(57)【要約】      （修正有）【課題】電源ラインと信号ラインとを有する通信ケーブルに関し、安定した電源供給が可能となる電源ライン及び信号ラインを有する通信ケーブルを提供する。【解決手段】携帯電話とパソコン間を電源ラインと信号ラインとを有するＵＳＢケーブル等で接続し、電源ラインの一端の電圧が所定の電圧となるように制御する電圧制御手段（１１４）を有することを特徴とする。これにより通信ケーブルの一端に接続された機器の安定動作が可能となる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源ラインと信号ラインとを有する通信ケーブルにおいて、
前記電源ラインの一端の電圧が所定の電圧となるように制御する電圧制御手段を有することを特徴とする通信ケーブル。
【請求項２】
前記電源ライン及び前記通信ラインの一端に接続された携帯電話接続用コネクタと、
前記電源ライン及び前記信号ラインの他端に接続されたＵＳＢコネクタとを有することを特徴とする請求項１記載の通信ケーブル。
【請求項３】
前記電圧制御手段は、前記電源ラインの一端の電圧を検出する電圧検出回路と、
前記電圧検出回路の検出結果に応じて前記電源ラインの電圧を制御する電圧制御回路とを有することを特徴とする請求項１記載の通信ケーブル。
【請求項４】
前記電源ラインの他端の電圧に応じて前記電圧制御回路の動作を停止させる保護回路を有することを特徴とする請求項１記載の通信ケーブル。
【請求項５】
前記信号ラインの電圧に応じて前記電源ラインの接続を制御する接続制御回路を有することを特徴とする請求項１記載の通信ケーブル。
【請求項６】
前記電源ラインは、電源供給ラインと基準電圧ラインとを有し、
前記信号ラインは、一対の信号ラインから構成されており、
前記接続制御回路は、前記一対の信号ラインの両方の電圧がプルアップされたときに、前記電圧制御手段をバイパスして接続することを特徴とする請求項５記載の通信ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信ケーブルに係り、特に、電源ラインと信号ラインとを有する通信ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機の普及にともない、携帯電話機とパーソナルコンピュータとをケーブルで接続して、通信可能として、携帯電話機とパーソナルコンピュータとを連携して使用できるようされている。
【０００３】
このとき、携帯電話機とパーソナルコンピュータとを接続する通信ケーブルは一端に携帯電話機接続用プラグコネクタが実装され、他端にＵＳＢ（universal serial bus）コネクタが実装された構成とされている。このようなケーブルは、通信専用であった。
【０００４】
しかしながら、携帯電話機の携帯電話機接続用プラグコネクタが接続されるソケットコネクタには、電源端子を有し、充電も可能な構成とされていた。このため、携帯電話機に内蔵されたバッテリの充電を効率よく行うために、ＵＳＢの電源供給ラインから供給される５Ｖの電圧を用いて携帯電話機のバッテリを充電する技術が提案されている（特許文献１、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−２０１２０４号公報
【特許文献２】特開２００２−３００２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかるに、パーソナルコンピュータと携帯電話機とを直接ケーブルで接続して、パーソナルコンピュータの電源から携帯電話機のバッテリの充電を行う場合、パーソナルコンピュータのＵＳＢコネクタ側の電源回路は、携帯電話機を充電するための回路構成とはなっていないため、過電圧、過電流保護などが行えなかったり、パーソナルコンピュータがバッテリ駆動の場合には低電圧となる不具合などが発生するおそれがあり、安定して携帯電話機のバッテリの充電を行えないなどの問題点があった。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、安定した電源供給が可能となる電源ライン及び信号ラインを有する通信ケーブルに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、電源ライン（Ｌvbus1、Ｌvbus2、Ｌvout、Ｌgnd1、Ｌgnd2）と信号ライン（Ｌd+1、Ｌd-1、Ｌd+2、Ｌd-2）とを有する通信ケーブルにおいて、電源ライン（Ｌvbus1、Ｌvbus2、Ｌvout、Ｌgnd1、Ｌgnd2）の一端の電圧が所定の電圧となるように制御する電圧制御手段（２１１）を有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の通信ケーブルは、電源ライン（Ｌvbus1、Ｌvbus2、Ｌvout、Ｌgnd1、Ｌgnd2）及び信号ラインの一端に接続された携帯電話接続用コネクタ（１１２）と、電源ライン（Ｌvbus1、Ｌvbus2、Ｌvout、Ｌgnd1、Ｌgnd2）及び信号ライン（Ｌd+1、Ｌd-1、Ｌd+2、Ｌd-2）の他端に接続されたＵＳＢコネクタ（１１１）とを有することを特徴とする。
【０００９】
電圧制御手段（２１１）は、電源ライン（Ｌvbus1、Ｌvbus2、Ｌvout、Ｌgnd1、Ｌgnd2）の一端の電圧を検出する電圧検出回路（２２１）と、電圧検出回路（２２１）の検出結果に応じて電源ライン（Ｌvbus1、Ｌvbus2、Ｌvout、Ｌgnd1、Ｌgnd2）の電圧を制御する電圧制御回路（２２２、Ｑ11）とを有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の通信ケーブルは、電源ライン（Ｌvbus1、Ｌvbus2、Ｌvout、Ｌgnd1、Ｌgnd2）の他端の電圧に応じて電圧制御回路（２１１）の動作を停止させる保護回路（２１２）を有することを特徴とする。
【００１１】
信号ライン（Ｌd+1、Ｌd-1、Ｌd+2、Ｌd-2）の電圧に応じて電源ライン（Ｌvbus1、Ｌvbus2、Ｌvout、Ｌgnd1、Ｌgnd2）の接続を制御する接続制御回路（２１３）を有することを特徴とする。
【００１２】
電源ラインは、電源供給ライン（Ｌvbus1、Ｌvbus2、Ｌvout）と基準電圧ライン（Ｌgnd1、Ｌgnd2）とを有し、信号ラインは、一対の信号ライン（Ｌd+1、Ｌd-1、Ｌd+2、Ｌd-2）から構成されており、接続制御回路（２１３）は一対の信号ライン（Ｌd+1、Ｌd-1、Ｌd+2、Ｌd-2）の両方の電圧がプルアップされたときに基準電圧ライン（Ｌgnd1、Ｌgnd2）を、電圧制御手段（２１１）をバイパスして接続することを特徴とする。
【００１３】
なお、上記参照符号はあくまでの参考であり、これによって特許請求の範囲が限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電源ラインと信号ラインとを有する通信ケーブルに電源ラインの一端の電圧が所定の電圧となるように制御する電圧制御手段を設けることにより、電源ラインの電圧を安定にすることができるため、通信ケーブルの他端に接続された機器から通信ケーブルの一端に接続された機器に対して安定した電源を供給することができる。よって、通信ケーブルの一端に接続された機器を安定動作させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明の一実施例のシステム構成図、
本実施例の通信ケーブル１０１は、例えば、パーソナルコンピュータ１０２と携帯電話機１０３とを充電及び通信可能に接続する。通信ケーブル１０１によりパーソナルコンピュータ１０２から携帯電話機１０３に電源を安定に供給することができるとともに、パーソナルコンピュータ１０２と携帯電話機１０３とで通信を行うことができる。
【００１６】
図２は通信ケーブルの構成図を示す。
【００１７】
本実施例の通信ケーブル１０１は、ＵＳＢプラグコネクタ１１１、携帯電話接続用プラグコネクタ１１２、ＵＳＢケーブル１１３、携帯電話接続用ケーブル１１４、制御回路部１１５を有する構成とされている。
【００１８】
ＵＳＢプラグコネクタ１１１はコンピュータシステム１０２のＵＳＢソケットコネクタに接続される。ＵＳＢプラグコネクタ１１１は、ＵＳＢケーブル１１３を介して制御回路部１１５に接続されている。
【００１９】
また、制御回路部１１５は、携帯電話接続用ケーブル１１４を介して携帯電話接続用プラグコネクタ１１２に接続されている。携帯電話接続用プラグコネクタ１１２は、携帯電話機１０３の充電／通信用ソケットコネクタに接続される。
【００２０】
ＵＳＢケーブル１１３は、電源ラインＬvbus1、接地ラインＬgnd1、信号ラインＬd+1、Ｌd-1から構成とされている。また、携帯電話接続用ケーブル１１４は、電源供給ラインＬvout、接地ラインＬgnd2、信号ラインＬd+2、Ｌd-2、電源ラインＬvbus2から構成されている。
【００２１】
〔制御回路部１１５〕
図３は制御回路部１１５のブロック構成図を示す。
【００２２】
制御回路部１１５は、ＵＳＢケーブル１１３と携帯電話接続用ケーブル１１４との間に接続されており、ＵＳＢケーブル１１３の電源ラインＬvbus1と接地ラインＬgnd1との間の電圧を安定化して、携帯電話接続用ケーブル１１４の電源供給ラインＬvoutと接地ラインＬgnd2との間に出力する。また、制御回路部１１５は、ＵＳＢケーブル１１３及び携帯電話接続用ケーブル１１４の過電圧、過電流保護を行う。さらに、制御回路部１１５は、通信時と電源安定化時とでＵＳＢケーブル１１３の接地ラインＬgnd1と携帯電話接続用ケーブル１１４の接地ラインＬgnd2との接続の切替を行う。
【００２３】
制御回路部１１５は、上記動作を行うために、充電制御回路２１１、保護回路２１２、接続制御回路２１３を有する構成とされている。
【００２４】
〔充電制御回路２１１〕
充電制御回路２１１は、携帯電話接続用プラグコネクタ１１１側の電源供給ラインＬvbusと接地ラインＬgndとの間の電圧が所定の電圧となるように制御する回路であり、電圧検出回路２２１、充電制御ＩＣ２２２、電流検出用抵抗Ｒｓ、コンデンサＣ11、トランジスタＱ11から構成されている。
【００２５】
電圧検出回路２２１は、抵抗Ｒ11と抵抗Ｒ12とを電源ラインＬvoutと接地ラインＬgndとの間に直列に接続した構成とされている。電圧検出回路２２１は、電源ラインＬvoutと接地ラインＬgndとの間の電圧を抵抗Ｒ11と抵抗Ｒ12とにより分割し、抵抗Ｒ11と抵抗Ｒ12との接続点から出力する。抵抗Ｒ11と抵抗Ｒ12との接続点は、充電制御ＩＣ２２２に接続されている。
【００２６】
電流検出用抵抗Ｒｓは、ＵＳＢケーブル１１３の接地ラインＬgnd11と携帯電話接続用ケーブル１１４の接地ラインＬgnd2との間に直列に挿入されており、その両端にＵＳＢケーブル１１３の接地ラインＬgnd11と携帯電話接続用ケーブル１１４の接地ラインＬgnd2に流れる電流に応じた電圧を発生する。電流検出用抵抗Ｒｓの両端は、充電制御ＩＣ２２２に接続されている。
【００２７】
充電制御ＩＣ２２２は、高精度定電圧・定電流電源制御用ＩＣであり、電圧検出回路２２１からの電圧検出信号及び電流検出用抵抗Ｒｓからの電流検出信号に基づいてトランジスタＱ11を制御する。トランジスタＱ11は、ＰＮＰトランジスタから構成されており、エミッタがＵＳＢケーブル１１３の電源ラインＬvbus1に接続され、コレクタが携帯電話接続用ケーブル１１４の電源供給ラインＬvoutに接続され、ベースが充電制御ＩＣ２２２に接続されている。
【００２８】
充電制御ＩＣ２２２は、電圧検出回路２２１からの電圧検出信号及び電流検出用抵抗Ｒｓからの電流検出信号に基づいてトランジスタＱ11をＵＳＢケーブル１１３の電源ラインＬvbus1から携帯電話接続用ケーブル１１４の電源供給ラインＬvoutに供給される電流を携帯電話接続用ケーブル１１４の電源供給ラインＬvoutが定電圧及び／又は定電流となるように制御する。
【００２９】
また、コンデンサＣ11は、携帯電話接続用ケーブル１１４の電源供給ラインＬvoutと接地ラインＬgnd2との間に接続されており、携帯電話接続用ケーブル１１４の電源供給ラインＬvoutと接地ラインＬgnd2との間の電圧を平滑化する。これにより、携帯電話接続用ケーブル１１４の電源供給ラインＬvoutの電圧を更に安定化することができる。
【００３０】
〔保護回路２１２〕
保護回路２１２は、ツェナーダイオードＤz1、Ｄz2、抵抗Ｒ21〜Ｒ28、トランジスタＱ21、Ｑ22から構成されている。
【００３１】
ツェナーダイオードＤz1、抵抗Ｒ21、Ｒ22は、ＵＳＢケーブル１１３の電源ラインＬvbus1と接地ラインＬgnd1との間に直列に接続されている。ツェナーダイオードＤz1は、ＵＳＢケーブル１１３の電源ラインＬvbus1と接地ラインＬgnd1との間の電圧が過電圧状態となると、オンする。ツェナーダイオードＤz1がオンすると、ＵＳＢケーブル１１３の電源ラインＬvbus1から抵抗Ｒ21、Ｒ22、Ｒ23、Ｒ24に電流が流れる。抵抗Ｒ23と抵抗Ｒ24との接続点には、トランジスタＱ21のベースが接続されている。
【００３２】
トランジスタＱ21は、ＮＰＮトランジスタから構成されており、コレクタが抵抗Ｒ25を介してＵＳＢケーブル１１３の電源ラインＬvbus1に接続され、エミッタがＵＳＢケーブル１１３の接地ラインＬgnd1に接続されている。抵抗Ｒ21、Ｒ22、Ｒ23、Ｒ24に電流が流れると、トランジスタＱ21のベース電位が上昇し、トランジスタＱ21がオンする。
【００３３】
トランジスタＱ21がオンすることにより抵抗Ｒ25から電流を引き込む。抵抗Ｒ25は、一端がＵＳＢケーブル１１３の電源ラインＬvbus1に接続され、他端がトランジスタＱ21のコレクタに接続されるとともに、抵抗Ｒ26、Ｒ27、Ｒ28を介して、ＵＳＢケーブル１１３の接地ラインＬgnd1に接続されている。
【００３４】
トランジスタＱ21がオンすると、抵抗Ｒ25から電流が引き込まれて、抵抗Ｒ26、Ｒ27、Ｒ28の印加電圧が低下する。抵抗Ｒ26と抵抗Ｒ27との接続点には、トランジスタＱ22のベースが接続されている。したがって、抵抗Ｒ26、Ｒ27、Ｒ28の印加電圧が低下することにより、トランジスタＱ22のベース電位が低下する。
【００３５】
トランジスタＱ22は、ＮＰＮトランジスタから構成され、コレクタがツェナーダイオードＤz2を介して充電制御ＩＣ２２２の制御端子に接続され、エミッタが抵抗Ｒ28を介してＵＳＢケーブル１１３の接地ラインＬgnd1に接続されている。トランジスタＱ22は、ベース電位が低下することによりオフする。トランジスタＱ22がオフすることにより、充電制御ＩＣ２２２の制御端子が開放される。これによって、充電制御ＩＣ２２２の制御端子がハイレベルとなり、充電制御ＩＣ２２２の動作がオフする。これによって、トランジスタＱ11がオフする。以上により過電圧状態から携帯電話を保護できる。
【００３６】
また、保護回路２１２は、ＵＳＢケーブル１１３の電源ラインＬvbusの電圧が低下し、低電圧状態となると、ツェナーダイオードＤz2がオフする。ツェナーダイオードＤz2がオフすると、充電制御ＩＣ２２２の制御端子が開放される。これによって、充電制御ＩＣ２２２の制御端子がハイレベルとなり、充電制御ＩＣ２２２の動作がオフする。これによって、トランジスタＱ11がオフする。以上により低電圧状態から携帯電話を保護できる。
【００３７】
〔接続制御回路２１３〕
接続制御回路２１３は、トランジスタＱ31〜Ｑ33、抵抗Ｒ31〜Ｒ34から構成されている。トランジスタＱ31は、ＮＰＮトランジスタから構成され、コレクタがＵＳＢケーブル１１３の電源ラインＬvbus1に接続され、エミッタがトランジスタＱ32のコレクタに接続され、ベースが抵抗Ｒ31を介して信号ラインＬd+1に接続されるとともに、抵抗Ｒ32を介してエミッタとトランジスタＱ31のコレクタとの接続点に接続されている。
【００３８】
トランジスタＱ32は、ＮＰＮトランジスタから構成されており、コレクタがトランジスタＱ31のエミッタに接続され、エミッタがトランジスタＱ33のベースに接続され、ベースが抵抗Ｒ33を介して信号ラインＬd-1に接続されるとともに、抵抗Ｒ34を介してエミッタとトランジスタＱ33のベースとの接続点に接続されている。
【００３９】
トランジスタＱ33は、ＮＰＮトランジスタから構成されており、エミッタがＵＳＢケーブル１１３の接地ラインＬgnd1と充電制御回路２１１を構成する電流検出用抵抗Ｒｓとの接続点に接続され、コレクタが携帯電話接続用ケーブル１１４の接地ラインＬgnd2と電流検出用抵抗Ｒｓとの接続点に接続されている。
【００４０】
接続制御回路２１３は、ＵＳＢケーブル１１３の信号ラインＬd+1、Ｌd-1及び携帯電話接続用ケーブル１１４の信号ラインＬd+2、Ｌd-2が所定の電圧にプルアップされると、トランジスタＱ31、Ｑ32、Ｑ33がオンする。トランジスタＱ31、Ｑ32、Ｑ33がオンすることによりＵＳＢケーブル１１３の接地ラインＬgnd1と携帯電話接続用ケーブル１１４の接地ラインＬgnd2とが電流検出用抵抗Ｒｓをバイパスして接続される。これによって、充電制御回路２１１の過電流保護を解除できるとともに、電流検出用抵抗Ｒｓによる損失を低減できるため、携帯電話接続用ケーブル１１４への電流供給能力を向上させることが可能となる。
【００４１】
携帯電話接続用ケーブル１１４への電流供給能力を向上させることにより携帯電話接続用ケーブル１１４を介して携帯電話接続用コネクタ１１２に接続される携帯電話機１０３を効率よく充電することが可能となる。
【００４２】
図４は通信ケーブル１０１の他の使用例を説明するための図を示す。
【００４３】
通信ケーブル１０１を、例えば、図４に示すようにＡＣアダプタ３０１に接続して、携帯電話機１０３の充電を行うシステム構成に適用できる。
【００４４】
ＡＣアダプタ３０１は、ＡＣプラグ３１１がＡＣソケット３０２に接続されており、ＡＣソケット３０２から交流電源が供給されている。
【００４５】
図５はＡＣアダプタ３０１のブロック構成図を示す。
【００４６】
ＡＣアダプタ３０１は、ＡＣプラグ３１１、ＡＣ／ＤＣ変換部３１２、プルアップ回路３１３、ＵＳＢソケットコネクタ３１４から構成されている。
【００４７】
ＡＣプラグ３１１は、ＡＣソケット３０２に接続され、ＡＣソケット３０２から交流電源の提供を受ける。ＡＣプラグ３１１に供給された交流電源は、ＡＣ／ＤＣ変換部３１２に供給される。
【００４８】
ＡＣ／ＤＣ変換部３１２は、ＡＣプラグ３１１から供給された交流電源を直流電源に変換する。ＡＣ／ＤＣ変換部３１２で変換された直流電源は、プルアップ回路３１３及びＵＳＢソケットコネクタ３１４の電源端子Ｔvbus及び接地端子Ｔgndに供給される。
【００４９】
プルアップ回路３１３は、ＡＣ／ＤＣ変換部３１２から供給された直流電源から所定の電圧のプルアップ電圧を生成し、ＵＳＢソケットコネクタ３１４の信号端子Ｔd+、Ｔd-に供給する。
【００５０】
ＵＳＢソケットコネクタ３１４には、通信ケーブル１０１のＵＳＢプラグコネクタ１１１が接続される。通信ケーブル１１１は、電源ラインＬvbusがＵＳＢソケットコネクタ３１４の電源端子Ｔvbusに接続され、接地ラインＬgnd1がＵＳＢソケットコネクタ３１４の接地端子Ｔgndに接続され、信号ラインＬd+1、Ｌd-1がＵＳＢソケットコネクタ３１４の信号端子Ｔd+、Ｔd-に接続される。
【００５１】
通信ケーブル１０１をＡＣアダプタ３０１に接続した場合には、信号ラインＬd+1、Ｌd-1及び信号ラインＬd+2、Ｌd-2が所定の電圧にプルアップされる。信号ラインＬd+1、Ｌd-1及び信号ラインＬd+2、Ｌd-2が所定の電圧にプルアップされると、通信ケーブル１０１の接続制御回路２１３がこれに応答して、充電制御回路２１１の過電流保護機能が停止し、大きな電流が供給可能となる。これによってＡＣ／ＤＣ変換部３１２の電流供給能力を最大限に生かすことが可能となる。
【００５２】
なお、本使用例のＡＣアダプタ３０１は、本実施例の通信ケーブル１０１での使用に限定されるものではなく、通常のＵＳＢケーブルによって直流電源を供給することも可能である。
【００５３】
〔その他〕
なお、本実施例では、パーソナルコンピュータと携帯電話機、ＡＣアダプタと携帯電話機とを接続する使用例について説明したが、接続先はこれらに限定されるものではなく、また、コネクタの形状もＵＳＢプラグコネクタ及び携帯電話接続用プラグコネクタに限定されるものではなく、電源ラインと信号ラインとを有する通信ケーブルを介して接続される機器の接続に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施例のシステム構成図である。
【図２】通信ケーブル１０１の構成図である。
【図３】制御回路部１１５のブロック構成図である。
【図４】通信ケーブル１０１の他の使用例を説明するための図である。
【図５】ＡＣアダプタ３０１のブロック構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０１  通信ケーブル、１０２  パーソナルコンピュータ、１０３  携帯電話機
１１１  ＵＳＢプラグコネクタ、１１２  携帯電話接続用プラグコネクタ
１１３  ＵＳＢケーブル、１１４  携帯電話接続用ケーブル、１１５  制御回路部
２１１  充電制御回路、２１２  保護回路、２１３  接続制御回路
３０１  ＡＣアダプタ、３０２  ＡＣソケット、３１１  ＡＣプラグ
３１２  ＡＣ／ＤＣ変換部、３１３  プルアップ回路、
３１４  ＵＳＢソケットコネクタ
【図１】
2007228051.tif 000003
【図２】
2007228051.tif 000004
【図３】
2007228051.tif 000005
【図４】
2007228051.tif 000006
【図５】
2007228051.tif 000007