特許 6790273 ＵＳＢポート付きデバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6790273

(24)【登録日】2020年11月6日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】ＵＳＢポート付きデバイス

(51)【国際特許分類】

   H05K 1/02 20060101AFI20201116BHJP

   H05K 1/16 20060101ALI20201116BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20201116BHJP

   H01R 24/60 20110101ALI20201116BHJP

【ＦＩ】

   H05K1/02 P

   H05K1/16 D

   H02J7/00 301B

   H01R24/60

【請求項の数】12

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2019-530684(P2019-530684)

(86)(22)【出願日】2016年12月28日

(65)【公表番号】特表2020-504440(P2020-504440A)

(43)【公表日】2020年2月6日

(86)【国際出願番号】CN2016112792

(87)【国際公開番号】WO2018103158

(87)【国際公開日】20180614

【審査請求日】2019年7月1日

(31)【優先権主張番号】201611123240.6

(32)【優先日】2016年12月8日

(33)【優先権主張国】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】503433420

【氏名又は名称】華為技術有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＨＵＡＷＥＩ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100140534

【弁理士】

【氏名又は名称】木内 敬二

(72)【発明者】

【氏名】戴 勇▲軍▼

(72)【発明者】

【氏名】▲劉▼ ▲暁▼松

(72)【発明者】

【氏名】▲張▼ 文▲亮▼

(72)【発明者】

【氏名】何 成

【審査官】 齊藤 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１１０１６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１９０８７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−４５０１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２３６９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１６／０６３５２０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／００３８６８６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 中国特許出願公開第１０３５１６８４２（ＣＮ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５３４１９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ１／１６―１／１８，１／２６―１／３２，３／００

Ｈ０１Ｒ１２／００―１２／９１，１３／６４６―１３／６４７６，２４／６０

Ｈ０２Ｊ７／００

Ｈ０５Ｋ１／００―３／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ユニバーサルシリアルバス（ユニバーサルシリアルバス、ＵＳＢ）ポートと印刷回路基板とを備える電子デバイスであって、
前記印刷回路基板が、少なくとも２つの配線層を有し、前記少なくとも２つの配線層のうちの第１の配線層が、第１の浮遊領域と、前記第１の浮遊領域の外側の配線とを有し、前記第１の浮遊領域と前記第１の浮遊領域の外側の配線との間に絶縁材があり、前記少なくとも２つの配線層のうちの第２の配線層と前記第１の配線層とが隣接し、絶縁材料を使用することによって分離され、前記第２の配線層が、第１の金属領域を有し、前記第２の配線層における前記第１の浮遊領域の正投影と前記第１の金属領域とが、重なり合う領域を有し、前記第１の浮遊領域が、前記第１の金属領域に接続されず、
前記ＵＳＢポートの金属製ハウジングが、複数の固定接点を有し、前記複数の固定接点が、前記印刷回路基板に固定され、前記複数の固定接点が、前記印刷回路基板のグランドに接続されず、前記複数の固定接点が、第１の固定接点を含み、前記第１の固定接点が、前記第１の浮遊領域に接続され、前記第１の固定接点が、前記第１の金属領域に接続されない、電子デバイス。

【請求項2】

前記第１の浮遊領域と前記第１の金属領域とによって形成される静電容量が、

【数1】

であり、
ここで、ｓが、前記第１の浮遊領域と前記第１の金属領域との重なりの面積であり、ｄが、前記第１の浮遊領域と前記第１の金属領域との間の距離であり、εが、前記絶縁材の誘電率であり、ｋが、静電定数である、請求項１に記載の電子デバイス。

【請求項3】

前記印刷回路基板が、第２の浮遊領域を有し、前記第２の浮遊領域が、前記第１の配線層に位置し、前記第２の配線層が、第２の金属領域を有し、前記第２の配線層における前記第２の浮遊領域の正投影と、前記第２の金属領域とが、重なり合う領域を有し、前記第２の浮遊領域が、前記第２の金属領域に接続されず、
前記ＵＳＢポートの複数の固定接点が、第２の固定接点を含み、前記第２の固定接点が、前記第２の浮遊領域に接続され、前記第２の固定接点が、前記第２の金属領域に接続されない、請求項１又は２に記載の電子デバイス。

【請求項4】

前記少なくとも２つの配線層のうちの第３の配線層が、第３の浮遊領域を有し、前記少なくとも２つの配線層のうちの第４の配線層と前記第３の配線層とが隣接し、絶縁材を使用することによって分離され、前記第４の配線層が、第３の金属領域を有し、前記第４の配線層における前記第３の浮遊領域の正投影と、前記第３の金属領域とが、重なり合う領域を有し、前記第３の浮遊領域が、前記第３の金属領域に接続されず、
前記第１の固定接点が、前記第１の浮遊領域及び前記第３の浮遊領域に接続され、前記第１の固定接点が、前記第１の金属領域及び前記第３の金属領域に接続されない、請求項１又は２に記載の電子デバイス。

【請求項5】

前記第１の配線層が、前記第３の配線層と隣接していない、請求項４に記載の電子デバイス。

【請求項6】

前記第１の金属領域が、前記印刷回路基板のグランドである、請求項１から５の何れか一項に記載の電子デバイス。

【請求項7】

ユニバーサルシリアルバス（ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｓｅｒｉａｌ ｂｕｓ、ＵＳＢ）ポートと印刷回路基板とを備える充電器であって、
前記ＵＳＢポートが、複数の固定接点を有し、前記固定接点が、前記印刷回路基板に固定され、前記固定接点が、前記印刷回路基板のグランドに接続されず、
前記印刷回路基板が、少なくとも２つの配線層を有し、前記少なくとも２つの配線層が、絶縁材料を使用することによって互いに分離され、前記少なくとも２つの配線層のうちの第１の配線層が、第１の浮遊領域と、前記第１の浮遊領域の外側の配線とを有し、前記第１の浮遊領域と前記第１の浮遊領域の外側の配線との間に絶縁材があり、前記少なくとも２つの配線層のうちの第２の配線層と前記第１の配線層とが隣接し、絶縁材料を使用することによって分離され、前記第２の配線層が、第１の金属領域を有し、前記第２の配線層における前記第１の浮遊領域の正投影と、前記第１の金属領域とが、重なり合う領域を有し、前記第１の浮遊領域が、前記第１の金属領域に接続されず、
前記複数の固定接点が、第１の固定接点を含み、前記第１の固定接点が、前記第１の浮遊領域に接続され、前記第１の固定接点が、前記第１の金属領域に接続されない、充電器。

【請求項8】

半田パッドが、前記印刷回路基板に配され、前記半田パッドが、絶縁材料を使用することによって前記印刷回路基板上の配線から分離され、
前記固定接点が前記印刷回路基板のグランドに接続されないことが、具体的には、前記固定接点が前記半田パッドに接続されることである、請求項７に記載の充電器。

【請求項9】

請求項１から６の何れか一項に記載の電子デバイス、請求項７又は８に記載の充電器、及び、ＵＳＢケーブルを備える充電システムであって、
前記ＵＳＢケーブルが、前記電子デバイス及び前記充電器を接続するように構成される、充電システム。

【請求項10】

請求項１から６の何れか一項に記載の電子デバイス、ＵＳＢケーブル、及び、充電器を備える充電システムであって、前記ＵＳＢケーブルが、第１のＵＳＢポート、第２のＵＳＢポート、シールドケーブル及びグランドケーブルを含み、
前記シールドケーブルが、第１の端部と第２の端部とを含み、前記第１の端部が、前記第１のＵＳＢポートに近接し、前記第２の端部が、前記第２のＵＳＢポートに近接し、
前記第１の端部が、前記第１のＵＳＢポートの金属製ハウジングに接続されず、
前記シールドケーブルが、前記グランドケーブルに接続されず、
前記ＵＳＢケーブルの第１のＵＳＢポートが、前記充電器に接続するように構成され、前記ＵＳＢケーブルの第２のＵＳＢポートが、前記電子デバイスに接続するように構成される、充電システム。

【請求項11】

請求項１から６の何れか一項に記載の第１の電子デバイス、請求項１から６の何れか一項に記載の第２の電子デバイス、及び、ＵＳＢケーブルを備えるデータ伝送システムであって、前記ＵＳＢケーブルが、前記第１の電子デバイス及び前記第２の電子デバイスを接続するように構成される、データ伝送システム。

【請求項12】

請求項１から６の何れか一項に記載の第１の電子デバイス、ＵＳＢケーブル、及び、第２の電子デバイスを備えるデータ伝送システムであって、前記ＵＳＢケーブルが、第１のＵＳＢポート、第２のＵＳＢポート、シールドケーブル及びグランドケーブルを含み、
前記シールドケーブルが、第１の端部と第２の端部とを含み、前記第１の端部が、前記第１のＵＳＢポートに近接し、前記第２の端部が、前記第２のＵＳＢポートに近接し、
前記第１の端部が、前記第１のＵＳＢポートの金属製ハウジングに接続されず、
前記シールドケーブルが、前記グランドケーブルに接続されず、
前記ＵＳＢケーブルの第１のＵＳＢポートが、前記第２の電子デバイスに接続するように構成され、前記ＵＳＢケーブルの第２のＵＳＢポートが、前記第１の電子デバイスに接続するように構成される、データ伝送システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＵＳＢ接続技術の分野に関し、特にＵＳＢポートを有するデバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

現在、スマートフォン又はタブレット型パーソナルコンピュータ等の電子デバイスは、ＵＳＢポートを使用することによって充電、データ転送等を行っている。

【0003】

２つ又は４つの固定接点１１（図１ａに示すように）は、通常、電子デバイスのユニバーサルシリアルバス（ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｓｅｒｉａｌ ｂｕｓ、ＵＳＢ）ポートの金属製ハウジングに配置され、電子デバイスのＵＳＢポートは、固定接点１１を使用することによって電子デバイスの印刷回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ、ＰＣＢ）に固定される。ＵＳＢポートの金属製ハウジングは、通常、固定接点１１を使用することによって電子デバイスのＰＣＢ上のグランドに接続される（図１ｂに示されるように）。ＵＳＢポートの金属製ハウジングがＵＳＢ舌部に比較的近いので、汗及び塵粒子等の非絶縁材料は、日常使用においてその舌部とＵＳＢポートの金属製ハウジングとの間に、特に、ＵＳＢハウジングと舌部の電源ピン（ＶＢＵＳ）との間に蓄積する（図１ｂに示されるように）。高電圧大電流充電器を接続すると、電源とグランドとの間に微小短絡の状態が作られる。この状態は、電子デバイスの過電流検出機構では検出できない。電流経路：ＶＢＵＳ−＞汗−＞ＵＳＢポートの金属製ハウジングが存在し、ＵＳＢポートに熱が蓄積する。その結果、ＵＳＢポートが焼き付けられ、ユーザの安全が脅かされる。

【0004】

ＵＳＢポートは、通常、携帯電話機等の電子デバイスの下部に配置され、通常、アンテナも電子デバイスの下部に配置される。ＵＳＢポートが充電又はデータ送信を行うとき、アンテナが妨害される。図１ｃに示されるように、現在、ＵＳＢポートの金属製ハウジングは、通常、追加の保護部品を使用することによって電子デバイスのＰＣＢ上のグランドに接続される。保護部品は、干渉を遮断し、微小な短絡を防ぐように構成される。しかしながら、保護部品は、電子デバイスの内部空間を占める。結果的に、電子デバイスの軽量化及び薄型化にはつながらない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の実施形態は、ＵＳＢポートの短絡が防止され、ＵＳＢポートの干渉が遮蔽され、電子デバイスの内部空間が占有されないようにするような電子デバイス、ＵＳＢケーブル及び充電器を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１の態様は、電子デバイスを提供し、ここで、電子デバイスは、ＵＳＢポートとＰＣＢとを備え、ＰＣＢは、少なくとも２つの配線層を有し、少なくとも２つの配線層のうちの第１の配線層は、第１の浮遊領域と、第１の浮遊領域の外側の配線とを有し、第１の浮遊領域と第１の浮遊領域の外側の配線との間に絶縁材があり、少なくとも２つの配線層のうちの第２の配線層と第１の配線層とが隣接し、絶縁材料を使用することによって分離され、第２の配線層は、第１の金属領域を有し、第２の配線層における前記第１の浮遊領域の正投影と前記第１の金属領域は、重なり合う領域を有し、第１の浮遊領域は、第１の金属領域に接続されず、ＵＳＢポートの金属製ハウジングは、複数の固定接点を有し、複数の固定接点は、ＰＣＢに固定され、複数の固定接点は、ＰＣＢのグランドに接続されず、
複数の固定接点は、第１の固定接点を含み、第１の固定接点は、第１の浮遊領域に接続され、第１の固定接点は、第１の金属領域に接続されない。

【0007】

電子デバイスのＵＳＢポートの金属製ハウジングは、ＰＣＢのグランドに接続されないため、短絡は生じない。また、浮遊領域、及び浮遊領域の反対側の金属領域が、ＰＣＢに配され、電子デバイスのＵＳＢポートの金属製ハウジングが、浮遊領域に接続され、キャパシタを形成するようになり、それによって、アンテナがＵＳＢポートに干渉されないようにする。

【0008】

第１の態様を参照して、第１の態様の第１の実施態様では、第１の浮遊領域と第１の金属領域とによって形成される静電容量は、

【数1】

であり、
ここで、ｓは、第１の浮遊領域と第１の金属領域との重なりの面積であり、ｄは、第１の浮遊領域と第１の金属領域との間の距離であり、εは、絶縁材の誘電率であり、ｋは、静電定数である。

【0009】

第１の態様又は第１の態様の第１の実施態様を参照して、第１の態様の第２の実施態様では、ＰＣＢは、第２の浮遊領域を含み、第２の浮遊領域は、第１の配線層に位置し、第２の配線層は、第２の金属領域を有し、第２の配線層における第２の浮遊領域の正投影と第２の金属領域とが、重なり合う領域を有し、第２の浮遊領域は、第２の金属領域に接続されず、ＵＳＢポートの複数の固定接点は、第２の固定接点を含み、第２の固定接点は、第２の浮遊領域に接続され、第２の固定接点は、第２の金属領域に接続されない。

【0010】

第１の態様又は第１の態様の第１の実施態様を参照して、第１の態様の第３の実施態様では、少なくとも２つの配線層のうちの第３の配線層は、第３の浮遊領域を有し、少なくとも２つの配線層のうちの第４の配線層と第３の配線層とが隣接し、絶縁材を使用することによって分離され、第４の配線層は、第３の金属領域を有し、第４の配線層における第３の浮遊領域の正投影と第３の金属領域とが、重なり合う領域を有し、第３の浮遊領域は、第３の金属領域に接続されず、第１の固定接点は、第１の浮遊領域及び第３の浮遊領域に接続され、第１の固定接点は、第１の金属領域及び第３の金属領域に接続されない。

【0011】

第１の態様の第３の実施態様を参照して、第１の態様の第４の実施態様では、第１の配線層は、第３の配線層に隣接していない。任意選択で、第１の配線層と第３の配線層との間の距離は、第１の配線層と第２の配線層との間の距離よりも大きく、第３の配線層と第４の配線層との間の距離よりも大きい。

【0012】

第１の態様又は第１の態様の第１から第４の実施形態の何れか１つを参照して、第１の金属領域は、ＰＣＢのグランドである。従って、ノイズの逆流を改善することができる。

【0013】

第２の態様は充電器を提供し、ここで、充電器は、ＵＳＢポート及びＰＣＢを備え、ＵＳＢポートは、複数の固定接点を有し、固定接点は、ＰＣＢに固定され、固定接点は、ＰＣＢのグランドに接続されない。

【0014】

第２の態様を参照して、第２の態様の第１の実施態様では、ＰＣＢは、少なくとも２つの配線層を有し、少なくとも２つの配線層は、絶縁材料を使用することによって互いに分離され、少なくとも２つの配線層のうちの第１の配線層は、第１の浮遊領域と、第１の浮遊領域の外側の配線とを有し、第１の浮遊領域と第１の浮遊領域の外側の配線との間に絶縁材があり、少なくとも２つの配線層のうちの第２の配線層と第１の配線層とが隣接し、絶縁材料を使用することによって分離され、第２の配線層は、第１の金属領域を有し、第２の配線層における第１の浮遊領域の正投影と、第１の金属領域とが、重なり合う領域を有し、第２の浮遊領域は、第１の金属領域に接続されず、複数の固定接点は、第１の固定接点を含み、第１の固定接点は、第１の浮遊領域に接続され、第１の固定接点は、第１の金属領域に接続されない。

【0015】

第２の態様を参照して、第２の態様の第２の実施態様では、半田パッドは、ＰＣＢに配され、半田パッドは、絶縁材料を使用することによってＰＣＢ上の配線から分離され、固定接点が印刷回路基板のグラウンドに接続されないことが、具体的には、固定接点が半田パッドに接続されることである。

【0016】

第３の態様は、ＵＳＢケーブルを提供し、ここで、ＵＳＢケーブルは、第１のＵＳＢポート、第２のＵＳＢポート、シールドケーブル及びグランドケーブルを含み、シールドケーブルは、第１の端部と第２の端部とを含み、第１の端部は、第１のＵＳＢポートに近接し、第２の端部は、第２のＵＳＢポートに近接し、第１の端部は、第１のＵＳＢポートの金属製ハウジングに接続されず、シールドケーブルは、グランドケーブルに接続されない。

【0017】

第３の態様を参照して、第３の態様の第１の実施態様では、第２の端部は、第２のＵＳＢポートの金属製ハウジングに接続されていない。

【0018】

第３の態様を参照して、第３の態様の第２の実施態様では、第２の端部は、第２のＵＳＢポートの金属製ハウジングに接続され、第１のＵＳＢポートに近い、シールドケーブルの端部は、第１のＵＳＢポートの金属製ハウジングに接続される。

【0019】

第４の態様は、第１の態様又は第１の態様の第１から第５の実施形態のうちの何れか１つによる電子デバイス、第２の態様又は第２の態様の第１から第２の実施形態のうちの何れか１つによる充電器、及び、ＵＳＢケーブルを含む充電システムであって、ＵＳＢケーブルが、電子デバイス及び充電器を接続するように構成される、充電システムを提供する。

【0020】

第５の態様は、第１の態様又は第１の態様の第１から第５の実施形態の何れか１つに記載の電子デバイス、第３の態様又は第３の態様の第１から第２の実施形態によるＵＳＢケーブル、及び、充電器を含む充電システムであって、ＵＳＢケーブルの第１のＵＳＢポートが、充電器に接続するように構成され、ＵＳＢケーブルの第２のＵＳＢポートが、電子デバイスに接続するように構成される、充電システムを提供する。

【0021】

第６の態様は、第１の態様又は第１の態様の第１から第５の実施形態の何れか１つによる第１の電子デバイス、第１の態様又は第１の態様の第１から第５の実施形態による第２の電子デバイス、及び、ＵＳＢケーブルを含むデータ伝送システムであって、ＵＳＢケーブルが、第１の電子デバイス及び第２の電子デバイスを接続するように構成される、データ伝送システムを提供する。

【0022】

第７の態様は、第１の態様又は第１の態様の第１から第５の実施形態の何れか１つによる第１の電子デバイス、第３の態様又は第３の態様の第１から第２の実施形態の何れか１つによるＵＳＢケーブル、及び、第２の電子デバイスを含むデータ伝送システムであって、ＵＳＢケーブルの第１のＵＳＢポートは、第２の電子デバイスに接続するように構成され、ＵＳＢケーブルの第２のＵＳＢポートは、第１の電子デバイスに接続するように構成される、データ伝送システムを提供する。

【0023】

電子デバイスのＵＳＢポートの金属製ハウジングは、ＰＣＢのグランドに接続されないため、短絡は発生しない。また、浮遊領域、及び浮遊領域の反対側の金属領域は、ＰＣＢ上に配され、電子デバイスのＵＳＢポートの金属製ハウジングは、浮遊領域に接続され、キャパシタを形成するようになり、それによって、アンテナがＵＳＢポートに干渉されないようにする。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1a】従来技術におけるＵＳＢポートの概略図である。

【図1b】従来技術におけるＵＳＢポートの微小短絡の概略図である。

【図1c】従来技術における保護構成要素を使用することによってＵＳＢポートがＰＣＢに接続される概略図である。

【図2】本発明の一実施形態による携帯電話機のアーキテクチャの概略図である。

【図3】本発明の一実施形態による、ＵＳＢケーブルを使用することによる電子装置のＵＳＢポートと充電器との間の接続の概略図である。

【図4】本発明の一実施形態によるＰＣＢの概略断面図である。

【図5】本発明の一実施形態による電子デバイス上のＵＳＢポートとＰＣＢとの間の接続の概略図である。

【図6a】図５の点線ボックス４００の概略部分図である。

【図6b】図６ａに対応する実施形態の正面図である。

【図6c】図６ａに対応する別の実施形態の正面図である。

【図6d】図６ａの回路の等価概略図である。

【図7】本発明の一実施形態によるＰＣＢの正面図である。

【図8】本発明の一実施形態による電子デバイスのＵＳＢポートの固定接点とＰＣＢとの間の接続の別の概略図である。

【図9】本発明の一実施形態による、電子デバイスのＵＳＢポートの固定接点とＰＣＢとの間の接続のさらに別の概略図である。

【図10】従来技術におけるＵＳＢケーブルの概略図である。

【図11】本発明の実施形態によるＵＳＢケーブルの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明の実施形態の目的、技術的解決手段及び利点をより明確にするために、以下では、本発明の実施形態の添付の図面を参照しながら本発明の実施形態の技術的解決手段について説明する。

【0026】

電子デバイスは、携帯電話機（スマートフォンとも呼ばれる）、タブレット型パーソナルコンピュータ（Ｔａｂｌｅｔ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、パーソナルデジタルアシスタント（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔ、略してＰＤＡ）、電子ブックリーダー（英語：イーブックリーダー）、又は、ウェアラブルデバイス（Ｗｅａｒａｂｌｅ Ｄｅｖｉｃｅ）、バーチャルリアリティインタラクティブデバイス（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ）等であり得る。電子デバイスは、２Ｇ（第２世代携帯電話機通信技術仕様）、３Ｇ（第３世代携帯電話機通信技術仕様）、４Ｇ（第４世代携帯電話機通信技術仕様）、５Ｇ（第５世代携帯電話機通信技術仕様）、Ｗ−ＬＡＮ（無線ローカルエリアネットワーク）、又は、将来的に考えられる通信モードを用いてネットワークとの通信を確立する。

【0027】

説明を容易にするために、携帯電話機を例として電子デバイスの構成を説明する。

【0028】

図２は、いくつかの実施形態による携帯電話機１００の概略構造図である。携帯電話機は、電話アプリケーション、インスタントメッセージ送受信アプリケーション、デジタル写真撮影及び／又は画像撮影アプリケーション、ウェブ閲覧アプリケーション、音楽及び／又はビデオ再生アプリケーション、ビデオ通信アプリケーション、ソーシャルネットワーキングアプリケーション、金融アプリケーション、天気アプリケーション、ショッピングアプリケーション及びオフィスアプリケーション等の様々なアプリケーションをサポートすることができる。

【0029】

図２は、いくつかの実施形態による携帯電話機１００の部分構造のブロック図である。図２を参照すると、携帯電話機１００は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、無線周波数）回路１１０、メモリ１２０、入力部１３０、表示部１４０、センサ１５０、音声周波数回路１６０、ＵＳＢポート１７０、プロセッサ１８０及び電源１９０等の部品を含む。

【0030】

当業者であれば、図２に示した携帯電話機の構造が、実施形態の単なる一例であり、携帯電話機を限定するものではなく、図に示されたものよりも多い又は少ない部品を含み、又は、いくつかの部品を組み合わせ、又は、異なる部品配置を有し得ることが理解されるよう。

【0031】

以下、携帯電話機１００の各構成要素について図２を参照して具体的に説明する。

【0032】

ＲＦ回路１１０は、情報を送受信し、又は、呼処理において信号を送受信し、特に、基地局からダウンリンク情報を受信した後、処理のためにダウンリンク情報をプロセッサ１８０に送信し、関連するアップリンクデータを基地局に送信するように構成されてもよい。ＲＦ回路には、これらに限定されないが、通常、アンテナ、少なくとも１つのアンプ、トランシーバ、カプラ、ＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、低雑音増幅器）及びデュプレクサが含まれる。また、ＲＦ回路１１０は、無線通信を介してネットワーク及び他のデバイスと通信することができる。ＧＳＭ（登録商標）（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、グローバル移動体通信システム）、ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ、一般パケット無線サービス）、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ、符号分割多重アクセス）、ＷＣＤＭＡ（登録商標）（Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ、広帯域符号分割多元接続）、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ、ロングタームエボリューション）、Ｅメール、及び、ＳＭＳ（Ｓｈｏｒｔ Ｍｅｓｓａｇｉｎｇ Ｓｅｒｖｉｃｅ、ショートメッセージサービス）を含むが、これらに限定されない任意の通信規格又はプロトコルを無線通信に使用することができる。

【0033】

メモリ１２０は、ソフトウェアプログラム及びモジュールを格納するように構成することができ、プロセッサ１８０は、メモリ１２０に格納されたソフトウェアプログラム及びモジュールを実行することによって携帯電話機１００の多様な機能アプリケーション及びデータ処理を実行する。メモリ１２０は、主にプログラム記憶領域とデータ記憶領域とを含む。プログラム記憶領域には、オペレーティングシステム、少なくとも１つの機能（音声再生機能又は画像再生機能等）に必要なアプリケーションプログラム等が記憶されてもよい。データ記憶領域には、携帯電話機１００の使用に基づいて作成されたデータ（音声データ又は電話帳等）などが記憶される。さらに、メモリ１２０は、高速ランダムアクセスメモリを含んでもよく、又は、少なくとも１つの磁気ディスク記憶装置、フラッシュメモリ装置、又は、他の揮発性固体記憶装置等の不揮発性メモリを含んでもよい。

【0034】

入力部１３０は、入力されたデジタル又は文字情報を受信し、携帯電話機１００のユーザ設定及び機能制御に関するキー信号又はアクション信号入力を生成するように構成されてもよい。具体的には、入力部１３０は、タッチパネル１３１、カメラ１３２及び他の入力装置１３２のうちの１つ以上を含んでもよい。タッチパネル１３１は、タッチディスプレイでもタッチパッドでもよい。タッチディスプレイは、ディスプレイ及びタッチエリアを統合した機器である。タッチパッドは、タッチディスプレイとは異なり、視覚的な出力を表示しないデバイスのタッチセンシティブ領域である。タッチパッドは、表示パネルから分離されたタッチセンシティブ表面、又は、タッチスクリーンを含むタッチセンシティブ表面の延長部分であり得る。タッチパネル１３１は、タッチパネル１３１上又はその近くでユーザによって行われたタッチ操作（例えば指又はスタイラスである任意の適切な物体又は付属品を使用することによって、タッチパネル１３１上又はタッチパネル１３１の近くでユーザによって行われた操作）を収集し、予め設定されたプログラムに基づいて対応する接続機器を駆動することができる。任意に、タッチパネル１３１は、タッチ検出装置とタッチコントローラという２つの部品を含んでもよい。タッチ検出装置は、ユーザのタッチ位置を検出し、タッチ操作によってもたらされる信号を検出し、その信号をタッチコントローラに送信する。タッチコントローラは、タッチ検出装置からタッチ情報を受信し、そのタッチ情報をタッチポイント座標に変換し、そのタッチポイント座標をプロセッサ１８０に送信する。さらに、タッチコントローラは、プロセッサ１８０によって送信されたコマンドを受信して実行することができる。また、タッチパネル１３１は、抵抗方式、静電容量方式、赤外線方式及び表面弾性波方式等の複数の方式で実現されてもよい。カメラ１３２は、１つ以上のアナログカメラ、デジタルカメラ、深度カメラ又は任意の数の前述のカメラの組み合わせであり得る。カメラ１３２は、ビデオ信号を収集し、プロセッサ１８０がビデオ信号から入力信号を収集するように（例えば、ビデオ信号からユーザのジェスチャ操作を識別するように）ビデオ信号をプロセッサ１８０に送信することができる。入力部１３０は、タッチパネル１３１及びカメラ１３２の他に、他の入力装置１３３を備えていてもよい。具体的には、他の入力装置１３３は、これらに限定されないが、物理的ボタンボード、ファンクションキー（音量制御キー又はオン／オフキー等）、トラックボール、マウス、ジョイスティック、脳波識別子及びジャイロスコープの１つ以上を備えていてもよい。また、入力部１３０は、マイクロフォン１６２、センサ１５０等を覆っていてもよい。いくつかの実施形態において、マイクロフォン１６２は、音声信号を収集し、プロセッサが音声信号から入力信号を収集するように（例えば、音声信号からユーザの音声操作を識別するように）音声信号をプロセッサに送信することができる。

【0035】

表示部１４０は、ユーザにより入力された情報又はユーザに提供された情報、及び、携帯電話機１００の各種メニューを表示するように構成されてもよい。表示部１４０は、表示パネル１４１、投射装置１４２及び他のディスプレイ装置１４３の１つ以上を含むことができる。任意に、表示パネル１４１は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、液晶ディスプレイ）、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、有機発光ダイオード）等の形態で構成されてもよい。また、タッチパネル１３１は、表示パネル１４１を覆っていてもよい。タッチパネル１３１上又はその近傍でのタッチ操作を検出すると、タッチパネル１３１は、タッチ操作のタイプを決定するためにタッチ操作をプロセッサ１８０に送信し、その後、プロセッサ１８０は、そのタッチ操作のタイプに基づいて表示パネル１４１上に対応する視覚的出力を提供する。図２において、タッチパネル１３１及び表示パネル１４１は、携帯電話機１００の入力及び入力機能を実現するための２つの独立した部品として機能する。しかしながら、いくつかの実施形態では、タッチパネル１３１及び表示パネル１４１は、携帯電話機１００の入出力機能を実現するために統合されてもよい。投影装置１４２は、小型プロジェクタ又は３Ｄホログラフィックプロジェクタとすることができる。小型プロジェクタは、インテリジェントメガネデバイスに取り付けられ、半透明プリズムを使用することによって人間の目の網膜に画像を投影するデバイスである。あるいは、ミニプロジェクタは、画像を携帯電話機のディスプレイ又はスクリーンに投影して撮像する装置であってもよい。３Ｄ（３次元）ホログラフィックプロジェクタは、物体の実際の３次元画像を表示するために、干渉と回折の原理を使用することによって物理空間に直接投影することができる装置である。表示部１４０は、表示パネル１４１及び投射装置１４２に加えて、他の表示装置１４２をさらに含んでいてもよい。具体的には、他の表示装置１４２は、無線ローカルエリアネットワーク、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ、ユニバーサルシリアルバス）データケーブル、及び、ＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ、高精細マルチメディア・インターフェース）ケーブル等の１つ以上の接続方式で携帯電話機に接続される表示装置（ＴＶ等）を含むことができるが、それらに限定されない。

【0036】

携帯電話機１００は、少なくとも１つのタイプのセンサ１５０、例えば、光センサ、モーションセンサ及び他のセンサをさらに含み得る。具体的には、光センサは、周囲光センサ及び近接センサを含み得る。周囲光センサは、周囲光の明るさに基づいて表示パネル１４１の輝度を調整することができる。携帯電話機１００が耳に近づくと、近接センサは、表示パネル１４１及び／又はバックライトを消すことができる。モーションセンサとしては、加速度センサが各方向（一般に３軸）の加速度の値を検出し、静止状態における値及び重力の方向を検出し、携帯電話機の姿勢の用途（横方向と縦方向の切り替え、関連ゲーム、磁力計の姿勢キャリブレーション等）、振動の識別に関する機能（歩数計及びストライク等）等を識別するように構成されてもよい。携帯電話機１００には、ジャイロスコープ、気圧計、湿度計、温度計及び赤外線センサ等の他のセンサがさらに構成されてもよく、詳細は、本明細書では説明されない。

【0037】

音声周波数回路１６０、スピーカ１６１及びマイクロフォン１６２は、ユーザと携帯電話機１００との間の音声インターフェースを提供し得る。音声周波数回路１６０は、受信した音声データを変換した後に得られる電気信号をスピーカ１６１に送信し、スピーカは、その電気信号を音声信号に変換して出力する。また、マイクロフォン１６２は、集めた音声信号を電気信号に変換する。音声周波数回路１６０は、電気信号を受信した後に電気信号を音声データに変換し、次いで、処理のために音声データをプロセッサ１８０に出力する。プロセッサ１８０は、ＲＦ回路１１０を使用することによって、例えば他の携帯電話機に音声データを送信し、又は、さらなる処理のために音声データをメモリ１２０に出力する。

【0038】

ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）ポートは、外部デバイスと通信し、又は、外部デバイスを充電するように構成される。携帯電話機１００は、ＵＳＢポート１７０を使用することによって他のＵＳＢデバイスとデータ通信を行ってもよく、又は、ＵＳＢポート１７０を使用することによって充電機能を実現してもよい。

【0039】

プロセッサ１８０は、携帯電話機１００の制御中心であり、各種インタフェース及び配線を使用することによって携帯電話機全体の各部と接続され、携帯電話機１００の各種機能を実行し、携帯電話機の全体的な監視を実行するために、メモリ１２０に記憶されたソフトウェアプログラム及び／又はモジュールを走らせ又は実行し、メモリ１２０に記憶されたデータを呼び出すことによってデータを処理する。任意に、プロセッサ１８０は、１つ以上の処理部を含むことができる。好ましくは、プロセッサ１８０は、アプリケーションプロセッサ及びモデムプロセッサを統合することができる。アプリケーションプロセッサは、主にオペレーティングシステム、ユーザインタフェース、アプリケーションプログラム等を処理し、モデムプロセッサは、主に無線通信を処理する。前述のモデムプロセッサがプロセッサ１８０に統合されなくてもよいことは理解され得る。

【0040】

携帯電話機１００は、各部に電力を供給する電源１９０（例えば電池）をさらに備える。電力管理システムを使用することによって充電管理、放電管理、及び電力消費管理等の機能を実現するために、電力管理システムを使用することによって電源をプロセッサ１８０に論理的に接続することが好ましい。

【0041】

携帯電話機１００は、ハウジング（図示されない）を有していてもよい。ハウジングは、筐体と呼ばれることもあり、プラスチック、ガラス、セラミック、金属、他の適切な材料、又は、これらの材料の組み合わせを含む、任意の適切な材料で作られることができる。いくつかの実施形態では、ハウジング又はハウジングの一部は、誘電材料又は別の低導電率材料によって形成され得、その結果、ハウジングの近くに配置された導電アンテナ素子に干渉が引き起こされない。ハウジング又はハウジングの一部も導電性材料（金属等）で作られている場合がある。ハウジングが金属要素で作られる場合、１つ以上の金属要素は、ラジエータ又はグランド等の、携帯電話機１００内のアンテナの一部として使用され得る。

【0042】

図に示されていないが、携帯電話機１００は、カメラ、ブルートゥース（登録商標）モジュール等をさらに含むことができ、その詳細は、ここでは説明されない。

【0043】

本発明の実施形態において、ＵＳＢポートの種類は、限定されず、ＵＳＢタイプ−Ｃ（ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃ）ポート、ＵＳＢタイプ−Ａ（ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ａ）ポート及びＵＳＢタイプ−Ｂ（ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｂ）ポートを含むことができる。

【0044】

図３は、ＵＳＢケーブルを用いた電子デバイスと充電器との接続の概略図である。電子デバイス３２０は、ＵＳＢケーブル３３０を用いて充電器３１０に接続される。

【0045】

図３に示すように、ＵＳＢケーブルは、ＵＳＢポートＡとＵＳＢポートＢという２つのポートを含み、ＵＳＢケーブル３３０のＵＳＢポートＡは、充電器３１０に接続され、ＵＳＢケーブル３３０のＵＳＢポートＢは、電子デバイスのＵＳＢに接続される。ＵＳＢケーブル３３０のＵＳＢポートＢの金属製ハウジング３３４ｂは、電子デバイスのＵＳＢポートの金属製ハウジング３２２と接触しており、ＵＳＢケーブル３３０のポートＢのプラスチック製ハウジング３３５ｂは、電子デバイス３２０のハウジングに対して押し付けるように使用され、ＵＳＢケーブル３３０のＵＳＢポートＢを固定し保護する。ＵＳＢケーブル３３０は、電源ケーブル３３１、グランドケーブル３３２、データケーブル等を含む（図に示されない）。充電を行うために、電源ケーブル３３１は、充電器の電源ピン及び電子デバイスのＵＳＢポートの電源ピンに接続され、グランドケーブル３３２は、充電器のグランドピン及び電子デバイスのＵＳＢポートのグランドピンに接続される。

【0046】

以下は、本発明の実施形態において、電子デバイス３２０のＵＳＢポートの金属製ハウジング３２２を電子デバイスの印刷回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ、ＰＣＢ）に固定する方法を説明する。この実施形態では、ＵＳＢポートの金属製ハウジング３２２は、ＰＣＢのグランドに接続されない。

【0047】

ＰＣＢには通常、１つ以上の配線層があり、例えば、２つの配線層、４つの配線層、又は、６つの配線層がある。配線層は、絶縁材を使用することによって分離され、絶縁材は、ＦＲ−４材であってもよい。配線層に配線が配置され、配線は、部品の導通、接地、給電等に使用される道具である。配線は、通常、銅箔又は錫等の金属製の導電性材料で作られる。配線レイアウトは、電子デバイスの設計要件に基づいて各配線層で実行できる。異なる配線層にある配線は、ビアを使用することによって設計要件に基づいて接続することができる。例えば、配線層のグランドケーブルは、ビアを使用することによって接続できる。本発明のこの実施形態におけるＰＣＢは、少なくとも２つの配線層を有する。図４は、本発明の一実施形態によるＰＣＢの概略断面図である。ＰＣＢは、配線層２１１、配線層２１２、配線層２１３及び配線層２１４を有し、４つの配線層は、絶縁材２１５を使用することによって互いに分離される。配線を除いた配線層の領域は、絶縁材であり、配線は、絶縁材を使用することによって分離される。

【0048】

ＰＣＢ上の少なくとも１つの配線層は、浮遊領域を有する。浮遊領域は、配線層の配線と同じ銅箔等の材料で作ることができる。同じ層にある浮遊領域及び他の配線は、絶縁材を使用することによって分離される。浮遊領域の配線層に隣接する配線層は、金属領域を有し、金属領域は、浮遊領域の反対側にある。具体的には、金属領域と、その金属領域が位置する配線層における浮遊領域の正投影とが重なっている部分がある。金属領域が位置する配線層の平面は、第１の平面として使用され、金属領域が位置する配線層上の浮遊領域の正射影は、第１の平面に垂直な一連の光を使用することによって浮遊領域の形状が第１の平面に投影されるときに得られる浮遊画像である。金属領域と、その金属領域が位置する配線層における浮遊領域の正投影とが重なり部分を有することは、金属領域と浮遊画像とが第１の平面上で重なり合うことを意味する。浮遊領域は、金属領域に接続されない。具体的には、導電材がないため、浮遊領域は、金属領域に接続されない。金属領域は、ＰＣＢのグランド、電源等であり得る。

【0049】

複数の浮遊領域は、ＰＣＢの異なる配線層に配置することができ、又は、複数の浮遊領域は、ＰＣＢの１つの配線層に配置することができる。異なる配線層にある２つの浮遊領域が互いに反対側にあり、配線層間の距離が同じ場合、２つの浮遊領域の間に配線層がある。言い換えると、複数の浮遊領域が位置している配線層は、隣接していない。

【0050】

図４を参照すると、浮遊領域は、配線層２１１に配されてもよく、浮遊領域と反対側の金属領域は、配線層２１２に配されてもよい。あるいは、浮遊領域は、配線層２１２に配されてもよく、浮遊領域と反対側の金属領域は、配線層２１１又は配線層２１３に配されてもよい。複数の浮遊領域がある場合があってもよい。例えば、浮遊領域は、配線層２１１及び配線層２１４にそれぞれ配され、浮遊領域とは反対側の金属領域は、配線層２１２及び配線層２１３に配されてもよい。浮遊領域が配線層２１２及び配線層２１３にそれぞれ配される場合、浮遊領域とは反対側の金属領域は、配線層２１１及び配線層２１４にそれぞれ配されてもよい。２つの浮遊領域が互いに反対である（すなわち、配線層２１３における配線層２１２での浮遊領域の正投影と、配線層２１３での浮遊領域とが重なり合う領域を有する）場合、浮遊領域とその反対側の金属領域とがキャパシタを形成することができるように、配線層２１２と配線層２１３との間の距離ｄ２は、配線層２１１と配線層２１２との間の距離ｄ１より大きくなければならず、ｄ２は、配線層２１３と配線層２１４との間の距離ｄ３より大きくなければならない。２つの浮遊領域が互いに向かい合っていない場合、ｄ１、ｄ２及びｄ３に要件は課されない。

【0051】

１つのＵＳＢポートは、通常、ＰＣＢに固定され、ＵＳＢポートの金属製ハウジングは、通常、２から４個の固定接点を有する。ＵＳＢポートの複数の固定接点は、１つの金属浮遊領域に接続することができ、又は、同じ配線層に位置する異なる浮遊領域にそれぞれ接続することもでき、ここで、異なる固定接点は、異なる浮遊領域を有し得る。

【0052】

ＵＳＢポートは、表面実装、ピン固定等の方法でＰＣＢに固定し得る。

【0053】

表面実装方法は、次の通りである：ＵＳＢポートの固定接点は、ＰＣＢの表面の固定接点の接続点に接着方式で接続され、その接続点は、半田付け接合部である。このように、ＵＳＢポートの１つの固定接点がＰＣＢの異なる配線層に位置する複数の浮遊領域に接続される場合、複数の浮遊領域は、ビアを使用することによって接続され得る。固定接点の接続点は、ＰＣＢ上に配され、固定接点の接続点は、ＰＣＢの表面層の浮遊領域に配され、又は、ビアを用いて又は配線を介してＰＣＢの浮遊領域に接続される。このように、ＵＳＢポートの固定接点がＰＣＢの接続点に接続されるとき、ＵＳＢポートの固定接点は、複数の浮遊領域に接続されてもよい。

【0054】

ピン固定方法は、次の通りである：ＵＳＢポートの固定接点は、ＰＣＢの接続点に挿入され、接続点は、接続孔であり、固定接点は、溶接によって接続孔に固定され、接続孔は、複数の配線層を貫通する。このように、ＵＳＢポートの１つの固定接点がＰＣＢの異なる配線層に位置する複数の浮遊領域に接続される場合、接続孔は、複数の浮遊領域を貫通し、固定接点は、複数の浮遊領域に接続されるように接続孔に挿入される。接続孔が貫通し、浮遊領域を有しない配線層における配線は、絶縁材を使用することによって接続孔から分離され、又は、接続孔が貫通する配線層の浮遊領域の配線は、接続孔に接続され、接続孔は、他の配線に接続されない。

【0055】

回路構成要件に基づいて、ＵＳＢポートの複数の固定接点のうちのいくつかは、ＰＣＢの浮遊領域に接続され、他のものは、ＰＣＢの半田付けパッドに接続されてもよい。半田付けパッドは、絶縁材を使用することによってＰＣＢ上の全ての配線から分離される。

【0056】

本発明のこの実施形態では、浮遊領域は、ＰＣＢ上に配され、ＵＳＢポートの金属製ハウジングの固定接点は、浮遊領域に接続されてキャパシタの一方の電極を形成し、隣接する層にあり、浮遊領域と反対側にある金属領域は、キャパシタの他方の電極を形成し、ＰＣＢ上にキャパシタを形成するようになる。ＵＳＢポートは、通常、携帯電話機等の電子デバイスの下部に配され、通常、アンテナも電子デバイスの下部に配される。ＵＳＢポートが充電又はデータ送信を行う場合、アンテナは、妨害される。浮遊領域と、浮遊領域の反対側にある隣接する層にある金属領域を使用することによって形成されたＰＣＢ上のキャパシタは、アンテナがＵＳＢポートによって妨害されるのを防ぐことができる。

【0057】

具体的には、静電容量と干渉周波数Ｆとの間の関係は、以下の通りである。

【数2】

ここで、Ｃは、静電容量、干渉周波数Ｆは、ＵＳＢポートによって生成され、無線周波数信号と干渉する周波数であり、Ｘｃは、特性インピーダンスであり、Ｘｃは、回路設計のノイズ低減要件に基づいて設定される。複数の干渉周波数Ｆがある場合は、複数のキャパシタＣが配されてもよい。言い換えると、複数の浮遊領域が配される。

【0058】

静電容量Ｃは、次式に基づいてさらに計算することができる。

【数3】

ここで、Ｆは、干渉周波数であり、Ｌは、指定値である。従って、静電容量Ｃが計算される。

【0059】

互いに対向し且つ異なる電極に接続された２枚の金属板によって形成される静電容量は、以下の計算式に基づく計算によって得ることができる。

【数4】

ここで、εは、誘電率であり、ｓは、電極の重なり面積であり、ｄは、電極距離であり、ｋは、静電定数であり、ｋ＝９．０×１０^９Ｎ・ｍ^２／Ｃ２を表す。浮遊領域とＰＣＢ上の浮遊領域とは反対側の金属領域とによって形成されるキャパシタの場合、誘電率εの値は、ＰＣＢ上の絶縁材の材料タイプに基づいて決定され、ｓは、浮遊領域と金属領域との重なりの面積であり、電極間距離ｄは、具体的には、浮遊領域と金属領域との間の離間距離、すなわち浮遊領域が位置する配線層と金属領域が位置する配線層との間の距離である。従って、必要とされる静電容量に基づいて、ＰＣＢ上の浮遊領域と浮遊領域に対向する金属領域との重なりの面積、配線層間の距離、及び、絶縁材の材料を設計することができる。例えば、必要な静電容量が３３ＰＦであり、ＰＣＢの層間距離が０．１ｍｍであり、絶縁材料がＦＲ−４であり、及び、ＦＲ−４のεが４．２の場合、それは、ｓ＝１０．６８５ｍｍ^２で計算される。

【0060】

図５に示されるように、図５は、本発明の一実施形態による電子デバイスにおけるＵＳＢポートとＰＣＢとの間の接続の実装形態である。図５では、ＰＣＢが配線層１から配線層８を有する例が説明に用いられる。配線層１から配線層８は、絶縁材４４３を使用することによって相互に分離される。配線層１から配線層８のそれぞれにはグランド４４１が配され、グランド４４１は、ビア４４２を使用することによって接続される。

【0061】

浮遊領域４４４は、ＵＳＢポートの固定接点３２６ａに接続されるＵＳＢポートの固定領域のＰＣＢ上の配線層１、３、５及び７に配されることができる。浮遊領域４４４は、固定接点３２６ｂに接続されたＰＣＢ領域上の配線層１、４及び７に配されることができる。図５において、浮遊領域４４４に隣接し、浮遊領域４４４と同じ層にある配線がグランドケーブルあり、隣接層にあって浮遊領域４４４とは反対側にある金属領域がグランドケーブルである例が説明のために示される。実際の製品では、浮遊領域４４４に隣接し、浮遊領域４４４と同じ層にある配線、又は、隣接層にあり、浮遊領域４４４とは反対側にある金属領域もまたグランドケーブルの外側の配線であり得る。図５において、同じ層の浮遊領域４４４及び隣接するグランド４４１は、絶縁材を使用することによって分離され、浮遊領域４４４及び隣接する層のグランドは、絶縁材を使用することによって分離され、接続されていない。より良いノイズリターンを実現するために、隣接する層にあり、浮遊領域４４４とは反対側にある金属領域にグランドが配される。

【0062】

図５は、ＵＳＢポートの金属製ハウジング３２２の２つの固定接点３２６ａ及び３２６ｂを示す。金属製ハウジング３２２は、固定接点３２６ａ及び３２６ｂを使用することによってＰＣＢ４４０に固定され、ＰＣＢ４４０上の浮遊領域４４４と接触している。電子デバイスのＰＣＢ４４０は、通常、１枚のＰＣＢである。図５は、ＰＣＢ上のＵＳＢポートが固定される部分の断面図である。

【0063】

図８はまた、ＵＳＢポートのいくつかの固定接点をＰＣＢに固定する方法を示し得る。固定接点３２６ｃは、ビアホール７４５を使用することによってＰＣＢに固定される。ビアホール７４５は、グランドケーブル４４１には接続されない。

【0064】

ＵＳＢポートの金属製ハウジング３２２は、ＰＣＢ４４０のグランドに接続されない。ＵＳＢポートを使用することによって充電する場合は、電源ピン−＞汗−＞ＵＳＢポートの金属製ハウジングという電流経路は、形成できない。従って、熱が蓄積してＵＳＢポートが焼けてしまうことはない。

【0065】

図６ａに示すように、図６ａは、図５の点線部分４００の概略図である。隣接する配線層の浮遊領域４４４及びグランド４４１は、キャパシタを形成し、重なり面積ｓは、隣接する配線層における浮遊領域４４４の正投影とグランドとが重なる面積である。図６ｂに示されるように、図６ｂは、図６ａの可能な実施形態である。重なり面積ｓは、浮遊領域４４４の面積から非重なり領域４５０を引いたものである。図６ｃに示されるように、図６ｃは、図６の別の可能な実施形態である。重なり面積ｓは、浮遊領域４４４の面積から非重なり領域４５１を引いたものである。非重なり領域４５１が十分に小さければ、非重なり領域４５１は、無視されてもよい。電極距離ｄは、浮遊領域４４４とグランド４４１との間の距離である（図６ａに示すように）。従って、図６ｄに示されるように、キャパシタが形成される。

【0066】

図７に示されるように、図７は、本発明の一実施形態によるＰＣＢ上の配線層上の配線の概略図である。ＵＳＢポート用の電源ピン半田付け接合部６６１、データピン半田付け接合部６６２及び６６３、グランド半田付け接合部６６４、浮遊領域４４４、グランド４４１及び他の配線６６５は、１つの配線層に配されている。これらの配線を除く他の領域は、絶縁材４４３である。浮遊領域４４４は、隣接するグランドケーブル４４１から分離され、浮遊領域４４４は、他の配線６６５から分離される。浮遊領域４４４は、ＵＳＢポートの固定接点に接続された十字型の配線で配される。十字型の配線は、星形の配線に置き換えても、他の形状の配線にしてもよい。

【0067】

図９は、本発明の一実施形態による電子デバイスのＵＳＢポートとＰＣＢとの間の接続の別の実施形態である。ＰＣＢは、配線層１から配線層６を有する。図９において、格子ブロックは、浮遊領域であり、灰色ブロックは、他の配線であり、浮遊領域は、配線層１、３、４及び５に配される。ＵＳＢポートの固定接点９０１及び固定接点９０２は、同じ浮遊領域（例えば、配線層１の浮遊領域）に接続されてもよい。配線層４の浮遊領域は、配線層５の浮遊領域と反対側にある。配線層４と配線層５との間の距離は、配線層３と配線層４との間の距離よりも大きく、また配線層５と配線層６との間の距離よりも大きい。

【0068】

以上、本発明の実施形態における電子デバイスのＵＳＢポートをＰＣＢに固定する実施形態について説明した。ＵＳＢポートの短絡を防ぐために、対応するＵＳＢケーブル又は充電器が必要である。

【0069】

図１０は、従来技術における充電器及びＵＳＢケーブルを示す。充電器６１０のＵＳＢポートの金属製ハウジング６１２は、固定接点を使用することによって充電器６１０のグランドに接続される。ＵＳＢケーブル６３０は、電源ケーブル６３１、グランドケーブル６３２、シールドケーブル６３３、データケーブル等を含む（図に示されない）。電源ケーブル３３１及びグランドケーブル３３２の説明と同様に、電源ケーブル６３１及びグランドケーブル６３２は、電子デバイス及び充電器を接続して充電するために用いられる。データケーブルを使用することによってデータを転送する。製造時に、シールドケーブル６３３とＵＳＢケーブル６３０の２つのＵＳＢポートの金属製ハウジング６３４ａ及び６３４ｂとが一緒に押圧され、それによってシールドケーブル６３３が金属製ハウジング６３４ａ及び６３４ｂに接続される。従来技術において、充電器６１０のＵＳＢポートがＵＳＢケーブル６３０のＵＳＢポートＡに接続されると、充電器６１０のＵＳＢポートの金属製ハウジング６１２が、ＵＳＢケーブルのＵＳＢポートＡの金属製ハウジング６３４ａに接続されることが分かる。この場合、シールドケーブル６３３は、接地されるので、ＵＳＢケーブルのＵＳＢポートＢの金属製ハウジング６３４ｂは、接地される。ＵＳＢケーブル６３０のＵＳＢポートＢが電子デバイスのＵＳＢポートに接続されるとき、電子デバイスのＵＳＢポートの金属製ハウジングは、接地される。その結果、背景技術で説明されている短絡が依然として発生する。

【0070】

図１１は、本発明の実施形態によるＵＳＢケーブルを示す。ＵＳＢケーブル７３０は、電源ケーブル７３１、グランドケーブル７３２、シールドケーブル７３３、データケーブル等を含む（図には示されない）。電源ケーブル７３１及びグランドケーブル７３２は、電子デバイスと充電用の充電器を接続するために使用され、データケーブルは、データを送信するために使用される。シールドケーブル７３３は、ＵＳＢケーブル３３０のＵＳＢポートＢの金属製ハウジング７３４ｂに接続され、シールドケーブル７３３は、ＵＳＢケーブルのＵＳＢポートＡの金属製ハウジング７３４ａに接続されない。

【0071】

図１０において、ＵＳＢケーブル７３０のＵＳＢポートＡが充電器６１０のＵＳＢポートに接続され、ＵＳＢケーブル７３０のＵＳＢポートＢが電子デバイス３２０のＵＳＢポートに接続される場合、ＵＳＢケーブルのシールドケーブル７３３は、ＵＳＢポートＡに近い側でＵＳＢポートＡの金属製ハウジングに接続されないので、充電器６１０のＵＳＢポートの金属製ハウジング６１２が接地されても、シールドケーブル７３３は、接地されない。従って、電子デバイス３２０のＵＳＢポートの金属製ハウジング３２２は、接地されないので、電子デバイスのＵＳＢポートの短絡を防止することができる。

【0072】

任意に、ＵＳＢケーブルのＵＳＢポートＡ及びＵＳＢポートＢの両方の金属製ハウジングは、シールドケーブルに接続しなくてもよい。

【0073】

任意に、充電器のＵＳＢポート及びＰＣＢを図５及び図９に示す方法で接続することができる。詳細は、図５及び図９における関連説明を参照されたい。詳細な説明は、ここでは繰り返さない。任意に、充電器のＵＳＢポート及びＰＣＢも図８に示されるように接続できる。充電器のＵＳＢポートの金属製ハウジングは、固定接点を使用することによってＰＣＢに固定され、固定接点は、ＰＣＢのグランド４に接続されない。充電器のＵＳＢポート及びＰＣＢはまた、図５／図９及び図８の方法の組み合わせを使用することによって接続されてもよい。

【0074】

充電システムは、電子デバイス、充電器及びＵＳＢケーブルを含む。充電器のＵＳＢポート及びＰＣＢが図５／図９に示されるような方法で、又は、図８に示されるように接続されるとき、電子デバイスのＵＳＢポートの短絡問題を解決するために、ＵＳＢケーブル６３０又はＵＳＢケーブル７３０を使用することによって前述の実施形態の電子デバイス３２０に充電器を接続することができる。電子デバイスのＵＳＢポート及びＰＣＢは、図５及び図９に示されるような方法で接続され、電子デバイスは、ＵＳＢケーブル７３０と共に、又は、ＵＳＢポートとＰＣＢとが図５、図８又は図９に示されるように接続される充電器と共に使用される。従って、電子デバイスのＵＳＢポートの短絡を解消し、アンテナへのＥＭＩ干渉を排除することができる。

【0075】

本発明のこの実施形態におけるＵＳＢケーブルは、２つの電子デバイス間でデータを伝送するようにさらに構成することができる。ＵＳＢケーブルについては、図１１を参照されたい。ＵＳＢケーブル７３０のＵＳＢポートＢは、電子デバイス３２０のＵＳＢポートに接続され、ＵＳＢケーブル７３０のＵＳＢポートＡは、他の電子デバイスのＵＳＢポートに接続される。任意に、ＵＳＢケーブルのＵＳＢポートＡ及びＵＳＢポートＢの両方の金属製ハウジングをシールドケーブルに接続しなくてもよい。

【0076】

任意に、他の電子デバイスのＵＳＢポート及びＰＣＢを、前述の電子デバイスのＵＳＢポート及びＰＣＢを接続する方法で、例えば図６及び図９に示すように接続することができる。詳細は、図５及び図９の関連説明を参照されたい。詳細な説明は、ここでは繰り返さない。

【0077】

データ伝送システムは、第１の電子デバイス、第２の電子デバイス及びＵＳＢケーブルを含む。第１の任意の方法では、第１の電子デバイスのＵＳＢポート及びＰＣＢは、図５又は図９に示すように、又は、図５／図９及び図８の方法の組み合わせを使用することによって接続される。ＵＳＢケーブルは、図１１に示すように実装される。ＵＳＢポートＢは、第１の電子デバイスに接続され、ＵＳＢポートＡは、第２の電子デバイスに接続される。第２の電子デバイスのＵＳＢポート及びＰＣＢを接続する方法に課される要件はない。第２の任意の方法では、第１の電子デバイス及び第２の電子デバイスのＵＳＢポート及びＰＣＢは、図５又は図９に示すように、又は、図５／図９及び図８の方法の組み合わせを使用することによって接続され、ＵＳＢケーブルに課される要件はない。

【符号の説明】

【0078】

１ 配線層
２ 配線層
３ 配線層
４ 配線層
５ 配線層
６ 配線層
７ 配線層
８ 配線層
１１ 固定接点
１００ 携帯電話機
１２０ メモリ
１３０ 入力部
１３１ タッチパネル
１３２ カメラ
１３３ 入力装置
１４０ 表示部
１４１ 表示パネル
１４２ 投射装置
１４３ ディスプレイ装置
１５０ センサ
１６０ 音声周波数回路
１６１ スピーカ
１６２ マイクロフォン
１７０ ＵＳＢポート
１８０ プロセッサ
１９０ 電源
２１１ 配線層
２１２ 配線層
２１３ 配線層
２１４ 配線層
２１５ 絶縁材
３１０ 充電器
３２０ 電子デバイス
３２２ 金属製ハウジング
３２６ａ 固定接点
３２６ｂ 固定接点
３２６ｃ 固定接点
３３０ ＵＳＢケーブル
３３１ 電源ケーブル
３３２ グランドケーブル
３３４ｂ 金属製ハウジング
３３５ｂ プラスチック製ハウジング
４００ 点線部分
４４０ ＰＣＢ
４４１ グランドケーブル
４４２ ビア
４４３ 絶縁材
４４４ 浮遊領域
４５０ 非重なり領域
４５１ 非重なり領域
６１０ 充電器
６１２ 金属製ハウジング
６３０ ＵＳＢケーブル
６３１ 電源ケーブル
６３２ グランドケーブル
６３３ シールドケーブル
６３４ａ 金属製ハウジング
６３４ｂ 金属製ハウジング
６６１ 電源ピン半田付け接合部
６６２ データピン半田付け接合部
６６３ データピン半田付け接合部
６６４ グランド半田付け接合部
６６５ 配線
７３０ ＵＳＢケーブル
７３１ 電源ケーブル
７３２ グランドケーブル
７３３ シールドケーブル
７３４ａ 金属製ハウジング
７３４ｂ 金属製ハウジング
７４５ ビアホール
９０１ 固定接点
９０２ 固定接点

【図1a】

【図1b】

【図1c】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6a】

【図6b】

【図6c】

【図6d】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】