JP4543483B2 - 電子機器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子機器に関し、特に、外部から接続ケーブルを介して電源を供給される電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来において、特に小型の電子機器の場合には、ＡＣアダプタを接続することにより、外部から電源を供給する方法を採用するものがある。
【０００３】
また、他の装置との間で通信を行うための接続ケーブルを介して、電源の供給を受ける電子機器もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＡＣアダプタの接続コネクタは、内側がプラス極のものと外側がプラス極のものの２種類が存在している。従って、同一の電圧のＡＣアダプタであっても、電子機器によっては極性が異なるために使用することができない場合があるという問題点があった。
【０００５】
また、後者の他の装置から電源の供給を受ける電子機器の場合では、接続しようとする他の装置が同一規格の接続コネクタを具備している必要があるため、選択の幅が限られるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、どのようなタイプのＡＣアダプタとも接続可能な電子機器を提供することを目的とする。
また、本発明は、接続可能な装置の選択の幅を広げることが可能な電子機器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、外部から接続ケーブルを介して電源を供給されるとともに、前記接続ケーブルが有する少なくとも１の信号線によって他の電子機器との間で情報の授受が可能な電子機器において、前記接続ケーブルから供給される電源電圧の極性を検知する極性検知手段と、前記極性検知手段によって検知された極性に応じて、前記接続ケーブルから供給される電源電圧の極性を反転する極性反転手段と、第１の通信規格に準拠して前記信号線と接続する第１のドライバと、前記第１の通信規格と異なる第２の通信規格に準拠して前記信号線と接続する第２のドライバと、前記極性検知手段が検知した電源電圧の極性に応じて、前記第１のドライバまたは前記第２のドライバの何れか一方を選択し、前記接続ケーブルの信号線に対して接続する選択手段と、を有することを特徴とする電子機器が提供される。
【０００８】
ここで、極性検知手段は、接続ケーブルから供給される電源電圧の極性を検知する。極性反転手段は、極性検知手段によって検知された極性に応じて、接続ケーブルから供給される電源電圧の極性を反転する。選択手段は、極性検知手段が検知した電源電圧の極性に応じて、第１のドライバまたは第２のドライバの何れか一方を選択し、接続ケーブルの信号線に対して接続する。
【０００９】
また、本発明では上記課題を解決するために、外部から接続ケーブルを介して電源を供給されるとともに、前記接続ケーブルが有する少なくとも１の信号線によって他の電子機器との間で情報の授受が可能な電子機器において、前記接続ケーブルから供給される電源電圧の極性を検知する極性検知手段と、前記極性検知手段によって検知された極性に応じて、前記接続ケーブルから供給される電源電圧の極性を反転する極性反転手段と、第１の通信規格に準拠したプロトコルで通信を制御する第１の通信プロトコル制御手段と、前記第１の通信規格と異なる第２の通信規格に準拠したプロトコルで通信を制御する第２の通信プロトコル制御手段と、前記極性検知手段が検知した電源電圧の極性に応じて、前記第１の通信プロトコル制御手段または前記第２の通信プロトコル制御手段の何れか一方による通信を選択する通信プロトコル選択手段と、を有することを特徴とする電子機器が提供される。
【００１０】
ここで、極性検知手段は、接続ケーブルから供給される電源電圧の極性を検知する。極性反転手段は、極性検知手段によって検知された極性に応じて、接続ケーブルから供給される電源電圧の極性を反転する。通信プロトコル選択手段は、極性検知手段が検知した電源電圧の極性に応じて、第１の通信プロトコル制御手段または第２の通信プロトコル制御手段の何れか一方による通信を選択する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の電子機器の動作原理を説明する原理図である。この図に示すように、本発明の電子機器１は、コネクタ１ａ、極性検知手段１ｂ、極性反転手段１ｃ、および、プリント配線板１ｄによって構成されており、コネクタ２ａを有する接続ケーブル２を介して他の電子機器に接続されるとともに、他の電子機器から電源の供給を受ける。
【００１２】
極性検知手段１ｂは、コネクタ１ａを介して供給される電源電圧の極性を検知する。
極性反転手段１ｃは、極性検知手段１ｂによって検知された極性に応じて、接続ケーブル２を介して他の電子機器から供給される電源電圧の極性を反転する。
【００１３】
プリント配線板１ｄは、電子機器１の主要な機能を司る基板であり、極性反転手段１ｃから供給された電源によって動作する。なお、このプリント配線板１ｄは、図の上側に電源電圧のプラス極が供給され、また、下側にマイナス極が供給される必要がある。
【００１４】
次に、以上の原理図の動作について説明する。
いま、他の電子機器であるＡＣアダプタに係るコネクタ２ａが電子機器１に接続されたとする。このとき、コネクタ２ａの上側（図の上側）にはプラス極が、また、下側にはマイナス極が印加されているものとする。
【００１５】
極性検知手段１ｂは、コネクタ１ａに印加された電源電圧の極性が正常であるか否かを検知する。いまの例では、極性は正常であるので、極性検知手段１ｂは、極性反転手段１ｃに対しては制御信号を供給しない。
【００１６】
その結果、極性反転手段１ｃは、コネクタ１ａから供給された電源電圧をそのままプリント配線板１ｄに供給するので、プリント配線板１ｄの上側にはプラス極が、また、下側にはマイナス極が供給され、プリント配線板１ｄに実装された部品は正常に動作する。
【００１７】
これとは逆に、コネクタ１ａの上側にマイナス極が、下側にプラス極が印加された場合には、極性検知手段１ｂが極性が正常でないことを検知し、極性反転手段１ｃに制御信号を送る。
【００１８】
極性反転手段１ｃは、コネクタ１ａから供給された電源電圧の極性を反転し、プリント配線板１ｄに供給する。その結果、プリント配線板１ｄには正常な電源電圧が印加されることになるので、プリント配線板１ｄに実装された部品は正常に動作することになる。
【００１９】
以上に示したように、本発明の電子機器では、極性検知手段１ｂによって電源電圧の極性を検知し、極性が逆の場合には極性反転手段１ｃによって電源電圧の極性を反転するようにしたので、電源電圧が同一であれば、どのようなタイプのＡＣアダプタも使用することが可能となる。
【００２０】
また、従来の電子機器の場合では、逆特性の電源電圧が供給されることにより、内部の部品が損傷する場合があったが、本発明ではそのような事態の発生を回避することが可能となる。
【００２１】
次に、本発明の実施の形態の一例について説明する。
図２は、本発明の実施の形態の構成例を示す回路図である。この図において、本発明に係る電子機器２０は、コネクタ２１、電源極性統一回路２２、主回路２３、および、スイッチ２４，２５によって構成されている。
【００２２】
コネクタ２１は、４ピンのコネクタであり、＋電源線、グランド（ＧＮＤ）線、信号線Ａ１，Ａ２から構成されており、接続ケーブル１０の先端に具備されたコネクタ１０ａと嵌合される。なお、コネクタ２１とコネクタ１０ａとはオス、メスの関係になっている。
【００２３】
電源極性統一回路２２は、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）２２ａ，２２ｂ、および、ダイオード２２ｃ，２２ｄによって構成されており、コネクタ２１の１，２ピンのどちらに＋電源を与えても主回路２３には決まった極性の電圧しか印加されないように制御する。ここで、ＦＥＴ２２ａ，２２ｂは、ＮチャネルパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor）によって構成され、また、ダイオード２２ｃ，２２ｄは、ショットキーバリアダイオードによって構成されている。
【００２４】
なお、ＦＥＴ２２ａ，２２ｂおよびダイオード２２ｃ，２２ｄは、電源ラインに直接挿入されるので、主回路２３に流入する最大電流値以上の許容電流値を有するものでなければならない。
【００２５】
主回路２３は、電子機器２０の主たる機能を司る部分である。ドライバ２３ａおよびドライバ２３ｂは、それぞれ異なる通信規格Ａ，Ｂに準拠しており、通常の装置の場合ではこれらの何れか一方が具備されている。なお、この主回路２３には、電源であるＶＣＣおよびＧＮＤが供給されるとともに、通信プロトコルの切り換えを行う場合に主回路２３の内部の制御部が参照するＣＮＴＳ信号が供給されている。
【００２６】
スイッチ２４，２５は、半導体スイッチ等によって構成されている。スイッチ２４は、１ピンに印加される電圧が“Ｈ”の状態でＯＮ、“Ｌ”の状態でＯＦＦの状態となる。また、スイッチ２５は、２ピンに印加されている電圧が“Ｈ”の状態でＯＮ、“Ｌ”の状態でＯＦＦの状態となる。
【００２７】
次に、以上の実施の形態の動作について説明する。
先ず、最初は、図３（Ａ）に示すように、通信規格Ａに準拠した電子機器４０と本発明に係る電子機器２０とを接続ケーブル５０で接続した場合の動作について説明する。
【００２８】
接続ケーブル５０のコネクタ５０ａは、通信規格Ａに準拠したコネクタである。ここでは、図３（Ｂ）に示すように、４ピンのコネクタとし、１ピンが＋電源、２ピンがＧＮＤ、３ピンが信号線Ａ１、４ピンが信号線Ａ２とする。
【００２９】
コネクタ５０ｂは、コネクタ２１とオス、メスの関係にある。ピン配置はコネクタ５０ａと全く同じである。つまり、通信規格Ａ用の接続ケーブル５０の結線は図３（Ｂ）に示すように、コネクタ５０ａとコネクタ５０ｂの同じ番号同士のピンが結線されており、１ピンが＋電源、２ピンがＧＮＤ、３ピンと４ピンはそれぞれＡ通信規格の信号線Ａ１，Ａ２となっている。
【００３０】
このようにして接続ケーブル５０により電子機器４０と電子機器２０とが接続されると、電子機器２０では、１ピンに＋電源が、また、２ピンにＧＮＤが接続される。この場合、ダイオード２２ｃは順バイアスの状態となり、一方、ダイオード２２ｄは逆バイアスの状態となる。その結果、ダイオード２２ｃには電流が流れ、ダイオード２２ｄには電流が流れず、主回路２３のＶＣＣにはダイオード２２ｃを通じて電流が流れ込む。
【００３１】
ＦＥＴ２２ｂのゲート端子には“Ｈ”（＋電源）が印加されている。ここで、図４に示すように、ＦＥＴ２２ａ，２２ｂは、ゲートに印加される電圧が“Ｈ”の状態では、ソース・ドレイン間に電流が流れ、ゲートに印加される電圧が“Ｌ”の状態では、ソース・ドレイン間には電流が流れない。従って、ＦＥＴ２２ｂのソース端子とドレイン端子には電流が流れるようになる。逆に、ＦＥＴ２２ａのゲート端子には“Ｌ”（ＧＮＤ）が印加されるので、ＦＥＴ２２ａのソース端子とドレイン端子には電流が流れない。
【００３２】
その結果、主回路２３のＧＮＤからＦＥＴ２２ｂのソース端子、ドレイン端子を経由して電流が流れ、最終的にコネクタ２１の２ピンヘ流れ出る。まとめると、１ピンから流入した電流は、ダイオード２２ｃを介して主回路２３のＶＣＣ端子に流入し、ＧＮＤ端子から流出した電流は、ＦＥＴ２２ｂのソース・ドレイン間を経由して２ピンに流出するので、主回路２３には正常に電源電圧が供給されることになる。
【００３３】
また、このときスイッチ２４に供給される制御信号は“Ｈ”の状態となるため、スイッチ２４はＯＮの状態となる。一方、スイッチ２５に供給される制御信号は“Ｌ”の状態となるのでスイッチ２５はＯＦＦの状態となる。従って、信号線Ａ１，Ａ２は、通信規格Ａに準拠したドライバ２３ａに接続される。
【００３４】
なお、１ピンの状態を示すＣＮＴＳ信号は“Ｈ”の状態になるので、主回路２３に具備されている、例えば、マイクロプロセッサは通信規格Ａが選択されていることを検知し、ソフトウエアレベルにおいても通信規格Ａに準拠したプロトコルを実行する。
【００３５】
以上の動作により、主回路２３に対しては正常な電源電圧が供給される。また、主回路２３ではドライバ２３ａが選択されるとともに、ＣＮＴＳ信号によりマイクロプロセッサが通信規格Ａに準拠したプログラムを実行するので、通信規格Ａに準拠する電子機器４０との間で情報を授受することが可能となる。
【００３６】
次に、図５に示すように、通信規格Ｂに準拠した電子機器６０と本発明に係る電子機器２０とを接続ケーブル７０で接続した場合の動作について説明する。
接続ケーブル７０のコネクタ７０ａは、通信規格Ｂに準拠したコネクタである。ここでは、図５（Ｂ）に示すように、４ピンのコネクタとし、１ピンが＋電源、２ピンがＧＮＤ、３ピンが信号線Ｂ１、４ピンが信号線Ｂ２とする。
【００３７】
コネクタ７０ｂは、コネクタ２１とオス、メスの関係にある。ピン配置は１ピンがＧＮＤ、２ピンが電源、３ピンが信号線Ｂ１、４ピンが信号線Ｂ２となっている。つまり、通信規格Ｂ用の接続ケーブル７０の結線は図５（Ｂ）に示すように、コネクタ７０ａの１ピンがコネクタ７０ｂの２ピンに、コネクタ７０ａの２ピンがコネクタ７０ｂの１ピンに結線されており、コネクタ７０ｂでは１ピンがＧＮＤ、２ピンが＋電源、３ピンと４ピンは通信規格Ｂの信号線Ｂ１，Ｂ２となっている。
【００３８】
このようにして接続ケーブル７０により電子機器６０と電子機器２０とが接続されると、図６に示すように、電子機器２０では、１ピンにＧＮＤが、また、２ピンに＋電源が接続される。この場合、ダイオード２２ｃは逆バイアスの状態となり、一方、ダイオード２２ｄは順バイアスの状態となる。その結果、ダイオード２２ｃには電流が流れず、ダイオード２２ｄには電流が流れ、主回路２３のＶＣＣにはダイオード２２ｄを通じて電流が流れ込む。
【００３９】
ＦＥＴ２２ｂのゲート端子には“Ｌ”（ＧＮＤ）が印加されており、また、ＦＥＴ２２ａのゲート端子には“Ｈ”（＋電源）が印加されている。従って、ＦＥＴ２２ａのソース端子とドレイン端子には電流が流れるようになる。逆に、ＦＥＴ２２ｂのソース端子とドレイン端子には電流が流れない。その結果、主回路２３のＧＮＤからＦＥＴ２２ａのソース・ドレイン間を経由して電流が流れ、最終的にコネクタ２１の１ピンヘ流れ出る。まとめると、２ピンから流入した電流は、ダイオード２２ｄを介して主回路２３のＶＣＣ端子に流入し、ＧＮＤ端子から流出した電流は、ＦＥＴ２２ａのソース・ドレイン間を経由して１ピンに流出するので、主回路２３には正常に電源電圧が供給されることになる。
【００４０】
また、このときスイッチ２４に供給される制御信号は“Ｌ”の状態となるため、スイッチ２４はＯＦＦの状態となる。一方、スイッチ２５に供給される制御信号は“Ｈ”の状態となるのでスイッチ２５はＯＮの状態となる。従って、信号線Ｂ１，Ｂ２は、通信規格Ｂに準拠したドライバ２３ｂに接続される。
【００４１】
このとき、主回路２３のマイクロプロセッサは、ＣＮＴＳ信号が“Ｌ”の状態であるので通信規格Ｂが選択されていることを検知し、ソフトウエアレベルにおいても通信規格Ｂに準拠したプロトコルを実行する。
【００４２】
以上の動作により、主回路２３に対しては正常な電源電圧が供給される。また、主回路２３ではドライバ２３ｂが選択されるとともに、ＣＮＴＳ信号によりマイクロプロセッサが通信規格Ｂに準拠したプログラムを実行するので、通信規格Ｂに準拠する電子機器６０との間で情報を授受することが可能となる。
【００４３】
以上のように、電子機器２０は必要最小限のコネクタのピン数しか持たないにもかかわらず、接続ケーブルを交換するだけでＡおよびＢという２つの通信規格に自動的に対応することが可能となる。
【００４４】
従って、本発明によれば、ケーブルを取り替えるだけで、単一の電子機器により複数の通信規格に対応することが出来、使い勝手が向上する。例えば、セキュリティ機器である本人認証機能付き指紋照合装置において、同一の装置を様々なシチュエーションで使用することが可能となり、データの更新、バックアップなどの手間が軽減できる。
【００４５】
また、対応できる通信規格が複数あるので、接続可能な機器の数もそれだけ増加し、その結果、接続相手の制限が減少する。
また、わずかな回路を追加するだけで既存の機器と上位互換を保ったまま、２種類の通信仕様に対応した製品を開発することが可能である。従って、少ない開発コストで済み、開発スピードも短縮することができる。
【００４６】
また、コネクタのピン数を必要最小限にできることから、コネクタの大きさを小型化することができる。その結果、電子機器のサイズやケーブルのサイズを小型化するとともに、ローコスト化に貢献することができる。
【００４７】
また、２個のコネクタを用いて２種類の通信規格に対応する場合と比較すると、コネクタがひとつで済むことにより、機器サイズおよびコストの低減を図ることができる。
【００４８】
また、電源極性統一回路は、単独でＡＣアダプタ等と組み合わせて使用することも可能である。その場合には、電源の極性を誤っても問題なく動作するので、極性の誤りにより電子機器の故障の発生を防止することができる。
【００４９】
更に、極性を考慮することなくＡＣアダプタを用いることができるので、ＡＣアダプタの使い回しが可能となる。
なお、以上の実施の形態では、電源極性統一回路２２として、ダイオードとＦＥＴから構成される回路を用いたが、このような回路は一例であり、例えば、ダイオードだけもしくはＦＥＴだけからなる構成を採用することも可能である。
【００５０】
また、以上の実施の形態では、ＡＣアダプタから電源が供給される場合を例に挙げて説明を行ったが、バッテリーから電源を供給する場合にも本発明を適用することが可能であることはいうまでもない。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、外部から接続ケーブルを介して電源を供給される電子機器において、接続ケーブルから供給される電源電圧の極性を検知する極性検知手段と、極性検知手段によって検知された極性に応じて、接続ケーブルから供給される電源電圧の極性を反転する極性反転手段と、を有するようにしたので、外部から供給される電源の極性の如何によらず、電子機器を正常に動作させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の動作原理を説明する原理図である。
【図２】本発明の実施の形態の構成例を示す回路図である。
【図３】（Ａ）は、図２に示す電子機器を通信規格Ａに準拠した電子機器と接続した場合の様子を示す図であり、（Ｂ）は接続ケーブルの接続関係を示す図である。
【図４】（Ａ）は、ＦＥＴの各部の名称を説明する図であり、（Ｂ）はその動作の概略を説明する図である。
【図５】（Ａ）は、図２に示す電子機器を通信規格Ｂに準拠した電子機器と接続した場合の様子を示す図であり、（Ｂ）は接続ケーブルの接続関係を示す図である。
【図６】図５に示す接続関係における実施の形態の各部の状態を示す図である。
【符号の説明】
１……電子機器、１ａ……コネクタ、１ｂ……極性検知手段、１ｃ……極性反転手段、１ｄ……プリント配線板、２……接続ケーブル、２ａ……コネクタ、１０……接続ケーブル、１０ａ……コネクタ、２０……電子機器、２１……コネクタ、２２……電源極性統一回路、２２ａ，２２ｂ……ＦＥＴ、２２ｃ，２２ｄ……ダイオード、２３……主回路、２３ａ，２３ｂ……ドライバ、２４，２５……スイッチ、４０，６０……電子機器、５０，７０……接続ケーブル、５０ａ，５０ｂ，７０ａ，７０ｂ……コネクタ
【発明の属する技術分野】
本発明は電子機器に関し、特に、外部から接続ケーブルを介して電源を供給される電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来において、特に小型の電子機器の場合には、ＡＣアダプタを接続することにより、外部から電源を供給する方法を採用するものがある。
【０００３】
また、他の装置との間で通信を行うための接続ケーブルを介して、電源の供給を受ける電子機器もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＡＣアダプタの接続コネクタは、内側がプラス極のものと外側がプラス極のものの２種類が存在している。従って、同一の電圧のＡＣアダプタであっても、電子機器によっては極性が異なるために使用することができない場合があるという問題点があった。
【０００５】
また、後者の他の装置から電源の供給を受ける電子機器の場合では、接続しようとする他の装置が同一規格の接続コネクタを具備している必要があるため、選択の幅が限られるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、どのようなタイプのＡＣアダプタとも接続可能な電子機器を提供することを目的とする。
また、本発明は、接続可能な装置の選択の幅を広げることが可能な電子機器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、外部から接続ケーブルを介して電源を供給されるとともに、前記接続ケーブルが有する少なくとも１の信号線によって他の電子機器との間で情報の授受が可能な電子機器において、前記接続ケーブルから供給される電源電圧の極性を検知する極性検知手段と、前記極性検知手段によって検知された極性に応じて、前記接続ケーブルから供給される電源電圧の極性を反転する極性反転手段と、第１の通信規格に準拠して前記信号線と接続する第１のドライバと、前記第１の通信規格と異なる第２の通信規格に準拠して前記信号線と接続する第２のドライバと、前記極性検知手段が検知した電源電圧の極性に応じて、前記第１のドライバまたは前記第２のドライバの何れか一方を選択し、前記接続ケーブルの信号線に対して接続する選択手段と、を有することを特徴とする電子機器が提供される。
【０００８】
ここで、極性検知手段は、接続ケーブルから供給される電源電圧の極性を検知する。極性反転手段は、極性検知手段によって検知された極性に応じて、接続ケーブルから供給される電源電圧の極性を反転する。選択手段は、極性検知手段が検知した電源電圧の極性に応じて、第１のドライバまたは第２のドライバの何れか一方を選択し、接続ケーブルの信号線に対して接続する。
【０００９】
また、本発明では上記課題を解決するために、外部から接続ケーブルを介して電源を供給されるとともに、前記接続ケーブルが有する少なくとも１の信号線によって他の電子機器との間で情報の授受が可能な電子機器において、前記接続ケーブルから供給される電源電圧の極性を検知する極性検知手段と、前記極性検知手段によって検知された極性に応じて、前記接続ケーブルから供給される電源電圧の極性を反転する極性反転手段と、第１の通信規格に準拠したプロトコルで通信を制御する第１の通信プロトコル制御手段と、前記第１の通信規格と異なる第２の通信規格に準拠したプロトコルで通信を制御する第２の通信プロトコル制御手段と、前記極性検知手段が検知した電源電圧の極性に応じて、前記第１の通信プロトコル制御手段または前記第２の通信プロトコル制御手段の何れか一方による通信を選択する通信プロトコル選択手段と、を有することを特徴とする電子機器が提供される。
【００１０】
ここで、極性検知手段は、接続ケーブルから供給される電源電圧の極性を検知する。極性反転手段は、極性検知手段によって検知された極性に応じて、接続ケーブルから供給される電源電圧の極性を反転する。通信プロトコル選択手段は、極性検知手段が検知した電源電圧の極性に応じて、第１の通信プロトコル制御手段または第２の通信プロトコル制御手段の何れか一方による通信を選択する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の電子機器の動作原理を説明する原理図である。この図に示すように、本発明の電子機器１は、コネクタ１ａ、極性検知手段１ｂ、極性反転手段１ｃ、および、プリント配線板１ｄによって構成されており、コネクタ２ａを有する接続ケーブル２を介して他の電子機器に接続されるとともに、他の電子機器から電源の供給を受ける。
【００１２】
極性検知手段１ｂは、コネクタ１ａを介して供給される電源電圧の極性を検知する。
極性反転手段１ｃは、極性検知手段１ｂによって検知された極性に応じて、接続ケーブル２を介して他の電子機器から供給される電源電圧の極性を反転する。
【００１３】
プリント配線板１ｄは、電子機器１の主要な機能を司る基板であり、極性反転手段１ｃから供給された電源によって動作する。なお、このプリント配線板１ｄは、図の上側に電源電圧のプラス極が供給され、また、下側にマイナス極が供給される必要がある。
【００１４】
次に、以上の原理図の動作について説明する。
いま、他の電子機器であるＡＣアダプタに係るコネクタ２ａが電子機器１に接続されたとする。このとき、コネクタ２ａの上側（図の上側）にはプラス極が、また、下側にはマイナス極が印加されているものとする。
【００１５】
極性検知手段１ｂは、コネクタ１ａに印加された電源電圧の極性が正常であるか否かを検知する。いまの例では、極性は正常であるので、極性検知手段１ｂは、極性反転手段１ｃに対しては制御信号を供給しない。
【００１６】
その結果、極性反転手段１ｃは、コネクタ１ａから供給された電源電圧をそのままプリント配線板１ｄに供給するので、プリント配線板１ｄの上側にはプラス極が、また、下側にはマイナス極が供給され、プリント配線板１ｄに実装された部品は正常に動作する。
【００１７】
これとは逆に、コネクタ１ａの上側にマイナス極が、下側にプラス極が印加された場合には、極性検知手段１ｂが極性が正常でないことを検知し、極性反転手段１ｃに制御信号を送る。
【００１８】
極性反転手段１ｃは、コネクタ１ａから供給された電源電圧の極性を反転し、プリント配線板１ｄに供給する。その結果、プリント配線板１ｄには正常な電源電圧が印加されることになるので、プリント配線板１ｄに実装された部品は正常に動作することになる。
【００１９】
以上に示したように、本発明の電子機器では、極性検知手段１ｂによって電源電圧の極性を検知し、極性が逆の場合には極性反転手段１ｃによって電源電圧の極性を反転するようにしたので、電源電圧が同一であれば、どのようなタイプのＡＣアダプタも使用することが可能となる。
【００２０】
また、従来の電子機器の場合では、逆特性の電源電圧が供給されることにより、内部の部品が損傷する場合があったが、本発明ではそのような事態の発生を回避することが可能となる。
【００２１】
次に、本発明の実施の形態の一例について説明する。
図２は、本発明の実施の形態の構成例を示す回路図である。この図において、本発明に係る電子機器２０は、コネクタ２１、電源極性統一回路２２、主回路２３、および、スイッチ２４，２５によって構成されている。
【００２２】
コネクタ２１は、４ピンのコネクタであり、＋電源線、グランド（ＧＮＤ）線、信号線Ａ１，Ａ２から構成されており、接続ケーブル１０の先端に具備されたコネクタ１０ａと嵌合される。なお、コネクタ２１とコネクタ１０ａとはオス、メスの関係になっている。
【００２３】
電源極性統一回路２２は、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）２２ａ，２２ｂ、および、ダイオード２２ｃ，２２ｄによって構成されており、コネクタ２１の１，２ピンのどちらに＋電源を与えても主回路２３には決まった極性の電圧しか印加されないように制御する。ここで、ＦＥＴ２２ａ，２２ｂは、ＮチャネルパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor）によって構成され、また、ダイオード２２ｃ，２２ｄは、ショットキーバリアダイオードによって構成されている。
【００２４】
なお、ＦＥＴ２２ａ，２２ｂおよびダイオード２２ｃ，２２ｄは、電源ラインに直接挿入されるので、主回路２３に流入する最大電流値以上の許容電流値を有するものでなければならない。
【００２５】
主回路２３は、電子機器２０の主たる機能を司る部分である。ドライバ２３ａおよびドライバ２３ｂは、それぞれ異なる通信規格Ａ，Ｂに準拠しており、通常の装置の場合ではこれらの何れか一方が具備されている。なお、この主回路２３には、電源であるＶＣＣおよびＧＮＤが供給されるとともに、通信プロトコルの切り換えを行う場合に主回路２３の内部の制御部が参照するＣＮＴＳ信号が供給されている。
【００２６】
スイッチ２４，２５は、半導体スイッチ等によって構成されている。スイッチ２４は、１ピンに印加される電圧が“Ｈ”の状態でＯＮ、“Ｌ”の状態でＯＦＦの状態となる。また、スイッチ２５は、２ピンに印加されている電圧が“Ｈ”の状態でＯＮ、“Ｌ”の状態でＯＦＦの状態となる。
【００２７】
次に、以上の実施の形態の動作について説明する。
先ず、最初は、図３（Ａ）に示すように、通信規格Ａに準拠した電子機器４０と本発明に係る電子機器２０とを接続ケーブル５０で接続した場合の動作について説明する。
【００２８】
接続ケーブル５０のコネクタ５０ａは、通信規格Ａに準拠したコネクタである。ここでは、図３（Ｂ）に示すように、４ピンのコネクタとし、１ピンが＋電源、２ピンがＧＮＤ、３ピンが信号線Ａ１、４ピンが信号線Ａ２とする。
【００２９】
コネクタ５０ｂは、コネクタ２１とオス、メスの関係にある。ピン配置はコネクタ５０ａと全く同じである。つまり、通信規格Ａ用の接続ケーブル５０の結線は図３（Ｂ）に示すように、コネクタ５０ａとコネクタ５０ｂの同じ番号同士のピンが結線されており、１ピンが＋電源、２ピンがＧＮＤ、３ピンと４ピンはそれぞれＡ通信規格の信号線Ａ１，Ａ２となっている。
【００３０】
このようにして接続ケーブル５０により電子機器４０と電子機器２０とが接続されると、電子機器２０では、１ピンに＋電源が、また、２ピンにＧＮＤが接続される。この場合、ダイオード２２ｃは順バイアスの状態となり、一方、ダイオード２２ｄは逆バイアスの状態となる。その結果、ダイオード２２ｃには電流が流れ、ダイオード２２ｄには電流が流れず、主回路２３のＶＣＣにはダイオード２２ｃを通じて電流が流れ込む。
【００３１】
ＦＥＴ２２ｂのゲート端子には“Ｈ”（＋電源）が印加されている。ここで、図４に示すように、ＦＥＴ２２ａ，２２ｂは、ゲートに印加される電圧が“Ｈ”の状態では、ソース・ドレイン間に電流が流れ、ゲートに印加される電圧が“Ｌ”の状態では、ソース・ドレイン間には電流が流れない。従って、ＦＥＴ２２ｂのソース端子とドレイン端子には電流が流れるようになる。逆に、ＦＥＴ２２ａのゲート端子には“Ｌ”（ＧＮＤ）が印加されるので、ＦＥＴ２２ａのソース端子とドレイン端子には電流が流れない。
【００３２】
その結果、主回路２３のＧＮＤからＦＥＴ２２ｂのソース端子、ドレイン端子を経由して電流が流れ、最終的にコネクタ２１の２ピンヘ流れ出る。まとめると、１ピンから流入した電流は、ダイオード２２ｃを介して主回路２３のＶＣＣ端子に流入し、ＧＮＤ端子から流出した電流は、ＦＥＴ２２ｂのソース・ドレイン間を経由して２ピンに流出するので、主回路２３には正常に電源電圧が供給されることになる。
【００３３】
また、このときスイッチ２４に供給される制御信号は“Ｈ”の状態となるため、スイッチ２４はＯＮの状態となる。一方、スイッチ２５に供給される制御信号は“Ｌ”の状態となるのでスイッチ２５はＯＦＦの状態となる。従って、信号線Ａ１，Ａ２は、通信規格Ａに準拠したドライバ２３ａに接続される。
【００３４】
なお、１ピンの状態を示すＣＮＴＳ信号は“Ｈ”の状態になるので、主回路２３に具備されている、例えば、マイクロプロセッサは通信規格Ａが選択されていることを検知し、ソフトウエアレベルにおいても通信規格Ａに準拠したプロトコルを実行する。
【００３５】
以上の動作により、主回路２３に対しては正常な電源電圧が供給される。また、主回路２３ではドライバ２３ａが選択されるとともに、ＣＮＴＳ信号によりマイクロプロセッサが通信規格Ａに準拠したプログラムを実行するので、通信規格Ａに準拠する電子機器４０との間で情報を授受することが可能となる。
【００３６】
次に、図５に示すように、通信規格Ｂに準拠した電子機器６０と本発明に係る電子機器２０とを接続ケーブル７０で接続した場合の動作について説明する。
接続ケーブル７０のコネクタ７０ａは、通信規格Ｂに準拠したコネクタである。ここでは、図５（Ｂ）に示すように、４ピンのコネクタとし、１ピンが＋電源、２ピンがＧＮＤ、３ピンが信号線Ｂ１、４ピンが信号線Ｂ２とする。
【００３７】
コネクタ７０ｂは、コネクタ２１とオス、メスの関係にある。ピン配置は１ピンがＧＮＤ、２ピンが電源、３ピンが信号線Ｂ１、４ピンが信号線Ｂ２となっている。つまり、通信規格Ｂ用の接続ケーブル７０の結線は図５（Ｂ）に示すように、コネクタ７０ａの１ピンがコネクタ７０ｂの２ピンに、コネクタ７０ａの２ピンがコネクタ７０ｂの１ピンに結線されており、コネクタ７０ｂでは１ピンがＧＮＤ、２ピンが＋電源、３ピンと４ピンは通信規格Ｂの信号線Ｂ１，Ｂ２となっている。
【００３８】
このようにして接続ケーブル７０により電子機器６０と電子機器２０とが接続されると、図６に示すように、電子機器２０では、１ピンにＧＮＤが、また、２ピンに＋電源が接続される。この場合、ダイオード２２ｃは逆バイアスの状態となり、一方、ダイオード２２ｄは順バイアスの状態となる。その結果、ダイオード２２ｃには電流が流れず、ダイオード２２ｄには電流が流れ、主回路２３のＶＣＣにはダイオード２２ｄを通じて電流が流れ込む。
【００３９】
ＦＥＴ２２ｂのゲート端子には“Ｌ”（ＧＮＤ）が印加されており、また、ＦＥＴ２２ａのゲート端子には“Ｈ”（＋電源）が印加されている。従って、ＦＥＴ２２ａのソース端子とドレイン端子には電流が流れるようになる。逆に、ＦＥＴ２２ｂのソース端子とドレイン端子には電流が流れない。その結果、主回路２３のＧＮＤからＦＥＴ２２ａのソース・ドレイン間を経由して電流が流れ、最終的にコネクタ２１の１ピンヘ流れ出る。まとめると、２ピンから流入した電流は、ダイオード２２ｄを介して主回路２３のＶＣＣ端子に流入し、ＧＮＤ端子から流出した電流は、ＦＥＴ２２ａのソース・ドレイン間を経由して１ピンに流出するので、主回路２３には正常に電源電圧が供給されることになる。
【００４０】
また、このときスイッチ２４に供給される制御信号は“Ｌ”の状態となるため、スイッチ２４はＯＦＦの状態となる。一方、スイッチ２５に供給される制御信号は“Ｈ”の状態となるのでスイッチ２５はＯＮの状態となる。従って、信号線Ｂ１，Ｂ２は、通信規格Ｂに準拠したドライバ２３ｂに接続される。
【００４１】
このとき、主回路２３のマイクロプロセッサは、ＣＮＴＳ信号が“Ｌ”の状態であるので通信規格Ｂが選択されていることを検知し、ソフトウエアレベルにおいても通信規格Ｂに準拠したプロトコルを実行する。
【００４２】
以上の動作により、主回路２３に対しては正常な電源電圧が供給される。また、主回路２３ではドライバ２３ｂが選択されるとともに、ＣＮＴＳ信号によりマイクロプロセッサが通信規格Ｂに準拠したプログラムを実行するので、通信規格Ｂに準拠する電子機器６０との間で情報を授受することが可能となる。
【００４３】
以上のように、電子機器２０は必要最小限のコネクタのピン数しか持たないにもかかわらず、接続ケーブルを交換するだけでＡおよびＢという２つの通信規格に自動的に対応することが可能となる。
【００４４】
従って、本発明によれば、ケーブルを取り替えるだけで、単一の電子機器により複数の通信規格に対応することが出来、使い勝手が向上する。例えば、セキュリティ機器である本人認証機能付き指紋照合装置において、同一の装置を様々なシチュエーションで使用することが可能となり、データの更新、バックアップなどの手間が軽減できる。
【００４５】
また、対応できる通信規格が複数あるので、接続可能な機器の数もそれだけ増加し、その結果、接続相手の制限が減少する。
また、わずかな回路を追加するだけで既存の機器と上位互換を保ったまま、２種類の通信仕様に対応した製品を開発することが可能である。従って、少ない開発コストで済み、開発スピードも短縮することができる。
【００４６】
また、コネクタのピン数を必要最小限にできることから、コネクタの大きさを小型化することができる。その結果、電子機器のサイズやケーブルのサイズを小型化するとともに、ローコスト化に貢献することができる。
【００４７】
また、２個のコネクタを用いて２種類の通信規格に対応する場合と比較すると、コネクタがひとつで済むことにより、機器サイズおよびコストの低減を図ることができる。
【００４８】
また、電源極性統一回路は、単独でＡＣアダプタ等と組み合わせて使用することも可能である。その場合には、電源の極性を誤っても問題なく動作するので、極性の誤りにより電子機器の故障の発生を防止することができる。
【００４９】
更に、極性を考慮することなくＡＣアダプタを用いることができるので、ＡＣアダプタの使い回しが可能となる。
なお、以上の実施の形態では、電源極性統一回路２２として、ダイオードとＦＥＴから構成される回路を用いたが、このような回路は一例であり、例えば、ダイオードだけもしくはＦＥＴだけからなる構成を採用することも可能である。
【００５０】
また、以上の実施の形態では、ＡＣアダプタから電源が供給される場合を例に挙げて説明を行ったが、バッテリーから電源を供給する場合にも本発明を適用することが可能であることはいうまでもない。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、外部から接続ケーブルを介して電源を供給される電子機器において、接続ケーブルから供給される電源電圧の極性を検知する極性検知手段と、極性検知手段によって検知された極性に応じて、接続ケーブルから供給される電源電圧の極性を反転する極性反転手段と、を有するようにしたので、外部から供給される電源の極性の如何によらず、電子機器を正常に動作させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の動作原理を説明する原理図である。
【図２】本発明の実施の形態の構成例を示す回路図である。
【図３】（Ａ）は、図２に示す電子機器を通信規格Ａに準拠した電子機器と接続した場合の様子を示す図であり、（Ｂ）は接続ケーブルの接続関係を示す図である。
【図４】（Ａ）は、ＦＥＴの各部の名称を説明する図であり、（Ｂ）はその動作の概略を説明する図である。
【図５】（Ａ）は、図２に示す電子機器を通信規格Ｂに準拠した電子機器と接続した場合の様子を示す図であり、（Ｂ）は接続ケーブルの接続関係を示す図である。
【図６】図５に示す接続関係における実施の形態の各部の状態を示す図である。
【符号の説明】
１……電子機器、１ａ……コネクタ、１ｂ……極性検知手段、１ｃ……極性反転手段、１ｄ……プリント配線板、２……接続ケーブル、２ａ……コネクタ、１０……接続ケーブル、１０ａ……コネクタ、２０……電子機器、２１……コネクタ、２２……電源極性統一回路、２２ａ，２２ｂ……ＦＥＴ、２２ｃ，２２ｄ……ダイオード、２３……主回路、２３ａ，２３ｂ……ドライバ、２４，２５……スイッチ、４０，６０……電子機器、５０，７０……接続ケーブル、５０ａ，５０ｂ，７０ａ，７０ｂ……コネクタ
Claims (2)
- 外部から接続ケーブルを介して電源を供給されるとともに、前記接続ケーブルが有する少なくとも１の信号線によって他の電子機器との間で情報の授受が可能な電子機器において、
前記接続ケーブルから供給される電源電圧の極性を検知する極性検知手段と、
前記極性検知手段によって検知された極性に応じて、前記接続ケーブルから供給される電源電圧の極性を反転する極性反転手段と、
第１の通信規格に準拠して前記信号線と接続する第１のドライバと、
前記第１の通信規格と異なる第２の通信規格に準拠して前記信号線と接続する第２のドライバと、
前記極性検知手段が検知した電源電圧の極性に応じて、前記第１のドライバまたは前記第２のドライバの何れか一方を選択し、前記接続ケーブルの信号線に対して接続する選択手段と、
を有することを特徴とする電子機器。 - 外部から接続ケーブルを介して電源を供給されるとともに、前記接続ケーブルが有する少なくとも１の信号線によって他の電子機器との間で情報の授受が可能な電子機器において、
前記接続ケーブルから供給される電源電圧の極性を検知する極性検知手段と、
前記極性検知手段によって検知された極性に応じて、前記接続ケーブルから供給される電源電圧の極性を反転する極性反転手段と、
第１の通信規格に準拠したプロトコルで通信を制御する第１の通信プロトコル制御手段と、
前記第１の通信規格と異なる第２の通信規格に準拠したプロトコルで通信を制御する第２の通信プロトコル制御手段と、
前記極性検知手段が検知した電源電圧の極性に応じて、前記第１の通信プロトコル制御手段または前記第２の通信プロトコル制御手段の何れか一方による通信を選択する通信プロトコル選択手段と、
を有することを特徴とする電子機器。
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