JP2006197752A - 電気機器 - Google Patents

Abstract

【課題】電気ノイズに対する耐性が強く安価に構成することができるとともに、使い勝手を向上することのできる電気機器を提供する。
【解決手段】パソコン２に接続されてパソコン２から電源が供給され、かつパソコン２とデータ転送を行う指紋照合装置１であって、内部動作を制御するマイコン３と、パソコン２と電源を平滑するための第１のコンデンサ７との間に挿入され、パソコン２からの突入電流を防止する第１の抵抗４と、第１の抵抗４の両端を短絡するリレー接点５と、リレー接点５を動作させるリレー動作回路６とを備え、リレー動作回路６は、第１の抵抗４の下流側の回路の動作安定状態を検知した場合に、リレー接点５を閉成するものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、外部装置から電源が供給され、かつ前記外部装置とデータ転送を行う電気機器に関する。

従来の電気機器は、外部装置であるパソコンに接続された瞬間に、電荷が蓄積されていないコンデンサにパソコンから突入電流が流れる。この突入電流とパソコンから電気機器への電源ラインのインピーダンスとにより一時的な電圧降下が発生し、パソコンはこの電圧降下を電源ラインの短絡と認識するため、電気機器がパソコンに認識されず、再スタートをするという問題点があった。

上記のような問題点を解決するために、突入電流を防止する手段が提案されている。従来の突入電流防止手段では、第１のトライアックに第１の抵抗手段が並列に接続され、第１のトライアックのＴ１端子にコンデンサの一端が接続されて、コンデンサから第１のトライアックのＴ１端子と第１のトライアックのゲートとを経る閉回路が形成されている。また、ゲートとコンデンサの他端との間に第２の抵抗手段が接続され、Ｔ１端子とゲートとの間に第３の抵抗手段が接続されている。ここで、コンデンサの電圧が所定の値に達すると、第１のトライアックがターンオンし、第１の抵抗手段の両端が短絡される（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−１５０５４号公報

従来の突入電流防止手段では、第１の抵抗手段を短絡するために半導体素子であるトライアックを用いているため、電気ノイズに対する耐性が弱いという問題点があった。
また、トライアックを用いているため、値段が高価になるという問題点もあった。

この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、電気ノイズに対する耐性が強く安価に構成することができるとともに、使い勝手を向上することのできる電気機器を提供することにある。

この発明に係る電気機器は、外部装置に接続されて外部装置から電源が供給され、かつ外部装置とデータ転送を行う電気機器であって、内部動作を制御する制御部と、外部装置と電源を平滑するための第１のコンデンサとの間に挿入され、外部装置からの突入電流を防止する第１の抵抗と、第１の抵抗の両端を短絡するリレー接点と、リレー接点を動作させるリレー動作回路とを備え、リレー動作回路は、第１の抵抗の下流側の回路の動作安定状態を検知した場合に、リレー接点を閉成するものである。

この発明の電気機器によれば、突入電流防止の抵抗を設け、その抵抗をリレー接点の動作により短絡することとしたので、電気ノイズに対する耐性が強く安価に構成できるとともに、外部装置に対して極性を逆にして接続しても誤動作をすることがなく、使い勝手を向上することができる。

以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当する部材、部位については、同一符号を付して説明する。以下の実施の形態では、外部装置としてパソコンを用いる。また、電気機器として指紋照合装置を例にとって説明する。指紋照合装置は、パソコンとシリアル転送方式でデータの転送を行うＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）により接続されるものとする。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る指紋照合装置１を示すブロック図である。
図１おいて、この指紋照合装置１は、パソコン２に接続されている。
指紋照合装置１は、内部動作を制御する制御部であるマイコン３と、突入電流を防止する第１の抵抗４と、第１の抵抗４の両端を短絡するリレー接点５と、リレー接点５を動作させるリレー動作回路６と、パソコン２から供給される直流電源を平滑するための第１のコンデンサ７と、パソコン２からの直流電源の電圧を目的の電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ８と、ＤＣ−ＤＣコンバータ８の出力を安定させるコンデンサ９と、指紋を読み取る指紋センサ１０とを有している。

リレー動作回路６は、リレー接点５の動作部であるリレー動作部１１と、リレー動作部１１に流れる電流を調節するトランジスタ１２と、ＣＲ直列回路を構成する第２の抵抗１３と第２のコンデンサ１４とを有している。ここで、トランジスタ１２のゲートは、第２の抵抗１３と第２のコンデンサ１４との接点に接続されている。
第２のコンデンサ１４の容量は、ＤＣ−ＤＣコンバータ８の出力が定常状態になる時間よりも充分長い充電時間を要する容量であればよい。
また、マイコン３は、指紋センサ１０の出力に基づいて個人認証を行う指紋照合手段（図示せず）を有している。

以下、上記構成の指紋照合装置１についての動作を説明する。
図２は、図１に示した点ａ、点ｂおよび点ｃにおける時間対電圧の関係をそれぞれＡ、ＢおよびＣを用いて示す特性図である。
指紋照合装置１が時刻Ｔ１でパソコン２にＵＳＢ接続されると、点ａには、図２に示すように電圧Ｖ１が印加される。ここで、点ｂには、図２に示すように第１の抵抗４により緩和された電圧が印加される。
したがって、第１の抵抗４を設けたことにより、第１のコンデンサ７およびコンデンサ９に対する突入電流が防止される。

また、点ｃには、図２に示すようにＤＣ−ＤＣコンバータ８によって変換され、時刻Ｔ２で出力が定常状態である電圧Ｖ２になる電圧が印加される。時刻Ｔ２の後、第２のコンデンサ１４に電荷が蓄積され、第２の抵抗１３と第２のコンデンサ１４とからなるＣＲ直列回路の電圧が上昇される。
ＣＲ直列回路の電圧が上昇することにより、トランジスタ１２のゲート電圧が上昇して、トランジスタ１２がターンオンされる。

トランジスタ１２がターンオンすると、リレー動作部１１に電流が流れる。リレー動作部１１に電流が流れることにより、リレー接点５が動作し、時刻Ｔ１から第２のコンデンサ１４の充電時間とリレー接点５の動作時間とによる遅れの後、時刻Ｔ３で第１の抵抗４の両端が短絡される。リレー接点５が第１の抵抗４の両端を短絡することにより、パソコン２と第１のコンデンサ７とは直接接続される。

この発明の実施の形態１に係る指紋照合装置１によれば、第１の抵抗４を用いて突入電流を防止するとともに、ＤＣ−ＤＣコンバータ８の出力が定常状態になった後に第１の抵抗４の両端を短絡してパソコン２と第１のコンデンサ７とを直接接続するので、突入電流を防止することができ、一時的な電圧降下を防止することができる。
また、リレーを用いて機械的に接続する接点を設けたので、電気ノイズによる影響を低減することができるとともに、安価に構成することができる。
また、パソコン２に対して極性を逆にして指紋照合装置１を接続しても、リレー動作部１１には電流が流れないので、誤動作を防止することができ、使い勝手を向上することができる。

実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態１に係る指紋照合装置１Ａを示すブロック図である。ここでは、実施の形態１と同種のものについては、同一符号の後に「Ａ」を付して、詳述は省略する。
図３において、リレー動作回路６Ａは、リレー接点５の動作部であるリレー動作部１１と、リレー動作部１１に流れる電流を調節するトランジスタ１２と、電源電圧を検知する電源電圧検知手段である電源電圧検知回路１５とを有している。ここで、トランジスタ１２のゲートは、電源電圧検知回路１５の出力端子に接続されている。
電源電圧検知回路１５は、ＩＣ等から構成されており、入力端子に印加される電圧が所定の値以上になった場合に、出力端子からゲート電圧を出力する。
その他の構成については、実施の形態１と同様であり、詳細は省略する。

以下、上記構成の指紋照合装置１Ａについての動作を説明する。なお、実施の形態１と同様の動作については、説明は省略する。
図４は、図３に示した点ａ、点ｂおよび点ｃにおける時間対電圧の関係をそれぞれＡ、ＢおよびＣを用いて示す特性図である。
点ｃには、図４に示すようにＤＣ−ＤＣコンバータ８によって変換され、時刻Ｔ５で出力が定常状態である電圧Ｖ２になる電圧が印加される。点ｃにおける電圧が定常状態となったことを電源電圧検知回路１５が検知すると、電源電圧検知回路１５からトランジスタ１２にゲート電圧が印加される。トランジスタ１２にゲート電圧が印加されることにより、トランジスタ１２がターンオンされる。

トランジスタ１２がターンオンすると、リレー動作部１１に電流が流れる。リレー動作部１１に電流が流れることにより、リレー接点５が動作し、時刻Ｔ４から電源電圧検知回路１５の応答時間とリレー接点５の動作時間とによる遅れの後、時刻Ｔ６で第１の抵抗４の両端が短絡される。リレー接点５が第１の抵抗４の両端を短絡することにより、パソコン２と第１のコンデンサ７とは直接接続される。

この発明の実施の形態２に係る指紋照合装置１Ａによれば、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。

実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態１に係る指紋照合装置１Ｂを示すブロック図である。ここでは、実施の形態１と同種のものについては、同一符号の後に「Ｂ」を付して、詳述は省略する。
図５において、リレー動作回路６Ｂは、リレー接点５の動作部であるリレー動作部１１と、リレー動作部１１に流れる電流を調節するトランジスタ１２とを有している。トランジスタ１２のゲートは、マイコン３Ｂの出力端子に接続されている。
マイコン３Ｂは、ＣＰＵ等から構成されており、実施の形態２に示した電源電圧検知回路の機能を有している。
その他の構成については、実施の形態１と同様であり、詳細は省略する。

以下、上記構成の指紋照合装置１Ｂについての動作を説明する。なお、実施の形態２と同様の動作については、説明は省略する。
図６は、図５に示した点ａ、点ｂおよび点ｃにおける時間対電圧の関係をそれぞれＡ、ＢおよびＣを用いて示す特性図である。
点ｃには、図６に示すようにＤＣ−ＤＣコンバータ８によって変換され、時刻Ｔ８で出力が定常状態である電圧Ｖ２になる電圧が印加される。点ｃにおける電圧が定常状態となったことをマイコン３Ｂが検知すると、マイコン３Ｂからトランジスタ１２にゲート電圧が印加される。トランジスタ１２にゲート電圧が印加されることにより、トランジスタ１２がターンオンされる。

トランジスタ１２がターンオンすると、リレー動作部１１に電流が流れる。リレー動作部１１に電流が流れることにより、リレー接点５が動作し、時刻Ｔ７からマイコン３Ｂの応答時間とリレー接点５の動作時間とによる遅れの後、時刻Ｔ９で第１の抵抗４の両端が短絡される。リレー接点５が第１の抵抗４の両端を短絡することにより、パソコン２と第１のコンデンサ７とは直接接続される。

この発明の実施の形態３に係る指紋照合装置１Ｂによれば、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
さらに、マイコン３Ｂの出力を用いてトランジスタ１２のゲートを制御することにより、部品点数を削減することができ、装置の小型化を図ることができる。

なお、上記実施の形態１〜３では、電気機器として指紋照合装置を用いて説明したが、勿論このものに限定されるものではなく、フレキシブルディスクカートリッジ装置、ハードディスク装置、半導体メモリ等の外部記憶装置等、パソコンと接続してデータの転送を行い、パソコンから電源を供給される接続方式であれば、どのような装置にも適用することができる。
また、上記実施の形態１〜３では、パソコンとのデータ転送方式をＵＳＢ接続によるシリアル転送方式として説明したが、勿論このものに限定されるものではなく、ＩＥＥＥ１３９４（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ １３９４）等、パソコンから電源を供給される接続方式であれば、どのような接続方式でもよい。

この発明の実施の形態１に係る指紋照合装置を示すブロック図である。 図１に示した点ａ、点ｂおよび点ｃにおける時間対電圧の変化を示す特性図である。 この発明の実施の形態２に係る指紋照合装置を示すブロック図である。 図３に示した点ａ、点ｂおよび点ｃにおける時間対電圧の変化を示す特性図である。 この発明の実施の形態３に係る指紋照合装置を示すブロック図である。 図５に示した点ａ、点ｂおよび点ｃにおける時間対電圧の変化を示す特性図である。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ 指紋照合装置（電気機器）、２ パソコン（外部装置）、３ マイコン（制御部）、４ 第１の抵抗、５ リレー接点、６、６Ａ、６Ｂ リレー動作回路、７ 第１のコンデンサ、８ ＤＣ−ＤＣコンバータ、１０ 指紋センサ、１３ 第２の抵抗、１４ 第２のコンデンサ、１５ 電源電圧検知回路（電源電圧検知手段）。

Claims (5)

1. 外部装置に接続されて前記外部装置から電源が供給され、かつ前記外部装置とデータ転送を行う電気機器であって、
   内部動作を制御する制御部と、
   前記外部装置と前記電源を平滑するための第１のコンデンサとの間に挿入され、前記外部装置からの突入電流を防止する第１の抵抗と、
   前記第１の抵抗の両端を短絡するリレー接点と、
   前記リレー接点を動作させるリレー動作回路と
   を備え、
   前記リレー動作回路は、前記第１の抵抗の下流側の回路の動作安定状態を検知した場合に、前記リレー接点を閉成することを特徴とする電気機器。
2. 前記リレー動作回路は、第２のコンデンサと第２の抵抗とを直列接続したＣＲ直列回路を有し、前記第２のコンデンサの両端電圧が所定電圧値になった場合に、前記リレー接点を動作させることを特徴とする請求項１に記載の電気機器。
3. 前記第１のコンデンサに接続され、前記電源の電圧を目的の電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータをさらに備え、前記リレー動作回路は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を検知する電源電圧検知手段を有し、前記出力電圧が所定電圧値になったことを前記電源電圧検知手段が検知した場合に、前記リレー接点を動作させることを特徴とする請求項１に記載の電気機器。
4. 前記電源電圧検知手段は、前記制御部に含まれることを特徴とする請求項３に記載の電気機器。
5. 指紋を読み取る指紋センサをさらに備え、前記制御部は、前記指紋センサの出力に基づいて制御される指紋照合手段を含むことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の電気機器。

Images