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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 Endoskop mit einem
solchen Lichtquellentreiber.
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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 ).
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Bleibt
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.
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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.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgaben durch die Gegenstände
der unabhängigen
Ansprüche.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
Erfindung wird im Folgenden mitsamt ihren Vorteilen unter Bezugnahme
auf die Figuren beschrieben. Darin zeigen:
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1 ein
Blockdiagramm, das den schematischen Aufbau eines tragbaren Endoskops
als Ausführungsbeispiel
zeigt;
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2 ein
Blockdiagramm einer Lichtquellentreiberschaltung nach Ausführungsbeispiel;
und
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3 einen
Schaltplan einer Spannungserfassungsschaltung.
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Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die Figuren beschrieben.
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1 ist
ein Blockdiagramm, das den schematischen Aufbau eines tragbaren
Endoskops 10 zeigt, das ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
darstellt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
Ferner sind eine grüne
Signallampe LED2 und eine gelbe Warnlampe LED3 auf der Lichtqellenleiterplatte 2 vorgesehen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Im
Folgenden wird der Aufbau der Lichtquellentreiberschaltung 30 nach
Ausführungsbeispiel
unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
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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.
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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.
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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.
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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) abfällt.
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.
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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 und die Schaltvorrichtung Q5 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 abfällt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
Lichtquellentreiberschaltung 30 des vorliegenden Ausführungsbeispiels
enthält
zudem die grüne
Signallampe LED2 und die gelbe Warnlampe LED3. Die Signallampe LED2
leuchtet, wenn die Lichtquellentreiberschaltung 30 stromführend ist.
Die Warnlampe LED3 leuchtet, wenn die Spannung der Batterie BATT
auf einen bestimmten Pegel abfällt.
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Die
Anode der Signallampe LED2 ist mit dem Ausgangsanschluss (Vout)
des Gleichstromwandlers verbunden. Die Kathode ist über einen
Widerstand R11 und eine Schaltvorrichtung Q3 mit Erde verbunden.
Die Anode der Warnlampe LED3 ist wie die Signallampe LED2 mit dem
Ausgangs anschluss des Gleichstromwandlers verbunden, während die
Kathode der Warnlampe LED3 über
einen Widerstand R4 und eine Schaltvorrichtung Q4 mit der Spannungserfassungsschaltung
U2 verbunden ist.
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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.
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Sowohl
die Schaltvorrichtung Q3 (die zwischen dem der Kathode der Signallampe
LED2 verbundenen Widerstand R11 und der Erde vorgesehen ist) als
auch die Schaltvorrichtung Q4 (die zwischen dem mit der Kathode
der Warnlampe LED3 verbundenen Widerstand und der Spannungserfassungsschaltung
U2 vorgesehen ist) sind beispielsweise Halbleiterbauelemente, wie
ein widerstandsintegrierter Transistor, der ein bipolarer Transistor
oder ein MOS-Transistor sein kann.
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Die
Schaltvorrichtung Q4 ist ein Schalter, mit dem verhindert werden
soll, dass die Warnlampe LED3 aktiviert wird, wenn die Batteriespannung
auf den Pegel fällt,
bei dem die Warnlampe LED3 entsprechend ihrer Einstellung eigentlich
leuchten sollte; jedoch ist der Gleichstromwandler ausgeschaltet,
da der Schalter SW2 ausgeschaltet ist.
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Ohne
die Schaltvorrichtung Q4 wäre
die Warnlampe LED3 bei eingeschaltetem Hauptschalter auch dann aktiviert,
wenn die Lichtquelleneinheit 12 von dem Endoskopkörper 11 gelöst worden
ist, d. h. der Schalter SW2 ausgeschaltet ist. Der Gleichstromwandler
befindet sich im ausgeschalteten Zustand, da die Ausgangsseite des
Gleichstromwandlers über
die Spule L1 mit der Batterie BATT verbunden ist. Was die Warnlampe
LED3 betrifft, so würde deren
Leuchten unterdrückt,
falls sie einen hohen Vorwärtsspannungsabfall
VF aufweisen würde.
Jedoch ist der Vorwärtsspannungsabfall
VF einer Farb-LED in der Regel gering, so dass die Schaltvorrichtung
Q4 benötigt
wird.
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Die
Schaltvorrichtung Q4 ist beispielsweise eine Vorrichtung, die einen
bipolaren Transistor enthält.
Der Kollektoranschluss des Transistors ist mit einem Widerstand
R4 verbunden, während
sein Emitteranschluss mit dem Ausgangsanschluss OUT der Spannungserfassungsschaltung
U2 verbunden ist. Der Basisanschluss ist über einen eingebauten Widerstand
mit dem Schalter SW2 verbunden. Die Schaltvorrichtung Q3 ist somit
nur dann eingeschaltet, wenn der Schalter SW2 eingeschaltet ist.
Während
der Schalter SW2 ausgeschaltet ist, ist somit die Warnlampe LED3
am Leuchten gehindert, da sie geöffnet
ist, wenn sich der Schalter SW2 im ausgeschalteten Zustand befindet.
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Die
Schaltvorrichtung Q3 ist ein Schalter, der dazu dient, die Signallampe
LED2 auszuschalten, wenn die Warnlampe LED3 eingeschaltet wird. Leuchtet
die Warnlampe LED3, so ist es nämlich nicht
erforderlich, dass die Signallampe LED2 leuchtet. Somit findet eine
Umschaltung des Lampenbetriebs von der Signallampe LED2 auf die
Warnlampe LED3 statt, um einen unnötigen Stromverbrauch zu vermeiden.
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Die
Schaltvorrichtung Q3 ist beispielsweise eine Vorrichtung, die einen
MOS-Transistor enthält. Der
Drainanschluss des Transistors ist mit dem Widerstand R11 verbunden,
während
der Sourceanschluss des Transistors mit Erde verbunden ist. Der Gateanschluss
ist über
einen eingebauten Widerstand mit dem Emitteranschluss verbunden.
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Fällt die
Batteriespannung auf einen Wert unterhalb eines vorbestimmten Pegels
und ist der Ausgangsanschluss OUT der Spannungserfassungsschaltung
U2 auf tiefen Pegel eingestellt (d. h. ist der Emitteranschluss
der Schaltvorrichtung Q4 mit Erde verbunden), so wird der Gateanschluss
der Schaltvorrichtung Q3 auf tiefen Pegel eingestellt und die Schaltvorrichtung
Q3 ausgeschaltet. Damit wird die Signallampe LED2 ausgeschaltet.
Gleichzeitig wird die Kathode der Warnlampe LED3 mit Erde verbunden,
so dass die Warnlampe LED3 eingeschaltet wird.
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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.
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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.
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Die
Kathode der Warnlampe LED3 ist über den
Widerstand R4 und die Schaltvorrichtung Q4 mit Erde verbunden, wenn
die Schaltvorrichtung Q4 eingeschaltet ist, wodurch wiederum die
Warnlampe LED3 aktiviert wird. Dabei wird der Gateanschluss der
Schaltvorrichtung Q3 auf tiefen Pegel geschaltet und die Schaltvorrichtung
Q3 ausgeschaltet, wodurch die Signallampe LED2 ausgeschaltet wird.
Damit wird die LED-Lichtabgabe von der Signallampe LED2 auf die
Warnlampe LED3 umgeschaltet.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist zwischen Erde und dem Widerstand R3, der der Überwachung
des Stroms der Beleuchtungslampe LED1 dient, eine Schaltvorrichtung
Q5 vorgesehen. Wie die Schaltvorrichtungen Q2 bis Q4 kann auch die Schaltvorrichtung
Q5 als Halbleiterbauelement ausgebildet sein, z. B. als widerstandsintegrierter
Transistor, der ein bipolarer Transistor oder ein MOS-Transistor
sein kann. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Schaltvorrichtung
Q5 z. B. eine Vorrichtung, die einen MOS-Transistor enthält, dessen
Drainanschluss mit dem Widerstand R3 und dessen Sourceanschluss
mit Erde verbunden ist. Der Gateanschluss ist über einen eingebauten Widerstand
mit dem Schalter SW2 verbunden.
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Die
Schaltvorrichtung Q5 ist ein Schalter, der die Beleuchtungslampe
LED1 am Leuchten hindert, wenn die Lichtquelleneinheit 12 von
dem Endoskopkörper 11 abgenommen
ist, obgleich der Schalter SW2 und der Gleichstromwandler ausgeschaltet sind.
Ohne die Schaltvorrichtung Q5 würde
nämlich die
Beleuchtungslampe LED1 leuchten, wenn der Hauptschalter SW1 eingeschaltet
ist, während
die Batteriespannung einen hohen Pegel aufweist, da der Ausgangsanschluss
des Gleichstromwandlers über
die Spule L1 mit der Batterie BATT verbunden ist.
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Das
Leuchten der Beleuchtungslampe LED1 bei ausgeschaltetem Schalter
SW2 könnte
auch verhindert werden, wenn zur Ausbildung der Beleuchtungslichtquelle
mehrere LEDs in Form einer Mehrebenenschaltung verwendet würden. Eine
solche Ausführungsform
würde jedoch
die Zahl an benötigten Teilen
sowie die Kosten erhöhen
und zudem eine Wärmeerzeugung
verursachen, wodurch die Effizienz der Schaltung abnehmen würde. Eine
solche Ausführungsform
ist deshalb nicht vorteilhaft. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist deshalb die Schaltvorrichtung Q5 zwischen Erde und dem den Strom
der Beleuchtungslampe LED überwachenden Widerstand
R3 vorgesehen. Der Gateanschluss ist über den eingebauten Widerstand
mit dem Schalter SW2 verbunden. Ist der Schalter SW2 ausgeschaltet, so
ist demnach die Schaltvorrichtung Q5 ausgeschaltet und die Kathode
der Beleuchtungslampe LED1 geöffnet.
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Wie
oben beschrieben, wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mittels eines
einfachen Aufbaus eine unnütze
Aktivierung der Beleuchtungslichtquelle und der Warnlampe vermieden,
wenn die Lichtquelleneinheit von dem Endoskopkörper abgenommen ist. Außerdem ist
dafür gesorgt,
dass jeweils nur die Signallampe oder nur die Warnlampe leuchtet.
Dadurch wird eine Vergeudung von elektrischer Energie noch besser
vermieden.