СОЕДИНИТЕЛЬ ДЛЯ ПОДАЧИ ПИТАНИЯ И ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ Российский патент 2019 года по МПК H01R11/30 

Предшествующий уровень техники

[0001] Питание на портативные устройства часто подается с помощью перезаряжаемых аккумуляторов. Несмотря на то, что некоторые портативные устройства включают в себя перезаряжаемые аккумуляторы, которые могут быть съемными и заряжаемыми внешним образом по отношению к устройству, другие портативные устройства включают в себя порт для приема соединителя питания зарядного кабеля и/или устройства. Порт может быть также выполнен с возможностью приема сигналов данных из зарядного кабеля и/или устройства. Например, зарядный кабель и/или устройство можно также подключить к вычислительному устройству для передачи данных между портативным устройством и вычислительным устройством.

Краткое описание чертежей

[0002] На фиг.1A и 1B показано примерное носимое электронное устройство.

[0003] На фиг.2 показан примерный порт для подачи питания и передачи данных носимого электронного устройства фиг.1B.

[0004] На фиг.3 показан примерный соединитель для подачи питания и передачи данных.

[0005] На фиг.4A-4D показана примерная головная часть соединителя для подачи питания и передачи данных.

[0006] На фиг.5 показана примерная схема электрических соединений примерного соединителя для подачи питания и передачи данных.

[0007] На фиг.6 показан вид спереди внутренней части примерного соединителя для подачи питания и передачи данных.

[0008] На фиг.7 показан детальный вид примерных электрических контактов с примерным соединителем для подачи питания и передачи данных.

[0009] На фиг.8A и 8B показаны различные виды примерного носимого зарядного устройства.

[0010] На фиг.9 схематично показано примерное вычислительное устройство.

Подробное описание изобретения

[0011] Соединители для подачи питания и передачи данных могут подсоединяться к ассоциированному порту различными способами. Например, соединение на защелках или другие механические приспособления можно использовать для обеспечения конструктивного соединения, которое препятствует разъединению и позволяет обеспечить тактильную обратную связь для подтверждения надежного соединения. Однако некоторые приспособления для установления защелкивающегося соединения могут потребовать конструкции и механизмов, которые являются некрасивыми, чрезмерно сложными, требуют постоянного ухода (например, их трудно поддерживать в чистом состоянии) и/или неудобными для пользователя при размещении их на портативных устройствах, таких как носимые устройства. Магнитные приспособления помогают направить соединитель для подачи питания и передачи данных в ассоциированный порт, тем самым облегчая выравнивание соединителя без необходимости точного направления с визуальной помощью.

[0012] Согласно одному варианту осуществления соединитель для подачи питания и передачи данных включает в себя магнит, пленку, приклеенную к поверхности магнита, и площадку, продолжающуюся в сторону от пленки. Соединитель для подачи питания и передачи данных дополнительно содержит множество электрических контактов, расположенных на площадке, причем множество электрических контактов имеет зеркальную разводку сигнальных выводов.

[0013] В соединителе для подачи питания и передачи данных может использоваться магнитно-притягивающая поверхность и выступающая площадка, выполненная с возможностью вставки соответствующего гнезда порта для подачи питания и передачи данных. Таким образом, соединитель для подачи питания и передачи данных может уменьшать эстетические и эксплуатационные недостатки некоторых механических приспособлений, при этом по-прежнему обеспечивая тактильную обратную связь успешного соединения. Например, величину выступа площадки (и, следовательно, величину углубления ассоциированного гнезда порта для подачи питания и передачи данных) можно уменьшить относительно исключительно механического приспособления, так как магнитно-притягивающая поверхность может способствовать надежному подсоединению. Магнитно-притягивающая поверхность (например, магнитно-притягивающая поверхность магнитно-притягивающих элементов) может быть открытой для того, чтобы уменьшить расстояние соединенного участка между поверхностью и соответствующей поверхностью порта. Соединитель для подачи питания и передачи данных может также включать в себя зеркальную разводку выводов, обеспечивающих ориентационно-независимое сопряжение соединителя с соответствующим портом. Хотя ниже приведено описание в контексте портативного носимого электронного устройства, примеры соединителя для подачи питания и передачи данных настоящего раскрытия можно реализовать с помощью сенсорных и логических систем различных типов.

[0014] На фиг.1A и 1B показаны аспекты примерной сенсорно-логической системы в виде носимого электронного устройства 10. Иллюстрированное устройство имеет форму полосы и носится на запястье. Устройство 10 включает в себя по меньшей мере четыре области 12 изгибов, связывающие менее гибкие области 14. В некоторых примерах области изгибов устройства 10 могут быть эластомерными. Элементы 16А и 16B застежки размещаются на обоих концах устройства. Области изгибов и элементы застежки позволяют замкнуть устройство в кольцо и носить его на запястье пользователя. В других реализациях носимые электронные устройства с формой более удлиненной полосы можно носить вокруг бицепса, талии, груди, щиколотки, ноги, головы или любой другой части тела пользователя. Например, устройство может принимать форму очков, головной повязки, нарукавной повязки, повязки вокруг лодыжки, нагрудного ремня или имплантируемого устройства, которое будет имплантироваться в ткань.

[0015] Носимое электронное устройство 10 включает в себя различные функциональные компоненты, интегрированные в области 14. В частности, электронное устройство включает в себя компьютерную систему 18, дисплей 20, громкоговоритель 22, блок 24 связи и различные датчики. Эти компоненты получают питание от одного или более аккумуляторных элементов 26. Аккумулятор, например, литий-ионный аккумулятор, является одним типом аккумуляторного элемента, подходящего для этой цели. Примеры альтернативных аккумуляторных элементов включают в себя супер- и ультраконденсаторы. В устройствах, носимых на запястье пользователя, аккумуляторные элементы могут быть изогнутыми, чтобы соответствовать запястью, как показано на чертежах.

[0016] В общем случае аккумуляторные элементы 26 могут быть сменными и/или перезаряжаемыми. В некоторых примерах питание для зарядки может подаваться через порт для подачи питания и передачи данных, такой как порт 30 универсальной последовательной шины (USB), который включает в себя магнитную защелку для разъемного присоединения дополнительного USB-соединителя. В других примерах аккумуляторные элементы могут подзаряжаться за счет беспроводной индукционной зарядки или зарядки от окружающего света. В еще одних примерах носимое электронное устройство может включать в себя электромеханические компоненты для зарядки аккумуляторных элементов от непреднамеренного или целенаправленного движения тела пользователя. Например, аккумуляторы или конденсаторы можно заряжать через электромеханический генератор, интегрированный в устройство 10. Генератор может приводиться в движение от механического ротора, который вращается при перемещении пользователя и носимого устройства 10.

[0017] В носимом электронном устройстве 10 компьютерная система 18 расположена ниже дисплея 20 и функционально соединена с дисплеем наряду с громкоговорителем 22, блоком 24 связи и различными датчиками. Компьютерная система включает в себя машину 27 для хранения данных, предназначенную для хранения данных и инструкций, и логическую машину 28 для исполнения инструкций. Аспекты компьютерной системы описаны более подробно со ссылкой на фиг.9.

[0018] Дисплей 20 может представлять собой дисплей любого подходящего типа. В некоторых конфигурациях можно использовать тонкую матрицу светоизлучающих диодов (СИД) малой мощности или матрицу жидкокристаллического дисплея (LCD). В некоторых реализациях LCD-матрица может быть с задней подсветкой. В других реализациях отражающая LCD-матрица (например, жидкие кристаллы на кремниевом основании, LCOS-матрица) может быть с передней подсветкой с помощью окружающего света. Можно также использовать изогнутый дисплей. Кроме того, можно использовать AMOLED-дисплеи или дисплеи на основе квантовых точек.

[0019] Блок 24 связи может включать в себя любые подходящие компоненты проводной или беспроводной связи. На фиг.1A и 1B блок связи включает в себя USB-порт 30, который может использоваться для обмена данными между носимым электронным устройством 10 и другими компьютерными системами, а также для подачи питания для зарядки. Блок связи может дополнительно включать в себя двухсторонний Bluetooth, Wi-Fi, сотовую связь, связь малого радиуса действия и/или другую радиосвязь. В некоторых реализациях блок связи может включать в себя дополнительный приемопередатчик для оптической связи в пределах прямой видимости (например, в инфракрасном диапазоне).

[0020] В носимом электронном устройстве 10 датчик 32 экрана касания подсоединен к дисплею 20 и выполнен с возможностью приема ввода касанием от пользователя. Датчик касания может быть резистивным, емкостным или оптическим. Датчики нажимных кнопок можно использовать для обнаружения состояния нажимных кнопок 34, которые могут включать в себя кнопки типа коромысла. Входной сигнал от датчиков нажимных кнопок может использоваться для активации функции вкл./выкл., регулировки громкости звука, включения или выключения микрофона и т.д.

[0021] На фиг.1A и 1B показаны различные другие датчики носимого электронного устройства 10. Такие датчики включают в себя микрофон 36, датчик 38 видимого света, ультрафиолетовый датчик 40 и датчик 42 температуры окружающей среды. Микрофон подает входной сигнал в компьютерную систему 18, которую можно использовать для измерения уровня окружающего звука или приема речевых команд от владельца. Входной сигнал от датчика видимого света, ультрафиолетового датчика и датчика температуры окружающей среды можно использовать для аспектов окружающей среды владельца, например, температуру, общий уровень освещения, находится ли владелец внутри помещения или вне помещения и т.д.

[0022] На фиг.1A и 1B показана пара модулей 44А и 44B контактных датчиков, которые находятся в контакте с кожей владельца тогда, когда он носит носимое электронное устройство 10. Модули контактных датчиков могут включать в себя независимые или взаимодействующие с датчиком элементы для обеспечения множества сенсорных функций. Например, модули контактных датчиков могут обеспечивать сенсорную функцию электрического сопротивления и/или емкости, которая измеряет электрическое сопротивление и/или емкость кожи владельца. Компьютерная система 18 может использовать такой входной сигнал для оценки того, надето устройство или нет, например. В некоторых реализациях сенсорную функцию можно использовать для определения того, как плотно надето носимое электронное устройство. В иллюстрированной конфигурации разделение между двумя модулями контактных датчиков обеспечивает относительно большую длину электрического пути для более точного измерения сопротивления кожи. В некоторых примерах модуль контактных датчиков может также проводить измерение температуры кожи владельца. В иллюстрированной конфигурации модуль 44B контактных датчиков, размещенный внутри, обеспечивают оптическим датчиком 46 частоты пульса. Оптический датчик частоты пульса может включать в себя СИД-излучатель и спаренный фотодиод для обнаружения тока крови через капилляры в коже и, таким образом, обеспечения измерения частоты пульса владельца.

[0023] Носимое электронное устройство 10 может также включать в себя компоненты обнаружения движения, такие как акселерометр 48, гироскоп 50 и магнитометр 51. Акселерометр и гироскоп могут предоставлять инерциальные данные и/или данные о скорости поворота по трем ортогональным осям, а также данные о вращательном движении относительно трех осей для комбинированных шести степеней свободы. Эти сенсорные данные можно использовать для обеспечения функции шагомера/подсчета калорий, например. Данные от акселерометра и гироскопа можно объединить с геомагнитными данными от магнитометра для дальнейшего определения инерциальных данных и данных о вращательном движении с точки зрения географической ориентации. Носимое электронное устройство может также включать в себя приемник 52 системы глобального позиционирования (GPS) для определения географического местоположения и/или скорости владельца. В некоторых конфигурациях антенна GPS-приемника может быть относительно гибкой и продолжаться в областях 12 изгибов.

[0024] Компьютерная система 18 посредством сенсорных функций, описанных в данном документе, выполнена с возможностью получения различных форм информации о владельце носимого электронного устройства 10. В случае, когда производится сбор такой информации, сбор и использование информации осуществляется с наивысшим уважением к личной жизни владельца. Соответственно, сенсорные функции могут выполняться с согласия владельца. В реализациях, где устройство осуществляет сбор персональных данных и передачу в удаленную систему для обработки, эти данные могут быть анонимными. В других примерах персональные данные могут ограничиваться носимым электронным устройством, и в удаленную систему могут передаваться только неперсональные сводные данные.

[0025] На фиг.2 показан детальный вид USB-порта 30 (фиг.1B). USB-порт 30 может включать в себя металлическую рамку 202, окружающую гнездо 204. Металлическую рамку 202 можно изготовить из любого подходящего металла или металлического сплава, такого как алюминий в одном примере. Внешняя поверхность металлической рамки может быть окончательно обработанной (например, с помощью сатинированной обработки) для того, чтобы обеспечить гладкую поверхность, которая является комфортной для кожи владельца. В некоторых примерах внешняя поверхность может включать в себя множество выступов и/или черновую обработку для того, чтобы обеспечить контакт с кожей владельца и/или облегчить соединение с соединителем для подачи питания и передачи данных. Как показано, металлический каркас 202 может быть по существу прямоугольной формы со скругленными углами. В некоторых примерах металлическая рамка 202 может быть включена в систему измерения, такую как датчик кожно-гальванической реакции. В таких примерах металлическую рамку 202 можно выполнить с возможностью образования электрического и/или физического соединения с кожей человека. Один или более магнитов можно разместить под и/или в пределах металлической рамки 202 для того, чтобы обеспечить магнитно-притягивающую поверхность в некоторых примерах. В дополнительных или альтернативных примерах металлическую рамку 202 можно выполнить из материала (например, из металла или металлического сплава), который притягивается к магнитам.

[0026] Множество контактных площадок 206 для зарядки аккумулятора может быть расположено в пределах гнезда 204 для подсоединения к соответствующим электрическим контактам соединителя для подачи питания и передачи данных, как описано более подробно ниже со ссылками не фиг.3-7. Контактные площадки 206 для зарядки аккумулятора могут быть выполнены из электропроводного материала, такого как золото, и располагаться на рамке 208, выполненной из неэлектропроводного материала, такого как пластмасса. Неэлектропроводный материал можно использовать для изоляции при подаче электрических сигналов на и с каждой из контактных площадок 206 для зарядки аккумулятора. Контактные площадки 206 для зарядки аккумулятора могут быть электрически соединены с одной или более компьютерными системам в пределах носимого электронного устройства 10. Например, контактная площадка, выполненная с возможностью приема сигнала питания, может быть электрически соединена с аккумулятором и/или системой зарядки аккумулятора. Контактную площадку, выполненную с возможностью приема сигнала данных, можно электрически соединить с логической системой и/или системой хранения данных носимого электронного устройства 10.

[0027] В иллюстрированном примере показано семь контактных площадок для зарядки аккумулятора. Контактные площадки могут иметь зеркальную структуру разводки выводов. Например, крайнюю левую и крайнюю правую контактные площадки для зарядки аккумулятора можно определить в качестве заземления. Двигаясь дальше внутрь, следующая пара контактных площадок для зарядки аккумулятора выполнена с возможностью приема положительного сигнала данных. Перемещаясь далее внутрь, следующая пара контактных площадок для зарядки аккумулятора выполнена с возможностью приема отрицательного или инвертированного сигнала данных. Центральная контактная площадка для зарядки аккумулятора выполнена с возможностью приема сигнала питания (например, из источника напряжения зарядного устройства) для зарядки аккумуляторов носимого электронного устройства 10. Пары контактных площадок, выполненных с возможностью приема сигнала одного и того же типа, могут быть электрически связанными вместе. Таким образом, контактные площадки 206 можно симметрично выровнять по оси симметрии, которая является соосной с центральной осью 210, которая делит пополам только центральную контактную площадку. Металлическая рамка 202 выполнена с возможностью заземления и соединена с крайней левой и крайней правой контактными площадками для зарядки аккумулятора.

[0028] Хотя на фиг.2 показано семь контактных площадок для зарядки аккумулятора, должно быть понятно, что USB-порт 30 может включать в себя любое подходящее число контактных площадок для зарядки аккумулятора. Например, можно использовать пять контактных площадок для зарядки аккумулятора, где крайняя левая и крайняя правая контактные площадки выполнены с возможностью приема положительного сигнала данных. В таком примере, следующая пара контактных площадок для зарядки аккумулятора, при перемещении внутрь от крайнего левого и крайнего правого концов, выполнена с возможностью приема отрицательного или инвертированного сигнала данных. Центральная контактная площадка выполнена с возможностью приема сигнала питания, в то время как металлическое кольцо вокруг контактных площадок выполнено с возможностью обеспечения заземляющего контакта. Несмотря на то, что порт 30 описан здесь как имеющий разводку выводов USB, должно быть понятно, что порт 30 может включать в себя любую подходящую схему расположения контактных площадок и ассоциированных электрических соединений для передачи данных с использованием любого совместимого протокола.

[0029] Выступающие внутрь стенки гнезда 204 могут располагаться под углом, обращенным внутрь таким образом, чтобы длина и/или ширина (например, зона) гнезда 204 была меньше в рамке 208 контактной площадки зарядного устройства, чем длина и/или ширина гнезда 204 в наружной поверхности металлической рамки 202. Сужение гнезда 204 может помочь в направлении и соединяемости соответствующего соединителя для подачи питания и передачи данных во время вставки в гнездо 204.

[0030] Как описано выше, USB-порт 30 выполнен с возможностью подсоединения к соединителю для подачи питания и передачи данных для зарядки аккумуляторов носимого электронного устройства и/или для приема/передачи данных из другого вычислительного устройства. На фиг.3 показан примерный соединитель 300 для подачи питания и передачи данных для подсоединения к порту для подачи питания и передачи данных, такому как USB-порт 30 (фиг.1B и 2). Соединитель 300 для подачи питания и передачи данных включает в себя головную часть 302 соединителя на одном конце кабеля 304 для подачи питания и передачи данных и заканчивается штекерным соединителем для подачи питания и передачи данных (например, штекерным соединителем 306 USB) на противоположном конце кабеля 304 для подачи питания и передачи данных. Например, штекерный USB-соединитель 306 выполнен с возможностью соединения с USB-портом на вычислительном устройстве, настенным зарядным устройством и/или другим зарядным устройством. Должно быть понятно, что другие примеры могут включать в себя дополнительные или альтернативные штекерные соединители для подачи питания и передачи данных (например, Ethernet, Fire Wire, eSATA, Thunderbolt и т.д.) и/или другие типы штекерных USB-соединителей, которые отличаются от иллюстрированных (например, штекерные USB-соединители типа мини-B, штекерные USB-соединители типа микро-A/B и т.д.). Головная часть 302 соединителя и связанные с ней электрические компоненты могут представлять собой штекерный соединитель, выполненный с возможностью соединения с розеточным портом (например, USB-портом), расположенным на портативном вычислительном устройстве, таком как носимое электронное устройство 10 (фиг.1A и 1B). Кабель 304 для подачи питания и передачи данных может иметь любой подходящий размер/форму кабельной разводки и может включать в себя множество проводов, объединенных в жгут (например, включая конфигурацию витой пары) и/или электрически изолированных друг от друга. Пучок проводов в кабеле для подачи питания и передачи данных может быть заключен в оболочку из неэлектропроводного материала.

[0031] Головная часть 302 соединителя образует тело соединителя для подачи питания и передачи данных и включает в себя верхнюю поверхность 308 корпуса соединителя, из которого продолжается кабель 304 для подачи питания и передачи данных. Например, кабельный зажим 310 может быть расположен по центру на верхней поверхности 308 и/или размещаться в местоположении для обеспечения равновесия распределения нагрузки на различных сторонах кабеля для подачи питания и передачи данных. Головная часть 302 соединителя и/или корпус соединителя может быть разделен швом 309, и кабельный зажим может располагаться по центру вдоль шва. Кабельный зажим 310 позволяет также ограничивать и/или смещать кабель 304 для подачи питания и передачи данных, продолжаясь по существу по прямой линии, перпендикулярной верхней поверхности 308 на конкретную длину кабеля. В некоторых примерах кабельный зажим 310 может приводить к тому, что кабель для подачи питания и передачи данных будет менее гибкими в области, расположенной вблизи головной части 302 соединителя, чем в других областях кабеля (например, в центральной области между головной частью 302 соединителя и штекерного USB-соединителя 306). Повышенная жесткость в этой концевой области позволяет кабелю 304 для подачи питания и передачи данных по существу выдерживать вес головной части 302 соединителя. Эта жесткость позволяет, пользователю направлять головную часть соединителя на место без непосредственного удержания или касания головной части соединителя (например, когда пальцы/рука пользователя могут загораживать место соединения при размещении на или рядом с головной частью соединителя). Кабельный зажим позволяет также защитить кабельную разводку от износа и разрыва в месте соединения между кабелем 304 для подачи питания и передачи данных и головной частью 302 соединителя.

[0032] Передняя поверхность 312 головной части 302 соединителя может быть прилегающей к верхней поверхности 308. Например, шов 309 может делить пополам головную часть 302 соединителя на передний и задний участки (например, делить пополам верхнюю, нижнюю и боковую поверхности головной части соединителя и/или корпуса соединителя). Передняя поверхность 312 может быть передней/наружной поверхностью переднего участка головной части соединителя. Передняя поверхность 312 может быть магнитно-притягивающей поверхностью и может включать в себя площадку 314, выступающую из центральной углубленной области поверхности. Площадка 314 может выступать от передней поверхности корпуса соединителя и/или от внутреннего компонента головной части 302 соединителя. Множество электрических контактов 316 может выступать через отверстия в площадке 314 и может быть выполнено с возможностью взаимодействия с соответствующими контактными площадками для зарядки аккумулятора вычислительного устройства, такими как контактные площадки 206 для зарядки аккумулятора носимого электронного устройства 10, как показано на фиг.2. Периферийная область 317 передней поверхности 312 может включать в себя участок головной части соединителя и/или корпуса соединителя, который выступает относительно центральной области передней поверхности 312. Например, корпус соединителя для подачи питания и передачи данных может включать в себя перекрывающийся край, который лежит в параллельной плоскости по отношению к магнитно-притягиваемой поверхности и продолжается по периферии магнитно-притягиваемой поверхности.

[0033] Центральная область передней поверхности 312 может включать в себя пленку 318, приклеенную к одной или более магнитно-притягиваемым элементам, расположенным в головной части 302 соединителя и/или в некоторых примерах в корпусе соединителя. Один или более магнитно-притягиваемых элементов, расположенных в головной части соединителя, могут включать в себя постоянный магнит, электромагнит и/или материальный элемент, который в некоторых примерах притягивается магнитом. Пленку 318 можно дополнительно или альтернативно наклеить на участок передней поверхности 312 корпуса соединителя, который углублен относительно периферийной области 317. Покрытие магнита(ов) пленкой, в отличие от более толстого пластикового материала корпуса соединителя, позволяет магниту(ам) находиться как можно ближе к магнитно-притягиваемому элементу, в то же время предотвращая прямое воздействие магнита. Пленка может представлять собой тонкий гибкий материал, такой как майлар (Mylar).

[0034] На фиг.4A-4C показано несколько видов головной части 302 соединителя (фиг.3). В частности, на фиг.4A показан вид спереди головной части 302 соединителя. Как показано, электрические контакты могут обладать физической и электрической зеркальной симметрией по отношению друг к другу, при этом вертикальная ось 402 является осью симметрии. Вертикальная ось 402 делит пополам только центральный электрический контакт и проходит перпендикулярно к продольной оси 404, которая делит пополам все электрические контакты и/или переднюю поверхность головной части 302 соединителя вдоль наибольшей протяженности площадки 314 и/или передней поверхности головной части 302 соединителя. Магниты 406 могут располагаться в головной части 302 соединителя под пленкой 318, образуя магнитную переднюю поверхность головной части соединителя. Магниты 406 могут быть симметричными относительно друг друга, и вертикальные и/или продольные оси 402 и 404 могут быть осями симметрии магнитов 406. Каждый из магнитов может располагаться так, чтобы выступать через и/или находиться на одном уровне с соответствующим отверстием в наружной поверхности переднего участка корпуса соединителя. В некоторых вариантах осуществления пленка 318 может находиться в контакте только с магнитами 406, и корпус соединителя может не продолжаться в пределах центральной углубленной области передней поверхности 312 головной части 302 соединителя.

[0035] В некоторых примерах пленка 318 может представлять собой кольцеообразный, как правило, прямоугольный гибкий клейкий материал, приспособленный для контакта с металлической рамкой 202 USB-порта 30, показанного на фиг.2. Геометрическая площадь пленки можно быть по меньшей мере в 2,5 раза больше, чем геометрическая площадь площадки 314 для того, чтобы обеспечить покрытие большой площади поверхностей магнитных элементов (например, чтобы обеспечить большую магнитную силу) и/или для того, чтобы пленка могла находиться в контакте со всей или большей частью металлической рамки 202. Пленку 318 можно дополнительно разместить на, привести в контакт с общей контактной поверхностью с и/или приклеить к углубленной области наружной поверхности переднего участка головной части соединителя и/или корпуса соединителя. Пленка 318 может дополнительно располагаться на, находиться в совместно используемом рабочем контакте с и/или приклеиваться к магнитам 406 для того, чтобы обеспечить более тонкий буферный слой между магнитами и магнитно-притягиваемой поверхностью (например, металлической рамкой 202 USB-порта 30), чем корпус соединителя головной части 302 соединителя, который можно выполнить. Магнитная сила, создаваемая магнитами, может увеличиваться за счет уменьшения толщины буферного слоя.

[0036] На фиг.4B показан вид сзади головной части 302 соединителя, включая в себя задний участок корпуса соединителя головной части соединителя. На фиг.4B показан вид общей формы головной части 302 соединителя и/или корпуса соединителя, а именно, в общем, прямоугольная форма со скругленными углами в иллюстрированном примере. Следует понимать, что головная часть 302 соединителя может иметь в других примерах любую подходящую форму. Например, головная часть 302 соединителя может иметь в основном овальную, в основном многоугольную и/или любую подходящую форму с любым количеством прямых и/или изогнутых сегментов. Корпус соединителя может образовывать все или некоторые из наружных поверхностей головной части 302 соединителя, и, таким образом, корпус соединителя может следовать форме головной части 302 соединителя.

[0037] На фиг.4C показан вид сверху головной части 302 соединителя. На фиг.4C показан вид выступа площадки 314 и электрические контакты 316 относительно друг друга и относительно периферийной области 317 передней поверхности 312 головной части 302 соединителя. Например, как показано, площадка 314 выступает относительно периферийной области 317 на величину, которая меньше, чем величина выступа электрических контактов 316 относительно площадки 314. На фиг.4C также показано, что периферийная область 317 передней поверхности 312, площадка 314 и пленка 318 (контактирующая с углубленной областью передней поверхности 312) являются по существу все плоскими по горизонтальной протяженности, которая параллельна продольной оси 404.

[0038] На фиг.4D показан вид сбоку головной части 302 соединителя. На фиг.4D изображен вид формы выступа электрических контактов 316, формы выступа площадки 314 и кривизны головной части 302 соединителя и/или корпуса соединителя (например, передней поверхности 312) и пленки 318 (например, контактирующей с углубленной областью передней поверхности 312). Как показано, электрические контакты 316 включают в себя выступ треугольной формы, выступающий от площадки 314. Как описано более подробно со ссылкой на фиг.6 и 7, электрические контакты 316 можно выполнить подпружиненными с тем, чтобы контакты смещались, выступая вперед от площадки 314, и могли углубляться в направлении к головной части 302 соединителя (например, по направлению к площадке 314) в ответ на усилие, приложенное к выступу треугольной формы. Наружная поверхность площадки 314 (например, поверхность площадки, которая находится ближе всего к вершине электрических контактов 316) может быть плоской в протяженности, параллельной вертикальной оси 402. Стенки 408 площадки 314, продолжающейся по направлению к головной части соединителя, могут быть наклонены наружу таким образом, чтобы основание площадки (например, область площадки, расположенная ближе к головной части соединителя, чем наружная поверхность площадки) имело большую геометрическую площадь (например, являлась бы более длинной и/или более широкой), чем наружная поверхность площадки. Передняя поверхность 312 головной части соединителя и пленка 318, контактирующая с углубленной областью передней поверхности 312, могут иметь вогнутый загиб в протяженности, параллельной вертикальной оси 402, как показано на чертеже. Так как металлическая рамка USB-порта 30 носимого электронного устройства может быть слегка изогнутой в аналогичной протяженности для того, чтобы следовать кривизне запястья пользователя, головная часть соединителя и пленка могут быть изогнуты для обеспечения надежного подсоединения к USB-порту.

[0039] На фиг.5 схематично изображены электрические соединения головной части 302 соединителя. Провода, выходящие из кабеля 304 для подачи питания и передачи данных, могут включать в себя заземляющий провод (GND), провод положительного сигнала данных (D+), провод отрицательного сигнала данных (D-) и провод сигнала напряжения (Vbus). Каждый сигнальный провод может быть электрически подсоединен к соответствующей контактной площадке на подложке (например, на печатной плате) в головной части 302 соединителя (например, в пределах корпуса головной части соединителя). Каждый электрический контакт 316 может быть электрически подсоединен к соответствующей контактной площадке на противоположной стороне подложки относительно проводов и, таким образом, электрически подсоединен к одному из заземляющего провода, провода сигнала данных и провода сигнала напряжения. Так как электрические контакты 316 могут быть зеркально-симметричными, пара электрических контактов, симметрично расположенных относительно вертикальной оси, может быть электрически подсоединена к той же самой контактной площадке и соответствующему сигнальному проводу. Например, пара крайних электрических контактов может быть подсоединена к заземляющей контактной площадке/сигнальному проводу, как показано на чертеже. Аналогичным образом, другая пара электрических контактов может быть подсоединена к контактной площадке положительного сигнала данных/сигнальному проводу, как показано на чертеже.

[0040] На фиг.6 показан вид спереди внутри головной части 302 соединителя (например, в пределах корпуса соединителя головной части соединителя). Например, фиг.6 иллюстрирует вид спереди внутри головной части 302 соединителя с удаленным передним участком головной части соединителя (например, с передним участком корпуса). Как показано, множество магнитов 406 расположено (например, в углублениях или областях, окруженных стенками, которые образованы во внутренней части заднего участка головной части соединителя) рядом с множеством электрических контактов 316.

[0041] На фиг.7 показан детальный вид электрических контактов 316, которые видны в случае, когда магниты 406 и другие элементы, загораживающие электрические контакты удалены из внутренней части головной части 302 соединителя и/или корпуса соединителя. Как показано, каждый электрический контакт 316 содержит по существу прямоугольную полоску из электропроводного материала (например, золота или любого другого подходящего металла или металлического сплава), установленного на одном конце подложки. Материал, образующий электрические контакты, может деформироваться, создавая подпружиненный контакт. Например, прямоугольная полоска, формирующая электрические контакты, может деформироваться, образуя выступ треугольной формы, который при смещении выступает от площадки (и переднего участка головной части 302 соединителя) и перемещается по направлению к площадке 314 (и к обратному участку головной части 302 соединителя), в ответ на усилие, приложенное к выступу треугольной формы. Соответственно, выступ треугольной формы может располагаться на конце прямоугольной полоски, которая находится напротив конца, который соединен с подложкой 504.

[0042] Для того чтобы обеспечить гибкость по направлению к заднему участку головной части 302 соединителя, электрические контакты 316 могут включать в себя множество областей изгибов. Например, электрический контакт может продолжаться, в местоположении контакта, в сторону от кабеля 304 для подачи питания и передачи данных в планарной манере вдоль плоскости, которая является компланарной с подложкой 504. Затем электрический контакт может изгибаться вверх приблизительно на 30-60 градусов (например, 45 градусов) относительно первой плоскости и затем продолжаться вдоль второй плоскости, которая параллельна и выше первой плоскости. Затем электрический контакт может изгибаться приблизительно на 180 градусов, чтобы продолжаться в направлении кабеля 304 для подачи питания и передачи данных вдоль третьей плоскости, которая параллельна и выше второй плоскости. Приводя к выступу треугольной формы, электрический контакт может продолжаться под углом приблизительно 30-60 градусов (например, 55 градусов) относительно третьей плоскости и завершаться на вышеописанном выступе треугольной формы.

[0043] Подпружиненные электрические контакты 316, показанные на фиг.6 и 7, могут иметь маленькую ширину относительно других типов электрических контактов, что обеспечивает иллюстрированный ряд контактов для получения зеркально-симметричной разводки выводов в относительно небольшом пространстве. Однако должно быть понятно, что любой подходящий электрический контакт или комбинацию электрических контактов можно использовать без отклонения от объема настоящего раскрытия.

[0044] Описанный выше соединитель для подачи питания и передачи данных может обеспечивать механическую или тактильную обратную связь посредством выступающей центральной площадки и свойства выравнивания магнитно-притягивающей поверхности, окружающей выступающую центральную площадку. Таким образом, магнитная особенность преимущественно обеспечивает выравнивание и усилие присоединения для поддержания соединения между соединителем и устройством, и выступающая центральная площадка преимущественно обеспечивает тактильную обратную связь с пользователем, когда соединитель фиксируется на своем месте. Сочетание магнитных и механических особенностей позволяет использовать их преимущества взаимодополняющим образом.

[0045] Дополнительные или альтернативные соединители для подачи питания и передачи данных можно использовать для зарядки носимого электронного устройства. На фиг.8A и 8B показаны различные виды примерного носимого зарядного устройства 800. Например, носимое зарядное устройство 800 может принимать форму регулируемого браслета, как показано на чертеже. Как показано на фиг.8A, носимое зарядное устройство 800 может включать в себя один или более аккумуляторов 802, расположенных в, на, под и/или вокруг браслета 804. Дополнительно или альтернативно, браслет 804 может включать в себя панели солнечных элементов для выработки электроэнергии из света. Браслет 804 может состоять из любого подходящего гибкого, жесткого и/или композиционного материала, включая, но не ограничиваясь этим, ткань, силикон, резину, металл и т.д. В некоторых примерах браслет 804 может включать в себя подложку, расположенную между слоями материала для покрытия и/или в материале покрытия. В таких примерах аккумуляторы 802 могут располагаться между подложкой и материалом для покрытия и/или внутри подложки. Браслет 804 может включать в себя один или более механизмов застежки, включая, но не ограничиваясь этим, магнитные и/или механические застежки (например, кнопка, защелка, застежка и т.д.). Дополнительно или альтернативно, браслет 804 может использовать шарнирную или гибкую конфигурацию браслета "манжетного" типа для регулируемого плотного прилегания к запястью. Как показано на фиг.8B, должно быть понятно, что форма, материал и конфигурация браслета 804 могут принимать любой подходящий вид, в том числе описанный выше по отношению к носимому электронному устройству 10 (фиг.1A и 1B).

[0046] Как показано на фиг.8A, браслет 804 может включать в себя выступающую поверхность 806 для зарядки аккумулятора, выполненную с возможностью зацепления с портом для подачи питания и передачи данных, таким как USB-порт 30 (фиг.1A, 1B и 2). Например, браслет 804 можно выполнить таким образом, чтобы носить его вместе с носимым устройством, таким как носимое электронное устройство 10 (фиг.1A и 1B). Таким образом, поверхность 806 для зарядки аккумулятора можно поместить между носимым устройством и запястьем пользователя, чтобы обеспечить контакт с портом для подачи питания и передачи данных носимого устройства. Другими словами, верхнюю и/или наружную поверхность поверхности 806 для зарядки аккумулятора можно выполнить таким образом, чтобы обеспечить контакт с общей контактной поверхностью с наружной поверхностью порта для подачи питания и передачи данных (например, с нижней стороной дисплея носимого электронного устройства). Поверхность 806 для зарядки аккумулятора может включать в себя множество зарядных штырьков 808, выполненных с возможностью электрического соединения с соответствующими площадками для зарядки аккумулятора на порту для подачи питания и передачи данных, такими как контактные площадки 206 для зарядки аккумулятора, показанные на фиг.2. Зарядные штырьки 808 могут быть подпружиненными и/или принимать подходящую форму, как описано выше по отношению к электрическим контактам 316 (фиг.3). Например, зарядные штырьки 808 могут иметь в некоторых примерах конфигурацию штырька типа "POGO". Поверхность 806 для зарядки аккумулятора может включать в себя один или более магнитов 810 (например, расположенных под материалом поверхности аналогичным образом, как и аккумуляторы 802) для того, чтобы способствовать выравниванию и прикреплению к порту для подачи питания и передачи данных. Например, магниты 810 могут располагаться в местах, соответствующих зарядным штырькам 808, выбранным для обеспечения контакта с металлической рамкой 202 USB-порта 30, показанного на фиг.2.

[0047] Браслет 804 может включать в себя индикатор 812, выполненный с возможностью вывода визуальной индикации состояния зарядки, уровень зарядки аккумулятора и/или другого статуса зарядного устройства (например, носимого зарядного устройства 800) и/или заряжаемого устройства (например, носимого электронного устройства 10). Например, индикатор 812 можно выполнить с возможностью вывода различных цветов, картинок и/или последовательностей света, чтобы обеспечить обратную связь в отношении различных статусов. В некоторых примерах звуковую и/или тактильную обратную связь можно обеспечить посредством соответствующих устройств обратной связи (например, громкоговорителей, двигателей и т.д.). Одно или несколько мест на браслете 804 могут быть чувствительными к прикосновению, позволяя пользователю обеспечить ввод в зарядное устройство и/или заряжаемое устройство (например, посредством сигналов управления, передаваемых через зарядные штырьки 808). Браслет 804 может включать в себя беспроводный приемопередатчик, который позволяет подсоединенному устройству поддерживать связь с другими устройствами, серверами и устройствами на основе облака, использующими телекоммуникационные протоколы, такие как 3G, 4G и сотовые протоколы LTE и протоколы Wi-Fi 802.11.

[0048] Носимое зарядное устройство 800 позволяет подзаряжать носимое электронное устройство во время работы. Взаимодействуя со всем профилем носимого электронного устройства, зарядное устройство позволяет обеспечить комфортную и удобную зарядку аккумулятора во время интенсивного и/или продолжительного использования носимого электронного устройства.

[0049] Как видно из приведенного выше описания, способы и процессы, описанные здесь, могут быть связаны с сенсорно-логической системой одной или более машин. Такие способы и процессы можно реализовать в виде компьютерной прикладной программы или услуги, интерфейса прикладного программирования (API), библиотеки, программно-аппаратных средств и/или другого компьютерного программного продукта. На фиг.1A и 1B показан один неограничивающий пример сенсорно-логической системы для выполнения способов и процессов, описанных здесь. Однако эти способы и процессы можно также выполнить на сенсорно-логических системах с другими конфигурациями и форм-факторами, как схематично показано на фиг.9.

[0050] На фиг.9 схематично показана независимо от формы сенсорно-логическая система 910, которая включает в себя набор 912 датчиков, функционально соединенный с компьютерной системой 914. Компьютерная система включает в себя логическую машину 916 и машину 918 для хранения данных. Компьютерная система функционально связана с подсистемой 920 отображения, подсистемой 922 связи, подсистемой 924 ввода и/или другими компонентами, не показанными на фиг.9.

[0051] Логическая машина 916 включает в себя одно или более физических устройств, выполненных с возможностью исполнения инструкций. Логическую машину можно выполнить с возможностью исполнения инструкций, которые являются частью одного или более приложений, услуг, программ, подпрограмм, библиотек, объектов, компонентов, структур данных или других логических конструкций. Такие инструкции могут быть реализованы для выполнения задачи, реализации типа данных, преобразования состояния одного или более компонентов, достижений технического эффекта или получения иным образом желаемого результата.

[0052] Логическая машина 916 может включать в себя один или более процессоров, выполненных с возможностью исполнения инструкции программного обеспечения. Дополнительно или альтернативно, логическая машина может включать в себя одну или более аппаратных или программно-аппаратных логических машин, выполненных с возможностью исполнения аппаратных или программно-аппаратных инструкций. Процессоры логической машины могут быть одноядерными или многоядерными, и инструкции, исполняемые на них можно сконфигурировать для последовательной, параллельной и/или распределенной обработки. Если требуется, отдельные компоненты логической машины могут быть распределены среди двух или более отдельных устройств, которые могут располагаться удаленно и/или сконфигурированы для скоординированной обработки. Аспекты логической машины могут существовать в виртуальной форме и исполняться сетевыми вычислительными устройствами с удаленным доступом и с конфигурацией облачных вычислений.

[0053] Машина 918 для хранения данных включает в себя одно или несколько физических устройств, выполненных с возможностью хранения инструкций, исполняемых логической машиной 916 для реализации способов и процессов, описанных в данном документе. При реализации таких способов и процессов состояние машины для хранения данных может быть преобразовано, например, для хранения различных данных. Машина для хранения данных может включать в себя съемные и/или встроенные устройства; она может включать в себя среди прочего оптическую память (например, CD, DVD, HD-DVD, диск Blu-ray и т.д.), полупроводниковую память (например, RAM, EPROM, EEPROM и т.д.) и/или магнитную память (например, накопитель на жестких магнитных дисках, накопитель на магнитной ленте, MRAM и т.д.). Машина для хранения данных может включать в себя энергозависимые, энергонезависимые, динамические, статические, считывающие/записывающие, доступные только для считывания, с произвольным доступом к памяти, с последовательным доступом к памяти, с адресацией к ячейкам, с адресацией к файлам и/или с адресацией по содержанию устройства.

[0054] Следует иметь в виду, что машина 918 для хранения данных включает в себя одно или несколько физических устройств. Однако аспекты инструкций, описанных в данном документе, альтернативно могут быть распространены на среду передачи данных (например, электромагнитный сигнал, оптический сигнал и т.д.), которая не сохраняется физическим устройством в течение определенного срока действия.

[0055] Аспекты логической машины 916 и машины 918 для хранения данных могут быть объединены в один или более аппаратно-логических компонентов. Такие аппаратно-логические компоненты могут включать в себя программируемые пользователем вентильные матрицы (FPGA), программируемые и специализированные интегральные микросхемы (PASIC/ASIC), стандартные продукты, ориентированные на программу и приложение (PSSP/ASSP), систему на кристалле (SOC) и сложные устройства с программируемой логикой (CPLD), например.

[0056] Подсистему 920 отображения можно использовать для визуального представления данных, удерживаемых машиной 918 для хранения данных. Это визуальное представление может принимать форму графического интерфейса пользователя (GUI). Так как описанные в данном документе способы и процессы обмениваются данными, сохраняемыми машиной для хранения данных и, таким образом, преобразуют состояние машины для хранения данных, состояние подсистемы 920 отображения может быть аналогичным образом преобразовано для визуального представления изменений основных данных. Подсистема 920 отображения может включать в себя одно или несколько устройств подсистемы отображения, использующих по существу любой тип технологии. Такие устройства подсистемы отображения могут быть объединены с логической машиной 916 и/или машиной 918 для хранения данных в общем корпусе, или такие устройства подсистемы отображения могут представлять собой периферийные устройства подсистемы отображения. Дисплей 20, показанный на фиг.1A и 1B, является примером подсистемы 920 отображения.

[0057] Подсистему 922 связи можно выполнить с возможностью коммуникативного соединения компьютерной системы 914 с одним или более другими вычислительными устройствами. Подсистема связи может включать в себя устройства проводной и/или беспроводной связи, совместимые с одним или более различными протоколами связи. В качестве неограничивающих примеров, подсистему связи можно выполнить с возможностью обмена данных через беспроводную телефонную сеть, локальную или глобальную вычислительную сеть и/или Интернет. Блок 24 связи, показанный на фиг.1A и 1B, является примером подсистемы 922 связи.

[0058] Подсистема 924 ввода может содержать или взаимодействовать с одним или более устройствами пользовательского ввода, такими как клавиатура, мышь, экран касания или игровой контроллер. В некоторых примерах подсистема ввода может содержать или взаимодействовать с выбранными компонентами естественного пользовательского ввода (NUI). Такие компоненты могут быть встроенными или периферийными, и преобразование и/или обработка входных действий может осуществляться автономным или внешним образом. Примерные компоненты NUI могут включать в себя микрофон для распознавания речи и/или голоса; камеру для съемки в инфракрасной области спектра, камеру для цветной съемки, стереоскопическую камеру и/или камеру глубины для машинного зрения и/или распознавания жестов; устройство для слежения за положением головы пользователя, устройство для слежения за движением глаз пользователя, акселерометр и/или гироскоп для обнаружения движения и/или распознавания намерения пользователя; а также компоненты регистрации электрического поля для оценки активности мозга. Датчик 32 экрана касания и кнопки 34 нажимного действия, показанные на фиг.1A и 1B, являются примерами подсистемы 924 ввода.

[0059] Набор 912 датчиков может включать в себя один или более различных датчиков, например, датчик экрана касания, датчик кнопки нажимного действия, микрофон, датчик видимого света, ультрафиолетовый датчик, датчик температуры окружающей среды, контактные датчики, оптический датчик частоты пульса, акселерометр, гироскоп, магнитометр и/или GPS-приемник, как описано выше со ссылкой на фиг.1A и 1B.

[0060] Следует понимать, что конфигурации и подходы, описанные в данном документе, являются иллюстративными по своей природе, и эти конкретные реализации или примеры не следует понимать в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные вариации. Конкретные процедуры или способы, описанные здесь, могут представлять одно или более стратегий обработки. Кроме того, показанные или описанные различные действия можно выполнить в показанной или описанной последовательности, в других последовательностях, параллельно или их можно опустить.

[0061] Сущность данного раскрытия включает в себя все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных процессов, систем, и конфигураций и другие признаки, функции, действия и/или свойства, раскрытые в данном документе, а также любые или все их эквиваленты.

Изобретение относится к соединителю для подачи питания и передачи данных, который содержит магнит, пленку, приклеенную к поверхности магнита, и площадку, продолжающуюся в сторону от пленки. Соединитель для подачи питания и передачи данных дополнительно содержит множество электрических контактов, расположенных на площадке, причем множество электрических контактов имеет зеркальную разводку сигнальных выводов. Техническим результатом является облегчение выравнивания соединителя для точного направления с визуальной помощью. 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Соединитель для подачи питания и передачи данных, содержащий:

магнит;

пленку, приклеенную на поверхности магнита;

площадку, продолжающуюся в сторону от пленки; и

множество электрических контактов, расположенных на площадке, причем множество электрических контактов имеют зеркальную разводку сигнальных выводов.

2. Соединитель для подачи питания и передачи данных по п.1, в котором множество электрических контактов включают в себя контакт питания, два заземляющих контакта и два или более сигнальных контакта.

3. Соединитель для подачи питания и передачи данных по п.1, в котором множество электрических контактов выровнены по продольной оси, которая делит пополам самую широкую протяженность площадки, причем множество электрических контактов отделены симметрично относительно вертикальной оси, перпендикулярной к продольной оси и проходящей через центральный электрический контакт.

4. Соединитель для подачи питания и передачи данных по п.3, дополнительно содержащий кабель для подачи питания и передачи данных, продолжающийся от поверхности корпуса соединителя для подачи питания и передачи данных в направлении, перпендикулярном к продольной оси, причем кабель для подачи питания и передачи данных заканчивается в соединителе универсальной последовательной шины (USB) на конце, противоположном поверхности корпуса, и при этом поверхность корпуса прилегает и перпендикулярна к поверхности, содержащей площадку.

5. Соединитель для подачи питания и передачи данных по п.3, в котором пленка изогнута вогнутым образом вдоль вертикальной протяженности, продолжающейся перпендикулярно к продольной оси, и является плоской вдоль горизонтальной протяженности, продолжающейся параллельно продольной оси.

6. Соединитель для подачи питания и передачи данных по п.5, в котором площадка является плоской в вертикальной протяженности и горизонтальной протяженности.

7. Соединитель для подачи питания и передачи данных по п.3, в котором множество электрических контактов содержат первую пару контактов, связанных вместе и электрически соединенных с одним источником сигнала данных, вторую пару контактов, связанных вместе и электрически соединенных с одним источником отрицательного сигнала данных, третью пару контактов, связанных вместе и электрически соединенных с землей, и один контакт, электрически соединенный с источником напряжения.

8. Соединитель для подачи питания и передачи данных по п.1, в котором каждый из множества электрических контактов содержит прямоугольную полоску из электропроводного материала, которая деформируется для получения подпружиненного штырька.

9. Соединитель для подачи питания и передачи данных по п.8, в котором участок прямоугольной полоски деформируется, образуя выступ треугольной формы, который при смещении выступает от площадки и является перемещаемым по направлению к площадке в ответ на усилие, приложенное к выступу треугольной формы.

10. Соединитель для подачи питания и передачи данных по п.1, в котором множество электрических контактов выполнены с возможностью передачи данных и/или подачи питания на носимое устройство, причем соединитель для подачи питания и передачи данных выполнен с возможностью взаимодействия с портом универсальной последовательной шины (USB), расположенным на носимом устройстве.