TWI390447B - 卡式週邊裝置 - Google Patents

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Description

卡式週邊裝置
本發明包含與2007年8月31日申請之日本專利申請案JP2007-227206號有關的請求標的，其整體內容於本文併人參考。
本發明關於一種諸如記憶卡的卡式週邊裝置。
在相關技藝中，有一種稱為PC卡的卡式週邊裝置，其使用於被插置於個人電腦之類的卡槽的狀態。近年來，已達成在個人電腦的尺寸的縮減及作業速度的提昇。為適應此種增進，已經提出ExpressCard(先前稱NEWCARD)作為卡式週邊置，其外型尺寸小於PC卡，且能以高速傳輸資料(例如見“New standard‘NEWCARD’allows a reduction in size and an increase in operating speed of PC card,which will lead to a further advance in personal computers”(Nikkei Electronics,June 9,2003,pp. 67-76))。
ExpressCard有意被用來取代目前廣泛使用的PC卡(PCMCIA)。ExpressCard使用PCI Express介面，其係根據要替代PCI匯流排的新的I/O匯流排標準。相較於目前使用的其它種卡，ExpressCard的介面能操作於較高速度。因此，當非揮發性記憶體安裝於此卡使得該卡作為記憶卡時，結果的記憶卡能於非常高速寫/讀資料。
因為其高效能及可用性，ExpressCard被預期使用於多樣化的裝置，諸如數位相機、攜帶式相機裝置、PDA(個人數位助理)裝置、音樂播放器等。
然而，如圖1A及1B所示，此卡具有75mm長、34mm寬及5mm厚的外型尺寸，雖然尺寸較小於目前使用的PC卡的尺寸，但對於使用於諸如攜帶式電話裝置、資訊終端裝置、數位相機等小尺寸的電子裝置而言不夠小。換言之，當該卡安裝於小尺寸電子裝置時，ExpressCard的不夠小的尺寸是缺點。因此，有新的卡式週邊裝置的需要，其在外型尺寸方面小於ExpressCard且能安裝於ExpressCard槽內。
具有更小尺寸的記憶卡可用於諸如攜帶型電話裝置、資訊終端裝置、數位相機等電子裝置。此種小尺寸記憶卡不僅可使用於小尺寸電子裝置，亦可使用於諸如具有容置小型記憶卡的插槽的個人電腦(PC)的相當大尺寸的外部裝置。然而，目前，小尺寸記憶卡難以使用於原本設計使用標準ExpressCard的裝置中。有鑑於斯，有新的卡式週邊裝置的需要，其具有允許小尺寸記憶卡使用於原本設計使用ExpressCard的裝置的轉接器功能。
目前可用的小尺寸記憶卡一般具有10或更多端子配置於其一表面上。然而，大部分的卡不具有隔板。即使在有隔板的殼體中，隔板非常小且沒有保護端子的作用。如圖2A及2B所示，卡1的端子表面部分2未有免受外部影響的保護，因而人能輕易碰觸端子表面部分2。因此，端子表面會受到污染，而污染會導致諸如當使用卡1時的讀/寫信號的失敗。
如圖3A及3B所示，某種卡1A在端子部分2A的二側形成隔板，從而保護該端子表面免於人手碰觸。
然而，倘若增加記憶卡的端子數以符合較高的作業速度之類的需求，則結果便是端子對端子距離的減少。既然如此，便可能找不到形成隔板的空間。即使可以形成隔板，預料寬度小的隔板難以提供足夠高的機械強度。
有鑑於斯，本發明提供一種卡式週邊裝置，其具有小尺寸且可在具有大插槽的裝置中使用小尺寸的卡，並且具有足夠保護端子表面的能力。
根據本發明實施例，提供一種卡式週邊裝置，其包括配置於殼體內的電子組件、以及包括可與待連接裝置連接的連接端子的端子部，該電子組件的功能及端子部的端子數保持與該待連接裝置者相容，且該殼體的外型尺寸被設成小於該待連接裝置的外型尺寸並大於預定小尺寸卡的外型尺寸。
該殼體的外型尺寸可小於標準PCI Express卡媒體的外型尺寸。
該殼體的外型尺寸可小於標準PCI Express卡媒體的外型尺寸並大於作為該預定小尺寸卡之memory stick Duo(註冊商標)或SD(註冊商標)卡的外型尺寸。
該電子組件可包括非揮發性記憶體且可作為能夠透過介面寫與讀資料的記憶卡。
該卡式裝置可進一步包括插槽，小尺寸卡可透過該插槽插入及拔出；容置部，形成於該殼體內且適於在其中容置該小尺寸卡；以及連接器，可與被容置於該容置部中的該小尺寸的端子部連接，其中該電子組件可作為卡轉接器，其包括連接到該連接器及該端子部的介面轉換電路。
該端子部可被形成以便透過該殼體的一部分暴露出來，且該殼體內可形成端子護蓋容置部，該端子護蓋容置部能夠安裝端子護蓋，其被組構以覆蓋該端子部的暴露部位的端子護蓋，而同時維持一開口，容許該待連接裝置的連接器透過該開口進入。
該端子護蓋可以導電材料形成，且該端子護蓋可具有在該端子護蓋配置於該端子護蓋容置部上的狀態中可與該殼體內之共同端子連接的接觸部。
該共同端子可形成於電路板上。
如上述，本發明提供的優點是使實現可以使用小尺寸卡於具有大插槽的裝置中，以及具有充分保護該端子表面之能力的小尺寸卡式週邊裝置成為可能。
本發明的實施例參照附圖說明如下。
圖4A及4B係根據本發明實施例之卡式週邊裝置的外觀立體圖，且詳而言之，圖4A係從其第一表面一側觀看的卡式週邊裝置的立體圖，而圖4B係從其第二表面一側觀看的卡式週邊裝置的立體圖。
首先，提出根據本發明之卡式週邊裝置(記憶卡及轉接器)100的特徵架構及功能的概要。
根據本發明之卡式週邊裝置100以PC卡媒體的形式實施，其直接使用PCI Express或USB作為介面，且包括配置於其中的非揮發性記憶體，藉以該PC卡媒體作為適於透過該介面儲存/讀取資料的記憶卡。該卡式週邊裝置100被組構以便充當成小尺寸高容量記憶卡，可用作為針對儲如攝影機、數位相機等高性能移動裝置的可移除儲存媒體。為此目的，該記憶卡具有與針對上述用途者相容的功能及接腳數。卡式週邊裝置100被組構成外型尺寸較小於標準PCI ExpressCard媒體，使得該卡式週邊裝置能使用於小尺寸裝置。卡式週邊裝置100被組構成外型尺寸大於市售小尺寸記憶卡(諸如memory stick(註冊商標)或SD卡(註冊商標))。換言之，卡式週邊裝置100具有可容許此卡式週邊裝置100作為卡轉接器的尺寸，供使用市售小尺寸記憶卡(諸如memory stick(註冊商標)SD(註冊商標)卡於有標準ExpressCard槽的裝置中。
卡式週邊裝置100具有護蓋，藉以形成於該卡上以發送/接收信號至/自主機裝置的端子可被保護而免於直接被使用卡式週邊裝置100的人的手碰觸。卡式週邊裝置100具有以導電材料製成的端子護蓋，其配置於記憶卡上，使得該端子護蓋連接到該卡中的接地端子，藉以防止靜電施加到信號端子且因而防止在該記憶卡中的控制器或可揮發性記憶體(快閃記憶體)被該靜電破壞。
進一步參見圖4A及4B，以下更具體描述卡式週邊裝置100的外部架構。顯示於圖4A及4B的卡式週邊裝置100適於作為，例如，記憶卡(下文中，卡式週邊裝置100亦可稱為記憶卡100)。
在卡式週邊裝置100中，卡殼體101形成於第一表面100a及相對於該第一表面100a的第二表面100b之間。卡殼體101具有置於該第一表面100a上的盒子的形式。
含有呈一條線配置的端子1021的端子部102係形成於第二表面100b的前端部位。端子部102容許記憶卡100透過配置於主機裝置(未示)上的連接器的接觸腳位接收電力及傳送/接收資料。注意，圖4A及4B中，記憶卡100係處於端子護蓋並不安置於端子部102上的基本狀態。
第二表面100b的前端部朝向第一表面100a凹進，以便形成凹部103，且端子部102係位於此凹部103的底部，使得端子部102透過凹部103暴露在外面。凹部103被形成於端子部102之分別兩側上的側壁1031及1032且被形成於端子部102後端處的側壁1033圍繞，使得側壁1031、1032及1033作為分隔壁。再者，在第二表面100b上，形成端子護蓋容置部104，使得能容許稍後敘述的端子護蓋安裝其內。端子護蓋容置部104被組構呈自第二表面100b凹進該卡內部至大體上等於該端子護蓋的厚度的階梯的形狀，使得呈薄板形式的端子護蓋能以該端子護蓋的一表面與第二表面100b齊平的方式安裝於端子護蓋容置部104內。
在卡式週邊裝置100後端部，用來夾持該卡的握持部105係形成於第一表面100a上，可用於與握持部105相同目的之凹口106及107係形成於第二表面100b上或在一側面上。
根據本實施例的卡式週邊裝置100的外型尺寸詳述如下。換言之，在本實施例中，設定卡式週邊裝置100的外型尺寸，使得針對以下原因，寬度落於從20mm到34mm、長度從31mm到75mm、以及厚度從1.6mm到5mm的範圍內。
如圖5A所示，ExpressCard 200的尺寸被界定，使得長度是75mm、寬度是34mm、以及厚度是5mm。另一方面，例如，廣泛用作為小尺寸記憶卡的memory stick(MS)Duo(註冊商標)300具有以下尺寸：長31mm、寬20mm、以及厚1.6mm，如圖5B所示。另一方面，另一種型式的記憶卡，SD(註冊商標)卡400具有以下尺寸：長32mm、寬24mm、以及厚2.1mm。如上述，根據本實施例的記憶卡100具有根據ExpressCard標準的介面。
圖6係顯示根據ExpressCard標準的腳位配置(pin assignment)。
ExpressCard標準具體指明一卡總共具有26個端子，如圖6所示。在作為根據本實施例的小尺寸週邊裝置的記憶卡100中，為達到縮減尺寸，當ExpressCard被用作為記憶卡時不被用到的端子被排除。舉例來說，腳位5及6被保留，且目前沒有配置功能給這些腳位。因此腳位5及6可被排除。再者，腳位7及8及腳位11及12對於作為記憶卡而言是不必要的，因此它們可被排除。腳位1、2、3及4並非針對Express介面而是針對USB介面，且此等腳位在該卡作為一般記憶卡來使用時是不必要的。此等腳位可保留作為，例如，在傳統卡轉接器中的補充用途。有鑑於上述，總共26個腳位可減至16至20腳位。
圖7A及7D說明轉接器的範例，其用於使上述用於小尺寸卡插置於安裝在PC類的ExpressCard插槽的小尺寸卡成為可能。形成轉接器500以便具有類似於標準ExpressCard的形狀，除了用以容置該小尺寸卡的插槽501係形成於後端部且切口502亦形成於其中，以便當拔出該插置的卡時容易使用形成於卡式週邊裝置100上的該握持部或凹口。
圖8說明根據本實施例之卡式週邊裝置的範例，其被組構以作為卡轉接器，用於使用屬小尺寸記憶體的memory stick Duo(註冊商標)於小尺寸卡插槽內。如上述，根據本實施例之卡式週邊裝置100亦可用作為與小尺寸卡共用的卡轉接器110A。稍後敘述此卡轉接器的內部構造。為使用針對以上目的的轉接器，根據本實施例的卡式週邊裝置的尺寸應該大於memory stick Duo(註冊商標)300的尺寸且小於ExpressCard的尺寸。換言之，如上述，寬度應該在從20mm到34mm、長度應該從31mm到75mm、以及厚度從1.6mm到5mm的範圍內。
實際上，亦應該考慮到轉接器與配置於各轉接器上的端子諸部件的尺寸。再者，當卡式週邊裝置100被當作記憶卡使用時，應考慮到配置於該卡內的各快閃記憶體晶片110的尺寸。就此點而言，如圖9所示，快閃記憶體晶片110的寬度就廣泛使用的TSOP(48)而言大約為20mm，就LGA而言為18mm或更小。因此，為容納上面配置有快閃記憶體晶片110的電路板以及為容納20個端子，需要將寬度設在從21mm至28mm的範圍內。另一方面，該記憶體晶片具有最多1.2mm的厚度。倘若假設該電路板具有0.6mm的厚度，且倘若假設記憶體晶片容許安裝於該電路板的只在一側或兩側上，則用作為轉接器的卡式週邊裝置的厚度被設定在從2.5mm到4.0mm的範圍內。再者，為配置3個各具有12mm至14mm的寬度的記憶體晶片於該電路板上，沿著該卡式週邊裝置的長度方向如圖10A所示，則該卡式週邊裝置的長度被設定在從42mm至50mm的範圍內。
在具有依上述方式選取的外型尺寸的卡式週邊裝置100中，端子部10呈現暴露在外的形式，如上述。在此架構中，該等端子會直接被使用卡式週邊裝置100的人的手碰觸。
圖11說明具有隔板的架構範例。有大量端子時，形成隔板以便具有足夠大尺寸是困難的，其會導致無法獲得足夠高的機械強度。依照該卡的規格，可容許上述諸端子暴露在外的架構。然而，此架構具有的缺點是，端子表面可能會被外來物質污染，這會造成在該卡插置於主機裝置中時的連接器的接觸腳位的連接故障。因此，該卡有可能無法正確操作。來自人手或衣物的靜電亦可能會施加於該卡之信號端子。此會造成配置於該卡中的控制器或快閃記憶體晶片被破壞。
在本實施例中，為防止上述問題，將該卡式週邊裝置組構成讓端子護蓋130能附接於該卡式週邊裝置以便覆蓋諸端子，如圖12所示。端子護蓋130安裝於端子護蓋容置部104，端子護蓋容置部104形成於卡式週邊裝置100的第二表面100b的前端部。形成薄板形狀的端子護蓋130安裝於端子護蓋容置部104的狀態中，該端子護蓋的一表面與第二表面100b齊平，因而形成不具階梯的平坦表面。在此狀態中，端子部102被在第二表面100b該側上的端子護蓋130覆蓋，且端子部102僅在前端面打開。在前端面處的開口容許連接器的接觸腳位透過其插入或拔出。換言之，端子護蓋130安裝於端子護蓋容置部104中使得該開口得以維持而不被關閉，從而容許連接器進入該端子部。
如圖13A與13B及14A與14B所示，連接器(未示)的接觸腳位600A或600B係配置於該連接器中，使得它們能彈性地容置卡式週邊裝置100，而卡式週邊裝置100的端子部102的卡端子1021大體上設置於該卡的總厚度的中間。圖13與圖14的差異在於連接器的接觸腳位600A或600B的形狀。連接器的接觸腳位600A或600B可被容易設計，使得它們全部位在高於卡式週邊裝置100的該第二表面100b(即下表面)處的位置。然而，倘若不預先呈現能有端子護蓋130，則該連接器有可能會被設計成不可與卡式週邊裝置100連接的形式，如圖15所示的範例情況。為避免此可能的問題，不論實際是否有端子護蓋的存在，應該假設有端子護蓋。
圖16A及16B說明具有端子護蓋的卡式週邊裝置的構造範例。於此範例中，端子護蓋130A係以導電材料(諸如鋁、SUS等)形成，使得接觸部131形成於縱向的一端上的一側上。當端子護蓋130A處於安裝於端子護蓋容置部104內的狀態時，接觸部131透過卡內的電路板120與作為接地端子的共同端子接觸。此可防止靜電直接施加到信號端子，但靜電被分流到該共同端子，從而容許該卡具有對靜電的高阻抗。
以上已敘述本發明的實施例，假設該卡式週邊裝置係用作為記憶體卡。該卡式週邊裝置可被實施以便作為根據本發明實施例的轉接器，如下述。
圖17係說明根據本發明實施例之被組構以作為卡轉接器的卡式週邊裝置的外觀。此卡轉接器100A具有類似先前實施例的外觀及外型尺寸。換言之，卡轉接器100A的尺寸(外型尺寸)大於memory stick Duo(註冊商標)300的尺寸且小於ExpressCard的尺寸。在圖17所示的範例中，卡式週邊裝置被組構以便作為卡轉接器，其容許屬小尺寸記卡的memory stick Duo(註冊商標)使用於小尺寸卡插槽中。
圖18係說明根據本實施例之作為卡轉接器的卡式週邊裝置的主要部件的分解立體圖。圖19係顯示分解立體圖從圖18從下方仰視的分解立體圖。
卡轉接器100A包括卡容接單元144，在第一殼體部(上殼體部)141與第二殼體部(下殼體部)142之間具有空間143。在此特定例子中，空間143的形成使得能夠容置小尺寸卡(memory stick Duo(註冊商標))300。卡轉接器100A亦包括電路板146與147及連接器145。連接器145係配置於卡容置單元144的前端處且可移除式地連接到小尺寸卡300的端子部310。
在此卡轉接器100A中，電路板係分成二部分，亦即，位於不同高度的電路板146與電路板147。此二電路板146與147透過未顯示於圖18的可撓電纜來彼此互相電連接。卡容置單元144係配置於電路板146上，且端子部102係形成於電路板147的背表面上。介面(I/F)轉換控制器148係配置於電路板147上。透過其來容置該小尺寸卡的插槽149係形成於第一殼體部141與第二殼體部142之間的後端處。在第二殼體部142的後端處形成有切口1421以便在插置的卡被拔出時容易使用該形成於卡式週邊裝置100上的握持部或凹口。在此架構中，卡轉接器100A亦具有類似於上述的端子護蓋。
圖20係該卡轉接器的介面的方塊圖。
在設計來在小尺寸卡槽中使用memory stick Duo(註冊商標)300的卡轉接器100A中，有必要在內部轉換在卡轉接器100A內的介面以容納在memory stick Duo(註冊商標)300與具有該小尺寸插槽的Express介面或USB介面之間的差異。針對此目的，設置上所述的I/F轉換控制器148。
Express介面優越之處在於其容許信號以高傳輸速率傳送。然而，Express介面需要複雜的轉換電路且需要高耗電。另一方面，USB介面雖然轉換電路較簡單但在傳輸速率方面較低。當卡式週邊裝置具有兩種介面時，可設置用以轉換成其中之一介面的電路。
如上述，藉著將根據本實施例之該卡轉接器貼附至具有根據Express介面標準之容許高速資料傳輸的介面的小尺寸記憶卡，獲致與該Express卡的相容性變為可能。此轉接器被組構以便在寬度、長度、及厚度方面比memory stick(註冊商標)或SD(註冊商標)卡更大，使得memory stick或SD卡能配置於該轉接卡中。該轉接卡被組構以便具有設置端子護蓋的形狀或是不設置端子護蓋的形狀。不論是哪一種情形，該轉接卡被組構使得連接器能連接到該轉接卡。即使當該小尺寸卡具有大量端子時，使用端子護蓋能防止以人的手指或之類的碰觸諸端子，從而防止諸端子被污染，端子被污染會導致該小尺寸卡錯誤操作。再者，該端子護蓋係以導電材料製成且該端子護蓋係連接到該共同端子(接地端子)以將靜電分流到該共同端子，從而防止該卡被靜電破壞。
在上述實施例中，卡式週邊裝置100被組構以便作為記憶卡或卡轉接器。倘若滿足就快閃記憶體等的晶片尺寸而論的條件，則卡式週邊裝置100可被組構以便同時具有記憶卡及卡轉接器的功能。熟於此技藝之人士當明白，只要不背離附加之申請專利範圍所界定的本發明範疇，即可進行種種修改、組合、子組合及變化。
1．．．卡
2．．．端子表面部分
1A．．．卡
2A．．．端子部分
100．．．卡式週邊裝置
100a．．．第一表面
100b．．．第二表面
100A．．．卡轉接器
101．．．卡殼體
102．．．端子部
1021．．．端子
103．．．凹部
1031．．．側壁
1032．．．側壁
1033．．．側壁
104．．．端子護蓋容置部
105．．．握持部
106．．．凹口
107．．．凹口
110．．．快閃記憶體晶片
120．．．電路板
130．．．端子護蓋
130A．．．端子護蓋
131．．．接觸部
141．．．第一殼體部(上殼體部)
142．．．第二殼體部(下殼體部)
1421．．．切口
143．．．空間
144．．．卡容接單元
145．．．連接器
146．．．電路板
147．．．電路板
148．．．介面(I/F)轉換控制器
149．．．插槽
200．．．ExpressCard
300．．．memory stick Duo(註冊商標)
310．．．端子部
400．．．SD卡
500．．．轉接器
501．．．插槽
502．．．切口
600A．．．接觸腳位
600B．．．接觸腳位
圖1A及1B係用以說明根據ExpressCard標準的卡的外型尺寸的圖；
圖2A及2B係說明端子表面不受到防止外部的保護的範例圖；
圖3A及3B係說明具有保護端子之隔板的卡的範例圖；
圖4A及4B係根據本發明實施例之作為記憶卡之卡式週邊裝置的立體圖，且詳而言之，圖4A係從其第一表面一側觀看的卡式週邊裝置的立體圖，而圖4B係從其第二表面一側觀看的卡式週邊裝置的立體圖；
圖5A至5C係用以說明不同種類卡的尺寸的圖；
圖6係顯示根據ExpressCard標準腳位配置(pin assignment)的表；
圖7A至7D係顯示可以於小尺寸卡插置於配置在PC之類的EXpressCard插槽的狀態下使用該小尺寸卡的轉接器的範例圖；
圖8係說明根據本發明實施例被組構以便作為小尺寸記憶卡及可使用該小尺寸記憶卡於小尺寸卡槽內的卡轉接器的卡式週邊裝置範例圖；
圖9係用以說明快閃記憶體的尺寸的圖；
圖10A及10B係用以說明配置記憶體晶片及視記憶體晶片之配置來決定卡式週邊裝置的長度的方式的圖；
圖11係說明被組構以在端子端具有隔板的卡式週邊裝置的範例圖；
圖12係說明具有端子護蓋之卡式週邊裝置的範例圖；
圖13A及13B係說明連接器的接觸腳與具有端子護蓋的卡式週邊裝置接觸方式的圖；
圖14A及14B係說明連接器的接觸腳與具有端子護蓋的卡式週邊裝置接觸方式的圖；
圖15係用以說明因為端子護蓋之存在而設計的不可接受連接器的可能性的圖；
圖16A及16B係說明具有端子護蓋之卡式週邊裝置之架構的範例圖；
圖17係說明根據本發明實施被組構以便作為轉接器之卡式週邊裝置的外觀的立體圖；
圖18係說明根據本發明實施例作為卡轉接器之卡式週邊裝置的主要部件的分解立體圖；
圖19係顯示圖18所示之從下方仰視的卡式週邊裝置的分解立體圖；以及
圖20係卡轉接器的介面的方塊圖。
200．．．ExpressCard
300．．．memory stick Duo(註冊商標)
400．．．SD卡

Claims (3)

  1. 一種卡式週邊裝置，包含：電子組件，配置於殼體內；以及端子部，包括可與待連接裝置的端子連接的連接端子，其中該電子組件的功能與該端子部的端子數保持與該待連接裝置者相容，該端子部的端子數少於該待連接裝置的端子數，其中該電子組件包括非揮發性記憶體且作為能夠透過介面寫及讀資料的記憶卡，該殼體的外型尺寸係被設定為小於標準PCI Express卡媒體的外型尺寸且大於memory stick Duo(註冊商標)或SD(註冊商標)卡的外型尺寸，該端子部被形成以便透過該殼體的一部分而被暴露出來，以及端子護蓋容置部被形成於該殼體中，該端子護蓋容置部能夠安裝端子護蓋，該端子護蓋被組構以覆蓋該端子部的該暴露部位而同時維持一開口，以容許該待連接裝置的連接器由此進入。
  2. 根據申請專利範圍第1項之卡式週邊裝置，其中該端子護蓋係由導電材料所形成，且該端子護蓋具有在該端子護蓋被配置於該端子護蓋容置部上的狀態中可與共同端子連接的接觸部。
  3. 根據申請專利範圍第2項之卡式週邊裝置，其中該共同端子係形成於電路板上。
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