서대로 적층되는 구성을 갖는다. 이와 같은 구성을 가짐으로써, 신호 핀(310, 410)을 흐르는 전류(신호)에 기인하는 전자계가, 기판(330, 430)에 갇혀서, 소위 마이크로스트립 라인(마이크로스트립 구조)이 형성된다. 따라서, 제2 변형예에 관한 커넥터에 있어서는, 신호 핀(310, 410)을 흐르는 전류(신호)가, 다른 신호 핀(310, 410)에 미치는 영향을 억제할 수 있어, 신호의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이, 제2 변형예에 관한 커넥터(30, 40)에 있어서는, 신호 핀(310, 410) 중, 차동 신호가 전송되고, 인접해서 연장 설치되는 한 쌍의 신호 핀(310, 410)의 간격이, 인접하는 다른 신호 핀(310, 410)과의 간격보다도 작게 형성되어도 된다. 쌍이 되는 차동 신호가 전송되는 한 쌍의 신호 핀(310, 410)의 간격을 보다 좁게 함으로써, 당해 한 쌍의 신호 핀(310, 410)을 흐르는 전류(신호)에 기인하는 전자계가, 당해 한 쌍의 신호 핀(310, 410)의 사이 및 기판(330, 430)에 갇혀서, 소위 차동 스트립 라인(차동 스트립 구조)이 형성된다. 또한, 차동 결합의 리턴 패스는 배선면의 이면의 그라운드 플레인에 확보된다. 따라서, 차동 데이터 라인간에서 결합이 형성되기 때문에, 차동 임피던스를 유지한 채 신호 핀의 배선 폭과 배선 간격을 축소하는 것이 가능해진다. 즉, 인접하는 이종 신호 배선과의 간격을 확대하는 것이 가능하게 되어, 크로스 토크의 저감과 신호 품질의 향상이 실현된다. 따라서, 제2 변형예에 관한 커넥터에 있어서는, 쌍이 되는 차동 신호가 전송되는 신호 핀(310, 410)을 흐르는 전류(신호)가, 다른 신호 핀(310, 410)에 미치는 영향을 더욱 억제할 수 있어, 신호의 열화를 보다 억제할 수 있다.
또한, 제2 변형예에 관한 커넥터에, 도 6b에 나타내는 새롭게 데이터 라인이 증가된 핀 배치가 적용되는 경우, 새롭게 추가된 차동 신호의 페어 중, 「Data3+」과 「Data3-」 및 「Data4+」와 「Data4-」의 각 신호가 할당되는 신호 핀은, 각각의 차동 신호의 페어끼리, 인접하는 위치에는 배치되어 있지 않다. 따라서, 제2 변형예에 관한 커넥터에 있어서는, 서로 인접하는 위치에 형성되는 「Data0+」과 「Data0-」, 「Data1+」과 「Data1-」, 「Data2+」와 「Data2-」 및 「Data5+」와 「Data5-」가 인가되는 신호 핀에 대해서는, 차동 스트립 라인에 의해 신호가 전송되고, 서로 인접하는 위치에 형성되지 않는 「Data3+」과 「Data3-」 및 「Data4+」와 「Data4-」가 인가되는 신호 핀에 대해서는, 싱글 엔드의 마이크로스트립 라인에 의해 신호가 전송되어도 된다.
또한, 본 개시의 제2 변형예에 관한 커넥터는, 이상 설명한 바와 같이, 도 6b에 도시한 바와 같은, 새롭게 데이터 라인이 증가된 핀 배치에 있어서, 그 효과를 더욱 얻을 수 있지만, 도 6a에 나타내는 일반적인 핀 배치에도 적용할 수 있다. 본 개시의 제2 변형예에 관한 커넥터가, 도 6a에 나타내는 일반적인 핀 배치에 적용되는 경우에도, 각 신호 핀에 대해서 마이크로스트립 라인 또는 차동 스트립 라인이 형성됨으로써, 신호 핀(310, 410)을 흐르는 전류(신호)가, 다른 신호 핀(310, 410)에 미치는 영향을 억제할 수 있어, 신호의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 본 개시의 제2 변형예에 관한 커넥터에 있어서는, 도 16b를 참조하여 설명한 바와 같이, 감합부(V)에 있어서의 신호 핀(310, 410)의 간격은, 일반적인 Type D의 HDMI 커넥터의 감합부(U)에 있어서의 신호 핀(911, 921)의 간격과 동일하면 된다. 이와 같은 구성을 가짐으로써, 제2 변형예에 관한 커넥터와 일반적인 Type D의 HDMI 커넥터의 호환성이 보증된다. 즉, 제2 변형예에 관한 커넥터와, 일반적인 Type D의 HDMI 커넥터를 끼워 맞출 때, HDMI 규격에 의해 정해진 소정의 신호 핀끼리 전기적으로 접속된다. 따라서, 도 6a에 나타내는 일반적인 핀 배치에 대응하는 신호의 전송이 행하여지는 경우에도, 제2 변형예에 관한 커넥터를 적용하는 것이 가능하게 된다.
여기서, 본 개시의 제2 변형예에 관한 커넥터에 있어서는, 제1 변형예에 관한 커넥터의 변형예와 마찬가지로, 접지 전위를 갖는 가드 라인이, 신호 핀을 무는 위치에, 신호 핀과 대략 평행하게 더 연장 설치되어도 된다. 또한, 당해 가드 라인은, 싱글 엔드에 의해 신호를 전송하는 신호 핀을 물도록 배치되어도 된다. 또한, 상술한 바와 같이, 도 16a 내지 도 16c에 나타내는 제2 변형예에 관한 커넥터는, 도 9a 내지 도 9c에 나타내는 제1 변형예에 관한 커넥터 구조에서의 신호 핀, 기판 및 도전체층의 구조가, 2조 구비된 구조에 대응한다. 따라서, 제2 변형예에 관한 커넥터에 있어서, 가드 라인이 설치된 경우의 기판 상의 신호 핀(배선 패턴)의 구성은, 제1 변형예에 관한 커넥터와 마찬가지이다. 즉, 제2 변형예에 관한 커넥터에 있어서는, 도 10에 도시한 바와 같이, 플러그측 커넥터 및 리셉터클측 커넥터의 양쪽에 있어서, 싱글 엔드에 의해 신호를 전송하는 신호 핀을 물도록, 가드 라인이 배치되어도 된다. 또한, 가드 라인의 전위는 접지 전위로 설정되어 있다. 가드 라인이 설치됨으로써, 신호 핀(310, 410)을 흐르는 전류(신호)가, 다른 신호 핀(310, 410)에 미치는 영향을 더욱 억제할 수 있어, 신호의 열화를 보다 억제할 수 있다.
이상, 제2 변형예에 관한 커넥터가 갖는 효과에 대해서 설명하였다. 이상 설명한 바와 같이, 커넥터 내에, 신호 핀, 기판 및 도전체층의 구조(마이크로스트립 구조)가 복수 조 구비되는 구성에 있어서도, 제1 변형예와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
(3.3.3. 특성 비교)
이어서, 도 15a 내지 도 15c에 나타내는 일반적인 Type D의 HDMI 커넥터 구조와, 도 16a 내지 도 16c에 나타내는 본 개시의 제2 변형예에 관한 커넥터 구조에 있어서, 신호 핀에 흐르는 신호의 특성을 비교한 결과에 대해 설명한다. 또한, 이하에 나타내는, 도 17a 및 도 17b, 도 18a 및 도 18b, 도 19a 및 도 19b, 및 도 20a 내지 도 20c는, 도 6b에 나타내는, 새롭게 데이터 라인이 증가된 핀 배치에 대응하는 신호를 흘린 경우의 결과를 나타내고 있다.
먼저, 도 17a 및 도 17b 및 도 18a 및 도 18b를 참조하여, 일반적인 Type D의 HDMI 커넥터와, 제2 변형예에 관한 커넥터와의, 신호 핀 근방의 전계 분포의 차이에 대해서 설명한다.
도 17a 및 도 17b, 및 도 18a 및 도 18b는, 커넥터에, HDMI 규격에 의해 정해지는 영상 신호 전송 시의 소정의 신호를 인가한 경우의, 신호 핀 근방의 전계 분포의 모습을 나타내고 있다. 도 17a 및 도 17b는, 일반적인 Type D의 HDMI 커넥터 구조에서의 전계 분포의 모습을 나타내는 등전계선도이다. 또한, 도 18a 및 도 18b는, 제2 변형예에 관한 커넥터 구조에서의 전계 분포의 모습을 나타내는 등전계선도이다. 또한, 도 17a 및 도 17b 및 도 18a 및 도 18b에서는, 전계 분포의 강도를, 해칭의 농담으로 모식적으로 도시하고 있으며, 해칭이 짙은 영역일수록, 전계가 집중되어 있는 모습을 나타내고 있다.
도 17a는, 일반적인 Type D의 HDMI 커넥터 구조에서의, 도 15a에 대응하는 단면에 있어서의 등전계선도이며, 도 17b는, 도 17a에 나타내는 D-D 단면에 있어서의 등전계선도이다.
도 18a는, 제2 변형예에 관한 커넥터 구조에서의, 도 16a에 대응하는 단면에 있어서의 등전계선도이며, 도 18b는, 도 18a에 나타내는 D-D 단면에 있어서의 등전계선도이다. 단, 도 18a 및 도 18b에 나타내는 등전계선도는, 제2 변형예에 관한 커넥터 구조에 있어서, 도 10에 도시하는 가드 라인을 더 구비하는 구조에 대해 전계 분포를 구한 것이다.
또한, 도 17a 및 도 17b 및 도 18a 및 도 18b에 나타내는 등전계선도는, 상기의 각 단면에서의 각 영역(신호 핀, 기판, 외각, 유전체 등)에 대응하는 유전율을 설정한 모델을 작성하고, HDMI 규격에 의해 정해지는 영상 신호 전송 시의 소정의 신호를 인가한 경우의, 신호 핀 근방의 전계 분포의 모습을 시뮬레이션한 결과를 나타내고 있다.
도 17a를 참조하면, 일반적인 Type D의 HDMI 커넥터 구조에 있어서는, 신호 핀(310, 410)의 표면(y축 방향으로 연신하는 면 중, z축의 정방향에 위치하는 면)과 이면(y축 방향으로 연신하는 면 중, z축의 부방향에 위치하는 면)에서 전계 분포에 거의 차가 없음을 알 수 있다. 또한, 도 17b를 참조하면, 일반적인 Type D의 HDMI 커넥터 구조에 있어서는, 예를 들어 영역 H(「Data1+」, 「Data1-」, 「Data4+」에 걸친 영역)나 영역 I(「Data4-」 근방의 영역)에 도시한 바와 같이, 차동 신호의 페어 이외의 영역에도 전계가 집중되어 있어, 신호 핀(310)을 흐르는 전류(신호)가, 다른 신호 핀(310)에 영향을 미쳐버렸음을 알 수 있다.
한편, 도 18a를 참조하면, 제2 변형예에 관한 커넥터 구조에 있어서는, 신호 핀(310, 410)과 쉘(340, 440)의 사이, 즉, 기판(330, 430)에 전계가 집중되어 있어, 소위 마이크로스트립 라인이 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 도 18b를 참조하면, 제2 변형예에 관한 커넥터 구조에 있어서는, 인접해서 배치되어 있는 「Data1」의 신호 핀(310, 410)의 작동 신호의 페어의 사이에 전계가 집중되어, 소위 차동 스트립 라인이 형성되어 있는 모습이 도시되어 있다. 또한, 「Data4-」 및 「Data4+」의 신호 핀(310, 410)에서는, 신호 핀(310, 410)과 쉘(340, 440)의 사이, 즉, 기판(330, 430)에 전계가 집중되어 있어, 싱글 엔드의 전계 분포가 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 신호 핀(310, 410)을 흐르는 전류(신호)가 다른 신호 핀(310, 410)에 미치는 영향이 억제되어 있음을 알 수 있다.
이어서, 도 19a 및 도 19b 및 도 20a 내지 도 20c를 참조하여, 일반적인 Type D의 HDMI 커넥터와, 제2 변형예에 관한 커넥터와의, 아이 패턴 및 크로스 토크로 대표되는 신호 전송 특성의 차이에 대해서 설명한다.
도 19a 및 도 19b는, 도 15a 내지 도 15c에 나타내는, 일반적인 Type D의 HDMI 커넥터 구조에서의 아이 패턴을 나타내는 전압 특성도이다. 또한, 도 19a는, 도 6b에 나타내는 「Data1」의 라인에 관한 아이 패턴을 나타내고 있고, 도 19b는, 도 6b에 나타내는 「Data4」의 라인에 관한 아이 패턴을 나타내고 있다.
또한, 도 20a 및 도 20b는, 예를 들어 도 10에 도시하는, 제2 변형예에 관한 커넥터 구조에 가드 라인이 더 배치된 커넥터 구조에서의 아이 패턴을 나타내는 전압 특성도이다. 또한, 도 20a는, 도 6b에 나타내는 「Data1」의 라인에 관한 아이 패턴을 나타내고 있고, 도 20b는, 도 6b에 나타내는 「Data4」의 라인에 관한 아이 패턴을 나타내고 있다. 또한, 도 20c는, 예를 들어 도 10에 도시하는, 제2 변형예에 관한 커넥터 구조에 가드 라인이 더 배치된 커넥터 구조에서의 크로스 토크를 나타내는 전압 특성도이다.
또한, 도 19a 및 도 19b 및 도 20a 내지 도 20c에서, 「Data1」에 대응하는 아이 패턴은, 도 6a에 나타내는 일반적인 핀 배치에 있어서 이미 존재하는 데이터 라인(기존의 데이터 라인)의 전송 특성을 대표하는 것이며, 「Data4」에 대응하는 아이 패턴은, 도 6b에 나타내는 새롭게 데이터 라인이 증가된 핀 배치에 있어서 새롭게 추가되는 데이터 라인(신규의 데이터 라인)의 전송 특성을 대표하는 것이다.
도 19a 및 도 19b와, 도 20a 및 도 20b를 비교하면, 기존의 데이터 라인인 「Data1」, 신규 데이터 라인인 「Data4」 모두, 제2 변형예에 관한 커넥터 구조를 가짐으로써, 신호의 전송 특성이 향상되어 있는 것을 알 수 있다. 즉, 제2 변형예에 관한 커넥터 구조에 의해, 신호의 열화가 억제된다. 또한, 도 20c를 참조하면, 제2 변형예에 관한 커넥터 구조에 있어서, 양호한 크로스 토크 특성이 얻어지는 것을 알 수 있다.
[3.4. 제1 및 제2의 변형예 새로운 변형예]
이어서, 본 개시의 제1 및 제2 변형예에 관한 커넥터에서의, 새로운 변형예에 대해서 설명한다.
(3.4.1. 신호 핀의 단면적 확장)
먼저, 신호 핀의 단면적이 확장된 변형예에 대해서, 도 21a 내지 도 21d를 참조하여 설명한다. 또한, 도 21a 내지 도 21d를 참조하는 이하의 설명에서는, Type C의 HDMI 커넥터에 대응하는 구성인 제1 변형예에 관한 커넥터의 구성을 예로 들어 설명을 행하지만, 신호 핀의 단면적이 확장된 본 변형예는, 다른 구성을 갖는 커넥터에 대해서도 적용 가능하다. 즉, 본항(3.4.1. 신호 핀의 단면적 확장)에서 나타내는 변형예는, 상기 <2. 제1 실시 형태>에서 설명한 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 구성, 상기 [3.2. 제1 변형예] 및 [3.3. 제2 변형예]에서 설명한 본 개시의 제1 및 제2 변형예에 따른 구성, 및, 하기 <4. 제2 실시 형태>에서 후술하는 본 개시의 제2 실시 형태에 따른 구성의, 어떤 구성에 대해서도 적용 가능하다.
도 21a는, 본 개시의 일 변형예인, 신호 핀의 단면적이 확장된 변형예에 있어서의, 관계하는 신호의 핀 배치의 일례를 나타내는 개략도이다. 단, 도 21a에서는, 본 변형예에 대해서 설명하기 위해 필요한, 커넥터의 단자면에 있어서 최단부 및 그 이웃에 배치되는 신호 핀만을 도시하고, 그 밖의 신호 핀에 대해서는 도시를 생략하고 있다. 또한, 도 21a는, 플러그측 커넥터의 단자면을 나타내고 있다.
도 21a를 참조하면, 예를 들어 단자면에 있어서 최단부에 위치하는 HPD 신호 핀의 배선 폭이, 다른 신호 핀(991)의 배선 폭보다도 넓게 형성되어 있다. 이와 같이, 단자면에 있어서 최단부에 배치되는 신호 핀(991)에 있어서는, x축의 정방향으로 외각(쉘)(993)을 향해서 배선 폭을 확장함으로써, 신호 핀(991)끼리의 배선 간격을 변경하지 않고, 그 배선 폭을 확장할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 도 21a에서는, Type C의 HDMI 커넥터에 대응하는 제1 변형예에 따른 구성을 예로 들어 설명하고 있기 때문에, 신호 핀은 x축 방향으로 1열로 배열되어 있다. 따라서, 도 21a에서는, 단자면에 있어서 최단부에 위치하고, 배선 폭이 확장될 수 있는 신호 핀으로서 HPD 신호 핀을 나타내고 있다. 한편, 다른 종류의 커넥터라면 단자면에 있어서 최단부에 위치하고, 그 단면적이 확장되는 신호 핀은, 어떤 종류의 신호가 인가되는 신호 핀이어도 된다. 예를 들어, Type A, Type D 및 Type E의 HDMI 커넥터라면, 신호 핀은 x축 방향으로 2열로, 지그재그 형상으로 배열되기 때문에, HPD 신호 핀 외에, 전원용 신호 핀(+5V Power 핀)도, 그 단면적이 확장되어도 된다.
또한, 도 21b는, 도 21a에 나타내는 커넥터의, y축과 z축에 의해 구성되는 단면이며 또한 신호 핀을 지나는 단면으로 절단한 경우의 일 구조예를 도시하는 개략도이다. 또한, 도 21c는, 도 21a에 나타내는 커넥터의, x축과 y축에 의해 구성되는 단면에 있어서, 도 21b에서의 A-A 단면에 대응하는 개략도이다. 또한, 도 21b 및 도 21c는, 제1 변형예에 대해서 설명한 도 16a 및 도 16b에 대응하는 도이기 때문에, 도 16a 및 도 16b에서 이미 설명한 구성에 대해서는, 상세한 설명을 생략한다. 단, 도 21b 및 도 21c에서는, 본 변형예에 관한 설명을 간략하게 하기 위해서, 커넥터의 각 구성 부재를 모식적으로 도시하고 있다.
또한, 도 21b 및 도 21c에서는, 설명을 간략화하기 위해서, 플러그측 커넥터 및 리셉터클측 커넥터의 외각은 도시를 생략하고 있다. 또한, 도 21c에서는, 설명을 간단하게 하기 위해서, 커넥터 내에서 단부에 위치하고 단면적이 확장되는 신호 핀 및 그 이웃에 배치되는 신호 핀만을 도시하고, 그 밖의 신호 핀에 대해서는 도시를 생략한다.
도 21b 및 도 21c를 참조하면, 플러그측 커넥터(10) 및 리셉터클측 커넥터(20)에 있어서, HPD 신호가 인가되는 신호 핀(110, 210)의 단면적이 확장되어 있다. 또한, 신호 핀(110, 210)의 단면적이 확장되는 방향은, 도 21a 및 도 21c에 도시한 바와 같이, x축의 정방향으로 외각을 향해서 확장되어도 되고, 도 21b에 도시한 바와 같이, z축 방향으로 확장되어도 된다.
단, 도 21b에 도시한 바와 같이, 플러그측 커넥터(10)와 리셉터클측 커넥터(20)를 끼워 맞추었을 때, 플러그측 커넥터(10)의 신호 핀(110)과 리셉터클측 커넥터(20)의 신호 핀(210)의 접촉을 유지하기 위해서, 감합부에 있어서는, 신호 핀(110, 210)의 z축 방향의 폭(높이)은 변경되지 않는다. 또한, 감합부에 있어서 신호 핀(110, 210)의 z축 방향의 폭(높이)이 변경되지 않음으로써, 본 변형예를 실시한 커넥터와, 본 변형예를 실시하지 않는 커넥터와의 사이에서의 접속도 보증된다.
또한, 도 21b를 참조하면, 플러그측 커넥터(10)의 신호 핀(110)은, y축의 부방향으로 연신되어, 케이블 내의 배선에 접속된다. 또한, 리셉터클측 커넥터(20)의 신호 핀(210)은, y축의 정방향으로 연신되어, 수신 장치 또는 송신 장치 내에서 장치 내의 소정의 기판에 접속된다.
즉, 본 변형예에서는, 플러그측 커넥터(10)에 있어서, 신호 핀(110)의 단면적이 확장되어, 케이블 내의 배선에 직접 접속된다. 또한, 리셉터클측 커넥터(20)에 있어서, 신호 핀(210)의 단면적이 확장되어, 장치 내의 기판에 직접 접속된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 변형예에서는, 신호 핀(110)의 단면적이 확장됨으로써, 당해 신호 핀에 의해 큰 전류를, 감쇠를 보다 억제하면서 흘리는 것이 가능하게 되어, 커넥터의 신뢰성이 향상된다. 여기서, HPD 신호 핀 및 전원용 신호 핀은, +5V의 전원 전압이 인가되는 전원 전압 인가 핀이다. 이와 같이, 본 변형예는, HPD신호 핀 및/또는 전원용 신호 핀으로 대표되는, 비교적 고전압이 인가되는 전원 전압 인가 핀에 적용됨으로써, 그 효과를 보다 더 얻을 수 있다.
또한, 하기 [3.5. 적용예]에서 후술하는 바와 같이, HDMI 커넥터를 통해서 접속되는 장치간에 있어서는, 그 신호 핀을 이용해서 서로 전원을 공급하는 기능을 가질 수 있다. 본 변형예는, 이러한 장치간의 전원 공급에 있어서 전원 공급로가 되는 신호 핀에 적절하게 적용할 수 있다.
또한, 본 변형예에 있어서는, 플러그측 커넥터와 리셉터클측 커넥터와의 감합부 이외의 영역만, 신호 핀의 단면적이 확장되어도 된다. 플러그측 커넥터와 리셉터클측 커넥터와의 감합부 이외의 영역만, 신호 핀의 배선 폭이 확장되는 경우의 변형예를, 도 21d에 나타내었다. 도 21d는, 도 21c에 대응하는 커넥터의, 감합부 이외의 영역만, 신호 핀의 단면적이 확장되는 변형예를 도시하는 개략도이다.
도 21d를 참조하면, 감합부에 있어서는, 플러그측 커넥터(10)의 신호 핀(110) 및 리셉터클측 커넥터(20)의 신호 핀(210)의 단면적이, x축 방향으로도 변경되지 않는다. 즉, 감합부에 있어서는, 당해 커넥터가 속하는 규격에 따른 신호 핀의 치수 및 형상이 확보되어 있어, 동일한 규격에 준하는 일반적인 커넥터와의 접속이 보증된다.
(3.4.2. 기판 상에의 디바이스의 실장)
본 개시의 제1 변형예 및 본 개시의 제2 변형예에 관한 커넥터는, 도 9a 내지 도 9c 및 도 16a 내지 도 16c에 도시한 바와 같이, 커넥터 내에 기판(130, 230, 330, 430)을 갖는다. 상술한 바와 같이, 기판(130, 230, 330, 430)의 표면에는, 신호 핀(110, 210, 310, 410)이 형성되지만, 신호 핀(110, 210, 310, 410)이 형성되지 않는 빈 영역도 존재한다. 본 개시의 제1 변형예 및 본 개시의 제2 변형예에 관한 커넥터에 있어서는, 기판(130, 230, 330, 430)의 표면에 있어서의 이 빈 영역에, 신호 핀에 있어서의 신호의 전송에 작용하는 각종 디바이스(회로)가 실장되어도 된다. 또한, 본항(3.4.2. 기판 상에의 디바이스의 실장)에서 나타내는 변형예는, 커넥터 내에 기판을 갖는 구성이라면 모든 구성에 적용 가능하다.
기판 상에 각종 디바이스가 실장되는 변형예에 대해서, 도 22의 및 도 23a 내지 도 23c를 참조하여 설명한다. 또한, 도 22의 및 도 23a 내지 C를 참조하는 이하의 설명에서는, 본 개시의 제1 변형예에 관한 커넥터를 예로 들어 설명을 행한다. 단, 본 변형예는, 본 개시의 제2 변형예에 관한 커넥터 및 후술하는 본 개시의 제2 실시 형태에 관한 커넥터에 대해서도 적용하는 것이 가능하다.
도 22에, 본 개시의 제1 변형예에 관한 커넥터에 있어서, 기판의 표면의 빈 영역에, 각종 디바이스(회로)가 실장되는 모습을 나타낸다. 도 22는, 본 개시의 일 변형예인, 기판 상에 디바이스가 설치되는 변형예의 일 구성예를 도시하는 개략도이다.
도 22에 도시한 바와 같이, 플러그측 커넥터(10)의 기판(130)에는, 그 표면 중 신호 핀(110)이 형성되지 않는 영역(빈 영역)에, 신호 핀(110)에 있어서의 신호의 전송에 작용하는 디바이스(160)가 탑재되어도 된다. 또한, 도시는 생략하지만, 리셉터클측 커넥터(20)의 기판(230)에는, 그 표면 중 신호 핀(210)이 형성되지 않는 영역(빈 영역)에, 신호 핀(210)에 있어서의 신호의 전송에 작용하는 디바이스가 탑재되어도 된다.
이하에서는, 본 변형예에 있어서 기판(130, 230)의 빈 영역에 설치되는 디바이스의 구체적인 구성예에 대해서, 도 23a 내지 도 23c를 참조하여 설명한다.
예를 들어, 기판(130, 230)의 표면의 빈 영역에는, 신호 핀에 의해 전송되는 신호의 AC 전송과 DC 전송을 변환하는 AC/DC 변환 회로가 설치되어도 된다. 이러한 AC/DC 변환 회로의 회로 구성의 일례를 도 23a에 나타내었다. 도 23a는, 도 22에 나타내는 변형예에 관한 디바이스의 구체예인, AC/DC 변환 회로의 회로 구성의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 23a를 참조하면, 예를 들어 AC 결합 전송을 행하는 데이터 송신 장치(510)와, DC 결합 전송을 행하는 데이터 수신 장치(520)가, 케이블(530)을 통해서 접속되어 있다. 데이터 송신 장치(510)는, 차동 드라이버(511) 및 DC 성분 제거 필터(캐패시터)(512)를 갖고, 차동 드라이버(511)에 의해 발생시킨 소정의 DC 신호를, DC 성분 제거 필터(512)를 통해서, 접속 상대인 데이터 수신 장치(520)에 송신할 수 있다.
데이터 수신 장치(520)는, 차동 리시버(521) 및 DC 바이어스용 풀업 저항(522)을 갖고, 데이터 수신 장치(520)로부터 송신된 DC 신호를 수신할 수 있다.
여기서, 데이터 송신 장치(510)와 케이블(530)의 사이에는, 커넥터(10, 20)가 설치되어 있고, 또한, 커넥터(10, 20)의 기판(130, 230)의 빈 영역에는, 커먼 모드 전압 생성용 저항(531) 및 스위치(532)가 설치된다.
커먼 모드 전압 생성용 저항(531)은, AC 결합 전송에 의해, 수신 장치의 DC 바이어스용 풀업 저항(522)에 의해 인가되는 바이어스 전압에 발생하는 커먼 코드 성분을 제거하기 위한 전압 시프트 저항이다. 스위치(532)는, 신호 전송이 행하여지지 않고 있는 동안에, 커먼 모드 전압 생성용 저항(531)을, 출력 전압을 0 레벨로 떨어뜨리는 종단부 저항으로서 동작시키기 위한 것이다.
이와 같이, 커넥터(10, 20)의 기판(130, 230)의 빈 영역에, 레벨 시프트 저항 등의 회로를 설치함으로써, 케이블 내에서, DC 결합 인터페이스에 대하여 AC 결합 전송을 행하기 위한 호환성을 확보하는 기능을 실현하고, 송신 장치 및 수신 장치로의 모드 변환의 필요성을 제거하여, 송신 장치와 수신 장치의 접속을 용이하게 한다.
또한, 예를 들어 기판(130, 230)의 표면의 빈 영역에는, 신호 핀에 의해 전송되는 신호의 특성에 관한 정보를 유지하는 레지스터 및 상기 레지스터에 의해 유지되는 정보를 상기 커넥터를 통해서 접속되는 임의의 장치에 통지하기 위한 통신 회로가 설치되어도 된다. 이러한 레지스터 및 통신 회로의 구성의 일례를 도 23b에 나타내었다. 도 23b는, 도 22에 나타내는 변형예에 관한 디바이스의 구체예인, 레지스터 및 통신 회로의 구성의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 23b를 참조하면, 기판(130, 230)의 표면의 빈 영역에는, 캐퍼빌리티 레지스터(570) 및 통신 회로(580)가 설치되어도 된다. 캐퍼빌리티 레지스터(570)는, 신호 핀(110, 210)에 의해 전송되는 신호의 특성에 관한 정보를 유지한다. 신호 핀(110, 210)에 의해 전송되는 신호의 특성에 관한 정보란, 예를 들어 당해 신호의 대역에 관한 정보이면 된다. 즉, 캐퍼빌리티 레지스터(570)는, 자신이 탑재되어 있는 커넥터(케이블)의 능력, 특성에 관한 정보를 유지할 수 있다.
또한, 통신 회로(580)는, 캐퍼빌리티 레지스터(570)가 유지하고 있는 신호의 특성에 관한 정보를, 신호 핀(110, 210)을 통해서, 접속 상대인 장치에 통지할 수 있다. 통신 회로(580)는, 예를 들어 I2C 회로이면 된다. 단, 통신 회로(580)의 종류는 특별히 한정되지 않고, 다른 공지된 모든 통신 회로가 사용되어도 된다.
이와 같이, 커넥터 내에 레지스터 및 통신 회로가 설치됨으로써, 레지스터에 유지되어 있는 커넥터(케이블)의 능력, 특성에 관한 정보를, 통신 회로에 의해 접속 상대의 장치에 통지할 수 있다. 따라서, 당해 커넥터를 통해서 접속되는 장치간에 있어서, 케이블의 특성에 맞춰서 데이터의 전송 방식을 결정하는 것이 가능하게 되어, 보다 전송 열화가 적은, 보다 확실한 데이터의 전송이 실현된다.
또한, 캐퍼빌리티 레지스터(570)는, 자신이 탑재되어 있는 커넥터(케이블)에 관한 인증용 데이터를 또한 유지해도 된다. 당해 인증용 데이터를 이용함으로써, 당해 커넥터를 통해서 접속되는 장치간에 있어서, 당해 커넥터 및 케이블이, 정규품인지 여부를 판단할 수 있다.
또한, 기판(130, 230)의 표면의 빈 영역에는, 메모리가 또한 실장되어도 된다. 그리고, 당해 메모리에, 데이터 전송에 있어서의 각종 정보가 일시적으로 기억되어도 된다. 커넥터에 메모리가 탑재됨으로써, 당해 커넥터를 통해서 접속되는 장치간에 있어서, 당해 메모리에 기억된 정보를 이용한 일시적인 통신이 가능하게 된다.
또한 예를 들어, 기판(130, 230)의 표면의 빈 영역에는, 전원용 신호를 공급하는 배터리가 설치되어도 된다. 이러한 배터리의 구성의 일례를 도 23c에 나타내었다. 도 23c는, 도 22에 나타내는 변형예에 관한 디바이스의 구체예인, 배터리의 구성의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 23c에 도시한 바와 같이, 기판(130, 230)의 표면의 빈 영역에 배터리(590)가 실장되어, 배터리(590)로부터 신호 핀(110, 210) 중 적어도 어느 하나에, 전원 전압에 상당하는 전압이 공급되어도 된다. 기판(130, 230)의 표면의 빈 영역에 배터리(590)가 실장되어, 배터리(590)로부터 전원이 공급됨으로써, 예를 들어 배터리(590)가 탑재된 커넥터를 통해서 접속되는 장치에 있어서, 어떠한 트러블에 의해 당해 장치로부터의 전원 공급이 끊어진 경우에, 최소한의 기능만을 실행시킬 수 있다.
또한, 배터리(590)는 충전 가능한 이차 전지이어도 된다. 배터리(590)가 이차 전지인 경우, 배터리(590)가 탑재된 커넥터를 통해서 접속되는 장치로부터의 전원 공급에 의해, 배터리(590)가 충전되어도 된다.
또한, 기판(130, 230)의 표면의 빈 영역에는, 커넥터(케이블)의 특성에 맞춘 등가기가 설치되어도 된다. 기판(130, 230)의 표면의 빈 영역에 등가기가 설치됨으로써, 보다 안정된 데이터 전송이 실현된다.
이상, 본 개시의 일 변형예인, 기판 상에 각종 디바이스가 실장되는 변형예에 대해서 설명하였다. 기판의 빈 영역에 각종 디바이스가 실장됨으로써, 커넥터 자체가 각종 신호 처리를 행하는 것이 가능하게 되기 때문에, 당해 커넥터에 의해 접속되는 송신 장치 및 수신 장치에 있어서의 신호 처리를 간략화할 수 있다.
또한, 상기에서 설명한 디바이스는, 기판 상에 실장되는 디바이스의 일례이며, 본 변형예는 이러한 예에 한정되지 않는다. 커넥터 내의 기판 상에 설치되는 디바이스(160)로서는, 임의의 디바이스가 실장되어도 된다.
[3.5. 적용예]
이어서, 본 개시의 제1 및 제2 변형예에 관한 커넥터의, 데이터 수신 장치 및/또는 데이터 송신 장치에의 적용예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 적용예에 대해서는, 본 개시의 제1 및 제2 변형예에 관한 커넥터뿐만 아니라, 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 커넥터 및 후술하는 본 개시의 제2 실시 형태에 관한 커넥터를 적용하는 것도 가능하다.
HDMI 인터페이스를 사용한 장치간의 통신에 있어서는, 다양한 애플리케이션이 고안되어 있다. 상기 <2. 제1 실시 형태>에서 설명한 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 커넥터, 상기 [3.2. 제1 변형예] 및 [3.3. 제2 변형예]에서 설명한 본 개시의 제1 및 제2 변형예에 관한 커넥터, 및 하기 <4. 제2 실시 형태>에서 후술하는 본 개시의 제2 실시 형태에 관한 커넥터는, HDMI 인터페이스를 사용한 장치간의 통신에 있어서의 각종 애플리케이션에 적절하게 적용할 수 있다. 이하에서는, HDMI 인터페이스를 사용한 장치간의 통신에 있어서의 애플리케이션의 일례로서, 「CEC 제어」 및 「전원 공급 제어」를 예로 들어 설명을 행한다. 또한, 본 개시의 제1 및 제2 실시 형태 및 제1 및 제2 변형예에 관한 커넥터는, 이러한 적용예에 한정되지 않고, HDMI 인터페이스를 사용한 장치간의 통신에 있어서의 다른 모든 애플리케이션에 적용할 수 있다.
(3.5.1. CEC 제어)
먼저, CEC 제어에 대해서 설명한다. HDMI 규격의 전송 라인에는, 소스 기기와 싱크 기기간에서의 제어에는 CEC(Consumer Electronics Control) 라인이라 불리는, 쌍방향으로 제어 데이터의 전송이 가능한 라인이, 영상 데이터의 전송 라인과는 별도로 준비되어 있다. 이 CEC 라인을 사용해서 상대의 기기를 제어하는 것이 가능하다. 또한, CEC 제어 실행 시에, HDMI 케이블의 CEC의 라인을 사용한 제어를 실행할 수 있는지 여부를, DDC의 라인을 사용한 접속 인증시의 처리에 기초하여 기기 내에서 자동으로 행할 수 있다.
이하의 CEC 제어에 관한 설명에서는, 구체예로서, 소스 기기가 디스크 레코더이며, 싱크 기기가 텔레비전 수상기인 경우에 대해서 설명한다. 또한, 당해 디스크 레코더 및 당해 텔레비전 수상기는, 리셉터클측 커넥터로서, 본 개시의 제1 실시 형태, 후술하는 제2 실시 형태, 제1 변형예 및 제2 변형예에 관한 커넥터 중 어느 하나를 구비하는 것으로 한다. 또한, 당해 디스크 레코더 및 당해 텔레비전 수상기를 접속하는 HDMI 케이블은, 플러그측 커넥터로서, 본 개시의 제1 변형예 및 제2 변형예에 관한 커넥터 및 일반적인 HDMI 커넥터 중 어느 하나를 구비하는 것으로 한다. 단, 플러그측 커넥터와 리셉터클측 커넥터에서의 핀 배치는, 도 6a 및 도 7a에 나타내는 일반적인 핀 배치이거나, 도 6b 및 도 7b에 나타내는 데이터 라인이 증가된 핀 배치 중 어느 하나로 통일되어 있는 것으로 한다.
먼저, 도 2의 4를 참조하여, 디스크 레코더(60)와 텔레비전 수상기(70)의 사이에서, HDMI 케이블(65)에 의해 전송되는 각 채널의 데이터 구성예에 대해서 설명한다. HDMI 규격에서는, 영상 데이터를 전송하는 채널로서, 채널 0(Data0)과, 채널 1(Data1)과, 채널 2(Data2)의 3개의 채널이 준비되어 있고, 또한 픽셀 클럭을 전송하는 클럭 채널(clock)이 준비되어 있다. 또한, 전원의 전송 라인과, 제어 데이터 전송 채널로서의, DDC 및 CEC가 준비되어 있다. DDC(Display Data Channel)는 주로 표시 제어를 위한 데이터 채널이며, CEC(Consumer Electronics Control)는 주로 케이블로 접속된 상대의 기기를 제어하기 위한 제어 데이터를 전송하기 위한 데이터 채널이다.
각 채널의 구성에 대해서 설명하면, 채널 0은, B 데이터(청색 데이터)의 픽셀 데이터와, 수직 동기 데이터와 수평 동기 데이터와 보조 데이터를 전송한다. 채널 1은, G 데이터(녹색 데이터)의 픽셀 데이터와, 2종류의 제어 데이터(CTL0, CTL1)와, 보조 데이터를 전송한다. 채널 2는, R 데이터(적색 데이터)의 픽셀 데이터와, 2종류의 제어 데이터(CTL2, CTL3)와, 보조 데이터를 전송한다. 또한, HDMI 방식의 규격상에서는, 청색 데이터, 녹색 데이터, 적색 데이터 대신에 시안, 마젠타, 황의 감법 혼색의 원색 Data를 전송하는 것도 가능하다.
제어 데이터 전송 채널로서의 CEC에 대해서는, 영상 데이터를 전송하는 채널(채널 0, 1, 2)보다도 낮은 클록 주파수에서 데이터 전송이, 쌍방향으로 행하여지는 채널이다.
CEC 이외의 채널(채널 0, 채널 1, 채널 2, 클럭 채널, DDC)에서 전송되는 데이터 구성에 대해서는, 이미 실용화되어 있는 HDMI 방식으로 전송되는 데이터 구성과 동일해도 되고, 도 6b 및 도 7b에 도시한 바와 같이 데이터 라인이 증가된 핀 배치에 대응하는 데이터 구성이어도 된다.
또한, 소스 기기(60)와 싱크 기기(70)는, 데이터 전송을 행하기 위한 HDMI 전송부(610, 710) 및 E-EDID 정보(Enhanced Extended Display Identification Data)를 기억하는 기억부로서의 EDID ROM(610a, 710a)을 구비한다. 이 EDID ROM(610a, 710a)에 기억되는 E-EDID 정보는, 기기가 취급하는(즉, 표시 가능한, 또는 기록 재생 가능한) 영상 데이터의 포맷 등을 기재한 정보이다. 단, 본 예의 경우에는, 이 E-EDID 정보를 확장하여, 기기의 상세에 관한 정보, 구체적으로는 제어 기능 대응 정보를 기억시키도록 하고 있다. 본 예의 경우에는, HDMI 케이블(65)로의 접속을 검출한 경우에, 상대의 기기 EDID ROM(610a 또는 710a)의 기억 정보를 판독하여, E-EDID 정보의 대조를 행한다.
또한, 소스 기기(60) 및 싱크 기기(70)는, 소스 기기(60) 전체 및 싱크 기기(70) 전체의 동작 제어를 행하는 제어부인 CPU(620, 720)를 구비한다. 또한, 소스 기기(60) 및 싱크 기기(70)는, CPU(620, 720)에 의해 실행되는 프로그램이나, CPU(620, 720)에 의해 처리되는 각종 정보가 일시적으로 저장되는 메모리(630, 730)를 구비한다. HDMI 케이블(65)의 DDC 라인 및 CEC 라인에 의해 전송되는 데이터는, CPU(620, 720)에 의한 제어에 의해 송수신된다.
이어서, 소스 기기와 싱크 기기를 접속시킨 경우의 CEC 제어의 시퀀스 예를, 도 25에 나타내었다. 여기에서는, CEC 규격에서의 옵션 기능인 「레코드 TV 스크린(Record TV Screen)」을 사용해서 설명한다.
유저의 조작에 의해, HDMI 케이블(65)로 접속된 소스 기기인 디스크 레코더에, 텔레비전 수상기의 화면과 동일한 채널의 프로그램 녹화 실행의 콘텐츠의 지시가 행하여지면(스텝 S1), 소스 기기는 싱크 기기에 대하여 「Record TV Screen」 커맨드를 CEC 라인으로 전송하여, 요구한다(스텝 S2).
싱크 기기는, 스텝 S2의 요구에 따라, 현재 표시 중인 디지털 방송 프로그램의 서비스 정보의 회답을 행한다(스텝 S3). 또는, 싱크 기기가 표시 중인 프로그램이, HDMI 케이블(65)을 경유해서 소스 기기로부터 입력되어 있는 경우에는, 소스 기기가 영상원이라는 취지의 정보의 회답을 행한다(스텝 S4). 소스 기기는, 스텝 S3 또는 S4의 회답에 따라, 녹화 실시에 있어서의 스테이터스의 반송(스텝 S5), 또는 이 기능을 실시할 수 없는 메시지의 반송(스텝 S6)을, 싱크 기기에 대하여 행한다. 또한, 스텝 S1의 유저 조작은, 싱크 기기(텔레비전 수상기)에 대하여 행하도록 해도 된다.
이어서, HDMI 케이블(65)로 기기 접속을 행했을 때의 처리 예를, 도 26의 흐름도를 참조하여 설명한다.
도 26은, HDMI 케이블(65)로 접속된 기기가 검출된 경우의, 각각의 기기의 CEC 대응 확인 처리 수순을 나타낸다. 본 예의 경우에는, 이 확인 처리는, 소스 기기와 싱크 기기의 양쪽에서 행하여진다.
도 26의 흐름도의 처리에 대해서 설명하면, HDMI 규격으로 결정된 기능으로서, 핫플러그 감지(Hot Plug Detect)라 불리는 기능이 있다. 이것은, 소스 기기가, 싱크 기기 내에서 소스 기기로부터 보내지는 +5V 전원으로 풀업된 HPD 단자의 전압을 관측하여, HDMI 커넥터에 소스 기기가 접속되면 그 전압이 「H」전압이 되는 것을 이용하여, 소스 기기와 싱크 기기의 접속을 검출하는 기능이다.
이 기능을 이용하여, HDMI 케이블(65)로 기기 접속이 있는지 여부를 판단하여(스텝 S11), 기기 접속을 검출할 수 없는 경우에는 본 처리를 종료한다. 기기 접속이 검출된 경우에는, 상대 기기의 EDID ROM에 기억된 E-EDID 데이터를, DDC의 라인을 사용해서 판독한다(스텝 S12). 그리고, 판독된 데이터와, 자신의 기기에 보존하고 있는 E-EDID 데이터베이스를 비교한다(스텝 S13).
당해 비교에 의해, 상대 기기의 데이터가 있는지 여부를 판단한다(스텝 S14). 데이터가 없는 경우에는, 새롭게 접속된 기기라 판단하고, 새롭게 판독한 E-EDID 데이터를, 데이터베이스에 등록한다(스텝 S17). 데이터가 존재하는 경우에는, 계속해서 데이터가 일치하는지 여부를 판단한다(스텝 S15). 여기서 일치한 경우에는, 상대 기기의 CEC 대응이 변화하고 있지 않다고 판단하고, 본 처리를 종료한다. 상이한 경우에는, 판독한 데이터를 기억한 데이터베이스에, 새로운 데이터를 덮어씌워 갱신하고(스텝 S16), 본 처리를 종료한다. 이와 같이 해서, 접속된 기기의 E-EDID 데이터를 각각이 판독함으로써, 최신의 CEC 대응의 상황을 알 수 있다.
이상, 도 24 내지 도 26을 참조하여, HDMI 인터페이스를 사용한 장치간의 통신에 있어서의 CEC 제어의 일례에 대해서 설명하였다. 상기의 소스 기기(60), 싱크 기기(70) 및 HDMI 케이블(65)의 커넥터에, 본 개시의 제1 실시 형태, 후술하는 제2 실시 형태, 제1 변형예 또는 제2 변형예에 관한 커넥터를 사용함으로써, 보다 고속으로, 보다 대량의 데이터 전송이 행하여지는 경우에도, 신호의 열화를 억제하는 것이 가능하게 되기 때문에, 보다 신뢰성이 높은 CEC 제어를 행하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기 설명한 바와 같은 CEC 제어의 상세에 대해서는, 예를 들어 일본 특허 제4182997호 공보를 참조할 수 있다.
(3.5.2. 전원 공급 제어)
이어서, 전원 공급 제어에 대해서 설명한다. HDMI 규격에서는, HDMI 커넥터에 의해 접속된 기기에 대하여 전원을 공급할 수 있도록, 그 전원 전압과 전류가 규정되어 있다. 예를 들어, HDMI 규격에서는, 소스 기기로부터 싱크 기기에 대하여 +5V의 전원을, 최소 55mA, 최대 500mA만 공급할 수 있게 된다. 또한, HDMI 커넥터에 의해 접속된 수신 장치와 송신 장치에 대해서, 전원 공급을 요구하는 요구 정보를 송신 장치로부터 수신 장치에 송신하고, 이 요구 정보의 송신에 수반하여, 수신 장치로부터 HDMI 케이블을 통해서 송신 장치의 내부 회로에 전원을 공급하는 것이 가능하다.
또한, 이하의 전원 공급에 관한 설명에서는, 소스 기기 및 싱크 기기는, 리셉터클측 커넥터로서, 본 개시의 제1 실시 형태, 후술하는 제2 실시 형태, 제1 변형예 및 제2 변형예에 관한 커넥터 중 어느 하나를 구비하는 것으로 한다. 또한, 당해 소스 기기 및 당해 싱크 기기를 접속하는 HDMI 케이블은, 플러그측 커넥터로서, 본 개시의 제1 변형예 및 제2 변형예에 관한 커넥터 및 일반적인 HDMI 커넥터 중 어느 하나를 구비하는 것으로 한다. 단, 플러그측 커넥터와 리셉터클측 커넥터에서의 핀 배치는, 도 6a 및 도 7a에 나타내는 일반적인 핀 배치이거나, 도 6b 및 도 7b에 나타내는 데이터 라인이 증가된 핀 배치 중 어느 하나로 통일되어 있는 것으로 한다.
이하, 도 27 및 도 28을 참조하여, 전원 공급 제어의 실시 형태에 대해서 설명한다. 도 27은, 실시 형태로서의 통신 시스템의 구성예를 나타내고 있다.
당해 통신 시스템은, 소스 기기(80)와, 싱크 기기(90)를 갖고 있다. 소스 기기(80) 및 싱크 기기(90)는, HDMI 케이블(500)을 통해서 접속되어 있다. 예를 들어, 소스 기기(80)는, 촬상부 및 기록부의 도시는 생략하고 있지만, 디지털 카메라 레코더, 디지털 스틸 카메라 등의 배터리 구동의 모바일 기기이며, 싱크 기기(90)는, 충분한 전원 회로를 갖는 텔레비전 수신기이다.
소스 기기(80)는, 제어부(851)와, 재생부(852)와, HDMI 송신부(HDMI 소스)(853)와, 전원 회로(854)와, 전환 회로(855)와, HDMI 커넥터(856)를 갖고 있다. 제어부(851)는, 재생부(852), HDMI 송신부(853) 및 전환 회로(855)의 동작을 제어한다. 재생부(852)는, 도시하지 않은 기록 매체로부터, 소정의 콘텐츠의, 기저 대역의 화상 데이터(비압축의 영상 신호), 및 이 화상 데이터에 부수되는 음성 데이터(음성 신호)를 재생하여, HDMI 송신부(853)에 공급한다. 재생부(852)에 있어서의 재생 콘텐츠의 선택은, 유저의 조작에 기초하여, 제어부(851)에 의해 제어된다.
HDMI 송신부(HDMI 소스)(853)는, HDMI에 준거한 통신에 의해, 재생부(852)로부터 공급되는 기저 대역의 화상과 음성의 데이터를, HDMI 커넥터(856)로부터 HDMI 케이블(500)을 통해서, 싱크 기기(90)에 일방향으로 송신한다.
전원 회로(854)는, 소스 기기(80)의 내부 회로 및 싱크 기기(90)에 공급하는 전원을 발생한다. 이 전원 회로(854)는, 예를 들어 배터리로부터 전원을 발생하는 배터리 회로이다. 전환 회로(855)는, 전원 회로(854)에서 발생되는 전원을 내부 회로 및 싱크 기기(90)에 선택적으로 공급하고, 또한 싱크 기기(90)로부터 공급되는 전원을, 선택적으로 내부 회로에 공급한다. 이 전환 회로(855)는, 전원 공급부 및 전원 전환부를 구성하고 있다.
싱크 기기(90)는, HDMI 커넥터(951)와, 제어부(952)와, 기억부(953)와, HDMI 수신부(HDMI 싱크)(954)와, 표시부(955)와, 전원 회로(956)와, 전환 회로(957)를 갖고 있다. 제어부(952)는, HDMI 수신부(954), 표시부(955), 전원 회로(956) 및 전환 회로(957)의 동작을 제어한다. 기억부(953)는, 제어부(952)에 접속되어 있다. 이 기억부(953)에는, 제어부(952)에 의한 제어에 필요한, E-EDID(Enhanced-Extended Display Identification) 등의 정보가 기억되어 있다.
HDMI 수신부(HDMI 싱크)(954)는, HDMI에 준거한 통신에 의해, HDMI 케이블(500)을 통해서 HDMI 커넥터(951)에 공급되는 기저 대역의 화상과 음성의 데이터를 수신한다. HDMI 수신부(954)는, 수신한 화상 데이터를 표시부(955)에 공급한다. 또한, HDMI 수신부(954)는, 수신한 음성의 데이터를, 예를 들어 도시하지 않은 스피커에 공급한다. 이 HDMI 수신부(954)의 상세에 대해서는 후술한다.
전원 회로(956)는, 싱크 기기(90)의 내부 회로 및 소스 기기(80)에 공급하는 전원을 발생한다. 이 전원 회로(956)는, 예를 들어 AC 전원으로부터 전원(직류 전원)을 발생하는 충분한 전원 회로이다. 전환 회로(957)는, 전원 회로(956)에서 발생되는 전원을 내부 회로 및 소스 기기(80)에 선택적으로 공급하고, 또한 소스 기기(80)로부터 싱크 기기(90)에 공급되는 전원을, 선택적으로 내부 회로에 공급한다. 이 전환 회로(957)는, 전원 공급부를 구성하고 있다.
이어서, 도 28을 참조하여, 전원 공급 제어에 있어서의 제어 시퀀스에 대해서 설명한다.
도 28을 참조하면, 먼저, (a) 소스 기기(80)의 전환 회로(855)가, 소스 기기(80)의 전원 회로(854)로부터의 전원이 소스 기기(80)의 내부 회로 및 HDMI 커넥터(856)에 공급되는 상태로 전환된다. 또한, (b) 싱크 기기(90)의 전환 회로(957)가, 소스 기기(80)의 전원 회로(854)로부터의 전원이 HDMI 케이블(500)을 통해서 싱크 기기(90)의 내부 회로에 공급되는 상태로 전환된다. 당해 (a) 및 (b)에 나타내는 상태에서, 소스 기기(80)에 HDMI 케이블(500)을 통해서 싱크 기기(90)가 접속되면, (c) 소스 기기(80)의 전원 회로(854)로부터의 +5V 전원이 HDMI 케이블(500)을 통해서 싱크 기기(90)의 내부 회로에 공급된다. 또한, 소스 기기(80)의 내부 회로에는, 당해 소스 기기(80)의 전원 회로(854)로부터의 +5V 전원이 공급된다.
(d) 이 경우, 싱크 기기(90)의 HDMI 커넥터(951)의 19 핀(HPD)의 전압이 높아지고, 그것에 수반하여, 소스 기기(80)의 HDMI 커넥터(856)의 19 핀(HPD)의 전압이 높아진다. 그 때문에, 소스 기기(80)의 제어부(851)는 싱크 기기(90)가 접속된 것을 인식할 수 있다.
(e) 그 후, 유저 조작, 또는, 전원 회로(854)를 구성하는 배터리의 잔량 정보 등에 기초하여, 소스 기기(80)는, 전원 공급 리퀘스트인 <Request Power Supply> 커맨드를, CEC 라인을 통해서 싱크 기기(90)에 송신한다.
(f) 싱크 기기(90)는, <Request Power Supply> 커맨드로 요구되는 전압값, 전류값의 공급이 가능한지 여부를 판단하고, (g) 그 결과를 포함하는 전원 공급 리스펀스인 <Response Power Supply> 커맨드를, CEC 라인을 통해서 소스 기기(80)에 송신한다.
(h) 싱크 기기(90)는, 요구되는 전압값, 전류값의 공급이 가능할 때, 전원 회로(956)로부터의 전원의 전압값, 전류값을, 소스 기기(80)가 요구하는 전압값, 전류값에 대응하도록 제어하고, 전환 회로(957)를, 싱크 기기(90)의 전원 회로(956)로부터의 전원이 싱크 기기(90)의 내부 회로 및 HDMI 커넥터(951)에 공급되는 상태로 전환한다. (i) 이에 의해, 싱크 기기(90)의 전원 회로(956)로부터의 전원이 HDMI 케이블(500)을 통해서 소스 기기(80)에 공급된다.
(j) 소스 기기(80)는, 싱크 기기(90)로부터의 <Response Power Supply> 커맨드를 판단하여, (k) 공급이 가능하다는 리스펀스일 때는, 전환 회로(855)를, 싱크 기기(90)의 전원 회로(956)로부터의 전원이 HDMI 케이블(500)을 통해서 소스 기기(80)의 내부 회로에 공급되는 상태로 전환한다. 이에 의해, 싱크 기기(90)로부터 공급되는 전원이, 소스 기기(80)의 내부 회로에 공급되는 상태가 된다.
(l) 그 후, 소스 기기(80)에서 전원이 불필요하게 되면, 소스 기기(80)는, 싱크 기기(90)에, 전원 공급이 불필요한 취지를 나타내는 <Request Power Supply> 커맨드를 송신한다. (m) 싱크 기기(90)는, 당해 <Request Power Supply> 커맨드를 검출하고, 소스 기기(80)에, <Response Power Supply> 커맨드를 답신한다. (n) 이에 대응하여, 소스 기기(80)는, 전환 회로(855)를 상기 (a)에 나타내는 상태로 되돌림과 함께, (p) 싱크 기기(90)는, 전환 회로(957)를 상기 (b)에 나타내는 상태로 되돌린다. 이에 의해, 소스 기기(80) 및 싱크 기기(90)에 있어서의 전원 공급의 상태는 최초의 상태로 돌아간다.
이상, 도 27 및 도 28을 참조하여, HDMI 인터페이스를 사용한 장치간의 통신에 있어서의 전원 공급 제어에 대해 설명하였다. 상기의 소스 기기(80), 싱크 기기(90) 및 HDMI 케이블(500)의 커넥터에, 본 개시의 제1 실시 형태, 후술하는 제2 실시 형태, 제1 변형예 또는 제2 변형예에 관한 커넥터를 사용함으로써, 보다 고속으로, 보다 대량의 데이터 전송이 행하여지는 경우에도, 신호의 열화를 억제하는 것이 가능하게 되기 때문에, 보다 신뢰성이 높은 전원 공급 제어를 행하는 것이 가능하게 된다. 또한, 상기 (3.4.1. 신호 핀의 단면적 확장)에서 설명한 변형예를, 상기 전원 공급 제어에 있어서 전원 공급로로서 사용되는 신호 핀에 적용함으로써, 그 신뢰성을 더욱 향상시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기 설명한 바와 같은, 전원 공급 제어의 상세에 대해서는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2009-44706호 공보를 참조할 수 있다.
<4. 제2 실시 형태>
본 개시의 제2 실시 형태는, 상기 <2. 제1 실시 형태>에서 설명한 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 구성에, 상기 <3. 전송 데이터량 증가에 관한 변형예에 대해서>에서 설명한 본 개시의 제1 변형예 또는 제2 변형예에 따른 구성을 적용한 구성을 갖는다. 이하에서는, 제2 실시 형태에 관한 커넥터의 구성에 대해서 설명함과 함께, 당해 구성의 신호 전송 특성에 대해서 설명한다.
[4.1. 제2 실시 형태에 관한 커넥터의 구성]
도 29를 참조하여, 본 개시의 제2 실시 형태에 관한 리셉터클측 커넥터의 구성에 대해서 설명한다. 도 29는, 본 개시의 제2 실시 형태에 관한 리셉터클측 커넥터를, y-z 평면이며 또한 신호 핀을 지나는 평면으로 절단한 경우의 일 구조예를 도시하는 단면도이다.
또한, 도 29에서는, 제2 실시 형태에 관한 커넥터의 일 구성예로서, Type A, Type D의 리셉터클측 HDMI 커넥터에 대응하는 구성을 도시하고 있다. 이와 같이, 도 29에 나타내는 제2 실시 형태에 따른 구성은, 도 4a에 나타내는 제1 실시 형태에 따른 리셉터클측 커넥터의 구성과, 도 16a 내지 도 16c에 나타내는 제2 변형예에 관한 리셉터클측 커넥터의 구성을 합친 구성에 대응하고 있다. 단, 제2 실시 형태는 이러한 예에 한정되지 않고, Type C의 리셉터클측 HDMI 커넥터에 대응하는 구성을 가져도 된다. 즉, 제2 실시 형태에 관한 리셉터클측 커넥터는, Type C의 리셉터클측 HDMI 커넥터에 대응하는 제1 실시 형태에 따른 구성과, 도 9a 내지 도 9c에 나타내는 제2 변형예에 관한 리셉터클측 커넥터의 구성을 합친 구성이어도 된다. 또한, 본 개시의 제2 실시 형태는, 다른 통신 규격, 통신 방식에 준하는 커넥터에 대해서도 적용 가능하다.
도 29를 참조하면, 제2 실시 형태에 관한 리셉터클측 커넥터(2)는, 신호 핀(21), 유전체(22), 기판(23) 및 쉘(24)을 구비한다. 또한, 상술한 바와 같이, 도 29에 나타내는 리셉터클측 커넥터(2)는, 도 4a에 나타내는 본 실시 형태에 따른 리셉터클측 커넥터의 구성과, 도 16a 내지 도 16c에 나타내는 제2 변형예에 관한 리셉터클측 커넥터의 구성을 합친 구성에 대응하고 있다. 따라서, 리셉터클측 커넥터(2)에 있어서의 신호 핀(21), 유전체(22), 기판(23) 및 쉘(24)의 기능 및 구성은, 도 4a를 참조하여 설명한 신호 핀(11), 유전체(12) 및 쉘(13)의 기능 및 구성과, 도 16a 내지 도 16c를 참조하여 설명한 신호 핀(410), 유전체(420), 기판(430) 및 쉘(440)의 기능 및 구성을 겸비한 것이다.
신호 핀(21)은, 제1 방향, 즉 y축 방향으로 연장된다. 또한, 신호 핀(21)은, 유전체에 의해 형성되는 기판(23)의 표면 상에, 배선 패턴으로서 형성된다.
쉘(24)은, 신호 핀(21) 및 기판(23)을 덮도록 형성되고, 쉘(24)의 y축의 부방향의 일면은, 외부에 대하여 개방되는 개방면으로 되어 있다. 또한, 쉘(24)은, 도전체에 의해 형성되고, 그 전위는, 예를 들어 그라운드 전위로 고정된다.
쉘(24)의 개방면에 대응하여, 플러그측 커넥터(도시하지 않음)의 쉘에도 개방면이 설치되고, 플러그측 커넥터(도시하지 않음)의 쉘의 당해 개방면이 설치되는 일단부가, 리셉터클측 커넥터(2)의 쉘(24)의 개방면의 개구부에 y축의 부방향으로부터 삽입됨으로써, 플러그측 커넥터와 리셉터클측 커넥터(2)가 끼워 맞춰진다. 또한, 기판(23) 상에 형성된 신호 핀(21)의 상부(z축의 정방향)에는, 유전체(22)가 적층되어도 된다. 단, 유전체(22)가 형성되는 경우에는, 유전체(22)는, 쉘(24)의 개방면 근방의 소정의 영역에서 신호 핀(21)의 표면의 일부 영역이 노출되도록 형성된다. 이와 같이, 신호 핀(21)은, 쉘(24)의 개방면 근방의 소정의 영역에서, 유전체(22)로부터 그 표면의 일부 영역이 노출된 노출부를 갖고, 플러그측 커넥터와, 리셉터클측 커넥터(2)가 끼워 맞춰질 때는, 신호 핀(21)의 당해 노출부가, 플러그측 커넥터의 신호 핀과 접촉함으로써, 플러그측 커넥터와 리셉터클측 커넥터(2)가 전기적으로 접속된다.
또한, 기판(23)의 이면, 즉, 신호 핀(21)이 형성되는 면과 반대측의 면에는, 접지 전위를 갖는 도전체층이 형성된다. 도 29를 참조하면, 본 변형예에서는, 쉘(24)의, 기판(23)의 이면과 대향하는 면이, 다른 면보다도 두껍게 형성되어, 기판(23)의 이면과 접하고 있다. 즉, 기판(23)의 이면에 형성되는 도전체층과 쉘(24)이 일체적으로 형성되어 있다. 또한, 본 변형예에서는, 기판(430)의 이면에 접지 전위를 갖는 도전체층이 형성되면 되고, 도전체층의 구조는 이러한 예에 한정되지 않는다. 즉, 쉘(24)의 일면이 두꺼워지지 않아도 되고, 예를 들어 기판(23)의 이면에 형성된 도전체층과, 쉘(24)이, 비아 홀 등에 의해 전기적으로 접속되는 구조여도 된다.
또한, 상술한 바와 같이, 제2 실시 형태에 관한 리셉터클측 커넥터(2)는, Type A, Type D의 HDMI 커넥터에 대응하는 구성을 갖기 때문에, 이상 설명한 신호 핀(21), 유전체(22), 기판(23) 및 도전체층과 마찬가지의 구조가, 쉘(24)의 내부에, 상하 대칭으로, z축 방향에서의 상측과 하측의 양쪽에 설치된다.
도 29를 참조하면, 송신 장치 및 수신 장치 내에는, 리셉터클측 커넥터(2)의 신호 핀(21)이 접속되는 실장 기판(25)이 배치된다. 도 29에 도시한 바와 같이, 신호 핀(21)은, 송신 장치 및 수신 장치 내에서 y축의 정방향으로 연신되어, 송신 장치 및 수신 장치 내에서 실장 기판(25)을 향해서 절곡되어, 실장 기판(25)과 접속된다. 구체적으로는, 실장 기판(25) 상에는, 신호 핀(21)에 대응한 복수의 배선 패턴(26)이 설치되어 있고, 신호 핀(21)은 송신 장치 및 수신 장치 내에서 실장 기판(25) 상의 배선 패턴(26)에 접속된다. 배선 패턴(26)은, 실장 기판(25) 상 또는 다른 기판 상에 형성된, 소정의 신호 처리를 행하는 각종 회로를 향해서 연신되어 있고, 신호 핀(21)에 전송되어 온 각종 신호는, 배선 패턴(26)에 의해 소정의 회로에 또한 전송되어, 당해 회로에 있어서 각 신호에 대응한 신호 처리가 적절히 행하여진다. 이와 같이, 신호 핀(21)은, 일단부가 임의의 장치 내에 배치되는 실장 기판(25) 상의 배선 패턴(26)에 접속되어, 당해 장치의 내부 및 외부에 신호를 전송하는 기능을 갖는다.
또한, 쉘(24)은, 신호 핀(21)이 실장 기판(25)을 향해서 연신되는 영역에 걸쳐서, 신호 핀(21)을 덮도록 도전체에 의해 형성되고, 실장 기판(25) 상에서 접지 전위에 접지된다. 또한, 도 29에 도시한 바와 같이, 쉘(24)과 실장 기판(25)의 사이에는, 쉘(24)을 접지 전위에 접속하기 위한 접지부(27a 내지 27g)가 설치된다. 접지부(27a 내지 27g)는, 예를 들어 쉘(24)과 동일한 도전체로 형성되고, 실장 기판(25) 상의 접지 전위에 접지된다. 즉, 접지부(27a 내지 27g)가 설치되는 위치는, 쉘(24)과 실장 기판(25)의 접지 위치를 나타내고 있다. 또한, 도 29에 나타내는 예에서는, 접지부(27a 내지 27g)는, 도 4b에서 파선으로 나타낸 접지부(16a 내지 16g)와 마찬가지의 위치 및 크기로 배치되어 있다.
이상, 도 29를 참조하여, 본 개시의 제2 실시 형태에 관한 리셉터클측 커넥터(2)의 구성에 대해서 설명하였다. 제2 실시 형태에 의하면, 상기 <2. 제1 실시 형태>에서 설명한 리셉터클측 커넥터(1)의 구성에 의해 얻어지는 효과와, 상기 <3. 전송 데이터량 증가에 관한 변형예에 대해서>에서 설명한 리셉터클측 커넥터(40)의 구성에 의해 얻어지는 효과를 모두 얻을 수 있다. 즉, 제2 실시 형태에 관한 리셉터클측 커넥터(2)에서는, 쉘(24)이, 신호 핀(21)이 실장 기판(25)을 향해서 연신되는 영역에 걸쳐서 신호 핀(21)을 덮도록 형성되어, 실장 기판(25) 상에서 접지 전위에 접지된다. 따라서, 신호 핀(21)에 대한 차폐 효과가 초래될 뿐만 아니라, 신호 핀(21)과 쉘(24)의 사이에서 소위 마이크로스트립 구조가 구성됨으로써 임피던스 컨트롤되는 효과가 초래됨으로써, 신호 핀(21)에 전송되는 신호에 대해서 외란 등에 의한 신호 품질의 열화가 억제된다. 또한, 쉘(24)의 하측 부위뿐만 아니라, 모든 부위에 대하여 쉘(24)에 발생한 유도 전류를 실장 기판(25)으로 내보내는 패스가 형성되기 때문에, EMI가 억제되어, 신호 핀(21)에 전송되는 신호의 열화를 억제하는 것이 가능하게 된다. 또한, 제2 실시 형태에 관한 리셉터클측 커넥터(2)에서는, 유전체로 형성되는 기판(23) 상에 신호 핀(21)이 형성되고, 또한, 기판(23)의 신호 핀(21)이 형성되는 면과는 반대측의 면에, 접지 전위를 갖는 도전체층이 형성된다. 즉, 본 변형예에 관한 리셉터클측 커넥터(2)는, 그라운드 플레인(도전체층), 유전체층(기판(23)), 배선(신호 핀(21))이 순서대로 적층되는 구성을 갖는다. 이와 같은 구성을 가짐으로써, 신호 핀(21)을 흐르는 전류(신호)에 기인하는 전자계가, 기판(23)에 갇혀서, 소위 마이크로스트립 라인(마이크로스트립 구조)이 형성된다. 따라서, 제2 실시 형태에서는, 신호 핀(21)을 흐르는 전류(신호)가 다른 신호 핀(21)에 미치는 영향을 억제할 수 있어, 신호의 열화를 더욱 억제할 수 있다.
[4.2. 특성 비교]
이어서, 도 15a 내지 도 15c에 나타내는 일반적인 Type A의 HDMI 커넥터 구조와, 도 29에 나타내는 제2 실시 형태에 관한 커넥터 구조에 대해서, 신호 핀에 흐르는 신호의 특성 및 EMI 특성을 비교한 결과에 대해 설명한다.
먼저, 도 30a 및 도 30b 및 도 31a 내지 도 31c를 참조하여, 일반적인 Type A의 HDMI 커넥터와, 제2 실시 형태에 관한 커넥터의, 아이 패턴으로 대표되는 신호 전송 특성의 차이에 대해서 설명한다.
도 30a 및 도 30b는, 도 15a 내지 도 15c에 나타내는, 일반적인 Type A의 HDMI 커넥터 구조에서의 아이 패턴을 나타내는 전압 특성도이다. 또한, 도 30a 및 도 30b에 나타내는 결과는, 도 6a에 나타내는 일반적인 핀 배치(즉, 차동 신호의 데이터 라인이 3조 설치되는 핀 배치)에 대응하는 신호를 흘린 경우의 전압 특성의 시뮬레이션 결과를 나타내고 있다. 또한, 도 30a는, 도 6a에 나타내는 「Data1」의 라인에 관한 아이 패턴을 나타내고 있고, 도 30b는, 도 6a에 나타내는 「Data2」의 라인에 관한 아이 패턴을 나타내고 있다.
또한, 도 31a 내지 도 31c는, 도 29에 나타내는 제2 실시 형태에 관한 커넥터 구조에서의 아이 패턴을 나타내는 전압 특성도이다. 또한, 도 31a 내지 도 31c에 나타내는 결과는, 도 6b에 나타내는 새롭게 차동 데이터 라인이 증가된 핀 배치(즉, 차동 신호의 데이터 라인이 6조 설치되는 핀 배치)에 대응하는 신호를 흘린 경우의 전압 특성의 시뮬레이션 결과를 나타내고 있다. 또한, 도 31a는, 도 6b에 나타내는 「Data1」의 라인에 관한 아이 패턴을 나타내고 있고, 도 31b는, 도 6b에 나타내는 「Data2」의 라인에 관한 아이 패턴을 나타내고 있고, 도 31c는, 도 6b에 나타내는 「Data4」의 라인에 관한 아이 패턴을 나타내고 있다.
즉, 도 30a 및 도 30b 및 도 31a 내지 도 31c에서는, 「Data1」, 「Data2」에 대응하는 아이 패턴은, 도 6a에 나타내는 일반적인 핀 배치에 있어서 이미 존재하는 데이터 라인(기존의 데이터 라인)의 전송 특성을 대표하는 것이며, 「Data4」에 대응하는 아이 패턴은, 도 6b에 나타내는 새롭게 차동 데이터 라인이 증가된 핀 배치에 있어서 새롭게 추가되는 데이터 라인(신규의 데이터 라인)의 전송 특성을 대표하는 것이다. 또한, 도 30a 및 도 30b 및 도 31a 내지 도 31c에 나타내는 아이 패턴은, 주파수(2GHz)의 차동 신호를 신호 핀에 인가한 경우의 시뮬레이션 결과를 나타내고 있다.
도 30a 및 도 30b와, 도 31a 내지 도 31c를 비교하면, 기존의 데이터 라인인 「Data1」 및 「Data2」, 신규 데이터 라인인 「Data4」 모두, 제2 실시 형태에 관한 커넥터 구조를 가짐으로써, 신호의 전송 특성이 향상되어 있는 것을 알 수 있다. 즉, 제2 실시 형태에 관한 커넥터에 의해, 신호의 열화가 억제되는 것으로 나타나 있다.
이어서, 도 32를 참조하여, 일반적인 Type A의 HDMI 커넥터와, 제2 실시 형태에 관한 커넥터 구조를 적용한 Type A의 HDMI 커넥터에 대해서, EMI 특성을 비교한 결과에 대해 설명한다. 도 32는, 일반적인 Type A의 HDMI 커넥터 및 제2 실시 형태에 따른 커넥터에 대해서, EMI 특성을 시뮬레이션한 결과를 나타내는 그래프이다. 도 32에서는, 횡축(X축)에 신호 핀에 인가하는 신호의 주파수(MHz)를 나타내고, 종축(Y축)에 원방 전계 강도(dBμV/m)를 나타내어, 양자의 관계를 플롯하고 있다. 종축에 나타내는 원방 전계 강도(dBμV/m)의 값이 클수록, 신호 핀을 전송하는 신호에 의해 발생하는 전자파의 영향이 크고, EMI가 발생하기 쉬운 것을 나타내고 있다. 또한, 도 32에서는, 도 29에 나타내는 구성을 갖는 제2 실시 형태에 관한 커넥터의 계산 모델을 작성하여, 당해 계산 모델에 대하여 시뮬레이션을 행한 결과를 나타내고 있다. 또한, 참고를 위해서, 도 32에는, 도 5c에 나타낸 제1 실시 형태에 따른 커넥터의 결과도 동시에 도시하고 있다.
도 32에서는, 일반적인 Type A의 HDMI 커넥터에서의 주파수(MHz)와 원방 전계 강도(dBμV/m)의 관계를 나타내는 그래프가 도면 중 P로 나타내는 곡선(파선으로 나타내는 곡선)으로, 제2 실시 형태에 관한 커넥터에서의 주파수(MHz)와 원방 전계 강도(dBμV/m)의 관계를 나타내는 그래프가 도면 중 R로 나타내는 곡선(실선으로 나타내는 곡선)으로 도시되어 있다. 또한, 도 5c에 나타낸 제1 실시 형태에 따른 커넥터에서의 주파수(MHz)와 원방 전계 강도(dBμV/m)와의 관계를 나타내는 그래프가 도면 중 Q로 나타내는 곡선(점선으로 나타내는 곡선)으로 도시되어 있다. 또한, 일반적인 Type A의 HDMI 커넥터에 관한 시뮬레이션 결과 및 제1 실시 형태에 따른 커넥터에 관한 시뮬레이션 결과는, 도 6a에 나타내는 일반적인 핀 배치(즉, 차동 신호의 라인이 3조 설치되는 핀 배치)에 대응하는 신호를 흘린 경우의 시뮬레이션 결과를 나타내고 있고, 제2 실시 형태에 관한 커넥터에 관한 시뮬레이션 결과는, 도 6b에 나타내는 새롭게 차동 데이터 라인이 증가된 핀 배치(즉, 차동 신호의 라인이 6조 설치되는 핀 배치)에 대응하는 신호를 흘린 경우의 시뮬레이션 결과를 나타내고 있다.
도 32를 참조하면, 제2 실시 형태에 관한 커넥터에서는, 차동 데이터 라인의 수가 3조에서 6조로 배증되었음에도 불구하고, 원방 전계 강도(dBμV/m)의 값은, 일반적인 Type A의 HDMI 커넥터보다도 억제되어 있음을 알 수 있다. 즉, 제2 실시 형태에 관한 커넥터에 의해, EMI가 억제되어, 신호의 열화가 보다 억제되는 것으로 나타나 있다.
<5. 정리>
먼저, 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 리셉터클측 커넥터의 개략 구성에 대해서 설명하였다. 제1 실시 형태에서는, 쉘이, 신호 핀이 실장 기판을 향해서 연신되는 영역에 걸쳐서 신호 핀을 덮도록 형성되어, 실장 기판 상에서 접지 전위에 접지된다. 따라서, 신호 핀에 대한 차폐 효과가 초래될 뿐만 아니라, 신호 핀과 쉘의 사이에서 소위 마이크로스트립 구조가 구성됨으로써 임피던스 컨트롤되는 효과가 초래됨으로써, 신호 핀에 전송되는 신호에 대해서 외란 등에 의한 신호 품질의 열화가 억제된다. 또한, 쉘의 하측 부위뿐만 아니라, 상측의 부위를 포함하는 모든 부위에 대하여 쉘에 발생한 유도 전류를 실장 기판으로 내보내는 패스가 형성되기 때문에, EMI가 억제되어, 신호 핀에 전송되는 신호의 품질 열화를 더욱 억제하는 것이 가능하게 된다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 쉘과 실장 기판의 접지 위치가 적절히 조정되어도 된다. 예를 들어, 쉘과 실장 기판의 접지 위치는, 실장 기판 상에서 차동 신호가 전송되는 신호 핀과 접속되는 배선 패턴이 인출되는 방향 및 당해 방향과 역의 방향으로, 신호 핀과 배선 패턴의 접속 위치에 대응하는 영역을 y축 방향으로 물도록 형성되어도 된다. 또한, 예를 들어 쉘과 실장 기판의 접지 위치는, 차동 신호를 전송하는 신호 핀과 배선 패턴의 접속 위치에 대응하는 영역을 x축 방향으로 무는 위치에 형성되어도 되고, 신호 핀 및 배선 패턴과 접촉하지 않는 한(신호 핀과 배선 패턴의 접속을 방해하지 않는 한) 접지 면적이 커지도록 형성되어도 된다. 쉘과 실장 기판의 접지 위치가, 차동 신호를 전송하는 신호 핀과 배선 패턴의 근방에 설치되고, 또한 그 접지 면적이 보다 크게 형성됨으로써, 차동 신호에 의해 쉘에 발생한 유도 전류를 실장 기판으로 내보내는 패스가 보다 확실하게 확보되기 때문에, 신호 품질의 열화를 보다 억제하는 것이 가능하게 된다.
계속해서, HDMI 커넥터에서의 데이터 전송에 있어서, 전송 데이터량을 보다 증가시키기 위한 구성으로서, 본 개시의 제1 및 제2 변형예에 관한 커넥터의 구성에 대해서 설명하였다. 또한, 상기의 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 구성과 본 개시의 제1 및 제2 변형예에 따른 구성을 합친 구성으로서, 본 개시의 제2 실시 형태에 관한 리셉터클측 커넥터의 구성에 대해서 설명하였다. 본 개시의 제2 실시 형태에서는, 제1 실시 형태에서의 효과와 제1 및 제2 변형예에서의 효과를 동시에 얻을 수 있다. 즉, 제2 실시 형태에서는, 상술한 제1 실시 형태에 의해 얻어지는 효과 외에, 이하의 효과를 얻을 수 있다.
본 개시의 제2 실시 형태에서는, 유전체로 형성되는 기판 상에 신호 핀이 형성되고, 또한, 기판의 신호 핀이 형성되는 면과는 반대측의 면에, 접지 전위를 갖는 도전체층이 형성된다. 이러한 구조에 의해, 신호 핀, 기판 및 도전체층에 의해, 마이크로스트립 라인이 형성되기 때문에, 신호 핀을 흐르는 전류(신호)가, 다른 신호 핀에 미치는 영향을 억제할 수 있어, 신호의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 제2 실시 형태에서는, 신호 핀 중, 차동 신호가 전송되고, 인접해서 연장 설치되는 한 쌍의 신호 핀의 간격이, 인접하는 다른 신호 핀과의 간격보다도 작게 형성되어도 된다. 이러한 구조에 의해, 간격이 작게 형성된 신호 핀의 페어에 의해 차동 스트립 라인(차동 스트립 구조)이 형성되기 때문에, 당해 신호 핀의 페어를 흐르는 전류(신호)가, 다른 신호 핀에 미치는 영향을 억제할 수 있어, 신호의 열화를 억제할 수 있다. 또한, 당해 신호 핀의 페어의 간격이 작게 형성됨으로써, 상대적으로, 인접하는 이종 신호 배선과의 간격이 확대되기 때문에, 크로스 토크가 저감되어, 신호 품질의 향상이 실현된다.
따라서, 제2 실시 형태에서는, 실드에 사용되는 신호 핀 및 클럭에 사용되는 신호 핀에 새롭게 데이터 라인이 할당된, 새롭게 데이터 라인이 증가된 핀 배치이어도, 신호를 열화시키지 않고, 데이터를 전송하는 것이 가능하게 된다.
또한, 제2 실시 형태에서는, 접지 전위를 갖는 가드 라인이, 신호 핀을 무는 위치에, 신호 핀과 대략 평행하게 더 연장 설치되어도 된다. 이러한 구조에 의해, 신호 핀을 흐르는 전류(신호)가, 다른 신호 핀에 미치는 영향을 더욱 억제할 수 있어, 신호의 열화를 보다 억제할 수 있다.
또한, 제2 실시 형태에서는, 플러그측 커넥터와 리셉터클측 커넥터의 감합부에 있어서의 신호 핀의 배선 간격이, 일반적인 HDMI 커넥터의 감합부에 있어서의 신호 핀의 배선 간격과 동일하면 된다. 이러한 구조에 의해, 본 개시의 제1 변형예 및 제2 변형예에 관한 커넥터와, 일반적인 HDMI 커넥터와의 호환성이 보증되기 때문에, 유저는, 커넥터의 종류를 신경쓰지 않고 장치간을 접속할 수 있어, 유저의 편리성이 향상된다.
또한, 본 개시의 제1 및 제2 실시 형태에 따른 커넥터에 대하여 이하의 새로운 변형예에 대해서 설명하였다.
본 개시의 제1 및 제2 실시 형태에 따른 커넥터에 있어서는, 신호 핀의 단면적이 확장되어도 된다. 이러한 구조에 의해, 당해 신호 핀에 의해 큰 전류를, 감쇠를 보다 억제하면서 흘리는 것이 가능하게 되어, 커넥터의 신뢰성이 향상된다. HDMI 커넥터에 있어서는, 전원 전압이 인가되는 HPD 신호 핀 및 전원용 신호 핀의 단면적을 확장함으로써, 그 효과를 더욱 얻을 수 있다.
또한, 본 개시의 제2 실시 형태에 관한 커넥터에 있어서는, 커넥터의 내부에 기판이 설치된다. 그리고, 당해 기판 상에, 신호 핀에 있어서의 신호의 전송에 작용하는 각종 디바이스(회로)를 실장할 수 있다. 이러한 구조에 의해, 커넥터 자체가 각종 신호 처리를 행하는 것이 가능하게 되기 때문에, 커넥터에 의해 접속되는 송신 장치 및 수신 장치에 있어서의 신호 처리를 간략화할 수 있다.
또한, 본 개시의 제1 및 제2 실시 형태에 따른 커넥터는, HDMI 인터페이스를 사용한 장치간의 통신에 있어서의, 각종 애플리케이션에 적절하게 적용할 수 있다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 개시의 적합한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명했지만, 본 개시의 기술적 범위는 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 개시의 기술 분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자라면, 특허 청구 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있음은 명확하며, 이들에 대해서도, 당연히 본 개시의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다.
또한, 이하와 같은 구성도 본 개시의 기술적 범위에 속한다.
(1) 일단부가 임의의 장치 내에 배치되는 실장 기판 상의 배선 패턴에 접속되어, 상기 장치의 내부 및 외부에 신호를 전송하는 신호 핀과, 상기 신호 핀이 상기 실장 기판을 향해서 연신되는 영역에 걸쳐서, 상기 신호 핀을 덮도록 도전체에 의해 형성되고, 상기 실장 기판 상에서 접지 전위에 접지되는 쉘을 구비하는, 커넥터.
(2) 상기 쉘은, 상기 실장 기판 상의 복수의 접지 위치에서 접지 전위에 접지하고, 상기 접지 위치는, 상기 신호 핀과 상기 배선 패턴의 접속 위치에 대응하는 영역에 대하여, 상기 실장 기판 상에서 상기 배선 패턴이 인출되는 방향의 일부 영역 및 당해 방향과는 역의 방향의 일부 영역을 포함하는, 상기 (1)에 기재된 커넥터.
(3) 상기 쉘은, 상기 실장 기판 상의 복수의 접지 위치에서 접지 전위에 접지하여, 복수의 상기 신호 핀 중 일부의 상기 신호 핀은 차동 신호를 전송하고, 상기 쉘의 복수의 상기 접지 위치는, 차동 신호를 전송하는 상기 신호 핀과 상기 배선 패턴과의 접속 위치에 대응하는 영역을 무는 위치를 포함하는, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 커넥터.
(4) 상기 실장 기판 상에서 상기 배선 패턴이 인출되는 방향에 있어서의 상기 접지 위치의 접지 면적은, 당해 방향과는 역의 방향에 있어서의 상기 접지 위치의 접지 면적보다도 작은, 상기 (3)에 기재된 커넥터.
(5) 상기 쉘의 복수의 상기 접지 위치는, 차동 신호를 전송하는 1군의 상기 신호 핀과 상기 배선 패턴의 접속 위치에 대응하는 영역을 무는 위치를 포함하는, 상기 (3) 또는 (4)에 기재된 커넥터.
(6) 상기 커넥터 내에, 제1 방향으로 연신되는 상기 신호 핀이 한쪽 면에 형성되는 기판과, 상기 기판의, 상기 신호 핀이 형성되는 면과는 반대측의 면에 형성되어, 접지 전위를 갖는 도전체층을 더 구비하는, 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 한 항에 기재된 커넥터.
(7) 복수의 상기 신호 핀을 구비하고, 복수의 상기 신호 핀 중, 차동 신호가 전송되고, 인접해서 연장 설치되는 한 쌍의 상기 신호 핀의 간격은, 당해 한 쌍의 상기 신호 핀과 인접하는 다른 상기 신호 핀과의 간격보다도 작은, 상기 (6)에 기재된 커넥터.
(8) 상기 쉘은, 상기 신호 핀 및 상기 기판을 덮도록 형성되고, 상기 제1 방향으로, 외부에 대하여 개방되는 개방면을 갖고, 상기 도전체층은, 접지 전위를 갖는 상기 쉘과 전기적으로 접속되는, 상기 (6) 또는 (7)에 기재된 커넥터.
(9) 상기 도전체층은, 상기 쉘의 적어도 일부를 구성하는, 상기 (8)에 기재된 커넥터.
(10) 상기 기판 상에는, 접지 전위를 갖는 가드 라인이, 상기 신호 핀을 무는 위치에, 상기 신호 핀과 대략 평행하게 더 연장 설치되는, 상기 (6) 내지 (9) 중 어느 한 항에 기재된 커넥터.
(11) 상기 신호 핀은, 상기 커넥터의, 상기 커넥터와 쌍이 되는 다른 커넥터와 끼워 맞추는 감합부에 있어서, 대략 동등한 배선 간격을 갖고 연장 설치되는, 상기 (6) 내지 (10) 중 어느 한 항에 기재된 커넥터.
(12) 복수의 상기 신호 핀을 구비하고, 복수의 상기 신호 핀 중, 전원용 신호가 인가되는 전원용 신호 핀의 상기 제1 방향과 대략 수직인 절단면에 있어서의 단면적은, 상기 전원용 신호 핀 이외의 상기 신호 핀의 단면적보다도 크게 형성되는, 상기 (6) 내지 (11) 중 어느 한 항에 기재된 커넥터.
(13) 상기 기판 상에는, 상기 신호 핀에 있어서의 신호의 전송에 작용하는 디바이스가 탑재되는, 상기 (6) 내지 (12) 중 어느 한 항에 기재된 커넥터.
(14) 상기 디바이스는, 상기 신호 핀에 의해 전송되는 신호의 AC 전송과 DC 전송을 변환하는 AC/DC 변환 회로, 상기 신호 핀에 의해 전송되는 신호의 특성에 관한 정보를 유지하는 레지스터 및 상기 레지스터에 의해 유지되는 정보를 상기 커넥터를 통해서 접속되는 임의의 장치에 통지하기 위한 통신 회로, 및, 상기 신호 핀 중 적어도 어느 하나에 전원 전압을 공급하는 배터리 중 적어도 어느 하나인, 상기 (13)에 기재된 커넥터.
(15) 일단부가 임의의 장치 내에 배치되는 실장 기판 상의 배선 패턴에 접속되어, 상기 장치의 내부 및 외부에 신호를 전송하는 신호 핀과, 상기 신호 핀이 상기 실장 기판을 향해서 연신되는 영역에 걸쳐서, 상기 신호 핀을 덮도록 도전체에 의해 형성되고, 상기 실장 기판 상에서 접지 전위에 접지되는 쉘을 갖는 커넥터를 구비하고, 상기 커넥터를 통해서 임의의 장치에 대하여 신호를 송신하는, 데이터 송신 장치.
(16) 상기 커넥터 내에, 제1 방향으로 연신되는 상기 신호 핀이 한쪽 면에 형성되는 기판과, 상기 기판의, 상기 신호 핀이 형성되는 면과는 반대측의 면에 형성되어, 접지 전위를 갖는 도전체층을 더 갖는, 상기 (15)에 기재된 데이터 송신 장치.
(17) 일단부가 임의의 장치 내에 배치되는 실장 기판 상의 배선 패턴에 접속되어, 상기 장치의 내부 및 외부에 신호를 전송하는 신호 핀과, 상기 신호 핀이 상기 실장 기판을 향해서 연신되는 영역에 걸쳐서, 상기 신호 핀을 덮도록 도전체에 의해 형성되고, 상기 실장 기판 상에서 접지 전위에 접지되는 쉘을 갖는 커넥터를 구비하고, 상기 커넥터를 통해서 임의의 장치로부터 송신되는 신호를 수신하는, 데이터 수신 장치.
(18) 상기 커넥터 내에, 제1 방향으로 연신되는 상기 신호 핀이 한쪽 면에 형성되는 기판과, 상기 기판의, 상기 신호 핀이 형성되는 면과는 반대측의 면에 형성되어, 접지 전위를 갖는 도전체층을 더 갖는, 상기 (17)에 기재된 데이터 수신 장치.
(19) 일단부가 임의의 장치 내에 배치되는 실장 기판 상의 배선 패턴에 접속되어, 상기 장치의 내부 및 외부에 신호를 전송하는 신호 핀과, 상기 신호 핀이 상기 실장 기판을 향해서 연신되는 영역에 걸쳐서, 상기 신호 핀을 덮도록 도전체에 의해 형성되고, 상기 실장 기판 상에서 접지 전위에 접지되는 쉘을 갖는 커넥터를 통해서 임의의 장치에 대하여 신호를 송신하는, 데이터 송신 장치와, 상기 커넥터를 통해서, 임의의 장치로부터 송신되는 신호를 수신하는, 데이터 수신 장치를 구비하는, 데이터 송수신 시스템.
(20) 상기 커넥터 내에, 제1 방향으로 연신되는 상기 신호 핀이 한쪽 면에 형성되는 기판과, 상기 기판의, 상기 신호 핀이 형성되는 면과는 반대측의 면에 형성되어, 접지 전위를 갖는 도전체층을 더 갖는, 상기 (19)에 기재된 데이터 송수신 시스템.
1, 2 : 리셉터클측 커넥터 11, 21 : 신호 핀
12, 22 : 유전체 13, 24 : 외각(쉘)
14, 25 : 실장 기판 15, 26 : 배선 패턴
16a 내지 16d, 27a 내지 27g : 접지부
23 : 기판 10, 20, 30, 40 : 커넥터
110, 210, 310, 410 : 신호 핀 120, 220, 320, 420 : 유전체
130, 230, 330, 430 : 기판 140, 240, 340, 440 : 외각(쉘)
150, 250 : 가드 라인 160 : 디바이스

Claims (20)

  1. 일단부가 임의의 장치 내에 배치되는 실장 기판 상의 배선 패턴에 접속되어, 상기 장치의 내부 및 외부에 신호를 전송하는 신호 핀과,
    상기 신호 핀이 상기 실장 기판을 향해서 연신되는 영역에 걸쳐서, 상기 신호 핀을 덮도록 도전체에 의해 형성되고, 상기 실장 기판 상에서 접지 전위에 접지되는 쉘,
    을 구비하는, 커넥터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 쉘은, 상기 실장 기판 상의 복수의 접지 위치에서 접지 전위에 접지하고,
    상기 접지 위치는, 상기 신호 핀과 상기 배선 패턴과의 접속 위치에 대응하는 영역에 대하여, 상기 실장 기판 상에서 상기 배선 패턴이 인출되는 방향의 일부 영역 및 당해 방향과는 역의 방향의 일부 영역을 포함하는, 커넥터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 쉘은, 상기 실장 기판 상의 복수의 접지 위치에서 접지 전위에 접지하고,
    복수의 상기 신호 핀 중 일부의 상기 신호 핀은 차동 신호를 전송하고,
    상기 쉘의 복수의 상기 접지 위치는, 차동 신호를 전송하는 상기 신호 핀과 상기 배선 패턴의 접속 위치에 대응하는 영역을 무는 위치를 포함하는, 커넥터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 실장 기판 상에서 상기 배선 패턴이 인출되는 방향에 있어서의 상기 접지 위치의 접지 면적은, 당해 방향과는 역의 방향에 있어서의 상기 접지 위치의 접지 면적보다도 작은, 커넥터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 쉘의 복수의 상기 접지 위치는, 차동 신호를 전송하는 1군의 상기 신호 핀과 상기 배선 패턴의 접속 위치에 대응하는 영역을 무는 위치를 포함하는, 커넥터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터 내에,
    제1 방향으로 연신되는 상기 신호 핀이 한쪽 면에 형성되는 기판과,
    상기 기판의, 상기 신호 핀이 형성되는 면과는 반대측의 면에 형성되어, 접지 전위를 갖는 도전체층,
    을 더 구비하는, 커넥터.
  7. 제6항에 있어서,
    복수의 상기 신호 핀을 구비하고,
    복수의 상기 신호 핀 중, 차동 신호가 전송되고, 인접해서 연장 설치되는 한 쌍의 상기 신호 핀의 간격은, 당해 한 쌍의 상기 신호 핀과 인접하는 다른 상기 신호 핀과의 간격보다도 작은, 커넥터.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 쉘은, 상기 신호 핀 및 상기 기판을 덮도록 형성되어, 상기 제1 방향으로, 외부에 대해 개방되는 개방면을 갖고,
    상기 도전체층은, 접지 전위를 갖는 상기 쉘과 전기적으로 접속되는, 커넥터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 도전체층은, 상기 쉘의 적어도 일부를 구성하는, 커넥터.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 기판 상에는, 접지 전위를 갖는 가드 라인이, 상기 신호 핀을 무는 위치에, 상기 신호 핀과 대략 평행하게 더 연장 설치되는, 커넥터.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 신호 핀은, 상기 커넥터의, 상기 커넥터와 쌍이 되는 다른 커넥터와 끼워 맞추는 감합부에 있어서, 대략 동등한 배선 간격을 갖고 연장 설치되는, 커넥터.
  12. 제1항에 있어서,
    복수의 상기 신호 핀을 구비하고,
    복수의 상기 신호 핀 중, 전원용 신호가 인가되는 전원용 신호 핀의 상기 제1 방향과 대략 수직인 절단면에 있어서의 단면적은, 상기 전원용 신호 핀 이외의 상기 신호 핀의 단면적보다도 크게 형성되는, 커넥터.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 기판 상에는, 상기 신호 핀에 있어서의 신호의 전송에 작용하는 디바이스가 탑재되는, 커넥터.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 디바이스는,
    상기 신호 핀에 의해 전송되는 신호의 AC 전송과 DC 전송을 변환하는 AC/DC 변환 회로,
    상기 신호 핀에 의해 전송되는 신호의 특성에 관한 정보를 유지하는 레지스터 및 상기 레지스터에 의해 유지되는 정보를 상기 커넥터를 통해서 접속되는 임의의 장치에 통지하기 위한 통신 회로, 및,
    상기 신호 핀 중 적어도 어느 하나에 전원 전압을 공급하는 배터리,
    중 적어도 어느 하나인, 커넥터.
  15. 일단부가 임의의 장치 내에 배치되는 실장 기판 상의 배선 패턴에 접속되어, 상기 장치의 내부 및 외부에 신호를 전송하는 신호 핀과,
    상기 신호 핀이 상기 실장 기판을 향해서 연신되는 영역에 걸쳐서, 상기 신호 핀을 덮도록 도전체에 의해 형성되고, 상기 실장 기판 상에서 접지 전위에 접지되는 쉘,
    을 갖는 커넥터,
    를 구비하고,
    상기 커넥터를 통해서 임의의 장치에 대하여 신호를 송신하는, 데이터 송신 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 커넥터 내에,
    제1 방향으로 연신되는 상기 신호 핀이 한쪽 면에 형성되는 기판과,
    상기 기판의, 상기 신호 핀이 형성되는 면과는 반대측의 면에 형성되어, 접지 전위를 갖는 도전체층,
    을 더 갖는, 데이터 송신 장치.
  17. 일단부가 임의의 장치 내에 배치되는 실장 기판 상의 배선 패턴에 접속되어, 상기 장치의 내부 및 외부에 신호를 전송하는 신호 핀과,
    상기 신호 핀이 상기 실장 기판을 향해서 연신되는 영역에 걸쳐서, 상기 신호 핀을 덮도록 도전체에 의해 형성되고, 상기 실장 기판 상에서 접지 전위에 접지되는 쉘,
    을 갖는 커넥터,
    를 구비하고,
    상기 커넥터를 통해서 임의의 장치로부터 송신되는 신호를 수신하는, 데이터 수신 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 커넥터 내에,
    제1 방향으로 연신되는 상기 신호 핀이 한쪽 면에 형성되는 기판과,
    상기 기판의, 상기 신호 핀이 형성되는 면과는 반대측의 면에 형성되어, 접지 전위를 갖는 도전체층,
    을 더 갖는, 데이터 수신 장치.
  19. 일단부가 임의의 장치 내에 배치되는 실장 기판 상의 배선 패턴에 접속되어, 상기 장치의 내부 및 외부에 신호를 전송하는 신호 핀과,
    상기 신호 핀이 상기 실장 기판을 향해서 연신되는 영역에 걸쳐서, 상기 신호 핀을 덮도록 도전체에 의해 형성되고, 상기 실장 기판 상에서 접지 전위에 접지되는 쉘,
    을 갖는 커넥터,
    를 통해서 임의의 장치에 대하여 신호를 송신하는, 데이터 송신 장치와,
    상기 커넥터를 통해서, 임의의 장치로부터 송신되는 신호를 수신하는, 데이터 수신 장치,
    를 구비하는, 데이터 송수신 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 커넥터 내에,
    제1 방향으로 연신되는 상기 신호 핀이 한쪽 면에 형성되는 기판과,
    상기 기판의, 상기 신호 핀이 형성되는 면과는 반대측의 면에 형성되어, 접지 전위를 갖는 도전체층,
    을 더 갖는, 데이터 송수신 시스템.
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