JP2019040239A - 電子機器、電子システム及び電源制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コネクタサイズを小さくした電子機器、電子システム及び電源制御方法を提供する。【解決手段】電源１９１は、タブレット型ＰＣがドッキングステーションに物理接続された状態で、ドッキングステーションへ電力供給を行う。ＧＮＤ兼用検出端子１２１は、タブレット型ＰＣがドッキングステーションに接続された場合、ドッキングステーションが有するグランド２３１に接続された接地端子２２１と接続する。検出用電源１９２は、ＧＮＤ兼用検出端子１２１に接続される。ＥＣ１０２は、ＧＮＤ兼用検出端子１２１の電圧を監視し、所定の電圧の変化を検出した場合、電源１９１からドッキングステーションへの電力供給を開始させる。【選択図】図４

Description

本発明は、電子機器、電子システム及び電源制御方法に関する。

近年、広く使用されるようになったスマートフォン及びタブレット型ＰＣ（Personal Computer）は、携帯することを前提とした小型薄型の装置が多い。そして、筐体が小さいことから、このような携帯型端末装置には、本体に搭載されるＵＳＢ（Universal System Bus）用及び映像系信号用などの外部インタフェースが少ないものが多い。

このような携帯型端末装置では、クレードル又はドッキングステーションのような機能拡張装置に携帯型端末装置を接続させることで外部インタフェースを増設することが多い。携帯型端末装置と機能拡張装置とを接続する場合、接続のための専用のコネクタを使用して接続することが一般的である。ただし、携帯型端末装置はなるべく小さくすることが求められるため、コネクタも小さくすることが好ましい。

ここで、携帯型端末装置と機能拡張装置とを物理的に接続する場合、物理的な接続の前にコネクタ端子に電気が流れていると、双方の端子が接近した際にスパークが発生して、端子が腐食することがある。携帯型端末装置のコネクタ端子には機能拡張装置検出信号用又はＵＳＢなどのＩ／Ｆ信号用などのように各種機能が割り当てられる。そして、いずれの端子であっても腐食による接触不良が発生してしまうと、機能拡張装置が正常に動作しなくなる。そこで、スパークによる端子の腐食を軽減するため、物理的な接続が完了してからピンに電気を流すことが行われる。物理的な接続が完了したか否かを判定する技術として、携帯型端末装置と機能拡張装置との通信で用いる信号用の端子や双方の受給電に用いる電源及びＧＮＤ（Ground）端子とは別の接続検出用の端子の物理的な接続の有無で接続の完了を判定する技術がある。

ここで、携帯型端末装置と機能拡張装置との間の電力供給を制御する技術として、電子機器が接続されていない場合に電子機器に対する電力供給を停止する従来技術がある。また、磁気センサにより接続を判定して電力供給を開始する従来技術がある。また、無信号状態で接続経路をアースに接続するように切り替え、検出される電圧レベルによりケーブルの抜けを検出する従来技術がある。さらに、コネクタプラグの接続時に専用の電極が接触又は隣接したことを検出して接続関係を判定する従来技術がある。

特開平０５−６６８５８号公報 特開２００９−１５７８７７号公報 特開２０００−１９３７００号公報 特開２００９−２１１８３８号公報

しかしながら、従来の様に接続検出用の端子を設けた場合、その端子の分コネクタのサイズが大きくなってしまう。このように、接続検出用の端子を用いる場合、物理的に接続する端子数を削減することは困難となる。

また、電子機器が接続されていない場合に電子機器に対する電力供給を停止する従来技術を用いても、接続検出用の端子を用いることとなり、物理的に接続する端子数を削減することは困難となる。これは、磁気センサにより接続を判定して電力供給を開始する従来技術、検出される電圧レベルによりケーブルの抜けを検出する従来技術、コネクタプラグの接続時に専用の電極が接触又は隣接したことを検出して接続関係を判定する従来技術であっても同様である。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、コネクタサイズを小さくした電子機器、電子システム及び電源制御方法を提供することを目的とする。

本願の開示する電子機器、電子システム及び電源制御方法の一つの態様において、電源は、自装置が他の電子機器に物理的接続された状態で、前記他の電子機器へ電力供給を行う。接続端子は、自装置が前記他の電子機器に物理的接続された場合、前記他の電子機器が有する第１グランドに接続された接地端子と接続する。検出用電源は、前記接続端子に接続される。切替部は、前記接続端子の電圧を監視し、所定の電圧の変化を検出した場合、前記電源から前記他の電子機器への電力供給を開始させる。

１つの側面では、本発明は、コネクタサイズを小さくすることができる。

図１は、実施例に係る電子システムの構成を説明するための図である。 図２は、タブレット型ＰＣ及びドッキングステーションのハードウェア構成図である。 図３は、実施例に係る接続用コネクタの接続状態を説明するための図である。 図４は、実施例に係るタブレット型ＰＣによる接続検出及び電力供給制御を説明するための回路図である。 図５は、接続検出及び電力供給の処理のフローチャートである。 図６は、抜去時の電力供給停止の処理のフローチャートである。 図７は、双方に接続検出機構が設けられる場合のタブレット型ＰＣ側での接続検出の機能を実現する回路図である。 図８は、双方に接続検出機構が設けられる場合のドッキングステーション側での接続検出の機能を実現する回路図である。 図９は、ポゴピンを使った接続用コネクタの接続を表す一例の図である。

以下に、本願の開示する電子機器、電子システム及び電源制御方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例により本願の開示する電子機器、電子システム及び電源制御方法が限定されるものではない。

図１は、実施例に係る電子システムの構成を説明するための図である。図１に示すように本実施例に係る電子システムは、タブレット型ＰＣ１及びドッキングステーション２を有する。また、このタブレット型ＰＣ１が、「電子機器」及び「第１電子機器」の一例である。また、ドッキングステーション２が、「他の電子機器」及び「第２電子機器」の一例である。

タブレット型ＰＣ１とドッキングステーション２とは物理的に接続可能である。そして、タブレット型ＰＣ１とドッキングステーション２とを物理的に接続すると状態３となる。状態３の場合、タブレット型ＰＣ１は、ドッキングステーション２の機能を使用することができる。以下では、タブレット型ＰＣ１とドッキングステーション２との接続を、「物理的接続」という。

図２は、タブレット型ＰＣ及びドッキングステーションのハードウェア構成図である。図２では、電力供給経路と制御信号の伝送路とが混在した状態で記載されている。タブレット型ＰＣ１及びドッキングステーション２は、ＡＣ（Alternating Current）アダプタ４が接続され、接続されたＡＣアダプタ４から電力供給を受ける。本実施例では、タブレット型ＰＣ１からドッキングステーション２へ電力供給が行われる場合を例に説明する。

タブレット型ＰＣ１は、防水型のコンピュータである。タブレット型ＰＣ１は、ＭＲ（Magneto Resistance）センサ１０１、ＥＣ（Embedded Controller）１０２、バッテリ１０３、ＡＣコネクタ１０４、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０５、液晶ディスプレイ１０６及びタッチパネル１０７を有する。さらに、タブレット型ＰＣ１は、チャージャＩＣ（Integrated Circuit）１０８、電源回路１０９、ＲＡＭ（Random Access Memory）１１０、補助記憶装置１１１、接続用コネクタ１１２、インタフェース無線化ＩＣ１１３及び磁石１１４を有する。このインタフェース無線化ＩＣ１１３が、「無線通信部」の一例にあたる。

ＭＲセンサ１０１は、磁気センサの１つである。ここでは、ＭＲセンサ１０１を使用したが、他の磁気センサを用いてもよい。

ＭＲセンサ１０１は、ＥＣ１０２及び電源回路１０９とバスで接続される。ＭＲセンサ１０１は、タブレット型ＰＣ１がドッキングステーション２に近づくことで、ドッキングステーション２の磁石２０２を検出する。そして、ＭＲセンサ１０１は、磁石２０２の検出を通知する信号をＥＣ１０２及び電源回路１０９へ出力する。また、ＭＲセンサ１０１は、ドッキングステーション２からタブレット型ＰＣ１が取り外される場合、磁石２０２の検出状態が非検出となる。そして、ＭＲセンサ１０１は、磁石２０２の非検出を通知する信号をＥＣ１０２及び電源回路１０９へ送出する。

ＥＣ１０２は、図２に示すように、ＭＲセンサ１０１、バッテリ１０３、チャージャＩＣ１０８及び電源回路１０９とバスで接続される。ＥＣ１０２は、シリアル信号を用いてバッテリ１０３及びチャージャＩＣ１０８と通信を行う。また、ＥＣ１０２は、ＧＰＩＯ（General Purpose Input Output）信号などを用いて電源回路１０９と通信を行う。

さらに、ＥＣ１０２は、タブレット型ＰＣ１とドッキングステーション２との物理的接続時に、磁石２０２の検出通知をＭＲセンサ１０１から受けて、電源回路１０９からの電力供給を一旦停止させる。その後、ＥＣ１０２は、物理的接続を検出するためのＧＮＤ兼用検出端子の電圧を監視し、所定の電圧の変化を検出した場合に電源回路１０９からドッキングステーション２への電力供給を開始させる。また、ＥＣ１０２は、ＧＮＤ兼用検出端子を自装置のグランドに接続し、自装置のグランドとドッキングステーション２のグランドとを一致させる。このＥＣ１０２が、「切替部」の一例にあたる。ＥＣ１０２による電力供給制御については後で詳細に説明する。

また、電源回路１０９は、タブレット型ＰＣ１をドッキングステーション２から取り外す場合、磁石２０２の非検出の通知をＭＲセンサ１０１から受けて、電源回路１０９からドッキングステーション２への電力供給を停止させる。

バッテリ１０３は、電源回路１０９から送られた電力による充電がチャージャＩＣ１０８により行われる。また、バッテリ１０３は、電源となる場合には電源回路１０９に電力を供給する。

チャージャＩＣ１０８は、充電を実行する設定の通知をＥＣ１０２から受ける。そして、チャージャＩＣ１０８は、通知された設定にしたがってバッテリ１０３を充電する。

ＣＰＵ１０５は、補助記憶装置１１１に格納された各種プログラムを読み出してＲＡＭ１１０に展開し演算処理を実行する。ＲＡＭ１１０は、主記憶装置であり、ＣＰＵ１０５が演算処理を実行する際のデータの格納場所となる。補助記憶装置１１１は、例えば、ハードディスクである。補助記憶装置１１１は、各種プログラムを格納する。

液晶ディスプレイ１０６は、表示装置である。液晶ディスプレイ１０６は、ＣＰＵ１０５による演算結果の表示などを行う。タッチパネル１０７は、液晶ディスプレイ１０６上で指定された情報の入力を受ける。そして、タッチパネル１０７は、入力された情報をＣＰＵ１０５へ出力する。

すなわち、ＣＰＵ１０５、液晶ディスプレイ１０６、タッチパネル１０７、ＲＡＭ１１０及び補助記憶装置１１１は、タブレット型ＰＣ１における演算処理などの各種機能を実現するためのシステムを構成する。タブレット型ＰＣ１は、他の機能を実現するための各種デバイスを他にも含んでもよい。以下では、ＣＰＵ１０５、液晶ディスプレイ１０６、タッチパネル１０７、ＲＡＭ１１０及び補助記憶装置１１１をまとめて、「端末装置システム」と呼ぶ場合がある。

電源回路１０９は、ＥＣ１０２、バッテリ１０３、ＡＣコネクタ１０４、チャージャＩＣ１０８、接続用コネクタ１１２及びインタフェース無線化ＩＣ１１３と電力供給経路で接続される。また、電源回路１０９は、ＣＰＵ１０５、液晶ディスプレイ１０６、タッチパネル１０７、ＲＡＭ１１０及び補助記憶装置１１１と電力供給経路で接続される。電源回路１０９は、ＡＣコネクタ１０４にＡＣアダプタ４が接続されており電源をＡＣアダプタ４とする場合、ＡＣアダプタ４から電力供給を受ける。また、電源をバッテリ１０３とする場合、電源回路１０９は、バッテリ１０３から電力の供給を受ける。また、ドッキングステーション２から電力供給を受ける場合、電源回路１０９は、接続用コネクタ１１２及びドッキングステーション２の接続用コネクタ２０３を介してドッキングステーション２の電源回路２０５から電力の供給を受ける。

また、電源回路１０９は、電力供給方向及び電力供給を行う電源の指示をＥＣ１０２から受ける。そして、電源回路１０９は、指示された電源から供給された電力を用いてタブレット型ＰＣ１に搭載される各デバイスが用いる電源種を作成する。また、電力供給方向がタブレット型ＰＣ１からドッキングステーション２へ向けた方向の場合、電源回路１０９は、電源から供給された電力を用いてドッキングステーション２へ供給する電源種を作成する。

電源回路１０９は、電源から供給された電力を用いて作成した電源種を、例えば、ＥＣ１０２、チャージャＩＣ１０８及び端末装置システムへ供給する。また、ドッキングステーション２へ電力供給を行う場合、電源回路１０９は、接続用コネクタ１１２及びドッキングステーション２の接続用コネクタ２０３を介してドッキングステーション２の電源回路２０５へ作成した電源種を供給する。

また、電源回路１０９は、タブレット型ＰＣ１をドッキングステーション２へ物理的接続する場合、磁石２０２の検出の通知をＭＲセンサ１０１から受けて、ＧＮＤ兼用検出端子への検出用電源１９２による電力供給を開始する。

磁石１１４は、本実施例に係るドッキングステーション２はＭＲセンサを有さないが、他のＭＲセンサを有する外部装置に物理的接続する場合に、タブレット型ＰＣ１が外部装置に近づくことで、外部装置のＭＲセンサにより検出される。また、タブレット型ＰＣ１をＭＲセンサを有する外部装置から抜去する際に外部装置が離れることで、外部装置のＭＲセンサにより検出されなくなる。

接続用コネクタ１１２は、タブレット型ＰＣ１とドッキングステーション２とが物理的接続した場合に、タブレット型ＰＣ１が有する端子とドッキングステーション２が有する端子とを接続する接続部である。本実施例に係るタブレット型ＰＣ１は防水仕様であり、信号端子はワイヤレス化されている。そのため、接続用コネクタ１１２は、図３に示すように、電源端子１２２及びＧＮＤ兼用検出端子１２１を有する。このＧＮＤ兼用検出端子１２１が、「接続端子」の一例にあたる。図３は、実施例に係る接続用コネクタの接続状態を説明するための図である。接続用コネクタ１１２は、ＧＮＤ兼用検出端子１２１及び電源端子１２２を用いて、電源回路１０９から供給された電力をドッキングステーション２へ供給する。

接続用コネクタ１１２は、さらに、インタフェース無線化ＩＣ１１３を有する。図２では、分かり易いように接続用コネクタ１１２とインタフェース無線化ＩＣ１１３とを分けて記載したが、実際には、インタフェース無線化ＩＣ１１３は、接続用コネクタ１１２に収容される。

インタフェース無線化ＩＣ１１３は、ＵＳＢ信号などの信号を無線通信によりドッキングステーション２との間で送受信するための回路である。

ドッキングステーション２は、外部ディスプレイインタフェース２０１、磁石２０２、接続用コネクタ２０３、インタフェース無線化ＩＣ２０４、電源回路２０５を有する。さらに、ドッキングステーション２は、ＬＡＮ（Local Area Network）インタフェース２０６、ＵＳＢインタフェース２０７、ＡＣコネクタ２０８、ＥＣ２０９及びフォトセンサ２１０を有する。

外部ディスプレイインタフェース２０１は、モニタや液晶ディスプレイなどの画像表示装置を接続するためのインタフェースである。ＬＡＮインタフェース２０６は、ネットワークに接続するためのインタフェースである。ＵＳＢインタフェース２０７は、ＵＳＢデバイスを接続するためのインタフェースである。外部ディスプレイインタフェース２０１、ＬＡＮインタフェース２０６及びＵＳＢインタフェース２０７は、いずれも電源回路２０５から供給された電力により動作する。

磁石２０２は、タブレット型ＰＣ１をドッキングステーション２へ物理的接続する際にドッキングステーション２が近づくことで、タブレット型ＰＣ１のＭＲセンサ１０１により検出される。また、タブレット型ＰＣ１をドッキングステーション２から抜去する際にタブレット型ＰＣ１が離れることで、タブレット型ＰＣ１のＭＲセンサ１０１は検出されなくなる。

接続用コネクタ２０３は、タブレット型ＰＣ１とドッキングステーション２とが物理的接続した場合に、タブレット型ＰＣ１が有する端子とドッキングステーション２が有する端子とを接続する接続部である。接続用コネクタ２０３は、図３に示すように、電源端子２２２及び接地端子２２１を有する。接続用コネクタ２０３は、電源端子２２２及び接地端子２２１を用いて、タブレット型ＰＣ１から供給された電力を電源回路２０５へ供給する。

接続用コネクタ２０３は、さらに、インタフェース無線化ＩＣ２０４を有する。図２では、分かり易いように接続用コネクタ２０３とインタフェース無線化ＩＣ２０４とを分けて記載したが、実際には、インタフェース無線化ＩＣ２０４は、接続用コネクタ２０３に収容される。

インタフェース無線化ＩＣ２０４は、ＵＳＢ信号などの信号を無線通信によりタブレット型ＰＣ１のインタフェース無線化ＩＣ１１３との間、送受信するための回路である。

電源回路２０５は、ＥＣ２０９、接続用コネクタ２０３及びインタフェース無線化ＩＣ２０４と電力供給経路で接続される。また、電源回路２０５は、外部ディスプレイインタフェース２０１、ＬＡＮインタフェース２０６及びＵＳＢインタフェース２０７と電力供給経路で接続される。電源回路２０５は、ＡＣコネクタ２０８にＡＣアダプタ４が接続されており電源をＡＣアダプタ４とする場合、ＡＣアダプタ４から電力供給を受ける。また、タブレット型ＰＣ１から電力供給を受ける場合、電源回路２０５は、接続用コネクタ２０３及びタブレット型ＰＣ１の接続用コネクタ１１２を介してタブレット型ＰＣ１の電源回路１０９から電力の供給を受ける。

また、電源回路２０５は、電力供給方向及び電力供給を行う電源の指示をＥＣ２０９から受ける。そして、電源回路２０５は、指示された電源から供給された電力を用いてドッキングステーション２に搭載される各デバイスが用いる電源種を作成する。また、電力供給方向がドッキングステーション２からタブレット型ＰＣ１へ向けた方向の場合、電源回路２０５は、電源から供給された電力を用いてタブレット型ＰＣ１へ供給する電源種を作成する。

電源回路２０５は、電源から供給された電力を用いて作成した電源種を、例えば、ＥＣ２０９、外部ディスプレイインタフェース２０１、ＬＡＮインタフェース２０６及びＵＳＢインタフェース２０７へ供給する。また、タブレット型ＰＣ１へ電力供給を行う場合、電源回路２０５は、接続用コネクタ２０３及びタブレット型ＰＣ１の接続用コネクタ１１２を介してタブレット型ＰＣ１の電源回路１０９へ作成した電源種を供給する。

ＥＣ２０９は、フォトセンサ２１０及び電源回路２０５とバスで接続される。ＥＣ２０９は、ＧＰＩＯ信号などを用いて電源回路２０５と通信を行う。

さらに、ＥＣ２０９は、本実施例とは逆にドッキングステーション２からタブレット型ＰＣ１へ電力供給を行う場合、後述するタブレット型ＰＣ１のＥＣ１０２による電力供給制御と同様の制御を行う。

フォトセンサ２１０は、赤外線通信などを行うためのインタフェースである。フォトセンサ２１０は、受信した信号をＥＣ２０９へ出力する。また、フォトセンサ２１０は、ＥＣ２０９から指示された送信信号を外部へ送出する。

ここで、図３を参照して、接続用コネクタ１１２及び２０３の接続について説明する。図３における状態３１は、接続用コネクタ１１２と接続用コネクタ２０３とが接続する前の状態である。そして、状態３２が、接続用コネクタ１１２と接続用コネクタ２０３との接続後の状態である。

状態３１では、接続用コネクタ２０３における電源端子２２２及び接地端子２２１は、接続用コネクタ２０３の内部に配置されたバネの力により外部に向けて押し出された状態である。また、インタフェース無線化ＩＣ１１３とインタフェース無線化ＩＣ２０４とは、通信可能な距離より離れているため通信を行わない。

そして、接続用コネクタ１１２と接続用コネクタ２０３とが物理的接続のため近づくと、電源端子１２２と電源端子２２２とが接触する。また、ＧＮＤ兼用検出端子１２１と接地端子２２１とが接触する。その状態からさらに接続用コネクタ１１２が接続用コネクタ２０３に近づくと、電源端子２２２は、電源端子１２２に押され接続用コネクタ２０３内に沈み込む。また、接地端子２２１は、ＧＮＤ兼用検出端子１２１に押され接続用コネクタ２０３内に沈み込む。そして、物理的接続が完了すると、接続用コネクタ１１２と接続用コネクタ２０３とは状態３２で表される状態となる。状態３２では、電源端子１２２と電源端子２２２とが接触し、ＧＮＤ兼用検出端子１２１と接地端子２２１とが接触し、さらに、インタフェース無線化ＩＣ１１３とインタフェース無線化ＩＣ２０４とは無線通信を行う。

次に、図４を参照して、本実施例に係るタブレット型ＰＣによる接続検出及び電力供給制御について説明する。図４は、実施例に係るタブレット型ＰＣによる接続検出及び電力供給制御を説明するための回路図である。

タブレット型ＰＣ１側は、電源１９１及び検出用電源１９２が存在する。電源１９１及び検出用電源１９２は、電源回路１０９が生成した電源種を用いる電源である。電源１９１は、例えば、５Ｖの電圧を有する。また、検出用電源１９２は、例えば、３．３Ｖの電圧を有する。

検出用電源１９２は、抵抗１３２を介してＧＮＤ兼用検出端子１２１に接続される。抵抗１３２は、例えば、１０ｋΩの抵抗値を有する。さらに、検出用電源１９２と抵抗１３２との間には、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）スイッチが配置される。ＦＥＴスイッチ１３１のゲートは、ＭＲセンサ１０１に接続される。

さらに、抵抗１３２とＧＮＤ兼用検出端子１２１との間の経路は分岐してＦＥＴスイッチ１３３を介してシステムグランド１３４に接続される。ＦＥＴスイッチ１３３のゲートは、ＥＣ１０２に接続される。このシステムグランド１３４が、「第２グランド」の一例にあたる。

さらに、抵抗１３２とＧＮＤ兼用検出端子１２１との間の経路は、システムグランド１３４に接続する点よりもＧＮＤ兼用検出端子１２１に近い点で分岐してＥＣ１０２に接続される。検出用電源１９２とＧＮＤ兼用検出端子１２１とを結ぶ経路からＧＮＤ兼用検出端子１２１へ延びる経路は、途中で分岐して抵抗１３５を介してグランド１３６に接続される。抵抗１３５は、例えば、１００ｋΩの抵抗値を有する。

また、電源１９１は、ダイオード１３７を介して、タブレット型ＰＣ１の負荷１３９及び電源端子１２２に接続される。さらに、電源１９１とダイオード１３７との間には、ＦＥＴスイッチ１３８が配置される。ＦＥＴスイッチ１３８のゲートは、ＥＣ１０２に接続される。

他方、ドッキングステーション２側は、接地端子２２１は、グランド２３１に接続される。このグランド２３１が、「第１グランド」の一例にあたる。また、電源端子２２２は、ドッキングステーション２の負荷２３２に接続される。負荷２３２は、例えば、外部ディスプレイインタフェース２０１などである。

次に、タブレット型ＰＣ１をドッキングステーション２に物理的接続する場合の各部の動作について説明する。物理的接続前の状態では、ＦＥＴスイッチ１３３はオフである。また、ＦＥＴスイッチ１３８もオフである。

タブレット型ＰＣ１がドッキングステーション２に近づくと、ＭＲセンサ１０１は、磁石２０２を検出する。そして、ＭＲセンサ１０１は、磁石２０２を検出したことを示す信号をＥＣ１０２及びＦＥＴスイッチ１３１のゲートへ出力する。ＦＥＴスイッチ１３１は、ＭＲセンサ１０１からの信号の入力を受けてオンになる。

ＦＥＴスイッチ１３１がオンになることで、検出用電源１９２の電圧がＧＮＤ兼用検出端子１２１へ供給される。この状態で、ＥＣ１０２は、検出用電源１９２から出力された電圧の抵抗１３２及び１３５による分圧の入力を受ける。抵抗１３２が１０ｋΩであり、抵抗１３５が１００ｋΩであり、検出用電源１９２の電圧値が３．３Ｖの場合、ＥＣ１０２は、３Ｖの電圧の入力を受ける。ＥＣ１０２は、３Ｖの電圧を検出していれば、ＦＥＴスイッチ１３８をオフの状態に維持する。この場合、ＦＥＴスイッチ１３８がオフの状態であるため、電源１９１が出力する電力は、負荷１３９及び電源端子１２２に供給されない。このＦＥＴスイッチ１３１が、「スイッチ」の一例にあたる。

その後、さらにタブレット型ＰＣ１がドッキングステーション２に近づくと、ＧＮＤ兼用検出端子１２１が接地端子２２１と接続され、電源端子１２２が電源端子２２２に接続される。

ＧＮＤ兼用検出端子１２１が接地端子２２１と接続されることで、検出用電源１９２は、抵抗１３２を介してグランド２３１に接続される。これにより、ＧＮＤ兼用検出端子１２１に繋がる経路の電圧はグランド２３１の電圧に落ちる。ＥＣ１０２は、ＧＮＤ兼用検出端子１２１に繋がる経路の電圧がグランド２３１の電圧に落ちて、信号がＨｉｇｈからＬｏｗに変化したことを検出すると、物理的に電源端子１２２と電源端子２２２とは接続されたと判定する。そして、ＥＣ１０２は、ＦＥＴスイッチ１３３に電圧を印加してオンにする。さらに、ＥＣ１０２は、ＦＥＴスイッチ１３８に電圧を印加してオンにする。ここで、ＧＮＤ兼用検出端子１２１に繋がる経路の電圧がグランド２３１の電圧に落ちて信号がＨｉｇｈからＬｏｗに変化したことの検出が、「所定の電圧の変化の検出」の一例にあたる。

ＦＥＴスイッチ１３３がオンになると、グランド２３１とシステムグランド１３４とが接続され、タブレット型ＰＣ１のシステムグランド１３４とドッキングステーション２のグランド２３１とが一致する。これにより、ＧＮＤ兼用検出端子１２１は、接地端子の役割を果たす。

そして、ＦＥＴスイッチ１３８がオンにされることで、電源１９１が出力する電力の負荷１３９及び電源端子１２２への供給が開始される。この場合、既に電源端子１２２と電源端子２２２との接続が完了しているので、電源端子１２２と電源端子２２２との間でスパークは発生しない。そして、電源端子１２２と電源端子２２２とは接続されているので、電源１９１から電源端子１２２へ供給された電力は、ドッキングステーション２の負荷２３２へ供給される。

次に、図５を参照して、タブレット型ＰＣ１のドッキングステーション２への物理的接続時の接続検出及び電力供給の処理の流れについて説明する。図５は、接続検出及び電力供給の処理のフローチャートである。

ＭＲセンサ１０１は、磁石２０２を検出したか否かを判定する（ステップＳ１）。磁石２０２を検出していない場合（ステップＳ１：否定）、ＭＲセンサ１０１は、磁石２０２を検出するまで待機する。

これに対して、磁石２０２を検出した場合（ステップＳ１：肯定）、ＭＲセンサ１０１は、ＦＥＴスイッチ１３１に電圧を印加してオンにすることで、検出用電源１９２をＧＮＤ兼用検出端子１２１に接続する（ステップＳ２）。

ＥＣ１０２は、ＧＮＤ兼用検出端子１２１の電圧を監視する（ステップＳ３）。そして、ＥＣ１０２は、ＧＮＤ兼用検出端子１２１の電圧がＨｉｇｈからＬｏｗに遷移したか否かを判定する（ステップＳ４）。ＧＮＤ兼用検出端子１２１の電圧のＨｉｇｈからＬｏｗへの遷移が発生していない場合（ステップＳ４：否定）、ＥＣ１０２は、ステップＳ３に戻る。

これに対して、ＧＮＤ兼用検出端子１２１の電圧がＨｉｇｈからＬｏｗに遷移した場合（ステップＳ４：肯定）、ＥＣ１０２は、電源端子１２２と電源端子２２２との物理的な接触があると判定する（ステップＳ５）。

そして、ＥＣ１０２は、ＦＥＴスイッチ１３３に電圧を印加してＦＥＴスイッチ１３３をオンにすることで、ＧＮＤ兼用検出端子１２１とシステムグランド１３４とを接続する（ステップＳ６）。

その後、ＥＣ１０２は、ＦＥＴスイッチ１３８に電圧を印加してオンにすることで、電源１９１から出力された電力のドッキングステーション２への供給を開始させる（ステップＳ７）。

次に、図６を参照して、タブレット型ＰＣ１のドッキングステーション２からの抜去時の電力供給停止の処理の流れについて説明する。図６は、抜去時の電力供給停止の処理のフローチャートである。

ＥＣ１０２は、ＭＲセンサ１０１からの入力を監視する（ステップＳ１１）。そして、ＥＣ１０２は、ＭＲセンサ１０１が磁石２０２の非検出状態になったか否かを判定する（ステップＳ１２）。ＭＲセンサ１０１による磁石２０２の検出が継続する場合（ステップＳ１２：否定）、ＥＣ１０２は、ステップＳ１１へ戻る。

これに対して、ＭＲセンサ１０１が磁石２０２の非検出状態になった場合（ステップＳ１２：肯定）、ＥＣ１０２は、タブレット型ＰＣ１がドッキングステーション２から抜去されたと判定する（ステップＳ１３）。

その後、ＥＣ１０２は、ＦＥＴスイッチ１３８への電圧の印加を停止してＦＥＴスイッチ１３８をオフにすることで、電源１９１から出力された電力のドッキングステーション２への供給を停止させる（ステップＳ１４）。

さらに、ＥＣ１０２は、ＦＥＴスイッチ１３３への電圧の印加を停止してＦＥＴスイッチ１３３をオフにすることで、ＧＮＤ兼用検出端子１２１とシステムグランド１３４とを切り離す（ステップＳ１５）。

以上に説明したように、本実施例に係る電子システムでは、接続検出用の端子と接地端子との役割を有する１つのＧＮＤ兼用検出端子の電圧の変化に応じて物理的接続を判定し、接続後にはＧＮＤ兼用検出端子をシステムグランドに接続する。これにより、１つの端子で接続検出用の端子と接地端子とを兼ねることができ、端子の数を削減することができ、コネクタサイズを小さく抑えることができる。そして、電源端子同士の接続が完了してから電力供給を開始するので、スパークの発生を抑えることができ、腐食を軽減できる。

特に、防水型の携帯型端末装置では、専用の接続用コネクタとしてバネを使って物理接触を行うポゴピンと呼ばれる接続用コネクタが使用される場合がある。さらに、防水型の携帯型端末装置は、風呂や台所など水回りでの使用が想定される。携帯型端末装置を水濡れ状態のまま機能拡張装置との物理的接続を行った場合、通電などによる端子の腐食がより深刻な被害を及ぼす。そのため、防水型の携帯型端末装置では、電源端子やＧＮＤ端子といった除くことが困難な最低限の端子を残し、他の大部分の信号の通信についてはワイヤレス化することで、ピンの腐食を回避する技術が提案されている。このような防水型の情報処理装置では、接続検出用の端子は存在しない方が腐食の発生を軽減できる。しかし、接続検出用の端子をワイヤレス化することは困難である。そこで、本実施例のように、接地と接続検出とを１つの端子に行わせることで、電力供給で要求される数の端子で確実に物理的接続を検出することができる。これにより、コネクタサイズを小さく抑えることもできる。さらに、確実に物理的接続が完了した後に電力供給を行うことができ、防水型の携帯型端末装置であっても、腐食の発生を軽減することができる。

（変形例）
また、以上の説明では、タブレット型ＰＣ１側で物理的接続を検出する場合で説明したが、ドッキングステーション２からタブレット型ＰＣ１に電力供給を行う場合に、ドッキングステーション２側で物理的接続を検出することもできる。

図７は、双方に接続検出機構が設けられる場合のタブレット型ＰＣ側での接続検出の機能を実現する回路図である。また、図８は、双方に接続検出機構が設けられる場合のドッキングステーション側での接続検出の機能を実現する回路図である。図７及び８では、回路の概略を記載しており説明に用いない細かい部分は省略している。

本変形例に係るタブレット型ＰＣ１及びドッキングステーション２は、いずれでも接続検出を行うことができる。すなわち、タブレット型ＰＣ１及びドッキングステーション２のうち電力供給を行う側が、接続検出を行い電力供給を開始する。

本変形例に係るタブレット型ＰＣ１は、図４に示したＧＮＤ兼用検出端子１２１及び電源端子２２２に加えて、図７に示す接地端子１２４及び図８に示す接地端子１２５を有する。また、本変形例に係るドッキングステーション２は、接地端子２２１に加えて、図７に示す接地端子２２４及び図８に示すＧＮＤ兼用検出端子２２５を有する。

そして、ドッキングステーション２は、タブレット型ＰＣ１における接続検出及び電力供給の開始のための構成と同様の構成を有する。例えば、検出用電源２５１とＧＮＤ兼用検出端子２２５とを結ぶ経路からＥＣ２０９へ繋がる経路は、分岐して抵抗２４２を介してグランド２４３と接続される。他にも、ドッキングステーション２は、図８では省略したが、ＦＥＴスイッチ１３１、１３３及び１３８と同様のスイッチやその他の構成を有する。

接地端子１２４は、負荷１３９及びシステムグランド１４１に接続される。また、接地端子２２４は、負荷２３２及びグランド２４１に接続される。接続時には、接地端子１２４と接地端子２２４とが接続することで、システムグランド１４１とグランド２４１とが一致する。

このように、接地端子１２４及び２２４を備えることで、物理的接続を検出して双方のグランドを一致させる動作を行う前に、物理的接続の際にシステムグランド１４１とグランド２４１とを一致させることができ、少なくとも１つの点でグランドを一致させることができる。

そして、タブレット型ＰＣ１からドッキングステーション２へ電力供給を行う場合、図７に示すＥＣ１０２は、実施例１と同様にＧＮＤ兼用検出端子１２１の電圧を監視し、電圧がグランド２３１の電圧に落ちた場合に、物理的接続が完了したと判定し、電力供給を開始させる。

一方、ドッキングステーション２からタブレット型ＰＣ１へ電力供給を行う場合、図８に示すように検出用電源２５１がＧＮＤ兼用検出端子２２５から電圧の入力を受ける。ＥＣ２０９は、この状態では、グランド２４４の接続は切られており、検出用電源２５１から出力された電圧の分圧を検出する。そして、ＧＮＤ兼用検出端子２２５が接地端子１２５に接続されると、検出用電源２５１の出力経路はシステムグランド１４２に接続される。そのため、ＧＮＤ兼用検出端子２２５の電圧は接地端子１２５が接続するシステムグランド１４２の電圧に落ちる。

ＥＣ２０９は、ＧＮＤ兼用検出端子２２５の電圧が接地端子１２５が接続するシステムグランド１４２の電圧に落ちると、物理的接続が完了したと判定する。そして、ＥＣ２０９は、ドッキングステーション２の電源回路２０５にタブレット型ＰＣ１への電力供給を指示する。さらに、ＥＣ２０９は、検出用電源２５１とＧＮＤ兼用検出端子２２５とを繋ぐ経路にグランド２４４を接続する。これにより、グランド２４４とシステムグランド１４２とが一致し、ＧＮＤ兼用検出端子２２５は、接地端子の役割を果たす。

ここで、本変形例では、ＧＮＤ兼用検出端子１２１及び２２５以外に接地端子１２４及び２２４という１つの接地端子組を設けたが、この数には特に限定はない。ただし、ＧＮＤ兼用検出端子１２１及び２２５以外の接地端子組の数を増やせば確実にグランドを確保することができるが、それに反して接続用コネクタのサイズが大きくなる。そこで、要求されるグランドの確保の程度と接続用コネクタのサイズとに応じて、接地端子組の数を決定することが好ましい。

以上に説明したように、実施例で説明した接続検出及び電力供給開始の機構は、情報処理装置側だけでなく、付属装置に搭載させることができる。これにより、どちらから電力供給が行われる場合であっても、物理的接続の完了後に電力供給を開始することを可能とした上で、接続用コネクタのサイズを小さくすることができる。また、どちらから電力供給が行われる場合であっても、端子の腐食を軽減することができる。

さらに、本実施例では、防水型のタブレット型ＰＣ１を例に説明したが、これ以外の電子機器であっても、同様の機構を搭載することで、接続用コネクタの縮小化及び端子の腐食の軽減を図ることができる。

例えば、図９は、ポゴピンを使った接続用コネクタの接続を表す一例の図である。図９に示す接続用コネクタ１１２及び２０３は、ワイヤレス化されていない。すなわち、この接続用コネクタ１１２及び２０３の端子１２６及び２２６は、電源供給用の端子以外にも信号の送受信を行う端子を含む。状態３３は、接続前の状態であり、状態３４は、接続後の状態である。

状態３３では、端子２２６は、接続用コネクタ２０３から外に向かってバネで押されている。そして、状態３４では、端子２２６は、端子１２６に押されて、接続用コネクタ２０３の中に沈み込み、接続用コネクタ１１２と接続用コネクタ２０３との接続が完了する。

この場合も、例えば、端子１２６の中の接地端子の何れかをＧＮＤ兼用検出端子１２１とし、図４に示す実施例１と同様の構成を備えればＧＮＤ兼用検出端子１２１の電圧の変化により物理的接続を判定でき、物理的接続の完了後に電力供給を開始することができる。

さらに、図９はポゴピンを用いた場合を示したが、これ以外にも通常の固定端子を用いた場合であっても、同様の構成を用いることで、物理的接続の完了後に電力供給を開始することができる。

このように、接地端子を有する接続コネクタであれば、接続コネクタの形状に関わらず実施例１と同様の構成を用いることで、物理的接続の完了後に電力供給を開始することを可能にして腐食を抑えつつ、コネクタサイズを小さくすることができる。

１ タブレット型ＰＣ
２ ドッキングステーション
１０１ ＭＲセンサ
１０２ ＥＣ
１０３ バッテリ
１０４ ＡＣコネクタ
１０５ ＣＰＵ
１０６ 液晶ディスプレイ
１０７ タッチパネル
１０８ チャージャＩＣ
１０９ 電源回路
１１０ ＲＡＭ
１１１ 補助記憶装置
１１２ 接続用コネクタ
１１３ インタフェース無線化ＩＣ
１１４ 磁石
２０１ 外部ディスプレイインタフェース
２０２ 磁石
２０３ 接続用コネクタ
２０４ インタフェース無線化ＩＣ
２０５ 電源回路
２０６ ＬＡＮインタフェース
２０７ ＵＳＢインタフェース
２０８ ＡＣコネクタ
２０９ ＥＣ
２１０ フォトセンサ

Claims (6)

1. 自装置が他の電子機器に物理的接続された状態で、前記他の電子機器へ電力供給を行う電源と、
   自装置が前記他の電子機器に物理的接続された場合、前記他の電子機器が有する第１グランドに接続された接地端子と接続する接続端子と、
   前記接続端子に接続される検出用電源と、
   前記接続端子の電圧を監視し、所定の電圧の変化を検出した場合、前記電源から前記他の電子機器への電力供給を開始させる切替部と
   を備えたことを特徴とする電子機器。
2. 前記切替部は、前記所定の電圧の変化を検出した場合、前記電源から出力された電力を前記他の電子機器が有する負荷へ供給するための経路を接続し、且つ、前記接続端子を自装置が有する第２グランドに接続して前記第１グランドと前記第２グランドをと接続することで、前記電源から前記他の電子機器への電力供給を開始させることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 磁気センサと、
   前記磁気センサから送信された信号で、前記検出用電源と前記接続端子とを接続するスイッチと
   をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子機器。
4. 前記他の電子機器との間における電力供給以外の信号の送受信を無線信号を用いて行う無線通信部をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の電子機器。
5. 第１電子機器及び第２電子機器を有する電子システムであって、
   前記第１電子機器は、
   自装置が前記第２電子機器に物理的接続された状態で、前記第２電子機器へ電力供給を行う電源と、
   自装置が前記第２電子機器に物理的接続された場合、前記第２電子機器が有する第１グランドに接続された接地端子と接続する接続端子と、
   前記接続端子に接続される検出用電源と、
   前記接続端子の電圧を監視し、所定の電圧の変化を検出した場合、前記電源から前記第２電子機器への電力供給を開始させる切替部と
   を備えたことを特徴とする電子システム。
6. 他の電子機器に物理的接続された状態で前記他の電子機器へ電力供給を行う電源と、前記他の電子機器に物理的接続された場合、前記他の電子機器が有する第１グランドに接続された接地端子と接続する接続端子と、前記接続端子に接続される検出用電源とを有する電子機器における電源制御方法であって、
   前記接続端子の電圧を監視し、
   所定の電圧の変化を検出した場合、前記電源から前記他の電子機器への電力供給を開始する
   ことを特徴とする電源制御方法。

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