TWI593171B - 具有外部接觸件之雙定向電子連接器 - Google Patents

具有外部接觸件之雙定向電子連接器 Download PDF

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TWI593171B TW105122114A TW105122114A TWI593171B TW I593171 B TWI593171 B TW I593171B TW 105122114 A TW105122114 A TW 105122114A TW 105122114 A TW105122114 A TW 105122114A TW I593171 B TWI593171 B TW I593171B
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Description

具有外部接觸件之雙定向電子連接器
本發明大體而言係關於諸如音訊及資料連接器之電子連接器。
本申請案為2012年9月7日申請之美國申請案第13/607,366號之接續案;其主張2011年11月7日申請之美國臨時專利申請案第61/556,692號、2011年11月30日申請之美國臨時專利申請案第61/565,372號及2012年8月29日申請之美國臨時專利申請案第61/694,423號的權利,該等申請案經共同讓渡,各案之全部揭示內容以引用之方式特此併入。
根據插頭之外徑,標準音訊連接器或插頭之三個大小可用:6.35mm(1/4")插頭、3.5mm(1/8")小型插頭,及2.5mm(3/32")超小型插頭。該等插頭包括多個導電區域,該多個導電區域在插頭之相異部分中沿著連接器的長度延伸,該等相異部分諸如尖端、套管及在尖端與套管之間的一或多個中間部分,從而導致連接器時常被稱作TRS(尖端、環及套管)連接器。
圖1A及圖1B分別說明具有三個及四個導電部分之音訊插頭10及20的實例。如圖1A中所展示,插頭10包括一導電尖端12、一導電套管16,及一藉由絕緣環17及18而與尖端12及套管16電隔離的導電套管16及導電環14。三個導電部分12、14、16用於左及右音訊通道以及接地連接。如圖1B中所展示,插頭20包括四個導電部分:一導電尖端 22、一導電套管26及兩個導電環24、25,且因此有時稱作TRRS(尖端、環、環、套管)連接器。該四個導電部分藉由絕緣環27、28及29而電隔離,且通常用於左及右音訊、麥克風及接地信號。如自圖1A及圖1B顯而易見,音訊插頭10及20中之每一者為定向不可知的。亦即,導電部分完全地環繞連接器從而形成360度之接觸件,以使得對於連接器之插頭部分而言不存在相異之頂部、底部或側部。
當插頭10及20為3.5mm之小型連接器時,導電套管16、26及導電環14、24、25之外徑為3.5mm,且連接器之插入長度為14mm。對於2.5mm超小型連接器而言,導電套管之外徑為2.5mm且連接器之插入長度為11mm長。此等TRS及TRRS連接器用於許多市售MP3播放器及智慧型電話以及其他電子裝置中。諸如MP3播放器及智慧型電話的電子裝置不斷地經設計而更薄且更小及/或包括具有螢幕之視訊顯示器,該等螢幕被儘可能地接近於裝置之外部邊緣而推出。當前3.5mm及甚至2.5mm之音訊連接器的直徑及長度為使得此等裝置更小且更薄方面及允許顯示器對於給定之外觀尺寸而言較大方面的限制因素。
許多標準資料連接器亦僅以為使得攜帶型電子裝置更小方面之限制因素的大小而可用。另外,且對照於以上所論述之TRS連接器而言,許多標準資料連接器需要其在單一之特定定向上與一對應連接器配合。此等連接器可稱作極化連接器。作為極化連接器之一實例,圖2A及圖2B描繪微USB連接器30,其為當前可用之USB連接器中最小的。連接器30包括一本體32及自本體32延伸之一金屬殼34,且連接器30可插入至一對應插座連接器中。如圖2A、圖2B中所展示,殼34具有形成於其底板中之一者處的傾斜拐角35。類似地,連接器30與之配合的插座連接器(未圖示)具有含匹配之成角度特徵的一插入開口,該插入開口防止殼34以錯誤方式插入至插座連接器中。亦即,連接器30可僅單向插入;在殼34之成角度部分與插座連接器中之匹配之成角度 部分對準的定向上。有時使用者難以判定極化連接器(諸如,連接器30)何時定向於正確之插入位置中。
連接器30亦包括在殼34內之一內部空腔38連同形成於該空腔內之接觸件36。空腔38易於在空腔內收集及截留碎片,碎片可有時干擾至接觸件36之信號連接。又,且除了定向問題以外,即使在連接器30適當地對準時,連接器之插入及抽出並不精確,且可具有不協調之感。另外,即使在連接器完全插入時,其可具有不當之擺動程度,此可導致不良連接或斷開。
包括標準USB連接器、小型USB連接器、火線(FireWire)連接器以及供普通攜帶型媒體電子裝置使用之專有連接器中之許多者的許多其他普遍使用之資料連接器遭受此等不足之處中之一些或所有或遭受類似不足之處。
本發明之各種實施例關於改良以上所描述之缺點中之一些或全部的電子連接器。本發明之其他實施例關於製造此等電子連接器以及包括此等連接器之電子裝置的方法。
鑒於如以上所描述之當前可用之電子連接器的缺點,本發明之一些實施例關於經改良之插頭連接器,該等改良之插頭連接器具有減小之插頭長度及厚度、一直觀之插入定向及當插入至其對應插座連接器中且自其對應插座連接器抽出時平滑連續之感覺。另外,根據本發明之插頭連接器的一些實施例僅包括外部接觸件且不包括定位於易於於收集及截留碎片之內部空腔內的接觸件。
本發明之一個特定實施例關於一種未極化之多定向插頭連接器,其具有由一連接器凸片承載之外部接觸件。該連接器凸片可在至少兩個不同插入定向上插入至一對應插座連接器中。接觸件形成於該凸片之第一及第二表面上且以一對稱佈局配置以使得該等接觸件在至少兩 個插入定向中之任一者上與該插座連接器之接觸件對準。第一複數個接觸件中之一或多個個別接觸件在該連接器之凸片或本體內電耦接至第二複數個接觸件中之一對應接觸件。另外,連接器凸片自身可具有一對稱之橫截面形狀以促進此實施例之多定向態樣。
另一實施例關於一種雙定向插頭連接器,其包括一本體及一連接至該本體且縱向地延伸遠離該本體之180度對稱之金屬凸片。該凸片包括第一及第二主要相對表面及在該第一主要表面與該第二主要表面之間延伸的第三及第四次要相對表面。形成於該凸片之該第一主要表面處的一第一接觸件區域包括沿著一第一列間隔開的第一複數個外部接觸件。形成於該凸片之該第二主要表面處的一第二接觸件區域包括沿著與該第一列鏡射之第二列間隔開的一第二複數個外部接觸件。該第一複數個接觸件中之每一個別接觸件在凸片或本體內電連接至該第二複數個接觸件中之一對應接觸件,且介電材料填充於第一列及第二列中的鄰近接觸件之間且填充於接觸件與金屬凸片之間。在一些實施例中,經調適以與對應插座連接器上之保持特徵嚙合的第一及第二保持特徵形成於凸片之第三及第四次要表面上。
本發明之又一實施例關於一種插頭連接器,其包括一本體及一連接至該本體且延伸遠離該本體之凸片。該凸片包括第一及第二主要相對表面連同在該第一主要表面與該第二主要表面之間延伸的第三及第四次要相對表面。包括沿著第一列間隔開之八個順序地編號之外部接觸件的第一接觸件區域形成於凸片之第一主要表面處。該等順序地編號之接觸件包括在位置2及3處之指定用於資料信號的第一及第二接觸件、在位置4及5處之彼此電耦接且指定用於電力的第一及第二電力接觸件,及在位置6及7處之指定用於資料信號的第三及第四接觸件。在一些實施例中,該插頭連接器進一步包括在位置1或8中之一者處的一配件電力接觸件及在位置1或8中之另一者處的一ID接觸件。在一些實 施例中,該插頭連接器亦具有形成於凸片之第二主要表面處的第二接觸件區域,其包括沿著第二列間隔開之八個順序地編號之外部接觸件。該第二列直接與該第一列相對且與該第一列鏡射,且第一列中之每一個別接觸件電連接至第二列中之對應接觸件。
本發明之又一實施例關於一種正反兩用插頭連接器,其包括一本體及連接至該本體且延伸遠離該本體之連接器凸片。該凸片包括第一及第二相對表面連同在該第一表面與該第二表面之間延伸的第三及第四相對表面。一第一接觸件區域形成於該凸片之該第一表面處,其包括沿著一第一列間隔開的八個外部接觸件。一第二接觸件區域形成於該凸片之該第二表面處,其包括在與第一列中之接觸件位置鏡射之接觸件位置中沿著第二列間隔開的八個外部接觸件。在此實施例之一個版本中,第一列及第二列中之每一者包括指定用於接地之單一接地接觸件、可用以根據一第一通信協定載送資料信號的一第一對資料接觸件,及可用以根據不同於該第一協定之一第二通信協定載送資料信號的一第二對資料接觸件。此實施例之額外版本可進一步包括以下各者中的一或多者:指定用以載送在第一電壓之第一電力信號的一電力進入接觸件;能夠載送在低於該第一電壓之第二電壓下之第二電力信號的一電力輸出接觸件;及能夠載送識別由第一對資料接觸件及第二資料接觸件所使用之通信協定之組態信號的一ID接觸件。在此實施例之各種額外版本中,接觸件係根據以下規則中之一或多者進行配置:(i)第一列及第二列中之第一對資料接觸件經定位而成彼此直接相對的鏡射關係;(ii)第一列及第二列中之第二對資料接觸件經定位而成彼此直接相對之鏡射關係;(iii)第一列及第二列中之接地接觸件經定位而跨越連接器之中心線彼此成對角線關係;(iv)第一列及第二列中之第一電力接觸件經定位而跨越連接器之中心線彼此成對角線關係;(v)第一列及第二列中之ID接觸件經定位而跨越連接器之第一四分之一線 彼此成對角線關係;及(vi)第一列及第二列中之第二電力接觸件經定位而跨越連接器之第二四分之一線彼此成對角線關係。
為了更佳地理解本發明之性質及優點,應參考以下描述及隨附諸圖。然而,應理解,諸圖中之每一者僅出於說明目的而提供且不意欲界定本發明之範疇之限制。又,作為一通用規則且除非與該描述(其中不同圖中之元件使用完全相同之參考數字)明顯相反,否則該等元件之功能或目的大體上完全相同或至少類似。
10‧‧‧音訊插頭
12‧‧‧導電尖端
14‧‧‧導電環
16‧‧‧導電套管
17‧‧‧絕緣環
18‧‧‧絕緣環
20‧‧‧音訊插頭
22‧‧‧導電尖端
24‧‧‧導電環
25‧‧‧導電環
26‧‧‧導電套管
27‧‧‧絕緣環
28‧‧‧絕緣環
29‧‧‧絕緣環
30‧‧‧微USB(通用串列匯流排)連接器
32‧‧‧本體
34‧‧‧金屬殼
35‧‧‧傾斜拐角
36‧‧‧接觸件
38‧‧‧內部空腔
40‧‧‧連接器
42‧‧‧本體/基座
42a‧‧‧前表面
43‧‧‧纜線
44‧‧‧凸片
44a‧‧‧第一主要表面
44b‧‧‧第二主要表面
44c‧‧‧第一相對側表面
44d‧‧‧第二相對側表面
44e‧‧‧末端表面/尖端
45a‧‧‧凹入區域
45b‧‧‧凹入區域
45c‧‧‧隆脊
45d‧‧‧隆脊
46‧‧‧接觸件區域
46a‧‧‧第一接觸件區域
46b‧‧‧第二接觸件區域
47a‧‧‧接地接觸件
47b‧‧‧接地接觸件
50‧‧‧插頭連接器
52‧‧‧框架/接地環
52a‧‧‧第一相對側
52b‧‧‧第二相對側
52c‧‧‧第三相對側
52d‧‧‧第四相對側
52e‧‧‧末端/側
54a‧‧‧第一保持特徵
54b‧‧‧第二保持特徵
55‧‧‧空腔
56a‧‧‧開口
56b‧‧‧開口
59‧‧‧中心平面/中心線
59a‧‧‧四分之一線
59b‧‧‧四分之一線
60‧‧‧插頭連接器
62‧‧‧框架/接地環
62a‧‧‧側部分
62b‧‧‧側部分
71(1)‧‧‧接觸件
71(2)‧‧‧接觸件
72(1)‧‧‧接觸件
72(2)‧‧‧接觸件
72(3)‧‧‧接觸件
72a‧‧‧側接觸件
72b‧‧‧側接觸件
73(1)‧‧‧接觸件
73(2)‧‧‧接觸件
73(3)‧‧‧接觸件
73(4)‧‧‧接觸件
73a‧‧‧側接地接觸件
73b‧‧‧側接地接觸件
74(1)‧‧‧接觸件
74(8)‧‧‧接觸件
75(1)‧‧‧接觸件
75(4)‧‧‧接觸件
75(7)‧‧‧接觸件
76(1)‧‧‧接觸件
76(4)‧‧‧接觸件
76(5)‧‧‧接觸件
76(8)‧‧‧接觸件
77(1)‧‧‧接觸件
77(3)‧‧‧接觸件
77(4)‧‧‧接觸件
77(7)‧‧‧接觸件
78(1)‧‧‧接觸件
78(5)‧‧‧接觸件
78(9)‧‧‧接觸件
80‧‧‧插頭連接器
82(1)‧‧‧電連接
82(2)‧‧‧電連接
82(3)‧‧‧電連接
82(4)‧‧‧電連接
85‧‧‧插座連接器
86‧‧‧外殼
87‧‧‧空腔
88(1)‧‧‧接觸件
88(2)‧‧‧接觸件
88(3)‧‧‧接觸件
88(4)‧‧‧接觸件
88a‧‧‧接地接觸件
88b‧‧‧接地接觸件
90‧‧‧連接器
95‧‧‧插座連接器
98(1)‧‧‧接觸件
98(2)‧‧‧接觸件
98(3)‧‧‧接觸件
98(a)‧‧‧側接觸件
98(b)‧‧‧側接觸件
99‧‧‧插頭連接器
100‧‧‧連接器/主機
102a‧‧‧保持特徵
102b‧‧‧保持特徵
104‧‧‧印刷電路板(PCB)
105‧‧‧接地環
106(1)‧‧‧接觸件
106(2)‧‧‧接觸件
106(3)‧‧‧接觸件
106(4)‧‧‧接觸件
106(5)‧‧‧接觸件
106(6)‧‧‧接觸件
106(7)‧‧‧接觸件
106(8)‧‧‧接觸件
106a‧‧‧腳位
106b‧‧‧腳位
108a‧‧‧特殊應用積體電路(ASIC)晶片
108b‧‧‧特殊應用積體電路(ASIC)晶片
109‧‧‧脊狀突起
109a‧‧‧表面
109b‧‧‧表面
110‧‧‧接合襯墊
140‧‧‧插座連接器
142‧‧‧插座外殼
145a‧‧‧閂鎖/保持機構
145b‧‧‧閂鎖/保持機構
146(1)‧‧‧接觸件
146(2)‧‧‧接觸件
146(3)‧‧‧接觸件
146(4)‧‧‧接觸件
146(5)‧‧‧接觸件
146(6)‧‧‧接觸件
146(7)‧‧‧接觸件
146(8)‧‧‧接觸件
147‧‧‧空腔
148(1)‧‧‧接觸件
148(2)‧‧‧接觸件
150‧‧‧切換電路
151‧‧‧開關
152‧‧‧開關
153‧‧‧開關
156‧‧‧開關
157‧‧‧開關
158‧‧‧開關
160‧‧‧USB充電器/配接器
160a‧‧‧腳位
160b‧‧‧腳位
162‧‧‧插頭連接器
163‧‧‧可選纜線
164‧‧‧連接器
165‧‧‧充電器
166(1)‧‧‧接觸件
166(2)‧‧‧接觸件
166(3)‧‧‧接觸件
166(4)‧‧‧接觸件
166(5)‧‧‧接觸件
166(6)‧‧‧接觸件
166(7)‧‧‧接觸件
166(8)‧‧‧接觸件
168a‧‧‧ID(識別)模組
168b‧‧‧電流調節器
169‧‧‧ESD(靜電放電)保護電路
170‧‧‧銜接台
180‧‧‧視訊配接器
190‧‧‧SD(安全數位)卡配接器
192‧‧‧插頭連接器
193‧‧‧纜線
194‧‧‧外殼
195‧‧‧SD卡讀取器
196(1)‧‧‧接觸件
196(2)‧‧‧接觸件
196(3)‧‧‧接觸件
196(4)‧‧‧接觸件
196(5)‧‧‧接觸件
196(6)‧‧‧接觸件
196(7)‧‧‧接觸件
196(8)‧‧‧接觸件
197‧‧‧微控制器
198‧‧‧SD卡介面
198a‧‧‧ID模組
198c‧‧‧鑑認模組
200‧‧‧配接器
201‧‧‧轉換電路
202‧‧‧連接器
204‧‧‧外殼
205‧‧‧連接器
206(1)‧‧‧接觸件
206(2)‧‧‧接觸件
206(3)‧‧‧接觸件
206(4)‧‧‧接觸件
206(5)‧‧‧接觸件
206(6)‧‧‧接觸件
206(7)‧‧‧接觸件
206(8)‧‧‧接觸件
207‧‧‧音訊/視訊轉換器
208‧‧‧資料轉換器
208a‧‧‧ID模組
208b‧‧‧電流調節器
208c‧‧‧鑑認模組
209‧‧‧電力轉換器
210‧‧‧鑑認處理器
215‧‧‧主機裝置
216‧‧‧插座連接器
220‧‧‧配件
222‧‧‧插頭連接器
300‧‧‧連接器
301‧‧‧接合襯墊
302a‧‧‧袋狀區域
302b‧‧‧袋狀區域
304‧‧‧印刷電路板(PCB)
305‧‧‧接地環
306(1)‧‧‧接觸件
306(2)‧‧‧接觸件
306(3)‧‧‧接觸件
306(4)‧‧‧接觸件
306(5)‧‧‧接觸件
306(6)‧‧‧接觸件
306(7)‧‧‧接觸件
306(8)‧‧‧接觸件
307‧‧‧窗口
308a‧‧‧例示性電子組件
308b‧‧‧例示性電子組件
310‧‧‧接合襯墊
312(1)‧‧‧接合襯墊
312(2)‧‧‧接合襯墊
312(3)‧‧‧接合襯墊
312(4)‧‧‧接合襯墊
312(5)‧‧‧接合襯墊
312(6)‧‧‧接合襯墊
312(7)‧‧‧接合襯墊
312(8)‧‧‧接合襯墊
313(1)‧‧‧焊料凸塊
313(2)‧‧‧焊料凸塊
313(3)‧‧‧焊料凸塊
313(4)‧‧‧焊料凸塊
313(5)‧‧‧焊料凸塊
313(6)‧‧‧焊料凸塊
313(7)‧‧‧焊料凸塊
313(8)‧‧‧焊料凸塊
314‧‧‧接合襯墊
315‧‧‧模製框架
316a‧‧‧接觸件總成
316b‧‧‧接觸件總成
318‧‧‧對準凸片
319a‧‧‧平面/
319b‧‧‧平面
320‧‧‧接地彈簧
321(1)‧‧‧金屬性突起/接觸件突起
321(2)‧‧‧金屬性突起/接觸件突起
321(3)‧‧‧金屬性突起/接觸件突起
321(4)‧‧‧金屬性突起/接觸件突起
321(5)‧‧‧金屬性突起/接觸件突起
321(6)‧‧‧金屬性突起/接觸件突起
321(7)‧‧‧金屬性突起/接觸件突起
321(8)‧‧‧金屬性突起/接觸件突起
321(9)‧‧‧金屬性突起/接觸件突起
321(10)‧‧‧金屬性突起/接觸件突起
321(11)‧‧‧金屬性突起/接觸件突起
321(12)‧‧‧金屬性突起/接觸件突起
321(13)‧‧‧金屬性突起/接觸件突起
321(14)‧‧‧金屬性突起/接觸件突起
321(15)‧‧‧金屬性突起/接觸件突起
321(16)‧‧‧金屬性突起/接觸件突起
322a‧‧‧彈簧臂
322b‧‧‧彈簧臂
323‧‧‧對準柱
324a‧‧‧隆凸
324b‧‧‧隆凸
325(1)‧‧‧可壓扁之梳
325(2)‧‧‧可壓扁之梳
325(3)‧‧‧可壓扁之梳
325(4)‧‧‧可壓扁之梳
325(5)‧‧‧可壓扁之梳
325(6)‧‧‧可壓扁之梳
325(7)‧‧‧可壓扁之梳
325(8)‧‧‧可壓扁之梳
326‧‧‧導孔
328‧‧‧熱壓工具
329‧‧‧梯狀物
331‧‧‧箭頭
335‧‧‧模製工具
336‧‧‧梯狀物
337‧‧‧箭頭
338‧‧‧介電質包覆成型
341‧‧‧配合表面
342‧‧‧纜線束
343‧‧‧導體
345a‧‧‧屏蔽物
345b‧‧‧屏蔽物
346‧‧‧凸片
347‧‧‧連接器本體
348‧‧‧應力減輕套管
349‧‧‧箱體
350‧‧‧接合材料
351‧‧‧注射器與針頭總成
400‧‧‧電子媒體裝置
405‧‧‧音訊插頭插座
420‧‧‧使用者輸入組件
425‧‧‧輸出組件
430‧‧‧控制電路
435‧‧‧圖形電路
445‧‧‧記憶體
450‧‧‧儲存裝置
455‧‧‧通信電路
460‧‧‧POM(位置、定向或移動感測器)感測器
480‧‧‧電子媒體裝置
482‧‧‧多目的按鈕
484‧‧‧觸控式螢幕顯示器
485‧‧‧揚聲器
486‧‧‧插座連接器
488‧‧‧插座連接器
490‧‧‧裝置外殼
圖1A及圖1B分別展示先前已知之TRS及TRRS音訊插頭連接器的透視圖;圖2A展示先前已知之微USB插頭連接器之透視圖,而圖2B展示圖2A中所展示之微USB連接器的正視平面圖;圖3A為根據本發明之一項實施例之插頭連接器40的簡化俯視圖;圖3B及圖3C分別為圖3A中所展示之連接器40的簡化側視圖及正視圖;圖4A至圖4E為根據本發明之連接器40之替代實施例的正視圖;圖5A及圖5B為根據本發明之另一實施例的插頭連接器50之簡化俯視圖及側視圖;圖5C及圖5D為可包括於本發明之一些實施例中的接地環之一項實施例的簡化俯視透視圖及仰視透視圖;圖6A為根據本發明之另一實施例之插頭連接器60的簡化俯視圖;圖6B為根據本發明之接地環之另一實施例的簡化透視圖;圖7A至圖7H為根據本發明之不同實施例之接觸件區域46內之接觸件佈局的簡化俯視圖; 圖8A及圖8B為根據本發明之一實施例的在凸片44之每一主要相對表面上具有四個接觸件之插頭連接器80之一實施例的簡化圖;圖8C為圖8A及圖8B中所展示之插頭連接器80沿著線A-A'的簡化橫截面示意圖;圖9A及圖9B為描繪根據本發明之一項實施例的插頭連接器80中之接觸件在不同插入定向上與插座連接器85中之對應接觸件對準的圖;圖10A及圖10B為根據本發明之一實施例的在凸片44之每一相對表面上具有四個接觸件之插頭連接器90之另一實施例的簡化圖;圖10C為圖10A中所展示之插頭連接器90沿著線B-B'的簡化橫截面示意圖;圖11A及圖11B為描繪根據本發明之一項實施例的插頭連接器90中之接觸件在不同插入定向上與插座連接器85中之對應接觸件對準的圖;圖12A為根據本發明之一項實施例的在凸片44之每一相對表面上具有三個接觸件之插頭連接器99之另一實施例的簡化圖;圖12B及圖12C為描繪根據本發明之一項實施例的插頭連接器99中之接觸件在不同插入定向上與插座連接器95中之對應接觸件對準的圖;圖13A為根據本發明之一項實施例的具有形成於凸片44之每一相對表面上之八個接觸件之插頭連接器100的簡化透視圖;圖13B及圖13C為圖13A中所展示之插頭連接器100的簡化俯視圖及仰視圖;圖14A為說明根據本發明之一項實施例之連接器100之腳位配置的圖;圖14B為說明根據本發明之另一實施例之連接器100之腳位配置 的圖;圖15A為根據本發明之一實施例之插座連接器140的示意性表示;圖15B為根據本發明之一項實施例之插座連接器140的正視平面圖;圖15C及圖15D為說明根據本發明之兩個不同實施例的連接器140之腳位配置的圖,該連接器140經組態以配合具有分別如圖14A及圖14B中所展示之腳位106a及106b的插頭連接器;圖16A至圖16K為描繪根據本發明之一項實施例的與將插頭連接器100配合至插座連接器140相關聯之事件序列的簡化圖;圖17為根據本發明之一實施例的耦接至主機裝置內之切換電路150之插座連接器140的示意性表示;圖18為具有在一末端處之USB連接器及在另一末端處的根據本發明之實施例之連接器的USB充電器/配接器纜線160的簡化透視圖;圖19A為描繪根據本發明之一項實施例的圖18中所展示之插頭連接器162之接針位置的圖,其中連接器162與圖14A中所展示之腳位相容;圖19B為描繪根據本發明之另一實施例的圖18中所展示之插頭連接器162之接針位置的圖,其中連接器162與圖14B中所展示之腳位相容;圖20為根據本發明之一實施例之USB充電器/配接器160的簡化示意性表示;圖21為根據本發明之一實施例之銜接台170的簡化透視圖;圖22為根據本發明之一實施例之視訊配接器180的簡化俯視平面圖;圖23A為描繪根據本發明之一項實施例的圖22中所展示之插頭連 接器182之接針位置的圖,其中連接器182與圖14A中所展示之腳位相容;圖23B為描繪根據本發明之一項實施例的圖22中所展示之插頭連接器182之接針位置的圖,其中連接器182與圖14B中所展示之腳位相容;圖24為根據本發明之一實施例之視訊配接器180的簡化示意性表示;圖25為根據本發明之一實施例之SD卡配接器190的簡化俯視平面圖;圖26A為描繪根據本發明之一項實施例的圖25中所展示之插頭連接器192之接針位置的圖,其中連接器192與圖14A中所展示之腳位相容;圖26B為描繪根據本發明之另一實施例的圖25中所展示之插頭連接器192之接針位置的圖,其中連接器192與圖14B中所展示之腳位相容;圖27為根據本發明之一實施例之視訊配接器190的簡化示意性表示;圖28A為根據本發明之一實施例之配件配接器200的簡化示意性表示;圖28B為描繪根據本發明之一項實施例的包括於配接器200內之連接器205之腳位的圖;圖29為描繪根據本發明之一項實施例的與製造圖13A至圖13C中所展示之連接器100相關聯之步驟的流程圖;圖30A至圖30T描繪處於關於圖29所論述之不同製造階段之連接器100的各視圖;圖31為描繪根據本發明之一項實施例的與如圖29中所展示之步驟 130中所進行將接觸件總成附接至印刷電路板相關聯之各子步驟的流程圖;圖32為本發明之實施例可併入於其中或供其使用的合適電子媒體裝置之簡化說明性方塊圖;及圖33描繪適合於供本發明之實施例使用的電子媒體裝置之一個特定實施例的說明性呈現。
現將參考如在隨附圖式中所說明的本發明之特定實施例來詳細描述本發明。在以下描述中,闡述眾多特定細節以提供對本發明的透徹理解。然而,熟習此項技術者將顯而易見,可在無此等特定細節中的一些或全部的情況下實踐本發明。在其他情形下,已不詳細描述熟知細節以便不會不必要地使得本發明不清楚。
為了較佳地瞭解且理解本發明,首先參看圖3A至圖3C,圖3A至圖3C分別為根據本發明之一項實施例之雙定向插頭連接器40的簡化之俯視圖、側視圖及正視圖。連接器40包括一本體42及在平行於連接器40之長度的方向上縱向延伸遠離本體42的一凸片部分44。如圖3A及圖3B中所展示,纜線43可視情況在與凸片部分44相對之一末端處附接至本體42。凸片44經設定大小以在配合事件期間插入至對應插座連接器,且包括形成於第一主要表面44a上的一第一接觸件區域46a及形成於與表面44a相對之第二主要表面44b處的一第二接觸件區域46b(圖3A至圖3C中未圖示)。凸片44亦包括在第一主要表面44a與第二主要表面44b之間延伸的第一及第二相對側表面44c、44d。
接觸件區域46a及46b處於相對之側表面44c及44d之間的中心處,且複數個外部接觸件(圖3A至圖3C中未展示)可在每一接觸件區域中形成於凸片44之外表面處。該等接觸件可自凸片44之外表面凸起、自凸片44之外表面凹入或與凸片44之外表面齊平且定位於接觸件區域內, 以使得當凸片44插入至對應插座連接器中時該等接觸件可電耦接至插座連接器中之對應接觸件。在一些實施例中,該複數個接觸件為自我清潔之擦拭接觸件,其在於配合事件期間最初與插座連接器接觸件接觸之後在到達最終之所要接觸位置之前以擦拭運動進一步滑動越過插座連接器接觸件。區域46a及46b內之接觸件可由銅、鎳、黃銅、不鏽鋼、金屬合金或任何其他適當導電材料或導電材料之組合製成。在一些實施例中,可使用類似於用以將接觸件印刷於印刷電路板上之彼等技術的技術將接觸件印刷於表面44a及44b上。在一些其他實施例中,該等接觸件可自一引線框架壓印,定位於區域46a及46b內且由介電材料圍繞。
在一些實施例中,一或多個接地接觸件可形成於凸片44上。舉例而言,圖3A及圖3B展示形成於第一側表面44c上之一接地接觸件47a及形成於與接地接觸件47a相對之第二側表面44d上的一接地接觸件47b。作為另一實例,除了接地接觸件47a、47b以外或替代接地接觸件47a、47b,一或多個接地接觸件可形成於連接器40之遠處尖端處之末端表面44e上。在一些實施例中,一或多個接地接觸件中之每一者可形成於其各別側表面之外部部分上或形成其各別側表面之外部部分的部分。在其他實施例中,一或多個接地接觸件可形成於形成於側表面44c、44d中之每一者上的一袋狀區域、壓痕、凹口或類似之凹入區域內及/或作為形成於側表面44c、44d中之每一者上的一袋狀區域、壓痕、凹口或類似之凹入區域的部分,如以下詳細描述,該等側表面44c、44d操作性地與對應插座連接器中之保持機構嚙合。
凸片44可具有180度對稱之雙定向設計,其使得連接器能夠在表面44a面朝上之第一定向或表面44a旋轉180度且面朝下之第二定向兩者上插入至對應插座連接器中。為了允許連接器40之定向不可知之特徵,連接器40未經極化。亦即,連接器40不包括一實體按鍵,該實體 按鍵經組態以與對應插座連接器中之匹配按鍵配合且確保兩個連接器之間的配合僅發生於單一定向上。另外,接觸件可定位於接觸件區域46a及46b內,以使得區域46a中之個別接觸件經配置而與位於凸片44之相對側上的區域46b中之個別接觸件對稱,且形成於連接器凸片44之尖端處或側部上的接地接觸件亦可以對稱方式配置。接觸件之對稱配置允許在區域46a或46b中的插頭連接器之接觸件適當地與插座連接器中之接觸件對準而無關於定向。
在一些實施例中,凸片44經塑形以使得若凸片沿著平分凸片44之中心之水平平面(如在圖3C中藉由平面P1所展示)劃分為頂部及底部兩半,則凸片44之上半部分之橫截面的實體形狀實質上與下半部分之橫截面的實體形狀相同。類似地,若凸片44沿著平分凸片之中心之垂直平面(如在圖3C中藉由平面P2所展示)劃分為左邊及右邊兩半,則凸片44之左半部分的實體形狀實質上與右半部分之形狀相同。在其他雙定向實施例中,凸片44之橫截面形狀不需要完全對稱,只要連接器不包括防止連接器在兩個不同定向上插入至對應插座連接器中的按鍵且接觸件在任一定向上與對應插座連接器中之接觸件適當地對準即可。
除了180度對稱以外,根據本發明之一些實施例的雙定向設計之插頭連接器使得形成於連接器之表面44a處的每一接觸件與在連接器之相對側上之表面44b上的對應接觸件電連接。亦即,在本發明之一些實施例中,接觸件區域46a中之每一接觸件電連接至接觸件區域46b中之對應接觸件。因此,待由插頭連接器載送之任何給定信號係經由接觸件區域46a內之接觸件以及區域46b內之接觸件發送。本發明之一些實施例之此態樣的效應在於,相比較於在形成於區域46a及46b中之接觸件彼此電隔離且指定用於不同信號的情況,可由給定數目之接觸件載送的不同信號之數目得以減半。然而,此特徵提供一益處在於:對應插座連接器僅需要具有在其空腔內之一個表面(例如,頂部表面 或底部表面)上的接觸件。可因此使得該插座連接器薄於具有在其空腔之頂部表面及底部表面兩者上之接觸件的插座連接器,此又使得收納該插座連接器之電子裝置亦較薄。
本體42大體上為在使用者將連接器40插入至對應插座連接器中或自對應插座連接器移除連接器40時將握持的連接器40之部分。本體42可以多種材料製成且在一些實施例中係由諸如在射出模製製程中形成之熱塑性聚合物的介電材料製成。儘管圖3A或圖3B中未展示,但纜線43之一部分及凸片44之一部分可在本體42內延伸且由本體42封閉。可針對本體42內之纜線43中的個別電線進行至接觸件區域46a、46b中之接觸件的電接觸。在一項實施例中,纜線43包括複數個個別經絕緣電線,區域46a及46b內之每一電學上唯一之接觸件對應一個電線,該等電線經焊接以接合本體42內收納之印刷電路板(PCB)上的襯墊。PCB上之每一接合襯墊電耦接至接觸件區域46a或46b中之一者內的對應之個別接觸件。又,一或多個積體電路(IC)可在本體42內操作性地耦接至區域46a、46b內之接觸件,以提供關於連接器40及/或該連接器為其部分之配件的資訊或執行如以下詳細描述之其他特定功能。
在圖3A及圖3B中所說明的實施例中,本體42具有形狀大體上匹配但略微大於凸片42之橫截面的矩形橫截面。然而,如關於圖4A至圖4E所論述,本體42可具有多種形狀及大小。舉例而言,本體42可具有含圓形或成角度邊緣之矩形橫截面(本文中稱作「大體上矩形」之橫截面)、圓形橫截面、橢圓形橫截面以及許多其他合適形狀。在一些實施例中,連接器40之本體42及凸片44兩者具有相同之橫截面形狀且具有相同之寬度及高度(厚度)。作為一項實例,本體42及凸片44可進行組合以形成一實質上扁平、均勻之連接器,其中本體及凸片看起來像是一個。在其他實施例中,本體42之橫截面具有與凸片44之橫截面不同的形狀,例如,本體42可具有彎曲之上部及下部表面及/或彎 曲之側表面,而凸片44實質上為扁平的。
又,圖3A至圖3C中所展示之實施例包括作為纜線連接器之部分的連接器40。在一些實施例中,根據本發明之插頭連接器用於諸如銜接台、時鐘收音機及其他配件或電子裝置的裝置中。在此等實施例中,凸片44可直接延伸至與銜接台、時鐘收音機或其他配件或電子裝置相關聯的外殼之外。與配件或裝置相關聯之外殼(其可經塑形而與本體42極為不同)可接著被視為連接器之本體。
雖然在圖3A至圖3C中將凸片44展示為具有實質上矩形且實質上扁平之形狀,但在本發明之一些實施例中,第一主要表面44a及第二主要表面44b可具有匹配其之凸的或凹的曲率或可具有一中心位於凸片44之側部之間的匹配凹入區域。接觸件區域46a及46b可形成於凹入區域中,且該等凹入區域可(例如)自凸片44之遠處尖端延伸遠至基座42或可僅沿著凸片44之長度之一部分(例如,在凸片長度之½至¾之間)延伸在未達到基座42之一點處結束。側表面44c及44d亦可具有匹配之凸的或凹的曲率。
大體而言,根據如以下所描述之連接器40之雙定向設計,表面44a及44b之形狀及曲率彼此鏡射,表面44c及44d之形狀及曲率亦然。另外,雖然圖3A至圖3C將表面44c、44d展示為具有明顯小於表面44a、44b之寬度的寬度(例如,小於或等於表面44a、44b之寬度的四分之一或一半),但在本發明之一些實施例中,側表面44c、44d具有相對接近於或甚至等於或寬於表面44a、44b之寬度的寬度。
圖4A至圖4E為本體42及/或凸片44具有不同橫截面形狀的連接器40之實施例的簡化正視平面圖。舉例而言,在圖4A中,主要表面44a及44b為略微凸的,而在圖4B及圖4C中,側表面44c及44d為圓形。圖4C描繪具有分別形成於凸片44之主要表面44a及44b處之凹入區域45a及45b之連接器的實例。該等凹入區域自凸片44之遠處尖端沿著凸片 44之長度的一部分延伸且中心位於側表面44c及44d之間。圖4D描繪連接器之一實例,其中凸片44具有一狗骨頭(dog-bone)形狀之橫截面,其中隆脊45c及45d形成於凸片之側部。對應插座連接器可包括一空腔,該空腔經塑形以匹配隆脊以使得隆脊45c、45d在配合事件期間幫助將連接器對準至空腔中。圖4E描繪連接器之一實施例,其中本體42具有與凸片44大致相同之寬度但在高度方向上大於凸片。熟習此項技術者將理解,圖3C及圖4A至圖4E僅為本體42及凸片44之合適橫截面形狀的實例,且在本發明之各種實施例中可將許多其他橫截面形狀用於本體42及凸片44中之每一者。
凸片44可由多種材料製成,包括金屬、介電質或其組合。舉例而言,凸片44可為具有直接印刷於其外表面上之接觸件的一陶瓷基座,或可包括由彈性材料製成之一框架,該框架包括附接至該框架之可撓性電路。在一些實施例中,凸片44包括一主要或專門由金屬(諸如,不鏽鋼)製成之外部框架,且接觸件區域46a及46b形成於框架之開口內,如(例如)圖5A至圖5C中所展示。
圖5A及圖5B為根據本發明之一實施例的插頭連接器50之簡化俯視圖及側視圖。插頭連接器50包括與插頭連接器40相同之特徵中的許多者,但進一步包括第一保持特徵54a及第二保持特徵54b,第一保持特徵54a及第二保持特徵54b經調適以與對應插座連接器上之保持特徵嚙合以在配合事件期間將該等連接器緊固在一起。另外,有時稱作殼且當由導電材料製成時可稱作接地環的框架52為連接器提供了結構支撐且界定了凸片44之外部形狀。
如分別為框架52之簡化透視俯視圖及仰視圖的圖5C及圖5D中所展示,框架可包括在框架之寬度及長度維度上延伸的第一及第二相對側52a、52b、於高度及長度維度上在第一側與第二側之間延伸的第三及第四相對側52c、52d,及於寬度及高度維度上在框架之遠處末端處 於第一側與第二側之間以及在第三側與第四側之間延伸的末端52e。側52a至52e構成一空腔55,該空腔55可收納連接器50之部分。空腔55之相對開口56a及56b分別形成於側52a及52b中。開口56a界定第一接觸件區域46a之位置,而開口56b(其在一些實施例中具有與開口56a相同之大小及形狀)界定第二接觸件區域46b之位置。因此,如圖5C及圖5D中所展示,該等接觸件區域中之每一者在X軸及Y軸上完全由框架52之外表面圍繞。當框架52由諸如不鏽鋼或另一堅硬導電金屬之導電材料製成時,此組態特別有用。在此等實施例中,框架52可接地(且因此可稱作接地環52)以便使得原本可發生於連接器50之接觸件上的干擾最小化。因此,在一些實施例中,接地環52可提供靜電放電(ESD)保護及電磁相容性(EMC),且充當用於經由連接器載送之所有信號的單一接地參考。
第一保持特徵54a及第二保持特徵54b可形成於框架52內之凸片44的相對側上。保持特徵54a、54b為一保持系統之部分,該保持系統包括插頭連接器上之一或多個特徵,該等特徵經調適以與對應插座連接器上之一或多個特徵嚙合以便在將插頭連接器插入至插座連接器中時將連接器緊固在一起。在所說明實施例中,保持特徵54a、54b為在凸片44之自表面44a延伸至表面44b之側表面中的半圓形壓痕。該等保持特徵可廣泛地變化,且可包括僅形成於側表面處且不延伸至其上形成接觸件區域46a、46b之表面44a、44b中之任一者的成角度壓痕或凹口、袋狀區域,或其他凹入區域。該等保持特徵經調適以與可類似地廣泛變化之插座連接器上之保持機構嚙合。該(等)保持機構可為(例如)包括一適配於壓痕54a、54b內之尖端或表面的一或多個彈簧、一或多個彈簧加載之掣子,或類似閂鎖機構。保持系統(其包括保持特徵54a、54b及插座連接器上之對應保持機構)可經設計以提供特定插入及抽出力,以使得將插頭連接器插入至插座連接器中所需要的保持 力高於自插座連接器移除插頭連接器所需要的抽出力。
雖然保持特徵54a、54b在圖5A至圖5C中展示為具有凹式(female)配合特性,且與插座連接器相關聯之保持機構在上文描述為具有移動至保持特徵54a、54b中的凸式(male)特性,但在其他實施例中此等角色可不同。舉例而言,在一項實施例中,保持特徵54a、54b可為彈簧加載之突出物,該等突出物與插座連接器上之凹式保持機構嚙合。在其他實施例中,特徵54a、54b中之一者可為凸式定向的而特徵54a、54b中之其他者為凹式定向的。在其他實施例中,可使用其他保持機構,諸如,機械的或磁性的閂鎖或垂直插入機構。另外,雖然保持特徵54a及54b在圖5A中展示為係形成於框架52中,但在本發明之不包括框架之實施例中,該等保持特徵可形成於構成凸片44之任何結構或材料中。
保持特徵54a、54b亦可位於沿著連接器50之多個位置處,包括沿著凸片44之側表面及/或凸片44之頂部表面及底部表面。在一些實施例中,保持特徵54a、54b可位於本體42之前表面42a上,且經調適以與位於插座連接器之前部外表面上之保持機構嚙合。在圖5A至圖5C中所說明的實施例中,保持特徵54a、54b定位於凸片44之最後三分之一長度內。發明者已判定使保持特徵及對應閂鎖機構定位於插座連接器中而接近於插頭連接器之末端幫助在插頭連接器處於插座連接器內之嚙合位置中時較佳地側向地緊固連接器。
現參看圖6A及圖6B。圖6A為根據本發明之另一實施例之插頭連接器60之簡化俯視圖,而圖6B為形成連接器60之凸片44之部分之框架62的簡化透視圖。框架62為一U形框架,其自連接器60之遠處尖端沿著連接器之側部朝向本體42延伸且具有等於連接器60之厚度(T)的厚度。框架62包括側部分62a、62b,該等側部分62a、62b在不同實施例中可具有變化之長度。在一些實施例中,側62a、62b延伸越過接觸 件區域46a、46b遠至連接器之本體42。在其他實施例中,該等側可延伸越過接觸件區域46a、46b但不遠至本體42(如圖7B中所展示);可準確地延伸至接觸件區域46a、46b之末端或可相對較短且僅部分地沿著接觸件區域之長度延伸。接觸件區域46a、46b位於相對側62a、62b之間。如同框架52,框架62可由導電材料製成且稱作接地環62。
以上所論述之連接器40、50或60(以及連接器80、90、100及以下所論述之其他連接器)中之任一者中的接觸件區域46a、46b可包括任何數目之外部接觸件,以多種不同圖案配置之自一個至二十個或二十個以上。圖7A至圖7H提供根據本發明之不同實施例的接觸件區域46內之接觸件配置的不同實例。如圖7A中所展示,接觸件區域46可包括居中且對稱地定位於接觸器區域內之兩個接觸件71(1)及71(2)。類似地,圖7B描繪具有居中且對稱地定位於接觸件區域內之三個接觸件72(1)...72(3)的接觸件區域46,而圖7C及圖7D分別描繪具有四個此等接觸件73(1)...73(4)及八個此等接觸件74(1)...74(8)的接觸件區域46。
在一些實施例中,個別接觸件可大小不同。舉例而言,在一或多個接觸件專用以載送高電力或高電流的情況下,此可尤其有用。圖7E描繪一個此實施例,其中七個接觸件75(1)...75(7)呈單一列配置於接觸件區域46內,且中心接觸件75(4)寬為其他接觸件之兩倍或三倍。
雖然圖7A至圖7E中之每一者包括在區域46內之單一列之接觸件,但本發明之一些實施例可包括兩列、三列或三列以上之接觸件。作為實例,圖7F中所展示之接觸件區域46包括兩列之四個接觸件76(1)...76(4)及76(5)...76(8),其中每一列處於接觸件區域之側之間的中心處且相對於一橫穿接觸件區域之長度的中心線對稱地間隔開;圖7G展示具有定位於接觸件區域內的第一列之三個接觸件77(1)...77(3)及第二列之四個接觸件77(4)...77(7)的接觸件區域46;且圖7H描繪具 有三列之三個接觸件總共九個接觸件78(1)...78(9)的接觸件區域46。
圖7A至圖7H中所展示之接觸件區域46中的每一者代表根據本發明之特定實施例的區域46a及46b兩者。亦即,根據本發明之一項實施例,插頭連接器可包括兩個接觸件區域46a及46b,其中每一者包括如在圖7A中之區域46中所展示的兩個接觸件。在另一實施例中,插頭連接器可包括接觸件區域46a及46b,其中每一者包括如圖7B中所展示之三個接觸件。本發明之其他實施例包括:具有如圖7C中之區域46中所展示之接觸件區域46a及46b的插頭連接器;具有如圖7D中之區域46中所展示之接觸件區域46a及46b的插頭連接器;具有如圖7E中之區域46中所展示之接觸件區域46a及46b的插頭連接器;具有如圖7F中之區域46中所展示之接觸件區域46a及46b的插頭連接器;具有如圖7G中之區域46中所展示之接觸件區域46a及46b的插頭連接器;及具有如圖7H中之區域46中所展示之接觸件區域46a及46b的連接器40。
區域46a、46b內之接觸件可包括指定用於多種信號之接觸件,包括電力接觸件、接地接觸件、類比接觸件及數位接觸件以及其他接觸件。在一些實施例中,一或多個接地接觸件形成於區域46a及46b中,而在其他實施例中,接地接觸件僅位於連接器40之尖端44e處及/或在側表面44c、44d上。使用在沿著連接器40之周邊側及/或尖端表面之一或多個位置處而非在接觸件區域46a及46b內之接地接觸件的實施例可使得連接器凸片44之總佔據面積小於包括在接觸件區域46a或46b中之接地接觸件的類似連接器。
區域46a、46b內之電力接觸件可載送任何電壓之信號,且(作為一實例)可載送在2伏特至30伏特之間的信號。在一些實施例中,在區域46a、46b中包括多個電力接觸件以載送可用於不同目的之不同電壓位準的電力信號。舉例而言,可在區域46a、46b中包括用於遞送用以對連接至連接器40之配件裝置供電的在3.3伏特下之低電流電力的一 或多個接觸件以及用於遞送用於對耦接至連接器40之攜帶型媒體裝置充電的在5伏特下之高電流電力的一或多個接觸件。如關於圖7E所論述,在一些實施例中,區域46a、46b內之一或多個電力接觸件可大於其他接觸件以更有效地使得較大接觸件能夠載送高電力及/或高電流。在其他實施例中,多個接觸件可電耦接在一起以提供用於載送高電力及/或高電流的一或多個「較大接觸件」。舉例而言,在一項實施例中,圖7D中所展示之接觸件74(4)及75(5)可電耦接在一起以充當單一電力接觸件。
可包括於接觸件區域46a、46b中之類比接觸件的實例包括用於針對音訊輸出信號及音訊輸入信號兩者之單獨左通道及右通道的接觸件,以及用於視訊信號(諸如,RGB視訊信號、YPbPr分量視訊信號及其他視訊信號)的接觸件。類似地,可藉由區域46a、46b中之接觸件載送包括資料信號之許多不同類型之數位信號,資料信號諸如USB信號(包括USB 1.0、2.0及3.0)、火線(FireWire)(亦稱作IEEE 1394)信號、UART信號、Thunderbolt信號、SATA信號及/或任何其他類型之高速串列介面信號或其他類型之資料信號。接觸件區域46a、46b內之數位信號亦可包括用於數位視訊之信號,諸如,DVI信號、HDMI信號及顯示埠(Display Port)信號,以及執行使得能夠偵測及識別連接器40之裝置或配件之功能的其他數位信號。
在一些實施例中,(例如)使用射出模製技術將介電材料填充於接觸件區域46a、46b中之個別接觸件之間,以使得該介電材料與接觸件之上部表面齊平。該介電材料使得鄰近接觸件彼此分離,且使得接觸件區域中之接觸件之組與圍繞該等接觸件之接地環之框架或金屬表面分離。在一些實施例中,介電材料及接觸件形成凸片44之齊平之外表面,該外表面提供了跨越凸片44之表面的平滑、一致之感,而在其他實施例中,接觸件區域46a、46b中之每一者(包括介電材料及接觸件) 可凹入極小量(例如,介於0.2mm與0.01mm之間)以幫助確保無個別接觸件突出高於框架52之外表面,此增大了靈敏度,在超過一千次使用循環後突出或「出眾」之接觸件將由於某種原因而被以機械方式自連接器強行去除。另外,為了改良穩固性及可靠性,連接器40可完全密封且不包括移動部分。
為了較佳地理解及瞭解本發明之一些實施例之180度對稱的雙定向設計,參看圖8A至圖8C,圖8A至圖8C描繪根據本發明之一特定實施例的插頭連接器80,其包括形成於接觸件區域46a及46b中之每一者內之四個個別接觸件。具體而言,圖8A及圖8B分別為連接器80之第一側44a及相對之第二側44b的簡化圖,而圖8C為連接器80之沿著線A-A'(圖8A中所展示)的簡化橫截面圖,其亦包括連接器之接觸件之間的電連接之示意性表示。如圖8C中所展示,在連接器80之表面44a處之接觸件73(1)...73(4)中的每一者藉由以示意性形式表示之一電連接82(1)...82(4)而電耦接至在表面44b處直接與其自身相對的接觸件。為了參考簡單起見,一起電耦接於連接器之兩個不同側上的接觸件藉由同一接觸件編號指代,且有時在本文中稱作接觸件之「對應對」或「匹配連接之接觸件」。可以多種方式進行接觸件之對應對之間的電接觸。在一些實施例中,在凸片44或本體42內進行對應對中之接觸件之間的電接觸。作為一項實例,包括印刷於其上部及下部表面上之接觸件襯墊的印刷電路板(PCB)可在凸片44內延伸。通孔或介層孔可形成於印刷電路板中而直接在相對表面上之接觸件襯墊之間,且以導電材料(例如,銅)填充,以將形成於上部表面上之每一接觸件襯墊電連接至相對表面上之對應接觸件襯墊。焊接至PCB之一側上之接觸件襯墊的在連接器之表面44a處之個別接觸件可因此電連接至焊接至PCB之另一側上之接觸件襯墊的在表面44b處之匹配連接之接觸件。在接地環不圍繞在連接器之尖端處之接觸件的其他實施例中,替代於經由 凸片44電連接,接觸件可藉由纏繞連接器之尖端自表面44a至表面44b而耦接在一起。
現轉向圖8A及連接器80之雙定向態樣,接觸件區域46a可包括形成於該區域內之四個均勻間隔之接觸件73(1)...73(4)。相對於垂直於連接器50且沿著其長度穿過連接器50之中間的中心平面59,接觸件73(1)及73(2)跨越中心線59與接觸件73(3)及73(4)成鏡射關係。亦即,自中心線59至接觸件73(2)之間距與自中心線59至接觸件73(3)之間距相同。又,自中心線59至接觸件73(1)之間距與自中心線59至接觸件73(4)之間距相同。接觸件73(1)、73(4)及73(2)、73(3)之對中每一者中的接觸件亦相對於彼此與連接器之側44c及44d相等地間隔開,且以距末端表面44e之相等距離沿著凸片44之長度間隔開。
類似地,在圖8B中,接觸件區域46b包括與區域46a相同數目之接觸件,該等接觸件亦根據與區域46a中之間距相同的間距間隔開。因此,接觸件區域46b包括根據與區域46a內之接觸件73(1)...73(4)相同之佈局及間距在區域46b內間隔開的四個接觸件73(1)...73(4)。因為區域46a及46b中之接觸件的佈局及間距完全相同(沒有表面44a或44b中之一者上之某種標誌或標記),所以表面及表面44a、44b中之每一者上的接觸件佈局可看起來完全相同或至少實質上相同。
如以上所提及,連接器80可與具有在一內部表面上之單組接觸件(除接地接觸件以外)的插座連接器配合。作為一實例,圖9A及圖9B為描繪在兩個不同的可能配合定向上與插座連接器85配合之插頭連接器80的簡化圖。插座連接器85包括界定空腔87之一外殼86。接觸件88(1)...88(4)係沿著空腔87之第一內部表面定位,且接地接觸件88(a)及88(b)定位於空腔之側面內部表面上。在與第一內部表面相對之第二內部表面上無接觸件。
如圖9A及圖9B中所展示,當連接器80之凸片44完全插入於空腔 87內時,接觸件73(1)...73(4)中之每一者與接觸件88(1)...88(4)中之一者對準且實體接觸,而無關於連接器80在兩個可能定向(本文中為了方便起見稱作「向上」或「向下」,但應瞭解,此等為相對術語,其意欲僅暗示連接器之定向的180度改變)中之哪一者上插入至空腔87中。當連接器80以側44a向上(圖9A)插入於空腔87內時,接觸件73(1)與接觸件88(1)對準,接觸件73(2)與接觸件88(2)對準,接觸件73(3)與接觸件88(3)對準,且接觸件73(4)與接觸件88(4)對準。當連接器80以側44b向上(圖9B)插入於空腔87內時,接觸件不同地對準以使得接觸件73(4)與接觸件88(1)對準,接觸件73(3)與接觸件88(2)對準,接觸件73(2)與接觸件88(3)對準,且接觸件73(1)與接觸件88(4)對準。另外,當插頭連接器80包括側接地接觸件73a、73b時,每一側接觸件在如圖9A及圖9B中所展示之兩個可能之插入定向中的任一者上自插座連接器85與側接地接觸件88a、88b中之一者對準。
因此,無論插頭連接器80在「向上」抑或「向下」位置中插入至插座連接器85中,可在插頭連接器及插座連接器中之接觸件之間進行適當之電接觸。本發明之一些實施例進一步關於一電子主機裝置,其包括一插座連接器及基於插頭連接器之插入定向來切換插座連接器接觸件接針之功能性的電路。在一些實施例中,插座連接器或收納該插座連接器之主機電子裝置中的感測電路可偵測插頭連接器之定向,且設定軟體及/或硬體開關以將內部連接切換至插座連接器中之接觸件且在適當時適當地將插座連接器之接觸件匹配至插頭連接器之接觸件。此電路之各種實施例的細節闡述於同時申請且共同所有之美國申請案第___號(代理人案號第90911-825181號)中,該案之全部內容出於所有目的併入本文中。
在一些實施例中,插頭連接器之定向可基於一實體定向按鍵(其與極化按鍵不同之處在於定向按鍵未防止插頭連接器在多個定向上插 入至插座連接器中)進行偵測,該實體定向按鍵取決於插頭連接器之定向而與插座連接器中之對應定向接觸件嚙合或不嚙合。連接至定向接觸件之電路可接著判定插頭連接器在兩個可能定向中之哪一者上插入至插座連接器中。在其他實施例中,可藉由偵測接觸件中之一或多者處的特性(例如,電壓或電流位準)或藉由使用交握演算法經由接觸件中之一或多者發送及接收信號來判定插頭連接器之定向。操作性地耦接至插座連接器的主機裝置內之電路可接著設定軟體及/或硬體開關以將插座連接器之接觸件適當地匹配至插頭連接器之接觸件。
雖然連接器80之接觸件區域46a中的每一接觸件電連接至接觸件區域46b中直接與其自身相對的接觸件,但在其他實施例中,接觸件區域46a中之接觸件可電連接至接觸件區域46b中不直接彼此相對之接觸件。類似於圖8A至圖8C且描繪具有完全相同於連接器80之接觸件的間隔開之四個接觸件之連接器90的圖10A至圖10C說明一個此實施例,其中接觸件區域46a中之每一接觸件連接至接觸件區域46b中之一對應接觸件,其彼此呈對角線關係間隔開。如圖10A中所展示,連接器90之接觸件區域46a中之接觸件73(1)...73(4)的佈局完全相同於連接器80之區域46a中之接觸件的佈局。然而,在連接器90中,接觸件區域46a中之接觸件73(1)電耦接至接觸件區域46b中之一對應接觸件(接觸件73(1)),接觸件區域46b中之接觸件73(1)在中心平面59之相對側上且以相同距離與中心平面間隔開。類似地,接觸件區域46a中之接觸件73(2)、73(3)及73(4)各自電耦接至接觸件區域46b中之匹配接觸件73(2)、73(3)及73(4),接觸件區域46b中之匹配接觸件73(2)、73(3)及73(4)以對角線關係位於中心線59之相對側上且以相同距離與中心線59間隔開。
可以任何適當方式進行連接器90中之接觸件之對應對中的接觸件之間的電接觸。在一項實施例中,在連接器之凸片及/或本體內進行 匹配接觸件之間的連接。作為一項實例,具有印刷於其上部及下部表面上之接觸件襯墊(在區域46a及46b中之每一者中的接觸件73(1)...73(4)中之每一者一個接觸件襯墊)的PCB可延伸通過凸片44之內部。根據圖10C中之示意圖,形成於PCB上之一連串導電線、通孔及介層孔可使來自接觸件區域46a之每一接觸件電連接至區域46b中之其匹配連接之接觸件。
以圖10C中所展示之方式來電連接表面46a及46b之間的接觸件提供了以下益處:不管連接器90在兩個可能定向中之哪一者上與插座連接器配合,插座連接器中之接觸件與連接器90中之相同接觸件對準。圖11A及圖11B說明圖10C之實施例的此態樣,圖11A及圖11B為展示在兩個不同之可能配合定向上與插座連接器85配合之連接器90的簡化圖。在圖11A中,連接器90以側44a向上插入於連接器85之空腔87內。在此對準中,插頭連接器接觸件73(1)與插座連接器接觸件88(1)實體接觸,插頭連接器接觸件73(2)與插座連接器接觸件88(2)實體接觸,插頭連接器接觸件73(3)與插座連接器接觸件88(3)實體接觸,且插頭連接器接觸件73(4)與插座連接器接觸件88(4)實體接觸。
如圖11B中所展示,當插頭連接器90以側44b向上插入於插座連接器85內時,接觸件以相同方式準確地對準。因此,經設計以與連接器90配合之插座連接器85不需要包括基於連接器90之定向來切換接觸件的電路。另外,如同連接器80,若連接器90包括側接觸件73a、73b,則每一側接觸件與側接觸件88a、88b中之一者對準而無關於插入定向。
在其他實施例中,接觸件區域46a中之個別接觸件中的一些可如圖8A至圖8C中所展示連接至直接彼此相對的在區域46b中之匹配接觸件,而接觸件區域46a中之其他個別接觸件可如圖10A至圖10C中所展示連接至彼此以對角線關係定位之在區域46b中之匹配接觸件。舉例 而言,中心接觸件73(2)及73(3)可如圖8A至圖8C中所展示連接在一起,而外部接觸件73(1)及73(4)可如圖10A至圖10C中所展示連接在一起。
為了促進本發明之特定實施例的雙定向特徵,連接器之接觸件區域46a、46b內之接觸件中的一些或所有可經配置以使得類似目的之接觸件以相對於一沿著凸片44之長度平分連接器之平面59(中心平面)彼此鏡射之關係定位於接觸件區域中之每一者內。舉例而言,返回參看圖8A,接觸件73(1)與接觸件73(4)成鏡射關係,因為每一接觸件在同一列內且以距平面59相同之距離間隔開但在中心平面之相對側上。類似地,接觸件73(2)相對於中心線59與接觸件73(3)成鏡射關係。類似目的之接觸件為指定用以載送類似信號之接觸件。類似目的之接觸件對的實例可包括第一及第二電力接觸件、左及右音訊輸出接觸件、第一及第二接地接觸件、一對差動資料接觸件或同一極性之兩個差動資料接觸件(例如,兩個正的或兩個負的差動資料接觸件)、一對串列傳輸及接收接觸件,及/或其他通用之第一及第二數位接觸件。
區域46a、46b中之每一者內的類似目的之接觸件之間的對稱鏡射關係確保對於成鏡射關係之每一對類似目的之接觸件而言,類似目的之接觸件中的每一者將電連接至插座連接器中之專用於特定接觸件抑或可容易地切換至該特定接觸件的一接觸件。此又簡化了插座連接器內所需要之切換電路。作為一實例,在接觸件73(1)及73(4)為專用於一對差動資料信號之類似目的之接觸件的情況下,當插頭連接器80插入至插座連接器85中時,該等差動資料信號接觸件中之一者將與插座接觸件88(1)實體接觸,且該等差動資料信號接觸件中之另一者將與插座接觸件88(4)實體接觸,而無關於插頭連接器在「向上」抑或「向下」插入定向上與插座連接器配合。因此,插座接觸件88(1)及88(4)兩者可為差動資料接觸件(或可經由開關或多工器操作性地耦接 至支援差動資料接觸件之電路),以確保該兩者將電耦接至插頭連接器中之差動資料接觸件而無關於其插入定向。插座連接器內之切換電路因此不需要顧及電力接觸件或具有與差動資料接觸件所需要之內部連接非常不同之內部連接的另一接觸件可在與接觸件88(1)或88(4)對準之位置中的一者處。
雖然圖8A至圖8C及圖10A至圖10C描繪本發明之具有在接觸件區域46a及46b中之每一者中的偶數數目個接觸件的特定實施例,但本發明之一些實施例可包括在區域46a、46b中之每一者中的奇數數目個接觸件。在此等實施例中,在插頭連接器之每一側上的接觸件中之一者為一中心接觸件,其中心在平分平面59周圍且因此在「向上」及「向下」位置兩者中與位於中心之插座接觸件對準。中心接觸件本質上與另一接觸件並不成鏡射關係(相對於中心線59)(除了中心接觸件之左半及右半彼此鏡射以外),且因此並不以與其他接觸件可進行配對之方式相同的方式與另一類似目的之接觸件配對。
圖12A至圖12C說明本發明之特定實施例的此態樣,且描繪插頭連接器99,該插頭連接器99具有形成於插頭連接器之凸片44之上部表面上的三個接觸件72(1)...72(3),該三個接觸件72(1)...72(3)如同連接器80及圖8C一樣連接至下部表面上之匹配接觸件。當連接器99在「向上」位置中插入至對應插座連接器95中時,接觸件72(1)...72(3)分別與插座連接器之接觸件98(1)...98(3)對準。當該連接器在「向下」位置中插入至插座連接器80中時,接觸件72(3)...72(1)顛倒且分別與插座連接器之接觸件98(1)...98(3)對準。在兩個定向上,插頭連接器接觸件72(2)與中心插座接觸件98(2)對準。又,在每一定向上,側接觸件72a、72b中之每一者與側接觸件98a、98b對準。
現參看圖13A至圖13C,圖13A至圖13C描繪根據本發明之一實施例的具有在接觸件區域46a及46b中之每一者中之單一列間隔開之八個 接觸件的雙定向連接器100。圖13A為連接器100之簡化透視圖,且圖13B及圖13C分別為連接器100之簡化俯視及仰視平面圖。如圖13A中所展示,連接器100包括一本體42及在平行於連接器之長度的方向上縱向延伸遠離本體42的一凸片部分44。纜線43在與凸片部分44相對之末端處附接至本體42。
凸片44經設定大小以在配合事件期間插入至對應插座連接器中,且包括形成於第一主要表面44a上的一第一接觸件區域46a及形成於與表面44a相對之第二主要表面44b處的一第二接觸件區域46b(圖13A中未展示)。表面44a、44b自凸片之遠處尖端延伸至脊狀突起109,當凸片44插入至對應插座連接器中時,該脊狀突起109鄰接插座連接器或插座連接器所併入於其中之主機裝置的外殼。凸片44亦包括在第一主要表面44a與第二主要表面44b之間延伸的第一相對側表面44c及第二相對側表面44d。在一些實施例中,凸片44寬為5mm與10mm之間、厚為1mm與3mm之間,且具有在5mm至15mm之間的插入深度(自凸片44之尖端至脊狀突起109的距離)。又,在一些實施例中,凸片44居於大於其寬度之長度,該寬度大於其厚度。在其他實施例中,凸片44之長度及寬度彼此相差在0.2mm內。在一個特定實施例中,凸片44為寬6.7mm、厚1.5mm且具有6.6mm之插入深度(自凸片44之尖端至脊狀突起109之距離)。在其他實施例中,凸片44具有相同之6.7mm之寬度及1.5mm之高度但具有一更長之長度。此等實施例可尤其有用於與具有在電子裝置之側部之開口的插座連接器配合,該電子裝置具有彎曲或以其他方式高度風格化之箱體。在此等裝置中,凸片之長度可增加由裝置箱體之斜率及本體42之高度判定的一量。亦即,凸片44可具有長度A以供收納於箱體內之插座連接器適當地操作,該箱體具有在插座連接器之開口處的垂直邊緣或面。然而,為了供傾斜之裝置箱體適當地工作,可添加一額外長度B以補償裝置箱體之曲率,且可添加 額外長度C以補償插頭連接器外殼42之厚度,以確保區域46a、46b內之接觸件能夠正如其在具有扁平或垂直面之箱體中那樣與彎曲箱體中之插座連接器中的接觸件配合。當箱體之曲線變得較淺時,B之值可相應地增大。類似地,當插頭連接器外殼42變得較厚時,C之值可增大。
凸片44之結構及形狀係由一接地環105界定,該接地環105類似於圖5C中所展示之接地環52且可由不鏽鋼或另一堅硬導電材料製成。接地環104亦包括一凸緣部分或脊狀突起109,其包括分別自脊狀突起延伸至接地環之表面44a及44b的表面109a及109b。連接器100包括形成為接地環105之側部中之彎曲袋狀區域的保持特徵102a、102b,其不延伸至上部表面44a或下部表面44b。在脊狀突起109處連接至接地環105的本體42在圖13A中以透明形式(經由點線)加以展示以使得本體內部之特定組件可見。如所展示,在本體42內的為印刷電路板(PCB)104,其朝向連接器100之遠處尖端延伸至接觸件區域46a及46b之間的接地環105中。諸如特殊應用積體電路(ASIC)晶片108a及108b的一或多個積體電路(IC)可操作性地耦接至PCB 104,以提供關於連接器100及連接器100為其部分之任何配件或裝置的資訊及/或執行特定功能,諸如,鑑認、識別、接觸件組態及電流或電力調節。
作為一實例,在一項實施例中,將ID模組體現於一操作性地耦接至連接器100之接觸件的IC內。該ID模組可藉由可在配合事件期間傳達至主機裝置之關於連接器及/或其相關聯配件的識別及組態資訊進行程式化。作為另一實例,經程式化以藉由主機裝置上之電路執行一鑑認常式(例如,公用密鑰加密常式)的鑑認模組可體現於操作性地耦接至連接器100之IC內。ID模組及鑑認模組可體現於同一IC內或不同IC內。作為又一實例,在連接器100為充電配件之部分的實施例中,電流調節器可體現於IC 108a或108b中之一者內。該電流調節器可操 作性地耦接至接觸件,該等接觸件能夠遞送電力以對主機裝置中之電池充電且調節在彼等接觸件上遞送之電流以確保一無關於輸入電壓且甚至當輸入電壓以暫時方式變化時的恆定電流。
接合襯墊110亦可形成於本體42內而接近於PCB 104之末端。每一接合襯墊可連接至區域46a及46b內之一接觸件或接觸件對。纜線43內之電線(未圖示)可接著焊接至接合襯墊以提供自接觸件至與連接器100相關聯之配件或裝置的電連接。大體而言,對於連接器100之每一組電學上獨立之接觸件(例如,一對匹配連接之接觸件,一個在區域46a中且一個在區域46b中,該等匹配連接之接觸件經由PCB 104彼此電耦接)而言,在纜線43內存在一個接合襯墊及一個電線。另外,來自纜線43之一或多個接地電線(未圖示)亦可經焊接或以其他方式連接至接地環105以用於接地信號。
如圖13B、圖13C中所展示,八個外部接觸件106(1)...106(8)沿著接觸件區域46a、46b中之每一者中的單一列間隔開。接觸件區域46a中之每一接觸件電連接至在連接器之相對側上的接觸件區域46b中之對應接觸件。接觸件106(1)...106(8)可用以載送多種信號,包括數位信號及類比信號以及如以上所論述之電力及接地。在一項實施例中,每一接觸件106(1)...106(8)具有一細長之接觸表面。在一項實施例中,在該表面處每一接觸件之總寬度小於1.0mm,且在另一實施例中,該寬度介於0.75mm與0.25mm之間。在一個特定實施例中,每一接觸件106(i)之長度在該表面處為其寬度的至少三倍長,且在另一實施例中,每一接觸件106(i)之長度在該表面處為其寬度的至少五倍長。
圖14A描繪根據本發明之一項實施例的用於插頭連接器100之腳位106a的一個特定實施。腳位106a包括可對應於圖13A至圖13C中之接觸件的八個接觸件106(1)...106(8)。腳位106a中之接觸件 106(1)...106(8)中的每一者為鏡射接觸件,此意謂個別接觸件106(i)耦接至在連接器之相對側上的直接與其自身相對的另一接觸件106(i)。因此,接觸件106(1)...106(8)中的每一者與一完全相同接觸件成鏡射關係,為了方便起見該完全相同接觸件係藉由與其對應物或鏡射接觸件相同的參考數字表示。
如圖14A中所展示,腳位106a包括電耦接在一起以充當專用於載送電力之單一接觸件的兩個接觸件106(4)、106(5);可用於配件電力信號及配件ID信號之第一配件接觸件106(1)及第二配件接觸件106(8);及四個資料接觸件106(2)、106(3)、106(6)及106(7)。在連接器之上部或下部表面上之接觸件106(1)...106(8)中的任一者中不存在用於接地之專用接觸件。實情為,在接地環(圖14A中未展示)與如以上所論述之對應插座連接器之側中的接觸件之間進行接地。
電力接觸件106(4)、106(5)可經設定大小以處置攜帶型電子裝置之任何合理電力要求,且例如,可經設計以自配件載送3伏特與20伏特之間以對連接至連接器100之主機裝置充電。接觸件106(4)、106(5)定位於接觸件區域46a、46b之中心以藉由保持電力儘可能遠地離開接地環105之側部而改良信號完整性。
配件電力接觸件106(1)可用於一配件電力信號,其將電力自主機提供至配件。該配件電力信號通常為低於經由接觸件106(4)及106(5)接收之信號中之電力的一電壓信號,例如,與5伏特或高於5伏特相比較而言的3.3伏特。如以下更詳細地描述,配件ID接觸件提供了一通信通道,該通信通道使得主機裝置能夠鑑認配件且使得配件能夠將關於配件之能力之資訊傳達至主機裝置。
資料接觸件106(2)、106(3)、106(6)及106(7)可用以使得能夠使用若干不同通信協定中之一或多者在主機與配件之間通信。在一些實施例中,如以下所論述,資料接觸件106(2)及106(3)操作為第一對資料 接觸件,且資料接觸件106(6)、106(7)操作為第二對資料接觸件,從而允許經由該等資料接觸件實施兩個不同之串列通信介面。在腳位106a中,資料接觸件106(2)、106(3)經定位而鄰近於電力接觸件且在電力接觸件之一側上,而資料接觸件106(6)及106(7)經定位而鄰近於電力接觸件但在電力接觸件之另一側上。配件電力接觸件及配件ID接觸件定位於連接器之每一末端處。該等資料接觸件可為高速資料接觸件,其以比經由配件ID接觸件發送之任何信號快至少兩個數階之量值的速率進行操作,此使得配件ID信號基本上看起來像是至高速資料線之DC信號。因此,將資料接觸件定位於電力接觸件與ID接觸件之間藉由將資料接觸件夾於指定用於DC信號或基本上為DC信號的接觸件之間而改良了信號完整性。
圖14B描繪根據本發明之另一實施例的用於插頭連接器100之腳位106b的一實施。類似於腳位106a,腳位106b亦包括在連接器100之每一側上的八個接觸件106(1)...106(8),其可對應於圖13A至圖13C中之接觸件。腳位106a與腳位106b不同之處在於:接觸件中之一些為鏡射接觸件,而其他接觸件跨越連接器之中心線59或如以下所描述跨越連接器之兩個四分之一線59a、59b彼此成對角線關係(如本文中所使用,術語「四分之一線」不涵蓋中心線)。又,替代於包括在連接器之每一側上的兩個電力接觸件,腳位106a包括單一電力接觸件且添加了一專用接地接觸件。
具體而言,如圖14B中所展示,腳位106b包括第一對鏡射之資料接觸件106(2)、106(3)及第二對鏡射之資料接觸件106(6)及106(7),其中每一個別鏡射之資料接觸件電連接至在連接器之相對側上的直接與其自身相對的對應資料接觸件。電力接觸件106(5)包括經定位而跨越中心線59彼此成對角線關係之兩個接觸件,而接地接觸件106(1)包括經定位而跨越中心線59彼此成對角線關係之兩個接觸件。另一方面, 配件電力接觸件106(4)及配件ID接觸件經定位而分別跨越四分之一線59a及59b與對應物接觸件成對角線關係。當連接器100包括腳位106b時,連接器100之一側可具有如圖14B中所展示順序地定序之接觸件106(1)...106(8),而連接器100之另一側包括如下定序之接觸件:106(1)、106(7)、106(6)、106(8)、106(5)、106(3)、106(2)、106(4),其中如圖14B中所展示,每一個別接觸件106(i)電耦接至在連接器之相對側上的具有相同參考數字之接觸件。
電力接觸件106(5)可經設定大小以處置攜帶型電子裝置之任何合理電力要求,且例如,可經設計以自配件載送3伏特與20伏特之間以對連接至連接器100之主機裝置充電。接地接觸件106(8)提供了在接觸件之列之儘可能遠地離開接觸件106(5)之一個末端處的專用接地接觸件。如同腳位106a一樣,腳位106b中之接地亦係經由對應插座連接器之側中的接觸件經由接地環105提供。然而,額外之專用接地接觸件106(1)提供額外之接地涵蓋且提供一益處,此係因為接地接針106(1)之接觸件完整性可經特定設計以載送電接地信號(例如,使用鍍金之銅接觸件)而不受硬度或與接地環105之側中之接觸件相關聯的其他要求約束,該等其他要求確保接地環足夠穩固以耐受幾千次的使用循環。
腳位106b中之資料接觸件106(2)、106(3)、106(6)及106(7)可完全相同於關於腳位106a所論述之資料接觸件。在腳位106b中,資料接觸件106(2)、106(3)及106(6)、106(7)之每一對分別定位於電力接觸件106(5)或接地接觸件106(1)中之任一者(每一者載送DC信號)與配件電力或配件ID接觸件106(4)及106(8)中之一者之間,配件電力或配件ID接觸件106(4)及106(8)載送配件電力信號(DC信號)或相對較低速度之配件ID信號。如以上所論述,該等資料接觸件可為高速資料接觸件,其以比配件ID信號快至少兩個數階之量值的速率進行操作,使得配件 ID信號基本上看起來像是至高速資料線之DC信號。因此,將資料接觸件定位於電力接觸件或接地接觸件與ACC接觸件之間藉由將資料接觸件夾於指定用於DC信號或基本上為DC信號的接觸件之間而改良了信號完整性。
在一項實施例中,腳位106a表示一插頭連接器/插座連接器配對中之插頭連接器100之信號指派,該插頭連接器/插座連接器配對可為用於包括主機電子裝置及配件裝置兩者之產品之生態系統的主要實體連接器系統。在另一實施例中,腳位106b表示此等信號指派。主機裝置之實例包括智慧型電話、攜帶型媒體播放器、平板電腦、膝上型電腦、桌上型電腦及其他計算裝置。配件可為連接至主機且與主機通信或以其他方式擴展主機之功能性的任何硬體件。許多不同類型之配件裝置可經特定設計或調適以經由連接器100與主機裝置通信以為主機提供額外功能性。插頭連接器100可併入至為該生態系統之部分的每一配件裝置中,以使得當來自配件之插頭連接器100與主機裝置中之對應插座連接器配合時主機及配件能夠經由實體/電通道彼此通信。配件裝置之實例包括銜接台、充電/同步纜線及裝置、纜線配接器、時鐘收音機、遊戲控制器、音訊設備、記憶卡讀取器、耳機、視訊設備及配接器、鍵盤、諸如心率監視器及血壓監視器之醫療感測器、銷售點(POS)終端機,以及可連接至主機裝置且與主機裝置交換資料的眾多其他硬體裝置。
可瞭解,一些配件可能想要使用與其他配件不同之通信協定與主機裝置通信。舉例而言,一些配件可能想要使用差動資料協定(諸如,USB 2.0)來與主機通信,而其他配件可能想要使用非同步串列通信協定與主機通信。在一項實施例中,資料接觸件106(2)、106(3)、106(6)及106(7)可取決於連接器100之目的或連接器100為其部分之配件之功能而專用於兩對差動資料接觸件、兩對串列傳輸/接收接觸 件,或一對差動資料接觸件及一對串列傳輸/接收接觸件。作為特別有用於消費者定向之配件及裝置的實例,四個資料接觸件可容納以下三個通信介面中之兩者:USB 2.0、Mikey Bus或通用非同步接收器/傳輸器(UART)介面。作為特別有用於除錯及測試裝置的另一實例,資料接觸件之組可容納USB 2.0、UART抑或JTAG通信協定中之兩者。在每一情形下,如以下所論述,用以經由給定資料接觸件通信之實際通信協定可取決於配件。
如以上所提及,連接器100可包括一或多個積體電路,該一或多個積體電路提供關於連接器及該連接器為其部分之任何配件或裝置的資訊及/或執行特定功能。該等積體電路可包括參與交握演算法之電路,該交握演算法將一或多個接觸件之功能傳達至連接器100所配合之主機裝置。舉例而言,ID模組可如以上所論述體現於IC 108a內且操作性地耦接至ID接觸件(在腳位106a及106b中之每一者中的接觸件106(8)),且一鑑認模組可體現於具有ID模組之IC 108a中或體現於一單獨IC(諸如,IC 108b)中。ID模組及鑑認模組各自包括一電腦可讀記憶體,該電腦可讀記憶體可藉由可在配合事件期間傳達至主機裝置之關於連接器及/或其相關聯配件的識別、組態及鑑認資訊來程式化。舉例而言,當連接器100與主機電子裝置中之插座連接器配合時,作為交握演算法之部分,主機裝置可經由其配件ID接觸件(其經定位以與對應插頭連接器之ID接觸件對準)發送一命令,以判定配件是否經授權以與主機通信且供主機操作。ID模組可接收該命令且藉由經由ID接觸件發送回一預定回應來回應該命令。該回應可包括識別連接器100為其部分之配件或裝置之類型以及該裝置之各種能力或功能性的資訊。該回應亦可將連接器100在資料接觸件對106(2)、106(3)及106(6)、106(7)中之每一者上使用何種通信介面或通信協定傳達至主機裝置。舉例而言,若連接器100為USB纜線之部分,則由ID模組發 送之回應可包括告知主機裝置接觸件106(2)及106(3)為USB差動資料接觸件的資訊。若連接器100為耳機連接器,則該回應可包括告知主機接觸件106(6)及106(7)為Mikey Bus接觸件的資訊。主機內之切換電路可接著如以下所論述相應地組態操作性地耦接至插座連接器中之接觸件的主機電路。
在交握常式期間,鑑認模組亦可鑑認連接器100(或連接器100為其部分之配件),且使用任何適當鑑認常式來判定連接器100(或該配件)是否為用於主機與之互動的適當連接器/配件。在一項實施例中,在識別及接觸件切換步驟之前,鑑認在ID接觸件上發生。在另一實施例中,鑑認在資料接觸件中之一或多者根據由配件所發送之回應進行組態之後發生於資料接觸件中之一或多者上。
圖15A及圖15B描繪根據本發明之插座連接器140的一項實施例,其可包括於主機裝置中以使得具有連接器100之配件能夠實體地耦接至主機裝置。如圖15A、圖15中所展示,插座連接器140包括在單一列間隔開之八個接觸件146(1)...146(8)。在一項實施例中,接觸件146(1)...146(8)之腳位與具有腳位106a之插頭連接器相容,且在另一實施例中,接觸件146(1)...146(8)之腳位與具有腳位106b之插頭連接器相容。該等接觸件定位於由外殼142界定之空腔147內。插座連接器140亦包括側保持機構145a、145b,其與連接器100中之保持特徵102a、102b嚙合以便一旦連接器進行配合便將連接器100緊固於空腔147內。保持機構145a、145b可為(例如)彈簧,且可由導電材料製成以兼任接地接觸件。插座連接器140亦包括兩個接觸件148(1)及148(2)(有時稱作[連接器偵測]接觸件),其經定位而略微在信號接觸件之列後面,且可用以偵測連接器100何時插入於空腔140內且在該等連接器彼此脫離時偵測連接器100何時退出空腔140。
在一項實施例中,插座連接器140具有匹配腳位106a之如圖15C中 所展示之腳位,且在另一實施例中,插座連接器140具有匹配腳位106b之如圖16B中所展示之腳位。在圖15C及圖15D中之每一者中,ACC1及ACC2接針經組態以取決於插頭連接器之插入定向而與插頭連接器之配件電力接針或配件ID接針配合,資料A接觸件之對經組態以與插頭連接器的資料1接觸件之對或資料2接觸件之對配合,且(若干)P_IN(電力進入)接針經組態以與插頭連接器之(若干)電力接觸件配合。另外,在圖15D之腳位中,GND接觸件經組態以與插頭連接器中之GND接觸件配合。
現參看圖16A至圖16K,圖16A至圖16K展示與一配件裝置(未圖示)相關聯之插頭連接器100的簡化截面圖,該配件裝置與併入於主機電子裝置(其外殼或箱體在每一圖中部分地展示)中的插座連接器140配合。每當使用者與配件裝置或主機電子裝置互動時,使用者可進行一關於其品質之評估。此互動可在使用者將一插頭連接器(諸如,連接器100)插入至一對應插座連接器(諸如,插座連接器140)中時發生。若插頭連接器容易插入至插座連接器中,則使用者可獲得如下印象:包括連接器100或連接器140之電子裝置具有高品質,且製造該電子裝置之公司為有品質之公司且可信任該公司以製造可靠裝置。又,插入之此簡易型可改良使用者體驗且簡單地使得使用者更享受該裝置。
因此,本發明之實施例可提供插頭連接器及插座連接器開口,該等開口為插頭連接器至插座連接器中之容易插入做準備。在圖16A中展示一實例,圖16A為根據本發明之一實施例的在配合事件之前彼此對準之插頭連接器100及插座連接器140的簡化俯視圖。在此實例中,插頭連接器100可具有一彎曲之前邊緣101。前邊緣101可在其末端中之每一者處磨圓其長度之約1mm,如藉由距離L1所展示,且在一些實施例中,其在每一末端處磨圓0.5mm與1.5mm之間。此經磨圓之前端可使得當插頭連接器離軸旋轉時(亦即,當插頭連接器以不正確俯 仰角插入時)其較容易地將插頭連接器100插入至插座連接器140中。又,在此實例中,可藉由裝置箱體(及其相關聯部分)將一多複層開口提供至插頭連接器100所插入的插座連接器140。該多複層開口可使得當插頭連接器在X方向上在開口之過於靠左或過於靠右地插入時較為容易地將插頭連接器插入至插座中。
在此特定實例中,插座連接器140之開口可藉由裝飾環492之邊緣形成,該裝飾環492與插座外殼142合作以形成一插入空腔,插頭連接器100在配合事件期間插入至該插入空腔中。可在圖16A中未展示之位置處連接至裝置外殼490的裝飾環492可具有倒角之前邊緣494。插座外殼142可在裝飾環492後面偏移,且可在裝飾環492之側部具有成角度表面495,其使得插入空腔進一步變窄。在一些實施例中,倒角邊緣494及成角度表面495各自成30度至60度之間的角度且在一項實施例中成約45度角度。又,在一些實施例中,倒角邊緣494寬在0.1mm與0.5mm之間,且成角度表面495為倒角表面494之寬度的兩倍與四倍之間。在一個特定實施例中,倒角之前邊緣以約0.3mm倒角,且成角度表面495在裝飾環之每一側上使得插入空腔之開口變窄約1mm。因此,在此實施例中,多複層開口可提供插頭連接器100相對於插座連接器140之開口之置放方面的2.6mm之公差。與插頭連接器100之彎曲邊緣組合的此相對較大公差(對於插頭連接器而言給出6.6mm之總寬度)可使得使用者相對較為容易地將插頭連接器插入至插座連接器中。又,插入之此簡易型可通知關於配件裝置及/或主機電子裝置之品質的使用者意見。
圖16B為在圖16A中所展示之配合事件之前彼此處於相同對準位置中之插頭連接器100及插座連接器140的簡化橫截面圖。當插頭連接器插入至插座連接器之空腔147中時,在兩個連接器之間的接觸件之第一點將為接觸金屬裝飾環492之接地環105,該接地環105圍繞空腔 147之開口且接地。因此,在與裝飾環接觸之後,已在插頭連接器上積累的任何靜電電荷可放電。當插頭連接器進一步插入至空腔147中時,如圖16C至圖16K中所展示,插頭連接器之不同部分可首先與插座連接器之各部分接觸或嚙合。舉例而言,圖16C描繪當個別接觸件106(i)可與裝飾環492接觸時兩個連接器之各別位置。在一項實施例中,此為連接器100之前邊緣101已進入空腔147後約1.5mm或距完全配合位置6.35mm。圖16D描繪當個別接觸件106(i)可最後接觸裝飾環時兩個連接器之各別位置。在一項實施例中,此為連接器100之前邊緣101已進入空腔147後約4.1mm或距完全配合位置3.75mm。
圖16D及圖16F各自描繪在插頭連接器接觸件106開始與插座連接器接觸件146實體接觸之前的位置中的連接器100。如圖16D及圖16E中所展示,每一插座連接器接觸件146(i)包括一尖端146a、一樑部分146b及一錨定部分146c。插頭連接器接觸件106為擦拭接觸件,亦即,每一接觸件106(i)在配合事件期間以擦拭運動跨越其各別接觸件146(i)之尖端146a側向移動直至安置至一完全配合位置中為止,在該完全配合位置中,接觸件106(i)之接觸表面的中心部分與插座接觸件146(i)之尖端146a實體接觸。插頭連接器及插座之接觸件首先彼此接觸的過程引起接觸件上之磨損及撕裂,此可導致在數千重複之使用循環之後的降級效能。本發明之實施例已設計該等接觸件以減小此磨損及撕裂且因此改良了裝置壽命。為了較佳理解本發明之特定實施例的此態樣,參看圖16E,圖16E為圖16D之以點線展示之部分的分解圖。
如圖16E中所展示,前邊緣101與連接器100之頂部表面105a及底部表面105b之間的界面可分別形成邊緣101a及101b。當插頭連接器100進一步插入至插座連接器140中時,如圖16G中所展示,接觸件106(i)之邊緣101a(或邊緣101b,若連接器在相反定向上插入)可與插座接觸件146(i)嚙合或與插座接觸件146(i)開始接觸。本發明之實施例 可形成接地環105之表面103a、103b以使得邊緣101a位於高度Z處,此減小了插座接觸件106(i)之磨損且改良了裝置壽命。具體而言,當表面103a、103b更陡地成角度時,高度Z可增大。此又可使得邊緣101a、101b在接近於頂部表面或尖端146a處嚙合接觸件146(i)。但當插頭連接器100嚙合於插座連接器140中時,插頭連接器上之接觸件106(i)可在頂部表面146a處與插座接觸件146(i)配合(如圖16K中所展示)。因此,若表面103a、103b過於急劇地傾斜,則邊緣101a、101b可在接近於插座接觸件146(i)之尖端146a處磨損金屬電鍍,此可使得連接器插入接觸件106(i)與連接器插座接觸件146(i)之間的電連接降級。
應注意到,可藉由增大插座接觸件146(i)之高度而容納大的高度Z。但此將需要在插頭連接器之插入期間插座接觸件146(i)的較大偏轉。插座接觸件146(i)之較大偏轉可需要較長之接觸件粱及在空腔147之插入方向上的所得較大插座長度以避免插座接觸件146(i)之疲勞及冷作。相反,當Z過小時,邊緣101a、101b可在一遠低於頂部表面146a的位置(在此實例中展示為位置146d)處遭遇接觸件146(i)。在位置146d處嚙合接觸件146(i)可增大在插頭連接器之插入期間置於插座接觸件146(i)上的力,藉此增大對接觸件146(i)之電鍍的磨損。因此,本發明之實施例可提供具有邊緣101a、101b之接地環105,該等邊緣101a、101b經定位以在遠離頂部表面146a之位置處嚙合連接器插座接觸件146以便保護此配合點處之電鍍。邊緣101a、101b可經進一步定位以避免在插頭連接器之插入期間將過量之力賦予插座連接器接觸件146。
現轉向圖16F及圖16H,在接觸件106中之任一者與接觸件146電接觸之前,接地環105開始與亦充當接地接觸件(圖16F)之閂鎖145a、145b接觸,且稍後接觸件146中之每一者滑動越過接地環105之前部分 與接觸件區域46a、46b中之一者的開始處之間的界面(圖16H)。在一個特定實施例中,與閂鎖145a、145b之初始接觸發生於距完全配合位置2.6mm處,且接觸件146首先觸碰接觸件區域46a、46b中之一者中距完全配合位置1.4mm處的介電材料。接著,如圖16I中所展示,僅在接觸件146不再與接地環105實體接觸的0.2mm之後(距完全配合位置1.2mm),連接器100接觸連接器偵測接觸件148(1)及148(2),且僅0.4mm之後,插頭連接器接觸件106開始與插座連接器接觸件146接觸,且完全配合位置在0.8mm之後達成。
圖16K描繪插頭連接器與插座連接器之間的配合事件之完成,其中插頭連接器100完全插入於插座連接器140之空腔147內。在完全配合位置中,來自接觸件區域46a或46b中之一者的接觸件106(1)...106(8)中之一者取決於連接器100相對於連接器140之插入定向而實體耦接至接觸件146(1)...146(8)中之一者。因此,當插頭連接器100具有腳位106a時,接觸件146(1)將取決於插入定向而實體連接至接觸件106(1)或106(8);資料接觸件146(2)、146(3)將取決於插入定向而與資料接觸件106(2)、106(3)或與資料接觸件106(7)、106(6)連接,等等。
在配合事件之前,主機將一般不知曉插頭連接器100之插入定向或何種通信協定將經由資料接觸件106(2)、106(3)、106(6)及106(7)傳輸。主機裝置內之切換電路包括開關,該等開關在適當時將主機側上用以支援連接器100之接觸件所使用之信號及通信介面所必要的電路操作性地連接至插座連接器接觸件146(1)...146(8)。圖17描繪切換電路150之一項實施例,該切換電路150經組態以允許主機裝置實施圖14A中所展示之腳位106a。切換電路150包括分別操作性地耦接至插座接觸件146(1)及146(8)之開關151及158,及分別操作性地耦接至接觸件146(2)、146(3)、146(6)及146(7)之開關152、153、156及157。在 一項實施例中,接觸件146(4)及146(5)不需要開關,因為無關於插入定向,此等接觸件總是與腳位106a中之彼此電連接之電力接觸件106(4)及106(5)對準。在另一實施例中,針對接觸件146(1)...146(8)中之任一者而言存在開關151至158,且開關最初處於斷開狀態下直至連接至接觸件148(1)、148(2)之電路偵測到連接器100已完全插入於插座連接器內且配件經授權以供主機操作為止,此時該等開關如以下所描述來連接電路。
開關151及158中之每一者使得將配件電力信號提供至插座連接器接觸件的電路能夠取決於插頭連接器100之插入定向而切換至接觸件146(1)或146(8)上。另外,本發明之一些實施例允許資料信號(例如,一對UART傳輸及接收信號或JTAG時脈信號)經由接觸件146(1)、146(8)傳輸。如在交握常式期間所判定及/或藉由連接器100所傳達,開關151及158亦可將實施該UART或JTAG通信所需的電路操作性地連接至接觸件146(1)、146(8)。類似地,如藉由連接器100所指示,開關152、153、156及157中之每一者將用以支援介面USB 2.0、Mikey Bus或UART的必要電路切換至接觸件152、153、156及157上。
切換電路150亦允許在連接器100耦接至主機裝置的同時動態地切換由資料接觸件所使用之通信介面。該動態切換可(例如)藉由經由接觸件106(8)自配件內之ID模組發送至主機裝置之一訊息而起始,該訊息通知主機將在接觸件上使用新的通信介面。作為一實例,回應於當連接器100與主機裝置上之對應連接器配合時之初始交握序列,ID模組可發送一回應,該回應通知主機資料接觸件106(2)、106(3)及106(6)、106(7)係用於兩對USB 2.0差動資料接觸件。作為在連接器100所併入至其中之配件之操作期間的稍後某點,配件可需要使用UART串列介面以經由先前專用於USB信號之相同的兩個接觸件與主機裝置通信。為此,配件設定耦接至接觸件106(6)、106(7)之內部開 關,該等開關將接觸件自操作性地耦接至配件中之USB電路切換至替代地耦接至UART電路,且將指明接觸件106(6)、106(7)之新組態的訊息發送至主機100。
如先前所陳述,許多不同類型之配件可使用插頭連接器100以實體地耦接至包括插座連接器140之主機裝置且與其通信。圖18至圖28提供此等配件之若干特定實例。圖18為根據本發明之一實施例之USB充電器/配接器160的簡化透視圖。USB配接器160包括在一末端處之八接觸件雙定向直列式連接器162及在另一末端處之USB凸式連接器164。可選纜線163將連接器162耦接至連接器164,在其他實施例中,連接器162及164兩者自單一緊密外殼之相對側延伸。連接器162可具有與圖13A中所展示之連接器100相同的實體外觀尺寸,且包括大小及形狀對應於接觸件106(1)...106(8)的接觸件166(1)...166(8)。
USB充電器/配接器160特定地經調適以用於資料同步應用及充電應用。為此目的,連接器162包括在差動資料接觸件之對(資料1)所位於之位置(位置166(2)、166(3))處的兩個USB 2.0差動資料接觸件。圖19A及圖19B描繪USB充電器160之兩個不同腳位,其中圖19A之腳位與腳位160a相容,且圖19B之腳位與腳位160b相容。如圖20中所展示,USB接觸件經由ESD保護電路169耦接至連接器164中之USB接觸件。連接器162亦包括電力接觸件,該(等)電力接觸件耦接至電流調節器168b以自可用以對主機裝置充電之USB連接器164之VBus線提供一電力輸出信號。配件ID接觸件連接至連接器162內之ID模組168a以使得能夠進行連接器與其主機之間的初始交握常式。ID模組168a內之記憶體儲存通知主機接觸件166(2)、166(3)專用於USB 2.0差動資料信號的資訊。
配接器160亦包括一鑑認模組(未圖示)以如以上關於圖14所論述向主機鑑認配接器。在一項實施例中,鑑認模組體現於ID模組168a內 且經由ID接觸件來鑑認配接器160。在另一實施例中,鑑認模組連接至資料接觸件166(2)、166(3),且在主機與ID模組之間的交握常式將主機內之USB電路操作性地連接至與接觸件166(2)及166(3)對準之插座接觸件之後經由此等接觸件鑑認配接器。經由接地環之側中之接觸件在連接器162之側部提供接地,且在圖19B之實施例中係在接地接觸件166(1)處。因為USB配接器既不需要其他資料信號亦不需要待自主機遞送至其之電力,所以不需要用於配件電力及用於第二資料對(資料2)之接觸件,且在一些實施例中使該等接觸件不連接至電路。如所組態,連接器520允許USB 2.0同步以及當USB連接器164耦接至充電器165時5伏特、2安培之充電。
圖21為銜接台170之簡化透視圖,該銜接台170包括類似於在圖13A至圖13C及圖14中所論述之連接器100的根據本發明之一實施例的一插頭連接器172。連接器172自表面173向上延伸,當銜接於台170中時可將攜帶型電子裝置置放於該表面173上。當銜接時,凸片172與併入至攜帶型媒體裝置中之插座連接器配合且第二表面174可支撐電子裝置之背部。連接器172之ID接觸件連接至連接器內之ID模組以通知主機資料接觸件中之兩者專用於USB 2.0差動資料信號。銜接台170亦可包括一鑑認模組,如關於USB配接器160所論述,該鑑認模組可向其主機鑑認該銜接台。銜接台可經由兩個位於中心之電力接觸墊對攜帶型媒體裝置充電,該等電力墊耦接在一起且耦接至電流調節器以提供電力輸出信號。經由接地環之側中的接觸件在連接器之側處提供接地。
銜接台170允許諸如iPod或MP3播放器或iPhone或其他智慧型電話的攜帶型媒體裝置經由連接器172連接至電腦。在一項實施例中,連接器172支援圖16A及圖16B中所闡述之八個接觸件的完全補體(full complement),且銜接台170可藉由USB纜線連接至電腦。在另一實施 例中,銜接台包括具有與連接器140相同之腳位的一插座連接器,且可藉由包括經由纜線耦接在一起之兩個插頭連接器100的一纜線配接器而連接至亦具有插座連接器140的電腦。
圖22為根據本發明之一實施例之視訊配接器180的簡化俯視平面圖。視訊配接器180包括類似於圖13A至圖13C中所論述之連接器100的一插頭連接器182。展示於圖23A(對於與腳位160a相容之版本而言)及圖23B(對於與腳位160b相容之版本而言)中之配接器180之腳位包括一組USB 2.0差動資料接觸件及一組UART傳輸/接收接觸件。配件ID接觸件耦接至連接器內之ID模組188a,該ID模組188a包括一記憶體,該記憶體儲存用以通知主機資料接觸件中之兩者專用於USB 2.0通信而其他兩個資料接觸件專用於UART信號的資訊。在一項實施例中,資料接觸件之該等組(USB或UART接觸件)中的一者可連接至鑑認模組188c以鑑認配接器180,而在另一實施例中,如以上關於其他配件所論述,該鑑認模組連接至ID接觸件連同ID模組。
配接器180包括一配接器外殼184,在該配接器外殼184內的為用於任何合適格式之視訊信號的一視訊連接器185a。在一項實施例中視訊連接器185a為HDMI插座連接器,在另一實施例中連接器185a為VGA插座連接器,且在又一實施例中連接器185a為分量視訊連接器。視訊處理器187(展示於圖24中)分離以USB 2.0格式經由連接器182發送之音訊及視訊資料,且將資料轉換為用於經由連接器185a輸出之適當格式。
在一些實施例中,視訊配接器180亦包括一插座連接器185b,該插座連接器185b包括與連接器140相同之腳位及實體外觀尺寸。可與連接器140配合之任何插頭連接器亦可與連接器185b配合。連接器185b使得其他配件能夠耦接至連接器182經由級聯連接所耦接的同一主機裝置。控制器188耦接至連接器185b且提供主機裝置關於連接器 140所提供之所有功能性(鑑認、接觸件切換等)。因此,控制器188可以與切換電路150可設定接觸件146(1)...146(8)相同的方式來設定連接器185b之八個接觸件。電力提昇電路189提昇經由接觸件186(4)自主機裝置接收的配件電力信號,且經由控制器188將該信號作為電力輸出信號提供至連接器185b中之適當接觸件。另外,在此實施例中,當連接器185b連接至一配件或使得能夠充電之其他裝置時,配接器180可經由電力接觸件(在圖23A之實施例中為接觸件186(4)及186(5)或在圖23B之實施例中為接觸件186(5))將藉由電流調節器188b調節之電力提供至主機裝置。
圖25為根據本發明之一實施例之SD(安全數位)卡配接器190的簡化俯視平面圖。SD卡配接器190包括類似於圖13A至圖13C中所論述之連接器100的一插頭連接器192及一外殼194。外殼194及插頭連接器192藉由纜線193連接。在外殼194內的為一SD卡讀取器195、一微控制器197、一SD卡介面198及一電力轉換器199,該電力轉換器199操作性地耦接以將由主機經由接觸件196(4)提供之電力轉換為3伏特之電力輸出信號,該3伏特之電力輸出信號被提供至SD卡讀取器上之一適當接觸件。
如在圖26A(對於與腳位160a相容之版本而言)及圖26B(對於與腳位160b相容之版本而言)中之每一者中所展示,連接器192之腳位包括一組USB 2.0差動資料接觸件及一組UART傳輸/接收接觸件。不使用電力接觸件(圖26A之實施例中的接觸件196(4)及196(5)或圖26B之實施例中的接觸件196(5))。ID接觸件耦接至ID模組198a,該ID模組198a包括一記憶體,該記憶體儲存用以通知主機資料接觸件中之兩者專用於USB 2.0通信而其他兩個資料接觸件專用於UART信號的資訊。在一項實施例中,資料接觸件之組(USB或UART接觸件)中的每一者可連接至用以鑑認配接器190之一鑑認模組198c,而在另一實施例中,該鑑 認模組連接至ID接觸件連同以上關於其他配件所論述之ID模組。SD卡介面198耦接至SD卡讀取器195以讀取儲存於插入於該卡讀取器內之SD卡上的資料,且在微控制器197之控制之下經由兩個USB資料接觸件將該資料傳輸至主機裝置。
在本發明之另一實施例中,提供一相機配接器,其類似於SD卡配接器190但經由USB連接而連接至相機。此實施例包括USB連接器而替代SD卡讀取器,且亦提供電力提昇電路以經由USB電力接觸件供應5伏特之輸出信號。USB相機配接器不包括SD卡介面且替代地直接經由相機之USB接觸件緩衝所接收資料,且經由兩個USB資料接觸件將資料提供至主機。
圖28A為根據本發明之一實施例之配接器200的簡化示意性表示。配接器200包括一外部接觸件插頭連接器202及一插座連接器205,其中每一者包括多個接觸件,該多個接觸件可容納視訊、音訊、資料及控制信號連同電力及接地中之一些或所有。插頭連接器202與主機裝置215(其可例如為攜帶型媒體播放器)之插座連接器216相容。插座連接器205與配件220之插頭連接器222相容,該配件220經展示為銜接台/時鐘收音機但可為包括可耦接至配接器200之插頭連接器的任何電子配件。插頭連接器222與插座連接器216不相容(且因此插座連接器205亦與插頭連接器202不相容)。該不相容性可為兩個連接器之間的實體不相容性(例如,插頭連接器222具有不能使其與連接器216配合之大小或形狀)或電不相容性(亦即,即使插頭連接器22可實體地連接至插座連接器216,該等連接器仍載送在頻率、電壓位準或某一其他電參數方面彼此不相容的一或多個信號或電力供應輸出)。配接器200允許配件220與主機215通信。在一些實施例中,連接器202類似於圖13A至圖13C中所論述之連接器100,且具有如關於圖14所論述之腳位,該腳位使得連接器能夠耦接至其中插座連接器216 對應於圖15中所展示之連接器140的主機裝置。又,在一些實施例中,連接器205為具有如圖28B中所展示之腳位的30接針連接器,諸如,在Apple iPod及iPhone裝置上使用之30接針連接器。
如圖28A中所展示,配接器200包括在外殼204內之轉換電路201,該轉換電路201將經由連接器205之接觸件自配件220接收之信號及電壓轉換為可經由連接器202傳輸且藉由主機裝置215處理的信號及電壓。轉換器亦將由主機215經由接觸件206(1)...206(8)發送之信號及電壓轉換為可經由連接器205傳輸且藉由配件220處理的信號及電壓。在一項實施例中,轉換電路201包括一音訊/視訊轉換器207、一資料轉換器208及一電力轉換器209。其他實施例僅包括轉換器207、208及209中之一者或兩者或完全包括其他類型之轉換器。
音訊/視訊轉換器207可為單向轉換器(例如,僅將自主機發送之視訊及/或音訊資料轉換為可由配件接收且處理的格式,或僅將自配件發送之視訊及/或音訊資料轉換為可由主機接收且處理之格式)或雙向轉換器(亦即,在兩個方向上轉換在主機與配件之間發送的視訊及/或音訊資料)。在一個特定實施例中,音訊/視訊轉換器207為一單向轉換器,其將經由連接器202之USB資料線發送之數位音訊及數位視訊資料轉換為類比音訊信號及類比視訊信號。在另一實施例中,轉換器207僅轉換音訊資料且配接器200不支援視訊資料在主機215與配件220之間的轉換。
類似地,資料轉換器208可為單向或雙向資料轉換器。在一項實施例中,資料轉換器208能夠將經由配件220及連接器205所使用之第一通信協定接收的資料信號轉譯為連接器202及主機215所使用之USB協定或UART協定。在另一實施例中,連接器202及205各自支援USB及UART通信協定,且資料轉換器208在無轉換之情況下在兩個連接器之間傳遞USB信號,但將自主機215及配件220中之每一者接收的 UART信號轉換為適用於主機215及配件220中之另一者的格式。如與配件通信可能所需的,資料轉換器208亦可處理經由連接器205接收之控制信號及ID信號。電力轉換器209可將經由連接器205自配件220接收之第一DC電壓轉換為可經由連接器202傳輸至主機215之第二DC電壓,且可將經由連接器202自主機215接收之第三DC電壓轉換為經由連接器205提供至配件220的第四DC電壓。
如圖23中所展示,連接器202之腳位包括一組USB 2.0差動資料接觸件及一組UART傳輸/接收接觸件。ID接觸件耦接至一ID模組208a,該ID模組208a包括一記憶體,該記憶體儲存用以通知主機該等資料接觸件中之兩者專用於USB 2.0通信而其他兩個資料接觸件專用於UART信號的資訊。電流調節器208b操作性地耦接至兩個位於中心之電力接觸件206(4)、206(5)以在連接器206連接至配件或能夠進行充電之其他裝置時調節至主機之電流。
在一些實施例中,配接器202可包括兩個層級之鑑認。在第一層級下,配接器202經由其經由連接器202及連接器216至主機之連接向主機215鑑認其自身。如以上關於其他配件所描述,在一項實施例中,在主機之插座連接器中之接觸件經組態之後,此層級之鑑認可藉由鑑認模組208c經由資料接觸件之組(USB或UART接觸件)中的一者執行,且在另一實施例中,其可藉由一連接至ID接觸件之鑑認模組進行以作為主機與配接器200之間的交握演算法之初始部分。在配接器經鑑認且經由接觸件206與主機通信之後,第二層級之鑑認可發生,其中配接器200中之鑑認處理器210根據配件220在連接至該配件220經設計以供其操作之主機時將正常使用的鑑認協定來鑑認經由連接器205及連接器222連接至其的配件220。
在連接器205具有如圖28B中所展示之腳位且配接器將經由連接器202接收之數位視訊資料轉換為經由連接器205發送之類比視訊資料 輸出的特定實施例中,配接器200之電路可以下如表1中所展示(對於連接器202具有與腳位106a相容之腳位的配接器而言)或如表2中所展示(對於連接器202具有與腳位106b相容之腳位的配接器而言)連接至連接器202及205內之接觸件。
在配接器200不支援視訊資料之轉換的另一實施例中,可使用表1中所闡述之接觸件至配接器電路連接,不同之處在於使接觸件21、22及23處於斷開狀態下且未連接至配接器內之作用電路。配接器200亦可包括一微控制器(未圖示),該微控制器可使用配件220將正常用以 與該配件所相容之主機裝置通信的協定而與該配件通信。舉例而言,在一項實施例中,配接器200包括一微控制器,該微控制器使用Apple iPod或iPhone裝置所使用之iAP協定來支援與配件220之通信。轉換電路200中之一些或所有可為微控制器之部分或其可為一單獨電路。微控制器亦可將連接器205之選定接觸件(例如,用作iPod偵測之接觸件13、18至20及30)設定為斷開狀態,以使得配件未認識到其連接至主機直至配接器200向主機鑑認其自身且主機組態其接觸件以允許主機與配接器200之間的通信之後為止。一旦主機及配接器操作性地連接且彼此完全通信,配接器200即可使先前斷開/浮動之接觸件與適當電路連接,以使得配件認識到其已連接至配接器且可回應於來自配接器200之任何鑑認請求以起始且完成配接器與配件之間的通信鏈路,且接著最終經由配接器200完成主機至配件之通信鏈路。
現參看圖29、圖30A至圖30T及圖31,該等圖係關於與連接器300(參見圖30T)之製造及組裝相關聯的步驟。圖29為根據本發明之一項實施例的說明與連接器300之製造及組裝相關聯之通用步驟的流程圖。圖30A至圖30T描繪在圖29中所闡述之製造之各階段的連接器300。圖31為進一步詳述將接觸件總成附接至PCB之通用步驟(經識別為圖29中所說明之通用製造及組裝程序中的步驟130)的流程圖。
現參看圖30A至圖30D,連接器300之製造可以接地環305之製造、印刷電路板(PCB)304之建構及接觸件總成316a、316b之建構(圖29,步驟122、124及126)而起始,其中每一者可以任何次序獨立於其他者而發生。在步驟122中,可使用諸如金屬射出模製製程(MIM)、冷鍛製程或坯料加工製程的多種技術來製造接地環305(參見圖30A)。MIM製程可在達成所要幾何尺寸方面提供極大靈活性,且可藉由最少後期加工操作而產生接近於最後所要形狀之部分。在一些實施例中,可使用諸如塑膠射出模製及電鍍之替代製程來形成接地環305。袋狀 區域302a、302b及窗口307可經加工或模製至接地環中且可使用介質噴砂製程來使接地環之表面平滑。另外,可能需要研磨或加工接地環之表面,諸如,在接地環之頂部及底部上的平面319a、319b。研磨及加工操作可用以產生緊密公差之特徵。舉例而言,平面319a、319b可精確接地以形成實質上扁平且間隔精確距離之一對表面。緊密公差之組件幾何尺寸可有益於後續組裝操作且可進一步有益於特別小之連接器的效能。在一項實施例中,連接器本體之周長小於30mm。接地環305可用一或多種金屬電鍍以達成所要之光潔度。
在步驟124中製造之PCB 304(參見圖30B至圖30C)可為傳統之環氧樹脂與玻璃組合,或可為能夠投送電信號的任何等效結構。舉例而言,一些實施例可使用包含聚醯亞胺及導電跡線之交替層的一可撓性結構,而其他實施例可使用具有導電跡線之陶瓷材料或藉由雷射導向結構化處理以形成導電跡線的塑膠材料。PCB可經形成而具有安置於一末端處之一組導體接合襯墊310及安置於相對末端處之一組接觸件接合襯墊312(1)...312(8)。在一項實施例中,接觸件接合襯墊各自沿著橫向方向分裂為兩個單獨之接合襯墊。PCB亦可裝備有一或多個接地彈簧接合襯墊301以電連接一或多個接地彈簧320(如圖30D中所說明)。另外,一組組件接合襯墊314可形成於PCB上以電連接一或多個主動或被動電子組件(諸如,積體電路(IC)、電阻器或電容器)。本文中所描繪之實施例僅出於例示性目的,其他實施例可具有接合襯墊301、314、310、312(1)...312(8)之不同配置、更多或更少之接合襯墊,以及形成於PCB 304之相對側中之任一者或兩者上的接合襯墊,及更少、更多或不同之電子組件。
例示性電子組件308a、308b經描繪於PCB 304之任一側上(參見圖30C)。在一些實施例中,使用導電環氧樹脂來將電子組件電附接至PCB 304。在其他實施例中,可使用無數種技術來使用焊料合金,諸 如通孔安裝、模板印刷及回焊、板上晶片(chip-on-board)、覆晶或其他適當連接方法。在一項實施例中,模板印刷製程用以將焊錫膏安置於組件接合襯墊314上。電子組件308a、308b接著安置於焊錫膏上且可使用對流加熱製程來回焊焊錫膏,進而將電子組件附接至PCB。焊料合金可為鉛錫合金、錫銀銅合金或其他合適金屬或金屬性合金。
可使用相同之焊料回焊附接製程將接地彈簧320附接至PCB 304。在圖30D中更詳細地描繪該接地彈簧。接地彈簧320可包含磷青銅合金或其他金屬且視情況用鎳及金電鍍。接地彈簧可進一步具有一或多個彈簧臂322a、322b及一或多個隆凸324a、324b,在隆凸324a、324b之間具有一或多個穿孔。隆凸之間的穿孔可改良接地環320附接至PCB 304之機械強度,此幫助使PCB 304在如以下所描述之組裝製程期間處於接地環305內之中心處且提供PCB 304與接地環之間的額外接地接觸件。
在電子組件附接製程期間,焊錫膏可沈積於接觸件接合襯墊312(1)...312(8)上,且經回焊。圖30C描繪在回焊處理期間形成於接觸件襯墊上之焊料凸塊313(1)...313(8)。焊錫膏在回焊處理期間由於當焊料處於其液體狀態下焊料之高表面張力而形成凸塊。
在一些實施例中,在組件附接至PCB 304之後,總成可經清洗及乾燥。然而,在其他實施例中,總成可直至後續處理才經清洗。在其他實施例中,使用免清潔助熔劑以輔助焊接製程且無清洗製程。在其他實施例中,使用免清潔或可弄潔淨之助熔劑以輔助焊接製程且總成經清洗。最後,電子組件308a、308b中之一些或所有可藉由一保護性材料囊封,該保護性材料諸如環氧樹脂、胺基甲酸酯或基於聚矽氧之材料。在一些實施例中,該保護性囊封可提供用於改良之可靠性及/或對於靈敏電子組件而言抗濕氣之環境保護的機械強度。在其他實施例中,該保護性囊封可改良連接器300之介電擊穿電壓效能。囊封可 藉由自動機器或藉由手動施配器加以應用。
組裝之下一步驟可涉及經由接地環305之背部開口插入PCB 304以使得焊料凸塊313(1)...313(8)定位於窗口307內(圖29,步驟128;圖30E及圖30F)。圖30E描繪插入至接地環305中之PCB 304。圖30F描繪圖30E中所展示之總成沿著線A-A'的縱向橫截面圖及接觸件襯墊313(2)。圖30F描繪與接地環305之頂部表面及底部表面接觸的接地彈簧臂322a、322b。又,可見,接地環隆凸324a、324b界定了PCB 304可在接地環內佔用之最大偏離中心位置。更具體而言,PCB 304可僅垂直地在接地環304內移動遠至隆凸所允許之處。另外,可見,安置於接觸件接合襯墊312(1)...312(8)上之焊料凸塊313(1)...313(8)在窗口307內對準。在一些實施例中,組裝之下一步驟包含經由窗口307將助焊劑沈積於焊料凸塊313(1)...313(8)上。此可(例如)藉由一自動霧化噴嘴或由操作者藉由施配器進行。
接下來,接觸件總成316a、316b(形成於圖29中,步驟126)可定位於接地環305之每一側上的窗口307內以附接至PCB 304(圖29,步驟130,圖30G)。在圖30H至圖30J中說明在一些實施例中所使用之接觸件總成。圖30H展示一俯視透視圖,而圖30I展示自底部之平面圖且圖30J展示一側視圖。每一接觸件總成316a、316b可包括一模製框架315,該模製框架315可由諸如聚丙烯之介電材料形成。在其他實施例中,該框架由可部分地填充有玻璃纖維之液晶聚合物製成。一項實施例具有經插入模製且藉由框架315緊固的八個接觸件306(1)...306(8)。框架315可裝備有一或多個對準柱323,如圖30F中所展示,該一或多個對準柱323自框架315之底部表面突出。對準柱323可逐漸變細且可具有在PCB 304之對準規則範圍內之一傾斜遠處末端,且經設計以使框架315與PCB 304對準。在一些實施例中,該框架可具有安置於框架之周邊上的對準凸片318,該等對準凸片318使得每一框架315在開 口307內對準。另外,框架可具有一或多個可壓扁之梳325(1)...325(8),該等可壓扁之梳325(1)...325(8)自接觸件總成316a、316b之底部表面突出且幫助確保框架315與PCB 304之間在垂直方向上的正確間距。
接觸件總成316a、316b中之每一接觸件306(1)...306(8)可由多種導電材料製成,例如,磷青銅、銅或不鏽鋼。另外,該等接觸件可用(例如)鎳/金、多層鎳/金、鎳/鈀或任何其他可接受金屬電鍍以改良其效能及外觀。接觸件可在漸進衝壓及成型製程中自一金屬薄片切割至應有大小且插入模製於框架315中。每一接觸件可包含一個以上金屬性組件且另外,每一接觸件可具有安置於接觸件總成之底部表面上之一或多個金屬性突起321(1)...321(16)。圖30I描繪具有八個接觸件之一項實施例的仰視圖,其中每一接觸件具有兩個突起。圖30J展示例示性接觸件總成316a、316b之側視圖,其中可見,相比於接觸件突起321(1)...321(16),可壓扁之梳325(1)...325(8)自接觸件總成之底部突起一較大距離。
現參看圖30K及圖30L以說明針對一個特定實施例之接觸件總成附接製程。圖31中所描繪之流程圖中的詳細步驟將用以說明此實施例中所使用之製程。接地環305及PCB 304可置放於一夾具中以將組件固持在適當位置中(圖31,步驟130a;圖30K)。接觸件總成316a可定位於接地環305之窗口307中且對準柱323可與PCB 304中之導孔326嚙合(圖31,步驟130b)。接觸件總成對準凸片318可將接觸件總成316a精確地定位於窗口307中。可壓扁之梳325(1)...325(8)可與PCB 304實體接觸。
現參看圖30K,具有梯狀物329之熱壓(hot bar)工具328可用以將焊料接觸件總成316a熱壓至PCB 304。在步驟130c中,可將熱壓工具加熱至焊料凸塊313(1)...313(8)之熔融溫度以上的溫度。舉例而言, 若焊料凸塊包含含有約百分之三銀、百分之零點五銅連同剩餘物錫的一錫/銀/銅合金,則熱壓工具可被加熱至攝氏221度以上。熱壓工具之溫度愈高,焊料可回焊地愈快。在步驟130d中,熱壓工具可在箭頭331之方向上朝向接觸件總成向下行進,直至其實體碰觸接觸件306(1)...306(8)之頂部表面為止。在步驟130e中,熱壓工具可在箭頭331之方向上進一步推動接觸件總成,進而使得可壓扁之梳325(1)...325(8)抵靠PCB 304而部分變形。該等可壓扁之梳可經設計而特定用於此目的,且可賦予一受控量之力以抵抗接觸件總成316a在箭頭331之方向上的移動。對準凸片318及對準柱323可保持接觸件總成在組裝製程期間處於窗口307之中心處(參見圖30A)。熱壓工具328之梯狀物329可經精確形成以在附接製程期間維持接觸件306(1)...306(8)之頂部表面共面且處於一受控高度處。在步驟130e中,接觸件總成可進一步在箭頭之方向上被推動直至接觸件突起321(1)...321(16)與焊料凸塊313(1)...313(8)接觸為止。熱壓工具328可經組態以在此時在箭頭331之方向上賦予一受控力從而不導致對接觸件總成之損壞。
如以上所提及,可藉由助焊劑來塗佈焊料凸塊313(1)...313(8)。在一些實施例中,助焊劑之塗佈可不僅改良焊料對接觸件突起321(1)...321(16)之濕潤,其亦可使得能夠進行自接觸件306(1)...306(8)至焊料凸塊之更有效的熱轉移。在步驟130f中,熱壓工具328可經由該等接觸件轉移熱能且將熱能轉移至焊料凸塊中。一旦適當量之熱能已轉移至焊料凸塊中,該等焊料凸塊即可在被加熱至其熔融溫度以上時轉變為液體狀態。一旦處於液體狀態下,焊料凸塊即在箭頭331之方向上對接觸件總成316a之額外移動提供極少阻力。在步驟130g中,接觸件總成可接著被熱壓工具進一步推動進而導致可壓扁之梳325(1)...325(8)之增大的變形直至熱壓工具在接地環305之平面319a上「停止」為止。圖30L描繪熱壓工具之停止位置。在此圖 中,可見,熱壓工具328之梯狀物329可用以將接觸件306(1)..306(8)之頂部表面精確地定位於接地環305之平面319a之下一已知距離處。在一些實施例中,梯狀物329具有介於0.1mm與0.01mm之間的高度且因此使接觸件306(1)...306(8)自接地環305之表面319a凹入相同之量。在其他實施例中,不包括梯狀物329且接觸件經按壓而與表面319a齊平。又,在步驟130g期間,在接觸件總成316a之底部表面上的接觸件突起321(1)...321(16)可由液化之焊料凸塊313(1)...313(8)濕潤。在步驟130h中,熱壓工具可接著冷卻直至液化之焊料凸塊冷卻至焊料合金劑之液化溫度以下的溫度且凝固為止。在步驟130i中,熱壓工具可接著收縮且可自夾具移除該總成。
在一些實施例中,接觸件附接製程係每次在接地環305之一側上執行,而在其他實施例中,該製程係同時在接地環之兩側上執行。在一些實施例中,可壓扁之梳325(1)..325(8)可在0.02mm與0.12mm之間變形。在其他實施例中,可壓扁之梳可在0.05mm與0.09mm之間變形。在一些實施例中,可壓扁之梳藉由熱壓工具328之加熱使得其較容易變形。部分組裝之連接器可看起來像圖30M那樣,其中接觸件總成316a、316b安裝於接地環305之任一側中。該部分組裝之連接器可接著經清潔。
組裝之下一步驟可涉及將部分組裝之連接器(參見圖30M)置放於一插入模製工具中,及在接觸件306(1)..306(8)周圍且在接地環305之窗口307內形成一熱塑性或類似之介電質包覆成型338(圖29,步驟132;圖30M至圖30P)。此製程可提供接地環305之接觸件區域中的平滑且實質上扁平之配合表面341。圖30N說明一項實施例之插入模製製程。插入模製工具335可經組態以相抵於接地環305之頂部表面密封。模製工具335之梯狀物336可同時相抵於接觸件306(1)...306(8)之頂部表面密封。模製工具可進一步經裝備以相抵於PCB 304密封。為 了同時密封所有此等表面且防護介電質包覆成型滲出,插入模製工具可裝備有彈簧加載插入物以容納連接器組件之尺寸變化。插入模製工具亦可經組態以自連接器之背面射出介電質包覆成型338,大體上藉由箭頭337展示。在一項實施例中,插入模製工具具有用於射出介電質包覆成型的一凹入閘。在一些實施例中,接地彈簧隆凸324a、324b(參見圖30F)可在介電質包覆成型射出製程期間準確地維持PCB 304在接地環305內之位置。在一些實施例中,介電質包覆成型338可為聚甲醛(POM)。在其他實施例中,介電質包覆成型338可為基於耐綸之聚合物。
圖30O描繪在插入模製製程之後的一項實施例。在一些實施例中,配合表面341可安置於接地環305之頂部表面之下且實質上與接觸件306(1)...306(8)之頂部表面共面。圖30P展示在配合表面341之區域中的圖30O之簡化橫截面。自此說明可見,配合表面341可駐存於接地環之頂部表面之下的一凹處中。在一些實施例中,該凹處可在接地環305之頂部表面之下0.01mm至0.1mm之間。此凹處可保護接觸件以避免觸碰表面(諸如,配合裝置之表面)進而有可能引起對於接觸件之頂部表面的損壞。在一些實施例中,凹座可圍繞窗口307之整個周邊延伸(參見圖30M)。在其他實施例中,該凹座可在一些區中較深且在其他區中較淺。在其他實施例中,該凹座可朝向連接器之背面較深,且實質上朝向連接器之遠處末端與接地環305之頂部表面共面。在其他實施例中,介電質包覆成型338之配合表面341可實質上與接地環305之平面319a共面。在一些實施例中,介電質包覆成型338可用以輔助將接觸件保持在連接器內。
當連接器300為纜線之部分時,組裝之下一步驟可包含將纜線束342附接至部分組裝之連接器(圖29,步驟134;圖30Q)。該纜線束可具有用於附接至PCB 304之導體接合襯墊310的個別導體(例如,電 線)343。該等個別導體可經切割且經剝離,且纜線束之護套亦可經切割且經剝離。每一導體可使用自動、半自動或手動之製程焊接至其各別導體接合襯墊。在一項實施例中,導體在夾具中對準,且每一導體自動地焊接至每一導體接合襯墊。在另一實施例中,每一導體熔接至其各別導體接合襯墊。在連接器300為不將纜線附接至連接器之電子裝置或配件之部分的一些實施例中,(例如)銜接台、個別電線、可撓性電路或其類似者可將接合襯墊304電連接至裝置中之電路。在不脫離本發明之情況下可使用無數種導體附接製程。
接下來之若干圖說明當連接器300為如圖30Q中所展示之纜線之部分時的其他實例組裝步驟。在此等情形下,組裝之下一步驟可涉及使連接器之一部分包覆成型,該部分包括附接至PCB 304之電子組件,及纜線(圖29,步驟136;圖30R)。可執行第一插入模製操作,從而將PCB 304囊封於塑膠材料中,且形成一連接器本體347。可執行第二插入模製製程,然後產生附接至連接器本體347之背面且在纜線342上延伸一短距離的應力減輕套管348。在一些實施例中,連接器本體可部分地由插入模製塑膠且部分地由其他材料製成。第一及第二插入模製材料可為任何類型之塑膠或其他不導電材料。在一項實施例中,兩種材料皆為熱塑性彈性體,其中相比於第一插入模製材料,第二插入模製材料具有較低硬度。圖30R描繪具有兩片導電金屬屏蔽物345a、345b的實施例,該兩片導電金屬屏蔽物345a、345b可安裝於連接器本體347之一部分上且藉由凸片346電接合至接地環305。在一些實施例中,屏蔽物345a、345b可首先安裝且連接器本體347可在一後續操作中模製。在一些實施例中,屏蔽物346可熔接至接地環305。在一些實施例中,屏蔽物345a、345b可由鋼製成而在其他實施例中可使用銅或錫金屬。
組裝之下一步驟可涉及將箱體349附接至本體347(圖29,步驟 138;圖30R至圖30T)。在圖30R中,箱體349經說明而在一位於纜線束342上之預先組裝位置。該箱體可經適當地設定大小以在連接器本體347之上滑動,從而實質上將連接器本體封閉於箱體內。該箱體可由任何類型之塑膠或其他不導電材料製造且在一項實施例中係由ABS製成。
在圖30S中展示箱體349之橫截面圖。此圖進一步描繪沈積於箱體349之內部表面上之兩個位置上的接合材料350。該接合材料可藉由如所展示之注射器與針頭總成351沈積,或在不脫離本發明之情況下其可藉由無數種其他技術沈積。在圖30T中展示最後組裝步驟且其包含在連接器本體347之上滑動箱體349直至箱體實質上封閉連接器本體為止。
接合材料350可固化,進而使得箱體349之內表面黏附至連接器本體347之外表面。在一些實施例中,該接合材料可為在濕氣之存在下固化的氰基丙烯酸酯。在其他實施例中,接合材料可為熱固化之環氧樹脂或胺基甲酸酯。其他接合材料為此項技術中所熟知且可在不脫離本發明之情況下加以使用。
本發明之實施例適合於多種電子裝置,包括接收或傳輸音訊、視訊或資料信號及其他信號的任何裝置。在一些情形下,本發明之實施例由於其可能小之外觀尺寸而尤其良好地適合於攜帶型電子媒體裝置。如本文中所使用,電子媒體裝置包括具有可用以呈現人類可感知之媒體之至少一電子組件的任何裝置。此等裝置可包括(例如)攜帶型音樂播放器(例如,MP3裝置及Apple之iPod裝置)、攜帶型視訊播放器(例如,攜帶型DVD播放器)、蜂巢式電話(例如,諸如Apple之iPhone裝置的智慧型電話)、視訊攝影機、數位靜態相機、投影系統(例如,全息投影系統)、遊戲系統、PDA、桌上型電腦,以及平板電腦(例如,Apple之iPad裝置)、膝上型電腦或其他行動電腦。此等裝置中之 一些可經組態以提供音訊、視訊或其他資料或感觀輸出。
圖32為表示根據本發明之實施例的包括一音訊插頭插座405之電子媒體裝置400的簡化說明性方塊圖。電子媒體裝置400亦可包括(除其他組件以外)連接器插座410、一或多個使用者輸入組件420、一或多個輸出組件425、控制電路430、圖形電路435、匯流排440、記憶體445、儲存裝置450、通信電路455及POM(位置、定向或移動感測器)感測器460。控制電路430可與電子媒體裝置400之其他組件通信(例如,經由匯流排440)以控制電子媒體裝置400之操作。在一些實施例中,控制電路430可執行儲存於記憶體445中之指令。控制電路430亦可操作以控制電子媒體裝置400之效能。控制電路430可包括(例如)處理器、微控制器及匯流排(例如,用於將指令發送至電子媒體裝置400之其他組件)。在一些實施例中,控制電路430亦可驅動顯示器且處理自輸入組件420接收之輸入。
記憶體445可包括可用以執行裝置功能之一或多種不同類型之記憶體。舉例而言,記憶體445可包括快取記憶體、快閃記憶體、ROM、RAM及混合型記憶體。記憶體445亦可儲存用於裝置及其應用程式(例如,作業系統、使用者介面功能及處理器功能)之韌體。儲存裝置450可包括一或多個合適儲存媒體或機構,諸如,磁性硬碟機、隨身碟、磁帶驅動器、光碟機、永久記憶體(諸如ROM)、半永久記憶體(諸如RAM)或快取記憶體。儲存裝置450可用於儲存媒體(例如,音訊及視訊檔案)、文字、圖片、圖形、廣告或可由電子媒體裝置400使用的任何合適之使用者特定或全球資訊。儲存裝置450亦可儲存可在控制電路430上執行之程式或應用程式,可維持經格式化以由應用程式中之一或多者讀取及編輯的檔案,且可儲存可輔助一或多個應用程式之操作的任何額外檔案(例如,具有後設資料之檔案)。應理解,儲存於儲存裝置450上之資訊中之任一者可替代地儲存於記憶體445中。
電子媒體裝置400亦可包括用於向使用者提供與電子媒體裝置400互動之能力的輸入組件420及輸出組件425。舉例而言,輸入組件420及輸出組件425可為使用者提供一介面以與在控制電路430上執行之應用程式互動。輸入組件420可採用多種形式,諸如,鍵盤/小鍵盤、軌跡墊、滑鼠、點擊式轉盤、按鈕、觸控筆或觸控式螢幕。輸入組件420亦可包括用於使用者鑑認之一或多個裝置(例如,智慧卡讀取器、指紋讀取器或虹膜掃描器)以及音訊輸入裝置(例如,麥克風)或用於記錄視訊或靜態圖框之視訊輸入裝置(例如,攝影機或網路攝影機(web cam))。輸出組件425可包括任何合適顯示器,諸如,液晶顯示器(LCD)或觸控式螢幕顯示器、投影裝置、揚聲器或用於向使用者呈現資訊或媒體的任何其他合適系統。輸出組件425可受圖形電路435控制。圖形電路435可包括一視訊卡,諸如,具有2D、3D或向量圖形能力的視訊卡。在一些實施例中,輸出組件425亦可包括一遠端耦接至電子媒體裝置400之音訊組件。舉例而言,輸出組件425可包括可藉由電線或無線地(例如,藍芽頭戴式耳機或藍芽耳機)耦接至電子媒體裝置400的耳機、頭戴式耳機或耳塞式耳機。
電子媒體裝置400可具有儲存於儲存裝置450上或儲存於記憶體445中之一或多個應用程式(例如,軟體應用程式)。控制電路430可經組態以執行來自記憶體445之應用程式的指令。舉例而言,控制電路430可經組態以執行一媒體播放器應用程式,該媒體播放器應用程式使得全運動視訊或音訊呈現或顯示於輸出組件425上。駐存於電子媒體裝置400上之其他應用程式可包括(例如)電話應用程式、GPS導航器應用程式、網頁瀏覽器應用程式及日曆或行事曆應用程式。電子媒體裝置400亦可執行任何合適作業系統(諸如,Mac OS、Apple iOS、Linux或Windows),且可包括與特定作業系統相容之儲存於儲存裝置450或記憶體445上的一組應用程式。
在一些實施例中,電子媒體裝置400亦可包括用以連接至一或多個通信網路的通信電路455。通信電路455可為操作以連接至通信網路且將通信(例如,音訊或資料)自電子媒體裝置400傳輸至通信網路內之其他裝置的任何合適通信電路。通信電路455可操作以使用任何合適通信協定與通信網路介接,諸如Wi-Fi(例如,802.11協定)、藍芽、高頻系統(例如,900MHz、2.4GHz及5.6GHz通信系統)、紅外線、GSM、GSM加EDGE、CDMA、四頻帶及其他蜂巢式協定、VOIP或任何其他合適協定。
在一些實施例中,通信電路455可操作以使用任何合適通信協定創建通信網路。通信電路455可使用近程通信協定創建一近程通信網路以連接至其他裝置。舉例而言,通信電路455可操作以使用藍芽協定創建區域通信網路以與藍芽耳機(或任何其他藍芽裝置)耦接。通信電路455亦可包括一有線或無線網路介面卡(NIC),其經組態以連接至網際網路或任何其他公用或私人網路。舉例而言,電子媒體裝置400可經組態以經由諸如封包式無線電網路、RF網路、蜂巢式網路或任何其他合適類型之網路的無線網路連接至網際網路。通信電路445可用以起始且導通與通信網路內之其他通信裝置或媒體裝置的通信。
電子媒體裝置400亦可包括適合於執行通信操作之任何其他組件。舉例而言,電子媒體裝置400可包括一電源供應器、一天線、用於耦接至主機裝置之埠或介面、次要輸入機構(例如,ON/OFF(開/關)開關)或任何其他合適組件。
電子媒體裝置400亦可包括POM感測器460。POM感測器460可用以判定電子媒體裝置400之大約地理或實體位置。如以下更詳細描述,電子媒體裝置400之位置可自任何合適之三邊量測或三角量測技術導出,在該情形下,POM感測器460可包括一RF三角量測偵測器或感測器或經組態以判定電子媒體裝置400之位置的任何其他位置電 路。
POM感測器460亦可包括用於偵測電子媒體裝置400之位置定向或移動的一或多個感測器或電路。此等感測器及電路可包括(例如)單軸或多軸加速度計、角速率或慣性感測器(例如,光學陀螺儀、振動陀螺儀、氣體速率陀螺儀或環式陀螺儀)、磁力計(例如,定標器或向量磁力計)、周圍光感測器、近接性感測器、運動感測器(例如,被動式紅外線(PIR)感測器、主動式超聲波感測器或主動式微波感測器)及線性速度感測器。舉例而言,控制電路430可經組態以自POM感測器460中之一或多者讀取資料以便判定電子媒體裝置400之位置定向或速度。POM感測器460中之一或多者可經定位而接近於輸出組件425(例如,在電子媒體裝置400之顯示螢幕的上方、下方或在其任一側上)。
圖33描繪一個特定電子媒體裝置480之說明性呈現。裝置480包括一作為輸入組件之多目的按鈕482、一作為輸入組件及輸出組件兩者之觸控式螢幕顯示器484,及一作為輸出組件之揚聲器485,所有該等組件收納於裝置外殼490內。裝置480亦包括在裝置外殼490內之一主要插座連接器486及一音訊插頭插座488。插座連接器486及488中之每一者可定位於外殼490內以使得對應插頭連接器插入至其中的插座連接器之空腔位於裝置外殼之外部表面上。在一些實施例中,該空腔對裝置480之外部側表面開放。為了簡單起見,在圖33中未展示諸如控制電路、圖形電路、匯流排、記憶體、儲存裝置及其他組件的各種內部組件。本文中所揭示之本發明之實施例特別適合於供經組態以與主要插座連接器486配合之插頭連接器使用,但在一些實施例中亦可供音訊插頭插座488使用。另外,在一些實施例中,電子媒體裝置480僅具有單一插座連接器486,該單一插座連接器486用以將裝置(與亦可使用之無線連接相對)實體地介接且連接至其他電子裝置。
如熟習此項技術者將理解,在不脫離本發明之基本特性的情況下 本發明可以許多其他特定形式體現。舉例而言,以上關於雙定向連接器描述本發明之各種實施例。其他實施例包括具有兩個以上可能之插入定向的連接器。舉例而言,根據本發明之連接器系統可包括:具有三角形橫截面以在三個可能定向中之至少一者上適配於對應插座連接器之三角形空腔內的插頭連接器;具有正方形橫截面且在四個可能插入定向中之任一者上適配於插座連接器內的插頭連接器;具有六邊形橫截面以在六個可能定向中之任一者上適配於對應插座連接器內的插頭連接器;等等。又,在一些實施例中,本發明之插頭連接器經塑形以在多個定向上插入至插座連接器中但僅包括在插頭連接器之單一側上的接觸件。此連接器可在其多個定向中之任一者上操作性地耦接至具有在內部空腔之表面中之每一者上之接觸件的插座連接器。作為一實例,類似於圖8A至圖8B中所展示之連接器80的插頭連接器之一項實施例可具有僅形成於區域46a中但不在區域46b中的接觸件。若一插座連接器具有在內部空腔87之上部及下部表面兩者上的適當接觸件,則此插頭連接器可在兩個定向中之任一者上操作性地耦接至該插座連接器(諸如,圖9A至圖9B中所展示之插座連接器85)。若連接器以側44a在「向上」位置中(如圖9A中所展示)插入於空腔87內,則該連接器亦可操作性地耦接至具有僅在空腔87之上部表面上之接觸件的插座連接器85。
作為又一實例,圖13A至圖13C描述接觸件區域46a中之每一接觸件電連接至在連接器之相對側上的接觸件區域46b中之匹配接觸件的實施例。在一些實施例中,僅區域46a中之接觸件的一子組電連接至區域46b中之接觸件。作為一實例,在類似於圖13A中所展示之連接器100的包括形成於每一接觸件區域46a及46b內之單一列中之八個接觸件的一項實施例中,區域46a中之接觸件106(4)及106(5)各自電連接至區域46中之對應接觸件106(4)及106(5)而接觸件106(1)...106(3)及 106(6)...106(8)彼此電性獨立且與區域46b內之接觸件電性獨立。因此,此實施例可具有十四個電性獨立之接觸件替代於八個。在其他實施例中,區域46a中之接觸件皆不電耦接至區域46b中之接觸件。又,在配接器200之另一實施例中,連接器202可為具有圖28B中所展示之腳位的30接針插頭連接器,而連接器205為類似於圖15中所展示之插座連接器140的八接觸件插座連接器。
又,雖然眾多特定實施例經揭示而具有特定特徵,但熟習此項技術者將認識到一實施例之特徵可與另一實施例之特徵進行組合的情形。舉例而言,以袋狀區域作為保持特徵來說明了以上所闡述之本發明之一些特定實施例。熟習此項技術者將容易地瞭解到,可替代於袋狀區域或除了袋狀區域以外使用本文中所描述之其他保持特徵以及並未特別提及之其他特徵中的任一者。又,熟習此項技術者將認識到,或能夠只是使用例行實驗而確定本文中描述之本發明之特定實施例的許多等效物。此等等效物意欲由以下申請專利範圍涵蓋。
42‧‧‧本體/基座
42a‧‧‧前表面
43‧‧‧纜線
44‧‧‧凸片
46a‧‧‧第一接觸件區域
50‧‧‧插頭連接器
52‧‧‧框架/接地環
52a‧‧‧第一相對側
52b‧‧‧第二相對側
54a‧‧‧第一保持特徵
54b‧‧‧第二保持特徵
55‧‧‧空腔

Claims (24)

  1. 一種電子配件,其包含:一插頭連接器,其具有一凸片,該插頭連接器經調適以在一配合事件期間被插入一插座連接器中,該凸片包括相對的第一表面及第二表面;一接觸件區域,其形成於該凸片之該第一表面處,該接觸件區域包括沿一第一列間隔開之一組接觸件,該組接觸件包括一ID接觸件及一電力接觸件;識別電路,其耦接至該ID接觸件,且經組態以回應於一配合事件而參與一交握演算法,其中該交握演算法包括在該ID接觸件上接收一命令並在該ID接觸件上發送該命令之一回應,該回應提供用於該插頭連接器之組態資訊;及電力電路,其耦接至該電力接觸件,且經組態以遞送電力以充電經由該插頭連接器耦接至該電子配件的一裝置。
  2. 如請求項1之電子配件,其進一步包含鑑認電路,其耦接至該ID接觸件,並經組態以參與使該電子配件向該裝置鑑認之一鑑認常式。
  3. 如請求項1之電子配件,其中該電力電路包括一電流調節器,該電流調節器經組態以當輸入電壓以一暫態方式變化時提供在該電力接觸件上遞送之一恆定電流。
  4. 如請求項1之電子配件,其中該凸片進一步包括在該第一表面及該第二表面之間延伸之相對的第三表面及第四表面、形成於該第三表面中之一第一保持特徵以及形成於該第四表面中且相對於該第一保持特徵之一第二保持特徵,該第一保持特徵及該第二保持特徵經調適以與一對應插座連接器上之保持特徵嚙合。
  5. 如請求項1至4中任一項之電子配件,其中該電子配件係一充電纜線,且進一步包含一USB公連接器以及使該插頭連接器耦接至該USB公連接器之一纜線。
  6. 一種電子配件,其包含:一插頭連接器,其具有一凸片,該插頭連接器經調適以在一配合事件期間被插入一插座連接器中,該凸片包括相對的第一表面及第二表面;一第一接觸件區域,其形成於該凸片之該第一表面,該第一接觸件區域包括沿一第一列間隔開的一第一組接觸件,該第一組接觸件包括一第一ID接觸件及一第一電力接觸件;一第二接觸件區域,其形成於該凸片之該第二表面,該第二接觸件區域包括沿一第二列間隔開之一第二組接觸件,該第二列與該第一列鏡射,該第二組接觸件包括耦接至該第一ID接觸件之一第二ID接觸件以及耦接至該第一電力接觸件之一第二電力接觸件;識別電路,其耦接至該第一ID接觸件及該第二ID接觸件,並經組態以回應於一配合事件而參與一交握演算法,其中該交握演算法包括在該第一ID接觸件或該第二ID接觸件上接收一命令並在與接收該命令之同一ID接觸件上發送該命令之一回應,該回應提供用於該插頭連接器之組態資訊;及電力電路,其耦接至該第一電力接觸件及該第二電力接觸件,並經組態以遞送電力以充電經由該插頭連接器耦接至該電子配件的一裝置。
  7. 如請求項6之電子配件,其進一步包含鑑認電路,其耦接至該第一ID接觸件及該第二ID接觸件,並經組態以參與使該電子配件向該裝置鑑認之一鑑認常式。
  8. 如請求項7之電子配件,其中該電力電路包括一電流調節器,該電流調節器經組態以當輸入電壓以一暫態方式變化時提供在該第一電力接觸件及該該第二電力接觸件上遞送之一恆定電流。
  9. 如請求項7之電子配件,其中該凸片進一步包括在該第一表面及該第二表面之間延伸之相對的第三表面及第四表面、形成於該第三表面中之一第一保持特徵以及形成於該第四表面中且相對於該第一保持特徵之一第二保持特徵,該第一保持特徵及該第二保持特徵經調適以與一對應插座連接器上之保持特徵嚙合。
  10. 如請求項7之電子配件,其中該凸片包含沿該凸片之一外部周圍的一金屬框架,該金屬框架包括位於該凸片之該第一表面的一第一開口以及位於該凸片之該第二表面上之一第二開口,其中該第一接觸件區域形成於該第一開口中,該第二接觸件區域形成於該第二開口中;且其中介電材料圍繞該第一列及該第二列中的每一接觸件以使該等接觸件與該金屬框架電性絕緣。
  11. 如請求項7之電子配件,其中該第一接觸件區域及該第二接觸件區域之每一者包括一組八個外部接觸件。
  12. 如請求項7之電子配件,其中該第一接觸件區域進一步包括一第一對通用序列匯流排(USB)資料接觸件,且該第二接觸件區域進一步包括耦接至該第一對USB資料接觸件之一第二對USB資料接觸件;且其中該第一對USB資料接觸件之每一資料接觸件係耦接至與其相對之該第二對USB資料接觸件中的一資料接觸件。
  13. 如請求項7之電子配件,其中:該第一接觸件區域進一步包括在一中心線之一第一側上的一第一對通用序列匯流排(USB)資料接觸件,以及在該中心線相對於該第一側之一第二側上的一第一對序列傳輸及接收接觸件,該中心線縱向地平分該凸片;及 該第二接觸件區域進一步包括在該中心線之該第一側上且耦接至該第一對USB資料接觸件的一第二對USB資料接觸件,以及在該中心線之該第二側上且耦接至該第一對序列傳輸及接收接觸件的一第二對序列傳輸及接收接觸件。
  14. 如請求項13之電子配件,其中該第一接觸件區域進一步包括一第一配件電力接觸件,且該第二接觸件區域進一步包括耦接至該第一配件電力接觸件之一第二配件電力接觸件。
  15. 如請求項14之電子配件,其中:該第一接觸件區域進一步包括位於該第一列接觸件之一端的一第一接地接觸件,且該第二接觸件區域進一步包括位於該第二列接觸件之一端的一第二接地接觸件,該第二接地接觸件與該第一配件電力接觸件成對角線關係並耦接至該第一配件電力接觸件;該第一ID接觸件及該第二ID接觸件係置於一中心線之一第一側上,但不直接彼此相對,該中心線縱向地平分該凸片;及該第一電力接觸件及該第二電力接觸件係置於該中心線之相對側上。
  16. 如請求項6至15中任一項之電子配件,其中該電子配件係一充電纜線,且進一步包含一USB公連接器以及使該插頭連接器耦接至該USB公連接器之一纜線。
  17. 如請求項6至15中任一項之電子配件,其中該電子配件係一銜接台,該銜接台進一步包含一外殼,且其中該接頭連接器自該外殼之一表面向上延伸。
  18. 如請求項6至15中任一項之電子配件,其中該電子配件係一配接器,該配接器進一步包含:(i)一配接器插座連接器,其實質上與該插頭連接器不相容,及(ii)一轉換電路,其可操作耦接以將在該配接器插座連接器之接觸件上接收的信號轉換為可在該插頭連 接器之該第一組接觸件及該第二組接觸件上傳送的信號。
  19. 如請求項6至15中任一項之電子配件,其中該電子配件係一視訊配接器。
  20. 如請求項6至15中任一項之電子配件,其中該接頭連接器之該凸片經組態以在一配合事件期間以一第一定向或一第二定向被插入該插座連接器,該第二定向係自該第一定向旋轉180度。
  21. 一種電子配件,其包含:一纜線,其具有第一端及第二端;一USB公連接器,其耦接至該纜線之該第一端;一外部接觸件插頭連接器,其耦接至該纜線之該第二端,該插頭連接器具有一主體以及180度對稱之一凸片,該凸片連接至該主體並自該主體延伸,該凸片包括相對的第一表面及第二表面以及在該第一表面及該第二表面之間延伸之相對的第三表面及第四表面,其中(i)形成於該凸片之該第一表面的一第一接觸件區域,其包括沿一第一列間隔開之一第一組八個外部接觸件,該第一組接觸件包括一第一ID接觸件及一第一電力接觸件;(ii)形成於該凸片之該第二表面的一第二接觸件區域,其包括沿一第二列間隔開之一第二組八個外部接觸件,該第二列與該第一列鏡射,該第二組接觸件包括耦接至該第一ID接觸件之一第二ID接觸件以及耦接至該第一電力接觸件之一第二電力接觸件;及(iii)該第一ID接觸件及該第二ID接觸件係置於一中心線之同一側上,但該第一電力接觸件及該第二電力接觸件係置於該中心線之相對側上,該中心線縱向地平分該凸片;識別電路,其耦接至該第一ID接觸件及該第二ID接觸件,並經組態以回應於一配合事件而參考與交握演算法,其中該交握演算法包括在該第一ID接觸件或該第二ID接觸件上接收一命令以及在 接收該命令之同一ID接觸件上發送該命令之一回應,該回應提供用於該插頭連接器之組態資訊;及電力電路,其耦接至該第一電力接觸件及該第二電力接觸件,並經組態以遞送電力以充電經由該插頭連接器耦接至該電子配件的一裝置。
  22. 如請求項21之電子配件,其中該第一接觸件區域進一步包括置於該中心線之一第一側上的一第一對通用序列匯流排(USB)資料接觸件,且該第二接觸件區域進一步包括置於該中心線之該第一側上且耦接至該第一對USB資料接觸件之一第二對USB資料接觸件,且其中該第一對USB資料接觸件之每一接觸件耦接至與其相對之該第二對USB資料接觸件中的一接觸件。
  23. 如請求項21之電子配件,其進一步包含一金屬框架,該金屬框架圍繞該凸片之一周圍並包括位於該凸片之該第一表面之一第一開口以及位於該凸片之該第二表面之一第二開口,該第一接觸件區域形成於該第一開口中,該第二接觸件區域形成於該第二開口中;且其中介電材料圍繞該第一列及該第二列中之每一接觸件以使該等接觸件與該金屬框架電性絕緣。
  24. 如請求項21至23中任一項之電子配件,其進一步包含形成於第三側中之一第一凹入區域以及形成於第四側中且相對於該第一凹入區域的一第二凹入區域,該第一凹入區域及該第二凹入區域經調適以與一對應插座連接器上之保持特徵嚙合。
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