JP6757804B2 - 電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は電子技術分野に関し、特に、電子機器に関する。
バッテリーを内蔵する電子機器は、通常、電力消費が大きいため、デバイス上に充電用の専用の直流（DC）充電ポートが配設され、該充電ポートは電子機器上のデータポートと多重使用されない。例えば、あるプロジェクターには、1つのDC充電ポートと、データインタフェースとしての1つのUSB - A（USB Type A、AタイプUSB）インタフェースが設けられており、通常、該USB-Aインタフェースの充電能力は、大きな電流でプロジェクターの大容量バッテリーを充電するに足るものではない。
USB-C(USB Type C、CタイプUSB)インタフェースの普及に伴い、充電と高速データ機能を同時に多重使用することができるようになり、低消費電力で小容量の内蔵バッテリーを備える電子機器については、基本的に需要を満たすことができる。大容量の内蔵バッテリーで、且つUSB-Cインタフェースを有する電子機器に関して、例えば、プロジェクターについては、充電時間がやや長く、ユーザがUSB-Cインタフェースのデータ機能を使用することに影響を与えるため、やはり単独のDC充電ポートを残す必要がある。そして、USB-Cの充電には汎用の充電器を接続することができるため、USB-Cインタフェースによる充電機能も同時に存在することになる。
また、DC充電ポートをUSB-Cポート充電に置き換えても、USBデータ、映像データ、オーディオデータにアクセスするようにUSB-Cインタフェースを設置する時は、専用の外部USB-C中継映像、オーディオ、他の形態のUSBポートの部品を介さなければこれらのデータ機能は依然として同時にアクセスすることはできない。このような外部の中継部品は、ユーザにとって携帯に不便であるのと、持ち忘れる場合があり、これらのデータ機能の同時アクセスを解決するために、電子機器自体が外部の物理インタフェースと内部データチャネルを同時に拡張する必要がある。外部の物理インタフェースの拡張表現としては、USB-CポートとUSB-Aポートを加えることがあり、内部データチャネルの拡張表現としては、映像、オーディオ及びUSBデータチャネルを拡張することがある。
この点に鑑みて、本発明の実施例は、電子機器上の充電インタフェースを自動的に切り換えて電子機器を充電し、複数の外部データインタフェースと内部データチャネルを拡張して、複数のデータ機能の同時アクセスを実現する電子機器を提供することを目的とする。
本発明の実施例が上記技術課題を解決するために用いる技術案は以下の通りである。
本発明の一実施例によれば、バッテリーが内蔵され、データ及び充電ポート、直流充電ポート、データインタフェース、電源スイッチ、充電管理モジュール、メインプロセッサ、映像受信機、映像処理モジュールを含む電子機器において、前記データ及び充電ポートは、電力又は映像データを伝送するように設けられ、前記直流充電ポートは、電力を伝送するように設けられ、前記データインタフェースは、前記映像データを伝送するように設けられ、前記電源スイッチは、前記データ及び充電ポート、前記直流充電ポートが電力を伝送したか否かを検出し、検出結果に応じて、前記データ及び充電ポート又は前記直流充電ポートを前記充電管理モジュールと導通し、前記充電管理モジュールは、前記データ及び充電ポート又は前記直流充電ポートと導通した後に、前記データ及び充電ポート又は前記直流充電ポートを用いて前記バッテリーを充電し、前記メインプロセッサは、前記映像受信機を制御して前記データ及び充電ポート、前記データポートが映像データを伝送したか否かを検出し、検出結果に応じて、片道の映像データを受信し、前記映像処理モジュールに送信して処理する電子機器を提供する。
任意で、前記の電子機器は、前記電源スイッチが、閾値検出回路、インバータ、コンパレータ、スイッチ管を含み、前記閾値検出回路が、前記データ及び充電ポートの電位を検出し、前記インバータが、前記データ充電ポートの電位又は前記直流充電ポートの電位を取得して対応する逆相電位を入力し、前記コンパレータが、前記データ充電ポートの逆相電位を前記直流充電ポートの電位と比較するか、又は前記データ充電ポートの電位を前記直流充電ポートの逆相電位と比較して、比較結果の電位に応じて前記スイッチ管の開閉を制御し、前記スイッチ管の開閉が、前記データ及び充電ポート、前記直流充電ポートの、前記充電管理モジュールとの間の導通又は遮断を誘起する。
任意で、前記の電子機器は、前記データ及び充電ポート、前記データポートが、インタフェースプロトコルデータを伝送するようにさらに設けられ、前記メインプロセッサが、前記データ及び充電ポート、前記データポートが伝送する前記インタフェースプロトコルデータを処理するように設けられる。
任意で、前記の電子機器は、インタフェースコントローラ、高速データスイッチ交差アレイをさらに含み、前記インタフェースコントローラが前記高速データスイッチ交差アレイを制御して前記データ及び充電ポートを検出し、前記データ及び充電ポートが前記インタフェースプロトコルデータを伝送したことが検出された時に、それを前記メインプロセッサへ伝送し、前記データ及び充電ポートが前記映像データを伝送したことが検出された時に、それを前記映像受信機へ伝送する。
任意で、前記の電子機器は、前記データ及び充電ポートが、チャネル配置信号ピンにより電力を取得し、前記インタフェースコントローラが前記データ及び充電ポートとの間に電源線を有し、前記インタフェースコントローラが、前記電源線を介して、前記チャネル配置信号ピンが伝送する電力を取得して前記充電管理モジュールに伝送する。
任意で、前記の電子機器は、第一中継チップ、第二中継チップをさらに含み、前記映像受信機が、高精細度マルチメディアインタフェース映像を受信するように設けられ、前記データ及び充電ポートが受信する映像データは、ビデオインタフェース映像であり、前記第一中継チップは、前記ビデオインタフェース映像を前記高精細度マルチメディアインタフェース映像に変換した後、前記映像受信機に送信し、前記データインタフェースが受信する映像データは、移動端末HDオーディオ標準インタフェース映像であり、前記第二中継チップは、前記移動端末HDオーディオ標準インタフェース映像を前記高精細度マルチメディアインタフェース映像に変換した後、前記映像受信機に送信する。
任意で、前記の電子機器は、前記データインタフェースの数が複数である。
任意で、前記の電子機器は、前記映像処理モジュールが光学投影モジュールである。
上記技術案から分かるように、本発明の実施例の電子機器は少なくとも以下の利点を有する。
本発明の実施例の電子機器によれば、データ及び充電ポートと直流充電ポートを同時に有し、データ及び充電ポートと直流充電ポートを検出し、データ及び充電ポートと直流充電ポートにおける少なくとも1つが電力を伝送した時、電力にアクセスする1つのインタフェースを選択してそれを充電管理モジュールと導通し、充電管理モジュールが電力を取得してバッテリーに充電する。本発明の実施例の電子機器によれば、データ及び充電ポート、データポートが伝送するデータを検出し、データ及び充電ポートが充電に用いられるか否かに関係なく、両者のうちの1つが映像データの伝送を行うだけで、電子機器は映像データを取得して処理を行う。
本発明の実施例による電子機器の構造図である。 本発明の実施例による電子機器における電源スイッチの構造図である。 本発明の実施例による電子機器における電源スイッチの構造図である。 本発明の実施例による電子機器の動作原理図である。 本発明の実施例による電子機器の動作原理図である。 本発明の実施例による電子機器の構造図である。 本発明の実施例による電子機器の動作フローチャートである。 本発明の実施例による電子機器の構造図である。 本発明の実施例による電子機器の構造図である。 本発明の実施例による電子機器の構造図である。
本発明の目的の実現、機能特徴及び利点は、実施例を組み合わせて、図面を参照しながらさらに説明する。
本発明が解決しようとする技術課題、技術案及び有益な効果をより明らかにするために、以下では図面と実施例を組み合わせて、本発明についてさらに詳細に説明する。ここで説明する具体的な実施例は、本発明を説明するためだけのものであり、本発明を限定するものではない。
図1に示すように、本発明の一実施例ではバッテリー110が内蔵された電子機器を提供し、本実施例では、電子機器の種類については限定せず、電力消費が大きいプロジェクターであってもよく、バッテリーは大容量の内蔵バッテリー(代表値10000mAh以上)を用いることができる。電子機器には、データ及び充電ポート120、直流充電ポート130、データインタフェース140、電源スイッチ150、充電管理モジュール160、メインプロセッサ170、映像受信機180、映像処理モジュール190が含まれる。
データ及び充電ポート120は、電力又は映像データを伝送するように設けられる。直流充電ポート130は、電力を伝送するように設けられる。データインタフェース140は、映像データを伝送するように設けられる。なお、データ及び充電ポートには、USB-Cインタフェースが含まれるが、これに限らず、USBデータ線、DP(Display Port，映像ポート)映像線、オーディオ線、20V/5A汎用電源アダプタにアクセスでき、直流(DC)充電ポート120は、20V/5A専用電源アダプタのみにアクセスでき、データインタフェース140には、USB-Aインタフェースが含まれるが、これに限らない。
電源スイッチ150は、データ及び充電ポート120、直流充電ポート130が電力を伝送したか否かを検出し、検出結果に応じて、データ及び充電ポート120又は直流充電ポート130を充電管理モジュール160と導通し、充電管理モジュール160は、データ及び充電ポート120又は直流充電ポート130と導通した後に、データ及び充電ポート120又は直流充電ポート130を用いてバッテリー110を充電する。
本実施例において、データ及び充電ポート120、直流充電ポート130が同時に電源アダプタにアクセスする時、電源スイッチ150によって片道電源を充電管理モジュール160へ切り換えて内蔵の大容量バッテリーを充電する。本実施例では、USB-CインタフェースとDC充電ポートにいずれも充電でき、汎用のUSB-C端子を有する20V/5A(最も高い配置であり、需要に応じて、19V/3.5Aのように配置を少し下げることができる)電源アダプタを介してUSB-Cインタフェースにアクセスし、専用のDC充電ポート(一般的に、円形又は他の特製形状である)を有する端子の20V/5A充電器がDC充電ポートにアクセスして実現される。1つのポートアクセスで片道充電が実現され、両者はいずれもアクセス時に内蔵の電源スイッチ150によって制御され、片道充電電源のみが充電管理モジュール160に通じて、システムに対する電力供給、及び大容量バッテリーを充電する。
USB-Cインタフェースは計24個のピンを有し、差し込み方向を問わないため、信号ピンはいずれも対になっており、そのうち電源/グラウンドはそれぞれ4個あり、一般的には、5V/0.5A/1A/3A電源のみを支持し、大容量の内蔵バッテリーの電子機器の消費電力需要を満たすことはできず、USB-C検出&PDコントローラ(即ち、インタフェースコントローラ610)を内蔵してこそ、最大100Wの電力供給力が実現される。二つのCC(配置チャネル)信号は、マスタ・スレーブとインタフェース方向を配置することに用いられる。2つのTx、2つのRx差動対信号は、高速データ(USB3.0/3.1プロトコルデータ)を伝送することに用いられ、一対の速度は5Gbpsに達し、二対の速度は10Gbpsに達し、高速データ(高精細度映像データとUSB3.0/3.1プロトコルデータ)の伝送に用いられる。2個のD+、2個のD-は、一般速度データ(USB2.0プロトコルデータ)を伝送することに用いられる。SBU1、SBU2は保留ピンであり、外部接続オーディオに用いられる。
本実施例の技術案によれば、USB-CインタフェースとDC充電ポートの並列充電を提供するのは、主にUSB-Cインタフェースに多重化機能が多く、充電にかかるユーザの時間が長くなり、ユーザの日常的なデータ機能の使用と関連機器のアクセスに支障をきたすことを考慮したためであり、DC充電ポート端子を有する専用の充電アダプタを配置すれば充電経路を分離することができる。一方、ユーザが専用の充電アダプタを持ち忘れた場合でも、緊急の場合はUSB-C端子を持つ汎用の充電アダプタを用いてデバイスに充電することができ、この両者間の切り換えは、メインプロセッサで制御されない電源スイッチによって切り換えられる。
メインプロセッサ170は、映像受信機180を制御してデータ及び充電ポート120、データポート140が映像データを伝送したか否かを検出し、検出結果に応じて、片道の映像データを受信し、映像処理モジュール190に送信して処理する。本実施例において、映像受信機180は、HDMI（登録商標）(High Definition Multimedia Interface、高精細度マルチメディアインタフェース)マルチレシーバーを用いてもよい。
本実施例においては、USB-CインタフェースとDC充電ポート充電を切り換えるほか、USB-Cデータ機能チャネル以外にUSB HUBを経て拡張されたUSB-Aデータ機能チャネルも同時に提供する。USB-Cインタフェースで充電する時、OTGの外付け、従来のUSB-Aの大量の外付けによりプロジェクター全体に直接アクセスすることができず、同様にユーザにとっては不便である。例えば、ユーザが、USB-CインタフェースのDP機能の外付けオーディオ/ビデオ源を用いてビデオ、ゲーム、映像会議（USBカメラ経由）等を行いながら、USBマウス又はキーボードを接続してコントロールしようとする場合、1つのUSB-Cインタフェースでは足りない。さらに、上記場面において同時にUSB-AインタフェースにUSBメモリをさらに外付けして資料の伝送を行うと仮説した場合、1つのUSB-Cインタフェースで足りないのは言うまでもない。これらの応用場面では、USBデータチャネルを拡張する必要がある。
本実施例において、映像処理モジュール190は投影光学モジュールを採用し、本実施例の電子機器をプロジェクターとすることができる。必要な信号を投影モジュールが投影し、ピコプロジェクタ分野では、主にDLP（登録商標）(Digital Light Processing、デジタル光処理、TI(テキサス・インスツルメンツ)社で開発されたDMD（登録商標）(Digital Micromirror Device、デジタルマイクロミラーデバイス)に基づいて、デジタル映像表示を完成させる)表示技術を採用し、即ち、RGB(赤、緑、青の3原色)信号を採用する。上記の映像受信機180は、マルチHDMIレシーバーを採用して、USC-CインタフェースのHDMI信号をRGB信号に変換する必要がある。このような変換を完成させるために、マルチHDMIレシーバーはメモリ機能を内蔵して、HDCP(High-bandwidth Digital Content Protection、高帯域幅デジタルコンテンツ保護)と外部HDMIから伝送されてきたEDID(Extended Display Identification Data、拡張ディスプレイ識別データ)を記憶する。前者は、暗号化された高精細度映像を解析できるよう確保し、後者には、モニター及びその性能のパラメータが含まれる。外付け機器は、EDID等の関連情報を、HDMIのDDC(Display Data Channel、ディスプレイデータチャネル)を介してプロジェクターと通信する。
HDMI伝送の内容には以下の部分が含まれる。
1)映像データを伝送する。
2)オーディオデータを伝送する。
3)EDID情報を伝送する。
4)CEC(Consumer Electronics Control、家庭用電化製品制御では、エンドユーザが1つのリモコンを使用してCEC対応のHD装置を複数制御することを許可する)データを伝送し、MHLについては、RCP(Remote Control Protocol、リモートコントロールプロトコル)データを伝送する必要がある。
5)クロック情報を伝送する。
HDMIが同時にオーディオ情報を所持するため、HDMI変換器が変換するのは単なる映像だけでなく、さらにI2S(Inter-IC Sound、集積回路に内蔵されるオーディオバス)オーディオ信号もあり、オーディオデコーダに送られた後、スピーカに出力する。よって、HDMI映像信号は精確にはオーディオ/映像信号であるが、簡略化のため、特に説明がない限り、本発明の説明ではHDMI映像信号と称する。本実施例において、メインプロセッサ170は、シリアルポートコマンドによってマルチHDMIレシーバーを制御することで、マルチHDMIソースを片道入力に切り換えることを実現する。
さらに、USB-Cポートは、従来技術に基づいてオーディオ信号に直接アクセスすることもでき(USB-Aポートは、信号線の制限によりこのような能力がない)、SBU1/SBU2により、マイクとグランド信号に接続し(米国基準と中国基準の2つの信号の定義は真逆であるが、この点によりシステムの自動識別が可能である)、D+/D-は、それぞれ左右チャネル信号に対応し、cc1/cc2は、イヤホン識別信号と電源に接続して(ケーブルにチップがある時、1つのccが信号を伝送し、1つのccは電力供給Vconnになる)外付け3.5mmイヤホンの全てのオーディオ信号を実現し、特に、デジタルオーディオ信号を直接イヤホンに取り込むことにより、より忠実で明瞭な聴き心地をユーザに提供することが可能である。このような従来技術に基づいて、他のオーディオ周辺アクセスをさらに拡張することもできる。USB-Cインタフェースオーディオ信号とメインプロセッサ170で制御されるオーディオデコーダとが相互作用することで、外部オーディオが外付けで動作でき、USB-Cインタフェースと他のオーディオ装置との間でオーディオデータの伝送を有効にする。
図2と図3に示すように、本発明の一実施例では、電源スイッチ150が、閾値検出回路151、インバータ152、コンパレータ153、スイッチ管154を含む電子機器を提供する。
閾値検出回路151は、データ及び充電ポート120の電位を検出する。
インバータ152は、データ充電ポート120の電位又は直流充電ポート130の電位を取得し、対応する逆相電位を入力する。
コンパレータ153は、データ充電ポート120の逆相電位を直流充電ポート130の電位と比較する（図2に示す）か、又はデータ充電ポート120の電位を直流充電ポート130の逆相電位と比較して（図3に示す）、比較結果の電位に応じてスイッチ管154の開閉を制御する。
スイッチ管154の開閉は、データ及び充電ポート120、直流充電ポート130の、充電管理モジュール160との間の導通又は遮断を誘起する。本実施例において、スイッチ管154は、NMOSスイッチ管を選択してよく、PMOS管を選択してもよく、相応にコンパレータ153をANDゲートからORゲートに変換するだけでよい。
本実施例には2つの動作方法が含まれる。図2に示すように、1つ目は、USB-Cインタフェース(データ及び充電ポート)の電源電位を検出することにより、DC充電ポートと充電管理モジュール160との間に嵌め込まれた電力MOS(電界効果トランジスタ)管の電源スイッチの制御を実現するというものである。図3に示すように、もう1つは、DC充電ポートの電源電位を検出することにより、USB-Cインタフェースと充電管理モジュール160との間に嵌め込まれた電力MOS(電界効果トランジスタ)管の電源スイッチの制御を実現するというものである。以下では、図2を例として説明する。
閾値検出回路151は、USB-Cインタフェースの電圧から有効電位を検出し、その後、整合抵抗155と整合抵抗156の分圧回路によって分圧し、インバータ152(逆相コンパレータと理解することができる)に動作に適した電位を提供し、インバータ152を介して揺れを除いて安定した逆相電位を得、整合抵抗157と整合抵抗158分圧回路によって分圧されたDC充電ポートからの電位をANDゲート(コンパレータ)と比較した後、さらにレベルシフタ回路159によって(一般的にはトランジスタによって)MOSスイッチ管の有効制御レベルを得ることにより、DC充電ポートと充電管理モジュールとの間に位置するMOSスイッチ管の開閉を実現する。一方、図3は図2との比較において、主にDC充電ポートからのVin+(正電圧)正極を検出することにより、USB-Cインタフェースと充電管理モジュール140との間に位置するMOSスイッチ管の開閉制御を実現する。DC充電ポートは、固定電圧であるため閾値検出を行う必要がない。USB-C端に閾値電圧の検出を加えるのは、USB-Cの電圧が遅延して発生するためであり、USB-Cは、PD(Power Delivery、電力供給)プロトコル通信後に20Vに達するため、通常の場合、この閾値電圧は18Vを上回るように設定される。閾値検出回路、インバータ、ANDゲート及びレベルシフタ回路の電力供給源となるのは電源管理モジュールからの電力供給である。
図2と図3では、それぞれUSB-Cインタフェース或いはDC充電ポートは充電優先度がより高く、そのうち図2の優先順位構造下での動作プロセスは図4に示す通りであり、図2の優先順位構造下での動作プロセスは図5に示す通りであり、図4と図5は方向が違うだけであって、以下では図4を例として説明する。
USB-Cインタフェースの充電優先度がより高い状況は、4つの状況に分けられる。
1、USB-CインタフェースとDC充電ポートが同時にハイレベルであると検出するか、或いはDC充電ポートが先にハイレベルであると検出し、USB-Cインタフェースが後にハイレベルであると検出した時、USB-CインタフェースのPDが確立されると(出力が18V電圧を上回る)、インバータの出力が低く、ANDゲートを介して(反転後のUSB-Cインタフェースの低電位とDC充電ポートの高電位とがANDして低電位を出力する)電力MOS管を閉じ、DC充電ポートの電力供給からUSB-Cインタフェースの電力供給に切り換える。
2、USB-Cインタフェースがハイレベルで、且つDC充電ポートに電力がなく、USB-CインタフェースのPDが確立されると、インバータの出力が低く、ANDゲートを介して(反転後のUSB-Cインタフェースの低電位とDC充電ポートの低電位とがANDして低電位を出力する)電力MOS管口を閉じ、USB-Cインタフェースにより電力供給される。
3、USB-Cインタフェースに電力がなく、且つDC充電ポートに電力があり、インバータの出力が高く、ANDゲートを介して(反転後のUSB-Cインタフェースの高電位とDC充電ポートの高電位とがANDして高電位を出力する)電力MOS管を開き、DC充電ポートにより電力供給される。
4、内部電源(内蔵バッテリーの電力供給)が存在する場合、USB-CインタフェースとDC充電ポートにいずれも電力がないことを検出し、ANDゲートを介した(反転後のUSB-C高電位とDC充電ポート低電位とがANDして低電位を出力する)後に電力MOS管を閉じ、システムは外部から電力供給されない。
さらに特殊な状況として、内蔵バッテリーに電力がなく、USB-CインタフェースとDC充電ポートにも電力がない時、機器全体が動作しないため、電力検出するような状況は発生しない。図5のDC充電ポートの充電が優先である状況下での電源切り換え構造は図4と類似し、DC充電ポートの検出だけでPDプロトコル過程を確立する必要がなく、閾値検出は必要ない。
本実施例において、USB-CインタフェースとDC充電ポートの切り換え回路の動作構造は、純粋なハードウェア回路によって完成され、システム起動後の内部ソフトウエアを必要とせずに(電源電圧検出回路は、システムメインプロセッサの汎用入出力ポートに送られる)ロジック判断が行え、ソフトウェアの切り換え構造よりも簡単で消費電力を節約できる。
図6に示すように、本発明の一実施例では、データ及び充電ポート120、データポート140が、インタフェースプロトコルデータを伝送するようにさらに設けられ、メインプロセッサ170は、データ及び充電ポート120、データポート140が伝送するインタフェースプロトコルデータを処理するように設けられる電子機器を提供する。具体的に、本実施例の電子機器は、インタフェースコントローラ610、高速データスイッチ交差アレイ620、第一中継チップ630、第二中継チップ640をさらに含む。
インタフェースコントローラ610は高速データスイッチ交差アレイ620を制御してデータ及び充電ポート120を検出し、データ及び充電ポート120がインタフェースプロトコルデータを伝送したことが検出された時に、それをメインプロセッサ170へ伝送し、データ及び充電ポート120が映像データを伝送したことが検出された時に、それを映像受信機180へ伝送する。
映像受信機180は、高精細度マルチメディアインタフェース映像を受信するように設けられ、データ及び充電ポート110が受信する映像データは、ビデオインタフェース映像であり、第一中継チップ630は、ビデオインタフェース映像を高精細度マルチメディアインタフェース映像に変換した後、映像受信機180に送信し、データインタフェース140が受信する映像データは、移動端末HDオーディオ標準インタフェース映像であり、第二中継チップ640は、移動端末HDオーディオ標準インタフェース映像を高精細度マルチメディアインタフェース映像に変換した後、映像受信機180に送信する。
本実施例では、本実施例の技術案において、データ及び充電ポートがUSB-Cインタフェースを採用する時、USB-CインタフェースのTx、Rxは高速データ信号のアクセスに用いられ、このような高速データ信号は、USB3.0/3.1プロトコルデータであってよく、DP(Displayport、文字通り映像インタフェースであり、実際にオーディオとビデオをいずれも伝送することができる)映像データであってもよく、USB-C検出&PDコントローラ(即ち、インタフェースコントローラ)で制御される高速データスイッチ交差アレイ620によってこの二種類のデータの分離を実現する。分離した後、USB3.0/3.1プロトコルデータは、メインプロセッサに直接達することができ(図6において点線で表示される)、後続の実施例を組み合わせて、USB-CインタフェースのD+、D-と、USB-C検出&PDコントローラを経由して送られてくるUSB2.0データ(図示せず)と一緒に、内蔵HUB(ハブ機器650)拡張交換USB-A装置にアクセスすることもでき、USB-CとUSB-AマルチUSBチャネルがいずれも通信にアクセスすることが実現される。一方、DP映像信号はさらに、DP中継HDMIチップ(第一中継チップ)を介してHDMIマルチレシーバーに達し、メインプロセッサは、HDMIマルチレシーバーを制御してこのチャネルのHDMI情報を受信し光学モジュール(プロジェクターに関して、光学モジュールは映像処理モジュールである)に送り、投影放送を実現する。
本実施例において、DP映像データ、USBプロトコルデータは、USB-C検出&PDコントローラ(即ち、インタフェースコントローラ)を介して、高速データスイッチ交差アレイを配置して同時伝送を実現する。本実施例において、高速データと定速データを同時伝送するUSB HUBをマルチUSBポートとメインプロセッサとの間に配置し、USB-Cインタフェースが高速データスイッチ交差アレイを介して分離されたUSB3.0/3.1プロトコルデータ、USB-CがUSB-C検出&PDコントローラを介して伝送したUSB2.0プロトコルデータ及び他のマルチUSB-AインタフェースのUSB2.0或いはUSB3.0/3.1データを同時にメインプロセッサにアクセスさせる。図6では2チャネルUSB-Aインタフェースを示しており、既に実際の需要を満たすことができ、当然ながらより多くのチャネルを配置することができるが(USB Hubは、一般的に1つのUSBインタフェースを4つに拡張することができる)、過剰に配置されたポートを同時に使用することでUSBデバイスが低速になるため、本実施例では優先的に、USB HUBによって2つのUSB-Aインタフェースを拡張する。拡張された2つのUSB-Aインタフェースは、同時にMHL(Mobile High-Definition Link、モバイルHDリンク)映像信号の伝送と多重使用することができ、それぞれ2つのMHL中継HDMIチップ(即ち、第二中継チップ)を経由してマルチHDMIレシーバーに達する。プロジェクターのような電子機器については、そのメインプロセッサがマルチHDMIレシーバーを制御して、1チャネルDP中継HDMIと2チャネルMHL中継HDMIの計3チャネル映像源から1チャネルを選択して光学モジュールに送って投射し、本質も1つの多影像源を切り換える過程であり、基本的なフローは図7に示す通りである。
第1ステップ、マルチHDMI源の電力供給電圧信号を検出する。
第2ステップ、片道映像源が有効であるか否かを判断し、有効である場合は第5ステップに進み、有効でない場合は次のステップに進む。
第3ステップ、マルチ映像源における2チャネル以上（2チャネルを含む）が同時に有効であるか否かを判断し、有効である場合は次のステップに進み、有効でない場合は第1ステップに進み検出し直す。
第4ステップ、デフォルト又はユーザが設定した優先度によって映像源の優先度を判断し、最優先の映像源を有効映像源として選択する。
第5ステップ、HDMIコンバータのDDC、電力供給電圧、HPD(Hot Plug Detection、ホットプラグ検知)チャネルを、有効な片道映像源又は複数チャネルにおいて優先度が最も高い映像源に共に切り換える。
第6ステップ、映像源はDDCを介してEDIDをHDMIコンバータに伝送し、ソース端子が表示する性能パラメータを確認する。同時に、HPDをソースに戻し、映像放送の準備を行うようソースに知らせる。
第7ステップ、映像がHDMIコンバータに到達しHDCPをロードし、投影する映像フォーマットを変換し、投影放送を行う。
上記過程において、マルチHDMI CECは共同接続されているため、CECを切り換える必要がない。
MHL映像放送の切り換えは、HDMIと違って、HPD信号を映像源へ戻すのではなく、CBUS(MHLは、USB IDの信号線上における再定義に相当し、全てのHDMI制御類信号、例えば、DDC、HPD、CEC等はいずれもこのチャネルを進む)によって戻される。
本実施例において、複数の異なる外付け形態のUSBインタフェース及び内部映像、オーディオ、USBデータチャネルの拡張によって、マルチ映像、オーディオ、USBデータの同時アクセスを実現できる。特に異なる形態のUSBインタフェースに基づくマルチMHLとDP変換HDMI映像源を光学投影に変換することができる。
さらに、本実施例において、データ及び充電ポート120は、チャネル配置信号(CC)ピンにより電力を取得し、インタフェースコントローラ610はデータ及び充電ポート120との間に電源線を有し、インタフェースコントローラ610は、電源線を介して、チャネル配置信号ピンが伝送する電力を取得して充電管理モジュール160に伝送する。
本実施例において、データ及び充電ポート120がUSB-Cインタフェースを採用する時、USB-Cインタフェースからの電源については、内蔵USB-CとPDコントローラとを介さなければ充電管理モジュールには接続できない。内蔵USB-C検出&PDコントローラがない場合、USB-Cインタフェースは、5V/0.5A/1A/3A電源の提供しかできず、大容量内蔵バッテリープロジェクターの消費電力需要を満たすことはできない。内蔵USB-C検出&PDコントローラは最大100Wの電力供給能力を実現でき、且つ高速充電を支持できる。PDはCC信号によって伝送される。前述の実施例を組み合わせて分かるように、電力MOS管は、USB-CインタフェースとUSB-C検出&PDコントローラとの間に嵌め込むことができる。
特に、USB-C検出&PDコントローラとUSB-Cインタフェースとの間の電源線は双方向であり、該コントローラは、USB-CにOTG(on the go、従来のマスタースレーブ構成の制限を取り払い、装置間のエンドツーエンドのデータ転送を実現する)機能を同時に持たせ、マウス、キーボード及び移動ハードディスク情報を受信する。
図6に対応する実施例から分かるように、本発明は、プロジェクター製品のように電子機器の電力消費が大きい場合、回路を構築することによりUSB-C多機能の多重使用を解決するとともに、専用DC充電ポートとUSB-C充電の切り換え機能を提供し、マルチUSB-Aを別途拡張してオーディオ映像とUSBプロトコルデータ機能自体にマルチチャネルを提供することで、ユーザが他に部品を購入することなく充電でき、データ機能を良好に多重使用することができる。本実施例の電子機器が提供するUSB-CインタフェースとDC充電ポートは、いずれも充電機能を有し、且つUSB-CインタフェースのDP映像データ、オーディオ線、USBデータと20V/5A電源の多重使用が互いに干渉しないよう確保し、USB-Aインタフェースに対してUSBデータとMHL映像データの拡張対応することができる。そのうち、USB-Cインタフェースは、USBデータ線、DP映像線、オーディオ線、20V/5A汎用電源アダプタにアクセスでき、DC充電ポートは、20V/5A専用電源アダプタのみにアクセスできる。両者が同時に電源アダプタにアクセスした時、電源スイッチによって、片道電源を充電管理チップに切り換え、内蔵大容量バッテリー(代表値10000mAh以上)を充電する。USB-CインタフェースのUSBデータ信号とDP映像データ信号が同一のチャネルを通って高速データスイッチ交差アレイに達し、電源信号は、もう一つのチャネルを通ってUSB-C検出&PDコントローラ経由で充電管理チップに達する。USB-C検出&PDコントローラは制御信号を用いて高速データスイッチ交差アレイを制御し、USBデータとDP映像データを分離し、DP映像データはDP中継HDMIチップを経て、メインプロセッサを介して制御されるマルチHDMIレシーバーを、光学モジュールの映像モードに変換して投影する。USBデータには高速と低速データがあり、そのデータはメインプロセッサに直接達することができるが、一般的にメイン処理が受信するUSBポートは制限され、既存のUSB-Aインタフェースを外付けに対応させる場合、USB HUB(ハブ機器)を追加して2つのUSB-Aインタフェースを拡張して、マルチUSBポート、マルチUSBデータが同時にシステムのメインプロセッサにアクセスすることを実現する(メインプロセッサに近い側は、片道USBデータチャネルである)。2つのUSB-Aインタフェースは、MHL映像信号を同時に伝送することができ、それぞれ2つのMHL中継HDMIチップを介してマルチHDMIレシーバーに達し、メインプロセッサは、ソフトウェアによってマルチHDMIレシーバーを制御し、1チャネルDP中継HDMIと2チャネルMHL中継HDMIの計3チャネルの映像源から1チャネルを選択して光学モジュールに送り投影し、図6に対応する実施例の電子機器が、大容量バッテリー内蔵の電子機器でUSB-Cインタフェースを用いて高速データの伝送と大きな電流の充電を行う場合、DC充電ポート、USB-Aインタフェースをさらに追加配置する。
1、USB-CポートとDC充電ポート、USB-Aポートは、充電とデータ業務の相互切り換えを行い相互に作業を交換することができ、システムに電源を供給することと、電子機器の映像処理モジュール(例えば、プロジェクターの的光プロジェクタモジュール)の外部映像源を提供することを実現する。
2、USBインタフェースとDC充電ポートの充電切り換えを実現し、20V/5A電源は同時にアクセスでき、電源スイッチ制御により片道電力供給を行う。
3、USB-Cインタフェースを経由した映像データとUSBプロトコルデータを分離した後、そのUSBプロトコルデータはUSB Hubを介して拡張されマルチUSB-AポートのUSBプロトコルデータに対応し、USB3.0及びUSB2.0プロトコルの複数の外付けの同時アクセスが実現される。
4、USB-CのDP映像信号とUSB-AポートのMHL映像信号の切り換えは、システム制御によって片道使用される。
5、 USB-C以外に、USB-A形式に制限されない他のUSBポートを拡張することで、USB-Cがオーディオ、特に、常用される外部イヤホンに占用される時、他の常規的な映像とUSBデータ機能は、他のUSBポートによって実行することが実現できる。
本発明は、1つのUSB-Cポートと2つのUSB-Aポートとを有する上記の典型的なプロジェクター電源とデータインタフェースを切り換える基本的構造を有することで、さらに拡張することができる。USB-Cがオーディオを伝送する能力を有する一方、USB-Aにオーディオを伝送する能力がない場合、このような拡張はより有意義である。
簡単な拡張は、図1に基づいて通常のUSB HUBの4つのUSBポートの能力範囲内で満載拡張を行い、即ち、4つのUSB-Aポートに直接拡張し、このような状況は図8に示すように、メイン処理の制御を受けるマルチHDMIレシーバー入口の容量の制限を受ける(HDMI映像信号の線路数が多く、高速デジタル信号の干渉が大きいため、一般的に1つのレシーバーは3つの入り口を超えない)ため、HDMIレシーバーの前段に2つのマルチ高速ワイドバンドスイッチを追加し(高速映像信号の処理難易度が高いため、一般的に1つのスイッチも3チャネル入力を超えない)、4つのUSB-AポートのMHL変換からなるHDMI信号と1つのUSB-CポートのDP変換からなるHDMI信号をそれぞれ二者択一と三者択一することで、マルチ映像の同時アクセス変換を満たす。マルチ高速ワイドバンドスイッチは、マルチHDMIレシーバーと同様にメモリ機能を内蔵してHDCPと外部HDMIから伝送されてくるEDIDを記憶することで、暗号化された高精細度映像が解析されることと、モニタ及びその性能が含まれるパラメータの取得を確保できる。マルチ高速ワイドバンドスイッチの複数から1つを選択する処理フローと、ここでのマルチHDMIレシーバーの映像源切り換えフローはいずれも図7のフローに沿って処理することができる。
より複雑な拡張は、USB-CポートとUSB-Aポートに対する同時拡張である。図9に示すように、本発明では、2つのUSB-Cポートと4つのUSB-Aポートの電源とデータインタフェースを切り換える実施例を提示する。この実施例は、2組の図1の基本的構造をオーバーレイすることにほぼ相当し、プロセッサ、オーディオデコーダ、マルチHDMIコンバータ、光学モジュール及び充電モジュール、大容量バッテリー、電源スイッチ回路、DC充電ポートは共有される。
このように共有される、公共端アクセスは図面における（１）（２）（３）（４）（５）（６）（７）の符号によって実現される。
そのうち、（１）（２）（３）は、USB-C 2ポートのDP変換からなるHDMI映像源と、それぞれUSB-A3ポート、USB-A4ポートのMHL変換からなるHDMI映像源を、マルチ高速ワイドバンドスイッチ2に送って三者択一した映像と、さらに、並行するUSB-C 1ポートのDP変換からなるHDMI映像源と、それぞれUSB-A1ポート、USB-A2ポートのMHL変換からなるHDMI映像源を、マルチ高速ワイドバンドスイッチ1に送って三者択一した映像とが、マスタ処理制御されたマルチHDMIレシーバーに一緒にアクセスし、後者を介して片道映像源を、光学モジュールが受信する映像フォーマットに変換して投影放送を行う。
（４）が所持するUSB-C 2ポートの電源電位情報とUSB-C1ポートの電源電位情報を一緒にORゲートに送り(このORゲートは、ロジック関係を表明するために、電源スイッチ制御回路に配置した前段であり、実際の理想的な位置は図10に示すように、DC充電ポートの分圧回路の後段、即ち、2つのUSB-C充電ポートがそれぞれ閾値検出と分圧回路を介した後、公用のORゲートに送られ、ORロジックによって公用のインバータ及び後続の回路に達する)、その後、電源スイッチ制御回路に達して、最終的に任意の1つのUSB-Cポートが外付け20V/5Aアダプタを有する時に、DC充電ポートの電源スイッチオフが実現され、USB-Cポートによる充電が実現できる(2つのUSB-Cポートがいずれもアクセスされる時、並列入力に相当し、各ポートは総充電電流の半分の電流のみ提供する)。このようなORゲートの存在は、DC充電ポートによる2つのUSB-Cの充電の逆方向オフの制御を実現できない。逆方向オフにはORゲートが必要なく、図3の電位シフト回路の右側で2つに分けて、2つのUSB-Cポート上に設けられたNMOSパワースイッチ管のG極を同時に制御するだけでよい。
（５）は、USB-C 2ポートに関連するUSB-C検出&PDコントローラを充電管理モジュールに接続させて、システムに電源を供給する。
（６）は、USB-C 2ポートのオーディオ信号をオーディオデコーダに接続させて、オーディオの入出力を実現する。
（７）は、USB-C 2ポートにおける、高速データスイッチ交差アレイを介してUSBプロトコルデータを分離した後にマウントされたUSB HUB2のUSBデータを、メインプロセッサに接続させて、USB-C 2ポートとメインプロセッサのUSBプロトコルデータ通信を実現する。
以上、図面を参照して本発明の好ましい実施例を説明したが、これにより本発明の特許の範囲を制限するのでない。当業者は、本発明の範囲と実質を逸脱せずに、様々な変型案で本発明を実現することができ、例えば、1つの実施例としての特徴は、もう一つの実施例に応用して、さらなる実施例を得ることができる。本発明の技術思想の範囲内でなされるあらゆる変更、均等な置き換え、改良はすべて本願の範囲内に含まれる。
［産業上の実用性］
本発明の実施例が提供する上記技術案は、データ及び充電ポートと直流充電ポートを同時に有し、データ及び充電ポートと直流充電ポートを検出し、データ及び充電ポートと直流充電ポートにおける少なくとも一つが電力を伝送した時、電力にアクセスする一つのインタフェースを選択してこれを充電管理モジュールと動通させることで、充電管理モジュールが電力を得てバッテリーに充電できる。本発明の実施例の電子機器によれば、データ及び充電ポート、データポートが伝送するデータを検出し、データ及び充電ポートが充電に用いられるか否かに関わらず、両者のうちの1つが映像データの伝送を行うだけで、電子機器は映像データを取得して処理を行う。

Claims (7)

  1. バッテリーが内蔵され、データ及び充電ポート、直流充電ポート、データインタフェース、電源スイッチ、充電管理モジュール、メインプロセッサ、映像受信機、映像処理モジュールを含む電子機器において、
    前記データ及び充電ポートは、電力又は映像データを伝送するように設けられ、
    前記直流充電ポートは、電力を伝送するように設けられ、
    前記データインタフェースは、前記映像データを伝送するように設けられ、
    前記電源スイッチは、前記データ及び充電ポート、前記直流充電ポートが電力を伝送したか否かを検出し、検出結果に応じて、前記データ及び充電ポート又は前記直流充電ポートを前記充電管理モジュールと導通し、前記充電管理モジュールは、前記データ及び充電ポート又は前記直流充電ポートと導通した後に、前記データ及び充電ポート又は前記直流充電ポートを用いて前記バッテリーを充電し、
    前記メインプロセッサは、前記映像受信機を制御して前記データ及び充電ポート、前記データインタフェースが映像データを伝送したか否かを検出し、検出結果に応じて、前記データ及び充電ポート、前記データインタフェースのうちいずれか一方からの映像データを受信し、前記映像処理モジュールに送信して処理し、
    前記電源スイッチは、閾値検出回路、インバータ、コンパレータ、スイッチ管を含み、
    前記閾値検出回路は、前記データ及び充電ポートの電位を検出し、
    前記インバータは、前記データ及び充電ポートの電位又は前記直流充電ポートの電位を取得して対応する逆相電位を入力し、
    前記コンパレータは、前記データ及び充電ポートの逆相電位を前記直流充電ポートの電位と比較するか、又は前記データ及び充電ポートの電位を前記直流充電ポートの逆相電位と比較して、比較結果の電位に応じて前記スイッチ管の開閉を制御し、
    前記スイッチ管の開閉は、前記データ及び充電ポート、前記直流充電ポートの、前記充電管理モジュールとの間の導通又は遮断を誘起する、電子機器。
  2. 前記データ及び充電ポート、前記データインタフェースは、インタフェースプロトコルデータを伝送するようにさらに設けられ、前記メインプロセッサは、前記データ及び充電ポート、前記データインタフェースが伝送する前記インタフェースプロトコルデータを処理するように設けられる、
    請求項１に記載の電子機器。
  3. インタフェースコントローラ、高速データスイッチ交差アレイをさらに含み、
    前記インタフェースコントローラは前記高速データスイッチ交差アレイを制御して前記データ及び充電ポートを検出し、前記データ及び充電ポートが前記インタフェースプロトコルデータを伝送したことが検出された時に、それを前記メインプロセッサへ伝送し、前記データ及び充電ポートが前記映像データを伝送したことが検出された時に、それを前記映像受信機へ伝送する、
    請求項２に記載の電子機器。
  4. 前記データ及び充電ポートは、チャネル配置信号ピンにより電力を取得し、前記インタフェースコントローラは前記データ及び充電ポートとの間に電源線を有し、前記インタフェースコントローラは、前記電源線を介して、前記チャネル配置信号ピンが伝送する電力を取得して前記充電管理モジュールに伝送する、
    請求項３に記載の電子機器。
  5. 第一中継チップ、第二中継チップをさらに含み、
    前記映像受信機は、高精細度マルチメディアインタフェース映像を受信するように設けられ、
    前記データ及び充電ポートが受信する映像データは、ビデオインタフェース映像であり、前記第一中継チップは、前記ビデオインタフェース映像を前記高精細度マルチメディアインタフェース映像に変換した後、前記映像受信機に送信し、
    前記データインタフェースが受信する映像データは、移動端末HDオーディオ標準インタフェース映像であり、前記第二中継チップは、前記移動端末HDオーディオ標準インタフェース映像を前記高精細度マルチメディアインタフェース映像に変換した後、前記映像受信機に送信する、
    請求項１に記載の電子機器。
  6. 前記データインタフェースの数は複数である、
    請求項１に記載の電子機器。
  7. 前記映像処理モジュールは光学投影モジュールである、
    請求項１に記載の電子機器。
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