JP6719239B2 - 端末装置及びレセプタクル制御方法 - Google Patents
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Description
本開示は、ＵＳＢ ＴＹＰＥ−Ｃ規格のレセプタプルなどのデータ通信用のレセプタクルを備えた端末装置、及びレセプタクル制御方法に関する。
スマートフォンやタブレットなどの端末装置は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格のレセプタクルを備える。ＵＳＢ規格のレセプタクルには、ＵＳＢ規格のプラグを備えたケーブルが接続可能で、ケーブルを介して端末装置に他の機器が接続される。
ＵＳＢ規格の１つに、ＵＳＢ ＴＹＰＥ−Ｃ規格がある。
ＵＳＢ規格の１つに、ＵＳＢ ＴＹＰＥ−Ｃ規格がある。
ＵＳＢ ＴＹＰＥ−Ｃ規格のレセプタクルは、ＣＣ（Configuration Channel）端子ピンを備える。ＵＳＢホスト機能を備える端末装置のＣＣ端子ピンは、プラグが未接続のとき、周期的にパルスを出力する。そして、レセプタクルにプラグが接続されたとき、相手の機器の内部回路により（端末機器側レセプタクルの）CC端子ピンのパルス電圧に変化が生じ、それを端末装置側が検出する。そして、このパルスの検出を契機として、レセプタクルを介して接続された２台の機器の間で、認証処理が行われる。したがって、ＵＳＢ ＴＹＰＥ−Ｃ規格のレセプタクルは、プラグが未接続のとき、ＣＣ端子ピンから周期的にパルスが出力される。
特許文献１には、ＵＳＢコネクタの一例についての開示がある。
ところで、スマートフォンやタブレットなどの端末装置には、防水機能を備えたものがある。防水機能を備えた端末装置が水中で使用された場合、レセプタクルには液体（水、海水など）が付着した状態になる。
レセプタクルのＣＣ端子ピンに液体が付着した状態で、ＣＣ端子ピンが長時間連続してパルスを送信すると、ＣＣ端子ピンと他の端子ピンとが所定の抵抗値を持ち、イオンマイグレーション現象（エレクトロマイグレーション現象）が発生する。イオンマイグレーション現象が発生すると、レセクタプルに配置された端子ピンが腐食してしまう。例えば実験では、レセプタクルに水が付着した状態で、数日放置したとき、レセプタクル内の端子ピンが腐食することを確認した。
レセプタクルのＣＣ端子ピンに液体が付着した状態で、ＣＣ端子ピンが長時間連続してパルスを送信すると、ＣＣ端子ピンと他の端子ピンとが所定の抵抗値を持ち、イオンマイグレーション現象（エレクトロマイグレーション現象）が発生する。イオンマイグレーション現象が発生すると、レセクタプルに配置された端子ピンが腐食してしまう。例えば実験では、レセプタクルに水が付着した状態で、数日放置したとき、レセプタクル内の端子ピンが腐食することを確認した。
レセプタクルの端子ピンの腐食を防止するためには、防水用のキャップを設けて、キャップがレセプタクルを覆うことが考えられる。しかしながら、キャップを設けると、プラグを接続する際にキャップを外す作業を行う必要がある。キャップを外す作業は面倒であり、好ましくない。また、レセプタクルルから外したキャップは紛失する可能性がある。
発明者は、端子ピンが腐食することを防止できるレセプタクルの必要性を認識している。
本開示は、少なくとも第１の端子と第２の端子を備えたレセプタクルと、第１の端子と第２の端子の出力状態を制御し、第１の端子の電圧を検出するコントローラとを備える。
コントローラは、第１の端子から第１の電圧のパルスを出力させ、その第１の電圧のパルスに応じた電圧の検出状態から他の機器が接続されたことを検出したとき、第１の端子からの第１の電圧のパルスの出力を停止させると共に、第２の端子から第１の電圧よりも高い第２の電圧のパルスを出力させる。第２の端子から出力される第２の電圧のパルスは、第１の端子から出力される第１の電圧のパルスよりもエネルギーを低くした。
コントローラは、第１の端子から第１の電圧のパルスを出力させ、その第１の電圧のパルスに応じた電圧の検出状態から他の機器が接続されたことを検出したとき、第１の端子からの第１の電圧のパルスの出力を停止させると共に、第２の端子から第１の電圧よりも高い第２の電圧のパルスを出力させる。第２の端子から出力される第２の電圧のパルスは、第１の端子から出力される第１の電圧のパルスよりもエネルギーを低くした。
本開示によると、レセプタクルに液体が付着した状態で放置された場合でも、レセプタクルの端子は、腐食することがない。
以下、本発明の一実施の形態例を、添付図面を参照して説明する。
以下の順序で本発明の一実施の形態例を説明する。
１．本発明の一実施の形態例の原理の説明（図１）
２．レセプタクルの端子ピンの配置例（図２）
３．通信処理部とレセプタクルの構成例（図３）
４．コントローラの制御処理の例（図４）
５．パルスの出力状態（図５）
６．レセプタクルに液体が付着したときの例（図６，図７）
７．液体が付着したときの警告処理例（図８）
８．端末装置の全体構成例（図９）
９．変形例
以下の順序で本発明の一実施の形態例を説明する。
１．本発明の一実施の形態例の原理の説明（図１）
２．レセプタクルの端子ピンの配置例（図２）
３．通信処理部とレセプタクルの構成例（図３）
４．コントローラの制御処理の例（図４）
５．パルスの出力状態（図５）
６．レセプタクルに液体が付着したときの例（図６，図７）
７．液体が付着したときの警告処理例（図８）
８．端末装置の全体構成例（図９）
９．変形例
［１．本発明の一実施の形態例の原理の説明］
図１は、本発明の一実施の形態例の原理を説明する図である。
端末装置１００（スマートフォン）は、正面にディスプレイ１０１が配置され、下部の側面にレセプタクル２０が配置される。レセプタクル２０は、ＵＳＢ ＴＹＰＥ−Ｃ規格に準拠したＵＳＢポートである。レセプタクル２０には、ＵＳＢ ＴＹＰＥ−Ｃ規格のプラグ２００が接続可能である。プラグ２００は、不図示の機器と接続されている。
レセプタクル２０の内部には、基板２１が配置される。基板２１には、複数の端子ピンが配置されている。基板２１が備える端子ピンの１つには、ＣＣ端子ピンがある。また、別の端子ピンとして、接地電位のＧＮＤ端子ピンがある。レセプタクル２０を使用した通信は、端末装置１００の通信処理部１０によって実行される。
図１は、本発明の一実施の形態例の原理を説明する図である。
端末装置１００（スマートフォン）は、正面にディスプレイ１０１が配置され、下部の側面にレセプタクル２０が配置される。レセプタクル２０は、ＵＳＢ ＴＹＰＥ−Ｃ規格に準拠したＵＳＢポートである。レセプタクル２０には、ＵＳＢ ＴＹＰＥ−Ｃ規格のプラグ２００が接続可能である。プラグ２００は、不図示の機器と接続されている。
レセプタクル２０の内部には、基板２１が配置される。基板２１には、複数の端子ピンが配置されている。基板２１が備える端子ピンの１つには、ＣＣ端子ピンがある。また、別の端子ピンとして、接地電位のＧＮＤ端子ピンがある。レセプタクル２０を使用した通信は、端末装置１００の通信処理部１０によって実行される。
プラグ２００がレセプタクル２０に接続された際には、ＣＣ端子ピンは、一定の周期で連続してパルスＰ１，Ｐ２，・・・を出力して、プラグ２００で接続された機器にパルスＰ１，Ｐ２，・・・を供給する。ＣＣ端子ピンがパルスＰ１，Ｐ２，・・・を出力することで、レセプタクル２０の通信処理部１０は、パルスＰ１，Ｐ２，・・・を使用してプラグ２００により接続された機器と認証処理を行う。
従来、このパルスＰ１，Ｐ２，・・・は、レセプタクル２０にプラグ２００が接続されていない状態で常に出力して、プラグ２００が接続されるのを待機していた。
従来、このパルスＰ１，Ｐ２，・・・は、レセプタクル２０にプラグ２００が接続されていない状態で常に出力して、プラグ２００が接続されるのを待機していた。
これに対して本発明の一実施の形態例では、レセプタクル２０にプラグ２００が接続されていない状態のとき、パルスＰ１，Ｐ２，・・・は出力しない。そして、レセプタクル２０にプラグ２００が接続されていない状態のとき、レセプタクル２０の別の端子ピン（ここではＧＮＤ端子ピン）が、パルスＰａ，Ｐｂ，・・・を出力する。このとき、パルスＰａ，Ｐｂ，・・・は、ＣＣ端子が出力するパルスＰ１，Ｐ２，・・・よりも小さなエネルギーである。
そして、通信処理部１０がパルスＰａ，Ｐｂ，・・・の状態（電圧）からプラグ２００の接続を検出したとき、通信処理部１０は、パルスＰａ，Ｐｂ，・・・の出力を停止させ、ＣＣ端子ピンからのパルスＰ１，Ｐ２，・・・を開始させる。通信処理部１０は、ＣＣ端子ピンからのパルスＰ１，Ｐ２，・・・を使用して、プラグ２００で接続された機器と認証処理を行う。
そして、通信処理部１０がパルスＰａ，Ｐｂ，・・・の状態（電圧）からプラグ２００の接続を検出したとき、通信処理部１０は、パルスＰａ，Ｐｂ，・・・の出力を停止させ、ＣＣ端子ピンからのパルスＰ１，Ｐ２，・・・を開始させる。通信処理部１０は、ＣＣ端子ピンからのパルスＰ１，Ｐ２，・・・を使用して、プラグ２００で接続された機器と認証処理を行う。
［２．レセプタクルの端子ピンの配置例］
図２は、レセプタクル２０が備える基板２１の端子ピンの配置例を示す。
図２に示すレセプタクル２０の端子ピンの配置は、ＵＳＢ ＴＹＰＥ−Ｃ規格の場合である。
ＵＳＢ ＴＹＰＥ−Ｃ規格では、基板２１の表面に、Ａ１〜Ａ１２の１２個の端子ピンが配置され、基板２２の裏面に、Ｂ１〜Ｂ１２の１２個の端子ピンが配置される。各端子ピンは、以下の配列である。
図２は、レセプタクル２０が備える基板２１の端子ピンの配置例を示す。
図２に示すレセプタクル２０の端子ピンの配置は、ＵＳＢ ＴＹＰＥ−Ｃ規格の場合である。
ＵＳＢ ＴＹＰＥ−Ｃ規格では、基板２１の表面に、Ａ１〜Ａ１２の１２個の端子ピンが配置され、基板２２の裏面に、Ｂ１〜Ｂ１２の１２個の端子ピンが配置される。各端子ピンは、以下の配列である。
Ａ１：第１ＧＮＤ端子ピン
Ａ２：第１Ｔｘ＋端子ピン
Ａ３：第１Ｔｘ−端子ピン
Ａ４：ＶＢＵＳ端子ピン
Ａ５：第１ＣＣ端子ピン
Ａ６：Ｄ＋端子ピン
Ａ７：Ｄ−端子ピン
Ａ８：第１ＳＢＵ端子ピン
Ａ９：ＶＢＵＳ端子ピン
Ａ１０：第２Ｒｘ−端子ピン
Ａ１１：第２Ｒｘ＋端子ピン
Ａ１２：第２ＧＮＤ端子ピン
Ｂ１：第４ＧＮＤ端子ピン
Ｂ２：第２Ｔｘ＋端子ピン
Ｂ３：第２Ｔｘ−端子ピン
Ｂ４：ＶＢＵＳ端子ピン
Ｂ５：第２ＣＣ端子ピン
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Ｂ７：Ｄ−端子ピン
Ｂ８：第２ＳＢＵ端子ピン
Ｂ９：ＶＢＵＳ端子ピン
Ｂ１０：第１Ｒｘ−端子ピン
Ｂ１１：第１Ｒｘ＋端子ピン
Ｂ１２：第３ＧＮＤ端子ピン
Ａ２：第１Ｔｘ＋端子ピン
Ａ３：第１Ｔｘ−端子ピン
Ａ４：ＶＢＵＳ端子ピン
Ａ５：第１ＣＣ端子ピン
Ａ６：Ｄ＋端子ピン
Ａ７：Ｄ−端子ピン
Ａ８：第１ＳＢＵ端子ピン
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Ａ１０：第２Ｒｘ−端子ピン
Ａ１１：第２Ｒｘ＋端子ピン
Ａ１２：第２ＧＮＤ端子ピン
Ｂ１：第４ＧＮＤ端子ピン
Ｂ２：第２Ｔｘ＋端子ピン
Ｂ３：第２Ｔｘ−端子ピン
Ｂ４：ＶＢＵＳ端子ピン
Ｂ５：第２ＣＣ端子ピン
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Ｂ７：Ｄ−端子ピン
Ｂ８：第２ＳＢＵ端子ピン
Ｂ９：ＶＢＵＳ端子ピン
Ｂ１０：第１Ｒｘ−端子ピン
Ｂ１１：第１Ｒｘ＋端子ピン
Ｂ１２：第３ＧＮＤ端子ピン
端子ピンＡ１〜Ａ１２と端子ピンＢ１〜Ｂ１２は逆の配列である。ＵＳＢ ＴＹＰＥ−Ｃ規格のプラグ２００は、いずれの側を表面としてレセプタクル２０に挿入しても、正しく通信ができる。
［３．通信処理部とレセプタクルの構成例］
図３は、通信処理部１０とレセプタクル２０の構成例を示す。
図３は、端子ピンとして第１ＧＮＤ端子ピン２１ａ（図２での端子Ａ１）と、第１ＣＣ端子ピン２１ｂ（図２での端子Ａ５）のみを示し、他の端子ピンは省略されている。
通信処理部１０は、コントローラ１１とＣＣ処理部１２とアナログ／デジタル変換器１３とを備える。コントローラ１１は、レセプタクル２０に接続された機器との通信を制御する。なお、図３は、コントローラ１１がＧＮＤ端子ピン２１ａを制御する構成を示し、他の端子ピンを制御する構成は省略されている。コントローラ１１は、第１出力３０２と第２出力３０４とを備える。
図３は、通信処理部１０とレセプタクル２０の構成例を示す。
図３は、端子ピンとして第１ＧＮＤ端子ピン２１ａ（図２での端子Ａ１）と、第１ＣＣ端子ピン２１ｂ（図２での端子Ａ５）のみを示し、他の端子ピンは省略されている。
通信処理部１０は、コントローラ１１とＣＣ処理部１２とアナログ／デジタル変換器１３とを備える。コントローラ１１は、レセプタクル２０に接続された機器との通信を制御する。なお、図３は、コントローラ１１がＧＮＤ端子ピン２１ａを制御する構成を示し、他の端子ピンを制御する構成は省略されている。コントローラ１１は、第１出力３０２と第２出力３０４とを備える。
通信処理部１０の第１出力３０２に接続された第１端子１４ａは、抵抗Ｒａを介してレセプタクル２０の第１ＧＮＤ端子ピン２１ａに接続される。抵抗Ｒａと第１ＧＮＤ端子ピン２１ａとの接続部は、抵抗Ｒｂを介して接地電位部３１０に接続される。そして、コントローラ１１は、第１端子１４ａを介してレセクタプル２０の第１ＧＮＤ端子ピン２１ａにパルスを供給する。
また、抵抗Ｒａと第１ＧＮＤ端子ピン２１ａとの接続部は、トランジスタＱ１を介して接地電位部３１０に接続する。トランジスタＱ１は、通信処理部１０の第２出力３０４から第２端子１４ｂを介して出力される信号（ＧＮＤイネーブル）でオン・オフが制御される。信号（ＧＮＤイネーブル）によりトランジスタＱ１がオン状態になるとき、第１ＧＮＤ端子ピン２１ａは接地電位になる。信号（ＧＮＤイネーブル）でトランジスタＱ１がオフ状態になるとき、第１ＧＮＤ端子ピン２１ａには、コントローラ１１から第１端子１４ａを介してパルスが供給される。
また、抵抗Ｒａと第１ＧＮＤ端子ピン２１ａとの接続部は、トランジスタＱ１を介して接地電位部３１０に接続する。トランジスタＱ１は、通信処理部１０の第２出力３０４から第２端子１４ｂを介して出力される信号（ＧＮＤイネーブル）でオン・オフが制御される。信号（ＧＮＤイネーブル）によりトランジスタＱ１がオン状態になるとき、第１ＧＮＤ端子ピン２１ａは接地電位になる。信号（ＧＮＤイネーブル）でトランジスタＱ１がオフ状態になるとき、第１ＧＮＤ端子ピン２１ａには、コントローラ１１から第１端子１４ａを介してパルスが供給される。
また、抵抗Ｒａと第１ＧＮＤ端子ピン２１ａとの接続部は、抵抗Ｒｃを介して通信処理部１０の第３端子１４ｃに接続される。第３端子１４ｃは、アナログ／デジタル変換器１２の入力部３０６に接続される。アナログ／デジタル変換器１３では、第３端子１４ｃの電圧がデジタルデータに変換され、変換されたデジタルデータが出力部３１２からコントローラ１１に供給される。なお、第１ＧＮＤ端子ピン２１ａがオープン状態であるとき（すなわちプラグ２００が未接続のとき）、第３端子１４ｃの電圧は、第１端子１４ａの電圧を抵抗Ｒａと抵抗Ｒｂで分圧した電圧になる。アナログ／デジタル変換器１３で変換されたデジタルデータが、コントローラ１１に供給される。また、抵抗Ｒｃは、アナログ／デジタル変換器１３に加わる静電放電などの電気的ストレスからアナログ／デジタル変換器１２を保護するためのものである。アナログ／デジタル変換器１３にこのような入力保護が必要ない場合は、抵抗Ｒｃを省略してもよい。
ＣＣ処理部１２の出力部３０８は、通信処理部１０の第４端子１４ｄを介して、レセプタクル２０の第１ＣＣ端子ピン２１ｂに接続される。ＣＣ処理部１２では、この第１ＣＣ端子ピン２１ｂを介して、接続された相手との通信処理が行われる。この場合、ＣＣ処理部１２は、コントローラ１１からの指示に基づいて、パルスの出力を開始する。
コントローラ１１は、後述するシステムバス９２０（図９）に接続される。
コントローラ１１は、後述するシステムバス９２０（図９）に接続される。
［４．コントローラの制御処理の例］
図４は、コントローラ１１の制御処理の例を示すフローチャートである。
図４のフローチャートは、レセクタプル２０にプラグ２００が接続されていない状態から、プラグ２００が挿入されたときの処理を示す。
図４は、コントローラ１１の制御処理の例を示すフローチャートである。
図４のフローチャートは、レセクタプル２０にプラグ２００が接続されていない状態から、プラグ２００が挿入されたときの処理を示す。
コントローラ１１は、信号（ＧＮＤイネーブル）によりトランジスタＱ１をオフ状態にする（ステップＳ１１）。
コントローラ１１は、端子１４ａからパルスの出力を開始する（ステップＳ１２）。この端子１４ａが出力するパルスは、ＣＣ処理部１２が出力するパルスよりも小さなエネルギーのパルスである。端子１４ａが出力するパルスの具体的な例は後述する。
コントローラ１１は、アナログ／デジタル変換器１３で変換されたデータから、端子１４ｃの電圧値を判断する（ステップＳ１３）。
コントローラ１１は、端子１４ａからパルスの出力を開始する（ステップＳ１２）。この端子１４ａが出力するパルスは、ＣＣ処理部１２が出力するパルスよりも小さなエネルギーのパルスである。端子１４ａが出力するパルスの具体的な例は後述する。
コントローラ１１は、アナログ／デジタル変換器１３で変換されたデータから、端子１４ｃの電圧値を判断する（ステップＳ１３）。
コントローラ１１は、ステップＳ１３で判断した電圧が、閾値ＴＨ１以下か否かを判断する（ステップＳ１４）。閾値ＴＨ１は、レセプタクル２０にプラグ２００が接続された状態を判別するための値である。ここで、ステップＳ１３で判断した電圧が閾値ＴＨ１以下でない場合には、レセプタクル２０にプラグ２００が接続されない状態である。このときには、コントローラ１１は、ステップＳ１３での電圧の判断に戻る。また、ステップＳ１３で判断した電圧が、閾値ＴＨ１以下であると判断したときは、レセプタクル２０にプラグ２００が接続された状態である。この閾値ＴＨ１以下と判断したとき、コントローラ１１は、ステップＳ１５の処理に移る。
コントローラ１１は、端子１４ａからパルスの出力を停止する（ステップＳ１５）。
コントローラ１１は、信号（ＧＮＤイネーブル）によりトランジスタＱ１をオン状態にする（ステップＳ１６）。トランジスタＱ１がオン状態になることで、レセクタプル２０の第１ＧＮＤ端子ピン２１ａは、接地電位になる。
コントローラ１１は、信号（ＧＮＤイネーブル）によりトランジスタＱ１をオン状態にする（ステップＳ１６）。トランジスタＱ１がオン状態になることで、レセクタプル２０の第１ＧＮＤ端子ピン２１ａは、接地電位になる。
コントローラ１１からの指示に基づいて、ＣＣ処理部１２は、端子１４ｄからパルスの出力を開始する（ステップＳ１７）。このパルスの出力開始で、レセクタプル２０の第１ＣＣ端子ピン２１ｂが、パルスを出力するようになる。ＣＣ処理部１２が出力するパルスは、USB TYPE-C規格でレセプタクル２０の第１ＣＣ端子ピン２１ｂが接続先を認証するために出力するパルスである。
コントローラ１１は、ステップＳ１７で第１ＣＣ端子ピン２１ｂがパルスを出力させた状態での各端子の信号状態から、プラグ２００を介して接続された機器を認識する（ステップＳ１８）。
［５．パルスの出力状態］
図５は、図３に示す各端子の状態を示すタイミングチャートである。
図５は、レセプタクル２０にプラグ２００が接続されていない状態（プラグなし）から、プラグ２００が接続された状態（プラグ挿入）に変化したタイミングの前後を示す。
まず、レセプタクル２０にプラグ２００が接続されていない状態では、図５Ａに示すコントローラ１１の端子１４ａは、パルスＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，・・・・・を一定周期で出力する。ここでは、コントローラ１１は、５００μ秒の幅のパルスを、２秒周期で出力する。また、パルスＰａ，Ｐｂ，Ｐｃの電圧値は、例えば１．０Ｖに設定する。
図５は、図３に示す各端子の状態を示すタイミングチャートである。
図５は、レセプタクル２０にプラグ２００が接続されていない状態（プラグなし）から、プラグ２００が接続された状態（プラグ挿入）に変化したタイミングの前後を示す。
まず、レセプタクル２０にプラグ２００が接続されていない状態では、図５Ａに示すコントローラ１１の端子１４ａは、パルスＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，・・・・・を一定周期で出力する。ここでは、コントローラ１１は、５００μ秒の幅のパルスを、２秒周期で出力する。また、パルスＰａ，Ｐｂ，Ｐｃの電圧値は、例えば１．０Ｖに設定する。
レセプタクル２０にプラグ２００が接続されていない状態のとき、端子１４ａから出力されるパルスＰａ，Ｐｂは、図５Ｂに示すように、レセクタプル２０の第１ＧＮＤ端子ピン２１ａに得られる。ここで、図５Ｃに示すように、第１ＧＮＤ端子ピン２１ａに得られるパルスＰａ′，Ｐｂ′の電圧は、パルスＰａ，Ｐｂの電圧を、抵抗Ｒａと抵抗Ｒｂで分圧した値に低下する。この抵抗Ｒａと抵抗Ｒｂで分圧した電圧が、アナログ／デジタル変換器１３で検出される。
レセプタクル２０にプラグ２００が接続されていない状態では、アナログ／デジタル変換器１３での変換で検出されるパルスＰａ′，Ｐｂ′の電圧として、閾値ＴＨ１を越えた電圧が検出される。閾値ＴＨ１は、例えば０．６Ｖとする。
そして、レセプタクル２０にプラグ２００が接続されていない状態（プラグなし）から、プラグ２００が接続された状態（プラグ挿入）に変化した後、コントローラ１１の端子１４ａからパルスＰｃが出力されたタイミングｔａでは、アナログ／デジタル変換器１３で検出される電圧値が、閾値ＴＨ１以下に低下する。電圧の閾値ＴＨ１以下の低下は、第１ＧＮＤ端子ピン２１ａが、プラグ２００を介して接続された機器の接地電位部と接続されるためである。
そして、レセプタクル２０にプラグ２００が接続されていない状態（プラグなし）から、プラグ２００が接続された状態（プラグ挿入）に変化した後、コントローラ１１の端子１４ａからパルスＰｃが出力されたタイミングｔａでは、アナログ／デジタル変換器１３で検出される電圧値が、閾値ＴＨ１以下に低下する。電圧の閾値ＴＨ１以下の低下は、第１ＧＮＤ端子ピン２１ａが、プラグ２００を介して接続された機器の接地電位部と接続されるためである。
アナログ／デジタル変換器１３で検出される電圧が閾値ＴＨ１以下に低下したとき、コントローラ１１は、図５Ｄに示すように、信号（ＧＮＤイネーブル）によりトランジスタＱ１をオン状態とし、第１ＧＮＤ端子ピン２１ａを接地電位にする。
第１ＧＮＤ端子ピン２１ａが接地電位になった状態で、ＣＣ処理部１２は、図５Ｅに示すように、第１ＣＣ端子ピン２１ｂから、ＵＳＢ ＴＹＰＥ−Ｃ規格で規定されたパルスを出力する。このときには、ＣＣ処理部１２は、例えば１００ｍ秒の幅で電圧３．０Ｖのパルスを周期的に出力する。
第１ＣＣ端子ピン２１ｂからＵＳＢ ＴＹＰＥ−Ｃ規格で規定されたパルスが出力されることで、コントローラ１１は、プラグ２００を介して接続された機器を正しく認証することができる。
第１ＧＮＤ端子ピン２１ａが接地電位になった状態で、ＣＣ処理部１２は、図５Ｅに示すように、第１ＣＣ端子ピン２１ｂから、ＵＳＢ ＴＹＰＥ−Ｃ規格で規定されたパルスを出力する。このときには、ＣＣ処理部１２は、例えば１００ｍ秒の幅で電圧３．０Ｖのパルスを周期的に出力する。
第１ＣＣ端子ピン２１ｂからＵＳＢ ＴＹＰＥ−Ｃ規格で規定されたパルスが出力されることで、コントローラ１１は、プラグ２００を介して接続された機器を正しく認証することができる。
レセプタクル２０にプラグ２００が接続されていない状態で、第１ＧＮＤ端子ピン２１ａから出力されるパルスＰａ′，Ｐｂ′，・・・・・は、５００μ秒の幅のパルスであり、電圧１．０Ｖで２秒周期である。パルスＰａ′，Ｐｂ′，・・・・・のデューティ比は、パルスＰ１，Ｐ２，・・・のデューティ比の１／４０００以下である。したがって、第１ＧＮＤ端子ピン２１ａから出力されるパルスＰａ′，Ｐｂ′，・・・・・は、第１ＣＣ端子ピン２１ｂから出力されるパルスＰ１，Ｐ２，・・・に比べて、非常にエネルギーが小さい。このことから、レセプタクル２０に液体が付着した場合でも、レセプタクル２０の端子ピンには、パルスＰ１，Ｐ２，・・・の影響によるイオンマイグレーション現象（エレクトロマイグレーション現象）が発生しない。
また、第１ＣＣ端子ピン２１ｂから出力されるパルスＰ１，Ｐ２，・・・は、プラグ２００が未接続の状態では出力されないため、コントローラ１１は、第１ＣＣ端子ピン２１ｂから出力されるパルスＰ１，Ｐ２，・・・によるイオンマイグレーション現象の発生を防止できる。
また、端末装置１００は、レセプタクル２０に液体が付着した場合でもイオンマイグレーション現象が発生しないため、レセプタクル２０に液体の付着を防ぐカバーを装着する必要がない。
また、端末装置１００は、レセプタクル２０に液体が付着した場合でもイオンマイグレーション現象が発生しないため、レセプタクル２０に液体の付着を防ぐカバーを装着する必要がない。
［６．レセプタクルに液体が付着したときの例］
図６は、レセプタクル２０に液体が付着したときの状態を示す図である。
レセプタクル２０に液体が付着したときには、第１ＧＮＤ端子ピン２１ａと第２ＧＮＤ端子ピン２１ｃとの間に、液体に対応した抵抗Ｒｗが生じる。抵抗Ｒｗの値は、液体の種類によって変化する。
この抵抗値Ｒｗに応じて、第３端子１４ｃの電圧が低下する。したがって、コントローラ１１は、アナログ／デジタル変換器１３で検出される電圧から、レセクタプル２０に液体が付着したことを検出できる。なお、電圧の閾値ＴＨ１は、どの種類の液体が付着した場合の電圧値よりも低い値に設定する必要がある。
例えば、第１ＧＮＤ端子ピン２１ａと第２ＧＮＤ端子ピン２１ｃとの間に液体が付着していない状態での第３端子１４ｃの電圧が、１．０８Ｖになる。
図６は、レセプタクル２０に液体が付着したときの状態を示す図である。
レセプタクル２０に液体が付着したときには、第１ＧＮＤ端子ピン２１ａと第２ＧＮＤ端子ピン２１ｃとの間に、液体に対応した抵抗Ｒｗが生じる。抵抗Ｒｗの値は、液体の種類によって変化する。
この抵抗値Ｒｗに応じて、第３端子１４ｃの電圧が低下する。したがって、コントローラ１１は、アナログ／デジタル変換器１３で検出される電圧から、レセクタプル２０に液体が付着したことを検出できる。なお、電圧の閾値ＴＨ１は、どの種類の液体が付着した場合の電圧値よりも低い値に設定する必要がある。
例えば、第１ＧＮＤ端子ピン２１ａと第２ＧＮＤ端子ピン２１ｃとの間に液体が付着していない状態での第３端子１４ｃの電圧が、１．０８Ｖになる。
このとき、第１ＧＮＤ端子ピン２１ａと第２ＧＮＤ端子ピン２１ｃとの間に水が付着すると、第３端子１４ｃの電圧は、１．０７８Ｖになる。また、第１ＧＮＤ端子ピン２１ａと第２ＧＮＤ端子ピン２１ｃとの間にジュースが付着したとき、第３端子１４ｃの電圧は、１．０１８Ｖになる。また、第１ＧＮＤ端子ピン２１ａと第２ＧＮＤ端子ピン２１ｃとの間に海水が付着したとき、第３端子１４ｃの電圧は、０．６７５Ｖになる。
このように、付着した液体の種類によって、第３端子１４ｃの電圧が変化する。ここで、電圧の閾値ＴＨ１を０．６Ｖに設定することで、液体が付着して電圧が低下したことと、コネクタ２００が接続されて電圧が低下したことが区別できるようになる。
このように、付着した液体の種類によって、第３端子１４ｃの電圧が変化する。ここで、電圧の閾値ＴＨ１を０．６Ｖに設定することで、液体が付着して電圧が低下したことと、コネクタ２００が接続されて電圧が低下したことが区別できるようになる。
図７は、レセプタクル２０に液体が付着したときのタイミングチャートである。
レセプタクル２０にプラグ２００が接続されていない状態では、コントローラ１１の端子１４ａは、図７Ｂに示すように、パルスＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，・・・・・を一定周期で出力する。
ここで、液体が付着したときには、第１ＧＮＤ端子ピン２１ａに得られるパルスＰａ′，Ｐｂ′の電圧（図７Ｃ）が、その液体の種類に応じて低下する。
したがって、例えばタイミングｔｂでパルスＰｃのときの電圧から、レセプタクル２０にプラグ２００が接続されたことを検出した場合であっても、コントローラ１１は、パルスＰａ′，Ｐｂ′の電圧から、レセプタクル２０に液体が付着したことを検出できる。
このようにレセプタクル２０に液体が付着したことを検出したとき、コントローラ１１は処理を通常時とは異なる処理を行うことができる。例えば、レセプタクル２０に液体が付着したことを検出したとき、コントローラ１１の制御でユーザに液体付着を警告することができる。
レセプタクル２０にプラグ２００が接続されていない状態では、コントローラ１１の端子１４ａは、図７Ｂに示すように、パルスＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，・・・・・を一定周期で出力する。
ここで、液体が付着したときには、第１ＧＮＤ端子ピン２１ａに得られるパルスＰａ′，Ｐｂ′の電圧（図７Ｃ）が、その液体の種類に応じて低下する。
したがって、例えばタイミングｔｂでパルスＰｃのときの電圧から、レセプタクル２０にプラグ２００が接続されたことを検出した場合であっても、コントローラ１１は、パルスＰａ′，Ｐｂ′の電圧から、レセプタクル２０に液体が付着したことを検出できる。
このようにレセプタクル２０に液体が付着したことを検出したとき、コントローラ１１は処理を通常時とは異なる処理を行うことができる。例えば、レセプタクル２０に液体が付着したことを検出したとき、コントローラ１１の制御でユーザに液体付着を警告することができる。
［７．液体が付着したときの警告処理例］
図８は、液体が付着したときの警告処理を行う場合における、コントローラ１１の制御処理の例を示すフローチャートである。図８に示す制御処理は、図４のフローチャートに示す制御処理に、レセプタクル２０に液体が付着していた場合に警告を行う処理を加えたものである。図８において、ステップＳ１１〜Ｓ１８の処理は、図４のフローチャートと同じである。
図８は、液体が付着したときの警告処理を行う場合における、コントローラ１１の制御処理の例を示すフローチャートである。図８に示す制御処理は、図４のフローチャートに示す制御処理に、レセプタクル２０に液体が付着していた場合に警告を行う処理を加えたものである。図８において、ステップＳ１１〜Ｓ１８の処理は、図４のフローチャートと同じである。
コントローラ１１は、ステップＳ１４で、端子１４ｂの電圧が閾値ＴＨ１以下でない場合（すなわち電圧が閾値ＴＨ１を越えた場合）、ステップＳ２１の判断に移る。
コントローラ１１は、ステップＳ２１の判断として、端子１４ｂの電圧が液体付着時の閾値ＴＨ２以下か否かを判断する。例えば、端子１４ｂの電圧が１．０８Ｖであるとき、コントローラ１１は、レセプタクル２０に液体が付着していないと判断する。レセプタクル２０に液体が付着していないと判断したとき、コントローラ１１はステップＳ１３の処理に戻る。
そして、端子１４ｂの電圧が１．０８Ｖよりも低い閾値ＴＨ２以下の電圧であるとき、コントローラ１１は、レセプタクル２０に液体が付着していると判断する。レセプタクル２０に液体が付着していないと判断したとき、コントローラ１１はステップＳ２２の処理に移る。
コントローラ１１は、ステップＳ２１の判断として、端子１４ｂの電圧が液体付着時の閾値ＴＨ２以下か否かを判断する。例えば、端子１４ｂの電圧が１．０８Ｖであるとき、コントローラ１１は、レセプタクル２０に液体が付着していないと判断する。レセプタクル２０に液体が付着していないと判断したとき、コントローラ１１はステップＳ１３の処理に戻る。
そして、端子１４ｂの電圧が１．０８Ｖよりも低い閾値ＴＨ２以下の電圧であるとき、コントローラ１１は、レセプタクル２０に液体が付着していると判断する。レセプタクル２０に液体が付着していないと判断したとき、コントローラ１１はステップＳ２２の処理に移る。
ステップＳ２２では、コントローラ１１の制御により、端末装置１００のディスプレイ１０１に、液体の付着の警告文が表示される。
例えば、ディスプレイ１０１に、「レセプタクルに液体が付着しています。レセプタクルを清掃して下さい。」という警告文が表示される。ここでの警告は、音声出力により行うようにしてもよい。あるいは、インジケータランプ９３２（図９）の点滅や、バイブレータモータ９３４（図９）による振動で警告してもよい。コントローラ１１は、警告文を表示する処理（又は音声出力、点滅、振動などの処理）を行った後、ステップＳ１３の処理に戻る。
このようなステップＳ２２での警告を行うことで、端末装置１００は、レセプタクル２０に液体が付着した状態で放置されることを防止できる。
例えば、ディスプレイ１０１に、「レセプタクルに液体が付着しています。レセプタクルを清掃して下さい。」という警告文が表示される。ここでの警告は、音声出力により行うようにしてもよい。あるいは、インジケータランプ９３２（図９）の点滅や、バイブレータモータ９３４（図９）による振動で警告してもよい。コントローラ１１は、警告文を表示する処理（又は音声出力、点滅、振動などの処理）を行った後、ステップＳ１３の処理に戻る。
このようなステップＳ２２での警告を行うことで、端末装置１００は、レセプタクル２０に液体が付着した状態で放置されることを防止できる。
［８．端末装置の全体構成例］
図９は、図３及び図６に示す通信処理部１０が接続される端末１００の他の箇所の構成を示す。
端末１００は、システム処理部９０２と、プログラムメモリ９０４と、ワークメモリ９０６と、通信部９０８と、スピーカ駆動部９１０と、表示駆動部９１２と、タッチセンサインターフェイス部９１４と、音声入力部９１６と、インジケータ駆動部９１８と、バイブレータ駆動部９１９とを備え、これらがシステムバス９２０で接続されている。また、システムバス９２０は、コントローラ１１（図３，図６）に接続されている。
通信部９０８には、アンテナ９２２が接続される。スピーカ駆動部９１０には、スピーカ９２４が接続される。表示駆動部９１２は、ディスプレイ１０１での表示を制御する。ディスプレイ１０１と一体にタッチセンサ９２８が配置され、タッチセンサインターフェイス部９１４には、タッチセンサ９２８からタッチ検出データが供給される。音声入力部９１６には、マイクロホン９３０から音声信号が供給される。インジケータ駆動部９１８は、インジケータランプ９３２の点灯を制御する。バイブレータ駆動部９１９は、バイブレータモータ９３４を駆動する。
これらを備えた端末１００のレセプタクル２０が、図３又は図６に示す構成とされる。
図９は、図３及び図６に示す通信処理部１０が接続される端末１００の他の箇所の構成を示す。
端末１００は、システム処理部９０２と、プログラムメモリ９０４と、ワークメモリ９０６と、通信部９０８と、スピーカ駆動部９１０と、表示駆動部９１２と、タッチセンサインターフェイス部９１４と、音声入力部９１６と、インジケータ駆動部９１８と、バイブレータ駆動部９１９とを備え、これらがシステムバス９２０で接続されている。また、システムバス９２０は、コントローラ１１（図３，図６）に接続されている。
通信部９０８には、アンテナ９２２が接続される。スピーカ駆動部９１０には、スピーカ９２４が接続される。表示駆動部９１２は、ディスプレイ１０１での表示を制御する。ディスプレイ１０１と一体にタッチセンサ９２８が配置され、タッチセンサインターフェイス部９１４には、タッチセンサ９２８からタッチ検出データが供給される。音声入力部９１６には、マイクロホン９３０から音声信号が供給される。インジケータ駆動部９１８は、インジケータランプ９３２の点灯を制御する。バイブレータ駆動部９１９は、バイブレータモータ９３４を駆動する。
これらを備えた端末１００のレセプタクル２０が、図３又は図６に示す構成とされる。
［８．変形例］
ここまで説明した実施の形態例では、本発明をＵＳＢ ＴＹＰＥ−Ｃ規格のレセプタクル２０に適用した例とした。これに対して、本発明は、認証時にパルスを出力するレセクタプルであれば、ＵＳＢ ＴＹＰＥ−Ｃ規格以外のレセプタクルに適用してもよい。すなわち、コントローラは、第１の端子ピン（実施の形態例でのＧＮＤ端子ピン）から、エネルギーの小さなパルスを出力するようにする。そして、第１の端子ピンで出力したパルスから検出される電圧で、レセプタクルにプラグの装着を検出したとき、コントローラは、第１の端子ピンを本来の用途の端子ピン（ＧＮＤ端子ピン）となるように切り替える。そして、コントローラは、第１の端子ピンとは別の第２の端子ピン（実施の形態例でのＣＣ端子ピン）から、通信規格で決められたパルスを出力する。
このような制御を行うことで、本発明は、種々の規格のレセプタクルに適用できる。
ここまで説明した実施の形態例では、本発明をＵＳＢ ＴＹＰＥ−Ｃ規格のレセプタクル２０に適用した例とした。これに対して、本発明は、認証時にパルスを出力するレセクタプルであれば、ＵＳＢ ＴＹＰＥ−Ｃ規格以外のレセプタクルに適用してもよい。すなわち、コントローラは、第１の端子ピン（実施の形態例でのＧＮＤ端子ピン）から、エネルギーの小さなパルスを出力するようにする。そして、第１の端子ピンで出力したパルスから検出される電圧で、レセプタクルにプラグの装着を検出したとき、コントローラは、第１の端子ピンを本来の用途の端子ピン（ＧＮＤ端子ピン）となるように切り替える。そして、コントローラは、第１の端子ピンとは別の第２の端子ピン（実施の形態例でのＣＣ端子ピン）から、通信規格で決められたパルスを出力する。
このような制御を行うことで、本発明は、種々の規格のレセプタクルに適用できる。
なお、第１の端子ピン（ＧＮＤ端子ピン）から出力させるエネルギーの小さなパルスとしては、レセプタクル２０にイオンマイグレーション現象を発生させない程度のエネルギーであれば、様々なパルスが適用できる。
例えば、コントローラは、ＣＣ端子から出力されるパルスよりも電圧、パルス幅、周期の少なくとも１つを変化させて、パルスのエネルギーを小さくしてもよい。アナログ／デジタル変換器１３は、コンパレータ等で同様な機能を実現してもよい。
例えば、コントローラは、ＣＣ端子から出力されるパルスよりも電圧、パルス幅、周期の少なくとも１つを変化させて、パルスのエネルギーを小さくしてもよい。アナログ／デジタル変換器１３は、コンパレータ等で同様な機能を実現してもよい。
また、上述した実施の形態例で説明した電圧の値は一例であり、コントローラは、その他の電圧の検出で同様の制御を行うようにしてもよい。特に、アナログ／デジタル変換器１３で検出される電圧値は、抵抗Ｒａ，Ｒｂの抵抗値によっても変動し、上述した電圧値は抵抗Ｒａ，Ｒｂを特定の抵抗値としたときの一例である。
また、上述した実施の形態例では、スイッチ手段であるトランジスタＱ１のオン・オフ制御で、第１端子１４ａの状態を接続検出用の状態と、機器認識用の所定状態とを切替えるようにした。このようにスイッチ手段（トランジスタ）を使用して切替えるのは一例であり、スイッチ手段を使用せずに、コントローラ１１などが第１端子１４ａの状態を制御するようにしてもよい。
なお、上述した実施の形態例では、トランジスタＱ１はプラグ検出のプロセスの終了後、オンとしＧＮＤ１を本来のＧＮＤ端子に戻すために入れているが、コネクタのＧＮＤ電流容量が他の３端子で許容できる場合には、トランジスタＱ１がない構成としても本発明は成り立つ。
また、端末装置１００は、スマートフォン以外の端末装置を使用してもよい。例えば、端末装置１００は、パーソナルコンピュータ装置、タブレット、セルラーフォン、音楽プレーヤ、カメラなどの、ＵＳＢ規格のレセクタプルを備えた機器に適用可能である。
また、上述した実施の形態例では、スイッチ手段であるトランジスタＱ１のオン・オフ制御で、第１端子１４ａの状態を接続検出用の状態と、機器認識用の所定状態とを切替えるようにした。このようにスイッチ手段（トランジスタ）を使用して切替えるのは一例であり、スイッチ手段を使用せずに、コントローラ１１などが第１端子１４ａの状態を制御するようにしてもよい。
なお、上述した実施の形態例では、トランジスタＱ１はプラグ検出のプロセスの終了後、オンとしＧＮＤ１を本来のＧＮＤ端子に戻すために入れているが、コネクタのＧＮＤ電流容量が他の３端子で許容できる場合には、トランジスタＱ１がない構成としても本発明は成り立つ。
また、端末装置１００は、スマートフォン以外の端末装置を使用してもよい。例えば、端末装置１００は、パーソナルコンピュータ装置、タブレット、セルラーフォン、音楽プレーヤ、カメラなどの、ＵＳＢ規格のレセクタプルを備えた機器に適用可能である。
また、本開示の請求項に記載した構成や処理は、上述した実施の形態の例に限定されるものではない。請求項又は請求項と均等の範囲内にある限り、デザイン又はその他の要素によって種々の改変、組み合わせ、他の実施の形態例が生じうることは、当業者にとって当然のことと理解される。
１０…通信処理部、１１…コントローラ、１２…ＣＣ処理部、１３…アナログ／デジタル変換器、２０…レセプタクル、２１…基板、２１ａ…第１ＧＮＤ端子、２１ｂ…第１ＣＣ端子、１００…端末、１０１…ディスプレイ、２００…ＵＳＢプラグ、２０１…ケーブル、９０２…システム処理部、９０４…プログラムメモリ、９０６…ワークメモリ、９０８…通信部、９１０…スピーカ駆動部、９１２…表示駆動部、９１４…タッチセンサインターフェイス部、９１６…音声入力部、９１８…インジケータ駆動部、９１９…バイブレータ駆動部、９２０…システムバス、９２２…アンテナ、９２４…スピーカ、９２８…タッチセンサ、９３０…マイクロホン、９３２…インジケータランプ、９３４…バイブレータモータ
Claims (7)
- 少なくとも第１の端子と第２の端子を備えたレセプタクルと、
前記第１の端子と前記第２の端子の出力状態を制御し、前記第１の端子の電圧を検出するコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記第１の端子から第１の電圧のパルスを出力させ、その第１の電圧のパルスに応じた電圧の検出状態から他の機器が接続されたことを検出したとき、前記第１の端子からの前記第１の電圧のパルスの出力を停止させると共に、前記第２の端子から前記第１の電圧よりも高い第２の電圧のパルスを出力させ、
前記第２の端子から出力される前記第２の電圧のパルスは、前記第１の端子から出力される前記第１の電圧のパルスよりもエネルギーを低くした
端末装置。 - 前記第１の端子から出力される前記第１の電圧のパルスは、さらに周期とパルス幅のいずれか一方又は双方を変化させて、前記第２の端子が出力する前記第２の電圧のパルスよりもエネルギーを低くした
請求項１に記載の端末装置。 - 前記第１の端子は、接地電位とする端子であり、他の機器が接続されたことを検出したとき、前記コントローラの制御により前記第１の端子を接地電位にする
請求項１又は２に記載の端末装置。 - 前記第２の端子は、ＵＳＢ ＴＹＰＥ−Ｃ規格のレセプタクルが備えるＣＣ端子であり、前記第２の端子が出力するパルスは、ＵＳＢ ＴＹＰＥ−Ｃ規格で規定されたパルスである
請求項１〜３のいずれか１項に記載の端末装置。 - 前記コントローラは、前記第１の端子の電圧に基づいて、前記レセプタクルに液体が付着したことを検出する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の端末装置。 - 前記コントローラは、液体が付着したことを検出したとき、液体の付着をユーザに警告する
請求項５に記載の端末装置。 - 少なくとも第１の端子と第２の端子を備えたレセプタクルと、
前記第１の端子と前記第２の端子の出力状態を制御し、前記第１の端子の電圧を検出するコントローラとを備えた端末装置に適用されるレセプタクル制御方法であり、
前記第１の端子から第１の電圧のパルスを出力させ、その第１の電圧のパルスに応じて検出される電圧に基づいて、前記レセプタクルに他の機器が接続されたことを前記コントローラが検出する手順と、
前記レセプタクルに他の機器が接続されたことを検出したとき、前記コントローラが前記第１の端子からの前記第１の電圧のパルスの出力を停止させる手順と、
前記第１の端子から前記第１の電圧のパルスの出力を停止させたときに、前記コントローラが前記第２の端子から前記第１の電圧よりも高い第２の電圧のパルスを出力させる手順とを含み、
前記第２の端子から出力される前記第２の電圧のパルスは、前記第１の端子から出力される前記第１の電圧のパルスよりもエネルギーを低くした
レセプタクル制御方法。
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