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的制作方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]例如，专利文献I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。
[0005]引用列表
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:JP 2009-129649A
【发明内容】
[0008]技术问题
[0009]然而，专利文献I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I中描述的技术作为减少信号劣化的措施是不足够的。
[0010]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。
[0011]问题的解决方案
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]本发明的有益效果
[0018]如上所述，根据本公开，可以进一步减少信号劣化。
【附图说明】
[0019][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。
[0020][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。
[0021][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。
[0022][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。
[0023][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。
[0024][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。
[0025][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。
[0026][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。
[0027][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。
[0028][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。
[0029][图5]图5是示出其中设置有保护线的构造的说明性示图。
[0030][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。
[0031][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。
[0032][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。
[0033][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。
[0034][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。
[0035][图SB]图SB是示出通用C型HDMI连接器结构的眼图的电压特征图。
[0036][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。
[0037][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。
[0038][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。
[0039][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。
[0040][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。
[0041][图10A]图1OA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。
[0042][图10B]图1OB是与图1OA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。
[0043][图10C]图1OC是与图1OB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。
[0044][图11A]图1lA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。
[0045][图11B]图1lB是与图1lA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。
[0046][图11C]图1lC是与图1lB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。
[0047][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。
[0048][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。
[0049][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。
[0050][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。
[0051][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。
[0052][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。
[0053][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。
[0054][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。
[0055][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。
[0056][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。
[0057][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。
[0058][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。
[0059][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。
[0060][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。
[0061][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。
[0062][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。
[0063][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。
[0064][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。
[0065][图20]图20是示出在发送装置(sourcedevice)和接收装置(sink device)相连的情况下的CEC控制的时序不例的时序图。
[0066][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。
[0067][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。
[0068][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】
[0069]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。
[0070]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。
[0071]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。
[0072]注意的是，按以下次序提供描述。
[0073]1.关于发送数据量增加的研宄
[0074]2.第一实施例
[0075]2.1.通用C型连接器的结构示例
[0076]2.2.根据第一实施例的连接器的结构示例
[0077]2.3.特征的比较
[0078]3.第二实施例
[0079]3.1通用D型连接器的结构示例
[0080]3.2根据第二实施例的连接器的结构示例
[0081]3.3特征的比较
[0082]4.修改形式
[0083]4.1.信号引脚的横截面面积的扩大
[0084]4.2.基板上的装置安装
[0085]5.应用示例
[0086]5.1.CEC 控制
[0087]5.2.电源控制
[0088]6.结论
[0089]〈1.关于发送数据量增加的研宄〉
[0090]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。
[0091]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。
[0092]对可操纵具有更尚品质图像和更尚品质声音的视频的诸如盘再现设备和显不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。
[0093]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个弓丨脚发送视频信号，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 Specificat1n Vers1n 1.4)，，。
[0094]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。
[0095]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。
[0096]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。
[0097]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，“Datal+”、“Datal屏蔽”和“Datal-”被分别分配给信号引脚#4、#5和#6。另夕卜，以类似方式，“DataO+”、“DataO屏蔽”和“DataO-”被分别分配给信号引脚#7、#8和#9。另外，“cl0ck+”、“cl0ck屏蔽”和“clock-”被分别分配给信号引脚#10、#11和#12。
[0098]也就是说，数据线(DataO/1/2)和时钟中的每个由包括差分线Datai+、Data1-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Data1-产生差分信号之间的耦合(产生差分耦合)。通过使用DataO/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。
[0099]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I轴方向。垂直于X轴和I轴的方向被定义为Z轴方向。
[0100]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。
[0101]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”、“Datal屏蔽”和“DataO屏蔽”和作为用于发送时钟信号的信号引脚“cl0ck+”、“cl0ck-”和“clock屏蔽”作为对应于新数据线的信号引脚。
[0102]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。
[0103]参照图1B，新差分线对“0&七&3+”、“0&七&3-”、“0&1&4+”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。
[0104]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