(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022145624
(43)【公開日】2022-10-04
(54)【発明の名称】非接触コネクタ及びそのアセンブリ
(51)【国際特許分類】
H04B 10/40 20130101AFI20220926BHJP
H04B 10/071 20130101ALI20220926BHJP
【FI】
H04B10/40
H04B10/071
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022040660
(22)【出願日】2022-03-15
(31)【優先権主張番号】202110291407.4
(32)【優先日】2021-03-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(71)【出願人】
【識別番号】513312074
【氏名又は名称】フォックスコン インターコネクト テクノロジー リミテッド
【氏名又は名称原語表記】Foxconn Interconnect Technology Limited
【住所又は居所原語表記】Cricket Square, Hutchins Drive, P.O. Box 2681, Grand Cayman KY1-1111, Cayman Islands
(74)【代理人】
【識別番号】110001139
【氏名又は名称】SK弁理士法人
(74)【代理人】
【識別番号】100130328
【弁理士】
【氏名又は名称】奥野 彰彦
(74)【代理人】
【識別番号】100130672
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 寛之
(72)【発明者】
【氏名】徐海軍
(72)【発明者】
【氏名】林東楼
【テーマコード(参考)】
5K102
【Fターム(参考)】
5K102AL11
5K102AL18
5K102AL22
5K102PB01
5K102PB02
5K102PB12
5K102PH31
5K102RB02
5K102RB07
5K102RD05
(57)【要約】 (修正有)
【課題】光信号伝送によって信号の伝送を実現する非接触コネクタ及び非接触コネクタアセンブリを提供する。
【解決手段】他の非接触コネクタと互いに協働して信号を伝送する第1非接触コネクタ100であって、回路基板10と、回路基板に設置された、電気信号を光信号に変換する光送信機20又は光信号を電気信号に変換する光受信機と、回路基板に設置され、光送信機の動作を制御する光送信機制御チップ30又は電気信号を増幅する増幅器チップと、回路基板、光送信機又は光受信機及び光送信機制御チップ又は増幅器チップを少なくとも部分的に覆う光透過部材40と、を含む。
【選択図】
図5
【特許請求の範囲】
【請求項1】
他の非接触コネクタと互いに協働して信号を伝送することができる非接触コネクタであって、
回路基板と、
前記回路基板に設置された、電気信号を光信号に変換することができる光送信機または光信号を電気信号に変換することができる光受信機と、
前記回路基板に設置された、前記光送信機の動作を制御する光送信機制御チップまたは前記電気信号を増幅する増幅器チップと、
前記回路基板、前記光送信機または前記光受信機、及び前記光送信機制御チップまたは前記増幅器チップを少なくとも部分的に覆う光透過部材と、
を含むことを特徴とする非接触コネクタ。
【請求項2】
前記光透過部材が第1レンズ及び第2レンズを含み、前記第1レンズが光送信機によって送信された光信号を互いに平行な光に変換し、前記第2レンズが前記平行な光を集束することを特徴とする、請求項1に記載の非接触コネクタ。
【請求項3】
前記回路基板に設置された磁性素子をさらに含み、前記磁性素子が、前記非接触コネクタと他の非接触コネクタとの協働力を提供するように、他の非接触コネクタの対応する磁性素子と互いに引き合うために用いられることを特徴とする、請求項1に記載の非接触コネクタ。
【請求項4】
光信号を受信して、受信した光信号を電気信号に変換することができる光受信機と、前記電気信号を増幅する増幅器チップとをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の非接触コネクタ。
【請求項5】
前記光送信機制御チップと増幅器チップが、単一チップに集積されることを特徴とする、請求項4に記載の非接触コネクタ。
【請求項6】
互いに協働して信号を伝送する第1非接触コネクタ及び第2非接触コネクタを含み、
前記第1非接触コネクタが、第1回路基板と、前記第1回路基板に設置された、電気信号を光信号に変換することができる光送信機と、前記第1回路基板に設置された、前記光送信機の動作を制御する光送信機制御チップと、前記第1回路基板、前記光送信機及び前記光送信機制御チップを少なくとも部分的に覆う第1光透過部材とを含み、
前記第2非接触コネクタが、第2回路基板と、前記第2回路基板に設置された、前記光送信機によって送信された光信号を受信し、受信した光信号を電気信号に変換することができる光受信機と、前記電気信号を増幅する増幅器チップと、前記第2回路基板、前記光受信機及び前記増幅器チップを少なくとも部分的に覆う第2光透過部材とを含むことを特徴とする、非接触コネクタアセンブリ。
【請求項7】
第1非接触コネクタと前記第2非接触コネクタに位置する磁気的に対向する磁性素子と、前記磁性素子の間に位置するホールセンサをさらに含むことを特徴とする、請求項6に記載の非接触コネクタアセンブリ。
【請求項8】
前記第1非接触コネクタと前記第2非接触コネクタの一方に位置する、光を発することができる送信機と、他方に位置する、送信機によって発した光を受信することができる受信機とをさらに含むことを特徴とする、請求項6に記載の非接触コネクタアセンブリ。
【請求項9】
前記第1非接触コネクタと前記第2非接触コネクタの一方に位置する、光を発することができる送信機と、光を受信することができる受信機と、他方に位置する、前記送信機によって発した光を反射し戻すことができる反射素子とをさらに含み、前記受信機が、反射素子によって反射され戻ってきた光を受信することができることを特徴とする、請求項6に記載の非接触コネクタアセンブリ。
【請求項10】
受信機によって受信された光情報を増幅することができる増幅器をさらに含み、前記送信機が発光ダイオードまたはレーザ送信機であることを特徴とする、請求項9に記載の非接触コネクタアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、非接触コネクタ及びそのアセンブリ、特に光伝送によって信号伝送を実現することができる非接触コネクタ及びそのアセンブリに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来の設計の両コネクタ間の信号伝送は通常、回路基板上の導電経路または金属ケーブルまたは両コネクタ間の端子同士の接触・嵌合によって実現される。回路基板上の導電経路及び金属ケーブルは、高速・高周波信号の伝送にそれ自体の制限がある。高速信号レートが高くなると、回路基板やケーブルでの高速電気信号の損失も大きくなり、端子同士の接触により、端子間の摩耗が生じ、接触不良を引き起こすこともある。
【0003】
そこで、回路基板上の導電経路またはケーブルまたは互いに接触・嵌合する導電端子を介して信号を送信するものではない新規な非接触コネクタを提供する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の主な目的は、光信号伝送によって信号の伝送を実現する非接触コネクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記の技術的問題を解決するために、本発明は、以下の技術的手段を採用する。他の非接触コネクタと互いに協働して信号を伝送することができる非接触コネクタであって、回路基板と、前記回路基板に設置された、電気信号を光信号に変換することができる光送信機または光信号を電気信号に変換することができる光受信機と、前記回路基板に設置された、前記光送信機の動作を制御する光送信機制御チップまたは前記電気信号を増幅する増幅器チップと、前記回路基板、前記光送信機または前記光受信機、及び前記光送信機制御チップまたは前記増幅器チップを少なくとも部分的に覆う光透過部材とを含む、非接触コネクタである。
【0006】
本発明の別の主な目的は、光信号伝送によって信号伝送を実現する非接触コネクタアセンブリを提供することにある。
【0007】
上記の技術的問題を解決するために、本発明は、以下の技術的手段を採用する。非接触コネクタアセンブリであって、互いに協働して信号を伝送する第1非接触コネクタ及び第2非接触コネクタを含み、前記第1非接触コネクタが、第1回路基板と、前記第1回路基板に設置された、電気信号を光信号に変換することができる光送信機と、前記第1回路基板に設置された、前記光送信機の動作を制御する光送信機制御チップと、前記第1回路基板、前記光送信機及び前記光送信機制御チップを少なくとも部分的に覆う第1光透過部材とを含み、前記第2非接触コネクタが、第2回路基板と、前記第2回路基板に設置された、前記光送信機によって送信された光信号を受信し、受信した光信号を電気信号に変換することができる光受信機と、前記電気信号を増幅する増幅器チップと、前記第2回路基板、前記光受信機及び前記増幅器チップを少なくとも部分的に覆う第2光透過部材とを含む、非接触コネクタアセンブリである。
【発明の効果】
【0008】
本発明は、従来技術に比べて、以下の有益な効果を有する。本発明の非接触コネクタ及びそのアセンブリは、光送信機と光受信機によって非接触の光伝送インターフェースを形成し、コネクタ間の信号伝送を実現し、損失が少なく、信号伝送が安定している。本発明の非接触コネクタ及びそのアセンブリは、多くの異なる応用分野で使用される。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図1】本発明による非接触コネクタアセンブリの斜視図である。
【
図2】
図1に示す非接触コネクタアセンブリの別の視点からの斜視図である。
【
図3】
図1に示す非接触コネクタアセンブリの部分分解図である。
【
図4】
図3に示す非接触コネクタアセンブリの別の視点からの部分分解図である。
【
図5】
図1に示す非接触コネクタアセンブリの第1非接触コネクタの分解図である。
【
図6】
図5に示す第1非接触コネクタの別の視点からの分解図である。
【
図7】
図1に示す非接触コネクタアセンブリの第2非接触コネクタの分解図である。
【
図8】
図7に示す第2非接触コネクタの別の視点からの分解図である。
【
図9】合わせた後の
図1に示す非接触コネクタアセンブリの長さ方向に沿った断面図である。
【
図10】合わせた後の
図1に示す非接触コネクタアセンブリの幅方向に沿った断面図である。
【
図11】
図1に示す非接触コネクタアセンブリの動作モードをオンにする第1種方式の原理図である。
【
図12】
図1に示す非接触コネクタアセンブリの動作モードをオンにする第2種方式の原理図である。
【
図13】
図3に示す非接触コネクタアセンブリの動作モードをオンにする第3種方式の原理図である。
【
図14】それぞれ携帯電話及びその対応するベースに設置された、
図1に示す非接触コネクタアセンブリの適用シナリオである。
【
図15】
図14の携帯電話及びその対応するベースが互いに分離されたときの斜視図である。
【
図16】
図15から携帯電話の他の外部構造及びその対応するベースの他の外部構造を除いた斜視図である。
【
図17】
図15から携帯電話の他の外部構造及びその対応するベースの他の外部構造を除いた正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
図1から
図10を参照し、互いに協働して信号を伝送する第1非接触コネクタ100及び第2非接触コネクタ500を含む、本発明による非接触コネクタアセンブリ900である。前記第1非接触コネクタ100と第2非接触コネクタ500との間に、非接触の光伝送インターフェースが形成される。
【0011】
前記第1非接触コネクタ100は、第1回路基板10と、前記第1回路基板10に設置された、電気信号を光信号に変換することができる光送信機20と、前記第1回路基板10に設置された、前記光送信機20の動作を制御する光送信機制御チップ30と、前記第1回路基板10、前記光送信機20及び前記光送信機制御チップ30を少なくとも部分的に覆う第1光透過部材40とを含む。前記第2非接触コネクタ500は、第2回路基板60と、前記第2回路基板60に設置された、前記光送信機20によって送信された光信号を受信し、受信した光信号を電気信号に変換することができる光受信機70と、前記電気信号を増幅する増幅器チップ80と、前記第2回路基板60、前記光受信機70及び前記増幅器チップ80を少なくとも部分的に覆う第2光透過部材90とを含む。前記第1光透過部材40と第2光透過部材90は、いずれも信号の送受信に影響を与えない。前記第1光透過部材40と前記第2光透過部材90は、PEI(ポリエーテルイミド)材質またはガラス材質であってもよく、または外殻がPEI材質またはガラス材質で形成され、内部に水または空気が充填されるものであってもよい。
【0012】
本発明において、前記第1非接触コネクタ100は、電気信号を光信号に変換して、光信号を送信する機能を有し、第2非接触コネクタ500は、光信号を受信して、光信号を電気信号に変換する機能を有する。本発明において、前記第1非接触コネクタ100と前記第2非接触コネクタ500は両方とも、必要に応じて光信号を送受信する機能を有してもよい。具体的には、以下の設定によって実現される。前記第1非接触コネクタ100は、光信号を受信して受信した光信号を電気信号に変換することができる第2光受信機21と、前記電気信号を増幅する第2増幅器チップ31とをさらに含む。前記第2増幅器チップ31と前記光送信機制御チップ30は、単一チップ301に集積される。もちろん、第2増幅器チップ31と前記光送信機制御チップ30は、別々に設けられてもよい。前記第2非接触コネクタ500は、電気信号を光信号に変換することができる第2光送信機71、及び前記第2回路基板60に設置された、前記第2光送信機71の動作を制御する第2光送信機制御チップ81をさらに含む。前記増幅器チップ80と前記第2光送信機制御チップ81は、単一チップ801に集積される。増幅器チップ80と前記第2光送信機制御チップ81は、別々に設けられてもよい。具体的には、本実施形態では、前記増幅器チップ80と第2増幅器チップ31は、いずれもポスト増幅器集積回路コントローラであり、前記光送信機制御チップ30と第2光送信機制御チップ81は、いずれもレーザダイオード駆動コントローラである。好ましくは、本発明において、前記光送信機20と前記第2光送信機71によって発した光の波長は850nmであり、光の波長は他の適切な波長であってもよい。前記第2光受信機21と前記光受信機70は両方とも、ガリウムヒ素フォトダイオードであってもよい。実際の必要に応じて、前記第1非接触コネクタ100と前記第2非接触コネクタ500との間に、必要に応じて1つまたは複数の光路を設置することができる。具体的には、以下の設定によって実現される。前記光送信機20と第2光受信機21は、1つまたは複数設置されることができ、対応する光受信機70と第2光送信機71は、複数または1つ設置されることができる。前記第1回路基板10に、電気信号を入力するための導電シート13と電気信号を出力するための導電シート14が設けられる。前記第2回路基板60に、電気信号を入力するための導電シート63と電気信号を出力するための導電シート64が設けられる。各導電シートは、プレートエンドベースのばね端子(図示せず)またはソフトプレート18に接続することができる。
【0013】
前記第1非接触コネクタ100は、前記第1回路基板10に取り付けられた第1取付座25をさらに含み、前記光送信機20と第2光受信機21は、前記第1取付座25に取り付けられることができる。必要に応じて、回路基板に、対応する高さの第1取付座25を取り付ける。前記第1非接触コネクタ100は、第1取付座25を含まなくてもよく、前記光送信機20と第2光受信機21は、前記第1回路基板10に直接取り付けられてもよい。同様に、前記第2非接触コネクタ500は、前記第2回路基板に取り付けられた第2取付座75を含んでもよい。
【0014】
前記第1非接触コネクタ100は、前記第1回路基板10に設置された磁性素子11をさらに含み、前記磁性素子11は、前記第1回路基板10の前記光送信機が設置される側とは反対側に設置される。前記第2非接触コネクタ500は、前記第2回路基板60に設置された磁性素子61をさらに含み、前記磁性素子61は、前記第2回路基板60の前記光受信機が設置される側とは反対側に設置される。前記磁性素子61は、前記第1非接触コネクタ100と第2非接触コネクタ500との間の協働力を提供するように、第1非接触コネクタ100の対応する磁性素子11と互いに引き合うために用いられる。前記磁性素子11と磁性素子61は両方とも、磁石であってもよい。
【0015】
本発明の非接触コネクタは、比較的小さな寸法を有し、具体的には、本発明において、前記第1非接触コネクタ100は略長方形であり、その寸法は、長さ18.5mm、幅10mm、高さ5mmである。実際の必要に応じて、他の形状に設計することもできる。動作状態における前記第1非接触コネクタ100と第2非接触コネクタ500との間の距離は、5mm以下である。前記第1光透過部材40に、第1レンズ41及び第2レンズ42が設けられ、前記第1レンズ41は、光送信機20によって送信された光信号を互いに平行な光に変換し、前記第2レンズ42は、前記平行な光を集束する。前記第2光透過部材90に、第3レンズ93及び第4レンズ94が設けられ、前記第3レンズ93は、前記第2レンズ42によって集束された光を平行な光に変換し、前記第4レンズ94は、前記平行な光を光受信機70に集束する。
【0016】
前記第1非接触コネクタ100は、それを固定する第1外殻101をさらに含み、前記第2非接触コネクタ500は、それを固定する第2外殻501をさらに含む。前記第1光透過部材40の左右両側には、貫通穴43が設けられた一対の突出部をさらに含む。一対の柱44の一端は、前記貫通穴43内に取り付けられ、一対のばね45は、前記柱44に対応して取り付けられており、前記柱44と前記第1光透過部材40は、一体的に形成されてもよい。前記第1外殻101に、ばね45と柱44を収容するための対応する収容溝47が設けられる。前記ばね45によって、前記第1光透過部材40を、合わせる前記第2光透過部材90と快速に位置合わせ・位置決めすることができる。
【0017】
図11から
図13を参照し、本発明の非接触コネクタアセンブリ900は、その動作モードをオンにすることができる感知装置をさらに含み、
図11に、前記感知装置によって動作モードをオンにする第1実施形態の原理図が示され、理解を容易にするため、本実施形態では、下方のコネクタを第1非接触コネクタ100とし、上方のコネクタを第2非接触コネクタ500とする。前記感知装置は、第1非接触コネクタ100と前記第2非接触コネクタ500に位置する磁気的に対向する二つの磁石911と、磁石911の間に位置するホールセンサ912とを含む。第1非接触コネクタ100と第2非接触コネクタ500が互いに接近して合わせる時、ホールセンサ912が2つの磁石の間に形成された磁界を感知することで、前記非接触コネクタアセンブリ900は動作状態になることができる。
【0018】
図12に、前記感知装置によって動作モードをオンにする第2実施形態の原理図が示され、第1実施形態と比較して、本実施形態では、前記感知装置は、前記第1非接触コネクタ100に位置する光を発することができる送信機921と、第2非接触コネクタ500に位置する、送信機921によって発した光を受信することができる受信機922とを含む。前記送信機921は前記第1回路基板10に位置し、前記受信機922は前記第2回路基板60に位置する。前記感知装置は、第2回路基板60に位置する、受信機922によって受信された信号を増幅することができる増幅器923をさらに含む。もちろん、前記送信機921は第1非接触コネクタ100に設置されてもよく、前記受信機922及び増幅器は第2非接触コネクタ500に設置される。前記送信機921は、発光ダイオードまたはレーザ送信機であり得る。前記第1非接触コネクタ100及び前記第2非接触コネクタ500が互いに接近して合わせる時、受信機922が送信機921によって発した光を受信することで、前記非接触コネクタアセンブリ900は動作状態になることができる。
【0019】
図13に、前記感知装置によって動作モードをオンにする第3実施形態の原理図が示され、第2実施形態と比較して、本実施形態では、前記感知装置は、前記第1非接触コネクタ100に位置する光を発することができる送信機924と、光を受信することができる受信機925と、前記第2非接触コネクタ500に位置する、前記送信機924によって発した光を反射し戻すことができる反射素子926とを含み、前記受信機925は、反射素子926によって反射され戻ってきた光を受信することができる。もちろん、前記送信機924と受信機925は、前記第1非接触コネクタ100に位置し、前記反射素子926は前記第2非接触コネクタ500に位置してもよく、前記第1非接触コネクタ100及び前記第2非接触コネクタ500が互いに接近して合わせる時、受信機925が反射素子926によって反射され戻ってきた光を受信することで、前記非接触コネクタアセンブリ900は動作状態になることができる。
【0020】
本発明の非接触コネクタアセンブリ900は、データセンタースイッチなどの高速データ及びビデオを送信する必要があるインターフェースに適用することができ、医療や軍事などのEMIに極めて敏感なデバイスに適用することができ、広い応用前景を有する。さらに、2つの非接触コネクタから伝送される光信号は、空気または液体で伝送されることができ、チップと光電変換の機能により、LVDS(低圧差動信号)、TMDS(遷移時間最短差動信号)、CML(電流モードロジック)及び他の伝送可能な様々な信号を伝送することができる。
【0021】
同時に、本発明の非接触コネクタは、極めて小さな寸法を有し、携帯電話、ノートパソコンまたはタブレットパソコンなどの3C消費製品、データセンタースイッチまたはサーバなどの短距離及び高速ボード接続、手術台内視鏡などの電磁干渉に強いデバイスに適用することができる。両コネクタを光ファイバで接続することで、大型パネルまたはテレビGPU(グラフィックカード)をコントローラに内部伝送することもできる。
【0022】
図14から
図17に示すように、本発明の非接触コネクタアセンブリ900の適用シナリオであり、本適用シナリオでは、前記第1非接触コネクタ100はベース200内に位置し、前記第2非接触コネクタ500は携帯電話300内に位置する。
【0023】
本発明の非接触コネクタアセンブリは、ワイヤレス充電、ワイヤレス電話間の信号伝送、デュアルパネル間及び取り外し可能なノートパソコン、折りたたみ式及び拡張可能なノートパソコンのアプリケーション、ビデオウォールのアプリケーション、大型テレビまたはノートパソコンの内部伝送に使用することができる。さらに、本発明の非接触コネクタ及びそのアセンブリは、光信号によってコネクタ間の信号伝送を実現し、損失が小さく、信号伝送が安定しており、前記非接触コネクタは、多くの異なる応用分野で使用することができる。
【0024】
上記は、本発明の一実施形態にすぎず、全てまたは唯一の実施形態ではなく、本発明の明細書を読むことで当業者によって行われる、本発明の技術的手段に対する等価な変更は、すべて本発明の特許請求の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0025】
非接触コネクタアセンブリ 900 第1非接触コネクタ 100
第2非接触コネクタ 500 第1回路基板 10
光送信機 20 光送信機制御チップ 30
第1光透過部材 40 第2回路基板 60
光受信機 70 増幅器チップ 80
第2光透過部材 90 第2光受信機 21
第2増幅器チップ 31 単一チップ 301、801
第2光送信機 71 第2光送信機制御チップ 81
導電シート 13、14 導電シート 63、64
ソフトプレート 18 第1取付座 25
第2取付座 75 磁性素子 11、61
第1レンズ 41 第2レンズ 42
磁石 911 ホールセンサ 912
送信機 921 受信機 922
増幅器 923 受信機 925
送信機 924 反射素子 926
携帯電話 300 ベース 200
第1外殻 101 第2外殻 501
貫通穴 43 柱 44
ばね 45 収容溝 47
【手続補正書】
【提出日】2022-04-19
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正方法】変更
【補正の内容】
【外国語明細書】