可堆叠磁性保持连接器接口的制作方法_3

文档序号:9830063阅读:来源:国知局
插座连接器502取向、对准和/或配合的磁场的磁极。例如,磁体514b和514c可以是相同极性的,并且具有与磁体514a和514d的极性相反的极性。为了提供这个极性,磁体514a-514d可以是永磁体、马蹄形磁体、能够进行磁吸引的铁磁材料、稀土磁体、能够使用磁力基本上将插座连接器402和对应的插头连接器保持在配合位置中的材料、或者它们的任意组合。磁体514a-514d可不仅有助于配合连接器,而且将连接器保持在配合位置中。
[0069]虽然设备500在本文中被图示和描述为包括一个特定连接器(即插座连接器502),但设备500除了图5A所示的连接器之外或者代替图5A所示的连接器还可包括一个或多个不同类型的连接器。例如,插座连接器502可被替换为插头连接器(例如图4A所示的插头连接器404)或者基于物理外观不能确定是插头连接器还是插座连接器的具有齐平配合表面的另一种类型的可堆叠连接器。此外,不是使用磁体来保持与插座连接器502的配合接触,而是可使用过盈配合来将连接器保持在与插座连接器502的配合位置中。此外,虽然设备500在图5A中被图示以及在上文中被描述为具有位于特定位置中并且以特定取向进行取向的插座连接器502,但插座连接器502还可位于多种不同位置中并且以多种不同取向来进行取向。例如,插座连接器502可位于设备500的背侧上的拐角位置中,并且可相对于图5A所示的插座连接器502的取向旋转90度。
[0070]插座连接器502还可被包括在对接底座或适配器上。例如,对接底座可包括插座502以及插头连接器(例如图4A所示的插头连接器404)。设备(例如设备500)可与对接底座的插头连接器连接,并且对接底座的插座连接器可用于与其他可堆叠连接器配合。对接底座可向设备(例如设备500)提供附加特征或者仅允许免手持地观看设备的显示器。插座连接器502还与其他对接底座一起被包括,并提供对不包括可堆叠插座连接器的设备的向后兼容。
[0071]例如,对接底座可包括与被包括在对接底座上的插头连接器不兼容的可堆叠插座连接器(例如插座连接器502),但插头连接器可与设备的插座连接器兼容。设备可与对接底座的插头连接器配合,其他可堆叠连接器可与对接底座的插座连接器配合。转换电路可被包括在对接底座中,以将在可堆叠插座连接器处接收的信号转换成可由对接底座的插头连接器传输的格式并且将从对接底座的插头连接器接收的信号转换成可由对接底座的可堆叠插座连接器传输的格式。类似地,适配器可包括与其插头连接器不兼容的可堆叠插座连接器,但插头连接器可与设备兼容。转换电路的另外的实例和讨论可在于2012年11月16日提交的并且标题为“Adapter for Electronic Devices”的共同拥有的美国专利8,478,913中找到,该美国专利的内容全文以引用方式并入本文以用于所有目的。
[0072]可堆叠插座连接器502可根据图3B所示的取向与对应的插头连接器配合。然而,设备500的插座连接器502和本文讨论的其他可堆叠插座连接器还可与相对于插座连接器502以多种不同取向进行取向的对应插头连接器配合,如下面的附图中的示例性实例所示的。
[0073]图5B和5C根据本发明一个实施例不出了设备545和包括以两个不同取向与设备545的插座连接器配合的插头连接器552如图4A所示的插头连接器404或图2B所示的插头连接器202)的局部透明主体550的后视图。如图5B和5C所示,插头连接器552可以两种取向中的任一种取向与设备545的插座连接器(例如图5A所示的插座连接器502)配合。如下文进一步所讨论的,连接检测电路可感测插头连接器552相对于设备545的插座连接器的取向并相应地调节对这些连接器的触点的信号路由。磁力可按两个取向中的任一种取向将插头连接器552取向、对准、配合和保持在与插座连接器552的配合位置中,因为插头连接器552的磁体的磁极以图5B和5C所示的两个取向两者相对于设备545的插座连接器被布置成相同图案。
[0074]插头连接器552可与(图2B所示的)插头连接器202及其变型形式类似。因此,以上涉及插头连接器202及其变型形式的描述还可适用于插头连接器552,并且因此在这里为了简洁不再整体重复。如图5B和5C所示的,可堆叠连接器主体550是部分透明的,从而允许在图5A和5B中看到插头连接器552的后视图。主体550耦接到缆线560并包括突出的插头连接器552。配合表面562包括第一触点564a和第二触点564b,以用于向对应的配合连接器传输信号(例如电力和/或数据)。磁体566a-566d与配合表面562相邻,并且具有被布置成生成用于吸引对应插座连接器并使插头连接器550与其取向、对准和/或配合的磁场的磁极。如下文进一步所讨论的,主体550可包括用于确定连接器何时被配合、配合连接器的取向、以及在配合连接器之间如何路由信号的连接检测电路和路由电路。
[0075]当插头连接器552按图5B和5C所示的两种取向中的任一种取向与设备545的插座连接器配合时,磁体566a-566d被定位成与设备545的插座连接器的具有相反极性的磁体相对。例如在图5B中,磁体566a, 566b, 566c和566d的极性可分别与相对的磁体514b,514a,514d和514c的极性相反。类似地,在图5C中,磁体566a, 566b, 566c和566d的极性可分别与相对的磁体514c,514d, 514a和514b的极性相反。这样,插头连接器552的磁极被布置成生成用于吸引设备545的对应插座连接器并使插头连接器552与其取向、对准和/或配合的磁场。
[0076]虽然设备545被图示和描述为包括具有特定尺寸、位置和布置的磁体,但设备545可包括具有多种不同尺寸、位置和布置的磁体。例如,可包括更多磁体并且磁体可以是圆形的和/或可围绕设备545的插座连接器的周边被定位在侧表面上。类似地,插头连接器552和本文所述的其他插头连接器还可以与上面参考设备545的插座连接器列出的变型形式不同的方式变化。例如,插头连接器552可仅包括一个磁体,这个磁体的尺寸被设定成在与设备545的插座连接器配合时填充设备545的插座连接器的插座。
[0077]如上所述,在本文中对于可被包括在本发明中的用于确定在缆线组件、主设备、附件设备的可堆叠连接器之间应当如何传送信号的路由电路提供更多细节;下面的附图示出了可被包括在本发明的实施例中的路由电路的实例。下文中还讨论用于防止带电触点在未配合的连接器处暴露的连接检测电路。
[0078]图6A-6C是根据本发明实施例的示出在设备与两个或更多个外围设备之间或者在两个外围设备之间如何路由信号的概念性示意图。图6A根据本发明的实施例示出了使用可堆叠连接器可如何在两个或三个外围设备与主机设备之间路由数据和电力。图6B根据本发明的实施例示出了使用可堆叠连接器可如何在两个外围设备之间路由数据和电力。
[0079]图6C示出了可使用包括用于在设备600、第一外围设备602(例如附件)和第二外围设备604(例如电源适配器充电器)之间路由信号的微控制器的中继器系统的电气系统的接
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[0080]转到图6A,第二外围设备604的可堆叠连接器可经由设备600的可堆叠连接器与设备600配合,并且可在它们之间交换数据和/或电力。第二外围设备604的另一个可堆叠连接器可在与设备600配合(或未配合)时与第一外围设备602配合,并且可在它们之间交换数据和/或电力。任选地,第三外围设备605的可堆叠连接器可与第一外围设备602和第二外围设备604的对应的可堆叠连接器配合,而第二外围设备604与设备600的可堆叠连接器配合(或未配合),并且数据和/或电力可在它们之间交换。
[0081]信号(例如电力和/或数据)可例如根据外围设备类型、设备类型和配对事件的目的而以多种不同方式在第一外围设备602、第二外围设备604、第三外围设备605和设备600之间交换。例如,电力和/或数据可通过可堆叠连接器被旁路,并通过另一个可堆叠连接器被路由到外围设备或设备。在耳机、电源适配器和智能电话通过可堆叠连接器进行连接的特定实例中,电力从电源适配器路由到设备,而没有任何电力被路由到耳机,而数据从设备路由到耳机,而没有任何数据被路由到电源适配器;不管外围设备和设备的可堆叠连接器以何种顺序连接,这均可实现。下文中参考图6C以及图7和8讨论可在设备600、第一外围设备602、第二外围设备604和/或第三外围设备605之间路由信号的方式。
[0082]转到图6B,第一外围设备602的可堆叠连接器可与第二外围设备604的可堆叠连接器配合,并且可在它们之间交换数据和/或电力。一旦配合,信号(例如电力和/或数据)便可例如根据外围设备类型和配对事件的目的而以多种不同的方式在第一外围设备602和第二外围设备604之间交换。在电源适配器和外部电池按图6B的配置由可堆叠连接器连接的特定实例中,电力可从电源适配器路由到外部电池,而没有任何电力被路由到电源适配器,数据(例如关于电荷状态的数据)被路由到电源适配器,而没有任何数据被路由到外部电池。下文中参考图6C以及图7和8讨论可在第一外围设备602和第二外围设备604的可堆叠连接器之间路由信号的方式。
[0083]转到图6C,设备600、第一外围设备602和第二外围设备604可使用可堆叠连接器来互连。更具体地,设备600可包括与第一外围设备602的第一可堆叠连接器608配合的可堆叠连接器606。第一外围设备602包括与第二外围设备604的可堆叠连接器612配合的第二可堆叠连接器610。设备600的可堆叠连接器606包括耦接到电力通信芯片614的一个触点和耦接到接地部的一个触点。如图6C所示,这些触点耦接到第一外围设备602的第一可堆叠连接器608的对应触点,包括耦接到电力通信芯片616的一个触点和耦接到接地部的一个触点。第二外围设备604的可堆叠连接器612包括耦接到电力通信芯片618的一个触点和耦接到接地部的一个触点。如图6C所示,可堆叠连接器612的这些触点耦接到第一外围设备602的第二可堆叠连接器610的对应触点,包括耦接到电力通信芯片620的一个触点和耦接到接地部的一个触点。电力通信芯片614,616,618和620中的一个或多个电力通信芯片可为可寻址的。
[0084]为了促进和控制设备600、第一外围设备602和第二外围设备604之间的信号传送,电力通信芯片616,620各自耦接到微控制器622。微控制器622可与电力通信芯片616,620通信,以确定它们正在提供和/或接收的信号,然后相应地在它们之间路由信号。例如,如果第二外围设备604正在向附件610提供电力,则微控制器622可确定路由一些电力来操作第一外围设备602和设备600或者将所有电力路由到设备600。此外,如果设备600还向第一外围设备602提供数据(例如与在耳塞处生成音乐或者设备600的电荷状态有关的数据),则微控制器622可确定将一些数据(例如音乐数据)路由至第一外围设备602并将其他数据(例如电荷状态数据)路由至第二外围设备604。因此,基于连接到第一外围设备602的设备的类型,微控制器622可确定适当的信号路由方案并相应地路由信号。
[0085]虽然电气系统被图不为包括一个微控制器622,但在该电气系统中可包括附加微控制器(例如微控制器622),以提供附加功能或者消除对微控制器622的需要。此外,如果附加的或更少的和/或其他设备使用这个可堆叠连接器接口进行互连,则可能需要附加微控制器来在设备之间正确地路由信号,因为在使用本发明的可堆叠连接器接口进行连接的设备之间可在任何方向上提供信号。
[0086]图7和8示出包括用于在设备、第一外围设备和第二外围设备之间路由信号的路由电路的电子系统。图7示出用于在设备700、第一外围设备702(例如附件)和第二外围设备704(例如电源适配器充电器)之间路由信号的多点电气系统的接口。图8示出用于在设备800、第一外围设备802(例如附件)和第二外围设备804(例如电源适配器充电器)之间路由信号的基于线圈的中继器电气系统的接口。
[0087]转到图7,设备700、第一外围设备702和第二外围设备704可使用可堆叠连接器进行互连,并使用用于路由信号的多点电气系统在它们之间交换信号。更具体地,设备700可包括与第一外围设备702的第一可堆叠连接器708配合的可堆叠连接器706。第一外围设备702包括与第二外围设备704的可堆叠连接器712配合的第二可堆叠连接器710。设备700的可堆叠连接器706包括耦接到电力通信芯片714的一个触点和耦接到接地部的一个触点。如图7所示,可堆叠连接器706的这些触点耦接到第一外围设备702的第一可堆叠连接器708的对应触点,包括耦接到第二可堆叠连接器710的触点和电力通信芯片716的一个触点和耦接到接地部的一个触点。第二外围设备704的可堆叠连接器712包括耦接到电力通信芯片718的一个触点和耦接到接地部的一个触点。如图6C所示,可堆叠连接器712的接地部触点可耦接到第一外围设备702的第一可堆叠连接器708和第二可堆叠连接器和710公共接地部触点。电力通信芯片614,616,618和620中的一个或多个电力通信芯片可为可寻址的。
[0088]在这种配置中,信号经由第一外围设备702的第一连接器和第二连接器在第二外围设备704和设备700之间沿直接通信路径路由。电力通信芯片716还可沿这个通信路径合并其信号。例如,如果第二外围设备604正在向附件610提供电力,则电力可直接提供至设备600,但还可被放置在电力通信芯片716处以向第一外围设备702提供电力。来自设备700的数据在这种配置中还可被放置在第一外围设备702和第二外围设备704处。
[0089]与图6C的电气系统类似,附加设备可互连到图7的电气系统。在附加的或更少的设备使用该可堆叠连接器接口进行互连的情况下,从多个源提供的信号可沿可堆叠连接器接口被放置在多个设备处。
[0090]转到图8,设备800、第一外围设备802和第二外围设备804可使用可堆叠连接器进行互连,并使用用于路由信号的基于线圈的中继器电气系统在它们之间交换信号。更具体地,设备800可包括与第一外围设备802的第一可堆叠连接器808配合的可堆叠连接器806。第一外围设备802包括与第二外围设备804的可堆叠连接器812配合的第二可堆叠连接器810。可使用感应来在可堆叠连接器之间传送信号,并且每个可堆叠连接器806,808,810和812容纳促成感应式充电的部件,包括感应式充电线圈(例如传输线圈或接收线圈),如图8所示。更具体地,可堆叠连接器806,808,810和812分别包括感应式充电线圈814,816,818和820。感应式充电线圈816和820可以是分别在作为接收线圈的
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