JP2005025405A - Ｕｓｂインターフェースシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】周辺機器どうしを接続する場合であっても、これらをＵＳＢ−ＯＴＧに対応させることなく、デバイス側からホスト側へ電力を供給することが可能なＵＳＢインターフェースシステムおよびデバイスを提供する。
【解決手段】ホスト１０１とデバイス１０２がＵＳＢケーブル１０３を介して接続されると、デバイス１０２側のＩＤ端子がＧＮＤラインにショートされ、ＩＤ端子の電圧レベルが低下する。電力供給手段１０９は、ＩＤ端子の電圧レベルが“Ｈ”から“Ｌ”になったことを感知すると、ＶＢＵＳ端子に電力の供給を開始するので、ＵＳＢケーブル１０３のＶＢＵＳラインを介してホスト１０１に電力が供給される。
【選択図】 図１
【解決手段】ホスト１０１とデバイス１０２がＵＳＢケーブル１０３を介して接続されると、デバイス１０２側のＩＤ端子がＧＮＤラインにショートされ、ＩＤ端子の電圧レベルが低下する。電力供給手段１０９は、ＩＤ端子の電圧レベルが“Ｈ”から“Ｌ”になったことを感知すると、ＶＢＵＳ端子に電力の供給を開始するので、ＵＳＢケーブル１０３のＶＢＵＳラインを介してホスト１０１に電力が供給される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ ＢＵＳ）インターフェースシステムに関し、より詳細には、デバイス側からホスト側へ電力を供給することが可能なＵＳＢインターフェースシステムおよびデバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
汎用のインターフェースとしてＵＳＢが広く利用されている。ＵＳＢは、ＵＳＢ−ＩＦ（ＵＳＢ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｒｓ Ｆｏｒｕｍ）によって標準化された規格であって、パソコンなどのホスト機器と、マウスやキーボードなどの周辺機器とを接続するシリアルバスインターフェースである。ＵＳＢは、現在ではほとんどのパソコンに搭載され、ＵＳＢ端子さえ備えていればあらゆる周辺機器との接続が可能な状況になってきている。ＵＳＢには、ロウスピードモード（１．５Ｍｂｐｓ）またはフルスピードモード（１２Ｍｂｐｓ）でデータ伝送を行うことが可能なＵＳＢ１．１と、これら２つのモードに加えてさらにハイスピードモード（４８０Ｍｂｐｓ）による高速なデータ転送を行うことも可能なＵＳＢ２．０という２つの規格があり、ＵＳＢ２．０であればディジタル・ビデオとコンピュータを接続することも可能である。
【０００３】
ＵＳＢではマスター／スレーブのプロトコルが採用されており、ＵＳＢインターフェースを用いた機器にも「ホスト」と「デバイス」という主従関係がある。通常はパソコンがホストとなり、周辺機器がデバイスとなる形態がとられ、デジタルカメラとプリンタといった周辺機器どうしが通信を行う場合であってもホストであるパソコンを介した通信となる。また、給電を行う場合には必ずホストからデバイスに給電が行われる仕様となっている。
【０００４】
近年、携帯電話やＰＤＡといった携帯機器の普及、周辺機器の多様化や高性能化に伴い、周辺機器どうしを接続したいという要求が高まっている。しかし、上述したように、ＵＳＢを介して周辺機器どうしを直接接続することはできない。周辺機器どうしを接続する場合には、少なくともどちらか一方の周辺機器にホストとしての機能を持たせなければならないからである。
【０００５】
そこで、パソコンを介することなく周辺機器どうしを直接接続するため、ＵＳＢ２．０の追加規格として、ＵＳＢ−ＯＴＧ（ＵＳＢ Ｏｎ−Ｔｈｅ−Ｇｏ）がリリースされている（非特許文献１、２参照）。ＵＳＢ−ＯＴＧでは、周辺機器がホストにもデバイスにもなるデュアルロールデバイスが用意されている。デュアルロールデバイスであれば、給電を受けたいがホストとして通信を行いたい場合には、当初デュアルロールデバイスをデバイスとして起動させて受電させた後、その電力が供給されている状態を保持したまま役割を逆転させ、ホストとして機能させる。その結果として、デバイスからホストへの給電が実現される。
【０００６】
【非特許文献１】
ＵＳＢ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｒｓ Ｆｏｒｕｍ、”ＵＳＢ−Ｏｎ−Ｔｈｅ−Ｇｏ”、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１５年６月２０日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｕｓｂ．ｏｒｇ／ｄｅｖｅｌｏｐｅｒｓ／ｏｎｔｈｅｇｏ＞
【非特許文献２】
Ｄａｖｉｄ Ｄｕｋｅ、“技術解説：既存ＵＳＢの課題を克服するための追加規格“Ｏｎ−Ｔｈｅ−Ｇｏ””、［ｏｎｌｉｎｅ］、２００１年、ＣＱ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ ｃｏ，Ｌｔｄ．、［平成１５年６月２０日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｋｕｍｉｋｏｍｉ．ｎｅｔ／ａｒｔｉｃｌｅ／ｅｘｐｌａｎａｔｉｏｎ／２００２／０４ｕｓｂｇｄｖ／０１．ｈｔｍｌ＞
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、機器をデュアルロールデバイスとして機能させるためには、専用のレセプタクルを装備し、ＳＲＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）やＨＮＰ（Ｈｏｓｔ Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）といった所定のプロトコルを実装していなければならないなど、ＵＳＢ−ＯＴＧの機能を実現するためのハードウェアやソフトウェアが必要となる。したがって、機器のコストアップにつながるという問題がある。
【０００８】
しがたって、本発明の目的は、前述したデュアルロールデバイスのように、給電を受けたいがホストとして通信を行いたい場合に、これらをＵＳＢ−ＯＴＧに対応させることなく、デバイス側からホスト側へ電力を供給することが可能なＵＳＢインターフェースシステムおよびデバイスを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の前記目的は、ＵＳＢインターフェースを介して接続されるホストおよびデバイスを備え、前記デバイスは、Ｍｉｎｉ−Ｂレセプタクルと、前記Ｍｉｎｉ−ＢレセプタクルのＩＤ端子に所定の電圧を印加する電圧印加手段と、前記ＩＤ端子の電圧が所定のレベルまで低下した場合に前記Ｍｉｎｉ−ＢレセプタクルのＶＢＵＳ端子に電力を供給する電力供給手段を少なくとも備えているＵＳＢインターフェースシステムによって達成される。
【００１０】
本発明によれば、給電を受けたいがホストとして通信を行いたい場合に、これらをＵＳＢ−ＯＴＧに対応させることなく、デバイス側からホスト側へ電力を供給することが可能なＵＳＢインターフェースシステムおよびデバイスを提供する
【００１１】
本発明の好ましい実施形態においては、前記ホストがＭｉｎｉ−Ａレセプタクルを少なくとも備え、前記Ｍｉｎｉ−ＡレセプタクルのＩＤ端子がＧＮＤラインに接続されている。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態においてはまた、前記ホストおよび前記デバイスを接続するＵＳＢケーブルをさらに備え、前記ＵＳＢケーブルのＩＤラインがＧＮＤラインに接続されている。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態によれば、ホストとデバイスがＵＳＢケーブルを介して接続されると、デバイス側のＩＤ端子がＧＮＤラインにショートされて電圧が低下し、この状態を検知したデバイス内の電力供給手段からＶＢＵＳ端子に電力が供給されるので、デバイス側からホスト側へ電力を供給することができる。
【００１４】
本発明のさらに好ましい実施形態において、前記ＵＳＢケーブルの一端部は、前記ホストに直接固定されている。
【００１５】
本発明のさらに好ましい実施形態によれば、ホストにＵＳＢケーブルをいちいち接続する必要がないため、ホストーデバイス間を接続する際のアクション数を減らすことができ、接続作業を簡素化することができる。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態においてはまた、前記ホストがＭｉｎｉ−Ｂプラグを少なくとも備え、前記Ｍｉｎｉ−ＢプラグのＩＤ端子がＧＮＤラインに接続されている。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態によれば、ケーブルを使用することなく、ホスト−デバイス間を簡単に接続することができる。
【００１８】
本発明のさらに好ましい実施形態において、前記ホストは無線ＬＡＮアダプタである。
【００１９】
本発明のさらに好ましい実施形態によれば、無線ＬＡＮアダプタを他の周辺機器に直接接続することができ、パソコンを経由することなく、その周辺機器内のデータをネットワーク上のサーバなどに直接転送することが可能となる。
【００２０】
本発明の前記目的はまた、ＵＳＢインターフェースを介してホスト機器に接続されるデバイスであって、Ｍｉｎｉ−Ｂレセプタクルと、前記Ｍｉｎｉ−ＢレセプタクルのＩＤ端子に所定の電圧を印加する電圧印加手段と、前記ＩＤ端子の電圧が所定のレベルまで低下した場合に前記Ｍｉｎｉ−ＢレセプタクルのＶＢＵＳ端子に電力を供給する電力供給手段を備えているデバイスによっても達成される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の好ましい実施形態にかかるＵＳＢインターフェースシステムの構成を示す模式図である。
【００２３】
図１に示されるように、このシステムは、ＵＳＢホストとしての役割を果たす周辺機器（以下、ホストという）１０１と、ＵＳＢデバイスとしての役割を果たす機器（以下、デバイスという）１０２と、これらを接続するためのＵＳＢケーブル１０３によって構成されている。
【００２４】
本発明においては、デバイス機器からホスト機器への給電を想定しており、ホスト１０１およびデバイス１０２は、例えばデジタルカメラ、携帯電話、ＰＤＡといった電力供給能力の低い携帯機器や、プリンタ、ＦＡＸ、スキャナ、ハンディストレージといったＡＣ電源をもつ電子機器などのＵＳＢインターフェースを有する機器である。特に、本実施形態においては、ホストが「無線ＬＡＮアダプタ」であり、デバイスが「デジタルカメラ」である場合が示されている。無線ＬＡＮアダプタをデジタルカメラに直接接続することにより、パソコンを経由することなく、デジタルカメラ内の画像データをネットワーク上のサーバなどに直接転送することが可能となる。
【００２５】
ＵＳＢ２．０によれば、ＵＳＢは、電源ラインであるＶＢＵＳラインと、プラス側のデータラインであるＤ＋ラインと、マイナス側のデータラインであるＤ−端子と、グランド（ＧＮＤ）ラインと、デュアルロールデバイスにおいてホスト／デバイスの判別に用いられるＩＤラインによって構成されている。一方の周辺機器への電力の供給はＶＢＵＳラインを通して行われる。またＤ＋ラインおよびＤ−ラインからなる一対のデータライン上をデータがシリアル転送されることで、高速なデータ転送が実現される。
【００２６】
ホスト１０１は、図示されていないが、 “ＵＳＢホスト”として動作するためのＵＳＢホストコントローラを備えている。ホストコントローラの制御により、バスで起こる処理はすべてホストから開始される。ホストはまた、ホスト専用のコネクタであるＭｉｎｉ−Ａレセプタクル１０４を備えている。Ｍｉｎｉ−ＡレセプタクルにはＵＳＢケーブル１０３のミニＭｉｎｉ−Ａプラグ１０５を挿入することができる。なお、ホストの役割を果たす機器は「Ａデバイス」とも呼ばれる。ここで、通常「ホスト」というと電力供給機能が必須であるが、本実施形態にかかるホストは電力供給機能を持たない。また一般に「ホスト」というと、ＵＳＢホストとして機能するものを意味するため、ホストとしてのみ機能する機器のみならず、ホストとして機能するデュアルロールデバイスも「ホスト」に含まれるが、本実施形態におけるホストは、Ｍｉｎｉ−Ａレセプタクルを備えホストとしてのみ機能する機器を意味し、Ｍｉｎｉ−ＡＢレセプタクルを備えデバイスとしても動作可能なデュアルロールデバイスは除かれる。
【００２７】
デバイス１０２は、図示されていないが、 “ＵＳＢデバイス”として動作するためのＵＳＢデバイスコントローラを備えている。データ転送はホストコントローラによって制御されるので、たとえデバイス側からデータを送信する場合でも、ホストがバスの使用権をデバイスに与えなければ送信することはできない。デバイス１０２はまた、デバイス専用のコネクタであるＭｉｎｉ−Ｂレセプタクル１０６を備えている。Ｍｉｎｉ−Ｂレセプタクル１０６にはＵＳＢケーブルのＭｉｎｉ−Ｂプラグ１０７を挿入することができる。なお、デバイスの役割を果たす機器は「Ｂデバイス」とも呼ばれる。また、本実施形態にかかる「デバイス」はホストからの給電を必要としない。
【００２８】
ＵＳＢケーブル１０３は方向性のあるケーブルであり、図示のように、一方の端部にＭｉｎｉ−Ａプラグ１０５、他方の端部にＭｉｎｉ−Ｂプラグ１０７をそれぞれ備えている。ケーブル両端のコネクタ形状が異なることで、ＵＳＢホストどうし、ＵＳＢデバイスどうしが誤って接続されることが防止される。本実施形態においては、ＵＳＢケーブルのＭｉｎｉ−Ａプラグ１０５が無線ＬＡＮアダプタのＭｉｎｉ−Ａレセプタクル１０４に差し込まれ、Ｍｉｎｉ−Ｂプラグ１０７がデジタルカメラのＭｉｎｉ−Ｂレセプタクル１０６に差し込まれることにより、両機器はＵＳＢを介して接続される。
【００２９】
従来のフルサイズ（標準）のＵＳＢコネクタが４端子であるのに対して、これらの新しいコネクタ（プラグおよびレセプタクル）は５つの端子を備えている。すなわち、上述したように、ＶＢＵＳ端子、Ｄ＋端子、Ｄ−端子およびＧＮＤ端子に加えて、ＩＤ端子を有している。ＩＤ端子は本来、Ｍｉｎｉ−ＡＢレセプタクルを持ったデュアルロールデバイスにプラグが挿入された場合において、それがＭｉｎｉ−ＡプラグかＭｉｎｉ−Ｂプラグかを見分けるために使用されるものである。ＵＳＢ−ＯＴＧに準拠した通常のＵＳＢケーブルは、Ｍｉｎｉ−ＡプラグのＩＤ端子がＧＮＤラインにショートされ、Ｍｉｎｉ−ＢプラグのＩＤ端子がオープンであるので、ＩＤ端子の電圧レベルを測定することにより、Ｍｉｎｉ−Ａプラグ、Ｍｉｎｉ−Ｂプラグのどちらが接続されたかということを判別することができる。
【００３０】
一方、本実施形態にかかるＵＳＢケーブル１０３は、通常のＵＳＢケーブルと異なり、Ｍｉｎｉ−Ａプラグ１０５およびＭｉｎｉ−Ｂプラグ１０７のＩＤ端子がＩＤラインを介してストレートに接続されている。また、ホスト側のＭｉｎｉ−Ａレセプタクル１０４のＩＤ端子はＧＮＤラインに接続されている。したがって、ホスト１０１とデバイス１０２をＵＳＢケーブル１０３で接続した場合には、デバイス１０２側のＩＤ端子がＧＮＤラインに接続されることになる。
【００３１】
さらに、デバイス１０２側のＩＤ端子はプルアップされている。すなわち、ＩＤ端子はプルアップ抵抗Ｒｐを介して電圧源Ｖｃｃに接続され、所定の電圧レベル（“Ｈ”レベル）に保たれている。デバイス１０２はまた、ＶＢＵＳ端子に電力を供給する電力供給手段１０９を備えている。電力供給手段１０９は、詳細は後述するが、電源回路とスイッチング手段によって構成される。ＩＤ端子の電圧レベルは電力供給手段１０９によって監視されており、所定のレベル（“Ｌ”レベル）まで低下したことが検出されると、電力供給手段１０９は電力の供給を開始する。
【００３２】
上述のように構成されたシステムにおいて、ホスト１０１とデバイス１０２がＵＳＢケーブル１０３を介して接続されると、デバイス１０２側のＩＤ端子がＧＮＤラインにショートされ、ＩＤ端子の電圧レベルが低下する。電力供給手段１０９は、ＩＤ端子の電圧レベルが“Ｈ”から“Ｌ”になったことを検知すると、ＶＢＵＳ端子に電力の供給を開始するので、ＵＳＢケーブル１０３のＶＢＵＳラインを介してホスト１０１に電力が供給される。
【００３３】
図２は、上記電力供給手段１０９の一例である電力供給手段１０９Ａの構成を示す略ブロック図である。
【００３４】
図２に示されるように、この電力供給手段１０９Ａは、電源回路２０１とＣＰＵ２０２を備えている。電源回路２０１は、ＶＢＵＳ端子に電力を供給する機能とともに、イネーブル機能を有している。一方、ＣＰＵ２０２は割り込み入力端子２０２ｘを備え、この端子２０２ｘにＩＤ端子が接続されることで、ＩＤ端子の状態変化により、電源回路２０１の動作が制御される。この制御は基本的にソフトウェアによって実現される。
【００３５】
ホスト−デバイス間の接続によりＩＤ端子がＧＮＤラインに接続されると、ＣＰＵ２０２によってＩＤ端子における電圧の低下が検出され、ＣＰＵ２０２からのイネーブル信号により電源回路２０１がオンになるので、電源回路２０１からＶＢＵＳに所定の電力が供給される。
【００３６】
なお、本実施形態においてはＣＰＵ２０２が割り込み入力端子２０２ｘを備えている場合を例に説明したが、ＣＰＵがＧＰＩＯ端子（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐｕｒｐｏｓｅ Ｉｎｐｕｔ Ｏｕｔｐｕｔ）もしくは、そのうちの入力機能のみを持った入力端子を備えていてもよい。この端子にＩＤ端子が接続されることで、ＩＤ端子の状態がＣＰＵによってポーリングされ、電源回路２０１の動作が制御される。なお、このポーリング制御はソフトウェアによって実現される。上述した割り込み制御では、ＣＰＵのハードウェア自身が端子の状態を自動監視するため、ソフトウェアによるＩＤ端子の定期的な監視は必要ないが、ポーリング制御ではソフトウェアが定期的に端子の状態を監視する必要がある。
【００３７】
図３（ａ）および（ｂ）は、電力供給手段１０９の他の例である電力供給手段１０９Ｂおよび１０９Ｃの構成を示す略ブロック図である。
【００３８】
図３（ａ）に示されるように、この電力供給手段１０９Ｂは、アクティブＬＯＷのイネーブル機能を有する電源回路２０１を備えている。電源回路のイネーブル端子はＩＤ端子に直接接続されており、ＩＤ端子の電圧の変動によって電源回路２０１のオン・オフが行われる。一方、図３（ｂ）に示されるように、電源回路２０１がアクティブＨＩＧＨのイネーブル機能を有している場合には、イネーブル端子とＩＤ端子との間にＮＯＴ回路３０１が挿入される。これにより、図３（ａ）の場合と同様に、電源回路のオン・オフが行われる。
【００３９】
図４は、電力供給手段１０９のさらに他の例である電力供給手段１０９Ｃの構成を示す略ブロック図である。
【００４０】
図４に示されるように、この電力供給手段１０９Ｄは、電源回路２０１とともに、ＰチャネルＦＥＴ４０２および抵抗Ｒからなるスイッチング回路を備えている。抵抗ＲはＦＥＴ４０２のソース−ゲート間に接続されている。ＦＥＴ４０２のゲート端子はＩＤ端子に接続されており、ドレイン端子は電源回路２０１入力電源ラインに接続されている。ソース端子には電圧源ＶＤＤからの電圧が印加されている。ＩＤ端子はこの抵抗Ｒによってプルアップされている。
【００４１】
ＩＤ端子がオープンの状態であれば抵抗Ｒに電流が流れないため、ソース−ゲート間に電位差は発生せず、ＦＥＴ４０２はオフの状態にある。よって電圧源ＶＤＤからの電圧が電源回路２０１の入力電源ラインに供給されることはない。ホスト−デバイス間の接続によりＩＤ端子がＧＮＤラインに接続されると、抵抗Ｒに電流が流れてソース−ゲート間に電位差が発生するため、ＦＥＴ４０２はオンの状態となり、電圧源ＶＤＤからの電圧が電源回路２０１の入力電源ラインに供給される。したがって、電源回路２０１からＶＢＵＳに所定の電力が供給される。
【００４２】
図５は、図１に示したＵＳＢケーブル１０３に代えて、通常のＵＳＢケーブルが使用された場合を説明する模式図である。
【００４３】
図５に示されるように、通常のＵＳＢケーブル５０３は、Ｍｉｎｉ−Ａプラグ１０５のＩＤ端子がＧＮＤラインにショートされ、Ｍｉｎｉ−Ｂプラグ１０７のＩＤ端子がオープンとなっている。このようなＵＳＢケーブル５０３がデバイス１０２に接続されたとしても、デバイス１０２のＩＤ端子の電圧レベルは低下しないことから、電力供給手段１０９が電力の供給を開始することはない。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態によれば、ホスト１０１とデバイス１０２をＵＳＢケーブル１０３で接続した場合に、プルアップされているデバイス１０２側のＩＤ端子がＧＮＤラインにショートされて電圧が低下し、この状態を検知したデバイス１０２内の電力供給手段１０９からＶＢＵＳ端子に電力が供給されるので、デバイス１０２側からホスト１０１側へ電力を供給することができる。すなわち、周辺機器をデュアルロールデバイスとして構成することなく、デバイス側からホスト側へ電力を供給することできるので、ＯＴＧ対応のコントローラやソフトウェアの実装が不要となり、システムを低コストに実現することができる。
【００４５】
図６は、本発明の他の好ましい実施形態にかかるＵＳＢインターフェースシステムの構成を示す模式図である。
【００４６】
図６に示されるように、このシステム２００においては、ＩＤラインがホスト１０１内ではなくＵＳＢケーブル６０３内でＧＮＤラインにショートしている。その他の構成については図１に示したＵＳＢインターフェースシステムと略同様である。したがって、図１に示したシステムと同様に、このＵＳＢケーブル６０３によってホスト１０１とデバイス１０２が接続された場合には、デバイス１０２側のＩＤ端子がＧＮＤラインにショートされ、ＩＤ端子の電圧レベルが低下する。電力供給手段１０９は、ＩＤ端子の電圧レベルが“Ｈ”から“Ｌ”になったことを検知すると、ＶＢＵＳ端子に電力の供給を開始するので、ＵＳＢケーブル６０３のＶＢＵＳラインを介してホスト１０１に電力が供給される。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態によれば、ホスト１０１とデバイス１０２をＵＳＢケーブル６０３で接続した場合に、プルアップされているデバイス１０２側のＩＤ端子がＧＮＤラインにショートされて電圧が低下し、この状態を検知したデバイス１０２内の電力供給手段１０９からＶＢＵＳ端子に電力が供給されるので、デバイス１０２側からホスト１０１側へ電力を供給することができる。すなわち、周辺機器をデュアルロールデバイスとして構成することなく、デバイス側からホスト側へ電力を供給することできるので、ＯＴＧ対応のコントローラやソフトウェアの実装が不要となり、システムを低コストに実現することができる。
【００４８】
図７は、本発明のさらに他の好ましい実施形態にかかるＵＳＢインターフェースシステムの構成を示す略模式図である。
【００４９】
図７に示されるように、このシステム７００においては、ＵＳＢケーブル７０３の一端部がホスト７０１に対して着脱可能ではなく、ホスト７０１に直接固定されている。したがって、ホスト７０１にＵＳＢケーブル７０３をいちいち接続する必要がないため、ホストーデバイス間を接続する際のアクション数を減らすことができ、接続作業を簡素化することができる。
【００５０】
図８は、本発明のさらに他の好ましい実施形態にかかるＵＳＢインターフェースシステムの構成を示す略模式図である。
【００５１】
図８に示されるように、このシステム８００においては、デバイス１０２側にＭｉｎｉ−Ｂレセプタクル１０６が採用されていることに対応させて、ホスト８０１はＭｉｎｉ−Ｂプラグ１０７を備えている。また、ホスト８０１のＭｉｎｉ−Ｂプラグ１０７のＩＤ端子はＧＮＤラインとショートしている。ホスト８０１とデバイス１０２はＵＳＢケーブルを介することなく直接接続される。このように構成すれば、ケーブルを使用することなくホストとデバイスを直結することができるため、ホスト−デバイス間を簡単に接続することができる。
【００５２】
本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更を加えることが可能であり、これらも本発明の範囲に包含されるものであることは言うまでもない。
【００５３】
例えば、前記実施形態においては、ホストがＭｉｎｉ−Ａレセプタクルを備え、ＵＳＢケーブルがＭｉｎｉ−Ａプラグを備えているが、コネクタの物理的な形状はＵＳＢに準拠していなくても構わない。すなわち、ホストおよびＵＳＢケーブルは、互いに接続可能な独自の形状を有するレセプタクルおよびプラグをそれぞれ備え、これによりＵＳＢの各ラインが互いに接続される構成であってもよい。このようにホスト−ＵＳＢケーブル間で独自のコネクタを採用する場合であっても、ホスト内またはＵＳＢケーブル内でＩＤラインとＧＮＤラインがショートしている必要があることは言うまでもない。
【００５４】
また、前記実施形態において、ホストとデバイスはそれぞれ別々の筐体に収容され、物理的に独立した存在であり、これらがＵＳＢケーブルを介して物理的に接続される場合を説明したが、これに限定されるものではなく、ホストとデバイスが最初からバス接続されており、スイッチなどにより電気的に接続／非接続が制御されるような構成であっても構わない。
【００５５】
また、前記実施形態においては、ホストが「無線ＬＡＮアダプタ」であり、デバイスが「デジタルカメラ」である場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、上述したように、携帯電話やＰＤＡなどの携帯機器のほか、プリンタ、ＦＡＸ、スキャナ、ＵＳＢフラッシュメモリやハードディスクドライブといったハンディストレージなど、ＵＳＢインターフェースを有する種々の機器を対象とすることができる。
【００５６】
また、本発明は、給電を受けたいがホストとして通信を行いたい機器と他の機器とを接続する場合に特に効果を奏するが、通常ＵＳＢホストとして給電を行うコンピュータ機器、例えばパソコンがＵＳＢホストとなり、プリンタやデジタルカメラといった周辺機器がＵＳＢデバイスとなる場合であっても本発明を適用することは可能である。すなわち、プリンタやデジタルカメラといった周辺機器側からパソコン側へ電力を供給する必要がある場合に、本発明を適用しても構わない。
【００５７】
また、上述した無線ＬＡＮアダプタは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂなどに準拠した規格上の無線ＬＡＮに限定されるものではなく、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈやＨｏｍｅＲＦなどであってもよい。すなわち、ローカルエリアネットワークに無線接続する手段であればよく、ネットワークの規模も特に限定されるものではない。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、周辺機器をデュアルロールデバイスとして構成することなく、デバイス側からホスト側へ電力を供給することが可能なＵＳＢインターフェースシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施形態にかかるＵＳＢインターフェースシステムの構成を示す模式図である。
【図２】図２は、上記電力供給手段１０９の一例である電力供給手段１０９Ａの構成を示す略ブロック図である。
【図３】図３（ａ）および（ｂ）は、電力供給手段１０９の他の例である電力供給手段１０９Ｂおよび１０９Ｃの構成を示す略ブロック図である。
【図４】図４は、電力供給手段１０９のさらに他の例である電力供給手段１０９Ｃの構成を示す略ブロック図である。
【図５】図５は、図１に示したＵＳＢケーブルに代えて、通常のＵＳＢケーブルが使用された場合を説明する模式図である。
【図６】図６は、本発明の他の好ましい実施形態にかかるＵＳＢインターフェースシステムの構成を示す模式図である。
【図７】図７は、本発明のさらに他の好ましい実施形態にかかるＵＳＢインターフェースシステムの構成を示す略模式図である。
【図８】図８は、本発明のさらに他の好ましい実施形態にかかるＵＳＢインターフェースシステムの構成を示す略模式図である。
【符号の説明】
１００ ＵＳＢインターフェースシステム
１０１ ホスト
１０２ デバイス
１０３ ＵＳＢケーブル
１０４ Ｍｉｎｉ−Ａレセプタクル
１０５ Ｍｉｎｉ−Ａプラグ
１０６ Ｍｉｎｉ−Ｂレセプタクル
１０７ Ｍｉｎｉ−Ｂプラグ
１０９ 電力供給手段
１０９Ａ 電力供給手段
１０９Ｂ 電力供給手段
１０９Ｃ 電力供給手段
１０９Ｄ 電力供給手段
２０１ 電源回路
２０２ ＣＰＵ
２０２ｘ 割り込み入力端子
３０１ ＮＯＴ回路
４０２ ＰチャネルＦＥＴ
５００ ＵＳＢインターフェースシステム
５０３ ＵＳＢケーブル
６００ ＵＳＢインターフェースシステム
６０３ ＵＳＢケーブル
７００ ＵＳＢインターフェースシステム
７０１ ホスト
７０３ ＵＳＢケーブル
８００ ＵＳＢインターフェースシステム
８０１ ホスト
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ ＢＵＳ）インターフェースシステムに関し、より詳細には、デバイス側からホスト側へ電力を供給することが可能なＵＳＢインターフェースシステムおよびデバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
汎用のインターフェースとしてＵＳＢが広く利用されている。ＵＳＢは、ＵＳＢ−ＩＦ（ＵＳＢ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｒｓ Ｆｏｒｕｍ）によって標準化された規格であって、パソコンなどのホスト機器と、マウスやキーボードなどの周辺機器とを接続するシリアルバスインターフェースである。ＵＳＢは、現在ではほとんどのパソコンに搭載され、ＵＳＢ端子さえ備えていればあらゆる周辺機器との接続が可能な状況になってきている。ＵＳＢには、ロウスピードモード（１．５Ｍｂｐｓ）またはフルスピードモード（１２Ｍｂｐｓ）でデータ伝送を行うことが可能なＵＳＢ１．１と、これら２つのモードに加えてさらにハイスピードモード（４８０Ｍｂｐｓ）による高速なデータ転送を行うことも可能なＵＳＢ２．０という２つの規格があり、ＵＳＢ２．０であればディジタル・ビデオとコンピュータを接続することも可能である。
【０００３】
ＵＳＢではマスター／スレーブのプロトコルが採用されており、ＵＳＢインターフェースを用いた機器にも「ホスト」と「デバイス」という主従関係がある。通常はパソコンがホストとなり、周辺機器がデバイスとなる形態がとられ、デジタルカメラとプリンタといった周辺機器どうしが通信を行う場合であってもホストであるパソコンを介した通信となる。また、給電を行う場合には必ずホストからデバイスに給電が行われる仕様となっている。
【０００４】
近年、携帯電話やＰＤＡといった携帯機器の普及、周辺機器の多様化や高性能化に伴い、周辺機器どうしを接続したいという要求が高まっている。しかし、上述したように、ＵＳＢを介して周辺機器どうしを直接接続することはできない。周辺機器どうしを接続する場合には、少なくともどちらか一方の周辺機器にホストとしての機能を持たせなければならないからである。
【０００５】
そこで、パソコンを介することなく周辺機器どうしを直接接続するため、ＵＳＢ２．０の追加規格として、ＵＳＢ−ＯＴＧ（ＵＳＢ Ｏｎ−Ｔｈｅ−Ｇｏ）がリリースされている（非特許文献１、２参照）。ＵＳＢ−ＯＴＧでは、周辺機器がホストにもデバイスにもなるデュアルロールデバイスが用意されている。デュアルロールデバイスであれば、給電を受けたいがホストとして通信を行いたい場合には、当初デュアルロールデバイスをデバイスとして起動させて受電させた後、その電力が供給されている状態を保持したまま役割を逆転させ、ホストとして機能させる。その結果として、デバイスからホストへの給電が実現される。
【０００６】
【非特許文献１】
ＵＳＢ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｒｓ Ｆｏｒｕｍ、”ＵＳＢ−Ｏｎ−Ｔｈｅ−Ｇｏ”、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１５年６月２０日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｕｓｂ．ｏｒｇ／ｄｅｖｅｌｏｐｅｒｓ／ｏｎｔｈｅｇｏ＞
【非特許文献２】
Ｄａｖｉｄ Ｄｕｋｅ、“技術解説：既存ＵＳＢの課題を克服するための追加規格“Ｏｎ−Ｔｈｅ−Ｇｏ””、［ｏｎｌｉｎｅ］、２００１年、ＣＱ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ ｃｏ，Ｌｔｄ．、［平成１５年６月２０日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｋｕｍｉｋｏｍｉ．ｎｅｔ／ａｒｔｉｃｌｅ／ｅｘｐｌａｎａｔｉｏｎ／２００２／０４ｕｓｂｇｄｖ／０１．ｈｔｍｌ＞
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、機器をデュアルロールデバイスとして機能させるためには、専用のレセプタクルを装備し、ＳＲＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）やＨＮＰ（Ｈｏｓｔ Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）といった所定のプロトコルを実装していなければならないなど、ＵＳＢ−ＯＴＧの機能を実現するためのハードウェアやソフトウェアが必要となる。したがって、機器のコストアップにつながるという問題がある。
【０００８】
しがたって、本発明の目的は、前述したデュアルロールデバイスのように、給電を受けたいがホストとして通信を行いたい場合に、これらをＵＳＢ−ＯＴＧに対応させることなく、デバイス側からホスト側へ電力を供給することが可能なＵＳＢインターフェースシステムおよびデバイスを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の前記目的は、ＵＳＢインターフェースを介して接続されるホストおよびデバイスを備え、前記デバイスは、Ｍｉｎｉ−Ｂレセプタクルと、前記Ｍｉｎｉ−ＢレセプタクルのＩＤ端子に所定の電圧を印加する電圧印加手段と、前記ＩＤ端子の電圧が所定のレベルまで低下した場合に前記Ｍｉｎｉ−ＢレセプタクルのＶＢＵＳ端子に電力を供給する電力供給手段を少なくとも備えているＵＳＢインターフェースシステムによって達成される。
【００１０】
本発明によれば、給電を受けたいがホストとして通信を行いたい場合に、これらをＵＳＢ−ＯＴＧに対応させることなく、デバイス側からホスト側へ電力を供給することが可能なＵＳＢインターフェースシステムおよびデバイスを提供する
【００１１】
本発明の好ましい実施形態においては、前記ホストがＭｉｎｉ−Ａレセプタクルを少なくとも備え、前記Ｍｉｎｉ−ＡレセプタクルのＩＤ端子がＧＮＤラインに接続されている。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態においてはまた、前記ホストおよび前記デバイスを接続するＵＳＢケーブルをさらに備え、前記ＵＳＢケーブルのＩＤラインがＧＮＤラインに接続されている。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態によれば、ホストとデバイスがＵＳＢケーブルを介して接続されると、デバイス側のＩＤ端子がＧＮＤラインにショートされて電圧が低下し、この状態を検知したデバイス内の電力供給手段からＶＢＵＳ端子に電力が供給されるので、デバイス側からホスト側へ電力を供給することができる。
【００１４】
本発明のさらに好ましい実施形態において、前記ＵＳＢケーブルの一端部は、前記ホストに直接固定されている。
【００１５】
本発明のさらに好ましい実施形態によれば、ホストにＵＳＢケーブルをいちいち接続する必要がないため、ホストーデバイス間を接続する際のアクション数を減らすことができ、接続作業を簡素化することができる。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態においてはまた、前記ホストがＭｉｎｉ−Ｂプラグを少なくとも備え、前記Ｍｉｎｉ−ＢプラグのＩＤ端子がＧＮＤラインに接続されている。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態によれば、ケーブルを使用することなく、ホスト−デバイス間を簡単に接続することができる。
【００１８】
本発明のさらに好ましい実施形態において、前記ホストは無線ＬＡＮアダプタである。
【００１９】
本発明のさらに好ましい実施形態によれば、無線ＬＡＮアダプタを他の周辺機器に直接接続することができ、パソコンを経由することなく、その周辺機器内のデータをネットワーク上のサーバなどに直接転送することが可能となる。
【００２０】
本発明の前記目的はまた、ＵＳＢインターフェースを介してホスト機器に接続されるデバイスであって、Ｍｉｎｉ−Ｂレセプタクルと、前記Ｍｉｎｉ−ＢレセプタクルのＩＤ端子に所定の電圧を印加する電圧印加手段と、前記ＩＤ端子の電圧が所定のレベルまで低下した場合に前記Ｍｉｎｉ−ＢレセプタクルのＶＢＵＳ端子に電力を供給する電力供給手段を備えているデバイスによっても達成される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の好ましい実施形態にかかるＵＳＢインターフェースシステムの構成を示す模式図である。
【００２３】
図１に示されるように、このシステムは、ＵＳＢホストとしての役割を果たす周辺機器（以下、ホストという）１０１と、ＵＳＢデバイスとしての役割を果たす機器（以下、デバイスという）１０２と、これらを接続するためのＵＳＢケーブル１０３によって構成されている。
【００２４】
本発明においては、デバイス機器からホスト機器への給電を想定しており、ホスト１０１およびデバイス１０２は、例えばデジタルカメラ、携帯電話、ＰＤＡといった電力供給能力の低い携帯機器や、プリンタ、ＦＡＸ、スキャナ、ハンディストレージといったＡＣ電源をもつ電子機器などのＵＳＢインターフェースを有する機器である。特に、本実施形態においては、ホストが「無線ＬＡＮアダプタ」であり、デバイスが「デジタルカメラ」である場合が示されている。無線ＬＡＮアダプタをデジタルカメラに直接接続することにより、パソコンを経由することなく、デジタルカメラ内の画像データをネットワーク上のサーバなどに直接転送することが可能となる。
【００２５】
ＵＳＢ２．０によれば、ＵＳＢは、電源ラインであるＶＢＵＳラインと、プラス側のデータラインであるＤ＋ラインと、マイナス側のデータラインであるＤ−端子と、グランド（ＧＮＤ）ラインと、デュアルロールデバイスにおいてホスト／デバイスの判別に用いられるＩＤラインによって構成されている。一方の周辺機器への電力の供給はＶＢＵＳラインを通して行われる。またＤ＋ラインおよびＤ−ラインからなる一対のデータライン上をデータがシリアル転送されることで、高速なデータ転送が実現される。
【００２６】
ホスト１０１は、図示されていないが、 “ＵＳＢホスト”として動作するためのＵＳＢホストコントローラを備えている。ホストコントローラの制御により、バスで起こる処理はすべてホストから開始される。ホストはまた、ホスト専用のコネクタであるＭｉｎｉ−Ａレセプタクル１０４を備えている。Ｍｉｎｉ−ＡレセプタクルにはＵＳＢケーブル１０３のミニＭｉｎｉ−Ａプラグ１０５を挿入することができる。なお、ホストの役割を果たす機器は「Ａデバイス」とも呼ばれる。ここで、通常「ホスト」というと電力供給機能が必須であるが、本実施形態にかかるホストは電力供給機能を持たない。また一般に「ホスト」というと、ＵＳＢホストとして機能するものを意味するため、ホストとしてのみ機能する機器のみならず、ホストとして機能するデュアルロールデバイスも「ホスト」に含まれるが、本実施形態におけるホストは、Ｍｉｎｉ−Ａレセプタクルを備えホストとしてのみ機能する機器を意味し、Ｍｉｎｉ−ＡＢレセプタクルを備えデバイスとしても動作可能なデュアルロールデバイスは除かれる。
【００２７】
デバイス１０２は、図示されていないが、 “ＵＳＢデバイス”として動作するためのＵＳＢデバイスコントローラを備えている。データ転送はホストコントローラによって制御されるので、たとえデバイス側からデータを送信する場合でも、ホストがバスの使用権をデバイスに与えなければ送信することはできない。デバイス１０２はまた、デバイス専用のコネクタであるＭｉｎｉ−Ｂレセプタクル１０６を備えている。Ｍｉｎｉ−Ｂレセプタクル１０６にはＵＳＢケーブルのＭｉｎｉ−Ｂプラグ１０７を挿入することができる。なお、デバイスの役割を果たす機器は「Ｂデバイス」とも呼ばれる。また、本実施形態にかかる「デバイス」はホストからの給電を必要としない。
【００２８】
ＵＳＢケーブル１０３は方向性のあるケーブルであり、図示のように、一方の端部にＭｉｎｉ−Ａプラグ１０５、他方の端部にＭｉｎｉ−Ｂプラグ１０７をそれぞれ備えている。ケーブル両端のコネクタ形状が異なることで、ＵＳＢホストどうし、ＵＳＢデバイスどうしが誤って接続されることが防止される。本実施形態においては、ＵＳＢケーブルのＭｉｎｉ−Ａプラグ１０５が無線ＬＡＮアダプタのＭｉｎｉ−Ａレセプタクル１０４に差し込まれ、Ｍｉｎｉ−Ｂプラグ１０７がデジタルカメラのＭｉｎｉ−Ｂレセプタクル１０６に差し込まれることにより、両機器はＵＳＢを介して接続される。
【００２９】
従来のフルサイズ（標準）のＵＳＢコネクタが４端子であるのに対して、これらの新しいコネクタ（プラグおよびレセプタクル）は５つの端子を備えている。すなわち、上述したように、ＶＢＵＳ端子、Ｄ＋端子、Ｄ−端子およびＧＮＤ端子に加えて、ＩＤ端子を有している。ＩＤ端子は本来、Ｍｉｎｉ−ＡＢレセプタクルを持ったデュアルロールデバイスにプラグが挿入された場合において、それがＭｉｎｉ−ＡプラグかＭｉｎｉ−Ｂプラグかを見分けるために使用されるものである。ＵＳＢ−ＯＴＧに準拠した通常のＵＳＢケーブルは、Ｍｉｎｉ−ＡプラグのＩＤ端子がＧＮＤラインにショートされ、Ｍｉｎｉ−ＢプラグのＩＤ端子がオープンであるので、ＩＤ端子の電圧レベルを測定することにより、Ｍｉｎｉ−Ａプラグ、Ｍｉｎｉ−Ｂプラグのどちらが接続されたかということを判別することができる。
【００３０】
一方、本実施形態にかかるＵＳＢケーブル１０３は、通常のＵＳＢケーブルと異なり、Ｍｉｎｉ−Ａプラグ１０５およびＭｉｎｉ−Ｂプラグ１０７のＩＤ端子がＩＤラインを介してストレートに接続されている。また、ホスト側のＭｉｎｉ−Ａレセプタクル１０４のＩＤ端子はＧＮＤラインに接続されている。したがって、ホスト１０１とデバイス１０２をＵＳＢケーブル１０３で接続した場合には、デバイス１０２側のＩＤ端子がＧＮＤラインに接続されることになる。
【００３１】
さらに、デバイス１０２側のＩＤ端子はプルアップされている。すなわち、ＩＤ端子はプルアップ抵抗Ｒｐを介して電圧源Ｖｃｃに接続され、所定の電圧レベル（“Ｈ”レベル）に保たれている。デバイス１０２はまた、ＶＢＵＳ端子に電力を供給する電力供給手段１０９を備えている。電力供給手段１０９は、詳細は後述するが、電源回路とスイッチング手段によって構成される。ＩＤ端子の電圧レベルは電力供給手段１０９によって監視されており、所定のレベル（“Ｌ”レベル）まで低下したことが検出されると、電力供給手段１０９は電力の供給を開始する。
【００３２】
上述のように構成されたシステムにおいて、ホスト１０１とデバイス１０２がＵＳＢケーブル１０３を介して接続されると、デバイス１０２側のＩＤ端子がＧＮＤラインにショートされ、ＩＤ端子の電圧レベルが低下する。電力供給手段１０９は、ＩＤ端子の電圧レベルが“Ｈ”から“Ｌ”になったことを検知すると、ＶＢＵＳ端子に電力の供給を開始するので、ＵＳＢケーブル１０３のＶＢＵＳラインを介してホスト１０１に電力が供給される。
【００３３】
図２は、上記電力供給手段１０９の一例である電力供給手段１０９Ａの構成を示す略ブロック図である。
【００３４】
図２に示されるように、この電力供給手段１０９Ａは、電源回路２０１とＣＰＵ２０２を備えている。電源回路２０１は、ＶＢＵＳ端子に電力を供給する機能とともに、イネーブル機能を有している。一方、ＣＰＵ２０２は割り込み入力端子２０２ｘを備え、この端子２０２ｘにＩＤ端子が接続されることで、ＩＤ端子の状態変化により、電源回路２０１の動作が制御される。この制御は基本的にソフトウェアによって実現される。
【００３５】
ホスト−デバイス間の接続によりＩＤ端子がＧＮＤラインに接続されると、ＣＰＵ２０２によってＩＤ端子における電圧の低下が検出され、ＣＰＵ２０２からのイネーブル信号により電源回路２０１がオンになるので、電源回路２０１からＶＢＵＳに所定の電力が供給される。
【００３６】
なお、本実施形態においてはＣＰＵ２０２が割り込み入力端子２０２ｘを備えている場合を例に説明したが、ＣＰＵがＧＰＩＯ端子（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐｕｒｐｏｓｅ Ｉｎｐｕｔ Ｏｕｔｐｕｔ）もしくは、そのうちの入力機能のみを持った入力端子を備えていてもよい。この端子にＩＤ端子が接続されることで、ＩＤ端子の状態がＣＰＵによってポーリングされ、電源回路２０１の動作が制御される。なお、このポーリング制御はソフトウェアによって実現される。上述した割り込み制御では、ＣＰＵのハードウェア自身が端子の状態を自動監視するため、ソフトウェアによるＩＤ端子の定期的な監視は必要ないが、ポーリング制御ではソフトウェアが定期的に端子の状態を監視する必要がある。
【００３７】
図３（ａ）および（ｂ）は、電力供給手段１０９の他の例である電力供給手段１０９Ｂおよび１０９Ｃの構成を示す略ブロック図である。
【００３８】
図３（ａ）に示されるように、この電力供給手段１０９Ｂは、アクティブＬＯＷのイネーブル機能を有する電源回路２０１を備えている。電源回路のイネーブル端子はＩＤ端子に直接接続されており、ＩＤ端子の電圧の変動によって電源回路２０１のオン・オフが行われる。一方、図３（ｂ）に示されるように、電源回路２０１がアクティブＨＩＧＨのイネーブル機能を有している場合には、イネーブル端子とＩＤ端子との間にＮＯＴ回路３０１が挿入される。これにより、図３（ａ）の場合と同様に、電源回路のオン・オフが行われる。
【００３９】
図４は、電力供給手段１０９のさらに他の例である電力供給手段１０９Ｃの構成を示す略ブロック図である。
【００４０】
図４に示されるように、この電力供給手段１０９Ｄは、電源回路２０１とともに、ＰチャネルＦＥＴ４０２および抵抗Ｒからなるスイッチング回路を備えている。抵抗ＲはＦＥＴ４０２のソース−ゲート間に接続されている。ＦＥＴ４０２のゲート端子はＩＤ端子に接続されており、ドレイン端子は電源回路２０１入力電源ラインに接続されている。ソース端子には電圧源ＶＤＤからの電圧が印加されている。ＩＤ端子はこの抵抗Ｒによってプルアップされている。
【００４１】
ＩＤ端子がオープンの状態であれば抵抗Ｒに電流が流れないため、ソース−ゲート間に電位差は発生せず、ＦＥＴ４０２はオフの状態にある。よって電圧源ＶＤＤからの電圧が電源回路２０１の入力電源ラインに供給されることはない。ホスト−デバイス間の接続によりＩＤ端子がＧＮＤラインに接続されると、抵抗Ｒに電流が流れてソース−ゲート間に電位差が発生するため、ＦＥＴ４０２はオンの状態となり、電圧源ＶＤＤからの電圧が電源回路２０１の入力電源ラインに供給される。したがって、電源回路２０１からＶＢＵＳに所定の電力が供給される。
【００４２】
図５は、図１に示したＵＳＢケーブル１０３に代えて、通常のＵＳＢケーブルが使用された場合を説明する模式図である。
【００４３】
図５に示されるように、通常のＵＳＢケーブル５０３は、Ｍｉｎｉ−Ａプラグ１０５のＩＤ端子がＧＮＤラインにショートされ、Ｍｉｎｉ−Ｂプラグ１０７のＩＤ端子がオープンとなっている。このようなＵＳＢケーブル５０３がデバイス１０２に接続されたとしても、デバイス１０２のＩＤ端子の電圧レベルは低下しないことから、電力供給手段１０９が電力の供給を開始することはない。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態によれば、ホスト１０１とデバイス１０２をＵＳＢケーブル１０３で接続した場合に、プルアップされているデバイス１０２側のＩＤ端子がＧＮＤラインにショートされて電圧が低下し、この状態を検知したデバイス１０２内の電力供給手段１０９からＶＢＵＳ端子に電力が供給されるので、デバイス１０２側からホスト１０１側へ電力を供給することができる。すなわち、周辺機器をデュアルロールデバイスとして構成することなく、デバイス側からホスト側へ電力を供給することできるので、ＯＴＧ対応のコントローラやソフトウェアの実装が不要となり、システムを低コストに実現することができる。
【００４５】
図６は、本発明の他の好ましい実施形態にかかるＵＳＢインターフェースシステムの構成を示す模式図である。
【００４６】
図６に示されるように、このシステム２００においては、ＩＤラインがホスト１０１内ではなくＵＳＢケーブル６０３内でＧＮＤラインにショートしている。その他の構成については図１に示したＵＳＢインターフェースシステムと略同様である。したがって、図１に示したシステムと同様に、このＵＳＢケーブル６０３によってホスト１０１とデバイス１０２が接続された場合には、デバイス１０２側のＩＤ端子がＧＮＤラインにショートされ、ＩＤ端子の電圧レベルが低下する。電力供給手段１０９は、ＩＤ端子の電圧レベルが“Ｈ”から“Ｌ”になったことを検知すると、ＶＢＵＳ端子に電力の供給を開始するので、ＵＳＢケーブル６０３のＶＢＵＳラインを介してホスト１０１に電力が供給される。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態によれば、ホスト１０１とデバイス１０２をＵＳＢケーブル６０３で接続した場合に、プルアップされているデバイス１０２側のＩＤ端子がＧＮＤラインにショートされて電圧が低下し、この状態を検知したデバイス１０２内の電力供給手段１０９からＶＢＵＳ端子に電力が供給されるので、デバイス１０２側からホスト１０１側へ電力を供給することができる。すなわち、周辺機器をデュアルロールデバイスとして構成することなく、デバイス側からホスト側へ電力を供給することできるので、ＯＴＧ対応のコントローラやソフトウェアの実装が不要となり、システムを低コストに実現することができる。
【００４８】
図７は、本発明のさらに他の好ましい実施形態にかかるＵＳＢインターフェースシステムの構成を示す略模式図である。
【００４９】
図７に示されるように、このシステム７００においては、ＵＳＢケーブル７０３の一端部がホスト７０１に対して着脱可能ではなく、ホスト７０１に直接固定されている。したがって、ホスト７０１にＵＳＢケーブル７０３をいちいち接続する必要がないため、ホストーデバイス間を接続する際のアクション数を減らすことができ、接続作業を簡素化することができる。
【００５０】
図８は、本発明のさらに他の好ましい実施形態にかかるＵＳＢインターフェースシステムの構成を示す略模式図である。
【００５１】
図８に示されるように、このシステム８００においては、デバイス１０２側にＭｉｎｉ−Ｂレセプタクル１０６が採用されていることに対応させて、ホスト８０１はＭｉｎｉ−Ｂプラグ１０７を備えている。また、ホスト８０１のＭｉｎｉ−Ｂプラグ１０７のＩＤ端子はＧＮＤラインとショートしている。ホスト８０１とデバイス１０２はＵＳＢケーブルを介することなく直接接続される。このように構成すれば、ケーブルを使用することなくホストとデバイスを直結することができるため、ホスト−デバイス間を簡単に接続することができる。
【００５２】
本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更を加えることが可能であり、これらも本発明の範囲に包含されるものであることは言うまでもない。
【００５３】
例えば、前記実施形態においては、ホストがＭｉｎｉ−Ａレセプタクルを備え、ＵＳＢケーブルがＭｉｎｉ−Ａプラグを備えているが、コネクタの物理的な形状はＵＳＢに準拠していなくても構わない。すなわち、ホストおよびＵＳＢケーブルは、互いに接続可能な独自の形状を有するレセプタクルおよびプラグをそれぞれ備え、これによりＵＳＢの各ラインが互いに接続される構成であってもよい。このようにホスト−ＵＳＢケーブル間で独自のコネクタを採用する場合であっても、ホスト内またはＵＳＢケーブル内でＩＤラインとＧＮＤラインがショートしている必要があることは言うまでもない。
【００５４】
また、前記実施形態において、ホストとデバイスはそれぞれ別々の筐体に収容され、物理的に独立した存在であり、これらがＵＳＢケーブルを介して物理的に接続される場合を説明したが、これに限定されるものではなく、ホストとデバイスが最初からバス接続されており、スイッチなどにより電気的に接続／非接続が制御されるような構成であっても構わない。
【００５５】
また、前記実施形態においては、ホストが「無線ＬＡＮアダプタ」であり、デバイスが「デジタルカメラ」である場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、上述したように、携帯電話やＰＤＡなどの携帯機器のほか、プリンタ、ＦＡＸ、スキャナ、ＵＳＢフラッシュメモリやハードディスクドライブといったハンディストレージなど、ＵＳＢインターフェースを有する種々の機器を対象とすることができる。
【００５６】
また、本発明は、給電を受けたいがホストとして通信を行いたい機器と他の機器とを接続する場合に特に効果を奏するが、通常ＵＳＢホストとして給電を行うコンピュータ機器、例えばパソコンがＵＳＢホストとなり、プリンタやデジタルカメラといった周辺機器がＵＳＢデバイスとなる場合であっても本発明を適用することは可能である。すなわち、プリンタやデジタルカメラといった周辺機器側からパソコン側へ電力を供給する必要がある場合に、本発明を適用しても構わない。
【００５７】
また、上述した無線ＬＡＮアダプタは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂなどに準拠した規格上の無線ＬＡＮに限定されるものではなく、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈやＨｏｍｅＲＦなどであってもよい。すなわち、ローカルエリアネットワークに無線接続する手段であればよく、ネットワークの規模も特に限定されるものではない。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、周辺機器をデュアルロールデバイスとして構成することなく、デバイス側からホスト側へ電力を供給することが可能なＵＳＢインターフェースシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施形態にかかるＵＳＢインターフェースシステムの構成を示す模式図である。
【図２】図２は、上記電力供給手段１０９の一例である電力供給手段１０９Ａの構成を示す略ブロック図である。
【図３】図３（ａ）および（ｂ）は、電力供給手段１０９の他の例である電力供給手段１０９Ｂおよび１０９Ｃの構成を示す略ブロック図である。
【図４】図４は、電力供給手段１０９のさらに他の例である電力供給手段１０９Ｃの構成を示す略ブロック図である。
【図５】図５は、図１に示したＵＳＢケーブルに代えて、通常のＵＳＢケーブルが使用された場合を説明する模式図である。
【図６】図６は、本発明の他の好ましい実施形態にかかるＵＳＢインターフェースシステムの構成を示す模式図である。
【図７】図７は、本発明のさらに他の好ましい実施形態にかかるＵＳＢインターフェースシステムの構成を示す略模式図である。
【図８】図８は、本発明のさらに他の好ましい実施形態にかかるＵＳＢインターフェースシステムの構成を示す略模式図である。
【符号の説明】
１００ ＵＳＢインターフェースシステム
１０１ ホスト
１０２ デバイス
１０３ ＵＳＢケーブル
１０４ Ｍｉｎｉ−Ａレセプタクル
１０５ Ｍｉｎｉ−Ａプラグ
１０６ Ｍｉｎｉ−Ｂレセプタクル
１０７ Ｍｉｎｉ−Ｂプラグ
１０９ 電力供給手段
１０９Ａ 電力供給手段
１０９Ｂ 電力供給手段
１０９Ｃ 電力供給手段
１０９Ｄ 電力供給手段
２０１ 電源回路
２０２ ＣＰＵ
２０２ｘ 割り込み入力端子
３０１ ＮＯＴ回路
４０２ ＰチャネルＦＥＴ
５００ ＵＳＢインターフェースシステム
５０３ ＵＳＢケーブル
６００ ＵＳＢインターフェースシステム
６０３ ＵＳＢケーブル
７００ ＵＳＢインターフェースシステム
７０１ ホスト
７０３ ＵＳＢケーブル
８００ ＵＳＢインターフェースシステム
８０１ ホスト
Claims (7)
- ＵＳＢインターフェースを介して接続されるホストおよびデバイスを備え、
前記デバイスは、
Ｍｉｎｉ−Ｂレセプタクルと、
前記Ｍｉｎｉ−ＢレセプタクルのＩＤ端子に所定の電圧を印加する電圧印加手段と、
前記ＩＤ端子の電圧が所定のレベルまで低下した場合に前記Ｍｉｎｉ−ＢレセプタクルのＶＢＵＳ端子に電力を供給する電力供給手段を少なくとも備えているＵＳＢインターフェースシステム。 - 前記ホストは、
Ｍｉｎｉ−Ａレセプタクルを少なくとも備え、
前記Ｍｉｎｉ−ＡレセプタクルのＩＤ端子はＧＮＤラインに接続されている請求項１に記載のＵＳＢインターフェースシステム。 - 前記ホストおよび前記デバイスを接続するＵＳＢケーブルをさらに備え、
前記ＵＳＢケーブルのＩＤラインがＧＮＤラインに接続されている請求項１又は２に記載のＵＳＢインターフェースシステム。 - 前記ＵＳＢケーブルの一端部は、前記ホストに直接固定されている請求項３に記載のＵＳＢインターフェースシステム。
- 前記ホストは、
Ｍｉｎｉ−Ｂプラグを少なくとも備え、
前記Ｍｉｎｉ−ＢプラグのＩＤ端子はＧＮＤラインに接続されている請求項１に記載のＵＳＢインターフェースシステム。 - 前記ホストは無線ＬＡＮアダプタである請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＵＳＢインターフェースシステム。
- ＵＳＢインターフェースを介してホストに接続されるデバイスであって、
Ｍｉｎｉ−Ｂレセプタクルと、
前記Ｍｉｎｉ−ＢレセプタクルのＩＤ端子に所定の電圧を印加する電圧印加手段と、
前記ＩＤ端子の電圧が所定のレベルまで低下した場合に前記Ｍｉｎｉ−ＢレセプタクルのＶＢＵＳ端子に電力を供給する電力供給手段を備えているデバイス。
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