MX2014005608A

MX2014005608A - Conector electronico de orientacion dual con contactos externos.

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Publication number: MX2014005608A
Application number: MX2014005608A
Authority: MX
Inventors: Jeffrey J Terlizzi; Albert J Golko; Eric S Jol; Mathias W Schmidt
Original assignee: Apple Inc
Priority date: 2011-11-07
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2014-08-18
Also published as: AU2012101658B4; WO2013070767A1; US8517766B2; RU2014122997A; EP3454430B1; RU2581845C2; EP3454431A1; GB2496738A; TW201342712A; CN103730747B; US8647156B2; US9106031B2; US9437984B2; CA2794906C; JP6000417B2; US20130244492A1; JP2015228380A; KR20140063549A; TWI590528B; GB2496738B

Abstract

Un conector de orientación dual que tiene una saliente de conector con un primer y segundo lados opuestos principales y una pluralidad de contactos eléctricos llevados por la saliente de conector. La pluralidad de contactos incluye un primer conjunto de contactos externos formados en el primer lado principal y un segundo conjunto de contactos externos formados en el segundo lado principal. Cada contacto individual en la primera pluralidad de contactos se conecta eléctricamente dentro de la saliente o cuerpo a un contacto correspondiente en la segunda pluralidad de contactos. En algunas modalidades, los contactos en la primera y segunda pluralidades de contactos que están directamente opuestos entre sí se acoplan en conjunto. En algunas otras modalidades, los contactos en la primera y segunda pluralidades de contactos que se encuentran en relación en diagonal entre sí se acoplan en conjunto. La primera pluralidad de contactos se espacia simétricamente con la segunda pluralidad de contactos, y la saliente de conector se moldea para tener simetría de 180 grados a fin de que pueda insertarse y acoplarse de manera operativa a un conector de receptáculo correspondiente en cualquiera de dos orientaciones de inserción.

Description

CONECTOR ELECTRÓNICO DE ORIENTACIÓN DUAL CON CONTACTOS EXTERNOS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona en general con conectores electrónicos, tales como conectores de audio y datos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los conectores o clavijas de audio estándar se encuentran disponibles en tres tamaños de acuerdo con el diámetro exterior de la clavija: una clavija de 6.35 mm (1/4"), una clavija miniatura de 3.5 mm (1/8") y una clavija subminiatura de 2.5 mm (3/32"). Las clavijas incluyen múltiples regiones conductoras que se extienden a todo lo largo de los conectores en distintas porciones de la clavija tales como la punta, manguito y una o más porciones medias entre la punta y manguito, lo que resulta en que los conectores a menudo se refieran como conectores TRS (punta, anillo y manguito).

Las Figuras 1A y 1 B ilustran ejemplos de clavijas de audio 10 y 20 que tienen tres y cuatro porciones conductoras, respectivamente. Como se muestra en la Figura 1A, la clavija 10 incluye una punta conductora 12, un manguito conductor 16 y un anillo conductor 14, aislado eléctricamente de la punta 12 y el manguito 16 por los anillos aislantes 17 y 18. Las tres porciones conductoras 12, 14, 16 son para los canales de audio izquierdo y derecho y una conexión a tierra. La clavija 20, mostrada en la Figura 1B, incluye cuatro porciones conductoras: una punta conductora 22, un manguito conductor 26 y dos anillos conductores 24, 25 y, de esta manera, algunas veces se refiere como conectar TRRS (punta, anillo, anillo, manguito). Las cuatro porciones conductoras se aislan eléctricamente al aislar los anillos 27, 28 y 29 y típicamente se utilizan para señales de audio izquierda y derecha, micrófono y tierra. Como evidente a partir de las Figuras 1A y 1B, cada una de las clavijas de audio 10 y 20 son indistintas en orientación. Es decir, las porciones conductoras circundan completamente el conectar, formando contactos de 360 grados de tal modo que no haya una parte superior, inferior o lateral distinta a la porción de clavija de los conectares.

Cuando las clavijas 10 y 20 son conectares miniatura de 3.5 mm, el diámetro externo del manguito conductor 16, 26 y anillos conductores 14, 24, 25 es de 3.5 mm y la longitud de inserción del conectar es de 14 mm. Para los conectares subminiatura de 2.5 mm, el diámetro externo del manguito conductor es de 2.5 mm y la longitud de inserción del conectar es de 11 mm de largo. Tales conectares TRS y TRRS se utilizan en muchos reproductores MP3 y teléfonos inteligentes comercialmente disponibles, así como otros dispositivos electrónicos. Los dispositivos electrónicos, tales como los reproductores MP3 y teléfonos inteligentes se diseñan continuamente para ser más delgados y más pequeños y/o para incluir visualizadores de video con pantallas que sobresalen tan cerca como sea posible del borde externo de los dispositivos. El diámetro y longitud de los conectores de audio actuales de 3.5 mm e incluso de 2.5 mm son factores limitantes en hacer tales dispositivos más pequeños y más delgados, y en dejar que los visualizadores sean más grandes para un tamaño físico determinado.

Muchos conectores de datos estándar también sólo se encuentran disponibles en tamaños que son factores limitantes al hacer a los dispositivos electrónicos portátiles más pequeños. Adicionalmente, y en contraste con los conectores TRS discutidos anteriormente, muchos conectores de datos estándar requieren empalmarse con un conector correspondiente en una sola orientación específica. Tales conectores pueden referirse como conectores polarizados. Como ejemplo de un conector polarizado, las Figuras 2A y 2B representan un conector micro-USB 30, el más pequeño de los conectores USB actualmente disponibles. El conector 30 incluye un cuerpo 32 y una cubierta metálica 34 que se extiende desde el cuerpo 32 y puede insertarse en un conector de receptáculo correspondiente. Como se muestra en las Figuras 2A, 2B, la cubierta 34 tiene esquinas anguladas 35 formadas en una de sus placas inferiores. De manera similar, el conector de receptáculo (no mostrado) con el cual se empalma el conector 30 tiene una abertura de inserción con atributos angulados coincidentes que previene que la cubierta 34 se inserte en el conector de receptáculo de manera equivocada. Es decir, sólo puede insertarse en un solo sentido (en una orientación donde las porciones anguladas de la cubierta 34 se alinean con las porciones anguladas coincidentes en el conector de receptáculo). Algunas veces es difícil para el usuario determinar cuándo un conector polarizado, tal como el conector 30, se orienta en la posición de inserción correcta.

El conector 30 también incluye una cavidad interior 38 dentro de la cubierta 34 en conjunto con contactos 36 formados dentro de la cavidad. La cavidad 38 tiene tendencia a recolectar y atrapar restos dentro de la cavidad, lo cual algunas veces puede interferir con las conexiones de señales a los contactos 36. También, y además de la cuestión de orientación, aún cuando el conector 30 se alinea apropiadamente, la inserción y extracción del conector no es precisa, y puede tener un sentido inconsistente. Además, aún cuando el conector se inserta completamente, puede tener un grado indeseable de tambaleo que puede resultar en una conexión defectuosa o estropeo.

Muchos otros conectores de datos comúnmente utilizados, incluyendo conectores USB estándar, conectores mini USB, conectores FireWire, así como muchos de los conectores patentados utilizados con medios portátiles electrónicos comunes, adolecen de algunas o todas estas deficiencias o de deficiencias similares.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Diversas modalidades de la invención pertenecen a conectores electrónicos que mejoran algunas o todas las deficiencias descritas anteriormente. Otras modalidades de la invención pertenecen a métodos para elaborar tales conectores electrónicos, así como dispositivos electrónicos que incluyen tales conectores.

En vista de los defectos en los conectores electrónicos actualmente disponibles, como se describe anteriormente, algunas modalidades de la presente invención se relacionan con conectores de enchufe mejorados que tienen una longitud y grosor de clavija reducidos, una orientación de inserción intuitiva y una sensación suave consistente cuando se inserta y extrae de su conector de receptáculo correspondiente. Adicionalmente, algunas modalidades de conectores de enchufe de acuerdo con la presente invención sólo incluyen contactos externos y no incluyen contactos colocados dentro de una cavidad interna que tiene tendencia a recolectar y atrapar restos.

Una modalidad particular de la invención pertenece a un conector de enchufe de orientación múltiple sin polarizar que tiene contactos externos llevados por una saliente de conector. La saliente de conector puede insertarse en un conector de receptáculo correspondiente en por lo menos dos diferentes orientaciones de inserción. Los contactos se forman en una primera y segunda superficies de la saliente y se disponen en un esquema simétrico a fin de que los contactos se alineen con los contactos del conector de receptáculo en cualquiera de por lo menos dos orientaciones de inserción. Uno o más contactos individuales en la primera pluralidad de contactos se acoplan eléctricamente dentro de la saliente o cuerpo del conector a un contacto correspondiente en la segunda pluralidad de contactos. Adicionalmente, la saliente de conector en sí puede tener una conformación simétrica en sección transversal para facilitar el aspecto de orientación múltiple de esta modalidad.

Otra modalidad pertenece a un conector de enchufe de orientación dual que incluye un cuerpo y una saliente metálica simétrica de 180 grados conectada a, y que se extiende longitudinalmente lejos de, el cuerpo. La saliente incluye una primera y segunda superficies opuestas principales y una tercera y cuarta superficies opuestas secundarias que se extienden entre la primera y segunda superficies principales. Una primera región de contactos formada en la primera superficie principal de la saliente incluye una primera pluralidad de contactos externos espaciados a lo largo de una primera hilera. Una segunda región de contactos formada en la segunda superficie principal de la saliente incluye una segunda pluralidad de contactos externos espaciados a lo largo de una segunda hilera que refleja la primera hilera. Cada contacto individual en la primera pluralidad de contactos se conecta eléctricamente dentro de la saliente o cuerpo a un contacto correspondiente en la segunda pluralidad de contactos, y se llena con material dieléctrico en medio de contactos adyacentes en la primera y segunda hileras y entre los contactos y la saliente metálica. En algunas modalidades, un primer y segundo atributos de retención, adaptados para interaccionar con atributos de retención en un conector de receptáculo correspondiente, se forman en la tercera y cuarta superficies secundarias de la saliente.

Aún otra modalidad de la invención pertenece a un conector de enchufe que incluye un cuerpo y una saliente conectada a, y que se extiende lejos de, el cuerpo. La saliente incluye una primera y segunda superficies opuestas principales en conjunto con una tercera y cuarta superficies opuestas secundarias que se extienden entre la primera y segunda superficies principales. Una primera región de contactos que incluye ocho contactos externos numerados en secuencia, espaciados a lo largo de una primera hilera, se forma en la primera superficie principal de la saliente. Los contactos numerados en secuencia incluyen un primer y segundo contactos designados para señales de datos en las ubicaciones 2 y 3, primer y segundo contactos de energía acoplados eléctricamente entre sí y designados para energía en las ubicaciones 4 y 5, y tercer y cuarto contactos designados para señales de datos en las ubicaciones 6 y 7. En algunas modalidades, el conector de enchufe además incluye un contacto de energía de accesorio en una de las ubicaciones 1 u 8 y un contacto ID en la otra de las ubicaciones 1 u 8. En algunas modalidades, el conector de enchufe también tiene una segunda región de contactos formada en la segunda superficie principal de la saliente que incluye ocho contactos externos numerados en secuencia espaciados a lo largo de una segunda hilera. La segunda hilera está directamente en oposición a y refleja la primera hilera, y cada contacto individual en la primera hilera se conecta eléctricamente a un contacto correspondiente en la segunda hilera.

Aún otra modalidad de la invención pertenece a un conector de enchufe reversible que incluye un cuerpo y saliente de conector acoplada a y que se extiende lejos del cuerpo. La saliente incluye una primera y segunda superficies opuestas en conjunto con una tercera y cuarta superficies opuestas que se extienden entre la primera y segunda superficies. Una primera región de contactos se forma en la primera superficie de la saliente, que incluye ocho contactos externos espaciados a lo largo de una primera hilera. Una segunda región de contactos se forma en la segunda superficie de la saliente, que incluye ocho contactos externos espaciados a lo largo de una segunda hilera en ubicaciones de contacto que reflejan las ubicaciones de contacto en la primera hilera. En una versión de esta modalidad, cada una de la primera y segunda hileras incluye un solo contacto de conexión a tierra designado para conectar a tierra, un primer par de contactos de datos que pueden utilizarse para llevar señales de datos de acuerdo con un primer protocolo de comunicaciones, y un segundo par de contactos de datos que puede utilizarse para llevar señales de datos de acuerdo con un segundo protocolo de comunicaciones diferente a primer protocolo. Versiones adicionales de esta modalidad además pueden incluir uno o más de un contacto de entrada de energía designado para llevar una primera señal de energía a una primera tensión, un contacto de salida de energía capaz de llevar una segunda señal de energía a una segunda tensión inferior a la primera tensión, y un contacto ID capaz de llevar una señal de configuración que identifica los protocolos de comunicaciones utilizados por el primer y segundo pares de contactos de datos. En diversas versiones adicionales de esta modalidad, los contactos se disponen de acuerdo con una o más de las siguientes reglas: (i) el primer par de contactos de datos en la primera y segunda hileras se colocan en una relación reflejada directamente opuestos entre sí, (ii) el segundo par de contactos de datos en la primera hilera y segundo hilera se colocan en una relación reflejada directamente opuestos entre sí, (iii) los contactos de conexión a tierra en la primera y segunda hileras se colocan en una relación en diagonal entre sí a lo largo de una línea central del conector; (iv) el primer contacto de energía en la primera y segunda hileras se coloca en una relación en diagonal entre sí a lo largo de una línea central del conector; (v) los contactos ID en la primera y segunda hileras se colocan en una relación en diagonal entre sí a lo largo de una primera línea de cuarta parte del conector; y (vi) los segundos contactos de energía en la primera y segunda hilera se colocan en una relación en diagonal entre sí a lo largo de una segunda línea de cuarta parte del conector.

Para comprender mejor la naturaleza y ventajas de la presente invención, debe hacerse referencia a la siguiente descripción y las figuras adjuntas. Se entenderá, sin embargo, que cada una de las figuras se proporciona para el propósito de ilustración solamente y no tiene se pretende como definición de los límites del alcance de la presente invención. También, como regla general, y a menos que sea evidente al contrario de la descripción, en casos donde los elementos en diferentes figuras usan números de referencia idénticos, los elementos generalmente son idénticos o por lo menos similares en función o propósito.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las Figuras 1A y 1 B muestran vistas en perspectiva de conectores previamente conocidos de enchufe de audio TRS y TRRS, respectivamente; La Figura 2A muestra una vista en perspectiva de un conector de enchufe micro USB previamente conocido, en tanto que la Figura 2B muestra una vista en planta frontal del conector micro USB mostrado en la Figura 2A; La Figura 3A es una vista superior simplificada de un conector de enchufe 40 de acuerdo con una modalidad de la presente invención; Las Figuras 3B y 3C son vistas simplificadas lateral y frontal, respectivamente, del conector 40 mostrado en la Figura 3A; Las Figuras 4A-4E son vistas frontales de modalidades alternativas del conector 40 de acuerdo con la presente invención; Las Figuras 5A y 5B son vistas superior y lateral simplificadas de un conector de enchufe 50 de acuerdo con otra modalidad de la presente invención; Las Figuras 5C y 5D son vistas en perspectiva simplificadas superior e inferior de una modalidad de un anillo de conexión a tierra, que puede incluirse en algunas modalidades de la presente invención; La Figura 6A es una vista superior simplificada de un conector de enchufe 60 de acuerdo con otra modalidad de la presente invención; La Figura 6B es una vista en perspectiva simplificada de otra modalidad de un anillo de conexión a tierra de acuerdo con la presente invención; Las Figuras 7A-7H son vistas superiores simplificadas de las distribuciones de contactos dentro de la región de contactos 46 de acuerdo con diferentes modalidades de la invención; Las Figuras 8A y 8B son vistas simplificadas de una modalidad de un conector de enchufe 80 que tiene cuatro contactos en cada superficie opuesta principal de la saliente 44 de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La Figura 8C es una vista esquemática en sección transversal simplificada del conector de enchufe 80 mostrado en las Figuras 8A y 8B, tomada a lo largo de la línea A-A'; Las Figuras 9A y 9B son diagramas que representan el alineamiento de los contactos en el conector de enchufe 80 con contactos correspondientes en el conector de receptáculo 85 en diferentes orientaciones de inserción de acuerdo con una modalidad de la invención; Las Figuras 10A y 10B son vistas simplificadas de otra modalidad de un conector de enchufe 90 que tiene cuatro contactos en cada superficie opuesta de la saliente 44 de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La Figura 10C es una vista esquemática en sección transversal simplificada del conector de enchufe 90 mostrado en la Figura 10A, tomada a lo largo de la línea B-B'; Las Figuras 11A y 11 B son diagramas que representan el alineamiento de los contactos en el conector de enchufe 90 con contactos correspondientes en el conector de receptáculo 85 en diferentes orientaciones de inserción de acuerdo con una modalidad de la invención; La Figura 12A es una vista simplificada de otra modalidad de un conector de enchufe 99 que tiene tres contactos en cada superficie opuesta de la saliente 44 de acuerdo con una modalidad de la presente invención; Las Figuras 12B y 12C son diagramas que representan el alineamiento de los contactos en el conector de enchufe 99 con contactos correspondientes en el conector de receptáculo 95 en diferentes orientaciones de inserción de acuerdo con una modalidad de la invención; La Figura 13A es una vista en perspectiva simplificada de un conector de enchufe 100 que tiene ocho contactos formados en cada superficie opuesta de la saliente 44 de acuerdo con una modalidad de la presente invención; Las Figuras 13B y 13C son vistas superior e inferior simplificadas del conector de enchufe 100 mostrado en la Figura 13A; La Figura 14A es un diagrama que ilustra una disposición de distribuciones de clavijas del conector 100 de acuerdo con una modalidad de la invención; La Figura 14B es un diagrama que ilustra una disposición de distribuciones de clavijas del conector 100 de acuerdo con otra modalidad de la invención; La Figura 15A es una representación esquemática de un conector de receptáculo 140 de acuerdo con una modalidad de la invención; La Figura 15B es una vista en planta frontal del conector de receptáculo 140 de acuerdo con una modalidad de la invención; Las Figuras 15C y 15D son diagramas que ilustran una disposición de distribuciones de clavijas del conector 140 de acuerdo con dos diferentes modalidades de la invención, configuradas para empalmarse con conectores de enchufe que tienen una distribución de clavijas 106a y 106b, respectivamente, como se muestra en las Figuras 14A y 14B; Las Figuras 16A-16K son vistas simplificadas que representan una secuencia de eventos asociados con el empalme del conector de enchufe 100 al conector de receptáculo 140 de acuerdo con una modalidad de la invención; La Figura 17 es una representación esquemática del conector de receptáculo 140 acoplado a los circuitos electrónicos de conmutación 150 dentro de un dispositivo anfitrión de acuerdo con una modalidad de la invención; La Figura 18 es una vista en perspectiva simplificada de un cable de cargador/adaptador USB 160 que tiene un conector USB en un extremo y un conector, de acuerdo con una modalidad de la invención, en el otro extremo; La Figura 19A es un diagrama que representa ubicaciones de clavijas del conector de enchufe 162 mostrado en la Figura 18 de acuerdo con una modalidad de la invención, donde el conector 162 es compatible con la distribución de clavijas mostrada en la Figura 14A; La Figura 19B es un diagrama que representa ubicaciones de clavijas del conector de enchufe 162 mostrado en la Figura 18 de acuerdo con otra modalidad de la invención, donde el conector 162 es compatible con la distribución de clavijas mostrada en la Figura 14B; La Figura 20 es una representación esquemática simplificada del cargador/adaptador USB 160 de acuerdo con una modalidad de la invención; La Figura 21 es una vista en perspectiva simplificada de una estación de acoplamiento 170 de acuerdo con una modalidad de la invención; La Figura 22 es una vista en planta superior simplificada de un adaptador de video 180 de acuerdo con una modalidad de la invención; La Figura 23A es un diagrama que representa ubicaciones de clavijas del conector de enchufe 182 mostrado en la Figura 22 de acuerdo con una modalidad de la invención, donde el conector 182 es compatible con la distribución de clavijas mostrada en la Figura 14A; La Figura 23B es un diagrama que representa ubicaciones de clavijas del conector de enchufe 182 mostrado en la Figura 22 de acuerdo con una modalidad de la invención, donde el conector 182 es compatible con la distribución de clavijas mostrada en la Figura 14B; La Figura 24 es una representación esquemática simplificada del adaptador de video 180 de acuerdo con una modalidad de la invención; La Figura 25 es una vista en planta superior simplificada de un adaptador de tarjeta SD 190 de acuerdo con una modalidad de la invención; La Figura 26A es un diagrama que representa ubicaciones de clavijas del conector de enchufe 192 mostrado en la Figura 25 de acuerdo con una modalidad de la invención, donde el conector 192 es compatible con la distribución de clavijas mostrada en la Figura 14A; La Figura 26B es un diagrama que representa ubicaciones de clavijas del conector de enchufe 192 mostrado en la Figura 25 de acuerdo con otra modalidad de la invención, donde el conector 192 es compatible con la distribución de clavijas mostrada en la Figura 14B; La Figura 27 es una representación esquemática simplificada del adaptador de video 190 de acuerdo con una modalidad de la invención; La Figura 28A es una representación esquemática simplificada de un adaptador accesorio 200 de acuerdo con una modalidad de la invención; La Figura 28B es un diagrama que representa la distribución de clavijas del conector 205 incluido dentro del adaptador 200 de acuerdo con una modalidad de la invención; La Figura 29 es un diagrama de flujo que representa etapas asociadas con la elaboración del conector 100 mostrado en las Figuras 13A-13C de acuerdo con una modalidad de la invención; Las Figuras 30A-30F representan diversas vistas del conector 100 en diferentes fases de elaboración, discutido en relación con la Figura 29; La Figura 31 es un diagrama de flujo que representa diversas subetapas asociadas con la unión de ensambles de contactos a una tarjeta de circuitos impresos, como se hace en la etapa 130 mostrada en la Figura 29 de acuerdo con una modalidad de la invención; La Figura 32 es un diagrama de bloques ilustrativo simplificado de un dispositivo multimedia electrónico adecuado con el cual pueden incorporarse o utilizarse las modalidades de la invención; y La Figura 33 representa la interpretación ilustrativa de una modalidad particular de un dispositivo multimedia electrónico adecuado para su uso con las modalidades de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención se describirá ahora con detalle con referencia a ciertas modalidades de la misma, como se ilustra en los dibujos adjuntos. En la siguiente descripción, se exponen numerosos detalles específicos con el fin de proporcionar una comprensión completa de la presente invención. Será aparente, sin embargo, para un experto en la técnica, que la presente invención puede practicarse sin algunos o todos estos detalles específicos. En otros casos, los detalles reconocidos del proceso no se han descrito en detalle con el fin de no opacar innecesariamente la presente invención.

Con el fin de apreciar y entender mejor la presente invención, se hace referencia primero a las Figuras 3A-3C, las cuales son vistas simplificadas superior, lateral y frontal, respectivamente, de un conector de enchufe de orientación dual 40 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El conector 40 incluye un cuerpo 42 y una porción saliente 44 que se extiende longitudinalmente lejos del cuerpo 42 en dirección paralela a la longitud del conector 40. Como se muestra en las Figuras 3A y 3B, un cable 43 opcionalmente can unirse al cuerpo 42 en un extremo opuesto de la porción saliente 44. La saliente 44 se ajusta en tamaño para insertarse en un conector de receptáculo correspondiente durante un evento de empalme, e incluye una primera región de contactos 46a formada en una primera superficie principal 44a y una segunda región de contactos 46b (no mostrada en las Figuras 3A-3C) formada en una segunda superficie principal 44b opuesta a la superficie 44a. La saliente 44 también incluye una primera y segunda superficies laterales opuestas 44c, 44d que se extienden entre la primera y segunda superficies principales 44a, 44b.

Las regiones de contactos 46a y 46b se centran entre las superficies laterales opuestas 44c y 44d, y una pluralidad de contactos externos (no mostrados en las Figuras 3A-3C) puede formarse en una superficie externa de la saliente 44 en cada región de contactos. Los contactos pueden elevarse, rebajarse o enrasarse con la superficie externa de la saliente 44 y colocarse dentro de las regiones de contactos de tal modo que, cuando la saliente 44 se inserte en un conector de receptáculo correspondiente, puedan acoplarse eléctricamente a los contactos correspondientes en el conector de receptáculo. En algunas modalidades, la pluralidad de contactos son contactos de limpieza automática que, después de conectarse inicialmente con un contacto de conector de receptáculo durante un evento de empalme, se deslizan más allá del contacto de conector de receptáculo con un movimiento de limpieza antes de alcanzar una posición de contacto deseada final. Los contactos dentro de las regiones 46a y 46b pueden elaborarse a partir de cobre, níquel, bronce, acero inoxidable, una aleación metálica o cualquier otro material conductor apropiado o combinación de materiales conductores. En algunas modalidades los contactos pueden imprimirse en las superficies 44a y 44b al utilizar técnicas similares a las utilizadas para imprimir contactos en tarjetas de circuitos impresos. En algunas otras modalidades los contactos pueden estamparse a partir de un armazón de plomo, colocado dentro de las regiones 46a y 46b y rodeado por material dieléctrico.

En algunas modalidades, uno o más contactos de conexión a tierra pueden formarse en la saliente 44. Por ejemplo, las Figuras 3A y 3B muestran un contacto de conexión a tierra 47a formado en la primera superficie lateral 44c y un contacto de conexión a tierra 47b formado en la segunda superficie lateral 44d, opuesto al contacto de conexión a tierra 47a. Como otro ejemplo, uno o más contactos de conexión a tierra pueden formarse en la superficie de extremo 44e en la punta distal del conector 40 además de, o en lugar de, los contactos de conexión a tierra 47a, 47b. En algunas modalidades, cada uno del o los contactos de conexión a tierra puede formarse en o formar parte de una porción externa de su superficie lateral respectiva. En otras modalidades, el o los contactos de conexión a tierra pueden formarse dentro de y/o como parte de un hueco, muesca, mella o región rebajada similar, formada en cada una de las superficies laterales 44c, 44d que interaccionan de manera operativa con un mecanismo de retención en un conector de receptáculo correspondiente, como se describe con detalle posteriormente.

La saliente 44 puede tener un diseño de doble orientación simétrica de 180 grados, el cual habilita al conector para insertarse en un conector de receptáculo correspondiente tanto en una primera orientación, donde la superficie 44a se orienta hacia arriba, como en una segunda orientación, donde la superficie 44a se gira 180 grados y se orienta hacia abajo. Para hacer posible el atributo indistinto de orientación del conector 40, el conector 40 no se polariza. Es decir, el conector 40 no incluye una llave física configurada para empalmarse con una llave coincidente en un conector de receptáculo correspondiente, y asegurar que el empalme entre los dos conectores se presente únicamente en una sola orientación. Adicionalmente, los contactos pueden colocarse dentro de las regiones de contactos 46a y 46b a fin de que los contactos individuales en la región 46a se dispongan simétricos con los contactos individuales en la región 46b localizada en el lado opuesto de la saliente 44, y los contactos de conexión a tierra formados en la punta o en los lados de la saliente de conector 44 también puedan disponerse de manera simétrica. La disposición simétrica de los contactos permite a los contactos del conector de enchufe en cualquier región 46a o 46b alinearse apropiadamente con los contactos en el conector de receptáculo, independientemente de la orientación.

En algunas modalidades, la saliente 44 se moldea a fin de que si la saliente se divide en mitades superior e inferior a lo largo de un plano horizontal que biseca el centro de la saliente 44 (como se muestra por el plano, P1 , en la Figura 3C), la conformación física de la sección transversal de la mitad superior de la saliente 44 es sustancialmente la misma que la conformación física de la sección transversal de la mitad inferior. De manera similar, si la saliente 44 se divide en mitades izquierda y derecha a lo largo de un plano vertical que biseca el centro de la saliente (como se muestra por el plano, P2, en la Figura 3C), la conformación física de la mitad izquierda de la saliente 44 es sustancialmente la misma que la conformación de la mitad derecha. En otras modalidades de orientación dual, la conformación en sección transversal de la saliente 44 no necesita ser completamente simétrica siempre y cuando el conector no incluya una llave que evita que el conector se inserte en un conector de receptáculo correspondiente en dos diferentes orientaciones y los contactos se alineen apropiadamente en cualquier orientación con los contactos en el conector de receptáculo correspondiente.

Además del diseño de orientación dual simétrica de 180 grados, los conectores de enchufe, de acuerdo con algunas modalidades de la invención, conectan eléctricamente cada contacto formado en la superficie 44a del conector con un contacto correspondiente en la superficie 44b en el lado opuesto del conector. Es decir, en algunas modalidades de la invención, cada contacto en la región de contactos 46a se conecta eléctricamente a un contacto correspondiente en la región de contactos 46b. De esta manera, cualquier señal determinada que debe llevarse por el conector de enchufe se envía a través de un contacto dentro de la región de contactos 46a así como un contacto dentro de la región 46b. El efecto de este aspecto de algunas modalidades de la invención es que el número de diferentes señales que pueden llevarse por un número determinado de contactos se reduce a la mitad en comparación con si los contactos formados en las regiones 46a y 46b se aislaran eléctricamente entre sí y se designaran para diferentes señales. Este atributo proporciona un beneficio, sin embargo, en cuanto a que el conector de receptáculo correspondiente sólo necesita tener contactos en una superficie dentro de su cavidad (por ejemplo, una superficie superior o una superficie inferior). El conector de receptáculo de esta manera puede hacerse más delgado que un conector de receptáculo con contactos en las superficies superior e inferior de su cavidad, lo cual a su vez, habilita a un dispositivo electrónico en el cual se aloja el conector de receptáculo para que sea más delgado también.

El cuerpo 42 generalmente es la porción del conector 40 que un usuario sostendrá cuando se inserta o remueve el conector 40 de un conector de receptáculo correspondiente. El cuerpo 42 puede componerse de una diversidad de materiales y, en algunas modalidades, se elabora a partir de un material dieléctrico, tal como un polímero termoplástico formado en un proceso de moldeo por inyección. Aunque no se muestra en las Figuras 3A o 3B, una porción del cable 43 y una porción de la saliente 44 pueden extenderse dentro de y confinarse por el cuerpo 42. El contacto eléctrico para los contactos en las regiones de contactos 46a, 46b puede hacerse para hilos individuales en el cable 43 dentro del cuerpo 42. En una modalidad, el cable 43 incluye una pluralidad de hilos aislados individuales, uno para cada contacto eléctricamente único dentro de las regiones 46a y 46b, que se sueldan a las zonas de soldadura en una tarjeta de circuitos impresos (PCB) alojada dentro del cuerpo 42. Cada zona de soldadura en la PCB se acopla eléctricamente a un contacto individual correspondiente dentro de una de las regiones de contactos 46a o 46b. También, uno o más circuitos integrados (ICs) pueden acoplarse de manera operativa dentro del cuerpo 42 a los contactos dentro de las regiones 46a, 46b para proporcionar información con respecto al conector 40 y/o un accesorio del que el conector es parte, o para realizar otras funciones específicas, como se describe con detalle posteriormente.

En la modalidad ilustrada en las Figuras 3A y 3B, el cuerpo 42 tiene una sección transversal rectangular que generalmente coincide en conformación pero es ligeramente más grande que la sección transversal de la saliente 42. Como se discute en relación con las Figuras 4A-4E, el cuerpo 42 puede ser de una diversidad de conformaciones y tamaños, sin embargo. Por ejemplo, el cuerpo 42 puede tener una sección transversal rectangular con bordes redondeados o angulados (referida en este documento como sección transversal "generalmente rectangular"), una sección transversal circular, una sección transversal ovalada, así como muchas otras conformaciones adecuadas. En algunas modalidades , el cuerpo 42 y saliente 44 del conector 40 tienen la misma conformación en sección transversal y tienen la misma anchura y altura (grosor). Como ejemplo, el cuerpo 42 y saliente 44 puede combinarse para formar un conector uniforme sustancialmente plano, donde el cuerpo y saliente parecen uno solo. Aún en otras modalidades, la sección transversal del cuerpo 42 tiene una conformación diferente a la sección transversal de la saliente 44, por ejemplo, el cuerpo 42 puede tener superficies superior e inferior curvadas y/o laterales curvadas, en tanto que la saliente 44 es sustancialmente plana.

También, la modalidad mostrada en las Figuras 3A-3C incluye el conector 40 como parte de un conector de cable. En algunas modalidades, los conectores de enchufe de acuerdo con la invención se utilizan en dispositivos tales como estaciones de acoplamiento, relojes despertadores y otros accesorios o dispositivos electrónicos. En modalidades semejantes, la saliente 44 puede extenderse directamente fuera de un alojamiento asociado con la estación de acoplamiento, reloj despertador u otro accesorio o dispositivo electrónico. El alojamiento asociado con el accesorio o dispositivo, el cual puede moldearse de manera muy diferente al cuerpo 42, entonces puede considerarse el cuerpo del conector.

Aunque la saliente 44 se muestra en las Figuras 3A-3C con una conformación sustancialmente rectangular y sustancialmente plana, en algunas modalidades de la invención, la primera y segunda superficies principales 44a, 44b pueden tener curvaturas coincidentes convexas o cóncavas a la misma, o pueden tener una región rebajada coincidente centralmente localizada entre los lados de la saliente 44. Las regiones de contactos 46a y 46b pueden formarse en las regiones rebajadas y las regiones rebajadas, por ejemplo, pueden extenderse de la punta distal de la saliente 44 a todo lo largo de la base 42 o pueden extenderse a lo largo de sólo una porción de la longitud de la saliente 44 (por ejemplo, entre ½ a ¾ de la longitud de la saliente), finalizando en un punto fuera de la base 42. Las superficies laterales 44c y 44d también pueden tener curvaturas coincidentes convexas o cóncavas.

Generalmente, la conformación y curvatura de las superficies 44a y 44b se reflejan entre sí, como lo hacen la conformación y curvatura de las superficies 44a y 44b, de acuerdo con el diseño de orientación dual del conector 40, como se describe posteriormente. Adicionalmente, en tanto que las Figuras 3A-3C muestran superficies 44c, 44d con una anchura significativamente menor a la de las superficies 44a, 44b (por ejemplo, menor o igual a una cuarta parte o una mitad de la anchura de las superficies 44a, 44b), en algunas modalidades de la invención, las superficies laterales 44c, 44d tienen una anchura que es relativamente cercana o incluso igual a o más ancha que la de las superficies 44a, 44b.

Las Figuras 4A-4E son vistas en planta frontal simplificadas de las modalidades del conector 40 en las cuales el cuerpo 42 y/o saliente 44 tienen diferentes conformaciones en sección transversal. Por ejemplo, en la Figura 4A, las superficies principales 44a y 44b son ligeramente convexas, en tanto que en las Figuras 4B y 4C, las superficies laterales 44c y 44d se redondean. La Figura 4C representa un ejemplo de un conector que tiene regiones rebajadas 45a y 45b formadas en las superficies principales 44a y 44b, respectivamente, de la saliente 44. Las regiones rebajadas se extienden de la punta distal de la saliente 44 a lo largo de una porción de la longitud de la saliente 44 y se localizan centralmente entre las superficies laterales 44c y 44d. La Figura 4D representa un ejemplo de un conector en el cual la saliente 44 tiene una sección transversal en forma de hueso de perro, donde los surcos 45c y 45d se forman en los lados de la saliente. Un conector de receptáculo correspondiente puede incluir una cavidad moldeada para coincidir con los surcos a fin de que los surcos 45c, 45d ayuden a alinear el conector en la cavidad durante un evento de empalme. La Figura 4E representa un ejemplo de un conector en el cual el cuerpo 42 tiene aproximadamente la misma anchura que la saliente 44 pero es mayor a la saliente en dirección de la altura. Un experto en la técnica comprenderá que las Figuras 3C y 4A-4E son sólo ejemplos de conformaciones adecuadas en sección transversal para el cuerpo 42 y saliente 44 y que muchas otras conformaciones en sección transversal pueden emplearse para cada uno del cuerpo 42 y saliente 44 en diversas modalidades de la invención.

La saliente 44 puede elaborarse a partir de una diversidad de materiales incluyendo metálico, dieléctrico o una combinación de los mismos. Por ejemplo, la saliente 44 puede ser una base cerámica que tiene contactos impresos directamente en sus superficies externas, o puede incluir un armazón elaborado a partir de un material elastomérico que incluye circuitos flexibles unidos al armazón. En algunas modalidades, la saliente 44 incluye un armazón exterior elaborado principal o exclusivamente a partir de un metal, tal como el acero inoxidable, y las regiones de contactos 46a y 46b se forman dentro de las aberturas del armazón como se muestra, por ejemplo, en las Figuras 5A-5C.

Las Figuras 5A y 5B son vistas superior y lateral simplificadas de un conector de enchufe 50 de acuerdo con una modalidad de la invención. El conector de enchufe 50 incluye muchos de los mismos atributos que el conector de enchufe 40 pero además incluye un primer y segundo atributos de retención 54a y 54b que se adaptan para interaccionar con los atributos de retención en un conector de receptáculo correspondiente para asegurar los conectores en conjunto durante un evento de empalme. Adicionalmente, un armazón 52, el cual algunas veces se refiere como cubierta y puede referirse como anillo de conexión a tierra cuando se elabora a partir de un material eléctricamente conductor, proporciona soporte estructural para el conector y define la conformación exterior de la saliente 44.

Como se muestra en las Figuras 5C y 5D, las cuales son vistas en perspectiva simplificadas superior e inferior, respectivamente, del armazón 52, el armazón puede incluir un primer y segundo lados opuestos 52a, 52b que se extienden en las dimensiones de anchura y longitud del armazón, un tercer y cuarto lados opuestos 52c, 52d que se extienden entre el primer y segundo lados en las dimensiones de altura y longitud, y un extremo 52e que se extiende en las dimensiones de anchura y altura entre el primer y segundo lados, así como entre el tercer y cuarto lados en el extremo distal del armazón. Los lados 52a-52e enmarcan una cavidad 55 que puede alojar porciones del conector 50. Las aberturas opuestas 56a y 56b a la cavidad 55 se forman en los lados 52a y 52b, respectivamente. La abertura 56a define la ubicación de la primera región de contactos 46a, en tanto que la abertura 56b, la cual, en algunas modalidades tiene el mismo tamaño y conformación que la abertura 56a, define la ubicación de la segunda región de contactos 46b. De esta manera, como se muestra en las Figuras 5C y 5D, cada una de las regiones de contactos se rodea completamente en el eje X y Y por la superficie externa del armazón 52. Tal configuración es particularmente útil cuando el armazón 52 se elabora a partir de un material eléctricamente conductor, tal como el acero inoxidable, u otro metal conductor rígido. En modalidades semejantes, el armazón 52 puede conectarse a tierra (y, de esta manera, puede referirse como anillo de conexión a tierra 52) con el fin de minimizar la interferencia que de otra manera puede ocurrir en los contactos del conector 50. De esta manera, en algunas modalidades, el anillo de conexión a tierra 52 puede proporcionar protección a descargas electrostáticas (ESD) y compatibilidad electromagnética (EMC) y actuar como una sola referencia de conexión a tierra para todas las señales llevadas a través del conector.

El primer y segundo atributos de retención 54a y 54b pueden formarse en los lados opuestos de la saliente 44 dentro del armazón 52. Los atributos de retención 54a, 54b son parte de un sistema de retención que incluye uno o más atributos en el conector de enchufe que se adaptan para interaccionar con uno o más atributos en el conector de receptáculo correspondiente para asegurar los conectores en conjunto cuando el conector de enchufe se inserta en el conector de receptáculo. En la modalidad ilustrada, los atributos de retención 54a, 54b son muescas semicirculares en las superficies laterales de la saliente 44 que se extienden de la superficie 44a a la superficie 44b. Los atributos de retención pueden variarse ampliamente y pueden incluir muescas o mellas anguladas, huecos que se forman sólo en las superficies laterales y no se extienden a alguna de las superficies 44a, 44b con las cuales las regiones de contactos 46a, 46b se forman, u otras regiones rebajadas. Los atributos de retención se adaptan para interaccionar con un mecanismo de retención en el conector de receptáculo que pueden variarse ampliamente de manera similar. El o los mecanismos de retención pueden ser, por ejemplo, uno o más resortes que incluyen una punta o superficie que se adapta dentro de las muescas 54a, 54b, uno o más frenos accionados por resorte, o mecanismos de seguro similares. El sistema de retención, incluyendo los atributos de retención 54a, 54b y el mecanismo de retención correspondiente en el conector de receptáculo, puede diseñarse para proporcionar una inserción y fuerzas de extracción específicas de tal modo que la fuerza de retención requerida para insertar el conector de enchufe en el conector de receptáculo sea mayor a la fuerza de extracción requerida para remover el conector de enchufe del conector de receptáculo.

Aunque los atributos de retención 54a, 54b se muestran en las Figuras 5A-5C con una característica de empalme hembra y el mecanismo de retención asociado con el conector de receptáculo se describió anteriormente con una característica macho que se mueve hacia los atributos de retención 54a, 54b, en otras modalidades estas funciones pueden diferir. Por ejemplo, en una modalidad, los atributos de retención 54a, 54b pueden ser proyecciones accionadas por resorte que interaccionan con un mecanismo de retención hembra en el conector de receptáculo. Aún en otras modalidades, uno de los atributos 54a, 54b puede orientarse a macho en tanto que el otro de los atributos 54a, 54b se orienta a hembra. En otras modalidades, otros mecanismos de retención pueden utilizarse tales como seguros mecánicos o magnéticos o mecanismos de inserción ortogonales. Adicionalmente, en tanto que los atributos de retención 54a y 54b se muestran en la Figura 5A formados en el armazón 52, en las modalidades de la invención que no incluyen un armazón, los atributos de retención pueden formarse en cualquier estructura o material que constituye la saliente 44.

Los atributos de retención 54a, 54b también pueden localizarse en una diversidad de posiciones a lo largo del conector 50 incluyendo a lo largo de las superficies laterales de la saliente 44 y/o superficies superior e inferior de la saliente 44. En algunas modalidades, los atributos de retención 54a, 54b pueden localizarse en una superficie frontal 42a del cuerpo 42 y adaptarse para interaccionar con un mecanismo de retención localizado en una superficie exterior frontal del conector de receptáculo. En la modalidad ilustrada en las Figuras 5A-5C, los atributos de retención 54a, 54b se colocan dentro del último tercio de la longitud de la saliente 44. Los inventores han determinado que la colocación de los atributos de retención y mecanismo de seguro correspondiente en el conector de receptáculo, cerca del extremo del conector de enchufe, ayuda a asegurar mejor el conector lateralmente cuando se encuentra en una posición de interacción dentro del conector de receptáculo.

Se hace referencia ahora a las Figuras 6A y 6B. La Figura 6A es una vista superior simplificada de un conector de enchufe 60 de acuerdo con otra modalidad de la invención, en tanto que la Figura 6B es una vista en perspectiva simplificada de un armazón 62 que forma parte de la saliente 44 del conector 60. El armazón 62 es un armazón en forma de u que se extiende de la punta distal del conector 60 a lo largo del lado del conector hacia el cuerpo 42 y tiene un grosor que es equivalente al grosor (T) del conector 60. El armazón 62 incluye porciones laterales 62a, 62b que pueden tener longitudes variables en diferentes modalidades. En algunas modalidades los lados 62a, 62b se extienden más allá de las regiones de contactos 46a, 46b a todo lo largo del cuerpo 42 del conector. En otras modalidades los lados pueden extenderse más allá de las regiones de contactos 46a, 46b pero no a todo lo largo del cuerpo 42 (como se muestra en la Figura 7B); pueden extenderse exactamente al extremo de las regiones de contactos 46a, 46b o pueden ser relativamente cortos y extenderse sólo parcialmente a lo largo de las regiones de contactos. Las regiones de contactos 46a, 46b yacen entre los lados opuestos 62a, 62b. Como con el armazón 52, el armazón 62 puede constituirse de un material eléctricamente conductor y referirse como anillo de conexión a tierra 62.

Las regiones de contactos 46a, 46b en cualquiera de los conectores 40, 50 o 60 discutidos antes (así como los conectores 80, 90, 100 y otros discutidos antes) pueden incluir cualquier número de contactos externos, de uno a veinte o más dispuestos en una diversidad de patrones diferentes. Las Figuras 7A-7H proporcionan diferentes ejemplos de disposiciones de contactos dentro de una región de contactos 46 de acuerdo con diferentes modalidades de la invención. Como se muestra en la Figura 7A, la región de contactos 46 puede incluir dos contactos 71 (1) y 71(2) que se centran y colocan simétricamente dentro de la región de contactos. De manera similar, la Figura 7B representa una región de contactos 46 que tiene tres contactos 72(1)..72(3) centrados y colocados simétricamente dentro de la región de contactos, en tanto que las Figuras 7C y 7D representan regiones de contactos 46 que tienen cuatro contactos semejantes, 73(1)..73(4), y ocho contactos semejante, 74(1)..74(8), respectivamente.

En algunas modalidades, los contactos individuales pueden ajustarse en tamaño de manera diferente. Esto puede ser particularmente útil, por ejemplo, donde uno o más contactos se dedican a llevar alta energía o corriente elevada. La Figura 7E representa una modalidad semejante donde siete contactos 75(1)..75(7) se disponen en una sola hilera dentro de la región de contactos 46, y un contacto central 75(4) es dos o tres veces más ancho que los otros contactos.

Aunque cada una de las Figuras 7A-7E incluye una sola hilera de contactos dentro de la región 46, algunas modalidades de la invención pueden incluir dos, tres o más hileras de contactos. Como ejemplos, la región de contactos 46 mostrada en la Figura 7F incluye dos hileras de cuatro contactos 76(1)..76(4) y 76(5)..76(8) con cada hilera centrada entre los lados de la región de contactos y espaciada simétricamente en relación con una línea central que atraviesa la longitud de la región de contactos; la Figura 7G muestra una región de contactos 46 que tiene una primera hilera de tres contactos 77(1)..77(3) y una segunda hilera de cuatro contactos 77(4)..77(7) colocada dentro de la región de contactos; y la Figura 7H representa una región de contactos 46 que tiene tres hileras de tres contactos para un total de nueve contactos 78(1)..78(9).

Cada una de las regiones de contactos 46 mostradas en las Figuras 7A-7H es representativa de ambas regiones 46a y 46b de acuerdo con modalidades particulares de la invención. Es decir, de acuerdo con una modalidad de la invención, un conector de enchufe puede incluir dos regiones de contactos 46a y 46b cada una de las cuales incluye dos contactos como se muestra en la región 46 en la Figura 7A. En otra modalidad, un conector de enchufe puede incluir las regiones de contactos 46a y 46b cada una de las cuales incluye tres contactos, como se muestra en la Figura 7B. Aún otras modalidades de la invención incluyen: un conector de enchufe que tiene las regiones de contactos 46a y 46b como se muestra en la región 46 en la Figura 7C; un conector de enchufe que tiene las regiones de contactos 46a y 46b como se muestra en la región 46 en la Figura 7D; un conector de enchufe que tiene las regiones de contactos 46a y 46b como se muestra en la región 46 en la Figura 7E; un conector de enchufe que tiene las regiones de contactos 46a y 46b como se muestra en la región 46 en la Figura 7F; un conector de enchufe que tiene las regiones de contactos 46a y 46b como se muestra en la región 46 en la Figura 7G; y un conector 40 que tiene las regiones de contactos 46a y 46b como se muestra en la región 46 en la Figura 7H.

Los contactos dentro de las regiones 46a, 46b pueden incluir contactos designados para una amplia diversidad de señales incluyendo contactos de energía, contactos de conexión a tierra, contactos analógicos y contactos digitales, entre otros. En algunas modalidades, uno o más contactos de conexión a tierra se forman en las regiones 46a y 46b en tanto que, en otras modalidades, los contactos de conexión a tierra sólo se localizan en la punta 44e y/o en las superficies laterales 44c, 44d del conector 40. Las modalidades que emplean contactos de conexión a tierra en una o más posiciones a lo largo del lado periférico y/o superficies de punta del conector 40, en lugar de dentro de las regiones de contactos 46a y 46b, puede habilitar el espacio ocupado global de la saliente de conector 44 para que sea más pequeña que un conector similar que incluye contactos de conexión a tierra en las regiones de contactos 46a o 46b.

Los contactos de energía dentro de las regiones 46a, 46b pueden llevar señales de cualquier tensión y, como ejemplo, pueden llevar señales entre 2-30 voltios. En algunas modalidades, múltiples contactos de energía se incluyen en las regiones 46a, 46b para llevar señales de energía de diferentes niveles de tensiones que pueden utilizarse para diferentes propósitos. Por ejemplo, uno o más contactos para suministrar energía de corriente baja a 3.3 voltios, que pueden utilizarse para energizar los dispositivos accesorios conectados al conector 40, pueden incluirse en las regiones 46a, 46b así como uno o más contactos para suministrar energía de corriente alta a 5 voltios para cargar dispositivos multimedia portátiles acoplados al conector 40. Como se discute en relación con la Figura 7E, en algunas modalidades, uno o más contactos de energía dentro de las regiones 46a, 46b puede ser más grande que otros contactos para habilitar de manera más eficiente los contactos más grandes para llevar alta energía y/o corriente elevada. En otras modalidades, múltiples contactos pueden acoplarse eléctricamente en conjunto para proporcionar uno o más "contactos más grandes" para llevar alta energía y/o corriente elevada. Por ejemplo, en una modalidad, los contactos 74(4) y 75(5) mostrados en la Figura 7D pueden acoplarse eléctricamente en conjunto para actuar como un solo contacto de energía.

Ejemplos de contactos analógicos que pueden incluirse en las regiones de contactos 46a, 46b incluyen contactos para canales separados izquierdo y derecho para señales de salida de audio y entrada de audio así como contactos para señales de video, tales como señales de video RGB, señales de video por componentes YpbPr, y otras. De manera similar, muchos tipos diferentes de señales digitales pueden llevarse por los contactos en las regiones 46a, 46b incluyendo señales de datos tales como, señales USB (incluyendo USB 1.0, 2.0 y 3.0), señales FireWire (también referidas como IEEE 1394), señales UART, señales Thunderbolt, señales SATA y/o cualquier otro tipo de señal de interfaz en serie de alta velocidad u otro tipo de señal de datos. Las señales digitales dentro de las regiones de contactos 46a, 46b también pueden incluir señales para video digital tales como señales DVI, señales HDMI y señales Display Port, así como otras señales digitales que realizan funciones que habilitan la detección e identificación de dispositivos o accesorios para el conector 40.

En algunas modalidades, se llena con material dieléctrico en medio de los contactos individuales en las regiones de contactos 46a, 46b, por ejemplo, al utilizar técnicas de moldeo por inyección a fin de que se enrase con la superficie superior de los contactos. El material dieléctrico separa los contactos adyacentes entre sí y separa el conjunto de contactos en la región de contactos del armazón o la superficie metálica del anillo de conexión a tierra que rodea los contactos. En algunas modalidades el material dieléctrico y contactos forman una superficie externa enrasada de la saliente 44 que proporciona una sensación lisa consistente a través de las superficies de la saliente 44, en tanto que, en otras modalidades, cada una de las regiones de contactos 46a, 46b, incluyendo el material dieléctrico y contactos, puede rebajarse en una pequeña muy cantidad (por ejemplo, entre 0.2 y 0.01 mm) para ayudar a asegurar que ninguno de los contactos individuales se proyecte por arriba de la superficie externa del armazón 52, lo cual incrementa la susceptibilidad a que, con más de miles de ciclos de uso, el contacto que se proyecta o "altanero" de alguna manera se desprenderá mecánicamente del conector. Adicionalmente, para mejorar la robustez y confiabilidad, el conector 40 puede sellarse completamente y no incluir partes movibles.

Para comprender y apreciar mejor el diseño de orientación dual simétrica de 180 grados de algunas modalidades de la invención, se hace referencia a las Figuras 8A-8C que representan un conector de enchufe 80 de acuerdo con una modalidad específica de la invención, que incluye cuatro contactos individuales formados dentro de cada una de las regiones de contactos 46a y 46b. Específicamente, las Figuras 8A y 8B son vistas simplificadas de un primer lado 44a y un segundo lado opuesto 44b, respectivamente, del conector 80, en tanto que la Figura 8C es una vista en sección transversal simplificada del conector 80 tomada a lo largo de la línea A-A' (mostrada en la Figura 8A) que también incluye una representación esquemática de las conexiones eléctricas entre los contactos del conector. Como se muestra en la Figura 8C, cada uno de los contactos 73(1)..73(4) en la superficie 44a del conector 80 se acopla eléctricamente a un contacto directamente opuesto en sí, en la superficie 44b por una conexión eléctrica 82(1)..82(4) que se representa en forma esquemática. Para hacer más fácil la referencia, los contactos que se acoplan eléctricamente en conjunto en dos diferentes lados del conector se refieren por el mismo número de contacto y algunas veces se refieren en este documento como "par correspondiente" de contactos o "contactos conectados coincidentes". El contacto eléctrico entre pares de contactos correspondientes puede hacerse en una diversidad de formas. En algunas modalidades, el contacto eléctrico entre contactos en un par correspondiente se hace dentro de la saliente 44 o cuerpo 42. Como ejemplo, una tarjeta de circuitos impresos (PCB), que incluye placas de contacto impresas en sus superficies superior e inferior, puede extenderse dentro de la saliente 44. Orificios o vías pasantes pueden formarse en la tarjeta de circuitos impresos directamente entre las placas de contacto en superficies opuestas y llenarse con un material eléctricamente conductor (por ejemplo, cobre) para conectar eléctricamente cada zona de contacto formada en la superficie superior a una zona de contacto correspondiente en la superficie opuesta. Los contactos individuales en la superficie 44a del conector soldado a las placas de contacto en un lado de la PCB de esta manera pueden conectarse eléctricamente a los contactos conectados coincidentes en la superficie 44b soldada a las placas de contacto en el otro lado de la PCB. En otras modalidades donde un anillo de conexión a tierra no rodea los contactos en la punta del conector, los contactos pueden acoplarse en conjunto al envolver la punta del conector de la superficie 44a a la superficie 44b en lugar de conectarse eléctricamente a través de la saliente 44.

Regresando ahora a la Figura 8A y el aspecto de orientación dual del conector 80, la región de contactos 46a puede incluir cuatro contactos espaciados de manera uniforme 73(1)..73(4) formados dentro de la región. En relación con un plano central 59 que es perpendicular a y pasa a través de la parte media del conector 50 a lo largo de su longitud, los contactos 73(1) y 73(2) se encuentran en una relación reflejada con los contactos 73(3) y 73(4) a lo largo de la línea central 59. Es decir, el espaciamiento de la línea central 59 al contacto 73(2) es el mismo que el espaciamiento de la línea central 59 al contacto 73(3). También, el espaciamiento de la línea central 59 al contacto 73(1) es el mismo que el espaciamiento de la línea central 59 al contacto 73(4). Los contactos en cada uno de los pares de contactos 73(1), 73(4) y 73(2), 73(3) también se espacian de igual modo de los lados 44c y 44d del conector uno con respecto a otro y se espacian a lo largo de la saliente 44 una distancia igual desde la superficie de extremo 44e.

De manera similar, en la Figura 8B la región de contactos 46b incluye el mismo número de contactos que la región 46a que también se espacian de acuerdo con el mismo espaciamiento que en la región 46a. De esta manera, la región de contactos 46b incluye cuatro contactos 73(1)..73(4) espaciados dentro de la región 46b de acuerdo con el mismo esquema y espaciamiento que los contactos 73(1)..73(4) dentro de la región 46a. Dado que el esquema y espaciamiento de los contactos en las regiones 46a y 46b son cierto tipo ausente idéntico de símbolos o marcas en una de las superficies 44a o 44b, las superficies y esquema de contactos en cada una de las superficies 44a, 44b pueden parecer idénticos o por lo menos sustancialmente los mismos.

Como se menciona antes, el conector 80 puede empalmarse con un conector de receptáculo que tiene un solo conjunto de contactos, sin contar contactos de conexión a tierra, en una superficie interior. Como ejemplo, las Figuras 9A y 9B son diagramas simplificados que representan el conector de enchufe 80 empalmado con un conector de receptáculo 85 en dos posibles orientaciones de empalme diferentes. El conector de receptáculo 85 incluye un alojamiento 86 que define una cavidad 87. Los contactos 88(1)...88(4) se colocan a lo largo de una primera superficie interior de la cavidad 87 y los contactos de conexión a tierra 88(a) y 88(b) se colocan en las superficies interiores laterales de la cavidad. No hay contactos en una segunda superficie interior opuesta a la primera superficie interior.

Como se muestra en las Figuras 9A y 9B, cuando la saliente 44 del conector 80 se inserta completamente en la cavidad 87 cada uno de los contactos 73(1)..73(4) se alinea y se encuentra en contacto físico con uno de los contactos 88(1)..88(4) independientemente de cuál de las dos posibles orientaciones (referidas en este documento como "arriba" o "abajo" por conveniencia, pero debe apreciarse que estos son términos relativos destinados a connotar un cambio de 180 grados en la orientación del conector solamente) en que el conector 80 se inserta en la cavidad 87. Cuando el conector 80 se inserta en la cavidad 87 con el lado 44a hacía arriba (Figura 9A), el contacto 73(1) se alinea con el contacto 88(1), el contacto 73(2) se alinea con el contacto 88(2), el contacto 73(3) se alinea con el contacto 88(3), y el contacto 73(4) se alinea con el contacto 88(4). Cuando el conector 80 se inserta en la cavidad 87 con el lado 44b hacia arriba (Figura 9B), los contactos se alinean de manera diferente de tal modo que el contacto 73(4) se alinea con el contacto 88(1), el contacto 73(3) se alinea con el contacto 88(2), el contacto 73(2) se alinea con el contacto 88(3), y el contacto 73(1) se alinea con el contacto 88(4). Adicionalmente, cuando el conector de enchufe 80 incluye contactos laterales de conexión a tierra 73a, 73b, cada contacto lateral se alinea con uno de los contactos laterales de conexión a tierra 88a, 88b del conector de receptáculo 85 en cualquiera de las dos posibles orientaciones de inserción, como se muestra en las Figuras 9A y 9B.

De esta manera, si el conector de enchufe 80 se inserta en el conector de receptáculo 85 en la posición "arriba" o "abajo", puede hacerse un contacto eléctrico apropiado entre los contactos en el conector de enchufe y el conector de receptáculo. Algunas modalidades de la invención además pertenecen a un dispositivo anfitrión electrónico que incluye un conector de receptáculo y circuitos electrónicos que conmutan la funcionalidad de las clavijas de contactos de conector de receptáculo con base en la orientación de inserción del conector de enchufe. En algunas modalidades, un circuito de detección en el conector de receptáculo o el dispositivo electrónico anfitrión, en el cual se aloja el conector de receptáculo, puede detectar la orientación del conector de enchufe y establecer interruptores de software y/o hardware para conmutar las conexiones internas a los contactos en el conector de receptáculo y hacer coincidir apropiadamente los contactos del conector de receptáculo con los contactos del conector de enchufe, según convenga. Los detalles de diversas modalidades de tales circuitos electrónicos se exponen en la Solicitud de E.U. presentada al mismo tiempo y de propiedad común No. (Expediente de Apoderado No. 909 1-825181), cuyo contenido se incorpora en este documento en su totalidad para todo propósito.

En algunas modalidades, la orientación del conector de enchufe puede detectarse con base en una llave de orientación física (diferente a la llave de polarización en cuanto a que una llave de orientación no previene que el conector de enchufe se inserte en el conector de receptáculo en múltiples orientaciones) que, dependiendo de la orientación del conector de enchufe, interacciona o no interacciona con un contacto de orientación correspondiente en el conector de receptáculo. Los circuitos electrónicos conectados al contacto de orientación entonces pueden determinar en cuál de las dos posibles orientaciones se insertó el conector de enchufe en el conector de receptáculo. En otras modalidades, la orientación del conector de enchufe puede determinarse al detectar una característica (por ejemplo, tensión o nivel de corriente) en uno o más de los contactos o al enviar y recibir señales a través de uno o más de los contactos al utilizar un algoritmo de negociación inicial. Los circuitos electrónicos dentro del dispositivo anfitrión que se acoplan de manera operativa al conector de receptáculo entonces puede establecer interruptores de software y/o hardware para hacer coincidir apropiadamente los contactos del conector de receptáculo con los contactos del conector de enchufe.

Aunque cada contacto en el área de contactos 46a del conector 80 se conecta eléctricamente a un contacto directamente opuesto a sí mismo en el área de contactos 46b, en otras modalidades los contactos en el área de contactos 46a pueden conectarse eléctricamente a los contactos en el área de contactos 46b que no se oponen directamente entre sí. Las Figuras 10A-10C, las cuales son similares a las Figuras 8A-8C y representan un conector 90 que tiene cuatro contactos espaciados idénticamente a los del conector 80, son ilustrativas de una modalidad semejante donde cada contacto en el área de contactos 46a se conecta a un contacto correspondiente en el área de contactos 46b que se espacian en una relación en diagonal entre sí. Como se muestra en la Figura 10A, el esquema de contactos 73(1)..73(4) en la región de contactos 46a del conector 90 es idéntico al esquema de los contactos en la región 46a del conector 80. En el conector 90, sin embargo, el contacto 73(1) en el área de contactos 46a se acopla eléctricamente a un contacto correspondiente en el área de contactos 46b, el contacto 73(1), que se encuentra en el lado opuesto del plano central 59 y espaciado la misma distancia del plano central. De manera similar, los contactos 73(2), 73(3) y 73(4) en el área de contactos 46a se acopla cada uno eléctricamente a un contacto coincidente 73(2), 73(3) y 73(4) en el área de contactos 46b localizado en una relación en diagonal en el lado opuesto de, y espaciado la misma distancia, de la línea central 59.

El contacto eléctrico entre los contactos en un par correspondiente de contactos en el conector 90 puede hacerse en cualquier forma apropiada. En una modalidad, las conexiones entre contactos coincidentes se hacen dentro de la saliente y/o cuerpo del conector. Como ejemplo, una PCB con placas de contacto impresas en sus superficies superior e inferior, una para cada uno de los contactos 73(1)..73(4) en cada una de las regiones 46a y 46b, puede extenderse a través del interior de la saliente 44. Una serie de líneas conductoras, a través de los orificios y vías formados en la PCB, puede conectar eléctricamente cada contacto de la región de contactos 46a a su contacto conectado coincidente en la región 46b de acuerdo con el esquema en la Figura 10C.

Conectar eléctricamente los contactos entre las superficies 46a y 46b en la manera mostrada en la Figura 10C proporciona el beneficio de que, independientemente de cuál de las dos posibles orientaciones en que el conector 90 se empalma con el conector de receptáculo, los contactos en el conector de receptáculo se alinean con los mismos contactos en el conector 90. Las Figuras 11A y 11 B, los cuales son diagramas simplificados que muestran el conector 90 empalmado con el conector de receptáculo 85 en dos diferentes orientaciones de empalme posibles, ilustran este aspecto de la modalidad de la Figura 10C. En la Figura 11 A, el conector 90 se inserta en la cavidad 87 del conector 85 con el lado 44a hacia arriba. En este alineamiento, el contacto de conector de enchufe 73(1) se encuentra en contacto físico con el contacto de conector de receptáculo 88(1), el contacto de conector de enchufe 73(2) se encuentra en contacto físico con el contacto de conector de receptáculo 88(2), el contacto de conector de enchufe 73(3) se encuentra en contacto físico con el contacto de conector de receptáculo 88(3), y el contacto de conector de enchufe 73(4) se encuentra en contacto físico con el contacto de conector de receptáculo 88(4).

Como se muestra en la Figura 11 B, cuando el conector de enchufe 90 se inserta en el conector de receptáculo 85 con el lado 44b hacia arriba, los contactos se alinean exactamente de la misma manera. De esta manera, un conector de receptáculo 85 diseñado para empalmarse con el conector 90 no necesita incluir circuitos electrónicos que conmutan los contactos con base en la orientación del conector 90. Adicionalmente, como con el conector 80, si el conector 90 incluye contactos laterales 73a, 73b, cada contacto lateral se alinea con uno de los contactos laterales 88a, 88b independientemente de la orientación de inserción.

Aún en otras modalidades, algunos de los contactos individuales en la región de contactos 46a pueden conectarse a contactos coincidentes en la región 46b directamente opuestos entre sí como se muestra en las Figuras 8A-8C, en tanto que otros contactos individuales en la región de contactos 46a pueden conectarse a contactos coincidentes en la región 46b colocados en una relación en diagonal entre sí, como se muestra en las Figuras 10A-10C. Por ejemplo, los contactos centrales 73(2) y 73(3) pueden conectarse en conjunto como se muestra en las Figuras 8A-8C en tanto que los contactos externos 73(1) y 73(4) pueden conectarse en conjunto como se muestra en las Figuras 10A-10C.

Para facilitar el atributo de orientación dual de ciertas modalidades de la invención, algunos o todos los contactos dentro de las regiones de contactos 46a, 46b de un conector pueden disponerse de tal modo que los contactos de propósitos similares se coloquen dentro de cada una de las regiones de contactos en una relación reflejada entre sí en relación con un plano 59 (plano central) que biseca el conector a lo largo de la saliente 44. Por ejemplo, en referencia nuevamente a la Figura 8A, el contacto 73(1) se encuentra en una relación reflejada con el contacto 73(4) dado que cada contacto se encuentra dentro de la misma hilera y se espacia la misma distancia del plano 59 pero en lados opuestos del plano central. De manera similar, el contacto 73(2) se encuentra en una relación reflejada con el contacto 73(3) en relación con la línea central 59. Los contactos de propósitos similares son contactos que se designan para llevar señales similares. Ejemplos de pares de contactos de propósitos similares pueden incluir, primer y segundo contactos de energía, contactos de salida de audio izquierdo y derecho, primer y segundo contactos de conexión a tierra, un par de contactos de datos diferenciales o dos contactos de datos diferenciales de la misma polaridad (por ejemplo, dos contactos de datos diferenciales positivos o dos negativos), un par de contactos de transmisión y recepción en serie, y/u otro primer y segundo contactos digitales generales.

La relación reflejada simétrica entre contactos de propósitos similares dentro de cada una de las regiones 46a, 46b asegura que, para cada par de contactos de propósitos similares en una relación reflejada, uno de los contactos de propósitos similares se conectará eléctricamente a un contacto en el conector de receptáculo que se dedica al contacto particular o puede conmutarse fácilmente al contacto particular. Esto a su vez simplifica los circuitos electrónicos de conmutación requeridos dentro del conector de receptáculo. Como ejemplo, en casos donde los contactos 73(1) y 73(4) son contactos de propósitos similares que se dedican a un par de señales de datos diferenciales, cuando el conector de enchufe 80 se inserta en el conector de receptáculo 85, uno de los contactos de señales de datos diferenciales estará en contacto físico con el contacto de receptáculo 88(1) y el otro de los contactos de señales de datos diferenciales estará en contacto físico con el contacto de receptáculo 88(4) independientemente de si el conector de enchufe se empalma con el conector de receptáculo en una orientación de inserción "arriba" o "abajo". De esta manera, los contactos de receptáculo 88(1) y 88(4) pueden ser contactos de datos diferenciales (o pueden acoplarse de manera operativa mediante un interruptor o multiplexor a los circuitos electrónicos que soportan contactos de datos diferenciales) lo que asegura que se acoplarán eléctricamente a un contacto de datos diferenciales en el conector de enchufe independientemente de su orientación de inserción. Conmutar los circuitos electrónicos dentro del conector de receptáculo, de esta manera, no necesita tomar en cuenta que un contacto de energía u otro contacto que tiene conexiones internas muy diferentes a las requeridas por un contacto de datos diferenciales, puede estar en una de las ubicaciones que se alinea con el contacto 88(1 ) u 88(4).

Aunque las Figuras 8A-8C y 10A-10C representan modalidades particulares de la invención con un número par de contactos en cada una de las regiones de contactos 46a y 46b, algunas modalidades de la invención pueden incluir un número impar de contactos en cada una de las regiones 46a, 46b. En modalidades semejantes, uno de los contactos a cada lado del conector de enchufe es un contacto central que se centra alrededor del plano de bisección 59 y, de esta manera, se alinea con un contacto de receptáculo localizado centralmente en las posiciones "arriba" y "abajo". Los contactos centrales no se encuentran en relación reflejada (en relación con la línea central 59) per se con otro contacto, diferente a las mitades izquierda y derecha del contacto central reflejadas entre sí y, de esta manera, no se emparejan con otro contacto de propósitos similares de la misma forma en que otros contactos pudieran estar.

Las Figuras 12A-12C ilustran este aspecto de ciertas modalidades de la invención y representan un conector de enchufe 99 que tiene tres contactos 72(1 ) .72(3) formados en la superficie superior de la saliente 44 del conector de enchufe, que se conectan eléctricamente a contactos coincidentes en la superficie inferior, como con el conector 80 y la Figura 8C. Cuando el conector 99 se inserta en un conector de receptáculo correspondiente 95 en una posición "hacia arriba", los contactos 72(1 )..72(3) se alinean con los contactos 98(1 )..98(3) del conector de receptáculo, respectivamente. Cuando el conector se inserta en el conector de receptáculo 80 en una posición "hacia abajo", - \os contactos 72(3)..72(1) se invierten y se alinean con los contactos 98(1)..98(3) del conector de receptáculo, respectivamente. En ambas orientaciones, el contacto de conector de enchufe 72(2) se alinea con los contactos de receptáculo centrales 98(2). También, en cada orientación, cada uno de los contactos laterales 72a, 72b se alinea con los contactos laterales 98a, 98b.

Se hace referencia ahora a las Figuras 13A-13C que representan un conector de orientación dual 100 que tiene ocho contactos espaciados en una sola hilera en cada una de las regiones de contactos 46a y 46b de acuerdo con una modalidad de la invención. La Figura 13A es una vista en perspectiva simplificada del conector 100, y las Figuras 13B y 13C son vistas en planta simplificadas superior e inferior, respectivamente, del conector 100. Como se muestra en la Figura 13A, el conector 100 incluye un cuerpo 42 y una porción saliente 44 que se extiende longitudinalmente lejos del cuerpo 42 en dirección paralela a la longitud del conector. Un cable 43 se une al cuerpo 42 en un extremo opuesto de la porción saliente 44.

La saliente 44 se ajusta en tamaño para insertarse en un conector de receptáculo correspondiente durante un evento de empalme, e incluye una primera región de contactos 46a formada en una primera superficie principal 44a y una segunda región de contactos 46b (no mostrada en la Figura 13A) formada en una segunda superficie principal 44b opuesta a la superficie 44a. Las superficies 44a, 44b se extienden de una punta distal de la saliente a una cresta 109 que, cuando la saliente 44 se inserta en un conector de receptáculo correspondiente, linda con un alojamiento del conector de receptáculo o dispositivo anfitrión en que el conector de receptáculo se incorpora. La saliente 44 también incluye una primera y segunda superficies laterales opuestas 44c, 44d que se extienden entre la primera y segunda superficies principales 44a, 44b. En algunas modalidades, la saliente 44 tiene entre 5-10 mm de ancho, entre 1-3 mm de grosor y tiene una profundidad de inserción (la distancia de la punta de la saliente 44 a la cresta 109) de entre 5-15 mm. También, en algunas modalidades, la saliente 44 tiene una longitud que es mayor a su anchura, que es mayor a su grosor. En otras modalidades, la longitud y anchura de la saliente 44 se encuentran dentro de 0.2 mm una de otra. En una modalidad particular, la saliente 44 es de 6.7 mm de ancho, 1.5 mm de grosor, y tiene una profundidad de inserción (la distancia de la punta de la saliente 44 a la cresta 109) de 6.6 mm. En otras modalidades, la saliente 44 tiene los mismos 6.7 mm de ancho y 1.5 mm de altura, pero una longitud mayor. Modalidades semejantes pueden ser particularmente útiles para empalmarse con conectores de receptáculo con una abertura en el lado de un dispositivo electrónico que tiene un compartimiento curvado o, de otra manera, altamente estilizado. En tales dispositivos, la longitud de la saliente puede incrementarse en una cantidad que se determina por la inclinación del compartimiento de dispositivo y una altura del cuerpo 42. Es decir, la saliente 44 puede tener una longitud A para operar apropiadamente con un conector de receptáculo alojado dentro de un compartimiento que tiene un borde o cara vertical en la abertura del conector de receptáculo. Sin embargo, para funcionar apropiadamente con un compartimiento de dispositivo inclinado, una longitud adicional B puede agregarse para compensar la curvatura del compartimiento de dispositivo, y una longitud adicional C puede agregarse para compensar el grosor del alojamiento de conector de enchufe 42 para asegurar que los contactos dentro de las regiones 46a, 46b sean capaces de empalmarse con los contactos en el conector de receptáculo en el compartimiento curvado justo como estarían en un compartimiento que tiene una cara plana o vertical. A medida que la curva del compartimiento se hace menos profunda, el valor de B puede incrementarse de manera correspondiente. De manera similar, a medida que el alojamiento de conector de enchufe 42 se hace más grueso, el valor de C puede incrementarse.

La estructura y conformación de la saliente 44 se define por un anillo de conexión a tierra 105 que es similar al anillo de conexión a tierra 52 mostrado en la Figura 5C, y puede elaborarse a partir de acero inoxidable u otro material conductor rígido. El anillo de conexión a tierra 105 también incluye una porción de reborde o cresta 109 que incluye la superficie 109a y 109b que se extienden de la cresta a las superficies 44a y 44b, respectivamente, del anillo de conexión a tierra. El conector 100 incluye los atributos de retención 102a, 102b formados como huecos curvados en los lados del anillo de conexión a tierra 105 que no se extienden a la superficie superior 44a o superficie inferior 44b. El cuerpo, el cual se conecta al anillo de conexión a tierra 105 en la cresta 109, 42 se muestra en la Figura 13A en forma transparente (mediante las líneas punteadas) a fin de que ciertos componentes dentro del cuerpo sean visibles. Como se muestra, dentro del cuerpo 42 se encuentra una tarjeta de circuitos impresos (PCB) 104 que se extiende hacia el anillo de conexión a tierra 105 entre las regiones de contactos 46a y 46b hacia la punta distal del conector 100. Uno o más circuitos integrados (IC), tales como los chips de Circuitos Integrados Específicos de Aplicaciones (ASIC) 108a y 108b, pueden acoplarse de manera operativa a la PCB 104 para proporcionar información con respecto al conector 100 y cualquier accesorio o dispositivo del que el conector 100 es parte, y/o para realizar funciones específicas, tales como autenticación, identificación, configuración de contactos y regulación de corriente o energía.

Como ejemplo, en una modalidad, un módulo ID se representa dentro de un IC acoplado de manera operativa a los contactos del conector 100. El módulo ID puede programarse con información de identificación y configuración acerca del conector y/o su accesorio asociado, que puede comunicarse con un dispositivo anfitrión durante un evento de empalme. Como otro ejemplo, un módulo de autenticación programado para realizar una rutina de autenticación, por ejemplo, una rutina de codificación criptográfica de clave pública, con circuitos electrónicos en el dispositivo anfitrión, puede representarse dentro de un IC acoplado de manera operativa al conector 100. El módulo ID y módulo de autenticación pueden representarse dentro del mismo IC o dentro de diferentes IC. Aún como otro ejemplo, en las modalidades donde el conector 00 es parte de un accesorio de carga, un regulador de corriente puede representarse dentro de uno de los IC 108a o 108b. El regulador de corriente puede acoplarse de manera operativa a los contactos que son capaces de suministrar energía para cargar una batería en el dispositivo anfitrión, y regular la corriente suministrada a través de esos contactos para asegurar una corriente constante, independientemente de la tensión de entrada e incluso cuando la tensión de entrada varía de manera transitoria.

También pueden formarse zonas de soldadura 110 dentro del cuerpo 42 cerca del extremo de la PCB 104. Cada zona de soldadura puede conectarse a un contacto o par de contactos dentro de las regiones 46a y 46b. Los hilos (no mostrados) dentro del cable 43 entonces pueden soldarse a las zonas de soldadura para proporcionar una conexión eléctrica de los contactos al accesorio o dispositivo con el que el conector 00 se asocia. Generalmente, hay una zona de soldadura y un hilo dentro del cable 43 para cada conjunto de contactos eléctricamente independientes (por ejemplo, un par de contactos conectados coincidentes, uno en la región 46a y uno en la región 46b que se acoplan eléctricamente entre sí a través de la PCB 104) del conector 100. Adicionalmente, uno o más hilos de conexión a tierra (no mostrados) del cable 43 también pueden soldarse o conectarse de otra manera al anillo de conexión a tierra 105 para una señal de conexión a tierra.

Como se muestra en las Figuras 13B, 13C, ocho contactos externos 106(1)..106(8) se espacian a lo largo de una sola hilera en cada una de las regiones de contactos 46a, 46b. Cada contacto en la región de contactos 46a se conecta eléctricamente a un contacto correspondiente en la región de contactos 46b en el lado opuesto del conector. Los contactos 106(1)..106(8) pueden utilizarse para llevar una amplia diversidad de señales, incluyendo señales digitales y señales analógicas, así como energía y conexión a tierra, como se discute previamente. En una modalidad, cada contacto 06(1)..106(8) tiene una superficie de contacto alargada. En una modalidad, la anchura global de cada contacto es menor a 1.0 mm en la superficie y, en otra modalidad, la anchura se encuentra entre 0.75 mm y 0.25 mm. En una modalidad particular, una longitud de cada contactó 106(i) es por lo menos 3 veces tan larga en la superficie como en su anchura y, en otra modalidad, una longitud de cada contacto 106(i) es por lo menos 5 veces tan larga en la superficie como en su anchura.

La Figura 14A representa una implementación particular de una distribución de clavijas 106a para el conector de enchufe 100 de acuerdo con una modalidad de la invención. La distribución de clavijas 106a incluye ocho contactos 106(1)..106(8) que pueden corresponder a los contactos en las Figuras 13A-13C. Cada uno de los contactos 106(1)..106(8) en la distribución de clavijas 106a son contactos reflejados, lo que significa que un contacto individual 106(i) se acopla a otro contacto 106(i) directamente opuesto a sí mismo en el lado opuesto del conector. De esta manera, cada uno de los contactos 106(1)..106(8) se encuentra en una relación reflejada con un contacto idéntico que, por conveniencia, se representa por el mismo número de referencia que su contacto equivalente o reflejado.

Como se muestra en la Figura 14A, la distribución de clavijas 106a incluye dos contactos 106(4), 106(5) que se acoplan eléctricamente en conjunto para funcionar como un solo contacto dedicado a llevar energía; primer y segundo contactos de accesorio 106(1) y 106(8) que pueden utilizarse para una señal de energía de accesorio y una señal ID de accesorio, y cuatro contactos de datos 106(2), 106(3), 106(6) y 106(7). No hay contacto dedicado para conexión a tierra en ninguno de los contactos 106(1)..106(8) en las superficies superior o inferior del conector. En lugar de ello, la conexión a tierra se toma entre el anillo de conexión a tierra (no mostrado en la Figura 14A) y los contactos en el lado del conector de receptáculo correspondiente, como se discute anteriormente.

Los contactos de energía 106(4), 106(5) pueden ajustarse en tamaño para gestionar cualquier requerimiento de energía razonable para un dispositivo electrónico portátil y, por ejemplo, puede diseñarse para llevar entre 3-20 voltios desde un accesorio para cargar un dispositivo anfitrión conectado al conector 100. Los contactos de energía 106(4), 106(5) se colocan en el centro de las regiones de contacto 46a, 46b para mejorar la integridad de señales al conservar la energía tan lejos como sea posible de los lados del anillo de conexión a tierra 105.

El contacto de energía de accesorio 106(1) pueden utilizarse para una señal de energía de accesorio que proporciona energía del anfitrión a un accesorio. La señal de energía de accesorio típicamente es una señal de tensión inferior a la de la energía en la señal recibida a través de los contactos 106(4) y 106(5), por ejemplo, 3.3 voltios en comparación con 5 voltios o superior. El contacto ID de accesorio proporciona un canal de comunicación que habilita al dispositivo anfitrión para autenticar el accesorio, y habilita al accesorio para comunicar información al dispositivo anfitrión acerca de las capacidades del accesorio, como se describe con mayor detalle posteriormente.

Los contactos de datos 106(2), 106(3), 106(6) y 106(7) pueden utilizarse para habilitar la comunicación entre el anfitrión y el accesorio al utilizar uno o más de varios protocolos de comunicaciones diferentes. En algunas modalidades, los contactos de datos 106(2) y 106(3) operan como un primer par de contactos de datos, y los contactos de datos 106(6), 106(7) operan como un segundo par de contactos de datos, lo que permite que dos interfaces de comunicación en serie diferentes se implementen a través de los contactos de datos, como se discute a continuación. En la distribución de clavijas 106a, los contactos de datos 106(2), 106(3) se colocan adyacentes y a un lado de los contactos de energía, en tanto que los contactos de datos 106(6) y 106(7) se colocan adyacentes pero en el otro lado de los contactos de energía. Los contactos de energía de accesorio y de ID de accesorio se colocan en cada extremo del conector. Los contactos de datos pueden ser contactos de datos de alta velocidad que operan a una velocidad que es de por lo menos dos órdenes de magnitud más rápida que cualquier señal enviada a través del contacto ID de accesorio que hace que la señal ID de accesorio parezca esencialmente como una señal de DC para los cables de datos de alta velocidad. De esta manera, colocar los contactos de datos entre los contactos de energía y el contacto ID mejora la integridad de señales al intercalar los contactos de datos entre los contactos designados para las señales de DC, o señales esencialmente de DC.

La Figura 14B representa una implementaclón de una distribución de clavijas 106b para el conector de enchufe 100 de acuerdo con otra modalidad de la invención. Similar a la distribución de clavijas 106a, la distribución de clavijas 106b también incluye ocho contactos 106(1)..106(8) a cada lado del conector 100 que pueden corresponder a los contactos en las Figuras 13A-13C. La distribución de clavijas 106a difiere de la distribución de clavijas 106b en cuanto a que algunos de los contactos son contactos reflejados, en tanto que otros contactos se encuentran en una relación en diagonal entre sí a través de la línea central 59 del conector o a través de una de dos líneas de cuarta parte 59a, 59b del conector, como se describe posteriormente (como se utiliza en este documento, el término "línea de cuarta parte" no abarca la línea central). También, la distribución de clavijas 106a incluye un solo contacto de energía en lugar de dos contactos de energía a cada lado del conector, y agrega un contacto de conexión a tierra dedicado.

Específicamente, como se muestra en la Figura 14B, la distribución de clavijas 106b incluye un primer par de contactos de datos reflejados 106(2), 106(3) y un segundo par de contactos de datos reflejados 106(6) y 106(7) donde cada contacto de datos reflejado individual se conecta eléctricamente a un contacto de datos correspondiente directamente opuesto a sí mismo en el lado opuesto del conector. El contacto de energía 106(5) incluye dos contactos colocados en una relación en diagonal entre sí a través de la línea central 59, en tanto que el contacto de conexión a tierra 106(1) incluye dos contactos colocados en una relación en diagonal entre sí a través de la línea central 59. El contacto de energía de accesorio 106(4) y contacto ID de accesorio, por otro lado, se colocan en una relación en diagonal con los contactos equivalentes a través de las líneas de cuarta parte 59a y 59b, respectivamente. Cuando el conector 100 incluye la distribución de clavijas 106b, un lado del conector 100 puede tener los contactos 106(1)..(8) ordenados en secuencia como se muestra en la Figura 14B, en tanto que el otro lado del conector 100 incluye contactos ordenados de la siguiente manera: 106(1), 106(7), 106(6), 106(8), 106(5), 106(3), 106(2), 106(4) donde cada contacto individual 106(i) se acopla eléctricamente a un contacto que tiene el mismo número de referencia en el lado opuesto del conector como se muestra en la Figura 14B.

El contacto de energía 106(5) puede ajustarse en tamaño para gestionar cualquier requerimiento de energía razonable para un dispositivo electrónico portátil y, por ejemplo, puede diseñarse para llevar entre 3-20 voltios desde un accesorio para cargar un dispositivo anfitrión conectado al conector 100. El contacto de conexión a tierra 106(8) proporciona un contacto de conexión a tierra dedicado en un extremo de la hilera de contactos tan lejos como sea posible del contacto de energía 106(5). La conexión a tierra en la distribución de clavijas 106b también se proporciona a través del anillo de conexión a tierra 105 mediante los contactos en el lado del conector de receptáculo correspondiente, como con la distribución de clavijas 106a. El contacto de conexión a tierra dedicado adicional 106(1), sin embargo, proporciona cobertura de conexión a tierra adicional y proporciona un beneficio en cuanto a que la integridad de contactos de la clavija de conexión a tierra 106(1) puede diseñarse específicamente para llevar la señal de conexión a tierra eléctrica (por ejemplo, al utilizar contactos de cobre enchapado en oro) sin restringirse por la dureza u otros requerimientos asociados con los contactos en el lado del anillo de conexión a tierra 105 que aseguran que el anillo de conexión a tierra sea suficientemente robusto para soportar varios miles de ciclos de uso.

Los contactos de datos 106(2), 106(3), 106(6) y 106(7) en la distribución de clavijas 106b pueden ser idénticos a los contactos de datos discutidos en relación con la distribución de clavijas 106a. En la distribución de clavijas 106b, cada par de contactos de datos 106(2), 106(3) y 106(6), 106(7) se coloca entre el contacto de energía 106(5) o contacto de conexión a tierra 106(1), cada uno de los cuales lleva una señal de DC, y uno de los contactos de energía de accesorio o ID de accesorio 106(4) y 106(8), respectivamente, los cuales llevan una señal de energía de accesorio (una señal de DC) o una señal ID de accesorio de velocidad relativamente baja. Como se discute anteriormente, los contactos de datos pueden ser contactos de datos de alta velocidad que operan a una velocidad que es de por lo menos dos órdenes de magnitud más rápida que las señales ID de accesorio, lo que hace que parezca esencialmente como una señal de DC para los cables de datos de alta velocidad. De esta manera, la colocación de los contactos de datos entre los contactos de energía o los contactos de conexión a tierra y los contactos ACC, mejora la integridad de señales al intercalar los contactos de datos entre los contactos designados para las señales de DC o señales esencialmente de DC.

En una modalidad, la distribución de clavijas 106a representa las asignaciones de señales de un conector de enchufe 100 en un emparejamiento de conector de enchufe/conector de receptáculo que puede ser el sistema conector físico principal para un ecosistema de productos que incluye dispositivos electrónicos anfitriones y dispositivos accesorios. En otra modalidad, la distribución de clavijas 106b representa tales asignaciones de señales. Ejemplos de dispositivos anfitriones incluyen teléfonos inteligentes, reproductores multimedia portátiles, computadoras tipo tableta, computadoras personales portátiles, computadoras de escritorio y otros dispositivos de computación. Un accesorio puede ser cualquier pieza de hardware que se conecta a y se comunica con o, de otra manera, expande la funcionalidad del anfitrión. Muchos tipos diferentes de dispositivos accesorios pueden diseñarse o adaptarse específicamente para comunicarse con el dispositivo anfitrión a través del conector 100 para proporcionar funcionalidad adicional para el anfitrión. El conector de enchufe 100 puede incorporarse en cada dispositivo accesorio que es parte del ecosistema para habilitar al anfitrión y accesorio para comunicarse entre sí a través de un canal físico/eléctrico cuando el conector de enchufe 100 del accesorio se empalma con un conector de receptáculo correspondiente en el dispositivo anfitrión. Ejemplos de dispositivos accesorios incluyen estaciones de acoplamiento, cables y dispositivos de carga/sincronización, adaptadores de cables, relojes despertadores, controladores de juegos, equipo de audio, lectores de tarjetas de memoria, auriculares, equipo y adaptadores de video, teclados alfanuméricos, sensores médicos tales como monitores de frecuencia cardiaca y monitores de presión sanguínea, terminales de punto de venta (POS), así como otros numerosos dispositivos de hardware que pueden conectarse e intercambiar datos con el dispositivo anfitrión.

Puede apreciarse que ciertos accesorios pueden desear comunicarse con el dispositivo anfitrión al utilizar protocolos de comunicaciones diferentes a los de otros accesorios. Por ejemplo, ciertos accesorios pueden desear comunicarse con el anfitrión al utilizar un protocolo de datos diferencial, tal como USB 2.0, en tanto que otros accesorios pueden desear comunicarse con el anfitrión al utilizar un protocolo de comunicaciones en serie asincrónico. En una modalidad, los contactos de datos 106(2), 106(3), 106(6) y 106(7) pueden dedicarse a dos pares de contactos de datos diferenciales, dos pares de contactos de transmisión/recepción en serie, o un par de contactos de datos diferenciales y un par de contactos de transmisión/recepción en serie, lo que depende del propósito del conector 100 o función del conector de accesorio 100 del que es parte. Como ejemplo, que es particularmente útil para accesorios y dispositivos orientados al consumidor, los cuatro contactos de datos pueden dar cabida a dos de las siguientes tres interfaces de comunicación: USB 2.0, Mikey Bus o una interfaz de receptor/transmisor asincrónico universal (UART). Como otro ejemplo, que es particularmente útil para dispositivos de depuración y prueba, el conjunto de contactos de datos puede dar cabida a dos de los protocolos de comunicaciones USB 2.0, UART o un JTAG. En cada caso, el protocolo de comunicaciones real que se utiliza para comunicarse a través de un contacto de datos determinado puede depender del accesorio como se discute a continuación.

Como se menciona antes, el conector 100 puede incluir uno o más circuitos integrados que proporcionan información con respecto al conector y cualquier accesorio o dispositivo del que es parte y/o realizar funciones específicas. Los circuitos integrados pueden incluir circuitos electrónicos que participan en un algoritmo de negociación inicial que comunica la función de uno o más contactos a un dispositivo anfitrión con el que el conector 100 se empalma. Por ejemplo, un módulo ID puede representarse dentro del IC 108a, como se discute anteriormente, y acoplarse de manera operativa al contacto ID, contacto 106(8) en cada una de las distribuciones de clavijas 106a y 106b, y un módulo de autenticación puede representarse en el IC 108a con el módulo ID o en un IC separado, tal como el IC 108b. Los módulos ID y de autenticación incluyen, cada uno, una memoria legible por computadora que puede programarse con información de identificación, configuración y autenticación relevante para el conector y/o su accesorio asociado que puede comunicarse a un dispositivo anfitrión durante un evento de empalme. Por ejemplo, cuando el conector 100 se empalma con un conector de receptáculo en un dispositivo electrónico anfitrión, el dispositivo anfitrión puede enviar una instrucción a través de su contacto ID de accesorio (que se coloca para alinearse con el contacto ID del conector de enchufe correspondiente) como parte de un algoritmo de negociación inicial para determinar si el accesorio está autorizado para comunicarse y operar con el anfitrión. EL módulo ID puede recibir y responder a la instrucción al enviar una respuesta predeterminada nuevamente a través del contacto ID. La respuesta puede incluir información que identifica el tipo de accesorio o dispositivo del que el conector 100 es parte, así como diversas capacidades o funcionalidades del dispositivo. La respuesta también puede comunicar al dispositivo anfitrión qué interfaz de comunicación o protocolo de comunicaciones emplea el 100 en cada uno de los pares de contactos de datos 106(2), 106(3) y 106(6), 106(7). Si el conector 100 es parte de un cable USB, por ejemplo, la respuesta enviada por el módulo ID puede incluir información que dice al dispositivo anfitrión que los contactos 106(2) y 106(3) son contactos de datos diferenciales USB. Si el conector 100 es un conector de auricular, la respuesta puede incluir información que dice al anfitrión que los contactos 106(6) y 106(7) son contactos Mikey Bus. Los circuitos electrónicos de conmutación dentro del anfitrión entonces pueden configurar los circuitos electrónicos de anfitrión acoplados de manera operativa a los contactos en el conector de receptáculo por consiguiente como se discute a continuación.

Durante la rutina de negociación inicial, el módulo de autenticación también puede autenticar el conector 100 (o el accesorio del que es parte) y determinar si el conector 100 (o el accesorio) es un conector/accesorio apropiado para interactuar con el anfitrión al utilizar cualquier rutina apropiada de autenticación. En una modalidad, la autenticación se presenta a través del contacto ID antes de las etapas de identificación y conmutación de contactos. En otra modalidad la autenticación se presenta a través de uno o más de los contactos de datos después de que se configuran de acuerdo con la respuesta enviada por el accesorio.

Las Figuras 15A y 15B representan una modalidad de un conector de receptáculo 140 de acuerdo con la invención, que puede incluirse en un dispositivo anfitrión para habilitar a un accesorio que tiene un conector 100 para acoplarse físicamente al dispositivo anfitrión. Como se muestra en las Figuras 15A, 15B, el conector de receptáculo 140 incluye ocho contactos 146(1)..146(8) que se espacian en una sola hilera. En una modalidad, el conector de receptáculo 140, la distribución de clavijas de contactos 146(1)..146(8), es compatible con un conector de enchufe que tiene la distribución de clavijas 106a y, en otra modalidad, la distribución de clavijas de contactos 146(1)..146(8) es compatible con un conector de enchufe que tiene la distribución de clavijas 06b. Los contactos se colocan dentro de una cavidad 147 que se define por un alojamiento 142. El conector de receptáculo 140 también incluye mecanismos de retención laterales 145a, 145b que interaccionan con los atributos de retención 102a, 102b en el conector 100 para asegurar el conector 100 dentro de la cavidad 147 una vez que los conectores se empalman. Los mecanismos de retención 145a, 145b pueden ser, por ejemplo resortes, y pueden elaborarse a partir de un material eléctricamente conductor para servir también como contactos de conexión a tierra. El conector de receptáculo 140 también incluye dos contactos 148(1) y 148(2) (algunas veces referidos como contactos de "detección de conector") que se colocan ligeramente detrás de la hilera de contactos de señales y pueden utilizarse para detectar cuándo el conector 100 se inserta en la cavidad 140 y detectar cuándo el conector 100 sale de la cavidad 140, cuando los conectores se desacoplan entre sí.

En una modalidad, el conector de receptáculo 140 tiene una distribución de clavijas como se muestra en la Figura 15C que coincide con la distribución de clavijas 106a y, en otra modalidad, el conector de receptáculo 140 tiene una distribución de clavijas como se muestra en la Figura 16B que coincide con la distribución de clavijas 106b. En cada una de las Figuras 15C y 15D, las clavijas ACC1 y ACC2 se configuran para empalmarse con las clavijas de energía de accesorio o ID de accesorio del conector de enchufe, lo que depende de la orientación de inserción del conector de enchufe, el par de contactos Datos A se configura para empalmarse ya sea con el par de contactos Datos 1 o el par de contactos Datos 2 del conector de enchufe, y la clavija o clavijas P_IN (entrada de energía) se configuran para empalmarse con el contacto o contactos Energía del conector de enchufe. Adicionalmente, en la distribución de clavijas de la Figura 15D, el contacto GND se configura para empalmarse con el contacto GND en el conector de enchufe.

Se hace referencia ahora a las Figuras 16A-16K, las cuales muestran vistas en sección simplificadas del conector de enchufe 100 asociado con un dispositivo accesorio (no mostrado) que se empalma con el conector de receptáculo 140 incorporado en un dispositivo electrónico anfitrión (el alojamiento o compartimiento del cual se muestra parcialmente en cada figura). Cada vez que un usuario interactúa con un dispositivo accesorio o dispositivo electrónico anfitrión, el usuario puede hacer una evaluación con respecto a su calidad. Tal interacción puede ocurrir cuando un usuario inserciones un conector de enchufe, tal como el conector 100, en un conector de receptáculo correspondiente, tal como el conector de receptáculo 140. Si el conector de enchufe es fácil de insertar en el conector de receptáculo, el usuario puede tener la impresión de que el dispositivo electrónico que incluye el conector 100 o conector 140 es de de alta calidad, y que la empresa que fabricó el dispositivo electrónico es una empresa de calidad, también que puede ser confiable en la elaboración de dispositivos confiables. También, tal facilidad de inserción puede mejorar la experiencia del usuario y simplemente hacer al dispositivo más agradable de usar.

Por consiguiente, las modalidades de la presente invención pueden proporcionar aberturas de conectares de enchufe y conectares de receptáculo que hacen posible la fácil inserción del conector de enchufe en el conector de receptáculo. Un ejemplo se muestra en la Figura 16A, el cual es una vista superior simplificada del conector de enchufe 100 y conector de receptáculo 140 en alineamiento entre sí antes de un evento de empalme, de acuerdo con una modalidad de la invención. En este ejemplo, el conector de enchufe 100 puede tener un borde de avance curvado 101. El borde de avance 101 puede redondearse por aproximadamente 1 mm de su longitud en cada uno de sus extremos, como se muestra por la distancia l_i y, en algunas modalidades, se redondea por entre 0.5 mm y 1.5 mm en cada extremo. Este extremo frontal redondeado puede hacer más fácil insertar el conector de enchufe 100 en el conector de receptáculo 140 cuando el conector de enchufe se gira fuera del eje, es decir, cuando el conector de enchufe se inserta en un ángulo de inclinación incorrecto. También, en este ejemplo, una abertura de diferentes niveles puede proporcionarse por el compartimiento de dispositivo (y sus partes asociadas) al conector de receptáculo 140 en la cual se inserta el conector de enchufe 100. La abertura de diferentes niveles puede hacer más fácil insertar el conector de enchufe en el receptáculo cuando el conector de enchufe se inserta demasiado a la izquierda o demasiado a la derecha de la abertura en la dirección X.

En este ejemplo específico, una abertura del conector de receptáculo 140 puede formarse por un borde de un anillo de ajuste 492 que coopera con el alojamiento de receptáculo 142 para formar una cavidad de inserción en la cual el conector de enchufe 100 se inserta durante un evento de empalme. El anillo de ajuste 492, que puede conectarse al compartimiento de dispositivo 490 en una ubicación no mostrada en la Figura 16A, puede tener bordes de avance achaflanados 494. El alojamiento de receptáculo 142 puede descentrarse detrás del anillo de ajuste 492, y puede tener una superficie angulada 495 en los lados del anillo de ajuste 492 que estrecha además la cavidad de inserción. En algunas modalidades los bordes achaflanados 494 y superficies anguladas 495 se angulan cada uno entre 30-60 grados y, en una modalidad, se angulan en aproximadamente 45 grados. También, en algunas modalidades los bordes achaflanados 494 son de entre 0.1 y 0.5 mm de ancho y las superficies anguladas 495 son de entre dos y cuatro veces la anchura de los bordes achaflanados 494. En una modalidad particular, los bordes de avance achaflanados se achaflanan en aproximadamente 0.3 mm y las superficies anguladas 495 estrechan la abertura de la cavidad de inserción en aproximadamente 1 mm a cada lado del anillo de ajuste. De esta manera, en esta modalidad, la abertura de diferentes niveles puede proporcionar una tolerancia de 2.6 mm en la colocación del conector de enchufe 100 en relación con la abertura del conector de receptáculo 140. Esta tolerancia relativamente grande (dada la anchura global de 6.6 mm para el conector de enchufe) combinada con los bordes curvados del conector de enchufe 100, puede hacer relativamente fácil que un usuario inserte el conector de enchufe en el conector de receptáculo. Nuevamente, esta facilidad de inserción puede informar al criterio del usuario en cuanto a la calidad del dispositivo accesorio y/o dispositivo electrónico anfitrión.

La Figura 16B es una vista en sección transversal simplificada del conector de enchufe 100 y conector de receptáculo 1 0 en la misma posición de alineamiento entre sí antes de un evento de empalme mostrado en la Figura 16A. A medida que el conector de enchufe se inserta en la cavidad 147 del conector de receptáculo, el primer punto de contacto entre los dos conectores será el anillo de conexión a tierra 105 que se pone en contacto con el anillo de ajuste metálico 492, el cual rodea la abertura a la cavidad 147 y se conecta a tierra. De esta manera, cualquier carga estática que se acumula en el conector de enchufe puede descargarse con el contacto con el anillo de ajuste. A medida que el conector de enchufe se inserta además en la cavidad 147, diferentes porciones del conector de enchufe pueden primero entrar en contacto o interaccionar con diversas porciones del conector de receptáculo, como se muestra en las Figuras 16C-K. Por ejemplo, la Figura 16C representa las posiciones respectivas de los dos conectores cuando los contactos individuales 106(i) pueden entrar en contacto con el anillo de ajuste 492. En una modalidad, esto es aproximadamente 1.5 mm después de que el borde de avance 101 del conector 100 ha entrado a la cavidad 147 o 6.35 mm a partir de una posición completamente empalmada. La Figura 16D representa las posiciones respectivas de los dos conectores cuando los contactos individuales 106(i) pueden contactar por último el anillo de ajuste. En una modalidad, esto es aproximadamente 4.1 mm después de que el borde de avance 101 del conector 100 ha entrado a la cavidad 147 o 3.75 mm a partir de una posición completamente empalmada.

Las Figuras 16D y 16F representan, cada una, el conector 100 en una posición antes de que los contactos de conector de enchufe 106 entren en contacto físico con los contactos de conector de receptáculo 146. Como se muestra en las Figuras 16D y 16E, cada contacto de conector de receptáculo 146(i) incluye una punta 146a, una porción de barra 146b y una porción de ancla 146c. Los contactos de conector de enchufe 106 son contactos de limpieza, es decir, cada contacto 106(i) se mueve lateralmente con un movimiento de limpieza a lo largo de la punta 46a de su respectivo contacto 46(i) durante un evento de empalme hasta asentarse en una posición completamente empalmada donde una porción central de la superficie de contacto del contacto 106(i) se encuentra en contacto físico con la punta 146a del contacto de receptáculo 146(i). El proceso en el cual los contactos de un conector de enchufe y receptáculo entran en contacto primero uno con otro da lugar a desgaste por uso en los contactos, lo que puede resultar en un rendimiento degradado después de miles de ciclos de uso repetido. Las modalidades de la invención han diseñado los contactos para reducir tal desgaste por uso y, de esta manera, mejoran la vida útil del dispositivo. Para comprender mejor este aspecto de ciertas modalidades de la invención, se hace referencia a la Figura 16E, la cual es una vista en despiece de la porción de la Figura 16D mostrada en lineas punteadas.

Como se muestra en la Figura 16E, la interfaz entre el borde de avance 101 y las superficies superior e inferior 105a y 105b del conector 100 puede formar los bordes 101a y 101 b, respectivamente. A medida que el conector de enchufe 100 se inserta además en el conector de receptáculo 140, el borde 101 a (o borde 101 b si el conector se inserta en una orientación invertida) del contacto 106(i) puede interaccionar o entrar en contacto con el contacto de receptáculo 146(i) como se muestra en la Figura 16G. Las modalidades de la invención pueden formar las superficies 103a, 103b del anillo de conexión a tierra 105 de tal modo que el borde 101a se localice a una altura Z que reduzca el desgaste del contacto de receptáculo 106(i) y mejore la vida útil del dispositivo. Específicamente, a medida que las superficies 103a, 103b se angulan más abruptamente, la altura Z puede incrementarse. Esto, a su vez, puede dar lugar a que los bordes 101a, 101b interaccionen con el contacto 146(i) cerca de la superficie superior o punta 146a. Pero cuando el conector de enchufe 100 se encuentra en interacción en el conector de receptáculo 140, el contacto 106(¡) en el conector de enchufe puede empalmarse con el contacto de receptáculo 146(i) en la superficie superior 146a (como se muestra en la Figura 16K). Por consiguiente, si las superficies 103a, 103b se inclinan muy drásticamente, los bordes 101a, 101b pueden desgastar el enchapado metálico cerca de la punta 146a del contacto de receptáculo 146(i), que puede degradar las conexiones eléctricas entre el contacto de inserción de conector 106(i) y el contacto de receptáculo de conector 146(i).

Debe advertirse que una gran altura Z puede incorporarse al incrementar una altura del contacto de receptáculo 146(i). Pero esto puede requerir una desviación mayor del contacto de receptáculo 146(i) durante la inserción del conector de enchufe. Una desviación mayor del contacto de receptáculo 1 6(i) puede requerir una barra de contacto más larga y longitud de receptáculo mayor resultante en la dirección de inserción de la cavidad 147 para evitar la fatiga y trabajo en frío del contacto de receptáculo 146(i). Por el contrario, cuando Z es demasiado pequeña, los bordes 101a, 101 b pueden encontrar el contacto 46(i) en una ubicación muy inferior a la superficie superior 146a, mostrada, en este ejemplo como la ubicación 146d. La interacción del contacto 146(i) en la ubicación 146d puede incrementar la fuerza colocada sobre el contacto de receptáculo 146(i) durante la inserción del conector de enchufe, lo que en consecuencia incrementa el desgaste para el enchapado del contacto 146(i). De esta manera, las modalidades de la presente invención pueden proporcionar un anillo de conexión a tierra 05 que tiene bordes 0 a, 101b que se colocan para interaccionar con los contactos de receptáculo de conector 146 en una ubicación lejos de la superficie superior 146a con el fin de proteger el enchapado en este punto de empalme. Los bordes 101a, 101b además pueden colocarse para evitar la fuerza excesiva que se imparte a los contactos de conector de receptáculo 146 durante la inserción del conector de enchufe.

Regresando ahora a las Figuras 16F y 16H, antes de que cualquiera de los contactos 106 entre en contacto eléctrico con los contactos 146, el anillo de conexión a tierra 105 entra en contacto con los seguros 145a, 145b, los cuales también actúan como contactos de conexión a tierra (Figura 16F) y después cada uno de los contactos 146 se deslizan más allá de la interfaz entre la porción frontal del anillo de conexión a tierra 105 y el comienzo de una de las regiones de contactos 46a, 46b (Figura 16H). En una modalidad particular, el contacto inicial con los seguros 145a, 145b se presenta 2.6 mm a partir de una posición completamente empalmada, y los contactos 146 tocan primero el material dieléctrico en una de las regiones de contactos 46a, 46b 1.4 mm a partir de una posición completamente empalmada. Entonces, como se muestra en la Figura 161, justo 0.2 mm después de que los contactos 146 ya no están en contacto físico con el anillo de conexión a tierra 105 (1.2 mm a partir de una posición completamente empalmada), el conector 100 contacta los contactos de detección de conector 148(1) y 148(2), y justo 0.4 mm después, los contactos de conector de enchufe 106 comienzan a entrar en contacto con los contactos de conector de receptáculo 146 y una posición completamente empalmada se logra 0.8 mm después.

La Figura 16K representa la terminación de un evento de empalme entre los conectores de enchufe y receptáculo donde el conector de enchufe 100 se inserta completamente en la cavidad 147 del conector de receptáculo 140. En la posición completamente empalmada, cada uno de los contactos 106(1)..106(8) de una de las regiones de contactos 46a o 46b se acopla físicamente a uno de los contactos 146(1 )..146(8), lo que depende de la orientación de inserción del conector 100 en relación con el conector 140. De esta manera, cuando el conector de enchufe 100 tiene la distribución de clavijas 106a, el contacto 146(1) se conectará físicamente al contacto 106(1) o 106(8), lo que depende de la orientación de inserción; los contactos de datos 146(2), 146(3) se conectarán con los contactos de datos 106(2), 106(3) o con los contactos de datos 106(7), 106(6), lo que depende de la orientación de inserción, etc.

Antes de un evento de empalme, el anfitrión generalmente no conocerá la orientación de inserción del conector de enchufe 100 o cuál protocolo de comunicaciones se transmitirá a través de los contactos de datos 106(2), 106(3), 106(6) y 106(7). Los circuitos electrónicos de conmutación dentro del dispositivo anfitrión incluyen interruptores que conectan de manera operativa los circuitos electrónicos en el lado del anfitrión necesarios para soportar las señales e interfaces de comunicación utilizadas por los contactos del conector 100 a los contactos de conector de receptáculo 146(1)..146(8) según convenga. La Figura 17 representa una modalidad de los circuitos electrónicos de conmutación 150 configurados para permitir que un dispositivo anfitrión implemente la distribución de clavijas 106a mostrada en la Figura 14A. Los circuitos electrónicos de conmutación 150 incluyen los interruptores 151 y 158 que se acoplan de manera operativa a los contactos de receptáculo 146(1) y 146(8), respectivamente, y los interruptores 152, 153, 156 y 157 que se acoplan de manera operativa a los contactos 146(2), 146(3), 146(6) y 146(7), respectivamente. En una modalidad, no se requieren interruptores para los contactos 146(4) y 146(5) dado que, independientemente de la orientación de inserción, estos contactos siempre se alinean con los contactos de energía 106(4) y 106(5) en la distribución de clavijas 106a, que se conectan eléctricamente entre sí. En otra modalidad, hay un interruptor 151-158 para cada uno de los contactos 146(1)..146(8) y el interruptor inicialmente se encuentra en un estado abierto hasta que los circuitos electrónicos conectados a los contactos 148(1), 148(2) detectan que el conector 100 se ha insertado completamente en el conector de receptáculo y el accesorio está autorizado para operar con el anfitrión, en cuyo momento los interruptores conectan los circuitos electrónicos como se describe posteriormente.

Cada uno de los interruptores 151 y 158 habilita a los circuitos electrónicos que proporcionan una señal de energía de accesorio a un contacto de conector de receptáculo para conmutarse sobre el contacto 146(1) o 146(8), lo que depende de la orientación de inserción del conector de enchufe 100. Adicionalmente, algunas modalidades de la invención permiten que señales de datos (por ejemplo, un par de señales de transmisión y recepción UART o señales de reloj JTAG) se transmitan a través de los contactos 146(1), 146(8). Los interruptores 151 y 158 también pueden conectar de manera operativa los circuitos electrónicos requeridos para implementar tal comunicación UART o JTAG a los contactos 146(1), 146(8) cuando se determina durante la rutina de negociación inicial y/o se comunica por el conector 100. De manera similar, cada uno de los interruptores 152, 153, 156 y 157 conmutan los circuitos electrónicos necesarios para soportar las interfaces de comunicación USB 2.0, Mikey Bus o UART sobre los contactos 152, 153, 156, y 157 como se instruye por el conector 100.

Los circuitos electrónicos de conmutación 150 también permiten que la interfaz de comunicación empleada por los contactos de datos se conmute dinámicamente en tanto que el conector 100 se acopla a un dispositivo anfitrión. La conmutación dinámica puede iniciarse, por ejemplo, por un mensaje enviado del módulo ID dentro del accesorio al dispositivo anfitrión a través del contacto 106(8) informando al anfitrión que una nueva interfaz de comunicación se utilizará en los contactos. Como ejemplo, en respuesta a una secuencia de negociación inicial cuando el conector 100 se empalma con un conector correspondiente en el dispositivo anfitrión, el módulo ID puede enviar una respuesta que informa al anfitrión que los contactos de datos 106(2), 106(3) y 106(6), 106(7) se utilizan para dos pares de contactos de datos diferenciales USB 2.0. En cierto punto posterior durante la operación del accesorio en que se incorpora el conector 100, el accesorio puede requerir el uso de una interfaz en serie UART para comunicarse con el dispositivo anfitrión a través de los mismos dos contactos previamente dedicados para señales USB. Para hacerlo así, el accesorio establece interruptores internos acoplados a los contactos 106(6), 106(7) que conmutan los contactos, de acoplarse de manera operativa a los circuitos electrónicos USB en el accesorio a, en lugar de ello, acoplarse a circuitos electrónicos UART, y envía un mensaje al anfitrión 100 haciendo notar la nueva configuración de los contactos 106(6), 106(7).

Como se indica previamente, muchos diferentes tipos de accesorios pueden emplean el conector de enchufe 100 para acoplarse físicamente y comunicarse con un dispositivo anfitrión que incluye un conector de receptáculo 140. Las Figuras 18-28 proporcionan varios ejemplos específicos de tales accesorios. La Figura 18 es una vista en perspectiva simplificada de un cargador/adaptador USB 160 de acuerdo con una modalidad de la invención. El adaptador USB 160 incluye un conector en línea orientación dual de ocho contactos 162 en un extremo y un conector macho USB 164 en el otro extremo. Un cable opcional 163 acopla el conector 162 al conector 164, en otras modalidades ambos conectores 162 y 164 se extienden de los lados opuestos de un solo alojamiento compacto. El conector 162 puede tener el mismo tamaño físico que el conector 100 mostrado en la Figura 13A e incluye los contactos 166(1)..166(8) que corresponden en tamaño y conformación a los contactos 106(1)..106(8).

El cargador/adaptador USB 160 se adapta específicamente para utilizarse en aplicaciones de sincronización de datos y aplicaciones de carga. Para este fin, el conector 162 incluye dos contactos de datos diferenciales USB 2.0 en ubicaciones donde se localiza el par de contactos de datos diferenciales, Datos 1 (ubicaciones 166(2), 166(3)). Las Figuras 19A y 19B representan dos diferentes distribuciones de clavijas del cargador USB 160 donde la distribución de clavijas en la Figura 19A es compatible con la distribución de clavijas 160a, y la distribución de clavijas en la Figura 19B es compatible con la distribución de clavijas 160b. Como se muestra en la Figura 20, los contactos USB se acoplan a través de los circuitos electrónicos de protección ESD 169 a los contactos USB en el conector 164. El conector 162 también incluye uno o más contactos de energía acoplados a un regulador de corriente 168b para proporcionar una señal de salida de energía de la línea VBus del conector USB 164 que puede utilizarse para cargar el dispositivo anfitrión. El contacto ID de accesorio se conecta a un módulo ID 168a dentro del conector 162 para habilitar una rutina de negociación inicial entre el conector y su anfitrión. Una memoria dentro del módulo ID 168a almacena información que informa al anfitrión que los contactos 166(2), 166(3) se dedican para señales de datos diferenciales USB 2.0.

El adaptador 160 también incluye un módulo de autenticación (no mostrado) para autenticar el adaptador al anfitrión, como se discute anteriormente en relación con la Figura 14. En una modalidad, el módulo de autenticación se representa dentro del módulo ID 168a y autentica el adaptador 160 a través del contacto ID. En otra modalidad, el módulo de autenticación se conecta a los contactos de datos 166(2), 166(3) y autentica el adaptador a través de estos contactos después de la rutina de negociación inicial entre el anfitrión, y el módulo ID conecta de manera operativa los circuitos electrónicos USB dentro del anfitrión conectado a los contactos de receptáculo que se alinean con los contactos 166(2) y 166(3). La conexión a tierra se proporciona en los lados del conector 162 mediante los contactos en el lado del anillo de conexión a tierra y, en la modalidad de la Figura 19B, en el contacto de conexión a tierra 166(1).

Dado que el adaptador USB no requiere otras señales de datos ni requiere que se suministre energía desde el anfitrión, los contactos para energía de accesorio y para el segundo data de datos, Datos 2, no se requieren y, en algunas modalidades, se deja sin conectar a los circuitos electrónicos. Como se configura, el conector 520 hace posible la sincronización USB 2.0 así como carga de 5 voltios, 2 amperes cuando el conector USB 164 se acopla a un cargador 165.

La Figura 21 es una vista en perspectiva simplificada de una estación de acoplamiento 170 que incluye un conector de enchufe 172 de acuerdo con una modalidad de la invención, similar al conector 100 discutido en las Figuras 13A-C y 14. El conector 172 se extiende hacia arriba desde una superficie 173 con lo cual un dispositivo electrónico portátil puede colocarse cuando se acopla en la estación 170. Cuando se acopla, la saliente 172 se empalma con un conector de receptáculo incorporado en el dispositivo multimedia portátil y una segunda superficie 174 puede soportar una parte posterior del dispositivo electrónico. El contacto ID del conector 172 se conecta a un módulo ID dentro del conector para informar al anfitrión que dos de los contactos de datos se dedican para señales de datos diferenciales USB 2.0. La estación de acoplamiento 170 también incluye un módulo de autenticación que puede autenticar la estación de acoplamiento a su anfitrión como se discute en relación con el adaptador USP 160. La estación de acoplamiento puede cargar el dispositivo multimedia portátil a través de los dos contactos de energía localizados centralmente que se acoplan en conjunto y se acoplan al regulador de corriente para proporcionar una señal de salida de energía. Se proporciona conexión a tierra en los lados del conector mediante los contactos en el lado del anillo de conexión a tierra.

La estación de acoplamiento 170 permite que un dispositivo multimedia portátil, tal como un ¡Pod o reproductor MP3 o un iPhone u otro teléfono inteligente, se conecte a una computadora mediante el conector 172. En una modalidad, el conector 172 soporta todo el complemento de ocho contactos expuesto en las Figuras 16A y 16B, y la estación de acoplamiento 170 puede conectarse a la computadora con un cable USB. En otra modalidad la estación de acoplamiento incluye un conector de receptáculo que tiene la misma distribución de clavijas que el conector 140 y puede conectarse a una computadora que tiene también un conector de receptáculo 140 con un adaptador de cable que incluye dos conectores de enchufe 100 acoplados en conjunto mediante un cable.

La Figura 22 es una vista en planta superior simplificada de un adaptador de video 180 de acuerdo con una modalidad de la invención. El adaptador de video 180 incluye un conector de enchufe 182 similar al conector 100 discutido en las Figuras 13A-C. La distribución de clavijas del adaptador 180, mostrado en las Figuras 23A (para una versión compatible con la distribución de clavijas 160a) y 23B (para una versión compatible con la distribución de clavijas 160b), incluye un conjunto de contactos de datos diferenciales USB 2.0 y un conjunto de contactos de transmisión/recepción UART. El contacto ID de accesorio se acopla a un módulo ID 188a dentro del conector que incluye una memoria que almacena información para informar al anfitrión que dos de los contactos de datos se dedican para comunicación USB 2.0, en tanto que los otros dos contactos de datos se dedican a señales UART. En una modalidad uno de los conjuntos de contactos de datos (los contactos USB o UART) pueden conectarse a un módulo de autenticación 188c para autenticar el adaptador 180, en tanto que, en otra modalidad, el módulo de autenticación se conecta al contacto ID en conjunto con el módulo ID, como se discute anteriormente en relación con otros accesorios.

El adaptador 180 incluye un alojamiento de adaptador 184 dentro del cual se encuentra un conector de video 185a para cualquier formato adecuado de señal de video. En una modalidad, el conector de video 185a es un conector de receptáculo HDMI, en otra modalidad el conector 185a es un conector de receptáculo VGA, y aún en otra modalidad el conector 185a es un conector de video por componentes. Un procesador de video 187 (mostrado en la Figura 24) separa los datos de audio y video enviados a través del conector 182 en formato USB 2.0 y convierte los datos al formato apropiado para salida a través del conector 185a.

En algunas modalidades, el adaptador de video 180 también incluye un conector de receptáculo 185b que incluye la misma distribución de clavijas y tamaño físico que el conector 140. Cualquier conector de enchufe que puede empalmarse con el conector 140 también puede empalmarse con el conector 185b. El conector 185b habilita otros accesorios para acoplarse al mismo dispositivo anfitrión con el que el conector 182 se acopla mediante una conexión en cascada. Un controlador 188 se acopla al conector 185b y proporciona toda la funcionalidad (autenticación, conmutación de contactos, etc.) que el dispositivo anfitrión proporciona en relación con el conector 140. De esta manera, el controlador 188 puede establecer los ocho contactos del conector 185b en la misma forma que los circuitos electrónicos de conmutación 150 pueden establecer los contactos 146(1)..146(8). Los circuitos electrónicos de potenciación de energía 189, potencian la señal de energía de accesorio recibida del dispositivo anfitrión a través del contacto 186(4) y proporcionan la señal como señal de salida de energía a través del controlador 188 al contacto apropiado en el conector 185b. Adicionalmente, en esta modalidad el adaptador 180 puede proporcionar energía regulada por el regulador de corriente 188b al dispositivo anfitrión a través de los contactos de energía (contactos 186(4) y 186(5) en la modalidad de la Figura 23A o el contacto 186(5) en la modalidad de la Figura 23B) cuando el conector 185b se conecta a un accesorio u otro dispositivo que habilita la carga.

La Figura 25 es una vista en planta superior simplificada de un adaptador de tarjeta SD (secure digital) 190 de acuerdo con una modalidad de la invención; El adaptador de tarjeta SD 190 incluye un conector de enchufe 192 similar al conector 100 discutido en las Figuras 13A-C y un alojamiento 194. El alojamiento 194 y conector de enchufe 192 se conectan por un cable 193.

Dentro del alojamiento 194 se encuentra un lector de tarjeta SD 195, un microcontrolador 197, una interfaz de tarjeta SD 198 y un convertidor de alimentación 199 que se acopla de manera operativa para convertir la energía proporcionada por el anfitrión a través del contacto 196(4) a una señal de salida de energía de 3 voltios que se proporciona a un contacto apropiado en el lector de tarjeta SD.

La distribución de clavijas del conector 192 incluye un conjunto de contactos de datos diferenciales USB 2.0 y un conjunto de contactos de transmisión/recepción UART como se muestra en cada una de las Figuras 26A (para una versión compatible con la distribución de clavijas 160a) y 26B (para una versión compatible con la distribución de clavijas 160b). Los contactos de energía (contactos 196(4) y 196(5) en la modalidad de la Figura 26A o el contacto 196(5) en la modalidad de la Figura 26B) no se utilizan. El contacto ID se acopla a un módulo ID 198a que incluye una memoria que almacena información para informar al anfitrión que dos de los contactos de datos se dedican para comunicación USB 2.0, en tanto que los otros dos contactos de datos se dedican a señales UART. En una modalidad uno de los conjuntos de contactos de datos (los contactos USB o UART) pueden conectarse a un módulo de autenticación 198c para autenticar el adaptador 90, en tanto que, en otra modalidad, el módulo de autenticación se conecta al contacto ID en conjunto con el módulo ID, como se discute anteriormente en relación con otros accesorios. La interfaz de tarjeta SD 198 se acopla al lector de tarjeta SD 195 para leer los datos almacenados en una tarjeta SD insertada en el lector de tarjeta y transmite los datos al dispositivo anfitrión a través de los dos contactos de datos USB bajo el control del microcontrolador 197.

En otra modalidad de la invención, se proporciona un adaptador de cámara que es similar al adaptador de tarjeta SD 190 pero se conecta a una cámara a través de una conexión USB. Esta modalidad incluye un conector USB en lugar de un lector de tarjeta SD y también proporciona circuitos electrónicos de potenciación de energía para suministrar una señal de salida de 5 voltios a través del contacto de energía USB. El adaptador de cámara USB no incluye una interfaz de tarjeta SD y, en lugar de ello, almacena en memoria intermedia los datos recibidos directamente a través de los contactos USB de la cámara y proporciona los datos al anfitrión mediante los dos contactos de datos USB.

La Figura 28A es una representación esquemática simplificada de un adaptador 200 de acuerdo con una modalidad de la invención. El adaptador 200 incluye un conector de enchufe de contacto externo 202 y un conector de receptáculo 205 cada uno de los cuales incluye múltiples contactos que pueden dar cabida a algunas o todas las señales de video, audio, dato y control en conjunto con energía y conexión a tierra. El conector de enchufe 202 es compatible con un conector de receptáculo 216 de un dispositivo anfitrión 215 que puede ser, por ejemplo, un reproductor multimedia portátil. El conector de receptáculo 205 es compatible con un conector de enchufe 222 de un accesorio 220, el cual se muestra como una estación de acoplamiento/reloj despertador, pero puede ser cualquier accesorio electrónico que incluye un conector de enchufe que puede acoplarse al adaptador 200. El conector de enchufe 222 es incompatible con el conector de receptáculo 216 (y, de esta manera, el conector de receptáculo 205 también es incompatible con el conector de enchufe 202). La incompatibilidad puede ser una incompatibilidad física entre los dos conectores (por ejemplo, el conector de enchufe 222 tiene un tamaño o conformación que no lo habilitan para empalmarse con el conector 216) o una incompatibilidad eléctrica (es decir, aún cuando el conector de enchufe 22 puede conectarse físicamente al conector de receptáculo 216, los conectores llevan una o más señales o salidas de suministro de energía que son incompatibles en frecuencia, niveles de tensión o algún otro parámetro eléctrico entre sí). El adaptador 200 permite al accesorio 220 comunicarse con el anfitrión 215. En algunas modalidades el conector 202 es similar al conector 100 discutido en las Figuras 13A-C y tiene una distribución de clavijas como se discute en relación con la Figura 14 que habilita al conector para acoplarse a un dispositivo anfitrión en el cual el conector de receptáculo 216 corresponde al conector 40 mostrado en la Figura 15. También, en algunas modalidades, el conector 205 es un conector de 30 clavijas, tal como el conector de 30 clavijas empleado en los dispositivos iPod y ¡Phone de Apple, que tiene una distribución de clavijas como se muestra en la Figura 28B.

Como se muestra en la Figura 28A, el adaptador 200 incluye los circuitos electrónicos de conversión 201 dentro del alojamiento 204 que convierten las señales y tensiones recibidas del accesorio 220 a través de los contactos del conector 205 a señales y tensiones que pueden transmitirse a través del conector 202 y procesarse por el dispositivo anfitrión 215. Los convertidores también convierten las señales y tensiones enviados por el anfitrión 215 a través de los contactos 206(1)..206(8) a señales y tensiones que pueden transmitirse a través del conector 205 y procesarse por el accesorio 220. En una modalidad, los circuitos electrónicos de conversión 201 incluyen un convertidor de audio/video 207, un convertidor de datos 208 y un convertidor de alimentación 209. Otras modalidades incluyen sólo uno o dos de los convertidores 207, 208 y 209 o incluyen otros tipos de convertidores en conjunto.

El convertidor de audio/video 207 puede ser un convertidor unidireccional (por ejemplo, sólo convierte los datos de video y/o audio, enviados del anfitrión, a un formato que puede recibirse y procesarse por el accesorio, o sólo convierte datos de video y/o audio, enviados del accesorio, a un formato que puede recibirse y procesarse por el anfitrión) o un convertidor bidireccional (es decir, convierte datos de video y/o audio enviados entre el anfitrión y el accesorio en ambas direcciones). En una modalidad particular, el convertidor de audio/video 207 es un convertidor unidireccional que convierte datos de audio digital y video digital, enviados a través de los cables de datos USB del conector 202, a señales de audio analógico y video analógico. En otra modalidad, el convertidor 207 sólo convierte datos de audio y el adaptador 200 no soporta la conversión de datos de video entre el anfitrión 215 y el accesorio 220.

De manera similar, el convertidor de datos 208 puede ser un convertidor de datos unidireccional o bidireccional. En una modalidad, el convertidor de datos 208 es capaz de trasladar señales de datos recibidas a través de un primer protocolo de comunicaciones utilizado por el accesorio 220 y el conector 205 a un protocolo USB o protocolo UART utilizado por el conector 202 y anfitrión 215. En otra modalidad, los conectores 202 y 205 soportan protocolos de comunicaciones USB y UART, y el convertidor de datos 208 pasa señales USB entre los dos conectores sin conversión, pero convierte las señales UART recibidas de cada uno del anfitrión 215 y accesorio 220 a un formato apropiado para el otro del anfitrión 215 y accesorio 220. El convertidor de datos 208 también puede procesar señales de control e ID recibidas a través del conector 205 según se requiera para comunicarse con el accesorio. El convertidor de alimentación 209 puede convertir una primera tensión de DC recibida del accesorio 220 a través del conector 205 a una segunda tensión de DC que puede transmitirse al anfitrión 215 a través del conector 202, y puede convertir una tercera tensión de DC recibida del anfitrión 215 a través del conector 202 a una cuarta tensión de DC proporcionada al accesorio 220 a través del conector 205.

La distribución de clavijas del conector 202 incluye un conjunto de contactos de datos diferenciales USB 2.0 y un conjunto de contactos de transmisión/recepción UART, como se muestra en la Figura 23. El contacto ID se acopla a un módulo ID 208a que incluye una memoria que almacena información para informar al anfitrión que dos de los contactos de datos se dedican para comunicación USB 2.0, en tanto que los otros dos contactos de datos se dedican a señales UART. Un regulador de corriente 208b se acopla de manera operativa a los dos contactos de energía localizados centralmente 206(4), 206(5) para regular la corriente al anfitrión cuando el conector 206 se conecta a un accesorio u otro dispositivo que habilita la carga.

En algunas modalidades, el adaptador 202 puede incluir dos niveles de autenticación. En un primer nivel, el adaptador 202 se autentica a sí mismo al anfitrión 215 a través de su conexión al anfitrión mediante el conector 202 y el conector 216. Como se describe anteriormente en relación con otros accesorios, en una modalidad este nivel de autenticación puede realizarse por un módulo de autenticación 208c a través de uno de los conjuntos de contactos de datos (los contactos USB o UART) después de que los contactos en el conector de receptáculo del anfitrión se configuran y, en otra modalidad, puede hacerse por un módulo de autenticación conectado al contacto ID como parte inicial del algoritmo de negociación inicial entre el anfitrión y adaptador 200. Después de que el adaptador se autentica y se encuentra en comunicación con el anfitrión a través de los contactos 202, puede ocurrir un segundo nivel de autenticación donde un procesador de autenticación 210 en el adaptador 200 autentica el accesorio 220 conectado al mismo mediante el conector 205 y el conector 222 de acuerdo con un protocolo de autenticación que el accesorio 220 normalmente emplearía cuando se conecta a un anfitrión con el que el accesorio 220 designó para operar.

En modalidades particulares donde el conector 205 tiene una distribución de clavijas como se muestra en la Figura 28B y el adaptador convierte datos de video digital recibidos a través del conector 202 a datos de video analógico enviados a través del conector 205, los circuitos electrónicos del adaptador 200 pueden conectarse a los contactos dentro de los conectores 202 y 205 como se muestra en la Tabla 1 (para un adaptador en el cual el conector 202 tiene una distribución de clavijas compatible con la distribución de clavijas 106a) o como se muestra en la Tabla 2 (para un adaptador en el cual el conector 202 tiene una distribución de clavijas compatible con la distribución de clavijas 106b) a continuación.

Tabla 1 Tabla 2 En otra modalidad donde el adaptador 200 no soporta la conversión de datos de video, las conexiones de circuitos electrónicos contacto a adaptador expuestas en la Tabla 1 pueden utilizarse excepto que los contactos 21 , 22, y 23 se dejan en un estado abierto y no se conectan a los circuitos electrónicos activos dentro del adaptador. El adaptador 200 también puede incluir un microcontrolador (no mostrado) que puede comunicarse con el accesorio 220 al utilizar un protocolo que el accesorio normalmente usaría para comunicarse con un dispositivo anfitrión con el que el accesorio es compatible. Por ejemplo, en una modalidad el adaptador 200 incluye un microcontrolador que soporta comunicación con el accesorio 220 al utilizar el protocolo ¡AP empleado por un dispositivo iPod o iPhone de Apple. Algunos o todos los circuitos electrónicos de conversión 200 pueden ser parte del microcontrolador o pueden ser circuitos electrónicos separados. El microcontrolador también puede establecer contactos seleccionados del conector 205 (por ejemplo, los contactos 13, 18-20 y 30, el cual se utiliza como detector de iPod) a un estado abierto a fin de que el accesorio no reconozca que se conecta a un anfitrión hasta después de que el adaptador 200 se autentica a sí mismo al anfitrión y el anfitrión configura sus contactos para permitir la comunicación entre el anfitrión y el adaptador 200. Una vez que el anfitrión y adaptador se conectan de manera operativa y se encuentran en comunicación completa entre sí, el adaptador 200 puede conectar los contactos previamente abiertos/flotantes con los circuitos electrónicos apropiados a fin de que el accesorio reconozca que se ha conectado al adaptador y pueda responder a cualquier solicitud de autenticación del adaptador 200 para iniciar y completar un enlace de comunicación entre el adaptador y el accesorio, y luego, en última instancia, el anfitrión al accesorio mediante el adaptador 200.

Se hace referencia ahora a las Figuras 29, 30A-30T y 31 , con respecto a las etapas asociadas con la elaboración y ensamble del conector 300 (véase la Figura 30T). La Figura 29 es un diagrama de flujo que ilustra las etapas generales asociadas con la elaboración y ensamble del conector 300 de acuerdo con una modalidad de la invención. Las Figuras 30A-30T representan el conector 300 en las diversas fases de elaboración expuestas en la Figura 29. La Figura 31 es un diagrama de flujo que detalla además la etapa general de unir el ensamble de contactos a la PCB, identificada como etapa 130 en el proceso general de elaboración y ensamble ilustrado en la Figura 29.

En referencia ahora a las Figuras 30A-30D, la elaboración del conector 300 puede iniciarse con la fabricación del anillo de conexión a tierra 305, la construcción de la tarjeta de circuitos impresos (PCB) 304, y la construcción de los ensambles de contactos 316a, 316b (Figura 29, etapas 122, 124 y 126) cada una de las cuales puede ocurrir independiente de las otras en cualquier orden. En la etapa 122, el anillo de conexión a tierra 305 (véase la Figura 30A) puede fabricarse al utilizar una diversidad de técnicas tales como, por ejemplo, un proceso de moldeo por inyección de metal ( IM), un proceso de formación de cabezas en frío o un proceso de maquinado forjado. Un proceso MIM puede proporcionar una cantidad considerable de flexibilidad al lograr una geometría deseada y puede resultar en que una parte esté cerca de la conformación deseada final con mínimas operaciones después del maquinado. En algunas modalidades, procesos alternativos tales como moldeo por inyección de plástico y enchapado pueden utilizarse para formar el anillo de conexión a tierra 305. Los huecos 302a, 302b y ventana 307 pueden tornearse o moldearse al anillo de conexión a tierra y la superficie del anillo de conexión a tierra puede alisarse al utilizar un proceso de granallado. Además, puede ser deseable triturar o maquinar las superficies del anillo de conexión a tierra tales como las superficies planas 319a, 319b en la parte superior y parte inferior del anillo de conexión a tierra. Las operaciones de trituración y maquinado pueden utilizarse para crear atributos de tolerancia estrecha. Por ejemplo, las superficies planas 319a, 319b pueden triturarse con precisión para formar un par de superficies que son sustancialmente planas y están a una distancia precisa. La geometría de componentes de tolerancia estrecha puede ser propicia para operaciones de ensamble subsecuentes y además puede beneficiar el rendimiento de conectores particularmente pequeños. En una modalidad, el perímetro del cuerpo de conector es menor a 30 mm. El anillo de conexión a tierra 305 puede enchaparse con uno o más metales para lograr el acabado deseado.

La PCB 304 (véanse las Figuras 30B-30C), que se fabrica en la etapa 124, puede ser una combinación tradicional de resina epóxica y vidrio o puede ser cualquier estructura equivalente capaz de encaminar señales eléctricas. Por ejemplo, algunas modalidades pueden utilizar una estructura flexible comprendida de capas alternas de poliimida y trazas conductoras, en tanto que otras modalidades pueden utilizar un material cerámico con trazas conductoras o un material plástico procesado con estructuración de láser directo para crear trazas conductoras. La PCB puede formarse con un conjunto de zonas de soldadura conductoras 310 dispuestas en un extremo y un conjunto de zonas de soldadura de contacto 312(1)..312(8) dispuestas en el extremo opuesto. En una modalidad las zonas de soldadura de contacto se dividen, cada una, a lo largo de una dirección transversa hacia dos zonas de soldadura separadas. La PCB también puede equiparse con una o más zonas de soldadura de resortes a tierra 301 para conectar eléctricamente uno o más resortes de conexión a tierra 320, como se ilustra en la Figura 30D. Adicionalmente, un conjunto de zonas de soldadura por componentes 314 puede formarse en la PCB para conectar eléctricamente uno o más componentes electrónicos activos o pasivos tales como, por ejemplo, circuitos integrados (IC), resistores o capacitores. Las modalidades representadas en este documento son para propósitos ejemplares solamente, otras modalidades pueden tener una disposición diferente de zonas de soldadura 301, 314, 310, 312(1)..312(8), más o menos zonas de soldadura, así como zonas de soldadura formadas en uno o ambos lados opuestos de la PCB 304, y menor, más o diferentes componentes electrónicos.

Los componentes electrónicos ejemplares 308a, 308b se representan a cada lado de la PCB 304 (véase la Figura 30C). En algunas modalidades una resina epóxica conductora se utiliza para unir eléctricamente los componentes electrónicos a la PCB 304. En otras modalidades una aleación de soldadura puede emplearse al utilizar infinidad de tecnologías tales como, por ejemplo, montaje de agujeros pasantes, impresión de estarcido y reflujo, chip incorporado, impresión invertida u otro método apropiado de conexión. En una modalidad un proceso de impresión de estarcido se utiliza para disponer la pasta de soldadura en las zonas de soldadura por componentes 314. Los componentes electrónicos 308a, 308b entonces se disponen en la pasta de soldadura y un proceso de calentamiento convectivo puede utilizarse para hacer refluir la pasta de soldadura, lo que une los componentes electrónicos a la PCB. La aleación de soldadura puede ser una aleación plomo-estaño, una aleación estaño-plata-cobre, u otra aleación adecuada de metal o metálica.

El mismo proceso de unión por reflujo de soldadura puede utilizarse para unir un resorte de conexión a tierra 320 a la PCB 304. El resorte de conexión a tierra se representa con mayor detalle en la Figura 30D. El resorte de conexión a tierra 320 puede comprenderse de una aleación fósforo-bronce u otro metal y, opcionalmente, enchaparse con níquel y oro. El resorte de conexión a tierra además puede tener uno o más brazos de resorte 322a, 322b y una o más protuberancias 324a, 324b con una o más perforaciones entre las mismas. Las perforaciones entre las protuberancias pueden mejorar la resistencia mecánica de la unión del resorte de conexión a tierra 320 a la PCB 304 lo cual ayuda a centrar la PCB 304 dentro del anillo de conexión a tierra 305 durante el proceso de ensamble como se describe posteriormente y proporcionar un contacto de conexión a tierra adicional entre la PCB 304 y el anillo de conexión a tierra.

Durante el proceso de unión de componentes electrónicos, la pasta de soldadura puede depositarse en las zonas de soldadura de contacto 312(1)..312(8), y refluirse. La Figura 30C representa abultamientos de soldadura 313(1)..313(8) que se forman en las placas de contacto durante el procesamiento de reflujo. La pasta de soldadura forma un abultamiento durante el procesamiento de reflujo debido a la alta tensión superficial de la soldadura cuando está en su estado líquido.

En algunas modalidades, después de que los componentes se unen a la PCB 304, el ensamble puede lavarse y secarse. Sin embargo, en otras modalidades el ensamble puede no lavarse hasta un procesamiento subsecuente. En otras modalidades se utiliza un fundente no limpio para ayudar al proceso de soldadura y no hay proceso de lavado. En modalidades adicionales se utiliza un fundente no limpio o sin limpiar para ayudar al proceso de soldadura y el ensamble se lava. Finalmente, algunos o todos los componentes electrónicos 308a, 308b pueden encapsularse con un material protector tales como, por ejemplo, una resina epóxica, un uretano o un material basado en silicona. En algunas modalidades el agente de encapsulado protector puede proporcionar resistencia mecánica para una confiabilidad mejorada y/o protección ambiental contra humedad para los componentes electrónicos sensibles. En modalidades adicionales el agente de encapsulado protector puede mejorar el rendimiento de tensión disruptiva del conector 300. El agente de encapsulado puede aplicarse con una máquina automatizada o con un abastecedor manual.

La siguiente etapa de ensamble puede implicar insertar la PCB 304 a través de una abertura posterior del anillo de conexión a tierra 305 a fin de que los abultamientos de soldadura 313(1)..313(8) se coloquen dentro de la ventana 307 (Figura 29, etapa 128; Figuras 30E y 30F). La Figura 30E representa la PCB 304 insertada en el anillo de conexión a tierra 305. La Figura 30F representa una vista en sección transversal longitudinal del ensamble mostrado en la Figura 30E tomada a través de la línea A-A' y las placas de contacto 313(2). La Figura 30F representa los brazos de resorte de conexión a tierra 322a, 322b en contacto con las superficies superior e inferior del anillo de conexión a tierra 305. También, puede observarse que las protuberancias de anillo de conexión a tierra 324a, 324b definen la máxima posición descentrada que la PCB 304 puede ocupar dentro del anillo de conexión a tierra. Más específicamente, la PCB 304 sólo puede moverse verticalmente dentro del anillo de conexión a tierra 304 hasta donde la protuberancias lo permiten. Además, puede observarse que los abultamientos de soldadura 313(1)..313(8) dispuestos en las zonas de soldadura de contacto 312(1)..312(8) se alinean dentro de la ventana 307. En algunas modalidades la siguiente etapa de ensamble comprende depositar fundente en los abultamientos de soldadura 313(1)..313(8) a través de la ventana 307. Esto puede hacerse, por ejemplo, con una boquilla de aspersión atomizada automatizada, o por un operador con un abastecedor.

Después, los ensambles de contactos 316a, 316b (formados en la Figura 29, etapa 126) pueden colocarse dentro de la ventana 307 a cada lado del anillo de conexión a tierra 305 para la unión a la PCB 304 (Figura 29, etapa 130, Figura 30G). Los ensambles de contactos empleados en algunas modalidades se ilustran en las Figuras 30H-30J. La Figura 30H muestra una vista en perspectiva superior, en tanto que la Figura 30I muestra una vista en planta de la parte inferior y la Figura 30 J muestra una vista lateral. Cada ensamble de contactos 316a, 316b puede incluir un armazón moldeado 315 que puede formarse a partir de un material dieléctrico tal como el polipropileno. En otras modalidades el armazón se elabora de un polímero de cristal líquido que puede llenarse parcialmente con fibra de vidrio. Una modalidad tiene ocho contactos 306(1) .306(8) que se moldean por inserción y se aseguran por el armazón 315. El armazón 315 puede equiparse con uno o más postes de alineamiento 323 que se proyectan desde una superficie inferior del armazón 3 5 como se muestra en la Figura 30F. Los postes de alineamiento 323 pueden ahusarse y pueden tener un ajuste de extremo distal biselado dentro de las reglas de alineamiento en la PCB 304 y se diseñan para alinear el armazón 315 con la PCB 304. En algunas modalidades, el armazón puede tener salientes de alineamiento 318 dispuestas en el perímetro del armazón que alinean cada armazón 315 dentro de las aberturas 307. Además, el armazón puede tener una o más crestas comprimibles 325(1)..325(8) que se proyectan desde la superficie inferior del ensamble de contactos 316a, 316b y ayudan a asegurar el espaciamiento correcto entre el armazón 315 y la PCB 304 en la dirección vertical.

Cada contacto 306(1)..306(8) en el ensamble de contactos 316a, 316b puede elaborarse a partir de una diversidad de materiales conductores, por ejemplo, fósforo-bronce, cobre o acero inoxidable. Además, los contactos pueden enchaparse para mejorar su rendimiento y apariencia, por ejemplo, con níquel/oro, níquel/oro de capas múltiples, níquel/paladio, o cualquier otro metal aceptable. Los contactos pueden cortarse para ajustarse en tamaño en un proceso progresivo de estampado y moldeado a partir de una hoja metálica y moldearse por inserción en el armazón 315. Cada contacto puede comprenderse de más de un componente metálico y, además, cada contacto puede tener una o más proyecciones metálicas 321(1)...321 (16) dispuestas en la superficie inferior del ensamble de contactos. La Figura 30I representa la vista inferior de una modalidad con ocho contactos, donde cada contacto tiene dos proyecciones. La Figura 30J muestra una vista lateral de un ensamble de contactos ejemplar 316a, 316b donde puede observarse que las crestas comprimibles 325(1)..325(8) se proyectan a una distancia, desde la parte inferior del ensamble de contactos, mayor a la de las proyecciones de contactos 321 (1)..321(16).

Se hace referencia ahora a las Figuras 30K y 30L para ilustrar el proceso de unión para ensambles de contactos para una modalidad particular. Las etapas detalladas en el diagrama de flujo representado en la Figura 31 se utilizarán para ilustrar el proceso empleado en esta modalidad. El anillo de conexión a tierra 305 y PCB 304 puede colocarse en un aditamento para alojar los componentes en su lugar (Figura 31 , etapa 130a; Figura 30K). El ensamble de contactos 316a puede colocarse en la ventana 307 del anillo de conexión a tierra 305 y los postes de alineamiento 323 pueden interaccionar con los orificios guía 326 en la PCB 304 (Figura 31 , etapa 130b). Las salientes de alineamiento para ensambles de contactos 318 pueden colocar con precisión el ensamble de contactos 316a en la ventana 307. Las crestas comprimibles 325(1)..325(8) pueden estar en contacto físico con la PCB 304.

En referencia ahora a la Figura 30K, una herramienta de barra caliente 328 con una etapa 329 puede utilizarse para soldar por barra caliente el ensamble de contactos 316a a la PCB 304. En la etapa 130c, la herramienta de barra caliente puede calentarse a una temperatura por arriba de la temperatura de fusión de los abultamientos de soldadura 313(1)..313(8). Por ejemplo, si los abultamientos de soldadura se componen de una aleación de estaño/plata/cobre comprendida de aproximadamente tres por ciento de plata, 0.5 por ciento de cobre, con el resto de estaño, la herramienta de barra caliente puede calentarse por arriba de 221 grados centígrados. A mayor temperatura de la herramienta de barra caliente, más rápido refluirá la soldadura. En la etapa 130d, la herramienta de barra caliente puede desplazarse hacia abajo, en dirección de la flecha 331 , hacia el ensamble de contactos hasta que toque físicamente la superficie superior de los contactos 306(1)..306(8). En la etapa 130e, la herramienta de barra caliente puede empujar el ensamble de contactos además en dirección de la flecha 331 , lo que deforma parcialmente las crestas comprimibles 325(1)..325(8) contra la PCB 304. Las crestas comprimibles pueden diseñarse específicamente para este propósito y pueden impartir una cantidad controlada de fuerza que resiste el movimiento del ensamble de contactos 316a en dirección de la flecha 331. Las salientes de alineamiento 318 y postes de alineamiento 323 pueden mantener el ensamble de contactos centrado en la ventana 307 (véase la Figura 30A) durante el proceso de ensamble. La etapa 329 de la herramienta de barra caliente 328 puede formarse con precisión para mantener la superficie superior de los contactos 306(1)..306(8) coplanaria y a una altura controlada durante el proceso de unión. En la etapa 130e, el ensamble de contactos puede empujarse además en dirección de la flecha hasta que las proyecciones de contactos 321(1)..321 (16) entren en contacto con los abultamientos de soldadura 313(1)..313(8). La herramienta de barra callente 328 puede configurarse para impartir una fuerza controlada en dirección de la flecha 331 en este momento a fin de que no resulte en daño para el ensamble de contactos.

Como se menciona antes, los abultamientos de soldadura 313(1)..313(8) pueden recubrirse con fundente. En algunas modalidades el recubrimiento de fundente no sólo puede mejorar la humectación de la soldadura a las proyecciones de contactos 321(1)..321(16), también puede habilitar una transferencia térmica más eficiente de los contactos 306(1)..306(8) a los abultamientos de soldadura. En la etapa 130f, la herramienta de barra caliente 328 puede transferir energía térmica a través de los contactos y hacia los abultamientos de soldadura. Una vez que una cantidad adecuada de energía térmica se ha transferido a los abultamientos de soldadura, pueden transitar a un estado líquido cuando se calientan por arriba de su temperatura de fusión. Una vez en un estado líquido, los abultamientos de soldadura ofrecen poca resistencia al movimiento adicional del ensamble de contactos 316a en dirección de la flecha 331. En la etapa 130g, el ensamble de contactos entonces puede empujarse además por la herramienta de barra caliente, lo que ocasiona una deformación incrementada de las crestas comprimibles 325(1)..325(8), hasta que la herramienta de barra caliente "se detiene" en la superficie plana 319a del anillo de conexión a tierra 305. La Figura 30L representa la posición de detención de la herramienta de barra caliente. En esta figura puede observarse que la etapa 329 de la herramienta de barra caliente 328 puede utilizarse para colocar con precisión la superficie superior de los contactos 306(1)..306(8) a una distancia conocida por debajo de la superficie plana 319a del anillo de conexión a tierra 305. En algunas modalidades, la etapa 329 tiene una altura de entre 0.1 y 0.01 mm y, de esta manera, rebaja los contactos 306(1)..306(8) esa misma cantidad desde la superficie 319a del anillo de conexión a tierra 305. En otras modalidades, la etapa 329 no se incluye y los contactos se presionan al mismo nivel de la superficie 319a. También, durante la etapa 130g, las proyecciones de contactos 321(1)..321(16) en la superficie inferior del ensamble de contactos 316a puede humedecerse por los abultamientos de soldadura derretidos 313(1)..313(8). En la etapa 130h, la herramienta de barra caliente entonces puede enfriarse hasta que los abultamientos de soldadura derretidos se enfrían a una temperatura por debajo de la temperatura líquida de la aleación de soldadura y solidifican. En la etapa 130i, la herramienta de barra caliente entonces puede retraerse y el ensamble puede removerse del aditamento.

En algunas modalidades el proceso de unión de contactos se realiza en un lado del anillo de conexión a tierra 305 a la vez, en tanto que, en otras modalidades, el proceso se realiza de manera simultánea en ambos lados del anillo de conexión a tierra. En algunas modalidades las crestas comprimibles 325(1)..325(8) pueden deformarse entre 0.02 mm y 0.12 mm. En otras modalidades las crestas comprimibles pueden deformarse entre 0.05 mm y 0.09 mm. En algunas modalidades el calentamiento de las crestas comprimibles por la herramienta de barra caliente 328 las hace más fáciles de deformar. El conector parcialmente ensamblado puede lucir como la Figura 30M con los ensambles de contactos 316a, 316b instalados a cada lado del anillo de conexión a tierra 305. El conector parcialmente ensamblado entonces puede limpiarse.

La siguiente etapa de ensamble puede implicar colocar un conector parcialmente ensamblado (véase la Figura 30M) en una herramienta de moldeo por inserción y moldear un sobremolde termoplástico o dieléctrico similar 338 alrededor de los contactos 306(1)..306(8) y dentro de la ventana 307 del anillo de conexión a tierra 305 (Figura 29, etapa 132; Figuras 30M-30P). Este proceso puede proporcionar una superficie de empalme lisa y sustancialmente plana 341 en la región de contactos del anillo de conexión a tierra 305. La Figura 30N ilustra el proceso de moldeo por inserción de una modalidad. Una herramienta de moldeo por inserción 335 puede configurarse para sellarse contra las superficies superiores del anillo de conexión a tierra 305. Una etapa 336 en la herramienta de moldeado 335 puede sellarse de manera simultánea contra las superficies superiores de los contactos 306(1)...306(8). La herramienta de moldeado además puede equiparse para sellarse contra la PCB 304. Para sellar de manera simultánea todas estas superficies y proteger contra el sangrado de sobremolde dieléctrico, la herramienta de moldeo por inserción puede equiparse con inserciones accionadas por resorte para dar cabida a variaciones dimensionales de los componentes de conectores. La herramienta de moldeo por inserción también puede configurarse para inyectar el sobremolde dieléctrico 338 desde la parte posterior del conector, mostrado en general por la flecha 337. En una modalidad la herramienta de moldeo por inserción tiene una compuerta rebajada para inyectar el sobremolde dieléctrico. En algunas modalidades, las protuberancias de resortes de conexión a tierra 324a, 324b (véase la Figura 30F) pueden mantener con precisión la posición de la PCB 304 dentro del anillo de conexión a tierra 305 durante el proceso de inyección de sobremolde dieléctrico. En algunas modalidades, el sobremolde dieléctrico 338 puede ser polioximetileno (POM). En otras modalidades, el sobremolde dieléctrico 338 puede ser un polímero basado en nylon.

La Figura 30O representa una modalidad después del proceso de moldeo por inserción. En algunas modalidades, una superficie de empalme 341 puede disponerse por debajo de la superficie superior del anillo de conexión a tierra 305 y ser sustancialmente coplanaria con la superficie superior de los contactos 306(1)..306(8). La Figura 30P muestra una sección transversal simplificada de la Figura 30O en la región de la superficie de empalme 341. A partir de esta ilustración puede observarse que la superficie de empalme 341 puede residir en una depresión por debajo de la superficie superior del anillo de conexión a tierra. En algunas modalidades la depresión puede ser de entre 0.01 a 0.1 mm por debajo de la superficie superior del anillo de conexión a tierra 305 Esta depresión puede proteger los contactos de las superficies de toque, tal como la de un dispositivo de empalme, que potencialmente ocasiona daño a la superficie superior de los contactos. En algunas modalidades el rebaje puede extenderse alrededor de todo el perímetro de la ventana 307 (véase la Figura 30M). En modalidades adicionales el rebaje puede ser más profundo en algunas áreas y poco profundo en otras. En otras modalidades el rebaje puede ser más profundo hacia la parte posterior del conector y sustancialmente coplanario con la superficie superior del anillo de conexión a tierra 305 hacia el extremo distal del conector. Todavía en modalidades adicionales, la superficie de empalme 341 del sobremolde dieléctrico 338 puede ser sustancialmente coplanaria con la superficie plana 319a del anillo de conexión a tierra 305. En algunas modalidades, el sobremolde dieléctrico 338 puede utilizarse para ayudar a retener los contactos dentro del conector.

Cuando el conector 300 es parte de un cable, la siguiente etapa de ensamble puede comprender unir un haz de cables 342 al conector parcialmente ensamblado (Figura 29, etapa 134; Figura 30Q). El haz de cables puede tener conductores individuales (por ejemplo, hilos) 343, para la unión a las zonas de soldadura conductoras 310 de la PCB 304. Los conductores individuales pueden cortarse y descubrirse y la sobrecubierta del haz de cables también puede cortarse y descubrirse. Cada conductor puede soldarse a su zona de soldadura conductora respectiva al utilizar un proceso automatizado, semiautomatizado o manual. En una modalidad los conductores se alinean en un aditamento y cada conductor se suelda automáticamente a cada zona de soldadura conductora. En otra modalidad cada conductor se suelda a su zona de soldadura conductora respectiva. En algunas modalidades, donde el conector 300 es parte de un dispositivo o accesorio electrónico que no une un cable al conector, por ejemplo, una estación de acoplamiento, hilos individuales, un circuito flexible o similares, puede conectar eléctricamente las zonas de soldadura 304 a los circuitos electrónicos en el dispositivo. Un gran número de procesos de unión de conductores puede utilizarse sin apartarse de la invención.

Las siguientes figuras múltiples ilustran etapas adicionales de ensamble ejemplares cuando el conector 300 es parte de un cable como se muestra en la Figura 30Q. En tales casos, la siguiente etapa de ensamble puede implicar sobremoldear una porción del conector, incluyendo los componentes electrónicos unidos a la PCB 304, y el cable (Figura 29, etapa 136; Figura 30R). Puede realizarse una primera operación de moldeo por inserción, encapsulando la PCB 304 en material plástico, y moldear un cuerpo de conector 347. Un segundo proceso de moldeo por inserción puede realizarse posteriormente, lo que crea un manguito de anillo pasacables 348 unido a la cara posterior del cuerpo de conector 347 y que se extiende a través del cable 342 por una distancia corta. En algunas modalidades el cuerpo de conector puede elaborarse parcialmente de plástico moldeado por inserción y parcialmente de otros materiales. El primer y segundo materiales de moldeo por inserción puede ser cualquier tipo de plástico u otro material no conductor. En una modalidad, ambos materiales son elastómeros termoplásticos en donde el segundo material de moldeo por inserción es de una dureza Shore inferior a la del primer material de moldeo por inserción. La Figura 30R representa una modalidad con un blindaje de metal conductor de dos piezas 345a, 345b que puede instalarse sobre una porción del cuerpo de conector 347 y enlazarse eléctricamente al anillo de conexión a tierra 305 con la saliente 346. En algunas modalidades, el blindaje 345a, 345b puede instalarse primero y el cuerpo de conector 347 puede moldearse en una operación subsecuente. En algunas modalidades, la caja de blindaje 346 puede soldarse al anillo de conexión a tierra 305. En algunas modalidades el blindaje 345a, 345b puede elaborarse a partir de acero, en tanto que, en otras modalidades, pueden utilizarse aleaciones de cobre o estaño.

La siguiente etapa de ensamble puede implicar unir un compartimiento 349 al cuerpo 347 (Figura 29, etapa 138; Figuras 30R-30T). En la Figura 30R, el compartimiento 349 se ilustra en una posición prensamblada, localizado en el haz de cables 342. El compartimiento puede ajustarse en tamaño apropiadamente para deslizarse sobre el cuerpo de conector 347, lo que confina sustancialmente el cuerpo de conector en el compartimiento. El compartimiento puede fabricarse a partir de cualquier tipo de plástico u otro material no conductor y, en una modalidad, se elabora a partir de ABS.

Una vista en sección transversal del compartimiento 349 se muestra en la Figura 30S. Esta figura representa además el material de enlace 350 depositado en dos ubicaciones en una superficie interior del compartimiento 349. El material de enlace puede depositarse con un ensamble de jeringa y aguja 351 como se muestra, o puede depositarse con un gran número de otras técnicas sin apartarse de la invención. La etapa de ensamble final se muestra en la Figura 30T y comprende deslizar el compartimiento 349 sobre el cuerpo de conector 347 hasta que el compartimiento confine sustancialmente el cuerpo de conector.

El material de enlace 350 puede curarse, al adherir la superficie interior del compartimiento 349 a la superficie exterior del cuerpo de conector 347. En algunas modalidades el material de enlace puede ser un cianoacrilato que cura en presencia de humedad. En otras modalidades el material de enlace puede ser una resina epóxica o uretano que se cura por calor. Otros materiales de enlace se reconocen en la técnica y pueden emplearse sin apartarse de la invención.

Las modalidades de la invención son adecuadas para una gran variedad de dispositivos electrónicos, incluyendo cualquier dispositivo que recibe o transmite señales de audio, video o datos, entre otros. En algunos casos, las modalidades de la invención se adaptan particularmente bien a dispositivos multimedia electrónicos portátiles a causa de su tamaño físico potencialmente pequeño. Como se utiliza en este documento, un dispositivo multimedia electrónico incluye cualquier dispositivo con por lo menos un componente electrónico que puede utilizarse para presentar medios perceptibles por el humano. Tales dispositivos pueden incluir, por ejemplo, reproductores portátiles de música (por ejemplo, dispositivos MP3 y dispositivos iPod de Apple), reproductores portátiles de video (por ejemplo, reproductores portátiles de DVD), teléfonos celulares (por ejemplo, teléfonos inteligentes tales como los dispositivos iPhone de Apple), video cámaras, cámaras fotográficas digitales, sistemas de proyección (por ejemplo, sistemas de proyección holográfica), sistemas de juegos, PDAs, computadoras de escritorio, así como tableta (por ejemplo, dispositivos iPad de Apple), laptop u otras computadoras móviles. Algunos de estos dispositivos pueden configurarse para proporcionar salida de audio, video u otros datos o señales sensoriales.

La Figura 32 es un diagrama de bloques ilustrativo simplificado que representa un dispositivo multimedia electrónico 400 que incluye un receptáculo para clavija de audio 405 de acuerdo con modalidades de la presente. El dispositivo multimedia electrónico 400 también puede incluyen, entre otros componentes, el receptáculo de conector 410, uno o más componentes de entrada de datos de usuario 420, uno o más componentes de salida de datos 425, circuitos electrónicos de control 430, circuitos electrónicos de gráficos 435, un bus 440, una memoria 445, un dispositivo de almacenamiento 450, circuitos electrónicos de comunicaciones 455 y sensores POM (sensor de posición, orientación o movimiento) 460. Los circuitos electrónicos de control 430 pueden comunicarse con los otros componentes del dispositivo multimedia electrónico 400 (por ejemplo, mediante el bus 440) para controlar la operación del dispositivo multimedia electrónico 400. En algunas modalidades, los circuitos electrónicos de control 430 pueden ejecutar instrucciones almacenadas en una memoria 445. Los circuitos electrónicos de control 430 también pueden ser operativos para controlar el rendimiento del dispositivo multimedia electrónico 400. Los circuitos electrónicos de control 430 pueden incluir, por ejemplo, un procesador, un microcontrolador y un bus (por ejemplo, para enviar instrucciones a los otros componentes del dispositivo multimedia electrónico 400). En algunas modalidades, los circuitos electrónicos de control 430 también pueden conducir las entradas de datos de pantalla y procesos recibidas del componente de entrada de datos 420.

La memoria 445 puede incluir uno o más tipos diferentes de memoria que pueden utilizarse para realizar funciones del dispositivo. Por ejemplo, la memoria 445 puede incluir la caché, memoria de destello, ROM, RAM y tipos híbridos de memoria. La memoria 445 también puede almacenar firmware para el dispositivo y sus aplicaciones (por ejemplo, sistema operativo, funciones de interfaz de usuario y funciones de procesador). El dispositivo de almacenamiento 450 puede incluir uno o más medios o mecanismos de almacenamiento adecuados, tal como un disco duro magnético, pastilla de memoria, lector de cinta, unidad óptica, memoria permanente (tal como ROM), memoria semipermanente (tal como RAM) o caché. El dispositivo de almacenamiento 450 puede utilizarse para almacenar multimedia (por ejemplo, archivos de audio y video), texto, imágenes, gráficos, publicidad o cualquier información adecuada específica de usuario o global que pueda utilizarse por el dispositivo multimedia electrónico 400. El dispositivo de almacenamiento 450 también puede almacenar programas o aplicaciones que pueden correr en los circuitos electrónicos de control 430, puede mantener los archivos formateados para leerse y editarse por una o más de las aplicaciones y puede almacenar cualquier archivo adicional que puede ayudar a la operación de una o más aplicaciones (por ejemplo, archivos con metadatos). Debe entenderse que cualquier información almacenada en el dispositivo de almacenamiento 450 puede, en lugar de ello, almacenarse en la memoria 445.

El dispositivo multimedia electrónico 400 también puede incluir el componente de entrada de datos 420 y componente de salida de datos 425 para ofrecer a un usuario la capacidad para interactuar con el dispositivo multimedia electrónico 400. Por ejemplo, el componente de entrada de datos 420 y componente de salida de datos 425 pueden proporcionar una interfaz para que un usuario interactúe con una aplicación que corre en los circuitos electrónicos de control 430. El componente de entrada de datos 420 puede adoptar una diversidad de formas, tal como un teclado/teclado numérico, área sensible al tacto, ratón, rueda táctil, botón, estilete o pantalla táctil. El componente de entrada de datos 420 también puede incluir uno o más dispositivos para autenticación de usuario (por ejemplo, lector de tarjetas inteligentes, lector de huella digital o escáner de iris) así como un dispositivo de entrada de datos de audio (por ejemplo, un micrófono) o un dispositivo de entrada de datos de video (por ejemplo, una cámara o una cámara en red) para grabar video o imágenes congeladas. El componente de salida de datos 425 puede incluir cualquier pantalla adecuada, tal como una pantalla de cristal líquido (LCD) o una pantalla táctil, un dispositivo de proyección, un altavoz o cualquier otro sistema adecuado para presentar información o multimedia a un usuario. El componente de salida de datos 425 puede controlarse por los circuitos electrónicos de gráficos 435. Los circuitos electrónicos de gráficos 435 pueden incluir una tarjeta de video, tal como una tarjeta de video con capacidades de gráficos 2D, 3D o vectoriales. En algunas modalidades, el componente de salida de datos 425 también puede incluir un componente de audio que se acopla de manera remota al dispositivo multimedia electrónico 400. Por ejemplo, el componente de salida de datos 425 puede incluir un audífonos, auricular o cascos que pueden acoplarse al dispositivo multimedia electrónico 400 con un cable o de manera inalámbrica (por ejemplo, auriculares Bluetooth o un audífono Bluetooth).

El dispositivo multimedia electrónico 400 puede tener una o más aplicaciones (por ejemplo, aplicaciones de software) almacenadas en el dispositivo de almacenamiento 450 o en la memoria 445. Los circuitos electrónicos de control 430 pueden configurarse para ejecutar instrucciones de las aplicaciones de la memoria 445. Por ejemplo, los circuitos electrónicos de control 430 pueden configurarse para ejecutar una aplicación de reproductor multimedia que da lugar a que un video de movimiento completo o audio se presente o muestre en el componente de salida de datos 425. Otras aplicaciones residentes en el dispositivo multimedia electrónico 400 pueden incluir, por ejemplo, una aplicación de telefonía, una aplicación de navegador GPS, una aplicación de navegador de red y una aplicación de calendario u organizador. El dispositivo multimedia electrónico 400 también puede ejecutar cualquier sistema operativo adecuado, tal como Mac OS, Apple ¡OS, Linux o Windows y puede incluir un conjunto de aplicaciones almacenadas en el dispositivo de almacenamiento 450 o memoria 445 que es compatible con el sistema operativo particular.

En algunas modalidades, el dispositivo multimedia electrónico 400 también puede incluir circuitos electrónicos de comunicaciones 455 para conectarse a una o más redes de comunicaciones. Los circuitos electrónicos de comunicaciones 455 pueden ser cualesquier circuitos electrónicos de comunicaciones adecuados operativos para conectarse a una red de comunicación y para transmitir comunicaciones (por ejemplo, voz o datos) del dispositivo multimedia electrónico 400 ao otros dispositivos dentro de la red de comunicación. Los circuitos electrónicos de comunicaciones 455 pueden ser operativos para interactuar con la red de comunicación al utilizar cualquier protocolo de comunicaciones adecuado tales como, por ejemplo, Wi-Fi (por ejemplo, un protocolo 802.11), Bluetooth, sistemas de alta frecuencia (por ejemplo, sistemas de comunicación a 900 Hz, 2.4 GHz y 5.6 GHz), infrarrojo, GSM, GSM más EDGE, CDMA, de cuatro bandas y otros protocolos celulares, VOIP o cualquier otro protocolo adecuado.

En algunas modalidades, los circuitos electrónicos de comunicaciones 455 pueden ser operativos para crear una red de comunicación al utilizar cualquier protocolo de comunicaciones adecuado. Los circuitos electrónicos de comunicaciones 455 pueden crear una red de comunicación de corto alcance al utilizar un protocolo de comunicaciones de corto alcance para conectarse a otros dispositivos. Por ejemplo, los circuitos electrónicos de comunicaciones 455 pueden ser operativos para crear una red de comunicación local al utilizar el protocolo Bluetooth para acoplarse con un auricular Bluetooth (o cualquier otro dispositivo Bluetooth). Los circuitos electrónicos de comunicaciones 455 también pueden incluir una tarjeta de interfaz de red por cable o inalámbrica (NIC) configurada para conectarse a la Internet o cualquier otra red pública o privada. Por ejemplo, el dispositivo multimedia electrónico 400 puede configurarse para conectarse a la Internet mediante una red inalámbrica, tal como una red de radiopaquetes, una red RF, una red celular o cualquier otro tipo adecuado de red. Los circuitos electrónicos de comunicación 445 pueden utilizarse para iniciar y conducir comunicaciones con otros dispositivos de comunicaciones o dispositivos multimedia dentro de una red de comunicación.

El dispositivo multimedia electrónico 400 también puede incluir cualquier otro componente adecuado para realizar una operación de comunicaciones. Por ejemplo, el dispositivo multimedia electrónico 400 puede incluir un suministro de energía, una antena, puertos o interfaces para acoplarse a un dispositivo anfitrión, un mecanismo de entrada secundario (por ejemplo, un interruptor de ENCENDIDO/APAGADO) o cualquier otro componente adecuado.

El dispositivo multimedia electrónico 400 también puede incluir sensores POM 460. Los sensores POM 460 pueden utilizarse para determinar la ubicación geográfica o física aproximada del dispositivo multimedia electrónico 400. Como se describe con mayor detalle posteriormente, la ubicación del dispositivo multimedia electrónico 400 puede derivarse de cualquier técnica adecuada de trilateración o triangulación, en cuyo caso los sensores POM 460 pueden incluir un detector o sensor de triangulación RF o cualesquier otros circuitos electrónicos de ubicación configurados para determinar la ubicación del dispositivo multimedia electrónico 400.

Los sensores POM 460 también pueden incluir uno o más sensores o circuitos electrónicos para detectar la orientación o movimiento de posición del dispositivo multimedia electrónico 400. Tales sensores y circuitos electrónicos pueden incluir, por ejemplo, acelerómetros de un solo eje o ejes múltiples, sensores de velocidad angular o inercial (por ejemplo, giróscopos ópticos, giróscopos vibratorios, giróscopos de salida de gas o giróscopos de anillo), magnetómetros (por ejemplo, magnetómetros escalares o vectoriales), sensores de luz ambiental, sensores de proximidad, sensor de movimiento (por ejemplo, un sensor infrarrojo pasivo (PIR), sensor ultrasónico activo o sensor de microondas activo) y sensores de velocidad lineal. Por ejemplo, los circuitos electrónicos de control 430 pueden configurarse para leer datos de uno o más de los sensores POM 460 con el fin de determinar la orientación de ubicación o velocidad del dispositivo multimedia electrónico 400. Uno o más de los sensores POM 460 puede colocarse cerca del componente de salida de datos 425 (por ejemplo, arriba, debajo o a cada lado del visualizador del dispositivo multimedia electrónico 400).

La Figura 33 representa la interpretación ilustrativa de un dispositivo multimedia electrónico particular 480. El dispositivo 480 incluye un botón de uso múltiple 482 como componente de entrada de datos, una pantalla táctil 484 como componente de entrada de datos y de salida de datos, y un altavoz 485 como componente de salida de datos, los cuales se alojan en un alojamiento de dispositivo 490. El dispositivo 480 también incluye un conector de receptáculo principal 486 y un receptáculo de clavija de audio 488 dentro del alojamiento de dispositivo 490. Cada uno de los conectores de receptáculo 486 y 488 puede colocarse dentro del alojamiento 490 de tal modo que la cavidad de los conectores de receptáculo en la cual se inserta un conector de enchufe correspondiente se localice en una superficie exterior del alojamiento de dispositivo. En algunas modalidades, la cavidad se abre a una superficie lateral exterior del dispositivo 480. Por simplicidad, diversos componentes internos, tales como los circuitos electrónicos de control, circuitos electrónicos de gráficos, bus, memoria, dispositivo de almacenamiento y otros componentes no se muestran en la Figura 33. Las modalidades de la invención dada a conocer en este documento son particularmente adecuadas para su uso con conectores de enchufe que se configuran para empalmarse con el conector de receptáculo principal 486 pero, en algunas modalidades, también puede utilizarse con el receptáculo de clavija de audio 488. Adicionalmente, en algunas modalidades, el dispositivo multimedia electrónico 480 tiene únicamente un solo conector de receptáculo 486 que se utiliza para interactuar y conectar físicamente el dispositivo (al contrario de una conexión inalámbrica que también puede utilizarse) a los otros dispositivos electrónicos.

Como se entenderá por los expertos en la técnica, la presente invención puede representarse en muchas otras formas específicas sin apartarse de las características esenciales de la misma. Por ejemplo, diversas modalidades de la invención se describieron anteriormente en relación con conectores de orientación dual. Otras modalidades incluyen conectores que tienen más de dos posibles orientaciones de inserción. Por ejemplo, un sistema conector de acuerdo con la invención puede incluir un conector de enchufe que tiene una sección transversal triangular para adaptarse dentro de una cavidad triangular de un conector de receptáculo correspondiente en cualquiera de tres posibles orientaciones; un conector de enchufe que tiene una sección transversal cuadrada y se adapta dentro de un conector de receptáculo en cualquiera de cuatro posibles orientaciones de inserción; un conector de enchufe que tiene una sección transversal hexagonal para adaptarse dentro de un conector de receptáculo correspondiente en cualquiera de seis posibles orientaciones; etc. También, en algunas modalidades, un conector de enchufe de la invención se moldea para insertarse en un conector de receptáculo en múltiples orientaciones pero sólo incluye contactos en un solo lado del conector de enchufe. Tal conector puede acoplarse de manera operativa en cualquiera de sus múltiples orientaciones a un conector de receptáculo que tiene contactos en cada una de las superficies de la cavidad interior. Como ejemplo, una modalidad de un conector de enchufe similar al conector 80 mostrado en las Figuras 8A-8B puede tener contactos formados sólo en la región 46a y no en la región 46b. Tal conector de enchufe puede acoplarse de manera operativa a un conector de receptáculo, tal como el conector de receptáculo 85 mostrado en las Figuras 9A-9B, en cualquiera de dos orientaciones si el conector de receptáculo tiene contactos apropiados en las superficies superior e inferior de la cavidad interior 87. El conector también puede acoplarse de manera operativa al conector de receptáculo 85 que tiene contactos sólo en la superficie superior de la cavidad 87 si se inserta en la cavidad 87 con el lado 44a en una posición "hacia arriba" como se muestra en la Figura 9A.

Aún como otro ejemplo, las Figuras 13A-13C describieron una modalidad donde cada contacto en la región de contactos 46a se conecta eléctricamente a un contacto coincidente en la región de contactos 46b en el lado opuesto del conector. En algunas modalidades, sólo un subconjunto de contactos en la región 46a se conecta eléctricamente a los contactos en la región 46b. Como ejemplo, en una modalidad que incluye ocho contactos formados en una sola hilera dentro de cada región de contactos 46a y 46b similar al conector 100 mostrado en la Figura 13A, los contactos 106(4) y 106(5) en la región 46a se conectan eléctricamente cada uno a los contactos correspondientes 106(4) y 106(5) en la región 46 en tanto que los contactos 106(1)..106(3) y 106(6)..106(8) son eléctricamente independientes entre sí y son eléctricamente independientes de los contactos dentro de la región 46b. De esta manera, tal modalidad puede tener catorce contactos eléctricamente independientes en lugar de los ocho. Aún en otras modalidades, ninguno de los contactos en la región 46a se acopla eléctricamente a los contactos en la región 46b. También, en otra modalidad del adaptador 200, el conector 202 puede ser un conector de enchufe de 30 clavijas que tiene la distribución de clavijas mostrada en la Figura 28B, en tanto que el conector 205 es un conector de receptáculo de ocho contactos similar al conector de receptáculo 140 mostrado en la Figura 15.

También, aunque una serie de modalidades específicas se dieron a conocer con atributos específicos, un experto en la técnica reconocerá casos donde los atributos de una modalidad pueden combinarse con los atributos de otra modalidad. Por ejemplo, algunas modalidades específicas de la invención expuesta anteriormente se ilustraron con los huecos como atributos de retención. Un experto en la técnica fácilmente apreciará que cualquiera de los otros atributos de retención descritos en este documento, así como otros no mencionados específicamente, puede utilizarse en lugar de o además de los huecos. También, los expertos en la técnica reconocerán, o serán capaces de constatar, al usar no más que experimentación rutinaria, muchos equivalentes a las modalidades específicas de las invenciones descritas en este documento.

Tales equivalentes pretenden abarcarse por las siguientes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un conector de enchufe de orientaciones múltiples sin polarizar, que comprende: un cuerpo; una saliente de conector acoplada a y que se extiende lejos del cuerpo, la saliente de conector incluye primera y segunda superficies; una primera pluralidad de contactos externos llevados por la saliente en la primera superficie y una segunda pluralidad de contactos llevados por la saliente en la segunda superficie, en donde cada contacto individual en la primera pluralidad de contactos se conecta eléctricamente dentro de la saliente o cuerpo a un contacto correspondiente en la segunda pluralidad de contactos; en donde la saliente de conector tiene dimensiones de anchura, altura y longitud e incluye un armazón conductor que define una conformación de la saliente de conector, el armazón conductor tiene un primer y segundo lados opuestos que se extienden en las dimensiones de anchura y longitud, y un tercer y cuarto lados opuestos que se extienden entre el primer y segundo lados en las dimensiones de altura y longitud, el primer lado incluye una primera abertura que rodea la primera pluralidad de contactos y el segundo lado incluye una segunda abertura directamente opuesta a la primera abertura y que rodea la segunda pluralidad de contactos.

2. El conector de enchufe de conformidad con la reivindicación 1 , en donde: la primera y segunda superficies son opuestas entre sí; cada contacto en la primera pluralidad de contactos se coloca directamente opuesto a su contacto correspondiente en la segunda pluralidad de contactos; y la saliente se conforma y la primera y segunda pluralidad de contactos se disponen para tener simetría de 180 grados a fin de que la saliente pueda insertarse y acoplarse de manera operativa a un conector de receptáculo correspondiente en cualquiera de las dos orientaciones.

3. El conector de enchufe de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en donde la primera pluralidad de contactos incluye un primer par de contactos de datos eléctricamente acoplados a un par correspondiente de contactos de datos en la segunda pluralidad de contactos colocado directamente opuesto al primer par de contactos de datos.

4. El conector de enchufe de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el conector es un conector de orientación dual y la saliente de conector se adapta para insertarse en un conector de receptáculo durante un evento de empalme en cualquiera de una primera orientación o una segunda orientación girada 180 grados desde la primera orientación.

5. El conector de enchufe de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que además comprende un módulo ID acoplado de manera operativa a una o más de la primera y segunda pluralidad de contactos, el módulo ID se configura para enviar información de identificador y configuración a través del o los contactos.

6. El conector de enchufe de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde cada una de la primera y segunda pluralidades de contactos incluye un contacto de energía, un primer par de contactos de datos en un lado del contacto de energía y un segundo par de contactos de datos en el otro lado del contacto de energía.

7. Un conector de enchufe de orientación dual que comprende: Una saliente de conector simétrica a 180 grados adaptada para insertarse en un conector de receptáculo durante un evento de empalme, la saliente de conector tiene dimensiones de anchura, altura y longitud y comprende un armazón metálico que define una conformación de la saliente de conector, el armazón tiene un primer y segundo lados opuestos que se extienden en las dimensiones de anchura y longitud, y un tercer y cuarto lados opuestos que se extienden entre el primer y segundo lados en las dimensiones de altura y longitud, el primer lado incluye una primera abertura y el segundo lado incluye una segunda abertura directamente opuesta a la primera abertura; una primera región de contactos formada en la primera abertura del armazón, la primera región de contactos incluye una primera pluralidad de contactos externos espaciados a lo largo de una sola hilera con material dieléctrico entre cada contacto adyacente en la primera pluralidad de contactos y entre cada contacto en la primera pluralidad de contactos y el armazón; y una segunda región de contactos formada en la segunda abertura del armazón, la segunda región de contactos incluye una segunda pluralidad de contactos externos espaciados a lo largo de una sola hilera con material dieléctrico entre cada contacto adyacente en la primera pluralidad de contactos y entre cada contacto en la primera pluralidad de contactos y el armazón, en donde cada contacto en la primera pluralidad de contactos se coloca directamente opuesta a un contacto en la segunda pluralidad de contactos y se conecta eléctricamente dentro del armazón a un contacto en la segunda pluralidad de contactos.

8. El conector de enchufe de conformidad con la reivindicación 7, en donde la primera pluralidad de contactos consiste en ocho contactos numerados en secuencia e incluye un primer par de contactos de datos en las ubicaciones de contacto 2 y 3 y en donde el contacto de datos en la ubicación de contacto 2 se acopla eléctricamente a un contacto de datos en la segunda pluralidad de contactos colocada directamente opuesta a la ubicación 2 y el contacto de datos en la ubicación de contacto 3 se acopla eléctricamente a un contacto de datos en la segunda pluralidad de contactos colocada directamente opuesta a la ubicación 3.

9. El conector de enchufe de conformidad con la reivindicación 8, en donde: la primera pluralidad de contactos además incluye un segundo par de contactos de datos en las ubicaciones de contacto 6 y 7 y en donde el contacto de datos en la ubicación de contacto 6 se acopla eléctricamente a un contacto de datos en la segunda pluralidad de contactos colocada directamente opuesta a la ubicación 6 y el contacto de datos en la ubicación de contacto 7 se acopla eléctricamente a un contacto de datos en la segunda pluralidad de contactos colocada directamente opuesta a la ubicación 7; y la primera pluralidad de contactos además incluye un primer contacto de energía colocado en una de las ubicaciones de contacto 4 o 5 que se acopla eléctricamente a un segundo contacto de energía en la segunda pluralidad de contactos colocada directamente opuesta a una de las ubicaciones de contacto 4 o 5.

10. Un conector de enchufe que comprende: un cuerpo; una saliente de conector que se extiende desde el cuerpo y configurada para insertarse en un conector de receptáculo correspondiente; una pluralidad de contactos que incluye una primera pluralidad de contactos externos llevados por la saliente en una primera superficie, la primera pluralidad de contactos incluye un primer y segundo contactos de datos configurados para habilitar la comunicación al utilizar un primer protocolo de comunicaciones y un contacto ID configurado para llevar información que identifica el protocolo de comunicaciones asociado con el primer y segundo contactos de datos; circuitos electrónicos configurados para participar en un algoritmo de negociación inicial que comunica el protocolo de comunicaciones utilizado por el primer y segundo contactos de datos a través del contacto ID.

11. El conector de enchufe de conformidad con la reivindicación 10, en donde la pluralidad de contactos además incluye un tercer y cuarto contactos de datos configurados para habilitar la comunicación al utilizar un segundo protocolo de comunicaciones y en donde el contacto ID además se configura para llevar información que identifica el protocolo de comunicaciones asociado con el tercer y cuarto contactos de datos.

12. El conector de enchufe de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10 u 11 , en donde el conector tiene simetría de 180 grados a fin de que pueda insertarse en el conector de receptáculo correspondiente en cualquiera de dos orientaciones de inserción, y en donde la pluralidad de contactos incluye una primera pluralidad de contactos externos llevados por la saliente en una primera superficie, y una segunda pluralidad de contactos llevados por la saliente en una segunda superficie opuesta a la primera superficie.

13. El conector de enchufe de conformidad con la reivindicación 12, en donde cada contacto individual en la primera pluralidad de contactos se conecta eléctricamente dentro de la saliente o cuerpo a un contacto en la segunda pluralidad de contactos.

14. El conector de enchufe de conformidad con la reivindicación 13, en donde: la primera pluralidad de contactos además incluye un quinto y sexto contactos de datos configurados para habilitar la comunicación al utilizar un segundo protocolo de comunicaciones; la segunda pluralidad de contactos además incluye un séptimo y octavo contactos de datos acoplados eléctricamente al quinto y sexto contactos de datos, respectivamente; el contacto ID además se configura para llevar información que identifica el protocolo de comunicaciones asociado con el quinto y sexto contactos de datos; y los circuitos electrónicos configurados para participar en un algoritmo de negociación inicial se configuran además para comunicar el protocolo de comunicaciones utilizado por el tercer y cuarto contactos de datos a través del contacto ID.

15. El conector de enchufe de conformidad con la reivindicación 14, en donde el primer protocolo de comunicaciones es el protocolo USB y el segundo protocolo de comunicaciones es un protocolo UART.

16. Un conector de enchufe que comprende: una saliente adaptada para insertarse en un conector de receptáculo durante un evento de empalme, la saliente incluye una primera y segunda superficies opuestas en conjunto con una tercera y cuarta superficies opuestas que se extienden entre la primera y segunda superficies; una primera región de contactos formada en la primera superficie de la saliente, la primera región de contactos incluyen ocho contactos externos numerados en secuencia espaciados a lo largo de una primera hilera, los contactos numerados en secuencia incluyen un primer par de contactos de datos en las ubicaciones 2 y 3, un segundo par de contactos de datos en las ubicaciones 6 y 7, y un primer contacto de energía colocado entre el primer y segundo pares de contactos de datos; y en donde los contactos en las ubicaciones 1 , 4, 5 y 8 llevan señales de DC y/o señales que operan a una velocidad que es por lo menos dos órdenes de magnitud más lenta que una velocidad a la que los datos pueden transferirse a través del primer y segundo pares de contactos de datos.

17. El conector de enchufe de conformidad con la reivindicación 16, en donde los contactos numerados en secuencia además incluyen un contacto ID designado para una señal ID y un contacto de energía de accesorio designado para una señal de energía que opera a una tensión inferior a la de una señal de energía llevada por el primer contacto de energía.

18. El conector de enchufe de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 16 o 17, que además comprende una segunda región de contactos formada en la segunda superficie principal de la saliente, la segunda región de contactos incluye ocho contactos externos numerados en secuencia espaciados a lo largo de una segunda hilera que refleja la primera hilera, en donde cada contacto individual en la primera hilera se conecta eléctricamente a un contacto en la segunda hilera.

19. El conector de enchufe de conformidad con la reivindicación 18, en donde: el primer par de contactos de datos en la primera hilera se coloca en una relación reflejada y se acopla eléctricamente con un par de contactos de datos en la segunda hilera y el segundo par de contactos de datos en la primera hilera se coloca en una relación reflejada y se acopla eléctricamente con un par de contactos de datos en la segunda hilera; y el primer contacto de energía en la primera hilera de contactos se acopla eléctricamente a un segundo contacto de energía en la segunda hilera de contactos y el primer y segundo contactos de energía se colocan en una relación en diagonal entre sí a lo largo de una línea central del conector.

20. Un conector de enchufe que comprende: una saliente adaptada para insertarse en un conector de receptáculo durante un evento de empalme en una primera orientación o una segunda orientación girada 180 grados desde la primera orientación, la saliente incluye una primera y segunda superficies opuestas en conjunto con una tercera y cuarta superficies opuestas que se extienden entre la primera y segunda superficies; una primera región de contactos formada en la primera superficie de la saliente, la primera región de contactos incluye un primer conjunto de ocho contactos externos numerados en secuencia espaciados a lo largo de una primera hilera, los contactos numerados en secuencia incluyen un primer contacto de datos en la ubicación 2, un segundo contacto de datos en la ubicación 3, un primer contacto ID designado para una señal ID, y un primer contacto de energía colocado entre el segundo contacto de datos y el primer contacto ID; y una segunda región de contactos formada en la segunda superficie de la saliente, la segunda región de contactos incluye un segundo conjunto de ocho contactos externos espaciados a lo largo de una segunda hilera donde cada contacto individual en el segundo conjunto de contactos se coloca directamente opuesto a un contacto individual en el primer conjunto de contactos, el segundo conjunto de contactos incluye un tercer contacto de datos colocado directamente opuesto y eléctricamente acoplado al primer contacto de datos, un cuarto contacto de datos colocado directamente opuesto y eléctricamente acoplado al segundo contacto de datos, un segundo contacto ID eléctricamente acoplado al primer contacto ID, y un segundo contacto de energía eléctricamente acoplado al primer contacto de energía y colocado en una relación en diagonal con el primer contacto de energía entre el cuarto contacto de datos y el segundo contacto ID.

21. El conector de enchufe de conformidad con la reivindicación 20, en donde el primer y segundo pares de contactos de datos son contactos de datos de alta velocidad que operan a una velocidad que es por lo menos dos órdenes de magnitud más rápida que una velocidad de operación de las señales en los contactos en las ubicaciones 1 , 4, 5 y 8.

22. El conector de enchufe de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 20 o 21 , en donde: el primer conjunto de contactos numerados en secuencia además incluye un primer contacto de energía de accesorio designado para una señal de energía que opera a una tensión inferior a la de una señal de energía llevada por el primer contacto de energía; el segundo conjunto de contactos numerados en secuencia además incluye un segundo contacto de energía de accesorio acoplado eléctricamente al primer contacto de energía de accesorio; el primer conjunto de contactos externos numerados en secuencia además incluye un quinto contacto de datos en la ubicación 6 y un sexto contacto de datos en la ubicación 7; y el segundo conjunto de ocho contactos además incluye un séptimo contacto de datos colocado directamente opuesto y acoplado eléctricamente al quinto contacto de datos y un octavo contacto de datos colocado directamente opuesto y acoplado eléctricamente al sexto contacto de datos.

23. El conector de enchufe de conformidad con la reivindicación 22, en donde el primer y segundo contactos de datos operan como un par de contactos de datos diferenciales y el quinto y sexto contactos de datos operan como un par de contactos de datos de transmisión y recepción en serie.

24. Un conector de enchufe que comprende: una saliente adaptada para insertarse en un conector de receptáculo durante un evento de empalme, la saliente incluye una primera y segunda superficies opuestas en conjunto con una tercera y cuarta superficies opuestas que se extienden entre la primera y segunda superficies; una primera región de contactos formada en la primera superficie de la saliente, la primera región de contactos incluyen ocho contactos externos numerados en secuencia espaciados a lo largo de una primera hilera, los contactos numerados en secuencia incluyen un primer par de contactos de datos en las ubicaciones 2 y 3, un segundo par de contactos de datos en las ubicaciones 6 y 7, un primer contacto de energía colocado entre el primer y segundo pares de contactos de datos, y un primer contacto de conexión a tierra colocado en un extremo de las ubicaciones de cuatro contactos de la primera hilera lejos del primer contacto de energía; y en donde el primer y segundo pares de contactos de datos son contactos de datos de alta velocidad que operan a una velocidad que es por lo menos dos órdenes de magnitud más rápida que una velocidad de operación de las señales en los contactos en las ubicaciones 1 , 4, 5 y 8.

25. Un conector de enchufe reversible que comprende: un cuerpo; una saliente de conector simétrica a 180 grados acoplada a y que se extiende lejos del cuerpo, la saliente incluye una primera y segunda superficies opuestas en conjunto con una tercera y cuarta superficies opuestas que se extienden entre la primera y segunda superficies; una primera región de contactos formada en la primera superficie de la saliente, la primera región de contactos incluye una primera pluralidad de contactos externos espaciados a lo largo de una primera hilera, la primera pluralidad de contactos externos incluye un primer par de contactos de datos configurados para habilitar la comunicación al utilizar un primer protocolo de comunicaciones, un primer contacto de conexión a tierra designado para conectarse a tierra, y un primer contacto de energía designado para una primera señal de energía de DC; una segunda región de contactos formada en la segunda superficie de la saliente, la segunda región de contactos incluye una segunda pluralidad de contactos externos espaciados a lo largo de una segunda hilera en ubicaciones de contacto que reflejan las ubicaciones de contacto en la primera hilera, la segunda pluralidad de contactos externos incluye un segundo par de contactos de datos acoplados eléctricamente y colocados directamente opuestos al primer par de contactos de datos, un segundo contacto de conexión a tierra acoplado eléctricamente y colocado en una relación en diagonal a través de una línea central del conector con el primer contacto de conexión a tierra, y un segundo contacto de energía acoplado eléctricamente y colocado en una relación en diagonal a través de una línea central del conector con el primer contacto de energía.

26. El conector de enchufe reversible de conformidad con la reivindicación 25, en donde la primera pluralidad de contactos externos además incluye un tercer par de contactos de datos configurados para habilitar la comunicación al utilizar un segundo protocolo de comunicaciones diferente al primer protocolo, y la segunda pluralidad de contactos además incluye un cuarto par de contactos de datos acoplados eléctricamente y colocados directamente opuestos al tercer par de contactos de datos.

27. El conector de enchufe reversible de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 25 o 26, en donde: la primera pluralidad de contactos externos además incluye: (i) un primer contacto ID capaz de llevar una señal de configuración que identifica los protocolos de comunicaciones utilizados por el primer y segundo pares de contactos de datos, y (ii) un primer contacto de energía de accesorio designado para una segunda señal de energía de DC que tiene una tensión inferior a la de la primera señal de energía; y la segunda pluralidad de contactos además incluye: (i) un segundo contacto ID acoplado eléctricamente y colocado en una relación en diagonal a través de una primera línea de cuarta parte del conector con el primer contacto ID, y (ii) un segundo contacto de energía de accesorio acoplado eléctricamente y colocado en una relación en diagonal a través de una segunda línea de cuarta parte del conector con el primer contacto de energía de accesorio, primer contacto de energía.

28. El conector de enchufe de conformidad con la reivindicación 26, en donde: cada una de la primera y segunda pluralidades de contactos externos consiste en ocho contactos; el primer par de contactos de datos se coloca directamente entre el primer contacto de energía de accesorio y el primer contacto de energía; el tercer par de contactos de datos se coloca directamente entre el primer contacto ID y el primer contacto de conexión a tierra; el segundo par de contactos de datos se coloca directamente entre el segundo o primer contacto de energía de accesorio y el segundo contacto de conexión a tierra; el cuarto par de contactos de datos se coloca directamente entre el segundo contacto ID y el segundo contacto de energía; y el primer y segundo contactos ID designados para llevar la señal de configuración operan a una velocidad que es por lo menos dos órdenes de magnitud más lenta que la del primer y tercer pares de contactos de datos.

29. El conector de enchufe de conformidad con cualquiera de reivindicaciones anteriores, en donde el cuerpo es un alojamiento asociado un dispositivo electrónico.

30. El conector de enchufe de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende un primer y segundo atributos de retención formados en el tercer y cuarto lados del armazón eléctricamente conductor, respectivamente, adaptados para interaccionar con los atributos de retención en un conector de receptáculo correspondiente.

31. El conector de enchufe de conformidad con la reivindicación 30, en donde el primer y segundo atributos de retención también operan como contactos de conexión a tierra.

32. Un dispositivo electrónico que comprende: un cuerpo; un conector de enchufe acoplado al cuerpo, el conector de enchufe tiene una pluralidad de contactos que incluyen un primer y segundo contactos de datos configurados para habilitar la comunicación al utilizar un primer protocolo de comunicaciones y un contacto ID configurado para llevar información que identifica el protocolo de comunicaciones asociado con el primer y segundo contactos de datos; una o más memorias no transitorias legibles por computadora que almacenan información de autenticación e información de configuración de contactos que especifica el protocolo de comunicaciones utilizado por el primer y segundo contactos de datos; y circuitos electrónicos acoplados de manera operativa a la o las memorias no transitorias legibles por computadora, los circuitos electrónicos configurados para participar en un algoritmo de negociación inicial que autentica el dispositivo electrónico a un anfitrión al utilizar la información de autenticación y se comunica la información de configuración de contactos a través del contacto ID.

33. El conector de enchufe de conformidad con la reivindicación 32, en donde la pluralidad de contactos además incluye un tercer y cuarto contactos de datos configurados para habilitar la comunicación al utilizar un segundo protocolo de comunicaciones y en donde la información de configuración de contactos además especifica el protocolo de comunicaciones utilizado por el tercer y cuarto contactos de datos.

34. El dispositivo electrónico de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 32 o 33, en donde los circuitos electrónicos además se configuran para autenticar el dispositivo electrónico al anfitrión antes de comunicar la información de configuración de contactos.

35. Un método para elaborar un conector de enchufe que tiene un cuerpo y una saliente de conector que se adapta para insertarse en un conector de receptáculo correspondiente; el método comprende: proporcionar un armazón conductor que tiene una porción base, un extremo de inserción acoplado y que se extiende lejos de la porción base, y una cavidad que se extiende de una abertura en un extremo de la porción base al extremo de inserción, el extremo de inserción tiene un primer y segundo lados opuestos que rodean parcialmente la cavidad, el primer lado incluye una primera abertura que se abre hacia la cavidad; insertar una tarjeta de circuitos impresos en la cavidad a través de la abertura en el extremo de la porción base de tal modo que una pluralidad de zonas de soldadura de contactos formadas en la tarjeta de circuitos impresos se exponga dentro de la primera abertura; aplicar soldadura a la pluralidad de zonas de soldadura de contactos; colocar una pluralidad de contactos sobre la pluralidad de placas de contacto; y soldar la pluralidad de contactos a la pluralidad de zonas de soldadura al utilizar una barra caliente asentada contra el armazón conductor.