JP5959692B2 - シンク機器及び電力供給方法 - Google Patents

Description

技術分野は、映像受信装置と映像送信装置の電力供給に関する。

特許文献１には、「映像信号を、複数のチャネルで、差動信号により、ケーブルを介して、受信装置に送信する信号送信部と、電源の供給を要求する要求情報を、上記ケーブルを介して、上記受信装置に送信する情報送信部と、上記情報送信部の上記要求情報の送信に伴って上記受信装置から上記ケーブルを介して供給される電源を内部回路に供給する電源切換部とを備えることを特徴とする送信装置」（特許文献１［００１７］参照）が開示されている。

さらに、「ソース機器１１０ＡにＨＤＭＩケーブル１３０を介してシンク機器１２０Ａが接続されると、（ｃ）シンク機器１２０Ａの電源回路１２６Ａからの＋５Ｖ電源がＨＤＭＩケーブル１３０のリザーブラインを介してソース機器１１０Ａに供給される。」（特許文献１［０１９２］）ことや、「ソース機器１１０Ａは、電源供給リクエストである＜Request Power Supply＞コマンドを、ＣＥＣラインを介して、シンク機器１２０Ａに送信する」（特許文献１［０１９２］）と、「シンク機器１２０Ａは、要求される電圧値、電流値の供給が可能であるとき、電源回路１２６Ａからの電源の電圧値、電流値を、ソース機器１１０Ａが要求する電圧値、電流値に対応するように制御し、」（特許文献１［０１９６］）、「その後、ソース機器１１０ＡでＨＤＭＩケーブル１３０の電源ラインを介しての電源が不要となると、ソース機器１１０Ａは、シンク機器１２０Ａに、電源供給が不要である旨を示す＜Request Power Supply＞コマンドを送信」（特許文献１［０１９８］）し、「シンク機器１２０Ａからソース機器１１０Ａへの電源供給の状態は最初の状態に戻る。」（特許文献１［０１９８］）ことが開示されている。

特許文献２には、ＨＤＭＩ（HDMIおよびHigh-Definition Multimedia InterfaceはHDMI Licensing, LLCの商標または登録商標）で接続されたソース機器とシンク機器間で、制御ラインであるＣＥＣラインを介して、「機能情報は、ＣＥＣ（Consumer Electronics Control）データあるいはＣＤＣ（Capability Discovery Channel）データとして、ソース機器からシンク機器に、あるいはシンク機器からソース機器に送られる」（特許文献２［０１６０］参照）ことが開示されている。

特開２００９−４４７０６号公報 特開２０１０−４５１０号公報

しかし、いずれの引用文献にも、シンク機器やソース機器が供給する待機電力の省電力化については開示がない。

上記の課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、ソース機器から映像信号を受信するシンク機器において、ソース機器へ電力を供給する電力供給部と、ソース機器と接続したことを検出する検出部と、を有し、検出部がソース機器との接続を検出後に、電力供給部が電力供給を開始することを特徴とする。

上記手段によれば、不要な待機電力を削減し、省電力化できる。

伝送システムの一例を示すブロック図 ＨＰＤ出力部とＨＰＤ検出部の一例を示す回路図 伝送システムにおける動作の一例を示すフローチャート 伝送システムにおけるメッセージの送受信を示す図 ケーブルの一例を示すブロック図 通信メッセージの構造の一例を示す図 伝送システムにおけるメッセージの構造の一例を示す表 伝送システムにおけるメッセージの一例を示す表 伝送システムにおけるメッセージの一例を示す表

以下、実施例について説明する。

図１は、本実施例における伝送システムの一例を示すブロック図であって、ソース機器１１がシンク機器２１とケーブル３１を介して接続されており、シンク機器２１からソース機器１１へ電力を供給し、ソース機器からシンク機器へ映像信号を供給する。

ソース機器１１は例えばディスクプレイヤー、ディスクレコーダ、半導体レコーダ、放送受信機、ゲーム機、ＰＣ等の映像信号送出機器である。光ディスクや磁気記録ディスク、半導体メモリなどの記憶媒体や放送、ネットワーク等から得たデータから映像信号を再生する再生部１１１と映像送信部１１２、ＥＤＩＤ（Extended Display Identification Data）読出部１１３、ＣＥＣ（Consumer Electronics Control）通信部１１４、電圧検出部１１５、ＤＤＣ（Display Data Channel）＋５Ｖ供給部１１６、ＨＰＤ（Hot Plug Detect）検出部１１７、制御部１１８、電源回路１１９を有する。

シンク機器２１は、例えば液晶ディスプレイ、プラズマディプレイ、有機ＥＬディスプレイ等の表示デバイスを備えた映像信号受信機器である。シンク機器２１は表示部２１１と映像受信部２１２、ＥＤＩＤ記憶部２１３、ＣＥＣ通信部２１４、電流制限部２１５、ＨＰＤ出力部２１６、制御部２１７、電力供給部２１８、電源回路２１９を有する。なお、アンテナで受信した放送波を処理するチューナ、デスクランブラ、デマルチプレクサ、デコーダ、録画機能等も含む構成とし、シンク機器単体でも映像コンテンツを再生可能としてもよい。

ケーブル３１は、ソース機器とシンク機器との間を接続するケーブルであって、例えばＨＤＭＩケーブルである。映像信号伝送線３０２、ＥＤＩＤを伝送するＤＤＣ線３０３、ＣＥＣ通信線３０４、電力を供給するＵｔｉｌｉｔｙ線３０５．ＤＤＣ＋５Ｖ線３０６、ＨＰＤ線３０７を有する。

ここで、図１における各ブロックの動作を説明する。ソース機器１１の再生部１１１で再生された映像信号が映像送信部１１２から送信され、ケーブル３１の映像信号伝送線３０２を介してシンク機器２１の映像受信部２１２で受信される。受信された映像信号はシンク機器２１の表示部２１１に表示される。

また、ソース機器１１のＥＤＩＤ読出部１１３は、ケーブル３１のＤＤＣ線３０３を介してシンク機器２１のＥＤＩＤ記憶部２１３に記録されているシンク機器のＥＤＩＤを読み出す。

また、ソース機器１１のＣＥＣ通信部１１４とシンク機器２１のＣＥＣ通信部２１４とはケーブル３１のＣＥＣ通信線３０４を介してＣＥＣメッセージの送受信を行う。

また、シンク機器２１の電力供給部２１８はケーブル３１のＵｔｉｌｉｔｙ線３０５を介してソース機器の電源回路部１１９に電力を供給する。電流制限部２１５は、電力供給部２１８から供給される電力を監視し、必要に応じて供給される電力の制限を行う。電圧検出部１１５は、電源回路１１９が受給する電力の電圧を検出する。

また、ソース機器のＤＤＣ＋５Ｖ供給部１１６は、５Ｖの電流をケーブル３１のＤＤＣ＋５Ｖ線３０６を介してＨＰＤ出力２１６及び電源回路２１９に供給する。

また、ソース機器のＨＰＤ検出部１１７は、ケーブル３１のＨＰＤ線３０７を介してシンク機器のＨＰＤ出力２１６からの電流を検出する。

次に、ＣＥＣ通信部１１４と２１４が交換するＣＤＣメッセージの構造の一例を図６に示す。特許文献２に記載のように、ＣＤＣメッセージはＣＥＣメッセージの一つとして定義され、メッセージの先頭を示すStart Bitに続き、メッセージの送信機器の論理アドレスと受信機器の論理アドレスとを記述したCEC Header Block、ＣＤＣメッセージであることを示すCEC Opcode Block、メッセージ送信機器の物理アドレスを示すInitiator Physical Address、ＣＤＣメッセージの種別を示すCDC Opcode、ＣＤＣメッセージの引数を示すCDC Parameterから構成されている。

以下、ＣＤＣメッセージを例にとって説明するが、本発明はＣＤＣメッセージ構造に限定されること無く、CEC OpcodeにCDC Opcodeを定義すれば、ＣＤＣメッセージに代えてＣＥＣメッセージを使うこともできる。また、ＥＤＩＤ読出しで使われるＤＤＣやHDMI Ethernet（登録商標） Channelなどの双方向通信メッセージを用いても良い。

図７はＣＤＣメッセージの一例を示す表である。<CDC_Power_Request>は、電力受給機器が引数[Port]で示される端子へ、引数[Power]で示される電流供給を、電力供給機器へ要求するメッセージである。引数[Error]は常に”No Error”を意味する0を設定する。

<CDC_Power_Status>は、電力供給機器が引数[Port]で示される端子から、引数[Power]で示される電流を供給開始したことを知らせるメッセージである。このメッセージは<CDC_Power_Request>や<CDC_Power_Notice>への応答メッセージとして使用される。引数[Error]はその応答結果を示すものである。

<CDC_Power_Notice>は、電力供給機器が引数[Port]で示される端子から、引数[Power_Sink]で示される電流へ供給電流の変更を予告するメッセージである。引数[Error]は常に”No Error”を意味する0を設定する。

図７のResponseの欄には、それぞれのメッセージに対して、宛先の機器が本実施例の機能に対応していれば、応答する応答メッセージが記されている。

図８と図９は、メッセージの引数の一例を示す表である。[Port]は、メッセージ発信元の電力受給端子または電力供給端子を示しおり、Port Numberが４ bits で構成されている。Port Numberは０が映像出力端子を示し、１〜１５が映像入力端子を示している。映像入力端子の１〜１５は各映像入力端子のＥＤＩＤに記載されるソース機器の物理アドレスを決めるInput Port Numberと共通であり、ＣＤＣメッセージ中のInitiator Physical Addressと組合せれば、接続先のソース機器の物理アドレスを認識できる。端子番号に代えて接続先の物理アドレス（すなわち、該当入力端子のＥＤＩＤ中に記載されている物理アドレス）２ bytesを用いてもよいが、メッセージ長を抑えて通信時間を短くする為には、Port numberの 4 bitsで示す方が効率的である。

[Error]は、<CDC_Power_Request>や<CDC_Power_Notice>への応答結果を示すものであり、４bitsから構成されている。０は“No Error”であり、要求された電圧と電流を供給している状態を示している。１は応答するメッセージ中の引数に矛盾がある場合、例えば電圧と電流の組合せや、端子を示すPort Numberとの組合せが不適当であることを示す。２は、要求された電力を供給する機能はあるが、何らかの原因、例えばセット電源オフなどにより電力供給ができないことを示す。この引数２を含む応答メッセージを受信した場合は、所定時間後に再度要求できる。３は、要求された電力を供給する機能を持っていないことを示す。４〜１５は将来拡張用の予約領域である。尚、[Error]が０以外の場合であっても、[Port]で示された端子の電力供給状況を適切に[Power]で表記する必要がある。

[Power]は、受給または供給電力を表し、電圧を示す[Voltage]の４bitsと電流を示す[Current]の４bitsから構成される。[Voltage]は0が5 Vを示し、許容範囲を5%程度として。供給電圧範囲は4.8 V〜6.3 Vとしている。1が3.3 Vを示し、供給電圧範囲は3.1 V〜3.5 Vとしている。2が12 Vを示し、供給電圧範囲は11.4 V〜12.6 Vとしている。3が供給電圧なしの場合であり、0から5Vの範囲でもれ電流は0.1 mA 以下としている。3が設定されている場合、[Current]は電流受給能力が無いことを示す0または8でなければならない。4以降は、将来拡張用の予約領域である。

[Current]は0〜7が映像入力端子のDDC+5V pinが受給できる電流値を、8〜15が、映像出力端子のUtility端子が受給できる電流値を示している。[Port]が示す入力端子または出力端子とが異なる場合は[Error]を１に設定し、[Current]は[Port]が示す端子の供給電流を記載する。

[Current]は、電力を受給する映像入力端子のDDC+5V pinがセット電源オン時に受給する電流が10mA以下の場合に０を、50mA以下が１、450mA以下が２と記載する。電力を供給する映像出力端子のDDC+5V pinに対しては、０は 電流供給できないことを、１は55mA以上、２は455mA以上の電流を供給することを示し、３〜７は将来拡張用の予約領域である。０〜２のいずれの設定においても、ＶＥＳＡが規定する500mAを越える電流を供給しないこととすることにより、従来機器との後方互換性を保つことができる。500mAを超える電流を供給する場合は、より安全性を考慮して、前記CECメッセージでの設定に加え、シンク機器のＥＤＩＤにも５００ｍＡを超える電流受給に関する情報を記載し、てダブルチェックとしてもよい。尚、受給電流上限値と供給電流の下限の差5mAは、ケーブルで消費されることを考慮した結果である。また、電流供給無しの場合、逆電流防止の為、-0.1mAと定義している。

同様に、[Current]は、電力を受給する映像出力端子のUtility pinが受給する電流が無い場合に０．または９、450mA以下である場合に１０と記載する。Utility pinとHPD端子双方からそれぞれ450mAずつ受給する場合は１１と記載する。１２〜１５は将来拡張用の予約領域である。８〜１１いずれの設定においても、540 mA を超える電流は供給しないものとすることにより、過電流防止による安全性が高まる。この上限電流はDDC+5V端子では500mAとしているが、ケーブルへの電流供給を5mAから40mAに供給拡大した分だけ上限値を大きくしている。同様に、電力供給を行う映像入力端子のUtility Pinは、８が電流供給できないことを、９はケーブルが消費する40mA以上を、１０と１１は490mA以上、供給することを示している。映像入力端子のHPD pinは、８と９、１０が電流供給できないことを、１１が490mA供給でき、Utility pinと合せて980mA以上供給できるものとする。

以上のようにメッセージを定義し、電力受給機器は電力供給機器に対する要求メッセージである<CDC_Power_Request>で所定の電圧と電流を要求し、電力供給機器はその要求された電圧と電流を供給開始した上で、応答メッセージである<CDC_Power_Status>を返信する。この返信を受けた上で、電力受給機器は電力を使用し始める。電力受給が不要になった場合は、電流不要の引数付の電力要求メッセージ<CDC_Power_Request>を送信することによって、電力供給停止してよいことを電力供給機器へ伝え、電力供給機器は電力供給を停止した上で、供給電流無しを示す引数をつけた応答メッセージ<CDC_Power_Status>を返信する。

また、電力供給機器が電力供給を中止または供給電流を変えたい場合は、<CDC_Power_Notice>メッセージを電力受給機器へ送信して予告する。この予告を受けた電力受給機器がそれを受諾できる場合はその予告と同じ引数で、受諾できない場合は必要な電圧と電流を示す引数を付けて、電力要求メッセージとして<CDC_Power_Request>を電力供給機器へ返信する。この返信メッセージを受けて、電力供給機器はそれに対応して、要求どおりの電力を供給するかどうかを判断する。受諾できない場合は、再度予告メッセージである<CDC_Power_Notice>を出す。再度、受諾できない電力供給を示す電力要求メッセージである<CDC_Power_Request>が所定時間（例えば２秒）の間隔で所定回数（例えば２回）繰り返された場合、電力供給を停止することにしてもよい。所定回数繰り返すことで、誤動作を最小限にすることができる。

ケーブル３１は、電力消費しない導線のみで構成されている場合もあるが、光ファイバや無線伝送など、電気信号を変換または周波数特性を補正するために電力を必要とする変換ケーブルやアクティブケーブルなどがある。上記の例では、ソース機器１１のDDC+5V pinから最大5mAを、シンク機器２１のUtility端子から5Vの電圧で最大40mAをメッセージ交換無しに使用できる仕組みとしている。しかし、シンク機器２１が40mAといえども常に電流供給を続けると、セットの待機電力を増大させてしまう場合もある。このため、本実施例では、常時電源が必要なソース機器１１が接続されているか、または常時電源が必要な接続機器が接続されているかどうかを映像受信機器が確認して電流を供給することによって、電力供給時間を最小限として、待機電力を減らすことを特徴としている。

図２は、図１のＨＰＤ検出部１１７とＨＰＤ出力部２１６の内部回路の一例を記した回路図である。図１と同じブロックには同じ番号を付与している。３０８は図１では記載を省略していたＧＮＤ線であり、ケーブル３１に含まれる。

ＨＰＤ検出部１１７は、ＨＰＤ線３０７の電圧レベルを検出する電圧検出器１２２と、ＨＰＤ線３０７とＧＮＤ線３０８を接続する抵抗１２１を有する。抵抗１２１は例えば１０ｋΩ程度であり、ＨＰＤ線３０７が接続されていない場合に、電圧検出器１２２の入力電位を０Ｖに保つ特徴があり、プルダウン抵抗と呼ばれる。電圧検出器１２２は入力電位０Ｖを“Ｌ”と扱い、ＨＰＤ線３０７を含むケーブルが未接続時と判断する。

ＨＰＤ出力部２１６において、従来機器においてはＤＤＣ＋５Ｖ線３０６とＨＰＤ線を接続する抵抗器２２１のみで構成されている。抵抗２２１は例えば１．２ｋΩ程度が使用される。ケーブルが接続されると、ＤＤＣ＋５Ｖ供給部１１６から５ＶがＤＤＣ＋５Ｖ線３０６に供給され、抵抗２２１を通じてＨＰＤ線３０７に伝えられる。このため、ＨＰＤ線の電圧は、ＤＤＣ＋５Ｖ線３０６に印加された５Ｖと、ＧＮＤ線３０８の０Ｖを、抵抗２２１と抵抗１２１で分圧した電圧である４．４６Ｖになる。この電圧を電圧検出器１２２が“Ｈ”と検出してケーブルが接続されたことを検知する。

この従来機器においては、ソース機器１１は、ＤＤＣ＋５Ｖ線３０６に５Ｖを供給してＨＰＤ線が“Ｈ”になったことを検出すればシンク機器２１と接続されていることがわかる。しかし、シンク機器２１は、ＤＤＣ＋５Ｖ線３０６にソース機器１１から５Ｖが供給されないと接続されているかどうかを判別できなかった。本実施例では、それを判別する為に、電源回路２１９と、抵抗２２２、スイッチ２２３、電圧検出器２２４を追加して備えている。以下、シンク機器２１がソース機器１１とケーブルで接続されていることを判別する方法について説明する。

スイッチ２２３は、通常時は開放されており、短絡していない。ソース機器１１がシンク機器２１ＤＤＣ＋５Ｖ線を通じて５Ｖを供給している場合、前記したように抵抗２２１を介してＨＰＤ線３０７をプルアップして“Ｈ”レベルとして接続されていることをソース機器１１に伝える。しかし、シンク機器２１がＥＤＩＤ書き換え中などＥＤＩＤの読出しができない期間においては、スイッチ２３がＨＰＤ線３０７をＧＮＤに短絡して“Ｌ”レベルをソース機器１１に伝え、仮想的に未接続状態を作っている。

シンク機器２１がソース機器と接続されていることを判別する場合、スイッチ２２３はＨＰＤ線３０７と抵抗２２２を短絡する。抵抗２２２は抵抗１２１に比べて十分に高い抵抗値、例えば１００ｋΩであり、電源回路２１９から供給される電圧、例えば３．３ＶでＨＰＤ線をプルアップする。ＨＰＤ線３０７が未接続時には電圧検出器２２４の入力は３．３Ｖとなり、電圧検出器２２４は“Ｈ”を検出する。ＨＰＤ線が接続されている時は、ＨＰＤ線の電位は、３．３Ｖを抵抗２２２の１００ｋΩと抵抗１２１の１０ｋΩで分圧した電圧０．３Ｖとなるので、電圧検出器２２４は“Ｌ”を検出する。この時、ＤＤＣ＋５Ｖ線３０６がつながる電源回路２１９の入力は抵抗２２２に比べて十分に高いインピーダンスにしておけば、上記の分圧電圧への影響を小さくすることができる。

このように、ＨＰＤ線が接続時に電圧検出器２２４は“Ｌ”を、ＨＰＤ線が未接続時に“Ｈ”を検出することによって、ＨＰＤ線３０７を含むケーブルがソース機器１１とシンク機器２１を接続しているか、未接続であるかを判別できる。

例えばＨＤＭＩにおいて、シンク機器２１のＨＰＤ ｐｉｎが２．０Ｖ〜５．３Ｖの範囲を“Ｈ”、０Ｖ〜０．８Ｖの範囲を“Ｌ”と定義している。一方、ソース機器１１のＨＰＤ ｐｉｎが２．4Ｖ〜５．３Ｖの範囲を“Ｈ”、０Ｖ〜０．４Ｖの範囲を“Ｌ”と定義している。シンク機器２１からソース機器１１との接続を判別する場合においても、この定義を満たすことが。後方互換性の観点から求められる。

シンク機器２１がＨＰＤ線を抵抗２２２によりプルアップする際に、抵抗１２１の抵抗値が抵抗２２２と同程度の場合、ＨＰＤ線３０７の電圧は、プルアップ電圧の半分の電圧にまで達する。プルアップ電圧として５Ｖを用いると２．５Ｖ程度まで上昇して、前記のシンク機器２１のＨＰＤ ｐｉｎが “Ｈ” の下限である２．０Ｖを超えてしまい、仕様を満足しなくなってしまう。このため、プルアップ電圧は５Ｖ未満が望ましく、“Ｈ”の下限電圧である２．０Ｖの２倍以下のプルアップ電圧がさらに望ましい。前記の説明において、電源回路２１９から供給するプルアップ電圧を、ＨＤＭＩのデータチャネルの終端電圧として用いられる３．３Ｖと共通と想定して説明した。終端電圧と共通化することで、セットが用意する電源電圧の種類を減らすことができる利点がある。

図３は、本実施例における処理の一例を示すフローチャートである。以下、図３を用いてその動作を説明する。

シンク機器２１がスタンバイ状態であるとする（６０１）。

シンク機器２１は電源回路２１９がＤＤＣ＋５Ｖ線３０６のＤＤＣ＋５Ｖの電圧を判別する（６０１）。＋５Ｖを検出すると、抵抗２２１を通じてＨＰＤ線３０７を“Ｈ”とする（６０８）。０．４Ｖ以下の場合は６０３へ進み、ソース機器１１との接続を確認する動作に入る。ここで、ＤＤＣ＋５Ｖ線３０６が０．４Ｖ〜４．５Ｖの範囲であった場合については、例えば２．５Ｖをスレシホールド（閾値）としてそれ以上を“Ｈ”，それ以下を“Ｌ”と扱ってもよい。スレシホールドとなる電圧は、シンク機器の設置環境に基づいて、適宜変えてもよい。

ソース機器１１との接続確認動作として、シンク機器２１はスイッチ２２３が抵抗２２２を選択し、ＨＰＤ線を抵抗２２２が３．３Ｖにプルアップする（６０３）。続いて電圧検出器２２４でＨＰＤ線３０７の電圧を判別する（６０４）。“Ｌ”であればＨＰＤ線３０７がソース機器１１と接続されていると判断し、電力供給を開始する６０６へ進む。

電圧検出器２２４の判別結果が“Ｈ”であれば、ＨＰＤ線３０７がソース機器１１と接続されていないと判断し、スイッチ２２３を非接続状態としてＨＰＤ ｐｉｎのプルアップを終了する（６１５）。所定時間、例えば２秒間待機する（６１６）。その後ＤＤＣ＋５Ｖの電圧を判別する６０２に進む。

このように、シンク機器２１はソース機器１１がケーブル接続されたことを検出するまで、所定の時間間隔で検出動作を繰り返す。繰返し周期は、各機器の使用状況に応じて変えてもよい。例えば、シンク機器の動作履歴から使用される確率が高い時間帯や、人感センサで人を検知した場合、照度センサで明るい環境にある場合などは、所定時間周期を短くすると使い勝手がよい。さらに、所定時間周期を例えば１０秒と長くとる一方で、ＤＤＣ＋５Ｖ検出の６０２のステップは常時動作させてもよい。

ＨＰＤ線３０７がソース機器１１と接続されていると判断された場合、スイッチ２２３を非接続状態としてＨＰＤ ｐｉｎのプルアップを終了して、Ｕｔｉｌｉｔｙ ｐｉｎへ待機電流として、例えば４０ｍＡを供給開始する（６０６）。供給電流を制限回路２１５で最大４０ｍＡまたは５００ｍＡを超えない値とするとよい。最大４０ｍＡであれば、電力供給部２１８の電流供給能力を小さくできるので電力損失を減らせる利点がある。

ＤＤＣ＋５Ｖ ｐｉｎへ５Ｖの電圧が印加されているかどうかを電源回路２１９が判別する（６０７）。所定時間、例えば１０秒待って５Ｖ印加が検出できない場合はＵｔｉｌｉｔｙ ｐｉｎへの待機電力供給を停止する（６１３）。その後、所定時間、例えば１０秒待機する（６１４）。その後、ＤＤＣ＋５Ｖ電圧検出の６０２に戻る。

６０７で５Ｖの電圧が検出されると、抵抗２２１を介してＨＰＤ ｐｉｎを“Ｈ”にプルアップする（６０８）。続いてソース機器１１のＥＤＩＤ読出し部１１３の求めに応じて、シンク機器２１のＥＤＩＤ記憶部２１３がＥＤＩＤ情報を出力する（６０９）。

その後、ソース機器１１から電力要求のメッセージを待つ（６１０）。同メッセージを受信したら、Ｕｔｉｌｉｔｙ ｐｉｎへ要求された所定電力を供給する（６１１）。続いて、ソース機器１１の映像送信部１１２が出力する映像信号を、シンク機器２１の映像受信部２１２が受信する（６１２）。

６１０において、所定時間例えば１０秒、電力要求メッセージを受信できない場合はＵｔｉｌｉｔｙ待機電力の供給を停止する（６１７）。続いて、シンク機器２１のＣＥＣ通信部２１４がソース機器１１のＣＥＣ通信部１１４へ、ソース機器１１の存在を確認するＣＥＣメッセージ、例えば＜Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ａｄｄｒｅｓｓ＞や、ポーリングメッセージなどをソース機器へ送る（６１８）。ＣＥＣ通信部２１４は応答メッセージを所定時間、例えば1秒待つ（６１９）。

応答メッセージが受信できれば、待機電力供給不要と判断して待機電力供給停止状態を継続する（６２０）。 応答メッセージが無い場合は、ソース機器１１とシンク機器２１間のＣＥＣ通信メッセージ交換に待機電力が必要と判断して、待機電力供給を再開する（６２１）。

尚、６１８において、ソース機器１１とシンク機器２１間のＣＥＣメッセージ交換が無い場合は、存在確認メッセージを送信できないので、待機電力供給不要と判断して待機電力供給停止状態を継続してよい。

また、ＣＥＣメッセージ交換だけでなく、ＨＥＣ（HDMI Ethernet channel）の通信が確立されている場合は同通信動作もあわせて確認するとよい。

図４は、本実施例における、メッセージの送受信や信号の送受信の一例を示す図である。最初、ソース機器１１はＤＤＣ＋５Ｖに５Ｖを出力せず（６９９）、ソース機器１１とシンク機器２１が未接続状態（６２２）から始めている。この状態で、シンク機器は前に述べた方法によって、ソース機器とケーブル接続されているかどうかを判定し、未接続と判別している（６２３）。

次にケーブルでソース機器１１とシンク機器２１を接続する（６２４）。シンク機器はＨＰＤ線を３．３Ｖへ１００ｋΩでプルアップする（６２５）。この時、ＨＰＤ線が“Ｈ”にならないことを検出して、ソース機器１１とシンク機器２１がケーブル接続されていることを判別する（６２６）。判別したらＨＰＤ線のプルアップは中止し、Ｕｔｉｌｉｔｙ線へ５Ｖの所定の待機電流、たとえば最大４０ｍＡを供給開始する（６２７）。

待機電力の供給を受けたソース機器１１は、ＤＤＣ＋５Ｖ線へ５Ｖの供給を開始する（６２８）。シンク機器２１は、ＤＤＣ＋５Ｖ線から受けた５Ｖを、抵抗を介してＨＰＤ線へ伝え、ＨＰＤ線を“Ｈ”レベルにする（６２９）。ＨＰＤ線が“Ｈ”になったことを検出したソース機器１１は、シンク機器の映像受信に関する機器情報を記述したＥＤＩＤを読み出す（６３０）。

ＥＤＩＤ情報を読み出して自身の物理アドレスを設定または確認したソース機器１１は、シンク機器へ電力供給を要求する要求メッセージである<CDC_Power_Rewuest>をシンク機器２１へ送信する（６３１）。図４において、６３１は、引数として電流値のみ表記して、他を省略記述している。同メッセージを受信したシンク機器２１は、Ｕｔｉｌｉｔｙ線へ要求された電圧と電流を供給開始する（６３２）。電力供給を開始したことを、シンク機器２１はソース機器１１へ、応答メッセージである<CDC_Power_Status>を送信する（６３３）。

ソース機器１１は論理アドレスの空きを調べるメッセージである<Polling message>をブロードキャスト」して、ＡＣＫ応答が無いことを確かめて論理アドレスを取得する（６３４）。続けて、シンク機器へ電源ＯＮと映像表示を要求するメッセージである<Image View On>を送信（６３５）する、さらに映像信号送信開始を示すメッセージである<Active Source>を送信し（６３６）、映像信号をシンク機器２１へ供給開始する（６３７）。

ユーザがシンク機器の電源オフを操作する（６３６）と、シンク機器２１は、待機状態移行を要求するメッセージである<Standby>をソース機器１１へ送る（６３７）。同メッセージを受信したソース機器１１は映像信号出力とＤＤＣ＋５Ｖ出力を停止し（６４０）、シンク機器２１へ電力供給が不要になったことを伝える引数例えば」[0]をつけたメッセージ<CDC_Power_Request>を送信する（６４１）。同メッセージを受信したシンク機器２１は、Ｕｔｉｌｉｔｙ線への電流を減らして、待機電流として例えば４０ｍＡのみ供給とする（６４２）。合わせて、待機電流のみの電流供給としたことを知らせる引数をつけた応答メッセージである<CDC_Power_Status>を、ソース機器１１へ送信して知らせる。

この後、シンク機器２１は、ソース機器と接続しているケーブルが待機電流を必要としているかを確かめる。このために、シンク機器２１はＵｔｉｌｉｔｙ線への電流供給を停止（６４２）後、ソース機器１１」へ<Polling message>を送る（６４５）。<Polling message>への応答がある場合は待機電流不要と判断する。所定時間、例えば２秒待っても応答が無い場合は、待機電流供給が必要と判断してＵｔｉｌｉｔｙ線への待機電流供給を復活させる（６４６）。

以上で述べてきたように、シンク機器はソース機器と接続されていない間や、接続されていても待機電力供給なしてＣＥＣメッセージの送受信ができる場合のみ、電力供給を停止することができる。このようにして省電力化を実現できる。

実施例１では、シンク機器２１はＵｔｉｌｉｔｙ線への電流供給を停止後、ＣＥＣメッセージの応答有無を検知して待機電流要または不要を判断していた。本実施例ではそれに代えて、電流制限回路２１５が電流値を監視し、所定時間、例えば３０秒程度電流が検出されない場合に待機電流不要と判断して待機電流を停止させる。

実施例１では、待機電流を止めた際に、ソース機器１１のＣＥＣ通信部が保持していた物理アドレスなどの制御パラメータが消去されてしまい、ＣＥＣ通信が停止してしまう場合が考えられる。本実施例では電流使用が継続されている間は電流供給を継続するので、ＣＥＣ通信が中断することなく継続できる。また、信頼性向上のために、電流制限回路２１５が電流無しと判断した場合にのみ、実施例１で述べたＵｔｉｌｉｔｙ線への電流供給を停止後、ＣＥＣメッセージの応答有無を検知して待機電流は不要を再確認するようにしてもよい。

ケーブル３１のＵｔｉｌｉｔｙ線３０５が細い線で抵抗が高い場合、例えば５Ωの場合、ソース機器１１の電源回路１１９が２００ｍＡの電流を使用すると、Ｕｔｉｌｉｔｙ線３０５の両端で１Ｖの電圧降下が生じる。また、ソース機器やシンク機器のコネクタ部の接触抵抗があると、さらに電圧降下が大きくなり、ケーブルやコネクタ部の発熱の課題が考えられる。ソース機器１１の電圧検出部１１５が、ソース機器１１が受給する電圧を検出して制御部１１８へ伝え、所定の電圧、例えば４Ｖ以下にならないように、制御部１１８が電源回路１１９を制御して、受給電流を抑制または遮断する。これより、ケーブルの定格を超えた過電流を防止できる。

電圧検出部１１５が検出する前記所定の検出電圧は以下のように決定する。ソース機器が受信するＣＤＣメッセージである<CDC Power Status>の引数が示す電圧Ｖｔとする。電力供給部２１８の出力電圧設定許容範囲が５％であるとし、ケーブルでの電圧降下分を同様に５％許容し、電圧検出部１１５の検出精度を同様に５％とすると、前記所定の検出電圧はＶｔより１５％低い０．８５Ｖｔとなる。電圧検出１１５の検出精度を５％としたので、最低検出電圧は２０％低い０．８Ｖｔであり、電力供給部２１８の最高電圧は１．０５Ｖｔであるので、Ｕｔｉｌｉｔｙ線３０５の両端電位差は０．２５Ｖｔ（＝１．０５Ｖｔ−０．８Ｖｔ）となる。Ｕｔｉｌｉｔｙ線３０５の抵抗値をＲとすると、電流は０．２５Ｖｔ／Ｒ、電力損失は（０．２５Ｖｔ）＾２／Ｒで示される。

電力供給電圧Ｖｔが５Ｖ（±０．２５Ｖ）、Ｕｔｉｌｉｔｙ線抵抗Ｒが１０Ωである場合、前記所定の検出電圧は４．２５Ｖ（±０．２５Ｖ）、Ｕｔｉｌｉｔｙ線での最大電流は１２５ｍＡ、電力損失は１５６ｍＷとなる。Ｕｔｉｌｉｔｙ線抵抗Ｒが１Ωである場合、最大電流は１．２５Ａ、電力損失は１．５６Ｗとなる。

上記設定における、供給電流の保証値について考察する。最高検出電圧は０．９Ｖｔであり、電力供給部２１８の最低電圧は０．９５Ｖｔであるので、Ｕｔｉｌｉｔｙ線３０５の両端電位差は０．０５Ｖｔ（＝０．９５Ｖｔ−０．９Ｖｔ）となる。電流は０．０５Ｖｔ／Ｒ、電力損失は（０．０５Ｖｔ）＾２／Ｒで示される。

電力供給電圧Ｖｔが５Ｖ（±０．２５Ｖ）、Ｕｔｉｌｉｔｙ線抵抗Ｒが１０Ωである場合、前記所定の検出電圧は４．２５Ｖ（±０．２５Ｖ）、Ｕｔｉｌｉｔｙ線での供給電流保証値は２５ｍＡ、損失は６ｍＷとなる。Ｕｔｉｌｉｔｙ線抵抗Ｒが１Ωである場合、供給電流保証値は０．２５Ａ、損失は６３ｍＷとなる。

このように、Ｕｔｉｌｉｔｙ線を流れる最大電流と、供給電流保証値が大きく異なる課題がある。この差を小さくするには、次の２つの改善策がある。第一の改善策は、電源回路部１１９が電流を消費しないタイミングで電圧検出部１１５が電圧を検出し、その電圧に対して約５％低い電圧を検出電圧とする方法である。このやり方では、電力供給部２１８の電圧設定ばらつきや、電圧検出部１１５の電圧検出ばらつきを補償することができるので、Ｕｔｉｌｉｔｙ線３０５両端の最大電位差は常に０．０５Ｖｔとなる。従って、最大電流値と供給電流保証値は０．０５Ｖｔ／Ｒと等しく、損失は（０．０５Ｖｔ）＾２／Ｒになる。

第２の改善策は、電圧検出部１１５に加えて電流検出部も設け、直接電流を測定する方法である。上記第１の方法と同様に、最大電流値と供給電流保証値を等しくすることができる。電流検出部だけでは、受給電圧が極端に低くなる場合もあるので、所定の受給電圧以下では電力を受給しないように、電圧検出部１１５も必要である。

ＤＤＣ＋５Ｖ線３０６から電力を受給するシンク機器２１が、ＤＤＣ規格で決められている５０ｍＡ以上の電流供給を受ける場合において、上記Ｕｔｉｌｉｔｙ線３０５からソース機器１１が電力を受給する場合と同様に、電圧検出部を設けることによって、ＤＤＣ＋５Ｖ線３０６の抵抗値が高い場合のＤＤＣ＋５Ｖ線３０６による電力損失の増大による発熱等の課題を回避できる。

ＤＤＣ＋５Ｖ線３０６から供給される電力の電圧検出部として、図２記載の電圧検出部２２４を活用してもよい。電圧検出部２２４が検出する電圧はＨＰＤ線３０７の電圧であり、ＤＤＣ＋５Ｖ線３０６に印加される電圧を抵抗２２１と抵抗１２１で分割した電位である。通常、抵抗２２１の抵抗値は抵抗１２１の抵抗の１／１０程度であり、ＤＤＣ＋５Ｖ線の電圧の９０％程度として換算することが出来る。また、電圧検出部２２４の入力部にスイッチを設け、ＨＰＤ線３０７とＤＤＣ＋５Ｖ線３０６を切換えられるようにしてもよい。

以上で述べてきたように、シンク機器とソース機器が接続されていても電流使用が検出されない場合に電力供給を停止することができる。このようにして省電力化を実現できる。さらに、電力受給側で受給した電圧検出部をもうけることによって、ケーブルによる電圧降下や発熱といった課題を解決できる。

ソース機器１１とシンク機器２１を光ケーブル接続させた場合のブロック図を図５に示す。図１と異なる点は、ソース機器１１とシンク機器２１を接続するケーブルが電気線束３１から、電気を光に変換して光ファイバ伝送を行う光変換ケーブル３２に変更した点である。

３２１は電気光変換部、３２２は光電気変換部、３２３はＩ_２Ｃバッファ、３２４はＣＥＣバッファ、３２６は電源回路である。これらの素子は、Ｕｔｉｌｉｔｙ線からの電力供給によって動作しているので、待機電力供給が止まると、ＣＥＣメッセージの交換ができない。実施例１で示した手順によれば、待機電力有無におけるメッセージ交換機能の変化から、待機電力の要／不要を判別できる。このように、待機電力の要／不要検出することにより、必要最小限の待機電力を実現できるので、シンク機器の低電力化が実現できる利点がある。

光ケーブル３２は、シンク機器２１からＵｔｉｌｉｔｙ線３３５を介しての電力を受給するだけでなく、ソース機器１１からＤＤＣ＋５Ｖ線３１６を介しての電力受給を併用しても良い。ソース機器からの電力受給について以下に説明する。

ＨＤＭＩ規格において、ソース機器１１はＤＤＣ＋５Ｖ線へ５Ｖ ５５ｍＡ以上の電流供給が義務付けられる一方、シンク機器２１は待機時（または電源オフ時）に最大５０ｍＡ、電源ＯＮ時には最大１０ｍＡの電流消費が認められている。従って、光ケーブル３２はシンク機器２１が待機時には５ｍＡ、動作時（電源ＯＮ時）は４５ｍＡを消費してもよい。

シンク機器２１は、待機時には映像信号伝送が不要なので、電気光変換部３２１と光電気変換部３２２への電力供給は不要である。ソース機器１１からＤＤＣ＋５Ｖ線３１６へ電力供給されている間、Ｉ_２Ｃバッファ３２３とＣＥＣバッファ３２４を動作させて、ＥＤＩＤの読出しとＣＥＣ通信メッセージ交換ができるようにしておく必要がある。これらのＩ_２Ｃバッファ３２３とＣＥＣバッファ３２４は各２ｍＡ程度以下で動作させることができ、前記のシンク機器２１待機時に使用可能な５ｍＡ以内で実現できる。

電気光変換部３２１は、動作時にはソース機器１１の映像送信部１１２へ終端電源としてチャネル当り３，３Ｖ １０ｍＡ、クロックチャネルと３個のデータチャネル合計で３．３Ｖ ４０ｍＡに加えて、光レーザ駆動電流とその制御回路電力の３〜１０ｍＡ、合計３．３Ｖ ４３〜５０ｍＡを使用する。ＤＤＣ＋５Ｖから変換効率９０％のスイッチングレギュレータを使うとすると、５Ｖ ３２〜３７ｍＡになる。Ｉ_２Ｃバッファ３２３とＣＥＣバッファ３２４の動作電流各２ｍＡと合計すると、５Ｖ ３６〜４１ｍＡとなり、前記した、シンク機器２１動作時に使用可能な４５ｍＡ以内で実現できる。尚、光電気変換部３２２は、残りの４ｍＡで動作させてもよいし、シンク機器２１２の映像受信部２１２から供給される終端電源を活用してもよい。

尚、シンク機器２１が待機状態か電源ＯＮ状態かは、映像受信部２１２が光電気変換部３２２へ終端電源３．３Ｖを出力しているかどうかで判断すればよい。すなわち、光電気変換部３２２に電圧検出部または電流検出部を設け、電圧または電流を検出したら電源ＯＮ状態と判断する。その後、ソース機器１１の映像送信部１１２へ終端電源を供給する手順とする。また、映像受信部３１２からの終端電源供給が停止したら、待機状態と判断して、直ちに映像送信部１１２への終端電源供給を停止する必要がある。但し、シンク機器２１からＵｔｉｌｉｔｙ線３３５で電力供給されている場合は。映像送信部１１２への電源供給をしばらく継続して、シンク機器からの終端電源供給が復活した場合の復帰動作を早めるようにしてもよい。

このように、光ケーブル３２は、シンク機器２１からの電力供給でも、ソース機器１１からの電力供給でも動作させることができ、どちらの電力を使うか、または併用するかを電源回路３２６が、ＤＤＣ＋５Ｖ線３１６の電圧検出と、Ｕｔｉｌｉｔｙ線３３５の電圧検出によって決めるとよい。例えば、ソース機器が携帯電話などの電池駆動型のモバイル機器である場合を想定し、シンク機器２１からの電力を優先して受給するようにしてもよい。

シンク機器２１やソース機器１１から電力を受給しない場合、光ケーブル３２は他にＡＣアダプタを用意し、常にＡＣ電源と接続しておかねばならず、光ケーブルが接続されていない場合や映像信号を伝送していない場合であってもＡＣアダプタの待機電力が無視できなくなる。本実施例によれば、光ケーブル３２の待機電力を低減できる効果もある。

１１ ソース機器、
２１ シンク機器、
３１，３２ ケーブル、
１１１ 再生部、
１１２ 映像送信部、
１１３ ＥＤＩＤ読出部、
１１４，２１４ ＣＥＣ通信部、
１１５ 電圧検出部、
１１６ ＤＤＣ＋５Ｖ供給部、
１１７ ＨＰＤ検出部、
１１８，２１７ 制御部、
１１９，２１９ 電源回路、
２１１ 表示部、
２１２ 映像受信部、
２１３ ＥＤＩＤ記憶部、
２１５ 電流制限部、
２１６ ＨＰＤ出力部、
２１８ 電力供給部、
３２１ 電気光変換部、
３２２ 光電気変換部、
３２７ 光ファイバ、
１２２、２２４ 電圧検出部
１２１、２２１、２２２ 抵抗
２２３ スイッチ、
４１１ 多重化部、

Claims (9)

1. ソース機器から映像信号を受信するシンク機器であって、
   前記ソース機器から電力を受ける第１の端子と、
   前記第１の端子で受けた電力で、第１の素子を介してプルアップする第２の端子と、
   前記ソース機器へ電力を供給する第３の端子と、
   前記第１の端子で受けた電力とは異なる電力で前記第２の端子をプルアップする第２の素子と、を有し、
   前記第１の端子が所定の電圧よりも低く、前記ソース機器が電力供給を受けていない時に、前記第２の素子でプルアップされているにもかかわらず、前記第２の端子が所定の電圧以下であることを検出して、前記第３の端子を通して前記ソース機器へ電力供給を開始し、
   前記電力供給の開始後に所定の時間内に電力要求メッセージを受信する場合は前記電力供給を継続し、該電力要求メッセージを受信しない場合は前記電力供給を停止することを特徴とするシンク機器。
2. 請求項１記載のシンク機器において、
   前記ソース機器が前記第２の端子をプルダウンする素子の抵抗値に比べて、前記第１の素子の抵抗値が低く、前記第２の素子の抵抗値が高いことを特徴とするシンク機器。
3. 請求項１または２に記載のシンク機器において、
   前記第２の素子のプルアップ電圧は、前記第１の素子のプルアップ電圧である前記第１の端子が受ける電圧よりも低いことを特徴とするシンク機器。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のシンク機器において、
   前記第２の素子によるプルアップは、前記第１の端子が前記ソース機器から電力供給を受けていない間に、所定の期間だけプルアップし、
   前記所定の期間中に前記第２の端子が前記所定の電圧以上である場合は、所定の周期で前記第２の素子によるプルアップを繰り返すことを特徴とするシンク機器。
5. 請求項４記載のシンク機器において、
   前記第２の素子によるプルアップの前記繰り返し周期は、前記シンク機器の使用状況に応じて変えることを特徴とするシンク機器。
6. 請求項５記載のシンク機器において、
   前記繰り返し周期は、少なくとも、使用される確率が高い時間帯や、人を検知した場合、明るい環境にある場合のいずれかの使用条件下において、他の使用条件下よりも短くしたことを特徴とするシンク機器。
7. ソース機器から映像信号を受信するシンク機器における電力供給方法であって、
   前記ソース機器から第１の端子が電力を受けていない時に、第２の素子が第２の電圧へプルアップした第２の端子の電圧を検出して、前記第２の素子よりも低いインピーダンスで前記第２の端子をプルダウンする前記ソース機器とのケーブル接続を判別するステップと、
   前記ステップでケーブル接続と判断された際に第３の端子を通じて前記ソース機器へ第１の電力量を供給するステップと、
   前記ソース機器から前記第１の端子が第１の電圧で電力を受けて、第１の素子や前記ソース機器の前記プルダウンするインピーダンスよりも低いインピーダンスの前記第１の素子が前記第１の電圧へ前記第２の端子をプルアップするステップと、
   前記ソース機器から前記第１の電力量より大きな第２の電力量の要求を受けるステップと、
   前記ソース機器が要求する前記第２の電力量を供給開始するステップと、
   前記第２の電力量を供給開始したことを前記ソース機器へ伝えるステップと、
   を有することを特徴とする電力供給方法。
8. 請求項７記載の電力供給方法において、
   前記第２の電圧は前記第１の電圧よりも低いこと特徴とする電力供給方法。
9. 請求項７記載の電力供給方法において、
   前記第２の素子が前記第２の電圧へプルアップして前記ソース機器とのケーブル接続を判別するステップにおいて、
   未接続と判断された場合に、前記第２の素子による前記第２の電圧へのプルアップを停止し、所定の期間経過後に再度前記第２の素子が前記第２の電圧へプルアップして前記ソース機器とのケーブル接続を判別するステップをさらに有し、
   前記所定の期間は、前記シンク機器の使用状況に応じて変えることを特徴とする電力供給方法。

Images