(57)【要約】【課題】ＵＳＢ端子を備える表示装置において、このＵＳＢ端子を介して供給される電力のリミッター値を任意に変更さすることが可能な表示装置の提供を目的とする。【解決手段】ＵＳＢ端子の電力供給線を介して外部機器に電力を供給可能な表示装置において、電力供給線に接続された設定抵抗と、設定抵抗に流れる電流を検出し、同設定抵抗に過電流が流れる場合は、検出信号を出力する過電流検出部と、電力供給線から供給される電力の供給の有無を切り替える切り替え部と、検出信号が出力された際、切り替え部に、電力供給線から供給される電力を遮断させる供給制御部と、を有する。【選択図】図１
2011015539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＵＳＢ端子の電力供給線を介して外部機器に電力を供給可能な表示装置において、
電力を供給する電源回路と、
前記電源回路と前記電力供給線との間に接続された設定抵抗と、
前記設定抵抗に流れる電流を検出し、同設定抵抗に過電流が流れる場合は、検出信号を出力する過電流検出部と、
前記電力供給線から供給される電力の供給の有無を切り替える切り替え部と、
前記検出信号が出力された際、前記切り替え部に、前記電力供給線から供給される電力を遮断させる供給制御部と、を有することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記過電流検出部は、前記設定抵抗による電圧降下を検出することで、前記設定抵抗に流れる電流を検出することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記過電流検出部は、オペアンプを備えて構成され、前記設定抵抗の入力側の電圧値、及び出力側の電圧値を分圧した電圧値を差動入力電圧として前記オペアンプを動作させることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記切り替え部は、前記供給制御部から出力される切り替え信号に応じて前記電力供給線の導通を遮断するスイッチ素子により構成されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項５】
ＵＳＢ端子の電力供給線を介して外部機器に電力を供給可能な表示装置において、
電力を供給する電源回路と、
前記電源回路と前記電力供給線との間に直列に接続された設定抵抗と、
オペアンプを備えて構成され、前記設定抵抗の入力側の電圧値、及び出力側の電圧値を分圧した電圧値を差動入力電圧として前記オペアンプを動作させて前記設定抵抗による電圧降下を検出し、前記差動入力電圧の値に応じて、前記オペアンプから出力される検出信号のレベルを変化させる過電流検出部と、
切り替え信号に応じて前記電力供給線の導通を遮断するスイッチ素子により構成され、前記電力供給線から供給される電力の供給の有無を切り替える切り替え部と、
前記検出信号の波形がハイレベルになった場合に、前記切り替え部に、前記電力供給線から供給される電力を遮断させる供給制御部と、を有し、
前記設定抵抗の定数は、前記外部機器の消費電力に応じて設定される、ことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＳＢ端子を介して電力を供給可能な表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）端子を介して外部機器と接続可能な装置が知られている。例えば、ホスト装置と外部機器とがＵＳＢ端子を介して接続し、所定のデーター又はコマンドの送受信を実行する。
【０００３】
ＵＳＢは、データーを送信するデーター線と、電力を供給する電力供給線（ＶＢＵＳ）と、ＧＮＤ線とを備えて構成されている。そのため、ＵＳＢ端子と接続した外部機器は、この電力線を介して電力を受信し、その駆動を行うことが可能である（例えば、特許文献１−４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１８５５４８号公報
【特許文献２】特開２００６−２６２６１０号公報
【特許文献３】特開２００７−１０２４４４号公報
【特許文献４】特開２００６−１１８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＵＳＢを備えるホスト装置では、外部機器に対して電源を供給するものの、その消費電力が一定の値を超えることでホスト装置側の駆動に影響が生じないよう電力制御を行っている。例えば、ホスト装置側に実装された制御回路により、外部機器の消費電力が１Ａを超える場合は、電力の供給を遮断する制御を行っている。
【０００６】
上記した従来のＵＳＢでは、消費電力がある値に制御されてしまうため、電力供給線に流れる電流のリミッター値を変更することができなかった。一方、外部機器の消費電力に応じて、リミッター値を設定した場合、各素子の定数に応じて、過電流対策に要する設計を行う必要が生じるため、安易にリミッター値を変更することは難しかった。
【０００７】
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、ＵＳＢ端子を備える表示装置において、このＵＳＢ端子を介して供給される電力のリミッター値を任意に変更さすることが可能な表示装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明では、ＵＳＢ端子の電力供給線を介して外部機器に電力を供給可能な表示装置において、前記電力供給線に接続された設定抵抗と、前記設定抵抗に流れる電流を検出し、同設定抵抗に過電流が流れる場合は、検出信号を出力する過電流検出部と、前記電力供給線から供給される電力の供給の有無を切り替える切り替え部と、前記検出信号が出力された際、前記切り替え部に、前記電力供給線から供給される電力を遮断させる供給制御部と、を有する構成としてある。
【０００９】
上記のように構成された発明では、ＵＳＢ端子の電力供給線を介して外部機器に電力を供給可能な表示装置において、過電流検出部は、設定抵抗に流れる電流を検出し、同設定抵抗に過電流が流れる場合は、検出信号を出力し、供給制御部は、検出信号が出力された際、切り替え部に、前記電力供給線から供給される電力を遮断させる。
そのため、設定抵抗に流れる電流値に応じてリミッター値の設定が行なわれるため、設定抵抗の定数を変更しても、過電流検出を追随させることができ、回路内の簡易な変更によりＵＳＢ端子を介して供給される電力のリミッター値を任意に変更することが可能となる。
【００１０】
また、過電流検出部の具体的な構成の一例として、前記過電流検出部は、前記設定抵抗による電圧降下を検出することで、前記設定抵抗に流れる電流を検出する構成とする。
【００１１】
そして、過電流検出部の具体的な構成として、前記電流検出部は、オペアンプを備えて構成され、前記設定抵抗の入力側の電圧値、及び出力側の電圧値を分圧した電圧値を差動入力電圧として前記オペアンプを動作させる構成としてもよい。
上記のように構成された発明では、オペアンプを用いた簡易な構成により過電流検出部を具体化することができる。
【００１２】
また、前記切り替え部は、前記供給制御部から出力される切り替え信号に応じて前記電力供給線の導通を遮断するスイッチ素子により構成されてもよい。
【００１３】
更に、本発明の他の局面として、ＵＳＢ端子の電力供給線を介して外部機器に電力を供給可能な表示装置において、電力を供給する電源回路と、前記電源回路と前記電力供給線との間に直列に接続された設定抵抗と、オペアンプを備えて構成され、前記設定抵抗の入力側の電圧値、及び出力側の電圧値を分圧した電圧値を差動入力電圧として前記オペアンプを動作させて前記設定抵抗による電圧降下を検出し、前記差動入力電圧の値に応じて、前記オペアンプから出力される検出信号のレベルを変化させる過電流検出部と、切り替え信号に応じて前記電力供給線の導通を遮断するスイッチ素子により構成され、前記電力供給線から供給される電力の供給の有無を切り替える切り替え部と、前記検出信号の波形がハイレベルになった場合に、前記切り替え部に、前記電力供給線から供給される電力を遮断させる供給制御部と、を有し、前記設定抵抗の定数は、前記外部機器の消費電力に応じて設定される構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように本発明によれば、ＵＳＢ端子を備える表示装置において、このＵＳＢ端子を介して供給される電力のリミッター値を任意に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る表示装置を説明するブロック構成図である。
【図２】一例としてのＵＳＢ制御回路６０を説明するための回路図である。
【図３】オペアンプ６２ａの入力端子に入力される信号と、出力端子から出力される信号の波形を説明する波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図を参照しつつ下記の順序に従って本発明の実施形態を説明する。
１．第１の実施形態：
２．その他の実施形態：
【００１７】
１．第１の実施形態：
１．１．表示装置の構成：
図１は、本発明に係る表示装置を説明するブロック構成図である。図１に示すように、表示装置１００は、以下の要部を備えて構成されている。表示部９０は、映像データーを元に映像を表示する。また、メインコントローラー８０は、図示しないインターフェースを介して入力された映像データーに対して所定の処理を施し、表示部９０に送信する。そして、電源回路７０は、商用電源等の電源から供給された電力から安定化電源を生成して表示装置１００を構成する各部に電力を供給する。そして、ＵＳＢ制御回路６０は、外部機器５０とＵＳＢケーブルを介して接続することで、データー又はコマンドを送受信することができる。
【００１８】
また、本発明に係るＵＳＢ制御回路６０は、以下の機能を備えて構成される。設定抵抗６１は、電源回路７０とＶＢＵＳ（電力供給線）９２ａとの間に接続されて、ＶＢＵＳ９２ａに流れる電流のリミッター値を設定する。また、過電流検出部６２は、設定抵抗６１に流れる電流を検出し、同設定抵抗６１に過電流が流れる場合は、検出信号をハイレベルに変化させる。そして、切り替え部６３は、ＵＳＢ端子９２のＶＢＵＳ９２ａから供給される電力の供給の有無を切り替える。さらに、マイクロコンピューター（供給制御部）６４は、検出信号がハイレベルに変化した場合、切り替え部６３にＶＢＵＳ９２ａから供給される電力を遮断させる。
【００１９】
本実施形態に係る外部機器５０は、メインコントローラー８０が参照する設定データーが記憶されたメモリー５１と、このメモリー５１に記憶された設定データーをＵＳＢ端子５３を介して送信するためのコントローラー（スレイブ）５２を備えて構成されている。そのため、外部機器５０が表示装置１００のＵＳＢ制御回路６０に接続されると、メインコントローラー８０はメモリー５１に記憶された設定データーを読み出し、内部に実装されたＰＲＯＭ（Programmable ROM）に書き込むことで、設定を更新することが可能である。
【００２０】
また、本発明に係る表示装置１００では、ＶＢＵＳ９２ａに流れる電流のリミッター値を設定抵抗６１の定数を替えることで、外部機器５０の消費電力に応じた所望の値に設定することができる。即ち、外部機器５０の消費電力が０．５Ａ程度である場合は、設定抵抗６１の定数をこの消費電力に合わせて設定することで、外部機器５０の消費電力に応じた給電を行うことができる。
更に、ユーザーがＵＳＢ端子９２に誤って消費電力の高い外部機器を接続してしまった場合、過電流検出部６２が設定抵抗６１に流れる電流に基づいて検出信号を出力し、マイクロコンピューター６４が切り替え部６３を制御してＵＳＢ端子９２のＶＢＵＳ９２ａから供給される電力を遮断する。そのため、設定抵抗６１の定数に応じて過電流検出を行うことが可能となり、簡易な回路変更によりＵＳＢ制御回路６０を流用することが可能となる。以下に、本発明に係る表示装置１００の要部を詳細に説明する。
【００２１】
ＵＳＢ制御回路６０は、電源回路７０の二次側回路７１に接続されるとともに、入出力ＩＦ６５を介してメインコントローラー８０に接続されている。そのため、ＵＳＢ端子９２のデーター線を介して入力されたデーターは、マイクロコンピューター６４に入力された後、入出力ＩＦ６５を通じてメインコントローラー８０に出力される。
【００２２】
図２は、一例としてのＵＳＢ制御回路６０を説明するための回路図である。本実施形態に係る設定抵抗６１は、電源回路７０の二次側回路７１の出力端子と、ＵＳＢ端子９２のＶＢＵＳ９２ａとの間に介在するよう直列に接続されている。また、設定抵抗６１の定数は、外部機器５０の消費電力に応じて設定されており、本実施形態ではその値を０．３３Ωに設定している。
【００２３】
本実施形態に係る過電流検出部６２は、オペアンプ６２ａと抵抗Ｒ１〜Ｒ５を備えて構成されている。具体的には、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２によって分圧された電圧をオペアンプ６２ａの＋側入力端子に供給する。また、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４によって分圧された電圧をオペアンプ６２ａの−側入力端子に供給する。また、オペアンプ６２ａの出力端子は、抵抗Ｒ５を介して、マイクロコンピューター６４のプロテクトポート６４ａに接続されている。
【００２４】
また、本実施形態では、分圧抵抗６２ｂは、二次側回路７１から供給される５Ｖの電源電圧を、２．５Ｖに分圧してオペアンプ６２ａの＋側入力端子に入力するようその抵抗値が設定されている。また、分圧抵抗６２ｃは、通常時に、設定抵抗６１の出力側の電圧値を、上記２．５Ｖより高くなるようその抵抗値が設定されている。
【００２５】
本実施形態に係る切り替え部６３は、トランジスター６３ａ，６３ｂを備えて構成されている。具体的には、トランジスター６３ａは、設定抵抗６１の出力側にエミッター：Ｅで接続され、コレクター：ＣはＵＳＢ端子９２のＶＢＵＳ９２ａに接続されている。また、トランジスター６３ａのベース：Ｂは、抵抗Ｒ７を介してトランジスター６３ｂのコレクター：Ｃに接続されているので、切り替え信号がＲ８を経由してトランジスター６３ｂをコントロールしてトランジスター６３ａをオン・オフする。
【００２６】
マイクロコンピューター６４は、入力端子であるプロテクトポート６４ａを介して過電流検出部６２に接続され、出力端子であるＵＳＢコントロールポート６４ｂを介して切り替え部６３に接続されている。また、マイクロコンピューターは、プロテクトポート６４ａに入力される検出信号の信号状態に応じて、ＵＳＢコントロールポート６４ｂからハイ・ローレベルの切り替え信号を送信する。
【００２７】
上記切り替え部６３及びマイクロコンピューター６４の構成により、表示装置１００が外部機器５０とＵＳＢ端子９２を介して接続された状態で、電源回路７０の二次側回路７１から電力が供給されると、トランジスター６３ａがオンし、ＶＢＵＳ９２ａを通じて外部機器５０に電力が給電される。一方、マイクロコンピューター６４から切り替え信号がトランジスター６３ｂに入力されると、トランジスター６３ｂはオフし、トランジスター６３ａをオフする。そのため、ＶＢＵＳ９２ａは外部機器５０に対する給電を停止する。
【００２８】
１．２．本発明の機能：
以下、ＵＳＢ制御回路６０の機能を説明する。まず、電源回路７０の二次側回路７１から５Ｖの電源電圧が供給されると、設定抵抗６１に電流が流れることで、設定抵抗６１の両端で電圧降下が生じる。そのため、オペアンプ６２ａの各入力端子には、各分圧抵抗６２ｂ，６２ｃの抵抗比に応じた電圧値が差動入力電圧として入力される。
【００２９】
図３は、オペアンプ６２ａの入力端子に入力される信号と、出力端子から出力される信号の波形を説明する波形図である。まず、設定抵抗６１に通常状態（０．５Ａ以下）の電流が流れる場合は、オペアンプ６２ａの＋側入力端子に入力される電圧（２．５Ｖ）は、−側入力端子に入力される電圧より低くなるように設定してある。そのため、オペアンプ６２ａの出力端子からはローレベルの検出信号が出力される（図３のＴ０〜Ｔ１）。
【００３０】
一方、外部機器５０の負荷が大きく、設定抵抗６１に過電流が流れる場合は、電圧降下により設定抵抗６１の出力側に発生する電圧が低くなるため、オペアンプ６２ａの＋側入力端子に入力される電圧は、−側入力端子に入力される電圧より高くなる。そのため、オペアンプ６２ａの出力端子からはハイレベルの検出信号が出力される（図３のＴ１〜Ｔ２）。
【００３１】
マイクロコンピューター６４は、プロテクトポート６４ａを通じてハイレベルの検出信号を受信すると、ＵＳＢコントロールポート６４ｂから、ローレベルの切り替え信号を切り替え部６３に出力する。そのため、切り替え部６３のトランジスター６３ｂがオフし、トランジスター６３ａがオフする。その結果、ＶＢＵＳ９２ａに流れる電力は遮断される。以上、第１の実施形態を説明した。
【００３２】
２．その他の実施形態：
本発明は様々な変形例が存在する。例えば、ＵＳＢ制御回路６０内にマイクロコンピューター６４が実装されることは一例であり、例えば、マイクロコンピューター６４の機能をメインコントローラー８０が実現してもよい。
【００３３】
なお、本発明は上記実施例に限られるものでないことは言うまでもない。当業者であれば言うまでもないことであるが、
・上記実施例の中で開示した相互に置換可能な部材および構成等を適宜その組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術であって上記実施例の中で開示した部材および構成等と相互に置換可能な部材および構成等を適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術等に基づいて当業者が上記実施例の中で開示した部材および構成等の代用として想定し得る部材および構成等と適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
は本発明の一実施例として開示されるものである。
【符号の説明】
【００３４】
５０…外部機器、５１…メモリー、５２…コントローラー、５３…ＵＳＢ端子、６０…ＵＳＢ制御回路、６１…設定抵抗、６２…過電流検出部、６２ａ…オペアンプ、６２ｂ，６２ｃ…分圧抵抗、６３…切り替え部、６３ａ，６３ｂ…トランジスター、６４…マイクロコンピューター、６４ａ…プロテクトポート、６４ｂ…ＵＳＢコントロールポート、６５…入出力ＩＦ、７０…電源回路、７１…二次側回路、８０…メインコントローラー、９０…表示部、９２…ＵＳＢ端子、９２ａ…ＶＢＵＳ、１００…表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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