可减少设备对外连接所用插槽数量的方法与装置 【技术领域】
本发明涉及一种接口插槽功能扩充技术，尤其涉及一种利用内部电路设计方式将不同设备所使用的接口插槽合并为单一插槽的方法与装置。
背景技术
随着计算机及电子科技技术的成熟，促使如数字相机、个人数字助理(PDA)、数字摄影机、笔记型计算机以及电子辞典等电子信息设备迅速发展且日渐普及，正因如此，各家产品制造商均投入相当多的人力、物力在产品的研发与改良上，希望推出符合市场需求的规格模式，以在竞争激烈且趋势变化万千的销售市场通路中能取得领先优势，目前市场需求趋势及各家厂商耗费最多时间进行研发工作的就是产品功能是否能与计算机联机上网下载资料以扩充产品功能，或将产品所记录内容传送到计算机硬件进行资料内容编辑美化的文书处理，所以，为达到这一市场消费需求，新推出的产品均设计符合通用串行总线规格的接口插槽供使用者进行数据传输联机时使用，除市场趋势对于产品软硬件功能上的要求外，另一项决定产品是否能刺激使用者消费意愿的要素是产品的轻便性，即是否便于使用者外出随身携带使用，而不造成任何携带上的负担，因此产品小型化也是制造商所着重的项目，不断研发如何缩小产品内部机械构造及减少集成电路数量，而且还可在不影响产品原有功能的情况下，提高产品的附加功能。目前市面上的产品所附加的接口插槽，其与设备的连接关系均为一对一地模式，及单一接口插槽仅能提供单一设备连接使用，造成产品设计者在以提高产品应用范围的前提下，只好加大产品的体积，以增加连接设备的数量，在产品小型化设计上有其难度，如要追加一个直流转接器(DCAdaptor)插槽，则产品内部的电子电路需追加零件，机板的空间也需加大，造成产品成本提高。此外，在电子信息设备产品中，通常每一种产品都有部份为通用标准规格(Compatible specs)，部分则为专用规格(Unique specs)，如数字相机、个人数字助理(PDA)、数字摄影机、笔记型计算机等各厂牌均有本身专用的转接器，如转接器损坏，使用者必须到该厂牌专卖店方可购得同一规格的转接器，对使用者而言相当不便。
【发明内容】
为了克服现有技术的上述缺点，本发明的主要目的在于提供一种可减少设备对外连接所用插槽数量的方法与装置，其可适用于一个具有接口插槽可与其它设备进行连接的电子信息装置，例如数字相机，用以使数字相机的体积更小，节省制造成本且便于随身携带。
本发明的另一目的在于提供一种适用于数字相机的可减少设备对外连接所用插槽数量的方法与装置，使数字相机上的通用串行总线(Universal Serial Bus；BUS)插槽还可做为直流转接器插头插槽使用，因USB具有即插即用(Plug and Play)、可与不同计算机组合即可支持多款不同类型的产品使用，从而免除使用者只能局限于使用某一厂商所提供的直流转接器所造成的不便。
为达到上述目的，本发明提供了一种可减少设备对外连接所用插槽数量的方法。该方法包含下列作法：(1)当接口插槽内没有任何设备置入时，则由设备本身所附电池对装置供应电力；(2)当接口插槽置入其它装置连接插头时，则判断该装置是否为直流转接器；(4)若非直流转接器装置，则表示此插头为计算机主机的数据传输线的插头，要与设备进行数据传输工作，此时切断电池供电路径，而由计算机主机对设备供电；(5)若此插头为直流转接器插头，则由其代替电池对设备供电，并由信号检测脚传送一个信号至总线控制器，告知设备正使用直流转接器进行供电，无须传送自动断电指令给设备进入省电模式。
本发明的可减少设备对外连接所用插槽数量的装置包含下列模块：(1)一个设备对外连接插槽，用以连接可与设备进行数据传输工作的符合USB规格的外加设备或对设备供应电力的直流转接器；(2)一个电池供电模块，供应电力给接口插槽装置所依附的设备使用；(3)一个电池供电中断模块，当接口插槽连接其它设备如计算机时，将电池电源供电路径切断而改由所连接设备提供电力给插槽所依附的设备使用；(4)一个降压模块，可将插槽所连接装置的供应电压降低以保护设备本身；(5)一个过电压保护模块，用以检测降压模块输出电压，如此电压超出设备内芯片装置所能承受的额定电压，就将此电压与芯片装置隔离，防止芯片装置损毁造成设备运作停止；(6)一个开关模块，供使用者切换设备运作模式，开，表示令设备执行功能运作，关，则表示令设备停止功能运作；(7)一个直流/直流变换器(DC/DCCONVERTER)，将保护电路模块所输出的直流电压变换为多个分别适合不同芯片装置使用的工作电压输出；(8)一个转接器插入告知模块，通过直流转接器插头上的一个检测脚位，用以告知其有直流转接器插入；(9)一个控制器，与转接器插入告知模块电性连接，并依该告知模块所传送信号的电位高低，判断直流转接器是否插入插槽中或插槽内并未置入任何外接设备的接口，并依此信号决定对设备执行或取消自动切断电源指令；(10)一个电源切断模块，在插槽内未置入任何外接设备的接口时，执行USB控制器所发出的自动切断电源指令，将设备的供应电源路径切断，以节省设备内的电池电源。
上述可减少设备对外连接所用插槽数量方法与装置，利用一个低成本电路设计方式，使单一设备对外连接插槽可供USB和转接器接口共同使用，可使产品外观工程师在设计外观时有较多的弹性空间，还可使厂商不需另做一个转接器专用插槽及电路，可降低生产成本，此外，设备本身体积也因而缩小，增加使用者随身使用的便利性。
【附图说明】
图1表示本发明所用的转接器插头及其内部脚位名称分布情形与线段内部导线使用方法；
图2表示本发明的基本结构方块图；
图3表示图2的实施例的概略电路图，其中显示本发明的可减少设备对外连接所用插槽数量的方法与装置内所含电子组件的连接关系；
图4表示图2中的可减少设备对外连接所用插槽数量的方法与装置的一个运作流程图，其中显示设备对外连接插槽于有设备插入及无设备插入时的不同处理流程，以及在得知转接器插入时发送信号告知控制器的程序。
图中的符号说明
1 转接器插头形式
2 转接器本体图
3 转接器传输缆线内部导线连接图
4 电源供电路径单元
41 电池供电模块 42 电池供电中断模块
43 降压模块 44 过电压保护模块
5 外接装置检测单元
51 对外连接插槽 52 转接器插入告知模块
53 控制器
6 设备模式控制单元
61 开关模块 62 DC/DC变换器
63 电源切断控制模块
D1、D2、D3 二极管
Q1、Q2、Q3、Q4 晶体管
A、B、C、D、F、G、H、J 电位点
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10 电阻
SW 开关
ADAPTER_DET 转接器探测信号
USB_PWR USB供应电力
PWR_OFF 自动切断电源信号
【具体实施方式】
以下配合附图，并以实施例详细说明本发明的可减少设备对外连接所用插槽数量的方法与装置。
在本实施例中，本发明的可减少设备对外连接所用插槽数量的方法与装置应用于数字相机上，用以减少数字相机对外连机所用的插槽数，以让数字相机体积得以减少，增加使用上的便利性。需注意的是，本发明的可减少设备对外连接所用插槽数量的方法与装置并不限定仅应用于数字相机上，广义而言，本发明可应用于任何附有对外连接插槽以扩充功能的电子信息设备上，用以减少电子信息设备的体积及电路零件使用数量。
图1显示本发明的可减少设备对外连接所用插槽数量的方法与装置所用的转接器及其插头形式、内部脚位名称分布情形与线段内部导线使用方法，如图所示，该转接器插头1的脚位分布分别为：接脚1为+5V，接脚2及接脚3均为空脚(NC)，接脚4为+5V及接脚5接地(GND)，该转接器插头经传输缆线与转接器本体2连接，传输缆线内部接线3将接脚1及接脚4连接在一起为+5V，再加上接脚5为GND，故转接器插头内仅使用3个接脚。
如图2所示的本发明的可减少设备对外连接所用插槽数量的方法与装置基本结构，该装置由电源供电路径单元4、外接装置检测单元5及设备模式控制单元6组成；现将各单元所构成的模块说明如下：电源供电路径单元4包括电池供电模块41、电池供电中断模块42、降压模块43、过电压保护模块44；外接装置检测单元5则包括设备对外连接插槽51、转接器插入告知模块52、控制器53及设备模式控制单元6所含的开关模块61、DC/DC变换器62及电源切断控制模块63。
电池供电模块41为数字相机的设备对外连接插槽51未插入任何接口插头且开关模块61为开启模式时，经由DC/DC变换器62将其所供应的3V电力经变换处理后分别输出多个不同电压值供数字相机内部的所有芯片装置使用，当数字相机的对外连接插槽51插入一个连接至计算机的USB插头时，即数字相机正与计算机进行数据传输工作，此时开关模块61由使用者事先切换为开启状态，计算机会输出一个5V电力经USB插头传送至数字相机内部，经数字相机的对外连接插槽51接收之后经降压模块43将计算机所输入的5V电压予以调降，并将调降后的电压经过电压保护模块44检测，确定该电压未超过开关模块61及DC/DC变换器62所能负荷的最高电压后，即通过开关模块61及DC/DC变换器62输出，供数字相机的内部芯片装置使用，降压模块43在调降计算机所供应电压时还会发出信号告知电池供电中断模块42切断电池电源供电路径，即将数字相机供电来源由电池供电模块41切换为数字相机的对外连接插槽51所外接的计算机提供电力来源，以节省电池电力，若数字相机的对外连接插槽51所外接的装置接口由计算机改为转接器接口时，数字相机的电源由转接器而非电池提供，转接器的供电路径及模式与计算机相同，不再赘述，唯一不同的是，当数字相机的对外连接插槽51与转接器连接时，转接器插头内部的第4接脚即会发出一个信号至转接器插入告知模块52，经转接器插入告知模块52判断确定为转接器插入时，就发送一个高电位信号至控制器53，以告知其数字相机正使用转接器进行供电，无须为节省电池电力而对电源切断控制模块63下达自动切断数字相机电源而进入省电模式的指令；反之，若转接器未插入数字相机的对外连接插槽51，即插脚未接收转接器所提供的5V电压，故转接器插入告知模块52所接收的信号为一个趋近于0V低电位信号，经由处理判断后，其又传输一个低电位信号告知控制器53数字相机需有自动切断电源功能使其令电源切断控制模块63经由开关模块将数字相机的运作模式切换为关闭以节省电池电源。
图3表示图2的可减少设备对外连接所用插槽数量的装置的一个实施例的概略电路图，其中显示该可减少设备对外连接所用插槽数量的方法与装置内所含电子组件的连接关系，如图所示，数字相机的1对外连接插槽51不插入任何接口时，其内部的电力由电池供电模块41内的3V电池供应，因无外加电力输入，故Q1晶体管的网关为导通状态，电池电压将从电源供电路径单元4的A电位点流向D电位点，D电位点流至设备模式控制单元6的F电位点电压值为3V，当使用者按下开关模块61的开关组件SW以让电压传送路径导通，同时开关模块61内的晶体管Q2及Q3还形成导通路径而使J电位点所处的路径上无电流通过，而使得J电位点为低电位，而使DC/DC变换器62控制接脚导通而提供三种电压(1.8V，3.3V及5V)供所有芯片装置使用。
当从计算机输送端插入插头至数字相机的对外连接插槽51时，计算机插头从计算机端传送5V电压到降压模块43的D1二极管，从D1二极管至C电位点，电压为4.4V，电池供电中断模块42的R3、R5为分压电阻，降压模块43的C电位点至电池供电中断模块42的B电位点电压降为3.6V，大于电池所提供的3V电压，所以电池供电中断模块42的Q1即形成断路，电池电压即不再供应，C电位点的4.4V电压经降压模块43内压降为1.2V的D2、D3二极管调降其电压为3.2V，因此电压未超出开关模块所能承受的电压极限，故过电压保护模块44为导通状态使D电位点的压降也为3.2V，当使用者按下开关模块61的开关组件SW以让电压传送路径导通，3.2V电压会从D电位点传至设备模式控制单元6范围内的F电位点，在此同时开关模块61内的晶体管Q2及Q3也形成导通路径而使J电位点所处的路径上无电流通过，而使得J电位点为低电位，而使DC/DC变换器62控制接脚导通而提供三种电压(1.8V，3.3V及5V)供所有芯片装置使用。
若数字相机的对外连接插槽51置入转接器的接头时，转接器会经由插槽供应5V电压给数字相机，其电压所经路径、降压模式及电池供电路径中断方法均与上述计算机接口相同，不加以赘述，在此仅说明转接器置入插槽后外接装置检测单元5内部模块的运作情形，转接器插头内有仅有3个脚位在实际情形中使用，脚位1与脚位4连接在一起为+5V，脚位2、脚位3为空脚，脚位4也为转接器检测脚，脚位5为接地脚，当使用者将转换器插入插槽时，脚位4所输出的5V电压即从检测单元5的G电位点输送至转接器插入告知模块52的H电位点，R9、R10分别为分压电阻，H电位点的电压为3.3V，故转接器插入告知模块52即传送一高电位信号给控制器53，使其获知数字相机正使用转接器供电而不对其执行自动切断电源的指令，若数字相机的对外连接插槽51未置入转接器，则转接器插入告知模块52的H电位点电位为0，而且，如果数字相机在一段时间未曾执行任何功能动作，其将发送一个低电位信号至控制器53，告知数字相机未使用转接器供电，需给予其自动断电的指令，经由电源切断控制模块63关闭数字相机的电源，以节省电池电源。
图4表示图2中的可减少设备对外连接所用插槽数量的方法与装置的一个实施例的运作流程图，其中显示对外连接插槽51在有设备插入及无设备插入时的不同处理流程，以及在得知转接器插入时发送信号告知控制器的程序。
如图4所示，首先，在S1中检测数字相机的对外连接插槽51是否置入外接装置，若有外接装置置入则进行S2，若无，则进行S5；
在S2中，检测外接装置的插头内部检测脚位是否传送转接器插入信号给数字相机，若有传送转接器插入信号，则进行S3，若无，则进行S6；
在S3中，由转接器经由数字相机的对外连接插槽51输入5V电源到数字相机内部，随即进行S4；
在S4中，送出转接器插入信号至控制器，告知其无需对数字相机发送自动切断电源的指令，随即进行S7；
在S5中，将数字相机的供电来源变换为由计算机电源供应的5V电压，随即进行S7；
在S6中，将数字相机的供电来源变换为由电池电源供应的3V电压，随即进行S7。
在S7中，将对数字相机供应的电力，经内部电路处理后，分为多种不同的电压输出供内部芯片装置使用；
以上所述只是本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的实质技术内容的范围。本发明的实质技术内容广义地定义于本发明的权利要求书中，任何他人所完成的技术实体或方法，若与本发明的权利要求书所定义的完全相同，或为同一等效的变更，均将被视为涵盖于此权利要求中。