判定回路
【課題】接続された機器の種類を正確に判定する。
【解決手段】判定回路は、電源電圧が印加された第１電源端子と第１及び第２端子とを有する機器の第１電源端子に第２電源端子が接続され、機器の種類に応じたインピーダンスを有する第１及び第２端子に接続される第３及び第４端子を含み第２電源端子の電圧に基づいて第１及び第２電源端子が接続されたか否かを検出する第１検出部、第１及び第２電源端子が接続され、第３端子に第１電圧を印加して第４端子に第２電圧を印加する電圧印加部、第３端子に第１電圧が印加し第４端子に第２電圧が印加して、第３端子の電圧レベルが第１電圧のレベルでないか、第４端子の電圧レベルが第２電圧レベルでないと、第１及び第２端子と第３及び第４端子との接続を検出する第２検出部、第１及び第２端子と第３及び第４端子とが接続されたことを検出し、第３及び第４端子の電圧に基づいて機器の種類を判別する判別部を備える。
【解決手段】判定回路は、電源電圧が印加された第１電源端子と第１及び第２端子とを有する機器の第１電源端子に第２電源端子が接続され、機器の種類に応じたインピーダンスを有する第１及び第２端子に接続される第３及び第４端子を含み第２電源端子の電圧に基づいて第１及び第２電源端子が接続されたか否かを検出する第１検出部、第１及び第２電源端子が接続され、第３端子に第１電圧を印加して第４端子に第２電圧を印加する電圧印加部、第３端子に第１電圧が印加し第４端子に第２電圧が印加して、第３端子の電圧レベルが第１電圧のレベルでないか、第４端子の電圧レベルが第２電圧レベルでないと、第１及び第２端子と第３及び第４端子との接続を検出する第２検出部、第１及び第２端子と第３及び第４端子とが接続されたことを検出し、第３及び第４端子の電圧に基づいて機器の種類を判別する判別部を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、判定回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年普及している携帯機器の多くには、例えばＭｉｃｒｏ−ＵＳＢ（Universal Serial Bus）用のプラグが接続されるポートが設けられている（例えば、特許文献１参照）。そして、これらのポートには、パーソナルコンピューターや充電器等の機器からのＭｉｃｒｏ−ＵＳＢ用のプラグ（以下、単にプラグと称する。）が接続される。
【０００３】
ところで、プラグには、機器の種類等の情報（識別情報）が現れる端子、具体的には、グランドとの間に識別用の抵抗が接続された識別端子が一般的に設けられている。このため、携帯機器にプラグが接続されると、携帯機器は識別情報を取得することにより、携帯機器に接続された機器の種類等を識別することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２０５４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば充電器等の機器によっては、識別端子とは異なる所定の端子（例えば、データ通信用の端子）に機器の種類を示す抵抗値が設定されることがある。そして、近年、充電器の種類の増加に伴い、プラグの所定の端子の抵抗値も様々な値が用いられている。この結果、携帯機器は接続される機器を正確に判定できないことがある。
【０００６】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、接続された機器の種類を正確に判定できる判定回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一つの側面に係る判定回路は、電源電圧が印加された第１電源端子と第１及び第２端子とを有する機器の前記第１電源端子に接続される第２電源端子と、前記第１電源端子及び第２電源端子が接続された後に、前記機器の種類に応じたインピーダンスを有する前記第１及び第２端子のそれぞれに接続される第３及び第４端子と、を含む結合部の前記第２電源端子の電圧に基づいて前記第１及び第２電源端子が接続されたか否かを検出する第１検出部と、前記第１及び第２電源端子が接続されると、前記第３端子に第１電圧を印加するとともに前記第４端子に第２電圧を印加する電圧印加部と、前記第３端子に前記第１電圧が印加されつつ前記第４端子に前記第２電圧が印加された後に、前記第３端子の電圧レベルが前記第１電圧のレベルではないか、前記第４端子の電圧レベルが前記第２電圧レベルではないと、前記第１及び第２端子と前記第３及び第４端子とが接続されたことを検出する第２検出部と、前記第１及び第２端子と前記第３及び第４端子とが接続されたことが検出されると、前記第３及び第４端子の電圧に基づいて前記機器の種類を判別する判別部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
接続された機器の種類を正確に判定できる判定回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明を適用した携帯機器１０と充電器１５の概要を示す図である。
【図２】充電器１５ａに用いられるプラグ１６ａの一部の構成を示す図である。
【図３】充電器１５ｂに用いられるプラグ１６ｂの一部の構成を示す図である。
【図４】充電器１５ｃに用いられるプラグ１６ｃの一部の構成を示す図である。
【図５】充電器１５ｄに用いられるプラグ１６ｄの一部の構成を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態である判定回路３０の一例を示す図である。
【図７】判別回路５４の構成の一例を示す図である。
【図８】プラグ１６ａが接続された際の比較信号Ｖｃ１〜Ｖｃ３について説明するための図である。
【図９】異なる種類の機器が接続された際の比較信号Ｖｃ１〜Ｖｃ３の一例を示す図である。
【図１０】判定回路３０の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
図１は、本発明を適用した携帯機器１０と充電器１５の概要を示す図である。携帯機器１０は、例えばスマートフォンであり、例えばＭｉｃｒｏ−ＵＳＢ用のプラグが接続されるポート２０（結合部）を備えている。
【００１１】
充電器１５は、例えばＭｉｃｒｏ−ＵＳＢ用のプラグ１６を介して電池を充電する機器である。プラグ１６には、端子ＶＢ１，ＤＭ１，ＤＰ１，ＩＤ１，ＧＮ１が設けられている。
【００１２】
端子ＶＢ１，ＧＮ１のそれぞれは、一般的なＭｉｃｒｏ−ＵＳＢ用のプラグにおける電源端子、接地端子に相当する端子である。端子ＶＢ１（第１電源端子）には、電源電圧Ｖｂｕｓが印加され、端子ＧＮ１には、接地電圧（０Ｖ）が印加される。
【００１３】
端子ＩＤ１は、一般的なＭｉｃｒｏ−ＵＳＢ用のプラグにおける識別端子に相当する端子である。ただし、本実施形態の端子ＩＤ１には識別抵抗は接続されておらず、端子ＩＤ１は電気的にフローティング状態となっている。
【００１４】
端子ＤＰ１，ＤＭ１は、一般的なＭｉｃｒｏ−ＵＳＢ用のプラグにおけるデータ通信用の端子に相当する端子である。ただし、充電器１５は、携帯機器１０との間でデータ通信を行わない。このため、本実施形態では、例えば図２〜図５に示すように、端子ＤＰ１（第１端子）および端子ＤＭ１（第２端子）のそれぞれが充電器１５の種類に応じたインピーダンス（抵抗値）を有するよう、端子ＤＰ１，ＤＭ１に抵抗等が接続されている。なお、図２〜図５においては、便宜上、端子ＤＰ１，ＤＭ１以外の端子は省略している。
【００１５】
図２は、Ａ社製の充電器１５ａに用いられるプラグ１６ａの端子ＤＰ１，ＤＭ１の状態を説明するための図である。端子ＤＰ１，ＤＭ１のそれぞれには、端子ＶＢ１に接続されて電源電圧Ｖｂｕｓが印加された抵抗２００と、端子ＧＮ１に接続されて接地された抵抗２０１とが接続されている。このため、端子ＤＰ１，ＤＭ１には、電源電圧Ｖｂｕｓと、抵抗２００，２０１の分圧比に応じた電圧Ｖ１が発生する。
【００１６】
図３は、Ｂ社製の充電器１５ｂに用いられるプラグ１６ｂの端子ＤＰ１，ＤＭ１の状態を説明するための図である。
【００１７】
端子ＤＰ１には、一端に電源電圧Ｖｂｕｓが印加された抵抗２１０と、一端が接地された抵抗２１１とが接続されている。このため、端子ＤＰ１には、電源電圧Ｖｂｕｓと、抵抗２１０，２１１の分圧比に応じた電圧Ｖ２が発生する。また、端子ＤＭ１にも、端子ＤＰ１と同様に、一端に電源電圧Ｖｂｕｓが印加された抵抗２２０と、一端が接地された抵抗２２１とが接続されている。このため、端子ＤＭ１には、電源電圧Ｖｂｕｓと、抵抗２２０，２２１の分圧比に応じた電圧Ｖ３が発生する。なお、本実施形態では、電圧Ｖ１〜電圧Ｖ３の間には、例えばＶ１＞Ｖ２＞Ｖ３の関係が成立するよう、抵抗２００等の抵抗値が選択されている。また、抵抗２１０，２２０は、抵抗２００と同様に端子ＶＢ１に接続されており、抵抗２１１，２２１は、抵抗２０１と同様に端子ＧＮ１に接続されている。そして、充電器１５ａ，１５ｂは、独自の規格に基づいて製造された充電器である。
【００１８】
図４は、所定の規格Ａに基づいて製造された充電器１５ｃに用いられるプラグ１６ｃの端子ＤＰ１，ＤＭ１の状態を説明するための図である。端子ＤＰ１には電圧は印加されておらず、端子ＤＰ１は電気的にフローティング状態となっている。一方、端子ＤＭ１には、図３と同様に、一端に電源電圧Ｖｂｕｓが印加された抵抗２３０と、一端が接地された抵抗２３１とが接続されている。このため、端子ＤＭ１には、電源電圧Ｖｂｕｓと、抵抗２３０，２３１の分圧比に応じた電圧Ｖ４が発生する。なお、電圧Ｖ４は、例えば、Ｖ４＞Ｖ１となるように、抵値２３０等の抵抗値が選択されている。
【００１９】
図５は、所定の規格Ｂに基づいて製造された充電器１５ｄに用いられるプラグ１６ｄの端子ＤＰ１，ＤＭ１の状態を説明するための図である。端子ＤＰ１及び端子ＤＭ１は、抵抗２４０を介して接続されているものの、端子ＤＰ１，ＤＭ１には電圧は印加されていない。このため、端子ＤＰ１，ＤＭ１は電気的にフローティング状態となっている。
【００２０】
このように、プラグ１６の端子ＤＰ１，ＤＭ１は、充電器１５の種類に応じたインピーダンスを有している。なお、ここでは、携帯機器１０に接続される機器が充電器１５である場合について説明したが、携帯機器１０に接続される機器が、例えばデータ通信可能な機器の場合、端子ＤＰ１，ＤＭ１は、データ通信用の端子として機能する。このような場合、端子ＤＰ１，ＤＭ１には、一般に１５ｋΩのプルダウン抵抗と、別途終端抵抗とが接続される。また、充電器１５ａ〜１５ｄのそれぞれの規格では、例えば、充電電流や充電電圧等が異なる。
【００２１】
携帯機器１０のポート２０には、図１に示すように、プラグ１６の端子ＶＢ１，ＤＭ１，ＤＰ１，ＩＤ１，ＧＮ１のそれぞれが接続される端子ＶＢ２，ＤＭ２，ＤＰ２，ＩＤ２，ＧＮ２が設けられている。なお、プラグ１６が携帯機器１０に接続される際には、プラグ１６の端子のうち、端子ＶＢ１，ＧＮ１が他の端子より先に携帯機器１０側の端子に接続されるよう、端子ＶＢ１，ＧＮ１は他の端子よりも長くなっている。
【００２２】
携帯機器１０は、判定回路３０、電源スイッチ３１、転送回路３２、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３３、充電回路３４、及び電池３５を含んで構成される。
【００２３】
判定回路３０は、プラグ１６の端子が携帯機器１０側の端子に接続されると、端子ＤＰ２（第３端子）、及び端子ＤＭ２（第４端子）の電圧に基づいて携帯機器１０に接続された機器の種類等を判定する。そして、判定回路３０は、判定結果をＣＰＵ３３に出力する。
【００２４】
電源スイッチ３１は、端子ＶＢ１と端子ＶＢ２とが接続されると、つまり、端子ＶＢ２（第２電源端子）の電圧が端子ＶＢ１の電源電圧Ｖｂｕｓとなるとオンし、電源電圧Ｖｂｕｓを充電回路３４に出力する。なお、電源スイッチ３１は、端子ＶＢ１と端子ＶＢ２とが接続されていないとオフする。
【００２５】
転送回路３２は、携帯機器１０に接続された機器がデータ通信機器である場合、ＣＰＵ３３の指示に基づいて、端子ＤＰ２，ＤＭ２とＣＰＵ３３との間でデータのやりとりを行う。
【００２６】
ＣＰＵ３３は、利用者からの指示や判定回路３０の判定結果等に基づいて、携帯機器１０の各ブロックを統括制御する。
【００２７】
充電回路３４は、携帯機器１０に接続された機器が充電器１５の場合、ＣＰＵ３３からの指示に基づいて、充電器１５の種類に応じた充電電流等で電池３５を充電する。なお、充電回路３４は、電源スイッチ３１を介して出力される電源電圧Ｖｂｕｓに基づいて電池３５を充電する。電池３５には、例えばリチウムイオン電池が用いられる。
【００２８】
＝＝判定回路３０の詳細＝＝
図６は、判定回路３０の詳細を示す図である。判定回路３０は、電源検出回路５０、識別電圧検出回路５１、電圧印加回路５２，５３、判別回路５４、ＩＦ（Interface）回路５５、及び制御回路５６を含んで構成される。
【００２９】
電源検出回路５０（第１検出部）は、端子ＶＢ２の電圧に基づいて、端子ＶＢ２に端子ＶＢ１の電源電圧Ｖｂｕｓが印加されたか否か、つまり端子ＶＢ１及び端子ＶＢ２が接続されたか否かを検出する。
【００３０】
識別電圧検出回路５１は、端子ＩＤ２に接続されたケーブルの識別抵抗に応じて発生（変化）する電圧を取得する。そして、識別電圧検出回路５１は、取得した電圧が携帯機器１０に接続される所定の機器を示す電圧である場合、接続された機器を示す識別データを制御回路５６に出力する。なお、例えば前述の充電器１５が接続された際には、ケーブルに識別抵抗がなく、端子ＩＤ２には電圧の変化が生じない。このため、このような場合、識別電圧検出回路５１は識別データを出力しない。ただし、本実施形態で説明した充電器１５ａ〜１５ｄとは異なる充電器（例えば、Ａ，Ｂ社とは異なる会社で製造された充電器）が接続された場合、ケーブルに識別抵抗があれば、端子ＩＤ２には電圧の変化が生じることもある。
【００３１】
制御回路５６は、電源検出回路５０、識別電圧検出回路５１の検出結果に基づいて、電圧印加回路５２，５３を制御する。なお、制御回路５６の詳細は後述する。
【００３２】
電圧印加回路５２は、制御回路５６からの制御信号ＣＮＴ１に基づいて、端子ＤＰ２に電源電圧Ｖｄｄ（第１電圧）、または接地電圧（第３電圧：０Ｖ）を所定のインピーダンスを有する素子を介して印加する回路であり、電流源７０、抵抗７１、及びスイッチ７２を含んで構成される。
【００３３】
電流源７０（第１素子）は、端子ＤＰ２をプルアップするための素子であり、抵抗７１（第２素子）は、端子ＤＰ２をプルダウンするための素子である。なお、ここでは、端子ＤＰ２をプルアップする素子の一例として電流源７０を用いているが、例えば、電流源７０の代わりに抵抗を用いても良い。同様に、端子ＤＰ２をプルダウンする素子の一例として抵抗７１の代わりに電流源を用いても良い。つまり、端子ＤＰ２に接続される素子は、端子ＤＰ２を“プルアップ”または“プルダウン”できる素子であればよい。
【００３４】
スイッチ７２は、制御回路５６から、“プルアップ”を示す制御信号ＣＮＴ１が出力されると、電流源７０と端子ＤＰ２とを接続し、“プルダウン”を示す制御信号ＣＮＴ１が出力されると、抵抗７１と端子ＤＰ２とを接続する。また、スイッチ７２は、制御回路５６から、“オープン”を示す制御信号ＣＮＴ１が出力されると、端子ＤＰ２を電気的に開放状態にする。
【００３５】
電圧印加回路５３は、電圧印加回路５２と同様に、制御回路５６からの制御信号ＣＮＴ２に基づいて、端子ＤＭ２に電源電圧Ｖｄｄ（第４電圧）、または接地電圧（第２電圧）を所定のインピーダンスを有する素子を介して印加する回路であり、抵抗７５，７６、及びスイッチ７７を含んで構成される。
【００３６】
抵抗７５は、端子ＤＭ２をプルアップするための素子であり、抵抗７６は、端子ＤＭ２をプルダウンするための素子である。なお、抵抗７５，７６も、前述の電流源７０と同様に、端子ＤＮ２を“プルアップ”、または“プルダウン”できる素子であればよい。
【００３７】
スイッチ７７は、制御回路５６から、“プルアップ”を示す制御信号ＣＮＴ２が出力されると、抵抗７５と端子ＤＭ２とを接続し、“プルダウン”を示す制御信号ＣＮＴ２が出力されると、抵抗７６と端子ＤＭ２とを接続する。また、スイッチ７７は、制御回路５６から、“オープン”を示す制御信号ＣＮＴ２が出力されると、端子ＤＭ２を電気的に開放状態にする。
【００３８】
判別回路５４は、携帯機器１０に接続された機器１５の種類を判別し、判別結果を示す判別データを制御回路５６に出力する。また、判別回路５４は、端子ＤＰ２，ＤＮ２の状態を変化させるための切替指示を制御回路５６に出力する。
【００３９】
ＩＦ回路５５は、ＣＰＵ３３と制御回路５６との間で、各種情報をやりとりする。具体的には、ＩＦ回路５７は、ＣＰＵ３３からの各種指示（例えば、判別開始指示）を制御回路５６に出力する。また、ＩＦ回路５７は、判別データや識別データ等をＣＰＵ３３に出力する。
【００４０】
制御回路５６は、電源検出回路５０が端子ＶＢ１，ＶＢ２の接続を検出すると、判定回路３０の各ブロックを統括制御する。具体的には、制御回路５６は、ＣＰＵ３３からの判別開始指示が入力されつつ、電源検出回路５０が端子ＶＢ１，ＶＢ２の接続を検出すると、端子ＤＰ２が“プルアップ”され、端子ＤＭ２が“プルダウン”されるよう電圧印加回路５２，５３を制御する。そして、制御回路５６は、切替指示に基づいて、端子ＤＰ２が“プルダウン”され、端子ＤＭ２が“プルアップ”されるよう、電圧印加回路５２，５３を制御する。また、制御回路５６は、判別開始指示が入力されていない場合、または、電源検出回路５０が端子ＶＢ１，ＶＢ２の接続を検出していない場合は、端子ＤＰ２，ＤＭ２がオープン状態となるよう、電圧印加回路５２，５３を制御する。このように、制御回路５６は、電源検出回路５０の検出結果に基づいて、電圧印加回路５２，５３を制御する。ただし、制御回路５６は、ＣＰＵ３３からの所定の指示が入力されると同様の制御を行う。
【００４１】
なお、以下、端子ＤＰ２が“プルアップ”され、端子ＤＭ２が“プルダウン”されているステップを“第１ステップ”と称する。一方、端子ＤＰ２が“プルダウン”され、端子ＤＭ２が“プルアップ”されているステップを“第２ステップ”と称する。また、電圧印加部５２，５３、及び制御回路５６は、電圧印加部に相当する。
【００４２】
＜＜判別回路５４の詳細＞＞
図７は、判別回路５４の詳細を示す図である。判別回路５４は、コンパレータ８０〜８２、接続検出回路８３、タイマ８４、及び判別データ出力回路８５を含んで構成される。
【００４３】
コンパレータ８０は、電圧Ｖｐと基準電圧Ｖｒｅｆ１とを比較する回路であり、コンパレータ８１は、電圧Ｖｎと基準電圧Ｖｒｅｆ２とを比較する回路であり、コンパレータ８２は、電圧Ｖｎと基準電圧Ｖｒｅｆ３とを比較する回路である。なお、コンパレータ８０〜８２のそれぞれは、比較結果として比較信号Ｖｃ１〜Ｖｃ３を出力する。また、本実施形態では、基準電圧Ｖｒｅｆ１〜基準電圧Ｖｒｅｆ３の間には、例えばＶｒｅｆ１＞Ｖｒｅｆ２＞Ｖｒｅｆ３の関係が成立している。また、本実施形態では、端子ＤＰ２がプルアップされ、端子ＤＰ２の電圧が電圧Ｖｄｄであり、端子ＤＭ２がプルダウンされ、端子ＤＭ２の電圧が０Ｖである場合、比較信号Ｖｃ１は“Ｈ”レベルとなり、比較信号Ｖｃ２，Ｖｃ３は“Ｌ”レベルとなるよう、基準電圧Ｖｒｅｆ１〜Ｖｒｅｆ３が設定されている。
【００４４】
接続検出回路８３は、比較信号Ｖｃ１〜Ｖｃ３に基づいて、端子ＤＰ１，ＤＭ１のそれぞれと、端子ＤＰ２，ＤＭ２とが接続されたか否かを検出する。ここで、端子ＤＰ２がプルアップされ電圧Ｖｄｄとなり、端子ＤＭ２がプルダウンされ０Ｖとなると、比較信号Ｖｃ１，Ｖｃ２，Ｖｃ３は（“Ｈ”，“Ｌ”，“Ｌ”）となる。そして、比較信号Ｖｃ１，Ｖｃ２，Ｖｃ３が（“Ｈ”，“Ｌ”，“Ｌ”）から変化すると、つまり、端子ＤＰ２の電圧が電圧Ｖｄｄではなくなるか、端子ＤＭ２の電圧が０Ｖでなくなると、接続検出回路８３は、何らかのインピーダンスを持った端子ＤＰ１，ＤＭ１が、端子ＤＰ２，ＤＭ２が接続されたことを検出する。その後、接続検出回路８３は、検出信号Ｓを“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに変化する。
【００４５】
タイマ８４は、端子ＤＰ１，ＤＭ１及び端子ＤＰ２，ＤＭ２が接続されたことが検出されてから、所定期間Ｔ１を計時する。そして、所定期間Ｔ１を計時すると、端子ＤＰ２，ＤＭ２の状態（ステップ）を、“第１ステップ”から“第２ステップ”へと変化させるための切替指示を出力する。
【００４６】
判別データ出力回路８５は、タイマ８４の出力に基づいて、“第１ステップ”において、所定期間Ｔ１が経過する前の所定のタイミングＴａで比較信号Ｖｃ１〜Ｖｃ３を取得する。さらに、判別データ出力回路８５は、タイマ８４の出力に基づいて、“第２ステップ”における所定のタイミングＴｂで比較信号Ｖｃ１を取得する。そして、判別データ出力回路８５は、“第１ステップ”及び“第２ステップ”のそれぞれで取得された比較信号Ｖｃ１〜Ｖｃ３に基づいて、携帯機器１０に接続された機器の種類に応じた判別データを出力する。
【００４７】
なお、コンパレータ８０〜８２及び接続検出回路８３は第２検出部に相当し、コンパレータ８０〜８２及び判別データ出力回路８５は、判別部に相当する。
【００４８】
本実施形態では、例えば図８に示すように、充電器１５ａのプラグ１６ａが携帯機器１０に接続された状態で、端子ＤＰ２が“プルアップ”され、端子ＤＭ２が“プルダウン”される“第１ステップ”においては、比較信号Ｖｃ１〜Ｖｃ３の全てはハイレベル（以下、“Ｈ”レベル）なるよう、抵抗７１，７５，７６の抵抗値や電流源７０の電流値が選択されている。さらに、端子ＤＰ２が“プルダウン”され、端子ＤＭ２が“プルアップ”される“第２ステップ”において、比較信号Ｖｃ１が“Ｈ”レベルとなるよう、抵抗７１，７５，７６の抵抗値や電流源７０の電流値が選択されている。
【００４９】
また、本実施形態では、充電器１５ｂ〜１５ｄのプラグ１６ｂ〜１６ｄや、通信機器のプラグ（不図示）のそれぞれが携帯機器１０に接続された際に、“第１ステップ”及び“第２ステップ”に出力される比較信号Ｖｃ１〜Ｖｃ３が図９に示すレベルとなるよう、抵抗７１等の値が選択されている。このように、“第１ステップ”及び“第２ステップ”のそれぞれの所定のタイミングＴａ，Ｔｂで出力される比較信号Ｖｃ１等の値は、機種によって異なる。したがって、判別データ出力回路８５は、携帯機器１０に接続される機器の種類を判別できる。
【００５０】
＜＜判定回路３０の動作＞＞
図１０は、判定回路３０の動作を説明するためのタイミングチャートである。なお、ここでは、Ａ社の充電器１５ａのプラグ１６ａが携帯機器１０に接続されることとする。
【００５１】
まず、時刻ｔ０において、携帯機器１０に接続される機器を判別するための判別開始指示（“Ｈ”レベルの信号）がＣＰＵ３３から入力される。
【００５２】
そして、時刻ｔ１にプラグ１６ａがポート２０に挿入され、端子ＶＢ１，ＧＮ１と端子ＶＢ２，ＧＮ２とが接続されると、端子ＶＢ２の電圧は電圧Ｖｂｕｓとなる。この結果、端子ＤＰ２，ＤＭ２は、“第１ステップ”の状態となる。また、時刻ｔ２に端子ＤＰ１，ＤＭ１および端子ＤＰ２，ＤＭ２が接続されると、信号Ｓは“Ｈ”レベルに変化する。
【００５３】
また、判別データ出力回路８５は、時刻ｔ２から期間Ｔ１だけ経過する前のタイミングＴａ、つまり、ＤＰ１，ＤＭ１および端子ＤＰ２，ＤＭ２が接続されてから十分安定した時刻ｔ３において、（Ｖｃ１，Ｖｃ２，Ｖｃ３）＝（“Ｈ”，“Ｈ”，“Ｈ”）を取得する。
【００５４】
また、時刻ｔ２から期間Ｔ１だけ経過した時刻ｔ４となると、端子ＤＰ２，ＤＭ２は、“第２ステップ”の状態となる。そして、判別データ出力回路８５は、端子ＤＰ２，ＤＭ２の状態が“第２ステップ”の状態に変化してから十分安定した時刻ｔ５（タイミングＴｂ）において、Ｖｃ１＝“Ｈ”を取得する。そして、時刻ｔ５に取得した比較信号Ｖｃ１の論理レベルと、時刻ｔ３に取得した比較信号Ｖｃ１〜Ｖｃ３の論理レベルに基づいて、判別データ出力回路８５は、携帯機器１０に接続された機種が“モード１（Ａ社の充電器）”であることを示す判別データを出力する。このためＣＰＵ３３は、充電回路３４に、Ａ社の規格に応じた充電電流で電池３５を充電させることができる。
【００５５】
以上、本発明の一実施形態の判定回路３０について説明した。判定回路３０は、機器のインピーダンス（抵抗値）に応じて変化する判別データをＣＰＵ３３に出力する。このため、判定回路３０は、正確に携帯機器１０に接続される機器の種類を判別できる。さらに、判別回路５４は、“第１ステップ”における比較信号Ｖｃ１〜Ｖｃ３の値を、端子ＤＰ１，ＤＭ１及び端子ＤＰ２，ＤＭ２が接続されてから検出する。このため、機器の判定精度を向上させることができる。
【００５６】
また、本実施形態では、端子ＤＰ２，ＤＭ２の状態を“第１ステップ”とした後に“第２ステップ”の状態としている。このため、より多くの機器の種類等を判定することができる。
【００５７】
また、図１０では“判別開始指示”が時刻ｔ０において“Ｈ”レベルとなっていたが、これに限られない。例えば、充電器１５等が携帯機器１０に接続された状態で、“判別開始指示”を“Ｈ”レベルとしても良い。このような場合、“判別開始指示”が“Ｈ”レベルとなったタイミングから判定処理が実行されるため、例えば、ＣＰＵ３３は、任意のタイミングで判定処理を実行することができる。
【００５８】
また、本実施形態では、端子ＤＰ２等を“プルアップ”、“プルダウン”する際に、電流源７０、抵抗７１等を用いている。このため、例えば、端子ＤＰ２等に直接電池の電圧等を印加する場合と比較すると、端子ＤＰ１，ＤＰ２が接続された場合の端子ＤＰ２の電圧Ｖｐの変化が顕著になる。さらに、ここでは、電圧Ｖｐの変化がより顕著になるよう、つまり電圧ＶＰの時定数が大きくなるよう、電流源７０の電流値や、抵抗７１の抵抗値等が選択されている。なお、前述のように、端子ＤＰ２に接続される素子は、端子ＤＰ２を“プルアップ”または“プルダウン”できる素子（例えば、抵抗、電流源）であればよい。
【００５９】
また、端子ＶＢ２に電源電圧Ｖｂｕｓが印加されていない状態では、端子ＤＰ２，ＤＭ２はオープン状態となる。したがって、例えばプラグ１６が携帯機器１０から抜かれると、端子ＤＰ２，ＤＭ２に電圧を印加する電圧印加回路５２，５３のスイッチ７０，７７は、リセットされる。
【００６０】
なお、上記実施例は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。
【００６１】
本実施形態では、判定回路３０をハードウエアで構成したが、例えば、マイコン等（不図示）がプログラムを実行することにより実現される機能ブロックによって構成しても良い。
【符号の説明】
【００６２】
１０ 携帯機器
１５ 充電器
１６ プラグ
２０ ポート
３０ 判定回路
３１ 電源スイッチ
３２ 転送回路
３３ ＣＰＵ
３４ 充電回路
３５ 電池
５０ 電源検出回路
５１ 識別電圧検出回路
５２，５３ 電圧印加回路
５４ 判別回路
５５ ＩＦ回路
５６ 制御回路
７０ 電流源
７２ スイッチ
８０〜８２ コンパレータ
８３ 接続検出回路
８４ タイマ
８５ 判別データ出力回路
７１，７５，７６，２００，２０１，２１０，２１１，２３０，２３１，２４０ 抵抗
【技術分野】
【０００１】
本発明は、判定回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年普及している携帯機器の多くには、例えばＭｉｃｒｏ−ＵＳＢ（Universal Serial Bus）用のプラグが接続されるポートが設けられている（例えば、特許文献１参照）。そして、これらのポートには、パーソナルコンピューターや充電器等の機器からのＭｉｃｒｏ−ＵＳＢ用のプラグ（以下、単にプラグと称する。）が接続される。
【０００３】
ところで、プラグには、機器の種類等の情報（識別情報）が現れる端子、具体的には、グランドとの間に識別用の抵抗が接続された識別端子が一般的に設けられている。このため、携帯機器にプラグが接続されると、携帯機器は識別情報を取得することにより、携帯機器に接続された機器の種類等を識別することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２０５４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば充電器等の機器によっては、識別端子とは異なる所定の端子（例えば、データ通信用の端子）に機器の種類を示す抵抗値が設定されることがある。そして、近年、充電器の種類の増加に伴い、プラグの所定の端子の抵抗値も様々な値が用いられている。この結果、携帯機器は接続される機器を正確に判定できないことがある。
【０００６】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、接続された機器の種類を正確に判定できる判定回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一つの側面に係る判定回路は、電源電圧が印加された第１電源端子と第１及び第２端子とを有する機器の前記第１電源端子に接続される第２電源端子と、前記第１電源端子及び第２電源端子が接続された後に、前記機器の種類に応じたインピーダンスを有する前記第１及び第２端子のそれぞれに接続される第３及び第４端子と、を含む結合部の前記第２電源端子の電圧に基づいて前記第１及び第２電源端子が接続されたか否かを検出する第１検出部と、前記第１及び第２電源端子が接続されると、前記第３端子に第１電圧を印加するとともに前記第４端子に第２電圧を印加する電圧印加部と、前記第３端子に前記第１電圧が印加されつつ前記第４端子に前記第２電圧が印加された後に、前記第３端子の電圧レベルが前記第１電圧のレベルではないか、前記第４端子の電圧レベルが前記第２電圧レベルではないと、前記第１及び第２端子と前記第３及び第４端子とが接続されたことを検出する第２検出部と、前記第１及び第２端子と前記第３及び第４端子とが接続されたことが検出されると、前記第３及び第４端子の電圧に基づいて前記機器の種類を判別する判別部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
接続された機器の種類を正確に判定できる判定回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明を適用した携帯機器１０と充電器１５の概要を示す図である。
【図２】充電器１５ａに用いられるプラグ１６ａの一部の構成を示す図である。
【図３】充電器１５ｂに用いられるプラグ１６ｂの一部の構成を示す図である。
【図４】充電器１５ｃに用いられるプラグ１６ｃの一部の構成を示す図である。
【図５】充電器１５ｄに用いられるプラグ１６ｄの一部の構成を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態である判定回路３０の一例を示す図である。
【図７】判別回路５４の構成の一例を示す図である。
【図８】プラグ１６ａが接続された際の比較信号Ｖｃ１〜Ｖｃ３について説明するための図である。
【図９】異なる種類の機器が接続された際の比較信号Ｖｃ１〜Ｖｃ３の一例を示す図である。
【図１０】判定回路３０の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
図１は、本発明を適用した携帯機器１０と充電器１５の概要を示す図である。携帯機器１０は、例えばスマートフォンであり、例えばＭｉｃｒｏ−ＵＳＢ用のプラグが接続されるポート２０（結合部）を備えている。
【００１１】
充電器１５は、例えばＭｉｃｒｏ−ＵＳＢ用のプラグ１６を介して電池を充電する機器である。プラグ１６には、端子ＶＢ１，ＤＭ１，ＤＰ１，ＩＤ１，ＧＮ１が設けられている。
【００１２】
端子ＶＢ１，ＧＮ１のそれぞれは、一般的なＭｉｃｒｏ−ＵＳＢ用のプラグにおける電源端子、接地端子に相当する端子である。端子ＶＢ１（第１電源端子）には、電源電圧Ｖｂｕｓが印加され、端子ＧＮ１には、接地電圧（０Ｖ）が印加される。
【００１３】
端子ＩＤ１は、一般的なＭｉｃｒｏ−ＵＳＢ用のプラグにおける識別端子に相当する端子である。ただし、本実施形態の端子ＩＤ１には識別抵抗は接続されておらず、端子ＩＤ１は電気的にフローティング状態となっている。
【００１４】
端子ＤＰ１，ＤＭ１は、一般的なＭｉｃｒｏ−ＵＳＢ用のプラグにおけるデータ通信用の端子に相当する端子である。ただし、充電器１５は、携帯機器１０との間でデータ通信を行わない。このため、本実施形態では、例えば図２〜図５に示すように、端子ＤＰ１（第１端子）および端子ＤＭ１（第２端子）のそれぞれが充電器１５の種類に応じたインピーダンス（抵抗値）を有するよう、端子ＤＰ１，ＤＭ１に抵抗等が接続されている。なお、図２〜図５においては、便宜上、端子ＤＰ１，ＤＭ１以外の端子は省略している。
【００１５】
図２は、Ａ社製の充電器１５ａに用いられるプラグ１６ａの端子ＤＰ１，ＤＭ１の状態を説明するための図である。端子ＤＰ１，ＤＭ１のそれぞれには、端子ＶＢ１に接続されて電源電圧Ｖｂｕｓが印加された抵抗２００と、端子ＧＮ１に接続されて接地された抵抗２０１とが接続されている。このため、端子ＤＰ１，ＤＭ１には、電源電圧Ｖｂｕｓと、抵抗２００，２０１の分圧比に応じた電圧Ｖ１が発生する。
【００１６】
図３は、Ｂ社製の充電器１５ｂに用いられるプラグ１６ｂの端子ＤＰ１，ＤＭ１の状態を説明するための図である。
【００１７】
端子ＤＰ１には、一端に電源電圧Ｖｂｕｓが印加された抵抗２１０と、一端が接地された抵抗２１１とが接続されている。このため、端子ＤＰ１には、電源電圧Ｖｂｕｓと、抵抗２１０，２１１の分圧比に応じた電圧Ｖ２が発生する。また、端子ＤＭ１にも、端子ＤＰ１と同様に、一端に電源電圧Ｖｂｕｓが印加された抵抗２２０と、一端が接地された抵抗２２１とが接続されている。このため、端子ＤＭ１には、電源電圧Ｖｂｕｓと、抵抗２２０，２２１の分圧比に応じた電圧Ｖ３が発生する。なお、本実施形態では、電圧Ｖ１〜電圧Ｖ３の間には、例えばＶ１＞Ｖ２＞Ｖ３の関係が成立するよう、抵抗２００等の抵抗値が選択されている。また、抵抗２１０，２２０は、抵抗２００と同様に端子ＶＢ１に接続されており、抵抗２１１，２２１は、抵抗２０１と同様に端子ＧＮ１に接続されている。そして、充電器１５ａ，１５ｂは、独自の規格に基づいて製造された充電器である。
【００１８】
図４は、所定の規格Ａに基づいて製造された充電器１５ｃに用いられるプラグ１６ｃの端子ＤＰ１，ＤＭ１の状態を説明するための図である。端子ＤＰ１には電圧は印加されておらず、端子ＤＰ１は電気的にフローティング状態となっている。一方、端子ＤＭ１には、図３と同様に、一端に電源電圧Ｖｂｕｓが印加された抵抗２３０と、一端が接地された抵抗２３１とが接続されている。このため、端子ＤＭ１には、電源電圧Ｖｂｕｓと、抵抗２３０，２３１の分圧比に応じた電圧Ｖ４が発生する。なお、電圧Ｖ４は、例えば、Ｖ４＞Ｖ１となるように、抵値２３０等の抵抗値が選択されている。
【００１９】
図５は、所定の規格Ｂに基づいて製造された充電器１５ｄに用いられるプラグ１６ｄの端子ＤＰ１，ＤＭ１の状態を説明するための図である。端子ＤＰ１及び端子ＤＭ１は、抵抗２４０を介して接続されているものの、端子ＤＰ１，ＤＭ１には電圧は印加されていない。このため、端子ＤＰ１，ＤＭ１は電気的にフローティング状態となっている。
【００２０】
このように、プラグ１６の端子ＤＰ１，ＤＭ１は、充電器１５の種類に応じたインピーダンスを有している。なお、ここでは、携帯機器１０に接続される機器が充電器１５である場合について説明したが、携帯機器１０に接続される機器が、例えばデータ通信可能な機器の場合、端子ＤＰ１，ＤＭ１は、データ通信用の端子として機能する。このような場合、端子ＤＰ１，ＤＭ１には、一般に１５ｋΩのプルダウン抵抗と、別途終端抵抗とが接続される。また、充電器１５ａ〜１５ｄのそれぞれの規格では、例えば、充電電流や充電電圧等が異なる。
【００２１】
携帯機器１０のポート２０には、図１に示すように、プラグ１６の端子ＶＢ１，ＤＭ１，ＤＰ１，ＩＤ１，ＧＮ１のそれぞれが接続される端子ＶＢ２，ＤＭ２，ＤＰ２，ＩＤ２，ＧＮ２が設けられている。なお、プラグ１６が携帯機器１０に接続される際には、プラグ１６の端子のうち、端子ＶＢ１，ＧＮ１が他の端子より先に携帯機器１０側の端子に接続されるよう、端子ＶＢ１，ＧＮ１は他の端子よりも長くなっている。
【００２２】
携帯機器１０は、判定回路３０、電源スイッチ３１、転送回路３２、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３３、充電回路３４、及び電池３５を含んで構成される。
【００２３】
判定回路３０は、プラグ１６の端子が携帯機器１０側の端子に接続されると、端子ＤＰ２（第３端子）、及び端子ＤＭ２（第４端子）の電圧に基づいて携帯機器１０に接続された機器の種類等を判定する。そして、判定回路３０は、判定結果をＣＰＵ３３に出力する。
【００２４】
電源スイッチ３１は、端子ＶＢ１と端子ＶＢ２とが接続されると、つまり、端子ＶＢ２（第２電源端子）の電圧が端子ＶＢ１の電源電圧Ｖｂｕｓとなるとオンし、電源電圧Ｖｂｕｓを充電回路３４に出力する。なお、電源スイッチ３１は、端子ＶＢ１と端子ＶＢ２とが接続されていないとオフする。
【００２５】
転送回路３２は、携帯機器１０に接続された機器がデータ通信機器である場合、ＣＰＵ３３の指示に基づいて、端子ＤＰ２，ＤＭ２とＣＰＵ３３との間でデータのやりとりを行う。
【００２６】
ＣＰＵ３３は、利用者からの指示や判定回路３０の判定結果等に基づいて、携帯機器１０の各ブロックを統括制御する。
【００２７】
充電回路３４は、携帯機器１０に接続された機器が充電器１５の場合、ＣＰＵ３３からの指示に基づいて、充電器１５の種類に応じた充電電流等で電池３５を充電する。なお、充電回路３４は、電源スイッチ３１を介して出力される電源電圧Ｖｂｕｓに基づいて電池３５を充電する。電池３５には、例えばリチウムイオン電池が用いられる。
【００２８】
＝＝判定回路３０の詳細＝＝
図６は、判定回路３０の詳細を示す図である。判定回路３０は、電源検出回路５０、識別電圧検出回路５１、電圧印加回路５２，５３、判別回路５４、ＩＦ（Interface）回路５５、及び制御回路５６を含んで構成される。
【００２９】
電源検出回路５０（第１検出部）は、端子ＶＢ２の電圧に基づいて、端子ＶＢ２に端子ＶＢ１の電源電圧Ｖｂｕｓが印加されたか否か、つまり端子ＶＢ１及び端子ＶＢ２が接続されたか否かを検出する。
【００３０】
識別電圧検出回路５１は、端子ＩＤ２に接続されたケーブルの識別抵抗に応じて発生（変化）する電圧を取得する。そして、識別電圧検出回路５１は、取得した電圧が携帯機器１０に接続される所定の機器を示す電圧である場合、接続された機器を示す識別データを制御回路５６に出力する。なお、例えば前述の充電器１５が接続された際には、ケーブルに識別抵抗がなく、端子ＩＤ２には電圧の変化が生じない。このため、このような場合、識別電圧検出回路５１は識別データを出力しない。ただし、本実施形態で説明した充電器１５ａ〜１５ｄとは異なる充電器（例えば、Ａ，Ｂ社とは異なる会社で製造された充電器）が接続された場合、ケーブルに識別抵抗があれば、端子ＩＤ２には電圧の変化が生じることもある。
【００３１】
制御回路５６は、電源検出回路５０、識別電圧検出回路５１の検出結果に基づいて、電圧印加回路５２，５３を制御する。なお、制御回路５６の詳細は後述する。
【００３２】
電圧印加回路５２は、制御回路５６からの制御信号ＣＮＴ１に基づいて、端子ＤＰ２に電源電圧Ｖｄｄ（第１電圧）、または接地電圧（第３電圧：０Ｖ）を所定のインピーダンスを有する素子を介して印加する回路であり、電流源７０、抵抗７１、及びスイッチ７２を含んで構成される。
【００３３】
電流源７０（第１素子）は、端子ＤＰ２をプルアップするための素子であり、抵抗７１（第２素子）は、端子ＤＰ２をプルダウンするための素子である。なお、ここでは、端子ＤＰ２をプルアップする素子の一例として電流源７０を用いているが、例えば、電流源７０の代わりに抵抗を用いても良い。同様に、端子ＤＰ２をプルダウンする素子の一例として抵抗７１の代わりに電流源を用いても良い。つまり、端子ＤＰ２に接続される素子は、端子ＤＰ２を“プルアップ”または“プルダウン”できる素子であればよい。
【００３４】
スイッチ７２は、制御回路５６から、“プルアップ”を示す制御信号ＣＮＴ１が出力されると、電流源７０と端子ＤＰ２とを接続し、“プルダウン”を示す制御信号ＣＮＴ１が出力されると、抵抗７１と端子ＤＰ２とを接続する。また、スイッチ７２は、制御回路５６から、“オープン”を示す制御信号ＣＮＴ１が出力されると、端子ＤＰ２を電気的に開放状態にする。
【００３５】
電圧印加回路５３は、電圧印加回路５２と同様に、制御回路５６からの制御信号ＣＮＴ２に基づいて、端子ＤＭ２に電源電圧Ｖｄｄ（第４電圧）、または接地電圧（第２電圧）を所定のインピーダンスを有する素子を介して印加する回路であり、抵抗７５，７６、及びスイッチ７７を含んで構成される。
【００３６】
抵抗７５は、端子ＤＭ２をプルアップするための素子であり、抵抗７６は、端子ＤＭ２をプルダウンするための素子である。なお、抵抗７５，７６も、前述の電流源７０と同様に、端子ＤＮ２を“プルアップ”、または“プルダウン”できる素子であればよい。
【００３７】
スイッチ７７は、制御回路５６から、“プルアップ”を示す制御信号ＣＮＴ２が出力されると、抵抗７５と端子ＤＭ２とを接続し、“プルダウン”を示す制御信号ＣＮＴ２が出力されると、抵抗７６と端子ＤＭ２とを接続する。また、スイッチ７７は、制御回路５６から、“オープン”を示す制御信号ＣＮＴ２が出力されると、端子ＤＭ２を電気的に開放状態にする。
【００３８】
判別回路５４は、携帯機器１０に接続された機器１５の種類を判別し、判別結果を示す判別データを制御回路５６に出力する。また、判別回路５４は、端子ＤＰ２，ＤＮ２の状態を変化させるための切替指示を制御回路５６に出力する。
【００３９】
ＩＦ回路５５は、ＣＰＵ３３と制御回路５６との間で、各種情報をやりとりする。具体的には、ＩＦ回路５７は、ＣＰＵ３３からの各種指示（例えば、判別開始指示）を制御回路５６に出力する。また、ＩＦ回路５７は、判別データや識別データ等をＣＰＵ３３に出力する。
【００４０】
制御回路５６は、電源検出回路５０が端子ＶＢ１，ＶＢ２の接続を検出すると、判定回路３０の各ブロックを統括制御する。具体的には、制御回路５６は、ＣＰＵ３３からの判別開始指示が入力されつつ、電源検出回路５０が端子ＶＢ１，ＶＢ２の接続を検出すると、端子ＤＰ２が“プルアップ”され、端子ＤＭ２が“プルダウン”されるよう電圧印加回路５２，５３を制御する。そして、制御回路５６は、切替指示に基づいて、端子ＤＰ２が“プルダウン”され、端子ＤＭ２が“プルアップ”されるよう、電圧印加回路５２，５３を制御する。また、制御回路５６は、判別開始指示が入力されていない場合、または、電源検出回路５０が端子ＶＢ１，ＶＢ２の接続を検出していない場合は、端子ＤＰ２，ＤＭ２がオープン状態となるよう、電圧印加回路５２，５３を制御する。このように、制御回路５６は、電源検出回路５０の検出結果に基づいて、電圧印加回路５２，５３を制御する。ただし、制御回路５６は、ＣＰＵ３３からの所定の指示が入力されると同様の制御を行う。
【００４１】
なお、以下、端子ＤＰ２が“プルアップ”され、端子ＤＭ２が“プルダウン”されているステップを“第１ステップ”と称する。一方、端子ＤＰ２が“プルダウン”され、端子ＤＭ２が“プルアップ”されているステップを“第２ステップ”と称する。また、電圧印加部５２，５３、及び制御回路５６は、電圧印加部に相当する。
【００４２】
＜＜判別回路５４の詳細＞＞
図７は、判別回路５４の詳細を示す図である。判別回路５４は、コンパレータ８０〜８２、接続検出回路８３、タイマ８４、及び判別データ出力回路８５を含んで構成される。
【００４３】
コンパレータ８０は、電圧Ｖｐと基準電圧Ｖｒｅｆ１とを比較する回路であり、コンパレータ８１は、電圧Ｖｎと基準電圧Ｖｒｅｆ２とを比較する回路であり、コンパレータ８２は、電圧Ｖｎと基準電圧Ｖｒｅｆ３とを比較する回路である。なお、コンパレータ８０〜８２のそれぞれは、比較結果として比較信号Ｖｃ１〜Ｖｃ３を出力する。また、本実施形態では、基準電圧Ｖｒｅｆ１〜基準電圧Ｖｒｅｆ３の間には、例えばＶｒｅｆ１＞Ｖｒｅｆ２＞Ｖｒｅｆ３の関係が成立している。また、本実施形態では、端子ＤＰ２がプルアップされ、端子ＤＰ２の電圧が電圧Ｖｄｄであり、端子ＤＭ２がプルダウンされ、端子ＤＭ２の電圧が０Ｖである場合、比較信号Ｖｃ１は“Ｈ”レベルとなり、比較信号Ｖｃ２，Ｖｃ３は“Ｌ”レベルとなるよう、基準電圧Ｖｒｅｆ１〜Ｖｒｅｆ３が設定されている。
【００４４】
接続検出回路８３は、比較信号Ｖｃ１〜Ｖｃ３に基づいて、端子ＤＰ１，ＤＭ１のそれぞれと、端子ＤＰ２，ＤＭ２とが接続されたか否かを検出する。ここで、端子ＤＰ２がプルアップされ電圧Ｖｄｄとなり、端子ＤＭ２がプルダウンされ０Ｖとなると、比較信号Ｖｃ１，Ｖｃ２，Ｖｃ３は（“Ｈ”，“Ｌ”，“Ｌ”）となる。そして、比較信号Ｖｃ１，Ｖｃ２，Ｖｃ３が（“Ｈ”，“Ｌ”，“Ｌ”）から変化すると、つまり、端子ＤＰ２の電圧が電圧Ｖｄｄではなくなるか、端子ＤＭ２の電圧が０Ｖでなくなると、接続検出回路８３は、何らかのインピーダンスを持った端子ＤＰ１，ＤＭ１が、端子ＤＰ２，ＤＭ２が接続されたことを検出する。その後、接続検出回路８３は、検出信号Ｓを“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに変化する。
【００４５】
タイマ８４は、端子ＤＰ１，ＤＭ１及び端子ＤＰ２，ＤＭ２が接続されたことが検出されてから、所定期間Ｔ１を計時する。そして、所定期間Ｔ１を計時すると、端子ＤＰ２，ＤＭ２の状態（ステップ）を、“第１ステップ”から“第２ステップ”へと変化させるための切替指示を出力する。
【００４６】
判別データ出力回路８５は、タイマ８４の出力に基づいて、“第１ステップ”において、所定期間Ｔ１が経過する前の所定のタイミングＴａで比較信号Ｖｃ１〜Ｖｃ３を取得する。さらに、判別データ出力回路８５は、タイマ８４の出力に基づいて、“第２ステップ”における所定のタイミングＴｂで比較信号Ｖｃ１を取得する。そして、判別データ出力回路８５は、“第１ステップ”及び“第２ステップ”のそれぞれで取得された比較信号Ｖｃ１〜Ｖｃ３に基づいて、携帯機器１０に接続された機器の種類に応じた判別データを出力する。
【００４７】
なお、コンパレータ８０〜８２及び接続検出回路８３は第２検出部に相当し、コンパレータ８０〜８２及び判別データ出力回路８５は、判別部に相当する。
【００４８】
本実施形態では、例えば図８に示すように、充電器１５ａのプラグ１６ａが携帯機器１０に接続された状態で、端子ＤＰ２が“プルアップ”され、端子ＤＭ２が“プルダウン”される“第１ステップ”においては、比較信号Ｖｃ１〜Ｖｃ３の全てはハイレベル（以下、“Ｈ”レベル）なるよう、抵抗７１，７５，７６の抵抗値や電流源７０の電流値が選択されている。さらに、端子ＤＰ２が“プルダウン”され、端子ＤＭ２が“プルアップ”される“第２ステップ”において、比較信号Ｖｃ１が“Ｈ”レベルとなるよう、抵抗７１，７５，７６の抵抗値や電流源７０の電流値が選択されている。
【００４９】
また、本実施形態では、充電器１５ｂ〜１５ｄのプラグ１６ｂ〜１６ｄや、通信機器のプラグ（不図示）のそれぞれが携帯機器１０に接続された際に、“第１ステップ”及び“第２ステップ”に出力される比較信号Ｖｃ１〜Ｖｃ３が図９に示すレベルとなるよう、抵抗７１等の値が選択されている。このように、“第１ステップ”及び“第２ステップ”のそれぞれの所定のタイミングＴａ，Ｔｂで出力される比較信号Ｖｃ１等の値は、機種によって異なる。したがって、判別データ出力回路８５は、携帯機器１０に接続される機器の種類を判別できる。
【００５０】
＜＜判定回路３０の動作＞＞
図１０は、判定回路３０の動作を説明するためのタイミングチャートである。なお、ここでは、Ａ社の充電器１５ａのプラグ１６ａが携帯機器１０に接続されることとする。
【００５１】
まず、時刻ｔ０において、携帯機器１０に接続される機器を判別するための判別開始指示（“Ｈ”レベルの信号）がＣＰＵ３３から入力される。
【００５２】
そして、時刻ｔ１にプラグ１６ａがポート２０に挿入され、端子ＶＢ１，ＧＮ１と端子ＶＢ２，ＧＮ２とが接続されると、端子ＶＢ２の電圧は電圧Ｖｂｕｓとなる。この結果、端子ＤＰ２，ＤＭ２は、“第１ステップ”の状態となる。また、時刻ｔ２に端子ＤＰ１，ＤＭ１および端子ＤＰ２，ＤＭ２が接続されると、信号Ｓは“Ｈ”レベルに変化する。
【００５３】
また、判別データ出力回路８５は、時刻ｔ２から期間Ｔ１だけ経過する前のタイミングＴａ、つまり、ＤＰ１，ＤＭ１および端子ＤＰ２，ＤＭ２が接続されてから十分安定した時刻ｔ３において、（Ｖｃ１，Ｖｃ２，Ｖｃ３）＝（“Ｈ”，“Ｈ”，“Ｈ”）を取得する。
【００５４】
また、時刻ｔ２から期間Ｔ１だけ経過した時刻ｔ４となると、端子ＤＰ２，ＤＭ２は、“第２ステップ”の状態となる。そして、判別データ出力回路８５は、端子ＤＰ２，ＤＭ２の状態が“第２ステップ”の状態に変化してから十分安定した時刻ｔ５（タイミングＴｂ）において、Ｖｃ１＝“Ｈ”を取得する。そして、時刻ｔ５に取得した比較信号Ｖｃ１の論理レベルと、時刻ｔ３に取得した比較信号Ｖｃ１〜Ｖｃ３の論理レベルに基づいて、判別データ出力回路８５は、携帯機器１０に接続された機種が“モード１（Ａ社の充電器）”であることを示す判別データを出力する。このためＣＰＵ３３は、充電回路３４に、Ａ社の規格に応じた充電電流で電池３５を充電させることができる。
【００５５】
以上、本発明の一実施形態の判定回路３０について説明した。判定回路３０は、機器のインピーダンス（抵抗値）に応じて変化する判別データをＣＰＵ３３に出力する。このため、判定回路３０は、正確に携帯機器１０に接続される機器の種類を判別できる。さらに、判別回路５４は、“第１ステップ”における比較信号Ｖｃ１〜Ｖｃ３の値を、端子ＤＰ１，ＤＭ１及び端子ＤＰ２，ＤＭ２が接続されてから検出する。このため、機器の判定精度を向上させることができる。
【００５６】
また、本実施形態では、端子ＤＰ２，ＤＭ２の状態を“第１ステップ”とした後に“第２ステップ”の状態としている。このため、より多くの機器の種類等を判定することができる。
【００５７】
また、図１０では“判別開始指示”が時刻ｔ０において“Ｈ”レベルとなっていたが、これに限られない。例えば、充電器１５等が携帯機器１０に接続された状態で、“判別開始指示”を“Ｈ”レベルとしても良い。このような場合、“判別開始指示”が“Ｈ”レベルとなったタイミングから判定処理が実行されるため、例えば、ＣＰＵ３３は、任意のタイミングで判定処理を実行することができる。
【００５８】
また、本実施形態では、端子ＤＰ２等を“プルアップ”、“プルダウン”する際に、電流源７０、抵抗７１等を用いている。このため、例えば、端子ＤＰ２等に直接電池の電圧等を印加する場合と比較すると、端子ＤＰ１，ＤＰ２が接続された場合の端子ＤＰ２の電圧Ｖｐの変化が顕著になる。さらに、ここでは、電圧Ｖｐの変化がより顕著になるよう、つまり電圧ＶＰの時定数が大きくなるよう、電流源７０の電流値や、抵抗７１の抵抗値等が選択されている。なお、前述のように、端子ＤＰ２に接続される素子は、端子ＤＰ２を“プルアップ”または“プルダウン”できる素子（例えば、抵抗、電流源）であればよい。
【００５９】
また、端子ＶＢ２に電源電圧Ｖｂｕｓが印加されていない状態では、端子ＤＰ２，ＤＭ２はオープン状態となる。したがって、例えばプラグ１６が携帯機器１０から抜かれると、端子ＤＰ２，ＤＭ２に電圧を印加する電圧印加回路５２，５３のスイッチ７０，７７は、リセットされる。
【００６０】
なお、上記実施例は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。
【００６１】
本実施形態では、判定回路３０をハードウエアで構成したが、例えば、マイコン等（不図示）がプログラムを実行することにより実現される機能ブロックによって構成しても良い。
【符号の説明】
【００６２】
１０ 携帯機器
１５ 充電器
１６ プラグ
２０ ポート
３０ 判定回路
３１ 電源スイッチ
３２ 転送回路
３３ ＣＰＵ
３４ 充電回路
３５ 電池
５０ 電源検出回路
５１ 識別電圧検出回路
５２，５３ 電圧印加回路
５４ 判別回路
５５ ＩＦ回路
５６ 制御回路
７０ 電流源
７２ スイッチ
８０〜８２ コンパレータ
８３ 接続検出回路
８４ タイマ
８５ 判別データ出力回路
７１，７５，７６，２００，２０１，２１０，２１１，２３０，２３１，２４０ 抵抗
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源電圧が印加された第１電源端子と第１及び第２端子とを有する機器の前記第１電源端子に接続される第２電源端子と、前記第１電源端子及び第２電源端子が接続された後に、前記機器の種類に応じたインピーダンスを有する前記第１及び第２端子のそれぞれに接続される第３及び第４端子と、を含む結合部の前記第２電源端子の電圧に基づいて前記第１及び第２電源端子が接続されたか否かを検出する第１検出部と、
前記第１及び第２電源端子が接続されると、前記第３端子に第１電圧を印加するとともに前記第４端子に第２電圧を印加する電圧印加部と、
前記第３端子に前記第１電圧が印加されつつ前記第４端子に前記第２電圧が印加された後に、前記第３端子の電圧レベルが前記第１電圧のレベルではないか、前記第４端子の電圧レベルが前記第２電圧レベルではないと、前記第１及び第２端子と前記第３及び第４端子とが接続されたことを検出する第２検出部と、
前記第１及び第２端子と前記第３及び第４端子とが接続されたことが検出されると、前記第３及び第４端子の電圧に基づいて前記機器の種類を判別する判別部と、
を備えることを特徴とする判定回路。
【請求項２】
請求項１に記載の判定回路であって、
前記第１及び第２端子と前記第３及び第４端子とが接続されたことが検出されてから所定の期間を計時するタイマを更に備え、
前記電圧印加部は、
前記タイマが前記所定の期間を計時すると、前記第３端子に前記第１電圧とは異なる第３電圧を印加するとともに前記第４端子に前記第２電圧とは異なる第４電圧を印加し、
前記判別部は、
前記第１及び第２端子と前記第３及び第４端子とが接続されたことが検出されてから前記タイマが前記所定の期間を計時するまでの前記第３及び第４端子の電圧と、前記タイマが前記所定の期間を計時した後の前記第３及び第４端子の電圧と、に基づいて前記機器の種類を判別すること、
を特徴とする判定回路。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の判定回路であって、
前記電圧印加部は、
前記第１及び第２電源端子が接続され、かつ前記機器の種類の判別開始を指示する信号が入力されると、前記第３端子に前記第１電圧を印加し、前記第４端子に前記第２電圧を印加すること、
を特徴とする判定回路。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の判定回路であって、
前記電圧印加部は、
前記第１及び第２電源端子が接続されると、前記第３端子に第１の素子を介して前記第１電圧を印加し、前記第４端子に第２の素子を介して前記第２電圧を印加すること、
を特徴とする判定回路。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の判定回路であって、
前記電圧印加部は、
前記第１及び第２電源端子が接続された後に前記第１及び第２電源端子が接続されていないことが検出されると、前記第３及び第４端子への電圧の印加を停止すること、
を特徴とする判定回路。
【請求項１】
電源電圧が印加された第１電源端子と第１及び第２端子とを有する機器の前記第１電源端子に接続される第２電源端子と、前記第１電源端子及び第２電源端子が接続された後に、前記機器の種類に応じたインピーダンスを有する前記第１及び第２端子のそれぞれに接続される第３及び第４端子と、を含む結合部の前記第２電源端子の電圧に基づいて前記第１及び第２電源端子が接続されたか否かを検出する第１検出部と、
前記第１及び第２電源端子が接続されると、前記第３端子に第１電圧を印加するとともに前記第４端子に第２電圧を印加する電圧印加部と、
前記第３端子に前記第１電圧が印加されつつ前記第４端子に前記第２電圧が印加された後に、前記第３端子の電圧レベルが前記第１電圧のレベルではないか、前記第４端子の電圧レベルが前記第２電圧レベルではないと、前記第１及び第２端子と前記第３及び第４端子とが接続されたことを検出する第２検出部と、
前記第１及び第２端子と前記第３及び第４端子とが接続されたことが検出されると、前記第３及び第４端子の電圧に基づいて前記機器の種類を判別する判別部と、
を備えることを特徴とする判定回路。
【請求項２】
請求項１に記載の判定回路であって、
前記第１及び第２端子と前記第３及び第４端子とが接続されたことが検出されてから所定の期間を計時するタイマを更に備え、
前記電圧印加部は、
前記タイマが前記所定の期間を計時すると、前記第３端子に前記第１電圧とは異なる第３電圧を印加するとともに前記第４端子に前記第２電圧とは異なる第４電圧を印加し、
前記判別部は、
前記第１及び第２端子と前記第３及び第４端子とが接続されたことが検出されてから前記タイマが前記所定の期間を計時するまでの前記第３及び第４端子の電圧と、前記タイマが前記所定の期間を計時した後の前記第３及び第４端子の電圧と、に基づいて前記機器の種類を判別すること、
を特徴とする判定回路。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の判定回路であって、
前記電圧印加部は、
前記第１及び第２電源端子が接続され、かつ前記機器の種類の判別開始を指示する信号が入力されると、前記第３端子に前記第１電圧を印加し、前記第４端子に前記第２電圧を印加すること、
を特徴とする判定回路。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の判定回路であって、
前記電圧印加部は、
前記第１及び第２電源端子が接続されると、前記第３端子に第１の素子を介して前記第１電圧を印加し、前記第４端子に第２の素子を介して前記第２電圧を印加すること、
を特徴とする判定回路。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の判定回路であって、
前記電圧印加部は、
前記第１及び第２電源端子が接続された後に前記第１及び第２電源端子が接続されていないことが検出されると、前記第３及び第４端子への電圧の印加を停止すること、
を特徴とする判定回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−１０９４１０（Ｐ２０１３−１０９４１０Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５１８９７（Ｐ２０１１−２５１８９７）
【出願日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【出願人】（３０００５７２３０）セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー (119)
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【出願人】（３０００５７２３０）セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー (119)
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