JP6352674B2 - 拡張機器、機器検出回路および通信システム - Google Patents

Description

本発明は、携帯機器と、当該携帯機器とインタフェースを介して通信可能なクレードル機器とにおいて、互いの有無を検出する技術に関する。

近年、携帯電話やスマートフォン等の通信機能を備えた携帯型の通信機器（以下、「携帯機器」と称する）は、クレードル機器に接続されることにより充電されることが多い。携帯機器と、このクレードル機器とのインタフェースには、一般に、充電用のインタフェースの他に、専用のコネクタが用意され、互いに通信が行われる。例えば、専用のインタフェースにより、携帯機器は、クレードル機器の接続の有無を判別したり（またはクレードル機器が携帯機器の接続の有無を判別したり）、クレードル機器にリセットを掛けたり電源を落としたりすることが可能となる。

一方で、装置サイズの小型化やコスト削減などの要求に応じて、専用のコネクタを用意せず、通信機器に対する充電用のインタフェースを、上記のようなクレードル機器の接続の有無の判別等にも使用するケースが増加している。

例えば、スマートフォンやモバイルルータなどの機器は、自機器の充電に使用するインタフェースとして、マイクロＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）コネクタを備えていることが多い。ＵＳＢに用いられる信号線には、規格によって定められた用途があるので、携帯機器は、マイクロＵＳＢを利用して、接続されるクレードル機器を検出するには、回路構成を工夫する必要がある。

すなわち、携帯機器とクレードル機器とを接続するインタフェースに、ＵＳＢ２．０規格に準拠したマイクロＵＳＢコネクタが用いられる場合、携帯機器とクレードル機器との間でやりとりされる信号の種類は、「ＶＢＵＳ信号」、「ＵＳＢ＿Ｄ＋信号」、「ＵＳＢ＿Ｄ−信号」、「ＵＳＢ＿ＩＤ信号」および「ＧＮＤ信号」である。「ＶＢＵＳ信号」と「ＧＮＤ信号」は電源供給に用いられる信号であるので、携帯機器は、これらの信号を自由に制御できない。また、「ＵＳＢ＿Ｄ＋信号」と「ＵＳＢ＿Ｄ−信号」は、携帯機器とクレードル機器との通信に使用される。したがって、上記のような、クレードル機器の接続の有無の判別に使用可能な信号は、「ＵＳＢ＿ＩＤ信号」のみである。

ここで、近年、「ＵＳＢ Ｏｎ−Ｔｈｅ−Ｇｏ」（以下、「ＵＳＢ＿ＯＴＧ」と表記する）と呼ばれる規格が策定されている。「ＵＳＢ＿ＯＴＧ」規格は、通常はホストとしては機能しないデバイスに簡易的なホスト機能を持たせることにより、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などのホストを介さないＵＳＢデバイス同士の直接接続を可能にする。

携帯機器が「ＵＳＢ＿ＯＴＧ」規格に準拠している場合、クレードル機器はプルダウン抵抗などを用いて「ＵＳＢ＿ＩＤ」の論理を「Ｌｏｗ」に固定し、携帯機器は「ＵＳＢ＿ＩＤ」の論理を監視する。これにより、携帯機器はクレードル機器の接続の有無を判別することができる。

例えば、特許文献１は、利便性の高い充電方法およびその充電方法を実現できる電源制御回路を開示する。当該電源制御回路は、電子機器Ｑがスレーブで通常動作モードの時は、ＵＳＢのＶＢＵＳ、蓄電池または外部電源からの電源を、データ転送制御回路に供給する。電子機器Ｑがスレーブで充電モードの時は、ＶＢＵＳからの電源を蓄電池に供給して充電する。充電モード時に外部電源が使用可能な時は、ＶＢＵＳに代えて外部電源からの電源を蓄電池に供給する。

また、特許文献２は、ＵＳＢコネクタによりモバイルルータに充電する充電器の給電能力の判別を実現するＵＳＢ充電器性能判別システムを開示する。

特開２００３−０６１２５６号公報 特願２０１３−１９１７２３号公報

上述のように、携帯機器が「ＵＳＢ＿ＯＴＧ」規格に準拠する場合、「ＵＳＢ＿ＩＤ」信号を利用することにより、携帯機器は、クレードル機器の接続の有無を判別できる。しかしながら、クレードル機器は、携帯機器の接続の有無を判断できないという課題がある。

特許文献１には、ユーザの手元にホストが無い状況でも、マスター側の電子機器からの電源によりスレーブ側の電子機器の蓄電池を充電できるようにする構成は開示されるが、クレードル機器が携帯機器の接続の有無を判断できるようにする構成は開示されていない。

また、特許文献２には、ＵＳＢコネクタによりモバイルルータに充電する充電器の給電能力の判別を実現する構成は開示されるが、クレードル機器が携帯機器の接続の有無を判断できるようにする構成は開示されていない。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、携帯機器と拡張機器との間に、専用のインタフェースを必要とすることなく、ＵＳＢインタフェースを利用して互いの接続の有無を検出可能な拡張機器等を提供することを主要な目的とする。

本発明の第１の拡張機器は、通信機器を接続可能なＵＳＢインタフェースと、供給される電圧が示す電圧レベルを監視すると共に、前記ＵＳＢインタフェースを介して供給される所定の信号に起因した前記電圧レベルの変化に基づいて、前記ＵＳＢインタフェースに前記通信機器が接続されたか否かを検出する検出手段とを備える。

本発明の第１の機器検出回路は、ＵＳＢインタフェースを介して通信機器と接続可能な拡張機器において、供給される電圧が示す電圧レベルを監視すると共に、前記ＵＳＢインタフェースを介して供給される所定の信号に起因した前記電圧レベルの変化に基づいて、前記ＵＳＢインタフェースに前記通信機器が接続されたか否かを検出する第１の検出手段を備え、前記通信機器において、供給される電圧が示す電圧レベルが、前記所定の信号に起因して変化したことに基づいて、自機器が前記ＵＳＢインタフェースを介して前記拡張機器に接続されたか否かを検出する第２の検出手段を備える。

本発明の第１の通信システムは、通信機器と、当該通信機器とＵＳＢインタフェースを介して接続可能な拡張機器とを備えた通信システムであって、前記拡張機器は、供給される電圧が示す電圧レベルを監視すると共に、前記ＵＳＢインタフェースを介して供給される所定の信号に起因した前記電圧レベルの変化に基づいて、前記ＵＳＢインタフェースに前記通信機器が接続されたか否かを検出する第１の検出手段を備え、前記通信機器は、供給される電圧が示す電圧レベルが、前記所定の信号に起因して変化したことに基づいて、自機器が前記ＵＳＢインタフェースを介して前記拡張機器に接続されたか否かを検出する第２の検出手段を備える。

本願発明によれば、携帯機器と拡張機器との間に、専用のインタフェースを必要とすることなく、ＵＳＢインタフェースを利用して互いの接続の有無を検出可能となるという効果が得られる。

本発明の第１の実施形態に係る携帯機器とクレードル機器の各構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るクレードル機器検出回路および携帯機器検出回路を示す回路図である。 本発明の第１の実施形態に係るクレードル機器に携帯機器が接続された際の、クレードル機器および携帯機器の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る携帯機器とクレードル機器の構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るクレードル機器検出回路および携帯機器検出回路を示す詳細な回路図である。 本発明の第３の実施形態に係る携帯機器とクレードル機器の構成を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係るクレードル機器検出回路および携帯機器検出回路を示す詳細な回路図である。 本発明の第４の実施形態に係る拡張機器の構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

第１の実施形態
図１は、本発明の第１の実施形態に係る携帯機器１００とクレードル機器２００の構成を示す図である。図１に示すように、携帯機器１００は、マイクロＵＳＢコネクタ１１０、制御部１２０およびクレードル機器検出回路（第２の検出手段）１３０を備える。クレードル機器２００は、マイクロＵＳＢコネクタ２１０、制御部（制御手段）２２０、携帯機器検出回路（検出手段、第１の検出手段）２３０および給電用コネクタ２４０を備える。携帯機器１００は、携帯電話やスマートフォン等を含む通信機能を備えた携帯型の通信機器である。クレードル機器２００は、携帯機器１００に対する給電等が可能な拡張機器である。

携帯機器１００とクレードル機器２００は、マイクロＵＳＢコネクタ１１０とマイクロＵＳＢコネクタ２１０を介して、互いに接続される。マイクロＵＳＢコネクタ１１０とマイクロＵＳＢコネクタ２１０は、互いに以下の信号、すなわち、ＶＢＵＳ信号１１、ＵＳＢ＿Ｄ−信号１２、ＵＳＢ＿Ｄ＋信号１３、ＵＳＢ＿ＩＤ信号１４をやり取りする。

上記各信号について説明する。

ＶＢＵＳ信号１１は、電源供給に利用される信号である。すなわち、ＶＢＵＳ信号１１は、クレードル機器２００が有する給電用コネクタ２４０にＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）アダプタ等の外部給電機器が接続される場合、クレードル機器２００が備える制御部２２０を介して携帯機器１００に給電される。

ＵＳＢ＿Ｄ−信号１２およびＵＳＢ＿Ｄ＋信号１３は、制御部１２０と制御部２２０間の通信用の信号である。携帯機器１００とクレードル機器２００が接続された際に、マイクロＵＳＢコネクタ１１０、２１０は、これら信号１２、信号１３によってＵＳＢ通信を行う。

ＵＳＢ＿ＩＤ信号１４は、クレードル機器検出回路１３０および携帯機器検出回路２３０を接続する信号である。

次に、携帯機器１００が備える制御部１２０について説明する。

制御部１２０は、ＵＳＢ＿ＯＴＧ規格に基づいて、携帯機器１００全体の動作を司ると共に、クレードル機器検出回路１３０から供給される信号１５を監視する。制御部１２０は、記憶回路またはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等により、クレードル機器２００が接続されている場合はＵＳＢホストとして動作し、クレードル機器２００が接続されていない場合はＵＳＢデバイスとして動作する。

制御部１２０は、また、クレードル機器検出回路１３０が動作するように、信号１６により電源を供給する。

なお、制御部１２０は図示しない電池および電源回路を内包しているので、携帯機器１００は、クレードル機器２００からＶＢＵＳ信号１１が供給されない際にも動作可能である。制御部１２０は、クレードル機器２００からＶＢＵＳ１１が供給されている場合、内包する電池に充電を行う。

次に、クレードル機器２００が備える制御部２２０について説明する。

制御部２２０は、記憶回路等を備え、携帯機器１１０からの設定を受け付けると共に、記憶する。また、制御部２２０は、携帯機器検出回路２３０から供給される信号１７を監視する。携帯機器１００が接続されている場合、制御部２２０は、ＵＳＢ２．０規格により定義されたＵＳＢデバイスとして動作する。携帯機器１００が接続されていない場合、制御部２２０は、信号１７によりリセットされる（詳細は後述する）。

制御部２２０は、また、携帯機器検出回路２３０が動作するように、信号１８により電源を供給する。

なお、制御部２２０は図示しない電源回路部を内包している。制御部２２０は、外部給電機器が給電用コネクタ２４０に接続されず、ＶＢＵＳ信号１１がクレードル機器２００に供給されない場合、動作しない。また、制御部２２０は、ＵＳＢデバイスとして動作するため、ＵＳＢホストから制御されない限り、自身に対して自発的にリセットすることはできない。

給電用コネクタ２４０は、ＡＣアダプタ等の外部給電機器を接続するインタフェースであり、外部給電機器から供給されたＶＢＵＳ信号１１を制御部２２０に供給する。ＶＢＵＳ信号１１の電圧は、ＵＳＢ２．０規格に基づいて、４．７５Ｖから５．２５Ｖであると定められる。そこで、本実施形態では、給電電圧が５Ｖであり、クレードル機器２００が動作するのに十分な電流を供給可能な外部給電機器が給電用コネクタ２４０に接続可能であると仮定する。

次に、クレードル機器検出回路１３０と携帯機器検出回路２３０について、概略を説明する。

クレードル機器検出回路１３０は、ＵＳＢ＿ＩＤ信号１４が示す論理状態を監視することにより、携帯機器１００にクレードル機器２００が接続されるか否かを判別する。クレードル機器検出回路１３０は、クレードル機器２００が接続される場合、信号１５が示す論理状態を変化させると共に、変化させた信号１５を制御部１２０に供給する。

具体的には、クレードル機器検出回路１３０は、制御部１２０に対して、クレードル機器２００が接続される状態では、「Ｌｏｗ」を示す信号１５を供給し、クレードル機器２００が接続されない状態では、「Ｈｉｇｈ」を示す信号１５を供給する。

ただし、給電用コネクタ２４０に外部給電機器が接続されない場合、ＶＢＵＳ信号１１はクレードル機器２００に供給されないので、制御部２２０は動作しない。このとき、クレードル機器検出回路１３０は、クレードル機器２００が接続される状態でも、信号１５として「Ｈｉｇｈ」を出力する。これにより、携帯機器１００は、クレードル機器２００が接続されていないと判断する。

同様に、携帯機器検出回路２３０は、ＵＳＢ＿ＩＤ信号１４が示す論理状態を監視することにより、携帯機器１００の接続の有無を判別する。携帯機器検出回路２３０は、クレードル機器２００に携帯機器１００が接続される場合、信号１７が示す論理状態を変化させると共に、変化させた信号１７を制御部２２０に供給する。

具体的には、携帯機器検出回路２３０は、制御部２２０に対して、携帯機器１００が接続される状態では、「Ｈｉｇｈ」を示す信号１７を供給し、携帯機器１００が接続されない状態では、「Ｌｏｗ」を示す信号１７を供給する。信号１７は、制御部２２０をリセットするための信号である。制御部２２０は、供給される信号１７の論理が「Ｈｉｇｈ」であるときはリセットが解除され、「Ｌｏｗ」であるときはリセットされる。

制御部２２０と同様に、携帯機器検出回路２３０は、ＶＢＵＳ信号１１がクレードル機器２００に供給されない場合は動作しない。

図２は、クレードル機器検出回路１３０および携帯機器検出回路２３０を示す詳細な回路図である。図２を参照して、クレードル機器検出回路１３０と携帯機器検出回路２３０の動作を具体的に説明する。

図２に示すように、クレードル機器検出回路１３０は、インバータ１３１およびプルダウン抵抗１３２を備える。携帯機器検出回路２３０は、電圧監視ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）２３１、プルアップ抵抗２３２を備える。なお、図２では、図１に示したマイクロＵＳＢコネクタ１１０、マイクロＵＳＢコネクタ２１０の図示を省略している。

インバータ１３１は、ＵＳＢ＿ＩＤ信号１４が示す論理状態を監視すると共に、その論理状態を反転させた信号１５を、制御部１２０に供給する。具体的には、インバータ１３１は、論理「Ｌｏｗ」または「Ｈｉｇｈ」を信号１５を介して制御部１２０に供給する。インバータ１３１は、また、制御部１２０から信号１６を介して供給される電源により動作する。

プルダウン抵抗１３２は、インバータ１３１における、携帯機器検出回路２３０からの信号の入力側に配置される。

クレードル機器２００が携帯機器１００に接続されない場合、ＵＳＢ＿ＩＤ信号１４が示す論理状態は、インバータ１３１により「Ｌｏｗ」に固定される。したがって、インバータ１３１は、ＵＳＢ＿ＩＤ信号１４が示す論理状態を反転させた「Ｈｉｇｈ」を信号１５を介して出力する。

一方、携帯機器検出回路２３０が備える電圧監視ＩＣ２３１は、ＵＳＢ＿ＩＤ信号１４が示す電圧レベルを監視すると共に、その電圧レベルに応じた信号１７を制御部２２０に供給する。具体的には、ＵＳＢ＿ＩＤ信号１４が示す電圧レベルが閾値未満の場合、電圧監視ＩＣ２３１は、論理「Ｈｉｇｈ」を示す信号１７を制御部２２０に供給し、ＵＳＢ＿ＩＤ信号１４が示す電圧レベルが閾値以上の場合、論理「Ｌｏｗ」を示す信号１７を制御部２２０に供給する。

携帯機器検出回路２３０が備えるプルアップ抵抗２３２は、制御部２２０から電源が供給される信号１８と、ＵＳＢ＿ＩＤ信号１４の間に接続され、電源監視ＩＣ２３１における、クレードル機器検出回路１３０からの信号の入力側に配置される。

クレードル機器２００に携帯機器１００が接続されていない場合、携帯機器検出回路２３０において、ＵＳＢ＿ＩＤ信号１４が示す電圧レベルは、電源を供給する信号１８と同電位である。したがって、電圧監視ＩＣ２３１は、ＵＳＢ＿ＩＤ信号１４が示す電圧レベルは閾値以上であると判断すると共に、論理「Ｌｏｗ」を示す信号１７を制御部２２０に供給する。このとき、クレードル機器検出回路１３０において、インバータ１３１は、プルダウン抵抗１３２によりＵＳＢ＿ＩＤ信号１４が示す電圧レベルとして「Ｌｏｗ」を検出すると共に、その論理を反転させた論理「Ｈｉｇｈ」を示す信号１５を出力する。

一方、クレードル機器２００に携帯機器１００が接続されている場合、携帯機器検出回路２３０において、ＵＳＢ＿ＩＤ信号１４が示す電圧レベルは、プルダウン抵抗１３２とプルアップ抵抗２３２により、信号１８を介して供給される電源電圧から分圧される。このとき、電圧監視ＩＣ２３１は、ＵＳＢ＿ＩＤ信号１４が示す電圧レベルが閾値未満に垂下したことを検出すると共に、論理「Ｈｉｇｈ」を示す信号１７を出力する。

このとき、クレードル機器検出回路１３０において、インバータ１３１は、ＵＳＢ＿ＩＤ信号１４が示す電圧レベルは「Ｈｉｇｈ」であることを検出すると共に、その論理を反転させて論理「Ｌｏｗ」を信号１５を介して出力する。

ここで、給電用コネクタ２４０に外部給電機器が接続されていない場合、電源は制御部２２０を介して携帯機器検出回路２３０に供給されない。したがって、プルアップ抵抗２３２には電圧が印可されないので、ＵＳＢ＿ＩＤ信号１４が示す電圧レベルは「Ｌｏｗ」のままである。

図３は、クレードル機器２００に携帯機器１００が接続された際の、クレードル機器２００および携帯機器１００の動作を示すフローチャートである。図２および図３を参照して、その動作の詳細について説明する。

クレードル機器２００に携帯機器１００が接続される（ステップＳＴ３０１）。このとき携帯機器１００は起動していると仮定する。

制御部１２０は、クレードル機器検出回路１３０を介してＵＳＢ＿ＩＤ信号１４の電圧レベルが変化するか否かを監視する（ステップＳＴ３０２）。

ここで、クレードル機器２００が備える給電用コネクタ２４０に、外部給電機器が接続されていない場合、ステップＳＴ３０２においてＮｏとなる。すなわち、信号１８を介して携帯機器検出回路２３０に電源は供給されないので、ＵＳＢ＿ＩＤ信号１４が示す電圧レベルは携帯機器１００の起動時から変化しない（ステップＳＴ３０３）。したがって、携帯機器１００（制御部１２０）は、クレードル機器２００が接続されたことを認識しない（ステップＳＴ３０４）。この場合、携帯機器１００は、処理をステップＳＴ３０２に戻す。

一方、給電用コネクタ２４０に外部給電機器が接続される場合、ステップＳＴ３０２においてＹｅｓとなる。すなわち、プルダウン抵抗１３２およびプルアップ抵抗２３２により、ＵＳＢ＿ＩＤ信号１４が示す電圧レベルが変化する（ステップＳＴ３０５）。ここで、図３に示す以降の処理において、携帯機器１００の動作は、ステップＳＴ３０６乃至ステップＳＴ３０９に示し、クレードル機器２００の動作は、ステップＳＴ３１０乃至ステップＳＴ３１３に示す。なお、ステップＳＴ３０６乃至ステップＳＴ３０９に示す動作と、ステップＳＴ３１０乃至ステップＳＴ３１３に示す動作は、並行して実施される。

給電用コネクタ２４０に外部給電機器が接続される場合、クレードル機器検出回路１３０において、インバータ１３１に供給されるＵＳＢ＿ＩＤ信号１４が示す電圧レベルは、「Ｌｏｗ」から「Ｈｉｇｈ」に変化する（ステップＳＴ３０６）。インバータ１３１は、当該変化に応じて、論理を「Ｈｉｇｈ」から「Ｌｏｗ」に変化させて信号１５を介して制御部１２０に出力する（ステップＳＴ３０７）。

制御部１２０は、上記のように信号１５が「Ｈｉｇｈ」から「Ｌｏｗ」に変化したことを検出するのに応じて、携帯機器１００がクレードル機器２００に接続されたことを検出する（ステップＳＴ３０８）。上記動作により、携帯機器１００とクレードル機器２００との間のＵＳＢ通信が確立し、携帯機器１００は、ＵＳＢホストとして動作すると共に、クレードル機器２００に対して設定等を行う（ステップＳＴ３０９）。

一方、クレードル機器２００が備える携帯機器検出回路２３０において、ＵＳＢ＿ＩＤ信号１４が示す電圧レベルは、プルダウン抵抗１３２とプルアップ抵抗２３２により分圧されることにより、電圧監視ＩＣ２３１に入力されるＵＳＢ＿ＩＤ信号１４が示す電圧レベルは、垂下する（ステップＳＴ３１０）。

これに応じて、電圧監視ＩＣ２３１は、論理を「Ｌｏｗ」から「Ｈｉｇｈ」に変化させて信号１７を介して制御部２２０に供給する（ステップＳＴ３１１）。電圧監視ＩＣ２３１は、論理「Ｌｏｗ」を示す信号１７により制御部２２０をリセットしているが、信号１７の論理が「Ｌｏｗ」から「Ｈｉｇｈ」に変化したことにより、制御部２２０のリセットが解除され、クレードル機器２００は、正常動作を実施する（ステップＳＴ３１２）。

以上の動作により、クレードル機器２００に対して、ＵＳＢホストである携帯機器１００から、ＵＳＢ通信を介して設定が行われると共に、クレードル機器２００は、ＵＳＢデバイスとして動作する（ステップＳＴ３１３）。

以上のように、本第１の実施形態によれば、ＵＳＢ２．０規格に準拠したマイクロＵＳＢインタフェースを介して、携帯機器１００がクレードル機器２００に接続されると、携帯機器１００が備えるクレードル機器検出回路１３０は、供給されるＵＳＢ＿ＩＤ信号１４が「Ｌｏｗ」から「Ｈｉｇｈ」に反転されることを検出する。これにより、携帯機器１００は、クレードル機器２００が接続されたことを検出する。

また、このとき、クレードル機器２００が備える携帯機器検出回路２３０は、供給されるＵＳＢ＿ＩＤ信号１４が、閾値以上の電圧レベルから閾値未満の電圧レベルに垂下したことを検出する。これにより、携帯機器検出回路２３０は、制御部２２０のリセットを解除するので、クレードル機器２００は、正常に動作する。

上記構成を採用することにより、本第１の実施形態によれば、携帯機器１００とクレードル機器２００とのインタフェースとして用いたマイクロＵＳＢコネクタに用意されるＵＳＢ＿ＩＤ信号１４を利用することにより、専用のインタフェースを用いることなく、互いの接続の有無を判別することが可能であるという効果が得られる。また、本第１の実施形態によれば、専用のインタフェースが不要であるので、コストを削減できると共に、機器サイズを削減できるという効果が得られる。

また、本第１の実施形態によれば、クレードル機器２００に携帯機器１００が接続されていない場合、携帯機器検出回路２３０が制御部２２０にリセット信号を供給する。これにより、クレードル機器２００への電源供給を停止する等の作業を要することなく、クレードル機器２００をリセットすることができるという効果が得られる。ここで、クレードル機器はＵＳＢ通信によって携帯機器の接続の有無を検出可能であるが、この場合、携帯機器からクレードル機器にＵＳＢ通信により行った設定が、携帯機器がクレードル機器から外されるとクレードル機器に設定が残ったままとなる。この場合、再び携帯機器がクレードル機器に接続された場合、両者間に状態の不一致が発生すると共に、クレードル機器が正常に動作しない虞がある。これに対して、本第１の実施形態によれば、上記のようにクレードル機器２００をリセットすることができるので、クレードル機器の不正な動作を防ぐことができるという効果が得られる。

また、クレードル機器２００は、リセットを解除された状態では電力を消費する。これに対して、本第１の実施形態では、携帯機器１００が接続されない際にはクレードル機器２００をリセットすることにより、クレードル機器２００による消費電力を削減できるという効果が得られる。

さらに、本第１の実施形態によれば、クレードル機器検出回路１３０または携帯機器検出回路２３０を、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などにより構成しているので、携帯機器１００およびクレードル機器２００は、大規模な回路や特殊なＩＣを要することなく、互いの接続の有無を判別できるという効果が得られる。

第２の実施形態
次に、上述した第１の実施形態を基礎とする第２の実施形態について説明する。以下の説明では、第１の実施形態と同様の構成については同じ参照番号を付与することにより、重複する説明は省略する。

図４は、本発明の第２の実施形態に係る携帯機器１００とクレードル機器４００の構成を示す図である。図４に示すように、携帯機器１００は、第１の実施形態における携帯機器１００と同様の構成である。一方、クレードル機器４００は、第１の実施形態におけるクレードル機器２００が備える給電用コネクタ２４０が給電用マイクロＵＳＢコネクタ４１０（第２のＵＳＢインタフェース）に置き換えられ、携帯機器検出回路２３０が携帯機器検出回路４２０に置き換えられた構成を有する。また、クレードル機器４００には、ＶＢＵＳ信号１１のみでなく、ＵＳＢコネクタに用意された信号である信号１９、信号２０が供給される。

図５は、図４に示したクレードル機器検出回路１３０および携帯機器検出回路４２０を示す詳細な回路図である。図５を参照して、クレードル機器検出回路１３０と携帯機器検出回路４２０の動作を具体的に説明する。

第１の実施形態と同様に、クレードル機器検出回路１３０は、インバータ１３１およびプルダウン抵抗１３２を備える。携帯機器検出回路４２０は、電圧監視ＩＣ２３１、プルアップ抵抗２３２、給電機器検出ＩＣ４２１、ＦＥＴ４２２を備える。なお、図５では、図４に示したマイクロＵＳＢコネクタ１１０、マイクロＵＳＢコネクタ２１０の図示を省略している。

ＶＢＵＳ１１、信号１９、信号２０は、給電機器検出ＩＣ４２１に供給される。給電機器検出ＩＣ４２１は、ＵＳＢ−ＩＦ（ＵＳＢ−Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｒｓ Ｆｏｒｕｍ）により制定された充電に関する規格である「ＵＳＢ Ｂａｔｔｅｒｙ Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ」に従い、信号１９、信号２０が示す論理状態、およびＶＢＵＳ１１が示す電圧レベルを監視すると共に、信号２１を介して出力する論理を決定する。

信号２１は、ＦＥＴ４２２に供給されることにより、ＦＥＴ４２２に対してＯＮ、ＯＦＦを制御する。ここで、給電用マイクロＵＳＢコネクタ４１０に接続された外部給電機器が、ＰＣ等の機器である場合、給電機器検出ＩＣ４２１は、信号２１によりＦＥＴ４２２をＯＦＦする。これにより、ＶＢＵＳ１１は制御部２２０に供給されないので、クレードル機器２００は動作しない。

一方、給電用マイクロＵＳＢコネクタ４１０に接続された機器が、ＡＣアダプタ等の機器である場合、給電機器検出ＩＣ４２１は、信号２１によりＦＥＴ４２２をＯＮする。これにより、ＶＢＵＳ１１は、制御部２２０に供給されるので、クレードル機器２００は動作する。

上記第１の実施形態では、クレードル機器２００に接続される外部給電機器は、クレードル機器２００が動作可能な電流を供給可能な機器であると仮定した。これに対して、本第２の実施形態では、クレードル機器４００は、外部給電機器を接続するインタフェースとしてマイクロＵＳＢコネクタを備えるので、クレードル機器４００に接続可能な外部給電機器は、ＡＣアダプタのみではなく、ＰＣなどのＵＳＢポートを有する機器であってもよい。

通常、ＰＣが備えるＵＳＢポートが供給可能な電流値は５００ｍＡに制限されており、それ以上の電流を供給しようとすると、ＵＳＢポートが破壊する虞がある。したがって、クレードル機器２００が動作するために必要な電流値と、携帯機器１００に供給される電流値の合計が５００ｍＡ以上の場合、ＵＳＢポートの破壊を防ぐため、ＰＣなどのＵＳＢポートを有する機器からの給電によりクレードル機器４００が動作することを防ぐよう制御する必要がある。

そこで、本第２の実施形態では、携帯機器検出回路４２０が備える給電機器検出ＩＣ４２１は、クレードル機器４００に接続された外部給電機器が、ＰＣなどの供給電流が制限された機器か、ＡＣアダプタかどうかが判別する。そして、判別の結果に基づいて、給電機器検出ＩＣ４２１は、ＦＥＴ４２２のＯＮまたはＯＦＦを制御することにより、ＶＢＵＳ１１をＯＮまたはＯＦＦする。すなわち、給電機器検出ＩＣ４２１は、ＰＣなどの供給電流が制限された機器からの給電の場合、ＦＥＴ４２２をＯＦＦ、すなわちＶＢＵＳ１１をＯＦＦすることにより、制御部２２０は動作しないように制御する。これにより、クレードル機器４００は動作せず、さらに、携帯機器１００にもＶＢＵＳ１１は供給されない。

このように、本第２の実施形態によれば、クレードル機器４００が動作するために必要な電流値と、携帯機器１００に供給される電流値の合計が５００ｍＡ以上の場合に、携帯機器１００とクレードル機器４００を動作しないように制御する。これにより、外部給電機器として、ＰＣなどの供給電流が制限された機器をクレードル機器４００に接続したとしても、当該ＰＣが備えるＵＳＢポートが破壊されることを防ぐことができる。

以上のように、本第２の実施形態によれば、クレードル機器４００は、外部給電機器を接続する給電用マイクロＵＳＢコネクタ４１０を備え、携帯機器検出回路４２０は、信号１９、信号２０およびＶＢＵＳ１１が示す電圧レベルに基づいて、ＶＢＵＳ１１をＯＦＦすることにより、クレードル機器４００が動作しないように制御する。これにより、外部給電機器として、ＰＣなどの供給電流が制限された機器を、ＵＳＢポートを破壊することなくクレードル機器４００に接続することができるという効果が得られる。

第３の実施形態
次に、上述した第１の実施形態を基礎とする第３の実施形態について説明する。以下の説明では、第１の実施形態と同様の構成については同じ参照番号を付与することにより、重複する説明は省略する。

図６は、本発明の第３の実施形態に係る携帯機器５００とクレードル機器２００の構成を示す図である。図６に示すように、クレードル機器２００は、第１の実施形態におけるクレードル機器２００と同様の構成であるが、携帯機器５００は、第１の実施形態における携帯機器１００が備えるクレードル機器検出回路１３０がクレードル機器検出回路５１０に置き換えられると共に、制御部１２０から供給される信号２１が追加される。

図７は、図６に示したクレードル機器検出回路５１０および携帯機器検出回路２３０を示す詳細な回路図である。図７を参照して、クレードル機器検出回路５１０の動作を具体的に説明する。

図７に示すように、クレードル機器検出回路５１０は、インバータ１３１、プルダウン抵抗１３２およびＦＥＴ（停止手段）５１１を備える。携帯機器検出回路２３０は、第１の実施形態と同様に、電圧監視ＩＣ２３１およびプルアップ抵抗２３２を備える。なお、図７では、図６に示したマイクロＵＳＢコネクタ１１０、マイクロＵＳＢコネクタ２１０の図示を省略している。

本第３の実施形態では、制御部１２０は、クレードル機器検出回路５１０が備えるＦＥＴ５１１に対する信号２１を制御することにより、ＦＥＴ５１１のＯＮ、ＯＦＦを切り替えることができる。

ＦＥＴ５１１がＯＦＦされた場合、ＵＳＢ＿ＩＤ信号１４はインバータ１３１に入力されない。この場合、インバータ１３１に入力される論理は、プルダウン抵抗１３２によって「Ｌｏｗ」となる。このとき、インバータ１３１は、入力される論理を反転させた論理「Ｈｉｇｈ」を示す信号１５を、制御部１２０に供給する。

このとき、携帯機器検出回路２３０において電圧監視ＩＣ２３１に入力される論理は、プルアップ抵抗２３２によって「Ｈｉｇｈ」となる。電圧監視ＩＣ２３１は、入力される電圧レベルが閾値以上であるため、論理「Ｌｏｗ」を示す信号１７を出力する。

上述した第１の実施形態では、携帯機器１００とクレードル機器２００とが接続されている場合、クレードル機器２００は、常にリセットが解除された状態である。このため、クレードル機器２００をリセットするには、ユーザ等により携帯機器１００とクレードル機器２００との接続を解除するか、あるいは、クレードル機器２００に接続されている外部給電機器を外す必要がある。

すなわち、例えばクレードル機器２００における制御部２２０が意図しない動作をする等により、制御部１２０からＵＳＢ通信による設定ができなくなった場合、上記の動作をすることにより、クレードル機器２００をリセットすることにより復旧させる必要がある。

これに対して、本第３の実施形態では、携帯機器５００における制御部１２０は、クレードル機器検出回路５１０に対する信号２１によりＦＥＴ５１１を制御することができる。制御部１２０は、信号２１によりＦＥＴ５１１をＯＦＦすることにより、携帯機器１００とクレードル機器２００の間で送受されるＵＳＢ＿ＩＤ信号１４を切り離すことができる。これにより、制御部１２０は、信号２１によってクレードル機器２００をリセットすることができる。

以上のように、本第３の実施形態によれば、クレードル機器検出回路５１０は、制御部１２０から受ける信号２１によりＯＮ、ＯＦＦを制御されるＦＥＴ５１１を備え、制御部１２０は、信号２１によりＦＥＴ５１１をＯＦＦすることにより携帯機器５１０とクレードル機器２００とを切り離すことができる。この構成を採用することにより、本第３の実施形態によれば、クレードル機器２００から携帯機器５００や外部給電機器を外す動作を要することなく、携帯機器５００からクレードル機器２００をリセットすることが可能となる効果が得られる。

第４の実施形態
図８は、本第４の実施形態に係る拡張機器６００の構成を示す図である。図８に示すように、拡張機器６００は、ＵＳＢインタフェース６１０、検出手段６２０を備える。

ＵＳＢインタフェース６１０は、通信機器を接続可能である。検出手段６２０は、供給される電圧が示す電圧レベルを監視すると共に、ＵＳＢインタフェース６１０を介して供給される所定の信号に起因した上記電圧レベルの変化に基づいて、ＵＳＢインタフェース６１０に通信機器が接続されたか否かを検出する。

ここで、ＵＳＢインタフェース６１０は、上記第１の実施形態におけるマイクロＵＳＢコネクタ２１０に相当し、検出手段６２０は、同じく携帯機器検出回路２３０に相当する。また、所定の信号は、同じくＵＳＢ＿ＩＤ１４信号に相当する。

上記構成を採用することにより、本第４の実施形態によれば、検出手段６２０に供給される電圧が示す電圧レベルの変化に応じて、ＵＳＢインタフェース６１０に通信機器が接続されたか否かを検出する。これにより、本第４の実施形態によれば、携帯機器と拡張機器との間に、専用のインタフェースを必要とすることなく、ＵＳＢインタフェースを利用して互いの接続の有無を検出可能となる効果が得られる。

本発明は、例えば、携帯機器と、当該携帯機器とＵＳＢコネクタを介して接続されるクレードル機器において適用できる。また、ＵＳＢコネクタ以外にも、特定のインタフェース用コネクタのみにより接続される携帯機器とクレードル機器にも適用できる。

１００、５００ 携帯機器
２００、４００ クレードル機器
１１０、２１０ マイクロＵＳＢコネクタ
１２０、２２０ 制御部
１３０、５１０ クレードル機器検出回路
１３１ インバータ
２３１ 電圧監視ＩＣ
２３０、４２０ 携帯機器検出回路
２４０ 給電用コネクタ
４１０ 給電用マイクロＵＳＢコネクタ
４２１ 給電機器検出ＩＣ
４２２、５１１ ＦＥＴ
６００ 拡張機器
６１０ ＵＳＢインタフェース
６２０ 検出手段

Claims (7)

1. 通信機器を接続可能なＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）インタフェースと、
   供給される電圧が示す電圧レベルを監視すると共に、前記ＵＳＢインタフェースを介して供給される所定の信号に起因した前記電圧レベルの変化に基づいて、前記ＵＳＢインタフェースに前記通信機器が接続されたか否かを検出する検出手段と、
   前記ＵＳＢインタフェースを介して前記通信機器からの設定を受け付ける制御手段とを備え、
   前記検出手段は、前記供給される電圧が示す電圧レベルの監視の結果、前記電圧レベルが閾値以上である場合、前記ＵＳＢインタフェースに前記通信機器が接続されないことを検出すると共に、前記制御手段をリセットする
   拡張機器。
2. 前記検出手段は、前記供給される電圧が示す電圧レベルの監視の結果、前記所定の信号に起因して前記電圧レベルが前記閾値未満となった場合、前記リセットを解除する
   請求項１記載の拡張機器。
3. 給電機器を接続可能な第２のＵＳＢインタフェースをさらに備え、
   前記検出手段は、前記第２のＵＳＢインタフェースを介して、接続された前記給電機器が、供給可能な電流が制限される機器であるか否かを検出し、供給可能な電流が制限される機器である場合は、前記制御手段への給電を停止する
   請求項１または２記載の拡張機器。
4. ＵＳＢインタフェースを介して通信機器と接続可能な拡張機器において、供給される電圧が示す電圧レベルを監視すると共に、前記ＵＳＢインタフェースを介して供給される所定の信号に起因した前記電圧レベルの変化に基づいて、前記ＵＳＢインタフェースに前記通信機器が接続されたか否かを検出する第１の検出手段を備え、
   前記通信機器において、供給される電圧が示す電圧レベルが、前記所定の信号に起因して変化したことに基づいて、自機器が前記ＵＳＢインタフェースを介して前記拡張機器に接続されたか否かを検出する第２の検出手段を備え、
   前記第１の検出手段は、前記供給される電圧が示す電圧レベルの監視の結果、前記電圧レベルが閾値以上である場合、前記ＵＳＢインタフェースに前記通信機器が接続されないことを検出すると共に、前記ＵＳＢインタフェースを介して前記通信機器からの設定を受け付ける制御手段をリセットする
   機器検出回路。
5. 前記第１の検出手段は、前記供給される電圧が示す電圧レベルの監視の結果、前記所定の信号に起因して前記電圧レベルが前記閾値未満となった場合、前記リセットを解除する
   請求項４記載の機器検出回路。
6. 前記第２の検出手段は、前記ＵＳＢインタフェースを介した前記所定の信号が供給されることを停止する停止手段をさらに備えた
   請求項４または５のいずれか１項記載の機器検出回路。
7. 通信機器と、当該通信機器とＵＳＢインタフェースを介して接続可能な拡張機器とを備えた通信システムであって、
   前記拡張機器は、
   供給される電圧が示す電圧レベルを監視すると共に、前記ＵＳＢインタフェースを介して供給される所定の信号に起因した前記電圧レベルの変化に基づいて、前記ＵＳＢインタフェースに前記通信機器が接続されたか否かを検出する第１の検出手段を備え、
   前記通信機器は、
   供給される電圧が示す電圧レベルが、前記所定の信号に起因して変化したことに基づいて、自機器が前記ＵＳＢインタフェースを介して前記拡張機器に接続されたか否かを検出する第２の検出手段を備え、
   前記拡張機器は、前記ＵＳＢインタフェースを介して前記通信機器からの設定を受け付ける制御手段をさらに備え、
   前記第１の検出手段は、前記供給される電圧が示す電圧レベルの監視の結果、前記電圧レベルが閾値以上である場合、前記ＵＳＢインタフェースに前記通信機器が接続されないことを検出すると共に、前記制御手段をリセットする
   通信システム。

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