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CN104871377A - 连接器、数据接收设备、数据发送设备以及数据发送和接收系统 - Google Patents

连接器、数据接收设备、数据发送设备以及数据发送和接收系统 Download PDF

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CN104871377A
CN104871377A CN201380066805.XA CN201380066805A CN104871377A CN 104871377 A CN104871377 A CN 104871377A CN 201380066805 A CN201380066805 A CN 201380066805A CN 104871377 A CN104871377 A CN 104871377A
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CN
China
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signal pins
signal
substrate
data
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CN201380066805.XA
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鸟羽一彰
平野太一
松田昂
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

[问题]为了能进一步抑制信号的退化。[解决方案]提供了一种连接器(10)，该连接器包括：信号引脚(110)，所述信号引脚在第一方向(y)上延伸并且发送信号；基板(130)，所述基板具有形成在一个表面上的信号引脚(110)；以及导体层，所述导体层形成在与具有所述信号引脚(110)的表面的相对的所述基板(130)的表面上，所述导体层具有地电位。

Description

连接器、数据接收设备、数据发送设备以及数据发送和接收系统
技术领域
本公开涉及连接器、数据接收设备、数据发送设备以及数据发送和接收系统。
背景技术
随着近年来信息化社会的发展，由诸如个人计算机(PC)和服务器的信息处理设备操纵的信息的量(数据的量和信号的量)爆发性增长。根据数据量的这种增加，在设备之间执行数据发送和接收的过程中以更高速度传递更多数据的需要大增。
然而，一般因数据发送量的增加和数据发送速度的提高，造成信号劣化。因此，正期望的是增加数据发送量和减少信号劣化的技术。
例如，专利文献1公开了一种以下的技术：通过根据将与可应用于高清多媒体接口(HDMI)(注册商标)标准的连接器连接的基板的厚度变化来调节基板的连接器安装单元的特征阻抗，从而减少信号劣化，所述连接器发送数字信号。
引用列表
专利文献
专利文献1：JP 2009-129649A
发明内容
技术问题
然而，专利文献1中描述的技术是设备中的插座侧连接器安装单元的技术。在该技术中，使用电缆中的插座侧连接器和插头侧连接器的现有技术。因此，在尝试将数据发送量增加得更多的情况下，专利文献1中描述的技术作为减少信号劣化的措施是不足够的。
因此，本公开提出了一种能够减少信号劣化的新颖且改进的连接器、数据接收设备、数据发送设备以及数据发送和接收系统。
问题的解决方案
根据本公开，提供了一种连接器，所述连接器包括：信号引脚，其在第一方向上延伸并且发送信号；基板，其具有上面形成有信号引脚的一个表面；电导体层，其具有地电位，所述电导体层形成在所述基板的上面形成有所述信号引脚的表面的相对表面上。
根据本公开，提供了一种数据发送设备，所述数据发送设备包括连接器，所述连接器包括：信号引脚，其在第一方向上延展并且发送信号；基板，其由电介质形成并且具有上面形成有信号引脚的表面；电导体层，其具有地电位，所述电导体层形成在所述基板的上面形成有所述信号引脚的表面的相对表面上。借助所述连接器将信号发送到任意设备。
根据本公开，提供了一种数据接收设备，所述数据接收设备包括：连接器，其包括信号引脚，其在第一方向上延展并且发送信号；基板，其由电介质形成并且具有上面形成有信号引脚的表面；电导体层，其具有地电位，所述电导体层形成在所述基板的上面形成有所述信号引脚的表面的相对表面上。借助连接器接收从任意设备发送的信号。
根据本公开，提供了一种数据发送和接收系统，所述数据发送和接收系统包括：数据发送设备，其借助连接器向任意装置发送信号，所述连接器包括信号引脚、基板、电导体，所述信号引脚在第一方向上延展并且发送信号，所述基板由电介质形成并且具有上面形成有信号引脚的表面，所述电导体层具有地电位，所述电导体层形成在所述基板的上面形成有所述信号引脚的表面的相对表面上；数据接收设备，其借助连接器接收从任意设备发送的信号。
根据本公开，电导体层、基板(电介质层)和信号引脚以该次序堆叠，从而形成所谓的微带线。因此，可以减少流过信号引脚的电流(信号)对其它信号引脚的影响。
本发明的有益效果
如上所述，根据本公开，可以进一步减少信号劣化。
附图说明
[图1A]图1A是示出通用A型HDMI连接器中或通用D型HDMI连接器中发送高速差分信号的引脚布置的示意图。
[图1B]图1B是示出A型HDMI连接器中或D型HDMI连接器中新添加高速差分数据线的引脚布置的示意图。
[图2A]图2A是示出通用C型HDMI连接器中发送高速差分信号的引脚布置的示意图。
[图2B]图2B是示出C型HDMI连接器中新添加高速差分数据线的引脚布置的示例的示意图。
[图3A]图3A是示出以由通过信号引脚的y轴和z轴构成的横截面切割时通用C型HDMI连接器的结构示例的截面图。
[图3B]图3B是与图3A中的A-A横截面对应的通用C型HDMI连接器的截面图，A-A横截面由x轴和y轴构成。
[图3C]图3C是与图3B中的C-C横截面对应的通用C型HDMI连接器的截面图，C-C横截面由x轴和z轴构成。
[图4A]图4A是示出以由通过信号引脚的y轴和z轴构成的横截面切割时根据本公开的第一实施例的连接器的结构示例的截面图。
[图4B]图4B是与图4A中的A-A横截面对应的根据第一实施例的连接器的截面图，A-A横截面由x轴和y轴构成。
[图4C]图4C是与图4B中的C-C横截面对应的根据第一实施例的连接器的截面图，C-C横截面由x轴和z轴构成。
[图5]图5是示出其中设置有保护线的构造的说明性示图。
[图6A]图6A是示出通用C型HDMI连接器结构中的电场分布的电场的等高线图。
[图6B]图6B是示出通用C型HDMI连接器结构中的电场分布的电场的等高线图。
[图7A]图7A是示出根据第一实施例的连接器结构中的电场分布的电场的等高线图。
[图7B]图7B是示出根据第一实施例的连接器结构中的电场分布的电场的等高线图。
[图8A]图8A是示出通用C型HDMI连接器结构的眼图(eyepattern)的电压特征图。
[图8B]图8B是示出通用C型HDMI连接器结构的眼图的电压特征图。
[图9A]图9A是示出根据第一实施例的连接器结构的眼图的电压特征图。
[图9B]图9B是示出根据第一实施例的连接器结构的眼图的电压特征图。
[图9C]图9C是示出其中还布置有保护线的根据第一实施例的连接器结构的眼图的电压特征图。
[图9D]图9D是示出其中还布置有保护线的根据第一实施例的连接器结构的眼图的电压特征图。
[图9E]图9E是示出其中还布置有保护线的根据第一实施例的连接器结构的串扰特征的电压特征图。
[图10A]图10A是示出以由通过信号引脚的y轴和z轴构成的横截面切割时通用D型HDMI连接器的结构示例的截面图。
[图10B]图10B是与图10A中的A-A横截面对应的通用D型HDMI连接器的截面图，A-A横截面由x轴和y轴构成。
[图10C]图10C是与图10B中的C-C横截面对应的通用D型HDMI连接器的截面图，C-C横截面由x轴和z轴构成。
[图11A]图11A是示出以由通过信号引脚的y轴和z轴构成的横截面切割时根据本公开的第二实施例的连接器的结构示例的截面图。
[图11B]图11B是与图11A中的A-A横截面对应的根据第二实施例的连接器的截面图，A-A横截面由x轴和y轴构成。
[图11C]图11C是与图11B中的C-C横截面对应的根据第二实施例的连接器的截面图，C-C横截面由x轴和z轴构成。
[图12A]图12A是示出通用D型HDMI连接器结构中的电场分布的电场的等高线图。
[图12B]图12B是示出通用D型HDMI连接器结构中的电场分布的电场的等高线图。
[图13A]图13A是示出根据第二实施例的连接器结构中的电场分布的电场的等高线图。
[图13B]图13B是示出根据第二实施例的连接器结构中的电场分布的电场的等高线图。
[图14A]图14A是示出通用D型HDMI连接器结构的眼图的电压特征图。
[图14B]图14B是示出通用D型HDMI连接器结构的眼图的电压特征图。
[图15A]图15A是示出其中还布置有保护线的根据第二实施例的连接器结构的眼图的电压特征图。
[图15B]图15B是示出其中还布置有保护线的根据第二实施例的连接器结构的眼图的电压特征图。
[图15C]图15C是示出其中还布置有保护线的根据第二实施例的连接器结构的串扰特征的电压特征图。
[图16A]图16A是示出根据第一实施例的连接器的修改形式中的信号引脚布置的示例的示意图。
[图16B]图16B是示出以由通过信号引脚的y轴和z轴构成的横截面切割时图16A中示出的连接器的结构示例的示意图。
[图16C]图16C是与图16B中的A-A横截面对应的图16A中示出的连接器的示意图，A-A横截面由x轴和y轴构成。
[图16D]图16D是与图16C对应的连接器的修改形式的示意图，其中，信号引脚的横截面面积只在装配部分之外的区域内扩展。
[图17]图17是其中根据第一实施例的连接器中在基板上设置装置的示意图。
[图18A]图18A是示出作为根据第一实施例和第二实施例的修改形式的装置的AC/DC转换电路的电路构造示例的示意图。
[图18B]图18B是示出作为根据第一实施例和第二实施例的修改形式的装置的寄存器和通信电路的构造示例的示意图。
[图18C]图18C是示出作为根据第一实施例和第二实施例的修改形式的装置的电池的构造示例的示意图。
[图19]图19是示出HDMI电缆在盘记录器和电视接收器之间发送的各通道的数据构造示例的说明性示图。
[图20]图20是示出在发送装置(source device)和接收装置(sink device)相连的情况下的CEC控制的时序示例的时序图。
[图21]图21是示出在检测到经由HDMI电缆连接的装置的情况下各装置中的CEC对应检查过程的流程图。
[图22]图22是示出电源控制中的包括发送装置和接收装置的通信系统的构造示例的功能框图。
[图23]图23是示出电源控制中的控制时序的时序图。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施例。注意的是，在这个说明书和附图中，用相同参考标号表示具有基本相同功能和结构的结构元件，省略对这些结构元件的重复说明。
注意的是，在下面的说明中，可应用于高清多媒体接口(HDMI)标准的连接器(下文中，被称为HDMI连接器)、数据接收设备、数据发送设备、数据发送和接收系统被用作根据本公开的实施例的连接器、数据接收设备、数据发送设备、数据发送和接收系统的示例。然而，本实施例不限于此，并且可应用于基于另一种通信方法或另一个通信标准的连接器、数据接收设备、数据发送设备、数据发送和接收系统。
另外，根据本公开的实施例的连接器可应用于电缆中的插头侧连接器或数据接收设备和数据发送设备中的插座侧连接器中的任一个。在下面的说明中，电缆中的插头侧连接器被简称为“插头侧连接器”，数据接收设备和数据发送设备中的插座侧连接器被简称为“插座侧连接器”。另外，“连接器”只意指插头侧连接器和插座侧连接器中的任一个，除非特别声明。此外，在下面的说明中，插头侧连接器具有所谓的公端子形状，插座侧连接器具有所谓的母端子形状。然而，本实施例不限于此。可颠倒插头侧连接器的端子形状和插座侧连接器的端子形状之间的关系。
注意的是，按以下次序提供描述。
1.关于发送数据量增加的研究
2.第一实施例
2.1.通用C型连接器的结构示例
2.2.根据第一实施例的连接器的结构示例
2.3.特征的比较
3.第二实施例
3.1通用D型连接器的结构示例
3.2根据第二实施例的连接器的结构示例
3.3特征的比较
4.修改形式
4.1.信号引脚的横截面面积的扩大
4.2.基板上的装置安装
5.应用示例
5.1.CEC控制
5.2.电源控制
6.结论
<1.关于发送数据量增加的研究>
在这个部分中，首先说明促使本发明的发明人想到本发明的背景，以阐明本公开。
近来，HDMI已经被广泛用作在视频装置之间高速发送视频信号(视频数据、音频数据等)的通信接口。在基于HDMI标准的通信中，作为视频信号源的装置(诸如，盘再现设备)通常经由HDMI电缆连接到显示装置(监视器接收器、电视接收器等)。注意的是，在下面的说明中，用于输出信号(诸如，视频信号)的装置被称为源装置、输出设备、发送设备等，被输入信号(诸如，视频信号)的装备被称为接收装置、输入设备、接收设备等。
对可操纵具有更高品质图像和更高品质声音的视频的诸如盘再现设备和显示装置的消费电子产品(CE)的需求日益增加。因此，近来，当基于HDMI标准发送数据时，针对诸如视频数据和音频数据的视频信号，期望发送更大量的数据。
根据HDMI标准，HDMI连接器具有19个引脚。在通用HDMI连接器中，使用12个引脚发送视频信号，其它引脚用作消费电子控制(CEC)、电源、热插拔检测器(HPD)等。对于包括在通用HDMI连接器中引脚布置的HDMI标准的细节，例如，可参照“HDMI规范版本1.4(HDMI Specification Version 1.4)”。
这里，参照图1A，说明通用A型HDMI连接器中的引脚布置。注意的是，D型HDMI连接器中的引脚布置类似于A型HDMI连接器中的引脚布置。
图1A是示出通用A型HDMI连接器中或通用D型HDMI连接器中发送高速差分信号的引脚布置的示意图。注意的是，图1A只示出12个与视频信号发送相关的信号引脚，未示出其它信号引脚。另外，图1A示出输入设备中的插座侧HDMI连接器的端子表面。
参照图1A，信号引脚941在通用A型HDMI连接器的端子表面上以Z字形布置成两行，信号引脚941被嵌入外壳(壳体)943所覆盖的电介质942中。对于信号引脚941中的每个，应用不同种类的信号，图1A示出信号的种类。
具体地，“Data2+”、“Data2屏蔽”和“Data2-”被分别分配给信号引脚#1、#2和#3。以类似方式，“Data1+”、“Data1屏蔽”和“Data1-”被分别分配给信号引脚#4、#5和#6。另外，以类似方式，“Data0+”、“Data0屏蔽”和“Data0-”被分别分配给信号引脚#7、#8和#9。另外，“clock+”、“clock屏蔽”和“clock-”被分别分配给信号引脚#10、#11和#12。
也就是说，数据线(Data0/1/2)和时钟中的每个由包括差分线Datai+、Datai-和Datai屏蔽(i＝0、1、2)的三条线构成。当发送数据时，差分线Datai+和Datai-产生差分信号之间的耦合(产生差分耦合)。通过使用Data0/1/2，HDMI源装置以最大3.425Gbps向HDMI接收装置发送R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)的数字视频数据集合(视频数据)中的每个作为串行数据并且发送是串行视频数据的10-频分的像素时钟(最大340.25MHz)作为时钟。
这里，在下面的描述中，定义坐标轴，并且提供对连接器的说明。具体地，信号引脚在连接器的端子表面上的布置方向被定义为x轴方向。一对连接器彼此装配的方向被定义为y轴方向。垂直于x轴和y轴的方向被定义为z轴方向。
至于x轴的正方向和负方向，遵照HDMI标准，信号引脚数量变大的方向(图1中的左边)被定义为x轴的正方向。至于y轴的正方向和负方向，从插头侧连接器朝向插座侧连接器(在与图1A的纸张平面垂直的方向上朝向纸张平面)的方向被定义为y轴的正方向。至于z轴的正方向和负方向，图1A的向上方向被定义为z轴的正方向。
这里，作为发送更多视频信号的方式，可考虑改变信号引脚的分配。具体地，在图1A中，可考虑，使用用作差分线(差分数据通道)对的屏蔽的信号引脚“Data2屏蔽”、“Data1屏蔽”和“Data0屏蔽”和作为用于发送时钟信号的信号引脚“clock+”、“clock-”和“clock屏蔽”作为对应于新数据线的信号引脚。
图1B示出改变信号引脚的分配的这种方式的示例。图1B是示出A型HDMI连接器中或D型HDMI连接器中新添加高速差分数据线的引脚布置的示例的示意图。
参照图1B，新差分线对“Data3+”、“Data3-”、“Data4+”和“Data4-”被分别分配给用作图1A中的屏蔽的信号引脚#2、#5、#8和#11。另外，新差分线对“Data5+”和“Data5-”被分别分配给用作图1A中的时钟的信号引脚#10和#12。
可通过将STP电缆的引流线连接到插头侧连接器的壳体部分并且通过连接源装置和接收装置的插座侧连接器的壳体部分并且将壳体部分接地，可确保电缆被屏蔽，所述引流线被连接作为如图1A中所示的通用信号引脚布置中的屏蔽。至于时钟，接收装置从各个数据通道中的数据提取比特时钟，将提取的比特时钟的频率除以10，并且接收装置本身产生像素时钟。
如以上说明的，通过将差分线对的数量从三对扩展成六对，数据发送量可加倍，同时保持各个线的发送速度是相同的。然而，待发送的信号会使图1B中示出的引脚布置劣化。
这是因为，至于新定义的信号引脚“Data3+”、“Data3-”、“Data4+”和“Data4-”，将待配对的差分线之间的物理距离比初始差分线对分得更开，如图1B中所示。因此，在新定义的信号引脚中，在差分信号之间更少可能出现耦合，会出现阻抗不匹配。
此外，在差分线对中的每一对之间，没有充当屏蔽的线。因此，差分线对中的每一对都有可能受相邻线的串扰影响，很有可能信号劣化。
作为应对信号劣化的措施，例如，改进信号引脚的形状和连接器中信号引脚所处的位置，以减少信号劣化。具体地，例如，信号引脚的布线宽度收窄。因此，信号引脚之间的间隔相对变宽，串扰影响减小。
可供选择地，例如，通过将信号引脚拉至靠近构成连接器外周的地导体并且通过用单端发送施加到信号引脚的差分信号，可减少信号劣化。
这里，HDMI连接器包括从A型至E型的不同类型的连接器。C型HDMI连接器和D型HDMI连接器分别被称为迷你HDMI连接器和微HDMI连接器。另外，C型HDMI连接器和D型HDMI连接器小于标准A型HDMI连接器。例如，A型HDMI连接器的端子表面的面积被设置成14mm×4.5mm，C型HDMI连接器的端子表面的面积被设置成10.5mm×2.5mm，D型HDMI连接器的端子表面的面积被设置成5.8mm×2.0mm。
因此，在像A型HDMI连接器一样连接器的尺寸相对大并且信号引脚的形状和信号引脚布置可自由变化的情况下，抵抗信号劣化的措施是有效的。然而，在像C型HDMI连接器或D型HDMI连接器一样连接器的尺寸相对小的情况下，信号引脚的形状和信号引脚布置不太可能自由变化，并且对于减少信号劣化而言，该措施会是不足够的。
如以上说明的，研究得到的结论是，可认为改变HDMI连接器中的信号引脚分配的方式增加了数据发送量。然而，由于分配到信号引脚的数据线的数量增大，导致信号可能劣化。诸如C型HDMI连接器或D型HDMI连接器的相对小的HDMI连接器难以通过改变信号引脚的形状或信号引脚布置位置来实现减少信号劣化的足够效果。因此，期望减少信号劣化的更多种方式，该方式可应用于更多各式各样的连接器。
基于上述研究，本发明的发明人实现根据能够减少信号劣化的本公开的连接器、数据接收设备、数据发送设备、数据发送和接收系统。接下来，说明优选实施例。
<2.第一实施例>
首先，说明根据本公开的第一实施例的连接器的结构。注意的是，根据第一实施例的连接器对应于C型HDMI连接器。
C型HDMI连接器具有与图1A和图1B中示出的A型HDMI连接器的端子表面上的信号引脚布置位置具有不同的信号引脚布置位置。这里，参照图2A和图2B，说明C型HDMI连接器中的引脚布置。图2A是示出通用C型HDMI连接器中发送高速差分信号的引脚布置的示意图。图2B是示出C型HDMI连接器中新添加高速差分数据线的引脚布置的示例的示意图。注意的是，图2A和图2B只示出与视频信号发送相关的信号引脚，未示出其它信号引脚。另外，图2A和图2B示出插座侧连接器的端子表面。
在下面关于C型HDMI连接器中的引脚布置的说明中，主要说明与参照图1A和图1B说明的A型HDMI连接器中的引脚布置的差异，省略关于重复的构造和功能的详细说明。
首先，参照图2A，信号引脚971被嵌入外壳(壳体)973所覆盖的电介质972中。然而，相比于图1A中示出的通用A型HDMI连接器中的引脚布置，信号引脚971在x轴方向上在通用C型HDMI连接器的端子表面上布置成一行。另外，不同种类的信号被应用于信号引脚971中的每个，图2A示出信号的种类。
具体地，“Data2屏蔽”、“Data2+”和“Data2-”被分别分配给信号引脚#1、#2和#3。以类似方式，“Data1屏蔽”、“Data1+”和“Data1-”被分别分配给信号引脚#4、#5和#6。另外，以类似方式，“Data0屏蔽”、“Data0+”和“Data0-”被分别分配给信号引脚#7、#8和#9。另外，“clock屏蔽”、“clock+”和“clock-”被分别分配给信号引脚#10、#11和#12。
也就是说，数据线(Data0/1/2)和时钟中的每个由包括差分线Datai+、Datai-和Datai屏蔽(i＝0、1、2)的三条线构成。当发送数据时，差分线Datai+和Datai-产生差分信号之间的耦合(产生差分耦合)。注意的是，数据线(Data0/1/2)和时钟的功能类似于图1A中示出的通用A型HDMI连接器中的引脚布置的功能。因此，这里省略详细说明。
接下来，参照图2B，相比于图2A中示出的通用C型HDMI连接器中的引脚布置，在根据本公开的第一实施例的连接器中的引脚布置中，分配给信号引脚的数据线的数量增加。
具体地，新差分线对“Data3+”、“Data3-”、“Data4+”和“Data4-”被分别分配给用作图2A中的屏蔽的信号引脚#1、#4、#7和#10。另外，新差分线对“Data5+”和“Data5-”被分别分配给用作图2A中的时钟的信号引脚#11和#12。如以上说明的，通过将差分线对的数量从三对扩展成六对，数据发送量可加倍，同时保持各个线的发送速度是相同的。注意的是，确保电缆中的屏蔽的方式和产生时钟的方式类似于参照图1B说明的通用A型HDMI连接器的那些方式。因此，这里省略详细说明。
参照图2A和图2B，说明了C型HDMI连接器中的引脚布置。这里，当如图2B中所示新添加数据线的引脚布置应用于具有通用连接器结构的C型HDMI连接器时，像<1.关于发送数据量增加的研究>中说明的A型HDMI连接器一样，出现信号劣化。另一方面，根据本公开的第一实施例的连接器结构(随后将进行描述)可即使在如图2B中所示新添加数据线的引脚布置的情况下也可减少信号劣化。
为了清楚地说明根据第一实施例的连接器的结构，首先在[2.1.通用C型连接器的结构示例]中说明通用C型HDMI连接器的结构示例。接下来，在[2.2.根据第一实施例的连接器的结构示例]中，说明根据本公开的第一实施例的连接器的结构示例和与通用C型HDMI连接器的结构差异。随后，在[2.3特征的比较]中比较这两个结构中发送的信号的特征，并且说明减少根据第一实施例的连接器中信号的劣化的效果。
[2.1.通用C型连接器的结构示例]
首先，参照图3A至图3C，说明通用C型HDMI连接器的结构示例。图3A是示出以由通过信号引脚的y轴和z轴构成的横截面切割时通用C型HDMI连接器的结构示例的截面图。图3B是与图3A中的A-A横截面对应的通用C型HDMI连接器的截面图，A-A横截面由x轴和y轴构成。图3C是与图3B中的C-C横截面对应的通用C型HDMI连接器的截面图，C-C横截面由x轴和z轴构成。注意的是，在图3A至图3C中，将插头侧连接器和插座侧连接器彼此装配。
首先，说明插头侧连接器的结构。参照图3A至图3C，通用C型HDMI连接器的插头侧连接器810包括信号引脚811、电介质812和外壳(壳体)813。信号引脚811在第一方向(换句话讲，y轴方向)上延伸。信号引脚811的一些部分被嵌入电介质812中。
外壳813覆盖信号引脚811和电介质812。外壳813在y轴的正方向上的一个表面是向外部开放的开放表面。如图3A至图3C中所示，插头侧连接器810和插座侧连接器820(随后进行描述)借助外壳813的开放表面连接。另外，外壳813由电导体形成。外壳813的电位借助插头侧连接器820(随后进行描述)固定于例如地电位。
在靠近外壳813的开放表面的预定区域中，从电介质812暴露信号引脚811的顶端。被暴露的部分构成向着外壳813的开放表面突出的突起。当插头侧连接器810和插座侧连接器820(随后进行描述)被彼此装配时，信号引脚811的突起接触插座侧连接器820(随后进行描述)的信号引脚821。因此，插头侧连接器810和插座侧连接器820(随后进行描述)彼此电连接。注意的是，可在信号引脚811的突起的部分区域上设置接触部件，该接触部件还向着插座侧连接器820的信号引脚821突出。因此，插头侧连接器810的信号引脚811和插座侧连接器的信号引脚821借助接触部件彼此接触。
接下来，说明插座侧连接器的结构。参照图3A至图3C，通用C型HDMI连接器的插座侧连接器820包括信号引脚821、电介质822和外壳(壳体)823。信号引脚821在第一方向(换句话讲，y轴方向)上延伸。信号引脚811的一些部分被嵌入电介质822中。
外壳823覆盖信号引脚821和电介质822。外壳823在y轴的负方向上的一个表面是向外部开放的开放表面。另外，外壳823由电导体形成。外壳823的电位固定于例如地电位。
外壳823的开放表面的开口的面积略大于插头侧连接器810的外壳813的开放表面的横截面面积。如图3A至图3C中所示，设置有插头侧连接器810的外壳813的开放表面的端部被插入插座侧连接器820的外壳823的开放表面的开口中，插头侧连接器810和插座侧连接器820被彼此装配。注意的是，图3A和图3B中的用虚线指示的区域代表插头侧连接器810和插座侧连接器820的装配部分S。
在靠近开放表面的预定区域中，信号引脚821包括被暴露部分，在被暴露部分中，从电介质822暴露信号引脚821的表面的部分区域。当插头侧连接器810和插座侧连接器820被彼此装配时，信号引脚821的被暴露部分接触插座侧连接器810的信号引脚811的突起(接触部分)。
参照图3A至图3C，已经说明了通用C型HDMI连接器的结构。
[2.2根据第一实施例的连接器的结构示例]
接下来，参照图4A至图4C，说明根据本公开的第一实施例的连接器的结构示例。图4A是示出以由通过信号引脚的y轴和z轴构成的横截面切割时根据第一实施例的连接器的结构示例的截面图。图4B是与图4A中的A-A横截面对应的根据第一实施例的连接器的截面图，A-A横截面由x轴和y轴构成。图4C是与图4B中的C-C横截面对应的根据第一实施例的连接器的截面图，C-C横截面由x轴和z轴构成。注意的是，在图4A至图4C中，插头侧连接器和插座侧连接器被彼此装配。
首先，说明插头侧连接器的结构。参照图4A至图4C，根据第一实施例的插头侧连接器10包括信号引脚110、电介质120、基板130和外壳(壳体)140。
信号引脚110在第一方向(换句话讲，y轴方向)上延伸。另外，信号引脚110在由电介质形成的基板130的表面上形成为布线图案。
外壳140覆盖信号引脚110和基板130。外壳140在y轴的正方向上的一个表面是向外部开放的开放表面。如图4A至图4C中所示，插头侧连接器10和插座侧连接器20(随后进行描述)借助外壳140的开放表面连接。另外，外壳140由电导体形成。外壳140的电位借助插座侧连接器20(随后进行描述)固定于例如地电位。
在基板130的后表面(换句话讲，上面形成有信号引脚110的表面的相对表面)上，形成具有地电位的电导体层。参照图4A至图4C，根据本实施例，外壳140面对基板后表面的表面比其它表面厚，并且接触基板130的后表面。因此，形成在基板130的后表面上的电导体层与外壳140形成一体。注意的是，在本实施例中，只必须在基板130的后表面上形成具有地电位的电导体层。电导体层的结构不限于以上示例。因此，外壳140的表面不一定被加厚。例如，形成在基板130后表面上的电导体层可通过通孔等电连接到外壳140。
另外，电介质可堆叠在形成在基板130上的信号引脚110上方(在z轴的正方向上)。注意的是，当形成电介质120时，电介质120没有覆盖信号引脚110的整个表面，并且在靠近外壳140的开放表面的预定区域中，暴露信号引脚110的部分区域。当插头侧连接器10和插座侧连接器20(随后进行描述)被彼此装配时，插头侧连接器的信号引脚110的被暴露部分接触插座侧连接器20的信号引脚210(布线图案)。因此，插头侧连接器10和插座侧连接器20(随后进行描述)彼此电连接。注意的是，可在信号引脚110的被暴露部分的部分区域上设置接触部件，接触部件向着插座侧连接器20的信号引脚210突出。因此，插头侧连接器10的信号引脚110和插座侧连接器20的信号引脚210借助接触部分彼此接触。
接下来，说明插座侧连接器的结构。参照图4A至图4C，根据第一实施例的插座侧连接器20包括信号引脚210、电介质220、基板230和外壳(壳体)240。
信号引脚210在第一方向(换句话讲，y轴方向)上延伸。另外，信号引脚210在由电介质形成的基板120的表面上形成为布线图案。
外壳240覆盖信号引脚210和基板230。外壳240在y轴的负方向上的一个表面是向外部开放的开放表面。另外，外壳240由电导体形成。外壳140的电位固定于例如地电位。
外壳240的开放表面的开口的面积略大于插头侧连接器10的外壳140的开放表面的横截面面积。如图4A至图4C中所示，设置有插头侧连接器10的外壳140的开放表面的端部被插入插座侧连接器20的外壳240的开放表面的开口中，插头侧连接器10和插座侧连接器20被彼此装配。注意的是，图4A和图4B中的用虚线指示的区域代表插头侧连接器10和插座侧连接器20的装配部分T。
在基板230的后表面(换句话讲，上面形成有信号引脚210的表面的相对表面)上，形成具有地电位的电导体层。参照图4A至图4C，根据本实施例，外壳240面对基板230后表面的表面比其它表面厚，并且接触基板230的后表面。因此，形成在基板230的后表面上的电导体层与外壳240形成一体。注意的是，在本实施例中，只必须在基板230的后表面上形成具有地电位的电导体层。电导体层的结构不限于以上示例。因此，外壳240的表面不一定被加厚。例如，形成在基板230后表面上的电导体层可通过通孔等电连接到外壳240。
另外，电介质220可堆叠在形成在基板230上的信号引脚210上方(在z轴的正方向上)。注意的是，当形成电介质220时，在靠近外壳140的开放表面的预定区域中，暴露信号引脚210的部分区域。插座侧连接器20的信号引脚210的被暴露部分接触插头侧连接器10的信号引脚110(布线图案)的暴露部分和/或接触部件。因此，插头侧连接器10和插座侧连接器20彼此电连接。
参照图4B，在插头侧连接器10的信号引脚110和插座侧连接器的信号引脚210之中，发送差分信号并且相邻延伸的成对信号引脚110和210之间的间隔比与成对信号引脚110和210相邻的其它信号引脚110和210的间隔短。注意的是，在装配部分T中，信号引脚110的间隔和信号引脚210的间隔可以相同。另一方面，在除了装配部分T之外的区域中，发送差分信号并且相邻延伸的成对信号引脚110和210之间的间隔可以比与和成对信号引脚110和210相邻的其它信号引脚110和210的间隔短。
装配部分T中信号引脚110之间的布线间隔和信号引脚210之间的布线间隔可类似于图3A至图3C中示出的装配部分S中信号引脚811的布线间隔和信号引脚821的布线间隔。因此，根据第一实施例的连接器的信号引脚和通用C型HDMI连接器的信号引脚在装配部分中具有相同的布线间隔。
如参照图4A至图4C说明的，根据第一实施例的连接器和通用C型HDMI连接器的不同之处如下：根据第一实施例的连接器由电介质形成，并且在一个表面上包括信号引脚(对应于信号引脚的布线图案)并且在另一个表面上包括上面形成有具有地电位的电导体层的基板。另外，在根据第一实施例的连接器中的信号引脚之中，发送差分信号并且相邻延伸的成对信号引脚之间的间隔比与和成对信号引脚相邻的其它信号引脚之间的间隔短。接下来，说明由于这种构造导致的根据第一实施例的连接器的效果。
如以上说明的，在根据第一实施例的连接器10和20中，在由电介质形成的基板130和230上形成信号引脚110和210，在基板130和230的上面形成有信号引脚110和210的表面的相对侧形成具有地电位的电导体层。因此，根据第一实施例的连接器具有以下构造：地平面(电导体层)、电介质层(基板130和230)和布线(信号引脚110和210)以此次序堆叠。根据这种构造，由于电流(信号)在信号引脚110和210中流动导致的电磁场被捕获在基板130和230以及电导体之间，形成所谓的微带线(微带结构)。因此，在根据第一实施例的连接器中，可以减小流过信号引脚110和210的电流(信号)对其它信号引脚110和210的影响，可减少信号劣化。
另外，如以上说明的，在根据第一实施例的连接器10和20中的信号引脚110和210之中，发送差分信号并且相邻延伸的成对信号引脚110和210之间的间隔可以比与和成对信号引脚110和210相邻的其它信号引脚110和210之间的间隔短。由于将发送成对的差分信号的成对信号引脚110和210之间的间隔进一步收窄，因此由于电流(信号)在成对信号引脚110和210中流动导致的电磁场被捕获在成对信号引脚110和210之间以及基板130和230和电导体之间，形成所谓的差分带线(差分带结构)。注意的是，在布线表面的后表面上的地平面上确保差分耦合的返回路径。因此，由于在差分数据线之间产生耦合，因此可以在保持差分阻抗的同时，将信号引脚之间的布线间隔和布线宽度收窄。因此，不同种类的相邻信号布线之间的间隔可加宽。因此，可减少串扰并且可提高信号质量。因此，在根据第一实施例的连接器中，可以进一步减小流过发送差分信号的成对信号引脚110和210的电流(信号)对其它信号引脚110和210的影响。另外，可进一步减少信号劣化。
注意的是，在其中新添加数据线的图2B中示出的引脚布置应用于根据第一实施例的连接器的情况下，被分配一对差分信号“Data3+”和“Data3-”和一对差分信号“Data4+”和“Data4-”的信号引脚没有布置在新添加的成对差分信号之中的成对差分信号彼此紧邻的位置。因此，在根据第一实施例的连接器中，被施加“Data0”和“Data0-”对、“Data1+”和“Data1-”对、“Data2+”和“Data2-”对和“Data5+”和“Data5-”对的成对相邻信号引脚使用差分带线发送信号。另一方面，被施加“Data3+”和“Data3-”对和“Data4+”和“Data4-”对的成对不相邻信号引脚使用单端微带线发送信号。
另外，如以上说明的，在其中新添加数据线的如图2B中所示的引脚布置的情况下，根据本公开的第一实施例的连接器可更有效。然而，根据第一实施例的连接器还可应用于如图2A中所示的通用引脚布置。即使根据本公开的第一实施例的连接器应用于图2A中示出的通用引脚布置，也可通过针对各信号引脚形成微带线和差分带线，减小流过信号引脚110和210的电流(信号)对其它信号110和210的影响并且减少信号劣化。
注意的是，如参照图4B说明的，根据本公开的第一实施例的连接器的装配部分T中的信号引脚110之间的间隔和信号引脚210之间的间隔可等于通用C型HDMI连接器的装配部分S中的信号引脚811之间的间隔和信号引脚821之间的间隔。根据这种构造，可以确保根据第一实施例的连接器和通用C型HDMI连接器之间的兼容性。因此，当根据第一实施例的连接器和通用C型HDMI连接器被彼此装配时，通过HDMI标准限定的预定信号引脚被电连接。因此，根据第一实施例的连接器还可应用于执行与图2A中示出的通用引脚布置对应的信号发送的情况。
这里，参照图5，说明根据本公开的第一实施例的连接器的修改形式。在根据本公开的第一实施例的连接器中，具有地电位的保护线可进一步以保护线基本上平行于信号引脚的方式在将信号引脚夹在其间的位置延伸。另外，保护线可被设置成将用单端发送信号的信号引脚夹在其间。图5是示出其中设置有保护线的构造的说明性示图。
图5示出其中在图4B中示出的根据第一实施例的连接器中新设置保护线的构造。因此，图5示出以下构造：当从z轴的正方向观察时，在根据第一实施例的连接器中设置保护线。参照图5，例如，保护线150被设置成将在插头侧连接器10中通过单个耦合来发送信号的信号引脚110夹在其间。例如，以类似方式，保护线250被设置成将通过在插座侧连接器20中用单端来发送信号的信号引脚210夹在其间。保护线150和250的电位被设置成地电位。由于设置了保护线150和250，因此可以减小流过信号引脚110和210的电流(信号)对其它信号引脚110和210的影响，可减少信号劣化。
[2.3.特征的比较]
接下来，说明图3A至图3C中示出的通用C型HDMI连接器结构中流过信号引脚的信号的特征和图4A至图4C中示出的根据本公开的第一实施例的连接器结构中流过信号引脚的信号的特征之间的比较结果。注意的是，下面的图6A至图6B、图7A至图7B、图8A至图8B、图9A至图9E均示出与如图2B中所示新添加数据线的引脚布置对应的信号流动的结果。
首先，参照图6A至图6B和图7A至图7B，说明通用C型HDMI连接器和根据第一实施例的连接器之间的信号引脚附近的电场分布差异。
图6A至图6B和图7A至图7B均示出在用于发送按HDMI标准决定的视频信号的预定信号施加到各连接器的情况下信号引脚附近的电场分布。图6A和图6B是示出通用C型HDMI连接器结构中的电场分布的电场的等高线图。图7A和图7B各自是示出根据第一实施例的连接器结构中的电场分布的电场的等高线图。在图6A至图6B和图7A至图7B中，用阴影示意性代表电场分布的强度。暗阴影区域代表电场集中的区域。
图6A是通用C型HDMI连接器结构中的对应于图3A的横截面处的电场的等高线图。图6B是图6A中示出的D-D横截面处的电场的等高线图。
图7A是根据第一实施例的连接器结构中的对应于图4A的横截面处的电场的等高线图。图7B是图7A中示出的D-D横截面处的电场的等高线图。注意的是，图7A和图7B中示出的电场的等高线图确定其中还如图5中所示地设置保护线的根据第一实施例的连接器结构的电场分布。
图6A至图6B和图7A至图7B中的电场的等高线图均示出形成用于设置上述各横截面处的对应于各区域(信号引脚、基板、外壳、电介质等)的介电常数的模型并且应用发送按HDMI标准决定的视频信号的预定信号情况下信号引脚附近的电场分布的模拟结果。
参照图6A，在通用C型HDMI连接器结构中，信号引脚811和821中的每一个的前表面(在y轴方向上延展并且位于z轴的正方向上的表面)和后表面(在y轴方向上延展并且位于z轴的负方向上的表面)之间几乎不存在电场分布差异。另一方面，参照图6B，在通用C型HDMI连接器结构中，电场集中并且例如在如区域E中所示的一部分信号引脚110之间发生耦合。然而，在区域F(跨越“Data0-”、“Data4-”和“Data5+”的区域)和区域G(跨越“Data1-”、“Data4+”和“Data0+”的区域)中，电场也集中在除了差分信号对之外的区域中，流过信号引脚811的电流(信号)影响其它信号引脚811。
另一方面，参照图7A，在根据第一实施例的连接器结构中，电场集中在信号引脚110和210和基板130和230之间，形成所谓的微带线。另外，参照图7B，在根据第一实施例的连接器结构中，电场集中在相邻设置的成对信号引脚110和210“Data0”、“Data1”、“Data2”和“Data5”之间，形成所谓的差分带线。至于信号引脚110和210“Data3-”、“Data3+”、“Data4-”和“Data4+”，电场集中在信号引脚110和210和GND导体(外壳140)之间，形成单端电场。因此，流过信号引脚110和210的电流(信号)对其它信号引脚110和210的影响减少。
接下来，参照图8A至图8B和图9A至图9E，说明通用C型HDMI连接器和根据第一实施例的连接器的用眼图代表的信号发送特征和串扰的差异。
图8A和图8B均是示出图3A至图3C中示出的通用C型HDMI连接器结构的眼图的电压特征图。图8A示出图2B中示出的“Data2”线的眼图并且图8B示出图2B中示出的“Data4”线的眼图。
图9A和图9B均是示出图4A至图4C中示出的根据第一实施例的连接器结构的眼图的电压特征图。图9A示出图2B中示出的“Data2”线的眼图并且图9B示出图2B中示出的“Data4”线的眼图。
图9C和图9D均是示出其中如图5中所示还布置有保护线的根据第一实施例的连接器结构的眼图的电压特征图。图9C示出图2B中示出的“Data2”线的眼图并且图9D示出图2B中示出的“Data4”线的眼图。图9E是示出其中如图5中所示还布置有保护线的根据第一实施例的连接器结构的串扰特征的电压特征图。
在图8A至图8B和图9A至图9E中，对应于“Data2”的眼图代表在图2A中示出的通用引脚布置中已经存在的数据线(现有数据线)的发送特征，对应于“Data4”的眼图代表在图2B中示出的其中新添加数据线的引脚布置中新添加的数据线(新数据线)的发送特征。
当比较图8A和图8B并且比较图9A和图9B时，除了现有数据线“Data2”和新数据线“Data4”之外，由于根据第一实施例的连接器结构，导致信号发送特征改进。因此，通过根据第一实施例的连接器结构，减少信号劣化。
当比较图9A和图9B并且比较图9C和图9C时，除了现有数据线“Data2”和新数据线“Data4”之外，通过提供保护线150，进一步改进信号发送特征。因此，通过进一步为根据第一实施例的连接器结构提供保护线150，减少信号劣化。另外，参照图9E，可在根据第一实施例的连接器结构中得到良好的串扰特征。
<3.第二实施例>
接下来，说明根据本公开的第二实施例的连接器的结构。注意的是，根据第二实施例的连接器对应于D型HDMI连接器。
如参照图1A和图1B说明的，D型HDMI连接器具有图1A和图1B中示出的引脚布置。这里，当如图1B中所示新添加数据线的引脚布置应用于D型HDMI连接器时，像<1.关于发送数据量增加的研究>中说明的A型HDMI连接器一样，出现信号劣化。另一方面，根据本公开的第二实施例的连接器结构(随后将进行描述)可即使在如图1B中所示新添加数据线的引脚布置的情况下也可减少信号劣化。
为了清楚地说明根据第二实施例的连接器的结构，首先在[3.1.通用D型连接器的结构示例]中说明通用D型HDMI连接器的结构示例。接下来，在[3.2.根据第二实施例的连接器的结构示例]中，说明根据本公开的第二实施例的连接器的结构示例和与通用D型HDMI连接器的差异。随后，在[3.3特征的比较]中比较这两个结构中发送的信号的特征，并且说明根据第二实施例的连接器中减少信号的劣化的效果。
如图1A和图1B中所示，在根据通用D型HDMI连接器的引脚布置中，信号引脚在终端表面上以Z字形沿着x轴方向布置成在z轴方向上的两行。另外，在图1A和图1B的垂直方向上，形成在上一行的信号引脚(z轴方向上的靠上方向)和形成在下一行的信号引脚(z轴方向上的靠下方向)水平线对称，尽管x轴上的布置位置是不同的。因此，至于下面的图10A至图10C和图11A至图11C，主要说明z轴方向上的下侧的信号引脚(在图1A和图1B中的下一行形成的信号引脚)的结构。由于信号引脚对应于通过在下侧折叠信号引脚的结构而得到的结构，因此省略了对z轴方向上的上侧的信号引脚(图1A和图1B中的上一行形成的信号引脚)的说明。
[3.1.通用D型连接器的结构示例]
首先，参照图10A至图10C，说明通用D型HDMI连接器的结构示例。图10A是示出以由通过信号引脚的y轴和z轴构成的横截面切割时通用D型HDMI连接器的结构示例的截面图。图10B是与图10A中的A-A横截面对应的通用D型HDMI连接器的截面图，A-A横截面由x轴和y轴构成。图10C是与图10B中的C-C横截面对应的通用D型HDMI连接器的截面图，C-C横截面由x轴和z轴构成。注意的是，在图10A至图10C中，插头侧连接器和插座侧连接器被彼此装配。
首先，说明插头侧连接器的结构。参照图10A至图10C，通用D型HDMI连接器的插头侧连接器910包括信号引脚911、电介质912和外壳(壳体)913。信号引脚911在第一方向(换句话讲，y轴方向)上延伸。信号引脚911的一部分被嵌入电介质912中。
外壳913覆盖信号引脚911和电介质912。外壳913在y轴的正方向上的一个表面是向外部开放的开放表面。如图10A至图10C中所示，插头侧连接器910和插座侧连接器920(随后进行描述)借助壳体913的开放表面连接。另外，壳体913由电导体形成。壳体913的电位借助插座侧连接器920(随后进行描述)固定于例如地电位。
在靠近壳体913的开放表面的预定区域中，从电介质912暴露信号引脚911的顶端。被暴露的部分构成以预定角度向着z轴的正方向弯曲的弯曲部分。当插头侧连接器910和插座侧连接器920(随后进行描述)被彼此装配时，信号引脚911的弯曲部分接触插座侧连接器920(随后进行描述)的信号引脚921。因此，插头侧连接器910和插座侧连接器920(随后进行描述)彼此电连接。
注意的是，z轴方向上的上侧的信号引脚921具有如上所述与下侧的信号引脚水平线对称的结构。因此，信号引脚921的弯曲部分被形成为以预定角度向着z轴的负方向弯曲。
接下来，说明插座侧连接器的结构。参照图10A至图10C，通用D型HDMI连接器的插座侧连接器920包括信号引脚921、电介质922和外壳(壳体)923。信号引脚921在第一方向(换句话讲，y轴方向)上延伸。信号引脚921的部分被嵌入电介质922中。
壳体923覆盖信号引脚921和电介质922。壳体923在y轴的负方向上的一个表面是向外部开放的开放表面。另外，壳体923由电导体形成。壳体923的电位固定于例如地电位。
壳体923的开放表面的开口的面积略大于插头侧连接器910的壳体913的开放表面的横截面面积。如图10A至图10C中所示，设置有插头侧连接器910的壳体913的开放表面的端部被插入插座侧连接器920的壳体923的开放表面的开口中，插头侧连接器910和插座侧连接器920被彼此装配。注意的是，图10A和图10B中的用虚线指示的区域代表插头侧连接器910和插座侧连接器920的装配部分U。
在靠近壳体923的开放表面的预定区域中，信号引脚921包括被暴露部分，在被暴露部分中，从电介质922暴露信号引脚921的表面的部分区域。当插头侧连接器910和插座侧连接器920被彼此装配时，信号引脚921的被暴露部分接触插头侧连接器910的信号引脚911的弯曲部分。
注意的是，如上所述，在通用D型连接器中，与信号引脚911和921和电介质912和922类似的结构元件另外且水平线对称地设置在壳体913和923中，作为z轴方向上的上侧的信号引脚911和921和电介质912和922。
参照图10A至图10C，说明了通用D型HDMI连接器的结构。
[3.2.根据第二实施例的连接器的结构示例]
接下来，参照图11A至图11C，说明根据本公开的第二实施例的连接器的结构示例。图11A是示出以由通过信号引脚的y轴和z轴构成的横截面切割时根据本公开的第二实施例的连接器的结构示例的截面图。图11B是与图11A中的A-A横截面对应的根据第二实施例的连接器的截面图，A-A横截面由x轴和y轴构成。图11C是与图11B中的C-C横截面对应的根据第二实施例的连接器的截面图，C-C横截面由x轴和z轴构成。
首先，说明插头侧连接器的结构。参照图11A至图11C，根据第二实施例的插头侧连接器30包括信号引脚310、电介质320、基板330和外壳(壳体)340。
信号引脚310在第一方向(换句话讲，y轴方向)上延伸。另外，信号引脚310在由电介质形成的基板330的表面上形成为布线图案。
壳体340覆盖信号引脚310和基板330。壳体340在y轴的正方向上的一个表面是向外部开放的开放表面。如图11A至图11C中所示，插头侧连接器30和插座侧连接器40(随后进行描述)借助壳体340的开放表面连接。另外，壳体340由电导体形成。壳体340的电位借助插座侧连接器40(随后进行描述)固定于例如地电位。
在基板330的后表面(换句话讲，上面形成有信号引脚310的表面的相对表面)上，形成具有地电位的电导体层。参照图11A至图11C，根据本实施例，壳体340面对基板330后表面的表面比其它表面厚，并且接触基板330的后表面。因此，形成在基板330的后表面上的电导体层与壳体340形成一体。注意的是，在本实施例中，只必须在基板330的后表面上形成具有地电位的电导体层。电导体层的结构不限于以上示例。因此，壳体340的表面不一定被加厚。例如，形成在基板330后表面上的电导体层可通过通孔等电连接到壳体340。
另外，电介质320可堆叠在形成在基板330上的信号引脚310上方(在z轴的正方向上)。注意的是，当形成电介质320时，电介质320没有覆盖信号引脚310的整个表面。在靠近壳体340的开放表面的预定区域中，暴露信号引脚310的表面的部分区域。当插头侧连接器30和插座侧连接器40(随后进行描述)被彼此装配时，插头侧连接器的信号引脚310的被暴露部分接触插座侧连接器40的信号引脚410。因此，插头侧连接器30和插座侧连接器40(随后进行描述)彼此电连接。注意的是，可在信号引脚310的被暴露部分的部分区域上设置接触部件，接触部件向着插座侧连接器40的信号引脚410突出。因此，插头侧连接器30的信号引脚410和插座侧连接器40的信号引脚410可借助接触部分彼此接触。
接下来，说明插座侧连接器的结构。参照图11A至图11C，根据第二实施例的插座侧连接器40包括信号引脚410、电介质420、基板430和外壳(壳体)440。
信号引脚410在第一方向(换句话讲，y轴方向)上延伸。另外，信号引脚410在由电介质形成的基板430的表面上形成为布线图案。
壳体440覆盖信号引脚410和基板430。壳体440在y轴的负方向上的一个表面是向外部开放的开放表面。另外，壳体440由电导体形成。壳体440的电位固定于例如地电位。
壳体440的开放表面的开口的面积略大于插头侧连接器30的壳体340的开放表面的横截面面积。如图11A至图11C中所示，设置有插头侧连接器30的壳体340的开放表面的端部被插入插座侧连接器40的壳体440的开放表面的开口中，插头侧连接器30和插座侧连接器40被彼此装配。注意的是，图11A和图11B中的用虚线指示的区域代表插头侧连接器30和插座侧连接器40的装配部分V。
在基板430的后表面(换句话讲，上面形成有信号引脚410的表面的相对表面)上，形成具有地电位的电导体层。参照图11A至图11C，根据本实施例，壳体440面对基板430后表面的表面比其它表面厚，并且接触基板430的后表面。因此，形成在基板430的后表面上的电导体层与壳体440形成一体。注意的是，在本实施例中，只必须在基板430的后表面上形成具有地电位的电导体层。电导体层的结构不限于以上示例。因此，壳体440的表面不一定被加厚。例如，形成在基板430后表面上的电导体层可通过通孔等电连接到壳体440。
另外，电介质420可堆叠在形成在基板430上的信号引脚410上方(在z轴的正方向上)。注意的是，当形成电介质420时，在靠近壳体440的开放表面的预定区域中，暴露信号引脚410的部分区域。插座侧连接器40的信号引脚410的被暴露部分接触插头侧连接器30的信号引脚310的被暴露部分和/或接触部分。因此，插头侧连接器30和插座侧连接器40彼此电连接。
注意的是，如上所述，在根据第二实施例的连接器中，与信号引脚310和410、电介质320和420、基板330和430和电导体层类似的结构元件另外且水平线对称地设置在壳体340和440中，作为z轴方向上的上侧的信号引脚310和410、电介质320和420、基板330和430和电导体层。因此，根据第二实施例的连接器结构对应于具有两组根据上述第一实施例的连接器结构中的信号引脚110和210、电介质120和220、基板130和230和电导体层的结构。
参照图11B，在插头侧连接器30的信号引脚310和插座侧连接器40的信号引脚410之中，发送差分信号并且相邻延伸的成对信号引脚310和410之间的间隔可以比与和成对信号引脚310和410相邻的其它信号引脚310和410的间隔短。注意的是，在装配部分V中，信号引脚310之间的间隔和信号引脚410之间的间隔可以相同。另一方面，在除了装配部分V之外的区域中，发送差分信号并且相邻延伸的成对信号引脚310和410之间的间隔可以比与和成对信号引脚310和410相邻的其它信号引脚310和410的间隔短。
装配部分V中信号引脚310之间的布线间隔和信号引脚410之间的布线间隔可类似于图10A至图10C中示出的装配部分U中信号引脚911的布线间隔和信号引脚921的布线间隔。因此，根据第二实施例的连接器的信号引脚和通用D型HDMI连接器的信号引脚在装配部分中可具有相同的布线间隔。
如参照图11A至图11C说明的，根据第二实施例的连接器的结构和通用D型HDMI连接器的结构的不同之处如下：根据第二实施例的连接器包括基板，基板由电介质形成并且在一个表面上包括信号引脚(对应于信号引脚的布线图案)并且在另一个表面上包括具有地电位的电导体层。另外，在根据第二实施例的连接器中的信号引脚之中，发送差分信号并且相邻延伸的成对信号引脚之间的间隔比与和成对信号引脚相邻的其它信号引脚的间隔短。以与根据第一实施例的连接器类似的方式，根据第二实施例的连接器具有这种构造并且实现下面的效果。
如以上说明的，在根据第二实施例的连接器30和40中，在由电介质形成的基板330和430上形成信号引脚310和410，在上面形成有信号引脚310和410的基板330和430的表面的相对侧形成具有地电位的电导体层。因此，根据第二实施例的连接器具有以下构造：地平面(电导体层)、电介质层(基板330和430)和布线(信号引脚310和410)以此次序堆叠。根据这种构造，由于电流(信号)流过信号引脚310和410导致的电磁场被捕获在基板330和430之间，形成所谓的微带线(微带结构)。因此，在根据第二实施例的连接器中，可以减小流过信号引脚310和410的电流(信号)对其它信号引脚310和410的影响，可减少信号劣化。
另外，如以上说明的，在根据第二实施例的连接器30和40中的信号引脚310和410之中，发送差分信号并且相邻延伸的成对信号引脚310和410之间的间隔可以比与和成对信号引脚310和410相邻的其它信号引脚310和410之间的间隔短。由于将成对的发送差分信号的成对信号引脚310和410之间的间隔进一步收窄，因此由于电流(信号)流过成对信号引脚310和410导致的电磁场被捕获在成对信号引脚310和410之间以及基板330和430之间，形成所谓的差分带线(差分带结构)。注意的是，在布线表面的后表面上的地平面上确保差分耦合的返回路径。因此，由于在差分数据线之间产生耦合，因此可以在保持差分阻抗的同时，将信号引脚之间的布线间隔和布线宽度收窄。因此，不同种类的相邻信号布线之间的间隔可加宽。因此，可减少串扰并且可提高信号质量。因此，在根据第二实施例的连接器中，可以进一步减小流过发送差分信号的成对信号引脚310和410的电流(信号)对其它信号引脚310和410的影响。另外，可进一步减少信号劣化。
注意的是，在其中新添加数据线的图1B中示出的引脚布置应用于根据第二实施例的连接器的情况下，在新添加的成对差分信号之中，被分配一对差分信号“Data3+”和“Data3-”和一对差分信号“Data4+”和“Data4-”的信号引脚没有布置在成对差分信号彼此紧邻的位置。因此，在根据第二实施例的连接器中，被施加“Data0”和“Data0-”对、“Data1”和“Data1-”对、“Data2+”和“Data2-”对和“Data5+”和“Data5-”对的成对相邻信号引脚使用差分带线发送信号。另一方面，被施加“Data3+”和“Data3-”对和“Data4+”和“Data4-”对的成对不相邻信号引脚使用单端微带线发送信号。
另外，如以上说明的，在其中新添加数据线的如图1B中所示的引脚布置的情况下，根据本公开的第二实施例的连接器可更有效。然而，根据第一实施例的连接器还可应用于如图1A中所示的通用引脚布置。即使根据本公开的第二实施例的连接器应用于图1A中示出的通用引脚布置，也可通过针对各信号引脚形成微带线和差分带线，减小流过信号引脚310和410的电流(信号)对其它信号引脚310和410的影响并且减少信号劣化。
注意的是，如参照图11B说明的，根据本公开的第二实施例的连接器的装配部分V中的信号引脚410之间的间隔和信号引脚310之间的间隔可等于通用D型HDMI连接器的装配部分U中的信号引脚921之间的间隔和信号引脚911之间的间隔。根据这种构造，可以确保根据第二实施例的连接器和通用D型HDMI连接器之间的兼容性。因此，当根据第二实施例的连接器和通用D型HDMI连接器被彼此装配时，通过HDMI标准限定的预定信号引脚被电连接。因此，根据第二实施例的连接器还可应用于执行与图1A中示出的通用引脚布置对应的信号发送的情况。
在根据本公开的第二实施例的连接器中，以与根据第一实施例的连接器的修改形式类似的方式，具有地电位的保护线可进一步以保护线基本上平行于信号引脚的方式在将信号引脚夹在其间的位置延伸。另外，保护线可被布置成将用单端发送信号的信号引脚夹在其间。注意的是，如上所述，图11A至图11C中示出的根据第二实施例的连接器对应于具有两组图4A至图4C中示出的根据第一实施例的连接器结构中的信号引脚、基板和电导体层的结构。因此，在根据第二实施例的连接器中设置保护线的情况下，基板上的信号引脚(布线图案)的构造类似于根据第一实施例的连接器。因此，如图5中所示，在根据第二实施例的插头侧连接器和插座侧连接器二者中，保护线可布置成将用单端发送信号的信号引脚夹在其间。另外，保护线的电位被设置成地电位。由于设置了保护线，因此可以减小流过信号引脚310和410的电流(信号)对其它信号引脚310和410的影响，可减少信号劣化。
已经说明了根据第二实施例的连接器的效果。如以上说明的，即使连接器包括多组信号引脚、基板和电导体层(微带结构)，连接器也可实现类似于第一实施例的效果。
[3.3特征的比较]
接下来，说明图10A至图10C中示出的通用D型HDMI连接器结构中流过信号引脚的信号的特征和图11A至图11C中示出的根据本公开的第二实施例的连接器结构中流过信号引脚的信号的特征之间的比较结果。注意的是，下面的图12A至图12B、图13A至图13B、图14A至图14B、图15A至图15C均示出与如图2B中所示新添加数据线的引脚布置对应的信号流动的结果。
首先，参照图12A至图12B和图13A至图13B，说明通用D型HDMI连接器和根据第二实施例的连接器之间的靠近信号引脚的电场分布差异。
图12A至图12B和图13A至图13B均示出在用于发送按HDMI标准决定的视频信号的预定信号施加到各连接器的情况下靠近信号引脚的电场分布。图12A和图12B均是示出通用D型HDMI连接器结构中的电场分布的电场的等高线图。图13A和图13B均是示出根据第二实施例的连接器结构中的电场分布的电场的等高线图。在图12A至图12B和图13A至图13B中，用阴影示意性代表电场分布的强度。暗阴影区域代表电场集中的区域。
图12A是通用D型HDMI连接器结构中的对应于图10A的横截面处的电场的等高线图。图12B是图12A中示出的D-D横截面处的电场的等高线图。
图13A是根据第二实施例的连接器结构中的对应于图11A的横截面处的电场的等高线图。图13B是图13A中示出的D-D横截面处的电场的等高线图。注意的是，图13A和图13B中示出的电场的等高线图确定其中还如图5中所示地设置保护线的根据第二实施例的连接器结构的电场分布。
图12A至图12B和图13A至图13B中的电场的等高线图均示出形成用于设置上述各横截面处的对应于各区域(信号引脚、基板、外壳、电介质等)的介电常数的模型并且应用发送按HDMI标准决定的视频信号的预定信号情况下靠近信号引脚的电场分布的模拟结果。
参照图12A，在通用D型HDMI连接器结构中，信号引脚310和410中的每个的前表面(在y轴方向上延展并且位于z轴的正方向上的表面)和后表面(在y轴方向上延展并且位于z轴的负方向上的表面)之间几乎不存在电场分布的差异。另一方面，参照图12B，在通用D型HDMI连接器结构中，如区域H(跨越“Data1+”、“Data1-”和“Data4+”的区域)和区域I(靠近“Data4-”的区域)中，电场也集中在除了差分信号对之外的区域中，流过信号引脚310的电流(信号)影响其它信号引脚310。
另一方面，参照图13A，在根据第二实施例的连接器结构中，电场集中在信号引脚310和410和壳体340和440之间，换句话讲，电场集中在基板330和430中。另外，形成所谓的微带线。另外，参照图13B，在根据第二实施例的连接器结构中，电场集中在“Data1”的相邻布置的信号引脚310和410的启动信号对之间，形成所谓的差分带线。在“Data4-”和“Data4+”的信号引脚310和410中，电场集中在信号引脚310和410和壳体340和440之间，换句话讲，电场集中在基板330和430中，形成单端电场分布。因此，流过信号引脚310和410的电流(信号)对其它信号引脚310和410的影响减少。
接下来，参照图14A至图14B和图15A至图15C，说明通用D型HDMI连接器和根据第二实施例的连接器之间的用眼图和串扰代表的信号发送特征的差异。
图14A和图14B均是示出图10A至图10C中示出的通用D型HDMI连接器结构的眼图的电压特征图。图14A示出图1B中示出的“Data1”线的眼图并且图14B示出图1B中示出的“Data4”线的眼图。
图15A和图15B均是示出其中还如图5所示布置保护线的根据第二实施例的连接器结构的眼图的电压特征图。图15A示出图1B中示出的“Data1”线的眼图并且图15B示出图1B中示出的“Data4”线的眼图。图15C是示出例如如图5中所示还布置有保护线的根据第二实施例的连接器结构的串扰的电压特征图。
在图14A至图14B和图15A至图15C中，对应于“Data1”的眼图代表图1A中示出的通用引脚布置中已经存在的数据线(现有数据线)的发送特征，对应于“Data4”的眼图代表在如图1B中所示新添加数据线的引脚布置中新添加的数据线(新数据线)的发送特征。
当比较图14A和图14B以及图15A和图15B时，除了现有数据线“Data1”和新数据线“Data4”之外，由于根据第二实施例的连接器，导致信号发送特征改善。因此，通过根据第二实施例的连接器结构，减少信号劣化。另外，参照图15C，可在根据第二实施例的连接器结构中，得到优良串扰特征。
<4.修改形式>
接下来，说明根据本公开的第一实施例和第二实施例的连接器的修改形式。
[4.1.信号引脚的横截面面积的扩展]
针对根据本公开的第一实施例和第二实施例的连接器，可扩展信号引脚的横截面面积。参照图16A至图16D，说明信号引脚的横截面面积扩展的修改形式。注意的是，在下面参照图16A至图16D的说明中，使用根据本公开的第一实施例的连接器作为示例。然而，本修改形式还可应用于根据本公开的第二实施例的连接器。
图16A是示出根据第一实施例的连接器的修改形式中的相关信号引脚布置的示例的示意图。注意的是，图16A只示出布置在连接器的端子表面的最末端部分处和在其附近的信号引脚，这些信号引脚是说明本修改形式所必须的。图16A中未示出其它信号引脚。另外，图16A示出插头侧连接器的端子表面。
例如，参照图16A，位于端子表面的最末端部分处的HPD信号引脚的布线宽度大于其它信号引脚991的布线宽度。布置在端子表面的最末端部分处的信号引脚991的布线宽度在x轴的正方向上向着外壳(壳体)993扩展。因此，可在不改变信号引脚991之间的布线间隔的情况下，扩展布线宽度。
注意的是，如上所述，使用根据本公开的第一实施例的连接器(对应于C型HDMI连接器的连接器)作为图16A中的示例。因此，信号引脚在x轴方向上布置成一行。因此，图16A示出HPD信号引脚作为位于端子表面的最末端部分并且其布线宽度可扩展的信号引脚。可供选择地，至于另一种连接器，位于端子表面的最末端部分并且其横截面面积扩展的信号引脚可以是被施加任意种类的信号的信号引脚。例如，在A型、D型和E型HDMI连接器中，信号引脚以Z字形在x轴方向上布置成两行。因此，除了HPD信号引脚之外，电源信号引脚(+5V电源引脚)的横截面面积可扩展。
图16B是示出以由通过信号引脚的y轴和z轴构成的横截面切割时图16A中示出的连接器的结构示例的示意图。图16C是与图16B中的A-A横截面对应的图16A中示出的连接器的示意图，A-A横截面由x轴和y轴构成。图16B和图16C对应于以上说明的图11A和图11B。因此，省略了已经参照图11A和图11B说明的构造的详细说明。在图16B和图16C中，示意性示出连接器的各个结构元件，以简化对本修改形式的说明。
在图16B和图16C中，未示出插头侧连接器和插座侧连接器的外壳，以简化说明。另外，为了简化说明，图16C只示出布置在位于连接器的末端部分且其横截面面积扩展的信号引脚及其附近的信号引脚。图16C中未示出其它信号引脚。
参照图16B和图16C，在插头侧连接器10和插座侧连接器20中，被施加HPD信号的信号引脚110和210的横截面面积扩展。信号引脚110和210的横截面面积的扩展方向可以是在如图16A和图16C中所示的x轴的正方向上向着外壳的方向，或者可以是如图16B中所示的z轴方向。
然而，如图16B中所示，当插头侧连接器10和插座侧连接器20被彼此装配时，信号引脚110和210在z轴方向上的宽度(高度)在装配部分中不变化，以保持插头侧连接器的信号引脚110和插座侧连接器20的信号引脚210接触。由于信号引脚110和210在z轴方向上的宽度(高度)在装配部分中不变化，因此可确保应用本修改形式的连接器和不应用本修改形式的连接器之间的连接。
参照图16B，插头侧连接器10的信号引脚110在y轴的负方向上延展，并且连接到电缆中的布线。另一方面，插座侧连接器20的信号引脚210在y轴的正方向上延展，并且连接到接收设备或发送设备中的预定基板。
因此，在本修改形式中，信号引脚110的横截面面积在插头侧连接器10中扩展，并且信号引脚110直接连接到电缆中的布线。另外，信号引脚210的横截面面积在插座侧连接器20中扩展，并且信号引脚210连接到设备中的基板。
如以上说明，在本修改形式中，扩展信号引脚110的横截面面积。因此，在进一步抑制衰减的同时，可以使更大电流流过信号引脚，并且提高连接器的可靠性。这里，HPD信号引脚和电源信号引脚是被施加+5V电源电压的电源电压施加引脚。如以上说明的，可通过向被施加相对高电压的电源电压施加引脚(诸如，HPD信号引脚和/或电源信号引脚)应用本修改形式来得到本修改形式的更多效果。
另外，如在下面的<5.应用示例>中描述的，通过HDMI连接器连接的设备能够具有使用信号引脚向彼此供电的功能。本修改形式可酌情应用于在这些设备之间进行供电期间充当电源的信号引脚。
此外，至于根据本公开的第一实施例的连接器的修改形式，可只在除了插头侧连接器和插座侧连接器的装配部分之外的区域中，扩展信号引脚的横截面面积。图16D示出只在除了插头侧连接器和插座侧连接器的装配部分之外的区域中扩展信号引脚的布线宽度的修改形式。图16D是与图16C对应的连接器的修改形式的示意图，在该修改形式中，信号引脚的横截面面积只在除了装配部分之外的区域内扩展。
参照图16D，在装配部分中，插头侧连接器10的信号引脚110和插座侧连接器20的信号引脚210的横截面面积在x轴方向上也不改变。因此，装配部分确保了根据连接器所属标准的信号引脚的尺寸和形状，并且还确保了与符合相同标准的通用连接器的连接。
[4.2.基板上的装置安装]
如图4A至图4C和图11A至图11C中所示的，根据本公开的第一实施例和第二实施例的连接器包括连接器中的基板130、230、330和430。如上所述，在基板130、230、330和430的前表面上，形成信号引脚110、210、310和410。然而，还存在其中没有形成信号引脚110、210、310和410的空置区域。至于根据本公开的第一实施例和第二实施例的连接器，可在基板130、230、330和430的前表面中的空置区域中安装作用于信号引脚中的信号发送的各种种类的装置(电路)。
参照图17和图18A至图18C，说明在基板上安装各种种类的装置的修改形式。注意的是，在下面参照图17和图18A至图18C的说明中，使用根据本公开的第一实施例的连接器作为示例。然而，本修改形式还可应用于根据本公开的第二实施例的连接器。
在图17中，在根据本公开的第一实施例的连接器的基板的前表面的空置区域中安装各种种类的装置(电路)。图17是其中根据本公开的第一实施例的连接器中的基板上设置装置的示意图。
如图17中所示，可在插头侧连接器10中的基板130的前表面中的没有形成信号引脚110的区域(空置区域)中，安装作用于信号引脚110中的信号发送的装置160。另一方面，尽管在图17中未示出装置，但可在插座侧连接器20的基板230的前表面中的没有形成信号引脚210的区域(空置区域)中，安装作用于信号引脚210中的信号发送的装置。
下文中，参照图18A至图18C，说明根据本修改形式的基板130和230中设置的装置的具体构造示例。
例如，可在基板130和230的前表面的空置区域中，设置将信号引脚将发送的信号的AC发送转换成DC发送的AC/DC转换电路。图18A示出此AC/DC转换电路的电路构造的示例。图18A是示出作为根据本公开的第一实施例和第一实施例的修改形式的装置的AC/DC转换电路的电路构造示例的示意图。
参照图18A，例如，执行AC耦合发送的数据发送设备510和执行DC耦合发送的数据接收设备520经由电缆530连接。数据发送设备510包括差分驱动器511和DC分量去除滤波器(电容器)512，并且可将差分驱动器511产生的预定DC信号经由DC分量去除滤波器512发送到作为连接伙伴方的数据接收设备520。
数据接收设备520包括差分接收器521和用于DC偏置的上拉寄存器522，并且可接收数据接收设备520发送的DC信号。
这里，连接器10和20设置在数据发送设备510和电缆530之间。另外，用于产生共模电压的寄存器531和开关532设置在连接器10和20的基板130和230的空置区域中。
用于产生共模电压的寄存器531是电压移位寄存器，用于通过使用AC耦合发送来去除在用于接收装置的DC偏置的上拉寄存器522施加的偏置电压中出现的共模分量。开关532致使用于产生共模电压的寄存器531作为用于将输出电压减小至0电平的端接器操作，而不执行信号发送。
如以上说明的，由于诸如电平移位寄存器的电路设置在连接器10和20的基板130和230的空置区域中，因此实现了用于针对DC耦合接口执行AC耦合发送的兼容性的功能，消除了对发送设备和接收设备中进行模式转换的需要，并且有助于发送设备和接收设备的连接。
可供选择地，例如，可在基板130和230的前表面的空置区域中设置保持关于信号引脚和通信电路将发送的信号特征的信息的寄存器，通信电路将寄存器保持的信息通知给经由连接器连接的任意设备。在图18中示出此寄存器和通信电路的构造示例。图18B是示出作为根据本公开的第一实施例和第二实施例的修改形式的装置的寄存器和通信电路的构造示例的示意图。
参照图18B，性能寄存器570和通信电路580可设置在基板130和230的前表面的空置区域中。性能寄存器570具有关于信号引脚110和210发送的信号的特征的信息。关于信号引脚110和210发送的信号的特征的信息例如可以是关于信号的带的信息。因此，性能寄存器570可保持关于其中安装了性能寄存器570的连接器(电缆)的性能和特征的信息。
借助信号引脚110和210，通信电路580可将关于性能寄存器570保持的信号的特征的信息通知给连接伙伴方设备。例如，通信电路580可以是I2C电路。然而，通信电路580的种类不受具体限制，可使用每个已知的通信电路。
如上所述，由于在连接器中设置了寄存器和通信电路，因此可借助通信电路将关于连接器(电缆)的性能和特征的信息通知给连接伙伴方设备，所述信息是由寄存器保持的。因此，可以根据经由连接器连接的设备之间的电缆的特征来决定数据发送方法，并且实现了在发送劣化较低的情况下的安全数据发送。
另外，性能寄存器570可保持其中安装有性能寄存器570的连接器(电缆)的认证数据。通过使用认证数据，可确定连接器和电缆是否是经由连接器连接的设备之间的官方产品。
另外，存储器可安装在基板130和230的前表面的空置区域中。存储器可临时存储关于数据发送的各种类型的信息。由于存储器安装在连接器中，在经由连接器连接的设备之间，可以使用存储在存储器中的信息进行临时通信。
例如，用于供应电源信号的电池可设置在基板130和230的表面的空置区域中。图18C中示出此电池的构造示例。图18C是示出作为根据本公开的第一实施例和第二实施例的修改形式的装置的电池的构造示例的示意图。
如图18C中所示，电池590安装在基板130和230的前表面的空置区域中。可从电池590向信号引脚110和210中的至少任一个供应对应于电源电压的电压。由于电池590安装在基板130和230的前表面的空置区域中并且供应电力，因此例如在由于一些麻烦而导致设备停止供电的情况下，经由其中安装有电池590的连接器连接的设备可只执行最小功能。
电池590可以是可再充电二次电池。在电池590是二次电池的情况下，可通过经由其中安装有电池590的连接器连接的设备的供电对电池590进行充电。
注意的是，在基板130和230的前表面的空置区域中，可设置对应于连接器(电缆)特征的均衡器。由于均衡器设置在基板130和230的前表面的空置区域中，因此可实现更稳定的数据发送。
已经描述了根据本公开的第一实施例和第二实施例的连接器中的基板上安装各种种类的装置的修改形式。通过将各种种类的装置安装在基板的空置区域中，连接器本身可执行各种种类的信号处理。因此，可以简化经由连接器连接的发送设备和接收设备中的信号处理。
注意的是，以上说明的装置是将安装在基板上的装置示例。根据本公开的第一实施例和第二实施例的连接器不限于此，可安装任意装置。
<5.应用示例>
接下来，说明了根据本公开的第一实施例和第二实施例的连接器应用于数据接收设备和/或数据发送设备的应用示例。
针对使用HDMI接口的设备之间的通信，开发出了各式各样的应用。根据本公开的第一实施例和第二实施例的连接器可合适地应用于针对使用HDMI接口的设备之间通信的各种种类的应用。下面，使用“CEC控制”和“电源控制”作为使用HDMI接口的设备之间通信中的应用示例。注意的是，根据本公开的第一实施例和第二实施例的连接器不限于此，并且可应用于针对HDMI接口的设备之间通信的所有其它应用。
[5.1.CEC控制]
首先，说明CEC控制。在HDMI标准的发送线中，除了视频数据发送线之外，为了进行源装置和接收装置之间的控制，还准备能够双向发送控制数据并且被称为消费电子控制(CEC)线的线。通过使用CEC线，可以控制伙伴方装置。另外，当执行CEC控制时，可以基于使用DDC线执行连接认证时的处理，在装置中自动地确定是否使用HDMI电缆的CEC线执行控制。
在下面对CEC控制的说明中，使用源装置是盘记录器并且接收装置是电视接收器的情况作为具体示例。盘记录器和电视接收器包括作为插座侧连接器的、根据本公开的第一实施例或第二实施例的连接器。另外，用于连接盘记录器和电视接收器的HDMI电缆包括作为插头侧连接器的、根据本公开的第一实施例或第二实施例的连接器。
首先，参照图19，说明经由HDMI电缆1在盘记录器60和电视接收器70之间发送的各通道的数据构造示例。在HDMI标准中，准备包括通道0(Data0)、通道1(Data1)和通道2(Data2)的三个通道作为用于发送视频数据的通道，并且还准备用于发送像素时钟的时钟通道(clock)。另外，准备DDC和CEC作为电力发送线和控制数据发送通道。显示数据通道(DDC)主要是用于显示控制的数据通道，消费电子控制(CEC)主要是用于发送用于控制经由电缆连接的伙伴方装置的控制数据的数据通道。
说明各个通道的构造。通道0发送B数据(蓝色数据)的像素数据、垂直同步数据、水平同步数据和辅助数据。通道1发送G数据(绿色数据)的像素数据、两种控制数据(CTL0和CTL1)、辅助数据。通道2发送R数据(红色数据)的像素数据、两种控制数据(CTL2和CTL3)、辅助数据。注意的是，在HDMI标准下，可发送作为蓝绿色、紫红色和黄色的减色混合的原色数据来替代蓝色数据、绿色数据和红色数据。
充当控制数据发送通道的CEC是其中以比发送视频数据的通道(通道0、1和2)低的时钟频率双向执行数据发送的通道。
除了CEC之外的通道(通道0、通道1、通道2、时钟通道和DDC)将发送的数据的构造与实际使用的将通过HDMI方案发送的数据的构造相同。
源装置60和接收装置70包括用于执行数据发送的HDMI发送单元610和710和充当用于存储增强型扩展显示标识数据(E-EDID)信息的存储单元的EDID ROM 610a和710a。存储在EDIDROM 610a和710a中的E-EDID信息是写入由装置处理的视频数据(也就是说，可显示或可记录数据)的格式的信息。然而，在本示例中，扩展E-EDID信息，并且存储关于装置细节的信息，具体地，控制功能对应信息。在本示例中检测到经由HDMI电缆1进行的连接的情况下，读取伙伴方装置的EDID ROM 610a和710a的存储信息，并且执行E-EDID信息的核对。
源装置60和接收装置70包括CPU 620和720，CPU 620和720是用于执行整个源装置60和整个接收装置70的操作控制的控制单元。另外，源装置60和接收装置70包括存储器630和730，存储器630和730用于临时存储CPU 620和720将执行的程序和CPU 620和720将处理的各种种类的信息。在CPU 620和720的控制下，发送和接收经由HDMI电缆1的DDC线和CEC线将发送的数据。
接下来，图20示出在源装置和接收装置相连的情况下的CEC控制的时序示例。这里，为了进行说明，使用作为基于CEC标准的可选功能的“记录TV画面”。
当用户的操作向作为经由HDMI电缆1连接的源装置的盘记录器提供了用于执行与电视接收器的画面相同的频道的节目记录的内容指示(步骤S1)时，源装置经由CEC线向接收装置发送“记录TV画面”命令，并且向接收装置发出请求(步骤S2)。
响应于步骤S2中的请求，接收装置回应当前显示的数字广播节目的服务信息(步骤S3)。可供选择地，在经由HDMI电缆1从源装置输入正由接收装置显示的节目的情况下，接收装置回应指示源装置是视频源的信息(步骤S4)。响应于步骤S3或S4中的回应，源装置向接收装置返回记录执行的状态(步骤S5)，或者向接收装置返回不执行该功能的消息(步骤S6)。注意的是，还可以在接收装置(电视接收器)上执行步骤S1中的用户操作。
接下来，参照图21中的流程图，说明当装置经由HDMI电缆1连接时的处理示例。
图21示出在检测到经由HDMI电缆连接的装置的情况下各装置中的CEC一致性检查处理的过程。在本示例中，由源装置和接收装置二者来执行检查处理。
说明图21中的流程图中的处理。作为由HDMI状态决定的功能，存在被称为热插拔检测的功能。该功能检测源装置和接收装置之间的连接，因为源装置观察到HPD端子的电压被上拉至接收装置中的+5V电源，该电压是从源装置发送的，并且当源装置连接到HDMI连接器时，电压变成“H”电压。
通过使用该功能，确定装置是否经由HDMI电缆1相连(步骤S11)。在没有检测到装置连接的情况下，处理结束。在检测到装置连接的情况下，使用DDC线读取伙伴方装置的EDID ROM中存储的E-EDID数据(步骤S12)。随后，将读取的数据与存储在自身装置中的E-EDID数据库进行比较(步骤S13)。
基于比较，确定是否存在数据(S14)。在不存在数据的情况下，确定装置是新连接的装置，新读取的E-EDID数据被注册在数据库中(步骤S17)。在存在数据的情况下，随后确定数据是否彼此相等(步骤S15)。在数据彼此相等的情况下，确定伙伴方装置的CEC一致性没有改变。因此，处理结束。在数据不同的情况下，在存储读取的数据的数据库中覆写和更新新数据(S16)，处理结束。如上所述，由于各装置读取相连的各装置的E-EDID数据，因此可以识别最新CEC一致性状态。
参照图19至图21，说明了使用HDMI接口进行的装置之间的通信的CEC控制示例。当根据本公开的第一实施例和第二实施例的连接器用于源装置60、接收装置70和HDMI电缆1的连接器时，可以减少信号的劣化，即使是以更高速度发送更大量的数据。因此，可执行更可靠的CEC控制。
注意的是，可参照JP 4182997B中的CEC控制的细节。
[5.2.电源控制]
接下来，说明电源控制。在HDMI标准中，电源电压和电流被规定用于向经由HDMI连接器连接的装置供电。例如，在HDMI标准下，可从源装置向接收装置供应+5V电力，电流最小值是55mA且最大值是500mA。另外，至于经由HDMI连接器连接的接收设备和发送设备，发送设备向接收设备发送用于请求电源供应的请求信息。根据请求信息的发送，接收装置可经由HDMI电缆向发送设备中的内部电路供电。
注意的是，在下面对电源的说明中，源装置和接收装置包括作为插座侧连接器的、根据本公开的第一实施例或第二实施例的连接器。另外，用于连接源装置和接收装置的HDMI电缆包括作为插头侧连接器的、根据本公开的第一实施例或第二实施例的连接器。
这里，参照图22和图23，说明电源控制的实施例。图22示出作为实施例的通信系统的构造示例。
通信系统包括源装置80和接收装置90。源装置80和接收装置90经由HDMI电缆500连接。例如，尽管图22中未示出成像单元和记录单元，但源装置80是诸如数字相机记录器或数字照相机的电池供电移动装置，接收装置90是包括具有足够性能的电源电路的电视。
源装置80包括控制单元851、再现单元852、HDMI发送器(HDMI发送)853、电源单元854、开关电路855和HDMI连接器856。控制单元851控制再现单元852、HDMI发送器853和开关电路855的操作。从记录介质(未示出)，再现单元852再现预定内容的基带图像数据(未经压缩的视频信号)和附加至图像数据的音频数据(音频信号)，并且供应到HDMI发送器853。控制单元851基于用户的操作来选择再现单元852中的再现内容。
通过遵从HDMI的通信，HDMI发送器(HDMI源)853通过HDMI电缆500在一个方向上从HDMI连接器856向接收装置900发送再现单元852供应的基带图像和音频数据。
电源电路854产生将被供应到源装置80和接收装置90的内部电路的电力。电源电路854是例如用电池产生电力的电池电路。开关电路855向内部电路和接收装置90选择性供应电源电路854产生的电力，并且选择性将接收装置90供应的电力供应到内部电路。开关电路855构成电源单元和电力开关单元。
接收装置90包括HDMI连接器951、控制单元952、存储单元953、HDMI接收器(HDMI接收)954、显示单元955、电源电路956和开关电路957。控制单元952控制HDMI接收器954、显示单元955、电源电路956和开关电路957的操作。存储单元953连接到控制单元952。存储单元953存储控制单元952执行控制(诸如，增强型扩展显示标识(E-EDID))必需的信息。
通过遵从HDMI的通信，HDMI接收器(HDMI接收)954接收经由HDMI电缆供应到HDMI连接器951的基带图像和音频数据。HDMI接收器954向显示单元955供应接收到的图像数据。另外，HDMI接收器954例如向扬声器(未示出)供应接收到的音频数据。随后，描述HDMI接收器954的细节。
电源电路956产生将供应到接收装置90和源装置80的内部电路的电力。电源电路956是例如具有用AC电源产生电力(AC电力)的足够性能的电源电路。开关电路957选择性将电源电路956中产生的电力供应到内部电路和源装置80，并且向内部电路选择性供应将从源装置80供应到接收装置90的电力。开关电路957构成电源单元。
接下来，参照图23，说明电源控制的控制时序。
参照图23，首先，(a)源装置80的开关电路855切换至来自源装置80的电源电路854的电力供应到源装置80的内部电路和HDMI连接器856的状态。另外，(b)接收装置90的开关电路957切换至来自源装置80的电源电路854的电力经由HDMI电缆500供应到接收装置90的内部电路的状态。当在(a)和(b)的状态下接收装置90经由HDMI电缆500连接到源装置80时，(c)+5V电力经由HDMI电缆500从源装置80的电源电路854供应到接收装置90的内部电路。注意的是，+5V电力从源装置80的电源电路854供应到源装置80的内部电路。
(d)在这种情况下，接收装置90的HDMI连接器的引脚19(HPID)的电压变高，相应地，源装置80的HDMI连接器856的引脚19(HPD)的电压变高。因此，源装置80的控制单元851可识别与接收装置90的连接。
(e)随后，基于用户操作、关于构成电源电路854的电池的剩余量的信息等，源装置80经由CEC线向接收装置90发送作为电源供应请求的<请求电源供应>命令。
(f)接收装置90确定是否可以供应通过<请求电源供应>命令请求的电压值和电流值，并且(g)经由CEC线发送<响应电源供应>命令，<响应电源供应>命令是电源供应响应，包括对源装置80的确定结果。
(h)在可以供应请求的电压值和电流值的情况下，接收装置90以来自电源电路956的电源的电压值和电流值对应于源装置80请求的电压值和电流值的方式来控制来自电源电路956的电源的电压值和电流值，并且将开关电路957切换至来自接收装置90的电源电路956的电力供应到接收装置90的内部电路和HDMI连接器951的状态。(i)因此，来自接收装置90的电源电路956的电力经由HDMI电缆被供应到源装置80。
(j)源装置80确定从接收装置90发送的<响应电源供应>命令。(k)在响应指示可以进行供应的情况下，源装置80将开关电路855切换至来自接收装置90的电源电路956的电力经由HDMI电缆500被供应到源装置80的内部电路的状态。因此，接收装置90供应的电力被供应到源装置80的内部电路。
(l)随后，当源装置80中的电力变得不必要时，源装置80向接收装置90发送指示电源是不必要的<请求电源供应>命令。(m)接收装置90检测<请求电源供应>命令，并且将<响应电源供应>命令返回到源装置80。(n)相应地，源装置80将开关电路855返回(a)的状态，(q)接收装置90将开关电路957返回(b)的状态。因此，将源装置80和接收装置90的电源状态返回初始状态。
参照图22至图23，说明了使用HDMI接口进行的装置之间的通信的电源控制。当根据本公开的第一实施例和第二实施例的连接器用于发送装置80、接收装置90和HDMI电缆500的连接器时，可以减少信号的劣化，即使是以更高速度发送更大量的数据。因此，可执行更可靠的电源控制。另外，通过向在电源控制期间用作电源路径的信号引脚应用在[4.1.信号引脚的横截面面积的扩展]中的修改形式，可进一步提高可靠性。
注意的是，例如，可参照JP 2009-44706A中的电源控制的细节。
<6.结论>
如以上说明的，在根据本公开的第一实施例和第二实施例的连接器中，信号引脚形成在由电介质形成的基板上，具有地电位的电导体层形成在上面形成有信号引脚的基板表面的相对侧。根据此构造，通过信号引脚、基板和电导体层形成微带线。因此，可以减小流过信号引脚的电流(信号)对其它信号引脚的影响。另外，可减少信号劣化。
另外，在根据本公开的第一实施例和第二实施例的连接器中的信号引脚之中，发送差分信号并且相邻延伸的成对信号引脚之间的间隔比与和成对信号引脚相邻的其它信号引脚之间的间隔短。根据此构造，通过具有短间隔的成对信号引脚形成差分带线(差分带结构)。因此，可以减小流过成对信号引脚的电流(信号)对其它信号引脚的影响。另外，可减少信号劣化。此外，由于成对信号引脚之间的间隔短，因此与不同种类的相邻信号布线的间隔可加宽。因此，可减少串扰并且可提高信号质量。
因此，根据本公开的第一实施例和第二实施例的连接器可在不使信号劣化的情况下发送数据，即使在新添加数据线的引脚布置的情况下(诸如，其中数据线被新分配到用作屏蔽的信号引脚和用作时钟的信号引脚的引脚布置)。
另外，在根据本公开的第一实施例和第二实施例的连接器中，具有地电位的保护线还可进一步以保护线基本上平行于信号引脚的方式在将信号引脚夹在其间的位置延伸。根据此构造，可减小流过信号引脚的电流(信号)对其它信号引脚的影响，可减少信号劣化。
同时，在根据本公开的第一实施例和第二实施例的连接器中，插头侧连接器和插座侧连接器的装配部分中的信号引脚之间的布线间隔可与通用HDMI连接器的装配部分中的信号引脚之间的布线间隔相等。根据此构造，可以确保根据本公开的第一实施例和第二实施例的连接器和通用HDMI连接器之间的一致性。因此，用户可在不用考虑连机器类型的情况下连接设备，可提高用户的便利度。
另外，针对根据本公开的第一实施例和第二实施例的连接器，可扩展信号引脚的横截面面积。根据此构造，可以在进一步抑制衰减时使较大电流流过信号引脚，并且提高连接器的可靠性。至于HDMI连接器，可通过扩展被施加电源电压的HPD信号遗尿和电源信号遗尿的横截面面积，得到更大效果。
另外，在根据本公开的第一实施例和第二实施例的连接器内部，设置基板。因此，作用于信号引脚中的信号发送的各种种类的装置(电路)可安装在基板上。根据此构造，连接器本身可执行各种种类的信号处理。因此，可以简化经由连接器连接的发送设备和接收设备中的信号处理。
另外，根据本公开的第一实施例和第二实施例的连接器可合适地应用于针对使用HDMI接口的设备之间的通信的各种种类的应用。
尽管以上参照附图详细描述了本公开的优选实施例，但本公开的实施例的技术范围不限于以上示例。对于具有关于本公开的实施例的技术领域的常识的人员而言，在权利要求书中限定的技术范围内可出现各种修改形式和替代形式，这些修改形式和改变形式被涵盖在本公开的实施例的技术范围内。
例如，根据上述实施例，将C型HDMI连接器和D型HDMI连接器作为连接器的示例进行说明。然而，本技术不限于此。例如，根据本发明实施例的连接器可以是另一种类型的HDMI连接器。另外，根据本发明实施例的连接器不限于HDMI连接器。例如，可使用基于HDMI标准之外的标准的连接器。
另外，还可如下地构造本技术。
(1)一种连接器，所述连接器包括：
信号引脚，所述信号引脚在第一方向上延展并且发送信号；
基板，所述基板具有形成有信号引脚的一个表面；以及
电导体层，所述电导体层具有地电位，所述电导体层形成在所述基板的形成有所述信号引脚的表面的相对表面上。
(2)根据(1)所述的连接器，所述连接器包括：
多个所述信号引脚；
其中，在多个信号引脚之中，发送差分信号并且相邻延伸的一对信号引脚之间的间隔短于从相邻的另一个信号引脚至该对信号引脚的间隔。
(3)根据(1)或(2)所述的连接器，还包括：
外壳，所述外壳覆盖所述信号引脚和所述基板，所述外壳包括在所述第一方向上相对外部开放的开放表面，
其中，所述外壳由具有地电位的电导体形成，以及
其中，所述电导体层电连接到外壳。
(4)根据(3)所述的连接器，其中所述电导体层构成所述外壳的至少一部分。
(5)根据(1)至(4)中的任一项所述的连接器，其中，具有地电位的保护线还以所述保护线基本上平行于所述信号引脚的方式，在所述基板上的将所述信号引脚夹在中间的位置处延伸。
(6)根据(1)至(5)中的任一项所述的连接器，其中，所述信号引脚在连接器的装配部分中以基本上相等的布线间隔延伸，所述装配部分装配将与所述连接器配对的另一个连接器。
(7)根据(1)至(6)中的任一项所述的连接器，包括：
多个所述信号引脚，
其中，在多个信号引脚之中，被施加电源信号的电源信号引脚的横截面的横截面面积被形成为大于除了所述电源信号引脚之外的信号引脚的横截面面积，所述横截面基本上垂直于所述第一方向。
(8)根据(7)所述的连接器，其中，在除了所述连接器的装配将与所述连接器配对的另一个连接器的装配部分之外的区域中，所述电源信号引脚的横截面面积大于除了所述电源信号引脚之外的信号引脚的横截面面积。
(9)根据(1)至(8)中的任一项所述的连接器，其中，在所述基板上安装用于发送信号引脚中的信号的装置。
(10)根据(9)所述的连接器，其中，所述装置是把信号引脚将要发送的信号的AC发送转换成DC发送的AC/DC转换电路。
(11)根据(9)所述的连接器，其中，所述装置是寄存器和通信电路，所述寄存器保持关于信号引脚将要发送的信号的特征的信息，所述通信电路将所述寄存器保持的信息通知给经由所述连接器连接的任意设备。
(12)根据(9)所述的连接器，其中，所述装置是电池，所述电池对信号引脚中的至少任一个信号引脚供应电源电压。
(13)一种数据发送设备，所述数据发送设备包括：
连接器，其包括
信号引脚，所述信号引脚在第一方向上延展并且发送信号，
基板，所述基板由电介质形成并且具有形成有信号引脚的一个表面，以及
电导体层，所述电导体层具有地电位，所述电导体层形成在所述基板的形成有所述信号引脚的表面的相对表面上，
其中，经由所述连接器将信号发送到任意设备。
(14)一种数据接收设备，所述数据接收设备包括：
连接器，其包括
信号引脚，所述信号引脚在第一方向上延展并且发送信号，
基板，所述基板由电介质形成并且具有形成有信号引脚的一个表面，以及
电导体层，所述电导体层具有地电位，所述电导体层形成在所述基板的形成有所述信号引脚的表面的相对表面上，
其中，经由所述连接器接收从任意设备发送的信号。
(15)一种数据发送和接收系统，所述数据发送和接收系统包括：
数据发送设备，所述数据发送设备经由连接器向任意装置发送信号，所述连接器包括：
信号引脚，所述信号引脚在第一方向上延展并且发送信号，
基板，所述基板由电介质形成并且具有形成有信号引脚的一个表面，以及
电导体层，所述电导体层具有地电位，所述电导体层形成在所述基板的形成有所述信号引脚的表面的相对表面上，以及
数据接收设备，所述数据接收设备经由连接器接收从任意设备发送的信号。
参考符号列表
10、20、30、40 连接器
110、210、310、410 信号引脚
120、220、320、420 电介质
130、230、330、430 基板
140、240、340、440 外壳(壳体)
150、250 保护线
160 装置

Claims (15)

1.一种连接器，包括：
信号引脚，所述信号引脚在第一方向上延展并且发送信号；
基板，所述基板具有形成有信号引脚的一个表面；以及
电导体层，所述电导体层具有地电位，所述电导体层形成在所述基板的形成有所述信号引脚的表面的相对表面上。
2.根据权利要求1所述的连接器，包括：
多个所述信号引脚；
其中，在多个信号引脚之中，发送差分信号并且相邻延伸的一对信号引脚之间的间隔短于从相邻的另一个信号引脚至该对信号引脚的间隔。
3.根据权利要求1所述的连接器，还包括：
外壳，所述外壳覆盖所述信号引脚和所述基板，所述外壳包括在所述第一方向上相对外部开放的开放表面，
其中，所述外壳由具有地电位的电导体形成，以及
其中，所述电导体层电连接到外壳。
4.根据权利要求3所述的连接器，其中，所述电导体层构成所述外壳的至少一部分。
5.根据权利要求1所述的连接器，其中，具有地电位的保护线还以所述保护线基本上平行于所述信号引脚的方式，在所述基板上的将所述信号引脚夹在中间的位置处延伸。
6.根据权利要求1所述的连接器，其中，所述信号引脚在连接器的装配部分中以基本上相等的布线间隔延伸，所述装配部分装配将与所述连接器配对的另一个连接器。
7.根据权利要求1所述的连接器，包括：
多个所述信号引脚，
其中，在多个信号引脚之中，被施加电源信号的电源信号引脚的横截面的横截面面积被形成为大于除了所述电源信号引脚之外的信号引脚的横截面面积，所述横截面基本上垂直于所述第一方向。
8.根据权利要求7所述的连接器，其中，在除了所述连接器的装配将与所述连接器配对的另一个连接器的装配部分之外的区域中，所述电源信号引脚的横截面面积大于除了所述电源信号引脚之外的信号引脚的横截面面积。
9.根据权利要求1所述的连接器，其中，在所述基板上安装用于发送信号引脚中的信号的装置。
10.根据权利要求9所述的连接器，其中，所述装置是把信号引脚将要发送的信号的AC发送转换成DC发送的AC/DC转换电路。
11.根据权利要求9所述的连接器，其中，所述装置是寄存器和通信电路，所述寄存器保持关于信号引脚将要发送的信号的特征的信息，所述通信电路将所述寄存器保持的信息通知给经由所述连接器连接的任意设备。
12.根据权利要求9所述的连接器，其中，所述装置是电池，所述电池对信号引脚中的至少任一个信号引脚供应电源电压。
13.一种数据发送设备，包括连接器，所述连接器包括：
信号引脚，所述信号引脚在第一方向上延展并且发送信号，
基板，所述基板由电介质形成并且具有形成有信号引脚的一个表面，以及
电导体层，所述电导体层具有地电位，所述电导体层形成在所述基板的形成有所述信号引脚的表面的相对表面上，
其中，经由所述连接器将信号发送到任意设备。
14.一种数据接收设备，包括连接器，所述连接器包括：
信号引脚，所述信号引脚在第一方向上延展并且发送信号，
基板，所述基板由电介质形成并且具有形成有信号引脚的一个表面，以及
电导体层，所述电导体层具有地电位，所述电导体层形成在所述基板的形成有所述信号引脚的表面的相对表面上，
其中，经由所述连接器接收从任意设备发送的信号。
15.一种数据发送和接收系统，包括：
数据发送设备，所述数据发送设备经由连接器向任意装置发送信号，所述连接器包括：
信号引脚，所述信号引脚在第一方向上延展并且发送信号，
基板，所述基板由电介质形成并且具有形成有信号引脚的一个表面，以及
电导体层，所述电导体层具有地电位，所述电导体层形成在所述基板的形成有所述信号引脚的表面的相对表面上，以及
数据接收设备，所述数据接收设备经由连接器接收从任意设备发送的信号。
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