JP2013145430A - Ｕｓｂホスト装置及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】挿入するＵＳＢデバイス側の特別な対応や、テレビ側の複雑なシステム変更なしに、テレビのスタンバイ時に、ＵＳＢ端子にＵＳＢデバイスが挿入されたことを素早く検知し、自動的にテレビの電源をオンにするという技術を提供する。
【解決手段】
スタンバイ時に、ＵＳＢインタフェイス部６２にＵＳＢデバイス９０が挿入されると、ＵＳＢデバイス９０を介してＶｂｕｓ端子６３が接地される。すると、バックアップ用電源ラインＬ２に電流が流れ、トランジスタ７４のベース−エミッタ間に電位差が生じ、トランジスタ７４がオンとなり、エミッタ−コレクタ間に電流が流れ、さらにその電流は第２の抵抗Ｒ２を介し接地に流れる。その結果、トランジスタ７４のコレクタ側出力Ａと接地との間に電位差が生じる。その電圧変化を主制御部２１が取得する。主制御部２１は、その電圧変化を取得すると、主電源をオンさせる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＵＳＢホスト装置及び表示装置に係り、ＵＳＢデバイスの挿入を検知可能なＵＳＢホスト装置及びそのようなＵＳＢホスト装置を備えた表示装置に関する。

一般的に、テレビに代表される表示装置に様々なＵＳＢデバイスを挿入し、ＵＳＢデバイス内のコンテンツを利用する機会が増えてきているが、手軽に素早く利用できるようにするなどの利便性向上が求められている。

ＵＳＢデバイスの利便性向上の観点から様々な技術が提案されている。例えば、ホスト側コンピュータと自己電源を有するＵＳＢデバイスとの接続が物理的に切断されたときに、その切断を検知する技術がある（例えば、特許文献１参照）。具体的には、ＵＳＢデバイスは、ホスト側コンピュータに、二つの信号ラインと電源ラインとグランドラインとを有するＵＳＢケーブルにより接続されてホスト側コンピュータと通信を行うように構成され、さらに、自己電源を有する。そして、ＵＳＢデバイスとＵＳＢケーブルが接続されているＵＳＢデバイス側のコネクタ部に設けられている電源ライン接続用のＶｂｕｓ端子に、ホスト側コンピュータから供給される電源電圧を検出する電圧検出部が接続され、該電圧検出部の出力によりＵＳＢケーブル６の接続が検知される。

また、別の技術として、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、省消費電力を図るＵＳＢデバイスに関する技術がある（例えば、特許文献２参照）。具体的には、周辺デバイス（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。さらに、電圧センサーで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インタフェイス回路内の入力レシーバへの入力状態を制御する。

特開２００１−１４４７７２号公報 特開２００４−７０６２１号公報

ところで、特許文献１や特許文献２に開示の技術では、ＵＳＢデバイス側、つまり、周辺機器側の技術であって、ホスト側、つまり、ＵＳＢデバイスが挿入される装置側の技術でなく、ホスト装置側のみで対応可能な新たな技術が求められていた。

本発明は以上のような状況に鑑みなされたものであって、上記課題を解決する技術を提供することを目的とする。

本発明のＵＳＢホスト装置は、電源回路から延出しＵＳＢ端子のＶｂｕｓに給電可能に接続される第１の電源ラインと、前記第１の電源ラインと並列に前記Ｖｂｕｓに接続され、前記第１の電源ラインの非給電時において、前記第１の電源ラインへの給電時に印加される電圧より低い電圧が給電可能に印加される第２の電源ラインと、前記第２の電源ラインの経路上に配置された第１の抵抗と、前記第２の電源ラインの経路上で前記Ｖｂｕｓ側に配置された前記第１の抵抗と直列に接続する整流素子と、前記第１の抵抗の前記電源回路側と接地間に設けられた第２の抵抗と、前記第２の抵抗と直列に前記第２の抵抗が接地側となるように接続されたトランジスタと、前記整流素子と第１の抵抗との接続点と前記トランジスタのベースとの間に接続される第３の抵抗と、前記トランジスタのコレクタ側の出力を取得し、前記第１の電源ラインへの給電がなされていない状態で、前記コレクタ側の出力に所定以上の大きさの変動が生じたときに、前記ＵＳＢ端子にＵＳＢデバイスが接続されたと判断するＵＳＢ電源管理部とを有する。
また、前記ＵＳＢ管理部は、前記ＵＳＢデバイスが接続されたと判断した場合、前記第１の電源ラインへの給電を行うように前記電源回路を制御してもよい。
本発明の表示装置は、上記のＵＳＢホスト装置を備える。

本発明によれば、挿入するＵＳＢデバイス側の特別な対応や、テレビ等のホスト装置側の複雑なシステム変更なしに、ホスト装置のスタンバイ時に、ホスト装置のＵＳＢ端子にＵＳＢメモリやＵＳＢ−ＨＤＤ等のＵＳＢデバイスが挿入されると、ホスト装置側で素早く検知し、自動的にホスト装置の電源をオンにするという技術を提供できる。

実施形態に係る、テレビの構成を示す図である。 実施形態に係る、ＵＳＢ電源制御部の構成を示す図である。 実施形態に係る、待機時にＵＳＢデバイスが挿入されたときの信号を示す図である。 実施形態に係る、待機時にＵＳＢデバイスが挿入されたときの処理を示すフローチャートである。

次に、本発明を実施するための形態（以下、単に「実施形態」という）を、図面を参照して具体的に説明する。なお、本実施形態では、表示装置としてテレビ（液晶テレビ等）を例示するが、他にＤＶＤレコーダやＢＤレコーダ等についても適用可能である。

図１は、本実施の形態に係るテレビ１０の概略構成を示す機能ブロック図であって、図示のように、テレビ１０は、制御部２０と、表示部３０と、音声出力部３２と、電源回路４０と、チューナ部５０と、外部ソース部６０と、を備えている。

表示部３０は、ＬＣＤパネルやその駆動回路等を備えており、映像信号を表示出力する。また、音声出力部３２は、スピーカやアンプ等を備えており音声信号を出力する。電源回路４０は、外部から交流電源を取得して所望の直流に変換し、各構成要素に電力を供給する。電力供給の制御は、後述の電源管理制御部２３により実行される。

制御部２０は、単体又は複数のＭＰＵ（microprocessor）等のＬＳＩ（大規模集積回路）やメモリ、及びそのメモリに記憶されてそれぞれの機能を実行するプログラムにより実現される。そして、制御部２０は、主制御部２１と、出力処理部２２と、電源管理制御部２３とを備える。

主制御部２１は、当該テレビ１０の各構成要素を統括的に制御する。また、出力処理部２２は、チューナ部５０や外部ソース部６０から所望のソースを選択してコンテンツ信号（映像信号や音声信号）取得し、表示部３０における駆動形式に応じた信号を表示部３０に出力するとともに、音声信号については音声出力部３２に出力する。また、出力処理部２２は、必要に応じて、例えばテレビ１０の設定画面や、データ放送の内容を反映させたり選択しているチャンネルの番号や時刻を付与したＯＳＤ（On Screen Display）画面など表示部３０に最終的に表示すべき映像を構築する。

電源管理制御部２３は、主制御部２１と協同により、一般的な電源管理制御を行う。さらに、電源管理制御部２３は、ＵＳＢ電源制御部７０を備え、本実施形態で特徴的な処理である、ＵＳＢデバイス９０の挿入に伴う電源処理を実行する。なお、この電源処理の詳細については後述する。

チューナ部５０は、例えば、地上デジタル放送用のチューナであり、地上デジタル放送を受信及び復号する。復号した信号は出力処理部２２へ出力される。

外部ソース部６０は、ＵＳＢインタフェイス部６２とＨＤＭＩインタフェイス部６４とを備える。ＵＳＢインタフェイス部６２は、ＵＳＢ規格に基づいたインタフェイス（ソケット）であって、ＵＳＢメモリやＵＳＢ−ＨＤＤといったＵＳＢデバイス９０と接続する。ＨＤＭＩインタフェイス部６４は、ＨＤＭＩ規格に基づいたインタフェイスであって、ＨＤＭＩケーブルを介してＨＤＭＩ機器（ＤＶＤレコーダ等）と接続する。

まず、テレビが通常動作している時に＋５．１Ｖの電圧でＵＳＢ端子のＶｂｕｓ端子６３に電圧＋５．１Ｖの電力を供給する＋５．１Ｖ電源ラインＬ１（第１の電源ライン）と、テレビのスタンバイ時に唯一、Ｖｂｕｓ端子６３に通電している電圧＋５．０Ｖのバックアップ用電源ラインＬ２（第２の電源ライン）が、図２に示す回路図のように接続される。なお、バックアップ用電源ラインＬ２は、＋３．３Ｖに電圧が設定されてもよい。つまり、バックアップ時に、バックアップ用電源ラインＬ２が＋５．１Ｖ電源ラインＬ１より低い電圧で通電されていればよい。

具体的には、＋５．１Ｖ電源ラインＬ１は、電源回路４０から延出し、ＵＳＢ保護回路５４を介してＵＳＢインタフェイス部６２のＶｂｕｓ端子６３に接続される。ＵＳＢ保護回路５４は、一般的な逆流防止機能付きＩＣで構成される。

バックアップ用電源ラインＬ２は、＋５．１Ｖ電源ラインＬ１と並列に電源回路４０から延出し、第１の抵抗Ｒ１及び整流素子（ダイオード）７２を順に直列に配して、ＵＳＢ保護回路５４のＵＳＢインタフェイス部６２側に接続され、Ｖｂｕｓ端子６３に接続される。

また、第１の抵抗Ｒ１の電源回路４０側には、接地との間にトランジスタ７４が接続される。トランジスタ７４のエミッタが第１の抵抗Ｒ１の電源回路４０側に接続され、コレクタは第２の抵抗Ｒ２を介して接地に接続される。トランジスタ７４のベースは、第３の抵抗Ｒ３を介して整流素子７２のアノード側（整流素子７２と第２の抵抗Ｒ２の間の接続点）に接続される。

さらに、第２の抵抗Ｒ２の電源回路４０側及びトランジスタ７４のコレクタ側は主制御部２１に接続され、それぞれの電圧が検知される。なお、第１〜第３の抵抗Ｒ１〜Ｒ３は、いずれも１０ｋΩの抵抗値となっている。

以上の構成による回路動作を、図３の信号図を参照して説明する。上記のＵＳＢ電源制御部７０では、バックアップ用電源ラインＬ２からＵＳＢインタフェイス部６２に電源を供給できる待機状態になっている。

テレビ１０のスタンバイ時に、ＵＳＢインタフェイス部６２にＵＳＢデバイス９０が挿入されると、ＵＳＢデバイス９０を介して、ＵＳＢインタフェイス部６２のＶｂｕｓ端子６３が接地される。

すると、ＵＳＢインタフェイス部６２（Ｖｂｕｓ端子６３）に印加されているバックアップ電源によって、図２の破線で示すように、バックアップ用電源ラインＬ２に電流が流れる。このとき、＋５．１Ｖ電源ラインＬ１にはＵＳＢ保護回路５４が配置されているので、＋５．１Ｖ電源ラインＬ１に電流が逆流して流れ込むことはない。

そして、トランジスタ７４のベース−エミッタ間に電位差が生じ、トランジスタ７４がオンとなり、エミッタ−コレクタ間に電流が流れ、さらにその電流は第２の抵抗Ｒ２を介し接地に流れる。なお、第１の抵抗Ｒ１及び第３の抵抗Ｒ３は、トランジスタ７４を動作させるに十分な上記電位差が生じるように設定される。

その結果、トランジスタ７４のコレクタ側出力Ａと接地との間に電位差が生じる。その電圧変化を主制御部２１が取得する。主制御部２１は、その電圧変化を取得すると、電源回路４０に対して主電源オン信号（ＰＳ＿ＯＮ）を出力し、主電源をオンさせる。

電源起動後は、＋５．１Ｖ電源ラインＬ１が通電される。つまり、バックアップ用電源ラインＬ２より電圧の高いラインである＋５．１Ｖ電源ラインＬ１が起動する。その結果、整流素子７２に流れていた電流（図２の破線矢印）は停止し、トランジスタ７４のコレクタ側出力Ａも０Ｖに戻る。以降は、通常のテレビ１０の動作がなされ、テレビ１０の前回最終時の動作が継続されたり、ＵＳＢデバイス９０に記録されたコンテンツが再生されたりする。当該構成の場合、トランジスタ７４のコレクタ側出力Ａが上昇し元に戻るまで約１ｍｓであり、十分に素早い動作を実現できる。

つぎに、上記回路動作を実現する主制御部２１の処理について図４のフローチャートを参照して説明する。

待機状態において、主制御部２１は、トランジスタ７４のコレクタ側出力Ａがハイか、つまり、ＵＳＢインタフェイス部６２（Ｖｂｕｓ端子６３）からの入力がハイであるか否かを監視する（Ｓ１０）。

コレクタ側出力Ａがハイの場合（Ｓ１０のＹ）、主制御部２１は、その旨を記憶し（Ｓ１２）、主電源オン信号（ＰＳ＿ＯＮ）を電源回路４０に出力し、テレビ１０の主電源を起動する（Ｓ１８）。

コレクタ側出力Ａがハイでない場合（Ｓ１０のＮ）、主制御部２１はリモコンからの電源入力操作があったか否かを判断する（Ｓ１４）。リモコンから電源入力操作があった場合（Ｓ１４のＹ）、主制御部２１はテレビ１０の主電源を起動する（Ｓ１８）。

リモコンから電源入力操作がない場合（Ｓ１４のＮ）、主制御部２１は電源ボタンが押下されたか否かを判断する（Ｓ１６）。電源ボタンが押下された場合（Ｓ１６のＹ）、主制御部２１はテレビ１０の主電源を起動する（Ｓ１８）。電源ボタンが押下されない場合（Ｓ１６のＮ）、主制御部２１はＳ１０の処理に戻る。

Ｓ１８の処理でテレビ１０の主電源が起動すると、主制御部２１は、コレクタ側出力Ａがハイで主電源が起動したか否かを判断する（Ｓ２０）。

コレクタ側出力Ａがハイの場合（Ｓ２０のＹ）、主制御部２１は、テレビ１０の入力モード（入力切替）をＵＳＢ入力（ＵＳＢインタフェイス部６２）に設定した状態でテレビ１０の動作を開始する（Ｓ２２）。

コレクタ側出力Ａがハイでない場合（Ｓ２０のＮ）、主制御部２１は、前回最終動作の入力モードでテレビ１０の動作を開始する（Ｓ２４）。

以上、本実施形態によると、従来技術にはない簡易的な回路構成で、ＵＳＢデバイス９０を用いて素早くテレビ１０を起動させることができる。また、ユーザのワンアクションでＵＳＢデバイス９０内のコンテンツを利用することができる。さらに、ＵＳＢデバイス９０側に特別な対応（回路等）が不要であり、汎用のＵＳＢデバイス９０を活用することができる。さらにまた、テレビ１０においても、非常に簡易的な検知回路を追加すればよく、複雑な主制御部２１（ＭＰＵ）の制御が不要である。

以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせ等にいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１０ テレビ
２０ 制御部
２１ 主制御部
２２ 出力処理部
２３ 電源管理制御部
３０ 表示部
３２ 音声出力部
４０ 電源回路
５０ チューナ部
５４ ＵＳＢ保護回路
６０ 外部ソース部
６２ ＵＳＢインタフェイス部
６３ Ｖｂｕｓ端子
６４ ＨＤＭＩインタフェイス部
７０ ＵＳＢ電源制御部
７２ 整流素子
７４ トランジスタ
９０ ＵＳＢデバイス
Ａ コレクタ側出力
Ｌ１ ＋５．１Ｖ電源ライン（第１の電源ライン）
Ｌ２ バックアップ用電源ライン（第２の電源ライン）
Ｒ１ 第１の抵抗
Ｒ２ 第２の抵抗
Ｒ３ 第３の抵抗

Claims (3)

1. 電源回路から延出しＵＳＢ端子のＶｂｕｓに給電可能に接続される第１の電源ラインと、
   前記第１の電源ラインと並列に前記Ｖｂｕｓに接続され、前記第１の電源ラインの非給電時において、前記第１の電源ラインへの給電時に印加される電圧より低い電圧が給電可能に印加される第２の電源ラインと、
   前記第２の電源ラインの経路上に配置された第１の抵抗と
   前記第２の電源ラインの経路上で前記Ｖｂｕｓ側に配置された前記第１の抵抗と直列に接続する整流素子と、
   前記第１の抵抗の前記電源回路側と接地間に設けられた第２の抵抗と、
   前記第２の抵抗と直列に前記第２の抵抗が接地側となるように接続されたトランジスタと、
   前記整流素子と第１の抵抗との接続点と前記トランジスタのベースとの間に接続される第３の抵抗と、
   前記トランジスタのコレクタ側の出力を取得し、前記第１の電源ラインへの給電がなされていない状態で、前記コレクタ側の出力に所定以上の大きさの変動が生じたときに、前記ＵＳＢ端子にＵＳＢデバイスが接続されたと判断するＵＳＢ管理部と
   を有することを特徴とするＵＳＢホスト装置。
2. 前記ＵＳＢ管理部は、前記ＵＳＢデバイスが接続されたと判断した場合、前記第１の電源ラインへの給電を行うように前記電源回路を制御することを特徴とする請求項１に記載のＵＳＢホスト装置。
3. 請求項１又は２に記載のＵＳＢホスト装置を備えることを特徴とする表示装置。

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