(57)【要約】【課題】電子機器から外部機器への供給電圧を任意に調整する。【解決手段】給電システム１は、外部機器３００への給電に際して供給電圧の目標値に応じた給電信号を外部音声出力端子１４０から出力する電子機器１００と、給電信号を整流して供給電圧を生成する整流回路２２１付きのケーブル２００と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部機器への給電に際して供給電圧の目標値に応じた給電信号を外部音声出力端子から出力する電子機器と、
前記給電信号を整流して前記供給電圧を生成する整流回路付きのケーブルと、
を有することを特徴とする給電システム。
【請求項２】
前記電子機器は、前記給電信号として互いの位相が異なる２チャンネルの正弦波信号を出力し、前記整流回路は、前記２チャンネルの給電信号を各々倍電圧整流して足し合わせることにより前記供給電圧を生成することを特徴とする請求項１に記載の給電システム。
【請求項３】
前記電子機器は、前記給電信号として２チャンネルの正弦波信号を出力し、前記整流回路は、前記２チャンネルの給電信号を各々倍電圧整流することにより２系統の供給電圧を並列に生成することを特徴とする請求項１に記載の給電システム。
【請求項４】
前記電子機器は、前記給電信号の振幅を徐々に増大させていき、前記外部機器から前記ケーブルを介して外部音声入力端子に入力される起動確認信号を検出したときに、前記給電信号の振幅の増大を停止して、前記給電信号の振幅を確定させ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給電システム。
【請求項５】
前記電子機器は、前記整流回路から前記ケーブルを介して外部音声入力端子に帰還入力される前記供給電圧が目標値と一致するように、前記給電信号の振幅を調整す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給電システム。
【請求項６】
外部音声出力端子と、
前記外部音声出力端子から音声信号を出力する外部音声出力モードと前記外部音声出力端子から給電信号を出力する外部給電モードとの切替制御を行う制御部と、
を有することを特徴とする電子機器。
【請求項７】
給電側となる電子機器の外部音声出力端子に着脱される第１コネクタと、
受電側となる外部機器の電源端子に着脱される第２コネクタと、
前記電子機器の外部音声出力端子から出力された給電信号を整流することにより前記外部機器への供給電圧を生成する整流回路と、
を有することを特徴とするケーブル。
【請求項８】
外部音声出力端子を有する電子機器から整流回路付きのケーブルを介して外部機器への給電を行うために前記電子機器の制御部で実行されるプログラムであって、
外部音声出力モードと外部給電モードとの切替処理を行う手段、前記外部音声出力モード時において楽曲データに応じた音声信号を出力するように前記外部音声出力端子からの信号出力制御を行う手段、及び、前記外部給電モード時に前記外部機器への供給電圧の目標値に応じた給電信号を出力するように前記外部音声出力端子からの信号出力制御を行う手段として、前記制御部を機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給電システム、並びに、これに用いられる電子機器、ケーブル、及び、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＵＳＢ［universal serial bus］端子を用いて外部機器への電力供給を行う機能（いわゆるＵＳＢ給電機能）を備えた電子機器（スマートフォンやパーソナルコンピュータなど）が実用化されている。
【０００３】
なお、本発明に関連する背景技術の一例としては、特許文献１〜特許文献３を挙げることができる。特許文献１には、ヘッドフォン端子と、双方向シリアル信号端子と、電源スイッチ信号端子とを具備したコネクタ装置が開示されている。特許文献２には、電源ユニットから電源接続ケーブルを介して表示部及び制御回路部を動作させるのに必要な電力が供給され、かつ、電源ユニットからの電圧は制御回路部に設けられた電源監視回路により監視され、その状態が表示部に表示される携帯型情報機器が開示されている。特許文献３には、第１のケーブルが電子機器に接続され、且つ、第２のケーブルが該電子機器に接続されているかを判定するためのケーブルが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−００５５８０号公報
【特許文献２】特開２００５−０４４２０７号公報
【特許文献３】特開２０１２−１３８２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の電子機器では、ＵＳＢ端子を用いた外部機器への供給電圧が５Ｖ（±１０％）と定められている。そのため、外部機器の駆動電圧がこれよりも低い場合には、別途電圧変換器（例えば５Ｖ→３Ｖ）が必要であり、外部機器（ないしは外部機器を含むシステム全体）の構成が複雑になるという課題があった。
【０００６】
本発明は、本願の発明者により見出された上記の課題に鑑み、電子機器から外部機器への供給電圧を任意に調整することのできる給電システム、並びに、これに用いられる電子機器、ケーブル、及び、プログラム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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る給電システムは、外部機器への給電に際して供給電圧の目標値に応じた給電信号を外部音声出力端子から出力する電子機器と、前記給電信号を整流して前記供給電圧を生成する整流回路付きのケーブルと、を有する構成（第１の構成）とされている。このような構成とすることにより、電子機器から外部機器への供給電圧を任意に調整することのできる給電システムを構築することが可能となる。
【０００８】
なお、第１の構成から成る給電システムにおいて、前記電子機器は、前記給電信号として互いの位相が異なる２チャンネルの正弦波信号を出力し、前記整流回路は、前記２チャンネルの給電信号を各々倍電圧整流して足し合わせることにより前記供給電圧を生成する構成（第２の構成）にするとよい。このような構成とすることにより、外部機器への供給電圧を高めることが可能となる。
【０００９】
また、第１の構成から成る給電システムにおいて、前記電子機器は、前記給電信号として２チャンネルの正弦波信号を出力し、前記整流回路は、前記２チャンネルの給電信号を各々倍電圧整流することにより２系統の供給電圧を並列に生成する構成（第３の構成）にするとよい。このような構成とすることにより、２系統の外部機器に対して並列に電力供給を行うことが可能となる。
【００１０】
また、第１〜第３いずれかの構成から成る給電システムにおいて、前記電子機器は、前記給電信号の振幅を徐々に増大させていき、前記外部機器から前記ケーブルを介して外部音声入力端子に入力される起動確認信号を検出したときに、前記給電信号の振幅の増大を停止して、前記給電信号の振幅を確定させる構成（第４の構成）にするとよい。このような構成とすることにより、外部機器に適した供給電圧を自動的に調整することができる。
【００１１】
また、第１〜第３いずれかの構成から成る給電システムにおいて、前記電子機器は、前記整流回路から前記ケーブルを介して外部音声入力端子に帰還入力される前記供給電圧が目標値と一致するように、前記給電信号の振幅を調整する構成（第５の構成）にするとよい。このような構成とすることにより、外部機器への供給電圧を目標値に精度良く合わせ込むことが可能となる。
【００１２】
また、本発明に係る電子機器は、外部音声出力端子と、前記外部音声出力端子から音声信号を出力する外部音声出力モードと前記外部音声出力端子から給電信号を出力する外部給電モードとの切替制御を行う制御部と、を有する構成（第６の構成）とされている。当該構成の電子機器を整流回路付きのケーブルと共に用いれば、電子機器から外部機器への供給電圧を任意に調整することのできる給電システムを構築することが可能となる。
【００１３】
また、本発明に係るケーブルは、給電側となる電子機器の外部音声出力端子に着脱される第１コネクタと、受電側となる外部機器の電源端子に着脱される第２コネクタと、前記電子機器の外部音声出力端子から出力された給電信号を整流することにより前記外部機器への供給電圧を生成する整流回路と、を有する構成（第７の構成）とされている。当該構成のケーブルを給電信号出力機能付きの電子機器と共に用いれば、電子機器から外部機器への供給電圧を任意に調整することのできる給電システムを構築することが可能となる。
【００１４】
また、本発明に係るプログラムは、外部音声出力端子を有する電子機器から整流回路付きのケーブルを介して外部機器への給電を行うために前記電子機器の制御部で実行されるプログラムであって、外部音声出力モードと外部給電モードとの切替処理を行う手段、前記外部音声出力モード時において楽曲データに応じた音声信号を出力するように前記外部音声出力端子からの信号出力制御を行う手段、及び、前記外部給電モード時に前記外部機器への供給電圧の目標値に応じた給電信号を出力するように前記外部音声出力端子からの信号出力制御を行う手段として、前記制御部を機能させる構成（第８の構成）とされている。このような構成とすることにより、ハードウェア構成を何ら変更することなく、既存の電子機器に外部音声出力端子を用いた外部給電機能を付与することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電子機器から外部機器への供給電圧を任意に調整することのできる給電システム、並びに、これに用いられる電子機器、ケーブル、及び、プログラムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】給電システムの第１実施形態を示すブロック図
【図２】給電システムの第１実施形態を示す外観図
【図３】倍電圧整流回路の第１構成例を示す回路図
【図４】倍電圧整流動作を説明するための波形図
【図５】外部給電プログラム実行中のＧＵＩ画面を示す外観図
【図６】給電システムの第２実施形態を示すブロック図
【図７】給電システムの第２実施形態を示す外観図
【図８】倍電圧整流回路の第２構成例を示す回路図
【図９】給電システムの第３実施形態を示すブロック図
【図１０】供給電圧の全自動設定動作を説明するためのフローチャート
【図１１】給電システムの第４実施形態を示すブロック図
【図１２】倍電圧整流回路の第３構成例を示す回路図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜第１実施形態＞
図１及び図２は、それぞれ、給電システムの第１実施形態を示すブロック図及び外観図である。第１実施形態の給電システム１は、電子機器１００の外部音声出力端子１１０から整流回路２２１付きのケーブル２００を介して外部機器３００への電力供給を行う。
【００１８】
給電側となる電子機器１００は、外部音声出力端子１１０と、制御部１２０と、音声信号処理部１３０と、出力駆動部１４０と、記憶部１５０と、表示部１６０と、操作部１７０と、通信部１８０と、バス１９０と、を含む。なお、図２では、電子機器１００としてスマートフォン（携帯電話）を例示したが、外部音声出力端子を備えた他の電子機器（タブレット端末、ノートパソコン、携帯型ゲーム機など）に置き換えることも可能である。
【００１９】
外部音声出力端子１１０は、３極フォンプラグ（または２極フォンプラグ）が着脱され３極フォンジャックであり、左チャンネル用のＬ極端子、右チャンネル用のＲ極端子、及び、接地用のＧ極端子を含む。外部音声出力端子１１０は、本来的にはステレオヘッドフォンなどの外部スピーカに音声信号を出力するための手段として用いられる。第１実施形態の給電システム１では、この外部音声出力端子１１０を外部機器３００への給電端子として流用する。
【００２０】
制御部１２０は、電子機器１００の動作を総括的に制御する。特に、外部音声出力端子１１０を用いた外部給電機能の実装に関して、制御部１２０は、外部音声出力端子１１０から音声信号を出力する外部音声出力モードと外部音声出力端子１１０から給電信号ＳＬ及びＳＲを出力する外部給電モードとの切替制御を行う。より具体的に述べると、制御部１２０は、操作部１７０で受け付けられたユーザ操作に応じて、記憶部１５０に格納された外部給電プログラムを実行することにより、外部音声出力モードと外部給電モードとの切替処理を行う手段、外部音声出力モード時において楽曲データに応じた音声信号を出力するように外部音声出力端子１１０からの信号出力制御を行う手段、及び、外部給電モード時に外部機器３００への供給電圧Ｖｏの目標値に応じた給電信号ＳＬ及びＳＲを出力するように外部音声出力端子１１０からの信号出力制御を行う手段として機能する。
【００２１】
音声信号処理部１３０は、記憶部１５０から読み出された楽曲データまたは給電データに応じて２チャンネルの駆動信号を各々生成し、これを出力駆動部１４０に送出する。
【００２２】
出力駆動部１４０は、正電源電圧ＶＣＣ（例えば＋１．５Ｖ）と負電源電圧ＶＥＥ（例えば−１．５Ｖ）の供給を受けて動作するドライバ１４１及び１４２を含み、音声信号処理部１３０から入力される２チャンネルの駆動信号に応じて外部音声出力端子１１０を駆動する。なお、外部音声出力端子１１０のＬ極端子とＲ極端子には、それぞれ、接地電圧ＧＮＤ（０Ｖ）を基準として電圧値が正ないし負に変動する電圧信号（音声信号ないしは給電信号ＳＬ及びＳＲ）が印加される。
【００２３】
記憶部１５０は、制御部１２０に読み出されて実行される種々のプログラムや、当該プログラムの実行時に用いられる種々のデータを不揮発的に記憶する。特に、外部音声出力端子１１０を用いた外部給電機能の実装に関して、記憶部１５０には、外部給電プログラムと給電データ（所定周波数の正弦波形データ）が格納されている。
【００２４】
表示部１６０は、制御部１２０の指示に基づいて画面表示を行う。表示部１６０としては、液晶ディスプレイや有機ＥＬ［electroluminescence］ディスプレイなどを好適に用いることができる。
【００２５】
操作部１７０は、ボタン、スイッチ、タッチパネル、または、キーボードなどを含み、ユーザ操作を受け付ける。
【００２６】
通信部１８０は、外部の端末や基地局との間で有線通信または無線通信を行う。通信部１８０を有する構成であれば、電子機器１００に外部給電プログラムや給電データがプリインストールされていなくても、これを外部のサーバからダウンロードしてインストールすることができる。
【００２７】
バス１９０は、電子機器１００内部の回路ブロック間を結ぶ信号伝達経路であり、アドレスバス、データバス、及び、制御線などを含む。ただし、図１はあくまで例示であり、バス１９０を介さずに回路ブロック間を直接的に接続することも任意である。
【００２８】
ケーブル２００は、電子機器１００から外部機器３００への電力供給に際して、電子機器１００と外部機器３００との間を有線接続するための導電経路であり、第１コネクタ２１０と、第２コネクタ２２０と、倍電圧整流回路２２１と、を含む。ケーブル２００の長さは、その用途に応じて数十ｃｍ〜数ｍまで任意に選択することが可能である。
【００２９】
第１コネクタ２１０は、電子機器１００の外部音声出力端子１１０に着脱される３極フォンプラグであり、左チャンネル用のＬ極端子、右チャンネル用のＲ極端子、及び、接地用のＧ極端子を含む。なお、各極端子間は互いに絶縁されている。
【００３０】
第２コネクタ２２０は、外部機器３００の電源端子３１０に着脱される端子であり、その内部に倍電圧整流回路２２１が組み込まれている。ただし、倍電圧整流回路２２１は、第２コネクタ２２０と別に設けても構わない。
【００３１】
倍電圧整流回路２２１は、電子機器１００の外部音声出力端子１１０から出力された給電信号ＳＬ及びＳＲを倍電圧整流することにより、外部機器３００への供給電圧Ｖｏを生成する。倍電圧整流回路２２１の回路構成及び動作については後述する。
【００３２】
受電側となる外部機器３００は、ケーブル２００の第２コネクタ２２０に着脱される電源端子３１０と、電源端子３１０に印加された供給電圧Ｖｏを受けて動作する負荷３２０（例えばマイコン）と、を含む。なお、外部機器３００の一例としては、消費電流の小さいリモートコントローラやワイヤレスヘッドセットなどを挙げることができる。
【００３３】
上記構成から成る給電システム１によれば、例えば外部機器３００の屋外使用中にその電池が切れてしまった場合でも、電子機器１００からの外部給電を行うことにより、外部機器３００の使用を継続することが可能となる。具体的な運用方法は、次の通りである。まず、ケーブル２００を用いて電子機器１００の外部音声出力端子１１０と外部機器３００の電源端子３１０とを接続する。次に、電子機器１００で外部給電プログラムを実行することにより、外部音声出力端子１１０から供給電圧Ｖｏの目標値に応じた給電信号ＳＬ及びＳＲを出力する。このような一連の作業により、ケーブル２００に設けられた倍電圧整流回路２２１では、給電信号ＳＬ及びＳＲを倍電圧整流した供給電圧Ｖｏが生成されるので、外部機器３００は、供給電圧Ｖｏの入力を受けて動作することが可能となる。
【００３４】
特に、第１実施形態の給電システム１は、外部給電プログラムを用いて給電信号ＳＬ及びＳＲを制御することにより、外部機器３００の駆動に最適な供給電圧Ｖｏを出力することができる。例えば、電池１本（１．５Ｖ）で駆動する外部機器３００には、１．５Ｖの供給電圧Ｖｏを出力することが可能であり、電池２本（３．０Ｖ）で駆動する外部機器３００には、３．０Ｖの供給電圧Ｖｏを出力することが可能である。以下では、倍電圧整流回路２２１の構成及び動作と共に、供給電圧Ｖｏの可変制御について詳細に説明する。
【００３５】
図３は、倍電圧整流回路２２１の第１構成例を示す回路図である。第１構成例の倍電圧整流回路２２１は、キャパシタＣ１〜Ｃ４と、ダイオードＤ１〜Ｄ５と、を含む。
【００３６】
キャパシタＣ１の第１端は、入力端子Ｌ（第１コネクタ２１０のＬ極端子）に接続されている。キャパシタＣ１の第２端（ノード電圧Ｖ１の印加端）は、ダイオードＤ１のアノードとダイオードＤ２のカソードに接続されている。ダイオードＤ１のカソードとキャパシタＣ２の第１端は、いずれも正出力端子ＯＵＴＰ（供給電圧Ｖｏの印加端）に接続されている。ダイオードＤ２のアノードとキャパシタＣ２の第２端は、いずれも接地端子Ｇと負出力端子ＯＵＴＮに接続されている。
【００３７】
キャパシタＣ３の第１端は、入力端子Ｒ（第１コネクタ２１０のＲ極端子）に接続されている。キャパシタＣ３の第２端（ノード電圧Ｖ２の印加端）は、ダイオードＤ３のアノードとダイオードＤ４のカソードに接続されている。ダイオードＤ３のカソードとキャパシタＣ４の第１端は、いずれも正出力端子ＯＵＴＰ（供給電圧Ｖｏの印加端）に接続されている。ダイオードＤ４のアノードとキャパシタＣ４の第２端は、いずれも接地端子Ｇと負出力端子ＯＵＴＮに接続されている。
【００３８】
ダイオードＤ５のアノードは、キャパシタＣ１の第２端に接続されている。ダイオードＤ５のカソードは、キャパシタＣ２の第２端に接続されている。
【００３９】
図４は、倍電圧整流動作を説明するための波形図であり、上から順に、給電信号ＳＬ及びＳＲ、ダイオードＤ５を有する場合の各部電圧挙動（Ｖ１、Ｖ２、Ｖｏ）、並びに、ダイオードＤ５を有しない場合の各部電圧挙動（Ｖ１、Ｖ２、Ｖｏ）が描写されている。
【００４０】
給電信号ＳＬ及びＳＲは、いずれも所定周波数（例えば２０ｋＨｚ以上）の正弦波信号であり、接地電圧ＧＮＤ（０Ｖ）を基準として±１．５Ｖの振幅を有する。また、給電信号ＳＬ及びＳＲは、互いの位相が１８０°ずらされている。
【００４１】
まず、給電信号ＳＬのみに着目して基本的な倍電圧整流動作の説明を行う。給電信号ＳＬが負電位であるときには、入力端子Ｌが接地端子Ｇよりも低電位となるので、ダイオードＤ２が順バイアス状態となり、キャパシタＣ１が図示の極性で充電される。このとき、ダイオードＤ１は逆バイアス状態となるので、正出力端子ＯＵＴＰからキャパシタＣ１に向けて電流が逆流することはない。
【００４２】
その後、給電信号ＳＬが正電位になると、ダイオードＤ２が逆バイアス状態となり、ダイオードＤ２を介したキャパシタＣ１の充電経路が遮断される。このとき、ノード電圧Ｖ１は、キャパシタＣ１の電荷保存則により、給電信号ＳＬよりもキャパシタＣ１の両端間電圧（充電電圧）の分だけ高い電位に引き上げられる。その結果、ダイオードＤ１が順バイアス状態となり、キャパシタＣ２が図示の極性で充電される。
【００４３】
上記の動作が周期的に繰り返されることにより、キャパシタＣ２の第１端（高電位端）には、給電信号ＳＬを倍電圧整流した正電圧（給電信号ＳＬの倍電圧整流動作のみに着目すると＋１．８Ｖ程度）が現れる。なお、給電信号ＳＲについても、キャパシタＣ３及びＣ４とダイオードＤ３及びＤ４を用いることにより、上記と同様の倍電圧整流動作が並列的に実施される。
【００４４】
ここで、電子機器１００は、給電信号ＳＬ及びＳＲとして互いの位相が１８０°ずらされた正弦波信号を出力する構成とされており、倍電圧整流回路２２１は、キャパシタＣ２及びＣ４の第１端（高電位端）をいずれも正出力端子ＯＵＴＰに接続した上で、さらに、キャパシタＣ１とキャパシタＣ３との間に図示の極性で接続されたダイオードＤ５を含む構成とされている。
【００４５】
このような構成とすることにより、ノード電圧Ｖ１は、ノード電圧Ｖ２よりも高電位に保持された状態で周期的に変動するようになる。その結果、倍電流整流回路２２１では、給電信号ＳＬ及びＳＲを各々倍電圧整流して得られた正電圧を互いに足し合わせて最終的な供給電圧Ｖｏ（＋４．０Ｖ程度）を生成することが可能となる（図４の中段を参照）。
【００４６】
また、２チャンネルの給電信号ＳＬ及びＳＲから１系統の供給電圧Ｖｏを生成する構成であれば、外部機器３００への供給電流Ｉｏとして２チャンネル分の合計電流を供給することができるので、比較的消費電流の大きい負荷３２０も駆動することが可能となる。
【００４７】
なお、倍電圧整流回路２２１がダイオードＤ５を含んでいない場合、最終的に得られる供給電圧Ｖｏは、給電信号ＳＬ及びＳＲを各々倍電圧整流して得られた正電圧（＋１．８Ｖ程度）と変わらなくなるので、２チャンネルの給電信号ＳＬ及びＳＲを並列的に倍電圧整流することの意義は薄れる（図４の下段を参照）。ただし、外部機器３００の電源仕様によっては、ダイオードＤ５を省略することも可能である。例えば、供給電流Ｉｏについては２チャンネル分の合計電流を必要とするものの、供給電圧Ｖｏについては＋１．８Ｖ以下で足りる外部機器３００に給電を行う場合には、ダイオードＤ５を省略してもよい。
【００４８】
また、倍電圧整流回路２２１は、一対のキャパシタとダイオードを複数段直列にスタックすることにより、倍電圧能力（昇圧倍率）を高めることができる。ただし、スタック段数を増すほど出力電流が減少してしまうので、スタック段数は外部機器３００の電源仕様に応じて適宜設計することが望ましい。
【００４９】
また、外部機器３００の電源仕様によっては、倍電圧整流回路２２１に代えてダイオードブリッジなどの全波整流回路を用いることも可能である。ただし、その場合には供給電圧Ｖｏが＋１．５Ｖ以下となるので、給電対象となり得る外部機器３００の選択肢が狭まる点に留意が必要である。
【００５０】
ところで、倍電圧整流回路２２１で生成される供給電圧Ｖｏの電圧値は、給電信号ＳＬ及びＳＲの振幅に応じて任意に調整することが可能である。より具体的に述べると、給電信号ＳＬ及びＳＲの振幅を大きく設定するほど供給電圧Ｖｏは高くなり、逆に、給電信号ＳＬ及びＳＲの振幅を小さく設定するほど供給電圧Ｖｏは低くなる。従って、外部機器３００の電源仕様に応じて給電信号ＳＬ及びＳＲの振幅を適宜制御することが重要となる。
【００５１】
図５は、外部給電プログラム実行中のＧＵＩ［graphical user interface］画面を示す外観図である。外部給電プログラムを実行すると、まず、外部音声出力端子１１０を用いた外部給電モード（ここでは「ヘッドフォン給電モード」と称する）のオン／オフを切り替えるためのＧＵＩ画面Ｘ１０が表示部１６０に表示される（図５の左上欄を参照）。ＧＵＩ画面Ｘ１０には、オン／オフの切替操作を受け付けるためのラジオボタンＸ１１と、選択内容の決定操作を受け付けるための決定ボタンＸ１２と、選択内容のキャンセル操作を受け付けるためのキャンセルボタンＸ１３が含まれている。ヘッドフォン給電モードをオンする場合には、ラジオボタンＸ１１で「オン」を選択してから決定ボタンＸ１２をタップすればよく、逆に、ヘッドフォン給電モードをオフする場合には、ラジオボタンＸ１１で「オフ」を選択してから決定ボタンＸ１２をタップすればよい。なお、キャンセルボタンＸ１３がタップされた場合には、ラジオボタンＸ１１の選択内容を電子機器１００の動作に反映させることなく、外部給電プログラムが終了される。
【００５２】
ＧＵＩ画面Ｘ１０でヘッドフォン給電モードのオンが選択されると、供給電圧Ｖｏの設定方法を切り替えるためのＧＵＩ画面Ｙ１０が表示部１６０に表示される（図５の右上欄を参照）。ＧＵＩ画面Ｙ１０には、供給電圧選択方法の切替操作を受け付けるためのラジオボタンＹ１１と、選択内容の決定操作を受け付けるための決定ボタンＹ１２と、選択内容のキャンセル操作を受け付けるためのキャンセルボタンＹ１３が含まれている。供給電圧Ｖｏの簡易設定（自動設定）を行いたい場合には、ラジオボタンＹ１１で「簡易設定」を選択してから決定ボタンＹ１２をタップすればよく、供給電圧Ｖｏの詳細設定（手動設定）を行いたい場合には、ラジオボタンＹ１１で「詳細設定」を選択してから決定ボタンＹ１２をタップすればよい。なお、キャンセルボタンＹ１３がタップされた場合には、ラジオボタンＹ１１の選択内容を破棄した上で、ＧＵＩ画面Ｘ１０に戻る。
【００５３】
ＧＵＩ画面Ｙ１０で簡易設定（自動設定）が選択されると、給電対象となる外部機器３００（以下、説明の便宜上、給電対象機器と呼ぶ）を選択するためのＧＵＩ画面Ｚ１０が表示部１６０に表示される（図５の左下欄を参照）。ＧＵＩ画面Ｚ１０には、給電対象機器の選択操作を受け付けるためのリストボックスＺ１１と、選択内容の決定操作を受け付けるための決定ボタンＺ１２と、選択内容のキャンセル操作を受け付けるためのキャンセルボタンＺ１３が含まれている。リストボックスＺ１１に所望の給電対象機器（名称や型番など）が挙げられていた場合には、当該給電対象機器（図５の例では「機器ｂ」）を選択してから決定ボタンＹ１２をタップすればよい。一方、キャンセルボタンＺ１３がタップされた場合には、リストボックスＺ１１の選択内容を破棄した上で、ＧＵＩ画面Ｙ１０に戻る。従って、例えば、リストボックスＺ１１に所望の給電対象機器が挙げられていなかった場合には、供給電圧Ｖｏを詳細設定（手動設定）すべく、キャンセルボタンＺ１３をタップしてＧＵＩ画面Ｙ１０に戻ればよい。
【００５４】
ＧＵＩ画面Ｚ１０で給電対象機器が選択された場合、制御部１２０は、選択された給電対象機器に対して予め一義的に対応付けられた供給電圧Ｖｏの目標値を確認し、当該目標値に応じて給電信号ＳＬ及びＳＲの振幅を制御するように、外部音声出力端子１１０を制御する。このような簡易設定（自動設定）によれば、給電対象機器の名称や型番を選択するだけで、最適な供給電圧Ｖｏの目標値が自動的に設定されるので、利便性の高い外部給電機能を実現することが可能となる。なお、給電対象機器と供給電圧目標値との対応付けについては、両者を一義的に対応付けたデータテーブルを記憶部１５０に格納しておき、適宜これを参照するようにすればよい。また、通信部１８０を介してデータテーブルを随時更新可能な構成としておけば、供給電圧Ｖｏを簡易に設定し得る給電対象機器を事後的に充実させていくことができるので、さらなる利便性の向上に資することが可能となる。
【００５５】
一方、ＧＵＩ画面Ｙ１０で詳細設定が選択されると、供給電圧Ｖｏを手動設定するためのＧＵＩ画面Ｚ２０が表示部１６０に表示される（図５の右下欄を参照）。ＧＵＩ画面Ｚ２０には、供給電圧Ｖｏの手動設定操作を受け付けるためのスライダＺ２１と、設定内容の決定操作を受け付けるための決定ボタンＺ２２と、設定内容のキャンセル操作を受け付けるためのキャンセルボタンＺ２３が含まれている。適切な供給電圧Ｖｏの目標値が分かる場合には、スライダＺ２１で当該電圧値を設定してから決定ボタンＺ２２をタップすればよい。一方、キャンセルボタンＺ２３がタップされた場合には、スライダＺ２１の設定内容を破棄した上で、ＧＵＩ画面Ｙ１０に戻る。従って、例えば、適切な供給電圧Ｖｏの目標値が分からない場合には、供給電圧Ｖｏを簡易設定（自動設定）すべく、キャンセルボタンＺ２３をタップしてＧＵＩ画面Ｙ１０に戻ればよい。
【００５６】
ＧＵＩ画面Ｚ２０で供給電圧Ｖｏの目標値が設定された場合、制御部１２０は、当該目標値に応じて給電信号ＳＬ及びＳＲの振幅を制御するように、外部音声出力端子１１０を制御する。このような詳細設定（手動設定）によれば、先のリストボックスＺ１１に挙げられていない給電対象機器に対して適切な外部給電を行うことができるので、非常に汎用性の高い外部給電機能を実現することが可能となる。
【００５７】
なお、給電信号ＳＬ及びＳＲの振幅制御手法については、例えば、電子機器１００のＯＳ［operating system］で設定されるマスターボリュームを最大値に一時固定した上で、外部給電プログラムで設定されるアプリケーションボリュームを任意に可変制御する手法が考えられる。これは、外部音声出力モード時において、楽曲データに応じた音声信号を出力する際に音量調節を行うための制御手法と同様である。このような手法を採用することにより、既存の音量調節機能を用いて供給電圧Ｖｏを任意に調整することができる。
【００５８】
上記したように、第１実施形態の給電システム１は、外部機器３００への給電に際して供給電圧Ｖｏの目標値に応じた給電信号ＳＬ及びＳＲを外部音声出力端子１１０から出力する電子機器１００と、給電信号ＳＬ及びＳＲを整流して供給電圧Ｖｏを生成する整流回路２２１付きのケーブル２００と、を有する。このような構成とすることにより、電子機器１００から外部機器３００への供給電圧Ｖｏを任意に調整することのできる給電システム１を構築することが可能となる。
【００５９】
なお、第１実施形態の給電システムにおいて、電子機器１００は、給電信号ＳＬ及びＳＲとして互いの位相が異なる２チャンネルの正弦波信号を出力し、整流回路２２１は、２チャンネルの給電信号を各々倍電圧整流して足し合わせることにより供給電圧Ｖｏを生成する。このような構成とすることにより、外部機器３００への供給電圧Ｖｏを高めることが可能となる。
【００６０】
また、第１実施形態の電子機器１００は、外部音声出力端子１１０と、外部音声出力端子１１０から音声信号を出力する外部音声出力モードと外部音声出力端子１１０から給電信号ＳＬ及びＳＲを出力する外部給電モードとの切替制御を行う制御部１１０と、を有する。当該構成の電子機器１００を整流回路２２１付きのケーブル２００と共に用いれば、電子機器１００から外部機器３００への供給電圧Ｖｏを任意に調整することのできる給電システム１を構築することが可能となる。
【００６１】
また、第１実施形態のケーブル２００は、給電側となる電子機器１００の外部音声出力端子１１０に着脱される第１コネクタ２１０と、受電側となる外部機器３００の電源端子３１０に着脱される第２コネクタ２２０と、電子機器１００の外部音声出力端子１１０から出力された給電信号ＳＬ及びＳＲを整流することにより外部機器３００への供給電圧Ｖｏを生成する整流回路２２１と、を有する。当該構成のケーブル２００を給電信号出力機能付きの電子機器１００と共に用いれば、電子機器１００から外部機器３００への供給電圧Ｖｏを任意に調整することのできる給電システムを構築することが可能となる。
【００６２】
また、第１実施形態の外部給電プログラムは、外部音声出力端子１１０を有する電子機器１００から整流回路２２１付きのケーブル２００を介して外部機器３００への給電を行うために電子機器１００の制御部１２０で実行されるプログラムであって、外部音声出力モードと外部給電モードとの切替処理を行う手段、外部音声出力モード時において楽曲データに応じた音声信号を出力するように外部音声出力端子１１０からの信号出力制御を行う手段、及び、外部給電モード時に外部機器３００への供給電圧Ｖｏの目標値に応じた給電信号ＳＬ及びＳＲを出力するように外部音声出力端子１１０からの信号出力制御を行う手段として、制御部１２０を機能させる。このようなプログラムを電子機器１００にインストールすることにより、ハードウェア構成を何ら変更することなく、既存の電子機器１００に外部音声出力端子１１０を用いた外部給電機能を付与することが可能となる。
【００６３】
＜第２実施形態＞
図６及び図７は、それぞれ、給電システムの第２実施形態を示すブロック図及び外観図である。第２実施形態の給電システム１は、基本的に第１実施形態と同様の構成であり、２チャンネルの給電信号ＳＬ及びＳＲから２系統の供給電圧Ｖｏａ及びＶｏｂを並列に生成する点に特徴を有する。そこで、第１実施形態と同様の構成要素については、図１及び図２と同一符号を付すことで重複した説明を割愛し、以下では、第２実施形態の特徴部分についてのみ重点的な説明を行う。
【００６４】
第２実施形態の給電システム１において、ケーブル２００は、第１コネクタ２１０に対して、２系統の第２コネクタ２２０ａ及び２２０ｂが分岐された構造となっている。より具体的に述べると、第２コネクタ２２０ａには、第１コネクタ２１０のＬ極端子とＧ極端子が電気的に導通されており、第２コネクタ２２０ｂには、第１コネクタ２１０のＲ極端子とＧ極端子が電気的に導通されている。
【００６５】
なお、第２コネクタ２２０ａは、外部機器３００ａの電源端子３１０ａに着脱可能な形状とされており、第２コネクタ２２０ｂは、外部機器３００ｂの電源端子３１０ｂに着脱可能な形状とされている。また、第２コネクタ２２０ａ及び２２０ｂには、それぞれ、倍電圧整流回路２２１ａ及び２２１ｂが組み込まれている。
【００６６】
倍電圧整流回路２２１ａは、給電信号ＳＬを倍電圧整流することによって供給電圧Ｖｏａ及び供給電流Ｉｏａを生成し、これを外部機器３００ａの負荷３２０ａに出力する。一方、倍電圧整流回路２２１ｂは、給電信号ＳＲを倍電圧整流することによって供給電圧Ｖｏｂ及び供給電流Ｉｏｂを生成し、これを外部機器３００ｂの負荷３２０ｂに出力する。
【００６７】
図８は、倍電圧整流回路２２１の第２構成例を示す回路図である。第２構成例の倍電圧整流回路２２１は、第１構成例（図３を参照）を２系統の倍電圧整流回路２２１ａ及び２２１ｂに分岐した構成（キャパシタＣ２及びＣ４の第１端を互いに接続せず、各々を正出力端子ＯＵＴＰａ及びＯＵＴＰｂに接続した構成）であり、キャパシタＣ２及びＣ４の充電電圧（＋１．８Ｖ程度）をそれぞれ供給電圧Ｖｏａ及びＶｏｂとして並列に出力することができる。その際、給電信号ＳＬ及びＳＲの振幅を個別に調整すれば、供給電圧Ｖｏａ及びＶｏｂを互いに独立して可変制御することが可能となる。
【００６８】
ただし、２チャンネルの給電信号ＳＬ及びＳＲから２系統の供給電圧Ｖｏａ及びＶｏｂを並列に生成する第２構成例の倍電圧整流回路２２１では、先出の第１構成例と比べて、供給電圧Ｖｏａ及びＶｏｂや供給電流Ｉｏａ及びＩｏｂが低下するので、各系統毎の給電能力は低くなる点に留意すべきである。
【００６９】
なお、第２構成例の倍電圧整流回路２２１では、第１構成例のダイオードＤ５が省略されているが、供給電圧Ｖｏａをさらに引き上げたい場合には、先の第１構成例と同じく、キャパシタＣ１とキャパシタＣ３との間にダイオードＤ５を挿入してもよい。
【００７０】
上記したように、第２実施形態の給電システム１において、電子機器１００は、給電信号ＳＬ及びＳＲとして２チャンネルの正弦波信号を出力し、整流回路２２１は、２チャンネルの給電信号ＳＬ及びＳＲを各々倍電圧整流することにより２系統の供給電圧Ｖｏａ及びＶｏｂを並列に生成する。このような構成とすることにより、２系統の外部機器３００ａ及び３００ｂに対して並列に電力供給を行うことが可能となる。
【００７１】
＜第３実施形態＞
図９は、給電システムの第３実施形態を示すブロック図である。第３実施形態の給電システム１は、基本的に第１実施形態と同様の構成であり、供給電圧Ｖｏの全自動設定機能を付与した点に特徴を有する。そこで、第１実施形態と同様の構成要素については、図１と同一符号を付すことで重複した説明を割愛し、以下では、第３実施形態の特徴部分についてのみ重点的な説明を行う。
【００７２】
第３実施形態の給電システム１において、電子機器１００は、３極の外部音声出力端子１１０に代えて、マイク信号入力用のＭ極端子が追加された４極の外部音声入出力端子１１１を含む。また、上記変更に合わせて、ケーブル２００も、３極の第１コネクタ２１０に代えて、マイク信号出力用のＭ極端子が追加された４極の第１コネクタ２１１を含む。
【００７３】
一般に、電子機器１００の外部音声入出力端子１１１には、ヘッドフォンとマイクを備えた音声通話用ヘッドセットなどが着脱されるが、第３実施形態の給電システム１では、外部音声入出力端子１１１に含まれる４極端子のうち、３極（Ｌ極、Ｒ極、Ｇ極）の信号出力端子を第１実施形態と同じく外部機器３００への給電端子として流用しつつ、新たに追加されたマイク信号入力用のＭ極端子を外部機器３００の起動確認端子として流用することにより、供給電圧Ｖｏの全自動設定機能が実装されている。なお、当該機能を実現するために、第１コネクタ２１１に設けられたマイク信号出力用のＭ極端子は、外部機器３００から起動確認信号ＳＳを出力するための信号出力端子（マイコン３２０の信号出力ポートなど）に接続されている。
【００７４】
外部音声入出力端子１１１のＭ極端子は、不図示のＡ／Ｄ［analog/digital］コンバータを介して制御部１２０に接続されている。制御部１２０は、外部音声出力モード時におけるＭ極端子への入力をマイク信号として認識する一方、外部給電モード時における同入力を起動確認信号ＳＳとして認識する。なお、起動確認信号ＳＳは、例えば、外部機器３００が起動するまでローレベルに維持され、外部機器３００が起動した時点でハイレベルに立ち上げられるデジタル信号である。先述のＡ／Ｄコンバータは、基本的にアナログ信号の入力を受けるように設計されているが、起動確認信号ＳＳのパルスレベルが入力ダイナミックレンジに収まっている限り、特段支障は生じない。
【００７５】
図１０は、供給電圧Ｖｏの全自動設定動作を説明するためのフローチャートである。本フローは、外部給電プログラムが実行されてヘッドフォン給電モードがオンされたときに開始される。フローが開始されると、ステップＳ１において、供給電圧Ｖｏの目標値（延いては給電電圧ＳＬ及びＳＲの振幅）が初期値（＝調整可能範囲の最低値ＭＩＮ）に設定され、続くステップＳ２において、外部音声入出力端子１１１を用いた外部給電（ここでは説明の便宜上「ヘッドフォン給電」と略称する）が開始される。当該ステップＳ２におけるヘッドフォン給電の詳細動作は先述の通りであるので、重複した説明は割愛する。
【００７６】
その後、ステップＳ３では、外部機器３００の起動が確認されたか否か（より具体的には、起動確認信号ＳＳがハイレベルに立ち上げられたか否か）の判定が行われる。ここでイエス判定が下された場合にはフローがステップＳ４に進められ、ノー判定が下された場合にはフローがステップＳ５に進められる。
【００７７】
ステップＳ３でノー判定が下された場合、ステップＳ５では、その時点で設定されている供給電圧Ｖｏの目標値が調整可能範囲の最高値ＭＡＸであるか否かの判定が行われる。ここで、イエス判定が下された場合にはフローがステップＳ６に進められ、ノー判定が下された場合にはフローがステップＳ７に進められる。
【００７８】
ステップＳ５でノー判定が下された場合、ステップＳ７では、供給電圧Ｖｏの目標値が１段階引き上げられた後、フローがステップＳ３に戻される。以後、ステップＳ３またはステップＳ５のいずれかでイエス判定が下されるまで、フローはステップＳ３、ステップＳ５、及び、ステップＳ７をループし、供給電圧Ｖｏの目標値が徐々に増大されていく。
【００７９】
ステップＳ３でイエス判定が下された場合、ステップＳ４では、その時点で設定されている供給電圧Ｖｏの目標値が最終的な供給電圧Ｖｏの目標値として確定された後、一連のフローが終了される。
【００８０】
一方、ステップＳ３でイエス判定が下されないまま、ステップＳ５でイエス判定が下された場合、ステップＳ６では、ヘッドフォン給電を停止させた上で、一連のフローが終了される。例えば、ヘッドフォン給電モードがオンとされているにも関わらず、外部音声入出力端子１１１に通常のヘッドフォンやヘッドセットが誤って接続された場合には、供給電圧Ｖｏの目標値を最高値ＭＡＸまで引き上げても、起動確認信号ＳＳが検出されることはない。この場合には、ステップＳ５でイエス判定が下されるので、不必要なヘッドフォン給電動作を速やかに停止することができる。
【００８１】
上記したように、第３実施形態の給電システム１において、電子機器１００は、給電信号ＳＬ及びＳＲの振幅を徐々に増大させていき、外部機器３００からケーブル２００を介して外部音声入出力端子１１１に入力される起動確認信号ＳＳを検出したときに、給電信号ＳＬ及びＳＲの振幅の増大を停止して、給電信号ＳＬ及びＳＲの振幅を確定させる。このような構成とすることにより、外部機器３００に適した供給電圧Ｖｏを自動的に調整することが可能となる。
【００８２】
＜第４実施形態＞
図１１は、給電システムの第４実施形態を示すブロック図である。第４実施形態の給電システム１は、基本的に第３実施形態と同様の構成であり、供給電圧Ｖｏの全自動設定機能に代えて、供給電圧Ｖｏの出力帰還制御機能を付与した点に特徴を有する。そこで、第３実施形態と同様の構成要素については、図９と同一符号を付すことで重複した説明を割愛し、以下では、第４実施形態の特徴部分についてのみ重点的な説明を行う。
【００８３】
第４実施形態の給電システム１において、第１コネクタ２１１に設けられたマイク信号出力用のＭ極端子には、外部機器３００の起動確認信号ＳＳではなく、倍電圧整流回路２２１で生成された供給電圧Ｖｏが印加されている。
【００８４】
図１２は、倍電圧整流回路２２１の第３構成例を示す回路図である。第３構成例の倍電圧整流回路２２１は、基本的に第１構成例（図３を参照）と同様の構成であり、供給電圧Ｖｏが正出力端子ＯＵＴＰと帰還出力端子Ｍ（第１コネクタ２１０のＭ極端子）の双方に印加されている点に特徴を有する。
【００８５】
制御部１２０は、外部音声出力モード時におけるＭ極端子への入力をマイク信号として認識する一方、外部給電モード時における同入力を供給電圧Ｖｏの帰還信号（実測値）として認識する。そして、制御部１２０は、供給電圧Ｖｏの実測値と目標値とを一致させるように、給電信号ＳＬ及びＳＲの振幅を調整する。
【００８６】
上記したように、第４実施形態の給電システム１において、電子機器１００は、整流回路２２１からケーブル２００を介して外部音声入出力端子１１１に帰還入力される供給電圧Ｖｏが目標値と一致するように、給電信号ＳＬ及びＳＲの振幅を調整する。このような構成とすることにより、外部機器３００への供給電圧Ｖｏを目標値に精度良く合わせ込むことが可能となる。
【００８７】
＜その他の変形例＞
なお、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、外部音声出力端子を備えた電子機器全般に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００８９】
１    給電システム
１００    電子機器
１１０    外部音声出力端子（３極：Ｌ、Ｒ、Ｇ）
１１１    外部音声入出力端子（４極：Ｌ、Ｒ、Ｍ、Ｇ）
１２０    制御部
１３０    音声信号処理部
１４０    出力駆動部
１４１、１４２    ドライバ
１５０    記憶部
１６０    表示部
１７０    操作部
１８０    通信部
１９０    バス
２００    ケーブル
２１０    第１コネクタ（３極：Ｌ、Ｒ、Ｇ）
２１１    第１コネクタ（４極：Ｌ、Ｒ、Ｍ、Ｇ）
２２０、２２０ａ、２２０ｂ    第２コネクタ
２２１、２２１ａ、２２１ｂ    倍電圧整流回路
３００、３００ａ、３００ｂ    外部機器
３１０、３１０ａ、３１０ｂ    電源端子
３２０、３２０ａ、３２０ｂ    負荷（マイコン）
Ｃ１〜Ｃ４    キャパシタ
Ｄ１〜Ｄ５    ダイオード
Ｘ１０、Ｙ１０、Ｚ１０、Ｚ２０    ＧＵＩ画面
Ｘ１１、Ｙ１１    ラジオボタン
Ｚ１１    リストボックス
Ｚ２１    スライダ
Ｘ１２、Ｙ１２、Ｚ１２、Ｚ２２    決定ボタン
Ｘ１３、Ｙ１３、Ｚ１３、Ｚ２３    キャンセルボタン
【図１】
2015027124.tif 000003
【図２】
2015027124.tif 000004
【図３】
2015027124.tif 000005
【図４】
2015027124.tif 000006
【図５】
2015027124.tif 000007
【図６】
2015027124.tif 000008
【図７】
2015027124.tif 000009
【図８】
2015027124.tif 000010
【図９】
2015027124.tif 000011
【図１０】
2015027124.tif 000012
【図１１】
2015027124.tif 000013
【図１２】
2015027124.tif 000014