(57)【要約】長時間動作させることが可能な携帯端末機器を提供する。本願発明の携帯端末機器は、直流的に分離された複数の回路と、複数の回路への電源供給を、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）からの電源供給とバッテリからの電源供給との間で、複数の回路に含まれるそれぞれの回路ごとに切り替える電源切り替えスイッチと、を備える。
2011043205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流的に分離された複数の回路と、
前記複数の回路への電源供給を、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）からの電源供給とバッテリからの電源供給との間で、前記複数の回路に含まれるそれぞれの回路ごとに切り替える電源切り替えスイッチと、を備える携帯端末機器。
【請求項２】
前記電源切り替えスイッチは、前記複数の回路のうち、前記ＵＳＢから供給可能な電力で動作可能な回路を選択し、選択した回路に対しては前記ＵＳＢからの電源供給を行い、選択しなかった回路に対しては前記バッテリからの電源供給を行う請求項１に記載の携帯端末機器。
【請求項３】
前記電源切り替えスイッチは、前記ＵＳＢの転送速度がＳｕｐｅｒ  Ｓｐｅｅｄ仕様、Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ仕様、又はその他の仕様であるかに基づいて、前記ＵＳＢから供給可能な電力で動作可能な回路を選択する請求項２に記載の携帯端末機器。
【請求項４】
前記複数の回路は、消費電流１００ｍＡの回路及び２つの消費電流４００ｍＡの回路であり、
前記電源切り替えスイッチは、前記ＵＳＢの転送速度がＳｕｐｅｒ  Ｓｐｅｅｄ仕様であるか否かを判定し、前記転送速度が前記Ｓｕｐｅｒ  Ｓｐｅｅｄ仕様であると判定した場合は前記ＵＳＢから供給可能な電力が消費電流９００ｍＡ以上であるか否かを判定し、
前記転送速度が前記Ｓｕｐｅｒ  Ｓｐｅｅｄ仕様でないと判定した場合は、前記転送速度がＨｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ仕様であるか否かを判定し、前記転送速度が前記Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ仕様であると判定した場合は前記ＵＳＢから供給可能な電力が消費電流５００ｍＡ以上であるか否かを判定し、
前記ＵＳＢの転送速度が前記Ｓｕｐｅｒ  Ｓｐｅｅｄ仕様でも前記Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ仕様でもないと判定した場合は前記ＵＳＢから供給可能な電力が消費電流１００ｍＡ以上であるか否かを判定することで、前記複数の回路のうち、前記ＵＳＢから供給可能な電力で動作可能な回路を選択し、
選択した回路に対しては前記ＵＳＢからの電源供給を行い、選択しなかった回路に対しては前記バッテリからの電源供給を行う請求項１から３のいずれかに記載の携帯端末機器。
【請求項５】
前記電源切り替えスイッチは、前記ＵＳＢの供給可能な電力が消費電流９００ｍＡ以上である場合は前記１００ｍＡの回路及び２つの前記４００ｍＡの回路を選択し、
前記ＵＳＢの供給可能な電力が消費電流５００ｍＡ以上、９００ｍＡ未満である場合は前記１００ｍＡの回路及び１つの前記４００ｍＡの回路を選択し、
前記ＵＳＢの供給可能な電力が消費電流１００ｍＡ以上、５００ｍＡ未満である場合は１００ｍＡの回路を選択する、請求項４に記載の携帯端末機器。
【請求項６】
前記電源切り替えスイッチは、前記ＵＳＢと前記複数の回路に含まれる回路の間に直列に接続されたＵＳＢ用スイッチと、前記バッテリと前記回路の間に直列に接続されバッテリ用スイッチとを備え、
前記ＵＳＢ用スイッチは、前記ＵＳＢから電流を受給したときの電位がＬｏｗ電位のときはＯＦＦ状態になり前記ＵＳＢから前記回路へ電流を供給するのを停止し、前記ＵＳＢから電流を受給したときの電位がＬｏｗ電位でないときはＯＮ状態になり前記ＵＳＢから前記回路へ電流を供給し、
前記バッテリ用スイッチは、前記ＵＳＢ用スイッチが前記ＯＮ状態のときは前記バッテリから前記回路へ電流を供給するのを停止し、前記ＵＳＢ用スイッチがＯＦＦ状態のときは前記バッテリから前記回路へ電流を供給する請求項１から５のいずれかに記載の携帯端末機器。
【請求項７】
請求項１から６にいずれかに記載の携帯端末機器と、
前記ＵＳＢを有するホスト機器と、
前記バッテリと、を備える電源供給システム。
【請求項８】
前記バッテリは、前記ＵＳＢからの電源供給による充電を行わない請求項７に記載の電源供給システム。
【請求項９】
直流的に分離された複数の回路への電源供給を、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）からの電源供給とバッテリからの電源供給との間で、前記複数の回路に含まれるそれぞれの回路ごとに切り替える電源切り替え手順、を有する携帯端末機器への電源供給方法。
【請求項１０】
前記電源切り替え手順において、前記複数の回路のうち、前記ＵＳＢから供給可能な電力で動作可能な回路を選択し、選択した回路に対しては前記ＵＳＢからの電源供給を行い、選択しなかった回路に対しては前記バッテリからの電源供給を行う請求項９に記載の携帯端末機器への電源供給方法。
【請求項１１】
前記電源切り替え手順において、前記ＵＳＢの転送速度がＳｕｐｅｒ  Ｓｐｅｅｄ仕様、Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ仕様、又はその他の仕様であるかに基づいて、前記ＵＳＢから供給可能な電力で動作可能な回路を選択する請求項１０に記載の携帯端末機器への電源供給方法。
【請求項１２】
前記複数の回路は、消費電流１００ｍＡの回路及び２つの消費電流４００ｍＡの回路であり、
前記電源切り替え手順において、前記ＵＳＢの転送速度がＳｕｐｅｒ  Ｓｐｅｅｄ仕様であるか否かを判定し、前記転送速度が前記Ｓｕｐｅｒ  Ｓｐｅｅｄ仕様であると判定した場合は前記ＵＳＢから供給可能な電力が消費電流９００ｍＡ以上であるか否かを判定し、
前記転送速度が前記Ｓｕｐｅｒ  Ｓｐｅｅｄ仕様でないと判定した場合は、前記転送速度がＨｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ仕様であるか否かを判定し、前記転送速度が前記Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ仕様であると判定した場合は前記ＵＳＢから供給可能な電力が消費電流５００ｍＡ以上であるか否かを判定し、
前記ＵＳＢの転送速度が前記Ｓｕｐｅｒ  Ｓｐｅｅｄ仕様でも前記Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ仕様でもないと判定した場合は前記ＵＳＢから供給可能な電力が消費電流１００ｍＡ以上であるか否かを判定することで、前記複数の回路のうち、前記ＵＳＢから供給可能な電力で動作可能な回路を判定して選択し、
選択した回路に対しては前記ＵＳＢからの電源供給を行い、選択しなかった回路に対しては前記バッテリからの電源供給を行う請求項９から１１のいずれかに記載の携帯端末機器への電源供給方法。
【請求項１３】
前記電源切り替え手順において、前記ＵＳＢの供給可能な電力が消費電流９００ｍＡ以上である場合は前記１００ｍＡの回路及び２つの前記４００ｍＡの回路を選択し、
前記ＵＳＢの供給可能な電力が消費電流５００ｍＡ以上、９００ｍＡ未満である場合は前記１００ｍＡの回路及び１つの前記４００ｍＡの回路を選択し、
前記ＵＳＢの供給可能な電力が消費電流１００ｍＡ以上、５００ｍＡ未満である場合は１００ｍＡの回路を選択する、請求項１２に記載の携帯端末機器への電源供給方法。
【請求項１４】
直流的に分離された複数の回路への電源供給を、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）からの電源供給とバッテリからの電源供給との間で、前記複数の回路に含まれるそれぞれの回路ごとに切り替える電源切り替えステップ、をコンピュータに実行させる携帯端末機器への電源供給プログラム。
【請求項１５】
前記電源切り替えステップにおいて、前記複数の回路のうち、前記ＵＳＢから供給可能な電力で動作可能な回路を判定して選択し、選択した回路に対しては前記ＵＳＢからの電源供給を行い、選択しなかった回路に対しては前記バッテリからの電源供給を行う請求項１４に記載の携帯端末機器への電源供給プログラム。
【請求項１６】
前記電源切り替えステップにおいて、前記ＵＳＢの転送速度がＳｕｐｅｒ  Ｓｐｅｅｄ仕様、Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ仕様、又はその他の仕様であるかに基づいて、前記ＵＳＢから供給可能な電力で動作可能な回路を選択する請求項１５に記載の携帯端末機器への電源供給プログラム。
【請求項１７】
前記複数の回路は、消費電流１００ｍＡの回路及び２つの消費電流４００ｍＡの回路であり、
前記電源切り替えステップにおいて、前記ＵＳＢの転送速度がＳｕｐｅｒ  Ｓｐｅｅｄ仕様であるか否かを判定し、前記転送速度が前記Ｓｕｐｅｒ  Ｓｐｅｅｄ仕様であると判定した場合は前記ＵＳＢから供給可能な電力が消費電流９００ｍＡ以上であるか否かを判定し、
前記転送速度が前記Ｓｕｐｅｒ  Ｓｐｅｅｄ仕様でないと判定した場合は、前記転送速度がＨｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ仕様であるか否かを判定し、前記転送速度がＨｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ仕様であると判定した場合は前記ＵＳＢから供給可能な電力が消費電流５００ｍＡ以上であるか否かを判定し、
前記ＵＳＢの転送速度が前記Ｓｕｐｅｒ  Ｓｐｅｅｄ仕様でも前記Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ仕様でもないと判定した場合は前記ＵＳＢから供給可能な電力が消費電流１００ｍＡ以上であるか否かを判定することで、前記複数の回路のうち、、前記ＵＳＢから供給可能な電力で動作可能な回路を判定して選択し、
選択した回路に対しては前記ＵＳＢからの電源供給を行い、選択しなかった回路に対しては前記バッテリからの電源供給を行う請求項１４から１６のいずれかに記載の携帯端末機器への電源供給プログラム。
【請求項１８】
前記電源切り替えステップにおいて、前記ＵＳＢの供給可能な電力が消費電流９００ｍＡ以上である場合は前記１００ｍＡの回路及び２つの前記４００ｍＡの回路を選択し、
前記ＵＳＢの供給可能な電力が消費電流５００ｍＡ以上、９００ｍＡ未満である場合は前記１００ｍＡの回路及び１つの前記４００ｍＡの回路を選択し、
前記ＵＳＢの供給可能な電力が消費電流１００ｍＡ以上、５００ｍＡ未満である場合は１００ｍＡの回路を選択する、請求項１７に記載の携帯端末機器への電源供給プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯端末機器及び電源供給システム並びに携帯端末機器への電源供給方法及び電源供給プログラムに関し、特に、ホスト機器から電源供給を受ける携帯端末機器及び電源供給システム並びに携帯端末機器への電源供給方法及び電源供給プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の携帯端末機器の市場では、マルチメディア化に伴い、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）の高速化、データ転送レートの高速化が図られており、携帯端末機器の消費電力は、どんどん増している。そのため、ホスト機器から電源供給を受ける種々の携帯端末機器が提案されている（例えば、特許文献１から６参照）。
特許文献１、３、４、６に記載の携帯端末機器は、以下のように動作する。ホスト機器及び携帯端末機器は、ホスト機器の給電能力又は携帯端末機器の消費電力に合わせて携帯端末機器への消費電流を調整する。
特許文献２に記載の携帯端末機器は、デジタルカメラであり、以下のように動作する。デジタルカメラとパソコンがＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）インタフェースを介して接続されると、パソコンから供給可能な電力量の確認を行い、確認結果に基づいてパソコンから電源供給を受ける。デジタルカメラは、供給可能な電力量に応じて駆動可能な全部若しくは一部の機能ブロックに給電する。これにより、パソコンからの供給電力を活用する。
特許文献５に記載の携帯端末機器は、デジタルカメラであり、以下のように動作する。デジタルカメラは、ＵＳＢインタフェースからの電源で動作できる第１ブロックと、ＵＳＢインタフェースからの電源で動作できない第２ブロックと、に分かれている。また、デジタルカメラは、バッテリから供給される電力で動作するモードと、ＵＳＢケーブルＵＳＢ電源から供給される電力のみで動作するモードと、バッテリに充電するモードと、を有する。そして、ＰＣは、デジタルカメラがいずれのモードであるかを判断して、デジタルカメラに対する電力の供給を制御する。
一方で、電源瞬断時に対応するための技術が提案されている（例えば、特許文献７及び８参照）。特許文献７に記載の電源回路は、電源と、ＤＣ−ＤＣコンバータと、コンデンサと、を備え、以下のように動作する。ＤＣ−ＤＣコンバータの入力部に挿入されている複数のコンデンサは、電源に瞬断があった場合に、ＤＣ−ＤＣコンバータの入力電圧が断とならないように防護し、負荷に対する影響を防止する。
特許文献８に記載のディスプレイ装置は、ハブポートと、ホスト電源と、を備え、以下のように動作する。ディスプレイ装置内の電源供給部による電源供給が遮断されても、ホストに接続されたハブポートを通じて提供されるホスト電源によってＵＳＢデバイスを動作させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２００５／０２２３６９号公報
【特許文献２】特開２００１−１００８６８号公報
【特許文献３】特開２００４−０５６８７７号公報
【特許文献４】特開２００４−１７１５５８号公報
【特許文献５】特開２００５−１７３８２２号公報
【特許文献６】特開２００９−０６０７１７号公報
【特許文献７】特開平０６−０３０５２４号公報
【特許文献８】特開平１０−０９７３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
携帯端末機器への消費電力が増すと、以下が課題となる。
課題は、特許文献１、３、４、６に記載の携帯端末機器のように、通常の電力消費に加え、ＵＳＢ通信にかかわる回路にも電力を消費するため、携帯端末機器の使用時間が短くなることである。
そこで、本発明は、上記第１、第２及び第３の課題を解決する携帯端末機器及び電源供給システム並びに携帯端末機器への電源供給方法及び電源供給プログラムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の携帯端末機器は、直流的に分離された複数の回路と、複数の回路への電源供給を、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）からの電源供給とバッテリからの電源供給との間で、複数の回路に含まれるそれぞれの回路ごとに切り替える電源切り替えスイッチと、を備える。
また、本発明の電源供給システムは、本発明に係るの携帯端末機器と、ＵＳＢを有するホスト機器と、バッテリと、を備える。
また、本発明の携帯端末機器への電源供給方法は、直流的に分離された複数の回路への電源供給を、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）からの電源供給とバッテリからの電源供給との間で、複数の回路に含まれるそれぞれの回路ごとに切り替える電源切り替え手順、を有する。
また、本発明の携帯端末機器への電源供給プログラムは、直流的に分離された複数の回路への電源供給を、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）からの電源供給とバッテリからの電源供給との間で、複数の回路に含まれるそれぞれの回路ごとに切り替える電源切り替えステップ、をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、上記第１、第２、第３の課題を解決する携帯端末機器及び電源供給システム並びに携帯端末機器への電源供給方法及び電源供給プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、実施形態１に係る電源供給システムの構成例を示す。
図２は、実施形態１に係る携帯端末方法の一例を示す。
図３は、実施形態１に係る携帯端末プログラムの一例を示す。
図４は、実施形態２に係る携帯端末機器の第１例を示す。
図５は、実施形態２に係る携帯端末機器の第２例を示す。
図６は、実施形態２に係る携帯端末機器の第３例を示す。
図７は、電源切り替えスイッチの構成例を示す。
図８は、実施形態に係る携帯端末機器の動作の一例を示す。
図９は、ＵＳＢケーブルが引き抜かれた時の（ａ）ＶＢＵＳ端子電圧にかかる電圧の時系列変化と、（ｂ）電流Ｉｕｓｂ１の時系列変化と、（ｃ）バッテリ用スイッチのＯＮ抵抗の時系列変化と、（ｄ）電流Ｉｂａｔ１の時系列変化と、（ｅ）電流Ｉｓｙｓ１の時系列変化とを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
（実施形態１）
図１に、本実施形態に係る電源供給システムの構成例を示す。本実施形態に係る電源供給システムは、本実施形態に係る携帯端末機器１５と、ＵＳＢを有するホスト機器１０と、バッテリ１１と、を備える。携帯端末機器１５は、ＶＢＵＳ端子１６を備え、ホスト機器１０のＵＳＢからの電源供給が可能となっている。携帯端末機器１５は、バッテリ端子１７を備え、バッテリ１１からの電源供給が可能となっている。
携帯端末機器１５は、回路Ａ２０と、回路Ｂ２１と、回路Ｃ２２と、電源切り替えスイッチＳＷ１と、電源切り替えスイッチＳＷ２と、電源切り替えスイッチＳＷ３と、を備える。回路Ａ２０、回路Ｂ２１、回路Ｃ２２は、例えば、消費電流１００ｍＡの回路Ａ２０、消費電流４００ｍＡの回路Ｂ２１、及び消費電流４００ｍＡの回路Ｃ２２である。また、回路Ａ２０、回路Ｂ２１、回路Ｃ２２は直流的に分離されている。
電源切り替えスイッチＳＷ１は、回路Ａ２０への電源供給を、ホスト機器１０に備わるＵＳＢからの電源供給とバッテリ１１からの電源供給との間で切り替える。電源切り替えスイッチＳＷ２は、回路Ｂ２１への電源供給を、ホスト機器１０に備わるＵＳＢからの電源供給とバッテリ１１からの電源供給との間で切り替える。電源切り替えスイッチＳＷ３は、回路Ｃ２２への電源供給を、ホスト機器１０に備わるＵＳＢからの電源供給とバッテリ１１からの電源供給との間で切り替える。
電源切り替えスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３は、回路Ａ２０、回路Ｂ２１、回路Ｃ２２のうちホスト機器１０に備わるＵＳＢの供給可能な電力で動作可能な回路を選択する。この選択を行うために、電源切り替えスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３は、ホスト機器１０に備わるＵＳＢの供給可能な電力の情報を取得しても良い。そして、電源切り替えスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３は、携帯端末機器１５が選択した回路に対してはＵＳＢからの電源供給を行い、選択しなかった回路に対してはバッテリ１１からの電源供給を行う。
電源切り替えスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３は、ＵＳＢの仕様に基づいて、回路Ａ２０、回路Ｂ２１、回路Ｃ２２のうちホスト機器１０に備わるＵＳＢの供給可能な電力で動作可能な回路を選択しても良い。ＵＳＢの仕様とは、例えば、ＵＳＢの転送速度がＳｕｐｅｒ  Ｓｐｅｅｄ仕様、Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ仕様、又はその他の仕様であるかを指す。
本実施形態に係る携帯端末機器は、本実施形態に係る携帯端末機器への電源供給方法を実行しても良い。図２に、本実施形態に係る携帯端末機器への電源供給方法の一例を示す。本実施形態に係る携帯端末機器への電源供給方法は、電源切り替え手順Ｓ１１１を有する。電源切り替え手順Ｓ１１１では、直流的に分離された回路Ａ２０、回路Ｂ２１、回路Ｃ２２への電源供給を、ホスト機器１０に備わるＵＳＢからの電源供給とバッテリ１１からの電源供給との間で、回路Ａ２０、回路Ｂ２１、回路Ｃ２２ごとに切り替える。
電源切り替え手順Ｓ１１１では、携帯端末機器１５は、ＵＳＢの供給可能な電力の情報を取得し、この情報に基づいて、回路Ａ２０、回路Ｂ２１、回路Ｃ２２のうちＵＳＢの供給可能な電力で動作可能な回路を選択する。例えば、携帯端末機器１５は、ＵＳＢから供給可能な電力の情報を取得し、選択した回路に対してはＵＳＢからの電源供給を行い、選択しなかった回路に対してはバッテリ１１からの電源供給を行う。例えば、１００ｍＡの電流でＵＳＢが電力を供給することができる場合は、回路Ａ２０を選択する。そして、回路Ａ２０に対してはＵＳＢからの電源供給を行い、回路Ｂ２１、回路Ｃ２２に対してはバッテリ１１からの電源供給を行う。また、５００ｍＡの電流でＵＳＢが電力を供給することができる場合は、回路Ｂ２１と回路Ｃ２２のいずれか一方を選択する。そして、回路Ｂ２１と回路Ｃ２２のいずれか一方に対してはＵＳＢからの電源供給を行い、いずれか他方と回路Ａ２０に対してはバッテリ１１からの電源供給は行う。
複数の回路のうちＵＳＢからの電力供給が可能な回路の選択は、例えば、次のように行うことができる。電源切り替えスイッチは、ＵＳＢの転送速度の情報及びＵＳＢから供給可能な電力の情報を取得し、ＵＳＢの転送速度がＳｕｐｅｒ  Ｓｐｅｅｄ仕様であるか否かを判定する。そして、Ｓｕｐｅｒ  Ｓｐｅｅｄ仕様であると判定した場合はＵＳＢから供給可能な電力が消費電流９００ｍＡ以上であるか否かを判定する。そして、ＵＳＢの供給可能な電力が消費電流９００ｍＡ以上であると判定した場合は１００ｍＡの回路Ａ及び４００ｍＡの回路Ｂ及び４００ｍＡの回路Ｃを選択する。
一方、ＵＳＢの転送速度がＳｕｐｅｒ  Ｓｐｅｅｄ仕様でないと判定した場合は、ＵＳＢの転送速度がＨｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ仕様であるか否かを判定する。そして、Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ仕様である場合はＵＳＢから供給可能な電力が消費電流５００ｍＡ以上であるか否かを判定する。ＵＳＢの供給可能な電力が消費電流５００ｍＡ以上であると判定した場合は、１００ｍＡの回路Ａと、４００ｍＡの回路Ｂ又は回路Ｃを選択する。
さらに、ＵＳＢの転送速度がＨｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ仕様でないと判定した場合は、ＵＳＢから供給可能な電力が消費電流１００ｍＡ以上であるか否かを判定する。ＵＳＢの供給可能な電力が消費電流１００ｍＡ以上であると判定した場合は１００ｍＡの回路Ａを選択する。
携帯端末機器１５は、ＵＳＢ接続された際、ホスト機器１０から受給可能な電力分だけを、ホスト機器１０から受給し、その分のバッテリ１１からの電力の持ち出しを削減する。これにより、携帯端末機器１５を長時間動作させることが可能となり、課題を解決している。
また、ホスト機器１０から電力を受給している回路Ａ２０、回路Ｂ２１及び回路Ｃ２２は、バッテリ１１からの受給を停止しても良い。さらに、携帯端末機器１５は、ＶＢＵＳとバッテリ１１とを切断し、ＶＢＵＳからの電力でバッテリ１１を充電しないようにしても良い。このようにすることで、回路の制御を簡素化することができる。よって、発熱を考慮した複雑な充電制御が不要となるため、携帯端末機器の開発工数を減らすことができる。
また、携帯端末機器１５側で、ＵＳＢ仕様に合わせた回路規模で回路Ａ２０、回路Ｂ２１及び回路Ｃ２２を電源分離しても良い。これにより、接続されたＵＳＢ規格に沿った形で、最大源、ホスト機器から電力を受給することが可能となる。従って、たとえば携帯端末機器１５側で１Ａの電流が必要な場合、現在のＵＳＢ規格上の電力では端末のすべての電力を賄えないが、前述したように、回路Ａ２０、回路Ｂ２１及び回路Ｃ２２を電源分離することにより、一部の回路はホスト機器から電力を受給することが可能となる。
本実施形態に係る携帯端末機器は、本実施形態に係る携帯端末プログラムを実行することとしてもよい。図３に、本実施形態に係る携帯端末プログラムの一例を示す。本実施形態に係る携帯端末プログラムは、電源切り替えステップＳ２１１を有する。電源切り替えステップＳ２１１では、直流的に分離された回路Ａ２０、回路Ｂ２１、回路Ｃ２２への電源供給を、ホスト機器１０に備わるＵＳＢからの電源供給とバッテリ１１からの電源供給との間で、回路Ａ２０、回路Ｂ２１、回路Ｃ２２ごとに切り替える。電源切り替えステップＳ２１１では、ＵＳＢの供給可能な電力の情報を取得し、回路Ａ２０、回路Ｂ２１、回路Ｃ２２のうちＵＳＢの供給可能な電力で動作可能な回路を選択する。そして、選択した回路に対してはＵＳＢからの電源供給を行い、選択しない回路に対してはバッテリ１１からの電源供給を行う。これにより、本実施形態に係る携帯端末機器を実現することができる。
なお、本実施形態に係る携帯端末機器は、直流的に分離された複数の回路と、複数の回路への電源供給を、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）からの電源供給とバッテリからの電源供給との間で、複数の回路に含まれるそれぞれの回路ごとに切り替える電源切り替えスイッチと、を備えるものとしても良い。このような構成でも、上述の説明と同様に、課題を解決することができる。
（実施形態２）
図４、図５、図６に、それぞれ、本実施形態に係る携帯端末機器の第１例、第２例、第３例を示す。携帯端末機器の第１例、第２例、第３例は、電源切り替えスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３の接続が異なるだけで、構成は同じである。携帯端末機器の第１例はＵＳＢの供給電力が消費電流９００ｍＡに対応する場合を示す。携帯端末機器の第２例はＵＳＢの供給電力が消費電流５００ｍＡに対応する場合を示す。携帯端末機器の第３例はＵＳＢの供給電力が消費電流１００ｍＡに対応する場合を示す。
携帯端末機器１５は、ホスト機器１０の備えるＵＳＢから電力を受給することができるＶＢＵＳ端子１６と、バッテリ１１から電力を受給することができるバッテリ端子１７と、消費電流１００ｍＡの消費電力で電源分離されている回路Ａ２０と、消費電流４００ｍＡの消費電力で電源分離されている回路Ｂ２１と、消費電流４００ｍＡの消費電力で電源分離されている回路Ｃ２２とを有する。さらに、携帯端末機器１５は、これらの回路の電力受給源を選択できる電源切り替えスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３と、その他携帯端末機器の機能を実現する他の回路１４とを有する。
ホスト機器１０は、ＰＣなどの携帯端末機器１５の電源供給源となるコンピュータである。他の回路１４としては、ＣＰＵ、液晶、カメラ、キーボード等、携帯端末機器１５を構成する部品が多数あるが、その詳細については省略する。
電源切り替えスイッチＳＷ１は、回路Ａ２０の電源を、ホスト機器１０から受給するか、バッテリ１１から受給するか選択する。電源切り替えスイッチＳＷ２は、回路Ｂ２１の電源を、ホスト機器１０から受給するか、バッテリ１１から受給するか選択する。電源切り替えスイッチＳＷ３は、回路Ｃ２２の電源を、ホスト機器１０から受給するか、バッテリ１１から受給するか選択する。
携帯端末機器１５は、バッテリ端子１７に接続されたバッテリ１１から電流Ｉｂａｔを受給し動作する。電流Ｉｂａｔは、回路Ａ２０への電源切り替えスイッチＳＷ１、回路Ｂ２１への電源切り替えスイッチＳＷ２、回路Ｃ２２への電源切り替えスイッチＳＷ３と、他の回路１４に流れる。また、携帯端末機器１５と、ホスト機器１０とをＵＳＢ接続した場合、携帯端末機器１５は、ＶＢＵＳ端子１６から、電流Ｉｕｓｂを受給することができる。電流Ｉｕｓｂは、回路Ａ２０への電源切り替えスイッチＳＷ１、回路Ｂ２１への電源切り替えスイッチＳＷ２、回路Ｃ２２への電源切り替えスイッチＳＷ３に流れる。
上記のように、携帯端末機器１５は、携帯端末機器１５とホスト機器１０とをＵＳＢ接続した際、ホスト機器１０の能力に応じた電力を受給する。これにより、携帯端末機器１５では、ＵＳＢ接続中のコンテンツ使用などの持続時間を長くすることができる。ＵＳＢ接続中、ＶＢＵＳからの受給電力をバッテリ１１の充電に当てる方法は一般的に知られているが、充電制御が複雑になり、かつ、ＶＢＵＳからの受給電力とシステム側の消費電力との兼ね合いで、充電が不十分となったり、発熱したりする可能性が考えられる。本発明では、このような充電に関する制約を回避し、ＵＳＢから効率的に電力を受給することができるという特徴がある。
次に、電源切り替えスイッチの構成例を、図７を用いて説明する。電源切り替えスイッチＳＷ２も電源切り替えスイッチＳＷ３も、構成は電源切り替えスイッチＳＷ１と同じであるので、その詳細は省略する。
電源切り替えスイッチＳＷ１は、ＵＳＢ用スイッチ３０と、バッテリ用スイッチ３１と、を備える。ＵＳＢ用スイッチ３０は、ＶＢＵＳ端子１６と回路Ａ２０の間に直列に接続される。また、ＵＳＢ用スイッチ３０は、ＵＳＢから電流を受給したときの電位がＬｏｗ電位のときはＯＦＦ状態になり、ＵＳＢから回路へ電流Ｉｕｓｂ１の受給を停止する。一方、ＵＳＢから電流を受給したときの電位がＬｏｗ電位でないときはＵＳＢ用スイッチ３０はＯＮ状態になり、ＵＳＢから回路へ電流Ｉｕｓｂ１を受給する。
また、バッテリ用スイッチ３１は、バッテリ端子１７と回路Ａ２０の間に直列に接続される。バッテリ用スイッチ３１は、ＵＳＢ用スイッチ３０がＯＮ状態のときはＯＦＦ状態になりバッテリから回路へ電流Ｉｂａｔ１の受給を停止しする。一方、ＵＳＢ用スイッチ３０がＯＦＦ状態のときはバッテリ用スイッチ３１はＯＮ状態になり、バッテリ１１から回路Ａ２０へ電流Ｉｂａｔ１を供給する。ＵＳＢ用スイッチ３０及びバッテリ用スイッチ３１には、例えば、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いることができる。
電源切り替えスイッチＳＷ１のＶＢＵＳ側の回路としては、ＶＢＵＳ端子１６からの受給電流を制限するＵＳＢ用スイッチ３０、ＵＳＢ用スイッチ３０を制御する電流制御回路３６、ＶＢＵＳ端子１６から受給する電流Ｉｕｓｂ１を測定する抵抗３３と、抵抗３３の電位差を取り出す電圧検出回路３５がある。
電圧検出回路３５で検出された電圧情報は、電流制御回路３６に送られ、電流に換算される。電流制御回路３６は、１００ｍＡ以上の電流が流れないように、ＵＳＢ用スイッチ３０のＯＮ抵抗を調整する。ＶＢＵＳ端子１６に電圧がかかっておらず、ＶＢＵＳ端子１６にＬｏｗ電位が見える時（パス４３）は、ＵＳＢ用スイッチ３０がＯＦＦ状態となるように電流制御回路３６で制御する。
バッテリ側の回路としては、バッテリ端子１７から受給する電流Ｉｂａｔ１を、回路Ａ２０へ流すか否かを決めるスイッチ用のバッテリ用スイッチ３１がある。バッテリ用スイッチ３１は、ＶＢＵＳ端子１６にかかる電圧にて直接制御する。ＶＢＵＳ端子１６は、スイッチ３８を経由して、バッテリ用スイッチ３１に接続される。
スイッチ３８は、スイッチ制御回路３７によって、ＯＮ／ＯＦＦされる。スイッチ３８がＯｐｅｎになった時を考慮し、バッテリ用スイッチ３１のゲート端子は、抵抗３９でプルダウンしておく必要がある。
ＵＳＢケーブルが抜かれた時に、回路Ａ２０の電源を瞬時に切り替えるが、その際の瞬断対策として、瞬断対策用コンデンサ３４を設けている。瞬断対策用コンデンサ３４により、ＵＳＢケーブル切断時でも、回路Ａ２０に流れるＩｓｙｓ１を、維持し続けておくことができるような構成となっている。
次に、携帯端末機器１５とホスト機器１０をＵＳＢ接続してから、電源切り替えスイッチＳＷ１、電源切り替えスイッチＳＷ２、電源切り替えスイッチＳＷ３を、バッテリ端子１７側からＶＢＵＳ端子１６側に倒すか否か選択するまでの動作について説明する。図８に、本実施形態に係る携帯端末機器の動作の一例を示す。
携帯端末機器１５がホスト機器１０とＵＳＢ接続されていない状態では、携帯端末機器１５は、すべての電力をバッテリ１１から受給している。この状態で、手順Ｓ１を実行する。手順Ｓ１では、携帯端末機器１５をホスト機器１０に接続する。
次に、手順Ｓ２を実行する。手順Ｓ２では、ＵＳＢの転送速度の情報及びＵＳＢから供給可能な電力の情報を取得する。例えば、ＵＳＢエニュメレーションを開始する。ＵＳＢエニュメレーションを実行することで、携帯端末機器１５は、ホスト機器１０との接続が、ＵＳＢ３．０規格で定められるＳｕｐｅｒ  Ｓｐｅｅｄ仕様なのか、ＵＳＢ２．０規格で定められるＨｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ仕様なのか、Ｆｕｌｌ  Ｓｐｅｅｄ仕様なのか、また、ホスト機器１０から、何ｍＡの電流で電力を受給可能なのかを知ることができる。
ＵＳＢエニュメレーション完了後、手順Ｓ３を実行する。手順Ｓ３では、ＵＳＢの転送速度がＳｕｐｅｒ  Ｓｐｅｅｄ仕様であるか否かを判定する。
手順Ｓ３において、Ｓｕｐｅｒ  Ｓｐｅｅｄ仕様だった場合は、手順Ｓ４を実行する。手順Ｓ４では、ＵＳＢから供給可能な電力が消費電流９００ｍＡ以上であるか否かを判定する。ホスト機器１０から９００ｍＡの電流で電力が受給可能な場合は、手順Ｊ１を実行する。手順Ｊ１では、電源切り替えスイッチＳＷ１、電源切り替えスイッチＳＷ２、電源切り替えスイッチＳＷ３のすべてをＶＢＵＳ端子１６側に倒す。
手順Ｓ３において、ＵＳＢの転送速度がＳｕｐｅｒ  Ｓｐｅｅｄ仕様でない場合は、手順Ｓ５を実行する。手順Ｓ５では、Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ仕様か否か判別する。Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ仕様だった場合は、手順Ｓ６を実行する。手順Ｓ６では、ホスト機器１０から５００ｍＡの電流で電力が受給可能かを判別する。手順Ｓ６において５００ｍＡの電流で電力が受給可能な場合は、手順Ｊ２を実行する。手順Ｊ２では、電源切り替えスイッチＳＷ１、電源切り替えスイッチＳＷ２を、ＶＢＵＳ端子１６側に倒す。
手順Ｓ４において、９００ｍＡの電流で電力が受給不可だった場合は、手順Ｓ６を実行する。
手順Ｓ５においてＨｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ仕様で無いと判別できた場合、および手順Ｓ６において５００ｍＡの電流で電力が受給不可能と判別できた場合は、手順Ｊ３を実行する。これらの場合、携帯端末機器１５は、ホスト機器１０から、１００ｍＡしか受給できない。そのため、手順Ｊ３では、電源切り替えスイッチＳＷ１のみをＶＢＵＳ端子１６側へ倒す。
次に、ＵＳＢケーブルが引き抜かれた時の動作を説明する。図９は、ＵＳＢケーブルが引き抜かれた時の（ａ）はＶＢＵＳ端子電圧にかかる電圧の時系列変化を示し、（ｂ）は電流Ｉｕｓｂ１の時系列変化を示し、（ｃ）はバッテリ用スイッチのＯＮ抵抗の時系列変化を示し、（ｄ）は電流Ｉｂａｔ１の時系列変化を示し、（ｅ）は電流Ｉｓｙｓ１の時系列変化を示す。
ＵＳＢは、プラグ＆プレイに対応しているため、携帯端末機器１５の意図しないタイミングで、ケーブルが引き抜かれることがある。ＶＢＵＳからの電力の受給が止まった場合は、回路Ａ２０など、ＶＢＵＳから電力受給を受けていたすべての回路の電源を、ＶＢＵＳから、バッテリ１１に変更する必要が生じる。
ＵＳＢケーブルが引き抜かれると、図９（ａ）に示すように、ＶＢＵＳ端子にかかる電圧５０が、５Ｖから、０Ｖに落ちる。これに合わせて、図９（ｂ）に示すように、電流Ｉｕｓｂ１も、０Ａに落ちる。本実施形態では、ＶＢＵＳの電圧で、バッテリ用スイッチ３１のゲート電圧を制御している。この場合、ＶＢＵＳの電圧が低下すると、図９（ｃ）に示すように、バッテリ用スイッチ３１のＯＮ抵抗５２が小さくなる。ここで、ＯＮ状態は、フルパス状態であることをいう。このため、バッテリ用スイッチ３１はＯＮ状態となる。
バッテリ用スイッチ３１がＯＮ状態になれば、バッテリ端子１７からの受給が可能となるので、図９（ｄ）に示すように、電流Ｉｂａｔ１がＩｓｙｓ１に流れ込むようになる。しかしながら、ＶＢＵＳがカットされてから、バッテリ用スイッチ３１のＯＮ抵抗がＯＮ状態になるまでの時間、図９（ｅ）の破線に示すように、Ｉｓｙｓ１が途切れてしまう可能性がある。そこで、本実施形態では瞬断対策用コンデンサ３４を設けて、ＶＢＵＳがカットされた直後であっても、図９（ｅ）の実線に示すように、Ｉｓｙｓ１が途切れないように工夫している。
なお、図９（ｅ）の実線に示すように、瞬断対策用コンデンサ３４を設けたとしても、Ｉｓｙｓ１は、ＶＢＵＳがカットされた直後に一瞬低下する。瞬断対策用コンデンサ３４の容量が小さいと、このときにＩｓｙｓ１が大きく低下し、他の回路１４に悪影響を及ぼすこととなる。そこで、瞬断対策用コンデンサ３４は大容量を有するのが望ましい。
上記の構成とすることで、本実施形態に係る携帯端末機器では、ＵＳＢ切断と同時に、電源をＶＢＵＳからバッテリに切り替えることができる。これにより、プラグ＆プレイにも対応することができる。
本実施形態に係る携帯端末機器による第１の効果は、携帯端末機器１５と、ホスト機器１０を接続した状態での使用時に、ＶＢＵＳから受給可能な分だけ、電力の受給を受けることで、ＵＳＢ接続中のコンテンツの連続使用時間が延びるということである。第２の効果は、ＵＳＢ充電と比較して、ソフト、ハードとも簡単な構成で、ＵＳＢから電力受給を受けることができることである。第３の効果は、ＵＳＢからの受給電力が、携帯端末機器１５の全消費電力を下回る場合でも、効率よくＵＳＢの電力を受給することができることである。
本発明は上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。
この出願は、２００９年１０月８日に出願された日本出願特願２００９−２３４１１２を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【０００９】
本発明は、ノートＰＣや、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、携帯Ｂｏｏｋ端末、携帯電話など、ＵＳＢポートを持つ携帯端末機器に適用することができるため、情報通信産業に利用することができる。
【符号の説明】
【００１０】
１０  ホスト機器
１１  バッテリ
１４  他の回路
１５  携帯端末機器
１６  ＶＢＵＳ端子
１７  バッテリ端子
２０  回路Ａ
２１  回路Ｂ
２２  回路Ｃ
３０  ＵＳＢ用スイッチ
３１  バッテリ用スイッチ
３３、３９  抵抗
３４  瞬断対策用コンデンサ
３５  電圧検出回路
３６  電流制御回路
３７  スイッチ制御回路
３８  スイッチ
４３  パス
【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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【国際調査報告】
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