JP2010251859A

JP2010251859A - 携帯端末

Info

Publication number: JP2010251859A
Application number: JP2009096296A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Tanno; 芳浩丹野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2009-04-10
Filing date: 2009-04-10
Publication date: 2010-11-04
Also published as: US20100259399A1

Abstract

【課題】携帯端末に接続されるＵＳＢクライアントケーブル、ＵＳＢホストケーブル、ＡＵＤＩＯ用の変換ケーブル、この変換ケーブルの先に繋がるイヤホンがつながった時点で検出できると共に、種別を自動検出できる携帯端末を提供する。
【解決手段】制御部２０は、コネクタ４１等に繋がる各検出ポートのレベルの変位を割込み処理して、いずれかのケーブルが接続されたことを検出する。制御部２０の割込みで起動されるケーブル検出機能１０の割込みプログラムは、各検出ポートのレベルを確認して、どの検出ポートからの割込みであったかを判断して、どのケーブルが挿されたかを検出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＵＳＢＩ／ＦとイヤホンＩ／Ｆを兼用したコネクタを備える携帯端末であって、このコネクタにＵＳＢケーブル、イヤホンケーブル等が接続されたことを自動検出する携帯端末に関する。

携帯電話機等の携帯端末では、サイズ、重量、デザイン等の観点から、外部Ｉ／Ｆ用コネクタの数を少なくすることが望まれる。
コネクタの数を少なくするために、共用コネクタを備えた携帯情報端末がある（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１の図１〜図９、段落［００４２〜００４４］には、第１の実施形態として、携帯電話機１３（携帯情報端末）には、共用コネクタとして４端子のイヤホンマイク端子１１が備わる。このイヤホンマイク端子１１には、外部から、デジタルカメラ１のプラグ１０（図２）、又は、イヤホンマイクのプラグ（図７）、又は、ステレオヘッドホンのプラグ（図８）が接続され、携帯電話機１３は、いずれが接続されたかを以下のように自動検出する。

これらのプラグの所定の端子間の抵抗は、それぞれ異なる特性を有し、デジタルカメラ１のプラグ１０（図２）では、クロックライン部１１ｃ（２接点目）とグランド部１１ｂ（３接点目）間が絶縁されているため無限大である。イヤホンマイクのプラグ（図７）では、イヤホン端子部７３（２接点目）−グランド部７２（３接点目）間の抵抗値と、マイク端子部７４（１接点目）−グランド部７２（３接点目）間の抵抗値は異なる。ステレオヘッドホンのプラグ（図８）では、ステレオ（Ｒ）端子部８４（２接点目）−グランド部８２（３接点目）間の抵抗値と、ステレオ（Ｌ）端子部８３（１接点目）−グランド部８２（３接点目）間の抵抗値は略等しくなっている。

携帯電話機１３の切替部２５は、イヤホンマイク端子１１にいずれかのプラグが接続されたことを検知すると、次に、接続されたプラグの先端から２接点目−３接点目間の抵抗値を検出し、無限大であればデジタルカメラ１が接続されたと判断し、無限大でない場合には、次に、２接点目−３接点目間の抵抗値と、１接点目−３接点目間の抵抗値を比較し、両者の抵抗値が異なればイヤホンマイクが接続されたと判断し、両者の抵抗値が略同等であればステレオヘッドホンが接続されたと判断する。

特許文献１の第２の実施形態、段落［００５１〜００５４］では、携帯電話機１１３の共用コネクタであるイヤホンマイク端子１１に、外部からＵＳＢケーブル１００のコネクタ１０１（図１２）が接続され、ＵＳＢケーブル１００の他方のコネクタ１０２には外部機器が接続される。携帯電話機１１３の切替部１２５は、利用者によって所定の操作、例えばモード切替等が行われたことを検出することにより、ＵＳＢケーブル１００が接続されていることを検出し、さらに、外部機器から送信される所定の信号を識別して外部機器の認識を行う。

他の特許文献として、共用コネクタを備えた映像音響機器の信号切替回路がある（例えば、特許文献２参照。）。この映像音響機器の信号切替回路（図２又は図１）は、共用コネクタであるジャック１を有する。このジャック１には、外部から、図３のＡＶケーブル又はヘッドホンケーブルが接続され、信号切替回路は、いずれが接続されたかを以下のように自動検出する。

段落［００１３〜００１４］、図２では、ジャック１の１Ａ端子の外部側に繋がる抵抗値が、ＡＶケーブルの場合は数１０ＫΩ以上、ヘッドホンケーブルの場合は数１００Ω以下であり、信号切替回路は、抵抗Ｒ５で分圧されたＡＨＤＥＴの電位を検出して、どちらのケーブルが接続されたかを判別する。また、段落［００３２〜００３４］、図１では、ジャック１の１Ｄ端子の外部側に繋がる抵抗値が、ＡＶケーブルの場合は数１０ＫΩ以上、ヘッドホンケーブルの場合は零（ＧＮＤ）であり、トランジスタＱ２の接続状態が変わるので、信号切替回路は、トランジスタＱ２のコレクタの電位であるＡＨＤＥＴの電位を検出して、どちらのケーブルが接続されたかを判別する。

特開２００２−５０９７８号公報（頁５〜頁９、図１〜図９、図１２、図１３）特開２０００−３２３３９号公報（頁２〜頁５、図１〜図３）

特許文献１の携帯情報端末は、デジタルカメラ１のプラグ１０、イヤホンマイクのプラグ、ステレオヘッドホンのプラグのいずれが接続されているかを、プラグの抵抗値が無限大であるかどうかなどで判定している、また、ＵＳＢケーブルの検出は、利用者によって所定の操作が行われたことを検出してＵＳＢケーブルを検出している。また、接続された瞬間をどうやって検出するかの記載はなく、接続されたあとの種類判別である。

特許文献２の映像音響機器は、ＡＶケーブル、ヘッドホンケーブルのいずれが接続されているかを、ケーブルの抵抗値の差を電位で検出している。また、抵抗値の差をトランジスタＱ２の接続状態の変化で検出している。また、接続された瞬間をどうやって検出するかの記載はなく、接続されたあとの種類判別である。

本発明は、携帯端末に接続される例えば、ＵＳＢクライアントケーブル、ＵＳＢホストケーブル、ＡＵＤＩＯ用の変換ケーブル、この変換ケーブルの先に繋がるイヤホンなどの複数のデバイスがつながった時点で早く検出できると共に、種別を自動検出することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の携帯端末は、携帯端末および、この携帯端末に繋がり、携帯端末がクライアントであることを示すＵＳＢクライアントケーブル、携帯端末がホストであることを示すＵＳＢホストケーブル、オーディオ用のマイクロホンを搭載した変換ケーブル、オーディオ用のイヤホンを搭載したイヤホンケーブルとを有するシステムの携帯端末であって、前記ＵＳＢクライアントケーブルは、携帯端末との接続用であって、第１の端子にＶＢＵＳ電源、第２の端子にＤマイナス信号、第３の端子にＤプラス信号、第４の端子にオープン状態のＩＤ信号、第５の端子にＧＮＤを割り当てたＵＳＢクライアントコネクタを有し、前記ＵＳＢホストケーブルは、携帯端末との接続用であって、第１の端子にＶＢＵＳ電源、第２の端子にＤマイナス信号、第３の端子にＤプラス信号、第４の端子にＧＮＤレベルのＩＤ信号、第５の端子にＧＮＤを割り当てたＵＳＢホストコネクタを有し、前記変換ケーブルは、マイクロホンと、携帯端末との接続用であって、第１の端子をオープン、第２又は第３の端子に前記イヤホンへのイヤホン信号、第４の端子に前記マイクロホンからのマイク信号、第５の端子にＧＮＤを割り当てた変換コネクタと、前記イヤホンケーブルとの接続用であって、イヤホン端子に前記変換コネクタのイヤホン信号、ＧＮＤ端子に前記変換コネクタのＧＮＤ信号を割り当てたジャックとを有し、前記イヤホンケーブルは、イヤホンと、前記変換ケーブルとの接続用であって、イヤホン端子に前記ジャックのイヤホン信号、ＧＮＤ端子に前記ジャックのＧＮＤ信号を割り当てたプラグとを有し、前記携帯端末は、前記ＵＳＢクライアントケーブル、ＵＳＢホストケーブル、変換ケーブルのいずれか１つのケーブルと接続するケーブル接続用コネクタと、前記マイクロホン信号の受信回路と、前記マイクロホン信号を前記受信回路のダイナミックレンジ内に入るようにバイアスを供給するバイアス電源と、前記ケーブル接続用コネクタの各端子の電位を検出し、第１の端子のＶＢＵＳ電源供給を検出した場合は、前記ＵＳＢクライアントケーブルが接続されたと認識し、第４の端子のＬｏｗレベルを検出した場合は、前記バイアス電源をオンにして第４の端子の電位をチェックして、これがＧＮＤレベルであれば前記ＵＳＢホストケーブルが接続されたと判断し、前記ＧＮＤレベルよりも電位が上がれば前記変換ケーブルが接続されたと判断する制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、携携帯端末に接続される例えば、ＵＳＢクライアントケーブル、ＵＳＢホストケーブル、ＡＵＤＩＯ用の変換ケーブル、この変換ケーブルの先に繋がるイヤホンなどの複数のデバイスがつながった時点で早く検出できると共に、種別を自動検出することができる。

本発明の実施例に係る携帯端末５０と外部のケーブル等のシステムを説明する図。本発明の実施例に係る携帯端末５０の関連部分のブロック図。本発明の実施例に係る携帯端末５０のケーブル検出のタイムチャート（１／２）。本発明の実施例に係る携帯端末５０のケーブル検出のタイムチャート（２／２）。本発明の実施例に係る携帯端末５０のケーブル検出機能１０の初期化処理の動作フローチャート。本発明の実施例に係る携帯端末５０のケーブル検出機能１０の割込み処理の動作フローチャート。

図１は、本発明の実施例に係る携帯端末５０と外部のケーブル等のシステムを説明する図である。携帯端末５０は外部接続のケーブルの種別などを自動判別する。そのケーブルの構成を以下に詳しく説明する。

携帯端末５０は、コネクタ４１を備え、このコネクタ４１は、外部の各種ケーブルと接続するための共通のコネクタであり、形状は、ＵＳＢ仕様で定義された小型のＵＳＢ用Ｍｉｃｒｏコネクタである。

このコネクタ４１に外部接続される各種ケーブルとして、ＵＳＢクライアントケーブル６０、ＵＳＢホストケーブル７０、ＡＵＤＩＯ用の変換ケーブル８０があり、変換ケーブル８０の先にイヤホンケーブル９０が接続される。イヤホンケーブル９０の丸型のプラグ９１は、携帯端末５０のＵＳＢ仕様のコネクタ４１とは接続できないので、その変換を変換ケーブル８０で行う。

ＵＳＢクライアントケーブル６０およびＵＳＢホストケーブル７０の他端には、パーソナルコンピュータ等の外部装置１００が接続され、携帯端末５０と外部装置１００との間でＵＳＢプロトコルに則った通信が行われる。

次に、各ケーブルについて説明する。各ケーブルの信号線上に記した矢印は、信号の方向を表す。
［ＵＳＢクライアントケーブル６０］
ＵＳＢクライアントケーブル６０は、携帯端末５０のコネクタ４１との接続用のコネクタ６１と、外部装置１００のコネクタ１０１との接続用のコネクタ６２を有する。コネクタ６１は、小型のＵＳＢ用Ｍｉｃｒｏ−Ｂタイプのコネクタであり、携帯端末５０が外部装置１００から電源供給を受けるクライアントとして定義された仕様であり、第４ピンのＩＤ信号がオープン状態である。携帯端末５０は、第１ピンのＶＢＵＳで外部装置１００から電源供給を受ける。第２ピンのＤマイナス（Ｄ−）と第３ピンのＤプラス（Ｄ＋）は、ペアの平衡信号のＵＳＢデータであり、高速通信可能な双方向の信号である。このＤマイナス（Ｄ−）とＤプラス（＋）は、通信の方向が決まる前の初期状態では、携帯端末５０と外部装置１００は、共に、Ｈｉ−Ｚ（ハイインピーダンス）の受信状態であり、信号名に付した括弧内の∞は、初期状態でのインピーダンスを示す。

［ＵＳＢホストケーブル７０］
ＵＳＢホストケーブル７０は、携帯端末５０のコネクタ４１との接続用のコネクタ７１と、外部装置１００のコネクタ１０１との接続用のコネクタ７２を有する。コネクタ７１は、小型のＵＳＢ用Ｍｉｃｒｏ−Ａタイプのコネクタであり、携帯端末５０が外部装置１００へ電源供給を行うホストとして定義された仕様であり、第４ピンのＩＤ信号がＧＮＤレベルである。携帯端末５０は、第１ピンのＶＢＵＳで外部装置１００へ電源供給を行う。

［イヤホンケーブル９０］
イヤホンケーブル９０は、イヤホン９２とイヤホン９３を有するステレオタイプである。プラグ９１の端子ＬからのイヤホンＬｃｈ信号、端子ＲからのイヤホンＲｃｈ信号でそれぞれドライブされ、端子ＧがリターンのＧＮＤ端子である。イヤホン９２およびイヤホン９３の内部インピーダンスは、低抵抗である。

［変換ケーブル８０］
変換ケーブル８０は、携帯端末５０のコネクタ４１との接続用のコネクタ８１と、イヤホンケーブル９０のプラグ９１との接続用のジャック８２を有する。コネクタ８１は、小型のＵＳＢ用Ｍｉｃｒｏ−Ｂタイプのコネクタである。コネクタ８１の第１ピンは使用されない。第２ピンは、イヤホン９２をドライブするイヤホンＬｃｈ信号用であり、ジャック８２の端子Ｌと接続される。第３ピンは、イヤホン９３をドライブするイヤホンＲｃｈ信号用であり、ジャック８２の端子Ｒと接続される。

変換ケーブル８０は、他に、送話スイッチ８３、ツェナーダイオード８４、マイク８５を備え、コネクタ８１の第４ピン（マイク信号）と第５ピン（ＧＮＤ）の間に並行に繋がる。

マイク８５の内部インピーダンスは、低抵抗である。ツェナーダイオード８４は保護用である。マイク８５の音声出力は、小振幅の信号であり、ツェナーダイオード８４の両方向のオフ状態の範囲内の信号であり、ツェナーダイオード８４の影響で歪むことはない。送話スイッチ８３は、使用者がプッシュする毎に、携帯端末５０が、送話許可状態と送話禁止状態を交互に切替制御を行う。

携帯端末５０が検出すべきケーブルの挿入状態としては、ＵＳＢクライアントケーブル６０の挿入検出、ＵＳＢホストケーブル７０の挿入検出、変換ケーブル８０の挿入検出、変換ケーブル８０の先のイヤホンケーブル９０の挿入検出、変換ケーブル８０内の送話スイッチ８３押下の検出である。

イヤホンケーブル９０は、変換ケーブル８０に当初から接続された状態で、変換ケーブル８０が携帯端末５０に挿入されることもあるし、あとから任意のタイミングで変換ケーブル８０に挿入される場合も検出する必要がある。送話スイッチ８３押下は、変換ケーブル８０の挿入検出後の任意のタイミングで押下検出する必要がある。

次に、上記各ケーブルのいずれかが接続されて、ケーブル種別を自動検出する携帯端末５０について説明する。
図２は、本発明の実施例に係る携帯端末の関連部分のブロック図である。携帯端末５０は、制御部２０、ＶＢＵＳ電源２１、マイク用バイアス電源２２、抵抗２３、２４、２５、トランジスタ２６、抵抗２７、２８、アナログスイッチ２９、３０、コネクタ４１などにより構成される。

コネクタ４１は、小型のＵＳＢ用Ｍｉｃｒｏコネクタであり、端子番号と共に、外部に接続される３種類のケーブルの信号名などを示す。上段の信号名はＵＳＢクライアントケーブル６０、中段の信号名はＵＳＢホストケーブル７０、下段の信号名は変換ケーブル８０＋イヤホンケーブル９０の場合であり、図１で説明した信号名であり、括弧内にインピーダンスを示す。

制御部２０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポートなどを有し、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行する。ケーブル検出機能１０は、その実行機能の１つであり、後（図５、図６）で詳しく説明する。

Ｉ／Ｏポートの入力として、検出ポート１、２、３、４があり、これらの信号の変化点は、割り込み信号としてＣＰＵに入力されて割込みを発生し、割込みプログラムにより、そのＨｉｇｈ／Ｌｏｗのレベルがチェックされて、どの割込みであるかが判断される。
Ｉ／Ｏポートの出力として、出力ポート１、２、３がある。また、ドライバ類のＨｉ−Ｚ（ハイインピーダンス）制御も出力ポートから行う。

［検出ポート１］
検出ポート１は、コネクタ４１の第１端子に繋がり、外部に接続されたケーブルの種類により、その状態が変わる。検出ポート１は、抵抗１でプルダウンされており、ケーブルが未接続の初期状態ではＬｏｗレベルである。コネクタ４１にＵＳＢクライアントケーブル６０が挿されて外部からＶＢＵＳ電源の供給を受けた場合は、検出ポート１はＬｏｗからＨｉｇｈレベルに変化し、この変化でＣＰＵに対して割り込みを発生し、検出される。

コネクタ４１にＵＳＢホストケーブル７０が挿された場合は、携帯端末５０は次に説明するようにＶＢＵＳ電源２１を初期状態としてオフにしており、検出ポート１はＬｏｗレベルのままである。ＶＢＵＳ電源２１は、出力ポート３によりオン／オフ制御が行われる。ＶＢＵＳ電源２１は、携帯端末５０がホストの場合に、外部にＶＢＵＳ電源の供給を行うためのものであるが、初期値はオフであり、コネクタ４１の第１端子への供給は行っていない。
コネクタ４１に変換ケーブル８０が挿された場合は、第１端子はオープンであり、検出ポート１はＬｏｗレベルのままである。

検出ポート１に付した信号名の意味は、ＶＢＵＳ検出受けＨの末尾のＨは、ロジックレベルのＨｉｇｈを意味し、Ｈの前の信号名がＨｉｇｈレベルでアクティブであることを示す。以降、ロジックレベルの信号名の意味は同様の意味で記載し、末尾がＬでは、Ｌの前の信号名がＬｏｗレベルでアクティブであることを示す。

［検出ポート２］
検出ポート２は、コネクタ４１の第４端子に繋がり、外部に接続されたケーブルの種類により、その状態が変わる。検出ポート２は、抵抗２でプルアップされており、ケーブルが未接続状態では、Ｈｉｇｈレベルである。コネクタ４１にＵＳＢクライアントケーブル６０が挿された場合は、ＩＤ（オープン）なので、検出ポート２はＨｉｇｈのままである。

コネクタ４１にＵＳＢホストケーブル７０が挿された場合は、ＩＤ（ＧＮＤ）なので、検出ポート２はＨｉｇｈからＬｏｗレベルに変化し割り込みを発生する。また、変換ケーブル８０が挿された場合も、マイク（低抵抗）なので、検出ポート２はＨｉｇｈからＬｏｗレベルに変化し割り込みを発生する。すなわち、検出ポート２での割り込みでは、ＵＳＢホストケーブル７０又は変換ケーブル８０が挿されたことは検出できるが、どちらであるかは確定できない。

［検出ポート３］
検出ポート３は、このＵＳＢホストケーブル７０又は変換ケーブル８０のどちらのケーブルであるかの検出を行う。まず、検出ポート３に関連の回路について説明する。マイク用バイアス電源２２は、本来は、変換ケーブル８０のマイク８５のマイク信号出力を、受信回路４のダイナミックレンジ内に入るように直流シフトのバイアスを供給するためのものである。本発明では、マイク用バイアス電源２２は、抵抗２３、アナログスイッチ２９のＡＵＤＩＯパスを介して、コネクタ４１の第４端子に接続される。第４端子は、検出ポート２のプルアップの抵抗２にも接続されている。

第４端子の外部に接続されるケーブルのインピーダンスは、それぞれ異なる。したがって、ケーブルの種類およびマイク用バイアス電源２２のオン／オフ状態の組み合わせにより、アナログスイッチ２９のＡＵＤＩＯ端子の電位が異なる。変換ケーブル８０（マイク（低抵抗））が接続されている状態において、マイク用バイアス電源２２がオフでは、抵抗２とマイク（低抵抗）で分圧された電位がＡＵＤＩＯ端子の電位となり、この電位では、トランジスタ２６はオフ状態となるように、抵抗２４、２５などが設計されている。

同じ変換ケーブル８０（マイク（低抵抗））が接続されている状態において、マイク用バイアス電源２２がオンでは、抵抗２３を介して、ＡＵＤＩＯ端子の電位が持ち上がり、トランジスタ２６はオン状態となるように設計されている。

また、ＵＳＢホストケーブル７０（ＩＤ（ＧＮＤ））が接続されている状態においては、ＡＵＤＩＯ端子の電位はＧＮＤレベルのままであり、トランジスタ２６はオフ状態である。このトランジスタ２６の状態を検出ポート３で検出する。なお、トランジスタ２６のオン／オフ状態を検出したが、直接、アナログスイッチ２９のＡＵＤＩＯ端子の電位を測定して判断してもよい。

具体的な検出手順としては、検出ポート２での割り込み発生で、ＵＳＢホストケーブル７０（ＩＤ（ＧＮＤ））又は変換ケーブル８０（マイク（低抵抗））が挿されたことを検出した後、出力ポート１でマイク用バイアス電源２２をオンにして、アナログスイッチ２９のＡＵＤＩＯ端子の電位を上げることをトライする。

コネクタ４１の第４端子がＵＳＢホストケーブル７０（ＩＤ（ＧＮＤ））であれば、ＡＵＤＩＯ端子の電位がＧＮＤのままであり、トランジスタ２６はオフとなり、検出ポート３はＨｉｇｈレベルであり、ＵＳＢホストケーブル７０が挿されていると判断する。

コネクタ４１の第４端子が変換ケーブル８０（マイク（低抵抗））であれば、マイク用バイアス電源２２をオンにすればＡＵＤＩＯ端子の電位が持ち上がってトランジスタ２６はオンとなり、検出ポート３はＬｏｗレベルであり、変換ケーブル８０が挿されていると判断する。

検出ポート３は、また、変換ケーブル８０内の送話スイッチ８３押下の検出も行う。変換ケーブル８０（マイク（低抵抗））が挿されたことを検出した後、マイク用バイアス電源２２はオン状態を継続している。その状態で、任意のタイミングで送話スイッチ８３が押下されると、第４端子がＧＮＤレベルとなり、トランジスタ２６がオフとなって検出ポート３がＬからＨに変化して割込みが発生し、検出される。

［検出ポート４］
検出ポート４は、イヤホンケーブル９０（Ｌｃｈ（低抵抗））の検出を行う。まず、検出ポート４に関連の回路について説明する。ドライバ７、８は、ＡＵＤＩＯ信号であるイヤホンＬｃｈ信号およびイヤホンＲｃｈ信号を出力し、アナログスイッチ３０のＡＵＤＩＯパスを介して、それぞれ、コネクタ４１の第２端子、第３端子に接続されて、イヤホンケーブル９０のイヤホン９２、９３をドライブする。

検出ポート４によるケーブル検出を行うときも、アナログスイッチ３０はＡＵＤＩＯパスにしておく。ドライバ７からのイヤホンＬｃｈ信号は、抵抗２８、２７でプルアップされ、抵抗２８と抵抗２７の中点が検出ポート４に繋がる。初期状態では、ドライバ７の出力をＨｉ−Ｚ状態に初期化しておき、ケーブルが接続されてない場合は、検出ポート４の初期値は、Ｈｉｇｈレベルである。

コネクタ４１の第２端子に外部接続されるＵＳＢクライアントケーブル６０（Ｄ−（∞））、ＵＳＢホストケーブル７０（Ｄ−（∞））、変換ケーブル８０＋イヤホンケーブル９０（Ｌｃｈ（低抵抗））のインピーダンスの違いを、検出ポート４の電位で判断する。

ＵＳＢクライアントケーブル６０（Ｄ−（∞））、ＵＳＢホストケーブル７０（Ｄ−（∞））が挿された場合は、検出ポート４はＨｉｇｈレベルのままである。変換ケーブル８０＋イヤホンケーブル９０（Ｌｃｈ（低抵抗））が同時に挿された場合は、検出ポート４はＨｉｇｈからＬｏｗレベルに変化し、この変化でＣＰＵに対して割り込みを発生し、検出ポート４がＬｏｗレベルであることが確認されることで、イヤホンケーブル９０（Ｌｃｈ（低抵抗））が挿されたことが検出される。

平衡ドライバ５と平衡レシーバ６は、ＵＳＢのＩＤマイナス信号とＩＤプラス信号のペアをドライブおよび受信する。ＵＳＢのデータ通信の方向が決まる前の初期状態では、ケーブル検出機能１０は、平衡ドライバ５をＨｉ−Ｚ状態にしておく。携帯端末５０とＵＳＢ通信する外部装置１００も同様に初期状態では、ＩＤマイナス信号とＩＤプラス信号をＨｉ−Ｚ状態にしておく。

したがって、コネクタ４１にＵＳＢ用のケーブルが接続されている場合、ケーブル検出の初期状態では、第２端子の外部装置１００のＩＤマイナス信号がアナログスイッチ３０のＡＵＤＩＯパスで抵抗２８に繋がるが、外部装置１００側もＨｉ−Ｚ状態、ドライバ７もＨｉ−Ｚ状態であり、検出ポート４による接続ケーブルのインピーダンスの判断が行える。

割込みは、上記した複数の割込み要因のいずれかが発生すると、ＣＰＵに対して割り込みを掛け、ＣＰＵは割込みプログラムを実行する。割込みプログラムは、各検出ポートのレベルを確認して、どの割込み要因であるかを確認して、どのケーブルが挿されたかを検出する。

図３、図４は、本発明の実施例に係る携帯端末５０のケーブル検出のタイムチャートであり、各ケーブル挿入時の割込みの発生タイミングを主に示す。図３の（Ａ）はＵＳＢクライアントケーブル６０の挿入、図３の（Ｂ）はＵＳＢホストケーブル７０の挿入又は変換ケーブル８０挿入、図３の（Ｃ）は変換ケーブル８０とイヤホンケーブル９０が繋がった状態で挿入、図３の（Ｄ）は変換ケーブル８０挿入後の任意のタイミングでイヤホンケーブル９０挿入、図４の（Ｂ）は変換ケーブル８０挿入、図４の（Ｅ）は任意のタイミングで送話スイッチ８３押下時である。

割込みは、図示したタイミングで発生するので、その都度、ケーブル種別を検出するケーブル検出機能１０について、次に説明する。
図５、図６は、本発明の実施例に係る携帯端末５０のケーブル検出機能１０の動作フローチャートであり、図５は、ケーブル検出に先だって行う初期化処理、図６は、ケーブル挿し等が発生した時の割込み処理である。

図５において、ケーブル検出機能１０の初期化処理は、ケーブル検出に先だって初期化を行う。ステップＳ１〜Ｓ５は、図２で示したハード回路要素に対して行うものである。まず、出力ポート３にＶＢＵＳ電源ＯＦＦ指定を出す（ステップＳ１）。これは、ＵＳＢのホスト／クライアントがまだ決まっていない時点での初期化である。次に、出力ポート１にマイクバイアス電源ＯＦＦ指定を出す（ステップＳ２）。これは、マイクバイアス電源２２は本来はマイク８５用のバイアスをかける目的ではあるが、ケーブル検出用として使用する初期の時点では、ＯＦＦにする。

次に、平衡ドライバ５をＨｉ−Ｚ指定する（ステップＳ３）。これは、ＵＳＢの双方向通信の方向が決まっていない時点での初期化である。次に、ドライバ７をＨｉ−Ｚ指定する（ステップＳ４）。これは、ドライバ７は、イヤホンのドライバであるが、ケーブル検出用として使用する初期の時点では、検出ポート４によるレベル検出のために、ドライバ７のインピーダンスを∞にする。

次に、出力ポート２にＡＵＤＩＯパス指定を出し、スイッチ２９、３０をＡＵＤＩＯパスに設定する（ステップＳ５）。これは、スイッチ２９、３０は、本来は、接続されたケーブルがＵＳＢ系かＡＵＤＩＯ系かが判別した後に、各ケーブルの信号の接続先を切替える目的であるが、ケーブル検出用として使用する初期の時点では、ＡＵＤＩＯパスにしておく。

次に、ソフト処理内部のフラグ処理として、変換ケーブル（マイク）挿し確定フラグおよびイヤホン挿し確定フラグをＯＦＦにする（ステップＳ６）。この変換ケーブル（マイク）挿し確定フラグは、変換ケーブル８０が既に挿された状態にある事を示すものである。イヤホン挿し確定フラグは、イヤホンケーブル９０が既に挿された状態にある事を示すものである。後述（図６）の割込み処理において、ケーブルの接続状態に応じて、割込みの選択処理を行う目的であり、後で詳しく述べる。次に、ケーブル検出割込みを許可して（ステップＳ７）、初期化を終了する。

図６において、ケーブル検出機能１０の割込み処理は、携帯端末５０に対して外部からケーブル挿しや送話スイッチ押下が行われたときに割込み信号が発生して、この割込み処理が開始する。まず、最初に、現在のケーブル接続状態を確認する目的で、変換ケーブル（マイク）挿し確定フラグのチェック（ステップＳ１０）およびイヤホン挿し確定フラグのチェック（ステップＳ１１）を行う。その状態に応じて、どの割込み処理が発生したかをチェエクする対象を以下のように変える。

ステップＳ１０で変換ケーブル（マイク）挿し確定フラグがＯＦＦの場合は、ケーブルが挿されていないと判断して、図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のタイミングを想定して、全検出ポートを対象とするステップＳ２０に入る。

ステップＳ１０で変換ケーブル（マイク）挿し確定フラグがＯＮで、ステップＳ１１のイヤホン挿し確定フラグがＯＦＦの場合は、変換ケーブル７０が既に接続されているので、図３（Ｄ）のイヤホンケーブル９０のあと挿し、および図４（Ｅ）の送話スイッチ８３押下が起こり得るので、それを対象としてステップＳ６０に入る。

ステップＳ１０で変換ケーブル（マイク）挿し確定フラグがＯＮで、ステップＳ１１のイヤホン挿し確定フラグがＯＮの場合は、変換ケーブル７０およびイヤホンケーブル９０が既に接続されているので、図４（Ｅ）の送話スイッチ８３押下が起こり得るので、それを対象としてステップＳ７０に入る。

［図３（Ａ）の場合］
図３のタイムチャートと合せて、処理を詳しく説明する。図３（Ａ）で、ケーブル未接続状態からＵＳＢクライアントケーブル６０が挿されると検出ポート１がＬからＨへ変化して割込みが発生し、割込みプログラムが開始する。ステップＳ１０、Ｓ２０を経て、検出ポート１＝Ｈ（ＶＢＵＳ受け検出Ｈ）が確認されて、ＵＳＢクライアントケーブル６０挿しが確定する（ステップＳ２１）。

この検出ポート１＝Ｈになるのは、ＵＳＢクライアントケーブル６０が挿されて更に外部装置からＶＢＵＳ電源供給を受ける必要があり、ＵＳＢクライアントケーブル６０が挿されただけでは、検出できない。ＶＢＵＳ電源供給を受けた時点で検出される。

ＵＳＢクライアントケーブル６０挿しが確定したので、出力ポート２にＵＳＢパス指定を行って、スイッチ２９、３０をＵＳＢパスに切替える（ステップＳ２２）。そして、ＵＳＢ上位レイヤに対して、ＵＳＢクライアント処理を指示して（ステップＳ２３）、終了する。

［図３（Ｂ）、（Ｃ）の場合］
図３（Ｂ）で、ケーブル未接続状態からＵＳＢホストケーブル７０が挿されると検出ポート２がＨからＬへ変化して割込みが発生し、割込みプログラムが開始する。ステップＳ１０、Ｓ２０を経て、検出ポート２＝Ｌ（（ＩＤ（ＧＮＤ）検出Ｌ、又はマイク(低抵抗)検出Ｌ））が確認されて、ＵＳＢホストケーブル７０か変換ケーブル８０（マイク）のいずれかかが挿されたことが確定する。

しかし、どちらのケーブルかまだ不明なので、出力ポート１にマイクバイアス電源ＯＮ指定を行い、図１で説明したアナログスイッチ２９のＡＵＤＩＯ端子の電位アップをトライする（ステップＳ３０）。その結果をトランジスタ２６の出力である検出ポート３のレベルでチャックし（ステップＳ３１）、Ｈ（ＩＤ（ＧＮＤ）検出Ｈ）ならば、ＵＳＢホストケーブル７０挿しが確定する(ステップＳ４０)。

これが確定したので、出力ポート１にマイクバイアス電源ＯＦＦ指定を行い（ステップＳ４１）、出力ポート２にＵＳＢパス指定を行って、スイッチ２９、３０をＵＳＢパスに切替える（ステップＳ４２）。そして、ＵＳＢ上位レイヤに対して、ＵＳＢホスト処理を指示して（ステップＳ４３）、終了する。

ステップＳ３１で検出ポート３のレベルがＬ（マイク（低抵抗）検出Ｌ）ならば、変換ケーブル８０挿しが確定し、変換ケーブル（マイク）挿し確定フラグをＯＮにする（ステップＳ５０）。

そして、図３（Ｃ）に示すように、変換ケーブル８０の先にイヤホンケーブル９０が接続されているかを、検出ポート４のレベルチェックで行う（ステップＳ５１）。検出ポート４＝Ｌ（イヤホン（低抵抗）検出Ｌ）ならば、変換ケーブル８０の先にイヤホンケーブル９０が接続されていることが確定し（ステップＳ５２）、イヤホン挿し確定フラグをＯＮにする（ステップＳ５３）。そして、ＡＵＤＩＯ上位レイヤに対して、ＡＵＤＩＯ処理を指示して（ステップＳ５４）、終了する。

図３（Ｂ）、（Ｃ）の状態では、検出ポート２、３、４による割込みが同時発生するが、上記ステップＳ２０以下の順序で検出ポート２、３、４のレベルをチェックすることで、各ケーブル挿しが検出できる。

ステップＳ５１で、検出ポート４＝Ｈ（イヤホン無しＨ）ならば、イヤホンケーブル９０が挿されてなく、変換ケーブル８０のみ挿されたことが確定し（ステップＳ５５）、終了する。

［図３（Ｄ）の場合］
次に、図３（Ｄ）のように、変換ケーブル８０のみが既に接続されている状態でイヤホンケーブル９０があと挿しされる場合について説明する。イヤホンケーブル９０があと挿しされると、検出ポート４がＨからＬに変化して割込みが発生し、割込みプログラムが開始する。

変換ケーブル８０が既に挿されたときのステップＳ５０により、変換ケーブル（マイク）挿し確定フラグはＯＮになっている。したがって、ステップＳ１０で変換ケーブル（マイク）挿し確定フラグ＝ＯＮが確認され、ステップＳ１１でイヤホン挿し確定フラグ＝ＯＦＦが確認され、ステップＳ６０に入る。この状態では、図３（Ｄ）のイヤホンケーブル９０のあと挿し、および図４（Ｅ）の送話スイッチ８３押下が起こり得るので、それを対象としてステップＳ６０に入る。

ステップＳ６０で検出ポート４＝Ｌ（イヤホン低抵抗検出Ｌ）であれば、イヤホンケーブル９０のあと挿しが確定し（ステップＳ６１）、イヤホン挿し確定フラグをＯＮにする（ステップＳ６２）。そして、ＡＵＤＩＯ上位レイヤに対して、ＡＵＤＩＯ処理を指示して（ステップＳ６３）、終了する。

［図４（Ｅ）の場合］
送話スイッチ８３は変換ケーブル８０に内蔵されているので、このスイッチが押下されるのは、変換ケーブル８０のみが既に接続されているか、変換ケーブル８０＋イヤホンケーブル９０が既に接続されている場合である。

変換ケーブル８０のみが既に接続されている状態で送話スイッチ８３が押下されると、検出ポート３がＬからＨに変化して割込みプログラムが開始し、ステップＳ１０、Ｓ１１を経て、ステップＳ６０に入る。そして、ステップＳ６０で検出ポート３＝Ｈ（スイッチ（ＧＮＤ）検出Ｈ）が確認されて、送話スイッチ８３押下が確定する（ステップＳ７１）。

また、変換ケーブル８０＋イヤホンケーブル９０が既に接続されている状態で送話スイッチ８３が押下されると、検出ポート３がＬからＨに変化して割込みプログラムが開始し、ステップＳ１０、Ｓ１１を経て、ステップＳ７０に入る。そして、ステップＳ７０で検出ポート３＝Ｈ（スイッチ（ＧＮＤ）検出Ｈ）が確認されて、送話スイッチ８３押下が確定する（ステップＳ７１）。

送話スイッチ８３押下が確定する（ステップＳ７１）と、ＡＵＤＩＯ上位レイヤに対して、送話スイッチ押下されたことを通知して（ステップＳ７２）、終了する。ＡＵＤＩＯ上位レイヤは図示しないが、送話スイッチ押下の通知を受ける度に、送話開始と送話停止を交互に切替える。

以上説明したように、本発明によれば、携帯端末５０に外部接続されるＵＳＢクライアントケーブル６０、ＵＳＢホストケーブル７０、ＡＵＤＩＯ用の変換ケーブル８０、この変換ケーブル８０の先に繋がるイヤホンケーブル９０が挿されたことを自動検出できると共に、変換ケーブル８０内部の送話スイッチ押下の検出も行うことができる。

また、ＵＳＢホストケーブル７０か変換ケーブル８０かの判断を、変換ケーブル８０に内蔵されたマイク８５に本来供給するマイク用バイアス電源のＯＮ／ＯＦＦを利用して判断することができる。また、変換ケーブル８０内部の送話スイッチ押下の検出も、このマイク用バイアス電源のＯＮ／ＯＦＦを利用して検出することができる。

１、２、３抵抗
４受信回路
５平衡ドライバ
６平衡レシーバ
７、８ドライバ
１０ケーブル検出機能
２０制御部
２１ＶＢＵＳ電源
２２マイク用バイアス電源
２３、２４、２５抵抗
２６トランジスタ
２７、２８抵抗
２９、３０アナログスイッチ
４１コネクタ
５０携帯端末
６０ＵＳＢクライアントケーブル
６１、６２コネクタ
７０ＵＳＢホストケーブル
７１、７２コネクタ
８０変換ケーブル
８１コネクタ
８２ジャック
８３送話スイッチ
８４ツェナーダイオード
８５マイク
９０イヤホンケーブル
９１プラグ
９２、９３イヤホン
１００外部装置
１０１コネクタ

Claims

携帯端末および、この携帯端末に繋がり、携帯端末がクライアントであることを示すＵＳＢクライアントケーブル、携帯端末がホストであることを示すＵＳＢホストケーブル、オーディオ用のマイクロホンを搭載した変換ケーブル、オーディオ用のイヤホンを搭載したイヤホンケーブルとを有するシステムの携帯端末であって、
前記ＵＳＢクライアントケーブルは、
携帯端末との接続用であって、第１の端子にＶＢＵＳ電源、第２の端子にＤマイナス信号、第３の端子にＤプラス信号、第４の端子にオープン状態のＩＤ信号、第５の端子にＧＮＤを割り当てたＵＳＢクライアントコネクタ
を有し、
前記ＵＳＢホストケーブルは、
携帯端末との接続用であって、第１の端子にＶＢＵＳ電源、第２の端子にＤマイナス信号、第３の端子にＤプラス信号、第４の端子にＧＮＤレベルのＩＤ信号、第５の端子にＧＮＤを割り当てたＵＳＢホストコネクタ
を有し、
前記変換ケーブルは、
マイクロホンと、
携帯端末との接続用であって、第１の端子をオープン、第２又は第３の端子に前記イヤホンへのイヤホン信号、第４の端子に前記マイクロホンからのマイク信号、第５の端子にＧＮＤを割り当てた変換コネクタと、
前記イヤホンケーブルとの接続用であって、イヤホン端子に前記変換コネクタのイヤホン信号、ＧＮＤ端子に前記変換コネクタのＧＮＤ信号を割り当てたジャックと
を有し、
前記イヤホンケーブルは、
イヤホンと、
前記変換ケーブルとの接続用であって、イヤホン端子に前記ジャックのイヤホン信号、ＧＮＤ端子に前記ジャックのＧＮＤ信号を割り当てたプラグと
を有し、
前記携帯端末は、
前記ＵＳＢクライアントケーブル、ＵＳＢホストケーブル、変換ケーブルのいずれか１つのケーブルと接続するケーブル接続用コネクタと、
前記マイクロホン信号の受信回路と、
前記マイクロホン信号を前記受信回路のダイナミックレンジ内に入るようにバイアスを供給するバイアス電源と、
前記ケーブル接続用コネクタの各端子の電位を検出し、第１の端子のＶＢＵＳ電源供給を検出した場合は、前記ＵＳＢクライアントケーブルが接続されたと認識し、第４の端子のＬｏｗレベルを検出した場合は、前記バイアス電源をオンにして第４の端子の電位をチェックして、これがＧＮＤレベルであれば前記ＵＳＢホストケーブルが接続されたと判断し、前記ＧＮＤレベルよりも電位が上がれば前記変換ケーブルが接続されたと判断する制御手段と
を備えることを特徴とする携帯端末。
前記変換ケーブルは、さらに、第４の端子に繋がるスイッチを有し、
前記制御手段は、さらに、
前記変換ケーブルが接続されたと判断した後、前記バイアス電源オンを継続した状態で前記ケーブル接続用コネクタの第４の端子の電位をチェックして、これがＧＮＤレベルであれば前記スイッチが押下されたと判断することを特徴とする請求項１記載の携帯端末。
前記変換ケーブルと前記イヤホンケーブルとが一体となったオーディオケーブルであることを特徴とする請求項１記載の携帯端末。
携帯端末および、この携帯端末に繋がり、携帯端末がホストであることを示すＵＳＢホストケーブル、オーディオ用のマイクロホンを搭載した変換ケーブルとを有するシステムの携帯端末であって、
前記ＵＳＢホストケーブルは、
携帯端末との接続用であって、第１の端子にＶＢＵＳ電源、第２の端子にＤマイナス信号、第３の端子にＤプラス信号、第４の端子にＧＮＤレベルのＩＤ信号、第５の端子にＧＮＤを割り当てたＵＳＢホストコネクタ
を有し、
前記変換ケーブルは、
マイクロホンと、
携帯端末との接続用であって、第１の端子をオープン、第４の端子に前記マイクロホンからのマイク信号、第５の端子にＧＮＤを割り当てた変換コネクタと
を有し、
前記携帯端末は、
前記ＵＳＢホストケーブル、変換ケーブルのいずれか１つのケーブルと接続するケーブル接続用コネクタと、
前記マイクロホン信号の受信回路と、
前記マイクロホン信号を前記受信回路のダイナミックレンジ内に入るようにバイアスを供給するバイアス電源と、
前記ケーブル接続用コネクタの各端子の電位を検出し、前記バイアス電源をオフにして第４の端子の電位をチェックして、これがＬｏｗレベルを検出した場合は、前記バイアス電源をオンにして第４の端子の電位をチェックして、これがＧＮＤレベルであれば前記ＵＳＢホストケーブルが接続されたと判断し、前記ＧＮＤレベルよりも電位が上がれば前記変換ケーブルが接続されたと判断する制御手段と
を備えることを特徴とする携帯端末。
前記制御手段は、前記ケーブル接続用コネクタの各端子の電位の変化で割込みプログラムを起動し、当該割込みプログラムにより、前記判断を行うことを特徴とする請求項１記載の携帯端末。