JP2018057246A - 電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】外部装置から供給される電力を用いてバッテリを充電する電子機器において、電子機器の電源がオフ状態にされた後であっても充電を継続できるようにする。【解決手段】電子機器は、電源がオン状態の場合、前記電子機器に接続される外部ケーブルの特定のラインを所定電圧へ接続させる制御部と、外部ケーブルの電力供給ラインから供給される電力でバッテリを充電する充電部と、電力供給ラインから供給される電力を用いて、特定のラインの所定電圧への接続状態を維持させる維持部と、を有し、制御部は、電子機器の電源がオフ状態で充電部によるバッテリの充電が必要な場合、維持部による接続状態の維持を有効にする。【選択図】 図1
Description
本発明は、通信可能な外部インターフェースを介して機器内のバッテリの充電処理を行うことが可能な電子機器に関する。
一般に、デジタルカメラ等の電子機器は、外部装置とのインターフェースとして、USB(Universal Serial Bus)規格に準拠したインターフェースを有する。USBは外部装置との間でデータ通信を行うほか、外部装置から電力供給を受けることが可能であり、その供給電力を使用して機器を動作させたり機器内のバッテリの充電を行ったり(USB充電)することが可能である。USBデバイスとして機能する電子機器がUSBを介して電力供給を受ける際の外部装置としては、充電専用のACアダプタや、データ通信とUSB充電を同時に行うことが可能なPC(パーソナルコンピュータ)等のUSBホストが挙げられる。
特許文献1では、USBホストとしてのコンピュータ装置が、接続されたUSBデバイスに電力を供給する状態と遮断する状態を、USBデバイスがコンピュータ装置に接続された状態を保ったまま切り替える技術が提案されている。
USBデバイスは、パーソナルコンピュータ(以下、PC)等のUSBホストと接続した際、データ通信とUSB充電を同時に行うことが可能である。従ってUSBデバイスはUSBホストと通信状態を維持しながらUSB充電を行うことになる。つまり、USBデバイスの電源がオン状態のままでUSB充電が行われることになる。
USBデバイスを充電しようと思っているユーザは、USBデバイスの電源がオン状態のまま充電を行うより、オフ状態にして充電したほうが充電時間を短縮できると考えるであろう。しかしながら、USBデバイスの電源をオフ状態にすると、USBデバイスにおいて所定の信号線(たとえばD+またはD−)のプルアップ状態またはプルダウン状態が解除されてしまう。一方、USBホストは、所定の信号線のプルアップ状態またはプルダウン状態が解除されたことを検出すると、USBが切断されたと判断する。USBホストは、USBの切断を検出すると、USBデバイスへの電力を遮断する。このように、USB充電中にUSBデバイスの電源をオフ状態にすると、USBデバイスとUSBホストとのUSB接続が切断されたことになるため、USBホストが給電を停止してしまい、USBデバイスはUSB充電を継続することができなくなってしまう。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、外部装置から供給される電力を用いてバッテリを充電する電子機器において、電子機器の電源がオフ状態になった後であっても充電を継続できるようにすることを目的とする。
本発明に係る電子機器は、前記電子機器の電源がオン状態の場合、前記電子機器に接続される外部ケーブルの特定のラインを所定電圧へ接続させる制御手段と、前記外部ケーブルの電力供給ラインから供給される電力でバッテリを充電する充電手段と、前記電力供給ラインから供給される電力を用いて、前記特定のラインの所定電圧への接続状態を維持させる維持手段と、を有し、前記制御手段は、前記電子機器の電源がオフ状態で前記充電手段による前記バッテリの充電が必要な場合、前記維持手段による前記接続状態の維持を有効にする。
本発明によれば、外部装置から供給される電力を用いてバッテリを充電する電子機器において、電子機器の電源がオフ状態になった後であっても充電を継続することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
[実施形態1]
図1は、実施形態1における電子機器100の構成の一例を説明するためのブロック図である。実施形態1では、外部ケーブルの一例としてUSB(Universal Serial Bus)を用いた構成を例示する。なお、実施形態1では、電子機器100がデジタルカメラとして動作する装置である場合を説明するが、電子機器100はデジタルカメラとして動作する装置に限られない。電子機器100は、USBホストと通信可能な装置であれば、どのような装置であってもよい。例えば、電子機器100は、携帯電話又はパーソナルコンピュータとして動作する装置であってもよい。
図1は、実施形態1における電子機器100の構成の一例を説明するためのブロック図である。実施形態1では、外部ケーブルの一例としてUSB(Universal Serial Bus)を用いた構成を例示する。なお、実施形態1では、電子機器100がデジタルカメラとして動作する装置である場合を説明するが、電子機器100はデジタルカメラとして動作する装置に限られない。電子機器100は、USBホストと通信可能な装置であれば、どのような装置であってもよい。例えば、電子機器100は、携帯電話又はパーソナルコンピュータとして動作する装置であってもよい。
制御部101は、入力された信号や、後述のプログラム(例えば、第2のメモリ107に格納されているプログラム)に従って電子機器100の各構成要素を制御する。なお、制御部101が電子機器100全体を制御する代わりに、複数のハードウェアが処理を分担することで、電子機器100全体を制御してもよい。撮像部102は、レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換し、ノイズ低減処理などを行って得られたデジタルデータを画像データとして出力する。出力した画像データはバッファメモリ(例えば、第1のメモリ106)に蓄えられた後、制御部101にて所定の演算が行われ、記録媒体103に記録される。記録媒体103は、撮像部102から出力された画像データを記録することができる。記録媒体103は、電子機器100に着脱可能なように構成してもよいし、電子機器100に内蔵されていてもよい。すなわち、電子機器100は、少なくとも記録媒体103にアクセスする手段を有していればよい。
指示入力部104は、電子機器100への指示をユーザから受け付けるために用いられる。指示入力部104は、ユーザが電子機器100の電源をオン状態又はオフ状態にすることを指示するための電源ボタンと、撮影を指示するためのレリーズスイッチと、ズーム倍率を指示するためのズームレバーとを含む。指示入力部104は、さらに、画像データの再生を指示するための再生ボタンと、電子機器100の起動モードを指示するモードダイヤルとを含む。また、後述する表示部105に形成されるタッチパネルも指示入力部104に含まれる。なお、レリーズスイッチは、SW1及びSW2を有する。レリーズスイッチが、いわゆる半押し状態となることにより、SW1がオンとなる。これにより、AF(オートフォーカス)処理、AE(自動露出)処理、AWB(オートホワイトバランス)処理、EF(フラッシュプリ発光)処理等の撮影準備が開始される。また、レリーズスイッチが、いわゆる全押し状態となることにより、SW2がオンとなる。これにより、撮影動作が開始する。
表示部105は、撮影の際のビューファインダー画像の表示、撮影した画像データの表示、対話的な指示のための文字表示などを行う。なお、表示部105は必ずしも電子機器100に内蔵される必要はない。電子機器100は内部又は外部の表示部105と接続することができ、表示部105の表示を制御する表示制御機能を少なくとも有していればよい。第1のメモリ106は、撮像部102で撮像された画像データを一時的に格納するバッファメモリとして使用され、表示部105の画像表示用メモリとして使用され、制御部101の作業領域等として使用される。第2のメモリ107には、制御部101で実行される後述のプログラム等が格納される。
バッテリ装置108は、電子機器100を動作させるために必要な電力を供給する。バッテリ装置108は、電子機器100に着脱可能なように構成されてもよいし、電子機器100に内蔵されていてもよい。バッテリ装置108は、接続部109から電源制御部110を介して受け取った外部電力によって充電されるように構成されている。
接続部109は、他の装置(例えば外部装置200)と接続するためのインターフェースであり、実施形態1ではUSBインターフェースである。電子機器100は、接続部109を介して、他の装置とデータのやりとりを行うことができる。また接続部109を介して他の装置から外部電力の供給を受けることができる。なお、電子機器100はUSBデバイスとして機能する装置であり、接続部109は他の装置とUSB規格に準拠した通信を行うためのインターフェースコネクタ及びUSBデバイスコントローラ(後述)を含む。制御部101は、接続部109を制御することで他の装置との間のUSB通信及びUSB充電を実現する。
電源制御部110は、接続部109から受け取った外部電力を、制御部101を介して電子機器100全体へ供給する。また、電源制御部110は、接続部109から受け取った、外部ケーブルの電力供給ラインから供給される電力(外部電力)を用いてバッテリ装置108を充電する。外部回路111は、外部ケーブルを介して外部装置200と通信接続している間の、外部ケーブルの特定のラインの所定電圧への接続状態を、電子機器100の電源をオフ状態にした後も維持させる回路である。実施形態1では、外部ケーブルとしてUSBが用いられており、外部回路111は、接続部109と接続されているUSBの信号ライン(D+ラインまたはD−ライン)に対してプルアップ抵抗またはプルダウン抵抗の着脱を行う。このような、プルアップ抵抗またはプルダウン抵抗の着脱により、導線の所定電圧への接続状態の有効又は無効を切り替えることができる。なお、接続状態の有効又は無効は、制御部101により切り替えることが可能であり、詳細については後述する。
図2は、実施形態1における電子機器100と接続可能な外部装置200が有する複数の構成要素を説明するためのブロック図である。なお、実施形態1では、外部装置200がPC(パーソナルコンピュータ)として動作する装置である場合を説明するが、外部装置200はPCとして動作する装置に限られない。外部装置200は、USBホストとして機能することができる装置であれば、どのような装置であってもよい。例えば、外部装置200は、プリンタ又はUSBハブとして動作する装置であってもよい。
制御部201は、入力された信号や、後述のプログラムに従って外部装置200の各構成要素を制御する。なお、制御部201が外部装置200全体を制御する代わりに、複数のハードウェアが処理を分担することで、外部装置200全体を制御してもよい。指示入力部202は、外部装置200への指示をユーザから受け付けるために用いられる。指示入力部202は、例えば、マウスやキーボードを有する。また、表示部203に形成されるタッチパネルも指示入力部202に含まれる。
表示部203は、液晶表示装置などの表示装置である。表示部203は必ずしも外部装置200が内蔵する必要はなく、外部装置200は、内部又は外部の表示部203と接続することができ、表示部203の表示を制御する表示制御機能を少なくとも有していればよい。第1のメモリ204は、表示部203の画像表示用メモリとして使用され、制御部201の作業領域等として使用される。第2のメモリ205には、制御部201で実行されるプログラム等が格納される。
電源制御部206は、外部装置200を動作させるための、必要な電力の供給を制御する。電源制御部206は、例えば外部装置200に内蔵するように構成されたバッテリによる電力の供給を制御する構成でもよいし、外部から受けた電力供給を制御する構成でもよい。すなわち、電源制御部206は、外部装置200の各構成要素へ少なくとも電力供給可能な手段を有していればよい。
接続部207は、外部装置200と接続するためのインターフェースである。実施形態1において、外部装置200は、接続部207を介して、他の装置(実施形態1では電子機器100)とデータのやりとりを行うことができる。なお、実施形態1では、外部装置200はUSBホストとして機能する装置であり、接続部207は他の装置とUSB規格に準拠した通信を行うためのインターフェースコネクタ及びUSBホストコントローラを含む。制御部201は、接続部207を制御することで外部装置200とのUSB通信を実現する。
図3A及び図3Bは、実施形態1のUSB接続の構成を示した図であり、接続部109及び接続部207の詳細と、その接続形態を示したものである。図3Aは電子機器100と外部装置200がUSB1.1またはUSB2.0のFSモード(Full Speed)で接続された場合の構成を示した図である。図3Bは電子機器100と外部装置200がUSB2.0のHSモード(High Speed)で接続された場合の構成を示した図である。なお、以下では、FSモードでのUSB接続をUSB1.1での接続、HSモードでのUSB接続をUSB2.0での接続と称する。また、USB接続は、特定の通信モード(例えばFSモードまたはHSモード)で通信接続している場合に、特定のライン(D+ラインまたはD−ライン)が所定電圧(VBUS)へ接続される外部ケーブルの一例であり、他の接続方式が用いられてもよい。
図3A及び図3Bに示されるように、接続部109は、USBデバイスコントローラ301、USBインターフェース用のコネクタ302並びに内部抵抗305、312及び313を有する。また、接続部207は、USBホストコントローラ303、インターフェース用のコネクタ304並びに内部抵抗306及び307を有する。
USBデバイスコントローラ301は、USBデバイス側におけるUSB通信の制御を行うコントローラであり、送信するデータに合わせてD+ライン309及びD−ライン310の状態を制御する。また、USBデバイスコントローラ301は、D+ライン309及びD−ライン310から得られる信号を制御部101が扱うレベルのデジタル信号SIGとして出力する。コネクタ302は、電子機器100におけるUSBケーブルの差し込み口であり、ユーザはコネクタ302に対してUSBケーブルの挿抜を行う。内部抵抗305は、後述するD+ライン309をプルアップするための抵抗であり、USBデバイスコントローラ301からプルアップの実行が制御される。内部抵抗312は、後述するD−ライン310をプルダウンするための抵抗であり、USBデバイスコントローラ301からプルダウンの実行が制御される。内部抵抗313は、後述するD+ライン309をプルダウンするための抵抗であり、USBデバイスコントローラ301からプルダウンの実行が制御される。
接続部207において、コネクタ304は、外部装置200におけるUSBケーブルの差し込み口であり、ユーザはコネクタ304に対してUSBケーブルの挿抜を行う。内部抵抗306及び307は、後述するD+ライン309及びD−ライン310をプルダウンするための抵抗であり、USBホストコントローラ303から制御される。
接続部109と接続部207とは、4本の導線(308〜311)で接続されている。VBUS308は、外部装置200から電子機器100への電力供給に使用される導線である。D+ライン309及びD−ライン310は、データ通信時に使用される導線である。GND311は、グランド(Ground)用の導線である。
まず、図3Aを参照して、USBインターフェースがUSB1.1(FSモード)で接続された場合について説明する。電子機器100と外部装置200とがUSBケーブルで接続されると、外部装置200からの電力供給がVBUS308を介して行われる。USBデバイスコントローラ301は、VBUS308の電圧レベルがHighに変化したことを検知して外部装置200等のUSBホストが接続されたことを検出する。それを受けて、USBデバイスコントローラ301は内部抵抗305の接続を制御して、D+ライン309をプルアップする。USBホストコントローラ303はD+ライン309の電圧レベルがHighに変化したことを検知して、電子機器100等のUSBデバイスとFSモードで接続されたことを検出する。以上により電子機器100と外部装置200はUSB1.1(またはUSB2.0)のFSモードで接続されたことになる。
その後、電子機器100と外部装置200の双方がUSB2.0に準拠しているかをD+ライン309及びD−ライン310の電圧レベルの変化によって判定する。図3Bは、USBインターフェースがUSB2.0のHSモードで接続された状態を示す。双方の機器がUSB2.0に準拠していると判定された場合、USBデバイスコントローラ301は内部抵抗305を無効にしてD+ライン309のプルアップを解除する。そして、USBデバイスコントローラ301は、内部抵抗312及び313を有効にしてD+ライン309及びD−ライン310をグランドレベルへプルダウンして電圧レベルを変化させる。これにより電子機器100と外部装置200とはUSB2.0で接続される。
切断検出はその逆であり、USBデバイスコントローラ301はVBUS308の電圧レベルがLowに変化したことを検知して外部装置200等のUSBホストとの接続が切断されたことを検出する。USBホストコントローラ303は、図3Aまたは図3Bの状態から、D+ライン309の電圧レベルが変化したことを検知して、電子機器100等のUSBデバイスとの接続が切断されたことを検出する。
図4Aは、電子機器100の接続部109及び外部回路111の詳細を示すブロック図、図4Bは、電子機器100の接続部109のさらに詳細な構成を示すブロック図である。図4Bに示されるように、USBデバイスコントローラ301は、スイッチ回路411のオン又はオフを制御することにより、内部抵抗305によるD+ライン309のVBUS308へのプルアップ接続を制御する。また、USBデバイスコントローラ301は、スイッチ回路412のオン又はオフを制御することにより、内部抵抗312及び313によるD−ライン310及びD+ライン309のGND311へのプルダウン接続を制御する。電子機器100の電源がオフ状態になると、USBデバイスコントローラ301も電源オフ状態となる。そのため、スイッチ回路411、スイッチ回路412によるプルアップ状態、プルダウン状態は維持されず、D+ライン309とD−ライン310はフローティングとなる。これにより、外部装置200(USBホスト)はUSBの切断を検出し、VBUSへの給電を停止してしまう。本実施形態では、電子機器100が電源オフ状態の間、外部回路111により外部装置200とのUSB接続を維持させ、VBUSへの給電(充電)を継続させる。
図4Aに示されるように、外部回路111は、プルアップ抵抗401、スイッチ回路402、1ビットメモリ回路403を含む。外部回路111は、VBUS308からの電力(またはバッテリ装置108からの電力)で動作する。したがって、1ビットメモリ回路403は電子機器100の電源がオフ状態にされた後もビット状態を維持する。スイッチ回路402は、1ビットメモリ回路403のビット状態に応じて、オン状態またはオフ状態となる。プルアップ抵抗401は内部抵抗305と同等の抵抗値を有し、一端がVBUS308に接続され、他端がスイッチ回路402に接続される。したがって、スイッチ回路402の状態に応じて、D+ライン309のプルアップが決定される。1ビットメモリ回路403がビット状態を維持することにより、スイッチ回路402によるD+ラインのVBUSへのプルアップ状態が維持される。
図5は、外部装置200とUSB接続した後、電子機器100の電源をオフ状態にする際の電子機器100の処理(電源オフのシーケンス)を説明するためのフローチャートである。なお、本フローチャートに示す処理は、電子機器100の制御部101が入力信号やプログラムにしたがい、電子機器100の各構成要素を制御することにより実現される。なお、特に断らない限り、電子機器100の処理を示す他のフローチャートでも同様である。図5に示される処理(電源オフのシーケンス)は、例えば電子機器100への所定のユーザ指示(例えば、指示入力部104の電源ボタンを操作することによる電源オフの指示)に応じて開始される。
ステップS501において、制御部101は、電子機器100の電源をオフ状態にするための処理を開始し、ステップS502に進む。
ステップS502において、制御部101は、外部装置200とUSB接続中であり外部装置200からの電力供給によるUSB充電が行われているか否かを判定する。ステップS502において、外部装置200からのUSB充電を行っていると判定した場合、制御部101は、ステップS503に進み、外部装置200とUSB1.1(FSモード)で接続しているか否かを判定する。ステップS502において、外部装置200からUSB充電を行っていないと判定された場合は、制御部101は、電子機器100の電源をオフ状態にする。
ステップS503において、外部装置200とUSB1.1で接続していると判定された場合、制御部101は、ステップS507に進む。ステップS503において、外部装置200とUSB1.1で接続していないと判定された場合、制御部101は、ステップS504に進む。
ステップS504において、制御部101は、USB切断処理を行う。例えば、USB2.0(HSモード)で接続中の場合、制御部101は接続部109内のUSBデバイスコントローラ301を制御し、USBデバイスコントローラ301によりスイッチ回路412をオフ状態とする。これにより、内部抵抗312及び313によるプルダウンが無効となる。これにより外部装置200はUSB接続が切断されたことを検出する。その後、制御部101は、ステップS505に進む。
ステップS505において、制御部101は、外部装置200とUSB1.1で再接続を行う。すなわち、制御部101は、接続部109内のUSBデバイスコントローラ301を制御し、USBデバイスコントローラ301によりスイッチ回路411をオン状態とし、内部抵抗305によるプルアップを有効にする。また、USBデバイスコントローラ301は、制御部101の指示により、外部装置200がUSB2.0に準拠していたとしても、USB2.0による接続を確立せずにUSB1.1接続を維持するように動作する。その後、制御部101は、ステップS506に進み、USB1.1による接続が成功したか否かを判定する。
ステップS506において、外部装置200とUSB1.1での再接続に成功したと判定された場合、制御部101は、ステップS507に進む。ステップS506において、外部装置200とUSB1.1での再接続に失敗したと判定された場合、制御部101は、ステップS508に進む。
ステップS507において、制御部101は外部回路111を有効にする。外部回路111は接続部109内の内部抵抗305と同等の回路であり、電子機器100の電源がオフになったあともD+ライン309のプルアップを維持することができる回路である。例えば、図4Aに示されるように、制御部101は、外部回路111の1ビットメモリ回路403のビット状態を「1(オン)」に設定する。1ビットメモリ回路403のビット状態がオンになると、スイッチ回路402がオン状態となり、D+ライン309がプルアップ抵抗401を介してVBUS308へプルアップされる。1ビットメモリ回路403は、電子機器100がオフ状態となってもその出力状態を維持することができる。これにより、スイッチ回路402のオン状態が維持され、プルアップ抵抗401によりD+ライン309のプルアップ状態が維持される。そして、電子機器100の電源がオフ状態になったとしても、外部装置200は電子機器100が(FSモードで)接続中でると判定するため、外部装置200によるUSB充電の継続が可能となる。その後、制御部101は、電子機器100の電源をオフ状態にする。
ステップS508において、制御部101は、電子機器100のシャットダウンによりUSB充電を継続できない旨を表示部105に表示した後、電子機器100の電源をオフ状態にする。
以上説明したように、電子機器100は、外部装置200とUSB充電中に電子機器100の電源をオフ状態にすることが指示された場合に、外部装置200との間でUSB1.1(FSモード)での接続を確立することができる。その後、電子機器100は、外部回路111を有効にして、電子機器100の電源がオフ状態にされた後もUSB1.1の接続を維持することができる。そして、その後、電子機器100は、電子機器100の電源をオフ状態へ移行(シャットダウン)することができる。
以上のように構成したことで、実施形態1の電子機器100は、電源をオフ状態にした後も外部装置200からのUSB充電を継続することが可能となる。電子機器100の電源がオフ状態であるので、電源制御部110は制御部101へ電力を供給する必要がなく、外部装置200から供給された電力をほぼ全てバッテリ装置108の充電に充てることが可能となり、電子機器100の充電時間の短縮も可能となる。なお、実施形態3及び4において説明するように、電源がオフ状態中に維持される通信は、USB2.0(HSモード)でもよいが、USB1.1(FSモード)を用いた方が、回路構成が簡易となる。
[実施形態2]
実施形態1では、電子機器100の通常の動作中に開始されたUSB充電が、電子機器100の電源がオフ状態にされた後も維持される構成を説明した。実施形態2では、電子機器100の電源をオフ状態にした後で電子機器100へのUSB充電を行うための特殊モードでの電子機器100の動作について説明する。なお、電子機器100の構成、外部装置200の構成、4つの導線(308〜311)の構成等は、実施形態1と同様であり、それぞれ図1〜図4に示したとおりである。
実施形態1では、電子機器100の通常の動作中に開始されたUSB充電が、電子機器100の電源がオフ状態にされた後も維持される構成を説明した。実施形態2では、電子機器100の電源をオフ状態にした後で電子機器100へのUSB充電を行うための特殊モードでの電子機器100の動作について説明する。なお、電子機器100の構成、外部装置200の構成、4つの導線(308〜311)の構成等は、実施形態1と同様であり、それぞれ図1〜図4に示したとおりである。
図6は、電子機器100を特殊モードにした状態で電源をオン状態にして外部装置200と接続した際の電子機器100の処理を説明するためのフローチャートである。なお、本フローチャートに示す処理は、電子機器100の制御部101が入力信号やプログラムにしたがい、電子機器100の各構成要素を制御することにより実現される。なお、特に断らない限り、電子機器100の処理を示す他のフローチャートでも同様である。図6のフローチャートは、例えば電子機器100のユーザが特殊モードを指示した状態で、電源ボタンなどで電子機器100の電源をオン状態にすることが指示された場合に開始される。
ステップS601において、制御部101は、電子機器100の電源をオン状態にするための処理を開始し、ステップS602に進む。
ステップS602において、制御部101は、ユーザにより特殊モードでの起動が指示されたか否かを判定する。ステップS602において、ユーザから特殊モードでの起動が指示されていないと判定された場合、制御部101は電子機器100を通常モードで起動させる。ステップS602において、ユーザから特殊モードでの起動が指示されたと判定された場合、制御部101は、ステップS603に進む。
ステップS603において、制御部101は、USB接続を検出するためのUSB接続検出処理がタイムアウトしたか否かを判定する。なお、ユーザからの特殊モードでの起動は、例えば指示入力部104の特定のボタンを押した状態で電源ボタンを操作し電源をオン状態にすることで指示することがあげられる。但し、特殊モードの指示はこれに限定されるものではなく、通常の電源ボタン操作による電源オンと区別できる操作であればどんな操作でもよい。
ステップS603において、USB接続検出処理がタイムアウトしたと判定された場合、制御部101は、ステップS608に進む。ステップS603において、USB接続検出処理がタイムアウトしていないと判定された場合、制御部101は、ステップS604に進む。
ステップS604において、制御部101は、USBデバイスコントローラ301を制御し、VBUS308の電圧レベルがHighになったか否かを判定する。VBUS308の電圧レベルがHighになった場合、制御部101は、USB接続が検出されたと判定し、ステップS605に進む。VBUS308の電圧レベルがHighではない場合、制御部101は、USB接続が検出されていないと判定し、ステップS603に戻る。
ステップS605において、制御部101は、外部装置200とUSB1.1で接続を行う。すなわち、制御部101は接続部109内のUSBデバイスコントローラ301を制御し、USBデバイスコントローラ301によりスイッチ回路411をオン状態にして内部抵抗305によるプルアップを有効にする。USBデバイスコントローラ301は、外部装置200がUSB2.0に準拠していたとしても、USB2.0による接続を確立せずにUSB1.1(FSモード)接続を維持するように動作する。その後、制御部101はステップS606に進み、USB1.1による接続が成功したか否かを判定する。
ステップS606において、外部装置200とUSB1.1での接続に成功したと判定された場合、制御部101は、ステップS607に進み、外部装置200が電力供給が可能な装置であるか否かを判定する。ステップS606において外部装置200とUSB1.1での接続に失敗したと判定した場合、制御部101はステップS608に進む。
ステップS607において、制御部101は、接続部109を介して外部装置200と通信を行い、外部装置200が電力供給が可能なUSBホストであるか否かを判定する。外部装置200がそのようなUSBホストであると判定された場合、制御部101は、ステップS609に進む。ステップS607において、外部装置200が上述のようなUSBホストでないと判定された場合、制御部101は、ステップS608に進む。
ステップS608において、制御部101は、電子機器100のシャットダウンによりUSB充電を継続できない旨を表示部105に表示し、電子機器100の電源をオフ状態にする。
ステップS609において、制御部101は、外部回路111を有効にする。実施形態1で説明したように、外部回路111は、接続部109内の内部抵抗305と同等の回路であり、電子機器100の電源がオフ状態になったあともD+ライン309のプルアップを維持することができる。電子機器100の電源がオフ状態になったとしても、D+ライン309のプルアップにより外部装置200は電子機器100が接続中と判定するため、USB充電の継続が可能となる。その後、制御部101は電子機器100の電源をオフ状態にする。
以上説明したように、電子機器100は、特殊モードで起動されると、外部装置200との間でUSB1.1での接続を確立することができる。その後、電子機器100は、外部回路111を有効にして、電子機器100の電源がオフ状態にされた後もUSB1.1の接続を維持することができる。そして、その後、電子機器100は、電子機器100の電源をオフ状態にすることができる。
これにより、電源をオフ状態にした後も外部装置200からのUSB充電を継続することが可能となり、ユーザが電子機器100を外部装置200と接続してUSB充電を行いたいと思った場合に、迅速にUSB接続を行なってUSB充電を開始させることができる。また、実施形態2により初めからUSB1.1で接続を行うので再接続の必要がなく、さらには外部回路111を有効にしてすぐに電源をオフ状態にするので、ユーザの操作性を向上させることが可能となる。
電子機器100の電源がオフ状態にされているので、電源制御部110は制御部101へ電力を供給する必要がなく、外部装置200から供給された電力をほぼ全てバッテリ装置108の充電に充てることが可能となり、電子機器100の充電時間の短縮も可能となる。
[実施形態3]
実施形態1では、電源がオフ状態にされた際にUSB1.1(FSモード)への切り替えを行ってUSBの接続状態を維持する構成を示したが、これに限られるものではない。例えば、USB2.0の(HSモード)による接続状態を維持するものであってもよい。以下では、USB2.0の(HSモード)による接続状態を維持する構成を説明する。なお、電子機器100の構成、外部装置200の構成、4つの導線(308〜311)の構成等は、実施形態1と同様であり、それぞれ図1〜図4に示したとおりである。
実施形態1では、電源がオフ状態にされた際にUSB1.1(FSモード)への切り替えを行ってUSBの接続状態を維持する構成を示したが、これに限られるものではない。例えば、USB2.0の(HSモード)による接続状態を維持するものであってもよい。以下では、USB2.0の(HSモード)による接続状態を維持する構成を説明する。なお、電子機器100の構成、外部装置200の構成、4つの導線(308〜311)の構成等は、実施形態1と同様であり、それぞれ図1〜図4に示したとおりである。
図7Aは、電子機器100の接続部109及び外部回路111の詳細を示すブロック図、図7Bは、電子機器100の接続部109のさらに詳細な構成を示すブロック図である。図7Bは図4Bとほぼ同じである。接続部109から、D+ライン309とD−ライン310が外部へ延びている点が図4Bとは異なる。
図7Aに示されるように、VBUSからの電力(またはバッテリ装置108からの電力)で動作する外部回路111は、プルダウン抵抗421、422、スイッチ回路423、1ビットメモリ回路403を含む。1ビットメモリ回路403は、電子機器100の電源がオフ状態にされた後も、ビット状態を維持する。スイッチ回路423は、1ビットメモリ回路403のビット状態に応じて、オン状態またはオフ状態となる。プルダウン抵抗421,422は内部抵抗312及び313と同等の抵抗値を有し、一端がGND311に接続され、他端がスイッチ回路423に接続される。すなわち、D+ライン309及びD−ライン310はスイッチ回路423とプルダウン抵抗422,421を介してGND311に接続される。したがって、スイッチ回路412の状態に応じて、D+ライン309とD−ライン310がプルダウン状態(USB2.0のHSモードにおける接続状態)となるか否かが決定される。
図8は、電子機器100を外部装置200とUSB接続した後、電子機器100の電源をオフした際の実施形態3による電子機器100の処理を説明するためのフローチャートである。なお、本フローチャートに示す処理は、電子機器100の制御部101が入力信号やプログラムにしたがい、電子機器100の各構成要素を制御することにより実現される。なお、特に断らない限り、電子機器100の処理を示す他のフローチャートでも同様である。本フローチャートは、電子機器100のユーザが電源ボタン操作などで電子機器100の電源がオフ状態にすることが指示された場合に開始される。
ステップS801において、制御部101は、電子機器100の電源をオフ状態にするための処理を開始する。
ステップS802において、制御部101は、外部装置200とUSB接続しUSB充電を行っているか否かを判定する。ステップS802において、外部装置200からUSB充電を行っていないと判定された場合、制御部101は、電子機器100の電源をオフ状態にする。ステップS802において、外部装置200からUSB充電を行っていると判定された場合、制御部101は、ステップS803に進む。
ステップS803において、制御部101は、外部装置200とUSB2.0(HSモード)で接続しているか否かを判定する。ステップS803において、外部装置200とUSB2.0で接続していると判定された場合、制御部101は、ステップS804に進む。ステップS803において、外部装置200とUSB2.0で接続していないと判定された場合、制御部101は、ステップS805に進む。
ステップS804において、制御部101は、外部回路111を有効にする。すなわち、外部回路111は接続部109内の内部抵抗312及び313と同等の回路であり、電子機器100の電源がオフ状態になったあともD+ライン309及びD−ライン310のプルダウンを維持することができる回路である。例えば、図7Aに示されるように、制御部101は、外部回路111の1ビットメモリ回路403のビット状態を「1(オン)」に設定する。1ビットメモリ回路403のビット状態がオンになると、スイッチ回路423がオン状態となる。これにより、D+ライン309がプルダウン抵抗422を介して、また、D−ライン310がプルダウン抵抗421を介して、GND311へプルダウンされる。1ビットメモリ回路403は電子機器100がオフ状態となってもその出力状態を維持するので、スイッチ回路423のオン状態が維持され、プルダウン抵抗422,421によるD+ライン309及びD−ライン310のプルダウン状態が維持される。これにより、電子機器100の電源がオフ状態になった後も、外部装置200は電子機器100が接続中(HSモード)であると判定するため、USB充電の継続が可能となる。その後、制御部101は、電子機器100の電源をオフ状態にする。
ステップS805では、制御部101は電子機器100のシャットダウンによりUSB充電を継続できない旨を表示部105に表示し、電子機器100の電源をオフ状態にする。
以上説明したように、実施形態3における電子機器100は、外部装置200とUSB充電中に電子機器100の電源がオフされた際に、電子機器100の電源がオフ状態にされた後もUSB2.0(HSモード)の接続を維持できるようにした。これにより、電源をオフ状態にした後も外部装置200からのUSB充電を継続することが可能となる。近年では、USB通信の高速化のためにUSB2.0(HSモード)が用いられるケースが非常に多い。したがって、実施形態3のように、USB2.0でUSBの接続状態を維持する構成とすることで、実施形態1のようなFSモードへのUSB接続の切り替えを行わない構成であっても、十分に実用的である。なお、S803においてUSB2.0ではないと判定された場合に、実施形態1の処理(503〜S506)を実行することによりUSB1.1での充電が継続されるように構成してもよい。
電子機器100の電源がオフ状態されているので、電源制御部110は制御部101へ電力を供給する必要がなく、外部装置200から供給された電力のほぼ全てをバッテリ装置108の充電に充てることが可能となり、電子機器100の充電時間の短縮も可能となる。
[実施形態4]
実施形態3では、電子機器100の通常の動作中(HSモードの動作中)に開始されたUSB充電が、電子機器100の電源がオフ状態にされた後も維持される構成を説明した。実施形態4では、電子機器100の電源をオフ状態にした後で電子機器100へのUSB充電を行うための特殊モードでの電子機器100の動作について説明する。電子機器100の構成、外部装置200の構成、4つの導線(308〜311)の構成は、実施形態3と同様である。
実施形態3では、電子機器100の通常の動作中(HSモードの動作中)に開始されたUSB充電が、電子機器100の電源がオフ状態にされた後も維持される構成を説明した。実施形態4では、電子機器100の電源をオフ状態にした後で電子機器100へのUSB充電を行うための特殊モードでの電子機器100の動作について説明する。電子機器100の構成、外部装置200の構成、4つの導線(308〜311)の構成は、実施形態3と同様である。
図9は、電子機器100の指示入力部104を操作し、電子機器100を特殊モードにした状態で電源をオンして外部装置200と接続した際の電子機器100の処理を説明するためのフローチャートである。なお、本フローチャートに示す処理は、電子機器100の制御部101が入力信号やプログラムにしたがい、電子機器100の各構成要素を制御することにより実現される。なお、特に断らない限り、電子機器100の処理を示す他のフローチャートでも同様である。本フローチャートに示される処理は、実施形態2と同様に、電子機器100のユーザが指示入力部104を操作して特殊モードを指示した状態で、電源ボタンなどで電子機器100の電源をオン状態にすることが指示された場合に開始される。
ステップS901において、制御部101は、電子機器100の電源をオン状態にするための処理を開始する。
ステップS902において、制御部101は、ユーザにより特殊モードでの起動が指示されたか否かを判定する。ステップS902において、ユーザから特殊モードでの起動が指示されていないと判定された場合、制御部101は、電子機器100を通常モードで起動させる。
ステップS902において、ユーザから特殊モードでの起動が指示されたと判定された場合、制御部101は、ステップS903に進む。
ステップS903において、制御部101は、USB接続を検出するためのUSB接続検出処理がタイムアウトしたか否かを判定する。なお、ユーザからの特殊モードでの起動は、実施形態2と同様に、例えば指示入力部104の特定のボタンを押した状態で電源ボタンを操作し電源をオンすることで指示することが可能である。但し、特殊モードの指示はこれに限定されるものではなく、通常の電源ボタン操作による電源オンと区別できる操作であればどんな操作でもよい。
ステップS903において、USB接続検出処理がタイムアウトしたと判定された場合、制御部101は、ステップS908に進む。ステップS903において処理がタイムアウトしていないと判定された場合、制御部101は、ステップS904に進む。
ステップS904において、制御部101は、USBによる接続が検出されたか否かを判定する。例えば、ステップS904において、制御部101はVBUS308の電圧レベルがHighになったか否かを判定する。VBUS308の電圧レベルがHighになった場合、制御部101は、USB接続が検出されたと判定し、ステップS905に進む。VBUS308の電圧レベルがHighではない場合、制御部101は、USB接続が検出されていないと判定し、ステップS903に戻る。
ステップS905において、制御部101は、外部装置200とUSB2.0(HSモード)で接続を行う。すなわち、制御部101は接続部109内のUSBデバイスコントローラ301を制御し、USBデバイスコントローラ301によりスイッチ回路412をオン状態にして内部抵抗312及び313によるプルダウンを有効にする。USBデバイスコントローラ301は、外部装置200がUSB2.0に準拠していた場合に、USB2.0(HSモード)による接続を確立させる。その後、制御部101は処理をステップS906に進め、USB2.0(HSモード)による接続が成功したか否かを判定する。
ステップS906において、外部装置200とUSB2.0(HSモード)での接続に成功したと判定された場合、制御部101は、ステップS907に進み、外部装置200が充電のための電力供給の可能な外部装置であるか否かを判定する。ステップS906において外部装置200とUSB2.0での接続に失敗したと判定された場合、制御部101は、ステップS908に進む。
ステップS907において、制御部101は、接続部109を介して外部装置200と通信を行い、外部装置200が充電のための電力供給の可能なUSBホストであるか否かを判定する。外部装置200がそのようなUSBホストであると判定された場合、制御部101は、ステップS909に進む。ステップS907において、外部装置200が上述のようなUSBホストでないと判定された場合、制御部101は、ステップS908に進む。
ステップS908において、制御部101は、電子機器100のシャットダウンによりUSB充電を継続できない旨を表示部105に表示し、電子機器100の電源をオフ状態にする。
ステップS909において、制御部101は、外部回路111を有効にする。実施形態3で説明したように、外部回路111は接続部109内の内部抵抗312及び313と同等の回路であり、電子機器100の電源がオフ状態になったあともD−ライン310とD+ライン309のプルダウンを維持することができる。電子機器100の電源がオフ状態になったとしても、D−ライン310とD+ライン309のプルダウンにより外部装置200は電子機器100が接続中と判定するため、USB充電の継続が可能となる。その後、制御部101は、電子機器100の電源をオフ状態にする。
以上説明したように、電子機器100は、特殊モードで起動されると、外部装置200との間でUSB2.0(HSモード)での接続を確立することができる。その後、電子機器100は、外部回路111を有効にして、電子機器100の電源がオフ状態にされた後もUSB2.0の接続を維持することができる。そして、その後、電子機器100は、電源をオフ状態にすることができる。
これにより、電源をオフ状態にした後も外部装置200からのUSB充電を継続することが可能となり、ユーザが電子機器100を外部装置200と接続してUSB充電を行いたいと思った場合に、迅速にUSB接続を行なってUSB充電を開始させることができる。さらには、外部回路111を有効にしてすぐに電源をオフ状態にするので、ユーザの操作性を向上させることが可能となる。
電子機器100の電源がオフ状態にされているので、電源制御部110は制御部101へ電力を供給する必要がなく、外部装置200から供給された電力を全てバッテリ装置108の充電に充てることが可能となり、電子機器100の充電時間の短縮も可能となる。
なお、外部回路111が、実施形態1のUSB1.1の接続を維持する構成と、実施形態3のUSB2.0の接続を維持する構成の両方を有するようにしてもよい。その場合、電子機器100は、電源がオフ状態である際に、実行されているUSB接続がUSB1.1であればスイッチ回路402(図4A)をオン状態とし、USB2.0であればスイッチ回路423(図7A)をオン状態として、それぞれの接続状態を維持する。このような構成にすれば、USB接続がUSB1.1とUSB2.0のいずれであっても、USB接続を切り替えることなく、電源がオフ状態にされた後も電子機器100の充電状態を維持することができる。
また、実施形態1では、外部回路111がスイッチ回路402を用いてD+ライン309のプルアップ状態を維持したが、これに限られるものではない。例えば、図10A、図10Bに示されるように、接続部109内のスイッチ回路411をUSBデバイスコントローラ301と1ビットメモリ回路403をOR回路350の出力で制御するようにしてもよい。HSB1.1で接続中に、1ビットメモリ回路403の出力をオン状態とすることにより、OR回路350のOR出力は電子機器100の電源がオフ状態である間にもオン状態が維持される。よって、電子機器100の電源がオフ状態となった後もD+ライン309のプルアップ状態が維持され、USB接続及びUSB充電が継続される。以上の構成は、実施形態2にも適用できることは言うまでもない。また、以上の構成は、OR回路350をスイッチ回路412に関して設けることで、実施形態3及び4にも適用可能である。
以上のように、実施形態4によれば、USBホストと接続し、USB充電を行っているUSBデバイスにおいて、電源をオフ状態にしてもUSB充電を継続させることが可能となる。また、電源がオフ状態である場合にUSB充電を実行できるため、充電時間を短縮することが可能となる。
なお、実施形態1〜4では、外部ケーブルとしてUSBを用いた例を説明したが、これに限られるものではない。充電に利用可能な電力を供給する電力供給ライン(USBではVBUSライン)と、外部装置200が外部装置200と電子機器100との接続を判定するために電圧を監視する特定のライン(USBではD+またはD−ライン)を含む外部ケーブルであればよい。
[実施形態5]
実施形態1〜4で説明した様々な機能、処理及び方法は、パーソナルコンピュータ、マイクロコンピュータ、CPU(Central Processing Unit)などがプログラムを用いて実現することもできる。以下、実施形態5では、パーソナルコンピュータ、マイクロコンピュータ、CPUなどを「コンピュータX」と呼ぶ。さらに、実施形態5では、コンピュータXを制御するためのプログラムであって、実施形態1〜4で説明した様々な機能、処理及び方法を実現するためのプログラムを「プログラムY」と呼ぶ。
実施形態1〜4で説明した様々な機能、処理及び方法は、パーソナルコンピュータ、マイクロコンピュータ、CPU(Central Processing Unit)などがプログラムを用いて実現することもできる。以下、実施形態5では、パーソナルコンピュータ、マイクロコンピュータ、CPUなどを「コンピュータX」と呼ぶ。さらに、実施形態5では、コンピュータXを制御するためのプログラムであって、実施形態1〜4で説明した様々な機能、処理及び方法を実現するためのプログラムを「プログラムY」と呼ぶ。
実施形態1〜4で説明した様々な機能、処理及び方法は、コンピュータXがプログラムYを実行することによって実現される。この場合において、プログラムYは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を介してコンピュータXに供給される。実施形態5におけるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、ハードディスク装置、磁気記憶装置、光記憶装置、光磁気記憶装置、メモリカード、揮発性メモリ、不揮発性メモリなどの少なくとも一つを含む。実施形態5におけるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、non−transitory(非一時的)な記憶媒体である。
100:電子機器、101:制御部、102:撮像部、103:記録媒体、104:指示入力部、105:表示部、106:第1のメモリ、107:第2のメモリ、108:バッテリ装置、109:接続部、110:電源制御部、111:外部回路、200:外部装置
Claims (12)
- 電子機器であって、
前記電子機器の電源がオン状態の場合、前記電子機器に接続される外部ケーブルの特定のラインを所定電圧へ接続させる制御手段と、
前記外部ケーブルの電力供給ラインから供給される電力でバッテリを充電する充電手段と、
前記電力供給ラインから供給される電力を用いて、前記特定のラインの所定電圧への接続状態を維持させる維持手段と、を有し、
前記制御手段は、前記電子機器の電源がオフ状態で前記充電手段による前記バッテリの充電が必要な場合、前記維持手段による前記接続状態の維持を有効にすることを特徴とする電子機器。 - 前記特定のラインは、外部装置が、前記外部ケーブルを介して前記電子機器が接続されていることを判定するために電圧を監視するラインであることを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
- 前記特定のラインは、前記外部ケーブルにおける信号ラインであることを特徴とする請求項1または2に記載の電子機器。
- 前記外部ケーブルは、特定の通信モードで通信接続している場合に、前記特定のラインが前記所定電圧へ接続されることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の電子機器。
- 前記外部ケーブルに接続されている外部装置が充電のための電力を供給することが可能か否かを判定する判定手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記判定手段により前記外部装置が充電のための電力を供給することが可能であると判定した場合に、前記維持手段による前記接続状態の維持を有効にすることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の電子機器。 - 前記制御手段は、前記充電手段により前記バッテリを充電中である場合に、前記維持手段による前記接続状態の維持を有効にすることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の電子機器。
- 前記電源を前記オフ状態にするシーケンスは、電源のオフを指示するユーザ指示に応じて開始されることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の電子機器。
- 前記特定のラインの前記所定電圧への接続状態は、前記外部ケーブルが第1の通信モードで通信接続していることを示す接続状態であり、
前記制御手段は、外部装置が前記第1の通信モードとは異なる通信モードで通信接続されている場合に、前記第1の通信モードで通信接続されるように前記外部装置との接続をやり直してから前記電源を前記オフ状態にするシーケンスを開始することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の電子機器。 - 前記特定のラインの前記所定電圧への接続状態は、前記外部ケーブルが第1の通信モードで通信接続していることを示す接続状態であり、
前記制御手段は、外部装置が前記第1の通信モードとは異なる通信モードで通信接続されている場合には、電源オフの後に充電を継続できないことを表示してから前記電源をオフ状態にすることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の電子機器。 - 前記特定のラインの前記所定電圧への接続状態は、前記外部ケーブルが第1の通信モードで通信接続していることを示す接続状態であり、
前記電子機器が特殊モードで電源がオンされたことに応じて、前記第1の通信モードでの通信接続を確立する確立手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記確立手段により前記第1の通信モードでの通信接続を確立した後、前記電源を前記オフ状態にするシーケンスを開始することを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の電子機器。 - 前記外部ケーブルはUSBであり、前記第1の通信モードはUSBのFSモード(Full Speed)であり、
前記維持手段は、USBのD+ラインが前記所定電圧へプルアップされた状態を維持することを特徴とする請求項8から10のいずれか1項に記載の電子機器。 - 前記外部ケーブルはUSBであり、前記第1の通信モードはUSBのHSモード(High Speed)であり、
前記維持手段は、USBのD+ラインとD−ラインがグランドレベルへプルダウンされた状態を維持することを特徴とする請求項8から10のいずれか1項に記載の電子機器。
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- 2017-09-26 US US15/715,410 patent/US11322970B2/en active Active
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