特表 2022-541794 ガルバニック絶縁保護を備えたデータ及び電力通信ケーブル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-09-27

(54)【発明の名称】ガルバニック絶縁保護を備えたデータ及び電力通信ケーブル

(51)【国際特許分類】

   H04L 25/02 20060101AFI20220916BHJP

【ＦＩ】

H04L25/02 303Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022503810

(86)(22)【出願日】2020-07-17

(85)【翻訳文提出日】2022-03-09

(86)【国際出願番号】 US2020042485

(87)【国際公開番号】W WO2021011856

(87)【国際公開日】2021-01-21

(31)【優先権主張番号】16/515,478

(32)【優先日】2019-07-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522024458

【氏名又は名称】モビックス ラブス インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(74)【代理人】

【識別番号】100165157

【弁理士】

【氏名又は名称】芝 哲央

(74)【代理人】

【識別番号】100205659

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 拓也

(74)【代理人】

【識別番号】100126000

【弁理士】

【氏名又は名称】岩池 満

(74)【代理人】

【識別番号】100185269

【弁理士】

【氏名又は名称】小菅 一弘

(72)【発明者】

【氏名】パレク デヴァン

(72)【発明者】

【氏名】ミラー デイヴィッド

【テーマコード（参考）】

5K029

【Ｆターム（参考）】

5K029AA01

5K029CC01

5K029CC04

5K029JJ01

5K029JJ03

(57)【要約】

【課題】本発明は、ケーブルの両端にあるデータ信号関連回路と電力信号関連回路との間のガルバニック絶縁を提供するデータ及び電源通信ケーブルに関する。
【解決手段】ケーブルは、第１の装置と嵌合し、第１の装置からデータ及び電力信号を受信する第１のコネクタ、データ信号に基づいてガルバニック絶縁データ信号を生成する第１のガルバニック絶縁装置、電力信号に基づいてガルバニック絶縁電力信号を生成する第２のガルバニック絶縁装置、第２の装置と嵌合し、ガルバニック絶縁データ信号とガルバニック絶縁電力信号を第２の装置に提供する第２のコネクタ、データ信号又はガルバニック絶縁データ信号を第１のコネクタから第２のコネクタにルーティングする第１のセットの通信媒体、及び電力信号又はガルバニック絶縁電力信号を第１のコネクタから第２のコネクタにルーティングする第２のセットの通信媒体と、を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の装置の対応するコネクタと嵌合し、前記第１の装置からデータ信号及び電力信号を受信するように構成された第１のコネクタと、
前記データ信号に基づいてガルバニック絶縁データ信号を生成するように構成された第１のガルバニック絶縁装置と、
前記電力信号に基づいてガルバニック絶縁電力信号を生成するように構成された第２のガルバニック絶縁装置と、
第２の装置の対応するコネクタと嵌合し、前記ガルバニック絶縁データ信号及び前記ガルバニック絶縁電力信号を前記第２の装置に提供するように構成された第２のコネクタと、
前記データ信号又は前記ガルバニック絶縁データ信号を前記第１のコネクタから前記第２のコネクタにルーティングするように構成された１つ以上の通信媒体の第１のセットと、
前記電力信号又は前記ガルバニック絶縁電力信号を前記第１のコネクタから前記第２のコネクタにルーティングするように構成された１つ以上の通信媒体の第２のセットと、を含む、データ及び電力通信ケーブル。

【請求項2】

前記第１のガルバニック絶縁装置は、
前記データ信号を電気ドメインから光ドメインに変換するように構成された電気－光変換器と、
前記データ信号を前記光ドメインから前記電気ドメインに変換するように構成された光－電気変換器と、を含む、請求項１に記載のデータ及び電力通信ケーブル。

【請求項3】

前記電気－光変換器は、
前記電気ドメインの前記データ信号に基づいて駆動信号を生成するように構成されたレーザダイオードドライバー（ＬＤＤ）と、
前記駆動信号に基づいて前記光ドメインに前記データ信号を生成するように構成された垂直共振器面発光型レーザ（ＶＣＳＥＬ）と、を含む、請求項２に記載のデータ及び電力通信ケーブル。

【請求項4】

前記光－電気変換器は、
前記光ドメインの前記データ信号に基づいて電流データ信号を生成するように構成された光検出器（ＰＤ）と、
前記電流データ信号に基づいて前記ガルバニック絶縁データ信号を生成するように構成されたトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）と、を含む、請求項２に記載のデータ及び電力通信ケーブル。

【請求項5】

前記電気－光変換器は、前記第１のコネクタ内に配置され、前記光－電気変換器は、前記第２のコネクタ内に配置され、前記１つ以上の通信媒体の第１のセットは、１つ以上の光ファイバを含む、請求項２に記載のデータ及び電力通信ケーブル。

【請求項6】

前記電気－光変換器及び／又は前記光－電気変換器は、前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとの間に配置された１つ以上のハウジング内に配置される、請求項２に記載のデータ及び電力通信ケーブル。

【請求項7】

前記第１のガルバニック絶縁装置は、オプトカプラ、光アイソレータ、ＤＣブロッキングコンデンサ、磁束絶縁変圧器、又はホール効果センサを含む、請求項１に記載のデータ及び電力通信ケーブル。

【請求項8】

前記第１のガルバニック絶縁装置は、前記第１のコネクタ内に配置され、前記１つ以上の通信媒体の第１のセットは、１つ以上のワイヤを含み、前記１つ以上のワイヤは、前記ガルバニック絶縁データ信号を前記第１のコネクタから前記第２のコネクタにルーティングするように構成される、請求項１に記載のデータ及び電力通信ケーブル。

【請求項9】

前記第１のガルバニック絶縁装置は、前記第２のコネクタ内に配置され、前記１つ以上の通信媒体の第１のセットは、１つ以上のワイヤを含み、前記第１のガルバニック絶縁装置は、前記１つ以上のワイヤを介して前記第１のコネクタから前記データ信号を受信するように構成される、請求項１に記載のデータ及び電力通信ケーブル。

【請求項10】

前記第１のガルバニック絶縁装置は、前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとの間に配置された１つ以上のハウジング内に配置される、請求項１に記載のデータ及び電力通信ケーブル。

【請求項11】

前記第２のガルバニック絶縁装置は、ＤＣ－ＤＣコンバータを含む、請求項１に記載のデータ及び電力通信ケーブル。

【請求項12】

前記ＤＣ－ＤＣコンバータは、変圧器型ＤＣ－ＤＣコンバータを含む、請求項１１に記載のデータ及び電力通信ケーブル。

【請求項13】

前記ＤＣ－ＤＣコンバータは、静電容量型ＤＣ－ＤＣコンバータを含む、請求項１１に記載のデータ及び電力通信ケーブル。

【請求項14】

前記第２のガルバニック絶縁装置は、前記第１のコネクタ内に配置され、前記１つ以上の通信媒体の第２のセットは、１つ以上のワイヤを含み、前記１つ以上のワイヤは、前記ガルバニック絶縁電力信号を前記第１のコネクタから前記第２のコネクタにルーティングするように構成される、請求項１に記載のデータ及び電力通信ケーブル。

【請求項15】

前記第２のガルバニック絶縁装置は、前記第２のコネクタ内に配置され、前記１つ以上の通信媒体の第２のセットは、１つ以上のワイヤを含み、前記第２のガルバニック絶縁装置は、前記１つ以上のワイヤを介して前記電力信号を受信するように構成される、請求項１に記載のデータ及び電力通信ケーブル。

【請求項16】

前記第２のガルバニック絶縁装置は、前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとの間に配置された１つ以上のハウジング内に配置される、請求項１に記載のデータ及び電力通信ケーブル。

【請求項17】

第１の装置の対応するコネクタと嵌合し、前記第１の装置からデータ信号及び第１の電力信号を受信するように構成された第１のコネクタと、
前記データ信号に基づいてガルバニック絶縁データ信号を生成するように構成されたガルバニック絶縁装置と、
第２の装置の対応するコネクタと嵌合し、前記ガルバニック絶縁データ信号を前記第２の装置に提供し、前記第２の装置から第２の電力信号を受信するように構成された第２のコネクタと、
前記データ信号又は前記ガルバニック絶縁データ信号を前記第１のコネクタから前記第２のコネクタにルーティングするように構成された１つ以上の通信媒体のセットと、を含む、データ及び電力通信ケーブル。

【請求項18】

前記ガルバニック絶縁装置は、
前記データ信号を電気ドメインから光ドメインに変換するように構成された電気－光変換器と、
前記データ信号を前記光ドメインから前記電気ドメインに変換するように構成された光－電気変換器と、を含む、請求項１７に記載のデータ及び電力通信ケーブル。

【請求項19】

前記ガルバニック絶縁装置は、オプトカプラ、光アイソレータ、ＤＣブロッキングコンデンサ、磁束絶縁変圧器、又はホール効果センサを含む、請求項１７に記載のデータ及び電力通信ケーブル。

【請求項20】

第１の装置の対応するコネクタと嵌合し、前記第１の装置からデータ信号及び電力信号を受信するように構成された第１のコネクタと、
前記電力信号に基づいてガルバニック絶縁電力信号を生成するように構成されたガルバニック絶縁装置と、
第２の装置の対応するコネクタと嵌合し、前記データ信号及び前記ガルバニック絶縁電力信号を前記第２の装置に提供するように構成された第２のコネクタと、
前記データ信号を前記第１のコネクタから前記第２のコネクタにルーティングするように構成された１つ以上の通信媒体の第１のセットと、
前記電力信号又は前記ガルバニック絶縁電力信号を前記第１のコネクタから前記第２のコネクタにルーティングするように構成された１つ以上の通信媒体の第２のセットと、を含む、データ及び電力通信ケーブル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の態様は、一般に、データ及び電力通信ケーブルに関し、特に、ガルバニック絶縁保護を備えたデータ及び電力通信ケーブルに関する。

【背景技術】

【0002】

ガルバニック絶縁とは、回路間に迷走電流が流れないように電気回路を分離する技術を指す。迷走電流は、個別の電気回路に関連する接地電位に差がある場合に発生し、これにより、迷走電流が接地ループによって誘導された可能性がある。ガルバニック絶縁は、電気ノイズ、サージイミュニティ、高電圧が存在する場合の個人の安全、電源の浮動接地、様々な電位での電気信号の測定などの、様々な用途に有用である。

【発明の概要】

【0003】

以下は、そのような実施形態の基本的な理解を提供するために、１つ以上の実施形態の簡略化された発明の概要を提示する。発明の概要は、考えられるすべての実施形態の広範な概要ではなく、すべての実施形態の重要又は不可欠な要素を特定することも、いずれか又はすべての実施形態の範囲を描写することも意図しない。その唯一の目的は、後で提示されるより詳細な説明の前置きとして、簡略化された形式で１つ以上の実施形態のいくつかの概念を提示することである。

【0004】

本開示の一態様は、第１の装置の対応するコネクタと嵌合し、前記第１の装置からデータ信号及び電力信号を受信するように構成された第１のコネクタと、前記データ信号に基づいてガルバニック絶縁データ信号を生成するように構成された第１のガルバニック絶縁装置と、前記電力信号に基づいてガルバニック絶縁電力信号を生成するように構成された第２のガルバニック絶縁装置と、第２の装置の対応するコネクタと嵌合し、前記ガルバニック絶縁データ信号及び前記ガルバニック絶縁電力信号を前記第２の装置に提供するように構成された第２のコネクタと、前記データ信号又は前記ガルバニック絶縁データ信号を前記第１のコネクタから前記第２のコネクタにルーティングするように構成された１つ以上の通信媒体の第１のセットと、前記電力信号又は前記ガルバニック絶縁電力信号を前記第１のコネクタから前記第２のコネクタにルーティングするように構成された１つ以上の通信媒体の第２のセットと、を含む、データ及び電力通信ケーブルに関する。

【0005】

本開示の別の態様は、第１の装置の対応するコネクタと嵌合し、前記第１の装置からデータ信号及び第１の電力信号を受信するように構成された第１のコネクタと、前記データ信号に基づいてガルバニック絶縁データ信号を生成するように構成されたガルバニック絶縁装置と、第２の装置の対応するコネクタと嵌合し、前記ガルバニック絶縁データ信号を前記第２の装置に提供し、前記第２の装置から第２の電力信号を受信するように構成された第２のコネクタと、前記データ信号又は前記ガルバニック絶縁データ信号を前記第１のコネクタから前記第２のコネクタにルーティングするように構成された１つ以上の通信媒体のセットと、を含む、データ及び電力通信ケーブルに関する。

【0006】

本開示の別の態様は、第１の装置の対応するコネクタと嵌合し、前記第１の装置からデータ信号及び電力信号を受信するように構成された第１のコネクタと、前記電力信号に基づいてガルバニック絶縁電力信号を生成するように構成されたガルバニック絶縁装置と、第２の装置の対応するコネクタと嵌合し、前記データ信号及び前記ガルバニック絶縁電力信号を前記第２の装置に提供するように構成された第２のコネクタと、前記データ信号を前記第１のコネクタから前記第２のコネクタにルーティングするように構成された１つ以上の通信媒体の第１のセットと、前記電力信号又は前記ガルバニック絶縁電力信号を前記第１のコネクタから前記第２のコネクタにルーティングするように構成された１つ以上の通信媒体の第２のセットと、を含む、データ及び電力通信ケーブルに関する。

【0007】

前述及び関連する目的を達成するために、１つ以上の実施形態は、以下で完全に説明され、特に特許請求の範囲で指摘される特徴を含む。以下の説明及び添付の図面は、１つ以上の実施形態の特定の例示的な態様を詳細に示す。しかしながら、これらの態様は、様々な実施形態の原理を使用し得る様々な方法のほんの一部を示しており、説明の実施形態は、そのようなすべての態様及びそれらの同等物を含むことを意図する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の一態様に係るガルバニック絶縁保護を備えた例示的なデータ及び電力通信ケーブルのブロック／概略図を示す。

【図2】本開示の別の態様に係るガルバニック絶縁保護を備えた別の例示的なデータ及び電力通信ケーブルのブロック／概略図を示す。

【図3】本開示の別の態様に係るガルバニック絶縁保護を備えた別の例示的なデータ及び電力通信ケーブルのブロック／概略図を示す。

【図4】本開示の別の態様に係るガルバニック絶縁保護を備えた別の例示的なデータ及び電力通信ケーブルのブロック／概略図を示す。

【図5A】本開示の別の態様に係るガルバニック絶縁保護を備えた別の例示的なデータ及び電力通信ケーブルのブロック／概略図を示す。

【図5B】本開示の別の態様に係るガルバニック絶縁保護を備えた別の例示的なデータ及び電力通信ケーブルのブロック／概略図を示す。

【図6】本開示の別の態様に係るガルバニック絶縁保護を備えた別の例示的なデータ及び電力通信ケーブルのブロック／概略図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0009】

添付の図面に関連して以下に記載される詳細な説明は、様々な構成の説明として意図されており、本明細書で説明される概念が実施され得る唯一の構成を表すことを意図していない。詳細な説明には、様々な概念を完全に理解するための具体的な詳細が含まれる。しかしながら、これらの概念がこれらの特定の詳細なしで実践され得ることは当業者には明らかであろう。場合によっては、そのような概念を曖昧にすることを避けるために、よく知られた構造とコンポーネントがブロック図の形で示される。

【0010】

図１は、本開示の一態様に係るガルバニック絶縁保護を備えた例示的なデータ及び電力通信ケーブル１００のブロック／概略図を示す。通信ケーブル１００は、第１のコネクタ１１０、通信媒体のセット１９０及び第２のコネクタ１７０を含む。

【0011】

第１のコネクタ１１０は、第１の装置（図示せず）のコネクタと嵌合（ｍａｔｅ）するように構成される。第１のコネクタ１１０は、第１の装置にデータ信号を提供し、及び／又は第１の装置からデータ信号を受信する。例えば、データ信号が一方向に伝送される場合、第１のコネクタ１１０は、第１の装置にデータ信号を提供するか、又は第１の装置からデータ信号を受信する。データ信号が双方向に伝送される場合、第１のコネクタ１１０は、第１の装置にデータ信号を提供し、第１の装置からデータ信号を受信する。第１のコネクタ１１０は更に、第１の装置から電力信号（例えば、＋Ｖ及びＧＮＤ）を受信する。

【0012】

同様に、第２のコネクタ１７０は、第２の装置（図示せず）のコネクタと嵌合するように構成される。第２のコネクタ１７０は、第２の装置からデータ信号を受信し、及び／又は第２の装置にデータ信号を提供する。例えば、データ信号が一方向に伝送される場合、第２のコネクタ１７０は、第２の装置からデータ信号を受信するか、又は第２の装置にデータ信号を提供する。データ信号が双方向に伝送される場合、第２のコネクタ１７０は、第２の装置にデータ信号を提供し、第２の装置からデータ信号を受信する。第２のコネクタ１７０は更に、第２の装置にガルバニック保護電力信号（例えば、＋Ｖ＿ＩＳＯ及びＧＮＤ＿ＩＳＯ）を提供する。

【0013】

通信媒体のセット１９０は、それぞれ第１のコネクタ１１０と第２のコネクタ１７０に機械的に結合された両端を含む。通信媒体のセット１９０は、第１のコネクタ１１０と第２のコネクタ１７０との間にデータ信号をルーティング（ｒｏｕｔｉｎｇ）する通信媒体１２０Ａ及び／又は１２０Ｂの第１のサブセットを含む。データ信号が比較的高いビットレートである場合、例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、高解像度マルチメディアインタフェース（ＨＤＭＩ（登録商標））、ディスプレイポート、デジタルビジュアルインタフェース（ＤＶＩ）などの様々な規格に準拠したマルチメディアデータ（例えば、ビデオ及び／又はオーディオ）オーダーのビットレートである場合、通信媒体１２０Ａ及び／又は１２０Ｂの第１のサブセットは、１つ以上の光ファイバであってもよい。

【0014】

データ信号が比較的低いビットレートである場合、例えば、ＨＤＭＩに使用されるコンシューマー・エレクトロニクス・コントロール（ＣＥＣ）、シリアルクロックライン（Ｓｅｒｉａｌ Ｃｌｏｃｋ Ｌｉｎｅ（ＳＣＬ））、シリアルデータライン（Ｓｅｒｉａｌ Ｄａｔａ Ｌｉｎｅ（ＳＤＡ））、ホットプラグ検出（Ｈｏｔ Ｐｌｕｇ Ｄｅｔｅｃｔ（ＨＰＦ））、又はディスプレイポートに使用される補助チャネルとＨＰＤ、又はデジタルビジュアルインタフェース（ＤＶＩ）に使用されるディスプレイデータチャネル（ＤＤＣ）データとクロックなどの制御信号のオーダーのビットレートである場合、通信媒体１２０Ａ及び／又は１２０Ｂの第１のサブセットは、１つ以上の電線であってもよい。

【0015】

同様に、通信媒体のセット１９０は、電力信号（例えば、＋Ｖ及びＧＮＤ）を第１のコネクタ１１０から第２のコネクタ１７０にルーティングする通信媒体１３０Ａ及び／又は１３０Ｂの第２のサブセットを含む。電力信号が本質的に定直流（ＤＣ）信号であるため、通信媒体１３０Ａ及び／又は１３０Ｂの第２のサブセットは、電線である。

【0016】

本明細書で上述したように、第１のコネクタ１１０に接続された第１の装置に配置された電気回路（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）を、第２のコネクタ１７０に接続された第２の装置に配置された電気回路から電気的に絶縁する必要があり得る。この目的のために、データ及び電力通信ケーブル１００は、ガルバニック絶縁装置を含む。ガルバニック絶縁装置の形式は、ガルバニック絶縁が、データ信号の送受信用の電気回路に提供されているか、又は電力信号の送受信用の電気回路に提供されているか否かに依存する。更に、ガルバニック絶縁装置は、以下により詳細に例示されるように、通信ケーブル１００上のいずれの位置に配置されてもよい。

【0017】

特に、データ及び電力通信ケーブル１００は、第１のコネクタ１１０のハウジング内に配置されたデータ信号ガルバニック絶縁装置１１２及び電力信号ガルバニック絶縁装置１１４を含んでもよい。データ信号ガルバニック絶縁装置１１２は、第１のコネクタ１１０と第２のコネクタ１７０にそれぞれ接続された第１の装置と第２の装置のデータ信号関連回路間のガルバニック絶縁を提供する。同様に、電力信号ガルバニック絶縁装置１１４は、第１のコネクタ１１０と第２のコネクタ１７０にそれぞれ接続された第１の装置と第２の装置の電力信号関連電気回路間のガルバニック絶縁を提供する。

【0018】

データ信号ガルバニック絶縁装置１１２は、異なる形式を取ってもよい。例えば、データ信号が比較的高いビットレートである場合、上述したように、ガルバニック絶縁装置１１２は、電気－光変換器（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ－ｔｏ－ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）及び／又は光－電気変換器（ｏｐｔｉｃａｌ－ｔｏ－ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）であってもよい。一例として、データ信号が第１の装置から第２の装置に伝送されている場合、ガルバニック絶縁装置１１２は、電気データ信号を受信し、該電気データ信号を光データ信号に変換して、１つ以上の光ファイバ１２０Ａを介して第２のコネクタ１７０に伝送する。データ信号が第２の装置から第１の装置に伝送されている場合、ガルバニック絶縁装置１１２は、１つ以上の光ファイバ１２０Ａを介して第２のコネクタ１７０から光データ信号を受信し、該光データ信号を電気データ信号に変換して、該電気データ信号を第１の装置に提供する。

【0019】

第１のコネクタ１１０と第２のコネクタ１７０との間のデータ信号の伝送が光ドメイン（ｏｐｔｉｃａｌ ｄｏｍａｉｎ）にあるため、ガルバニック絶縁装置を介して第１の装置と第２の装置との間に電流が流れないことにより、それぞれ第１の装置と第２の装置内のデータ関連電気回路の間にガルバニック絶縁を提供する。

【0020】

上述したように、データ信号が比較的低いビットレートである場合、ガルバニック絶縁装置１１２は、他の形式のガルバニック絶縁を使用してもよい。例えば、ガルバニック絶縁装置１１２は、電気データ信号が光データ信号に変換され、次に電気データ信号に再変換されるオプトカプラ又は光アイソレータとして構成されてもよい。別の例として、ガルバニック絶縁装置は、例えば、電位差又は接地ループによるＤＣ又は超低周波の迷走電流をブロッキングしながら、データ信号のビットレートに関連する高周波電流を通過させるＤＣブロッキングコンデンサとして構成されてもよい。ガルバニック絶縁装置１１２の他の構成は、磁束絶縁変圧器、ホール効果センサなどを含む。

【0021】

電力信号ガルバニック絶縁装置１１４は、磁気又は変圧器型ＤＣ－ＤＣコンバータ、静電容量型ＤＣ－ＤＣコンバータなどのＤＣ－ＤＣコンバータとして構成されてもよい。例えば、変圧器型ＤＣ－ＤＣコンバータでは、入力電力信号（例えば、＋Ｖ及びＧＮＤ）は、最初に入力ＡＣ信号に変換され、入力ＡＣ信号は、変圧器の一次巻線に印加され、一次巻線と二次巻線との磁気結合により、二次巻線の両端に出力ＡＣ信号が生成され、整流器は、出力ＡＣ信号を出力電力信号（例えば、＋Ｖ＿ＩＳＯ及びＧＮＤ＿ＩＳＯ）に変換する。変圧器は、ＤＣ－ＤＣコンバータの入力と出力との間にガルバニック絶縁を提供する。

【0022】

静電容量型ＤＣ－ＤＣコンバータでは、チャージポンプは、入力電力信号（例えば、＋Ｖ及びＧＮＤ）に基づいて分路コンデンサを充電し、分路コンデンサは、入力と出力との間に直列接続されるように再配置され、再配置によって出力電力信号（例えば、＋Ｖ＿ＩＳＯ及びＧＮＤ＿ＩＳＯ）が生成される。コンデンサは、ＤＣ－ＤＣコンバータの入力と出力との間にガルバニック絶縁を提供する。

【0023】

データ信号ガルバニック絶縁装置１１２及び電力信号ガルバニック絶縁装置１１４は、通信ケーブル１００内のいずれの位置に配置されてもよい。例えば、ガルバニック絶縁装置１１２及び１１４は、第１のコネクタ１１０（任意の位置１）に配置されてもよい。これらはまた、第２のコネクタ１７０（任意の位置２）に配置されてもよい。又は、通信ケーブル１００は、ガルバニック絶縁装置１１２及び１１４が（任意の位置３に）配置されてもよい中間ハウジング１５０を更に含んでもよい。この代替の実施形態では、データ信号絶縁装置１１２は、通信媒体１２０Ａ又は１２０Ｂを介してデータ信号を受信し、ガルバニック絶縁データ信号を生成して、それぞれ通信媒体１２０Ｂ又は１２０Ａを介して伝送してもよい。同様に、電力信号絶縁装置１１４は、通信媒体１３０Ａを介して電力信号（例えば、＋Ｖ及びＧＮＤ）を受信し、ガルバニック絶縁電力信号（例えば、＋Ｖ＿ＩＳＯ及びＧＮＤ＿ＩＳＯ）を生成して、通信媒体１３０Ｂを介して伝送してもよい。更に、データ信号ガルバニック絶縁装置１１２は、電力信号ガルバニック絶縁装置１１４と同じ位置に配置される必要がないことが理解されるべきである。

【0024】

電気－光変換器を含むデータ信号ガルバニック絶縁装置１１２の場合、上述したようにデータ信号が比較的高いビットレートを有する場合のように、電気－光変換器１１２がデータ信号のソース（ｓｏｕｒｃｅ）に近接していることが好ましい場合がある。例えば、高いビットレートのデータ信号のソースが第１の装置である場合、電気－光変換器１１２が第１のコネクタ１１０のハウジング内に配置されることが好ましい場合がある。同様に、高いビットレートのデータ信号のソースが第２の装置である場合、電気－光変換器１１２が第２のコネクタ１７０のハウジング内に配置されることが好ましい場合がある。このようにして、光信号の伝送は、第１のコネクタ１１０と第２のコネクタ１７０との間の１つ以上の光ファイバ１２０Ａに沿って行われる。

【0025】

上記の当然の結果として、データ信号ガルバニック絶縁装置１１２の対応する光－電気変換器は、好ましくは、データ信号のシンクの近くに配置されてもよい。例えば、高いビットレートのデータ信号のソースが第１の装置である場合、光－電気変換器１１２が第２のコネクタ１７０のハウジング内に配置されることが好ましい場合がある。同様に、高いビットレートのデータ信号のソースが第２の装置である場合、光－電気変換器１１２が第１のコネクタ１１０のハウジング内に配置されることが好ましい場合がある。

【0026】

図２は、本開示の別の態様に係るガルバニック絶縁保護を備えた別の例示的なデータ及び電力通信ケーブル２００のブロック／概略図を示す。データ及び電力通信ケーブル２００は、データ及び電力通信ケーブル１００に類似しているが、代わりに、以下で更に説明するように、２つのタイプのデータ信号；高速（ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ（ＨＳ））データ信号及び低速（ｌｏｗ－ｓｐｅｅｄ（ＬＳ））データ信号、及び関連するガルバニック絶縁装置を含む。高速対低速（ＨＳ ｖｅｒｓｕｓ ＬＳ）とは、ＨＳデータ信号のビットレートがＬＳデータ信号のビットレートよりも高いことを意味する。

【0027】

データ及び電力通信ケーブル２００は、第１のコネクタ２１０、第２のコネクタ２７０、及び両端がそれぞれ第１のコネクタ２１０と第２のコネクタ２７０に機械的に結合された通信媒体のセット２９０を含む。第１のコネクタ２１０は、第１の装置（図示せず）に接続するように構成され、この第１の装置は、この例では、電力信号（例えば、＋Ｖ及びＧＮＤ）のソースとして機能する。第１の装置はまた、ＨＳデータ信号のソースとして、並びにＬＳデータ信号のソース及びシンクとして機能してもよい。第２のコネクタ２７０は、第２の装置（図示せず）に接続するように構成され、この第２の装置は、この例では、ガルバニック絶縁電力信号（例えば、＋Ｖ＿ＩＳＯ及びＧＮＤ＿ＩＳＯ）のシンクとして機能する。第２の装置はまた、ＨＳデータ信号のシンクとして、並びにＬＳデータ信号のシンク及びソースとして機能してもよい。

【0028】

通信ケーブル２００は、ＨＳデータ信号ガルバニック絶縁装置２１２、ＬＳデータ信号ガルバニック絶縁装置２１４及び電力信号ガルバニック絶縁装置２１６を含む。ＨＳデータ信号絶縁装置２１２は、第１及び第２の装置のＨＳデータ信号関連電子回路（ＨＳ ｄａｔａ ｓｉｇｎａｌ ｒｅｌａｔｅｄ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）を互いに電気的に絶縁する。ＬＳデータ信号絶縁装置２１４は、第１及び第２の装置のＬＳデータ信号関連電子回路を互いに電気的に絶縁する。電力信号絶縁装置２１６は、第１及び第２の装置の電力信号関連電子回路を互いに電気的に絶縁する。

【0029】

データ及び電力通信ケーブル１００を参照して説明されるように、ＨＳデータ信号絶縁装置２１２は、第１又は第２の装置のいずれか１つから電気ＨＳデータ信号を受信し、該電気ＨＳデータ信号を光信号に変換する電気－光変換器として、及び光信号を電気ＨＳデータ信号に再変換する光－電気変換器として構成されてもよい。この場合、光信号は、第１のコネクタ２１０と第２のコネクタ２７０との間の１つ以上の光ファイバを介して伝送される。

【0030】

また、データ及び電力通信ケーブル１００を参照して説明されるように、ＬＳデータ信号絶縁装置２１４は、オプトカプラ（ｏｐｔｏｃｏｕｐｌｅｒ）又は光アイソレータ、ＤＣブロッキングコンデンサ、磁束絶縁変圧器、又はホール効果センサとして構成されてもよい。電力信号絶縁装置２１６は、変圧器型ＤＣ－ＤＣコンバータ又は静電容量型ＤＣ－ＤＣコンバータなどのＤＣ－ＤＣコンバータとして構成されてもよい。

【0031】

ＨＳデータ、ＬＳデータ及び電力信号ガルバニック絶縁装置２１２、２１４及び２１６は、通信ケーブル２００内のいずれの位置に配置されてもよい。例えば、ガルバニック絶縁装置２１２、２１４及び２１６は、第１のコネクタ２１０（任意の位置１）に配置されてもよい。これらはまた、第２のコネクタ２７０（任意の位置２）に配置されてもよい。又は、通信ケーブル２００は、ガルバニック絶縁装置２１２、２１４及び２１６が（任意の位置３に）配置されてもよい中間ハウジング２５０を更に含んでもよい。この代替の実施形態では、ＨＳ及びＬＳデータ信号絶縁装置２１２及び２１４は、通信媒体２２０Ａ／２３０Ａ又は２２０Ｂ／２３０Ｂを介してＨＳ及びＬＳデータ信号を受信し、ガルバニック絶縁ＨＳとＬＳデータ信号を生成して、それぞれ通信媒体２２０Ｂ／２３０Ｂ又は２２０Ａ／２３０Ａを介して伝送してもよい。同様に、電力信号絶縁装置２１６は、通信媒体２４０Ａを介して電力信号（例えば、＋Ｖ及びＧＮＤ）を受信し、ガルバニック絶縁電力信号（例えば、＋Ｖ＿ＩＳＯ及びＧＮＤ＿ＩＳＯ）を生成して、通信媒体２４０Ｂを介して伝送してもよい。更に、ガルバニック絶縁装置２１２、２１４及び２１６は、通信ケーブル２００と同じ領域内に配置される必要がないことが理解されるべきである。

【0032】

電気－光変換器及び光－電気変換器を含むＨＳデータ信号ガルバニック絶縁装置２１２の場合、電気－光変換器は、ＨＳデータ信号のソースに近接していることが好ましい。例えば、ＨＳデータ信号のソースが第１の装置である場合、電気－光変換器が第１のコネクタ２１０のハウジング内に配置されることが好ましい場合がある。同様に、ＨＳデータ信号のソースが第２の装置である場合、電気－光変換器が第２のコネクタ２７０のハウジング内に配置されることが好ましい場合がある。このようにして、光信号の伝送は、第１のコネクタ２１０と第２のコネクタ２７０との間の１つ以上の光ファイバに沿って行われる。

【0033】

上記の当然の結果として、ＨＳデータ信号ガルバニック絶縁装置２１２の対応する光－電気変換器は、好ましくは、データ信号のシンクの近くに配置されてもよい。例えば、ＨＳデータ信号のソースが第１の装置である場合、光－電気変換器が第２のコネクタ２７０のハウジング内に配置されることが好ましい場合がある。同様に、ＨＳデータ信号のソースが第２の装置である場合、光－電気変換器が第１のコネクタ２１０のハウジング内に配置されることが好ましい場合がある。

【0034】

図３は、本開示の別の態様に係るガルバニック絶縁保護を備えた別の例示的なデータ及び電力通信ケーブル３００のブロック／概略図を示す。データ及び電力通信ケーブル３００は、前述のデータ及び電力通信ケーブル１００の例示的なより詳細な実装であってもよい。一例として、データ及び電力通信ケーブル３００は、ケーブルのデータ側及び電力側のためのガルバニック絶縁保護を備えたＵＳＢケーブルとして構成されてもよい。

【0035】

データ及び電力通信ケーブル３００は、第１のコネクタ３１０、第２のコネクタ３７０、及び両端がそれぞれ第１のコネクタ３１０と第２のコネクタ３７０に機械的に結合された通信媒体のセット３９０を含む。第１のコネクタ３１０は、第１の装置（図示せず）のコネクタと嵌合するように構成される。ＵＳＢケーブルがデータの伝送において双方向であるため、第１のコネクタ３１０は、第１の装置からデータ信号（Ｄ＋／Ｄ－）を受信し、第１の装置にデータ信号（Ｄ＋／Ｄ－）を提供するように構成される。更に、この例では、第１の装置は、電力信号（ＶＢＵＳ及びＧＮＤ）のソースとして機能する。したがって、第１のコネクタ３１０は、第１の装置から電力信号（ＶＢＵＳ及びＧＮＤ）を受信するように構成される。

【0036】

第２のコネクタ３７０は、第２の装置（図示せず）のコネクタと嵌合するように構成される。説明されるように、ＵＳＢケーブルがデータの伝送において双方向であるため、第２のコネクタ３７０は、第２の装置にデータ信号（Ｄ＋／Ｄ－）を提供し、第２の装置からデータ信号（Ｄ＋／Ｄ－）を受信するように構成される。更に、この例では、第２の装置は、ガルバニック絶縁電力信号（ＶＢＵＳ＿ＩＳＯ及びＧＮＤ＿ＩＳＯ）のシンクとして機能する。したがって、第２のコネクタ３７０は、ガルバニック絶縁電力信号（ＶＢＵＳ＿ＩＳＯ及びＧＮＤ＿ＩＳＯ）を第２の装置に提供するように構成される。

【0037】

第１及び第２の装置のデータ関連電子回路にガルバニック絶縁を提供するために、第１のコネクタ３１０は、半二重－全二重変換器（ｈａｌｆ－ｔｏ－ｆｕｌｌ ｄｕｐｌｅｘ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）３１２、レーザダイオードドライバー（ＬＤＤ）３１４、垂直共振器面発光型レーザ（ＶＣＳＥＬ）３１６、光検出器３１８及びトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）３２０を含む。半二重－全二重変換器３１２は、双方向データ信号（Ｄ＋／Ｄ－）が、半二重（ｈａｌｆ－ｄｕｐｌｅｘ）（同時にではなく、例えば、時分割多重化された方法）又は全二重（ｆｕｌｌ－ｄｕｐｌｅｘ）（同時）方法で第１の装置から受信され、第１の装置に送信されることを可能にする。

【0038】

半二重／全二重変換器３１２は、第１の装置から受信された電気データ信号をＬＤＤ３１４に提供する。ＬＤＤ３１４及びＶＣＳＥＬ３１６は、電気－光変換器として動作する。すなわち、ＬＤＤ３１４は、ＶＣＳＥＬ３１６を駆動するのに十分な電気データ信号をブーストする。ＶＣＳＥＬ３１６は、ＬＤＤ３１４からの駆動信号に基づいて光信号を生成する。光信号は、通信媒体のセット３９０の一部として、光ファイバ３３０を介して第１のコネクタ３１０から第２のコネクタ３７０に伝送される。

【0039】

光検出器３１８は、通信媒体のセット３９０の一部として、別の光ファイバ３３２を介して第２のコネクタ３７０から光信号を受信する。光検出器３１８及びＴＩＡ３２０は、光－電気変換器として動作する。すなわち、光検出器３１８は、光データ信号を電流データ信号に変換する。ＴＩＡ３２０は、電流データ信号を電圧データ信号に変換する。上述したように、半二重－全二重変換器３１２は、電圧データ信号を半二重又は全二重の方法で第１の装置に提供する。

【0040】

第２のコネクタ３７０は、半二重－全二重変換器３５８、光検出器３５０、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）３５２、レーザダイオードドライバー（ＬＤＤ）３５４及び垂直共振器面発光型レーザ（ＶＣＳＥＬ）３５６を含む。同様に、半二重－全二重変換器３５８は、双方向データ信号（Ｄ＋／Ｄ－）が、半二重又は全二重の方法で第２の装置に送信され、第２の装置から受信されることを可能にする。

【0041】

光検出器３５０は、光ファイバ３３０を介して第１のコネクタ３１０から光データ信号を受信する。光検出器３５０及びＴＩＡ３５２は、光－電気変換器として動作する。すなわち、光検出器３５０は、光データ信号を電流データ信号に変換する。ＴＩＡ３５２は、電流データ信号を電圧データ信号に変換する。上述したように、半二重－全二重変換器３５８は、電圧データ信号を半二重又は全二重の方法で第２の装置に提供する。

【0042】

半二重－全二重変換器３５８は、第２の装置から受信された電気データ信号をＬＤＤ３５４に提供する。ＬＤＤ３５４及びＶＣＳＥＬ３５６は、電気－光変換器として動作する。すなわち、ＬＤＤ３５４は、ＶＣＳＥＬ３５６を駆動するのに十分な電気データ信号をブーストする。ＶＣＳＥＬ３５６は、ＬＤＤ３５４からの駆動信号に基づいて光データ信号を生成する。光データ信号は、光ファイバ３３２を介して第２のコネクタ３７０から第１のコネクタ３１０に伝送される。

【0043】

第１の装置と第２の装置との間のデータ信号（Ｄ＋／Ｄ－）の伝送が通信ケーブル３００に沿った光ドメインで行われるため、第１の装置及び第２の装置のデータ関連回路の間のガルバニック絶縁は達成される。

【0044】

電力信号に関して、第１のコネクタ３１０は、第１の装置から電力信号（ＶＢＵＳ／ＧＮＤ）を受信するように構成される。矢印で示されるように、電力信号ＶＢＵＳ／ＧＮＤは、例えば、ＬＤＤ３１４及び／又はＴＩＡ３２０などの第１のコネクタ３１０内の電気回路／装置に電力を供給する。電力信号ＶＢＵＳとＧＮＤは、それぞれ、通信媒体のセット３９０の有線媒体３４０と３４２に結合されて、第１のコネクタ３１０から第２のコネクタ３７０に伝送される。第２のコネクタ３７０は、それぞれ、有線媒体３４０と３４２を介して電力信号ＶＢＵＳとＧＮＤを受信し、ガルバニック絶縁された電力信号ＶＢＵＳ＿ＩＳＯとＧＮＤ＿ＩＳＯを生成するように構成されたＤＣ－ＤＣコンバータ３６０を含む。矢印で示されるように、電力信号ＶＢＵＳ＿ＩＳＯ／ＧＮＤ＿ＩＳＯは、例えば、ＴＩＡ３５２及び／又はＬＤＤ３５４などの第２のコネクタ３７０内の電気回路／装置に電力を供給する。第２のコネクタ３７０は、ガルバニック絶縁された電力信号ＶＢＵＳ＿ＩＳＯ及びＧＮＤ＿ＩＳＯを第２の装置に提供する。

【0045】

したがって、ＤＣ－ＤＣコンバータ３６０を使用することにより、第１及び第２の装置の電力信号関連回路の間のガルバニック絶縁は達成される。この例では、ＤＣ－ＤＣコンバータ３６０が第２のコンバータ３７０に配置されるが、ＤＣ－ＤＣコンバータ３６０は、第１のコネクタ３１０又は通信ケーブル３００に沿った他の位置に配置されてもよいことが理解されるべきである。

【0046】

図４は、本開示の別の態様に係るガルバニック絶縁保護を備えた別の例示的なデータ及び電力通信ケーブル４００のブロック／概略図を示す。データ及び電力通信ケーブル４００は、前述のデータ及び電力通信ケーブル２００の例示的なより詳細な実装であってもよい。一例として、データ及び電力通信ケーブル４００は、ケーブルのデータ側及び電力側のためのガルバニック絶縁保護を備えたＨＤＭＩ規格のケーブルとして構成されてもよい。

【0047】

データ及び電力通信ケーブル４００は、第１のコネクタ４１０、第２のコネクタ４７０、及び両端がそれぞれ第１のコネクタ４１０と第２のコネクタ４７０に機械的に結合された通信媒体のセット４９０を含む。第１のコネクタ４１０は、第１の装置（図示せず）のコネクタと嵌合するように構成される。この例では、ＨＤＭＩ規格の通信ケーブル４００の第１のコネクタ４１０は、高速（マルチメディア）データ信号のソース（すなわち、第１の装置）に結合される。これに関して、第１のコネクタ４１０は、第１の装置から伝送最小化差動信号（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ－ｍｉｎｉｍｉｚｅｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ（ＴＤＭＳ））データ０＋／０－～ＴＤＭＳデータ２＋／２－及びＴＤＭＳ ＣＬＫ＋／ＣＬＫ－を受信するように構成される。

【0048】

第１のコネクタ４１０はまた、第１の装置に低速制御データ信号を送信し、第１の装置から低速制御データ信号を受信するように構成される。ＨＤＭＩアプリケーションの場合、これらの制御データ信号は、ＣＥＣ、ＳＣＬ、ＳＤＡ及びＨＰＤを含む。更に、第１のコネクタ４１０は、第１の装置から電力信号（＋５Ｖ及びＧＮＤ）を受信するように構成される。

【0049】

第１及び第２の装置の高速データ関連電子回路にガルバニック絶縁を提供するために（他の理由の中で）、第１のコネクタ４１０は、レーザダイオードドライバー（ＬＤＤ）４１２－０～４１２－２及び４１２－ＣＬＫのセットと、垂直共振器面発光型レーザ（ＶＣＳＥＬ）４１４－０～４１４－２及び４１４－ＣＬＫのセットとを含む電気－光変換器を含む。ＬＤＤ４１２－０～４１２－２及び４１２－ＣＬＫは、それぞれ、電気ＴＤＭＳデータ信号０＋／０－～２＋／２－及びＣＬＫ＋／ＣＬＫ－を、ＶＣＳＥＬ４１４－０～４１４－２及び４１４－ＣＬＫのセットを駆動するのに十分な電力でブーストする。ＶＣＳＥＬ４１４－０～４１４－２及び４１４－ＣＬＫのセットは、それぞれ、ＬＤＤ４１２－０～４１２－２及び４１２－ＣＬＫからの駆動信号に基づいて光データ信号を生成する。光データ信号は、通信媒体のセット４９０の一部として、光ファイバ４２０－０～４２０－２及び４２０－ＣＬＫのセットを介して、第１のコネクタ４１０から第２のコネクタ４７０に伝送される。第１のコネクタ４１０は、光ファイバの数を１つ以上に減らすためのマルチプレクサを含んでもよいことが理解されるべきである。

【0050】

第２のコネクタ４７０は、第２の装置（図示せず）のコネクタと嵌合するように構成される。この例では、ＨＤＭＩ規格の通信ケーブル４００の第２のコネクタ４７０は、高速（マルチメディア）データ信号のシンク（すなわち、第２の装置）に結合される。これに関して、第２のコネクタ４７０は、伝送最小化差動信号（ＴＤＭＳ）データ０＋／０－～ＴＤＭＳデータ２＋／２－及びＴＤＭＳ ＣＬＫ＋／ＣＬＫ－を第２の装置に提供するように構成される。

【0051】

第２のコネクタ４７０はまた、第２の装置に低速制御データ信号を送信し、第２の装置から低速制御データ信号を受信するように構成される。説明されるように、ＨＤＭＩアプリケーションの場合、これらの制御データ信号は、ＣＥＣ、ＳＣＬ、ＳＤＡ及びＨＰＤを含む。更に、第２のコネクタ４７０は、ガルバニック絶縁された電力信号（＋５Ｖ＿ＩＳＯ及びＧＮＤ＿ＩＳＯ）を第２の装置に送信するように構成される。

【0052】

第１及び第２の装置の高速データ関連電子回路にガルバニック絶縁を提供するために（他の理由の中で）、第２のコネクタ４７０は、光検出器（ｐｈｏｔｏ ｄｅｔｅｃｔｏｒ（ＰＤ））４７２－０～４７２－２及び４７２－ＣＬＫのセットと、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）４７４－０～４７４－２及び４７４－ＣＬＫのセットとを含む光－電気変換器を含む。光検出器（ＰＤ）４７２－０～４７２－２及び４７２－ＣＬＫのセットは、それぞれ、光ファイバ４２０－０～４２０－２及び４２０－ＣＬＫを介して第１のコネクタ４１０から光データ信号を受信する。光検出器（ＰＤ）４７２－０～４７２－２及び４７２－ＣＬＫは、光データ信号を対応する電流データ信号に変換する。ＴＩＡ４７４－０～４７４－２及び４７４－ＣＬＫのセットは、電流データ信号を電圧データ信号に変換し、これらは、伝送最小化差動信号（ＴＤＭＳ）データ０＋／０－～ＴＤＭＳデータ２＋／２－及びＴＤＭＳ ＣＬＫ＋／ＣＬＫ－であってもよい。第２のコネクタ４７０は、伝送最小化差動信号（ＴＤＭＳ）データ０＋／０－～ＴＤＭＳデータ２＋／２－及びＴＤＭＳ ＣＬＫ＋／ＣＬＫ－を第２の装置に提供する。上述したように、第２のコネクタ４７０は、光ファイバの数を減らすための対応するデマルチプレクサを含んでもよいことが理解されるべきである。

【0053】

第１の装置と第２の装置との間のＴＤＭＳデータ信号の伝送が通信ケーブル４００に沿った光ドメインで行われるため、第１の装置及び第２の装置の高速データ関連回路の間のガルバニック絶縁は達成される。

【0054】

低速制御信号（ＣＥＣ、ＳＣＬ、ＳＤＡ及びＨＰＤ）に関して、第２のコネクタ４７０は、有線によるデータのガルバニック絶縁装置４７６、４７８、４８０及び４８２を含む。ガルバニック絶縁装置４７６、４７８、４８０及び４８２のそれぞれは、オプトカプラ又は光アイソレータ、ＤＣブロッキングコンデンサ、磁束絶縁変圧器、又はホール効果センサとして構成されてもよい。ガルバニック絶縁装置４７６、４７８、４８０及び４８２は、それぞれ、有線媒体４３０、４３２、４３４及び４３６を介して、又は第２の装置からＣＥＣ、ＳＣＬ、ＳＤＡ及びＨＰＤを受信し、ガルバニック絶縁されたＣＥＣ、ＳＣＬ、ＳＤＡ及びＨＰＤ信号を、有線媒体４３０、４３２、４３４及び４３６を介して第２の装置又は第１の装置に提供する。有線媒体４３０、４３２、４３４及び４３６は、通信媒体のセット４９０の一部である。

【0055】

したがって、ガルバニック絶縁装置４７６、４７８、４８０及び４８２を使用することにより、第１及び第２の装置の低速制御データ信号関連回路の間のガルバニック絶縁は達成される。この例では、ガルバニック絶縁装置４７６、４７８、４８０及び４８２が第２のコンバータ４７０に配置されるが、ガルバニック絶縁装置４７６、４７８、４８０及び４８２は、第１のコネクタ４１０内又は通信ケーブル４００に沿った他の位置に配置されてもよいことが理解されるべきである。更に、ガルバニック絶縁装置４７６、４７８、４８０及び４８２は、通信ケーブル４００と同じハウジング内に配置される必要がないことが理解されるべきである。

【0056】

電力信号に関して、第１のコネクタ４１０は、第１の装置から電力信号（＋５Ｖ／ＧＮＤ）を受信するように構成される。矢印で示されるように、電力信号＋５Ｖ／ＧＮＤは、例えば、ＬＤＤ４１２－０～４１２－２及び４１２－ＣＬＫなどの第１のコネクタ４１０内の電気回路／装置に電力を供給する。電力信号＋５ＶとＧＮＤは、それぞれ、通信媒体のセット４９０の有線媒体４４０と４４２に結合されて、第１のコネクタ４１０から第２のコネクタ４７０に伝送される。第２のコネクタ４７０は、それぞれ、有線媒体４４０と４４２を介して電力信号＋５ＶとＧＮＤを受信し、ガルバニック絶縁された電力信号＋５Ｖ＿ＩＳＯとＧＮＤ＿ＩＳＯを生成するように構成されたＤＣ－ＤＣコンバータ４８４を含む。矢印で示されるように、ガルバニック絶縁された電力信号＋５Ｖ＿ＩＳＯ／ＧＮＤ＿ＩＳＯは、例えば、ＴＩＡ４７４－０～４７４－２及び４７４－ＣＬＫなどの第２のコネクタ４７０内の電気回路／装置に電力を供給する。第２のコネクタ４７０は、ガルバニック絶縁された電力信号＋５Ｖ＿ＩＳＯ及びＧＮＤ＿ＩＳＯを第２の装置に提供する。

【0057】

したがって、ＤＣ－ＤＣコンバータ４８４を使用することにより、第１及び第２の装置の電力信号関連回路の間のガルバニック絶縁は達成される。この例では、ＤＣ－ＤＣコンバータ４８４が第２のコンバータ４７０に配置されるが、ＤＣ－ＤＣコンバータ４８４は、第１のコネクタ４１０又は通信ケーブル４００に沿った他の位置に配置されてもよいことが理解されるべきである。

【0058】

図５Ａは、本開示の別の態様に係るガルバニック絶縁保護を備えた別の例示的なデータ及び電力通信ケーブル５００のブロック／概略図を示す。データ及び電力通信ケーブル５００は、前述のデータ及び電力通信ケーブル２００の例示的なより詳細な実装であってもよい。一例として、データ及び電力通信ケーブル５００は、ケーブルのデータ側及び電力側のためのガルバニック絶縁保護を備えたディスプレイポート規格のケーブルとして構成されてもよい。この例では、通信ケーブル５００は、高速データソースのみから電力信号を受信するバージョンである。

【0059】

特に、データ及び電力通信ケーブル５００は、第１のコネクタ５１０、第２のコネクタ５７０、及び両端がそれぞれ第１のコネクタ５１０と第２のコネクタ５７０に機械的に結合された通信媒体のセット５９０を含む。第１のコネクタ５１０は、第１の装置（図示せず）のコネクタと嵌合するように構成される。この例では、ディスプレイポート規格の通信ケーブル５００の第１のコネクタ５１０は、高速（マルチメディア）データ信号のソース（すなわち、第１の装置）に結合される。これに関して、第１のコネクタ５１０は、第１の装置から高速（マルチメディア）電気データ信号ＭＬ＿ＬＡＮＥ０＋／０－～ＭＬ＿ＬＡＮＥ３＋／３－を受信するように構成される。

【0060】

第１のコネクタ５１０はまた、第１の装置に低速制御データ信号を送信し、第１の装置から低速制御データ信号を受信するように構成される。ディスプレイポートアプリケーションの場合、これらの制御データ信号は、補助チャネルＡＵＸ ＣＨ＋／ＣＨ－及びホットプラグ検出（ＨＰＤ）を含む。更に、第１のコネクタ５１０は、第１の装置から電力信号（ＤＰ＿ＰＷＲ及びＲＥＴＵＮＲ）を受信するように構成される。

【0061】

第１及び第２の装置の高速データ関連電子回路にガルバニック絶縁を提供するために（他の理由の中で）、第１のコネクタ５１０は、レーザダイオードドライバー（ＬＤＤ）５１２－０～５１２－３のセットと、垂直共振器面発光型レーザ（ＶＣＳＥＬ）５１４－０～５１４－３のセットとを含む電気－光変換器を含む。ＬＤＤ５１２－０～５１２－３は、それぞれ、電気データ信号ＭＬ＿ＬＡＮＥ０＋／０－～ＭＬ＿ＬＡＮＥ３＋／３－を、ＶＣＳＥＬ５１４－０～５１４－３のセットを駆動するのに十分な電力でブーストする。ＶＣＳＥＬ５１４－０～５１４－３のセットは、それぞれ、ＬＤＤ５１２－０～５１２－３からの駆動信号に基づいて光データ信号を生成する。光データ信号は、通信媒体のセット５９０の一部として、光ファイバ５２０－０～５２０－３のセットを介して、第１のコネクタ５１０から第２のコネクタ５７０に伝送される。第１のコネクタ５１０は、光ファイバの数を１つ以上に減らすためのマルチプレクサを含んでもよいことが理解されるべきである。

【0062】

第２のコネクタ５７０は、第２の装置（図示せず）のコネクタと嵌合するように構成される。この例では、ディスプレイポート規格の通信ケーブル５００の第２のコネクタ５７０は、高速（マルチメディア）データ信号のシンク（すなわち、第２の装置）と結合されるように構成される。これに関して、第２のコネクタ５７０は、高速電気データ信号ＭＬ＿ＬＡＮＥ０＋／０－～ＭＬ＿ＬＡＮＥ３＋／３－を第２の装置に提供するように構成される。

【0063】

第２のコネクタ５７０はまた、第２の装置に低速制御データ信号を送信し、第２の装置から低速制御データ信号を受信するように構成される。説明されるように、ディスプレイポートアプリケーションの場合、これらの制御データ信号は、ＡＵＸ ＣＨ＋／－及びＨＰＤを含む。更に、第２のコネクタ５７０は、ガルバニック絶縁された電力信号（＋５Ｖ＿ＩＳＯ及びＧＮＤ＿ＩＳＯ）を第２の装置に送信するように構成される。

【0064】

第１及び第２の装置の高速データ関連電子回路にガルバニック絶縁を提供するために（他の理由の中で）、第２のコネクタ５７０は、光検出器（ＰＤ）５７２－０～５７２－３のセットと、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）５７４－０～５７４－３のセットとを含む光－電気変換器を含む。光検出器（ＰＤ）５７２－０～５７２－３のセットは、それぞれ、光ファイバ５２０－０～５２０－３を介して第１のコネクタ５１０から光データ信号を受信する。光検出器（ＰＤ）５７２－０～５７２－３は、光データ信号を対応する電流データ信号に変換する。ＴＩＡ５７４－０～５７４－３のセットは、電流データ信号を電圧データ信号に変換し、これらは、高速電気データ信号ＭＬ＿ＬＡＮＥ０＋／０－～ＭＬ＿ＬＡＮＥ３＋／３－であってもよい。第２のコネクタ５７０は、高速電気データ信号ＭＬ＿ＬＡＮＥ０＋／０－～ＭＬ＿ＬＡＮＥ３＋／３－を第２の装置に提供する。上述したように、第２のコネクタ５７０は、光ファイバの数を減らすための対応するデマルチプレクサを含んでもよいことが理解されるべきである。

【0065】

第１の装置と第２の装置との間の高速データ信号の伝送が通信ケーブル５００に沿った光ドメインで行われるため、第１の装置及び第２の装置の高速データ関連回路の間のガルバニック絶縁は達成される。

【0066】

低速制御信号（ＡＵＸ ＣＨ＋／ＣＨ－及びＨＰＤ）に関して、第２のコネクタ５７０は、有線によるデータのガルバニック絶縁装置５７６、５７８及び５８０を含む。ガルバニック絶縁装置５７６、５７８及び５８０のそれぞれは、オプトカプラ又は光アイソレータ、ＤＣブロッキングコンデンサ、磁束絶縁変圧器、又はホール効果センサとして構成されてもよい。ガルバニック絶縁装置５７６、５７８及び５８０は、有線媒体５３０、５３２及び５３４を介して、又は第２の装置からＡＵＸ ＣＨ＋／－及びＨＰＤを受信し、ガルバニック絶縁されたＡＵＸ ＣＨ＋／－及びＨＰＤ信号を、有線媒体５３０、５３２及び５３４を介して第２の装置又は第１の装置に提供する。有線媒体５３０、５３２及び５３４は、通信媒体のセット５９０の一部である。

【0067】

したがって、ガルバニック絶縁装置５７６、５７８及び５８０を使用することにより、第１及び第２の装置の低速制御データ信号関連回路の間のガルバニック絶縁は達成される。この例では、ガルバニック絶縁装置５７６、５７８及び５８０が第２のコンバータ５７０に配置されるが、ガルバニック絶縁装置５７６、５７８及び５８０は、第１のコネクタ５１０内又は通信ケーブル５００に沿った他の位置に配置されてもよいことが理解されるべきである。更に、ガルバニック絶縁装置５７６、５７８及び５８０は、通信ケーブル５００と同じハウジング内に配置される必要がないことが理解されるべきである。

【0068】

電力信号に関して、第１のコネクタ５１０は、第１の装置から電力信号（ＤＰ＿ＰＷＲ／ＲＥＴＵＮＲ）を受信するように構成される。矢印で示されるように、電力信号（ＤＰ＿ＰＷＲ／ＲＥＴＵＮＲ）は、例えば、ＬＤＤ５１２－０～５１２－３などの第１のコネクタ５１０内の電気回路／装置に電力を供給する。電力信号ＤＰ＿ＰＷＲ及びＲＥＴＵＮＲは、それぞれ、通信媒体のセット５９０の有線媒体５４０と５４２に結合されて、第１のコネクタ５１０から第２のコネクタ５７０に伝送される。第２のコネクタ５７０は、それぞれ、有線媒体５４０と５４２を介して電力信号ＤＰ＿ＰＷＲとＲＥＴＵＮＲを受信し、ガルバニック絶縁された電力信号ＤＰ＿ＰＷＲ＿ＩＳＯとＲＥＴＵＮＲ＿ＩＳＯを生成するように構成されたＤＣ－ＤＣコンバータ５８２を含む。矢印で示されるように、ガルバニック絶縁された電力信号ＤＰ＿ＰＷＲ＿ＩＳＯ／ＧＮＤ＿ＩＳＯは、例えば、ＴＩＡ５７４－０～５７４－３などの第２のコネクタ５７０内の電気回路／装置に電力を供給する。第２のコネクタ５７０は、ガルバニック絶縁された電力信号ＤＰ＿ＰＷＲ＿ＩＳＯ及びＲＥＴＵＮＲ＿ＩＳＯを第２の装置に提供する。

【0069】

したがって、ＤＣ－ＤＣコンバータ５８２を使用することにより、第１及び第２の装置の電力信号関連回路の間のガルバニック絶縁は達成される。この例では、ＤＣ－ＤＣコンバータ５８２が第２のコンバータ５７０に配置されるが、ＤＣ－ＤＣコンバータ５８２は、第１のコネクタ５１０又は通信ケーブル５００に沿った他の位置に配置されてもよいことが理解されるべきである。

【0070】

図５Ｂは、本開示の別の態様に係るガルバニック絶縁保護を備えた別の例示的なデータ及び電力通信ケーブル５０５のブロック／概略図を示す。通信ケーブル５０５は、前述の通信ケーブル５００の変形であり、それぞれ同じ参照番号で示されるのと同じ多くの要素を含む。通信ケーブル５０５は、ケーブルが高速データソース及び高速データシンクの両方から電力を受けるという点で通信ケーブル５００とは異なる。

【0071】

この点に関して、電力信号ＤＰ＿ＰＷＲ及びＲＥＴＵＮＲは、第１のコネクタ５１０から第２のコネクタ５７０に、又はその逆に通信される必要がない。示されるように、第１の装置から第１のコネクタ５１０によって受信される電力信号ＤＰ＿ＰＷＲ及びＲＥＴＵＮＲは、ＬＤＤ５１２－０～５１２－３などの第１のコネクタ５１０の内部の回路に電力を供給する。同様に、第２の装置から第２のコネクタ５７０によって受信された電力信号ＤＰ＿ＰＷＲ及びＲＥＴＵＮＲは、ＴＩＡ５７４－０～５７４－３などの第２のコネクタ５７０の内部の回路に電力を供給する。

【0072】

図６は、本開示の別の態様に係るガルバニック絶縁保護を備えた別の例示的なデータ及び電力通信ケーブル６００のブロック／概略図を示す。データ及び電力通信ケーブル６００は、前述のデータ及び電力通信ケーブル２００の例示的なより詳細な実装であってもよい。一例として、データ及び電力通信ケーブル６００は、ケーブルのデータ側及び電力側のためのガルバニック絶縁保護を備えたＤＶＩ規格のケーブルとして構成されてもよい。

【0073】

データ及び電力通信ケーブル６００は、第１のコネクタ６１０、第２のコネクタ６７０、及び両端がそれぞれ第１のコネクタ６１０と第２のコネクタ６７０に機械的に結合された通信媒体のセット６９０を含む。第１のコネクタ６１０は、第１の装置（図示せず）のコネクタと嵌合するように構成される。この例では、ＤＶＩ規格の通信ケーブル６００の第１のコネクタ６１０は、高速（マルチメディア）データ信号のソース（すなわち、第１の装置）と嵌合するように構成される。これに関して、第１のコネクタ６１０は、第１の装置から伝送最小化差動信号（ＴＤＭＳ）データ０＋／０－～ＴＤＭＳデータ５＋／５－及びＴＤＭＳ ＣＬＫ＋／ＣＬＫ－を受信するように構成される。

【0074】

第１のコネクタ６１０はまた、第１の装置に低速制御データ信号を送信し、第１の装置から低速制御データ信号を受信するように構成される。ＤＶＩアプリケーションの場合、これらの制御データ信号は、ＤＤＣ ＤＡＴＡ、ＤＤＣ ＣＬＫ及びＨＰＤを含む。更に、第１のコネクタ６１０は、第１の装置から電力信号（＋５Ｖ及びＧＮＤ）を受信するように構成される。

【0075】

第１及び第２の装置の高速データ関連電子回路にガルバニック絶縁を提供するために（他の理由の中で）、第１のコネクタ６１０は、レーザダイオードドライバー（ＬＤＤ）６１２－０～６１２－５及び６１２－ＣＬＫのセットと、垂直共振器面発光型レーザ（ＶＣＳＥＬ）６１４－０～６１４－５及び６１４－ＣＬＫのセットとを含む電気－光変換器を含む。ＬＤＤ６１２－０～６１２－５及び６１２－ＣＬＫは、それぞれ、電気ＴＤＭＳデータ信号０＋／０－～５＋／５－及びＣＬＫ＋／ＣＬＫ－を、ＶＣＳＥＬ６１４－０～６１４－５及び６１４－ＣＬＫのセットを駆動するのに十分な電力でブーストする。ＶＣＳＥＬ６１４－０～６１４－５及び６１４－ＣＬＫのセットは、それぞれ、ＬＤＤ６１２－０～６１２－５及び６１２－ＣＬＫからの駆動信号に基づいて光データ信号を生成する。光データ信号は、通信媒体のセット６９０の一部として、光ファイバ６２０－０～６２０－５及び６２０－ＣＬＫのセットを介して、第１のコネクタ６１０から第２のコネクタ６７０に伝送される。第１のコネクタ６１０は、光ファイバの数を１つ以上に減らすためのマルチプレクサを含んでもよいことが理解されるべきである。

【0076】

第２のコネクタ６７０は、第２の装置（図示せず）のコネクタと嵌合するように構成される。この例では、ＤＶＩ規格の通信ケーブル６００の第２のコネクタ６７０は、高速（マルチメディア）データ信号のシンク（すなわち、第２の装置）と嵌合するように構成される。これに関して、第２のコネクタ６７０は、伝送最小化差動信号（ＴＤＭＳ）データ０＋／０－～ＴＤＭＳデータ５＋／５－及びＴＤＭＳ ＣＬＫ＋／ＣＬＫ－を第２の装置に提供するように構成される。

【0077】

第２のコネクタ６７０はまた、第２の装置に低速制御データ信号を送信し、第２の装置から低速制御データ信号を受信するように構成される。説明されるように、ＤＶＩアプリケーションの場合、これらの制御データ信号は、ＤＤＣ ＤＡＴＡ、ＤＤＣ ＣＬＫ及びＨＰＤを含む。更に、第２のコネクタ６７０は、通信ケーブル６００の内部の第２の装置及び／又は回路にガルバニック絶縁された電力信号（＋５Ｖ＿ＩＳＯ及びＧＮＤ＿ＩＳＯ）を提供するように構成される。

【0078】

第１及び第２の装置の高速データ関連電子回路にガルバニック絶縁を提供するために（他の理由の中で）、第２のコネクタ６７０は、光検出器（ＰＤ）６７２－０～６７２－５及び６７２－ＣＬＫのセットと、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）６７４－０～６７４－５及び６７４－ＣＬＫのセットとを含む光－電気変換器を含む。光検出器（ＰＤ）６７２－０～６７２－５及び６７２－ＣＬＫのセットは、それぞれ、光ファイバ６２０－０～６２０－５及び６２０－ＣＬＫを介して第１のコネクタ６１０から光データ信号を受信する。光検出器（ＰＤ）６７２－０～６７２－５及び６７２－ＣＬＫは、光データ信号を対応する電流データ信号に変換する。ＴＩＡ６７４－０～６７４－５及び６７４－ＣＬＫのセットは、電流データ信号を電圧データ信号に変換し、これらは、伝送最小化差動信号（ＴＤＭＳ）データ０＋／０－～ＴＤＭＳデータ５＋／５－及びＴＤＭＳ ＣＬＫ＋／ＣＬＫ－であってもよい。第２のコネクタ６７０は、伝送最小化差動信号（ＴＤＭＳ）データ０＋／０－～ＴＤＭＳデータ５＋／５－及びＴＤＭＳ ＣＬＫ＋／ＣＬＫ－を第２の装置に提供する。上述したように、第２のコネクタ６７０は、光ファイバの数を減らすための対応するデマルチプレクサを含んでもよいことが理解されるべきである。

【0079】

第１の装置と第２の装置との間のＴＤＭＳデータ信号の伝送が通信ケーブル６００に沿った光ドメインで行われるため、第１の装置及び第２の装置の高速データ関連回路の間のガルバニック絶縁は達成される。

【0080】

低速制御信号（ＤＤＣ ＤＡＴＡ、ＤＤＣ ＣＬＫ及びＨＰＤ）に関して、第２のコネクタ６７０は、有線によるデータのガルバニック絶縁装置６７６、６７８及び６８０を含む。ガルバニック絶縁装置６７６、６７８及び６８０のそれぞれは、オプトカプラ又は光アイソレータ、ＤＣブロッキングコンデンサ、磁束絶縁変圧器、又はホール効果センサとして構成されてもよい。ガルバニック絶縁装置６７６、６７８及び６８０は、有線媒体６３０、６３２及び６３４を介して、又は第２の装置から、ＤＤＣ ＤＡＴＡ、ＤＤＣ ＣＬＫ及びＨＰＤを受信し、ガルバニック絶縁されたＤＤＣ ＤＡＴＡ、ＤＤＣ ＣＬＫ及びＨＰＤ信号を、それぞれ、有線媒体６３０、６３２及び６３４を介して第２の装置又は第１の装置に提供する。有線媒体６３０、６３２及び６３４は、通信媒体のセット６９０の一部である。

【0081】

したがって、ガルバニック絶縁装置６７６、６７８及び６８０を使用することにより、第１及び第２の装置の低速制御データ信号関連回路の間のガルバニック絶縁は達成される。この例では、ガルバニック絶縁装置６７６、６７８及び６８０が第２のコンバータ６７０に配置されるが、ガルバニック絶縁装置６７６、６７８及び６８０は、第１のコネクタ６１０内又は通信ケーブル６００に沿った他の位置に配置されてもよいことが理解されるべきである。更に、ガルバニック絶縁装置６７６、６７８及び６８０は、通信ケーブル６００と同じハウジング内に配置される必要がないことが理解されるべきである。

【0082】

電力信号に関して、第１のコネクタ６１０は、第１の装置から電力信号（＋５Ｖ／ＧＮＤ）を受信するように構成される。矢印で示されるように、電力信号＋５Ｖ／ＧＮＤは、例えば、ＬＤＤ６１２－０～６１２－５及び６１２－ＣＬＫなどの第１のコネクタ６１０内の電気回路／装置に電力を供給する。電力信号＋５ＶとＧＮＤは、それぞれ、通信媒体のセット６９０の有線媒体６４０と６４２に結合されて、第１のコネクタ６１０から第２のコネクタ６７０に伝送される。第２のコネクタ６７０は、それぞれ、有線媒体６４０と６４２を介して電力信号＋５ＶとＧＮＤを受信し、ガルバニック絶縁された電力信号＋５Ｖ＿ＩＳＯとＧＮＤ＿ＩＳＯを生成するように構成されたＤＣ－ＤＣコンバータ６８４を含む。矢印で示されるように、ガルバニック絶縁された電力信号＋５Ｖ＿ＩＳＯ／ＧＮＤ＿ＩＳＯは、例えば、ＴＩＡ６７４－０～６７４－５及び６７４－ＣＬＫなどの第２のコネクタ６７０内の電気回路／装置に電力を供給する。第２のコネクタ６７０は、ガルバニック絶縁された電力信号＋５Ｖ＿ＩＳＯ及びＧＮＤ＿ＩＳＯを第２の装置に提供する。

【0083】

したがって、ＤＣ－ＤＣコンバータ６８４を使用することにより、第１及び第２の装置の電力信号関連回路の間のガルバニック絶縁は達成される。この例では、ＤＣ－ＤＣコンバータ６８４が第２のコンバータ６７０に配置されるが、ＤＣ－ＤＣコンバータ６８４は、第１のコネクタ６１０又は通信ケーブル６００に沿った他の位置に配置されてもよいことが理解されるべきである。

【0084】

本開示の前述の説明は、当業者が本開示を作成するか又は使用できるようにするために提供される。本開示に対する様々な変更は、当業者であれば容易に明らかであり、本明細書で定義される一般原理は、本開示の精神又は範囲から逸脱することなく、他の変形例に適用されてもよい。したがって、本開示は、本明細書に記載の実施例に限定されることを意図するものではなく、本明細書に開示される原理及び新規の特徴と一致する最も広い範囲が与えられるものである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【国際調査報告】