以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
なお、以下の説明においては、本開示の一実施例に係るコネクタ、データ受信装置、データ送信装置及びデータ送受信システムの一例として、HDMI(High Definition Multimedia Interface)規格に対応したコネクタ(以下、HDMIコネクタと呼ぶ。)、データ受信装置、データ送信装置及びデータ送受信システムを例に挙げて説明を行う。ただし、本実施形態はかかる例に限定されず、他の通信方式、通信規格に準ずるコネクタ、データ受信装置、データ送信装置及びデータ送受信システムにおいても適用可能である。
また、本開示の一実施形態に係るコネクタは、ケーブルにおけるプラグ側コネクタ並びにデータ受信装置及びデータ送信装置におけるレセプタクル側コネクタのいずれにも適用可能である。以下の説明では、ケーブルにおけるプラグ側コネクタのことを、単に「プラグ側コネクタ」と呼び、データ受信装置及びデータ送信装置におけるレセプタクル側コネクタのことを、単に「レセプタクル側コネクタ」と呼ぶこととする。また、単に「コネクタ」と言った場合には、特に記載のない限り、プラグ側コネクタ及びレセプタクル側コネクタの少なくともいずれかを示すものとする。更に、以下の説明では、プラグ側コネクタがいわゆるオス側の端子形状を有し、レセプタクル側コネクタがいわゆるメス側の端子形状を有する一例について説明するが、本実施形態はかかる例に限定されず、プラグ側コネクタの端子形状とレセプタクル側コネクタの端子形状との関係は、逆であってもよい。
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
1.伝送データ量増加についての検討
2.第1の実施形態
2.1.一般的なTypeCコネクタの構造例
2.2.第1の実施形態に係るコネクタの構造例
2.3.特性比較
3.第2の実施形態
3.1.一般的なTypeDコネクタの構造例
3.2.第2の実施形態に係るコネクタの構造例
3.3.特性比較
4.変形例
4.1.信号ピンの断面積の拡張
4.2.基板上へのデバイスの実装
5.適用例
5.1.CEC制御
5.2.電源供給制御
6.まとめ
<1.伝送データ量増加についての検討>
まず、本項において、本開示を明確なものとするために、本発明者らが本開示に想到するに至った背景について説明する。
近年、映像機器間において、映像信号(映像データ、音声データ等)を高速伝送する通信インターフェースとして、HDMIが広く普及している。HDMI規格に基づく通信においては、一般的に、ディスク再生装置等の映像信号源となる機器と、表示装置(モニタ受像機、テレビジョン受像器等)とが、HDMIケーブルを介して接続される。なお、以下の説明においては、映像信号等の信号を出力する機器のことを、ソース機器、出力装置、送信装置等と呼び、映像信号等の信号が入力される機器のことを、シンク機器、入力装置、受信装置等と呼ぶこととする。
上記のディスク再生装置や表示装置といったCE(Consumer Electronics)機器においては、より高画質、高音質の映像を扱うことに対する需要が増加している。従って、近年、HDMI規格に基づくデータ伝送においては、映像データ、音声データ等の映像信号について、より多くのデータ量を伝送することが求められている。
HDMI規格によれば、HDMIコネクタにおけるピン数は19個である。一般的なHDMIコネクタにおいては、それらのピンのうちの12個が、映像信号の伝送に関する用途に用いられ、その他のピンは、CEC(Consumer Electronics Control)制御、電源、ホットプラグ検出(HPD:Hot Plug Detector)等の用途に用いられる。なお、一般的なHDMIコネクタにおけるピン配置を含め、HDMI規格の詳細については、例えば「HDMI Specification Version 1.4」等を参照することができる。
ここで、図1Aを参照して、一般的なTypeAのHDMIコネクタにおけるピン配置について説明する。なお、TypeDのHDMIコネクタのピン配置は、TypeAのHDMIコネクタのピン配置と同様である。
図1Aは、一般的なTypeA、TypeDのHDMIコネクタにおける高速差動信号を伝送するピン配置を示す概略図である。ただし、図1Aにおいては、映像信号の伝送に関係する12個の信号ピンのみを図示し、その他の信号ピンについては図示を省略している。また、図1Aでは、入力装置におけるレセプタクル側のHDMIコネクタの端子面を示している。
図1Aを参照すると、一般的なTypeAのHDMIコネクタの端子面においては、外殻(シェル)943に覆われた誘電体942に埋め込まれた信号ピン941が、2列に、千鳥状に並べられている。また、複数の信号ピン941のそれぞれには、互いに異なる種類の信号が印加されており、図1Aには、その信号の種類が図示されている。
具体的には、ピン番号が1、2、3番の信号ピンに、それぞれ、「Data2+」、「Data2 Shield」、「Data2−」が割り当てられる。また、同様に、ピン番号が4、5、6番の信号ピンに、それぞれ、「Data1+」、「Data1 Shield」、「Data1−」が割り当てられる。更に、同様に、ピン番号が7、8、9番の信号ピンに、それぞれ、「Data0+」、「Data0 Shield」、「Data0−」が割り当てられる。また、ピン番号が10、11、12番の信号ピンには、それぞれ、「clock+」、「clock Shield」、「clock−」が割り当てられる。
つまり、それぞれのデータライン(Data0/1/2)及びクロック(clock)は、差動ラインDatai+、Datai−、Datai Shieldの3本のラインで構成される(i=0、1、2)。また、差動ラインDatai+及びDatai−は、データ伝送時には、差動信号間でカップリングを形成する(差動結合を形成する)。HDMIソース機器は、Data0/1/2を用いて、それぞれ最大3.425GbpsでR(赤)、G(緑)、B(青)のデジタルビデオデータ(映像データ)をシリアルデータとして、シリアルビデオデータの10分周となるピクセルクロック(最大340.25MHz)をクロックとしてHDMIシンク機器へ伝送する。
ここで、以下では、座標軸を定義してコネクタについての説明を行う。具体的には、コネクタの端子面において、信号ピンが並べられている方向をx軸方向と定義する。また、一対のコネクタを嵌合する際にコネクタ同士を嵌め込む方向のことをy軸方向と定義する。更に、x軸及びy軸と互いに直交する方向をz軸方向と定義する。
なお、x軸の正負について、HDMI規格に則り信号ピンの番号が増加する方向(図1Aにおいては図の左方向)をx軸の正方向と定義する。また、y軸の正負について、プラグ側コネクタからレセプタクル側コネクタに向かう方向(図1Aにおいては紙面に垂直に紙面に向かう方向)を、y軸の正方向と定義する。更に、z軸の正負について、図1Aにおいて図の上方向を、z軸の正方向と定義する。
ここで、より多くの映像信号を伝送するための方法として、信号ピンの割り当てを変更することが考えられる。具体的には、図1Aにおいて、差動ライン(差動データレーン)ペアのシールドとして用いられている信号ピン、すなわち、「Data2 Shield」、「Data1 Shield」及び「Data0 Shield」、並びに、クロック信号伝送用の信号ピンである「clock+」、「clock−」及び「clock Shield」を、新たなデータラインに対応する信号ピンとして用いる方法が考えられる。
そのような、信号ピンの割り当てを変更する方法の一例について、図1Bに示す。図1Bは、TypeA、TypeDのHDMIコネクタにおける、新たに高速差動データラインが増加されたピン配置の一例を示す概略図である。
図1Bを参照すると、図1Aにおいてシールドとして用いられていた、ピン番号が2、5、8、11の信号ピンに、新たな差動ラインペアである「Data3+」、「Data3−」、「Data4+」、「Data4−」がそれぞれ割り当てられる。また、図1Aにおいてクロックとして用いられていた、ピン番号が10、12の信号ピンに、新たな差動ラインペアである「Data5+」、「Data5−」がそれぞれ割り当てられる。
更に、図1Aに示す一般的な信号ピン配置においてシールドとして接続されていたSTPケーブルのドレイン線がプラグ側コネクタのシェル部分に接続され、ソース機器及びシンク機器のレセプタクル側コネクタのシェル部分が接地接続されることにより、ケーブルのシールドが確保される構造を有することができる。また、クロックは、個々のデータレーンのデータからビットクロックをシンク機器で抽出し、それを10分周することにより、シンク機器において自分でピクセルクロックを生成することにする。
このように、差動ラインペアの数を3から6に拡張することにより、個々のラインの伝送速度はそのまま保ちつつ、データ伝送量を2倍に増加させることができる。しかしながら、図1Bに示すようなピン配置においては、伝送される信号の劣化が懸念される。
何故ならば、図1Bに示すように、新たに定義した「Data3+」、「Data3−」、「Data4+」及び「Data4−」の信号ピンでは、元から存在する差動ラインペアに比べて、ペアとなる差動ライン間の物理的な距離が離れている。従って、新たに定義した信号ピンにおいては差動信号間でのカップリングが生じにくくなり、インピーダンスの不整合が生じることが考えられる。
また、各差動ラインペア間に、シールドの機能を果たすラインが存在しないため、隣接するラインからのクロストークの影響を受けやすくなり、信号が劣化する可能性が高い。
このような信号の劣化に対する対策としては、例えば、コネクタ内における信号ピンの形状及び配設位置を工夫することにより、信号の劣化を抑えることが考えられる。具体的には、例えば、信号ピンの配線幅を小さくすることにより、相対的に、信号ピン間の間隔を広くし、クロストークの影響を抑えることが考えられる。
また、例えば、信号ピンを、コネクタの外周部を構成する接地導体のより近傍に延伸させ、信号ピンに印加される差動信号をシングルエンドで伝送させることにより、信号の劣化を抑えることが考えられる。
ここで、HDMIコネクタには、TypeAからTypeEまでの異なるタイプのコネクタが存在する。その中でも、TypeC、TypeDは、それぞれ、ミニHDMIコネクタ、マイクロHDMIコネクタと呼ばれるものであり、標準タイプであるTypeAと比べて、より小さいコネクタサイズを有する。例えば、コネクタの端子面の面積は、TypeAが14mm×4.5mmであるのに対して、TypeCは10.5mm×2.5mmであり、TypeDは5.8mm×2.0mmと定められている。
従って、上記のような信号劣化に対する対策は、TypeAのように、比較的コネクタサイズが大きく、信号ピンの形状及び配設位置の変更の自由度が高い場合には有効であると考えられるが、TypeCやTypeDのように、比較的コネクタサイズが小さいコネクタにおいては、信号ピンの形状及び配設位置の変更の自由度が低くなるため、信号の劣化の抑制について十分な効果を得られない可能性がある。
以上、検討した内容をまとめると、データ伝送量を増加させるためには、HDMIコネクタにおける信号ピンの割り当てを変更する方法が考えられる。ただし、信号ピンに割り当てられるデータラインの数を増加させることにより、信号が劣化してしまう可能性がある。信号の劣化を抑えるために、信号ピンの形状及び配設位置を変更する方法も考えられるが、TypeCやTypeDといった、比較的サイズの小さいHDMIコネクタにおいては、当該方法によって十分な効果を得ることは難しい。従って、より広範なタイプのコネクタに適用することが可能な、より汎用的な信号劣化を抑制するための方法が求められている。
本発明者らは、以上検討した内容に基づいて、信号の劣化をより抑えることが可能な、本開示に係るコネクタ、データ受信装置、データ送信装置及びデータ送受信システムに想到するに至った。以下では、その好適な実施形態について詳述する。
<2.第1の実施形態>
まず、本開示の第1の実施形態に係るコネクタの構造について説明する。なお、第1の実施形態に係るコネクタは、TypeCのHDMIコネクタに対応している。
TypeCのHDMIコネクタは、図1A及び図1Bに示したTypeAのHDMIコネクタとは、端子面における信号ピンの配設位置が異なる。ここで、図2A及び図2Bを参照して、TypeCのHDMIコネクタのピン配置について説明する。図2Aは、一般的なTypeCのHDMIコネクタにおける高速差動信号を伝送するピン配置を示す概略図である。図2Bは、TypeCのHDMIコネクタにおける、新たに高速差動データラインが増加されたピン配置の一例を示す概略図である。ただし、図2A及び図2Bにおいては、映像信号の伝送に関係する信号ピンのみを図示し、その他の信号ピンについては図示を省略している。また、図2A及び図2Bでは、レセプタクル側コネクタの端子面を示している。
なお、TypeCのHDMIコネクタのピン配置についての以下の説明では、図1A及び図1Bを参照して説明したTypeAのHDMIコネクタのピン配置との相違点について主に説明し、重複する構成や機能については詳細な説明を省略する。
まず、図2Aを参照すると、一般的なTypeCのHDMIコネクタの端子面においては、外殻(シェル)973に覆われた誘電体972に複数の信号ピン971が埋め込まれている。ただし、図1Aに示す一般的なTypeAのHDMIコネクタのピン配置とは異なり、一般的なTypeCのHDMIコネクタの端子面においては、信号ピン971はx軸方向に1列に並べられる。また、複数の信号ピン971のそれぞれには、互いに異なる種類の信号が印加されており、図2Aには、その信号の種類が図示されている。
具体的には、ピン番号が1、2、3番の信号ピンに、それぞれ、「Data2 Shield」、「Data2+」、「Data2−」が割り当てられる。また、同様に、ピン番号が4、5、6番の信号ピンに、それぞれ、「Data1 Shield」、「Data1+」、「Data1−」が割り当てられる。更に、同様に、ピン番号が7、8、9番の信号ピンに、それぞれ、「Data0 Shield」、「Data0+」、「Data0−」が割り当てられる。また、ピン番号が10、11、12番の信号ピンには、それぞれ、「clock Shield」、「clock+」、「clock−」が割り当てられる。
つまり、それぞれのデータライン(Data0/1/2)及びクロック(clock)は、差動ラインDatai+、Datai−、Datai Shieldの3本のラインで構成される(i=0、1、2)。また、差動ラインDatai+及びDatai−は、データ伝送時には、差動信号間でカップリングを形成する(差動結合を形成する)。なお、それぞれのデータライン(Data0/1/2)及びクロック(clock)の機能については、図1Aに示す一般的なTypeAのHDMIコネクタのピン配置と同様であるため、ここでは詳細な説明は省略する。
次に、図2Bを参照すると、本開示の第1の実施形態に係るコネクタのピン配置においては、図2Aに示す一般的なTypeCのHDMIコネクタのピン配置と比較して、信号ピンに割り当てられるデータラインの数が増加されている。
具体的には、図2Aにおいてシールドとして用いられていた、ピン番号が1、4、7、10の信号ピンに、新たな差動ラインペアである「Data3+」、「Data3−」、「Data4+」、「Data4−」がそれぞれ割り当てられる。また、図2Aにおいてクロックとして用いられていた、ピン番号が11、12の信号ピンに、新たな差動ラインペアである「Data5+」、「Data5−」がそれぞれ割り当てられる。このように、差動ラインペアの数を3から6に拡張することにより、個々のラインの伝送速度はそのまま保ちつつ、データ伝送量を2倍に増加させることができる。なお、ケーブルにおけるシールド確保の方法、及びクロックの生成方法については、図1Bを参照して説明した、TypeAのHDMIコネクタと同様であるため、ここでは詳細な説明は省略する。
以上、図2A及び図2Bを参照して、TypeCのHDMIコネクタにおけるピン配置について説明した。ここで、一般的なコネクタ構造を有するTypeCのHDMIコネクタに、図2Bに示すような、新たにデータラインの数が増加されたピン配置を適用すると、上記<1.伝送データ量増加についての検討>で説明したTypeAのHDMIコネクタと同様、信号の劣化が生じる。一方、以下に説明する本開示の第1の実施形態に係るコネクタ構造によれば、図2Bに示すような、新たにデータラインが増加されたピン配置に対しても、信号の劣化を抑えることが可能となる。
以下の説明においては、第1の実施形態に係るコネクタの構造について明確にするために、まず、[2.1.一般的なTypeCコネクタの構造例]で、一般的なTypeCのHDMIコネクタの一構造例について説明する。次に、[2.2.第1の実施形態に係るコネクタの構造例]において、本開示の第1の実施形態に係るコネクタの一構造例について説明するとともに、一般的なTypeCのHDMIコネクタとの構造の違いについて説明する。そして、[2.3.特性比較]において、両者の構造において伝送される信号の特性について比較することにより、第1の実施形態に係るコネクタにおける、信号の劣化を抑制する効果について説明する。
[2.1.一般的なTypeCコネクタの構造例]
まず、図3A−図3Cを参照して、一般的なTypeCのHDMIコネクタの一構造例について説明する。図3Aは、一般的なTypeCのHDMIコネクタを、y軸とz軸とによって構成される断面であり、かつ、信号ピンを通る断面で切断した場合の一構造例を示す断面図である。図3Bは、一般的なTypeCのHDMIコネクタの、x軸とy軸とによって構成される断面において、図3AにおけるA−A断面に対応する断面図である。図3Cは、一般的なTypeCのHDMIコネクタの、x軸とz軸とによって構成される断面において、図3BにおけるC−C断面に対応する断面図である。なお、図3A−図3Cは、プラグ側コネクタとレセプタクル側コネクタとが嵌合している様子を示している。
まず、プラグ側コネクタの構造について説明する。図3A−図3Cを参照すると、一般的なTypeCのHDMIコネクタのプラグ側コネクタ810は、信号ピン811、誘電体812及び外殻(シェル)813を備える。信号ピン811は、第1の方向、すなわちy軸方向に延設されており誘電体812にその一部が埋め込まれる。
シェル813は、信号ピン811及び誘電体812を覆うように形成され、シェル813のy軸の正方向の一面は、外部に対して開放される開放面になっている。図3A−図3Cに示すように、プラグ側コネクタ810と、後述するレセプタクル側コネクタ820とは、シェル813の開放面を介して接続される。また、シェル813は、導電体によって形成され、その電位は、後述するレセプタクル側コネクタ820を介して、例えばグラウンド電位に固定される。
更に、信号ピン811は、シェル813の開放面近傍の所定の領域において、誘電体812からその先端部が露出されており、当該露出部は、シェル813の開放面に向かって突出する突出部を構成する。プラグ側コネクタ810と、後述するレセプタクル側コネクタ820とが嵌合される際に、信号ピン811の突出部が、後述するレセプタクル側コネクタ820の信号ピン821と接触することにより、プラグ側コネクタ810と、後述するレセプタクル側コネクタ820とが電気的に接続される。なお、信号ピン811の突出部の一部領域には、レセプタクル側コネクタ820の信号ピン821に向かって更に突出する接触部が設けられてもよい。そして、プラグ側コネクタ810の信号ピン811とレセプタクル側コネクタ820の信号ピン821とは、当該接触部を介して接触してもよい。
次に、レセプタクル側コネクタの構造について説明する。図3A−図3Cを参照すると、一般的なTypeCのHDMIコネクタのレセプタクル側コネクタ820は、信号ピン821、誘電体822及び外殻(シェル)823を備える。信号ピン821は、第1の方向、すなわちy軸方向に延設されており誘電体822にその一部が埋め込まれる。
シェル823は、信号ピン821及び誘電体822を覆うように形成され、シェル823のy軸の負方向の一面は、外部に対して開放される開放面になっている。また、シェル823は、導電体によって形成され、その電位は、例えばグラウンド電位に固定される。
また、シェル823の開放面の開口部の面積は、プラグ側コネクタ810のシェル813の開放面における断面積よりもわずかに大きく形成されている。そして、図3A−図3Cに示すように、プラグ側コネクタ810と、レセプタクル側コネクタ820とは、プラグ側コネクタ810のシェル813に開放面が設けられる一端が、レセプタクル側コネクタ820のシェル823の開放面の開口部に挿入されることによって、嵌合される。なお、図3A及び図3Bに破線で示す領域は、プラグ側コネクタ810とレセプタクル側コネクタ820との嵌合部Sを表している。
更に、信号ピン821は、開放面近傍の所定の領域において、誘電体822からその表面の一部領域が露出された露出部を有する。プラグ側コネクタ810と、レセプタクル側コネクタ820とが嵌合される際には、信号ピン821の露出部が、上述したプラグ側コネクタ810の信号ピン811の突出部(接触部)と接触する。
以上、図3A−図3Cを参照して、一般的なTypeCのHDMIコネクタの構造について説明した。
[2.2.第1の実施形態に係るコネクタの構造例]
次に、図4A−図4Cを参照して、本開示の第1の実施形態に係るコネクタの一構造例について説明する。図4Aは、本開示の第1の実施形態に係るコネクタを、y軸とz軸とによって構成される断面であり、かつ、信号ピンを通る断面で切断した場合の一構造例を示す断面図である。図4Bは、第1の実施形態に係るコネクタの、x軸とy軸とによって構成される断面において、図4AにおけるA−A断面に対応する断面図である。図4Cは、第1の実施形態に係るコネクタの、x軸とz軸とによって構成される断面において、図4BにおけるC−C断面に対応する断面図である。なお、図4A−図4Cは、プラグ側コネクタとレセプタクル側コネクタとが嵌合している様子を示している。
まず、プラグ側コネクタの構造について説明する。図4A−図4Cを参照すると、第1の実施形態に係るプラグ側コネクタ10は、信号ピン110、誘電体120、基板130及び外殻(シェル)140を備える。
信号ピン110は、第1の方向、すなわちy軸方向に延設される。また、信号ピン110は、誘電体によって形成される基板130の表面上に、配線パターンとして形成される。
シェル140は、信号ピン110及び基板130を覆うように形成され、シェル140のy軸の正方向の一面は、外部に対して開放される開放面になっている。図4A−図4Cに示すように、プラグ側コネクタ10と、後述するレセプタクル側コネクタ20とは、シェル140の開放面を介して接続される。また、シェル140は、導電体によって形成され、その電位は、後述するレセプタクル側コネクタ20を介して、例えばグラウンド電位に固定される。
また、基板130の裏面、すなわち、信号ピン110が形成される面と逆側の面には、グラウンド電位を有する導電体層が形成される。図4A−図4Cを参照すると、本実施形態においては、シェル140の、基板130の裏面と対向する面が、他の面よりも肉厚に形成され、基板130の裏面と接している。つまり、基板130の裏面に形成される導電体層とシェル140とが一体的に形成されている。なお、本実施形態においては、基板130の裏面にグラウンド電位を有する導電体層が形成されればよく、導電体層の構造はかかる例に限定されない。つまり、シェル140の一面が肉厚化されなくてもよく、例えば、基板130の裏面に形成された導電体層と、シェル140とが、ビアホール等によって電気的に接続される構造であってもよい。
更に、基板130上に形成された信号ピン110の上部(z軸の正方向)には、誘電体120が積層されてもよい。ただし、誘電体120が形成される場合には、誘電体120は、信号ピン110の全面を覆うように形成されるのではなく、シェル140の開放面近傍の所定の領域において信号ピン110の一部領域が露出するように形成される。プラグ側コネクタ10と、後述するレセプタクル側コネクタ20とが嵌合する際に、プラグ側コネクタ10の信号ピン110の当該露出部が、レセプタクル側コネクタ20の信号ピン210(配線パターン)と接触することにより、プラグ側コネクタ10と、後述するレセプタクル側コネクタ20とが電気的に接続される。なお、信号ピン110の露出部の一部領域には、レセプタクル側コネクタ20の信号ピン210に向かって突出する接触部が設けられてもよい。そして、プラグ側コネクタ10の信号ピン110とレセプタクル側コネクタ20の信号ピン210とは、当該接触部を介して接触してもよい。
次に、レセプタクル側コネクタの構造について説明する。図4A−図4Cを参照すると、第1の実施形態に係るレセプタクル側コネクタ20は、信号ピン210、誘電体220、基板230及び外殻(シェル)240を備える。
信号ピン210は、第1の方向、すなわちy軸方向に延設される。また、信号ピン210は、誘電体によって形成される基板230の表面上に、配線パターンとして形成される。
シェル240は、信号ピン210及び基板230を覆うように形成され、シェル240のy軸の負方向の一面は、外部に対して開放される開放面になっている。また、シェル240は、導電体によって形成され、その電位は、例えばグラウンド電位に固定される。
また、シェル240の開放面の開口部の面積は、プラグ側コネクタ10のシェル140の開放面における断面積よりもわずかに大きく形成されている。そして、図4A−図4Cに示すように、プラグ側コネクタ10と、レセプタクル側コネクタ20とは、プラグ側コネクタ10のシェル140に開放面が設けられる一端が、レセプタクル側コネクタ20のシェル240の開放面の開口部に挿入されることによって、嵌合される。なお、図4A及び図4Bに破線で示す領域は、プラグ側コネクタ10とレセプタクル側コネクタ20との嵌合部Tを表している。
また、基板230の裏面、すなわち、信号ピン210が形成される面と逆側の面には、グラウンド電位を有する導電体層が形成される。図4A−図4Cを参照すると、本実施形態においては、シェル240の、基板230の裏面と対向する面が、他の面よりも肉厚に形成され、基板230の裏面と接している。つまり、基板230の裏面に形成される導電体層とシェル240とが一体的に形成されている。なお、本実施形態においては、基板230の裏面にグラウンド電位を有する導電体層が形成されればよく、導電体層の構造はかかる例に限定されない。つまり、シェル240の一面が肉厚化されなくてもよく、例えば、基板230の裏面に形成された導電体層と、シェル240とが、ビアホール等によって電気的に接続される構造であってもよい。
更に、基板230上に形成された信号ピン210の上部(z軸の正方向)には、誘電体220が積層されてもよい。ただし、誘電体220が形成される場合には、誘電体220は、シェル240の開放面近傍の所定の領域において信号ピン210の一部領域が露出するように形成される。レセプタクル側コネクタ20の信号ピン210の当該露出部が、プラグ側コネクタ10の信号ピン110(配線パターン)の露出部及び/又は接触部と接触することにより、プラグ側コネクタ10と、レセプタクル側コネクタ20とが電気的に接続される。
また、図4Bを参照すると、プラグ側コネクタ10の信号ピン110及びレセプタクル側コネクタ20の信号ピン210は、信号ピン110、210のうち、差動信号が伝送され、隣接して延設される1対の信号ピン110、210の間隔が、隣接する他の信号ピン110、210との間隔よりも小さく形成されてよい。なお、信号ピン110、210の間隔は、嵌合部Tでは等しい間隔であってよく、信号ピン110、210のうち、差動信号が伝送され、隣接して延設される1対の信号ピン110、210の間隔が、隣接する他の信号ピン110、210との間隔よりも小さく形成されるのは、嵌合部T以外の領域であってよい。
更に、嵌合部Tにおける信号ピン110、210の配線間隔は、図3A−図3Cに示す嵌合部Sにおける信号ピン811、821の配線間隔と同様であってもよい。つまり、第1の実施形態に係るコネクタの信号ピンと、一般的なTypeCのHDMIコネクタの信号ピンとは、嵌合部においては同一の配線間隔を有していてよい。
以上、図4A−図4Cを参照して説明したように、第1の実施形態に係るコネクタにおいては、一般的なTypeCのコネクタと比べて、以下の点で相違する。すなわち、第1の実施形態に係るコネクタは、誘電体によって形成され、一方の面に信号ピン(信号ピンに対応する配線パターン)が、他側の面にグラウンド電位を有する導電体層が形成された基板を備える。また、第1の実施形態に係るコネクタにおいては、信号ピンのうち、差動信号が伝送され、隣接して延設される1対の信号ピンの間隔が、隣接する他の信号ピンとの間隔よりも小さく形成される。ここで、これらの構成を有することによって生じる、第1の実施形態に係るコネクタが奏する効果について説明する。
上記のように、第1の実施形態に係るコネクタ10、20は、誘電体で形成される基板130、230上に信号ピン110、210が形成され、更に、基板130、230の信号ピン110、210が形成される面とは逆側の面に、グラウンド電位を有する導電体層が形成される。すなわち、第1の実施形態に係るコネクタは、グラウンドプレーン(導電体層)、誘電体層(基板130、230)、配線(信号ピン110、210)が、順に積層される構成を有する。このような構成を有することにより、信号ピン110、210を流れる電流(信号)に起因する電磁界が、基板130、230と導電体との間に閉じ込められ、いわゆるマイクロストリップライン(マイクロストリップ構造)が形成される。よって、第1の実施形態に係るコネクタにおいては、信号ピン110、210を流れる電流(信号)が、他の信号ピン110、210に及ぼす影響を抑えることができ、信号の劣化を抑えることができる。
更に、上記のように、第1の実施形態に係るコネクタ10、20においては、信号ピン110、210のうち、差動信号が伝送され、隣接して延設される1対の信号ピン110、210の間隔が、隣接する他の信号ピン110、210との間隔よりも小さく形成されてよい。対となる差動信号が伝送される1対の信号ピン110、210の間隔をより狭くすることにより、当該1対の信号ピン110、210を流れる電流(信号)に起因する電磁界が、当該1対の信号ピン110、210の間及び基板130、230と導電体との間に閉じ込められ、いわゆる差動ストリップライン(差動ストリップ構造)が形成される。なお、差動結合のリターンパスは配線面の裏面のグラウンドプレーンに確保される。従って、差動データライン間で結合が形成されるため、差動インピーダンスを維持したまま信号ピンの配線幅と配線間隔を縮小することが可能になる。つまり、隣接する異種信号配線との間隔を拡大することが可能となり、クロストークの低減と信号品質の向上が実現される。よって、第1の実施形態に係るコネクタにおいては、対となる差動信号が伝送される信号ピン110、210を流れる電流(信号)が、他の信号ピン110、210に及ぼす影響を更に抑えることができ、信号の劣化をより抑えることができる。
なお、第1の実施形態に係るコネクタに、図2Bに示す、新たにデータラインが増加されたピン配置が適用される場合、新たに追加された差動信号のペアのうち、「Data3+」と「Data3−」及び「Data4+」と「Data4−」の各信号が割り当てられる信号ピンは、それぞれの差動信号のペア同士が、隣り合う位置には配置されていない。従って、第1の実施形態に係るコネクタにおいては、互いに隣り合う位置に形成される「Data0+」と「Data0−」、「Data1+」と「Data1−」、「Data2+」と「Data2−」及び「Data5+」と「Data5−」が印加される信号ピンについては、差動ストリップラインによって信号が伝送され、互いに隣り合う位置に形成されない「Data3+」と「Data3−」及び「Data4+」と「Data4−」が印加される信号ピンについては、シングルエンドのマイクロストリップラインによって信号が伝送される。
また、本開示の第1の実施形態に係るコネクタは、以上説明したように、図2Bに示すような、新たにデータラインが増加されたピン配置において、その効果をより得ることができるが、図2Aに示す一般的なピン配置にも適用することができる。本開示の第1の実施形態に係るコネクタが、図2Aに示す一般的なピン配置に適用される場合であっても、各信号ピンについてマイクロストリップライン又は差動ストリップラインが形成されることにより、信号ピン110、210を流れる電流(信号)が、他の信号ピン110、210に及ぼす影響を抑えることができ、信号の劣化を抑えることができる。
なお、本開示の第1の実施形態に係るコネクタにおいては、図4Bを参照して説明したように、嵌合部Tにおける信号ピン110、210の間隔は、一般的なTypeCのHDMIコネクタの嵌合部Sにおける信号ピン811、821の間隔と同一であってよい。このような構成を有することにより、第1の実施形態に係るコネクタと一般的なTypeCのHDMIコネクタとの互換性が保証される。つまり、第1の実施形態に係るコネクタと、一般的なTypeCのHDMIコネクタとを嵌合する際に、HDMI規格によって定められた所定の信号ピン同士が電気的に接続される。従って、図2Aに示す一般的なピン配置に対応する信号の伝送が行われる場合であっても、第1の実施形態に係るコネクタを適用することが可能となる。
ここで、図5を参照して、本開示の第1の実施形態に係るコネクタにおける変形例について説明する。本開示の第1の実施形態に係るコネクタにおいては、グラウンド電位を有するガードラインが、信号ピンを挟む位置に、信号ピンと略平行に更に延設されてもよい。更に、当該ガードラインは、シングルエンドによって信号を伝送する信号ピンを挟むように配設されてもよい。図5は、ガードラインが配設された構成を説明するための説明図である。
図5は、図4Bに示す第1の実施形態に係るコネクタにおいて、ガードラインが新たに配設された様子を示す。つまり、図5は、第1の実施形態に係るコネクタにガードラインが設けられた構成を、z軸の正方向から見た様子を示している。図5を参照すると、例えば、プラグ側コネクタ10の、シングル結合によって信号を伝送する信号ピン110を挟むように、ガードライン150が配設される。また、例えば、同様に、レセプタクル側コネクタ20の、シングルエンドによって信号を伝送する信号ピン210を挟むように、ガードライン250が配設される。また、ガードライン150、250の電位はグラウンド電位に設定されている。ガードライン150、250が設けられることにより、信号ピン110、210を流れる電流(信号)が、他の信号ピン110、210に及ぼす影響を更に抑えることができ、信号の劣化をより抑えることができる。
[2.3.特性比較]
次に、図3A−図3Cに示す一般的なTypeCのHDMIコネクタ構造と、図4A−図4Cに示す本開示の第1の実施形態に係るコネクタ構造とにおいて、信号ピンに流れる信号の特性を比較した結果について説明する。なお、以下に示す、図6A及び図6B、図7A及び図7B、図8A及び図8B、並びに図9A−Eは、図2Bに示す、新たにデータラインが増加されたピン配置に対応する信号を流した場合の結果を示している。
まず、図6A及び図6B並びに図7A及び図7Bを参照して、一般的なTypeCのHDMIコネクタと、第1の実施形態に係るコネクタとの、信号ピン近傍の電界分布の違いについて説明する。
図6A及び図6B並びに図7A及び図7Bは、コネクタに、HDMI規格によって定められる映像信号伝送時の所定の信号を印加した場合の、信号ピン近傍の電界分布の様子を示している。図6A及び図6Bは、一般的なTypeCのHDMIコネクタ構造における電界分布の様子を示す等電界線図である。また、図7A及び図7Bは、第1の実施形態に係るコネクタ構造における電界分布の様子を示す等電界線図である。なお、図6A及び図6B並びに図7A及び図7Bにおいては、電界分布の強さを、ハッチングの濃淡で模式的に示しており、ハッチングが濃い領域ほど、電界が集中している様子を示している。
図6Aは、一般的なTypeCのHDMIコネクタ構造における、図3Aに対応する断面における等電界線図であり、図6Bは、図6Aに示すD−D断面における等電界線図である。
図7Aは、第1の実施形態に係るコネクタ構造における、図4Aに対応する断面における等電界線図であり、図7Bは、図7Aに示すD−D断面における等電界線図である。ただし、図7A及び図7Bに示す等電界線図は、第1の実施形態に係るコネクタ構造において、図5に示すガードラインを更に備える構造について、電界分布を求めたものである。
なお、図6A及び図6B並びに図7A及び図7Bに示す等電界線図は、上記の各断面における各領域(信号ピン、基板、外殻、誘電体等)に対応する誘電率を設定したモデルを作成し、HDMI規格によって定められる映像信号伝送時の所定の信号を印加した場合の、信号ピン近傍の電界分布の様子をシミュレーションした結果を示している。
図6Aを参照すると、一般的なTypeCのHDMIコネクタ構造においては、信号ピン811、821の表面(y軸方向に延伸する面のうち、z軸の正方向に位置する面)と裏面(y軸方向に延伸する面のうち、z軸の負方向に位置する面)とで電界分布にほとんど差がないことが分かる。また、図6Bを参照すると、一般的なTypeCのHDMIコネクタ構造においては、例えば領域Eに示すように、一部の信号ピン110間には、電界が集中し、カップリングが形成されている様子が示されているが、例えば領域F(「Data0−」、「Data4−」、「Data5+」に跨る領域)や領域G(「Data1−」、「Data4+」、「Data0+」に跨る領域)に示すように、差動信号のペア以外の領域にも電界が集中しており、信号ピン811を流れる電流(信号)が、他の信号ピン811に影響を及ぼしてしまっていることが分かる。
一方、図7Aを参照すると、第1の実施形態に係るコネクタ構造においては、信号ピン110、210と基板130、230との間に電界が集中しており、いわゆるマイクロストリップラインが形成されていることが分かる。また、図7Bを参照すると、第1の実施形態に係るコネクタ構造においては、隣接して配設されている信号ピンである「Data0」、「Data1」、「Data2」、「Data5」の信号ピン110、210のペアの間には、電界が集中し、いわゆる差動ストリップラインが形成されている様子が示されている。また、「Data3−」、「Data3+」、「Data4−」及び「Data4+」の信号ピン110、210では、信号ピン110、210とGND導体(シェル140)との間の基板内に電界が集中しており、シングルエンドの電界分布が形成されていることが分かる。従って、信号ピン110、210を流れる電流(信号)が、他の信号ピン110、210に及ぼす影響が抑えられていることが分かる。
次に、図8A及び図8B並びに図9A−図9Eを参照して、一般的なTypeCのHDMIコネクタと、第1の実施形態に係るコネクタとの、アイパターン及びクロストークに代表される信号伝送特性の違いについて説明する。
図8A及び図8Bは、図3A−図3Cに示す、一般的なTypeCのHDMIコネクタ構造におけるアイパターンを示す電圧特性図である。なお、図8Aは、図2Bに示す「Data2」のラインについてのアイパターンを示しており、図8Bは、図2Bに示す「Data4」のラインについてのアイパターンを示している。
また、図9A及び図9Bは、図4A−図4Cに示す、第1の実施形態に係るコネクタ構造におけるアイパターンを示す電圧特性図である。なお、図9Aは、図2Bに示す「Data2」のラインについてのアイパターンを示しており、図9Bは、図2Bに示す「Data4」のラインについてのアイパターンを示している。
また、図9C及び図9Dは、図5に示す、第1の実施形態に係るコネクタ構造にガードラインが更に配置されたコネクタ構造におけるアイパターンを示す電圧特性図である。なお、図9Cは、図2Bに示す「Data2」のラインについてのアイパターンを示しており、図9Dは、図2Bに示す「Data4」のラインについてのアイパターンを示している。更に、図9Eは、図5に示す、第1の実施形態に係るコネクタ構造にガードラインが更に配置されたコネクタ構造におけるクロストーク特性を示す電圧特性図である。
なお、図8A及び図8B並びに図9A−図9Eにおいて、「Data2」に対応するアイパターンは、図2Aに示す一般的なピン配置において既に存在するデータライン(既存のデータライン)の伝送特性を代表するものであり、「Data4」に対応するアイパターンは、図2Bに示す新たにデータラインが増加されたピン配置において新たに追加されるデータライン(新規のデータライン)の伝送特性を代表するものである。
図8A及び図8Bと、図9A及び図9Bとを比較すると、既存のデータラインである「Data2」、新規のデータラインである「Data4」ともに、第1の実施形態に係るコネクタ構造を有することで、信号の伝送特性が向上していることが分かる。すなわち、第1の実施形態に係るコネクタ構造によって、信号の劣化が抑制されている。
また、図9A及び図9Bと、図9C及び図9Dとを比較すると、既存のデータラインである「Data2」、新規のデータラインである「Data4」ともに、ガードライン150を設けることにより、信号の伝送特性が更に向上していることが分かる。すなわち、第1の実施形態に係るコネクタ構造にガードライン150が更に設けられることによって、信号の劣化がより抑制される。また、図9Eを参照すると、第1の実施形態に係るコネクタ構造において、良好なクロストーク特性が得られることが分かる。
<3.第2の実施形態>
次に、本開示の第2の実施形態に係るコネクタの構造について説明する。なお、第2の実施形態に係るコネクタは、TypeDのHDMIコネクタに対応している。
図1A及び図1Bを参照して上記説明したように、TypeDのHDMIコネクタは、図1A及び図1Bに示すピン配置を有する。ここで、一般的なTypeDのHDMIコネクタに、図1Bに示すような、新たにデータラインの数が増加されたピン配置を適用すると、上記<1.伝送データ量増加についての検討>で説明したTypeAのHDMIコネクタと同様、信号の劣化が生じる。一方、以下に説明する本開示の第2の実施形態に係るコネクタ構造によれば、図1Bに示すような、新たにデータラインが増加されたピン配置に対しても、信号の劣化を抑えることが可能となる。
以下の説明においては、第2の実施形態に係るコネクタの構造について明確にするために、まず、[3.1.一般的なTypeDコネクタの構造例]で、一般的なTypeDのHDMIコネクタの一構造例について説明する。次に、[3.2.第2の実施形態に係るコネクタの構造例]において、本開示の第2の実施形態に係るコネクタの一構造例について説明するとともに、一般的なTypeDのHDMIコネクタとの構造の違いについて説明する。そして、[3.3.特性比較]において、両者の構造において伝送される信号の特性について比較することにより、第2の実施形態に係るコネクタにおける、信号の劣化を抑制する効果について説明する。
なお、図1A及び図1Bに示すように、TypeDのHDMIコネクタに対応するピン配置では、端子面において、信号ピンがx軸方向に沿って、z軸方向に2列に、千鳥状に並べられる。そして、図1A及び図1Bにおける上下方向において、上(z軸方向における上方向)の列に形成される信号ピンと、下(z軸方向における下方向)の列に形成される信号ピンとは、x軸における配設位置は異なるものの、その構造は上下対称になっている。従って、以下に示す図10A−図10C及び図11A−図11Cにおいては、z軸方向における下側の信号ピン(図1A及び図1Bにおいて下の列に形成される信号ピン)の構造について主に説明し、z軸方向における上側の信号ピン(図1A及び図1Bにおいて上の列に形成される信号ピン)については、下側の信号ピンの構造を折り返したものに対応するため、説明を省略する。
[3.1.一般的なTypeDコネクタの構造例]
まず、図10A−図10Cを参照して、一般的なTypeDのHDMIコネクタの一構造例について説明する。図10Aは、一般的なTypeDのHDMIコネクタを、y軸とz軸とによって構成される断面であり、かつ、信号ピンを通る断面で切断した場合の一構造例を示す断面図である。図10Bは、一般的なTypeDのHDMIコネクタの、x軸とy軸とによって構成される断面において、図10AにおけるA−A断面に対応する断面図である。図10Cは、一般的なTypeDのHDMIコネクタの、x軸とz軸とによって構成される断面において、図10BにおけるC−C断面に対応する断面図である。なお、図10A−図10Cは、プラグ側コネクタとレセプタクル側コネクタとが嵌合している様子を示している。
まず、プラグ側コネクタの構造について説明する。図10A−図10Cを参照すると、一般的なTypeDのHDMIコネクタのプラグ側コネクタ910は、信号ピン911、誘電体912及び外殻(シェル)913を備える。信号ピン911は、第1の方向、すなわちy軸方向に延設されており誘電体912にその一部が埋め込まれる。
シェル913は、信号ピン911及び誘電体912を覆うように形成され、シェル913のy軸の正方向の一面は、外部に対して開放される開放面になっている。図10A−図10Cに示すように、プラグ側コネクタ910と、後述するレセプタクル側コネクタ920とは、シェル913の開放面を介して接続される。また、シェル913は、導電体によって形成され、その電位は、後述するレセプタクル側コネクタ920を介して、例えばグラウンド電位に固定される。
更に、信号ピン911は、シェル913の開放面近傍の所定の領域が誘電体912からその先端部が露出されており、当該露出部は、所定の角度でz軸の正方向に折り曲げられる屈曲部を構成する。プラグ側コネクタ910と、後述するレセプタクル側コネクタ920とが嵌合される際に、信号ピン911の屈曲部が、後述するレセプタクル側コネクタ920の信号ピン921と接触することにより、プラグ側コネクタ910と、後述するレセプタクル側コネクタ920とが電気的に接続される。
なお、z軸方向における上側の信号ピン921については、上述のように、下側の信号ピンと上下対称な構造を有するため、当該屈曲部は、所定の角度でz軸の負方向に折り曲げられて形成される。
次に、レセプタクル側コネクタの構造について説明する。図10A−図10Cを参照すると、一般的なTypeDのHDMIコネクタのレセプタクル側コネクタ920は、信号ピン921、誘電体922及び外殻(シェル)923を備える。信号ピン921は、第1の方向、すなわちy軸方向に延設されており誘電体922にその一部が埋め込まれる。
シェル923は、信号ピン921及び誘電体922を覆うように形成され、シェル923のy軸の負方向の一面は、外部に対して開放される開放面になっている。また、シェル923は、導電体によって形成され、その電位は、例えばグラウンド電位に固定される。
また、シェル923の開放面の開口部の面積は、プラグ側コネクタ910のシェル913の開放面における断面積よりもわずかに大きく形成されている。そして、図10A−図10Cに示すように、プラグ側コネクタ910と、レセプタクル側コネクタ920とは、プラグ側コネクタ910のシェル913に開放面が設けられる一端が、レセプタクル側コネクタ920のシェル923の開放面の開口部に挿入されることによって、嵌合される。なお、図10A及び図10Bに破線で示す領域は、プラグ側コネクタ910とレセプタクル側コネクタ920との嵌合部Uを表している。
更に、信号ピン921は、シェル923の開放面近傍の所定の領域において、誘電体922からその表面の一部領域が露出された露出部を有する。プラグ側コネクタ910と、レセプタクル側コネクタ920とが嵌合される際には、信号ピン921の露出部が、上述したプラグ側コネクタ910の信号ピン911の屈曲部と接触する。
なお、上述したように、一般的なTypeDのコネクタにおいては、以上説明した信号ピン911、921、誘電体912、922と同様の構造が、シェル913、923の内部に、上下対称に、z軸方向における上側の信号ピン911、921、誘電体912、922として更に設けられる。
以上、図10A−図10Cを参照して、一般的なTypeDのHDMIコネクタの構造について説明した。
[3.2.第2の実施形態に係るコネクタの構造例]
次に、図11A−図11Cを参照して、本開示の第2の実施形態に係るコネクタの一構造例について説明する。図11Aは、本開示の第2の実施形態に係るコネクタを、y軸とz軸とによって構成される断面であり、かつ、信号ピンを通る断面で切断した場合の一構造例を示す断面図である。図11Bは、第2の実施形態に係るコネクタの、x軸とy軸とによって構成される断面において、図11AにおけるA−A断面に対応する断面図である。図11Cは、第2の実施形態に係るコネクタの、x軸とz軸とによって構成される断面において、図11BにおけるC−C断面に対応する断面図である。
まず、プラグ側コネクタの構造について説明する。図11A−図11Cを参照すると、第2の実施形態に係るプラグ側コネクタ30は、信号ピン310、誘電体320、基板330及び外殻(シェル)340を備える。
信号ピン310は、第1の方向、すなわちy軸方向に延設される。また、信号ピン310は、誘電体によって形成される基板330の表面上に、配線パターンとして形成される。
シェル340は、信号ピン310及び基板330を覆うように形成され、シェル340のy軸の正方向の一面は、外部に対して開放される開放面になっている。図11A−図11Cに示すように、プラグ側コネクタ30と、後述するレセプタクル側コネクタ40とは、シェル340の開放面を介して接続される。また、シェル340は、導電体によって形成され、その電位は、後述するレセプタクル側コネクタ40を介して、例えばグラウンド電位に固定される。
また、基板330の裏面、すなわち、信号ピン310が形成される面と逆側の面には、グラウンド電位を有する導電体層が形成される。図11A−図11Cを参照すると、本実施形態においては、シェル340の、基板330の裏面と対向する面が、他の面よりも肉厚に形成され、基板330の裏面と接している。つまり、基板330の裏面に形成される導電体層とシェル340とが一体的に形成されている。なお、本実施形態においては、基板330の裏面にグラウンド電位を有する導電体層が形成されればよく、導電体層の構造はかかる例に限定されない。つまり、シェル340の一面が肉厚化されなくてもよく、例えば、基板330の裏面に形成された導電体層と、シェル340とが、ビアホール等によって電気的に接続される構造であってもよい。
更に、基板330上に形成された信号ピンの310の上部(z軸の正方向)には、誘電体320が積層されてもよい。ただし、誘電体320が形成される場合には、誘電体320は、信号ピン310の全面を覆うように形成されるのではなく、シェル340の開放面近傍の所定の領域において信号ピン310の表面の一部領域が露出するように形成される。プラグ側コネクタ30と、後述するレセプタクル側コネクタ40とが嵌合する際に、プラグ側コネクタ30の信号ピン310の当該露出部が、レセプタクル側コネクタ40の信号ピン410と接触することにより、プラグ側コネクタ30と、後述するレセプタクル側コネクタ40とが電気的に接続される。なお、信号ピン310の露出部の一部領域には、レセプタクル側コネクタ40の信号ピン410に向かって突出する接触部が設けられてもよい。そして、プラグ側コネクタ30の信号ピン310とレセプタクル側コネクタ40の信号ピン410とは、当該接触部を介して接触してもよい。
次に、レセプタクル側コネクタの構造について説明する。図11A−図11Cを参照すると、第2の実施形態に係るレセプタクル側コネクタ40は、信号ピン410、誘電体420、基板430及び外殻(シェル)440を備える。
信号ピン410は、第1の方向、すなわちy軸方向に延設される。また、信号ピン410は、誘電体によって形成される基板430の表面上に、配線パターンとして形成される。
シェル440は、信号ピン410及び基板430を覆うように形成され、シェル440のy軸の負方向の一面は、外部に対して開放される開放面になっている。また、シェル440は、導電体によって形成され、その電位は、例えばグラウンド電位に固定される。
また、シェル440の開放面の開口部の面積は、プラグ側コネクタ30のシェル340の開放面における断面積よりもわずかに大きく形成されている。そして、図11A−図11Cに示すように、プラグ側コネクタ30と、レセプタクル側コネクタ40とは、プラグ側コネクタ30のシェル340に開放面が設けられる一端が、レセプタクル側コネクタ40のシェル440の開放面の開口部に挿入されることによって、嵌合される。なお、図11A及び図11Bに破線で示す領域は、プラグ側コネクタ30とレセプタクル側コネクタ40との嵌合部Vを表している。
また、基板430の裏面、すなわち、信号ピン410が形成される面と逆側の面には、グラウンド電位を有する導電体層が形成される。図11A−図11Cを参照すると、本実施形態においては、シェル440の、基板430の裏面と対向する面が、他の面よりも肉厚に形成され、基板430の裏面と接している。つまり、基板430の裏面に形成される導電体層とシェル440とが一体的に形成されている。なお、本実施形態においては、基板430の裏面にグラウンド電位を有する導電体層が形成されればよく、導電体層の構造はかかる例に限定されない。つまり、シェル440の一面が肉厚化されなくてもよく、例えば、基板430の裏面に形成された導電体層と、シェル440とが、ビアホール等によって電気的に接続される構造であってもよい。
更に、基板430上に形成された信号ピン410の上部(z軸の正方向)には、誘電体420が積層されてもよい。ただし、誘電体420が形成される場合には、誘電体420は、シェル440の開放面近傍の所定の領域において信号ピン410の表面の一部領域が露出するように形成される。レセプタクル側コネクタ40の信号ピン410の当該露出部が、プラグ側コネクタ30の信号ピン310の露出部及び/又は接触部と接触することにより、プラグ側コネクタ30と、レセプタクル側コネクタ40とが電気的に接続される。
なお、上述したように、第2の実施形態に係るコネクタにおいては、以上説明した信号ピン310、410、誘電体320、420、基板330、430及び導電体層と同様の構造が、シェル340、440の内部に、上下対称に、z軸方向における上側の信号ピン310、410、誘電体320、420、基板330、430及び導電体層として更に設けられる。つまり、第2の実施形態に係るコネクタ構造は、上記説明した第1の実施形態に係るコネクタ構造における信号ピン110、210、誘電体120、220、基板130、230及び導電体層の構造が、2組備えられた構造に対応する。
また、図11Bを参照すると、プラグ側コネクタ30の信号ピン310及びレセプタクル側コネクタ40の信号ピン410は、信号ピン310、410のうち、差動信号が伝送され、隣接して延設される1対の信号ピン310、410の間隔が、隣接する他の信号ピン310、410との間隔よりも小さく形成されてよい。なお、信号ピン310、410の間隔は、嵌合部Vでは等しい間隔であってよく、信号ピン310、410のうち、差動信号が伝送され、隣接して延設される1対の信号ピン310、410の間隔が、隣接する他の信号ピン310、410との間隔よりも小さく形成されるのは、嵌合部V以外の領域であってよい。
更に、嵌合部Vにおける信号ピン310、410の配線間隔は、図10A−図10Cに示す嵌合部Uにおける信号ピン911、921の配線間隔と同様であってもよい。つまり、第2の実施形態に係るコネクタの信号ピンと、一般的なTypeDのHDMIコネクタの信号ピンとは、嵌合部においては同一の配線間隔を有していてよい。
以上、図11A−図11Cを参照して説明したように、第2の実施形態に係るコネクタの構造は、一般的なTypeDのコネクタの構造と比べて、以下の点で相違する。すなわち、第2の実施形態に係るコネクタは、誘電体によって形成され、一方の面に信号ピン(信号ピンに対応する配線パターン)が、他側の面にグラウンド電位を有する導電体層が形成された基板を備える。また、第2の実施形態に係るコネクタにおいては、信号ピンのうち、差動信号が伝送され、隣接して延設される1対の信号ピンの間隔が、隣接する他の信号ピンとの間隔よりも小さく形成される。第2の実施形態に係るコネクタは、上述した第1の実施形態に係るコネクタと同様、上記構成を有することにより、以下の効果を奏する。
上記のように、第2の実施形態に係るコネクタ30、40では、誘電体で形成される基板330、430上に信号ピン310、410が形成され、更に、基板330、430の信号ピン310、410が形成される面とは逆側の面に、グラウンド電位を有する導電体層が形成される。すなわち、第2の実施形態に係るコネクタは、グラウンドプレーン(導電体層)、誘電体層(基板330、430)、配線(信号ピン310、410)が、順に積層される構成を有する。このような構成を有することにより、信号ピン310、410を流れる電流(信号)に起因する電磁界が、基板330、430に閉じ込められ、いわゆるマイクロストリップライン(マイクロストリップ構造)が形成される。よって、第2の実施形態に係るコネクタにおいては、信号ピン310、410を流れる電流(信号)が、他の信号ピン310、410に及ぼす影響を抑えることができ、信号の劣化を抑えることができる。
更に、上記のように、第2の実施形態に係るコネクタ30、40においては、信号ピン310、410のうち、差動信号が伝送され、隣接して延設される1対の信号ピン310、410の間隔が、隣接する他の信号ピン310、410との間隔よりも小さく形成されてよい。対となる差動信号が伝送される1対の信号ピン310、410の間隔をより狭くすることにより、当該1対の信号ピン310、410を流れる電流(信号)に起因する電磁界が、当該1対の信号ピン310、410の間及び基板330、430に閉じ込められ、いわゆる差動ストリップライン(差動ストリップ構造)が形成される。なお、差動結合のリターンパスは配線面の裏面のグラウンドプレーンに確保される。従って、差動データライン間で結合が形成されるため、差動インピーダンスを維持したまま信号ピンの配線幅と配線間隔を縮小することが可能になる。つまり、隣接する異種信号配線との間隔を拡大することが可能となり、クロストークの低減と信号品質の向上が実現される。よって、第2の実施形態に係るコネクタにおいては、対となる差動信号が伝送される信号ピン310、410を流れる電流(信号)が、他の信号ピン310、410に及ぼす影響を更に抑えることができ、信号の劣化をより抑えることができる。
なお、第2の実施形態に係るコネクタに、図1Bに示す新たにデータラインが増加されたピン配置が適用される場合、新たに追加された差動信号のペアのうち、「Data3+」と「Data3−」及び「Data4+」と「Data4−」の各信号が割り当てられる信号ピンは、それぞれの差動信号のペア同士が、隣り合う位置には配置されていない。従って、第2の実施形態に係るコネクタにおいては、互いに隣り合う位置に形成される「Data0+」と「Data0−」、「Data1+」と「Data1−」、「Data2+」と「Data2−」及び「Data5+」と「Data5−」が印加される信号ピンについては、差動ストリップラインによって信号が伝送され、互いに隣り合う位置に形成されない「Data3+」と「Data3−」及び「Data4+」と「Data4−」が印加される信号ピンについては、シングルエンドのマイクロストリップラインによって信号が伝送されてよい。
また、本開示の第2の実施形態に係るコネクタは、以上説明したように、図1Bに示すような、新たにデータラインが増加されたピン配置において、その効果をより得ることができるが、図1Aに示す一般的なピン配置にも適用することができる。本開示の第2の実施形態に係るコネクタが、図1Aに示す一般的なピン配置に適用される場合であっても、各信号ピンについてマイクロストリップライン又は差動ストリップラインが形成されることにより、信号ピン310、410を流れる電流(信号)が、他の信号ピン310、410に及ぼす影響を抑えることができ、信号の劣化を抑えることができる。
なお、本開示の第2の実施形態に係るコネクタにおいては、図11Bを参照して説明したように、嵌合部Vにおける信号ピン310、410の間隔は、一般的なTypeDのHDMIコネクタの嵌合部Uにおける信号ピン911、921の間隔と同一であってよい。このような構成を有することにより、第2の実施形態に係るコネクタと一般的なTypeDのHDMIコネクタとの互換性が保証される。つまり、第2の実施形態に係るコネクタと、一般的なTypeDのHDMIコネクタとを嵌合する際に、HDMI規格によって定められた所定の信号ピン同士が電気的に接続される。従って、図1Aに示す一般的なピン配置に対応する信号の伝送が行われる場合であっても、第2の実施形態に係るコネクタを適用することが可能となる。
ここで、本開示の第2の実施形態に係るコネクタにおいては、第1の実施形態に係るコネクタの変形例と同様、グラウンド電位を有するガードラインが、信号ピンを挟む位置に、信号ピンと略平行に更に延設されてもよい。更に、当該ガードラインは、シングルエンドによって信号を伝送する信号ピンを挟むように配設されてもよい。なお、上述のように、図11A−図11Cに示す第2の実施形態に係るコネクタは、図4A−図4Cに示す第1の実施形態に係るコネクタ構造における信号ピン、基板及び導電体層の構造が、2組備えられた構造に対応する。従って、第2の実施形態に係るコネクタにおいて、ガードラインが設置された場合の基板上の信号ピン(配線パターン)の構成は、第1の実施形態に係るコネクタと同様である。つまり、第2の実施形態に係るコネクタにおいては、図5に示すように、プラグ側コネクタ及びレセプタクル側コネクタの双方において、シングルエンドによって信号を伝送する信号ピンを挟むように、ガードラインが配設されてよい。また、ガードラインの電位はグラウンド電位に設定されている。ガードラインが設けられることにより、信号ピン310、410を流れる電流(信号)が、他の信号ピン310、410に及ぼす影響を更に抑えることができ、信号の劣化をより抑えることができる。
以上、第2の実施形態に係るコネクタが有する効果について説明した。以上説明したように、コネクタ内に、信号ピン、基板及び導電体層の構造(マイクロストリップ構造)が複数組備えられる構成においても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
[3.3.特性比較]
次に、図10A−図10Cに示す一般的なTypeDのHDMIコネクタ構造と、図11A−図11Cに示す本開示の第2の実施形態に係るコネクタ構造とにおいて、信号ピンに流れる信号の特性を比較した結果について説明する。なお、以下に示す、図12A及び図12B、図13A及び図13B、図14A及び図14B、並びに図15A−図15Cは、図1Bに示す、新たにデータラインが増加されたピン配置に対応する信号を流した場合の結果を示している。
まず、図12A及び図12B並びに図13A及び図13Bを参照して、一般的なTypeDのHDMIコネクタと、第2の実施形態に係るコネクタとの、信号ピン近傍の電界分布の違いについて説明する。
図12A及び図12B並びに図13A及び図13Bは、コネクタに、HDMI規格によって定められる映像信号伝送時の所定の信号を印加した場合の、信号ピン近傍の電界分布の様子を示している。図12A及び図12Bは、一般的なTypeDのHDMIコネクタ構造における電界分布の様子を示す等電界線図である。また、図13A及び図13Bは、第2の実施形態に係るコネクタ構造における電界分布の様子を示す等電界線図である。なお、図12A及び図12B並びに図13A及び図13Bにおいては、電界分布の強さを、ハッチングの濃淡で模式的に示しており、ハッチングが濃い領域ほど、電界が集中している様子を示している。
図12Aは、一般的なTypeDのHDMIコネクタ構造における、図10Aに対応する断面における等電界線図であり、図12Bは、図12Aに示すD−D断面における等電界線図である。
図13Aは、第2の実施形態に係るコネクタ構造における、図11Aに対応する断面における等電界線図であり、図13Bは、図13Aに示すD−D断面における等電界線図である。ただし、図13A及び図13Bに示す等電界線図は、第2の実施形態に係るコネクタ構造において、図5に示すガードラインを更に備える構造について、電界分布を求めたものである。
また、図12A及び図12B並びに図13A及び図13Bに示す等電界線図は、上記の各断面における各領域(信号ピン、基板、外殻、誘電体等)に対応する誘電率を設定したモデルを作成し、HDMI規格によって定められる映像信号伝送時の所定の信号を印加した場合の、信号ピン近傍の電界分布の様子をシミュレーションした結果を示している。
図12Aを参照すると、一般的なTypeDのHDMIコネクタ構造においては、信号ピン310、410の表面(y軸方向に延伸する面のうち、z軸の正方向に位置する面)と裏面(y軸方向に延伸する面のうち、z軸の負方向に位置する面)とで電界分布にほとんど差がないことが分かる。また、図12Bを参照すると、一般的なTypeDのHDMIコネクタ構造においては、例えば領域H(「Data1+」、「Data1−」、「Data4+」に跨る領域)や領域I(「Data4−」近傍の領域)に示すように、差動信号のペア以外の領域にも電界が集中しており、信号ピン310を流れる電流(信号)が、他の信号ピン310に影響を及ぼしてしまっていることが分かる。
一方、図13Aを参照すると、第2の実施形態に係るコネクタ構造においては、信号ピン310、410とシェル340、440との間、すなわち、基板330、430に電界が集中しており、いわゆるマイクロストリップラインが形成されていることが分かる。また、図13Bを参照すると、第2の実施形態に係るコネクタ構造においては、隣接して配設されている「Data1」の信号ピン310、410の作動信号のペアの間に電界が集中し、いわゆる差動ストリップラインが形成されている様子が示されている。また、「Data4−」及び「Data4+」の信号ピン310、410では、信号ピン310、410とシェル340、440との間、すなわち、基板330、430に電界が集中しており、シングルエンドの電界分布が形成されていることが分かる。従って、信号ピン310、410を流れる電流(信号)が、他の信号ピン310、410に及ぼす影響が抑えられていることが分かる。
次に、図14A及び図14B並びに図15A−図15Cを参照して、一般的なTypeDのHDMIコネクタと、第2の実施形態に係るコネクタとの、アイパターン及びクロストークに代表される信号伝送特性の違いについて説明する。
図14A及び図14Bは、図10A−図10Cに示す、一般的なTypeDのHDMIコネクタ構造におけるアイパターンを示す電圧特性図である。なお、図14Aは、図1Bに示す「Data1」のラインについてのアイパターンを示しており、図14Bは、図1Bに示す「Data4」のラインについてのアイパターンを示している。
また、図15A及び図15Bは、例えば図5に示す、第2の実施形態に係るコネクタ構造にガードラインが更に配置されたコネクタ構造におけるアイパターンを示す電圧特性図である。なお、図15Aは、図1Bに示す「Data1」のラインについてのアイパターンを示しており、図15Bは、図1Bに示す「Data4」のラインについてのアイパターンを示している。更に、図15Cは、例えば図5に示す、第2の実施形態に係るコネクタ構造にガードラインが更に配置されたコネクタ構造におけるクロストークを示す電圧特性図である。
なお、図14A及び図14B並びに図15A−図15Cにおいて、「Data1」に対応するアイパターンは、図1Aに示す一般的なピン配置において既に存在するデータライン(既存のデータライン)の伝送特性を代表するものであり、「Data4」に対応するアイパターンは、図1Bに示す新たにデータラインが増加されたピン配置において新たに追加されるデータライン(新規のデータライン)の伝送特性を代表するものである。
図14A及び図14Bと、図15A及び図15Bとを比較すると、既存のデータラインである「Data1」、新規のデータラインである「Data4」ともに、第2の実施形態に係るコネクタ構造を有することで、信号の伝送特性が向上していることが分かる。すなわち、第2の実施形態に係るコネクタ構造によって、信号の劣化が抑制される。また、図15Cを参照すると、第2の実施形態に係るコネクタ構造において、良好なクロストーク特性が得られることが分かる。
<4.変形例>
次に、本開示の第1の実施形態及び本開示の第2の実施形態に係るコネクタにおける変形例について説明する。
[4.1.信号ピンの断面積の拡張]
本開示の第1の実施形態及び本開示の第2の実施形態に係るコネクタにおいては、信号ピンの断面積が拡張されてもよい。信号ピンの断面積が拡張された変形例について、図16A−図16Dを参照して説明する。なお、図16A−図16Dを参照する以下の説明においては、本開示の第1の実施形態に係るコネクタを例に挙げて説明を行う。ただし、本変形例は、本開示の第2の実施形態に係るコネクタに対しても適用することが可能である。
図16Aは、本開示の第1の実施形態に係るコネクタの変形例における関係する信号のピン配置の一例を示す概略図である。ただし、図16Aにおいては、本変形例について説明するために必要な、コネクタの端子面において最端部及びその近隣に配置される信号ピンのみを図示し、その他の信号ピンについては図示を省略している。また、図16Aは、プラグ側コネクタの端子面を示している。
図16Aを参照すると、例えば端子面において最端部に位置するHPD信号ピンの配線幅が、他の信号ピン991の配線幅よりも広く形成されている。このように、端子面において最端部に配置される信号ピン991においては、x軸の正方向に外殻(シェル)993に向かって配線幅を拡張することにより、信号ピン991同士の配線間隔を変更することなく、その配線幅を拡張することができる。
なお、上述したように、図16Aでは、本開示の第1の実施形態に係るコネクタ(TypeCのHDMIコネクタに対応)を例に挙げて説明しているため、信号ピンはx軸方向に1列に並べられている。従って、図16Aでは、端子面において最端部に位置し、配線幅が拡張され得る信号ピンとしてHPD信号ピンを示している。一方、他の種類のコネクタであれば端子面において最端部に位置し、その断面積が拡張される信号ピンは、どのような種類の信号が印加される信号ピンであってもよい。例えば、TypeA、TypeD及びTypeEのHDMIコネクタであれば、信号ピンはx軸方向に2列に、千鳥状に並べられるため、HPD信号ピンに加えて、電源用信号ピン(+5V Powerピン)も、その断面積が拡張されてよい。
また、図16Bは、図16Aに示すコネクタの、y軸とz軸とによって構成される断面であり、かつ、信号ピンを通る断面で切断した場合の一構造例を示す概略図である。更に、図16Cは、図16Aに示すコネクタの、x軸とy軸とによって構成される断面において、図16BにおけるA−A断面に対応する概略図である。なお、図16B及び図16Cは、上記説明した図11A及び図11Bに対応する図であるため、図11A及び図11Bにおいて既に説明した構成については、詳細な説明を省略する。ただし、図16B及び図16Cにおいては、本変形例についての説明を簡略なものとするために、コネクタの各構成部材を模式的に示している。
また、図16B及び図16Cにおいては、説明を簡略化するために、プラグ側コネクタ及びレセプタクル側コネクタの外殻は図示を省略している。また、図16Cにおいては、説明を簡単にするために、コネクタ内において端部に位置し断面積が拡張される信号ピン及びその近隣に配置される信号ピンのみを図示し、その他の信号ピンについては図示を省略する。
図16B及び図16Cを参照すると、プラグ側コネクタ10及びレセプタクル側コネクタ20において、HPD信号が印加される信号ピン110、210の断面積が拡張されている。また、信号ピン110、210の断面積が拡張される方向は、図16A及び図16Cに示すように、x軸の正方向に外殻に向かって拡張されてもよいし、図16Bに示すように、z軸方向に拡張されてもよい。
ただし、図16Bに示すように、プラグ側コネクタ10とレセプタクル側コネクタ20とを嵌合させた際に、プラグ側コネクタ10の信号ピン110とレセプタクル側コネクタ20の信号ピン210との接触を保つために、嵌合部においては、信号ピン110、210のz軸方向の幅(高さ)は変更されない。なお、嵌合部において信号ピン110、210のz軸方向の幅(高さ)が変更されないことにより、本変形例を施したコネクタと、本変形例を施さないコネクタとの間における接続も保証される。
また、図16Bを参照すると、プラグ側コネクタ10の信号ピン110は、y軸の負方向に延伸され、ケーブル内の配線に接続される。また、レセプタクル側コネクタ20の信号ピン210は、y軸の正方向に延伸され、受信装置又は送信装置内で装置内の所定の基板に接続される。
つまり、本変形例においては、プラグ側コネクタ10において、信号ピン110の断面積が拡張され、ケーブル内の配線に直接接続される。また、レセプタクル側コネクタ20において、信号ピン210の断面積が拡張され、装置内の基板に直接接続される。
以上説明したように、本変形例においては、信号ピン110の断面積が拡張されることにより、当該信号ピンにより大きな電流を、減衰をより抑えながら流すことが可能となり、コネクタの信頼性が向上する。ここで、HPD信号ピン及び電源用信号ピンは、+5Vの電源電圧が印加される電源電圧印加ピンである。このように、本変形例は、HPD信号ピン及び/又は電源用信号ピンに代表される、比較的高電圧が印加される電源電圧印加ピンに適用されることにより、その効果をより得ることができる。
また、下記<5.適用例>で後述するように、HDMIコネクタを介して接続される装置間においては、その信号ピンを利用して互いに電源を供給する機能を有することができる。本変形例は、このような装置間の電源供給において電源供給路となる信号ピンに好適に適用することができる。
更に、本開示の第1の実施形態に係るコネクタの変形例においては、プラグ側コネクタとレセプタクル側コネクタとの嵌合部以外の領域のみ、信号ピンの断面積が拡張されてもよい。プラグ側コネクタとレセプタクル側コネクタとの嵌合部以外の領域のみ、信号ピンの配線幅が拡張される場合の変形例を、図16Dに示す。図16Dは、図16Cに対応するコネクタの、嵌合部以外の領域のみ、信号ピンの断面積が拡張される変形例を示す概略図である。
図16Dを参照すると、嵌合部においては、プラグ側コネクタ10の信号ピン110及びレセプタクル側コネクタ20の信号ピン210の断面積が、x軸方向にも変更されない。つまり、嵌合部においては、当該コネクタが属する規格に沿った信号ピンの寸法及び形状が確保されており、同じ規格に準じる一般的なコネクタとの接続が保証される。
[4.2.基板上へのデバイスの実装]
本開示の第1の実施形態及び本開示の第2の実施形態に係るコネクタは、図4A−図4C及び図11A−図11Cに示すように、コネクタ内に基板130、230、330、430を有する。上述したように、基板130、230、330、430の表面には、信号ピン110、210、310、410が形成されるが、信号ピン110、210、310、410が形成されない空き領域も存在する。本開示の第1の実施形態及び本開示の第2の実施形態に係るコネクタにおいては、基板130、230、330、430の表面におけるこの空き領域に、信号ピンにおける信号の伝送に作用する各種のデバイス(回路)が実装されてもよい。
基板上に各種のデバイスが実装される変形例について、図17及び図18A−Cを参照して説明する。なお、図17及び図18A−Cを参照する以下の説明においては、本開示の第1の実施形態に係るコネクタを例に挙げて説明を行う。ただし、本変形例は、本開示の第2の実施形態に係るコネクタに対しても適用することが可能である。
図17に、本開示の第1の実施形態に係るコネクタにおいて、基板の表面の空き領域に、各種のデバイス(回路)が実装される様子を示す。図17は、本開示の第1の実施形態に係るコネクタにおいて、基板上にデバイスが設けられる様子を示す概略図である。
図17に示すように、プラグ側コネクタ10の基板130には、その表面のうち信号ピン110が形成されない領域(空き領域)に、信号ピン110における信号の伝送に作用するデバイス160が搭載されてよい。また、図示は省略するが、レセプタクル側コネクタ20の基板230には、その表面のうち信号ピン210が形成されない領域(空き領域)に、信号ピン210における信号の伝送に作用するデバイスが搭載されてよい。
以下では、本変形例において基板130、230の空き領域に設けられるデバイスの具体的な構成例について、図18A−図18Cを参照して説明する。
例えば、基板130、230の表面の空き領域には、信号ピンによって伝送される信号のAC伝送とDC伝送とを変換するAC/DC変換回路が設けられてもよい。このようなAC/DC変換回路の回路構成の一例を図18Aに示す。図18Aは、本開示の第1の実施形態及び第2の実施形態の変形例に係るデバイスである、AC/DC変換回路の回路構成の一例を示す概略図である。
図18Aを参照すると、例えばAC結合伝送を行うデータ送信装置510と、DC結合伝送を行うデータ受信装置520とが、ケーブル530を介して接続されている。データ送信装置510は、差動ドライバ511及びDC成分除去フィルタ(キャパシタ)512を有し、差動ドライバ511によって発生させた所定のDC信号を、DC成分除去フィルタ512を介して、接続相手であるデータ受信装置520に送信することができる。
データ受信装置520は、差動レシーバー521及びDCバイアス用プルアップ抵抗522を有し、データ受信装置520から送信されたDC信号を受信することができる。
ここで、データ送信装置510とケーブル530との間には、コネクタ10、20が設けられており、更に、コネクタ10、20の基板130、230の空き領域には、コモンモード電圧生成用抵抗531及びスイッチ532が設けられる。
コモンモード電圧生成用抵抗531は、AC結合伝送によって、受信装置のDCバイアス用プルアップ抵抗522によって印加されるバイアス電圧に生じるコモンコード成分を除去するための電圧シフト抵抗である。スイッチ532は、信号伝送が行われていない間、コモンモード電圧生成用抵抗531を、出力電圧を0レベルへ落とす終端抵抗として動作させるためのものである。
このように、コネクタ10、20の基板130、230の空き領域に、レベルシフト抵抗等の回路を設けることにより、ケーブル内において、DC結合インターフェースに対して、AC結合伝送を行うための互換性を確保する機能を実現し、送信装置及び受信装置でのモード変換の必要性を除去し、送信装置と受信装置との接続を容易にする。
また、例えば、基板130、230の表面の空き領域には、信号ピンによって伝送される信号の特性に関する情報を保持するレジスタ、及び、前記レジスタによって保持される情報を前記コネクタを介して接続される任意の装置に通知するための通信回路が設けられてもよい。このようなレジスタ及び通信回路の構成の一例を図18Bに示す。図18Bは、本開示の第1の実施形態及び第2の実施形態の変形例に係るデバイスである、レジスタ及び通信回路の構成の一例を示す概略図である。
図18Bを参照すると、基板130、230の表面の空き領域には、ケイパビリティレジスタ570及び通信回路580が設けられてもよい。ケイパビリティレジスタ570は、信号ピン110、210によって伝送される信号の特性に関する情報を保持する。信号ピン110、210によって伝送される信号の特性に関する情報とは、例えば、当該信号の帯域に関する情報であってよい。つまり、ケイパビリティレジスタ570は、自身が搭載されているコネクタ(ケーブル)の能力、特性に関する情報を保持することができる。
また、通信回路580は、ケイパビリティレジスタ570が保持している信号の特性に関する情報を、信号ピン110、210を介して、接続相手である装置に通知することができる。通信回路580は、例えばI2C回路であってよい。ただし、通信回路580の種類は特に限定されず、他の公知のあらゆる通信回路が用いられてよい。
このように、コネクタ内にレジスタ及び通信回路が設けられることにより、レジスタに保持されているコネクタ(ケーブル)の能力、特性に関する情報を、通信回路によって接続相手の装置に通知することができる。従って、当該コネクタを介して接続される装置間において、ケーブルの特性に合わせてデータの伝送方式を決定することが可能となり、より伝送劣化の少ない、より確実なデータの伝送が実現される。
また、ケイパビリティレジスタ570は、自身が搭載されているコネクタ(ケーブル)についての認証用データを更に保持してもよい。当該認証用データを利用することにより、当該コネクタを介して接続される装置間において、当該コネクタ及びケーブルが、正規品であるかどうかを判断することができる。
更に、基板130、230の表面の空き領域には、メモリが更に実装されてよい。そして、当該メモリに、データ伝送における各種の情報が一時的に記憶されてもよい。コネクタにメモリが搭載されることにより、当該コネクタを介して接続される装置間において、当該メモリに記憶された情報を利用した一時的な通信が可能となる。
また例えば、基板130、230の表面の空き領域には、電源用信号を供給するバッテリが設けられてもよい。このようなバッテリの構成の一例を図18Cに示す。図18Cは、本開示の第1の実施形態及び第2の実施形態の変形例に係るデバイスである、バッテリの構成の一例を示す概略図である。
図18Cに示すように、基板130、230の表面の空き領域にバッテリ590が実装され、バッテリ590から信号ピン110、210の少なくともいずれかに、電源電圧に相当する電圧が供給されてもよい。基板130、230の表面の空き領域にバッテリ590が実装され、バッテリ590から電源が供給されることにより、例えば、バッテリ590が搭載されたコネクタを介して接続される装置において、何らかのトラブルにより当該装置からの電源供給が途絶えた場合に、最小限の機能のみを実行させることができる。
また、バッテリ590は充電可能な二次電池であってもよい。バッテリ590が二次電池である場合、バッテリ590が搭載されたコネクタを介して接続される装置からの電源供給によって、バッテリ590が充電されてもよい。
なお、基板130、230の表面の空き領域には、コネクタ(ケーブル)の特性に合わせた等価器が設けられてもよい。基板130、230の表面の空き領域に等価器が設けられることにより、より安定したデータ伝送が実現される。
以上、本開示の第1の実施形態及び第2の実施形態に係るコネクタにおける、基板上に各種のデバイスが実装される変形例について説明した。基板の空き領域に各種のデバイスが実装されることにより、コネクタ自体が各種の信号処理を行うことが可能となるため、当該コネクタによって接続される送信装置及び受信装置における信号処理を簡略化することができる。
なお、上記で説明したデバイスは、基板上に実装されるデバイスの一例であり、本開示の第1の実施形態及び本開示の第2の実施形態に係るコネクタにおいては、かかる例に限定されず、任意のデバイスが実装されてもよい。
<5.適用例>
次に、本開示の第1の実施形態及び本開示の第2の実施形態に係るコネクタの、データ受信装置及び/又はデータ送信装置への適用例について説明する。
HDMIインターフェースを用いた装置間の通信においては、様々なアプリケーションが考案されている。本開示の第1の実施形態及び本開示の第2の実施形態に係るコネクタは、HDMIインターフェースを用いた装置間の通信における各種のアプリケーションに好適に適用することができる。以下では、HDMIインターフェースを用いた装置間の通信におけるアプリケーションの一例として、「CEC制御」及び「電源供給制御」を例に挙げて説明を行う。なお、第1の実施形態及び本開示の第2の実施形態に係るコネクタは、かかる例に限定されず、HDMIインターフェースを用いた装置間の通信における他のあらゆるアプリケーションに適用することができる。
[5.1.CEC制御]
まず、CEC制御について説明する。HDMI規格の伝送ラインには、ソース機器とシンク機器間での制御にはCEC(Consumer Electronics Control)ラインと称される、双方向に制御データの伝送が可能なラインが、映像データの伝送ラインとは別に用意されている。このCECラインを使って相手の機器を制御することが可能である。また、CEC制御実行時に、HDMIケーブルのCECのラインを用いた制御が実行できるかどうかを、DDCのラインを使用した接続認証時の処理に基づいて機器内で自動的に行うことができる。
以下のCEC制御についての説明では、具体例として、ソース機器がディスクレコーダであり、シンク機器がテレビジョン受像機である場合について説明する。また、当該ディスクレコーダ及び当該テレビジョン受像機は、レセプタクル側コネクタとして、本開示の第1の実施形態に係るコネクタ又は第2の実施形態に係るコネクタを備えるものとする。更に、当該ディスクレコーダ及び当該テレビジョン受像機を接続するHDMIケーブルは、プラグ側コネクタとして、本開示の第1の実施形態に係るコネクタ又は第2の実施形態に係るコネクタを備えるものとする。
まず、図19を参照して、ディスクレコーダ60とテレビジョン受像機70との間で、HDMIケーブル1によって伝送される各チャンネルのデータ構成例について説明する。HDMI規格では、映像データを伝送するチャンネルとして、チャンネル0(Data0)と、チャンネル1(Data1)と、チャンネル2(Data2)の3つのチャンネルが用意されており、さらにピクセルクロックを伝送するクロックチャンネル(clock)が用意されている。また、電源の伝送ラインと、制御データ伝送チャンネルとしての、DDC及びCECが用意してある。DDC(Display Data Channel)は、主として表示制御のためのデータチャンネルであり、CEC(Consumer Electronics Control)は、主としてケーブルで接続された相手の機器を制御するための制御データを伝送するためのデータチャンネルである。
各チャンネルの構成について説明すると、チャンネル0は、Bデータ(青色データ)のピクセルデータと、垂直同期データと水平同期データと補助データとを伝送する。チャンネル1は、Gデータ(緑色データ)のピクセルデータと、2種類の制御データ(CTL0、CTL1)と、補助データとを伝送する。チャンネル2は、Rデータ(赤色データ)のピクセルデータと、2種類の制御データ(CTL2、CTL3)と、補助データとを伝送する。なお、HDMI方式の規格上では、青色データ、緑色データ赤色データの代わりに、シアン、マゼンタ、黄の減法混色の原色データを伝送することも可能である。
制御データ伝送チャンネルとしてのCECについては、映像データを伝送するチャンネル(チャンネル0、1、2)よりも低いクロック周波数でデータ伝送が、双方向に行われるチャンネルである。
CEC以外のチャンネル(チャンネル0,チャンネル1,チャンネル2,クロックチャンネル,DDC)で伝送されるデータ構成については、既に実用化されているHDMI方式で伝送されるデータ構成と同じである。
また、ソース機器60とシンク機器70は、データ伝送を行うためのHDMI伝送部610、710、及び、E−EDID情報(Enhanced Extended Display Identification Data)を記憶する記憶部としてのEDID ROM610a、710aを備える。このEDID ROM610a、710aに記憶されるE−EDID情報は、機器が扱う(即ち表示可能な、又は記録再生可能な)映像データのフォーマットなどを記載した情報である。但し本例の場合には、このE−EDID情報を拡張して、機器の詳細に関する情報、具体的には制御機能対応情報を記憶させるようにしてある。本例の場合には、HDMIケーブル1での接続を検出した場合に、相手の機器のEDID ROM610a又は710aの記憶情報を読み出して、E−EDID情報の照合を行う。
なお、ソース機器60及びシンク機器70は、ソース機器60全体及びシンク機器70全体の動作制御を行う制御部であるCPU620、720を備える。更に、ソース機器60及びシンク機器70は、CPU620、720によって実行されるプログラムや、CPU620、720によって処理される各種の情報が一時的に格納されるメモリ630、730を備える。HDMIケーブル1のDDCライン及びCECラインによって伝送されるデータは、CPU620、720による制御により送受信される。
次に、ソース機器とシンク機器とを接続させた場合のCEC制御のシーケンス例を、図20に示す。ここでは、CEC規格でのオプション機能である「レコード TV スクリーン(Record TV Screen)」を使って説明する。
ユーザの操作により、HDMIケーブル1で接続されたソース機器であるディスクレコーダに、テレビジョン受像機の画面と同じチャンネルの番組録画実行のコンテンツの指示が行われると(ステップS1)、ソース機器はシンク機器に対し、「Record TV Screen」のコマンドをCECラインで伝送して、要求する(ステップS2)。
シンク機器は、ステップS2の要求に応じて、現在表示中のデジタル放送番組のサービス情報の返答を行う(ステップS3)。もしくは、シンク機器が表示中の番組が、HDMIケーブル1を経由してソース機器から入力されている場合には、ソース機器が映像源である旨の情報の返答を行う(ステップS4)。ソース機器は、ステップS3又はS4の返答に応じて、録画実施におけるステータスの返送(ステップS5)、もしくはこの機能を実施できないメッセージの返送(ステップS6)を、シンク機器に対して行う。なお、ステップS1のユーザ操作は、シンク機器(テレビジョン受像機)に対して行うようにしてもよい。
次に、HDMIケーブル1で機器接続を行った際の処理例を、図21のフローチャートを参照して説明する。
図21は、HDMIケーブル1で接続された機器が検出された場合の、それぞれの機器のCEC対応確認処理手順を示す。本例の場合には、この確認処理は、ソース機器とシン
ク機器の双方で行われる。
図21のフローチャートの処理について説明すると、HDMI規格で決められた機能として、ホットプラグディテクト(Hot Plug Detect)と称される機能がある。これは、ソース機器が、シンク機器内でソース機器から送られる+5V電源にプルアップされたHPD端子の電圧を観測し、HDMIコネクタにソース機器が接続されるとその電圧が「H」電圧となることを利用して、ソース機器とシンク機器との接続を検出する機能である。
この機能を利用して、HDMIケーブル1で機器接続があるか否か判断し(ステップS11)、機器接続を検出できない場合は本処理を終了する。機器接続が検出された場合は、相手機器のEDID ROMに記憶されたE−EDIDデータを、DDCのラインを使って読み出す(ステップS12)。そして、読み出されたデータと、自らの機器に保存しているE−EDIDデータベースとを比較する(ステップS13)。
当該比較によって、相手機器のデータがあるかどうかを判断する(ステップS14)。データが無い場合は、新たに接続された機器と判断し、新たに読み出したE−EDIDデータを、データベースに登録する(ステップS17)。データが存在する場合は、引き続きデータが一致するかどうかを判断する(ステップS15)。ここで一致した場合は、相手機器のCEC対応が変化していないと判断し、本処理を終了する。異なる場合は、読み出したデータを記憶したデータベースに、新たなデータを上書きし更新し(ステップS16)、本処理を終了する。この様にして、接続された機器のE−EDIDデータをそれぞれが読み出すことで、最新のCEC対応の状況を知ることができる。
以上、図19−図21を参照して、HDMIインターフェースを用いた装置間の通信におけるCEC制御の一例について説明した。上記のソース機器60、シンク機器70及びHDMIケーブル1のコネクタに、本開示の第1の実施形態及び第2の実施形態に係るコネクタを用いることにより、より高速、より大量のデータ伝送が行われる場合であっても、信号の劣化を抑えることが可能となるため、より信頼性の高いCEC制御を行うことが可能となる。
なお、上記説明したようなCEC制御の詳細については、例えば特許第4182997号公報を参照することができる。
[5.2.電源供給制御]
次に、電源供給制御について説明する。HDMI規格では、HDMIコネクタによって接続された機器に対して電源を供給できるように、その電源電圧と電流が規定されている。例えば、HDMI規格では、ソース機器からシンク機器に対して、+5Vの電源を、最小55mA、最大500mAだけ供給できることになっている。また、HDMIコネクタによって接続された受信装置と送信装置について、電源供給を要求する要求情報を送信装置から受信装置に送信し、この要求情報の送信に伴って、受信装置からHDMIケーブルを介して送信装置の内部回路に電源を供給することが可能である。
なお、以下の電源供給についての説明では、ソース機器及びシンク機器は、レセプタクル側コネクタとして、本開示の第1の実施形態に係るコネクタ又は第2の実施形態に係るコネクタを備えるものとする。更に、当該ソース機器及び当該シンク機器を接続するHDMIケーブルは、プラグ側コネクタとして、本開示の第1の実施形態に係るコネクタ又は第2の実施形態に係るコネクタを備えるものとする。
以下、図22及び図23を参照して、電源供給制御の実施の形態について説明する。図22は、実施の形態としての通信システムの構成例を示している。
当該通信システムは、ソース機器80と、シンク機器90とを有している。ソース機器80及びシンク機器90は、HDMIケーブル500を介して接続されている。例えば、ソース機器80は、撮像部および記録部の図示は省略しているが、デジタルカメラレコーダ、デジタルスチルカメラ等のバッテリ駆動のモバイル機器であり、シンク機器90は十分な電源回路を持つテレビ受信機である。
ソース機器80は、制御部851と、再生部852と、HDMI送信部(HDMIソース)853と、電源回路854と、切換回路855と、HDMIコネクタ856とを有している。制御部851は、再生部852、HDMI送信部853及び切換回路855の動作を制御する。再生部852は、図示しない記録媒体から、所定のコンテンツの、ベースバンドの画像データ(非圧縮の映像信号)、及びこの画像データに付随する音声データ(音声信号)を再生し、HDMI送信部853に供給する。再生部852における再生コンテンツの選択は、ユーザの操作に基づき、制御部851によって制御される。
HDMI送信部(HDMIソース)853は、HDMIに準拠した通信により、再生部852から供給されるベースバンドの画像と音声のデータを、HDMIコネクタ856からHDMIケーブル500を介して、シンク機器90に、一方向に送信する。
電源回路854は、ソース機器80の内部回路及びシンク機器90に供給する電源を発生する。この電源回路854は、例えば、バッテリから電源を発生するバッテリ回路である。切換回路855は、電源回路854で発生される電源を内部回路及びシンク機器90に選択的に供給し、また、シンク機器90から供給される電源を、選択的に、内部回路に供給する。この切換回路855は、電源供給部及び電源切換部を構成している。
シンク機器90は、HDMIコネクタ951と、制御部952と、記憶部953と、HDMI受信部(HDMIシンク)954と、表示部955と、電源回路956と、切換回路957とを有している。制御部952は、HDMI受信部954、表示部955、電源回路956及び切換回路957の動作を制御する。記憶部953は、制御部952に接続されている。この記憶部953には、制御部952による制御に必要な、E−EDID(Enhanced−ExtendedDisplay Identification)等の情報が記憶されている。
HDMI受信部(HDMIシンク)954は、HDMIに準拠した通信により、HDMIケーブル500を介してHDMIコネクタ951に供給されるベースバンドの画像と音声のデータを受信する。HDMI受信部954は、受信した画像データを表示部955に供給する。また、HDMI受信部954は、受信した音声のデータを、例えば、図示しないスピーカに供給する。このHDMI受信部954の詳細については後述する。
電源回路956は、シンク機器90の内部回路及びソース機器80に供給する電源を発生する。この電源回路956は、例えば、AC電源から電源(直流電源)を発生する十分な電源回路である。切換回路957は、電源回路956で発生される電源を内部回路及びソース機器80に選択的に供給し、また、ソース機器80からシンク機器90に供給される電源を、選択的に、内部回路に供給する。この切換回路957は、電源供給部を構成している。
次に、図23を参照して、電源供給制御における制御シーケンスについて説明する。
図23を参照すると、まず、(a)ソース機器80の切換回路855が、ソース機器80の電源回路854からの電源がソース機器80の内部回路及びHDMIコネクタ856に供給される状態に切り換えられる。また、(b)シンク機器90の切換回路957が、ソース機器80の電源回路854からの電源がHDMIケーブル500を介してシンク機器90の内部回路に供給される状態に切り換えられる。当該(a)及び(b)に示す状態で、ソース機器80にHDMIケーブル500を介してシンク機器90が接続されると、(c)ソース機器80の電源回路854からの+5V電源がHDMIケーブル500を介してシンク機器90の内部回路に供給される。なお、ソース機器80の内部回路には、当該ソース機器80の電源回路854からの+5V電源が供給される。
(d)この場合、シンク機器90のHDMIコネクタ951の19ピン(HPD)の電圧が高くなり、それに伴って、ソース機器80のHDMIコネクタ856の19ピン(HPD)の電圧が高くなる。そのため、ソース機器80の制御部851はシンク機器90が接続されたことを認識できる。
(e)その後、ユーザ操作、あるいは、電源回路854を構成するバッテリの残量情報等に基づいて、ソース機器80は、電源供給リクエストである<Request Power Supply>コマンドを、CECラインを介して、シンク機器90に送信する。
(f)シンク機器90は、<Request Power Supply>コマンドで要求される電圧値、電流値の供給が可能か否かを判断し、(g)その結果を含む電源供給レスポンスである<Response Power Supply>コマンドを、CECラインを介して、ソース機器80に送信する。
(h)シンク機器90は、要求される電圧値、電流値の供給が可能であるとき、電源回路956からの電源の電圧値、電流値を、ソース機器80が要求する電圧値、電流値に対応するように制御し、切換回路957を、シンク機器90の電源回路956からの電源がシンク機器90の内部回路及びHDMIコネクタ951に供給される状態に切り換える。(i)これにより、シンク機器90の電源回路956からの電源がHDMIケーブル500を介してソース機器80に供給される。
(j)ソース機器80はシンク機器90からの<Response Power Supply>コマンドを判断し、(k)供給が可能であるとのレスポンスであるときは、切換回路855を、シンク機器90の電源回路956からの電源がHDMIケーブル500を介してソース機器80の内部回路に供給される状態に切り換える。これにより、シンク機器90から供給される電源が、ソース機器80の内部回路に供給される状態となる。
(l)その後、ソース機器80で電源が不要となると、ソース機器80は、シンク機器90に、電源供給が不要である旨を示す<Request Power Supply>コマンドを送信する。(m)シンク機器90は、当該<Request Power Supply>コマンドを検出し、ソース機器80に、<Response Power Supply>コマンドを返信する。(n)これに対応して、ソース機器80は、切換回路855を上記(a)に示す状態に戻すとともに、(p)シンク機器90は、切換回路957を上記(b)に示す状態に戻す。これにより、ソース機器80及びシンク機器90における電源供給の状態は最初の状態に戻る。
以上、図22及び図23を参照して、HDMIインターフェースを用いた装置間の通信における電源供給制御について説明した。上記のソース機器80、シンク機器90及びHDMIケーブル500のコネクタに、本開示の第1の実施形態及び第2の実施形態に係るコネクタを用いることにより、より高速、より大量のデータ伝送が行われる場合であっても、信号の劣化を抑えることが可能となるため、より信頼性の高い電源供給制御を行うことが可能となる。更に、上記[4.1.信号ピンの断面積の拡張]で説明した変形例を、上記電源供給制御において電源供給路として用いられる信号ピンに適用することにより、その信頼性を更に向上させることが可能となる。
なお、上記説明したような、電源供給制御の詳細については、例えば特開2009−44706号公報を参照することができる。
<6.まとめ>
以上説明したように、本開示の第1の実施形態及び第2の実施形態に係るコネクタにおいては、誘電体で形成される基板上に信号ピンが形成され、更に、基板の信号ピンが形成される面とは逆側の面に、グラウンド電位を有する導電体層が形成される。かかる構造により、信号ピン、基板及び導電体層によって、マイクロストリップラインが形成されるため、信号ピンを流れる電流(信号)が、他の信号ピンに及ぼす影響を抑えることができ、信号の劣化を抑えることができる。
また、本開示の第1の実施形態及び第2の実施形態に係るコネクタにおいては、信号ピンのうち、差動信号が伝送され、隣接して延設される1対の信号ピンの間隔が、隣接する他の信号ピンとの間隔よりも小さく形成されてよい。かかる構造により、間隔が小さく形成された信号ピンのペアによって差動ストリップライン(差動ストリップ構造)が形成されるため、当該信号ピンのペアを流れる電流(信号)が、他の信号ピンに及ぼす影響を抑えることができ、信号の劣化を抑えることができる。更に、当該信号ピンのペアの間隔が小さく形成されることにより、相対的に、隣接する異種信号配線との間隔が拡大されるため、クロストークが低減され、信号品質の向上が実現される。
従って、本開示の第1の実施形態及び第2の実施形態に係るコネクタにおいては、シールドに用いられる信号ピン及びクロックに用いられる信号ピンに新たにデータラインが割り当てられたような、新たにデータラインが増加されたピン配置であっても、信号を劣化させることなく、データを伝送することが可能となる。
更に、本開示の第1の実施形態及び第2の実施形態に係るコネクタにおいては、グラウンド電位を有するガードラインが、信号ピンを挟む位置に、信号ピンと略平行に更に延設されてもよい。かかる構造により、信号ピンを流れる電流(信号)が、他の信号ピンに及ぼす影響を更に抑えることができ、信号の劣化をより抑えることができる。
また、本開示の第1の実施形態及び第2の実施形態に係るコネクタにおいては、プラグ側コネクタとレセプタクル側コネクタとの嵌合部における信号ピンの配線間隔が、一般的なHDMIコネクタの嵌合部における信号ピンの配線間隔と同一であってよい。かかる構造により、本開示の第1の実施形態及び第2の実施形態に係るコネクタと、一般的なHDMIコネクタとの互換性が保証されるため、ユーザは、コネクタの種類を気にすることなく装置間を接続することができ、ユーザの利便性が向上する。
更に、本開示の第1の実施形態及び第2の実施形態に係るコネクタにおいては、信号ピンの断面積が拡張されてよい。かかる構造により、当該信号ピンにより大きな電流を、減衰をより抑えながら流すことが可能となり、コネクタの信頼性が向上する。HDMIコネクタにおいては、電源電圧が印加されるHPD信号ピン及び電源用信号ピンの断面積を拡張することにより、その効果をより得ることができる。
また、本開示の第1の実施形態及び第2の実施形態に係るコネクタにおいては、コネクタの内部に基板が設けられる。従って、当該基板上に、信号ピンにおける信号の伝送に作用する各種のデバイス(回路)が実装することができる。かかる構造により、コネクタ自体が各種の信号処理を行うことが可能となるため、コネクタによって接続される送信装置及び受信装置における信号処理を簡略化することができる。
更に、本開示の第1の実施形態及び第2の実施形態に係るコネクタは、HDMIインターフェースを用いた装置間の通信における、各種のアプリケーションに好適に適用することができる。
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、上記の実施形態では、コネクタの一例としてTypeCのHDMIコネクタ及びTypeDのHDMIコネクタを例に挙げて説明したが、本技術はかかる例に限定されない。例えば、本実施形態に係るコネクタは、他のタイプのHDMIコネクタであってもよい。更に、本実施形態に係るコネクタは、HDMIコネクタに限定されず、例えば、HDMI規格以外の他の規格に準ずるコネクタであってもよい。
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
(1)第1の方向に延伸され、信号を伝送する信号ピンと、前記信号ピンが一方の面に形成される基板と、前記基板の、前記信号ピンが形成される面とは逆側の面に形成され、グラウンド電位を有する導電体層と、を備える、コネクタ。
(2)複数の前記信号ピンを備え、複数の前記信号ピンのうち、差動信号が伝送され、隣接して延設される1対の前記信号ピンの間隔は、当該1対の前記信号ピンと隣接する他の前記信号ピンとの間隔よりも小さい、前記(1)に記載のコネクタ。
(3)前記信号ピン及び前記基板を覆うように形成され、前記第1の方向に、外部に対して開放される開放面を有する外殻、を更に備え、前記外殻は、グラウンド電位を有する導電体によって形成され、前記導電体層は、前記外殻と電気的に接続される、前記(1)又は(2)に記載のコネクタ。
(4)前記導電体層は、前記外殻の少なくとも一部を構成する、前記(3)に記載のコネクタ。
(5)前記基板上には、グラウンド電位を有するガードラインが、前記信号ピンを挟む位置に、前記信号ピンと略平行に更に延設される、前記(1)〜(4)のいずれか1項に記載のコネクタ。
(6)前記信号ピンは、前記コネクタの、前記コネクタと対となる他のコネクタと嵌合する嵌合部において、略等しい配線間隔を有して延設される、前記(1)〜(5)のいずれか1項に記載のコネクタ。
(7)複数の前記信号ピンを備え、複数の前記信号ピンのうち、電源用信号が印加される電源用信号ピンの前記第1の方向と略垂直な切断面における断面積は、前記電源用信号ピン以外の前記信号ピンの断面積よりも大きく形成される、前記(1)〜(6)のいずれか1項に記載のコネクタ。
(8)前記電源用信号ピンの前記断面積は、前記コネクタの、前記コネクタと対となる他のコネクタと嵌合する嵌合部以外の領域において、前記電源用信号ピン以外の前記信号ピンの断面積よりも大きく形成される、前記(7)に記載のコネクタ。
(9)前記基板上には、前記信号ピンにおける信号の伝送に作用するデバイスが搭載される、前記(1)〜(8)のいずれか1項に記載のコネクタ。
(10)前記デバイスは、前記信号ピンによって伝送される信号のAC伝送とDC伝送とを変換するAC/DC変換回路である、前記(9)に記載のコネクタ。
(11)前記デバイスは、前記信号ピンによって伝送される信号の特性に関する情報を保持するレジスタ、及び、前記レジスタによって保持される情報を前記コネクタを介して接続される任意の装置に通知するための通信回路である、前記(9)に記載のコネクタ。
(12)前記デバイスは、前記信号ピンの少なくともいずれかに電源電圧を供給するバッテリである、前記(9)に記載のコネクタ。
(13)第1の方向に延伸され、信号を伝送する信号ピンと、誘電体によって形成され、前記信号ピンが表面に形成される基板と、前記基板の、前記信号ピンが形成される面とは逆側の面に形成され、グラウンド電位を有する導電体層と、を有するコネクタ、を備え、前記コネクタを介して、任意の装置に対して信号を送信する、データ送信装置。
(14)第1の方向に延伸され、信号を伝送する信号ピンと、誘電体によって形成され、前記信号ピンが表面に形成される基板と、前記基板の、前記信号ピンが形成される面とは逆側の面に形成され、グラウンド電位を有する導電体層と、を有するコネクタ、を備え、前記コネクタを介して、任意の装置から送信される信号を受信する、データ受信装置。
(15)第1の方向に延伸され、信号を伝送する信号ピンと、誘電体によって形成され、前記信号ピンが表面に形成される基板と、前記基板の、前記信号ピンが形成される面とは逆側の面に形成され、グラウンド電位を有する導電体層と、を有するコネクタ、を介して、任意の機器に対して信号を送信する、データ送信装置と、前記コネクタを介して、任意の装置から送信される信号を受信する、データ受信装置と、を備える、データ送受信システム。