-
Die
Erfindung betrifft einen Lichtquellentreiber, der auf eine batteriegespeiste
Lichtquelleneinheit für
ein tragbares Endoskop anwendbar ist, bei dem die Lichtquelleneinheit
von dem Endoskopkörper
abnehmbar ist. Ferner betrifft die Erfindung ein tragbares Endoskop
mit einem solchen Lichtquellentreiber.
-
Üblicherweise
ist eine Lichtquelleneinheit für ein
tragbares Endoskop so ausgebildet, dass sie von dem Endoskop abnehmbar
ist. Als elektrische Stromquelle der Lichtquelleneinheit wird im
Allgemeinen eine Batterie verwendet. Am Körper der Lichtquelleneinheit
befindet sich üblicherweise
ein Hauptschalter zum Einschalten der Lichtquelle. Beim Anbringen
der Lichtquelleneinheit am Körper
des Endoskops wird die Lichtquelle in den Körper des Endoskops eingesetzt.
Licht wird aus dem distalen Ende des tragbaren Endoskops über einen
in dem Endoskopkörper
angeordneten Lichtleiter ausgesendet, wenn der Hauptschalter eingeschaltet
wird, um das Objekt zu beleuchten (vergl.
JP 2003-319906 ).
-
Bleibt
bei jedoch bei diesem herkömmlichen Aufbau
der Hauptschalter eingeschaltet, nachdem die Lichtquelleneinheit
von dem Körper
des tragbaren Endoskops abgenommen worden ist, so sendet die Lichtquelle
weiterhin Licht aus, wodurch Batterieleistung vergeudet wird. Bleibt
der Hauptschalter eingeschaltet, wenn das tragbare Endoskop nach
Gebrauch weggeräumt
wird, so wird die Batterie vollständig entladen.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, einen Lichtquellentreiber anzugeben, der zuverlässig verhindert,
dass die Lichtquelle eingeschaltet bleibt, wenn die Lichtquelleneinheit
von dem Endoskopkörper
abgenommen wird. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein tragbares
Endoskop mit einem solchen Lichtquellentreiber anzugeben.
-
Die
Erfindung löst
diese Aufgaben durch die Gegenstände
der unabhängigen
Ansprüche.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Die
Erfindung wird im Folgenden mitsamt ihren Vorteilen unter Bezugnahme
auf die Figuren beschrieben. Darin zeigen:
-
1 ein
Blockdiagramm, das den schematischen Aufbau eines tragbaren Endoskops
als erstes Ausführungsbeispiel
zeigt;
-
2 ein
Blockdiagramm einer Lichtquellentreiberschaltung nach erstem Ausführungsbeispiel;
-
3 einen
Schaltplan einer Spannungserfassungsschaltung; und
-
4 ein
Blockdiagramm, das den schematischen Aufbau eines tragbaren Endoskops
nach einem zweiten Ausführungsbeispiel
zeigt.
-
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
-
Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die Figuren beschrieben.
-
1 ist
ein Blockdiagramm, das den schematischen Aufbau eines tragbaren
Endoskops 10 zeigt, das ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
darstellt.
-
Das
tragbare Endoskop 10 besteht aus einem Endoskopkörper 11 und
einer Lichtquelleneinheit 12, die von dem Endoskopkörper 11 abnehmbar ist.
In dem Endoskopkörper 11 sind
ein Lichtleiter 13 und ein Bildleiter 14 angeordnet.
Der Lichtleiter 13 dient dazu, Beleuchtungslicht zum distalen
Ende des Endoskopkörpers 11 zu
leiten. Der Bildleiter 14 dient der Betrachtung eines Bildes
eines Objektes, das am distalen Ende des Endoskopkörpers 11 mit
Beleuchtungslicht bestrahlt wird.
-
Ein
Ende des Lichtleiters 13, auf das Licht einfällt und
das somit die Eintrittsendfläche
bildet, ist an einem Bedienteil des Endoskopkörpers 11 angeordnet.
Eine Linse 15 ist vor der Eintrittsendfläche des
Lichtleiters 13 angeordnet. Ist die Lichtquelleneinheit 12 an
dem Endoskopkörper 11 angebracht,
so wird das Licht aus der Lichtquelleneinheit 12 über die Linse 15 auf
die Eintrittsendfläche
gebündelt,
so dass es auf den Lichtleiter 13 fällt. Das andere Ende des Lichtleiters,
an dem das Licht ausgesendet wird und das damit die Austrittsendfläche bildet,
ist am distalen Ende des Einführteils
des Endoskopkörpers 11 angeordnet.
Das auf den Lichtleiter 13 fallende Licht wird innerhalb
des Lichtleiters 13 übertragen
und aus der Austrittsendfläche
ausgesendet, so dass es das Objekt über eine Linse 16 beleuchtet.
-
Ein
Ende des Bildleiters 14 ist am distalen Ende des Einführteils
des Endoskopkörpers 11 angeordnet.
Das aus dem Lichtleiter 13 abgegebene Beleuchtungslicht
wird an dem Objekt reflektiert und fällt durch eine Objektivlinse 17 auf
den Bildleiter 14. Das andere Ende des Bildleiters 14 ist
an dem Bedienteil des Endoskopkörpers 11 angeordnet.
Ein über
den Lichtleiter 14 übertragenes
optisches Bild wird durch eine Okularlinse 18 betrachtet.
-
Der
Bedienteil des Endoskopkörpers 11 hat ein
Anschlussstück 11A zur
Anbringung der Lichtquelleneinheit 12, im Folgenden als
Lichtquellenanschlussstück
bezeichnet. Das Lichtquellenanschlussstück 11A weist eine
zylindrische Form auf und hat ein Außengewinde 11M auf
seiner zylindrischen Außenfläche. Das
Lichtquellenanschlussstück 11A hat
mittig eine zylindrische Vertiefung 11R, die an dem Anschlussstück 11A koaxial
ausgebildet ist. Die Linse 15 ist an dem Boden der Vertiefung 11R angeordnet.
Die Vertiefung 11R weist einen Hohlraum auf, in den ein
Lichtquellenteil 12L der Lichtquelleneinheit 12C eingesetzt
wird, wie später
beschrieben wird.
-
Innerhalb
des Gehäuses 12C der
Lichtquelleneinheit 12 ist mindestens eine Batterie 19 angebracht.
Der positive Pol der Batterie 19 ist über einen Hauptschalter 21 mit
einer Lichtquellentreiberschaltung 30 (vergl. 2)
verbunden, die auf einer Lichtquellenleiterplatte 22 angeordnet
ist. Der negative Pol der Batterie 19 ist mit der Erde
der Lichtquellentreiberschaltung 30 verbunden.
-
Die
Lichtquellentreiberschaltung 30 hat einen Sensor 24,
der die Anbringung der Lichtquelleneinheit 12 auf dem Endoskopkörper 11 erfasst.
Der Sensor 24 ist beispielsweise ein Druckschalter, der einen
Stift 25 und einen Schalter 26 aufweist. Das Basisende
des Stiftes 25 ist mit dem Schalter 26 verbunden,
und der Stift 25 ist durch ein Vorspannelement, z. B. eine
Feder, in die Richtung, in die die Stiftspitze weist, vorgespannt.
Der Schalter 26 bleibt ausgeschaltet, wenn neben der Vorspannkraft
der Feder keine äußere Kraft
auf den Stift 25 wirkt. Wird die Spitze des Stiftes 25 entgegen
der Vorspannkraft des Vorspannelementes gedrückt, so wird der Stift 25 nach
innen gedrückt
und der Schalter 26 eingeschaltet.
-
Eine
Lichtquelle zur Beleuchtung, z. B. eine LED 28 (LED1),
befindet sich auf der Lichtquellenleiterplatte 22. Die
Lichtquelle 28 wird von der auf der Lichtquellenleiterplatte 22 vorgesehenen
Lichtquellentreiberschaltung 30 angesteuert. Auf diese
Weise wird die Lichtabgabe der Lichtquelle 28 von der Lichtquellentreiberschaltung 30 gesteuert
und Licht aus der Lichtquelle durch die Beleuchtungslinse 29 ausgesendet.
-
An
dem Gehäuse 12C der
Lichtquelleneinheit 12 befindet sich ein Endoskopanschlussstück 21A.
Das Endoskopanschlussstück 12A ist
eine Anschlusshälfte,
die mit dem Lichtquellenanschlussstück 11A verbunden wird,
wenn die Lichtquelleneinheit 12 an dem Endoskopkörper 11 angebracht
wird. In diesem Ausführungsbeispiel
hat das Endoskopanschlussstück 12A eine
zylindrische Form mit dem gleichen Durchmesser wie das Lichtquellenanschlussstück 11A.
Die Außenfläche des
Endoskopanschlussstücks 12A ist
mit einem Außengewinde 12M versehen.
Ein Drehring 12R, der auf seiner Innenfläche ein
Innengewinde aufweist, befindet sich in Eingriff mit dem Außengewinde 12M.
-
Ein
zylindrischer Lichtquellenteil 12L, in dem die Lichtquelle 28 und
die Beleuchtungslinse 29 montiert sind, befindet sich in
der Mitte der Deckfläche des
Endoskopanschlussstücks 12A und
steht längs der
Achse des zylindrischen Endoskopanschlussstücks 12A nach außen ab.
Der Sensor 24, d. h. der Druckschalter, befindet sich an
der Endfläche
des Endoskopanschlussstücks 12A,
die die Außenfläche des
Endoskopanschlussstücks 12A mit
dem Basisende des Lichtquellenteils 12L verbindet. Ein
Bereich des Lichtquellenteils 12L ist von dem Drehring 12R umgeben,
der sich in Eingriff mit dem Außengewinde 12M befindet.
Der Sensor 24, d. h. der Druckschalter, ist so angeordnet,
dass seine Achse parallel zur Zylinderachse des Endoskopanschlussstücks 12A liegt.
-
Wird
die Lichtquelleneinheit 12 mit dem Endoskopkörper 11 verbunden,
so wird der Lichtquellenteil 12L in die Vertiefung 11R des
Lichtquellenanschlussstücks 11A eingesetzt.
Das Innengewinde des Drehrings 12R wird dann von Hand in
Eingriff mit dem Außengewinde 11M des
Lichtquellenanschlussstücks 11A gebracht.
Wird der Drehring 12R gedreht, so wird er aus dem Außengewinde 12M des
Endoskopanschlussstücks 12A herausgedreht
und zugleich in Eingriff mit dem Außengewinde 11M des Lichtquellenanschlussstücks 11A gebracht.
Damit ist die Anbringung der Lichtquelleneinheit 12 an
dem Endoskopkörper 11 abgeschlossen.
Das Endoskopanschlussstück 12A hat
einen nicht gezeigten Anschlagmechanismus, der verhindert, dass
sich der Drehring 12R von dem Endoskopanschlussstück 12A löst.
-
Wird
der Lichtquellenteil 12L der Lichtquelleneinheit 12 in
die Vertiefung 11R des Lichtquellenanschlussstücks 11A eingesetzt,
so schlägt
die Spitze des Stiftes 25 an der Deckfläche des Lichtquellenanschlussstücks 11A an,
die die Vertiefung 11R umgibt. Dadurch wird der Stift 25 in
das Gehäuse 12 geschoben
und der Schalter 26 eingeschaltet. Der Schalter 26 bleibt
also ausgeschaltet, wenn die Lichtquelleneinheit 12 von
dem Endoskopkörper 11 gelöst ist,
da keine andere Kraft als die Vorspannkraft der Feder auf den Stift 25 wirkt.
-
Im
Folgenden wird der Aufbau der Lichtquellentreiberschaltung 30 nach
erstem Ausführungsbeispiel
unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
-
Die
elektrische Energie wird von der Batterie (BATT) 19 über den
Hauptschalter (SW1) 21 an die Lichtquellentreiberschaltung 30 geliefert.
In der Lichtquellentreiberschaltung 30 dient ein Schaltregler
U1 als Hochsetzgleichstromwandler (Hochsetzsteuerung oder Step-up-Controller),
der die Spannung der Batterie 19 bis zu einer vorbestimmten
Spannung erhöht,
bevor diese an die Lichtquelle 28 angelegt wird.
-
Der
Schaltregler U1 hat beispielsweise folgende acht Anschlüsse oder
Stifte:
Stift #1 (EaIn) ist ein Fehlerverstärkereingangsanschluss, an dem
durch Anlegen einer Spannung das pulsbreitenmodulierte (PWM) Ausgangssignal
des Schaltreglers U1 gesteuert wird;
Stift #2 (SCP) ist ein
Anschluss zum Auslösen
oder Triggern eines Sanftanlaufs und eines Zeitgebers für einen
Kurzschluss;
Stift #3 (Vcc) ist ein Stromversorgungsanschluss.
Ein Ausgangsanschluss (Stift #5) wird auf niedrigem Pegel gehalten,
wenn niedrige Spannung (z. B. Vcc < 1,3
V) an diesen Anschluss angelegt wird, um einen fehlerhaften Betrieb
des Systems zu verhindern;
Stift #4 (BR/CTL) ist ein Unterbrechungs-Steueranschluss
(auch als Break-Control-Anschluss bezeichnet) zum Steuern des Ausgangsstroms
des Ausgangsanschlusses und zum Einstellen des EIN/AUS-Zustands
einer Bereitschaftsbetriebsart. Die Bereitschaftsbetriebsart, in
der der Versorgungsstrom beispielsweise kleiner als 1 μA ist, ist
eingestellt, wenn der Stift #4 geöffnet oder mit Vcc verbunden
ist;
Stift #5 (Out) ist ein Totem-Pole-Ausgangsanschluss und
mit einem externen Leistungstransistor Q1 verbunden;
Stift
#6 (GND) ist ein Erdungsanschluss;
Stift #7 (USC) ist ein Anschluss
zum Einstellen einer PWM-Frequenz durch Parallelschalten eines Kondensators
C5 und eines Widerstands R1; und
Stift #8 (FB) ist ein Fehlerverstärkerausgangsanschluss,
mit dem ein Kondensator C3 zur Phasenkompensation verbunden ist.
-
Ein
Beispiel für
den oben beschriebenen Schaltregler U1 ist ein handelsüblicher
IC mit der Bezeichnung TK11840L von TOKO Inc.
-
Der
Hochsetzgleichstromwandler besteht aus dem Schaltregler U1, dem
Leistungstransistor Q1, einer Spule L1, Kondensatoren C1 und C2,
einer Schottky-Diode D1, einer Schaltvorrichtung Q2 etc. Der positive
Pol der Batterie BATT ist über
den Hauptschalter SW1 mit dem Gleichstromwandler verbunden. Ist
der Hauptschalter eingeschaltet, so wird dem Stromversorgungsanschluss,
z. B. dem Stift #3, des Schaltreglers U1 Strom zugeführt, wodurch
wiederum der Schaltregler U1 eingeschaltet wird.
-
Der
Leistungstransistor Q1 ist an den Ausgangsanschluss #5 des Schaltreglers
U1 angeschlossen, und der Basisstrom wird von dem Ausgangsanschluss
#5 geliefert. Die Ausgabe des Ausgangsanschluss #5 wird über die
Eingangsspannung des Anschlusses #1 (EaIn) gesteuert. Die relative Einschaltdauer
des Ausgangsanschlusses #5 nimmt zu, wenn die Eingangsspannung des
Anschlusses #1 (EaIn) abfallt. Fällt
die Eingangsspannung des Anschlusses #1 (EaIn) ab, so wird der Zeitabschnitt
innerhalb eines Zyklus, während
dessen die Basisspannung des Leistungstransistors Q1 auf hohen Pegel
eingestellt ist (d. h. während
sich der Leistungstransistor Q1 im eingeschalteten Zustand befindet), verlängert.
-
Der
Ausgangsanschluss des Gleichstromwandlers ist an die Anode der LED1
(Lichtquelle 28) angeschlossen, so dass die Ausgangsspannung Vout
an die Anode der LED1 angelegt wird. Die Kathode der LED1 ist über einen
Widerstand R3 mit der Erde und über
einen Widerstand R8 mit dem Anschluss #1 (EaIn) des Schaltreglers
U1 verbunden. So wird die Spannung der Kathode der LED1 durch den
Anschluss #1 (EaIn) überwacht
und der Leistungstransistor Q1 mit einer hohen relativen Einschaltdauer
angesteuert, wenn die Spannung der Kathode der LED1 abfallt.
-
Bei
dem oben beschriebenen Aufbau wird die Spannung der Batterie BATT
durch den Gleichstromwandler nach dem Prinzip eines Hochsetzwandlers
erhöht.
Somit regelt der Schaltregler U1 die Ausgangsspannung Vout so, dass
der Strom der LED1 konstant gehalten wird.
-
In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist eine Schaltvorrichtung Q2 mit dem BR/CTL-Anschluss #4 des Schaltreglers
U1 verbunden. Die Schaltvorrichtung Q2 ist beispielsweise ein Halbleiterbauelement,
wie ein widerstandsintegrierter Transistor, der ein bipolarer Transistor
oder ein MOS-Transistor sein kann. Der BR/CTL-Anschluss #4 ist über einen
Widerstand R2 mit dem Kollektoranschluss der Schaltvorrichtung Q2
verbunden. Der Emitteranschluss der Schaltvorrichtung Q2 ist mit Erde
verbunden. Der Basisanschluss ist zur Steuerung des EIN/AUS-Zustands
der Schaltvorrichtung Q2 über
einen eingebauten Widerstand und den Schalter 26 (SW2),
der mit Anbringung der Lichtquelleneinheit 12 an den Endoskopkörper 11 geschaltet wird,
mit der Stromversorgungsleitung verbunden.
-
Wird
der Schalter SW2, z. B. ein Druckschalter, bei eingeschaltetem Hauptschalter
SW1 eingeschaltet, d. h. wird die Lichtquelleneinheit 12 an
dem Endoskopkörper 11 angebracht,
so wird die Schaltvorrichtung Q2 eingeschaltet und so der BR/CTL-Anschluss
#4 des Schaltreglers U1 über
den Widerstand R2 mit Erde verbunden. Selbst bei eingeschaltetem
Hauptschalter SW1 wird dagegen die Schaltvorrichtung Q2 ausgeschaltet,
wenn der Schalter SW2 ausgeschaltet wird, und so der BR/CTR-Anschluss
#4 geöffnet,
wodurch wiederum der Schaltregler U1 auf die Bereitschaftsbetriebsart
eingestellt wird.
-
Durch
den oben beschriebenen Aufbau wird verhindert, dass die LED1 (Lichtquelle 28)
eingeschaltet bleibt, wenn die Lichtquelleneinheit 12 von dem
Endoskopkörper 11 abgenommen
wird, während
der Hauptschalter SW1 eingeschaltet bleibt. Der Grund hierfür ist, dass
der Schalter SW2 des Sensors 24 (Druckschalter) ausgeschaltet
wird, wenn die Lichtquelleneinheit 12 von dem Endoskopkörper 11 abgenommen
wird. Dadurch wird der Schaltregler U1 auf die Bereitschaftsbetriebsart
eingestellt. Außerdem
hat das vorliegende Ausführungsbeispiel
den Vorteil, dass die Abmessungen der Lichtquelleneinheit 12 verringert
werden, da der in den Schalter SW2 fließende Strom verringert wird
und so der vergleichsweise einfach aufgebaute Schalter SW2 verwendet
werden kann.
-
Außerdem wird
eine abnorm hohe Spannung infolge von Kontaktprellen des Schalters
SW2 (26) verhindert, das beim Anbringen und Lösen der
Lichtquelleneinheit 12 an bzw. von dem Endoskopkörper 11 auftreten
könnte.
Der Schaltkreis bleibt sicher, da der Schalter SW2 mit der Spule
L1 nicht in Reihe geschaltet ist.
-
Ein
Widerstand R8 und eine Zehnerdiode D2 sind als Schutz vor einer Überspannung
vorgesehen, wenn eine LED-Last geöffnet wird. Wird nämlich eine Rückkopplungsschleife
durch die LED1 geöffnet,
so wird eine Rückkopplungsschleife über die
Zehnerdiode D2 aktiviert, wodurch eine Zerstörung der Spule L1 und des Schaltreglers
U1 verhindert wird. Das für das
vorliegende Ausführungsbeispiel
Erläuterte
gilt sowohl für
den Fall, dass eine einzige LED verwendet wird, als auch für den Fall,
dass mehrere LEDs verwendet werden.
-
Die
Lichtquellentreiberschaltung 30 des vorliegenden Ausführungsbeispiels
enthält
zudem eine grüne
Signallampe LED2 und eine gelbe Warnlampe LED3. Die Signallampe
LED2 ist während
der gesamten Zeit, in der die Lichtquellentreiberschaltung 30 stromführend ist,
eingeschaltet. Die Warnlampe LED3 wird eingeschaltet, wenn die Spannung
der Batterie BATT auf einen bestimmten Pegel abfallt.
-
Die
Anode der Signallampe LED2 ist mit dem Ausgangsanschluss (Vout)
des Gleichstromwandlers verbunden. Die Kathode ist über einen
Widerstand R11 mit Erde verbunden. Die Anode der Warnlampe LED3
ist wie die Signallampe LED2 mit dem Ausgangsanschluss des Gleichstromwandlers
verbunden, während
die Kathode der Warnlampe LED3 über
einen Widerstand R4 mit der Spannungserfassungsschaltung U2 verbunden
ist.
-
Die
Spannungserfassungsschaltung U2 überwacht
die Ausgangsspannung der Batterie BATT. Zudem fungiert sie auch
als Schalterstromkreis, der eine Verbindung mit der Kathode der
Warnlampe LED3 herstellt, wenn die Ausgangsspannung auf oder unter
einen vorbestimmten Wert abfällt.
Somit wird die Warnlampe LED3 eingeschaltet, wenn die noch übrige elektrische
Energie der Batterie BATT gering ist und die Ausgangsspannung abnimmt.
-
Die
Funktionsweise der Spannungserfassungsschaltung U2 wird im Folgenden
unter Bezugnahme auf 3 beschrieben, die einen Schaltplan der
Spannungserfassungsschaltung U2 zeigt. Die Spannungserfassungsschaltung
U2 hat eine Schaltung 31 zur Erzeugung einer Standardspannung,
im Folgenden als Standardspannungsschaltung bezeichnet. Die Standardspannungsschaltung 31 gibt beispielsweise
2,3 V als Standardspannung aus. Diese Standardspannung und die zwischen
dem positiven Pol und dem negativen Pol der Batterie BATT anliegende
Spannung (VDD–VSS),
die entsprechend dem Widerstandsverhältnis geteilt wird, werden
einem Vergleicher 32 zugeführt. Der Vergleicher 32 vergleicht
die Werte der Eingangsspannungen und ermittelt, ob die Ausgangsspannung
der Batterie BATT kleiner als die Standardspannung (hier 2,3 V)
ist.
-
Ist
die geteilte Spannung der Batterie BATT kleiner als der Standardwert,
so legt der Vergleicher 32 eine hohe Spannung an den Gateanschluss
eines N-Kanal-FET 33 an. Fällt die Ausgangsspannung der Batterie
BATT auf einen Pegel ab, der unter der vorbestimmten Spannung liegt,
so fällt
die geteilte Spannung auf einen unter der Standardspannung liegenden
Pegel ab, wodurch der Gateanschluss des N-Kanal-FET 33 auf
einen hohen Pegel gesetzt wird und Strom zwischen der Drainelektrode
und der Sourceelektrode fließt.
So wird die Kathode der Warnlampe LED3 über den Widerstand R4 mit Erde
verbunden, wodurch die Warnlampe LED3 eingeschaltet wird.
-
Unter
Bezugnahme auf 4 wird im Folgenden ein zweites
Ausführungsbeispiel
beschrieben. Der Aufbau des tragbaren Endoskops nach zweitem Ausführungsbeispiel
ist ähnlich
dem des ersten Ausführungsbeispiels.
Demzufolge werden im Folgenden nur diejenigen Merkmale beschrieben, durch
die sich das zweite Ausführungsbeispiel
von dem ersten Ausführungsbeispiel
unterscheidet. Die übrigen
Merkmale sind mit den in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendeten
Bezugszeichen versehen und werden im Folgenden nicht nochmals beschrieben. 4 ist
ein Blockdiagramm einer Lichtquellentreiberschaltung, die an der
Lichtquelleneinheit 12 nach zweitem Ausführungsbeispiel
vorgesehen ist.
-
Die
grundlegenden Merkmale der Lichtquellentreiberschaltung 40 nach
zweitem Ausführungsbeispiel
sind ähnlich
denen der Lichtquellentreiberschaltung nach erstem Ausführungsbeispiel.
Die Unterschiede liegen darin, dass auf der Kathodenseite der Signallampe
LED3 eine Schaltvorrichtung Q3 und auf der Kathodenseite der Beleuchtungslampe LED1
eine Schaltvorrichtung Q4 vorgesehen ist.
-
Wie
bei der Lichtquellentreiberschaltung 30 nach erstem Ausführungsbeispiel
würde die
Beleuchtungslampe LED1 eingeschaltet sein, wenn der Hauptschalter
SW1 eingeschaltet ist, selbst wenn die Lichtquelleneinheit 12 von
dem Endoskopkörper 11 gelöst ist,
d. h. der Schalter SW2 und der Gleichstromwandler ausgeschaltet
sind, vorausgesetzt, die Batteriespannung bleibt hoch. Dies liegt
daran, dass der Ausgangsanschluss des Gleichstromwandlers über die
Spule L1 direkt mit der Batterie BATT verbunden ist.
-
Fällt die
Batteriespannung auf einen Pegel ab, bei dem die Warnlampe LED3
zu leuchten beginnt, so würde
die Warnlampe LED3 bei eingeschaltetem Hauptschalter SW1 aus dem
gleichen Grund eingeschaltet sein, selbst wenn der Schalter SW2 und
der Gleichstromwandler ausgeschaltet sind.
-
Die
Aktivierung der Beleuchtungslampe LED1 während des ausgeschalteten Zustands
des Schalters SW2 kann verhindert werden, wenn mehrere LEDs in Form
einer Mehrebenenschaltung zur Ausbildung der Beleuchtungslichtquelle
verwendet werden. Dies erhöht
jedoch die Anzahl an benötigten Teilen,
verursacht Mehrkosten und verstärkt
zudem die Wärmeerzeugung,
wodurch die Effizienz der Schaltung herabgesetzt ist. Eine solche
Ausbildung ist deshalb nicht vorteilhaft. Was die Warnlampe LED3
betrifft, so würde
deren Leuchten unterdrückt, wenn
diese einen hohen Vorwärtsspannungsabfall VF
aufweisen würde.
Jedoch ist der Vorwärtsspannungsabfall
VF einer Farb-LED in der Regel gering.
-
In
dem zweiten Ausführungsbeispiel
ist die Schaltvorrichtung Q3 auf der Kathodenseite der Warnlampe
LED3 zwischen dem Widerstand R4 und der Spannungserfassungsschaltung
U2 angeordnet. Die Schaltvorrichtung Q4 ist auf der Erdungsseite des
Widerstands R3 angeordnet, der zur Überwachung des Stroms der Beleuchtungslampe
LED1 dient. Wie die Schaltvorrichtung Q2 können auch die Schaltvorrichtungen
Q3 und Q4 jeweils als Halbleiterbauelement, z. B. als widerstandsintegrierter
Transistor ausgebildet sein. Beispiele für solch einen widerstandsintegrierten
Transistor sind ein bipolarer Transistor oder ein MOS-Transistor.
-
Die
Schaltvorrichtung Q3 ist eine Vorrichtung, die einen bipolaren Transistor
enthält.
Der Kollektoranschluss ist mit dem Widerstand R4 verbunden, während der
Emitteranschluss mit dem Ausgangsanschluss der Spannungserfassungsschaltung
U2 verbunden ist. Der Basisanschluss ist über einen eingebauten Widerstand
mit dem Schalter SW2 verbunden. Die Schaltvorrichtung Q4 ist beispielsweise
eine Vorrichtung, die einen MOS-Transistor
enthält,
wobei der Drainanschluss mit dem Widerstand R3 und der Sourceanschluss
mit Erde verbunden ist. Der Gateanschluss ist über einen eingebauten Widerstand
mit der Schalter SW2 verbunden.
-
Befindet
sich der Schalter SW2 im ausgeschalteten Zustand, so sind die Schaltvorrichtungen Q3
und Q4 ausgeschaltet. Wird der Schalter SW2 eingeschaltet, so werden
die Schaltvorrichtungen Q3 und Q4 zusammen mit der Schaltvorrichtung
Q2 eingeschaltet. Dies bedeutet, dass die Lam pen LED1 und LED3 bei
ausgeschaltetem Schalter SW2 zuverlässig ausgeschaltet bleiben.
-
Wie
oben beschrieben, wird in dem zweiten Ausführungsbeispiel mittels eines
einfachen Aufbaus eine unnütze
Aktivierung der Beleuchtungslichtquelle und der Warnlampe bei Abnahme
der Lichtquelleneinheit von dem Endoskopkörper, d. h. bei ausgeschaltetem
Schalter SW2, zuverlässig
vermieden.
-
Es
ist ebenso möglich,
eine Schaltvorrichtung auf der Erdungsseite der Signallampe LED2
anzuordnen.