(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１から第９までの端子を有するＵＳＢ３．０インターフェイス用のＵＳＢコネクタを備える電子機器において、
前記ＵＳＢコネクタを介して接続される外部デバイスへ電力を供給する電力供給部と、
前記外部デバイスがＵＳＢ２．０デバイス、ＵＳＢ３．０デバイス又はＵＳＢ規格値以上の電流を要するＵＳＢ互換デバイスのいずれであるかを判定するデバイス判定部と
を備え、
該デバイス判定部は、
前記ＵＳＢコネクタの第７端子に流れる電流が電流閾値以上である場合、前記外部デバイスが前記ＵＳＢ互換デバイスであると判定するようにしてあり、
前記電力供給部は、
前記デバイス判定部で前記外部デバイスがＵＳＢ互換デバイスであると判定した場合、該ＵＳＢ互換デバイスへ電力を供給するように構成してあることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記電力供給部は、
第５、第６、第８又は第９の少なくとも１つの端子を介して電力を供給するように構成してあることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
第１から第９までの端子を有するＵＳＢ３．０インターフェイス用のＵＳＢコネクタを備える電子機器において、
前記ＵＳＢコネクタを介して接続される外部デバイスへ電力を供給する電力供給部と、
前記外部デバイスがＵＳＢ２．０デバイス、ＵＳＢ３．０デバイス又はＵＳＢ規格値以上の電流を要するＵＳＢ互換デバイスのいずれであるかを判定するデバイス判定部と、
前記電力供給部の出力端と前記ＵＳＢコネクタの第７端子との間に介装されたスイッチング素子と、
前記第７端子の電圧を検出する電圧検出部と
を備え、
前記デバイス判定部は、
前記電圧検出部で検出した電圧に応じて前記外部デバイスが前記ＵＳＢ互換デバイスであると判定するようにしてあり、
前記デバイス判定部で前記外部デバイスがＵＳＢ互換デバイスであると判定した場合、前記スイッチング素子をオンにして前記電力供給部からの電力を前記第７端子へ供給すべく制御する電源制御部をさらに備えることを特徴とする電子機器。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の電子機器と、ＵＳＢ２．０デバイス、ＵＳＢ３．０デバイス又はＵＳＢ規格値以上の電流を要するＵＳＢ互換デバイスの少なくとも１つの外部デバイスとを備えることを特徴とする電子機器システム。
【請求項５】
前記ＵＳＢ互換デバイスは、
第１から第９までの端子を有するＵＳＢ３．０インターフェイス用のＵＳＢコネクタを備え、
該ＵＳＢコネクタの第７端子に所定値以上の電圧を印加するようにしてあることを特徴とする請求項４に記載の電子機器システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＳＢコネクタを備える電子機器及び該電子機器を備える電子機器システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ノート型パーソナルコンピュータ又はタブレット型の携帯端末などの電子機器には、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）インターフェイスを備えるものがあり、ＵＳＢインターフェイスを備えた外部デバイスを当該電子機器に接続することにより、電子機器に機能を追加することができる。このような外部デバイスには、プリンタなどの印刷装置、デジタルカメラなどの映像装置、ＵＳＢメモリなどの記憶装置、無線ＬＡＮのような通信装置など様々なデバイスがある。
【０００３】
ＵＳＢはデータの転送方法に加えて、外部デバイスへの電力供給方法についても、ＵＳＢの規格に定められている。このため、外部デバイス内に電源を具備しない場合であっても、ＵＳＢインターフェイスを介して電子機器から外部デバイスへ電力を供給することができ、ＵＳＢメモリ等の消費電力が少ない外部デバイスであれば、別途電源を用意する必要がないという利点がある。また、ＵＳＢインターフェイスの規格としては、例えば、ＵＳＢ２．０、ＵＳＢ３．０などがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第３１５１４８６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、ＵＳＢ規格上、電子機器から供給可能な電流（電力）の規格値は決まっているため、規格値を超える電流（電力）を必要とする外部デバイスを電子機器に接続して使用する場合には、単独で使用することができない。このような場合には、別途電源を用意して外部デバイスへ必要な電力を供給しなければならない。また、ＵＳＢ２．０からＵＳＢ３．０へと規格拡張が行われ、電流の規格値も５００ｍＡから９００ｍＡへと増加したものの、ディスプレイ等の大きな電力を必要とする外部デバイスを使用する場合には、別電源を準備しなければならない状況は変わっていない。
【０００６】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ＵＳＢ規格に準拠しつつ供給可能な電力を増加することができる電子機器及び該電子機器を備えた電子機器システ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】
本発明に係る電子機器は、第１から第９までの端子を有するＵＳＢ３．０インターフェイス用のＵＳＢコネクタを備える電子機器において、前記ＵＳＢコネクタを介して接続される外部デバイスへ電力を供給する電力供給部と、前記外部デバイスがＵＳＢ２．０デバイス、ＵＳＢ３．０デバイス又はＵＳＢ規格値以上の電流を要するＵＳＢ互換デバイスのいずれであるかを判定するデバイス判定部とを備え、該デバイス判定部は、前記ＵＳＢコネクタの第７端子に流れる電流が電流閾値以上である場合、前記外部デバイスが前記ＵＳＢ互換デバイスであると判定するようにしてあり、前記電力供給部は、前記デバイス判定部で前記外部デバイスがＵＳＢ互換デバイスであると判定した場合、該ＵＳＢ互換デバイスへ電力を供給するように構成してあることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る電子機器は、前記電力供給部は、第５、第６、第８又は第９の少なくとも１つの端子を介して電力を供給するように構成してあることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る電子機器は、第１から第９までの端子を有するＵＳＢ３．０インターフェイス用のＵＳＢコネクタを備える電子機器において、前記ＵＳＢコネクタを介して接続される外部デバイスへ電力を供給する電力供給部と、前記外部デバイスがＵＳＢ２．０デバイス、ＵＳＢ３．０デバイス又はＵＳＢ規格値以上の電流を要するＵＳＢ互換デバイスのいずれであるかを判定するデバイス判定部と、前記電力供給部の出力端と前記ＵＳＢコネクタの第７端子との間に介装されたスイッチング素子と、前記第７端子の電圧を検出する電圧検出部とを備え、前記デバイス判定部は、前記電圧検出部で検出した電圧に応じて前記外部デバイスが前記ＵＳＢ互換デバイスであると判定するようにしてあり、前記デバイス判定部で前記外部デバイスがＵＳＢ互換デバイスであると判定した場合、前記スイッチング素子をオンにして前記電力供給部からの電力を前記第７端子へ供給すべく制御する電源制御部をさらに備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る電子機器システムは、前述の発明のいずれか１つに係る電子機器と、ＵＳＢ２．０デバイス、ＵＳＢ３．０デバイス又はＵＳＢ規格値以上の電流を要するＵＳＢ互換デバイスの少なくとも１つの外部デバイスとを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る電子機器システムは、前記ＵＳＢ互換デバイスは、第１から第９までの端子を有するＵＳＢ３．０インターフェイス用のＵＳＢコネクタを備え、該ＵＳＢコネクタの第７端子に所定値以上の電圧を印加するようにしてあることを特徴とする。
【００１３】
本発明にあっては、ＵＳＢコネクタを介して接続される外部デバイスへ電力を供給する電力供給部と、外部デバイスがＵＳＢ２．０デバイス、ＵＳＢ３．０デバイス又はＵＳＢ互換デバイスのいずれであるかを判定するデバイス判定部とを備える。ＵＳＢコネクタは、例えば、ＵＳＢ３．０規格のＵＳＢコネクタであり、端子１から端子９までの９つの端子を有する。端子１から端子４までがＵＳＢ２．０規格に対応し、端子５から端子９までがＵＳＢ３．０規格のための拡張部分である。ＵＳＢコネクタの一の端子は、例えば、端子７を用いることができる。外部デバイスの種別には、例えば、ＵＳＢ２．０規格に準拠したＵＳＢ２．０デバイス（電流の規格値がＵＳＢ２．０規格に準拠するもの）、ＵＳＢ３．０規格に準拠したＵＳＢ３．０デバイス（電流の規格値がＵＳＢ３．０規格に準拠するもの）、ＵＳＢ２．０又はＵＳＢ３．０以外のＵＳＢ互換デバイス（電流の規格値がＵＳＢ２．０規格又はＵＳＢ３．０規格を超えるもの）がある。
【００１４】
電力供給部は、デバイス判定部で外部デバイスがＵＳＢ互換デバイスであると判定した場合、ＵＳＢ互換デバイスへ電力を供給する。ＵＳＢ互換デバイスへ電力を供給する場合、ＵＳＢ２．０及びＵＳＢ３．０規格で機能を定められている端子１〜４を除いた他の端子を使用することができる。これにより、ＵＳＢ２．０デバイスが接続された場合には、ＵＳＢ２．０規格に準拠したデータ転送と電力供給を行い、ＵＳＢ３．０デバイスが接続された場合には、ＵＳＢ３．０規格に準拠したデータ転送と電力供給を行いつつ、ＵＳＢ互換デバイスが接続された場合には、電力供給部から所要の電力を供給することができ、ＵＳＢ規格に準拠しつつ供給可能な電力を増加することができる。
【００１５】
また、ＵＳＢコネクタは、第１から第９までの端子を有するＵＳＢ３．０インターフェイス用であり、デバイス判定部は、第７端子を介して外部デバイスを判定する。ＵＳＢ３．０インターフェイスの場合、例えば、端子１（第１端子）がＶＢＵＳ（５Ｖ電源供給線）、端子２及び３（第２端子及び第３端子）がＵＳＢ２．０用の差動信号線、端子４（第４端子）が接地線、端子５及び６（第５端子及び第６端子）がＵＳＢ３．０用の送信用差動信号線、端子７（第７端子）が２つ目の接地線、端子８及び９（第８端子及び第９端子）がＵＳＢ３．０用の受信用差動信号線である。ＵＳＢ２．０及びＵＳＢ３．０規格に準拠したデータ転送及び給電を行うためには、端子１〜６、端子８、９は必須であるため、２つ目の接地線である端子７を、外部デバイスを判定するための信号線として使用する。これにより、ＵＳＢ２．０及びＵＳＢ３．０規格に準拠しつつ外部デバイスを判定することができる。
【００１６】
また、デバイス判定部は、第７端子に流れる電流が電流閾値以上である場合、ＵＳＢ互換デバイスが接続されたと判定する。ＵＳＢ２．０デバイスの場合には、端子１（第１端子）から端子４（第４端子）までが使用され、端子５（第５端子）から端子９（第９端子）までは何も接続されないので、例えば、端子７（第７端子）は開放（オープン）状態でありハイインピーダンスとなる。そこで、ＵＳＢ互換デバイスの端子７に所定の電圧（例えば、５Ｖ程度）を予め印加しておく。ＵＳＢコネクタの端子７から入力される電流を検出することにより、外部デバイスを判定することができる。例えば、所定値以上の電流を検出した場合には、外部デバイスがＵＳＢ互換デバイスであると判定することができ、所定値以上の電流を検出することができない場合には、ＵＳＢ２．０デバイスであると判定することができる。
【００１７】
本発明にあっては、電力供給部は、第５、第６、第８又は第９の少なくとも１つの端子を介して電力を供給する。ＵＳＢ２．０デバイスの場合、第５から第９端子までは使用しない。そこで、ＵＳＢ２．０デバイスが接続された場合には、第１端子（ＶＢＵＳ）を介して電力を供給し、ＵＳＢ互換デバイスが接続された場合には、第１端子に加えて、第５、第６、第８又は第９の少なくとも１つの端子を介して電力を供給することにより、ＵＳＢ２．０デバイスを接続可能とするとともに、ＵＳＢ互換デバイスが接続された場合には、供給電力を増加させることができる。
【００１８】
本発明にあっては、電力供給部の出力端と第７端子との間に介装されたスイッチング素子と、第７端子の電圧を反転させた反転電圧を検出する電圧検出部とを備える。スイッチング素子は、例えば、ＦＥＴである。反転電圧の検出は、例えば、抵抗を介して第７端子を電圧源に接続（いわゆる電圧源にプルアップ）するとともに、第７端子の電圧を反転させるための電圧反転素子（例えば、トランジスタ）の入力端（例えば、ベース）に第７端子を接続し、電圧反転素子の出力端を電圧源にプルアップするとともに、当該出力端の電圧を検出する。
【００１９】
デバイス判定部は、電圧検出部で検出した電圧が電圧閾値以下である場合、ＵＳＢ互換デバイスが接続されたと判定する。例えば、ＵＳＢ３．０デバイスは、第７端子を接地レベルにしてあるので、ＵＳＢ３．０デバイスが接続された場合、第７端子の電圧レベルは接地レベルとなり、電圧判定素子としてのトランジスタはオフとなり、反転電圧はハイレベル（電圧源の電圧）になる。一方、ＵＳＢ互換デバイスの第７端子に所定の電圧（例えば、５Ｖ程度）を予め印加しておく。ＵＳＢ互換デバイスが接続された場合には、第７端子の電圧レベルは所定の電圧（例えば、５Ｖ程度）となり、電圧判定素子としてのトランジスタはオンとなり、反転電圧はローレベル（電圧閾値以下の接地レベルの電圧）になる。
【００２０】
電源制御部は、デバイス判定部でＵＳＢ互換デバイスが接続されたと判定した場合、スイッチング素子をオンにして電力供給部からの電力を第７端子へ供給すべく制御する。ＵＳＢ３．０デバイスの場合、第５、６、８、９端子は、データ転送に使用される。そこで、ＵＳＢ３．０デバイスが接続された場合には、第１端子（ＶＢＵＳ）を介して電力を供給し、ＵＳＢ互換デバイスが接続された場合には、第１端子に加えて、第７端子を介して電力を供給することにより、ＵＳＢ３．０デバイスを接続可能とするとともに、ＵＳＢ互換デバイスが接続された場合には、供給電力を増加させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ＵＳＢ規格に準拠しつつ供給可能な電力を増加することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施の形態１の電子機器システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１の電子機器の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】実施の形態２の電子機器システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図４】実施の形態２の電子機器の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（実施の形態１）
以下、本発明を実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は実施の形態１の電子機器システムの構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、実施の形態１の電子機器システムは、電子機器１００、ＵＳＢ互換デバイス２００などを備える。電子機器１００とＵＳＢ互換デバイス２００とは、例えば、端子１（第１端子）から端子９（第９端子）を有するＵＳＢ３．０規格に準拠したコネクタ形状のＵＳＢコネクタを介してお互いに接続される。なお、図１には例示していないが、ＵＳＢ互換デバイス２００に代えて、ＵＳＢ２．０デバイスを電子機器１００に接続することもできる。
【００２４】
なお、以下の説明において、ＵＳＢ２．０デバイスとは、ＵＳＢ２．０規格に準拠したデータ転送を行うことができるとともに、ＵＳＢ２．０規格で定められた電流規格値（５００ｍＡ）内で動作するデバイスである。また、後述のＵＳＢ３．０デバイスとは、ＵＳＢ３．０規格に準拠したデータ転送を行うことができるとともに、ＵＳＢ３．０規格で定められた電流規格値（９００ｍＡ）内で動作するデバイスである。また、ＵＳＢ互換デバイスとは、ＵＳＢ２．０規格に準拠したデータ転送を行うことができるとともに、ＵＳＢ２．０規格で定められた電流規格値（５００ｍＡ）を超える電流を必要とするデバイス（ＵＳＢ２．０規格に準拠したＵＳＢ互換デバイス）、あるいは、ＵＳＢ３．０規格に準拠したデータ転送を行うことができるとともに、ＵＳＢ３．０規格で定められた電流規格値（９００ｍＡ）を超える電流を必要とするデバイス（ＵＳＢ３．０規格に準拠したＵＳＢ互換デバイス）である。
【００２５】
電子機器１００は、ＵＳＢバススイッチ１０１、マイコン１０２、ＤＣＤＣコンバータ１０７、ＵＳＢ３．０ホストコネクタ１０８（接続コネクタ）などを備える。
【００２６】
マイコン１０２は、ＵＳＢ２．０インターフェイス１０３、外部入力端子１０４、外部制御端子１０５、デバイス判定部１０６などを備える。
【００２７】
ＵＳＢ互換デバイス２００は、ＵＳＢ２．０規格に準拠したＵＳＢ互換デバイスであり、ＵＳＢ３．０デバイスコネクタ２０１（ＵＳＢコネクタ）、電圧源２０２などを備える。電圧源２０２は、ＵＳＢ３．０デバイスコネクタ２０１の端子７に接続してある。なお、ＵＳＢ互換デバイス２００のデバイス自身の機能を行う構成については、簡略化のため省略している。
【００２８】
電子機器１００のＵＳＢ３．０ホストコネクタ１０８、及びＵＳＢ互換デバイス２００のＵＳＢ３．０デバイスコネクタ２０１は、いずれも端子１から端子９までの端子を備えるＵＳＢコネクタである。端子１から端子４までがＵＳＢ２．０部であり、端子５から端子９までがＵＳＢ３．０拡張部である。
【００２９】
ＵＳＢ３．０ホストコネクタ１０８とＵＳＢ３．０デバイスコネクタ２０１とは、ケーブル３０で接続される。なお、ケーブル３０を介さずにＵＳＢ３．０デバイスコネクタ２０１を直接ＵＳＢ３．０ホストコネクタ１０８に接続する構成とすることもできる。
【００３０】
ケーブル３０は、端子１から端子９まで順番に対応して、ＶＢＵＳ３１（例えば、５Ｖ電源供給線）、ＵＳＢ２．０用の差動信号線３２、３３、接地線３４、ＵＳＢ互換デバイス２００用の電力供給線３５、３６、外部デバイスの種別（ＵＳＢ２．０デバイス、ＵＳＢ３．０デバイス又はＵＳＢ互換デバイスの区別）を判定するための信号線３７、ＵＳＢ互換デバイス２００用の電力供給線３８、３９を有する。
【００３１】
電子機器１００は、ＵＳＢ２．０デバイスが電子機器１００に接続された場合には、端子１から端子４を使用して、ＵＳＢ２．０規格に準拠したデータ転送と電力供給を行う。また、電子機器１００は、ＵＳＢ互換デバイス２００が電子機器１００に接続された場合には、端子１から端子９までを使用し、ＵＳＢ２．０規格に準拠したデータ転送とＵＳＢ２．０規格の規格値を超える電流（電力）の供給を行う。
【００３２】
ＵＳＢバススイッチ１０１は、端子１（ＶＢＵＳ３１）を介して、ＵＳＢ２．０デバイス又はＵＳＢ互換デバイス２００に所定の電圧（５Ｖ程度）を供給する。
【００３３】
ＤＣＤＣコンバータ１０７は、マイコン１０２の制御の下、ＵＳＢ互換デバイス２００が接続された場合に、端子５、６、８、９（電力供給線３５、３６、３８、３９）を介してＵＳＢ互換デバイス２００にＵＳＢ２．０規格の規格値を超える電流（電力）を供給する。
【００３４】
マイコン１０２は、電子機器１００の制御を行う集積回路により構成される。マイコン１０２は、ＵＳＢ２．０ホストコントローラを有する。
【００３５】
ＵＳＢ２．０インターフェイス１０３は、ＵＳＢ２．０デバイス及びＵＳＢ互換デバイス２００との間でＵＳＢ２．０規格に準拠したデータ転送を行う。
【００３６】
外部入力端子１０４には、ＵＳＢ３．０ホストコネクタ１０８の端子７を接続してある。外部入力端子１０４は、マイコン１０２の内部で抵抗を介して接地レベルにプルダウンされている。
【００３７】
デバイス判定部１０６は、外部入力端子１０４を介してＵＳＢ３．０ホストコネクタ１０８の端子７に流れる電流が所定の電流閾値以上であるか否かを判定する。デバイス判定部１０６は、端子７に流れる電流、すなわち、外部入力端子１０４に流れる電流が電流閾値以上である場合、ＵＳＢ互換デバイス２００が接続されたと判定する。
【００３８】
ＵＳＢ２．０デバイスの場合には、端子１（第１端子）から端子４（第４端子）までが使用され、端子５（第５端子）から端子９（第９端子）までは何も接続されないので、例えば、端子７（第７端子）は開放（オープン）状態でありハイインピーダンスとなる。ＵＳＢ２．０デバイスが接続された場合には、端子７に電流が流れないので、電流閾値以上の電流を検出することができない場合には、ＵＳＢ２．０デバイスであると判定することができる。また、ＵＳＢ互換デバイス２００が接続された場合には、電圧源２０２からの電流が端子７に流れるので、電流閾値以上の電流を検出した場合には、外部デバイスがＵＳＢ互換デバイス２００であると判定することができる。
【００３９】
マイコン１０２は、ＵＳＢ互換デバイス２００が接続された場合、外部制御端子１０５を介してＤＣＤＣコンバータ１０７の動作を開始させる。ＤＣＤＣコンバータ１０７は、端子５、６、８、９を介してＵＳＢ互換デバイス２００に電力を供給する。
【００４０】
上述のように、ＵＳＢ２．０デバイスでは、端子５から９までは使用しない。そこで、ＵＳＢ２．０デバイスが接続された場合には、端子１（ＶＢＵＳ３１）を介して電力を供給し、ＵＳＢ互換デバイス２００が接続された場合には、端子１に加えて、端子５、６、８、９を介して電力を供給することにより、ＵＳＢ２．０デバイスを接続可能とするとともに、ＵＳＢ互換デバイス２００が接続された場合には、供給電力を増加させることができる。
【００４１】
図１において、ＤＣＤＣコンバータ１０７は、端子５、６、８、９のすべてを使用する構成であったが、これに限定されるものではなく、端子５、６、８、９の少なくとも１つを使用する構成でもよい。また、複数の端子５、６、８、９を介して電力を供給する場合、端子に応じて供給する電圧値を変えることもできる。
【００４２】
図１の例では、ＵＳＢホストコントローラを有する部品としてマイコン１０２を実装した構成であるが、これに限定されるものではなく、ＳＯＣ（System On a Chip）、またはサウスブリッジチップセット等でＵＳＢホストコントローラを有する部品が実装される場合でも、本発明を適用することが可能である。
【００４３】
図２は実施の形態１の電子機器１００の処理手順を示すフローチャートである。以下の説明では、処理の主体をマイコン１０２として説明する。マイコン１０２は、外部入力端子１０４（端子７）に流れる電流値が電流閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ１１）。
【００４４】
電流値が電流閾値以上である場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、マイコン１０２は、ＵＳＢ互換デバイス２００が接続されたと判定し（Ｓ１２）、ＤＣＤＣコンバータ１０７の出力をオンにし（Ｓ１３）、処理を終了する。
【００４５】
電流値が電流閾値以上でない場合（Ｓ１１でＮＯ）、マイコン１０２は、ＵＳＢ２．０デバイスが接続されたと判定し（Ｓ１４）、ＤＣＤＣコンバータ１０７の出力をオフのまま維持し（Ｓ１５）、処理を終了する。
【００４６】
（実施の形態２）
実施の形態１の電子機器１００は、ＵＳＢ２．０デバイスとＵＳＢ互換デバイス２００のいずれが接続されたかを判定し、ＵＳＢ２．０規格のデータ転送を可能にしつつ、ＵＳＢ互換デバイス２００に対しては、ＵＳＢ２．０規格の規格値を超える電流（電力）を供給することができるものであったが、ＵＳＢ２．０デバイスに限定されるものではなく、ＵＳＢ２．０デバイス及びＵＳＢ３．０デバイスの両方の外部デバイスについても判定機能及び電力供給機能を拡張することができる。
【００４７】
図３は実施の形態２の電子機器システムの構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、実施の形態２の電子機器システムは、電子機器１１０、ＵＳＢ互換デバイス２１０などを備える。電子機器１１０とＵＳＢ互換デバイス２１０とは、実施の形態１と同様に、例えば、端子１（第１端子）から端子９（第９端子）を有するＵＳＢ３．０規格に準拠したコネクタ形状のＵＳＢコネクタを介してお互いに接続される。なお、図３には例示していないが、ＵＳＢ互換デバイス２１０に代えて、ＵＳＢ２．０デバイス又はＵＳＢ３．０デバイスを電子機器１１０に接続することもできる。
【００４８】
電子機器１１０は、ＵＳＢバススイッチ１０１、マイコン１０２、電源部７１、ＦＥＴ７２、電圧検出部５０、ＵＳＢ３．０ホストコネクタ１０８（ＵＳＢコネクタ）などを備える。
【００４９】
マイコン１０２は、ＵＳＢ３．０インターフェイス１１３、外部入力端子１１４、外部制御端子１１５、デバイス判定部１０６などを備える。
【００５０】
電圧検出部５０は、電圧源５１、５２、トランジスタ５５、５６、抵抗５７、５８、５９、６０などを備える。
【００５１】
ＵＳＢ互換デバイス２１０は、ＵＳＢ３．０規格に準拠したＵＳＢ互換デバイスであり、ＵＳＢ３．０デバイスコネクタ２０１（ＵＳＢコネクタ）、電圧源２０３、プルアップ用の抵抗２０４などを備える。電圧源２０３は、抵抗２０４を介してＵＳＢ３．０デバイスコネクタ２０１の端子７に接続してある。また、ＵＳＢ互換デバイス２１０は、端子７を介して内部に電力を供給することができる。なお、ＵＳＢ互換デバイス２１０のデバイス自身の機能を行う構成については、簡略化のため省略している。
【００５２】
ＵＳＢ３．０ホストコネクタ１０８とＵＳＢ３．０デバイスコネクタ２０１とは、ケーブル４０で接続される。なお、ケーブル４０を介さずにＵＳＢ３．０デバイスコネクタ２０１を直接ＵＳＢ３．０ホストコネクタ１０８に接続する構成とすることもできる。
【００５３】
ケーブル４０は、端子１から端子９まで順番に対応して、ＶＢＵＳ４１（例えば、５Ｖ電源供給線）、ＵＳＢ２．０用の差動信号線４２、４３、接地線４４、ＵＳＢ３．０用の送信用差動信号線４５、４６、外部デバイスの種別（ＵＳＢ２．０デバイス、ＵＳＢ３．０デバイス又はＵＳＢ互換デバイスの区別）を判定するとともに、ＵＳＢ互換デバイス２１０へ電力を供給する給電線４７、ＵＳＢ３．０用の受信用差動信号線４８、４９を有する。
【００５４】
電子機器１１０は、ＵＳＢ２．０デバイスが電子機器１１０に接続された場合には、端子１から端子４を使用して、ＵＳＢ２．０規格に準拠したデータ転送と電力供給を行う。また、電子機器１１０は、ＵＳＢ３．０デバイスが電子機器１１０に接続された場合には、端子１から端子９を使用して、ＵＳＢ３．０規格に準拠したデータ転送と電力供給を行う。さらに、電子機器１１０は、ＵＳＢ互換デバイス２１０が電子機器１１０に接続された場合には、端子１から端子９までを使用し、ＵＳＢ３．０規格に準拠したデータ転送とＵＳＢ３．０規格の規格値を超える電流（電力）の供給を行う。
【００５５】
ＵＳＢ３．０ホストコネクタ１０８の端子７（給電線４７）には、スイッチング素子としてのＦＥＴ７２のソースを接続してあり、ＦＥＴ７２のドレインは電源部７１の出力端に接続してあり、ＦＥＴ７２のゲートは外部制御端子１１５に接続してある。
【００５６】
また、ＵＳＢ３．０ホストコネクタ１０８の端子７（給電線４７）には、抵抗５４を介して電圧源５２に接続されるとともに、抵抗５９を介してトランジスタ５６のベースに接続してある。トランジスタ５６のベース・エミッタ間には、バイアス用の抵抗６０を接続してある。トランジスタ５６のコレクタは、外部入力端子１１４に接続してあり、抵抗５３を介して電圧源５１に接続してあり、さらに抵抗５７を介してトランジスタ５５のベースに接続してある。トランジスタ５５のベース・エミッタ間には、バイアス用の抵抗５８を接続してある。トランジスタ５５のコレクタは、ＵＳＢ３．０ホストコネクタ１０８の端子７に接続してある。
【００５７】
上述の構成により、電圧検出部５０は、ＵＳＢ３．０ホストコネクタ１０８の端子７の電圧を反転させ、反転させた電圧（反転電圧）を外部入力端子１１４へ出力することにより、ＵＳＢ３．０ホストコネクタ１０８の端子７の電圧を反転させた反転電圧を検出する電圧検出部としての機能を有する。別言すれば、電圧検出部５０は、ＵＳＢ３．０ホストコネクタ１０８の端子７の電圧のレベル遷移を行う機能を有する。
【００５８】
以下、外部デバイスが接続された場合の電圧検出部５０で検出する電圧について説明する。なお、電圧源５２の電圧は、電圧源５１の電圧よりも先に立ち上がるものとし、初期状態では、ＦＥＴ７２はオフであり、トランジスタ５５はオフであり、トランジスタ５６はオンとなっている。すなわち、初期状態では、電圧源５２の電圧がトランジスタ５６のベースに印加されてトランジスタ５６がオンとなり、トランジスタ５６のコレクタの電圧が接地レベルとなるため、トランジスタ５５はオフとなる。
【００５９】
外部デバイスが接続されていない場合、あるいはＵＳＢ２．０デバイスが接続された場合には、ＵＳＢ３．０ホストコネクタ１０８の端子７には、外部から何も接続されないので、端子７は開放（オープン）状態となり、ハイインピーダンスの状態となる。端子７は、抵抗５４を介して電圧源５２にプルアップされているため、端子７の電圧は、ハイレベルとなりトランジスタ５６はオン状態を維持し、外部入力端子１１４の電圧は接地レベル（電圧閾値以下の電圧）を維持する。
【００６０】
ＵＳＢ３．０デバイスでは、ＵＳＢ３．０デバイスコネクタ２０１の端子７は、内部で接地レベルに接続されているので、ＵＳＢ３．０デバイスが接続された場合には、ＵＳＢ３．０ホストコネクタ１０８の端子７の電圧は接地レベルとなる。このため、トランジスタ５６はオンからオフとなり、電圧源５１の電圧がトランジシタ５５のベースに印加され、トランジスタ５５はオフからオンとなる。この場合、外部入力端子１１４には電圧源５１の電圧が印加されるので、外部入力端子１１４の電圧は電圧閾値以上の電圧となる。なお、電圧閾値は、電圧源５１の電圧と接地レベルとの間の電圧に設定することができる。
【００６１】
ＵＳＢ互換デバイス２１０では、ＵＳＢ３．０デバイスコネクタ２０１の端子７が電圧源２０３にプルアップされているので、ＵＳＢ互換デバイス２１０が接続された場合には、ＵＳＢ３．０ホストコネクタ１０８の端子７の電圧は、ハイレベルとなりトランジスタ５６はオンとなり、外部入力端子１１４の電圧は接地レベル（電圧閾値以下の電圧）となる。
【００６２】
すなわち、外部入力端子１１４の電圧は、ＵＳＢ互換デバイス２１０が接続された場合には、電圧閾値以下となり、ＵＳＢ３．０デバイスが接続された場合には、電圧閾値を超えた値となる。運用上、接続する外部デバイスをＵＳＢ互換デバイス２１０及びＵＳＢ３．０デバイスに限定すれば、外部入力端子１１４の電圧を検出するだけで、ＵＳＢ互換デバイス２１０が接続されたのか、あるいはＵＳＢ３．０デバイスが接続されたのかを判定することができる。
【００６３】
また、外部デバイスとの接続は、ＵＳＢホストコントローラを有するマイコン１０２で検知することができ、またＵＳＢ２．０規格に準拠した通信の有無も検知することができるので、マイコン１０２のＵＳＢホストコントローラでの検知と外部入力端子１１４の電圧検出とを組み合わせることにより、さらにＵＳＢ２．０デバイスが接続されたか否か、及び外部デバイスの未接続も判定することができる。
【００６４】
デバイス判定部１１６は、外部入力端子１１４の電圧レベルに応じて、ＵＳＢ互換デバイス２１０が接続されたのか、あるいはＵＳＢ３．０デバイスが接続されたのかを判定する。また、デバイス判定部１１６は、外部入力端子１１４の電圧レベル及びＵＳＢホストコントローラでの検知結果に基づいて、外部デバイスの未接続、ＵＳＢ２．０デバイスの接続、ＵＳＢ３．０デバイスの接続及びＵＳＢ互換デバイス２１０の接続を判定する。
【００６５】
マイコン１０２は、デバイス判定部１１６でＵＳＢ互換デバイス２１０が接続されたと判定した場合、外部制御端子１１５をハイレベルに変更してＦＥＴ７２をオンにする。なお、ＦＥＴ７２がＮチャネル型ではなく、Ｐチャネル型である場合には、外部制御端子１１５をローレベルに変更してＦＥＴをオンすればよい。
【００６６】
ＦＥＴ７２がオンとなると、電源部７１からの電力がＦＥＴ７２、ＵＳＢ３．０ホストコネクタ１０８の端子７を介してＵＳＢ互換デバイス２１０に供給される。なお、ＵＳＢ互換デバイス２１０が接続された場合には、トランジスタ５５はオフとなっているので、電源部７１からの電力は、ＦＥＴ７２を介して端子７へ供給される。すなわち、電圧検出部５０は、電源制御部の機能の一部を有する。
【００６７】
ＵＳＢ３．０インターフェイス１１３は、ＵＳＢ２．０デバイス、ＵＳＢ３．０デバイス及びＵＳＢ互換デバイス２１０との間でＵＳＢ２．０規格又はＵＳＢ３．０規格に準拠したデータ転送を行う。
【００６８】
上述のように、実施の形態２の電子機器１１０にあっては、電源部７１（電力供給部）の出力端と端子７（第７端子）との間に介装されたＦＥＴ７２（スイッチング素子）と、端子７の電圧を反転させた反転電圧（電圧レベルの遷移）を検出する電圧検出部５０とを備える。デバイス判定部１１６は、電圧検出部５０で検出した電圧（外部入力端子１１４の電圧）が電圧閾値以下である場合、ＵＳＢ互換デバイス２１０が接続されたと判定する。電源制御部としてのマイコン１０２は、デバイス判定部１１６でＵＳＢ互換デバイス２１０が接続されたと判定した場合、外部制御端子１１５をハイレベルにしてＦＥＴ７２をオンにして電源部７１（電力供給部）からの電力を端子７へ供給すべく制御する。
【００６９】
ＵＳＢ３．０デバイスの場合、端子５、６、８、９（第５、６、８、９端子）は、データ転送に使用される。そこで、ＵＳＢ３．０デバイスが接続された場合には、端子１（ＶＢＵＳ）を介して電力を供給し、ＵＳＢ互換デバイス２１０が接続された場合には、端子１に加えて、端子７を介して電力を供給することにより、ＵＳＢ３．０デバイスを接続可能とするとともに、ＵＳＢ互換デバイス２１０が接続された場合には、供給電力を増加させることができる。
【００７０】
図４は実施の形態２の電子機器１１０の処理手順を示すフローチャートである。以下の説明では、処理の主体をマイコン１０２として説明する。マイコン１０２は、外部入力端子１１４の電圧値が電圧閾値以下であるか否かを判定し（Ｓ２１）、電圧値が電圧閾値以下である場合（Ｓ２１でＹＥＳ）、外部デバイスの接続の有無を判定する（Ｓ２２）。
【００７１】
外部デバイスとの接続がない場合（Ｓ２２でＮＯ）、マイコン１０２は、ステップＳ２１の処理を行う。外部デバイスとの接続がある場合（Ｓ２２でＹＥＳ）、マイコン１０２は、ＵＳＢ２．０規格の通信の有無を判定し（Ｓ２３）、ＵＳＢ２．０規格の通信がない場合（Ｓ２３でＮＯ）、ＵＳＢ互換デバイス２１０が接続されたと判定する（Ｓ２４）。
【００７２】
マイコン１０２は、外部接続端子１１５をハイレベルに変更し（Ｓ２５）、ＦＥＴ７２をオンにしてＵＳＢ互換デバイス２１０に対して電力供給を開始し（Ｓ２６）、処理を終了する。
【００７３】
電圧値が電圧閾値以下でない場合（Ｓ２１でＮＯ）、マイコン１０２は、ＵＳＢ３．０デバイスが接続されたと判定し（Ｓ２７）、外部接続端子１１５をローレベルのまま維持し（Ｓ２８）、ステップＳ２６の処理を行うことなく処理を終了する。
【００７４】
ＵＳＢ２．０規格の通信があった場合（Ｓ２３でＹＥＳ）、マイコン１０２は、ＵＳＢ２．０デバイスが接続されたと判定し（Ｓ２９）、ステップＳ２８の処理を行う。
【００７５】
なお、運用上、ＵＳＢ２．０デバイスを使用しない場合には、ステップＳ２３、Ｓ２９の処理を省略することもできる。
【００７６】
ＵＳＢコネクタの端子の機能が、例えば、図１又は図３の例と異なる場合であっても、実施の形態１のように、使用していない端子を利用して外部デバイスの種別の判定と電力供給の給電を行うことができ、あるいは実施の形態２のように、２つ以上の接地線が存在する場合には、一の接地線を利用して、外部デバイスの判定と電力供給の給電を行うことができる。
【００７７】
実施の形態１、２のように、電子機器１００、１１０は、ＵＳＢコネクタを介して接続される外部デバイスへ電力を供給する電力供給部（ＤＣＤＣコンバータ１０７、電源部７１）と、ＵＳＢコネクタに接続された外部デバイスを判定するデバイス判定部１０６、１１６とを備える。電力供給部（ＤＣＤＣコンバータ１０７、電源部７１）は、デバイス判定部１０６、１１６で外部デバイスがＵＳＢ互換デバイス２００、２１０であると判定した場合、ＵＳＢ互換デバイス２００、２１０へ電力を供給する。ＵＳＢ互換デバイス２００、２１０へ電力を供給する場合、ＵＳＢ２．０及びＵＳＢ３．０規格で機能を定められている端子１〜４を除いた他の端子を使用することができる。
【００７８】
これにより、ＵＳＢ２．０デバイスが接続された場合には、ＵＳＢ２．０規格に準拠したデータ転送と電力供給を行い、ＵＳＢ３．０デバイスが接続された場合には、ＵＳＢ３．０規格に準拠したデータ転送と電力供給を行いいつつ、ＵＳＢ互換デバイス２００、２１０が接続された場合には、電力供給部（ＤＣＤＣコンバータ１０７、電源部７１）から所要の電力を供給することができ、ＵＳＢ規格に準拠しつつ供給可能な電力を増加することができ、ＵＳＢ規格を上回る大きな電力を供給することができる。
【００７９】
また、デバイス判定部１０６、１１６は、端子７（第７端子）を介して外部デバイスを判定する。ＵＳＢ３．０インターフェイスの場合、例えば、端子１（第１端子）がＶＢＵＳ（５Ｖ電源供給線）、端子２及び３（第２端子及び第３端子）がＵＳＢ２．０用の差動信号線、端子４（第４端子）が接地線、端子５及び６（第５端子及び第６端子）がＵＳＢ３．０用の送信用差動信号線、端子７（第７端子）が２つ目の接地線、端子８及び９（第８端子及び第９端子）がＵＳＢ３．０用の受信用差動信号線である。ＵＳＢ２．０及びＵＳＢ３．０規格に準拠したデータ転送及び給電を行うためには、端子１〜６、端子８、９は必須であるため、２つ目の接地線である端子７を外部デバイスを判定するための信号線として使用する。これにより、ＵＳＢ２．０及びＵＳＢ３．０規格に準拠しつつ外部デバイスの種別を判定することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１００、１１０  電子機器
１０２  マイコン（電源制御部）
１０３  ＵＳＢ２．０インターフェイス
１０４、１１４  外部入力端子
１０５、１１５  外部制御端子
１０６、１１６  デバイス判定部
１０７  ＤＣＤＣコンバータ（電力供給部）
１０８  ＵＳＢ３．０ホストコネクタ（ＵＳＢコネクタ）
１１３  ＵＳＢ３．０インターフェイス（ＵＳＢコネクタ）
５０  電圧検出部（電圧検出部、電源制御部）
５１、５２  電圧源
５３、５４、５７、５８、５９、６０  抵抗
５５、５６  トランジスタ
７１  電源部（電力供給部）
７２  ＦＥＴ
２００、２１０  ＵＳＢ互換デバイス
２０１  ＵＳＢ３．０デバイスコネクタ
２０２、２０３  電圧源
２０４  抵抗
【図１】
0005283719.tif 000002
【図２】
0005283719.tif 000003
【図３】
0005283719.tif 000004
【図４】
0005283719.tif 000005