JP4090650B2

JP4090650B2 - Battery remaining capacity detection circuit and endoscope apparatus

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Publication number: JP4090650B2
Application number: JP33455299A
Authority: JP
Inventors: 誠一細田; 勝司渡辺; 至大嵜; 裕史高橋; 正一五反田; 剛明中村
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1999-11-25
Filing date: 1999-11-25
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2019-11-25
Also published as: JP2001155787A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型携帯可能なバッテリー式照明光源に用いるバッテリー残容量検知回路と、このバッテリー残容量検知回路を備えた内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、バッテリー光源式の内視鏡は携帯性に優れており、緊急時の処置やベットサイドでの処置のように大きな光源装置の搬入が困難な場所での内視鏡診断処置に優れた効果を発揮する。このバッテリー光源式内視鏡装置として、特開平１０−４３１３３号公報に示されている。この公報に示されているバッテリー光源式内視鏡装置を用いて、例えば体腔内を診断中に、電池切れが発生すると診断に支障を来すことになる。このため、特願平１０−３０８８５６号でバッテリーの消耗状態の告知機能を有する内視鏡装置が提案されている。
【０００３】
このバッテリー消耗状態告知機能を有する内視鏡装置の概略構成を図１３を用いて説明する。内視鏡装置は、内視鏡５１とこの内視鏡５１に着脱自在に小型光源装置であるバッテリー型光源６１とで構成されている。
【０００４】
前記内視鏡５１は、可撓性の挿入部５２と、この挿入部５２の後端部に位置する操作部５３と、この操作部５３の後端に設けられた接眼部５４と、この操作部５３の側端部に設けられた前記バッテリー型光源６１を着脱する光源用口金５５で構成されている。前記挿入部５２は、先端側から順に硬質な先端構成部５６と、この先端構成部５６の後端に連設する湾曲自在な湾曲部５７と、この湾曲部５７の後端に連設する可撓性の可撓管部５８とで構成され、前記操作部５３に設けられている図示していない湾曲ノブを操作することで前記湾曲部５７を所望の方向に湾曲できるようになっている。前記挿入部５２内には、少なくとも観察像を伝送する図示していないイメージガイドファイバーと前記バッテリー型光源６１からの照明光を伝送する図示していないライトガイドファイバーが挿通されている。前記イメージガイドファイバーの先端は図示していない対物レンズと共に前記先端構成部５６に固定され、イメージガイドファイバーの後端は前記操作部５３の接眼部５４に内蔵される図示していない接眼レンズに固定されている。前記ライトガイドファイバーの先端は図示していない照明窓と共に前記先端構成部５６に固定され、ライトガイドファイバーの後端は操作部５３の光源用口金５５に固定されている。
【０００５】
前記バッテリー型光源６１は、前記内視鏡５１の光源用口金５５に連結する取付コネクタ６２と、バッテリー残容量を表示するバッテリ残量表示部６３と、図示していないバッテリ収納部及びバッテリー残量検知回路等から構成されている。前記取付コネクタ６２の内部には、図示していないが照明光を発光するランプが配置され、そのランプからの照明光を前記内視鏡５１の光源用口金５５に位置するライトガイドファイバーの後端から入射させるようになっている。前記バッテリ残量表示部６３は、バッテリー型光源６１に内蔵されているバッテリー残量検知回路で検知し、その残容量を液晶パネルに電池残量表示やＬＥＤ点灯させて表示するものである。
【０００６】
前記バッテリー残量検知回路は、電圧検出部と計数部と記憶部及び演算部から構成されている。前記電圧検出部では、検出したバッテリー電圧をＡ／Ｄコンバータで数値化して検出電圧データを生成して記憶部に記憶し、計数部では、照明ランプ点灯を検出して、その点灯信号により、記憶部に記憶されているランプ点灯積算時間値に再点灯からの時間を積算生成した積算点灯時間データを生成記憶し、前記演算部では、前記記憶部からの検出電圧データと、積算点灯時間データを基にバッテリー残量を演算処理して表示信号を生成している。
【０００７】
なお、前記演算部でのバッテリー残量演算処理において、ランプを消灯後、再度点灯させる場合、バッテリーは見かけの起電圧が上昇する復帰現象が生じ、その復帰現象の電圧を基にバッテリー残量を演算表示すると誤判定の基となる。このため、ランプ再点灯直後のバッテリー電圧の検出を遅延させて、再点灯前の点灯時の消灯直前のバッテリー電圧を記憶部に記憶させておき、その消灯直前バッテリー電圧データを基に残量演算を行うようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述の特願平１０−３０８８５６号で提案されているバッテリー残量表示を有するバッテリー型光源６１は、ランプ再点灯時のバッテリーの復帰現象による見かけのバッテリー電圧上昇によるバッテリー残量の誤表示を回避するために、再点灯前の点灯時の消灯直前のバッテリー電圧値と、ランプの点灯積算時間値とを用いて、複雑なバッテリー残量演算処理を行う必要がある。この演算処理において、未使用または充分に充電されたバッテリーと、不充分充電バッテリー及び中古バッテリーとでは、復帰電圧に相違が生じるためにバッテリーによって異なる常数値を用いて演算を行う必要があり、前記演算部に複数の演算処理式とバッテリーの状態を判別する機能を設ける必要がある。これにより、バッテリー型光源６１のバッテリー電圧検出回路の機能が複雑となる課題がある。
【０００９】
本発明は、従来の課題に鑑み、非使用時のバッテリーの電圧復帰現象によるバッテリー使用時の電圧上昇分を除いた正確なバッテリーの残量を簡単な残量検出手段を用いて確実に表示できるバッテリー残容量検知回路と、このバッテリー残容量検知回路を用いた内視鏡装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るバッテリー残容量検知回路は、内視鏡装置の照明光を供給する光源ランプにバッテリーの出力を供給中に、前記バッテリーの残容量を検知するバッテリー残容量検知回路において、前記バッテリーの出力の前記光源ランプへの供給又は供給停止を制御するスイッチと、前記スイッチによって前記バッテリーの出力が前記光源ランプに供給されているときに、前記バッテリーの出力を検出する出力検出手段と、前記スイッチのオンから前記バッテリーの有負荷時における復帰現象に伴う電圧上昇分の放電時間に応じて予め設定された所定時間経過した後は前記出力検出手段による検出結果を第１の基準値と比較して前記バッテリーの消耗状態を検出し、前記スイッチのオン後前記所定時間経過するまでは前記出力検出手段による検出結果を前記第１の基準値よりも大きい第２の基準値と比較して前記バッテリーの消耗状態を検出する消耗状態検出手段と、前記消耗状態検出手段により検出されたバッテリーの消耗状態を出力する消耗状態出力手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の内視鏡装置は、前記バッテリ−残容量検知回路を備え、前記出力手段の出力により前記バッテリーの残容量を告知する告知手段を具備し、また前記負荷は前記内視鏡装置の照明光を供給する光源ランプであることを特徴とする。
【００１２】
この本発明の内視鏡装置により、照明光の点灯電源であるバッテリーの消耗状態が常時把握でき、内視鏡装置使用中のバッテリ切れ等の障害から回避が容易となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。最初に本発明の第１の実施形態について図１乃至図３を用いて説明する。図１は本発明に係るバッテリー残容量検知回路の第１の実施形態の構成を示すブロック図で、図２はランプ点灯時のバッテリーの放電特性を説明する説明図で、図３は本発明に係るバッテリ残容量回路の動作シーケンスを説明するフローチャートである。
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１に示すバッテリー残容量検知回路は、図１３で説明したバッテリー型光源６１内に設けられている。バッテリー１０の正極は、スイッチ１１を介してコンデンサ１３の正極と昇圧回路１２に接続され、バッテリー１０の負極はコンデンサ１３の負極と昇圧回路１２の負極側に接続されている。前記昇圧回路１２は、前記スイッチ１１とコンデンサ１３の接続点に接続されたコイル１４、ダイオード１５、スイッチング素子１６、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御回路１７、抵抗１８、１９、及びコンデンサ２Ｏからなっている。この昇圧回路１２は、ランプの明るさを所定の照度で得るために高い電圧が必要となり、そのバッテリー電圧を昇圧するために用いる。
【００１６】
なお、バッテリー１０は、数本の１次バッテリーを直列接続して高い電圧を得ることも可能であるが、１次バッテリーを多数用いると、バッテリー光源６１の形状が大きくなってしまい、内視鏡の操作性を損ねることになってしまう。このため、本実施例では、アルカリ電池よりエネルギー密度の高い１．２ボルト（Ｖ）ニツケル水素電池を２本使用して２．４Ｖの電圧を得ている。このニッケル水素電池は、２次電池で充電されることにより、単体の電池で１４００〜１６００ｍＡｈの容量を蓄え、１．２ボルト（Ｖ）のセル電圧が得られる特性を持っている。
【００１７】
前記昇圧回路１２の出力端子は、１チップマイクロプロセッサ（以下、ＣＰＵという）２１の電源端子Ｖｄｄ、Ｖｓｓに接続され、前記スイッチ１１と昇圧回路１２及びコンデンサ１３の接続点は、ＣＰＵ２１の入力ポートＡに接続されている。このＣＰＵ２１の出力端子ａ〜ｄは、ＬＥＤ２２ａ〜２２ｄと抵抗２３ａ〜２３ｄの直列回路を介して前記昇圧回路１２の正極出力端子に接続されている。さらに、前記昇圧回路１２の両出力端子にはランプ２４が接続されている。
【００１８】
このような構成のバッテリー残容量検知回路において、前記スイッチ１１をオンさせると、昇圧回路１２で昇圧されたランプ２４の点灯電力が供給されると共に、ＣＰＵ２１が駆動リセットされ、スイッチ１１とコンデンサ１３の接続点に発生するバッテリ電圧は、ＣＰＵ２１の入力ポートＡに供給される。ＣＰＵ２１は、後述する動作の下で、バッテリー電圧をチェック判定して、バッテリー電圧が、例えば、２．４Ｖ以上の場合は、出力端子ａ〜ｄからＬＥＤ２２ａ〜２２ｄを点灯する信号を供給し、２．４〜２．３Ｖの場合は、ＬＥＤ２２ｂ〜２ｄを点灯する信号を供給し、２．３〜２．２Ｖの場合には、ＬＥＤ２２ｃ〜２２ｄを点灯する信号を供給し、２．２Ｖ以下の場合には、ＬＥＤ２２ｄを点灯する信号を供給する。つまり、バッテリー１０は放電を持続させると起電圧が減少する特性を有しているためＬＥＤ２２ａ〜２２ｄの点灯個数によってバッテリー１０の残容量電圧を表示することになる。
【００１９】
このＣＰＵ２１で生成されるＬＥＤ２２ａ〜２２ｄの点灯制御信号は、バッテリー１０の残容量電圧によって生成するが、スイッチ１１のオン・オフによって、バッテリー１０からランプ２４に供給する電圧値は、バッテリー１０の復帰現象によって、スイッチ１１のオン直後のバッテリー１０の電圧は上昇しており、この上昇電圧値から電力供給が開始されるが、この上昇電圧値は所定時間内に低下して本来のバッテリー１０が保有している残量電圧での供給へと移行する。
【００２０】
このようにスイッチ１１のオン・オフによるバッテリー１０の放電状態を図２を用いて説明する。図中の縦軸はバッテリー電圧を示し、横軸は時間を示したバッテリー１０の放電特性で、時間Ｔａ〜Ｔｃはバッテリー放電のオン・オフのタイミングを示している。フル充電のバッテリー１０を用いて、所定時間放電させると、フル充電電圧値から放電を開始して徐々にバッテリー電圧は低下してタイミングＴａでスイッチ１１をオフして一旦放電を中止させた時の電圧が約２．４２Ｖとすると、バッテリー１０は復帰現象により約２．５２Ｖの電圧に復帰する。復帰現象により一時的に電圧復帰されたタイミングＴａでスイッチ１１をオンして２回目の放電を開始すると、復帰電圧から放電を開始して、徐々にバッテリー電圧は低下してタイミングＴｂでスイッチ１１をオフして放電を中止させた時の電圧が約２．３５Ｖとすると、バッテリー１０の復帰現象により約２．４５Ｖの電圧に復帰する。この復帰現象により一時的に電圧復帰されたタイミングＴｂでスイッチ１１をオンして３回目の放電を開始すると復帰電圧から放電を開始して、徐々にバッテリー電圧は低下してタイミングＴｃでスイッチ１１をオフして放電を中止させた時の電圧が約２．２８Ｖとすると、バッテリー１０の復帰現象により約２．３８Ｖの電圧に復帰する。復帰現象により一時的に電圧復帰されたタイミングＴｃでスイッチ１１をオンして４回目の放電を開始すると、復帰電圧から放電を開始して、徐々にバッテリー電圧は低下して所定電圧（約２．２Ｖ）以下になると急激にバッテリー電圧が減少する。
【００２１】
この放電特性から解るように、バッテリー１０をタイミングＴａ乃至Ｔｃでスイッチ１１をオンさせた直後のバッテリー電圧は、復帰現象により本来バッテリー１０が保有している現在電圧値よりも若干大きめの値となっており、かつ、その復帰電圧からその時のバッテリー１０が保有している残量電圧値までの放電は単時間で行われて、以後はバッテリー１０の残量電圧から通常放電特性の下で安定された放電がなされる。
【００２２】
このバッテリー１０の復帰現象により電圧復帰された状態からスイッチ１１のオン直後のバッテリ電圧値を基に前記ＣＰＵ２１でバッテリー１０の残容量電圧をチェック判定すると、復帰電圧で判定チェックすることになり、ＬＥＤ２２ａ〜２２ｄに対する点灯信号供給に誤りが生じることになる。また、発明者の実験によると前記復帰電圧からバッテリーの残容量電圧値までの放電時間は約３０〜６０秒程度であることからバッテリー１０の再放電後３０〜６０秒経過した後のバッテリー電圧を用いてバッテリー１０の残容量電圧とすることにより、前述の誤残容量電圧の表示が解消できることになる。
【００２３】
そこで、前記ＣＰＵ２１によるバッテリー電圧状態の判定チェックを図３に示すシーケンスで行う。前記スイッチ１１がオンされると、ＣＰＵ２１をリセットし、ステップＳ１でＣＰＵ２１に内蔵しているタイマーをセットする。次にステップＳ２で前記入力ポートＡに供給されたバッテリー１０の電圧値を取り込み、ステップＳ３で取り込んだバッテリ電圧値が２．５Ｖ以上か判定する。このステップＳ２の判断基準電圧の２．５Ｖは、バッテリー１０が２．４Ｖの定格電圧を有している場合に、フル充電されたときの電圧値に＋０．１Ｖ加算した値を設定している。
【００２４】
このステップＳ３の判定の結果、２．５Ｖ以上の場合は、ステップＳ７で前記ＬＥＤ２２ａ〜２２ｄを点灯する信号を生成し、２．５Ｖ以上でない場合は、ステップＳ４でバッテリ電圧が２．４Ｖ以上か判定する。ステップＳ４の判定の結果、２．４Ｖ以上の場合は、ステップＳ８でＬＥＤ２２ｂ〜２２ｄを点灯する信号を生成し、２．４Ｖ以上でない場合はステップＳ５でバッテリ電圧が２．３Ｖ以上か判定する。ステップＳ５の判定の結果、２．３Ｖ以上の場合は、ステップＳ９でＬＥＤ２２ｃ〜２２ｄを点灯する信号を生成し、２．３Ｖ以上でない場合はステップＳ６でバッテリ電圧が２．３Ｖ以下か判定する。このステップＳ６で２．３Ｖ以下と判定されると、ステップＳ１０でＬＣＤ２２ｄを点滅点灯させる信号を生成する。前記ステップＳ７〜Ｓ１０のいずれかでＬＥＤ２２ａ〜２２ｄへの点灯信号が生成されると、ステップＳ１１で前記ステップＳ１でスタートさせたタイマが３０秒経過したか判定する。３０秒経過していない場合は、ステップＳ２に戻り、ステップＳ２〜Ｓ１０を再度繰り返す。つまり、ステップＳ１〜Ｓ１１は、バッテリー１０の電力供給開始直後から３０秒間のバッテリー電圧をチェック判定している。
【００２５】
なお、このステップＳ１１の判定時間は、バッテリー１０の復帰電圧の放電終了までの時間であり、バッテリー１０の復帰電圧値とその復帰電圧の放電特性によって異なる値に設定することができる。
【００２６】
ステップＳ１１の判定の結果、前記ステップＳ１でセットしたタイマーが３０秒経過したと判断されると、ステップＳ１２で再度バッテリ電圧値を読み込み、ステップＳ１３でバッテリ電圧値が２．４Ｖ以上か判定する。ステップＳ１３の判定の結果、２．４Ｖ以上の場合は、ステップＳ１７で前記ＬＥＤ２２ａ〜２２ｄを点灯する信号を生成供給し、２．４Ｖ以上でない場合は、ステップＳ１４でバッテリ電圧が２．３Ｖ以上か判定する。ステップＳ１４の判定の結果、２．３Ｖ以上の場合は、ステップＳ１８でＬＥＤ２２ｂ〜２２ｄを点灯する信号を生成供給し、２．３Ｖ以上でない場合はステップＳ１５でバッテリー電圧が２．２Ｖ以上か判定する。ステップＳ１５の判定の結果、２．２Ｖ以上の場合は、ステップＳ１９でＬＥＤ２２ｃ〜２２ｄを点灯する信号を生成供給し、２．２Ｖ以上でない場合はステップＳ１６でバッテリ電圧が２．２Ｖ以下か判定する。このステップＳ１６で２．２Ｖ以下と判定されると、ステップＳ２０でＬＣＤ２２ｄを点滅点灯させる信号を生成供給する。つまり、ステップＳ１２〜Ｓ２０はバッテリ１０の再放電開始から３０秒経過後のバッテリー電圧を用いて残容量電圧をＬＥＤ２２の点灯個数及び点灯状態によって表示させる。また、バッテリー１０から照明ランプ２４に電圧供給を継続している間は、前記ステップＳ１２〜Ｓ２０が繰り返し行われ、バッテリー１０からの電圧供給が長時間になり、バッテリー１０の残容量電圧が低下しても、時間の経過に応じてバッテリー残容量電圧をＬＣＤ２２の点灯状態で表示可能となる。
【００２７】
つまり、この第１の実施形態によると、従来のようにバッテリー電圧を複雑な演算処理することなく、バッテリー１０から昇圧回路１２を介してランプ２４に供給するバッテリー電圧をＣＰＵ２１でバッテリー放電開始直後の電圧値か判定し、バッテリー放電開始から３０秒経過したバッテリー電圧値を用いてバッテリー１０の残容量電圧をＬＣＤ２２の点灯状態で表示するもので、バッテリー１０の放電継続されている間は、経時的に変化するバッテリー残容量電圧も同時にＬＣＤ２２の点灯状態で表示可能である。なお、前記ステップＳ２０でＬＣＤ２２ｄを点滅点灯としたことは、この種のバッテリー１０は２．２Ｖ以下となると急激に電圧低下が生じ照明ランプ２４の発光量も低下するために、バッテリー１０の交換または再充電を使用者に促すために設けた表示であり、点滅表示以外の表示状態とすることもできることは明らかである。
【００２８】
次に本発明の第２の実施形態について、図４乃至図７を用いて説明する。図４は本発明の第２の実施形態の構成を示すブロック図で、図１と同じ部分は同一符号を付して詳細説明は省略する。図５はバッテリの放電特性を説明する説明図で、図６は第２の実施形態の動作シーケンスを説明するフローチャートで、図７はバッテリーの復帰現象を説明する説明図である。
【００２９】
図４の図１との相違は、ＣＰＵ２１に不揮発性メモリー３１をデータバスを介して接続配置し、バッテリー１０からランプ２４に点灯電力供給オフ直前のバッテリー電圧値を記憶させるものである。
【００３０】
バッテリー１０の復帰現象による電圧は、図５に示すような放電開始から指数関数的なカーブで減少する特性を有している。この復帰電圧△Ｖａとバッテリー１０の残容量電圧Ｖｉとの経過時間の関係を予め前記不揮発性メモリー３１に記憶させておき、予測電圧を合成する。この予測電圧は次式により求める。
【００３１】
予測電圧＝（Ｖｉ＋△Ｖａ）ｔａ（１）
この予測電圧は、一定時間間隔ｔａ１〜ｔａ４で前記（１）式で求める。この一定時間間隔での予測電圧の演算はバッテリー１０からの放電開始から約１分間行い、その後はバッテリー１０の電圧Ｖｉによって残量表示する。
【００３２】
この予測電圧による残量表示の処理について図６を用いて説明する。前記スイッチ１１がオンされると、ステップＳ２１でＣＰＵ２１はリセットされ、ステップＳ２２でＣＰＵ２１に内蔵されているタイマーのカウントを開始する。次に、ステップＳ２３で前記ステップＳ２２でカウント開始されたタイマーの時間経過が１分以内か判断される。１分を経過している場合は、ステップＳ２４でバッテリー電圧を取り込み、ステップＳ２５でＬＥＤ２２の点灯制御を行う。このステップＳ２５のＬＥＤ２２の点灯制御は、図３で説明したステップＳ１３〜Ｓ２０の動作と同じである。ステップＳ２５のＬＥＤ２２の点灯処理が終了するとステップＳ２６で不揮発性メモリー３１にバッテリー電圧Ｖｉを記憶させ、前記ステップＳ２４に戻る。つまり、ステップＳ２４〜Ｓ２６は、スイッチ１１をオン後１分間が経過済で、バッテリー１０の復帰電圧△Ｖａが放電されてバッテリー電圧Ｖｉでランプ２４を点灯させている状態の処理動作となる。
【００３３】
前記ステップＳ２３で１分以内と判定されると、ステップＳ２７で、不揮発性メモリ３１に格納されているバッテリー１０の使用経過時間に対応する復帰電圧△Ｖａを読み出し、ステップＳ２８で不揮発性メモリ３１に前回ランプ２４の点灯時のステップＳ２６で記憶格納したバッテリー電圧Ｖｉを読み出し、この復帰電圧△Ｖａとバッテリー電圧Ｖｉを用いてステップＳ２９で前記式（１）により予測電圧を合成する。次にステップＳ３０で予測電圧を基準としてＬＥＤ点灯処理を行う。このステップＳ３０のＬＥＤ点灯処理は、図３のステップＳ１３〜Ｓ２０の処理と同じである。このステップＳ３０のＬＥＤ点灯処理が終了するとステップＳ２３に戻り以後の処理が継続される。
【００３４】
次に本発明の第２の実施形態の変形例を図７を用いて説明する。前述の第２の実施形態の予測電圧は、変化量を予め不揮発性メモリー３１に記憶させる方式を用いたが、バッテリー残量電圧が多い場合と少ない場合では変化カーブが異なり、予測電圧に誤差が生じる恐れがある。このため、誤差の少ない予測電圧の合成方式を設定する必要がある。そこで、経過時間毎に記憶される復帰電圧（△Ｖａ）に代えて、復帰現象により上昇した電圧はランプ２４を点灯使用状態において急激に電圧が下がるので、この電圧変化の傾きに応じて予測電圧を合成する。
【００３５】
予測電圧の合成は、次式で求める。
【００３６】
予測電圧＝（Ｖｉ＋ｃ・ｄＶａ／ｄｔａ）（２）
これにより、より正確なバッテリー残容量電圧の表示が可能となる。
【００３７】
この第２の実施形態によると、事前に不揮発性メモリー３１にバッテリー１０の使用時間経過に対応した復帰電圧を記憶格納させておき、その復帰電圧とバッテリー電圧の基で、予測電圧を求めてバッテリ残容量電圧の表示を行う。なお、前記予測電圧の合成補正は、スイッチ１１のオン後１分間としたが、バッテリー１０の復帰電圧とその放電現象に応じて異なる時間設定することも可能である。
【００３８】
次に、第２の実施形態の応用例を図８を用いて説明する。図８と図４の相違は、バッテリー１０の負極とランプ２４との間に電流検出抵抗３２を配置し、その電流検出抵抗３２の両端にはオペアンプ３３の入力端子に接続され、オペアンプ３３の出力端子は前記ＣＰＵ２１の入力ポートＢに接続されていることにあり、バッテリー１０の電流を検出してバッテリー残容量を表示するものである。
【００３９】
スイッチ１１をオンして、ランプ２４を点灯動作中の電流を電流検出抵抗３２で検出し、オペアンプ３３で増幅してＣＰＵ２１に供給する。ＣＰＵ２１ではアナログ・デジタル変換して電流データに変換すると共に、使用電流量を積算したデータを生成させる。一方、前記不揮発性メモリー３１にバッテリー１０の最大容量データを格納し、その最大容量データから前記積算された使用電流量データを減算処理することで、残容量が算出できる。この算出された残容量を基に前記ＬＥＤ２２の点灯制御を行う。なお、バッテリー１０の復帰現象により電流も一瞬上昇するが、前記式（１）を電流に置き換えることで、予測電流を求めることが可能となり、バッテリー１０の残容量の正確な表示ができる。
【００４０】
次に本発明の第３の実施形態について図９と図１０を用いて説明する。なお、図１と同じ部分は同一符号を付して詳細説明は省略する。
【００４１】
図１と図９の相違点は、バッテリー１０の出力電圧は、図１０に示すように温度によって変化する放電特性を持っているため、この放電特性を補正して温度による変化のないバッテリー残容量表示を行うようにするものである。温度センサー３４をＣＰＵ２１の入力ポートＢに接続して、バッテリー１０の電圧値を取り込みと同期して温度センサー３４からの温度データも取り込めるようになっている。この温度センサー３４は、ＣＰＵ２１を実装した基板上に配置したり、またはバッテリー１０の近傍に配置する。
【００４２】
前記ＣＰＵ２１によるバッテリー１０の電圧値取り込みに同期して、温度センサー３４による温度データを取り込み、図１乃至図３で説明したＣＰＵ２１の処理シーケンスに温度に対する補正値を設定し、その温度補正値によって検出したバッテリー電圧を補正させるようになっている。温度補正の具体例としては、例えば、バッテリー電圧値が２．２Ｖ以下になった際のＬＥＤ２２を点灯制御する判定閾値を温度差分低い値に設定する。
【００４３】
これにより、バッテリー１０の使用環境温度が変化しても正確なバッテリ残容量表示が可能となる。
【００４４】
次に本発明の第４の実施形態について図１１と図１２を用いて説明する。なお、図１と同じ部分は同一符号を付して詳細説明は省略する。
【００４５】
図１１と図１の相違は、ＣＰＵ２１に代えて、昇圧回路１２とランプ２４の間にスイッチング素子であるＦＥＴトランジスタ４１のソースとドレインを接続配置し、ＦＥＴトランジスタ４１のゲートにはコンパレータ４２の出力が接続され、このコンパレータ４２の一方の入力端子には、スイッチ１１とコンデンサ１３の接続点からのバッテリー電圧が供給され、他方の入力端子には、三角波発生回路４３からの三角波信号が供給されるようになっている。
【００４６】
前記昇圧回路１２は、バッテリー１０の電圧が使用時間に伴って低下しても電圧を一定に保つ構成となっている。このため、バッテリー残量が少なくなった時点でも照明ランプ２４に供給する電圧の安定化が保たれるように作用し、これにより、バッテリー１０の残容量電圧が早く消耗減少し、残容量電圧の末期で急激に保有電圧が低下してランプ２４が消灯してしまう。
【００４７】
そこで、三角波発生回路４３からランプ２４を点滅点灯制御する三角波信号を発生させ、かつ、その三角波信号の尖頭値をバッテリー１０の残容量電圧が低下して、バッテリー１０の本来の電圧が供給できなくなる電圧値に設定する。さらに、この三角波発生回路４３から発生する三角波の周波数は、ランプ２４を三角波で点灯させた際にちらつきが見だたないような値、例えば数百Ｈｚ以上に設定されている。
【００４８】
このような構成のバッテリー型光源の動作について図１２を併用して説明する。図１２は、バッテリー１０の放電特性とバッテリー電圧と三角波信号の関係を示している。バッテリー１０がフル充電されている状態でスイッチ１１がオンされて、昇圧回路１２で昇圧された電圧がＦＥＴトランジスタ４１を介してランプ２４に供給される。この時、コンパレータ４２には、バッテリー電圧Ｖｂと三角波発生回路４３からの三角波信号の電圧Ｖａとが供給され、その電圧値が比較される。つまり、時間ｔａにおいては、バッテリ電圧Ｖｂ１が三角波信号Ｖａよりも高いために、ＦＥＴトランジスタ４１はバッテリ電圧Ｖｂ１で継続的にオンされて、ランプ２４に点灯電圧が供給される。前記バッテリー１０の残容量電圧が低下して、時間ｔｂのバッテリー電圧Ｖｂ２が三角波信号Ｖａ以下となると、コンパレータ４２は、バッテリ電圧Ｖｂ２よりも高い電圧を示す三角信号部分でＦＥＴトランジスタ４１をオフさせ、バッテリー電圧Ｖｂ２以下ではオン制御する。これにより、オン期間がオフ期間よりも長い交流電圧がランプ２４に供給される。これにより、ランプ２４は若干発光量が低下して照明光が暗くなる。さらに、バッテリ１０の残容量電圧が低下して、時間ｔｃのバッテリー電圧Ｖｂ３が三角波信号Ｖａ以下となると、コンパレータ４２は、バッテリ電圧Ｖｂ３よりも高い電圧を示す三角信号部分でＦＥＴトランジスタ４１をオフさせ、バッテリー電圧Ｖｂ３以下ではオン制御する。これにより、オン期間とオフ期間が略同期間かまたはオフ期間の長い交流電圧がランプ２４に供給される。これにより、ランプ２４はますます発光量が低下して照明光が暗くなる。
【００４９】
このようにバッテリー電圧が低下した電圧Ｖｂ２以下では、三角波信号でランプ２４をオン・オフする交流電圧で点灯するために、バッテリー１０からの供給電力が抑制でき、バッテリーの残容量後半における保有容量の放電時間を延長持続させることができる。また、バッテリー１０の残容量電圧の末期においては、バッテリー電圧がさらに低下するために、ＦＥＴトランジスタ４１のオフ期間が長くなり、照明ランプ２４の発光量が著しく低下するために、バッテリー型光源の使用者は照明光の低下により、バッテリー１０の残容量電圧の低下を認識可能となる。
【００５０】
また、前記三角波発生回路４３の三角波信号の電位をバッテリー１０の使用末期でランプが点滅点灯を認識できる周波数と電圧に設定すると、そこに至るまでは十分明るくランプ２４を点灯させることが出来、ランプ２４が点滅点灯した際に、使用者はバッテリー１０の残容量電圧が末期であることの認識が可能となる。
【００５１】
この第４の実施形態により、バッテリー残量は、点灯するランプ２４の明るさによって確認することができるため、バッテリー光源の残量表示を確認することなく、使用者の照明光の目視によって確認ができる。また、ランプ２４に供給する電圧を三角波発生回路で制御することにより、バッテリーの使用時間を伸ばすことが可能となった。
【００５２】
なお、前述した本発明の各実施形態において、バッテリー残容量を表示するものとして、ＬＥＤ２２を用いて説明したが、ＬＥＤ以外に液晶パネルを用い、かつ、ＣＰＵ２１にその液晶パネルにバッテリー残量を表示する図形信号データを格納して、液晶パネルによるバッテリー残量表示することも可能である。
【００５３】
また、前述の実施形態では、バッテリーにニッケル水素バッテリーを用い、かつ、バッテリー電圧を昇圧する昇圧回路を用いているが、１次電池のアルカリ電池、二次電池のＮｉ−Ｃｄ電池やリチウム・イオン電池を用いることもか可能であり、リチウム・イオン電池のようにセル電圧が高い電池を使用する際には、昇圧回路を用いることもない。
【００５４】
さらに、昇圧回路は、前述の実施形態に用いた例に限られるものではなく、バッテリー電圧を昇圧が可能な、いかなる回路構成の昇圧回路でも用いられることかできる。
【００５５】
［付記］
以上詳述した本発明の実施形態によれば、以下のごとき構成を得ることができる。
【００５６】
（１）バッテリーの出力を負荷に供給したときに、前記バッテリーの出力を検出する出力検出手段と、
前記出力検出手段による検出結果を所定の基準値と経時的に比較して前記バッテリーの消耗状態を検出する消耗状態検出手段と、
前記消耗状態手段により検出されたバッテリーの消耗状態を出力する消耗状態出力手段と、
を備えたことを特徴とするバッテリー残容量検知回路。
（２）付記１のバッテリ−残容量検知回路を備え、前記出力手段の出力により前記バッテリーの残容量を告知する告知手段
を具備したことを特徴とする内視鏡装置。
（３）前記負荷は前記内視鏡装置の照明光を供給する光源ランプであることを特徴とする付記２に記載の内視鏡装置。
【００５７】
（４）照明光を導光するライトガイドを有する内視鏡と、
前記内視鏡に着脱自在でライトガイドの照明光入射端に照明光を供給する照明ランプと、
ランプを点灯させる電源と、
小型光源装置の電源の消耗状態を検出して消耗状態を告知する告知手段とを備え、
ランプが点灯した際に電源の変動を補正して告知するようにした内視鏡装置。
【００５８】
（５）ランプの点灯は電源をＯＮ／ＯＦＦするスイッチである付記４に記載の内視鏡装置。
【００５９】
（６）電源の変動の補正は約３０〜６０秒間行う付記４に記載の内視鏡装置。
【００６０】
（７）前回オン時の電源の最終状態を記憶する記憶手段を設け、前回の最終状態に基いて消耗状態を告知するようにした付記１に記載の内視鏡装置。
【００６１】
（８）電源の変動の補正は電圧検出によって行うようにした付記１に記載の内視鏡装置。
【００６２】
（９）前記電源は、バッテリーである付記４に記載の内視鏡装置。
【００６３】
（１０）照明光を導光するライトガイドを有する内視鏡と、
前記内視鏡に着脱自在でライトガイドの照明光入射端に照明光を供給する照明ランプと、
ランプを点灯させる電源と、
小型光源装置の電源の消耗状態を検出して消耗状態を告知する告知手段と、
電源の温度を検出する温度検出手段とを備え、
電源の消耗状態を電源の温度により消耗状態を補正して告知するようにした内視鏡装置。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によるバッテリーとランプとランプ点灯回路とバッテリ残容量表示を有するバッテリー型照明装置は、ランプ消灯時のバッテリの電圧復帰現象により、ランプ再点灯時のバッテリー残容量電圧が一時的に上昇した値を補正して、バッテリー残容量表示することで、バッテリーの正確な残容量電圧表示が可能となる。
【００６５】
また、バッテリー残容量は、電圧復帰現象による電圧上昇分が消耗する期間のみ補正することで、簡単な処理で正確に表示可能となり、使用者に対して、バッテリーの消耗末期を確実に伝達できる効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るバッテリー残容量検知回路の第１の実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第１の実施形態のバッテリー放電特性を説明する説明図。
【図３】本発明の第１の実施形態の動作シーケンスを説明するフローチャート。
【図４】本発明に係るバッテリー残容量検知回路の第２の実施形態の構成を示すブロック図。
【図５】本発明の第２の実施形態のバッテリー放電特性を説明する説明図。
【図６】本発明の第２の実施形態の動作シーケンスを説明するフローチャート。
【図７】本発明の第２の実施形態の変形例を説明する説明図。
【図８】本発明の第２の実施形態の応用例の構成を示すブロック図。
【図９】本発明に係るバッテリー残容量検知回路の第３の実施形態の構成を示すブロック図。
【図１０】本発明の第３の実施形態のバッテリー放電特性を説明する説明図。
【図１１】本発明に係るバッテリー残容量検知回路の第４の実施形態の構成を示すブロック図。
【図１２】本発明の第４の実施形態の動作を説明する説明図。
【図１３】従来の内視鏡装置の構成を示す斜視図。
【符号の説明】
１０…バッテリー
１１…スイッチ
１２…昇圧回路
１３…コンデンサ
１４…コイル
１５…ダイオード
１６…スイッチング素子
１７…ＰＷＭ
１８…抵抗
１９…抵抗
２０…コンデンサ
２１…マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）
２２…ＬＥＤ
２３…抵抗
２４…ランプ
３１…不揮発性メモリー
３２…電流検出抵抗
３３…オペアンプ
３４…温度センサー
４１…ＦＥＴトランジスタ
４２…コンパレータ
４３…三角波発生回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a remaining battery capacity detection circuit used for a small and portable battery-type illumination light source, and an endoscope apparatus including the remaining battery capacity detection circuit.
[0002]
[Prior art]
In general, battery-powered endoscopes are excellent in portability and have excellent effects in endoscopic diagnostic procedures in places where it is difficult to carry in large light source devices, such as emergency procedures and bedside procedures. To demonstrate. This battery light source type endoscope apparatus is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-43133. Using the battery light source type endoscope apparatus disclosed in this publication, for example, when the battery runs out during diagnosis in the body cavity, the diagnosis is hindered. For this reason, Japanese Patent Application No. 10-308856 proposes an endoscope apparatus having a function of notifying the state of battery consumption.
[0003]
A schematic configuration of the endoscope apparatus having the battery consumption state notification function will be described with reference to FIG. The endoscope apparatus includes an endoscope 51 and a battery-type light source 61 that is a small light source device that is detachably attached to the endoscope 51.
[0004]
The endoscope 51 includes a flexible insertion portion 52, an operation portion 53 located at the rear end portion of the insertion portion 52, an eyepiece portion 54 provided at the rear end of the operation portion 53, and The light source base 55 is provided to attach and detach the battery type light source 61 provided at the side end of the operation unit 53. The insertion portion 52 is arranged in order from the distal end side to the hard distal end constituting portion 56, a bendable bending portion 57 continuously provided at the rear end of the distal end constituting portion 56, and a rear end of the bending portion 57. The bending portion 57 can be bent in a desired direction by operating a bending knob (not shown) provided in the operation portion 53. An image guide fiber (not shown) that transmits at least an observation image and a light guide fiber (not shown) that transmits illumination light from the battery-type light source 61 are inserted into the insertion portion 52. The distal end of the image guide fiber is fixed to the distal end component 56 together with an objective lens (not shown), and the rear end of the image guide fiber is an eyepiece (not shown) built in the eyepiece 54 of the operation unit 53. It is fixed. The tip of the light guide fiber is fixed to the tip constituting portion 56 together with an illumination window (not shown), and the rear end of the light guide fiber is fixed to a light source base 55 of the operation portion 53.
[0005]
The battery-type light source 61 includes an attachment connector 62 connected to the light source cap 55 of the endoscope 51, a battery remaining amount display unit 63 for displaying the remaining battery capacity, a battery storage unit and a battery remaining amount not shown. It consists of a detection circuit and the like. Although not shown, a lamp that emits illumination light is disposed inside the attachment connector 62, and the illumination light from the lamp is disposed at the rear end of the light guide fiber located in the light source cap 55 of the endoscope 51. It is made to enter from. The battery remaining amount display part 63 is detected by a battery remaining amount detection circuit built in the battery type light source 61, and the remaining capacity is displayed on the liquid crystal panel by displaying the remaining battery amount or turning on the LED.
[0006]
The battery remaining amount detection circuit includes a voltage detection unit, a counting unit, a storage unit, and a calculation unit. In the voltage detection unit, the detected battery voltage is digitized by an A / D converter to generate detection voltage data and stored in the storage unit, and the counting unit detects lighting lamp lighting and stores it according to the lighting signal. The integrated lighting time data obtained by integrating the time from relighting to the lamp lighting integrated time value stored in the unit is generated and stored, and the calculation unit stores the detected voltage data and the integrated lighting time data from the storage unit. Based on this, the remaining battery level is calculated and a display signal is generated.
[0007]
In the battery remaining amount calculation process in the calculation unit, when the lamp is turned off and then turned on again, the battery has a recovery phenomenon in which the apparent electromotive voltage rises, and the remaining battery level is determined based on the voltage of the recovery phenomenon. When the calculation is displayed, it becomes a basis for erroneous determination. For this reason, the detection of the battery voltage immediately after the lamp is turned on again is delayed, the battery voltage immediately before turning off is stored in the storage unit, and the remaining amount is calculated based on the battery voltage data immediately before turning off. Is supposed to do.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The battery-type light source 61 having the battery remaining amount display proposed in the above-mentioned Japanese Patent Application No. 10-308856 avoids erroneous display of the remaining amount of the battery due to an apparent battery voltage rise due to a battery recovery phenomenon when the lamp is re-lighted. In order to achieve this, it is necessary to perform complex battery remaining amount calculation processing using the battery voltage value immediately before turning off before turning on again and the integrated lighting time value of the lamp. In this calculation process, an unused or fully charged battery, an insufficiently charged battery, and a used battery need to be calculated using constant values that differ depending on the battery because a difference occurs in the return voltage. It is necessary to provide a function for discriminating a plurality of arithmetic processing expressions and a battery state in the arithmetic unit. As a result, there is a problem that the function of the battery voltage detection circuit of the battery-type light source 61 becomes complicated.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the conventional problems, the present invention can reliably display an accurate remaining amount of battery using a simple remaining amount detecting means excluding a voltage increase during battery use due to a battery voltage recovery phenomenon when not in use. It is an object of the present invention to provide a remaining battery capacity detection circuit and an endoscope apparatus using the remaining battery capacity detection circuit.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The battery remaining capacity detection circuit according to the present invention is: In the battery remaining capacity detection circuit that detects the remaining capacity of the battery while supplying the output of the battery to the light source lamp that supplies the illumination light of the endoscope device, Of the output of the battery The light source lamp A switch for controlling supply or stop of supply to the battery, and the output of the battery is controlled by the switch. The light source lamp Output detecting means for detecting the output of the battery when the switch is turned on, Preset according to the discharge time for the voltage rise accompanying the recovery phenomenon when the battery is loaded After a predetermined time has elapsed, the detection result of the output detection means is compared with a first reference value to detect the battery consumption state, and after the switch is turned on Said The consumption state detection means for detecting the consumption state of the battery by comparing the detection result by the output detection means with a second reference value larger than the first reference value until a predetermined time elapses, and the consumption state detection Consumption state output means for outputting the battery consumption state detected by the means.
[0011]
In addition, an endoscope apparatus according to the present invention includes the battery-remaining capacity detection circuit, and includes notification means for notifying the remaining capacity of the battery by an output of the output means, and the load is the endoscope apparatus. It is characterized by being a light source lamp which supplies the illumination light.
[0012]
According to the endoscope apparatus of the present invention, it is possible to always grasp the consumption state of the battery that is a lighting power source of the illumination light, and it is easy to avoid the trouble such as the battery running out while using the endoscope apparatus.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of a battery remaining capacity detection circuit according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining discharge characteristics of a battery when a lamp is lit, and FIG. 3 shows the present invention. It is a flowchart explaining the operation | movement sequence of the battery remaining capacity circuit which concerns.
[0014]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0015]
The remaining battery capacity detection circuit shown in FIG. 1 is provided in the battery-type light source 61 described with reference to FIG. The positive electrode of the battery 10 is connected to the positive electrode of the capacitor 13 and the booster circuit 12 via the switch 11, and the negative electrode of the battery 10 is connected to the negative electrode of the capacitor 13 and the negative electrode side of the booster circuit 12. The booster circuit 12 includes a coil 14, a diode 15, a switching element 16, a PWM (pulse width modulation) control circuit 17, resistors 18 and 19, and a capacitor 2 O connected to a connection point between the switch 11 and the capacitor 13. Yes. The booster circuit 12 requires a high voltage to obtain the brightness of the lamp with a predetermined illuminance, and is used to boost the battery voltage.
[0016]
The battery 10 can obtain a high voltage by connecting several primary batteries in series. However, when a large number of primary batteries are used, the shape of the battery light source 61 becomes large, and the endoscope This will impair the operability. For this reason, in the present Example, the voltage of 2.4V is obtained using two 1.2 volt (V) nickel hydrogen batteries whose energy density is higher than an alkaline battery. This nickel metal hydride battery has a characteristic that, when charged by a secondary battery, a single battery stores a capacity of 1400 to 1600 mAh and a cell voltage of 1.2 volts (V) is obtained.
[0017]
An output terminal of the booster circuit 12 is connected to power supply terminals Vdd and Vss of a one-chip microprocessor (hereinafter referred to as CPU) 21, and a connection point between the switch 11, the booster circuit 12 and the capacitor 13 is an input port A of the CPU 21. It is connected to the. The output terminals a to d of the CPU 21 are connected to the positive output terminal of the booster circuit 12 through a series circuit of LEDs 22a to 22d and resistors 23a to 23d. Further, lamps 24 are connected to both output terminals of the booster circuit 12.
[0018]
In the battery remaining capacity detection circuit having such a configuration, when the switch 11 is turned on, the lighting power of the lamp 24 boosted by the booster circuit 12 is supplied and the CPU 21 is driven and reset, and the switch 11 and the capacitor 13 are switched. The battery voltage generated at the connection point is supplied to the input port A of the CPU 21. The CPU 21 checks and determines the battery voltage under the operation described later, and supplies a signal for lighting the LEDs 22a to 22d from the output terminals a to d when the battery voltage is, for example, 2.4 V or more. In the case of 4 to 2.3 V, a signal for lighting the LEDs 22 b to 2 d is supplied. In the case of 2.3 to 2.2 V, a signal for lighting the LEDs 22 c to 22 d is supplied. A signal for turning on the LED 22d is supplied. That is, since the battery 10 has a characteristic that the electromotive voltage decreases when the discharge is continued, the remaining capacity voltage of the battery 10 is displayed according to the number of the LEDs 22a to 22d lit.
[0019]
The lighting control signals of the LEDs 22 a to 22 d generated by the CPU 21 are generated by the remaining capacity voltage of the battery 10, but the voltage value supplied from the battery 10 to the lamp 24 by the on / off of the switch 11 is the return of the battery 10. Due to the phenomenon, the voltage of the battery 10 immediately after the switch 11 is turned on is increased, and power supply is started from this increased voltage value. This increased voltage value decreases within a predetermined time and is held by the original battery 10. Shift to supply with the remaining voltage.
[0020]
Thus, the discharge state of the battery 10 by ON / OFF of the switch 11 is demonstrated using FIG. In the figure, the vertical axis indicates the battery voltage, the horizontal axis indicates the discharge characteristics of the battery 10 indicating the time, and the times Ta to Tc indicate the on / off timing of the battery discharge. When the fully charged battery 10 is discharged for a predetermined time, the discharge starts from the full charge voltage value, the battery voltage gradually decreases, and the switch 11 is turned off at the timing Ta to temporarily stop the discharge. When the voltage is about 2.42V, the battery 10 returns to a voltage of about 2.52V due to the recovery phenomenon. When the switch 11 is turned on at the timing Ta when the voltage is temporarily restored due to the restoration phenomenon and the second discharge is started, the discharge starts from the restoration voltage, and the battery voltage gradually decreases, and the switch 11 is turned on at the timing Tb. If the voltage when the discharge is stopped after being turned off is about 2.35 V, the voltage returns to about 2.45 V due to the recovery phenomenon of the battery 10. When the switch 11 is turned on at the timing Tb when the voltage is temporarily restored due to this restoration phenomenon and the third discharge is started, the discharge starts from the restoration voltage, and the battery voltage gradually decreases and the switch 11 is turned on at the timing Tc. If the voltage when the discharge is stopped after being turned off is about 2.28 V, the voltage returns to about 2.38 V due to the recovery phenomenon of the battery 10. When the switch 11 is turned on at the timing Tc when the voltage is temporarily restored due to the restoration phenomenon and the fourth discharge is started, the discharge starts from the restoration voltage, and the battery voltage gradually decreases to a predetermined voltage (about 2. 2V) or less, the battery voltage decreases rapidly.
[0021]
As can be seen from the discharge characteristics, the battery voltage immediately after the battery 10 is turned on at the timings Ta to Tc is slightly larger than the current voltage value originally held by the battery 10 due to the recovery phenomenon. In addition, discharging from the return voltage to the remaining voltage value of the battery 10 at that time is performed in a single hour, and thereafter, the remaining voltage of the battery 10 is stabilized under normal discharge characteristics. Discharge is made.
[0022]
When the CPU 21 checks and determines the remaining capacity voltage of the battery 10 based on the battery voltage value immediately after the switch 11 is turned on from the state in which the voltage is restored due to the restoration phenomenon of the battery 10, the judgment is performed with the restoration voltage. An error occurs in the lighting signal supply to ˜22d. Further, according to the inventors' experiment, the discharge time from the return voltage to the remaining capacity voltage value of the battery is about 30 to 60 seconds. Therefore, the battery voltage after 30 to 60 seconds after the re-discharge of the battery 10 is obtained. By using it as the remaining capacity voltage of the battery 10, the display of the erroneous remaining capacity voltage described above can be eliminated.
[0023]
Therefore, the battery voltage state determination check by the CPU 21 is performed in the sequence shown in FIG. When the switch 11 is turned on, the CPU 21 is reset, and a timer built in the CPU 21 is set in step S1. Next, in step S2, the voltage value of the battery 10 supplied to the input port A is fetched, and in step S3, it is determined whether the battery voltage value fetched is 2.5V or more. The determination reference voltage of 2.5V in step S2 is the voltage value when the battery 10 is fully charged when the battery 10 has a rated voltage of 2.4V. + 0.1V The added value is set.
[0024]
If the result of determination in step S3 is 2.5V or higher, a signal for lighting the LEDs 22a to 22d is generated in step S7. If not 2.5V or higher, whether the battery voltage is 2.4V or higher in step S4. judge. If the result of determination in step S4 is 2.4V or higher, a signal for lighting the LEDs 22b to 22d is generated in step S8, and if it is not 2.4V or higher, it is determined in step S5 whether the battery voltage is 2.3V or higher. If the result of determination in step S5 is 2.3V or higher, a signal for turning on the LEDs 22c to 22d is generated in step S9, and if not 2.3V or higher, it is determined in step S6 whether the battery voltage is 2.3V or lower. If it is determined in this step S6 that it is 2.3 V or less, a signal for blinking and lighting the LCD 22d is generated in step S10. When a lighting signal to the LEDs 22a to 22d is generated in any of the steps S7 to S10, it is determined in step S11 whether the timer started in step S1 has passed 30 seconds. If 30 seconds have not elapsed, the process returns to step S2, and steps S2 to S10 are repeated again. That is, steps S1 to S11 check and determine the battery voltage for 30 seconds immediately after the start of power supply to the battery 10.
[0025]
The determination time in step S11 is the time until the discharge of the return voltage of the battery 10, and can be set to a different value depending on the return voltage value of the battery 10 and the discharge characteristics of the return voltage.
[0026]
As a result of the determination in step S11, if it is determined that the timer set in step S1 has passed 30 seconds, the battery voltage value is read again in step S12, and it is determined whether the battery voltage value is 2.4 V or more in step S13. If the result of determination in step S13 is 2.4V or higher, a signal for lighting the LEDs 22a to 22d is generated and supplied in step S17. If not higher than 2.4V, whether the battery voltage is 2.3V or higher in step S14. judge. If the result of determination in step S14 is 2.3V or higher, a signal for turning on the LEDs 22b to 22d is generated and supplied in step S18. If it is not 2.3V or higher, it is determined whether the battery voltage is 2.2V or higher in step S15. . If the result of determination in step S15 is 2.2V or higher, a signal for turning on the LEDs 22c to 22d is generated and supplied in step S19. If not 2.2V or higher, it is determined in step S16 whether the battery voltage is 2.2V or lower. . If it is determined in step S16 that the voltage is 2.2 V or less, a signal for blinking and lighting the LCD 22d is generated and supplied in step S20. That is, in steps S12 to S20, the remaining capacity voltage is displayed according to the number of lighting and the lighting state of the LED 22, using the battery voltage after 30 seconds from the start of re-discharge of the battery 10. Further, while the voltage supply from the battery 10 to the illumination lamp 24 is continued, the above steps S12 to S20 are repeated, and the voltage supply from the battery 10 takes a long time, and the remaining capacity voltage of the battery 10 decreases. However, the remaining battery voltage can be displayed in the lighting state of the LCD 22 as time elapses.
[0027]
In other words, according to the first embodiment, the battery voltage supplied from the battery 10 to the lamp 24 via the booster circuit 12 can be supplied immediately after the battery discharge is started by the CPU 21 without performing complicated calculation processing of the battery voltage as in the prior art. The remaining voltage of the battery 10 is displayed in the lighting state of the LCD 22 by using the battery voltage value that has passed 30 seconds from the start of battery discharge. The battery 10 is continuously discharged while being discharged. The battery remaining capacity voltage that changes to can be displayed simultaneously with the lighting state of the LCD 22. The fact that the LCD 22d is turned on and off in the step S20 means that this type of battery 10 suddenly drops in voltage when the voltage becomes 2.2 V or less, and the amount of light emitted from the illumination lamp 24 also decreases. It is a display provided to prompt the user to recharge, and it is obvious that a display state other than the blinking display can be set.
[0028]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the discharge characteristics of the battery, FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation sequence of the second embodiment, and FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the battery recovery phenomenon.
[0029]
4 differs from FIG. 1 in that a non-volatile memory 31 is connected to the CPU 21 via a data bus, and the battery voltage value immediately before the lighting power supply is turned off is stored in the lamp 24 from the battery 10.
[0030]
The voltage due to the recovery phenomenon of the battery 10 has a characteristic of decreasing with an exponential curve from the start of discharge as shown in FIG. The relationship of the elapsed time between the return voltage ΔVa and the remaining capacity voltage Vi of the battery 10 is stored in the nonvolatile memory 31 in advance, and a predicted voltage is synthesized. This predicted voltage is obtained by the following equation.
[0031]
Predicted voltage = (Vi + ΔVa) ta (1)
The predicted voltage is obtained by the above equation (1) at a constant time interval ta1 to ta4. The calculation of the predicted voltage at regular time intervals is performed for about one minute from the start of discharging from the battery 10, and thereafter the remaining amount is displayed by the voltage Vi of the battery 10.
[0032]
The remaining amount display process based on the predicted voltage will be described with reference to FIG. When the switch 11 is turned on, the CPU 21 is reset in step S21, and the timer built in the CPU 21 starts counting in step S22. Next, in step S23, it is determined whether the elapsed time of the timer started in step S22 is within one minute. If one minute has elapsed, the battery voltage is taken in at step S24, and the lighting control of the LED 22 is performed at step S25. The lighting control of the LED 22 in step S25 is the same as the operations in steps S13 to S20 described in FIG. When the lighting process of the LED 22 in step S25 is completed, the battery voltage Vi is stored in the nonvolatile memory 31 in step S26, and the process returns to step S24. That is, steps S24 to S26 are processing operations in a state in which one minute has elapsed after the switch 11 is turned on, the return voltage ΔVa of the battery 10 is discharged, and the lamp 24 is lit with the battery voltage Vi.
[0033]
If it is determined in step S23 that it is within 1 minute, in step S27, the return voltage ΔVa corresponding to the elapsed use time of the battery 10 stored in the nonvolatile memory 31 is read, and the nonvolatile memory 31 is read in step S28. The battery voltage Vi stored and stored in step S26 when the lamp 24 was previously turned on is read out, and the predicted voltage is synthesized by the equation (1) in step S29 using the return voltage ΔVa and the battery voltage Vi. Next, in step S30, an LED lighting process is performed based on the predicted voltage. The LED lighting process in step S30 is the same as the processes in steps S13 to S20 in FIG. When the LED lighting process in step S30 ends, the process returns to step S23 and the subsequent processes are continued.
[0034]
Next, a modification of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The prediction voltage of the second embodiment described above uses a method in which the amount of change is stored in the nonvolatile memory 31 in advance, but the change curve differs between when the remaining battery voltage is high and when the battery remaining voltage is low, and there is an error in the prediction voltage. May occur. For this reason, it is necessary to set a prediction voltage synthesis method with less error. Therefore, instead of the return voltage (ΔVa) stored for each elapsed time, the voltage that has risen due to the return phenomenon suddenly drops when the lamp 24 is in the lighting use state. Is synthesized.
[0035]
The synthesis of the predicted voltage is obtained by the following equation.
[0036]
Predicted voltage = (Vi + c · dVa / dta) (2)
As a result, the battery remaining capacity voltage can be displayed more accurately.
[0037]
According to the second embodiment, the non-volatile memory 31 stores in advance a restoration voltage corresponding to the elapsed time of use of the battery 10, and obtains a predicted voltage based on the restoration voltage and the battery voltage to obtain a battery. Displays the remaining capacity voltage. The combined correction of the predicted voltage is performed for one minute after the switch 11 is turned on. However, a different time can be set according to the return voltage of the battery 10 and the discharge phenomenon.
[0038]
Next, an application example of the second embodiment will be described with reference to FIG. The difference between FIG. 8 and FIG. 4 is that a current detection resistor 32 is disposed between the negative electrode of the battery 10 and the lamp 24, and both ends of the current detection resistor 32 are connected to the input terminals of the operational amplifier 33. The terminal is connected to the input port B of the CPU 21, and detects the current of the battery 10 and displays the remaining battery capacity.
[0039]
The switch 11 is turned on, the current during the operation of lighting the lamp 24 is detected by the current detection resistor 32, amplified by the operational amplifier 33, and supplied to the CPU 21. The CPU 21 performs analog / digital conversion to convert it into current data, and generates data obtained by integrating the amount of current used. On the other hand, the remaining capacity can be calculated by storing the maximum capacity data of the battery 10 in the nonvolatile memory 31 and subtracting the accumulated used current amount data from the maximum capacity data. The lighting control of the LED 22 is performed based on the calculated remaining capacity. Note that the current also rises momentarily due to the recovery phenomenon of the battery 10, but replacing the equation (1) with the current makes it possible to obtain the predicted current and to accurately display the remaining capacity of the battery 10.
[0040]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
[0041]
The difference between FIG. 1 and FIG. 9 is that the output voltage of the battery 10 has a discharge characteristic that varies with temperature as shown in FIG. It is intended to display. The temperature sensor 34 is connected to the input port B of the CPU 21 so that the temperature data from the temperature sensor 34 can be captured in synchronization with the capture of the voltage value of the battery 10. The temperature sensor 34 is disposed on a substrate on which the CPU 21 is mounted, or is disposed in the vicinity of the battery 10.
[0042]
In synchronism with the voltage value acquisition of the battery 10 by the CPU 21, temperature data is acquired by the temperature sensor 34, a correction value for the temperature is set in the processing sequence of the CPU 21 described with reference to FIGS. 1 to 3, and the temperature correction value is detected. To correct the battery voltage. As a specific example of the temperature correction, for example, a determination threshold value for controlling the lighting of the LED 22 when the battery voltage value is 2.2 V or less is set to a value with a low temperature difference.
[0043]
Thereby, even if the use environment temperature of the battery 10 changes, an accurate battery remaining capacity display becomes possible.
[0044]
Next, the 4th Embodiment of this invention is described using FIG. 11 and FIG. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
[0045]
The difference between FIG. 11 and FIG. 1 is that instead of the CPU 21, the source and drain of the FET transistor 41 as a switching element are connected between the booster circuit 12 and the lamp 24, and the output of the comparator 42 is connected to the gate of the FET transistor 41. The battery voltage from the connection point of the switch 11 and the capacitor 13 is supplied to one input terminal of the comparator 42, and the triangular wave signal from the triangular wave generating circuit 43 is supplied to the other input terminal. It is like that.
[0046]
The booster circuit 12 is configured to keep the voltage constant even when the voltage of the battery 10 decreases with time of use. For this reason, even when the remaining battery level is low, the voltage supplied to the illumination lamp 24 is stabilized so that the remaining capacity voltage of the battery 10 is quickly consumed and reduced. At the end stage, the holding voltage is suddenly reduced and the lamp 24 is extinguished.
[0047]
Therefore, a triangular wave signal for controlling the blinking of the lamp 24 is generated from the triangular wave generating circuit 43, and the peak value of the triangular wave signal is reduced in the remaining capacity voltage of the battery 10 so that the original voltage of the battery 10 can be supplied. Set the voltage value to disappear. Further, the frequency of the triangular wave generated from the triangular wave generating circuit 43 is set to a value such that no flicker is found when the lamp 24 is lit with a triangular wave, for example, several hundred Hz or more.
[0048]
The operation of the battery type light source having such a configuration will be described with reference to FIG. FIG. 12 shows the relationship between the discharge characteristics of the battery 10, the battery voltage, and the triangular wave signal. The switch 11 is turned on while the battery 10 is fully charged, and the voltage boosted by the booster circuit 12 is supplied to the lamp 24 via the FET transistor 41. At this time, the battery voltage Vb and the voltage Va of the triangular wave signal from the triangular wave generating circuit 43 are supplied to the comparator 42 and their voltage values are compared. That is, at time ta, since the battery voltage Vb1 is higher than the triangular wave signal Va, the FET transistor 41 is continuously turned on with the battery voltage Vb1, and the lighting voltage is supplied to the lamp 24. When the remaining capacity voltage of the battery 10 decreases and the battery voltage Vb2 at time tb becomes equal to or lower than the triangular wave signal Va, the comparator 42 turns off the FET transistor 41 at a triangular signal portion indicating a voltage higher than the battery voltage Vb2, The on-control is performed below the battery voltage Vb2. Thereby, an AC voltage whose on period is longer than the off period is supplied to the lamp 24. As a result, the lamp 24 slightly reduces the amount of light emitted and the illumination light becomes dark. Further, when the remaining capacity voltage of the battery 10 decreases and the battery voltage Vb3 at time tc becomes equal to or lower than the triangular wave signal Va, the comparator 42 turns off the FET transistor 41 at a triangular signal portion indicating a voltage higher than the battery voltage Vb3. The on-control is performed below the battery voltage Vb3. As a result, an AC voltage whose on-period and off-period are substantially synchronous or has a long off-period is supplied to the lamp 24. As a result, the amount of light emitted from the lamp 24 further decreases, and the illumination light becomes darker.
[0049]
In this way, at a voltage Vb2 or less where the battery voltage has dropped, since the lamp 24 is turned on / off with a triangular wave signal, the power supplied from the battery 10 can be suppressed, and the remaining capacity of the remaining capacity of the battery can be reduced. The discharge time can be extended and sustained. Further, at the end of the remaining capacity voltage of the battery 10, the battery voltage further decreases, so the off period of the FET transistor 41 becomes longer, and the amount of light emitted from the illumination lamp 24 significantly decreases. The person can recognize the decrease in the remaining capacity voltage of the battery 10 due to the decrease in the illumination light.
[0050]
Further, when the potential of the triangular wave signal of the triangular wave generating circuit 43 is set to a frequency and voltage at which the lamp can be blinked and recognized at the end of use of the battery 10, the lamp 24 can be lit up sufficiently to reach that point. When 24 flashes, the user can recognize that the remaining capacity voltage of the battery 10 is in the last stage.
[0051]
According to the fourth embodiment, the remaining battery level can be confirmed by the brightness of the lamp 24 to be lit. Therefore, the user can visually confirm the illumination light without confirming the remaining battery level display. it can. Further, by controlling the voltage supplied to the lamp 24 by the triangular wave generation circuit, it is possible to extend the battery usage time.
[0052]
In each of the embodiments of the present invention described above, the LED 22 is used to display the remaining battery capacity. However, a liquid crystal panel is used in addition to the LED, and the remaining battery capacity is displayed on the liquid crystal panel on the CPU 21. It is also possible to store graphic signal data to be displayed and to display the remaining battery power on the liquid crystal panel.
[0053]
In the above-described embodiment, a nickel metal hydride battery is used as the battery and a booster circuit that boosts the battery voltage is used. However, the alkaline battery of the primary battery, the Ni-Cd battery of the secondary battery, or the lithium ion battery is used. A battery can be used, and when a battery having a high cell voltage such as a lithium ion battery is used, a booster circuit is not used.
[0054]
Further, the booster circuit is not limited to the example used in the above-described embodiment, and any booster circuit having any circuit configuration capable of boosting the battery voltage can be used.
[0055]
[Appendix]
According to the embodiment of the present invention described in detail above, the following configuration can be obtained.
[0056]
(1) output detection means for detecting the output of the battery when the output of the battery is supplied to a load;
A consumption state detection means for detecting a consumption state of the battery by comparing a detection result by the output detection means with a predetermined reference value over time;
Consumption state output means for outputting a consumption state of the battery detected by the consumption state means;
A battery remaining capacity detection circuit comprising:
(2) Notification means comprising the battery-remaining capacity detection circuit according to appendix 1, and notifying the remaining capacity of the battery by the output of the output means
An endoscope apparatus comprising:
(3) The endoscope apparatus according to appendix 2, wherein the load is a light source lamp that supplies illumination light of the endoscope apparatus.
[0057]
(4) an endoscope having a light guide for guiding illumination light;
An illumination lamp that is detachable from the endoscope and supplies illumination light to an illumination light incident end of a light guide;
A power supply to light the lamp,
A notification means for detecting the consumption state of the power source of the small light source device and notifying the consumption state,
An endoscope device that corrects and notifies changes in power supply when the lamp is lit.
[0058]
(5) The endoscope apparatus according to appendix 4, wherein the lamp is turned on to turn on / off the power.
[0059]
(6) The endoscope apparatus according to appendix 4, wherein correction of fluctuations in the power source is performed for about 30 to 60 seconds.
[0060]
(7) The endoscope apparatus according to appendix 1, wherein a storage unit that stores the final state of the power supply when the power is turned on is provided so that the exhausted state is notified based on the previous final state.
[0061]
(8) The endoscope apparatus according to attachment 1, wherein correction of fluctuations in the power source is performed by voltage detection.
[0062]
(9) The endoscope apparatus according to appendix 4, wherein the power source is a battery.
[0063]
(10) an endoscope having a light guide for guiding illumination light;
An illumination lamp that is detachable from the endoscope and supplies illumination light to an illumination light incident end of a light guide;
A power supply to light the lamp,
A notification means for detecting a consumption state of the power source of the small light source device and notifying the consumption state;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the power supply,
An endoscope apparatus that notifies the power consumption state by correcting the power consumption state according to the temperature of the power source.
[0064]
【The invention's effect】
The battery type lighting device having a battery, a lamp, a lamp lighting circuit, and a remaining battery capacity display according to the present invention is a value that temporarily increases the remaining battery voltage when the lamp is turned on again due to the voltage recovery phenomenon of the battery when the lamp is turned off. By correcting the above and displaying the remaining battery capacity, it is possible to accurately display the remaining battery voltage of the battery.
[0065]
In addition, the remaining battery capacity is corrected only during the period when the voltage increase due to the voltage recovery phenomenon is consumed, so that it can be displayed accurately with simple processing, and the effect that the end of battery consumption can be reliably transmitted to the user. have.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of a remaining battery capacity detection circuit according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating battery discharge characteristics according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart for explaining an operation sequence according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a second embodiment of a remaining battery capacity detection circuit according to the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating battery discharge characteristics according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart for explaining an operation sequence according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a modification of the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an application example of the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a third embodiment of a remaining battery capacity detection circuit according to the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating battery discharge characteristics according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a fourth embodiment of a remaining battery capacity detection circuit according to the present invention.
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining the operation of the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a perspective view showing a configuration of a conventional endoscope apparatus.
[Explanation of symbols]
10 ... Battery
11 ... Switch
12 ... Booster circuit
13: Capacitor
14 ... Coil
15 ... Diode
16: Switching element
17 ... PWM
18 ... Resistance
19 ... Resistance
20 ... Capacitor
21 ... Microprocessor (CPU)
22 ... LED
23 ... Resistance
24 ... Ramp
31 ... Non-volatile memory
32 ... Current detection resistor
33. Operational amplifier
34 ... Temperature sensor
41 ... FET transistor
42 ... Comparator
43 ... Triangular wave generation circuit

Claims

In the battery remaining capacity detection circuit that detects the remaining capacity of the battery while supplying the output of the battery to the light source lamp that supplies the illumination light of the endoscope device,
A switch for controlling supply or stop of supply of the output of the battery to the light source lamp ;
Output detection means for detecting the output of the battery when the output of the battery is supplied to the light source lamp by the switch;
Compared with the first reference value, the detection result by the output detection means after a predetermined time has elapsed from the turn-on of the switch to the discharge time of the voltage rise accompanying the recovery phenomenon when the battery is loaded and detects the consumption state of the battery, until passage on after the predetermined time of the switch said compared to the second reference value greater than said first reference value detection result of the output detector A depletion state detection means for detecting a depletion state of the battery;
Consumption state output means for outputting a consumption state of the battery detected by the consumption state detection means;
A battery remaining capacity detection circuit comprising:

In the battery remaining capacity detection circuit that detects the remaining capacity of the battery while supplying the output of the battery to the light source lamp that supplies the illumination light of the endoscope device,
A switch for controlling supply or supply stop of the output of the battery to the light source lamp ;
Output detection means for detecting the output of the battery when the output of the battery is supplied to the light source lamp by the switch;
A determination unit that compares a detection result of the output detection unit with a plurality of reference voltages to determine which voltage range the voltage level of the output of the battery belongs to;
A detects the consumption state of the battery according to the voltage range of the output of the battery determined by the determining means, for the same voltage range of the output of the battery, the battery from on of the switch A depletion state detection means for detecting that the depletion state of the battery is greater than after the elapse of the predetermined time until a predetermined time set in advance according to a discharge time corresponding to a voltage rise due to a recovery phenomenon at the time of load When,
Consumption state output means for outputting a consumption state of the battery detected by the consumption state detection means;
A battery remaining capacity detection circuit comprising:

An endoscope apparatus comprising: the battery-remaining capacity detection circuit according to claim 1; and notification means for notifying the remaining capacity of the battery by an output of the consumption state output means.