JP2009205561A - Ｕｓｂ接続機器およびｕｓｂ接続機器におけるｖｂｕｓ出力制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コネクタの端子やケーブルのラインを増加させることなく、また、ＵＳＢ接続機器の電源のオンオフに関係なく、接続されたＵＳＢ機器がホスト機器かスレーブ機器かを検出し、ホスト機器が接続された場合は、確実にＶＢＵＳ出力をオフできるようにする。
【解決手段】ＵＳＢ接続機器１は、システム制御部２に、ユーザの操作によりＶＢＵＳ出力をオンさせる操作手段と、ＵＳＢケーブル７のＶＢＵＳの電位を検出する検出手段とを備えている。そして、システム制御部２は、上記検出手段がＶＢＵＳ電位ローを検出したらＶＢＵＳ出力回路４によりＶＢＵＳ出力をオンにさせ、ＶＢＵＳ電位ハイを検出したらＶＢＵＳ出力をオフにさせる。さらに、上記操作手段がオンにされたとき、上記検出手段がＶＢＵＳ電位ローを検出したら、ＶＢＵＳ出力回路４によりＶＢＵＳ出力をオンにさせ、ＶＢＵＳ電位ハイを検出したらＶＢＵＳ出力をオフにさせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の機器間でＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）インターフェースを利用して通信を行うＵＳＢデバイスとＵＳＢ接続機器に関するものであり、特に、スレーブタイプのＵＳＢ機器とホストタイプのＵＳＢ機器の何れもが接続可能なＵＳＢ接続機器において、コネクタの端子やケーブルのラインを増加させることなく、また、ＵＳＢデバイスが接続されるＵＳＢ接続機器の電源のオンオフに関係なく、接続されたＵＳＢデバイスがホスト機器かスレーブ機器かを検出するようにしたＵＳＢ接続機器およびＵＳＢ接続機器におけるＶＢＵＳ出力制御方法に関するものである。

近年、パソコンを中心として、各種機器における汎用のインターフェースとしてＵＳＢインターフェースが広く利用されている。ＵＳＢでは、互いに接続した機器の一方をホスト機器、他方をスレーブ機器とし、Ｄ＋信号ラインとＤ−信号ラインの２本のラインを使って通信が行われる。また、ホスト機器側からスレーブ機器に電源を供給するため、電源供給用のＶＢＵＳとグランドラインを備えている。

そのようなＵＳＢインターフェースを有する機器には、ＵＳＢメモリのように自己動作用の電源を持たず、本体側からＶＢＵＳを介して電源供給を行う必要があるスレーブ機器と、ＵＳＢインターフェースを有するプリンタ装置のようにプリンタ装置が自己動作用の電源ユニットを備えているホスト機器の両方が存在する。パーソナルコンピュータなどの機器には前者のスレーブタイプのＵＳＢ機器、後者のホストタイプのＵＳＢ機器のいずれもが接続される場合がある。

スレーブタイプのＵＳＢ機器が接続された場合、パーソナルコンピュータは、電源供給用のＶＢＵＳを介して電源供給を行う必要がある。これに対して、ホストタイプのＵＳＢ機器が接続された場合、パーソナルコンピュータは、電源供給用のＶＢＵＳを介して電源供給を行ってはならない。パーソナルコンピュータなどの本体側から、接続したホストタイプのＵＳＢ機器にＶＢＵＳ電源を供給すると、ホストタイプのＵＳＢ機器のＶＢＵＳ電源回路にダメージを与える危険性があるためである。

そこで、従来、本体に、ホスト機器（ホストタイプのＵＳＢ機器）、スレーブ機器（スレーブタイプのＵＳＢ機器）の両方が接続される可能性がある場合、接続されたＵＳＢ機器がホスト機器、スレーブ機器のどちらが接続されたかを検出し、ホスト機器が接続された時は、本体側からＶＢＵＳ電源を出力しないようにしていた。

図３は、従来のＶＢＵＳ出力制御を説明するブロック図である。図３において、１は、システム制御部２、ＵＳＢドライバ３、ＶＢＵＳ出力回路４を備える機器本体、５はスレーブ機器用コネクタ、６はホスト機器用コネクタ、７はＤ＋信号ライン、Ｄ−信号ライン、ＶＢＵＳ及びグランドラインを備えるＵＳＢケーブルで、スレーブ機器判別ライン８とホスト機器判別ライン９をも備えている。

システム制御部２は、機器全体の制御を行い、ＵＳＢドライバ３は、機器本体１に接続されたＵＳＢ機器との通信を制御する。そして、ＶＢＵＳ出力回路４は、接続されたＵＳＢ機器に対するＶＢＵＳ出力のオンオフを制御する。

この従来技術においては、機器本体１に接続されたＵＳＢ機器がホスト機器，スレーブ機器のいずれであるかを検出するため、ホスト機器用とスレーブ機器用とにそれぞれ専用のコネクタとして、メス型のスレーブ機器用コネクタ５とオス型のホスト機器用コネクタ６とを使い分けるようにしていた。そして、ＵＳＢの通信に必要な、Ｄ＋信号ライン，Ｄ−信号ライン，ＶＢＵＳ及びグランドライン用の４ピン以外に、ホスト機器検出用とスレーブ機器検出用の端子を設けた、６ピンでの接続形式を採用して、どちらの機器が接続されたかを判別し、本体側からＶＢＵＳ出力を切り替えるようにしていた。

すなわち、図３に示すように、機器本体１に、スレーブ機器用コネクタ５とホスト機器用コネクタ６を先端に有し、かつ、スレーブ機器判別ライン８とホスト機器判別ライン９を有するＵＳＢケーブル７を設ける。そして、スレーブ機器用コネクタ５はＵＳＢメス型、ホスト機器用コネクタ６はＵＳＢオス型とすることにより、スレーブ機器用コネクタ５にはスレーブ機器のみが接続され、ホスト機器用コネクタ６にはホスト機器のみが接続されるようにしている。

このようにして、本体側において接続されたＵＳＢ機器がホスト機器、スレーブ機器のどちらが接続されたかを検出し、ホスト機器が接続された時は、システム制御部２でそれを検知し、ＶＢＵＳ出力回路４により、本体側からＶＢＵＳ電源を出力しないようにしていた。

しかしながら、この方式では、コネクタの端子を２ピン増加させる必要があり、ケーブルは２ライン増加させる必要があってコストアップになる上、スレーブ機器専用ケーブルの差込口に、非公式に市販されている、両端にオス型コネクタが取り付けられた接続ケーブルを使ってホスト機器が誤って接続されても、本体側ではスレーブ機器が接続されたものと判別してしまい、接続されたホスト機器のＶＢＵＳ電源回路にダメージを与えるおそれがあった。

一方、下記の特許文献１（特開２００２−２５８９９９号公報）に示されるように、相手側機器が接続されたケーブルの信号線Ｄ＋及び信号線Ｄ−の電位を検出することで、ホスト機器が接続されたか、スレーブ機器が接続されたかを判別するようにした技術も提案されている。

すなわち、この特許文献１に開示されたシリアル・データ転送インターフェース装置の発明は、一方をマスタの機器とし他方をスレーブの機器としてシリアル・データ転送用ケーブルで接続し、これら機器間でデジタル・データを順次転送する際に、これら機器で前記シリアル・データ転送用ケーブルの接続部に用いるシリアル・データ転送インターフェース装置において、自分方をマスタ機器とするかスレーブ機器とするか設定する接続状態設定回路と、前記シリアル・データ転送用ケーブルのデータ線に対するプルダウン又はプルアップを、該設定に応じて切り替えるプルダウン／プルアップ切替回路と、を備えて構成されたものである。

また、下記の特許文献２（特開２００４−７０６２１号公報）には、周辺デバイスの設定を再度設定し直す手間を省き且つ電流リークを無くし、省消費電力化を図ったＵＳＢデバイスの発明が示されている。この特許文献２に開示されたＵＳＢデバイスは、ホスト装置とＵＳＢケーブルによって接続され、自己電源で動作する周辺デバイスにおいて、電圧センサー１１でＶＢＵＳ端子の電位をモニターしてホスト装置の電源の状態又はＵＳＢケーブルの挿抜を検出し、検出結果によって入力を制御されるシュミットバッファにより、ＵＳＢインターフェース回路内の入力レシーバ部への入力状態を制御するように構成したものである。
特開２００２−２５８９９９号公報 特開２００４−７０６２１号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されたシリアル・データ転送インターフェース装置では、相手側がホスト機器の場合、必ず、ホスト機器の電源を先にオンにする必要あり、接続した時にオフになっていると、スレーブ機器と判定してＶＢＵＳより電源を供給するため、その後ホスト機器の電源をオンにすると、ホスト機器の電源回路がダメージを受ける可能性があるという問題点があった。

また、上記特許文献２に開示されたＵＳＢデバイスでは、ＶＢＵＳの電圧を検出することによりＵＳＢ接続機器に接続されたＵＳＢ機器がホストタイプの機器であることを検出し、レシーバの制御を行うものであり、ホストタイプのＵＳＢ機器の接続を検出することはできるが、スレーブタイプのＵＳＢ機器が接続を検出することができないという問題点があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、スレーブタイプのＵＳＢ機器とホストタイプのＵＳＢ機器の何れもが接続可能なＵＳＢ接続機器において、コネクタの端子やケーブルのラインを増加させることなく、また、ＵＳＢ機器が接続されるＵＳＢ接続機器の電源のオンオフに関係なく、接続されたＵＳＢ機器がホスト機器かスレーブ機器かを検出し、ホストタイプのＵＳＢ機器が接続された場合は、確実にＶＢＵＳ出力をオフできるようにしたＵＳＢ接続機器およびＵＳＢ接続機器におけるＶＢＵＳ出力制御方法を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために、本願の請求項１にかかる発明は、
自己動作用の電源を有するホストタイプのＵＳＢ機器と自己動作用の電源を接続相手から供給されるスレーブタイプのＵＳＢ機器のいずれもが接続されるＵＳＢ接続機器であって、
ユーザの操作によりＶＢＵＳ出力をオンさせる操作手段と、接続ケーブルのＶＢＵＳの電位を検出する検出手段と、ＶＢＵＳ出力のオンオフを切り替える切替手段と、を備え、
前記切替手段は、前記操作手段をオンさせたとき、前記検出手段がＶＢＵＳ電位の検出において低電位を検出したらＶＢＵＳ出力をオンにし、ＶＢＵＳ電位の検出において高電位を検出したらＶＢＵＳ出力をオフにすることを特徴とするＵＳＢ接続機器。

また、本願の請求項２にかかる発明は、請求項１にかかるＵＳＢ接続機器において、前記操作手段をオンにさせる前に、前記検出手段がＶＢＵＳ電位の検出において低電位を検出したらＶＢＵＳ出力をオンにし、ＶＢＵＳ電位の検出において高電位を検出したらＶＢＵＳ出力をオフにすることを特徴とする。

また、請求項３にかかる発明は、
自己動作用の電源を有するホストタイプのＵＳＢ機器と自己動作用の電源を接続相手から供給されるスレーブタイプのＵＳＢ機器のいずれもが接続されるＵＳＢ接続機器におけるＶＢＵＳ出力制御方法であって、
ユーザの操作によりＶＢＵＳ出力をオンさせる操作手段と、接続ケーブルのＶＢＵＳの電位を検出する検出手段と、ＶＢＵＳ出力のオンオフを切り替える切替手段と、を備え、
前記検出手段がＶＢＵＳの電位を検出するステップと、
前記切替手段は、前記操作手段をオンさせたとき、前記検出手段がＶＢＵＳ電位の検出において低電位を検出したらＶＢＵＳ出力をオンにするステップと、ＶＢＵＳ電位の検出において高電位を検出したらＶＢＵＳ出力をオフにするステップと、を有することを特徴とするＵＳＢ接続機器におけるＶＢＵＳ出力制御方法。

また、請求項４にかかる発明は、請求稿３にかかるＳＢ接続機器におけるＶＢＵＳ出力制御方法において、前記検出手段がＶＢＵＳの電位を検出するステップは、前記操作手段をオンにさせる前に実行され、前記検出手段がＶＢＵＳ電位の検出において低電位を検出したらＶＢＵＳ出力をオンにし、ＶＢＵＳ電位の検出において高電位を検出したらＶＢＵＳ出力をオフにすることを特徴とする。

本発明のＵＳＢ接続機器およびＵＳＢ接続機器におけるＶＢＵＳ出力制御方法は、次のような効果を奏する。

請求項１にかかる発明においては、自己動作用の電源を有するホストタイプのＵＳＢ機器と自己動作用の電源を接続相手から供給されるスレーブタイプのＵＳＢ機器のいずれもが接続されるＵＳＢ接続機器であって、ユーザの操作によりＶＢＵＳ出力をオンさせる操作手段と、接続ケーブルのＶＢＵＳの電位を検出する検出手段と、ＶＢＵＳ出力のオンオフを切り替える切替手段と、を備え、前記切替手段は、前記操作手段をオンさせたとき、前記検出手段がＶＢＵＳ電位の検出において低電位を検出したらＶＢＵＳ出力をオンにし、ＶＢＵＳ電位の検出において高電位を検出したらＶＢＵＳ出力をオフにする。

このような構成によれば、ＶＢＵＳ出力をオンさせる操作手段によりＶＢＵＳ出力をオンさせたとき、ＶＢＵＳ電位がロー（低電位）であったらＶＢＵＳ出力をオンにし、ＶＢＵＳ電位がハイ（高電位）であったらＶＢＵＳ出力をオフにするようにしたので、コネクタの端子やケーブルのラインを増加させることなく、ＵＳＢ接続機器の電源のオンオフに関係なく、接続されたＵＳＢ機器がホスト機器かスレーブ機器かを検出し、ホスト機器が接続された場合は、確実にＶＢＵＳ出力をオフできるようになる。

また、請求項２にかかる発明においては、請求項１にかかるＵＳＢ接続機器において、操作手段をオンにさせる前に前記検出手段がＶＢＵＳ電位ロー（低電位）を検出したらＶＢＵＳ出力をオンにし、ＶＢＵＳ電位ハイ（高電位）を検出したらＶＢＵＳ出力をオフにするようにしたので、操作手段を操作する前でも、スレーブ機器に対してＶＢＵＳ出力を与えることができるようになる。

また、請求項３、４にかかる発明においては、請求項１、２にかかるＵＳＢ接続機器におけるＶＢＵＳ出力制御方法を提供することができるようになる。

以下、本発明の具体例を実施例及び図面を用いて詳細に説明する。但し、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのＵＳＢ機器を例示するものであって、本発明をこの実施例のＵＳＢ機器に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のＵＳＢ機器にも等しく適用し得るものである。

図１は、本発明のＵＳＢ接続機器の概略構成を示すブロック図である。図１における参照符号は、図３の参照符号に対応し図１のＵＳＢ接続機器と同一の構成要素は同一の参照番号を付している。すなわち、図３に示すＵＳＢ接続機器１は、システム制御部２、ＵＳＢドライバ３、ＶＢＵＳ出力回路４を備えている。参照符号５はスレーブ機器用コネクタ、参照符号６はホスト機器用コネクタ、参照符号７はＤ＋信号ライン、Ｄ−信号ライン，ＶＢＵＳ及びグランドラインを備えるＵＳＢケーブルを示し、スレーブ機器判別ライン８とホスト機器判別ライン９をも備えて構成されている。

このＵＳＢ接続機器１では、システム制御部２に、ユーザの操作によりＶＢＵＳ出力をオンさせる操作手段と、ＵＳＢケーブル７のＶＢＵＳの電位を検出する検出手段とを備えている。そして、システム制御部２は、上記検出手段がＶＢＵＳ電位の検出において低電位（ロー電位）を検出したらＶＢＵＳ出力回路４によりＶＢＵＳ出力をオンにさせ、ＶＢＵＳ電位の検出において高電位（ハイ電位）を検出したらＶＢＵＳ出力をオフにさせる。すなわち、上記操作手段によりＶＢＵＳ出力オンにされたとき、上記検出手段がＶＢＵＳ電位ローを検出したら、ＶＢＵＳ出力回路４によりＶＢＵＳ出力をオンにさせ、ＶＢＵＳ電位ハイを検出したらＶＢＵＳ出力をオフにさせる。

なお、上記操作手段によりＶＢＵＳ出力がオンにされる前に、検出手段がＶＢＵＳ電位の検出において低電位（ロー電位）を検出したらＶＢＵＳ出力回路４によりＶＢＵＳ出力をオンにさせ、ＶＢＵＳ電位の検出において高電位（ハイ電位）を検出したらＶＢＵＳ出力をオフにさせるようにしてもよい。このようにすれば、操作手段を操作する前でも、スレーブ機器に対してＶＢＵＳ出力を与えることができるようになる。

次に、以上説明した本発明にかかるＵＳＢ接続機器におけるＶＢＵＳ出力の制御の手順について説明する。図２は、本発明におけるＶＢＵＳ出力制御の手順を示すフローチャートである。まず、スレーブ機器用コネクタ５又はホスト機器用コネクタ６にＵＳＢ機器が接続されたか否かを判別し（ステップＳ１）、接続されたら、接続ケーブルのＶＢＵＳ電位を調べ、ＶＢＵＳ電位がハイであるか否かを判別する（ステップＳ２）。

その結果、ＶＢＵＳ電位がハイであったら、接続されたＵＳＢ機器はホスト機器であることになるので、ＶＢＵＳ出力回路４は、ＶＢＵＳ出力をオフにする（ステップＳ３）。

一方、ステップＳ２において、ＶＢＵＳ電位がローであったら、接続されたＵＳＢ機器はスレーブ機器であるとみなして、ＶＢＵＳ出力回路４は、ＶＢＵＳ出力をオンにする（ステップＳ４）。

一方、ステップＳ２において、ＶＢＵＳ電位がローであったら、接続されたＵＳＢ機器はスレーブ機器であるとみなして、ＶＢＵＳ出力回路４は、ＶＢＵＳ出力をオンにする（ステップＳ４）。

その結果、ＶＢＵＳ電位がローであったら、接続されたＵＳＢ機器はスレーブ機器であることが確かめられたことになるので、ＶＢＵＳ出力回路４は、ＶＢＵＳ出力のオンを継続させる（ステップＳ７）。一方、ＶＢＵＳ電位がハイに変わったら、接続されたＵＳＢ機器はホスト機器でありながら、電源が入っていない状態で接続された場合等、何らかの異常状態があった状態で接続されたものとみなして、ＶＢＵＳ出力回路４は、ＶＢＵＳ出力を直ちにオフにする（ステップＳ８）。

以上のような制御を行うことにより、コネクタの端子やケーブルのラインを増加させることなく、ＵＳＢ接続機器の電源のオンオフに関係なく、接続されたＵＳＢ機器がホスト機器かスレーブ機器かを検出し、ホスト機器が接続された場合は、確実にＶＢＵＳ出力をオフできるようになる。

本発明の実施例にかかるＵＳＢ接続機器の概略構成を示すブロック図である。 本発明におけるＶＢＵＳ出力制御の手順を示すフローチャートである。 従来のＶＢＵＳ出力制御の方式の一例を説明するためのブロック図である。

符号の説明

１…ＵＳＢ接続機器
２…システム制御部
３…ＵＳＢドライバ
４…ＶＢＵＳ出力回路
５…スレーブ機器用コネクタ
６…ホスト機器用コネクタ
７…ＵＳＢケーブル
８…スレーブ機器判別ライン
９…ホスト機器判別ライン

Claims (4)

1. 自己動作用の電源を有するホストタイプのＵＳＢ機器と自己動作用の電源を接続相手から供給されるスレーブタイプのＵＳＢ機器のいずれもが接続されるＵＳＢ接続機器であって、
   ユーザの操作によりＶＢＵＳ出力をオンさせる操作手段と、接続ケーブルのＶＢＵＳの電位を検出する検出手段と、ＶＢＵＳ出力のオンオフを切り替える切替手段と、を備え、
   前記切替手段は、前記操作手段をオンさせたとき、前記検出手段がＶＢＵＳ電位の検出において低電位を検出したらＶＢＵＳ出力をオンにし、ＶＢＵＳ電位の検出において高電位を検出したらＶＢＵＳ出力をオフにすることを特徴とするＵＳＢ接続機器。
2. 前記操作手段をオンにさせる前に、前記検出手段がＶＢＵＳ電位の検出において低電位を検出したらＶＢＵＳ出力をオンにし、ＶＢＵＳ電位の検出において高電位を検出したらＶＢＵＳ出力をオフにすることを特徴とする請求項１に記載のＵＳＢ接続機器。
3. 自己動作用の電源を有するホストタイプのＵＳＢ機器と自己動作用の電源を接続相手から供給されるスレーブタイプのＵＳＢ機器のいずれもが接続されるＵＳＢ接続機器におけるＶＢＵＳ出力制御方法であって、
   ユーザの操作によりＶＢＵＳ出力をオンさせる操作手段と、接続ケーブルのＶＢＵＳの電位を検出する検出手段と、ＶＢＵＳ出力のオンオフを切り替える切替手段と、を備え、
   前記検出手段がＶＢＵＳの電位を検出するステップと、
   前記切替手段は、前記操作手段をオンさせたとき、前記検出手段がＶＢＵＳ電位の検出において低電位を検出したらＶＢＵＳ出力をオンにするステップと、ＶＢＵＳ電位の検出において高電位を検出したらＶＢＵＳ出力をオフにするステップと、を有することを特徴とするＵＳＢ接続機器におけるＶＢＵＳ出力制御方法。
4. 前記検出手段がＶＢＵＳの電位を検出するステップは、前記操作手段をオンにさせる前に実行され、前記検出手段がＶＢＵＳ電位の検出において低電位を検出したらＶＢＵＳ出力をオンにし、ＶＢＵＳ電位の検出において高電位を検出したらＶＢＵＳ出力をオフにすることを特徴とする請求項３に記載のＵＳＢ接続機器におけるＶＢＵＳ出力制御方法。

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