Expresscard device

本発明は、エクスプレスカードデバイスに係り、特に、USBコネクタを有するエクスプレスカードデバイスを指す。

科学技術の急速な進化に伴って、元々ノートパソコンに必須に装備されバックアップされたPCMCIAまたはカードバスインターフェースは、近年、より軽薄で弾性良好、且つ安定度の高いエクスプレスカード転送インターフェース規格が策定されたため、それに取り替えられる傾向が見られる。 エクスプレスカードの転送規格に関しては、PCI ExpressおよびUSBの何れかをベースにした転送技術があり、且つ、ハードウェア構造的には、メインボードチップセットに直接的に連結され、ブリッジチップを介さず互換性を確保できかつ活線挿抜（ホットスワップ、Hot-swapping）技術をサポートしているため、構造全体が相対的に単純である。

一般に、エクスプレスカードインターフェースの適用対象の多くは、ノートパソコンに搭載されているため、ユーザは、ノートパソコン上のエクスプレスカードインターフェースを用いるためにエクスプレスカードデバイスを購入すると、すぐにそれを適用し稼動できるが、エクスプレスカードデバイスのサポートおよび用途は、エクスプレスカードインターフェースを備えたパソコンしか対応できないため、限られており、比較的普通の卓上型パソコンまたは他のパソコンには使用できない場合が発生することがあった。

この問題を解決するため、現段階の従来技術を言えば、図１は、従来のエクスプレスカードデバイスの転接を示す図であり、図に示すように、エクスプレスカードデバイス１'にアダプタ（Adapter）１１'が外付けされ、普段使用されているUSBインターフェース１１１'になるようにエクスプレスカードインターフェース１０'を変換させ、異なるインターフェースが提供されたパソコンでもそれぞれ使用できるようにしている。 例えば、台湾特許第Ｍ２５５９６９号（２００５年１月２１日）及び台湾特許第Ｍ２７７０４３号（２００５年１０月０１日）は、ともにアダプタ１１'を介して異なる転送インターフェースによる接続を達成することを説明している。

また、図２は、従来のエクスプレスカードデバイスとパソコンとの接続を示す図であり、図に示すように、パソコンのメインボード２'上（例えば、PCIインターフェース或いはPCI−Eインターフェースなど）に延出転接カード２１０'を配置し、パソコンに、延出転接カード２１０'よりエクスプレスカードインターフェーススロット２１１'が供給され、これによりエクスプレスカードデバイス１'が接続できるようになる。

前記の解決手段は、ともに、ユーザに他の装置を別に購入し転接させる必要があり、使用コストの向上だけでなく、外付けまたは別に配置する必要もあり、携帯性および便利性も影響されるようになる。 そのため、如何にエクスプレスカードデバイスにシステム接続インターフェースのサポート性、製品携帯性および使用便利性の特徴を同時に兼備させるのか、という点に改善の余地があった。

此れを鑑みて、本発明が解決しようとする技術問題は、同一のエクスプレスカードデバイスにUSBコネクタが別に設けられ、かつ簡易なハードウェア回路設計で、エクスプレスカードデバイスが、何れのコネクタを介しても、パソコンに対して正確に稼動およびデータ転送ができ、ユーザが単純に一つのエクスプレスカードデバイスを使用するだけで、転接を介さずに異なる接続インターフェースを備えたパソコンで便利に使用できるエクスプレスカードデバイスを提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明によるエクスプレスカードデバイスは、パソコンに適用されるエクスプレスカードデバイスであって、USBコネクタと、エクスプレスカードインターフェースコネクタと、制御ユニットとを含む。 その中で、USBコネクタは、パソコンが提供するUSBインターフェースに接続され、エクスプレスカードインターフェースコネクタは、パソコンが提供するエクスプレスカードインターフェースに接続され、且つ、エクスプレスカードインターフェースコネクタは、USB規格を採用しており、USBコネクタとは、同一のUSB信号ピンを介して制御ユニットに接続され、制御ユニットは、同一時間には、エクスプレスカードインターフェースコネクタまたはUSBコネクタのいずれか一方を単独に介してパソコンとデータ転送を行う。 よって、エクスプレスカードデバイスは、元来のエクスプレスカードインターフェースコネクタを介してパソコンのエクスプレスカード接続インターフェースと転送できるだけでなく、該エクスプレスカード接続インターフェースに代わってUSBコネクタを介してパソコンが提供するUSB接続インターフェースに単独に接続することもでき、一つの装置が二つの異なる接続インターフェースでUSB信号転送できる。

以上の概述をより一層理解するために、以下、本発明の詳しい説明を添付図面を参照しながら詳細に行うが、以下の説明および添付図面は、ともに、本発明が所定の目的を達成するために採用する方式、手段及びその効果をさらに具体的に説明するためのものであって、本発明を制限するものではない。

図３は、本発明に係るエクスプレスカードデバイスの好ましい実施形態のブロック図であり、図に示すように、本発明は、エクスプレスカードインターフェースコネクタ１０と、USBコネクタ１１と、制御ユニット１２とを含むエクスプレスカードデバイス１を提供する。 その中で、エクスプレスカードデバイス１は、エクスプレスカードインターフェースコネクタ１０を介してパソコン（例えば、ノートパソコン）のエクスプレスカードインターフェースと接続できるだけでなく、USBコネクタ１１を単独に介してあらゆるパソコンのUSB接続インターフェースとも接続できるため、このエクスプレスカードデバイス１は、二つの異なるコネクタをそれぞれ介して、異なるインターフェースが提供されたパソコンと接続して使用できる。 パソコンが提供するUSBインターフェースは、例えば、USB−Type−A規格またはUSB−Type−B規格のインターフェースである。

本発明に記載されたエクスプレスカードデバイス１は、例えば、記録装置或いは転送装置であり、記録装置とは、例えばメモリカードリーダ或いはペンドライブ（Pen Drive）などの装置であり、転送装置とは、例えば赤外線、Bluetooth（登録商標）、インターネット或いはデジタルテレビなどのワイヤレス受送信装置である。 制御ユニット１２は、例えば、メモリカードコネクタまたはフラッシュメモリ（図示せず）と別に接続されればメモリカードリーダ或いはペンドライブになり、または、例えば、ワイヤレス受送信素子（図示せず）に接続されればワイヤレス転送装置等になる。

エクスプレスカードデバイス１に含まれた制御ユニット１２は、エクスプレスカードインターフェースコネクタ１０またはUSBコネクタ１１を介してパソコンとデータ転送を行う。 二つの接続インターフェースに適応するために、制御ユニット１２は、USB規格の制御チップであり、かつ、エクスプレスカードインターフェースコネクタ１０が接続されるパソコンのエクスプレスカードインターフェースも、USBをベースにした転送技術を用いて転送を行う。 エクスプレスカードインターフェースコネクタ１０およびUSBコネクタ１１は、同一の信号ピン（D＋およびD−）を介して制御ユニット１２に接続される。 また、USB信号が干渉しデータ転送品質および正確性に影響することを防ぐため、さらに、切替ユニット１４をエクスプレスカードインターフェースコネクタ１０およびUSBコネクタ１１と制御ユニット１２との間に接続させ、エクスプレスカードインターフェースコネクタ１０とUSBコネクタ１１とを切り替えて、その何れか一方のみをパソコンと接続させる。 切替ユニット１４は、例えば、優先順位権利値に基づいて切替作業を行う。 優先順位権利値は、エクスプレスカードインターフェースコネクタ１０とUSBコネクタ１１の何れか一方が、先にパソコンに接続されると、切替ユニット１４に切替えられる優先順位権利を得たことを示し、そのうち何れか一方がパソコンに接続された後に行われるUSB信号転送が、その後他のコネクタが間違って接続されたとしても、それによって生じる影響を受けないことを保証する。

本実施形態では、制御ユニット１２の動作電圧は、３．３Ｖを例として説明している。 しかし、USB規格において、パソコンがUSBインターフェースを介して提供する第１の電圧は、５Ｖであり、この第１の電圧は、制御ユニット１２の動作電圧に符合していない。 よってさらに電圧変換器１３をUSBコネクタ１１と制御ユニット１２との間に接続し、第１の電圧を制御ユニット１２が必要とする動作電圧（３．３Ｖ）に変換する。 一方、エクスプレスカード規格では、パソコンがエクスプレスカードインターフェースを介してエクスプレスカードデバイス１に提供する第２の電圧は、３．３Ｖであるため、エクスプレスカードデバイス１がエクスプレスカードインターフェースコネクタ１０により受ける第２の電圧は、制御ユニット１２に直接出力して制御ユニット１２に使用される。 即ち、エクスプレスカードデバイス１がエクスプレスカードインターフェースコネクタ１０を介してパソコンに接続されると、制御ユニット１２が必要とする動作電圧は、エクスプレスカードインターフェースコネクタ１０を介してパソコンが提供する第２の電圧を受けることができ、他方、エクスプレスカードデバイス１がUSBコネクタ１１を介してパソコンに接続されると、パソコンが提供する第１の電圧を電圧変換器１３を介して変換することで、制御ユニット１２が必要とする動作電圧を提供できる。

前記制御ユニット１２の動作電圧は、３．３Ｖをサポートすることのみに限られず、例えば、５Ｖをサポートする制御チップまたは同時に３．３Ｖおよび５Ｖ電圧をサポートする制御チップなどであってもよい。 つまり、制御ユニット１２の動作電圧が異なっている場合に、電圧変換器１３が制御ユニット１２が必要とする動作電圧に応じてUSBコネクタ１１および／またはエクスプレスカードインターフェースコネクタ１０に接続され、制御ユニット１２は、電圧変換器１３が電圧変換することにより、USBコネクタ１１が転送する第１の電圧（５Ｖ）およびエクスプレスカードインターフェースコネクタ１０が転送する第２の電圧（３．３Ｖ）を使用することができる。

エクスプレスカードデバイス１の設計上において、USBコネクタ１１が受けた第１の電圧およびエクスプレスカードインターフェースコネクタ１０が受けた第２の電圧は、最終的に共に制御ユニット１２の同じピンに提供される。 ユーザがエクスプレスカードデバイス１のうち一つのコネクタでパソコンと接続している際に、同時に他のコネクタにも接続してしまい、電気特性上損壊することを防ぐため、このエクスプレスカードデバイス１では、例えば、第１のスペシャルダイオードおよび第２のスペシャルダイオード（図示せず）を設計し、それらをエクスプレスカードインターフェースコネクタ１０およびUSBコネクタ１１にそれぞれ電気的に接続して電源回路設計をし、第２の電圧および第１の電圧が生じた電流の方向を制限して、順方向電流（Forward Current）のみを導通させる。 また、第１のスペシャルダイオードおよび第２のスペシャルダイオードの設計も、さらに、例えば、MOSFET（図示せず）を並列して電圧低下させることができ（約０．５〜０．７Ｖ）、制御ユニット１２が、初期化作業手順の際に、USB規格の制限を通過できるようにする。 第１のスペシャルダイオードおよび第２のスペシャルダイオードは、例えば、ショットキダイオード（Schottky Diode）である。

図４は、本発明に係るエクスプレスカードデバイスの第１の応用実施例を示す図であり、図に示すように、本実施例中のパソコン２は、ノートパソコンを例としており、エクスプレスカードデバイス１は、エクスプレスカードインターフェースコネクタ１０を介してパソコン２が提供するエクスプレスカードインターフェース２１１に接続され、これによりエクスプレスカードデバイス１とパソコン２との間のデータ転送が達成される。 この時、エクスプレスカードデバイス１のうちのUSBコネクタ１１には、なにも接続をする必要はない。

図５Ａは、本発明に係るエクスプレスカードデバイスの第２の応用実施例における接続を示す図であり、図に示すように、本実施例中のパソコン２は、卓上型パソコンを例としている。 一般の卓上型パソコンには、エクスプレスカードインターフェースが搭載されずごく普通のUSBインターフェース２１２しか提供されていないため、ユーザが本発明のエクスプレスカードデバイス１を使用する際には、USBコネクタ１１によりパソコン２のUSBインターフェース２１２に接続することで、上記と同じようにパソコン２とデータ転送を行える。 USBコネクタ１１は、例えば、USB接続配線３を介してUSBインターフェース２１２と接続でき、本実施例では、USB接続配線３は分離式配線を例として説明している。

USB接続配線３の種類及び接続方式は、上記実施例に限定されない。 例えば、図５Ｂは、本発明に係るエクスプレスカードデバイスの第２の応用実施例の他の変形例を示す図であり、図５Ａの説明と略同じであるが、その主な違いは、本実施例中のUSB接続配線３は、固定式配線であって、USB接続配線３をエクスプレスカードデバイス１に固定させ、固定式接続配線のUSB−Type−Aのソケットを介してパソコン２に接続する点である。 この接続方式の場合、USB接続配線３が使用されていない時には、エクスプレスカードデバイス１のケース内に収納することで、USB接続配線３が占める空間を減少させることができる。

また、さらに、ユーザがエクスプレスカードインターフェースコネクタ１０およびUSBコネクタ１１をパソコン２に同時に接続することを防ぐため、図４、図５Ａ及び図５Ｂのエクスプレスカードデバイス１の設計のように、エクスプレスカードデバイス１のケースの長辺の一側にUSBコネクタ１１を設ける。 これによりエクスプレスカードデバイス１をパソコン２のエクスプレスカードインターフェース２１１に差込むと、エクスプレスカードデバイス１のケースがパソコン２に完全に収納されるため、さらにUSBコネクタ１１を接続することができなくなる。 同様に、USBコネクタ１１がUSB接続配線３と接続されると、さらにエクスプレスカードインターフェース２１１に差込むことができなくなる。 しかしこの実施態様は、本発明のUSBコネクタ１１の実際の設置位置を制限するものではない。

以上のように、本発明に係るエクスプレスカードデバイス１は、元来のエクスプレスカードインターフェースコネクタ１０を介してパソコン２とデータ転送できるだけでなく、USBコネクタ１１を介してパソコン２と単独に接続しても良く、同一の装置において異なる接続インターフェースでUSB転送する機能を所持するとともに、なんらのコネクタも介さずに異なる接続インターフェースのパソコン２に便利に適用できる。

しかし、前記の説明は、単に本発明の好ましい具体的な実施例の詳細説明及び図面に過ぎず、本発明の特許請求の範囲を局限するものではなく、本発明の主張する範囲は、添付の特許請求の範囲に基づくべきであり、いずれの当該分野における通常の知識を有する専門家が本発明の分野の中で、適当に変更や修飾などを実施することもできるが、それらの実施が本発明の主張範囲内に納入されるべきことは言うまでもないことである。

従来のエクスプレスカードデバイスの転接を示す図である。

従来のエクスプレスカードデバイスとパソコンとの挿着を示す図である。

本発明に係るエクスプレスカードデバイスの好ましい実施形態のブロック図である。

本発明に係るエクスプレスカードデバイスの第１の応用実施例を示す図である。

本発明に係るエクスプレスカードデバイスの第２の応用実施例の接続を示す図である。

本発明に係るエクスプレスカードデバイスの第２の応用実施例の他の変形例を示す図である。

符号の説明

１' エクスプレスカードデバイス １０' エクスプレスカードインターフェース １１' アダプタ（Adapter）
１１１' USBインターフェース ２' メインボード ２１１' エクスプレスカードインターフェーススロット １ エクスプレスカードデバイス １０ エクスプレスカードインターフェースコネクタ １１ USBコネクタ １２ 制御ユニット １３ 電圧変換器 １４ 切替ユニット ２ パソコン ２１１ エクスプレスカードインターフェース ２１２ USBインターフェース ３ USB接続配線