(57)【要約】  自装置が非対応の通信規格に対応する機器の接続を検知可能にする。  電子機器（１）は、通信コネクタ（１０）、判定部（２１）および設定制御部（２２）を有する。通信コネクタ（１０）は、電源端子（１１）および複数の信号端子（１２ａ，１２ｂ，・・・）を備える。判定部（２１）は、複数の信号端子（１２ａ，１２ｂ，・・・）のうち、第１の通信規格で規定され、第２の通信規格では規定されていない所定の信号端子（１２ｂ）の電位に基づいて、通信コネクタ（１０）を介して接続された機器が第２の通信規格に従って通信可能な機器かを判定する。設定制御部（２２）は、判定部（２１）による判定結果に応じて、電源端子（１１）から入力される電源信号に関する設定を切り替える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源端子と複数の信号端子とを備える通信コネクタと、
前記複数の信号端子のうち、第１の通信規格で規定され、第２の通信規格では規定されていない所定の端子の電位に基づいて、前記通信コネクタを介して接続された機器が前記第２の通信規格に従って通信可能な機器かを判定する判定部と、
前記判定部による判定結果に応じて、前記電源端子から入力される電源信号に関する設定を切り替える設定制御部と、
を有することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記通信コネクタには、接続された他の機器が備える端子のうち前記第２の通信規格に従ってデータを受信するための受信端子と、前記所定の端子とが結線された通信ケーブルが接続されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の電子機器。
【請求項３】
前記判定部は、
前記電源端子から前記電源信号が入力されたことを検知したとき、前記所定の端子の電圧に基づいて、接続された機器が前記第２の通信規格に従って通信可能な機器かを判定し、
前記電源端子に伝送される接続検知信号に基づいて他の機器が接続されたことを検知した場合には、前記所定の端子の電位に基づいて、前記第１の通信規格で規定された判定処理を実行する、
ことを特徴とする請求の範囲第１項または第２項記載の電子機器。
【請求項４】
前記判定部は、前記接続検知信号に基づいて他の機器が接続されたことを検知した場合には、前記所定の端子の電位に基づいて、接続された他の機器が前記第１の通信規格で規定されたホスト機器か否かを判定することを特徴とする請求の範囲第３項記載の電子機器。
【請求項５】
前記判定部は、前記所定の端子に接続されたカップリングコンデンサと、前記カップリングコンデンサを介して前記所定の端子に判定信号を出力する判定信号出力回路とを備えて、前記判定信号を出力したときの前記カップリングコンデンサと前記判定信号出力回路との間の電位の変動状況から、接続された機器が前記第２の通信規格に従って通信可能な機器かを判定し、
前記判定信号出力回路は、前記電源端子から前記電源信号が入力されたことを検知したとき、前記判定信号を出力する、
ことを特徴とする請求の範囲第３項または第４項記載の電子機器。
【請求項６】
前記判定部は、前記所定の端子の電位に基づいて、前記所定の端子に終端抵抗が接続されているかを判定し、前記終端抵抗が接続されているかの判定結果から、前記通信コネクタを介して接続された機器が前記第２の通信規格に従って通信可能な機器かを判定することを特徴とする請求の範囲第１項〜第４項のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項７】
前記設定制御部は、前記判定部による判定結果に応じて、前記電源信号についての最大消費電流の設定を、前記第１の通信規格で規定された第１の電流値と前記第２の通信規格で規定された第２の電流値のいずれかに切り替えることを特徴とする請求の範囲第１項〜第６項のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項８】
電源端子と複数の信号端子とを備える通信コネクタを有する電子機器の制御方法であって、
前記複数の信号端子のうち、第１の通信規格で規定され、第２の通信規格では規定されていない所定の端子の電位に基づいて、前記通信コネクタを介して接続された機器が前記第２の通信規格に従って通信可能な機器かを判定し、
前記判定の結果に応じて、前記電源端子から入力される電源信号に関する設定を切り替える、
ことを特徴とする電子機器の制御方法。
【請求項９】
前記通信コネクタには、接続された他の機器が備える端子のうち前記第２の通信規格に従ってデータを受信するための受信端子と、前記所定の端子とが結線された通信ケーブルが接続されることを特徴とする請求の範囲第８項記載の電子機器の制御方法。
【請求項１０】
前記判定では、
前記電源端子から前記電源信号が入力されたことを検知したとき、前記所定の端子の電圧に基づいて、接続された機器が前記第２の通信規格に従って通信可能な機器かを判定し、
前記電源端子に伝送される接続検知信号に基づいて他の機器が接続されたことを検知した場合には、前記所定の端子の電位に基づいて、前記第１の通信規格で規定された判定処理を実行する、
ことを特徴とする請求の範囲第８項または第９項記載の電子機器の制御方法。
【請求項１１】
前記判定では、前記接続検知信号に基づいて他の機器が接続されたことを検知した場合、前記所定の端子の電位に基づいて、接続された他の機器が前記第１の通信規格で規定されたホスト機器か否かを判定することを特徴とする請求の範囲第１０項記載の電子機器の制御方法。
【請求項１２】
前記電子機器は、前記所定の端子に接続されたカップリングコンデンサと、前記カップリングコンデンサを介して前記所定の端子に判定信号を出力する判定信号出力回路と、を備え、
前記判定では、
前記電源端子から前記電源信号が入力されたことを検知したとき、前記判定信号出力回路に前記判定信号を出力させ、
前記判定信号を出力したときの前記カップリングコンデンサと前記判定信号出力回路との間の電位の変動状況から、接続された機器が前記第２の通信規格に従って通信可能な機器かを判定する、
ことを特徴とする請求の範囲第１０項または第１１項記載の電子機器の制御方法。
【請求項１３】
前記判定では、前記所定の端子の電位に基づいて、前記所定の端子に終端抵抗が接続されているかを判定し、前記終端抵抗が接続されているかの判定結果から、前記通信コネクタを介して接続された機器が前記第２の通信規格に従って通信可能な機器かを判定することを特徴とする請求の範囲第８項〜第１１項のいずれか１項に記載の電子機器の制御方法。
【請求項１４】
前記設定の切り替えでは、前記判定の結果に応じて、前記電源信号についての最大消費電流の設定を、前記第１の通信規格で規定された第１の電流値と前記第２の通信規格で規定された第２の電流値のいずれかに切り替えることを特徴とする請求の範囲第８項〜第１３項のいずれか１項に記載の電子機器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器同士が通信するための通信規格の中には、一方の電子機器から他方の電子機器へ、通信ケーブルを通じて電源を供給できるものがある。その代表的な通信規格としては、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）がある。例えば、商用交流電源から電源をとることが難しい携帯型の電子機器は、通信ケーブルを通じて電源の供給を受けることにより、起動して通常の動作を行ったり、あるいは、内蔵されたバッテリの充電を行うことができる。【０００３】
また、通信ケーブルを通じて供給される電源に関する規定は、通信規格によって様々である。例えばＵＳＢの場合、ＵＳＢ１．１およびＵＳＢ２．０の各規格では、出力電圧は５Ｖであり、出力電流は０．５Ａである。これに対してＵＳＢ３．０規格では、出力電圧は同様に５Ｖであるが、出力電流は０．９Ａとなっている。【０００４】
なお、接続された電子機器が対応している通信規格を判定するための技術の例としては、ＵＳＢ２．０およびＵＳＢ３．０の両方の規格に対応するコネクタの端子のうち、ＵＳＢ３．０規格での通信用のグランド端子の電位に基づいて、接続されたホスト機器が対応している通信規格を判定する電子機器がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２０３７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように通信ケーブルを通じて電源の供給を受ける電子機器では、供給される電力が大きい方が好ましい。例えば、電子機器は、供給される電力が大きい方が、内蔵するバッテリの充電を短時間で完了できるようになる。【０００７】
また、ＵＳＢ規格のように、通信規格の世代によって電源の規定が異なり、なおかつ通信ケーブルの物理的な後方互換性が確保された通信規格の場合、接続された電子機器のうち一方が古い通信規格に対応し、他方が新しい通信規格に対応するという場合があり得る。この場合、古い通信規格に対応する電子機器は、接続された他方の電子機器が新しい通信規格で規定された大きな電力の供給能力を備えているにもかかわらず、供給された電源に関する設定を、古い通信規格で規定された小さな電力しか消費しないように設定する。なぜなら、古い通信規格に対応する電子機器は、接続された他方の電子機器が新しい通信規格に対応しているかを判定できないからである。【０００８】
１つの側面では、本発明は、自装置が非対応の通信規格に対応する機器の接続を検知可能な電子機器およびその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
１つの案では、次のような電子機器が提供される。電子機器は、通信コネクタ、判定部および設定制御部を有する。通信コネクタは、電源端子と複数の信号端子とを備える。判定部は、複数の信号端子のうち、第１の通信規格で規定され、第２の通信規格では規定されていない所定の端子の電位に基づいて、通信コネクタを介して接続された機器が第２の通信規格に従って通信可能な機器かを判定する。設定制御部は、判定部による判定結果に応じて、電源端子から入力される電源信号に関する設定を切り替える。【００１０】
また、１つの案では、上記電子機器の制御方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
１態様によれば、自装置が非対応の通信規格に対応する機器の接続を検知することができる。
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施の形態に係る電子機器の構成例と、その動作例を示す図である。
【図２】第２の実施の形態に係る情報処理装置のハードウェア構成例を示す図である。
【図３】ＵＳＢインタフェースおよび電源部の構成例を示す図である。
【図４】リチウムイオンバッテリの充電電圧および充電電流の例を示す図である。
【図５】ＵＳＢ３．０機器が備える接続検知用の回路構成例と、その動作例を示す図である。
【図６】ＵＳＢ３．０機器が備える接続検知用の回路構成例と、その動作例を示す図である。
【図７】接続検知信号出力時の波形の例を示す図である。
【図８】情報処理装置に接続されるケーブルと、端子間の接続関係を示す図である。
【図９】情報処理装置に接続されるケーブルと、端子間の接続関係を示す図である。
【図１０】情報処理装置に接続されるケーブルと、端子間の接続関係を示す図である。
【図１１】機器判定回路の構成例を示す図である。
【図１２】機器判定回路内での波形の例を示す図である。
【図１３】機器判定回路内での波形の例を示す図である。
【図１４】情報処理装置における接続機器の判定手順の例を示すフローチャートである。
【図１５】プロービングおよびセンシングの動作を実行するための回路構成例を示す図である。
【図１６】プロービングおよびセンシング実行時の波形の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
〔第１の実施の形態〕
図１は、第１の実施の形態に係る電子機器の構成例と、その動作例を示す図である。
【００１４】
電子機器１は、第１の通信規格に従って通信する機器である。電子機器１は、通信コネクタ１０、判定部２１および設定制御部２２を備える。
通信コネクタ１０は、第１の通信規格に準拠したコネクタであり、電源端子１１および、複数の信号端子１２ａ，１２ｂ，・・・を備える。
【００１５】
電源端子１１には、通信コネクタ１０を介して接続された他の機器から、電源信号が供給される。電源端子１１から供給された電源信号は、例えば、電子機器１が備える電源回路２３に入力され、この電源回路２３から電子機器１内の各部に電源が供給される。電子機器１は、電源端子１１から供給される電源信号を基に動作することもできるし、この電源信号以外の電源（例えば、電子機器１が備えるバッテリ）を基に動作することもできる。
【００１６】
また、通信コネクタ１０を介して接続された他の機器が、第１の通信規格に従って通信する機器である場合、電源端子１１には、第１の通信規格で規定された仕様の電源信号が供給される。一方、通信コネクタ１０を介して接続された他の機器が、第２の通信規格に従って通信する機器である場合、電源端子１１には、第２の通信規格で規定された仕様の電源信号が供給される。第１の通信規格と第２の通信規格では、例えば、電源端子１１に供給される最大電力が異なる。
【００１７】
複数の信号端子１２ａ，１２ｂ，・・・は、第１の通信規格で規定された端子である。ここで、電子機器１は、第２の通信規格で通信可能な他の機器が接続された場合でも、他の機器との間で、複数の信号端子１２ａ，１２ｂ，・・・の少なくとも一部を通じて、第１の通信規格に従って通信することができる。例えば、第２の通信規格は、同系統の通信規格のうち、第１の通信規格より新しい世代の通信規格であり、第１の通信規格と第２の通信規格との間には後方互換性がある。
【００１８】
判定部２１は、複数の信号端子１２ａ，１２ｂ，・・・のうち、第２の通信規格では規定されていない所定の端子の電位に基づいて、接続された他の機器が第２の通信規格に従って通信可能な機器かを判定する。図１の例では、判定部２１は、信号端子１２ｂの電位に基づいて判定を行う。なお、信号端子１２ｂは、第２の通信規格に従って通信可能な機器が接続されたときには使用されない端子であることが望ましい。
【００１９】
設定制御部２２は、判定部２１による判定結果に応じて、電源端子１１から入力される電源信号に関する設定を切り替える。図１の例では、設定制御部２２は、電源回路２３に対して、電源信号に関する設定の切り替えを指示する。電源信号に関する設定としては、例えば、最大消費電流などがある。上記のように、第１の通信規格と第２の通信規格では電源信号の仕様が異なることから、設定制御部２２は、接続された他の機器が対応している通信規格で規定された電源信号の仕様に適するように、電源信号に関する設定を切り替える。
【００２０】
このような電子機器１は、第１の通信規格で規定されているものの、第２の通信規格では規定されていない信号端子１２ｂの電位に基づいて、接続された他の機器が第２の通信規格に従って通信可能な機器かを判定する。これにより、電子機器１は、第２の通信規格に従って通信する機能を備えていなくても、第２の通信規格に従って通信可能な機器が接続されたことを検知して、電源信号に関する設定を、第２の通信規格で規定された仕様に適するように切り替えることができる。
【００２１】
次に、電子機器１に対して他の機器が接続された場合の動作例について説明する。ここでは、信号端子１２ｂが、第２の通信規格に従って通信可能な機器が接続されたときには使用されない端子である場合について説明する。
【００２２】
図１の左下に示すように、第２の通信規格に従って通信可能な他の電子機器２は、例えば、専用の通信ケーブル（専用ケーブル３１）によって電子機器１と接続される。この場合、電子機器１は、電子機器２から出力される電源信号を電源端子１１を通じて受けることができる。これとともに、電子機器１は、複数の信号端子１２ａ，１２ｂ，・・・のうち少なくとも信号端子１２ｂを除く他の信号端子を通じて、電子機器２との間で第１の通信規格に従って通信することができる。
【００２３】
また、例えば、電子機器２が備える端子のうち第２の通信規格に従ってデータを受信するための受信端子２ａと、通信コネクタ１０の信号端子１２ｂとが、専用ケーブル３１によって結線される。この場合、電子機器１の判定部２１は、信号端子１２ｂの電位に基づいて、第２の通信規格に従って通信可能な電子機器２が接続されたことを認識できる。例えば、電子機器２の内部において、受信端子２ａは図示しない終端抵抗によって終端される。電子機器１の判定部２１は、例えば、カップリングコンデンサを介して信号端子１２ｂに判定信号を出力し、カップリングコンデンサの信号端子１２ｂとは反対側の電位の変動状況から、専用ケーブル３１における信号端子１２ｂに接続された接続線の他端が終端しているかを判定することができる。そして、判定部２１は、接続線の他端に終端抵抗が接続されていると判定した場合に、第２の通信規格に従って通信可能な電子機器２が接続されていると判定する。
【００２４】
一方、図１の右下に示すように、第１の通信規格に従って通信する他の電子機器３は、例えば、第１の通信規格に準拠した汎用の通信ケーブル（汎用ケーブル３２）によって電子機器１と接続される。この場合、汎用ケーブル３２における信号端子１２ｂも接続された接続線の他端は、受信端子２ａには接続されず、終端抵抗によって終端されない。電子機器１の判定部２１は、信号端子１２ｂにカップリングコンデンサを介して判定信号を出力したときの電位の変動状況から、接続線の他端が終端していないことを検知して、第２の通信規格に従って通信可能な他の電子機器が接続されていないことを判定できる。
【００２５】
また、電子機器１が、信号端子１２ｂ以外の端子の電位を基に、第１の通信規格に従って通信する他の電子機器３が接続されていることを検知できる場合には、電子機器１は、信号端子１２ｂを第１の通信規格で規定された方法で使用することができる。
【００２６】
以上の動作例によれば、電子機器１は、第２の通信規格に従って通信可能な機器が接続されたことを検知して、電源信号に関する設定を、第２の通信規格で規定された仕様に適するように切り替えることができる。
【００２７】
〔第２の実施の形態〕
次に、電子機器の例として、ＵＳＢインタフェースを備える情報処理装置について説明する。図２は、第２の実施の形態に係る情報処理装置のハードウェア構成例を示す図である。
【００２８】
図２に示す情報処理装置１００は、ＵＳＢ２．０規格と、その拡張仕様であるＵＳＢ  ＯＴＧ（On The Go）規格とに従って通信可能である。また、情報処理装置１００は、ＵＳＢ  ＯＴＧ規格で規定された“デュアルロールデバイス（Dual role device）”であり、ＵＳＢホストとしてもＵＳＢデバイスとしても動作可能になっている。ここで、“ＵＳＢホスト”とは、ＵＳＢ規格で規定されたホスト側装置であり、“ＵＳＢデバイス”とは、ＵＳＢ規格で規定されたスレーブ側装置である。
【００２９】
以下の説明では、ＵＳＢ２．０規格に対応する機器を“ＵＳＢ２．０機器”、ＵＳＢ２．０機器のうちＵＳＢ  ＯＴＧ規格に対応する機器を“ＯＴＧ機器”、ＵＳＢ３．０規格に対応する機器を“ＵＳＢ３．０機器”と呼ぶ。
【００３０】
情報処理装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１によって装置全体が制御されている。ＣＰＵ１０１には、メモリ／ＩＯ（In/Out）コントローラ１０２を介して、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０４と複数の周辺機器が接続されている。
【００３１】
ＲＡＭ１０４は、情報処理装置１００の主記憶装置として使用される。ＲＡＭ１０２には、ＣＰＵ１０１に実行させるＯＳ（Operating System）プログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、ＲＡＭ１０４には、ＣＰＵ１０１による処理に必要な各種データが格納される。
【００３２】
メモリ／ＩＯコントローラ１０２に接続されている周辺機器としては、フラッシュメモリ１０５、表示部１０６、入力部１０７、ＳＣＵ（System Control Unit）１０３およびＵＳＢインタフェース１１０などがある。
【００３３】
フラッシュメモリ１０５は、情報処理装置１００の二次記憶装置として使用される。フラッシュメモリ１０５には、ＯＳプログラム、アプリケーションプログラム、および各種データが格納される。なお、二次記憶装置としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの他の種類の不揮発性記憶装置を使用することもできる。
【００３４】
表示部１０６は、液晶ディスプレイなど、画像を表示するモニタを備える。表示部１０６は、ＣＰＵ１０１からの命令に従って画像を表示する。
入力部１０７は、操作キーなどの所定の入力装置を備え、入力装置に対する入力操作に応じた信号をＣＰＵ１０１に送信する。
【００３５】
ＳＣＵ１０３は、ＣＰＵ１０１からの指示に応じて、後述する電源部１２０を制御するためのサブＣＰＵである。
なお、ＣＰＵ１０１、メモリ／ＩＯコントローラ１０２およびＳＣＵ１０３は、例えば、ＳＯＣ（System On Chip）１０８に実装される。
【００３６】
ＵＳＢインタフェース１１０は、ＵＳＢソケット１１１を通じてＵＳＢ２．０およびＵＳＢ  ＯＴＧ規格に従って通信するためのインタフェース回路である。ＵＳＢソケット１１１は、“マイクロＡＢ”と呼ばれる、ＵＳＢホスト側およびＵＳＢデバイス側のどちらのソケットとしても使用可能なソケットである。なお、ＵＳＢソケット１１１は、“ミニＡＢ”と呼ばれるソケットであってもよい。
【００３７】
電源部１２０は、ＵＳＢソケット１１１およびバッテリ１３０に接続されている。電源部１２０は、ＵＳＢソケット１１１またはバッテリ１３０から供給される電源電圧を変圧して、情報処理装置１００の内部の各部に供給する。また、電源部１２０は、ＵＳＢソケット１１１から供給される電源電圧をバッテリ１３０に印加して、バッテリ１３０を充電することもできる。さらに、電源部１２０は、バッテリ１３０から供給される電源電圧を変圧して、ＵＳＢソケット１１１を通じて他の機器に供給することもできる。
【００３８】
上記の情報処理装置１００は、例えば、携帯電話機能を備えた情報端末、タブレット型端末、オーディオプレーヤ、デジタルカメラなどの携帯型の情報処理装置として実現可能である。
【００３９】
図３は、ＵＳＢインタフェースおよび電源部の構成例を示す図である。なお、図３の太線は、電源電圧の印加経路を示す。
ＵＳＢインタフェース１１０は、ＰＨＹ（物理層回路）１１２と、機器判定回路１１３とを備える。電源部１２０は、充電ＩＣ（Integrated Circuit）１２１と、ＰＭＵ（Power Management Unit）１２２とを備える。
【００４０】
また、ＵＳＢソケット１１１は、Ｖｂｕｓ端子、Ｄ＋端子、Ｄ−端子、ＩＤ端子およびＧＮＤ端子を備える。Ｖｂｕｓ端子は、５Ｖの電源信号が伝達される端子である。Ｄ＋端子およびＤ−端子は、ＵＳＢ２．０規格およびＵＳＢ  ＯＴＧ規格に従ってデータが伝送されるデータ端子である。ＩＤ端子は、ＵＳＢ  ＯＴＧ規格で規定された端子であり、接続された他の機器がＵＳＢホストとＵＳＢデバイスのどちらであるかを判定するために使用される。ＧＮＤ端子は、接地電位とされる端子である。
【００４１】
充電ＩＣ１２１は、ＰＭＵ１２２に対してシステム電源を供給する機能や、バッテリ１３０を充電する機能などを備える。ＰＭＵ１２２は、ＣＰＵ１０１からの指示をＳＣＵ１０３を通じて受信して、充電ＩＣ１２１の動作を制御する機能や、充電ＩＣ１２１から供給されたシステム電源を昇圧して、情報処理装置１００内の各部に供給する機能などを備える。
【００４２】
情報処理装置１００がＵＳＢデバイスとして動作する場合、充電ＩＣ１２１は、Ｖｂｕｓ端子から供給される電源電圧をＰＭＵ１２２に供給するとともに、この電源電圧をバッテリ１３０に供給してバッテリ１３０を充電する。一方、情報処理装置１００がＵＳＢホストとして動作する場合、充電ＩＣ１２１は、バッテリ１３０から供給される電源電圧をＰＭＵ１２２に供給するとともに、Ｖｂｕｓ端子から他の機器に対して５Ｖの電源電圧を供給する。
【００４３】
ＰＨＹ１１２は、Ｄ＋端子およびＤ−端子の電位に基づく受信信号を、メモリ／ＩＯコントローラ１０２を通じてＣＰＵ１０１に通知する。また、ＰＨＹ１１２は、ＣＰＵ１０１から指示された送信信号を、Ｄ＋端子およびＤ−端子を通じて他の機器に送信する。ＰＨＹ１１２は、ＣＰＵ１０１による制御の下で、ＵＳＢ２．０規格またはＵＳＢ  ＯＴＧ規格に従って信号を送受信する。
【００４４】
さらに、ＰＨＹ１１２は、他の機器からＶｂｕｓ端子へ電源電圧が供給された際に、他の機器に対して自装置（すなわち情報処理装置１００）の存在を通知する機能や、ＩＤ端子の電位に基づいて他の機器がＵＳＢデバイスであるか否かを判定する機能などを備える。
【００４５】
機器判定回路１１３は、ＩＤ端子の電位を基に、ＵＳＢ３．０機器が接続されているかを判定し、判定結果をＰＭＵ１２２に通知する。後述するように、機器判定回路１１３はカップリングコンデンサを備え、ＩＤ端子に対してカップリングコンデンサを介して検出信号を出力することで、ＵＳＢ３．０機器が接続されているかを判定する。情報処理装置１００は、機器判定回路１１３を備えていることにより、ＵＳＢ３．０規格に対応していないにもかかわらず、ＵＳＢ３．０機器が接続されたことを認識することができる。
【００４６】
次に、図４は、リチウムイオンバッテリの充電電圧および充電電流の例を示す図である。
一般的に、バッテリの充電時間は、充電電流を大きくするほど短くなる。
【００４７】
例えばリチウムイオンバッテリの場合には、図４に示すように、充電開始から最初の期間では定電流による充電（プリチャージ）が行われ、バッテリの電圧が所定の上限電圧Ｖｍａｘに達すると、定電圧による充電が行われる。
【００４８】
定電流による充電が行われる期間、すなわち、バッテリの電圧が上限電圧Ｖｍａｘに達するまでの時間は、充電電流が大きい程短くなる。図４では例として、定電流０．９Ａで充電した場合と、定電流０．５Ａで充電した場合とを示している。定電流０．９Ａによる充電の期間（時刻Ｔ０からＴ１）は、定電流０．５Ａによる充電の期間（時刻Ｔ０からＴ２）よりも短くなる。
【００４９】
また、図４のように、定電圧による充電が行われる期間では充電電流は徐々に低下していくことから、定電流によって充電される充電量は、定電圧によって充電される充電量よりも圧倒的に大きい。このため、充電電流を大きくして、定電流による充電の時間を短縮することで、バッテリの充電を早く完了させることができる。
【００５０】
ところで、ＵＳＢ２．０規格およびＵＳＢ  ＯＴＧ規格では、Ｖｂｕｓ端子を通じて供給される電流の定格値は０．５Ａである。一方、ＵＳＢ３．０規格では、Ｖｂｕｓ端子を通じて供給される電流の定格値は０．９Ａである。従って、ＵＳＢデバイスは、ＵＳＢ２．０規格またはＵＳＢ  ＯＴＧ規格に対応するＵＳＢホストに接続された場合より、ＵＳＢ３．０規格に対応するＵＳＢホストに接続された場合の方が、バッテリを短時間で充電できるはずである。
【００５１】
また、ＵＳＢ３．０に対応するＵＳＢホストは、ＵＳＢ３．０規格だけでなく、ＵＳＢ２．０規格（ただし、ＵＳＢ  ＯＴＧ規格を除く）に従って通信することも可能である。このため、ＵＳＢ３．０規格に対応していないＵＳＢデバイスに、ＵＳＢ３．０規格に対応しているＵＳＢホストが接続されるケースは多い。従って、ＵＳＢ３．０規格に対応していないＵＳＢデバイスであっても、Ｖｂｕｓ端子を通じて０．９Ａの電流の供給を受けられる機会は多いと考えられる。
【００５２】
しかしながら、ＵＳＢ３．０規格に対応していないＵＳＢデバイスは、接続されたＵＳＢホストがＵＳＢ３．０規格に対応していることを認識するための手段を備えていない。このため、ＵＳＢ３．０規格に対応していないＵＳＢデバイスの充電回路は、ＵＳＢ３．０機器が接続されているか否かに関係なく、充電電流の上限値（すなわち、充電時の消費電流の上限値）を０．５Ａに制限するように設定される。従って、ＵＳＢ３．０機器が接続されていたとしても、充電に要する時間は短縮されない。
【００５３】
また、ＵＳＢ２．０規格には、０．５Ａを超える電流による充電を想定した仕様も存在する。ＵＳＢ２．０規格には、“ＵＳＢバッテリチャージング仕様”というＶｂｕｓ端子への電源供給の仕様がある。そして、ＵＳＢバッテリチャージング仕様の中では、ＣＤＰ（Charging Downstream Port）およびＤＣＰ（Dedicated Charger Port）という、０．５Ａを超える電流の出力を可能にする特別なＵＳＢホストが定義されている。
【００５４】
しかしながら、ＣＤＰおよびＤＣＰのいずれも、ＵＳＢ２．０規格に対応するＵＳＢデバイスのＵＳＢポートに接続されるものである。このことから、ＣＤＰおよびＤＣＰのいずれについても、ＵＳＢ２．０規格本来の仕様を逸脱するような仕様が強制的に定義されている訳ではない。具体的には、ＣＤＰおよびＤＣＰのいずれについても、０．５Ａの出力電流が最低保障されているだけである。このため、ＵＳＢ３．０規格に対応していないＵＳＢデバイスは、ＣＤＰまたはＤＣＰが接続されている場合であっても、必ずしも０．５Ａを超える電流を受けることができるとは限らない。
【００５５】
さらに、ＵＳＢバッテリチャージング仕様の１．２版では、ＣＤＰの出力電流の最低値が１．５Ａまで高められた。しかし、最低値が０．５Ａである１．１版との区別を行う方法は定義されていない。
【００５６】
これらの理由から、ＵＳＢ３．０規格に対応していないＵＳＢデバイスは、内部の充電ＩＣに対して、充電電流の上限値を０．５Ａに制限するための設定をせざるを得ない。従って、０．５Ａを超える入力電流を活用して充電時間を短縮することはできない。
【００５７】
これに対して、本実施の形態の情報処理装置１００は、機器判定回路１１３を用いて、接続された他の機器がＵＳＢ３．０規格に対応しているかを判定することが可能である。これにより、情報処理装置１００は、ＵＳＢ３．０規格に対応していないにもかかわらず、ＵＳＢ３．０規格に対応するＵＳＢホストが接続されたことを認識することができる。従って、情報処理装置１００は、充電ＩＣ１２１の設定を０．９Ａの入力電流に最適化して、バッテリ１３０の充電を短時間で完了させることができる。
【００５８】
機器判定回路１１３は、ＵＳＢソケット１１１の端子のうち、ＵＳＢ３．０規格に対応するＵＳＢホストが接続された場合には使用されないＩＤ端子の電位に基づいて、接続された他の機器がＵＳＢ３．０規格に対応するかを判定する。また、機器判定回路１１３は、ＵＳＢ３．０機器同士で実行される接続検知方法を流用して、接続された他の機器がＵＳＢ３．０規格に対応するかを判定する。
【００５９】
以下、図５〜図７を用いて、ＵＳＢ３．０機器同士で実行される接続検知方法について説明する。
図５および図６は、ＵＳＢ３．０機器が備える接続検知用の回路構成例と、その動作例を示す図である。
【００６０】
図５および図６に参考例として示す電子機器２０１，２０２は、ともにＵＳＢ３．０規格に対応する機器である。電子機器２０１はＵＳＢホストであっても、あるいはＵＳＢデバイスであってもよい。そして、電子機器２０１がＵＳＢホストの場合、電子機器２０１がＵＳＢデバイスとなり、電子機器２０１がＵＳＢデバイスの場合、電子機器２０１がＵＳＢホストとなる。また、図示しないが、図５に示した、電子機器２０１が備える回路を、電子機器２０２も備えており、図５に示した、電子機器２０２が備える回路を、電子機器２０１も備えている。
【００６１】
ＵＳＢ３．０規格に対応するＵＳＢソケットは、データを送信するためのＴｘ＋端子およびＴｘ−端子と、データを受信するためのＲｘ＋端子およびＲｘ−端子とを備える。Ｔｘ＋端子およびＴｘ−端子は差動出力端子であり、Ｒｘ＋端子およびＲｘ−端子は差動入力端子である。
【００６２】
図５に示すように、電子機器２０１の内部において、送信回路ＴＸの正側出力端子とＴｘ＋端子との間には、ＡＣ結合のためのカップリングコンデンサＣが接続されている。なお、送信回路ＴＸは、電子機器２０１のＰＨＹの一部を構成する。カップリングコンデンサＣの容量は、例えば、７５ｎＦ〜２００ｎＦである。
【００６３】
また、送信回路ＴＸの正側出力端子とカップリングコンデンサＣとの間には、接続検知用回路の例として、抵抗ＲおよびスイッチＳＷが接続されている。抵抗Ｒの一端には検出電圧Ｖｄｅｔが印加され、抵抗Ｒの他端はスイッチＳＷを介してカップリングコンデンサＣに接続されている。
【００６４】
一方、電子機器２０２のＲｘ＋端子は、図示しないＵＳＢケーブルによって、電子機器２０１のＴｘ＋端子と接続される。電子機器２０２の内部において、Ｒｘ＋端子は、信号ケーブルの特性インピーダンスとマッチした終端抵抗Ｒｔを介してグランドに終端される。終端抵抗Ｒｔは、例えば５０Ω程度の抵抗値を有する。
【００６５】
電子機器２０２がＵＳＢホストである場合、電子機器２０２は少なくとも、自装置に対してＵＳＢデバイスが接続されるのをホットプラグによって待つ間、終端抵抗Ｒｔを接続状態にする。一方、電子機器２０２がＵＳＢデバイスである場合でも、電子機器２０２は少なくとも、自装置をホットプラグによってＵＳＢホストに認識させるために、終端抵抗Ｒｔを接続状態にする。そして、ＵＳＢホストとＵＳＢデバイスとは、お互いに相手側の受信回路における終端抵抗の存在を確認することで、接続相手の存在を認識し、その後にリンク確立のためのトレーニングシーケンスを実行する。
【００６６】
以下、図５および図６を用いて、終端抵抗Ｒｔの存在確認によって接続の有無を検知する動作を説明する。電子機器２０１は、スイッチＳＷを定期的に一定時間オンにすることで、Ｔｘ＋端子に一定間隔の接続検知信号を出力し、抵抗ＲとカップリングコンデンサＣとの間の観測電圧Ｖｐを検出する。
【００６７】
図５に示すように、電子機器２０２が接続されている場合には、電子機器２０１からの接続検知信号は、電子機器２０２のＲｘ＋端子を介して終端抵抗Ｒｔに流れる。このとき、接続検知信号によってカップリングコンデンサＣが充電される。
【００６８】
一方、図６に示すように、電子機器２０１のＴｘ＋端子に何も接続されていない状態では、カップリングコンデンサＣの対グランド容量は、Ｔｘ＋端子開放時の浮遊容量Ｃ０と直列に接続された状態になる。浮遊容量は、例えば、０ｐＦ〜１０ｐＦの容量を有する。そして、接続検知信号の出力により、カップリングコンデンサＣと浮遊容量Ｃ０の全体が充電されることになる。
【００６９】
図７は、接続検知信号出力時の波形の例を示す図である。
図７におけるＳＷ＿ｏｎは、図５のスイッチＳＷのオン／オフのタイミングを示す波形であり、オンのときに“１”、オフのときに“０”となる。また、図７に示した観測電圧Ｖｐの波形のうち、実線の波形は、電子機器２０１のＴｘ＋端子にＵＳＢ３．０機器（図５の電子機器２０２）が接続されている場合の波形であり、点線の波形は、電子機器２０１のＴｘ＋端子に何も接続されていない場合の波形である。
【００７０】
図６で説明したように、Ｔｘ＋端子に何も接続されていない状態では、カップリングコンデンサＣとグランドとの間には、終端抵抗Ｒｔは接続されず、カップリングコンデンサＣより十分に小さい浮遊容量Ｃ０が接続された状態となる。このため、スイッチＳＷがオンになってからの観測電圧Ｖｐの垂下時間（すなわち、容量全体の充電に要する時間）は、Ｔｘ＋端子に何も接続されていない場合（図７中の時間ｔ１１）より、Ｔｘ＋端子にＵＳＢ３．０機器が接続されている場合（図７中の時間ｔ１２）の方が長くなる。電子機器２０１は、スイッチＳＷをオンにしてからの観測電圧Ｖｐの垂下時間を計測することにより、ＵＳＢ３．０機器が接続されたか否かを判定できる。
【００７１】
なお、以上の図５〜図７では、Ｒｘ＋端子を通じて終端抵抗Ｒｔの存在を確認する例を示したが、Ｒｘ−端子を通じて終端抵抗Ｒｔの存在を確認する方法を用いることもできる。
【００７２】
次に、図８〜図１０は、情報処理装置に接続されるケーブルと、端子間の接続関係を示す図である。これらの図８〜図１０を用いて、本実施の形態の情報処理装置１００に接続されるケーブルについて説明する。なお、図８〜図１０では、情報処理装置１００のＵＳＢソケット１１１はマイクロＡＢソケットであるものとするが、ＵＳＢソケット１１１はミニＡＢソケットであってもよい。ミニＡＢソケットは、マイクロＡＢソケットと同様の端子を備える。
【００７３】
情報処理装置１００にＵＳＢ２．０機器が接続される場合、情報処理装置１００のＵＳＢソケット１１１には、汎用のＵＳＢケーブルが接続される。ＵＳＢ規格では、ケーブルの一端にはＡタイプのプラグが設けられ、他端にはＢタイプのプラグが設けられる。ＡタイプのプラグはＵＳＢホストに接続され、ＢタイプのプラグはＵＳＢデバイスに接続される。
【００７４】
例えば、図８に示すように、ＵＳＢ２．０規格に対応するＵＳＢホストが情報処理装置１００に接続される場合、マイクロＢプラグ２２１ｂを備える汎用ケーブル２２１が使用される。そして、情報処理装置１００のＵＳＢソケット１１１には、汎用ケーブル２２１のマイクロＢプラグ２２１ｂが接続される。また、図８の例では、ＵＳＢホストである電子機器２１１はマイクロＡソケット２１１ａを備えており、電子機器２１１のマイクロＡソケット２１１ａには、汎用ケーブル２２１のマイクロＡプラグ２２１ａが接続される。
【００７５】
一方、例えば、図９に示すように、ＵＳＢ２．０規格に対応するＵＳＢデバイスが情報処理装置１００に接続される場合、マイクロＡプラグ２２２ａを備える汎用ケーブル２２２が使用される。そして、情報処理装置１００のＵＳＢソケット１１１には、汎用ケーブル２２２のマイクロＡプラグ２２２ａが接続される。また、図９の例では、ＵＳＢデバイスである電子機器２１２はマイクロＢソケット２１２ｂを備えており、電子機器２１２のマイクロＢソケット２１２ｂには、汎用ケーブル２２２のマイクロＢプラグ２２２ｂが接続される。
【００７６】
ここで、ＵＳＢ  ＯＴＧ規格に準拠する汎用ケーブル２２１，２２２では、ＵＳＢホスト側のＩＤ端子とＧＮＤ端子とが、ケーブル内あるいはプラグ内で結線される一方、ＵＳＢデバイス側のＩＤ端子はどこにも結線されずに開放状態になる。ＯＴＧ機器は、このようなＩＤ端子の結線方法の違いを検知することで、接続された他の機器がＵＳＢデバイスか否かを判別することができる。この判別方法については後述する。
【００７７】
なお、図８の例では、電子機器２１１は、マイクロＡソケット２１１ａを備えているが、マイクロＡソケット２１１ａの代わりにミニＡソケットを備えていてもよい。ミニＡソケットはマイクロＡソケット２１１ａと同様の端子を備えており、電子機器２１１がミニＡソケットを備えている場合でも、ソケット間の結線状態は図８と同様になる。
【００７８】
同様に、図９の例では、電子機器２１２は、マイクロＢソケット２１２ｂを備えているが、マイクロＢソケット２１２ｂの代わりにミニＢソケットを備えていてもよい。ミニＢソケットはマイクロＢソケット２１２ｂと同様の端子を備えており、電子機器２１２がミニＢソケットを備えている場合でも、ソケット間の結線状態は図９と同様になる。
【００７９】
また、図示しないが、ＵＳＢ２．０に対応するＵＳＢホストが情報処理装置１００に接続されるケースとして、ＵＳＢホストはスタンダードＡソケットを備えている場合もある。このようなＵＳＢホストとの接続には、スタンダードＡプラグとマイクロＢプラグを備える汎用ケーブルが使用される。この場合、接続されているＵＳＢホストはＵＳＢ  ＯＴＧ規格に対応していないＵＳＢ２．０機器であり、スタンダードＡソケットにはＩＤ端子が設けられていない。このように、ＵＳＢ２．０規格に対応するもののＵＳＢ  ＯＴＧ規格に対応していないＵＳＢホストと接続された際には、ＵＳＢデバイス側（すなわち、情報処理装置１００側）のＩＤ端子は使用されない。
【００８０】
次に、ＵＳＢ３．０規格に対応するＵＳＢホストが情報処理装置１００に接続される場合の例を、図１０に示す。電子機器２１３は、ＵＳＢ３．０規格に対応するＵＳＢホストとして動作し、例えばＵＳＢ３．０規格に準拠するスタンダードＡソケット２１３ａを備える。スタンダードＡソケット２１３ａは、ＵＳＢ２．０規格でそれぞれ規定されたＶｂｕｓ端子、Ｄ＋端子、Ｄ−端子およびＧＮＤ端子と、ＵＳＢ３．０規格でそれぞれ規定されたＴｘ＋端子、Ｔｘ−端子、Ｒｘ＋端子、Ｒｘ−端子およびＧＮＤ端子を備える。
【００８１】
このような電子機器２１３と情報処理装置１００との接続には、図１０に示すような専用ケーブル２２３が使用される。専用ケーブル２２３では、ＵＳＢホスト側とＵＳＢデバイス側のＶｂｕｓ端子同士、Ｄ＋端子同士、Ｄ−端子同士およびＵＳＢ２．０規格のＧＮＤ端子同士が結線される。これにより、電子機器２１３と情報処理装置１００とは、ＵＳＢ２．０規格（ただし、ＵＳＢ  ＯＴＧ規格を除く）に従って通信することができる。
【００８２】
また、専用ケーブル２２３では、ＵＳＢデバイス側のＩＤ端子と、ＵＳＢホスト側のＲｘ＋端子またはＲｘ−端子とが結線される。ＩＤ端子は、ＵＳＢ  ＯＴＧ規格に対応する機器に接続された際に使用されるものであって、ＵＳＢ３．０規格に対応する機器に接続された際には使用されない。そこで、本実施の形態では、専用ケーブル２２３を使用してＩＤ端子とＲｘ＋端子またはＲｘ−端子とを接続することで、情報処理装置１００がＩＤ端子を通じて終端抵抗Ｒｔの存在を確認し、ＵＳＢ３．０規格に対応するＵＳＢホストが接続されたことを認識できるようにする。
【００８３】
すなわち、情報処理装置１００にＵＳＢ３．０規格に対応するＵＳＢホストが接続された場合には、図１０のように、情報処理装置１００のＩＤ端子とＵＳＢホストのＲｘ＋端子またはＲｘ−端子とが接続される。このとき、情報処理装置１００は、ＩＤ端子がＵＳＢホストの終端抵抗Ｒｔによって終端されたことを認識して、接続されたＵＳＢホストがＵＳＢ３．０規格に対応していると判定する。一方、情報処理装置１００にＵＳＢ２．０規格に対応するＵＳＢホストが接続された場合には、図８のように、情報処理装置１００のＩＤ端子は開放状態になる。このとき、情報処理装置１００は、接続されたＵＳＢホストがＵＳＢ３．０規格に対応していないと判定する。
【００８４】
次に、図１１は、機器判定回路の構成例を示す図である。情報処理装置１００は、機器判定回路１１３を用いて、ＩＤ端子を通じた上記接続検知動作を実行する。なお、図１１では、図５，図６に対応する構成要素には同じ符号を付して示している。
【００８５】
機器判定回路１１３は、抵抗Ｒ、カップリングコンデンサＣ、トランジスタＭ、マルチバイブレータＭ１，Ｍ２、インバータＩＮＶおよびＤフリップフロップＤＦを備える。
抵抗ＲおよびカップリングコンデンサＣは、図５に示した抵抗ＲおよびカップリングコンデンサＣに対応し、トランジスタＭは、図５に示したスイッチＳＷに対応する。トランジスタＭは、ＰチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor）であり、ゲート端子に入力される、判定パルス信号ＤＥＴが反転されたパルス反転信号ＤＥＴ＃に応じて、抵抗ＲからカップリングコンデンサＣに流れる電流のオン／オフを行う。
【００８６】
カップリングコンデンサＣのトランジスタＭとは反対側の端子は、ＵＳＢソケット１１１のＩＤ端子に接続されており、情報処理装置１００が図１０に示した専用ケーブル２２３を介して他の機器と接続されたとき、他の機器のＲｘ＋端子またはＲｘ−端子に接続される。なお、カップリングコンデンサＣとＵＳＢソケット１１１のＩＤ端子との間の信号線は、ＰＨＹ１１２にも接続されており、ＰＨＹ１１２はこの信号線の電位を判定信号ＯＴＧ＿ＩＤとして検出することができる。
【００８７】
マルチバイブレータＭ１，Ｍ２は、ともに単安定マルチバイブレータであり、一方の出力パルスが他方に入力されることでリングカウンタを構成する。そして、マルチバイブレータＭ１の反転出力端子（Ｑ＃端子）から、トランジスタＭのオン／オフを制御するためのパルス反転信号ＤＥＴ＃が出力される。
【００８８】
マルチバイブレータＭ１には抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ１が接続され、抵抗Ｒ１の抵抗値およびコンデンサＣ１の容量によってマルチバイブレータＭ１のパルス出力期間、すなわちトランジスタＭがオンになる期間が決定される。また、マルチバイブレータＭ２には抵抗Ｒ２およびコンデンサＣ２が接続され、抵抗Ｒ２の抵抗値およびコンデンサＣ２の容量によってマルチバイブレータＭ２のパルス出力期間、すなわちトランジスタＭがオフになる期間が決定される。
【００８９】
さらに、パルス反転信号ＤＥＴ＃はＤフリップフロップＤＦのクロック端子にも入力される。また、抵抗ＲとトランジスタＭとの間の観測電圧Ｖｐは、インバータＩＮＶに印加される。インバータＩＮＶは、シュミットトリガタイプのインバータであり、観測電圧Ｖｐの波形を整形するとともに反転して、ＤフリップフロップＤＦのデータ端子に供給する。
【００９０】
ＤフリップフロップＤＦは、インバータＩＮＶからの出力電圧Ｕ３＿ＤＥＴＰのレベルを、パルス反転信号ＤＥＴ＃の立ち上がりタイミング（すなわち、トランジスタＭがオンからオフになるタイミング）でラッチする。ＤフリップフロップＤＦは、観測電圧Ｖｐの垂下時間に応じて、ＵＳＢ３．０規格に対応するＵＳＢホストが接続されたかを示す接続判定信号Ｕ３＿ＤＥＴをＰＭＵ１２２に出力する。
【００９１】
なお、マルチバイブレータＭ１，Ｍ２のそれぞれのクリア端子には、接続反転信号ＡＴＣＨ＃が反転して入力される。接続反転信号ＡＴＣＨ＃は、充電ＩＣ１２１から出力される信号であり、ＵＳＢソケット１１１のＶｂｕｓ端子に電源電圧が印加されているときにハイレベルになり、印加されていないときにローレベルになる。接続反転信号ＡＴＣＨ＃のハイレベルの電位は、基準電圧Ｖｃｃおよび抵抗Ｒ３によって決定される。
【００９２】
情報処理装置１００に接続された他の機器に関する判定処理は、他の機器が接続された初期の期間に実行される。ここで、他の機器がＯＴＧ機器でないＵＳＢホストの場合、Ｖｂｕｓ端子には接続当初から電源電圧が印加されるが、他の機器がＯＴＧ機器である場合、接続当初はＶｂｕｓ端子には電源電圧は印加されない。
【００９３】
このため、情報処理装置１００に他の機器が接続された初期の所定期間では、Ｖｂｕｓ端子に電源電圧が印加されていないとき、情報処理装置１００にはＯＴＧ機器が接続されていると判定され、この状態では接続反転信号ＡＴＣＨ＃がローレベルになる。このとき、マルチバイブレータＭ１，Ｍ２のパルス出力が停止されて、パルス反転信号ＤＥＴ＃がハイレベルに維持され、トランジスタＭがオフになる。この状態では、情報処理装置１００は、ＰＨＹ１１２に入力される判定信号ＯＴＧ＿ＩＤに基づいて、接続されたＯＴＧ機器がＵＳＢホストかＵＳＢデバイスかを判定できる。
【００９４】
図１２および図１３は、機器判定回路内での波形の例を示す図である。これらの図１２および図１３を用いて、機器判定回路１１３の動作について説明する。なお、図１２および図１３のいずれも、接続反転信号ＡＴＣＨ＃はハイレベルであるものとする。
【００９５】
図１２および図１３に示す判定パルス信号ＤＥＴは、パルス反転信号ＤＥＴ＃を反転した波形であり、ハイレベルのときトランジスタＭがオンになることを示す。図５〜図７で説明したように、トランジスタＭがオンになったときの観測電圧Ｖｐの垂下時間（一定電圧より低くなる時間）は、ＵＳＢ３．０規格に対応していないＵＳＢホストが接続された場合より、ＵＳＢ３．０規格に対応しているＵＳＢホストが接続された場合の方が長くなる。前者の垂下時間をｔ１１、後者の垂下時間をｔ１２とすると、トランジスタＭをオンにする時間（パルス反転信号ＤＥＴ＃をローレベルにする時間）を、ｔ１１より大きく、ｔ１２より小さく設定する。
【００９６】
情報処理装置１００にＵＳＢ３．０規格に対応するＵＳＢホストが接続された場合には、図１２に示すように、トランジスタＭがオンになるタイミングＴ２１から、トランジスタＭがオフになるタイミングＴ２２までの間、観測電圧Ｖｐは所定電圧以下になる。このため、タイミングＴ２１〜Ｔ２２の期間でインバータＩＮＶからの出力電圧Ｕ３＿ＤＥＴＰがハイレベルになり、タイミングＴ２２でＤフリップフロップＤＦからの接続判定信号Ｕ３＿ＤＥＴはハイレベルになる。
【００９７】
一方、情報処理装置１００にＵＳＢ３．０規格に対応していないＵＳＢホストが接続された場合には、図１３に示すように、トランジスタＭがオンになるタイミングＴ２３で観測電圧Ｖｐが所定電圧以下に低下する。しかし、観測電圧Ｖｐは、トランジスタＭがオフになるタイミングＴ２５より前のタイミングＴ２４で所定電圧より大きくなるので、インバータＩＮＶからの出力電圧Ｕ３＿ＤＥＴＰも、タイミングＴ２３〜Ｔ２４の期間でハイレベルになる。このため、トランジスタＭがオフになるタイミングＴ２５ではインバータＩＮＶからの出力電圧Ｕ３＿ＤＥＴＰはローレベルになり、タイミングＴ２５でのＤフリップフロップＤＦからの接続判定信号Ｕ３＿ＤＥＴもローレベルのままになる。
【００９８】
以上のように、機器判定回路１１３から出力される接続判定信号Ｕ３＿ＤＥＴは、情報処理装置１００にＵＳＢ３．０規格に対応するＵＳＢホストが接続された場合にハイレベルになる。ＰＭＵ１２２は、接続判定信号Ｕ３＿ＤＥＴがハイレベルになったとき、ＣＰＵ１０１に対してＳＣＵ１０３を介して、ＵＳＢ３．０規格に対応するＵＳＢホストが接続されたことを通知する。このような動作により、情報処理装置１００は、ＵＳＢ３．０規格に従って通信する機能を備えていないにもかかわらず、ＵＳＢ３．０規格に対応するＵＳＢホストが接続されたことを認識することができる。
【００９９】
なお、特許文献１には、ＵＳＢ３．０規格での通信用のグランド端子（ドレイン端子）の電位に基づいて、ＵＳＢ３．０規格に対応するＵＳＢホストが接続されたことを認識する技術が記載されている。しかしながら、ＵＳＢ３．０規格のデータ信号線は差動信号線であるので、ドレイン端子は必ずしも接地される必要はなく、開放状態であることもあり得る。例えば、ドレイン端子が接地電位とされることで、グランドループ電流が発生し、コモンモードノイズが増加することがあり、好ましくない場合がある。
【０１００】
従って、ドレイン端子の電位に基づく場合には、ＵＳＢ３．０規格に対応するＵＳＢホストが接続されたことを正確に認識できない。これに対して、本実施の形態の情報処理装置１００は、終端抵抗Ｒｔによって確実に終端されるＲｘ＋端子またはＲｘ−端子の電位に基づくことで、ＵＳＢ３．０規格に対応するＵＳＢホストが接続されたことを正確に認識することができる。
【０１０１】
図１４は、情報処理装置における接続機器の判定手順の例を示すフローチャートである。なお、図１４の処理の初期状態では、充電ＩＣ１２１から機器判定回路１１３に出力される接続反転信号ＡＴＣＨ＃はローレベルとされる。
【０１０２】
［ステップＳ１１］ＰＭＵ１２２は、ＣＰＵ１０１による制御の下で、充電ＩＣ１２１にプロービング（Probing）およびセンシング（Sensing）の各動作を実行させる。プロービングとは、Ｖｂｕｓ端子に接続検知パルスを一定間隔で印加することで、他の機器が接続されているかを判定する動作である。また、センシングとは、接続された他の機器によるプロービングを検知する動作である。ＰＭＵ１２２は、プロービングまたはセンシングによって他の機器が接続されたと判定すると、その旨をＳＣＵ１０３を通じてＣＰＵ１０１に通知する。ＣＰＵ１０１は、プロービングまたはセンシングによって他の機器が接続されたと判定された場合、ＯＴＧ機器が接続されたと判定する。なお、プロービングおよびセンシングについては後述する。
【０１０３】
ＣＰＵ１０１は、ＯＴＧ機器が接続されたと判定すると、ステップＳ１７の処理を実行する。一方、ＣＰＵ１０１は、一定時間内にＯＴＧ機器が接続されたと判定できなかった場合、ステップＳ１２の処理を実行する。
【０１０４】
［ステップＳ１２］前述のように、ＯＴＧ機器以外のＵＳＢホストが接続された場合には、接続されたＵＳＢホストからＶｂｕｓ端子に電源電圧が印加される。ＰＨＹ１１２は、Ｖｂｕｓ端子に他の機器から電源電圧が印加されたことを検出すると、その旨をＣＰＵ１０１に通知する。これとともに、充電ＩＣ１２１は、Ｖｂｕｓ端子に他の機器から電源電圧が印加されたことを検出すると、機器判定回路１１３に出力する接続反転信号ＡＴＣＨ＃をローレベルからハイレベルに変化させる。
【０１０５】
ＣＰＵ１０１は、Ｖｂｕｓ端子に電源電圧が印加されたことが検出された場合、ステップＳ１３の処理を実行する。一方、ＣＰＵ１０１は、一定時間内にＶｂｕｓ端子に電源電圧が印加されたことを検出されなかった場合、ステップＳ１１の処理を実行する。なお、後者の場合、ＣＰＵ１０１は、ＰＨＹ１１２にＤ＋端子またはＤ−端子の電位をプルアップさせ、情報処理装置１００が接続されたことを他の機器に認識させる。
【０１０６】
ステップＳ１１，Ｓ１２の処理は、一定周期で繰り返される。
［ステップＳ１３］ＣＰＵ１０１は、機器判定回路１１３の判定結果に基づき、接続されたＵＳＢホストがＵＳＢ３．０規格に対応するか否かを判定する。
【０１０７】
ステップＳ１２で接続反転信号ＡＴＣＨ＃がハイレベルになることで、マルチバイブレータＭ１からのパルス信号出力が開始され、トランジスタＭが一定間隔でオンされる。図９で説明したように、接続されたＵＳＢホストがＵＳＢ３．０規格に対応する場合、機器判定回路１１３からＰＭＵ１２２に出力される接続判定信号Ｕ３＿ＤＥＴがハイレベルになる。ＰＭＵ１２２は、接続判定信号Ｕ３＿ＤＥＴがハイレベルになったとき、ＣＰＵ１０１に対して、ＵＳＢ３．０規格に対応するＵＳＢホストが接続されたことを通知する。
【０１０８】
［ステップＳ１４］接続されたＵＳＢホストがＵＳＢ３．０規格に対応すると判定された場合、ステップＳ１５の処理が実行され、ＵＳＢ３．０規格に対応しないと判定された場合、ステップＳ１６の処理が実行される。
【０１０９】
［ステップＳ１５］ＣＰＵ１０１は、ＰＭＵ１２２に対して、０．９Ａの入力電流に適した設定を行うように指示する。ＰＭＵ１２２は、充電ＩＣ１２１に対して、バッテリ１３０の充電電流の上限値を０．９Ａにする設定を行い、バッテリ１３０の充電を開始させる。また、ＰＭＵ１２２は、充電ＩＣ１２１によるシステム電圧の出力動作を、バッテリ１３０の電圧に基づく出力動作からＶｂｕｓ端子の電圧に基づく出力動作に切り替える。
【０１１０】
［ステップＳ１６］ＣＰＵ１０１は、ＰＭＵ１２２に対して、０．５Ａの入力電流に適した設定を行うように指示する。ＰＭＵ１２２は、充電ＩＣ１２１に対して、バッテリ１３０の充電電流の上限値を０．５Ａに制限する設定を行い、バッテリ１３０の充電を開始させる。また、ＰＭＵ１２２は、充電ＩＣ１２１によるシステム電圧の出力動作を、バッテリ１３０の電圧に基づく出力動作からＶｂｕｓ端子の電圧に基づく出力動作に切り替える。
【０１１１】
なお、バッテリ１３０の残容量が同じである場合、ステップＳ１６で充電に要する時間より、ステップＳ１５で充電に要する時間の方が短くなる。
［ステップＳ１７］ステップＳ１１でＯＴＧ機器が接続されたと判定された場合、充電ＩＣ１２１から機器判定回路１１３に出力される接続反転信号ＡＴＣＨ＃はローレベルのままになり、機器判定回路１１３のトランジスタＭはオフのままになる。この状態では、情報処理装置１００は、ＩＤ端子の電位を示すＯＴＧ＿ＩＤ信号に基づき、ＵＳＢ  ＯＴＧ規格で規定された手順に従って、接続されたＯＴＧ機器がＵＳＢホストであるかＵＳＢデバイスであるかを判定する。
【０１１２】
接続されたＯＴＧ機器がＵＳＢデバイスである場合、ＰＨＹ１１２は、ＩＤ端子の電位が接地電位である（すなわち、ＩＤ＝０である）ことを検出して、その旨をＣＰＵ１０１に通知する。一方、接続されたＯＴＧ機器がＵＳＢホストである場合、ＰＨＹ１１２は、ＩＤ端子の電位が接地電位でないことを検出して、その旨をＣＰＵ１０１に通知する。
【０１１３】
ＣＰＵ１０１は、ＩＤ＝０であると判定した場合、ステップＳ１８の処理を実行し、ＩＤ＝０でないと判定した場合、ステップＳ１９の処理を実行する。
［ステップＳ１８］ＣＰＵ１０１は、Ｖｂｕｓ端子から電源電圧を出力させるようにＰＭＵ１２２に指示する。ＰＭＵ１２２は、充電ＩＣ１２１の動作状態を切り替えて、充電ＩＣ１２１に、バッテリ１３０から供給される電圧を基にＶｂｕｓ端子に電源電圧を供給させる。このとき、充電ＩＣ１２１からＶｂｕｓ端子を通じて他の機器に対して、０．５Ｖ，０．５Ａの電力が供給される。
【０１１４】
［ステップＳ１９］ＣＰＵ１０１は、ＰＭＵ１２２に対して、０．５Ａの入力電流に適した設定を行うように指示する。ＰＭＵ１２２は、充電ＩＣ１２１に対して、バッテリ１３０の充電電流の上限値を０．５Ａに制限する設定を行い、バッテリ１３０の充電を開始させる。また、ＰＭＵ１２２は、充電ＩＣ１２１によるシステム電圧の出力動作を、バッテリ１３０の電圧に基づく出力動作からＶｂｕｓ端子の電圧に基づく出力動作に切り替える。
【０１１５】
ここで、図１５および図１６を用いて、プロービングおよびセンシングの各動作について補足説明する。まず、図１５は、プロービングおよびセンシングの動作を実行するための回路構成例を示す図である。
【０１１６】
ＯＴＧ機器を除くＵＳＢ２．０機器およびＵＳＢ３．０機器においては、原則的に、ＵＳＢホストは自装置のＶｂｕｓ端子に常に電源電圧を印加している。そして、ＵＳＢデバイスは、自装置のＶｂｕｓ端子に電源電圧が印加されたことを検知すると、ＵＳＢホストに接続されたことを認識して、ＵＳＢホストに対して自装置が接続されたことを通知する。
【０１１７】
一方、ＯＴＧ機器は、少なくとも、他の機器が接続されてその機器がＵＳＢホストかＵＳＢデバイスかを判定できるまでは、Ｖｂｕｓ端子に電源電圧を印加しない。その代わり、ＯＴＧ機器は、Ｖｂｕｓ端子を用いたプロービングおよびセンシングという動作によって、他の機器が接続されたことを検知する。
【０１１８】
ＯＴＧ機器を含むＵＳＢ２．０機器においては、Ｖｂｕｓ端子はバイパスコンデンサを介して接地されている。バイパスコンデンサは、１μＦ〜６．５μＦ程度の容量を有する。図１５の例では、電子機器２３１のＶｂｕｓ端子はバイパスコンデンサＣｂ１を介して接地されており、電子機器２３２のＶｂｕｓ端子はバイパスコンデンサＣｂ２を介して接地されている。
【０１１９】
以下、例として、電子機器２３１は、ＵＳＢ  ＯＴＧ規格に対応するＵＳＢホストであり、電子機器２３２は、ＵＳＢ  ＯＴＧ規格に対応するＵＳＢデバイスであるものとする。電子機器２３１は、プロービングのための構成として、バイパスコンデンサＣｂ１を充電するための電流源Ｉと、バイパスコンデンサＣｂ１を放電するためのスイッチＳＷ１と、スイッチＳＷ１とグランドとの間に接続された抵抗Ｒ１１とを備える。一方、電子機器２３２は、センシングのための構成として、Ｖｂｕｓ端子の電位を所定の基準電圧Ｖｒｅｆと比較するコンパレータＣＭＰを備える。
【０１２０】
図１６は、プロービングおよびセンシング実行時の波形の例を示す図である。
電子機器２３１は、次のようにしてプロービングを行う。電子機器２３１は、電流源Ｉに一定の電流を出力させた状態で、スイッチＳＷ１を定期的に、一定期間だけオンにする。図１６のスイッチオン／オフ波形は、スイッチＳＷ１のオン／オフの状態を示す波形である。また、図１６のＶｂｕｓ波形は、電子機器２３１のＶｂｕｓ端子の電位を示す波形であり、実線は電子機器２３２が接続された場合の波形を示し、点線は電子機器２３２を含む他の機器が接続されていない場合の波形を示す。
【０１２１】
スイッチＳＷ１がオフからオンになることで、バイパスコンデンサが充電される。電子機器２３２を含む他の機器が電子機器２３１に接続されていない場合、電子機器２３１のバイパスコンデンサＣｂ１のみが充電される。一方、電子機器２３２が電子機器２３１に接続された場合、電子機器２３１のバイパスコンデンサＣｂ１とともに、電子機器２３２のバイパスコンデンサＣｂ２も充電される。すなわち、電子機器２３１に他の機器が接続されているかによって、充電容量が変化するため、充電に要する時間も変化する。
【０１２２】
他の機器が電子機器２３１に接続されていない場合の充電時間ｔ３１は、電子機器２３２が電子機器２３１に接続された場合の充電時間ｔ３２より短い。電子機器２３１は、プロービングによってこのような充電時間の差を判別することで、他の機器が接続されたか否かを判定する。
【０１２３】
一方、電子機器２３２は、次のようにしてセンシングを行う。電子機器２３２のコンパレータＣＭＰの出力は、Ｖｂｕｓ端子の電位が基準電圧Ｖｒｅｆを超えているとき、ハイレベルになり、Ｖｂｕｓ端子の電位が基準電圧Ｖｒｅｆ以下であるとき、ローレベルになる。従って、電子機器２３２に接続された他の機器がプロービングを行っているとき、コンパレータＣＭＰは一定間隔でパルス波形を出力する。電子機器２３２は、コンパレータＣＭＰから一定間隔でパルス波形が出力されたとき、他の機器が接続されていると判定する。
【０１２４】
なお、プロービングはＵＳＢホストだけでなく、ＵＳＢデバイスも実行することができる。また、センシングもＵＳＢデバイスだけでなく、ＵＳＢホストも実行することができる。従って、本実施の形態の情報処理装置１００は、図１５のバイパスコンデンサＣｂ１，Ｃｂ２のいずれかを備えるとともに、プロービングのための構成である電流源Ｉ、スイッチＳＷ１および抵抗Ｒ１１と、センシングための構成であるコンパレータＣＭＰとを備えている。バイパスコンデンサ、電流源Ｉ、スイッチＳＷ１、抵抗Ｒ１１およびコンパレータＣＭＰは、例えば、充電ＩＣ１２１内に設けられる。そして、図１４のステップＳ１１では、情報処理装置１００は、上記のようなプロービングまたはセンシングの少なくとも一方を行うことで、ＯＴＧ機器が接続されたかを判定する。
【０１２５】
以上説明した情報処理装置１００は、ＵＳＢ３．０規格に従って通信する機能を備えていないにもかかわらず、ＵＳＢ３．０規格に対応するＵＳＢホストが接続されたことを認識することができる。従って、ＵＳＢ３．０規格に対応するＵＳＢホストが接続された場合に、バッテリ１３０を充電するための充電ＩＣ１２１の設定を、Ｖｂｕｓ端子から供給される０．９Ａの電流に最適化して、充電時間を短縮することができる。
【０１２６】
また、情報処理装置１００は、ＵＳＢソケット１１１のＶｂｕｓ端子を介して、ＵＳＢ３．０機器の受信端子（Ｒｘ＋端子またはＲｘ−端子）と接続することで、ＵＳＢ３．０機器が接続されたことを正確に判定できる。
【０１２７】
さらに、このようなＵＳＢ３．０機器の接続判定が、ＵＳＢ  ＯＴＧ規格に準拠したソケットをそのまま使用して行われるので、ＯＴＧ機器を含むＵＳＢ２．０機器との接続の互換性を保つことができる。また、ＵＳＢ３．０機器の接続判定用に専用の端子を設ける必要がないので、情報処理装置１００におけるソケットの設置面積や情報処理装置１００の製造コストを抑制できる。
【０１２８】
上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形や変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。
【符号の説明】
【０１２９】
１〜３  電子機器
２ａ  受信端子
１０  通信コネクタ
１１  電源端子
１２ａ，１２ｂ  信号端子
２１  判定部
２２  設定制御部
２３  電源回路
３１  専用ケーブル
３２  汎用ケーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年11月14日(2014.11.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源端子と複数の信号端子とを備える通信コネクタと、
前記複数の信号端子のうち、第１の通信規格で規定され、第２の通信規格では規定されていない所定の端子の電位に基づいて、前記通信コネクタを介して接続された機器が前記第２の通信規格に従って通信可能な機器かを判定する判定部と、
前記判定部による判定結果に応じて、前記電源端子から入力される電源信号に関する設定を切り替える設定制御部と、
を有することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記通信コネクタには、接続された他の機器が備える端子のうち前記第２の通信規格に従ってデータを受信するための受信端子と、前記所定の端子とが結線された通信ケーブルが接続されることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
前記判定部は、
前記電源端子から前記電源信号が入力されたことを検知したとき、前記所定の端子の電圧に基づいて、接続された機器が前記第２の通信規格に従って通信可能な機器かを判定し、
前記電源端子に伝送される接続検知信号に基づいて他の機器が接続されたことを検知した場合には、前記所定の端子の電位に基づいて、前記第１の通信規格で規定された判定処理を実行する、
ことを特徴とする請求項１または２記載の電子機器。
【請求項４】
前記判定部は、前記接続検知信号に基づいて他の機器が接続されたことを検知した場合には、前記所定の端子の電位に基づいて、接続された他の機器が前記第１の通信規格で規定されたホスト機器か否かを判定することを特徴とする請求項３記載の電子機器。
【請求項５】
前記判定部は、前記所定の端子に接続されたカップリングコンデンサと、前記カップリングコンデンサを介して前記所定の端子に判定信号を出力する判定信号出力回路とを備えて、前記判定信号を出力したときの前記カップリングコンデンサと前記判定信号出力回路との間の電位の変動状況から、接続された機器が前記第２の通信規格に従って通信可能な機器かを判定し、
前記判定信号出力回路は、前記電源端子から前記電源信号が入力されたことを検知したとき、前記判定信号を出力する、
ことを特徴とする請求項３または４記載の電子機器。
【請求項６】
前記判定部は、前記所定の端子の電位に基づいて、前記所定の端子に終端抵抗が接続されているかを判定し、前記終端抵抗が接続されているかの判定結果から、前記通信コネクタを介して接続された機器が前記第２の通信規格に従って通信可能な機器かを判定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項７】
前記設定制御部は、前記判定部による判定結果に応じて、前記電源信号についての最大消費電流の設定を、前記第１の通信規格で規定された第１の電流値と前記第２の通信規格で規定された第２の電流値のいずれかに切り替えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項８】
電源端子と複数の信号端子とを備える通信コネクタを有する電子機器の制御方法であって、
前記複数の信号端子のうち、第１の通信規格で規定され、第２の通信規格では規定されていない所定の端子の電位に基づいて、前記通信コネクタを介して接続された機器が前記第２の通信規格に従って通信可能な機器かを判定し、
前記判定の結果に応じて、前記電源端子から入力される電源信号に関する設定を切り替える、
ことを特徴とする電子機器の制御方法。
【国際調査報告】
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