以下、本発明の一実施形態に係る電源供給回路ついて、図面を参照して説明する。
図1は、本実施例における電源供給回路の一構成例を説明する図である。
電源供給回路は、映像音声信号を主に遷移時間最短差動信号伝送(TMDS:Transition Minimized Differential Signaling)方式で伝送する第1通信機能(例えばHDMI機能)と、パーティラインで相互伝送する第2通信機能(例えばHDMI-CEC機能)と、電源供給配線とを備える。
電源供給回路は、送信部(Source)10と、受信部(Sink)20と、送信部10と受信部20との間で映像信号、制御信号等を伝送するための複数の信号線と、を備えている。
送信部10と受信部20との間には、例えばHDMIケーブルや、I2C通信ライン等の接続手段により接続されている。複数の信号線は、例えば、映像信号送信ライン、電源供給ライン(PW+5V)、HPDライン、UTILライン、CECライン、DDCライン、SCLライン、および、SDAラインを含む。
複数の信号線の両端は、コネクタ10B、20Bに接続されている。コネクタ10Bは、送信部10のレセプタ10Aに取り付けられ、複数の信号線が送信部10に接続される。コネクタ20Bは、受信部20のレセプタ20Aに取り付けられ、複数の信号線が受信部20に接続される。
送信部10は、例えば映像信号送信装置に搭載され、映像信号をエンコードするエンコーダ12と、エンコーダ12から出力された信号を差動伝送方式により出力するバッファ14と、電源回路16と、制御回路CTR1と、電力切断スイッチSWCと、電源受給通知スイッチSWDと、スイッチ回路18と、レセプタ10Aと、を備えている。
エンコーダ12には、映像信号R、G、Bが入力される。エンコーダ12は入力された映像信号R、G、Bをエンコードし、エンコードされた映像信号をシリアル信号として、後段に配置されたバッファ14へ出力する。
バッファ14には、エンコードされた映像信号とクロック信号CKとが入力される。バッファ14は、差動伝送方式により、エンコードされた映像信号と、エンコードされた映像信号を反転した信号とを、クロック信号CKに同期して映像信号送信ラインへ出力する。
電源回路16は、バッテリBTから供給される電圧を必要に応じて変換して電圧Vccを出力するとともに、供給された電力によりバッテリBTを充電するように構成されている。電圧Vccは、送信部10のレセプタ10AのIO(Input/output)ポートと、スイッチ回路18とに供給される。送信部10は、バッテリBTを充電して携帯機器として使用可能な電子機器に搭載することができる。なお、送信部10は、外部電源(ACアダプタ)を接続して使用する電子機器に搭載されても構わない。
電力切断スイッチSWCは、電源回路16からレセプタ10Aの一端子への出力ラインに設けられている。電力切断スイッチSWCの動作は、制御回路CTR1によって制御される。
電源受給通知スイッチSWDは、レセプタ10Aの一端子から電源回路16への入力ラインに設けられている。電源受給通知スイッチSWDの動作は、制御回路CTR1によって制御される。
スイッチ回路18は、レセプタ10Aの接続ラインSCLに接続された端子と、接続ラインSDAに接続された端子とをショートすることが可能に構成されたアナログスイッチ18A、18Bを備えている。スイッチ回路18には、電源回路16から電圧Vccが供給される。アナログスイッチ18A、18Bは、電圧Vccが供給されていないときに、レセプタ10Aとの接続ライン同士をショートさせる。
制御回路CTR1は、エンコーダ12、電源回路16、電力切断スイッチSWC、および、電源受給通知スイッチSWDの動作を制御するように構成されている。
電源回路16は電力切断スイッチSWCを介してHDMIケーブルの電源供給配線(PW+5V)に接続される。送信部10において、電源供給配線(PW+5V)は、電源受給通知スイッチSWDおよび抵抗器を介して、HPDラインと制御回路CTR1のIOポートとに接続されている。
受信部20は、例えば映像受信装置に搭載され、デコーダ22と、入力された信号をデコーダ22へ出力するバッファ24と、電力供給スイッチSWAと、電源方向通知スイッチSWBと、制御回路CTR2と、記録手段26としてのROMと、監視回路28と、を備えている。
バッファ24には、映像信号送信ラインからエンコードされた映像信号を受信して、エンコードされた映像信号とクロック信号とを出力する。エンコードされた映像信号はデコーダ22へ入力される。デコーダ22は、エンコードされた映像信号をデコードして、並列に出力する。
電力供給スイッチSWAは、電源電圧供給ライン(PW+5V)と電圧Vccの電圧源との間の接続を切り替えるように構成されている。電力供給スイッチSWAの動作は制御回路CTR2によって制御される。電源電圧供給ライン(PW+5V)とHPDラインとの間には、電源方向通知スイッチSWBを介してHDMI規格により規定された抵抗器を接続している。
受信部20では、電圧Vccが電力供給スイッチSWAを介して電力供給配線(PW+5V)へ接続され、電力供給スイッチSWAを切り替えることにより送信部10への電力供給が制御される。
記録手段26には、システム全体における位置を表すアドレス(Physical Address)が記録されている。送信部10および受信部20は、記録手段26にアクセスしてアドレスを取得することによって、自身がHDMIシステムのどこの位置に存在するかを確認する。
監視回路28のIOポートには、SCL(クロック信号)ラインおよびSDA(データ信号)ラインが接続されている。SCLラインには、プルアップの抵抗器R1(4.7KΩ)が接続されている。SDAラインには、プルダウンの抵抗器R2(4.7KΩ)が接続されている。監視回路28は、SCLラインおよびSDAラインの電位を監視している。
制御回路CTR2は、デコーダ22、電力供給スイッチSWA、電源方向通知スイッチSWB、記録手段26、および、監視回路28の動作を制御する。制御回路CTR2のIOポートにはHPDラインが接続され、制御回路CTR2によりHPDラインの電位が監視される。
なお、図1に示すHDMIケーブルのUTIL(Utility)ラインは、図示されない回路に接続されていてもよい。
図2に、上記電源供給回路において、受信部20から送信部10へ電力を供給する動作例を説明するためのタイミングチャートを示す。
まず、受信部20の制御回路CTR2は、電源方向通知スイッチSWBをオンとし、電力供給スイッチSWAをオフとする。送信部10の制御回路CTR1は、電力切断スイッチSWCをオンとし、電源受給通知スイッチSWDをオフとする。
送信部10と受信部20とが接続手段により接続されて、送信部10が起動されると、電源回路16が動作して、電源電圧供給ライン(PW+5V)に電源電圧を供給する。このとき、電源電圧供給ライン(PW+5V)から、電源方向通知スイッチSWB、抵抗器、および、HPDラインを介して、制御回路CTR2のIOポートに電流が流れ、HPDラインの電位がハイ(High)となる。このように、最初は、通常のHDMIケーブルと同様の環境とする。
次に、送信部10から受信部20に対して電力供給を要求するために、CECラインを用いて送信部10から受信部20に対して電源供給機能の問い合わせを行う。このときに、電源供給機能の有無だけでなく、送信部10が要求する電流量を問い合わせコマンドに含めても良い。受信部20は、電源供給機能があれば送信部10の問い合わせに応答する。応答には受信部20が対応可能な供給電流量を返答コマンドに追加しても良い。CECライン上の問い合わせコマンド体系は、例えばHDMI 1.4で規定されたCDC(Capability Discovery and Control)を拡張して使用する。
次に、受信部20からHDCPに関する機能の通信をHDMI 1.4で規定されたCDC−HPDコマンドに代替することを送信部10に通知する。送信部10はCDC−HPDで通信することを了承する応答を受信部20に返す。
次に、送信部10の制御回路CTR1は、電源受給通知スイッチSWDをオンとし、電力切断スイッチSWCをオフとする。電源回路16は、電源受給の準備をしたのち、受信部20の制御回路CTR2に電源供給開始をCDCコマンドで要求する。受信部20の制御回路CTR2は、電力供給スイッチSWAをオンとして電源供給を開始し、電源方向通知スイッチSWBをオフとして、送信部10の制御回路CTR1に対して電源供給の開始をCDCコマンドで通知する。
送信部10の制御回路CTR1は、電源供給開始コマンドを受けて、電力切断スイッチSWCをオンとして電源受給を開始する。すなわち、受信部20の電圧Vccの電圧源から、電源電圧供給ライン(PW+5V)、電源受給通知スイッチSWD、および、HPDラインの経路で電源電圧が送信部10の制御回路CTR1へ供給される。HPDラインの電位がハイ(High)である状態が継続している期間は、受信部20側からの電源供給を継続される。
次に、電源供給を中止する場合について説明する。まず送信部10の制御回路CTR1は、電力切断スイッチSWCをオフとして、一旦、電源電圧供給配線(PW+5V)からの受給を停止する。
続いて、制御回路CTR1は、電源回路16が電圧Vccを生成し、電源電圧供給配線(PW+5V)へ供給する準備をする。続いて電源供給中止のCDCコマンドを送出する。受信部20の制御回路CTR2は、電源供給中止のコマンドを受けて電源方向通知スイッチSWBをオンとし、電力供給スイッチSWAをオフとし、電源供給の中止を送信部10に通知する。送信部10は電力切断スイッチSWCをオンとして電源電圧供給配線(PW+5V)へ電圧Vccを供給開始する。
次に、受信部20の制御回路CTR2から、CDC−HPDの使用を中止するコマンドを送出し、送信部10の制御回路CTR1は、CDC−HPDの使用中止を了承する応答を返す。上記のように電源供給要求を中止すると、受信部20から送信部10への電源電圧Vcc供給が停止され、送信部10から受信部20への電源電圧Vccの供給が開始される。
なお、上記の例で示したCDC−HPDの使用の開始および終了コマンドは使用しても使用しなくてもよい。
次に、送信部10と受信部20とを接続手段によって接続した際に、送信部10から電圧Vccが供給されなかった場合の動作例について説明する。
まず、受信部20の制御回路CTR2は、監視回路28にSCLラインとSDAラインとの電位を監視させて、送信部10の状態を取得する。電源回路16から電圧Vccが出力されていない場合、SCLラインとSDAラインとがスイッチ回路18により電気的に接続される。このとき、監視回路28は、SCLラインがハイ(High)レベルであって、SDAラインがロー(Low)レベルであることを検出し、制御回路CTR2へ送信部10から電圧Vccが供給されていないこと通知する信号を出力する。この場合、受信部20の制御回路CTR2は、電力供給スイッチSWAをオンとし、電源方向通知スイッチSWBをオフとして、送信部10へ電圧Vccを供給する。
また、送信部10から電圧Vccが供給されている場合には、スイッチ回路18により、SCLラインとSDAラインとは制御回路CTR1に接続され、所定の信号が供給される。監視回路28は、SCLラインがハイ(High)レベルであって、SDAラインが所定の電位(例えば2.5V)であると検出したときに、制御回路CTR2へ送信部10から電圧Vccが供給されていることを通知する信号を出力する。この場合、受信部20の制御回路CTR2は、図2に示す電源電圧供給動作を行なう。
また、受信部20のSCLラインとSDAラインとが接続されるIOポートに、送信部10が電気的に接続されていない場合には、監視回路28はIOポートがオープンであることを検出し、制御回路CTR2へ送信部10が接続されていないことを通知する信号を出力する。
上記のように、スイッチ回路18および監視回路28を設けることによって、例えばバッテリBTが放電不可能な状態であって送信部10から電圧Vccを供給することができない場合には、受信部20から電圧Vccを供給することによって送信部10を起動させて、信号伝送の処理を行うことができる。
次に、受信部20から送信部10への電源電圧供給量を増大する場合について説明する。図3に、受信部20から送信部10へ電源電圧供給中に、電源電圧供給量を増大する動作例を説明するタイミングチャートを示す。
この例では、セットトップボックスやレコーダのような据え置き型の送信機器と、デジタルテレビ受像機のような据え置き型の機器との間を接続するHDMIセレクタ(送信部10と受信部20とを含む)のような機器を想定している。このような機器は外部電源(ACアダプタ)が付属して使用することがあるが、本実施形態を適用すれば外部電源が不要となる。
まず、受信部20の制御回路CTR2は、送信部10の制御回路CTR1に対して電源供給量の増大が可能かCDCコマンドで問い合わせる。送信部10の制御回路CTR1は、電源供給量増大機能があることを受信部20の制御回路CTR2へ応答する。このときの問いや応答には供給可能量を示す情報を付加してもよい。
次に、受信部20の制御回路CTR2から、HDCPに関する機能の通信をHDMI 1.4で規定されたCDC−HPDコマンドに代替することを送信部10の制御回路CTR1に通知する。送信部10の制御回路CTR1は、CDC−HPDコマンドで通信することを了承する応答を受信部20の制御回路CTR2へ返す。
次に、受信部20の制御回路CTR2は、電源供給量増大をCDC−HPDコマンドで要求する。送信部10の制御回路CTR1は、電源受給通知スイッチSWDをオンとした後、電源供給量増大を行い、受信部20の制御回路CTR2へ電源供給量増大完了をCDC−HPDコマンドで応答する。
次に、受信部20の制御回路CTR2は、電源方向通知スイッチSWBをオフとする。送信部10の制御回路CTR1および受信部20の制御回路CTR2は、HPDラインの検知を継続し、HPDラインの電位がハイ(High)状態が継続されている期間は送信部10からの電源供給量を増大させる。
続いて、電源供給量増大停止の動作例を説明する。まず、送信部10から電源供給増大機能の停止要求をCDC−HPDコマンドで送出する。受信部20の制御回路CTR2は、電源方向通知スイッチSWBをオンとしたのち、電源供給増大停止を了承する応答を送信部10の制御回路CTR1へ返す。
次に、HPDラインの電位がハイ(High)である状態が継続されていることを確認し、受信部20の制御回路CTR2から、CDC−HPDの使用を中止するコマンドを送信部10の制御回路CTR1へ送出する。送信部10の制御回路CTR1は、CDC−HPDの使用中止を了承する応答を返す。以上のように、電源供給量増大停止が完了される。
なお、送信部10から増大中止要求コマンドを送出する例を示したが、逆に受信部20の制御回路CTR2から中止コマンドを送出しても良い。
図4に、電源電圧供給動作、および、電源電圧増大動作において適用可能なキャンセル動作の一例を示す。
送信部10の制御回路CTR1および受信部20の制御回路CTR2は、送信部10からの電源供給開始、もしくは、電源供給量増大開始以降にHPDラインの電位を検出し続け、HPDラインの電位がハイ(High)レベルからロー(Low)レベルとなった場合に、送信部10と受信部20とは電源供給に関する動作を即座に中止し、電力供給スイッチSWAをオフとし、電源方向通知スイッチSWBをオンとし、電力切断スイッチSWCをオンとし、電源受給通知スイッチSWDをオフとして、電源回路16から電圧Vccを電源電圧供給ライン(PW+5V)に供給する。
上記のように、本実施形態に係る電源供給回路によれば、HDMIケーブル等の接続手段を介して接続機器(送信機器側)に電力供給可能となり、信号伝送が接続機器の運用形態(バッテリ動作)に依存することがなくなる。また、接続機器から信号伝送を行なっていない場合でもHDMIケーブル等を接続しておくだけでバッテリを充電することが可能となり、ユーザの利便性を向上させることができる。また、送信機器から信号伝送動作時に、HDMIケーブルの抜け判定を確実に行うことができる。
すなわち、本実施形態にかかる電源供給回路によれば、受信部から送信部へ電力を供給可能とし、受信機器の電源事情に制約されることのない電源供給回路を提供することができる。
なお、上記の電源供給回路において、電源供給機能の探索および電源供給機能の制御に、HDMI通信およびHDMI−CEC通信を用いていたが、例えば、HPDラインおよびUTILラインのいずれか、あるいは両方を使用してもよい。その場合であっても、上記実施形態に係る電源供給回路と同様の効果を得ることができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
本発明の実施形態に係る電源供給回路は、送信部と、受信部と、前記送信部と前記受信部との間で制御信号を伝送する第1配線と、電源電圧を伝送する電源配線と、電力受給状態を伝送する第2配線と、前記送信部の状態検出に用いられる第3配線および第4配線と、を備えた接続手段と、備えた電源供給回路であって、前記受信部は、電圧源と前記電源配線との接続を切り替える電力供給スイッチと、前記電源配線と前記第2配線との接続を切り替える電源方向通知スイッチと、第2制御回路と、前記第3配線および前記第4配線が接続された監視回路と、前記第3配線に接続されたプルアップ抵抗器と、前記第4配線に接続されたプルダウン抵抗器と、を備え、前記送信部は、電源から供給された電圧を所定の電圧に変圧して出力する電源回路と、前記電源回路と前記電源配線との接続を切り替える切替スイッチと、前記電源配線と前記第2配線との接続を切り替える電源受給通知スイッチと、第1制御回路と、前記電源回路から所定の電圧が出力されているときに前記第3配線と前記第4配線とを短絡させるように構成されたスイッチ回路と、を備え、前記第1制御回路は、前記第1配線を用いて前記第2制御回路に電源供給機能の有無を問い合わせ、電源供給機能有りの応答があった場合に、前記切替スイッチをオンし、前記電源受給通知スイッチをオフとして、前記第1配線を用いて前記2制御回路へ電源供給要求を行なうように構成され、前記監視回路は、前記第3配線および前記第4配線の電位を監視し、前記第3配線の電位がハイレベルであって前記第4配線の電位がローレベルであるときに、前記送信部から電源電圧供給不可であると前記第2制御回路に通知するように構成され、前記第2制御回路は、前記第1制御回路から電源供給要求があった場合と前記送信部が電源電圧供給不可である場合とに、前記電力供給スイッチをオンとし、前記電源方向通知スイッチをオフとし、前記第2配線の電位がハイレベルである期間、電源供給を継続するように構成されている。
本発明の実施形態に係る電源供給回路は、送信部と、受信部と、前記送信部と前記受信部との間で制御信号を伝送する第1配線と、電源電圧を伝送する電源配線と、電力受給状態を伝送する第2配線と、前記送信部の状態検出に用いられる第3配線および第4配線と、を備えた接続手段と、を備えた電源供給回路であって、前記受信部は、電圧源と前記電源配線との接続を切り替える電力供給スイッチと、前記電源配線と前記第2配線との接続を切り替える電源方向通知スイッチと、第2制御回路と、前記第3配線および前記第4配線が接続された監視回路と、前記第3配線に接続されたプルアップ抵抗器と、前記第4配線に接続されたプルダウン抵抗器と、を備え、前記送信部は、所定の電圧を出力する電源回路と、前記電源回路と前記電源配線との接続を切り替える切替スイッチと、前記電源配線と前記第2配線との接続を切り替える電源受給通知スイッチと、第1制御回路と、前記電源回路から前記所定の電圧が出力されていないことに応じて前記第3配線と前記第4配線とを接続させるスイッチ回路と、を備え、前記第1制御回路は、前記第1配線を用いて前記第2制御回路に電源供給機能の有無を問い合わせ、電源供給機能有りの応答があった場合に、前記切替スイッチをオンし、前記電源受給通知スイッチをオフとして、前記第1配線を用いて前記第2制御回路へ電源供給要求を行ない、前記監視回路は、前記第3配線および前記第4配線の電位を監視し、前記第3配線の電位がハイレベルであって前記第4配線の電位がローレベルである場合に、前記送信部から電源電圧供給不可であると前記第2制御回路に通知し、前記第2制御回路は、前記第1制御回路から電源供給要求があった場合と前記送信部が電源電圧供給不可である場合とに、前記電力供給スイッチをオンとし、前記電源方向通知スイッチをオフとし、前記第2配線の電位がハイレベルである期間、電源供給を継続する。