TWI552457B - 塢座連接器、配件裝置以及電子裝置 - Google Patents

Description

塢座連接器、配件裝置以及電子裝置

本發明係有關塢座連接器。

各種配件裝置會被連接至一電子裝置，例如，電腦或是其它類型的電子裝置。配件裝置的範例包含使用者輸入裝置，例如，滑鼠裝置、鍵盤、…等。能夠被用來將一配件裝置連接至一電子裝置的其中一種類型的介面為通用序列匯流排(Universal Serial Bus，USB)介面。

在一實施例中揭示一種塢座連接器，其包括：一塢座連接器支撐結構，用以配接一配接連接器的一對應結構；一磁鐵，用以將該塢座連接器支撐結構磁性附接至該配接連接器的該對應結構；以及一信號接點與一另外接點，藉由該塢座連接器支撐結構所支撐，該信號接點用以通信連接該配接連接器的一接點，該信號接點用於信號通信，而該另外接點選擇自用以供應超過五瓦特之電力的一高電力接點以及用以連接至一無線通信元件的一無線元件接點之中。

在另一實施例中揭示一種配件裝置，用以配接一電子裝置，其包括：一塢座連接器，用以配接該電子裝置的一配接連接器，其中，該塢座連接器包括：一塢座連接器支撐結構，用以配接該電子裝置的該配接 連接器的一對應結構；一磁鐵，用以將該塢座連接器支撐結構磁性附接至該配接連接器的該對應結構；多個接點，用以連接該配接連接器的多個接點，該塢座連接器的該些接點被排列成為沿著該塢座連接器支撐結構中的一排接點的一部分並且包括：一信號接點，用以通信連接該配接連接器的一接點，該信號接點用於信號通信；以及一另外接點，其選擇自用以供應超過五瓦特之電力的一高電力接點以及用以連接至一無線通信元件的一無線元件接點之中。

在又另一實施例中揭示一種電子裝置，其包括：一控制器；以及一塢座連接器，其被耦合至該控制器，該塢座連接器包括：一塢座連接器支撐結構，用以配接一配件裝置的一配接連接器的一對應結構，該配件裝置包含一使用者輸入組件；一磁鐵，用以將該塢座連接器支撐結構磁性附接至該配接連接器的該對應結構；多個接點，用以連接該配接連接器的多個接點，該些接點包括：一第一組信號接點，用以通信連接該配接連接器的個別接點，該第一組信號接點係用於和該配件裝置的該使用者輸入組件的信號通信；一第二組信號接點，用以通信連接該配接連接器的個別接點，該第二組信號接點係用於和該配件裝置的另一組件的信號通信；以及一另外接點，其選擇自用一供應超過五瓦特之電力的一高電力接點以及用以連接至一無線通信元件的一無線元件接點之中。

102‧‧‧基礎電子裝置

104‧‧‧配件裝置

106‧‧‧功能性特徵元件

108‧‧‧塢座連接器

110‧‧‧外殼體

112‧‧‧接點

114‧‧‧磁鐵

116‧‧‧配接連接器

118‧‧‧接點

120‧‧‧磁鐵

122‧‧‧控制器

124‧‧‧電源供應器

126‧‧‧外殼體

202‧‧‧支撐結構

204‧‧‧對齊元件

302‧‧‧配件裝置

304‧‧‧使用者輸入組件

306‧‧‧使用者輸入組件

308‧‧‧按鈕

310‧‧‧纜線

312‧‧‧塢座連接器

314‧‧‧天線

316‧‧‧天線纜線

318‧‧‧纜線

402‧‧‧支撐結構

本發明的某些施行方式會參考下面的圖式來作說明。

圖1所示的係根據本發明某些施行方式的一種範例排列的方塊圖，其包含一電子裝置以及一配件裝置，該配件裝置可利用一塢座連接器連接至 該電子裝置。

圖2所示的係根據本發明某些施行方式的塢座連接器的各種接點的概略側視圖。

圖3所示的係根據本發明進一步施行方式的另一種範例排列的方塊圖，其包含一電子裝置以及一配件裝置，該配件裝置可利用一塢座連接器連接至該電子裝置。

圖4所示的係根據本發明替代施行方式的塢座連接器的各種接點的概略側視圖。

一配件裝置能夠表示可連接至一基礎電子裝置的任何裝置，例如，該基礎電子裝置為一電腦(舉例來說，筆記型電腦、桌上型電腦、…等)、一手持式裝置(舉例來說，智慧型電話、個人數位助理、…等)、一遊戲設備、一家用設備、一運輸工具(舉例來說，汽車、船、航空器、…等)、或是任何其它類型的電子裝置。於某些範例中，一配件裝置會利用一在其末端處有一連接器的電氣纜線被連接至一基礎電子裝置。該連接器會插入至該基礎電子裝置的一個別埠口之中。於一範例中，該連接器能夠為通用序列匯流排(USB)連接器。

當配件裝置中有更多特徵元件可利用時，既有的連接器可能不再足以支援該些配件裝置。舉例來說，一配件裝置可能包含多個不同的使用者介面組件(舉例來說，一第一使用者介面組件可以包含一由多個按鈕組成的組配件裝置，而一第二使用者介面組件可以包含一觸敏式表面)。舉例來說，使用單一USB或是其它傳統連接器來連接至該多個使用者介面組 件可能很困難。一配件裝置可能包含無法利用單一USB或是其它傳統連接器來連接至一基礎電子裝置的其它或是額外的特徵元件。

根據本發明的某些施行方式，一塢座連接器係被提供用以讓一配件裝置的多個特徵元件被耦合至一基礎電子裝置。藉由利用根據本發明的某些施行方式的塢座連接器取代多個傳統連接器能夠達到使用者便利性。

圖1所示的係一種範例排列的方塊圖，其包含一基礎電子裝置102以及一配件裝置104。配件裝置104包含各種功能性特徵元件106，圖中描繪為功能性特徵元件1、功能性特徵元件2、…等。該些功能性特徵元件106的範例包含下面的任何或是特定組合：使用者輸入組件、天線、儲存裝置、處理裝置、或是其它功能性特徵元件。更明確地說，「功能性特徵元件」能夠表示一種能夠與該基礎電子裝置102進行功能性互動的特徵元件。

該些功能性特徵元件106會被連接至配件裝置104的一塢座連接器108。配件裝置104具有一外殼體110，其定義一內腔室，該些功能性特徵元件106與該塢座連接器108被放置在該內腔室之中。該塢座連接器108受到該外殼體110利用任何各種附接機制的直接或間接支撐。

該塢座連接器108包含一組接點112。該些接點112藉由塢座連接器108的一塢座連接器支撐結構所支撐。該塢座連接器支撐結構能夠為一其上提供該些接點112的印刷電路板、一支撐該些接點的連接器殼體、一支撐該些接點的金屬支架、或是任何其它類型的支撐結構。

塢座連接器108還包含多個磁鐵114，其被用來將該塢座連 接器108磁性附接至該基礎電子裝置102的一配接連接器116。該配接連接器116和塢座連接器108具有雷同的排列，其包含一組接點118與磁鐵120，其被磁性吸引至該塢座連接器108的磁鐵114。該基礎電子裝置的連接器雖然被稱為配接連接器116；不過，應該注意的係，此連接器亦能夠被稱為塢座連接器。使用不同的術語(「塢座連接器」以及「配接連接器」)係為方便解釋起見。

圖中雖然描繪兩個磁鐵作為連接器108與116中每一者的一部分；不過，應該注意的係，於其它範例中，每一個連接器108或116亦能夠僅包含一個磁鐵，或是兩個以上的磁鐵。

基礎電子裝置102還包含一控制器122，其被連接至配接連接器116。控制器122能夠利用一或多個裝置來施行，例如，一微處理器、一微控制器、一特定應用積體電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)裝置、一可程式化閘陣列(Programmable Gate Array，PGA)、數位信號處理器、…等。控制器122會與配件裝置104的功能性特徵元件106互動。圖中雖然顯示為單一方塊；不過，應該注意的係，控制器122於其它範例中亦能夠包含多個裝置。另外，於某些範例中，控制器122能夠進一步包含機器可讀取指令(舉例來說，軟體或韌體)，它們可在控制器122的一處理電路上執行。

基礎電子裝置102亦能夠包含一電源供應器124，其能夠供應電力給配接連接器116，此電力接著會於該處經由塢座連接器108被供應至配件裝置104的功能性特徵元件106。電源供應器124會從一電源(舉例來說，電池；外部電源，例如，AC電源、太陽能電源、網路電源、…等)處接 收電力。

基礎電子裝置102包含一外殼體126，其定義一內腔室，控制器122、電源供應器124、以及配接連接器116皆被併入於該內腔室之中。

在操作中，配件裝置104會緊密靠近基礎電子裝置102。磁鐵114與120之間的互動會導致連接器108與116被相互拉近，俾使得能夠在該些連接器108與116之間進行配接連接。圖中雖然並未顯示；不過，於某些範例中，一或多個對齊元件會被併入於該些塢座連接器108與116之中，用以在連接器108與116因磁鐵114與120的作用力相互接觸時對齊該些連接器108與116。

塢座連接器108的接點112會包含一信號接點以及「又」一接點(除了其它接點以外的接點)。「接點」能夠表示一連接器的通信元件，其係用以通信連接至另一連接器的一個別通信元件。於某些範例中，一接點能夠為一電氣接點(舉例來說，一電氣接針、一電氣插座、…等)，其會與另一連接器的一對應電氣接點進行電氣連接。於其它範例中，一接點能夠為一光學元件(舉例來說，例如，一光纖或是一光波導的末端部分)，其能夠光學連接至另一連接器中的一個別光學元件。

一旦該信號接點和另一連接器的一個別接點通信連接(電氣連接或是光學連接)之後，該信號接點便能夠用於實施信號通信，其中，信號會在多個末端點(配件裝置104中的其中一個末端點以及基礎電子裝置102中的另一個末端點)之間被交換。

該「另」一接點會包含下面的一或是特定組合：一高電力接點以及一無線元件接點。該高電力接點能夠被用來交換超過五瓦特的電 力。於某些範例中，該高電力接點會提供一超過五伏特的電壓(舉例來說，19.5伏特或是大於五伏特的另一電壓)。一高電力接點不同於一低電力接點，例如，USB連接器中所使用的電力接點。一USB連接器會包含一供應5伏特電壓的電力接點，並且其能夠傳遞小於USB 2.0之2.5瓦特的電力以及小於USB 3.0之4.5瓦特的電力。於某些範例中，塢座連接器108的該高電力接點會被用來供應電力給配件裝置104中的一消耗較高電力的功能性特徵元件，其無法利用一傳統連接器(例如，USB連接器)的電力接點來支援。

該無線元件接點係被用來連接至一無線通信元件，該無線通信元件能夠為配件裝置104的該些功能性特徵元件106中的其中一者。配件裝置104的該無線通信元件能夠被用來實施無線通信。於某些範例中，該無線通信元件會包含一能夠實施射頻(Radio Frequency，RF)無線通信的天線。於範例中，該配件裝置104的該天線會包含一近場通信(Near Field Communication，NFC)天線，用以實施根據NFC通信協定的通信。於其它範例中，該天線會被用來實施其它無線類型的通信，例如，藍牙通信、RF-ID通信、蜂巢式網路通信、…等。

一無線通信元件的另一範例為一紅外線(InfraRed，IR)通信元件，用以利用IR信號來進行通信。一無線通信元件的另外範例為一音頻通信元件，其能夠利用音頻信號來進行通信。

圖2所示的係根據本發明某些範例的塢座連接器108的概略側視圖。應該注意的係，基礎電子裝置102的配接連接器116會有如圖2中所示的雷同排列。塢座連接器108具有一塢座連接器支撐結構202，其支撐接點112。如圖2中所示，該些接點112被排列成一排接點，於圖2中所 示的配向中，該排接點為一水平直線。

於圖2的範例中，該些接點被標示為接點1、接點2、…、接點12。圖2中雖然顯示特定數量的接點；不過，應該注意的係，於其它範例中，不同數量的接點亦能夠塢座連接器108的一部分。塢座連接器支撐結構202還支撐磁鐵114以及對齊元件204。圖2中雖然顯示兩個磁鐵114以及兩個對齊元件204；不過，應該注意的係，於其它範例中，塢座連接器108亦能夠提供不同數量的磁鐵與對齊元件。該些對齊元件能夠包含杆柱或插座，舉例來說，以便配接另一連接器的對齊元件。

塢座連接器支撐結構202被排列成用以配接(舉例來說，利用該些磁鐵114以及該些對齊元件204)另一連接器(例如，配接連接器116)的對應塢座連接器支撐結構。配接該兩個連接器的塢座連接器支撐結構亦能夠指讓該些塢座連接器結構相互扣接，俾使得該些塢座連接器的個別接點組能夠相互通信。

該些接點112包含第一對信號接點2與3，其能夠分別交換信號D1-與D1+。該對信號接點2與3能夠交換一差分信號，該差分信號包含一正值信號與一負值信號，它們一起提供兩個互補信號(圖2的範例中的D1+與D1-)。於某些範例中，D1+與D1-信號為一USB介面的資料信號，如USB標準的規定。該對信號接點2與3能夠被視為塢座連接器108中的第一USB介面的一部分。

圖2的塢座連接器108還包含第二對信號接點7與8，其係用以分別交換信號D2-與D2+。D2+與D2-信號提供另一互補信號對，其能夠為塢座連接器108中的第二USB介面的一部分。

接點4提供一信號接地，並且係用於連接至一用於由塢座連接器108所交換的信號的參考接地。接點5提供一屏蔽接地，並且係用於連接至基礎電子裝置102的參考接地，以便提供屏蔽作用用以減輕電磁干擾。

接點6為一低電力接點。在圖2的範例中，該低電力接點6提供5伏特的電源供應電壓，舉例來說，其能夠由圖1中所示的電源供應器124來供應。

接點9為一輔助接點，用以通信連接至另一連接器的一輔助接點。該輔助接點能夠被用來實施一輔助功能。該輔助功能會相依於配件裝置104的類型而改變。

接點11為一高電力接點，例如，用以傳遞超過5瓦特的電力。在圖2的範例中，該高電力接點11供應+19.5伏特的電源供應電壓，舉例來說，其能夠由圖1中所示的電源供應器124來供應。高電力接點11的參考接地係由接地接點10來提供。

塢座連接器108的接點1與12為塢座感測接點，其被用來提供一回授指示，用以表示塢座連接器108與配接連接器116之間的連接。當回授接點1與12被連接至配接連接器116的個別接點時，一迴路便會被形成，其會被基礎電子裝置102的控制器122偵測到作為一指示，用以表示塢座連接器108與配接連接器116之間已經完成連接。

圖3所示的係根據本發明替代施行方式的基礎電子裝置102與配件裝置302的一種範例排列的方塊圖。配件裝置302包含使用者輸入組件304與306。於某些範例中，使用者輸入組件304會包含一由多個按鈕308所組成的排列，使用者可啟動該些按鈕308用以提供輸入給該基礎電子裝 置102。使用者輸入組件304的該些按鈕308能夠為電容式感測按鈕，個別按鈕308的使用者觸碰係以電容式被感測。於其它範例中，按鈕308亦能夠為不同類型的使用者可啟動式按鈕，例如，使用者按下該按鈕會導致啟動一電氣信號的按鈕。

按鈕308能夠被排列在一電路板上。一纜線310會被連接在該電路板與配件裝置302的一塢座連接器312之間。該些按鈕308的任何或是特定組合之啟動的偵測結果會在纜線310上被傳送至塢座連接器312。

塢座連接器312的排列雷同於圖1與2的塢座連接器108，不同的係，塢座連接器312的接點組不同於塢座連接器108的接點組，如下面配合圖4的進一步討論。

於圖3的範例中，一天線314被提供作為使用者輸入組件304的一部分。於一不同的範例中，天線314會與使用者輸入組件304分開。天線314會通過一天線纜線316被連接至塢座連接器312。倘若天線314被排列在一電路板上的話，該電路板上的導體線路以及纜線316便會將該天線314連接至塢座連接器312。於一不同的範例中，一不同的無線通信元件會被提供用以取代天線314，該無線通信元件藉由一個別纜線被連接至該塢座連接器312。

於某些範例中，第二使用者輸入組件306會包含一觸敏式表面以及一觸碰控制器，該觸碰控制器係用以偵測一使用者在該觸敏式表面上所產生的觸碰或手勢。該觸碰控制器能夠偵測該觸敏式表面上的使用者手指觸碰或滑動及/或觸控筆觸碰或滑動。該些被偵測到的觸碰輸入會在一纜線318上被傳送至塢座連接器312。

圖3的配件裝置302中的纜線310、316、或318包含個別的電線，它們係被連接至塢座連接器312的接點所組成的個別子集。於其它範例中，纜線310、316、或318能夠為光學纜線。

塢座連接器312的一概略側視圖顯示在圖4中。該塢座連接器312有一支撐結構402，其支撐接點1至12、磁鐵114、以及對齊元件204。圖4還顯示個別纜線310、316、或318連接至塢座連接器312的接點所組成的對應子集的電線連接。舉例來說，來自使用者輸入組件306的觸碰控制器的纜線318的電線連接至接點2、3、4、5、以及6。來自使用者輸入組件304的觸碰控制器的纜線310的電線被連接至接點4、5、6、7、8、以及9。天線纜線316的電線則被連接至接點10與11。

於圖4的塢座連接器312中，作為圖2的塢座連接器108的一部分的高電力接點11與接地接點10已被用來和配件裝置302的天線314進行通信的天線接點取代。另外，圖4中的輔助接點9則被用來支援使用者輸入組件304的功能。

藉由利用根據本發明的某些施行方式的塢座連接器能夠在一具有多個特徵元件的配件裝置以及一基礎電子裝置之間達到方便連接的目的。

在前面的說明中提出許多細節以便瞭解本文中所揭示的主要內容。然而，即使沒有一部分此些細節仍然可以實行本發明的施行方式。其它施行方式可以包含對上面已討論之細節的修正與變更。本發明希望隨附的申請專利範圍涵蓋此些修正與變更。

102‧‧‧基礎電子裝置

104‧‧‧配件裝置

106‧‧‧功能性特徵元件

108‧‧‧塢座連接器

110‧‧‧外殼體

112‧‧‧接點

114‧‧‧磁鐵

116‧‧‧配接連接器

118‧‧‧接點

120‧‧‧磁鐵

122‧‧‧控制器

124‧‧‧電源供應器

126‧‧‧外殼體

Claims (15)

1. 一種塢座連接器，其包括：一塢座連接器支撐結構，用以配接一配接連接器的一對應結構；一磁鐵，用以將該塢座連接器支撐結構磁性附接至該配接連接器的該對應結構；以及一信號接點與一另外接點，藉由該塢座連接器支撐結構所支撐，該信號接點用以通信連接該配接連接器的一接點，該信號接點用於信號通信，而該另外接點選擇自用以供應超過五瓦特之電力的一高電力接點以及用以連接至一無線通信元件的一無線元件接點之中。
2. 根據申請專利範圍第1項的塢座連接器，其進一步包括一對齊元件，用以對齊該塢座連接器支撐結構與該配接連接器的該對應結構。
3. 根據申請專利範圍第1項的塢座連接器，其中，該信號接點與該另外接點被排列成為沿著該塢座連接器支撐結構的一排接點的一部分。
4. 根據申請專利範圍第1項的塢座連接器，其中，該信號接點為一第一信號接點，該塢座連接器進一步包括一第二信號接點，該第一信號接點與該第二信號接點形成一第一對信號接點，用以交換一第一差分信號。
5. 根據申請專利範圍第4項的塢座連接器，其進一步包括：一第二對信號接點，用以交換一第二差分信號，該第二對信號接點用以通信連接該配接連接器的額外接點。
6. 根據申請專利範圍第5項的塢座連接器，其中，該第一對信號接點為一第一通用序列匯流排(USB)介面的一部分，並且該第二對信號接點為一第二USB介面的一部分。
7. 根據申請專利範圍第1項的塢座連接器，其中，該無線通信元件包含一天線，並且該無線元件接點通過一天線纜線以連接至該天線。
8. 根據申請專利範圍第1項的塢座連接器，其中，該另外接點包含該高電力接點，該塢座連接器進一步包括一低電力接點，用以供應低於該高電力接點之電力的電力。
9. 根據申請專利範圍第1項的塢座連接器，其進一步包括一塢座感測接點，用以電氣連接至該配接連接器的一配接感測接點，其中，該塢座感測接點與該配接感測接點的連接係用以提供該塢座連接器與該配接連接器之連接的一指示。
10. 根據申請專利範圍第1項的塢座連接器，其進一步包括一輔助接點，用以通信連接該配接連接器的一對應接點，該輔助接點係用以提供一輔助功能。
11. 一種配件裝置，用以配接一電子裝置，其包括：一塢座連接器，用以配接該電子裝置的一配接連接器，其中，該塢座連接器包括：一塢座連接器支撐結構，用以配接該電子裝置的該配接連接器的一對應結構；一磁鐵，用以將該塢座連接器支撐結構磁性附接至該配接連接器的該對應結構；多個接點，用以連接該配接連接器的多個接點，該塢座連接器的該些接點被排列成為沿著該塢座連接器支撐結構中的一排接點的一部分並且包括： 一信號接點，用以通信連接該配接連接器的一接點，該信號接點用於信號通信；以及一另外接點，其選擇自用以供應超過五瓦特之電力的一高電力接點以及用以連接至一無線通信元件的一無線元件接點之中。
12. 根據申請專利範圍第11項的配件裝置，其進一步包括一外殼體，其中，該塢座連接器支撐結構係藉由該外殼體所支撐。
13. 根據申請專利範圍第11項的配件裝置，其中，該信號接點為一第一信號接點，該塢座連接器進一步包括一第二信號接點以通信連接該配接連接器的另一接點以便信號通信，該配件裝置進一步包括：一第一使用者輸入組件，通信連接至該第一信號接點；以及一第二使用者輸入組件，通信連接至該第二信號接點。
14. 根據申請專利範圍第13項的配件裝置，其中，該第一使用者輸入組件包含一使用者可啟動式按鈕，並且該第二使用者輸入組件包含一觸敏式表面。
15. 一種電子裝置，其包括：一控制器；以及一塢座連接器，其被耦合至該控制器，該塢座連接器包括：一塢座連接器支撐結構，用以配接一配件裝置的一配接連接器的一對應結構，該配件裝置包含一使用者輸入組件；一磁鐵，用以將該塢座連接器支撐結構磁性附接至該配接連接器的該對應結構；多個接點，用以連接該配接連接器的多個接點，該些接點包括： 一第一組信號接點，用以通信連接該配接連接器的個別接點，該第一組信號接點係用於和該配件裝置的該使用者輸入組件的信號通信；一第二組信號接點，用以通信連接該配接連接器的個別接點，該第二組信號接點係用於和該配件裝置的另一組件的信號通信；以及一另外接點，其選擇自用一供應超過五瓦特之電力的一高電力接點以及用以連接至一無線通信元件的一無線元件接點之中。