JP3861614B2

JP3861614B2 - インターフェース端子を具備する電子機器

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Publication number: JP3861614B2
Application number: JP2001097321A
Authority: JP
Inventors: 克哉榎波; 弘臣渡辺; 雄樹鈴木
Original assignee: Teac Corp
Current assignee: Teac Corp
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2021-03-29
Also published as: US7043646B2; US20040221180A1; JP2002297269A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えばＵＳＢ等のインターフェースを具備する電子機器、特にその電力供給に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）端子（ポート）を備えた電気機器、例えばマウスやキーボード、ＣＤーＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＭＯ、ＤＶＤなどが知られている。
【０００３】
ＵＳＢインターフェースでは、データの送受だけでなくホストから機器への電流供給が可能であり、消費電流が最大１００ｍＡのローパワー機器と最大５００ｍＡのハイパワー機器を規定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ＵＳＢインターフェースでは、最大５００ｍＡの上限値があるため、消費電流が５００ｍＡを超える機器を使用する場合、ＡＣアダプタやバッテリを別途搭載するなどして機器側で独自に電力を確保する必要があり、新たに電源回路や付属品を追加せざるを得なかった。
【０００５】
しかしながら、近年では特に機器の高機能化とともに省スペース化あるいはコスト低下が一層要求されており、ＡＣアダプタや特別な付属品を用いることなく５００ｍＡを超える電流供給を受けて多様な機能を実現できることが望まれている。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みなされたものであり、その目的は、１つのＵＳＢ端子の最大許容電流（５００ｍＡ）を超える電流を容易に受けることができる電子機器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による電子機器は、信号線と最大許容電流が制限されている電源線よりなるデータ転送用インターフェースを具備する機器であって、前記機器は、前記インターフェースの端子を少なくとも２つ以上備え、前記機器全体の消費電流値は前記インターフェースの１つの端子に許容される電流値を越える電流を受けるものであって、前記インターフェースは、インターフェースを介して相対する電力供給側機器との所定の通信を経て初めて所定の電力供給が許可される仕様のものであり、前記少なくとも２つ以上のインターフェースの端子の夫々に接続される制御手段と、前記制御手段に接続されるデータのリード及びライトが可能な本体部とを具備し、前記制御手段が前記電力供給側機器との通信の結果、前記少なくとも２つ以上のインターフェースの夫々の所定の電力供給が許可される迄は、前記本体部のリードを利用可能とするとともにライトを利用不可に制御し、前記少なくとも２つ以上のインターフェースの夫々の所定の電力供給が許可されて初めて前記本体部のリード及びライトを利用可能に制御することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、信号線と最大許容電流が制限されている電源線よりなるデータ転送用インターフェースを具備する機器であって、前記機器は、前記インターフェースの端子を少なくとも２つ以上備え、前記機器全体の消費電流値は前記インターフェースの１つの端子に許容される電流値を越える電流を受けるものであって、前記インターフェースは、インターフェースを介して相対する電力供給側機器との所定の通信を経て初めて所定の電力供給が許可される仕様のものであり、前記少なくとも２つ以上のインターフェースの端子の夫々に接続される制御手段と、前記制御手段に接続されるデータのリード及びライトが可能な本体部とを具備し、前記制御手段が前記電力供給側機器との通信の結果、前記少なくとも２つ以上のインターフェースの夫々の所定の電力供給が許可される迄は、前記本体部の相対的に低速のリード及びライトを利用可能に制御し、前記少なくとも２つ以上のインターフェースの夫々の所定の電力供給が許可されて初めて前記本体部の相対的に高速のリード及びライトを利用可能に制御することを特徴とする。
【００１３】
このように、本発明に係る電子機器は、従来のように１つのＵＳＢ端子を介してホストその他の外部機器から電流供給を受けるのではなく、少なくとも２つのＵＳＢ端子（あるいはＵＳＢポート）を備え、そのうちの一つのＵＳＢ端子を通常のインターフェース用の端子とし、他方のＵＳＢ端子を電力供給を補助する為の端子として機能させ、複数のＵＳＢ端子を介して同時に電流供給を受ける。これにより、1つのＵＳＢ端子の最大許容消費電流が例えば５００ｍＡであったとしても、本発明の機器では例えば２つのＵＳＢ端子を備えることによって最大で２倍の１Ａを得ることが可能になる。よって、稼働させたい対象となる機器が最大１Ａ迄の消費電流の範囲であれば、別途ＡＣアダプタなどを設ける必要がなくなる。
【００１４】
本発明におけるインターフェース用のＵＳＢ端子と電力供給補助用のＵＳＢ端子は、電子機器に固定的に設けてもよく、2つのＵＳＢ端子のいずれかをインターフェース用の端子、他方を電力供給を補助する為の端子として機能させてもよい。この場合、電力供給補助用のＵＳＢ端子は、通常のインターフェース用のＵＳＢ端子と異なり、ホストとの間で本来的なデータ送受を行う必要はなく電力供給補助用としてのみ機能できればよいので、ホストには何もしないデバイスとして認識されるようにコンフィギュレーションが行われる。以下、本発明において、ホストＰＣの内部で認識される「何もしないデバイス」を「ダミーデバイス」と呼ぶ。
【００１５】
或いは、両方のＵＳＢ端子を論理的に束ねて一つのインターフェースとして機能させ、データ転送を高速化させるように機器を構成してもよい。このような技術は、例えば通信業界におけるＩＳＤＮの２Ｂモードや、シリアル・ライン・ロード・バランシング(serial line load balancing)等の技術で周知である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について、ＵＳＢ端子付電子機器として記録可能な光ディスクであるＣＤ−Ｒ（あるいはＣＤ−ＲＷ）装置を例にとり説明する。
【００１７】
図１には、本実施形態に係るＣＤ−Ｒ装置の接続概念図が示されている。ＣＤ−Ｒ装置１０はインターフェース用のＵＳＢ端子１２及び電力供給補助用のＵＳＢ端子１４を備える。インターフェース用のＵＳＢ端子１２及び電力供給補助用のＵＳＢ端子１４にはそれぞれＵＳＢケーブル１６，１８が挿入され、ＵＳＢケーブル１６、１８の他方がハブ２０のＵＳＢ端子に挿入される。ハブ２０はＡＣ電源２２を有し、図示しないホストコンピュータにＵＳＢケーブル２４で接続される。
【００１８】
ＵＳＢケーブル１６、１８を介してＣＤ−Ｒ装置１０に供給される電流はそれぞれ最大５００ｍＡであるが、本実施形態では２つのＵＳＢケーブル１６、１８がともにＣＤ−Ｒ装置１０に接続されているため、最大消費電流＝５００ｍＡ＋５００ｍＡ＝１Ａが可能となる。なお、図１において、ＣＤ−Ｒ装置１０をハブ２０を介さずホストコンピュータの２つのＵＳＢ端子に直接接続することも可能である。なお、電源ライン１６ｂ、１８ｂと電源回路１０ｃとの間には、図８に示すようにそれぞれ逆流防止ダイオード３１、３２が接続されている。これは接続されるＵＳＢハブやホストコンピュータ等の保護の為に設けられる。
【００１９】
図２には、本実施形態の構成ブロック図が示されている。なお、図ではＣＤ−Ｒ装置１０のＵＳＢ端子１６、１８を直接ホストコンピュータ２６に接続した場合を想定している。
【００２０】
本実施形態のＣＤーＲ装置１０は、上記した端子１２、１４の他、メインデバイスコントローラ１０ａ、サブデバイスコントローラ１０ｂ、電源回路１０ｃ及びＩＤＥデバイス（ＣＤ−Ｒデバイス）１０ｅを有する。
【００２１】
インターフェース用の端子１２はメインデバイスコントローラ１０ａに接続され、電力供給補助用の端子１４はサブデバイスコントローラ１０ｂに接続される。メインデバイスコントローラ１０ａはＩＤＥインタフェース１０ｄを介してＩＤＥデバイス１０ｅに接続され、ＩＤＥデバイス１０ｅの動作を制御する。また、メインデバイスコントローラ１０ａはサブデバイスコントローラ１０ｂとデータラインで相互に接続され、サブデバイスコントローラ１０ｂの動作も制御する。
【００２２】
ＵＳＢケーブル１６、１８にはデータライン及び電源ラインが設けられ、ＵＳＢケーブル１６をホストコンピュータ２６と接続することでメインデバイスコントローラ１０ａとホストコンピュータ２６がデータライン及び電源ラインで接続される。メインデバイスコントローラ１０ａは、接続されたデータラインを介してＩＤなどのデータをホストコンピュータ２６に送信し、ホストコンピュータ２６からのデータを受信する。接続後、ホストコンピュータ２６から送信されたリードコマンドやライトコマンドに応じてＩＤＥデバイス１０ｅを駆動する。また、ＵＳＢケーブル１６の電源ラインを介して最大５００ｍＡの電流供給を受ける。一方、ＵＳＢケーブル１８をホストコンピュータ２６と接続することでＣＤ−Ｒ装置１０のサブデバイスコントローラ１０ｂとホストコンピュータ２６が電源ライン及びデータラインで接続される。サブデバイスコントローラ１０ｂは、接続されたデータラインを介してダミーデバイスをホストコンピュータ２６に認識させるためのＩＤデータを送信する。コンフィギュレーション動作が完了すると、ホストコンピュータ２６にとってダミーデバイスは、最大５００ｍＡを消費し、実質的なデータ送受信を行わない「架空のバスパワードデバイス」として認識される。
【００２３】
これが、「実在するバスパワードデバイス」であるＩＤＥデバイス１０ｅを認識させるメインデバイスコントローラ１０ａとの最大の相違点である。なお、「バスパワードデバイス」とは、ＵＳＢの電源ラインから得られる電力のみで駆動されるデバイスを指す用語である。ＵＳＢケーブル１８のデータラインはダミーデバイスを認識した後はＩＤＥデバイス１０ｅとの実質的なデータ送受を行わない。よって、ＵＳＢケーブル１８の電源ラインを介して最大５００ｍＡの電流供給のみを受ける。
【００２４】
ＵＳＢ端子１２及びＵＳＢ端子１４の電源ラインはともにＣＤ−Ｒ装置１０内の電源回路１０ｃに接続され、両電源ラインの加算値が電源回路１０ｃに供給され、さらにＩＤＥデバイス１０ｅに供給される。
【００２５】
このように、本実施形態のＣＤ−Ｒ装置１０は、ホストコンピュータ２６からの電力を端子１２と端子１４で受けることで、最大５００ｍＡ＋５００ｍＡ＝１Ａの電流消費が可能となる。
【００２６】
なお、本実施形態では端子１２と端子１４にそれぞれデバイスコントローラ１０ａ、１０ｂが接続されているが、図３に示されるように単一のデバイスコントローラ１０ｆを端子１２と端子１４に接続する構成とすることも可能である。この場合、デバイスコントローラ１０ｆが端子１２及びＵＳＢケーブル１６を介してＩＤなどのコンフィギュレーションデータを送信し、端子１４及びＵＳＢケーブル１８を介してコンフィギュレーションデータを送信すればよい。
【００２７】
以下、本実施形態に係るＣＤ−Ｒ装置１０の動作をより詳細に説明する。
【００２８】
図４には、本実施形態の動作フローチャートが示されている。まず、メインデバイスコントローラ１０ａは、インターフェース（Ｉ／Ｆ）用の端子１２がホストコンピュータ２６に接続されているか否かを判定する（Ｓ２０１）。端子１２がホストコンピュータ２６に接続されている場合、メインデバイスコントローラ１０ａはＣＤ−Ｒ装置１０のコンフィギュレーションデータを送信し、ホストコンピュータ２６に自身を認識させる。なお、ＵＳＢケーブル１６を介してホストコンピュータ２６に接続した時点ではＵＳＢ機器はローパワーファンクションとして１００ｍＡまでしか消費することが許されず、コンフィギュレーションが完了してホストコンピュータ２６がハイパワーファンクションを許可した時点で最大５００ｍＡを消費することが可能となる。
【００２９】
図５には、ＵＳＢケーブル１６で端子１２とホストコンピュータ２６とを接続した場合の認識までのホストコンピュータ２６における処理が示されている。まず、メインデバイスコントローラ１０ａは、コンフィギュレーションデータとしてＣｌａｓｓＣｏｄｅ、ＶｅｎｄｏｒＩＤ及びＰｒｏｄｕｃｔＩＤをホストコンピュータ２６に送信し、ホストコンピュータ２６はこれらのデータを読み込む（Ｓ３０１）。ＣｌａｓｓＣｏｄｅは機器の種別を特定するためのＩＤであり、ＶｅｎｄｏｒＩＤは製品供給者を特定するためのＩＤ、ＰｒｏｄｕｃｔＩＤは製品供給者が製品を識別するためのＩＤである。ＶｅｎｄｏｒＩＤとしては例えば０Ｘ６４４、ＰｒｏｄｕｃｔＩＤとしては例えば１２３４とすることができる。そして、ホストコンピュータ２６のＯＳに用意されたレジストリやＩｎｆファイルから対応するＶｅｎｄｏｒＩＤ及びＰｒｏｄｕｃｔＩＤを検索する（Ｓ３０２）。該当するＩＤが存在する場合には、ＣＤ−Ｒ装置１０の標準ドライバソフト（ＯＳで予め用意）をロードし（Ｓ３０５）、ＣＤ−Ｒ装置１０の認識が完了したとして許可通知をＣＤ−Ｒ装置１０に送信する（Ｓ３０６）。この許可通知、すなわちハイパワーファンクションがホストコンピュータ２６により許可され、最大５００ｍＡの電流消費が可能となる。
【００３０】
一方、Ｓ３０３にて該当するＩＤが存在しない場合には、新規デバイスのウイザードソフトを起動し、ユーザに対してドライバソフトの入力を促す（Ｓ３０４）。ユーザがＦＤあるいはＣＤ−ＲＯＭなどからドライバソフトを入力すると、ホストコンピュータ２６は入力されたドライバソフトをロードし（Ｓ３０５）、ＣＤ−Ｒ装置１０の認識が完了したとして許可通知をＣＤ−Ｒ装置１０に送信する（Ｓ３０６）。このようにして、ホストコンピュータ２６は「ＣＤ−Ｒデバイス」を認識する。
【００３１】
再び図４に戻り、端子１２が接続された後、次にメインデバイスコントローラ１０ａは電力供給補助用の端子１４が接続されたか否かを判定する。この判定も、基本的には図５に示された処理に従って行われる。但し、メインデバイスコントローラ１０ａからの指令により、サブデバイスコントローラ１０ｂがホストコンピュータ２６に対してコンフィギュレーションデータを送信する。このコンフィギュレーションデータは、ホストコンピュータ２６にハイパワーファンクションのダミーデバイスであると認識させ、電力供給を受けるためだけのものである。したがって、例えばＣｌａｓｓＣｏｄｅ及びＶｅｎｄｏｒＩＤは端子１２から送信したデータと同一のデータを用い、ＰｒｏｄｕｃｔＩＤは前述のＣＤ−Ｒデバイのものとは異なるＩＤを送信する。具体的には、ＶｅｎｄＩＤを０ｘ６４４、ＰｒｏｄｕｃｔＩＤを１２３５とする等である。そして、電源専用のドライバソフトをロードし、ハイパワーファンクションを許可する。端子１４が接続されたとき、サブデバイスコントローラ１０ｂはその旨をメインデバイスコントローラ１０ａに通知する。
【００３２】
この許可通知により、ＵＳＢ端子１４を介して最大消費電流５００ｍＡが可能となり、ＣＤ−Ｒ装置１０全体として最大消費許容電流が１Ａとなる。
【００３３】
端子１２及び端子１４が共に接続された場合、メインデバイスコントローラ１０ａは、リード及びライト系の操作をともに許可（Ｓ２０５）し、ホストコンピュータ２６からの指令に従ってＣＤに記録されたデータを読み出し、あるいはホストコンピュータ２６から送信されたデータをＣＤに書き込む（Ｓ２０６）。一般に、記録時には再生時よりも大きなＬＤパワーが必要となるため消費電流も５００ｍＡを超えることになるが、本実施形態では端子１２と端子１４により併せて最大１Ａが許容されるため、ライト操作にも対応することができる。
【００３４】
一方、端子１２が接続されても端子１４が接続されていない場合（Ｓ２０２で未接続と判定）、最大消費電流は端子１２からの５００ｍＡだけなので、メインデバイスコントローラ１０ａはリード系操作のみを許可し（Ｓ２０３）、ＣＤに記録されたデータの再生のみを行う（Ｓ２０４）。なお、この状態でユーザがライト操作を行った場合、メインデバイスコントローラ１０ａはエラーコマンドを返し、ホストコンピュータ２６はユーザに対してエラーメッセージを表示する。
【００３５】
図６には、本実施形態における消費電流の変化が示されている。待機状態においては、消費電流は端子１２からの１００ｍＡ（端子１４も接続されている場合には端子１４からの１００ｍＡと併せて２００ｍＡ）となる。リード時には５００ｍＡとなり、ライト時には端子１２と端子１４を併せた１０００ｍＡ（＝１Ａ）となる。
【００３６】
このように、本実施形態では、ＣＤ−Ｒ装置が２つのＵＳＢ端子を有し、両端子を併せて消費電流の最大値を５００ｍＡから１Ａに増大させることで、ライト操作など消費電流が増大する機能にもＡＣアダプタを用いずに容易に対応することができる。
【００３７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【００３８】
例えば、本実施形態では２つのＵＳＢ端子を設ける場合を例示したが、必要に応じて３つあるいはそれ以上のＵＳＢ端子を設けてもよい。ｎ個設けることで最大消費電流は５００ｍＡ×ｎとなる。この場合、各端子毎にデバイスコントローラを設けてもよく、単一のデバイスコントローラで制御してもよい。
【００３９】
また、本実施形態では端子１２のみが接続されている場合にリード操作のみを許可し、端子１２と端子１４が共に接続されている場合にはリード及びライト操作を許可しているが、端子１２のみが接続されている場合には低速のリード／ライトとし、端子１２及び端子１４が共に接続されている場合には高速のリード／ライトを許可することも可能である。
【００４０】
また、本実施形態では、図４のフローチャートに示されるように、まずインターフェース用の端子１２の接続を確認し、次に電力供給補助用の端子１４の接続を確認しているが、まず端子１４の接続を確認し、次に端子１２の接続を確認する処理とすることもできる。この場合、端子１２の接続が確認された時点でライト操作を含めＣＤ−Ｒ装置１０の全ての機能が使用可能となる。
【００４１】
また、本実施形態では、端子１２をインターフェース用、端子１４を電力供給補助用としているが、これらの機能を固定する必要は必ずしもなく、接続の順序に応じてそれぞれの機能を決定することも可能である。具体的には、図３のように２つの端子１２、１４に単一のデバイスコントローラ１０ｆを接続し、デバインスコントローラ１０ｆが端子１２、１４のうち最初にホストコンピュータ２６に接続された端子をインターフェース用端子、次に接続された端子を電力供給補助用端子として認識してそれぞれコンフィギュレーションデータを送信すればよい。もちろん、端子１２、１４のうち最初に接続された端子を電力供給補助用端子、次に接続された端子をインターフェース用端子と認識することも可能である。
【００４２】
また、本実施形態では図１に示されるように２つのＵＳＢ端子を物理的に離間させて設けているが、２つのＵＳＢ端子を上下あるいは左右に近接配置してポートとして一体化し、図７に示されるように単一のコネクタを有する２又のＵＳＢケーブルを用いることができるように構成してもよい。
【００４３】
また、本実施形態では電子機器としてＣＤ−Ｒ装置を例にとり説明したが、ＤＶＤ、ＭＯなどにも同様に適用することができる。
【００４４】
さらに、本実施形態ではＵＳＢインターフェースを例にとり説明したが、ＩＥＥＥ１３９４等のインターフェースにも同様に適用することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＡＣアダプタなどを設けることなく１つのＵＳＢ端子の最大許容消費電流を超えた消費電流で動作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の接続概念図である。
【図２】図１の構成ブロック図である。
【図３】図１の他の構成ブロック図である。
【図４】実施形態の処理フローチャートである。
【図５】図４における接続確認処理フローチャートである。
【図６】実施形態の消費電流変化を示すグラフ図である。
【図７】他の実施形態のＵＳＢケーブル説明図である。
【図８】ＣＤ−Ｒ装置の一部回路構成図である。
【符号の説明】
１０ＣＤ−Ｒ装置、１２インターフェース用端子、１４電力供給補助用端子、１６ＵＳＢケーブル、１８ＵＳＢケーブル、２０ハブ、２６ホストコンピュータ。

Claims

信号線と最大許容電流が制限されている電源線よりなるデータ転送用インターフェースを具備する機器であって、
前記機器は、前記インターフェースの端子を少なくとも２つ以上備え、前記機器全体の消費電流値は前記インターフェースの１つの端子に許容される電流値を越える電流を受けるものであって、前記インターフェースは、インターフェースを介して相対する電力供給側機器との所定の通信を経て初めて所定の電力供給が許可される仕様のものであり、
前記少なくとも２つ以上のインターフェースの端子の夫々に接続される制御手段と、
前記制御手段に接続されるデータのリード及びライトが可能な本体部と、
を具備し、
前記制御手段が前記電力供給側機器との通信の結果、前記少なくとも２つ以上のインターフェースの夫々の所定の電力供給が許可される迄は、前記本体部のリードを利用可能とするとともにライトを利用不可に制御し、前記少なくとも２つ以上のインターフェースの夫々の所定の電力供給が許可されて初めて前記本体部のリード及びライトを利用可能に制御することを特徴とする電子機器。
信号線と最大許容電流が制限されている電源線よりなるデータ転送用インターフェースを具備する機器であって、
前記機器は、前記インターフェースの端子を少なくとも２つ以上備え、前記機器全体の消費電流値は前記インターフェースの１つの端子に許容される電流値を越える電流を受けるものであって、前記インターフェースは、インターフェースを介して相対する電力供給側機器との所定の通信を経て初めて所定の電力供給が許可される仕様のものであり、
前記少なくとも２つ以上のインターフェースの端子の夫々に接続される制御手段と、
前記制御手段に接続されるデータのリード及びライトが可能な本体部と、
を具備し、
前記制御手段が前記電力供給側機器との通信の結果、前記少なくとも２つ以上のインターフェースの夫々の所定の電力供給が許可される迄は、前記本体部の相対的に低速のリード及びライトを利用可能に制御し、前記少なくとも２つ以上のインターフェースの夫々の所定の電力供給が許可されて初めて前記本体部の相対的に高速のリード及びライトを利用可能に制御することを特徴とする電子機器。