JP5162187B2 - 携帯端末および起動方法 - Google Patents

Description

この発明は、携帯機器および起動方法に関し、特に二次電池を電力源とする携帯機器およびその携帯機器の起動方法に関する。

携帯電話機で代表される携帯機器は、電力源にリチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池が用いられる。このため、外部から電力の供給を受けて、二次電池を充電する必要がある。近年、携帯機器はＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）コネクタを備えたものが普及しており、ＵＳＢケーブルで接続された外部の機器から電力の供給を受けることが可能である。ＵＳＢケーブルで接続された外部の機器から電力を受ける場合、規格により最初は１００ｍＡの電流の電力しか供給を受けることができない。外部の機器から供給される電力の電流値を増加させるためには、外部の機器が充電器であることを確認するか、または、外部の機器と通信してネゴシエーションした後でなければ、外部の機器から供給される電力の電流値を増加させることができない。ＵＳＢケーブルで接続された外部の機器から受ける電力で、二次電池を充電する技術または携帯機器を駆動する技術は、例えば、特許文献１〜３に記載されている。

しかしながら、従来の技術は、二次電池が携帯機器を駆動させるのに十分な電力を蓄積している場合の技術に関する。二次電池が携帯機器を駆動させるのに必要最低限の電圧を出力することができない過放電状態の場合、端末装置の中央演算装置（ＣＰＵ）が駆動することができず、外部の機器が充電器であることの確認、または、外部の機器との通信のいずれもすることができない。このため次の問題がある。

外部の機器から供給される１００ｍＡの電流の電力が供給されれば、二次電池の電圧が上昇し、ＣＰＵを駆動させることができる。しかし、ＣＰＵは、起動した後、外部の機器が充電器であることを確認する前、または、外部の機器と通信する前に、ブートプログラムを実行しなければならず、その間のＣＰＵの消費電力が外部の機器から供給される１００ｍＡの電流の電力よりも大きいので、外部の機器が充電器であることを確認する前、または、外部の機器と通信する前にＣＰＵがリセットされてしまう。このため、いつまでたってもＣＰＵを起動することができないといった問題がある。
特開２００３−２８７７１号公報 特開２００３−２１９５６１号公報 特開２００５−３３９１８４号公報

この発明は上述した問題点を解決するためになされたもので、この発明の目的の一つは、二次電池が過放電状態であっても起動することが可能な携帯機器を提供することである。

この発明の他の目的は、二次電池が過放電状態であっても早期に使用可能な状態にすることが可能な携帯機器を提供することである。

この発明のさらに他の目的は、二次電池が過放電状態であっても起動することが可能な起動方法を提供することである。

この発明のさらに他の目的は、二次電池が過放電状態であっても早期に使用可能な状態にすることが可能な起動方法を提供することである。

上述した目的を達成するためにこの発明のある局面によれば、携帯機器は、外部機器を接続可能な入力端子と、入力端子に接続された外部機器から電流の供給を受ける二次電池と、入力端子から二次電池に流れる電流を制御する電流制御手段と、入力端子に接続された外部機器が特定の外部機器であるか否かを検出する検出手段と、二次電池から動作電圧以上の電圧が供給された場合に動作する制御手段と、二次電池の出力電圧が動作電圧以上である場合に制御手段を起動させる起動手段と、を備え、電流制御手段は、入力端子に電圧が印加されることに応じて、入力端子から二次電池に第１電流を流し、検出手段により入力端子に接続された外部機器が特定の外部機器と検出されたことを条件に、入力端子から二次電池に第１電流より大きな第２電流を流し、起動手段は、二次電池の出力電圧が動作電圧より高い起動電圧より低く、かつ、検出手段により特定の外部機器が接続されたことが検出されない場合は、二次電池の出力電圧が起動電圧以上になることをさらに条件として、制御手段を起動させる。

この局面に従えば、入力端子に電圧が印加されることに応じて、入力端子から二次電池に第１電流が流され、入力端子に接続された外部機器が特定の外部機器と検出されたことを条件に、入力端子から二次電池に第１電流より大きな第２電流が流される。このため、特定の外部機器が接続されたならば、二次電池に第１電流より大きな第２電流が流れるので、制御手段が動作しても二次電池の出力電圧が動作電圧より低くなることがない。その結果、二次電池が過放電状態であっても起動することが可能な携帯機器を提供することができる。また、二次電池の出力電圧が動作電圧になると直ちに制御手段が起動されるので、二次電池が過放電状態であっても早期に使用可能な状態にすることが可能な携帯機器を提供することができる。

この発明の他の局面によれば、携帯機器は、外部機器を接続可能な入力端子と、入力端子に接続された外部機器から電流の供給を受ける二次電池と、入力端子から二次電池に流れる電流を制御する電流制御手段と、入力端子に接続された外部機器が特定の外部機器であるか否かを検出する検出手段と、二次電池から動作電圧以上の電圧が供給された場合に動作する制御手段と、二次電池の出力電圧が動作電圧以上である場合に制御手段を起動させる起動手段と、を備え、電流制御手段は、入力端子に接続された外部機器から電流が供給されたことに応じて、入力端子から二次電池に第１電流を流し、検出手段により入力端子に接続された外部機器が特定の外部機器と検出されたことを条件に、入力端子から二次電池に第１電流より大きな第２電流を流し、起動手段は、二次電池の出力電圧が動作電圧より高い起動電圧より低く、かつ、検出手段により特定の外部機器が接続されたことが検出されない場合は、二次電池の出力電圧が起動電圧以上になることをさらに条件として、制御手段を起動させる。

この局面に従えば、入力端子に接続された外部機器から電流が供給されたことに応じて、入力端子から二次電池に第１電流が流され、入力端子に接続された外部機器が特定の外部機器と検出されたことを条件に、入力端子から二次電池に第１電流より大きな第２電流が流される。このため、特定の外部機器が接続されたならば、二次電池に第１電流より大きな第２電流が流れるので、制御手段が動作しても二次電池の出力電圧が動作電圧より低くなることがない。その結果、二次電池が過放電状態であっても起動することが可能な携帯機器を提供することができる。また、二次電池の出力電圧が動作電圧になると直ちに制御手段が起動されるので、二次電池が過放電状態であっても早期に使用可能な状態にすることが可能な携帯機器を提供することができる。

好ましくは、検出手段は、起動手段により制御手段が起動される前に、入力端子に特定の外部機器が接続されたか否かを検出する。

この局面に従えば、制御手段により電力が消費される前に、二次電池に流れる電流値が大きくなるので、二次電池の出力電圧が低下するのを回避することができる。

好ましくは、起動電圧は、制御手段が起動してからブートプログラムの実行を終了した後に、二次電池の電圧が動作電圧以上となる電圧である。

好ましくは、ブートプログラムを記憶する記憶手段をさらに備え、制御手段は、起動手段により起動されるとブートプログラムを実行し、起動電圧は、制御手段が起動してからブートプログラムの実行を終了するまでに制御手段により消費される電力と、動作電圧とから定まる。

この局面に従えば、起動電圧を、制御手段が起動してからブートプログラムの実行を終了するまでに制御手段により消費された後の二次電池の出力電圧が動作電圧となるように定めるので、制御手段にブートプログラムを確実に実行させることができる。

この発明のさらに他の局面によれば、携帯機器は、外部機器を接続可能な入力端子と、入力端子に接続された外部機器から電流の供給を受ける二次電池と、ブートプログラムを記憶する記憶手段と、動作電圧以上の電圧が供給された場合に動作し、起動後にブートプログラムを実行する制御手段と、二次電池の出力電圧が動作電圧より高い起動電圧以上である場合に制御手段を起動させる起動手段と、を備え、起動電圧は、入力端子に接続された外部機器が特定の外部機器であるか否かと、制御手段を起動させてから制御手段がブートプログラムの実行を終了するまでに制御手段により消費される電力と、動作電圧とから定まる。

この局面によれば、二次電池の出力電圧が動作電圧より高い起動電圧以上である場合に制御手段が起動されるが、起動電圧を、入力端子に接続された外部機器が特定の外部機器であるか否かと、制御手段が起動してからブートプログラムの実行を終了するまでに制御手段により消費された後の二次電池の出力電圧が動作電圧となるように定めるので、制御手段にブートプログラムを確実に実行させることができる。その結果、二次電池が過放電状態であっても起動することが可能な携帯機器を提供することができる。

好ましくは、制御手段は、起動後、電流制御手段を制御して、入力端子から二次電池に流れる電流を、第１電流から該第１電流より大きな第２電流に切換える切換手段を含む。

この局面に従えば、制御手段は、起動後に電流切換手段を制御して、入力端子から二次電池に流れる電流を、第１電流から第２電流に切換える。このため、制御手段が動作しても二次電池の出力電圧が動作電圧より低くなるのを回避することができる。

好ましくは、制御手段は、中央演算装置（ＣＰＵ）である。

この発明のさらに他の局面によれば、起動方法は、外部機器を接続可能な入力端子と、入力端子に接続された外部機器から電流の供給を受ける二次電池と、二次電池から動作電圧以上の電圧が供給された場合に動作する制御手段と、を備えた携帯機器で実行される電流切換方法であって、入力端子に接続された外部機器が特定の外部機器であるか否かを検出するステップと、入力端子に電圧が印加されることに応じて、入力端子から二次電池に第１電流を流すステップと、入力端子に接続された外部機器が特定の外部機器と検出されたことを条件に、入力端子から二次電池に第１電流より大きな第２電流を流すステップと、二次電池の出力電圧が動作電圧以上であることを条件に、制御手段を起動するステップと、を含み、起動するステップは、二次電池の出力電圧が動作電圧より高い起動電圧より低く、かつ、検出するステップにおいて特定の外部機器が接続されたことが検出されない場合は、二次電池の出力電圧が起動電圧以上になることをさらに条件として、制御手段を起動させるステップを含む。

この局面に従えば、特定の外部機器が接続されると、二次電池に第１電流より大きな第２電流が流れるので、制御手段が動作しても二次電池の出力電圧が動作電圧より低くなることがない。その結果、二次電池が過放電状態であっても携帯機器を起動することが可能な起動方法を提供することができる。また、二次電池の出力電圧が動作電圧になると直ちに制御手段が起動されるので、二次電池が過放電状態であっても携帯機器を早期に使用可能な状態にすることが可能な起動方法を提供することができる。

この発明のさらに他の局面によれば、起動方法は、外部機器を接続可能な入力端子と、入力端子に接続された外部機器から電流の供給を受ける二次電池と、ブートプログラムを記憶する記憶手段と、動作電圧以上の電圧が供給された場合に動作する制御手段と、を備えた携帯機器で実行される電流切換方法であって、二次電池の出力電圧が動作電圧より高い起動電圧以上であることを条件に、制御手段を起動するステップと、起動後の制御手段にブートプログラムを実行させるステップと、を含み、起動電圧は、入力端子に接続された外部機器が特定の外部機器であるか否かと、制御手段を起動させてから制御手段がブートプログラムの実行を終了するまでに制御手段により消費される電力と、動作電圧とから定まる。

この局面によれば、起動電圧を、入力端子に接続された外部機器が特定の外部機器であるか否かと、制御手段が起動してからブートプログラムの実行を終了するまでに制御手段により消費された後の二次電池の出力電圧が動作電圧となるように定めるので、制御手段にブートプログラムを確実に実行させることができる。その結果、二次電池が過放電状態であっても携帯機器を起動することが可能な起動方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下の説明では同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

以下、携帯機器の一例として携帯電話機を例に説明する。図１は、本発明の実施の形態の一つにおける携帯電話機の外観を示す斜視図である。図１を参照して、携帯電話機１は、操作側部３と、表示側部２とを含む。操作側部３の内側面には、テンキーおよび通話キー等の操作キー１４と、マイクロフォン１３とが配置され、側面にＵＳＢコネクタ５１が配置される。表示側部２の内側面には、液晶表示装置（ＬＣＤ）１６と、レシーバとしての第１スピーカ１１とが配置され、内側面に反対の外側面にはカメラ２４（図２参照）が配置される。また、表示側部２の側面には、第２スピーカ１２が配置される。なお、ここでは携帯電話機１がＬＣＤ１６を備える例を示すが、ＬＣＤ１６に代えて、有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイを用いてもよい。操作側部３と表示側部２とは、ヒンジ機構で回転可能に連結され、操作側部３と表示側部２とは開閉自在である。

図２は、本実施の形態における携帯電話機の機能の一例を示す機能ブロック図である。図２を参照して、携帯電話機１は、携帯電話機１の全体を制御するためのＣＰＵ２１と、アンテナ２２Ａと接続された無線回路２２と、音声データを処理するためのコーデック部２８と、それぞれがコーデック部２８に接続されたマイクロフォン１３、第１スピーカ１１および第２スピーカ１２と、カメラ２４と、ユーザの操作の入力を受付ける操作部２５と、振動部２６と、カードインターフェース（Ｉ／Ｆ）２７と、ＬＣＤ１６の表示を制御するための表示制御部３０と、ＣＰＵ２１で実行するプログラム等を記憶するための不揮発性メモリ３１と、ＣＰＵ２１の作業領域として使用される揮発性メモリ３２と、外部機器が接続される接続端子であるＵＳＢコネクタ５１と、ＵＳＢドライバ回路５３と、電源制御部３５と、二次電池７１と、を含む。

無線回路２２は、ＣＰＵ２１により制御され、無線基地局と通信する。具体的には、アンテナ２２Ａにより受信された無線信号が入力され、無線信号を復調した音声信号をコーデック部２８に出力する。また、無線回路２２は、コーデック部２８から音声信号が入力され、音声信号を変調した無線信号をアンテナ２２Ａに出力する。コーデック部２８は、無線回路２２から入力される音声信号を復号し、復号したデジタルの音声信号をアナログに変換し、増幅し、そして第１スピーカ１１または第２スピーカ１２に出力する。また、コーデック部２８は、マイクロフォン１３からアナログの音声信号が入力され、音声信号をデジタルに変換し、符号化し、そして符号化した音声信号を無線回路２２に出力する。

不揮発性メモリ３１は、ＮＡＮＤ型のフラッシュメモリであり、ＣＰＵ２１で実行するプログラム、および、プログラムを実行するための変数等を記憶する。具体的には、ブートプログラムと、アプリケーションプログラムとを記憶する。

揮発性メモリ３２は、Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）であり、ＣＰＵ２１の作業領域として用いられる。

ＣＰＵ２１は、後述する起動部６１よりリセット信号が入力されると、起動する。ＣＰＵ２１は、起動後、不揮発性メモリ３１に記憶されているブートプログラムを実行し、初期設定を実行した後に、アプリケーションプログラムを不揮発性メモリ３１から揮発性メモリ３２に転送する。アプリケーションプログラムを不揮発性メモリ３１から揮発性メモリ３２に転送するのは、揮発性メモリ３２の方が、不揮発性メモリ３１よりもアクセス速度が速いためである。ＣＰＵ２１が、起動後アプリケーションプログラムを不揮発性メモリ３１から揮発性メモリ３２への転送が完了するまでの時間を起動時間Ｔという。ＣＰＵ２１は、アプリケーションプログラムを揮発性メモリ３２への転送が完了すると、アプリケーションプログラムを実行可能となる。初期設定は、例えば、入出力ポートの設定等である。

表示制御部３０は、ＣＰＵ２１により制御され、ＣＰＵ２１から入力される指示に従ってＬＣＤ１６を制御して、ＬＣＤ１６に画像を表示させる。ＬＣＤ１６に表示させる画像は、動画像と静止画像とを含む。

カードＩ／Ｆ２７には、着脱可能なフラッシュメモリ２７Ａが装着される。ＣＰＵ２１は、カードＩ／Ｆ２７を介して、フラッシュメモリ２７Ａにアクセスが可能である。なお、ここではＣＰＵ２１で実行するためのプログラムを不揮発性メモリ３１に記憶しておく例を説明するが、プログラムをフラッシュメモリ２７Ａに記憶しておき、フラッシュメモリ２７Ａからプログラムを読み出して、ＣＰＵ２１で実行するようにしてもよい。プログラムを記憶する記録媒体としては、フラッシュメモリ２７Ａに限らず、フレキシブルディスク、カセットテープ、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ
−ＲＯＭ）／ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｃ）／ＭＤ（Ｍｉｎｉ Ｄｉｓｃ）／ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ））、ＩＣカード、光カード、マスクＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ））などの半導体メモリ等でもよい。

また、携帯電話機１をインターネットに無線回路２２を介して接続し、インターネットに接続されたコンピュータからプログラムをダウンロードして、ＣＰＵ２１で実行するようにしてもよい。ここでいうプログラムは、ＣＰＵ２１により直接実行可能なプログラムだけでなく、ソースプログラム、圧縮処理されたプログラム、暗号化されたプログラム等を含む。

カメラ２４は、レンズおよびＣＭＯＳ(Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ等の光電変換素子を備え、レンズで集光した光をＣＭＯＳセンサに結像し、ＣＭＯＳセンサは受光した光を光電変換して画像データをＣＰＵ２１に出力する。カメラ２４は、ＣＰＵ２１により制御され、ＣＰＵ２１からの指示により撮像を開始して、得られる静止画データまたは動画データをＣＰＵ２１に出力する。カメラ２４は、光電変換した画像データの画質を向上させるための画像処理を実行する画像処理回路、画像データをアナログからデジタルに変換するＡ／Ｄ変換回路を備えている。ＣＰＵ２１は、カメラ２４が出力する静止画データまたは動画データを表示制御部３０に出力し、ＬＣＤ１６に表示させる、または、圧縮符号化方式で静止画データまたは動画データを符号化して、ＥＥＰＲＯＭ３４またはカードＩ／Ｆ２７に装着されたフラッシュメモリ２７Ａに記憶する。

操作部２５は、操作キー１４と、ランプ２５Ａとを含む。操作キー１４は、ユーザによる操作の入力を受け付け、受け付けた操作をＣＰＵ２１に出力する。ランプ２５Ａは、ＣＰＵ２１により制御されて発光する。

ＵＳＢコネクタ５１には、充電器２００またはＵＳＢ機器２１０が接続される。ＵＳＢ機器２１０は、ＵＳＢコネクタを備え、携帯電話機１とＵＳＢケーブルで接続可能な電子機器である。また、ここでのＵＳＢ機器２１０は、ＵＳＢケーブルを介して携帯電話機１に電力を供給可能な機器である。

ＵＳＢドライバ回路５３は、ＣＰＵ２１により制御され、ＵＳＢコネクタ５１を介して接続されたＵＳＢ機器２１０と通信する。

二次電池７１は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池またはニッカド電池等であり、携帯電話機１の全体に電力を供給する。

電源制御部３５は、ＣＰＵ２１を起動するための起動部６１と、二次電池７１への充電電流を制御するための電流制御部６５と、ＵＳＢコネクタ５１に接続された機器の種類を判別する機器判別部６７と、二次電池７１の出力電圧を検出するための電圧検出部６３と、を含む。

電圧検出部６３は、二次電池７１の出力電圧を計測し、二次電池７１の出力電圧を、機器判別部６７および起動部６１に出力する。機器判別部６７は、ＵＳＢコネクタ５１にＵＳＢケーブルを介して接続された機器の種類を判別する。ここで、ＵＳＢコネクタ５１について説明する。

図３は、ＵＳＢコネクタ５１の一例を示す図である。ＵＳＢコネクタ５１は、ＶＢＵＳ、Ｄ−、Ｄ＋、ＮＣおよびＧＮＤの５つの端子を含む。充電器２００において、Ｄ−端子とＤ＋端子とが短絡され、ＶＢＵＳ端子は例えば５Ｖの電圧が印加され、ＮＣ端子は２００ｋΩの抵抗を介して接地される。一方、ＵＳＢ機器２１０は、ＶＢＵＳ端子に所定の電圧が印加され、Ｄ＋端子とＤ−端子とは１５ｋΩの抵抗を介して接地され、ＮＣ端子はＯＰＥＮ（開放端子）となる。ＵＳＢ機器２１０と携帯電話機１とがＵＳＢケーブルで接続される場合、Ｄ＋端子とＤ−端子とを用いて通信信号が送受信される。

図２に戻って、機器判別部６７は、ＵＳＢコネクタ５１のＶＢＵＳ端子の５Ｖ以上の電圧が印加されたことを検出すると、ＵＳＢコネクタ５１に充電器２００またはＵＳＢ機器２１０のいずれかが接続されたことを検出する。電圧検出部６３より入力される二次電池７１の出力電圧が所定の電圧（検出電圧Ｖ３）になると、ＵＳＢコネクタ５１に充電器２００またはＵＳＢ機器２１０のいずれかが接続されたか否かを検出する。機器判別部６７は、電圧検出部６３より入力される二次電池７１の出力電圧が所定の電圧（検出電圧Ｖ３）より低ければ、二次電池７１の出力電圧が所定の電圧（検出電圧Ｖ３）になるまで待機する。検出電圧Ｖ３は、電圧検出部６３が動作することのできる最低の電圧である。

そして、機器判別部６７は、ＵＳＢコネクタ５１のＤ＋端子に予め決められた電圧を印加したときに、Ｄ−端子がＤ＋端子と同じ電圧かＧＮＤ電圧かを判断する。Ｄ−端子がＤ＋端子と同じ電圧ならば充電器２００が接続されたと判断し、Ｄ−端子がＧＮＤ電圧ならばＵＳＢ機器２１０が接続されたと判断する。機器判別部６７は、ＵＳＢコネクタ５１に充電器２００が接続されたと判断すると、電流制御部６５に切換信号を出力する。また、機器判別部６７は、ＵＳＢコネクタ５１に充電器２００またはＵＳＢ機器２１０のいずれが接続されたかを示す判別信号を電流制御部６５に出力する。

なお、ＮＣ端子を用いて、ＵＳＢコネクタ５１に充電器２００とＵＳＢ機器２１０のいずれが接続されたかを判断するようにしてもよい。充電器２００のＮＣ端子は２００ｋΩの抵抗を介して接地されており、ＵＳＢ機器２１０のＮＣ端子はＯＰＥＮ（開放端子）とする。したがって、ＮＣ端子に電圧を印加したときにＧＮＤ電圧となる場合は、充電器２００が接続されたことを検出し、ＮＣ端子に印加した電圧が検出される場合は、ＵＳＢ機器が接続されたことを検出する。

なお、機器判別部６７は、電圧検出部６３より入力される二次電池７１の出力電圧が所定の電圧（検出電圧Ｖ３）になると、ＵＳＢコネクタ５１に充電器２００またはＵＳＢ機器２１０が接続されたことを検出するようにしたが、機器判別部６７が駆動するために二次電池７１から電力の供給を受けることなく、ＵＳＢコネクタ５１に充電器２００またはＵＳＢ機器２１０から供給される電力で駆動可能な場合は、ＵＳＢコネクタ５１のＶＢＵＳ端子に５Ｖ以上の電圧が印加されたことを検出した時点で、ＵＳＢコネクタ５１に充電器２００またはＵＳＢ機器２１０が接続されたことを検出するようにしてもよい。この場合、ＵＳＢコネクタ５１に、充電器２００またはＵＳＢ機器２１０が接続された後、直ちに機器を判別することができる。

電流制御部６５は、ＵＳＢコネクタ５１を介して接続された充電器２００またはＵＳＢ機器２１０から供給される電力の電流を制御する。電流制御部６５は、ＣＰＵ２１により制御されるが、ＣＰＵ２１が動作していない状態でも駆動する。電流制御部６５は、ＵＳＢコネクタ５１を介して接続された充電器２００またはＵＳＢ機器２１０から電力が供給されると、換言すれば、ＶＢＵＳ端子が＋５Ｖ以上になると、１００ｍＡの電流を二次電池に出力する。また、電流制御部６５は、ＣＰＵ２１または機器判別部６７から切換信号が入力されると、１００ｍＡより大きな電流、例えば、５００ｍＡ以上の電流を二次電池７１に出力する。

起動部６１は、しきい値変更部６２を含む。しきい値変更部６２は、機器判別部６７から入力される判別信号が、充電器２００が接続されたことを示すならば、ＣＰＵ２１を動作させるために最低限必要な電圧（動作電圧Ｖ１）をしきい値に設定する。しきい値変更部６２は、機器判別部６７から入力される判別信号が、ＵＳＢ機器２１０が接続されたことを示すならば、ＣＰＵ２１を起動させるために予め定められた電圧（起動電圧Ｖ２）をしきい値に設定する。起動電圧Ｖ２は、ＣＰＵ２１がブートプログラムを実行し、不揮発性メモリ３１に記憶されているアプリケーションプログラムを揮発性メモリ３２に転送する処理を実行するために消費する電力と、動作電圧Ｖ１とにより定まる。具体的には、起動電圧Ｖ２は、ＣＰＵ２１がブートプログラムを実行し、不揮発性メモリ３１に記憶されているアプリケーションプログラムを揮発性メモリ３２に転送する処理を実行した後であっても、二次電池７１の出力電圧が動作電圧Ｖ１以上となる値である。

起動部６１は、電圧検出部６３から入力される電圧値（二次電池７１の出力電圧の値）が、しきい値変更部６２により設定されたしきい値以上であることを条件に、ＣＰＵ２１を起動する。電圧検出部６３から入力される電圧値がしきい値未満ならば、電圧検出部６３からしきい値以上の電圧値が入力されるまで待機する。起動部６１は、ＣＰＵ２１を起動するために、ＣＰＵ２１にリセット信号を出力する。

すなわち、起動部６１は、ＵＳＢコネクタ５１に充電器２００が接続された場合は、電圧検出部６３から入力される電圧値（二次電池の出力電圧の値）が、動作電圧Ｖ１以上ならばＣＰＵ２１を起動する。また、起動部６１は、ＵＳＢコネクタ５１にＵＳＢ機器２１０が接続された場合は、電圧検出部６３から入力される電圧値（二次電池の出力電圧の値）が、起動電圧Ｖ２以上ならばＣＰＵ２１を起動する。

ＣＰＵ２１は、リセット信号が入力されると、ブートプログラムを実行し、その後、揮発性メモリ３２に記憶されたアプリケーションプログラムを実行することが可能となる。アプリケーションプログラムは、ＵＳＢドライバ回路を制御し、ＵＳＢコネクタ５１に接続されたＵＳＢ機器２１０と通信するプログラムおよび電源制御部５５を制御するプログラムを含む。ＣＰＵ２１は、ＵＳＢコネクタ５１にＵＳＢ機器が接続されている場合、ＵＳＢ機器２１０と通信し、ネゴシエーションした後に、電流制御部６５に切換信号を出力する。

図４は、ＣＰＵで実行される起動処理の流れの一例を示すフローチャートである。起動処理は、起動部６１よりリセット信号が入力されることに応じて、ＣＰＵ２１によって実行される処理である。図４を参照して、ＣＰＵ２１は、リセット信号が入力されると、不揮発性メモリ３１に記憶されているブートプログラムを実行する（ステップＳ０１）。ブートプログラムは、入出力ポートを設定する処理の他、不揮発性メモリ３１に記憶されているアプリケーションプログラムを揮発性メモリ３２に転送する処理を含む。

そして、接続機器を検出する（ステップＳ０２）。電源制御部５５と通信し、電源制御部５５の機器判別部６７に接続機器を検出させる。そして、接続機器が充電器２００か否かを判断する（ステップＳ０３）。ＵＳＢコネクタ５１に充電器２００が接続されているならば処理を修了するが、そうでなくＵＳＢコネクタ５１にＵＳＢ機器２１０が接続されているならば処理をステップＳ０４に進める。

ステップＳ０４においては、ＵＳＢドライバ回路５３を制御して、ＵＳＢ機器２１０と通信し、ＵＳＢ機器２１０に５００ｍＡの電流の電力を出力するようネゴシエーションする。そして、電流値を切り換える（ステップＳ０５）。具体的には、電源制御部５５と通信し、電流制御部６５に切換信号を出力する。これにより、二次電池７１に５００ｍＡの電流の電力が供給される。

図５は、二次電池の出力電圧の推移の一例を示す第１の図である。図５は、ＵＳＢコネクタ５１に充電器２００が接続された場合における二次電池７１の出力電圧の推移を示す。ＵＳＢコネクタ５１に充電器２００が接続された直後の時刻ｔ０において二次電池７１の出力電圧は、過放電状態の電圧である。ＵＳＢコネクタ５１に充電器２００が接続されると充電器２００から１００ｍＡの電流の電力が二次電池７１に供給されるので、出力電圧が徐々に増加する。

出力電圧が検出電圧Ｖ３になるとき（時刻ｔ１）において、機器判別部６７により充電器２００が接続されたことが検出され、電流制御部６５において５００ｍＡの電流の電力が二次電池７１に供給される。このため、二次電池７１の出力電圧が急激に増加する。

そして、出力電圧が動作電圧Ｖ１になるとき（時刻ｔ２）において、起動部６１によりＣＰＵ２１が起動される。充電器２００から供給される電力の一部がＣＰＵ２１により電力が消費されるので、二次電池７１の出力電力の増加傾向は減少する。しかしながら、５００ｍＡの電流の電力は、ＣＰＵ２１が動作する場合に消費される電力よりも大きいので、ＣＰＵ１１１が消費する電力を除いた残りの電力が二次電池７１に供給され、二次電池７１の出力電圧が増加する。ＣＰＵ２１において、ブートプログラムを実行する起動時間Ｔ１が経過するときを時刻ｔ３とする。

図６は、二次電池の出力電圧の推移の一例を示す第２の図である。図６は、ＵＳＢコネクタ５１にＵＳＢ機器２１０が接続された場合においける二次電池７１の出力電圧の推移を示す。ＵＳＢコネクタ５１にＵＳＢ機器２１０が接続された直後の時刻ｔ０において二次電池７１の出力電圧は、過放電状態の電圧である。充電器２００から１００ｍＡの電流の電力が二次電池７１に供給されるので、出力電圧が徐々に増加する。

出力電圧が検出電圧Ｖ３になるとき（時刻ｔ１）において、機器判別部６７によりＵＳＢ２００が接続されたことが検出されるが、電流制御部６５において１００ｍＡの電流の電力の二次電池７１への供給が継続される。

そして、出力電圧が動作電圧Ｖ１より高い起動電圧Ｖ２になるとき（時刻ｔ４）において、起動部６１によりＣＰＵ２１が起動される。ＵＳＢ機器２１０から供給される１００ｍＡの電流の電力は、ＣＰＵ２１が動作する場合に消費される電力よりも小さいので、二次電池７１が放電し、出力電圧が減少する。ただし、ＣＰＵ２１がブートプログラムを実行した後（時刻ｔ５）に、二次電池７１の出力電圧は、動作電圧Ｖ１よりも高い。起動電圧Ｖ２を、ＣＰＵ２１がブートプログラムを実行し、不揮発性メモリ３１に記憶されているアプリケーションプログラムを揮発性メモリ３２に転送する処理を実行した後であっても、二次電池７１の出力電圧が動作電圧Ｖ１以上となる値としているからである。このため、ＣＰＵ２１は、ブートプログラムを実行している間（起動時間Ｔ１）に、シャットダウンすることなくブートプログラムを実行することができる。

ブートプログラムを実行した後（時刻ｔ５の後）、ＣＰＵ２１は、アプリケーションプログラムを実行し、ＵＳＢ機器２１０と通信し、ネゴシエーションした後に、電流制御部６５に切換信号を出力する。これにより、電流制御部６５において５００ｍＡの電流の電力が二次電池７１に供給される。ＵＳＢ機器２１０から供給される電力の一部がＣＰＵ２１により電力が消費されるが、５００ｍＡの電流の電力は、ＣＰＵ２１が動作する場合に消費される電力よりも大きいので、二次電池７１の出力電力は増加する。ＣＰＵ２１において、ブートプログラムを実行する起動時間Ｔ１が経過するときは、時刻ｔ５である。

充電器２００が接続される場合に、ＣＰＵ２１がアプリケーションプログラムを実行可能となる時刻ｔ３（図５参照）は、ＵＳＢコネクタ５１にＵＳＢ機器２１０が接続される場合に、ＣＰＵ２１がアプリケーションプログラムを実行可能となる時刻ｔ５（図６参照）よりも早い。このため、充電器２００を接続した方が、ＵＳＢ機器２１０を接続するよりも早く、携帯電話機１を使用可能な状態にすることができる。

以上説明したように本実施の形態における携帯電話機１は、ＵＳＢコネクタ５１に電圧が印加されることに応じて、ＵＳＢコネクタ５１に充電器２００が接続されたか否かを検出し、ＵＳＢコネクタ５１から二次電池７１に第１電流を流し、ＵＳＢコネクタ５１に充電器２００が接続されたことを検出することを条件に、ＵＳＢコネクタ５１から二次電池７１に第２電流を流す。このため、ＵＳＢコネクタ５１に充電器２００が接続された場合、二次電池７１に第１電流より大きな第２電流が流れるので、ＣＰＵ２１が動作しても二次電池７１の出力電圧が動作電圧より低くなることがない。したがって、二次電池７１が過放電状態であっても携帯電話機１を起動することができる。また、二次電池７１の出力電圧が動作電圧になると直ちにＣＰＵ２１が起動されるので、二次電池７１が過放電状態であっても携帯電話機１を早期に使用可能な状態にすることができる。

また、ＣＰＵ２１が起動して電力が消費される前に、二次電池７１に流れる電流値を大きくするので、二次電池７１の出力電圧が低下するのを回避することができる。

さらに、二次電池７１の出力電圧が起動電圧より低く、かつ、ＵＳＢコネクタ５１に充電器２００が接続されたことを検出しない場合は、二次電池７１の出力電圧が起動電圧以上になることをさらに条件として、ＣＰＵ２１を起動する。起動電圧を、ＣＰＵ２１が起動してからブートプログラムの実行を終了するまでにＣＰＵ２１により消費された後の二次電池７１の出力電圧が動作電圧となるように定めているので、ＣＰＵ２１にブートプログラムを確実に実行させることができる。

＜変形例＞
図７は、変形例における携帯電話機の機能の一例を示す機能ブロック図である。図７を参照して、図２に示した機能ブロック図と異なる点は、機器判別部６７が削除された点、および起動部６１Ａがしきい値変更部６２を有しない点である。変形例における携帯電話機１は、ＣＰＵ２１が動作可能になる前は、電流制御部６５がＵＳＢコネクタ５１のＶＢＵＳに＋５Ｖ以上の電圧が印加されたことを検出することで、ＵＳＢコネクタ５１に充電器２００またはＵＳＢ機器２１０のいずれかが接続されたことを検出できる。しかしながら、ＵＳＢコネクタ５１に充電器２００またはＵＳＢ機器２１０のいずれが接続されたかを検出することができない。

電流制御部６５は、ＵＳＢコネクタ５１のＶＢＵＳがハイになったことを検出すると、起動部６１Ａに接続信号を出力する。接続信号は、ＵＳＢコネクタ５１に充電器２００またはＵＳＢ機器２１０のいずれかが接続されたことを示す信号である。

起動部６１Ａは、接続信号が入力されると、電圧検出部６３から入力される電圧値（二次電池の出力電圧の値）が、起動電圧Ｖ２以上であることを条件に、ＣＰＵ２１を起動する。電圧検出部６３から入力される電圧値が起動電圧Ｖ２未満ならば、電圧検出部６３から起動電圧Ｖ２以上の電圧値が入力されるまで待機する。起動部６１Ａは、ＣＰＵ２１を起動するために、ＣＰＵ２１にリセット信号を出力する。

変形例における携帯電話機１は、ＵＳＢコネクタ５１に充電器２００またはＵＳＢ機器２１０のいずれが接続されたかを検出することができないので、いずれかが接続されると、二次電池７１の出力電圧が、起動電圧Ｖ２以上になるまで待機し、二次電池７１の出力電圧が、起動電圧Ｖ２以上になると、ＣＰＵ２１を起動する。

変形例におけるＣＰＵ２１により実行される起動処理は、図４に示したのと同じである。また、変形例における携帯電話機１における二次電池７１の出力電圧の推移は、図６に示したのと同じである。

このように変形例における携帯電話機１は、二次電池７１の出力電圧が動作電圧より高い起動電圧以上であることを条件に、ＣＰＵ２１を起動する。このため、起動電圧を、ＣＰＵ２１が起動してからブートプログラムの実行を終了するまでにＣＰＵ２１により消費された後の二次電池７１の出力電圧が動作電圧となるように定めているので、ＣＰＵ２１にブートプログラムを確実に実行させることができる。したがって、二次電池が過放電状態であっても携帯電話機１を起動することができる。

また、ＣＰＵ２１は、起動後に電流制御部６５を制御して、ＵＳＢコネクタ５１から二次電池７１に流れる電流を、第１電流から第２電流に切換えるので、ＣＰＵ２１が動作しても二次電池７１の出力電圧が動作電圧より低くなるのを回避することができる。

なお、本実施の形態においては、電流制御部６５は、ＶＢＵＳ端子が＋５Ｖ以上になると、１００ｍＡの電流を二次電池７１に出力するようにしたが、ＵＳＢコネクタ５１を介して接続された充電器２００またはＵＳＢ機器２１０から電流が供給されたことを検出すると、１００ｍＡの電流を二次電池に出力するようにしてもよい。

また、上述した実施の形態においては、携帯機器の一例として携帯電話機１を例に説明したが、二次電池７１で駆動する電子機器であれば、例えば、カーナビゲーションシステム、携帯テレビ、携帯ＤＶＤプレーヤ等に適用することができる。また、電源制御部５５およびＣＰＵ２１により実行される処理を実行するための起動方法として発明を捉えることができるのは言うまでもない。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

＜付記＞
（１） 前記起動電圧は、前記制御手段が起動してから前記ブートプログラムの実行を終了した後に、前記二次電池の電圧が前記動作電圧以上となる電圧である、請求項３または４に記載の携帯機器。

本発明の実施の形態の一つにおける携帯電話機の外観を示す斜視図である。 本実施の形態における携帯電話機の機能の一例を示す機能ブロック図である。 ＵＳＢコネクタの一例を示す図である。 ＣＰＵで実行される起動処理の流れの一例を示すフローチャートである。 二次電池の出力電圧の推移の一例を示す第１の図である。 二次電池の出力電圧の推移の一例を示す第２の図である。 変形例における携帯電話機の機能の一例を示す機能ブロック図である。

符号の説明

１ 携帯電話機、２ 表示側部、３ 操作側部、１１ 第１スピーカ、１２ 第２スピーカ、１３ マイクロフォン、１４ 操作キー、２１ ＣＰＵ、２２ 無線回路、２２Ａ アンテナ、２４ カメラ、２５ 操作部、２５Ａ ランプ、２６ 振動部、２７ カードＩ／Ｆ、２７Ａ フラッシュメモリ、２８ コーデック部、３０ 表示制御部、３１ 不揮発性メモリ、３２ 揮発性メモリ、３５ 電源制御部、５１ ＵＳＢコネクタ、５３ ＵＳＢドライバ回路、５５ 電源制御部、６１，６１Ａ 起動部、６２ しきい値変更部、６３ 電圧検出部、６５ 電流制御部、６７ 機器判別部、７１ 二次電池、２００ 充電器、２１０ ＵＳＢ機器。

Claims (10)

1. 外部機器を接続可能な入力端子と、
   前記入力端子に接続された外部機器から電流の供給を受ける二次電池と、
   前記入力端子から前記二次電池に流れる電流を制御する電流制御手段と、
   前記入力端子に接続された外部機器が特定の外部機器であるか否かを検出する検出手段と、
   前記二次電池から動作電圧以上の電圧が供給された場合に動作する制御手段と、
   前記二次電池の出力電圧が前記動作電圧以上である場合に前記制御手段を起動させる起動手段と、を備え、
   前記電流制御手段は、前記入力端子に電圧が印加されることに応じて、前記入力端子から前記二次電池に第１電流を流し、前記検出手段により前記入力端子に接続された外部機器が前記特定の外部機器と検出されたことを条件に、前記入力端子から前記二次電池に前記第１電流より大きな第２電流を流し、
   前記起動手段は、前記二次電池の出力電圧が前記動作電圧より高い起動電圧より低く、かつ、前記検出手段により前記特定の外部機器が接続されたことが検出されない場合は、前記二次電池の出力電圧が前記起動電圧以上になることをさらに条件として、前記制御手段を起動させる、携帯機器。
2. 外部機器を接続可能な入力端子と、
   前記入力端子に接続された外部機器から電流の供給を受ける二次電池と、
   前記入力端子から前記二次電池に流れる電流を制御する電流制御手段と、
   前記入力端子に接続された外部機器が特定の外部機器であるか否かを検出する検出手段と、
   前記二次電池から動作電圧以上の電圧が供給された場合に動作する制御手段と、
   前記二次電池の出力電圧が前記動作電圧以上である場合に前記制御手段を起動させる起動手段と、を備え、
   前記電流制御手段は、前記入力端子に接続された外部機器から電流が供給されたことに応じて、前記入力端子から前記二次電池に第１電流を流し、前記検出手段により前記入力端子に接続された外部機器が前記特定の外部機器と検出されたことを条件に、前記入力端子から前記二次電池に前記第１電流より大きな第２電流を流し、
   前記起動手段は、前記二次電池の出力電圧が前記動作電圧より高い起動電圧より低く、かつ、前記検出手段により前記特定の外部機器が接続されたことが検出されない場合は、前記二次電池の出力電圧が前記起動電圧以上になることをさらに条件として、前記制御手段を起動させる、携帯機器。
3. 前記検出手段は、前記起動手段により前記制御手段が起動される前に、前記入力端子に前記特定の外部機器が接続されたか否かを検出する、請求項１または２に記載の携帯機器。
4. 前記起動電圧は、前記制御手段が起動してから前記ブートプログラムの実行を終了した後に、前記二次電池の電圧が前記動作電圧以上となる電圧である、請求項１〜３のいずれかに記載の携帯機器。
5. ブートプログラムを記憶する記憶手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記起動手段により起動されると前記ブートプログラムを実行し、
   前記起動電圧は、前記制御手段が起動してから前記ブートプログラムの実行を終了するまでに前記制御手段により消費される電力と、前記動作電圧とから定まる、請求項１〜４のいずれかに記載の携帯機器。
6. 外部機器を接続可能な入力端子と、
   前記入力端子に接続された外部機器から電流の供給を受ける二次電池と、
   ブートプログラムを記憶する記憶手段と、
   動作電圧以上の電圧が供給された場合に動作し、起動後に前記ブートプログラムを実行する制御手段と、
   前記二次電池の出力電圧が前記動作電圧より高い起動電圧以上である場合に前記制御手段を起動させる起動手段と、を備え、
   前記起動電圧は、前記入力端子に接続された外部機器が特定の外部機器であるか否かと、前記制御手段を起動させてから前記制御手段が前記ブートプログラムの実行を終了するまでに前記制御手段により消費される電力と、前記動作電圧とから定まる、携帯機器。
7. 前記制御手段は、起動後、前記電流制御手段を制御して、前記入力端子から前記二次電池に流れる電流を、前記第１電流から該第１電流より大きな第２電流に切換える切換手段を含む、請求項６に記載の携帯機器。
8. 前記制御手段は、中央演算装置（ＣＰＵ）である、請求項１〜７のいずれかに記載の携帯機器。
9. 外部機器を接続可能な入力端子と、
   前記入力端子に接続された外部機器から電流の供給を受ける二次電池と、
   前記二次電池から動作電圧以上の電圧が供給された場合に動作する制御手段と、を備えた携帯機器で実行される電流切換方法であって、
   前記入力端子に接続された外部機器が特定の外部機器であるか否かを検出するステップと、
   前記入力端子に電圧が印加されることに応じて、前記入力端子から前記二次電池に第１電流を流すステップと、
   前記入力端子に接続された外部機器が前記特定の外部機器と検出されたことを条件に、前記入力端子から前記二次電池に前記第１電流より大きな第２電流を流すステップと、
   前記二次電池の出力電圧が前記動作電圧以上であることを条件に、前記制御手段を起動するステップと、を含み、
   前記起動するステップは、前記二次電池の出力電圧が前記動作電圧より高い起動電圧より低く、かつ、前記検出するステップにおいて前記特定の外部機器が接続されたことが検出されない場合は、前記二次電池の出力電圧が前記起動電圧以上になることをさらに条件として、前記制御手段を起動させるステップを含む起動方法。
10. 外部機器を接続可能な入力端子と、
    前記入力端子に接続された外部機器から電流の供給を受ける二次電池と、
    ブートプログラムを記憶する記憶手段と、
    動作電圧以上の電圧が供給された場合に動作する制御手段と、を備えた携帯機器で実行される電流切換方法であって、
    前記二次電池の出力電圧が前記動作電圧より高い起動電圧以上であることを条件に、前記制御手段を起動するステップと、
    起動後の前記制御手段に前記ブートプログラムを実行させるステップと、を含み、
    前記起動電圧は、前記入力端子に接続された外部機器が特定の外部機器であるか否かと、前記制御手段を起動させてから前記制御手段が前記ブートプログラムの実行を終了するまでに前記制御手段により消費される電力と、前記動作電圧とから定まる、起動方法。
    

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