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JP2013080392A - Usb charging for portable device - Google Patents

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JP2013080392A
JP2013080392A JP2011220289A JP2011220289A JP2013080392A JP 2013080392 A JP2013080392 A JP 2013080392A JP 2011220289 A JP2011220289 A JP 2011220289A JP 2011220289 A JP2011220289 A JP 2011220289A JP 2013080392 A JP2013080392 A JP 2013080392A
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Japan
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unit
portable device
charging
current
host device
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JP2011220289A
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Inventor
Yoshikazu Yamada
芳和 山田
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Olympus Imaging Corp
Original Assignee
Olympus Imaging Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To speedily charge a storage battery with current supplied from a USB-connected host device even in a portable device incorporating a storage battery which is too consumed to start.SOLUTION: A portable device is recognized as a charging dedicated device by a USB-connected host device to receive supply of high current from the host device, and not only stopping current supply to a main part unnecessary for charging but also bringing a control unit for supplying current to each part of the portable device into a standby state, charging current is increased as much as possible.

Description

本発明は、内蔵の蓄電池を充電する携帯装置及充電システムに関し、特にUSBケーブルを介してホスト装置から提供される電流を使用して内蔵の蓄電池を充電する携帯装置及び充電システムに関する。   The present invention relates to a portable device and a charging system for charging a built-in storage battery, and more particularly to a portable device and a charging system for charging a built-in storage battery using a current provided from a host device via a USB cable.

電子カメラやICレコーダ等の携帯装置の電源として充電可能な蓄電池(以下、電池と称する)が幅広く用いられている。通常、それら携帯装置にはACアダプタが付属し、そのACアダプタを介して携帯装置内の電池を充電するか、叉は専用の充電器が付属し、その充電器に携帯装置から取り外した電池を装着して充電する。   Rechargeable storage batteries (hereinafter referred to as batteries) are widely used as power sources for portable devices such as electronic cameras and IC recorders. Usually, these portable devices are provided with an AC adapter, and the battery in the portable device is charged via the AC adapter, or a dedicated charger is attached, and the battery removed from the portable device is attached to the charger. Install and charge.

一方、携帯装置をUSB(Universal Serial Bus)インターフェースを使用して、PC等のホスト装置とケーブルで接続する場合には、ホスト装置から一定の電流の供給を受けることが可能となっており、この電流を電池の充電に利用することができる。特許文献1には、ホスト装置とUSBケーブルで接続されたデジタルカメラにおいて、ホスト装置から供給される電流が高電流(500mA)の場合はバッテリを充電し、供給される電流が低電流(100mA)の場合はバッテリは充電されず、その供給された電流で通信待機を行なうことが記載されている。   On the other hand, when a portable device is connected to a host device such as a PC using a USB (Universal Serial Bus) interface with a cable, a constant current can be supplied from the host device. The current can be used to charge the battery. In Patent Document 1, in a digital camera connected to a host device via a USB cable, when the current supplied from the host device is high current (500 mA), the battery is charged, and the supplied current is low current (100 mA). In this case, it is described that the battery is not charged and communication standby is performed with the supplied current.

特開2010−287115号公報   JP 2010-287115 A

USB2.0の規格によると、携帯装置がUSBケーブルを介してホスト装置から供給を受けることが可能な電流は、コンフィギュレーション状態(Configured)では500mA(高電流)まで可能であり、非コンフィギュレーション状態(Unconfigured)では100mA(低電流)まで可能である。電池の消耗が大きく携帯装置を起動することができない場合には、高電流の供給を受けるためにコンフィギュレーション状態するのに必要な処理を携帯装置で実行できず、ホスト装置から供給される低電流で充電を続けることになる。   According to the USB 2.0 standard, the current that the portable device can receive from the host device via the USB cable can be up to 500 mA (high current) in the configuration state (configured), and the non-configuration state (Unconfigured) is possible up to 100 mA (low current). If the battery is so drained that the portable device cannot be activated, the portable device cannot execute the processing necessary to enter the configuration state to receive a high current supply, and the low current supplied from the host device. Will continue charging.

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、蓄電池が消耗して起動できない場合であっても、USBケーブルで接続されたホスト装置から高電流の供給を受けて短時間で内充電することができる携帯装置及び携帯装置を含む充電システムを実現することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and even when the storage battery is exhausted and cannot be started, internal charging can be performed in a short time by receiving a high current supplied from a host device connected by a USB cable. An object of the present invention is to realize a portable device and a charging system including the portable device.

上記目的を達成するために本発明の携帯装置は、ホスト装置とUSB接続され場合に、USBインターフェースを介して前記ホスト装置から供給される電流により、内蔵の蓄電池を充電可能な携帯装置であって、前記USBインターフェースを介して前記ホスト装置と通信する通信部と、前記蓄電池の電力残量を計測すると共に前記USBインターフェースを介して供給された電流で前記蓄電池を充電する充電部と、当該携帯装置の各部分を制御する制御部と、前記USBインターフェースを介して前記ホスト機器と接続されたことを検出する接続検出部と、前記通信部と充電部と制御部と接続検出部とを除く当該携帯装置の主要回路部分と、を具備し、前記制御部は、前記USBインターフェースを介して前記ホスト装置と接続された時には、前記ホスト装置から供給される第1の電流量の電力で前記主要部分を除く前記通信部と前記残量検出部と前記充電部と前記制御部とを動作させ、前記充電部が計測した前記蓄電池の電力残量が当該携帯装置を起動させることが可能な所定閾値以下の場合、当該携帯装置を充電専用デバイスとして前記ホスト装置が認識するようにUSB規格で定義されたパラメータを設定し、当該携帯装置を前記充電専用デバイスとして認識した前記ホスト装置から前記第1の電流量より多い第2の電流量の電力の供給を受け、前記主要回路部分への電流の供給を停止したまま、前記充電部に前記第2の電流量で蓄電池を充電させると共に、前記制御部を消費電力の少ないスタンバイ状態にすることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the portable device of the present invention is a portable device capable of charging a built-in storage battery by a current supplied from the host device via a USB interface when connected to the host device via USB. A communication unit that communicates with the host device via the USB interface; a charging unit that measures a remaining amount of power of the storage battery and charges the storage battery with a current supplied via the USB interface; and the portable device The mobile unit excluding the control unit that controls each part of the mobile phone, the connection detection unit that detects that the host device is connected via the USB interface, the communication unit, the charging unit, the control unit, and the connection detection unit. A main circuit portion of the device, and the control unit is connected to the host device via the USB interface. The communication unit, the remaining amount detection unit, the charging unit, and the control unit excluding the main part are operated with power of a first current amount supplied from the host device, and the charging unit measures the When the remaining power of the storage battery is equal to or less than a predetermined threshold that can activate the portable device, set the parameters defined in the USB standard so that the host device recognizes the portable device as a charge-only device, and The host device that has recognized the portable device as the charge-only device is supplied with power of a second current amount larger than the first current amount, and the charging is performed while the supply of current to the main circuit portion is stopped. And charging the storage battery with the second current amount, and setting the control unit to a standby state with low power consumption.

また、本発明の充電システムは、USB接続された携帯装置とホスト装置で構成され、前記携帯装置は、USBインターフェースを介して前記ホスト装置と通信する第1の通信部と、前記蓄電池の電力残量を計測すると共に前記USBインターフェースを介して供給された電流で前記蓄電池を充電する充電部と、当該携帯装置の各部分を制御する制御部と、前記USBインターフェースを介して前記ホスト機器と接続されたことを検出する接続検出部と、前記第1の通信部と充電部と制御部と接続検出部とを除く当該携帯装置の主要回路部分と、を具備し、前記ホスト装置は、USBインターフェースを介して前記携帯装置と通信する第2の通信部と、前記USBインターフェース介して前記携帯装置に電力を供給する電力供給部と、前記電力提供部が提供する電力を第1の電流量から当該第1の電流量より多い第2の電流量に切り換える電流切替え部とを具備し、前記携帯装置の制御部は、前記USBインターフェースを介して前記ホスト装置と接続された時には、前記ホスト装置から供給される前記第1の電流量の電力で前記主要回路部分を除く前記第1の通信部と充電部と制御部と接続検出部を動作させ、前記充電部が計測した前記蓄電池の電力残量が前記携帯装置を起動させることが可能な所定閾値以下の場合、USB規格で定義された所定のパラメータを充電専用デバイスとして設定し、前記ホスト装置の電流切替え部は、前記第2の通信部が前記携帯装置から取得した前記所定のパラメータが前記充電デバイスを表わす場合、前記携帯装置に供給する電流を前記第1の電流量から前記第2の電流量に切り替え、前記携帯装置の制御部は、前記主要回路部分への電流の供給を停止したまま、前記充電部に前記ホスト装置から供給された前記第2の電流量で蓄電池を充電させると共に、前記制御部を消費電力の少ないスタンバイ状態にすることを特徴とする   The charging system of the present invention includes a portable device and a host device connected via USB, and the portable device includes a first communication unit that communicates with the host device via a USB interface, and a remaining power of the storage battery. The charging unit that measures the amount and charges the storage battery with the current supplied through the USB interface, the control unit that controls each part of the portable device, and the host device through the USB interface And a main circuit part of the portable device excluding the first communication unit, the charging unit, the control unit, and the connection detection unit, and the host device has a USB interface. A second communication unit that communicates with the portable device via the USB interface, a power supply unit that supplies power to the portable device via the USB interface, and the power supply. A current switching unit that switches the power provided by the providing unit from a first current amount to a second current amount that is greater than the first current amount, and the control unit of the portable device is configured via the USB interface. When connected to the host device, the first communication unit, the charging unit, the control unit, and the connection detection unit excluding the main circuit portion are operated by the power of the first current amount supplied from the host device. When the remaining power of the storage battery measured by the charging unit is less than or equal to a predetermined threshold that can activate the portable device, a predetermined parameter defined in the USB standard is set as a dedicated charging device, and the host device The current switching unit is configured to supply a current to be supplied to the portable device when the predetermined parameter acquired from the portable device by the second communication unit represents the charging device. The flow rate is switched to the second current amount, and the control unit of the portable device stops the supply of current to the main circuit portion, and the second current amount supplied from the host device to the charging unit And charging the storage battery and putting the control unit in a standby state with low power consumption.

本発明によれば、起動できないほど消耗した蓄電池が内蔵された携帯装置であっても、USB接続されたホスト装置から供給された電流で高速に蓄電池を充電することができる。   According to the present invention, even a portable device with a built-in storage battery that cannot be started up can be charged at high speed with a current supplied from a USB-connected host device.

本発明の実施の形態に係る充電システムの携帯装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the portable apparatus of the charging system which concerns on embodiment of this invention. USBの充電規格1.2で規定されているDead Batteryを充電する第1の方法を説明する図である。It is a figure explaining the 1st method of charging Dead Battery prescribed | regulated by USB charge specification 1.2. USBの充電規格1.2で規定されているDead Batteryを充電する第2の方法を説明する図である。It is a figure explaining the 2nd method of charging Dead Battery prescribed | regulated by USB charge specification 1.2. 本発明の実施の形態に係るUSB充電システムの携帯装置であるデジタルカメラの充電のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of charge of the digital camera which is a portable apparatus of the USB charging system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るUSB充電システムのホスト装置であるパーソナルコンピュータのOSの情報処理を示す図である。It is a figure which shows the information processing of OS of the personal computer which is a host apparatus of the USB charging system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るUSB充電システムのホスト装置であるパーソナルコンピュータの充電ドライバの情報処理を示す図である。It is a figure which shows the information processing of the charge driver of the personal computer which is a host apparatus of the USB charging system which concerns on embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態について説明する。図1は、携帯装置の一例としてのデジタルカメラ(DSC)をあげ、そのデジタルカメラのシステム構成例を示すブロック図である。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a system configuration example of a digital camera (DSC) as an example of a portable device.

システムコントロールブロック100はデジタルカメラの動作全般とUSB(Universal Serial Bus)通信を制御するブロックであり、システムコントローラ102とUSBコントローラ103により構成されている。システムコントローラ102はCPU及びシステムを制御するための各種プログラムが記憶されたROM及び一時的に情報を記憶するRAMにより構成されている。   The system control block 100 is a block that controls the overall operation of the digital camera and USB (Universal Serial Bus) communication, and includes a system controller 102 and a USB controller 103. The system controller 102 includes a CPU, a ROM that stores various programs for controlling the system, and a RAM that temporarily stores information.

また、カメラブロック101は、デジタルカメラの主要な機能である撮影と画像表示を実行するブロックで、撮像回路110、画像処理回路111、表示回路112、メモリコントローラにより構成されている。   The camera block 101 is a block that executes photographing and image display, which are main functions of the digital camera, and includes an imaging circuit 110, an image processing circuit 111, a display circuit 112, and a memory controller.

本実施の形態では、デジタルカメラの各回路に電力を供給するのは、カメラ本体内の充電可能な二次電池105であり、充電コントローラ104は、二次電池105の充電を制御すると共に電力残量を出力する。   In this embodiment, power is supplied to each circuit of the digital camera by the rechargeable secondary battery 105 in the camera body, and the charge controller 104 controls the charging of the secondary battery 105 and the remaining power. Output quantity.

USBコントローラ103と充電コントローラ104はUSBポート106を介してとホスト装置であるPC(パーソナルコンピュータ)とUSBケーブルで接続される。USBポート106のD+ライン及びD−ラインはホスト装置と通信するためのデータラインであり、VBUSラインはホストから供給される電流が流れる電力ラインである。プルアップ抵抗108の一端は二次電池のプラス極に接続されており、システムコントローラ102によりスイッチ109をONにすることによりD+端子をプルアップすることができる。   The USB controller 103 and the charge controller 104 are connected to a PC (personal computer), which is a host device, via a USB port 106 and a USB cable. The D + line and D− line of the USB port 106 are data lines for communicating with the host device, and the VBUS line is a power line through which a current supplied from the host flows. One end of the pull-up resistor 108 is connected to the positive electrode of the secondary battery, and the D + terminal can be pulled up by turning on the switch 109 by the system controller 102.

カメラブロック101の撮像回路110は、CCDやCMOSのイメージセンサとそれらを駆動する回路で構成され、撮像光学系によりイメージセンサ表面に形成された被写体像を画像信号に変換して出力する。画像処理回路111は、AD変換回路と画像形成回路と圧縮伸長回路で構成され、AD変換回路は撮像回路110が出力したアナログの画像信号をデジタル画像信号に変換し、画像形成回路はデジタル画像信号を処理して、カラー画像データを生成し、圧縮伸長回路はカラー画像データを圧縮処理した後、画像ファイルを生成する。メモリコントローラ113は、メモリカードインターフェースを含み、画像処理回路111で生成された画像ファイルを、メモリカードインターフェースに装着された不揮発性メモリで構成されたメモリカードに記憶する。   The imaging circuit 110 of the camera block 101 is composed of a CCD or CMOS image sensor and a circuit for driving them, and converts a subject image formed on the surface of the image sensor by an imaging optical system into an image signal and outputs the image signal. The image processing circuit 111 includes an AD conversion circuit, an image forming circuit, and a compression / decompression circuit. The AD conversion circuit converts an analog image signal output from the imaging circuit 110 into a digital image signal. The image forming circuit is a digital image signal. Are processed to generate color image data, and the compression / decompression circuit compresses the color image data and then generates an image file. The memory controller 113 includes a memory card interface, and stores the image file generated by the image processing circuit 111 in a memory card including a nonvolatile memory attached to the memory card interface.

表示回路112は、液晶の表示パネルと、その液晶パネルを駆動する液晶駆動回路から構成される。メモリコントローラ113によりメモリカードから読み出された画像ファイルは、画像処理回路111の圧縮伸長回路で伸長処理された後縮小処理されて、液晶駆動回路により液晶パネルに表示する。また、表示回路112は、撮影回路110が連続撮影して出力する画像信号を画像処理回路111が処理してビデオ画像を生成し、プレビュー画像として液晶パネルに動画像表示する。   The display circuit 112 includes a liquid crystal display panel and a liquid crystal driving circuit that drives the liquid crystal panel. The image file read from the memory card by the memory controller 113 is decompressed by the compression / expansion circuit of the image processing circuit 111 and then reduced, and is displayed on the liquid crystal panel by the liquid crystal driving circuit. In the display circuit 112, the image processing circuit 111 processes the image signal output by the photographing circuit 110 and outputs the video image, and displays the moving image as a preview image on the liquid crystal panel.

システムコントロールブロック100とカメラブロック101を構成する各回路は、システムバス114を介して接続されている。また、システムコントローラ102と充電コントローラ104は、VBATAD信号、ISEL信号、CHDEND信号をやり取りする。充電コントローラ104が出力するVBATAD信号は二次電池105の電力残量を表わす信号であり、CHDEND信号は充電が完了したことをシステムコントローラ102に通知する信号である。一方、システムコントローラ102から出力されるISEL信号は、充電コントローラ104がVBUSラインを介してホスト装置から供給を受ける電流を制御する信号である。   Each circuit constituting the system control block 100 and the camera block 101 is connected via a system bus 114. The system controller 102 and the charge controller 104 exchange VBATAD signals, ISEL signals, and CHDEND signals. The VBATAD signal output from the charge controller 104 is a signal representing the remaining power of the secondary battery 105, and the CHDEND signal is a signal for notifying the system controller 102 that charging is complete. On the other hand, the ISEL signal output from the system controller 102 is a signal that controls the current that the charge controller 104 receives from the host device via the VBUS line.

システムコントロールブロック100及びカメラブロック101の各回路には二次電池105から電力VDDが供給される。カメラブロック101の各回路に供給される電力は、システムコントローラから出力される信号VDDSELで制御されるスイッチ107によりON/OFFされる。カメラ起動時には、スイッチ107はOFFとなっており、カメラブロック101の各回路には電力が供給されない構成となっている。   Electric power VDD is supplied from the secondary battery 105 to each circuit of the system control block 100 and the camera block 101. The power supplied to each circuit of the camera block 101 is turned on / off by a switch 107 controlled by a signal VDDSEL output from the system controller. When the camera is activated, the switch 107 is OFF, and no power is supplied to each circuit of the camera block 101.

USBのバッテリ充電規格1.2(Battery Charging Specification Revision 1.2)では、装置を動作させることができないほど消耗した蓄電池(Dead Battery)を、装置が起動できるように充電する方法が2通り規定されている。   The USB battery charging specification 1.2 (Battery Charging Specification Revision 1.2) defines two methods for charging a storage battery (Dead Battery) that has been consumed so that the device cannot be operated so that the device can be activated. .

第1の方法では、ホスト装置に携帯装置(本実施の形態ではデジタルカメラ)が接続され、ホスト装置が携帯装置を識別できない状態(Unconfigured)であっても、携帯装置はVBUSラインを通じてホスト装置から供給される100mAの電流を使用して45分間充電することができる。この方法では、端末装置はホスト装置とUSB通信する必要がない。図2(A)に示すように、充電コントローラ104のみ動作すればよいので、供給された電流のほとんどは二次電池105の充電に当てることができる。しかしながら、ホストから供給される電流は100mAと少ないので、充電に時間がかかってしまう。   In the first method, even when a portable device (in this embodiment, a digital camera) is connected to the host device and the host device cannot identify the portable device (Unconfigured), the portable device is connected from the host device through the VBUS line. It can be charged for 45 minutes using the supplied 100 mA current. In this method, the terminal device does not need to perform USB communication with the host device. As shown in FIG. 2A, since only the charge controller 104 needs to operate, most of the supplied current can be applied to the charging of the secondary battery 105. However, since the current supplied from the host is as small as 100 mA, charging takes time.

第2の方法では、携帯装置はVBUSラインを通じて最大500mAの電流を15分間供給を受けることが、ホスト装置は携帯装置を識別し一部通信可能な状態(Configured)で、携帯装置にホスト装置から送信されたトークンに、通常のデータ通信ができないことを知らせるNAKまたは他の有効なレスポンスで応答しなければならない。従って、図2(B)に示すように、充電コントローラ104とシステムコントローラ102とUSBコントローラ103は動作している必要があるので、ホストから供給された電流の一部がそれらの回路で消費される。   In the second method, the portable device is supplied with a current of up to 500 mA through the VBUS line for 15 minutes. The host device identifies the portable device and is partially communicable (configured). It must respond to the transmitted token with a NAK or other valid response that informs it that normal data communication is not possible. Therefore, as shown in FIG. 2B, since the charge controller 104, the system controller 102, and the USB controller 103 need to operate, a part of the current supplied from the host is consumed by these circuits. .

図3、4、5で本実施の形態の充電システムを説明する。図3は、デジタルカメラの充電フローである。
ステップS100でUSBケーブルがホスト装置であるPCに接続されると、VBUSを介してPCから100mAの電流が供給される。充電コントローラはこの100mAの電流をシステムコントロールブロックに含まれる各回路に供給する。
The charging system of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a charging flow of the digital camera.
When the USB cable is connected to the PC which is the host device in step S100, a current of 100 mA is supplied from the PC via the VBUS. The charge controller supplies this 100 mA current to each circuit included in the system control block.

ステップS101では、システムコントローラ102が、充電コントローラ104が出力したVBATADの値により、二次電池105の電力残量(電池残量)がデジタルカメラを起動するために必要とする電力量に達しているか否かを判定する。二次電池の電池残量がデジタルカメラを起動するだけ残ってないと判定された場合はステップS102に進み、電池残量がデジタルカメラを起動するだけ残っている場合にはステップS111に進む。   In step S <b> 101, whether the system controller 102 reaches the amount of power required for starting the digital camera by the value of VBATAD output from the charge controller 104, so that the remaining power of the secondary battery 105 (remaining battery) is reached. Determine whether or not. If it is determined that the remaining battery capacity of the secondary battery is not enough to activate the digital camera, the process proceeds to step S102. If the remaining battery capacity is sufficient to activate the digital camera, the process proceeds to step S111.

ステップS102では、システムコントローラ102は、デジタルカメラを充電専用デバイスとして認識させるために、ディスクリプタ(USB仕様で規定された携帯装置全体のデータを格納したデータ構造体)に充電専用デバイスであることをセットすると共に必要とするバス電流を500mAにセットする。PCはこのディスクリプタの内容を取得することにより、充電専用デバイスが接続されたことを検出る。   In step S102, the system controller 102 sets the descriptor (data structure storing data of the entire portable device defined by the USB specification) as a dedicated device for charging in order to recognize the digital camera as a dedicated device for charging. And the required bus current is set to 500 mA. The PC acquires the contents of this descriptor to detect that the charging-only device is connected.

ステップS103では、D+データラインのプルアップ抵抗108のスイッチ109をONにする。続いてステップS104でPCとネゴシエーションが行われ、ディスクリプタの内容がPCに取得される。この過程でPCはデジタルカメラを充電専用デバイスとして認識する。   In step S103, the switch 109 of the pull-up resistor 108 for the D + data line is turned ON. In step S104, negotiation with the PC is performed, and the contents of the descriptor are acquired by the PC. In this process, the PC recognizes the digital camera as a charge-only device.

ステップS105で、PCから送信されるSet_Configurationリクエストの受信を待つ。Set_Configurationリクエストが受信されると、最大で500mA(USB3.0では900mA)までの電流供給をVBUSラインを介して受けることができる。   In step S105, reception of a Set_Configuration request transmitted from the PC is awaited. When a Set_Configuration request is received, a current supply of up to 500 mA (900 mA for USB 3.0) can be received via the VBUS line.

Set_Configurationリクエストを受信後、ステップS106で、システムコントローラ102はISEL信号で充電コントローラ104の引き込み電流を500mAに切り替える。   After receiving the Set_Configuration request, in step S106, the system controller 102 switches the current drawn by the charge controller 104 to 500 mA using the ISEL signal.

PCからは、SOF(Start of Frame)のみが送信され、意味のあるデータは送信されないので、USBコントーラー103は受信したSOFを読み飛ばすだけでよい。SOFはD+、D−ライン上で送られるがSOFの応答は存在しない。そのためステップS107でシステムコントローラ102をスタンバイ状態に遷移させて消費電力を下げることができる。その結果、VBUSを介して供給される500mAの電流のより多くを二次電池の充電に利用することができる。SOFの受信は続けられるので、D+とD−ラインの信号だけはアクティブとなっている。   Since only the SOF (Start of Frame) is transmitted from the PC and no meaningful data is transmitted, the USB controller 103 only needs to skip the received SOF. SOF is sent on the D + and D- lines, but there is no SOF response. Therefore, the power consumption can be reduced by changing the system controller 102 to the standby state in step S107. As a result, more of the 500 mA current supplied via VBUS can be used for charging the secondary battery. Since SOF reception continues, only the signals on the D + and D- lines are active.

ステップS108では、充電完了までLOOPを繰り返す。そして、二次電池105の電圧が所定の閾値を越えた場合、充電コントローラ104は二次電池105の充電が完了したと判定する。なお、図3のフローではLOOPになっているが、システムコントローラはスタンバイ状態に入ってるためCPUはWAIT状態にある。   In step S108, LOOP is repeated until charging is completed. When the voltage of the secondary battery 105 exceeds a predetermined threshold, the charge controller 104 determines that charging of the secondary battery 105 has been completed. Although it is LOOP in the flow of FIG. 3, since the system controller is in the standby state, the CPU is in the WAIT state.

ステップ109では、充電コントローラ104から出力された充電完了信号CHGENDがシステムコントローラ102に入力され、システムコントローラ102がスタンバイ状態から復帰して通常の動作状態に戻る。   In step 109, the charge completion signal CHGEND output from the charge controller 104 is input to the system controller 102, and the system controller 102 returns from the standby state and returns to the normal operation state.

ステップS110では、D+ラインのプルアップ抵抗108のスイッチ109をOFFにしてPCとのUSB通信を切断する。続いてステップ111で、システムコントローラ102が出力するVDDSEL信号によりスイッチ107をONにしてカメラブロック101に含まれる各回路に電力を供給する。   In step S110, the switch 109 of the pull-up resistor 108 on the D + line is turned off to disconnect the USB communication with the PC. In step 111, the switch 107 is turned on by the VDDSEL signal output from the system controller 102 to supply power to each circuit included in the camera block 101.

ステップS112では、ディスクリプタに標準デバイス(ここではマスストレージデバイス)であることを設定し、PCと再接続するためにステップS113でプルアップ抵抗108のスイッチ109をONにする。その結果、デジタルカメラはPCにマスストレージとして接続される。   In step S112, the descriptor is set as a standard device (in this case, a mass storage device), and the switch 109 of the pull-up resistor 108 is turned ON in step S113 to reconnect to the PC. As a result, the digital camera is connected to the PC as mass storage.

次に図3で説明したデジタルカメラの充電フローに対応する、PCのOSと充電ドライバの処理手順について説明する。本実施形態では、デジタルカメラを充電専用デバイスとしてPCに認識させるために、充電ドライバをインストールしなければならない。ただし、OS側で予め準備されている場合はこの限りではない。因みに充電ドライバはUSBケーブルが接続された際に不明なデバイスとして検出され、その時にインストールされてもよいし、予めインストールされておりUSBケーブルが接続されたときに該当するドライバが認識され有効となってもよい。   Next, the processing procedure of the PC OS and the charging driver corresponding to the charging flow of the digital camera described in FIG. 3 will be described. In the present embodiment, a charging driver must be installed in order for the PC to recognize the digital camera as a charging-only device. However, this is not the case when the OS is prepared in advance. By the way, the charging driver is detected as an unknown device when the USB cable is connected, and may be installed at that time, or it is installed in advance and the corresponding driver is recognized and valid when the USB cable is connected. May be.

図4はUSB接続時のPCのOSの処理フローである。   FIG. 4 is a processing flow of the OS of the PC at the time of USB connection.

ステップS200では、PCはUSBポートのD+ラインがプルアップされていること検出してデジタルカメラが接続されたことを認識する。接続後、ステップS201でPCとデジタルカメラはお互いにネゴシエーション処理を行う(図3のS104に対応)。   In step S200, the PC recognizes that the digital camera is connected by detecting that the D + line of the USB port is pulled up. After the connection, in step S201, the PC and the digital camera perform negotiation processing with each other (corresponding to S104 in FIG. 3).

ネゴシエーション後、ステップS202でPCはデジタルカメラからディスクリプタを取得し、ステップS203でそのディスクリプタが充電専用デバイスを表わすか否かを判定する。判定がNOの場合はデジタルカメラをマスストレージデバイスとして接続し、マスストレージデバイスとしての処理を実行する(ステップS209)。なお、デジタルカメラのマスストレージデバイスとしての接続は、D+ラインのプルアップがOFFになったことを検出すると終了する(ステップS210)。   After the negotiation, in step S202, the PC acquires a descriptor from the digital camera, and in step S203, determines whether the descriptor represents a charge-only device. If the determination is NO, the digital camera is connected as a mass storage device, and processing as a mass storage device is executed (step S209). Note that the connection of the digital camera as a mass storage device is terminated when it is detected that the pull-up of the D + line is turned off (step S210).

ステップS203でYESと判定された場合は、ステップS204とS205でOSは専用充電ドライバをロードした後起動して、充電ドライバに制御を移す。   If YES is determined in step S203, the OS starts after loading the dedicated charge driver in steps S204 and S205, and the control is transferred to the charge driver.

OSは、充電ドライバに制御を渡すと、携帯装置との通信を停止するサスペンド状態に遷移するのを防ぐためにSOF(Start of Frame)パケットを送信し続ける(ステップ206)。ステップS207で、USBポートのD+ラインのプルアップがOFFになったのを検出すると、OSは、ステップS208で充電ドライバをアンロードして処理を終了する。   When the OS passes control to the charging driver, the OS continues to transmit a SOF (Start of Frame) packet to prevent transition to a suspended state in which communication with the portable device is stopped (step 206). In step S207, when it is detected that the pull-up of the D + line of the USB port is OFF, the OS unloads the charge driver in step S208 and ends the process.

図5は、ステップS204でロードした充電ドライバの処理フローを説明する。   FIG. 5 illustrates a processing flow of the charge driver loaded in step S204.

ステップS300でデジタルカメラからディスクリプタを取得する。続いてステップS301で、デジタルカメラが500mAの電流の供給を受けることができるようにSet_Configurationリクエストを送信する。   In step S300, a descriptor is acquired from the digital camera. In step S301, a Set_Configuration request is transmitted so that the digital camera can be supplied with a current of 500 mA.

その後、待機してOSからのアンロード指示を待つ。OSからアンロードが指示されると、充電ドライバが使用したリソース(メモリ類)を解放して処理を終了する。   After that, it waits for an unload instruction from the OS. When unloading is instructed from the OS, the resources (memory) used by the charge driver are released and the process is terminated.

以上説明したように、本実施の形態におけるデジタルカメラでは、ステップS106で充電コントローラ104の引き込み電流を500mAに切り替えたえた後、ステップS107でシステムコントローラをスタンバイ状態できるので充電以外に消費する電力を軽減して、充電時間を短縮することができる。   As described above, in the digital camera according to the present embodiment, after the current drawn by the charge controller 104 is switched to 500 mA in step S106, the system controller can be put into a standby state in step S107. Thus, the charging time can be shortened.

本実施の形態では、ホスト装置としてパーソナルコンピュータ(PC)、携帯装置としてデジタルカメラの場合について本発明を説明したが、携帯装置としてはビデオカメラやICレコーダ、ミュージックプレーヤーなどの蓄電池で駆動する装置であれば良い。またホスト装置としては、AC電源や大容量の電池から電力が供給されるUSBホスト機能を有する装置であれば良い。   In this embodiment mode, the present invention has been described in the case of a personal computer (PC) as a host device and a digital camera as a portable device, but the portable device is a device driven by a storage battery such as a video camera, an IC recorder, or a music player. I just need it. The host device may be any device having a USB host function to which power is supplied from an AC power source or a large capacity battery.

1 … デジタルカメラ
100 … システムコントロールブロック
101 … カメラブロック
102 … システムコントローラ
103 … USBコントローラ
104 … 充電コントローラ
105 … 二次電池
106 … USBポート
107 … スイッチ
108 … プルアップ抵抗
109 … スイッチ
110 … 撮影回路
111 … 画像処理回路
112 … 表示回路
113 … メモリコントローラ
114 … システムバス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Digital camera 100 ... System control block 101 ... Camera block 102 ... System controller 103 ... USB controller 104 ... Charge controller 105 ... Secondary battery 106 ... USB port 107 ... Switch 108 ... Pull-up resistor 109 ... Switch 110 ... Imaging circuit 111 Image processing circuit 112 Display circuit 113 Memory controller 114 System bus

Claims (4)

ホスト装置とUSB接続され場合に、USBインターフェースを介して前記ホスト装置から供給される電流により、内蔵の蓄電池を充電可能な携帯装置であって、
前記USBインターフェースを介して前記ホスト装置と通信する通信部と、
前記蓄電池の電力残量を計測すると共に前記USBインターフェースを介して供給された電流で前記蓄電池を充電する充電部と、
当該携帯装置の各部分を制御する制御部と、
前記USBインターフェースを介して前記ホスト機器と接続されたことを検出する接続検出部と、
前記通信部と充電部と制御部と接続検出部とを除く当該携帯装置の主要回路部分と、を具備し、
前記制御部は、前記USBインターフェースを介して前記ホスト装置と接続された時には、前記ホスト装置から供給される第1の電流量の電力で前記主要部分を除く前記通信部と前記残量検出部と前記充電部と前記制御部とを動作させ、
前記充電部が計測した前記蓄電池の電力残量が当該携帯装置を起動させることが可能な所定閾値以下の場合、当該携帯装置を充電専用デバイスとして前記ホスト装置が認識するようにUSB規格で定義されたパラメータを設定し、当該携帯装置を前記充電専用デバイスとして認識した前記ホスト装置から前記第1の電流量より多い第2の電流量の電力の供給を受け、
前記主要回路部分への電流の供給を停止したまま、前記充電部に前記第2の電流量で蓄電池を充電させると共に、前記制御部を消費電力の少ないスタンバイ状態にすることを特徴とする携帯装置。
A portable device capable of charging a built-in storage battery with a current supplied from the host device via a USB interface when connected to the host device via USB,
A communication unit that communicates with the host device via the USB interface;
A charging unit that measures the remaining power of the storage battery and charges the storage battery with a current supplied via the USB interface;
A control unit for controlling each part of the portable device;
A connection detection unit for detecting connection with the host device via the USB interface;
The main circuit portion of the portable device excluding the communication unit, the charging unit, the control unit, and the connection detection unit,
When the control unit is connected to the host device via the USB interface, the communication unit excluding the main part with the power of the first current amount supplied from the host device, the remaining amount detection unit, Operate the charging unit and the control unit,
It is defined in the USB standard so that the host device recognizes the portable device as a charge-only device when the remaining power of the storage battery measured by the charging unit is equal to or less than a predetermined threshold that can activate the portable device. And receiving a power supply of a second current amount larger than the first current amount from the host device that has recognized the portable device as the charge-only device,
While the supply of current to the main circuit portion is stopped, the charging unit is charged with the storage battery with the second current amount, and the control unit is placed in a standby state with low power consumption. .
前記携帯装置はデジタルカメラであり、前記主要回路部分は、被写体を撮影して電気信号に変換する撮像部、前記撮像部が出力する電気信号を処理して画像データを生成する画像処理部、前記画像処理部が再生した画像データを画像ファイルとして記録媒体に記憶するメモリと、前記画像データを表示する表示部とを少なくとも含むことを特徴とする請求項2に記載の携帯装置。   The portable device is a digital camera, and the main circuit part is an imaging unit that captures a subject and converts it into an electrical signal, an image processing unit that processes the electrical signal output from the imaging unit and generates image data, The portable device according to claim 2, further comprising: a memory that stores image data reproduced by the image processing unit as an image file in a recording medium; and a display unit that displays the image data. ホスト装置と蓄電池で動作する携帯装置とがUSB接続されたシステムであって、
前記携帯装置は、
USBインターフェースを介して前記ホスト装置と通信する第1の通信部と、
前記蓄電池の電力残量を計測すると共に前記USBインターフェースを介して供給された電流で前記蓄電池を充電する充電部と、
当該携帯装置の各部分を制御する制御部と、
前記USBインターフェースを介して前記ホスト機器と接続されたことを検出する接続検出部と、
前記第1の通信部と充電部と制御部と接続検出部とを除く当該携帯装置の主要回路部分と、を具備し、
前記ホスト装置は、
USBインターフェースを介して前記携帯装置と通信する第2の通信部と、
前記USBインターフェース介して前記携帯装置に電力を供給する電力供給部と、
前記電力提供部が提供する電力を第1の電流量から当該第1の電流量より多い第2の電流量に切り換える電流切替え部とを具備し、
前記携帯装置の制御部は、前記USBインターフェースを介して前記ホスト装置と接続された時には、前記ホスト装置から供給される前記第1の電流量の電力で前記主要回路部分を除く前記第1の通信部と充電部と制御部と接続検出部を動作させ、
前記充電部が計測した前記蓄電池の電力残量が前記携帯装置を起動させることが可能な所定閾値以下の場合、USB規格で定義された所定のパラメータを充電専用デバイスとして設定し、
前記ホスト装置の電流切替え部は、前記第2の通信部が前記携帯装置から取得した前記所定のパラメータが前記充電デバイスを表わす場合、前記携帯装置に供給する電流を前記第1の電流量から前記第2の電流量に切り替え、
前記携帯装置の制御部は、前記主要回路部分への電流の供給を停止したまま、前記充電部に前記ホスト装置から供給された前記第2の電流量で蓄電池を充電させると共に、前記制御部を消費電力の少ないスタンバイ状態にすることを特徴とする充電システム。
A system in which a host device and a portable device operating with a storage battery are connected via USB,
The portable device is:
A first communication unit that communicates with the host device via a USB interface;
A charging unit that measures the remaining power of the storage battery and charges the storage battery with a current supplied via the USB interface;
A control unit for controlling each part of the portable device;
A connection detection unit for detecting connection with the host device via the USB interface;
The main circuit portion of the portable device excluding the first communication unit, the charging unit, the control unit, and the connection detection unit,
The host device is
A second communication unit that communicates with the portable device via a USB interface;
A power supply unit for supplying power to the portable device via the USB interface;
A current switching unit that switches the power provided by the power providing unit from a first current amount to a second current amount greater than the first current amount;
When the control unit of the portable device is connected to the host device via the USB interface, the first communication excluding the main circuit portion with the power of the first current amount supplied from the host device. Operation unit, charging unit, control unit and connection detection unit,
When the remaining power of the storage battery measured by the charging unit is less than or equal to a predetermined threshold that can activate the portable device, a predetermined parameter defined in the USB standard is set as a dedicated charging device,
The current switching unit of the host device, when the predetermined parameter acquired from the portable device by the second communication unit represents the charging device, the current supplied to the portable device from the first current amount Switch to the second amount of current,
The control unit of the portable device causes the charging unit to charge the storage battery with the second amount of current supplied from the host device while stopping the supply of current to the main circuit portion, and the control unit A charging system characterized by a standby state with low power consumption.
前記携帯装置はデジタルカメラであり、前記主要回路部分は、被写体を撮影して電気信号に変換する撮像部、前記撮像部が出力する電気信号を処理して画像データを生成する画像処理部、前記画像処理部が再生した画像データを画像ファイルとして記録媒体に記憶するメモリと、前記画像データを表示する表示部とを少なくとも含むことを特徴とする請求項2に記載の携帯装置。   The portable device is a digital camera, and the main circuit part is an imaging unit that captures a subject and converts it into an electrical signal, an image processing unit that processes the electrical signal output from the imaging unit and generates image data, The portable device according to claim 2, further comprising: a memory that stores image data reproduced by the image processing unit as an image file in a recording medium; and a display unit that displays the image data.
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