DE19880830B4

DE19880830B4 - Ultraschallwellengerät

Info

Publication number: DE19880830B4
Application number: DE19880830T
Authority: DE
Inventors: Shosuke Shijonawate Akisada; Hiromitu Inoue; Hideaki Neyagawa Abe; Kozo Neyagawa Kawai; Motoharu Muto; Masayuki Hikone Hayashi; Shinji Hikone Nishimura; Itaru Hikone Saida
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1997-05-15
Filing date: 1998-05-15
Publication date: 2006-09-28
Anticipated expiration: 2018-05-16
Also published as: US6183426B1; TW480172B; DE19880830T1; WO1998051255A1; JP3816960B2; KR100285388B1; KR20000023746A; CN1222846A; CN1154462C

Abstract

Ein Ultraschallwellengerät, mit:
einem in der freien Hand gehaltenen Applikator mit einem Schwingelement, das im Gebrauch mit der Haut eines Benutzers zum Anwenden von Ultraschallwellen auf die Haut in Kontakt steht;
einer Leistungsquelle, die eine Gleichspannung liefert;
einer Oszillatorschaltung, die von der Gleichspannung von der Leistungsquelle zum Erzeugen einer oszillierenden Ausgabe zum Antreiben des Schwingelements gespeist wird;
einer Lastdetektionsschaltung, die überwacht, ob das Schwingelement zum Beispiel durch Kontakt mit der Haut belastet ist, und ein Lastdetektionssignal liefert, wenn das Schwingelement in der Weise belastet ist;
einer Bewegungsdetektionsschaltung, die überwacht, ob sich das Schwingelement bewegt, und ein Bewegungsdetektionssignal liefert, wenn sich das Schwingelement bewegt; und
einer Steuerschaltung, die mit der Lastdetektionsschaltung und der Bewegungsdetektionsschaltung zum Steuern des Verringerns der zu dem Ultraschallschwingelement geleiteten oszillierenden Ausgabe durch die Antriebsschaltung in dem Fall, daß das Lastdetektionssignal nicht innerhalb einer vorab bestimmten ersten Zeitdauer empfangen wird oder das...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ultraschallgerät zum Anwenden von Ultraschallwellen auf einen menschlichen Körper.
Technologischer Hintergrund
Herkömmliche Ultraschallwellengeräte zum Anwenden von Ultraschallwellen auf den menschlichen Körper sind in der japanischen Patentschrift Nr. 6-22518 und der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 3-63054 beschrieben. Das herkömmliche Gerät enthält einen Applikator mit einem Schwingelement, das zum Anwenden der Ultraschallwellen mit dem menschlichen Körper in Kontakt steht, eine Oszillatorschaltung zum Liefern von Ultraschallwellen an das Schwingelement und eine Lastdetektionsschaltung, die detektiert, ob das Schwingelement mit einer Last in Kontakt steht. Für dieses Gerät wird vorgeschlagen, die Höhe der an das Schwingelement abgegebenen Ultraschallschwingung bei Detektion eines unbelasteten Zustands zu verringern. Das Ultraschallwellengerät dieser Art ist hauptsächlich zur Diagnose von inneren Organen des menschlichen Körpers durch einen Spezialisten, wie z.B. einen Arzt, entwickelt worden. Somit genügt die Lastdetektionsschaltung einem Spezialisten zum wirksamen Anwenden der Ultraschallwellen auf den menschlichen Körper. Wenn jedoch das Gerät zum Anwenden der Ultraschallwellen für Gesichtspflege- oder Gewichtsabnahmezwecke verwendet wird, ist es für einen meistens laienhaften Benutzer selbst mit der Lastdektionsschaltung schwierig, das Gerät sicher und wirksam zu verwenden. Somit ist es wichtig zu detektieren, ob das Gerät sich richtig entlang der Haut bewegt. Das heißt, angesichts der Tatsache, daß eine kalte Brandwunde auftreten kann, wenn das Schwingelement mit einem Abschnitt über eine lange Zeitdauer in Kontakt bleibt, ist eine Maßnahme erforderlich, um die kalte Brandwunde zusätzlich zur Eliminierung eines übermäßigen Energieverbrauches in dem unbelasteten Zustand zu verhindern.

Die US 4 708 137 A zeigt ein Ultraschallwellengerät mit einer Lastdetektionsschaltung und einer Steuerschaltung, die in dem Fall einer Nichtbelastung den Antrieb des Ultraschallschwingelements abschaltet.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist angesichts des obigen durchgeführt worden und weist als eine Aufgabe ein Bereitstellen eines Ultraschallwellengerätes auf, das ausreichend sicher und bequem zu verwenden ist.

Das Ultraschallwellengerät gemäß der vorliegenden Erfindung enthält einen mit der freien Hand gehaltenen Applikator mit einem Schwingelement, das im Gebrauch mit der Haut eines Benutzers zum Anwenden von Ultraschallwellen auf die Haut in Kontakt steht, eine Leistungsquelle, die eine Gleichspannung liefert, eine Oszillatorschaltung, die von der Gleichspannung von der Stromquelle zum Erzeugen einer oszillierenden Ausgabe zum Antreiben des Schwingelements gespeist wird, und eine Lastdetektionsschaltung, die überwacht, ob das Schwingelement z.B. durch Kontakt mit der Haut belastet ist, und ein Lastdetektionssignal liefert, wenn das Schwingelement in der Weise belastet ist. Außerdem ist eine Bewegungsdetektionsschaltung zum Überwachen, ob sich das Schwingelement bewegt, und zum Abgeben eines Bewegungsdetektionssignals bei einer Bewegung des Schwingelements vorgesehen.

Eine Steuerschaltung ist mit der Lastdetektionschaltung und der Bewegungsdetektionsschaltung zum Steuern des Verringerns der zu dem Ultraschallschwingelement geleiteten oszillierenden Ausgabe durch die Antriebsschaltung in dem Fall, daß das Lastdetektionssignal nicht innerhalb einer vorab bestimmten ersten Zeitdauer empfangen wird oder das Bewegungsdetektionssignal nicht über eine kritische Zeitdauer innerhalb einer vorab bestimmten zweiten Zeitdauer selbst bei Detektion der Anwesenheit des Lastdetektionssignals in der ersten Zeitdauer durchgehend ist, verbunden.
Somit kann das Gerät die Bewegung des Schwingelements und detektieren, ob es sich in Kontakt mit dem menschlichen Körper bewegt, und kann es die Ultraschallwellen nur durchgehend anwenden, während das Schwingelement sich derart bewegt, wodurch verhindert wird, daß die Ultraschallwellen über eine lange Zeitdauer auf einen Bereich des menschlichen Körpers angewendet werden, was anderenfalls mit einer kalten Brandwunde einhergehen würde.
Vorzugsweise kann das Gerät eine Überwachungsschaltung enthalten, die eine die von dem Schwingelement bewirkten Ultraschallschwingungen kennzeichnende und eine Niederfrequenzkomponente, die durch Bewegen des Schwingelements verursacht ist und deren Frequenz niedriger als diejenige der Ultraschallschwingungen ist, enthaltende einzige Überwachungsausgabe abgibt. Die Überwachungsausgabe wird zu der Lastdetektionsschaltung sowie zu der Bewegungsdetektionschaltung geleitet, wo sie zum Liefern des Lastdetektionssignals und des Bewegungsdetektionssignals verarbeitet wird. Die Überwachungsausgabe, die Informationen bezüglich des Belastungszustandes sowie der Bewegung des Schwingelements enthält, kann in einem Resonanzsystem mit der Oszillatorschaltung für das Schwingelement auftreten. Somit kann eine einfache elektrische Verbindung der Überwachungsschaltung mit dem Resonanzsystem die Last- und Bewegungsdetektion in einer einfachen Schaltungskonfiguration ohne Notwendigkeit eines zusätzlichen Sensors für eine derartige Detektion realisieren.
Zum Beispiel ist die Überwachungsschaltung zur Detektierung einer Ausgabe der Oszillatorschaltung eingebaut, die einen Transformator mit einer Primärwicklung und einer Sekundär wicklung einschließt. Das Schwingelement liegt in Form eines über die Sekundärwicklung angeschlossenen ndenen piezoelektrischen Elements vor. Die Primärwicklung erzeugt eine oszillierende Spannung, die wiederum die oszillierende Ausgabe über die Sekundärwicklung zum Antreiben des Schwingelements erzeugt. Die Überwachungsschaltung schließt eine Hilfswicklung ein, die zum Liefern der zu der Ausgabe der Oszillatorschaltung proportionalen Überwachungsausgabe mit dem Transformator magnetisch gekoppelt ist.
Außerdem kann die Überwachungsschaltung für dieselbe Oszillatorschaltung mit dem obigen Transformator als eine Gleichrichterschaltung konfiguriert sein, die zum Gleichrichten der oszillierenden Spannung in der Überwachungsausgabe parallel zu dem Schwingelement über die Sekundärwicklung des Transformators angeschlossen ist.
Außerdem kann die Überwachungsschaltung gestaltet sein, um die Überwachungsausgabe auf der Grundlage eines durch die Oszillatorschaltung mit einem Resonanzkreis fließenden Stromes bereitzustellen. In diesem Fall schließt die Oszillatorschaltung den Transformator mit der Primärwicklung und der Sekundärwicklung ein, über die das Schwingelement in Form eines piezoelektrischen Elements angeschlossen ist. Ein Kondensator ist zur Bildung eines parallelen Resonanzkreises mit der Primärwicklung über die Primärwicklung angeschlossen. Ein Schaltelement ist in Reihe mit dem parallelen Resonanzkreis über eine Gleichspannungsquelle angeschlossen und wird zum Einschalten und Ausschalten und Bereitstellen einer oszillierenden Spannung, die wiederum die oszillierende Ausgabe über die Sekundärwicklung induziert, durch den Resonanzkreis angesteuert. Die Überwachungsschaltung schließt einen Stromfühler ein, der zum Bereitstellen der Überwachungsausgabe in Form einer Spannung in Reihe mit dem Schaltelement und dem parallelen Resonanzkreis verbunden ist.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Überwachungsschaltung einen Transformator mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung auf. Die Primärwicklung ist in Reihe mit dem Schwingelement in Form des piezoelektrischen Elements in einem Ausgabeweg der Oszillatorschaltung angeschlossen, so daß die Sekundärwicklung die Überwachungsausgabe liefert.
Die Lastdetektionsschaltung weist vorzugsweise einen Vergleicher auf, der zur Bereitstellung des Lastdetektionssignals bei Abweichung der Amplitude von dem vorab bestimmten Wert um ein bestimmtes Maß eine Amplitude der Überwachungsausgabe mit einer vorabbestimmten Höhe vergleicht.
Die Bewegungsdetektionsschaltung weist zum Herausziehen der Niederfrequenzkomponente aus der Überwachungsausgabe einen Tiefpaßfilter und eine Bewertungsschaltung auf, die das Bewegungsdetektionssignal zu der Steuerschaltung liefert, wenn eine Amplitude der Niederfrequenzkomponente einen vorab bestimmten Wert überschreitet.
Weiterhin offenbart die vorliegende Erfindung eine weitere Anordnung, die zur Durchführung der Lastdetektion und Bewegungsdetektion eine benachbart zu dem Schwingelement angeordnete Sensorscheibe verwendet. Die Sensorscheibe kann sich als Folge einer Belastung des Schwingelements verformen und ist aus einem druckempfindlichen, elektrisch leitfähigen Gummi hergestellt, dessen elektrischer Widerstand sich bei einer Verformung ändert. Die Sensorscheibe ist auf ihrer einen Oberfläche mit einer einzigen ersten Elektrode und auf der gegenüberliegenden Oberfläche mit mehreren zweiten Elektroden ausgebildet. Es gibt mehrere Spannungen, wobei jede eine Spannung zwischen der ersten Elektrode und jeder der zweiten Elektroden anlegt, um mehrere Überwachungsausgaben zu liefern, wobei jede einen an einem Bereich der Sensorscheibe benachbart zu jeder der zweiten Elektroden auftretenden Verformungsgrad wiedergibt. Die Steuerschaltung ist zur Analyse wenigstens einer der Überwachungsausgaben konfiguriert, um das Lastdetektionssignal zu ergeben und alle Überwachungsausgaben in Bezug zueinander zu analysieren und das Bewegungsdetektionssignal zu liefern.
Vorzugsweise wird auch eine Steuerung unter Verwendung eines Temperatursensors durchgeführt, der eine Temperatur des Schwingelements mißt. Eine Schutzschaltung ist zur Erzeugung eines Haltesignals zum Hindern des Oszillators am Erzeugen der oszillierenden Ausgabe bei Erhalt der den Fall, daß die Temperatur einen kritischen Wert überschreitet, kennzeichnenden Temperaturausgabe in der Steuerschaltung enthalten. Somit kann das Schwingelement vor einer Berührung mit dem menschlichen Körper in einem erhitzten Zustand geschützt werden.
Vorzugsweise erzeugt die Oszillatorschaltung die oszillierende Ausgabe intermittierend in der Weise, daß eine Ruhedauer zwischen benachbarten Impulsreihen der oszillierenden Ausgabe verbleibt. In dieser Ruhedauer übertragen die Lastdetektionsschaltung und die Bewegungsdetektionsschaltung das Lastdetektionssignal und das Bewegungsdetektionssignal zu der Steuerschaltung. Somit können die Last- und Bewegungsdetektionssignale zur Lieferung einer verbesserten Zuverlässigkeit der Bewertung bei der Steuerschaltung rauschfrei sein.
Vorzugsweise sind die Oszillatorschaltung und die Stromquelle in dem Applikator gemeinsam mit einer Batterie enthalten, die eine Quellenspannung zu der Leistungsquelle liefert, und ist der Applikator physikalisch von einem Hauptgehäuse lösbar, das einen Wechselrichter zum Liefern einer Wechselspannung zum Laden der Batterie enthält. Der Wechselrichter schließt eine Primärstromwicklung ein, über die sich die Wechselspannung entwickelt. Der Applikator enthält darin eine Sekundärstromwicklung, die zum Induzieren einer entsprechenden Spannung bei physikalischer Verbindung des Applikators mit dem Hauptgehäuse mit der Primärstromwicklung magnetisch gekoppelt ist. Die Sekundärstromwicklung ist zum Laden der Batterie durch die an der Sekundärstromwicklung induzierte Spannung mit dem in der freien Hand gehaltenen Applikator verbunden. Mit dieser Anordnung kann der Applikator auf leichte Weise mit einer wasserdichten Struktur hergestellt und gut in nassen Umgebungen genutzt werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Schaltung eines Ultraschallwellengerätes gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist ein schematischer Schaltplan des Gerätes;
3 ist ein Schaltplan, der eine in dem obigen Gerät verwendete Oszillatorschaltung, Lastdetektionsschaltung und Bewegungsdetektionsschaltung darstellt;
4A bis 4F sind erläuternde Ansichten, die die Betriebsweise der Lastdetektionsschaltung und der Bewegungsdetektionsschaltung darstellen;
5A bis 5C sind erläuternde Ansichten, die eine Beziehung zwischen einer Ausgabe der Oszillatorschaltung und einer Ausgabe der Lastdetektionsschaltung und der Bewegungsdetektionsschaltung darstellen;
6 ist ein Schaltplan einer in dem obigen Gerät verwendeten Temperaturmeßschaltung;
7 ist ein Flußdiagramm, daß Betriebsweisen des obigen Gerätes darstellt;
8 ist ein Schaltplan eines Ultraschallwellengerätes gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9A und 9B sind erläuternde Ansichten, die Betriebsweisen des obigen Gerätes darstellen;
10 ist ein Schaltplan eines Ultraschallwellengerätes gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
11 ist ein Schaltplan eines Ultraschallwellengerätes gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12 ist ein Schaltplan eines Ultraschallwellengerätes gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
13 ist eine Schnittansicht einer für eine Lastdetektion und Bewegungsdetektion in einem Ultraschallwellengerät gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendeten Sensorscheibe;
14A und 14B sind Draufsichten, die eine Anordnung von Elektroden auf gegenüberliegenden Seiten der Sensorscheibe darstellen;
15 ist eine schematische Ansicht, die eine Verdrahtung zum Übertragen einer oszillierenden Ausgabe zu dem Applikator und der detektierten Ausgabe davon in dem obigen Gerät darstellt; und
16 ist ein Schaltplan eines Ultraschallwellengerätes gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Beste Arten zum Durchführen der Erfindung
1 stellt einen Schaltplan eines Ultraschallwellengerätes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Das Gerät wird zur Gesichtspflege oder Gewichtsabnahme verwendet und schließt einen in der freien Hand gehaltenen Applikator 10 ein, der an seinem einen Ende mit einer Schwingplatte 12 versehen ist, die im Gebrauch zum Anwenden von Ultraschallschwingungen mit der Haut eines menschlichen Körpers in Kontakt gebracht werden muß. Die Schwingplatte 12 ist eine aus Aluminium hergestellte dünne Platte und empfängt eine von einem Schwingelement 11 in Form eines piezoelektrischen Elements erzeugte Ultraschallwelle. Zur Herstellung eines engen Kontaktes mit der Haut zum wirksamen Übertragen der Ultraschallwelle ist die Schwingplatte 12 im Gebrauch mit einem Gel überzogen. Das Gel ist zum Fördern der Ultraschallwellenübertragung aus einer Substanz mit einem großen Wassergehalt hergestellt. Der Applikator 10 schließt eine das piezoelektrische Element 11 antreibende Oszillatorschaltung 20, eine die Oszillatorschaltung 20 speisende Leistungsquelle 1, eine Lastdetektionsschaltung 40 zur Detektion eines belasteten Zustandes der Schwingplatte 12, eine Bewegungsdetektionsschaltung 50 zur Detektion einer Bewegung des Applikators 10, eine Temperaturmeßschaltung 60 zum Messen einer Temperatur des piezoelektrischen Elements 11, einen Bildschirmtreiber 7 zum Anzeigen des Betriebszustands und eine Steuerschaltung 80 zur Steuerung der obigen Schaltungen und ähnlichem ein. Zusätzlich ist der Applikator 10 mit einem Netzschalter 13 und einem Fenster 14 zur Anzeige des Betriebszustandes ausgebildet.
Im Gebrauch muß der Applikator 10 die Ultraschallschwingung mit der in Kontakt mit dem menschlichen Körper gehaltenen Schwingplatte 12 erzeugen. Für diesen Zweck ist die Lastdetektionsschaltung 40 zur Detektierung vorgesehen, ob eine geeignete Belastung als Folge dessen, daß die Schwingplatte 12 mit der Haut des menschlichen Körpers in Kontakt steht, anliegt. Wenn die Schwingplatte 12 nicht in engem Kontakt mit der Haut steht, so daß sie aufgrund keiner oder ungenügender Auftragung des Gels nicht die Ultraschallschwingung erfolgreich überträgt, stellt die Lastdetektionsschaltung 40 fest, daß die Schwingplatte nicht belastet ist und schränkt sie die Erzeugung der Ultraschallwelle ein. Außerdem ist ein langsames Bewegen in der Schwingplatte 12 über die Haut bei Anwenden der Ultraschallwelle auf den menschlichen Körper erwünscht. Anderenfalls, d.h., wenn die Schwingplatte 12 über eine lange Dauer an einem Bereich stehenbleibt, besteht eine mögliche Gefahr der Verursachung einer kalten Brandwunde in der Haut der menschlichen Körpers. Angesichts dessen ist die Bewegungsdetektionsschaltung 50 zum Ermöglichen einer durchgehenden Oszillation bei einer Bewegung der Schwingplatte 12 mit einer geeigneten Geschwindigkeit und anderenfalls Verhindern der Oszillation vorgesehen. Zusätzlich schließt die Steuerschaltung 80 eine Zeituhr ein, die die Oszillation anhält, nachdem der Applikator in einem normalen Zustand über eine voreingestellt Zeit benutzt worden ist. Wie es später erörtert wird, heißt das, daß die Zeituhr nur eine Zeit zählen wird, wenn das Lastdetektionsmaterial von der Lastdetektionsschaltung anzeigt, daß die Schwingplatte 12 in Kontakt mit der Haut gehalten wird, und wenn das Bewegungsdetektionssignal von der Bewegungsdetektionsschaltung anzeigt, daß die Schwingplatte 12 nicht über eine lange Zeitdauer an einem Bereich stehenbleibt, wobei die Zeituhr zum Fortsetzen der Ultraschallschwingung über die voreingestellte Zeit ein Zählen durchführt. Wenn die Schwingplatte 12 eine anormale Schwingung mit einem zugehörigen Temperaturanstieg aufgrund einer Fehlfunktion der Oszillatorschaltung 20 oder ähnlichem durchführt, spricht die Temperaturmeßschaltung 60 auf eine Ausgabe von einem benachbart zu der Schwingplatte 12 angeordneten Temperatursensor 15 an und liefert sie eine den anor malen Temperaturanstieg kennzeichende Ausgabe zu der Steuerschaltung 80, die wiederum mit einem Anhalten der Oszillatorschaltung 20 antwortet.
Das Fenster 14 schließt eine Anordnung von lichtemittierenden Elektroden ein, die zum aufeinanderfolgenden Einschalten und Ausschalten zum Darstellen der Oszillation angesteuert werden. Zusätzlich zeigt das Fenster 14 die Durchführung des normalen Betriebes, Warnung vor einem unbelasteten Zustand, Warnung vor einer stationären Schwingplatte, Warnung vor einer anormalen Temperatur der Schwingplatte, von der Zeituhr gezählte Restzeit und Fehlfunktion des Gerätes an.
Wie es in 2 gezeigt ist, bringt ein Gehäuse 16 des Applikators 10 eine einen elektrischen Strom zu der Leistungsquelle 1 liefernde wiederaufladbare Batterie 17 unter. Die Batterie 17 wird durch eine Ausgabe von einer in einem separaten Hauptgehäuse 90 angebrachten Ladeschaltung 91 aufgeladen. Die Ladeschaltung 91 schließt einen Gleichrichter 92 zum Gleichrichten einer Wechselspannung von einer kommerziellen elektrischen Quelle und einen Wechselrichter ein, der die Gleichspannung-Ausgabe des Gleichrichters 22 in eine Wechselspannung-Ausgabe umwandelt. Der Wechselrichter schließt eine Primärstromwicklung 94 ein. Eine entsprechende Sekundärstromwicklung 18 ist in dem Gehäuse 16 des Applikators 10 derart untergebracht, daß sie mit der Primärstromwicklung 94 magnetisch gekoppelt ist, wenn ein Vorsprung 19 an einem Ende des Gehäuses 16 in eine Aussparung 99 in dem Hauptgehäuse sitzt, wodurch eine Spannung über die Sekundärstromwicklung 18 induziert wird, die zu der Ausgangsspannung des Wechselrichters proportional und für das Aufladen der Batterie 17 verantwortlich ist. Der Applikator 10 ist in dem Hauptgehäuse 90 lösbar angebracht und empfängt davon die elektrische Energie, ohne auf elektrische Kontakte angewiesen zu sein. In dieser Hinsicht ist das Gehäuse 16 als eine wasserdichte Struktur hergestellt, so daß der Applikator in einer nassen Umgebung, wie z.B. in einem Badezimmer oder Waschraum, betrieben werden kann. Somit ist der Applikator bei Verwendung im Badezimmer oder Waschraum frei von Wassereintrittsproblemen und kann von der Verwendung von dort verfügbarem Wasser für die Schwingplatte 12 anstelle des Gels Gebrauch gemacht werden.
Die Leistungsquelle 1 liefert zum Variieren des Betrags der oszillierenden Ausgabe von der Oszillatorschaltung 20 entsprechend der von dem Benutzer gewünschten Stärke wahlweise hohe und niedrige Gleichspannungen von der Batterie 17 zu der Oszillatorschaltung. Nach Ablauf der voreingestellten Zeit der Zeituhr gibt die Steuerschaltung 80 auch eine Anweisung zum Beenden des Bereitstellens von elektrischer Energie für die Oszillatorschaltung 20.
Wie es in 3 gezeigt ist, schließt die Oszillatorschaltung 20 einen Wechselrichter ein, der die Gleichspannung von der Leistungsquelle 1 in eine Wechselspannung mit einer Frequenz von ungefähr 1 MHz umwandelt und der an seiner Ausgabeseite mit einem Transformator T mit einer Primärwicklung 21 und einer Sekundärwicklung 22 versehen ist. Die Primärwicklung 21 ist in Reihe mit einem FET 23 und einem Stromfühler 27 über die Leistungsquelle 1 angeschlossen und arbeitet mit einem über die Primärwicklung 21 angeschlossenen Kondensator 24 zur Bildung eines parallelen Resonanzkreises zusammen, der bei Abschalten des FET 23 eine Resonanzspannung über die Primärwicklung 21 liefert. Das piezoelektrische Element 11 ist über die Sekundärwicklung 22 derart verbunden, daß die Ultraschallschwingung durch die an der Sekundärwicklung 22 induzierte Wechselspannung bewirkt wird. Eine Rückkopplungswicklung 25 ist zum Rückführen der Ausgabe der Oszillatiorschaltung zu dem FET 23 mit der Primärwicklung 21 gekoppelt. Ein bipolarer Transistor 26 ist zur Steuerung des FET 23 in einem Gate-Emitter-Weg des FET 23 angeschlossen. Über die Leistungsquelle 1 ist eine Reihenkombination aus einem Anlaßwiderstand 28 und einem Kondensator 29 angeschlossen, wobei diese Verbindung zum Liefern eine Vorspannung über die Rückkopplungswicklung 25 mit einem Gate des FET 23 verbunden ist. Wenn der Kondensator 29 zum Entwickeln einer einen Schwellwert des FET 23 erreichenden Spannung von der Leistungsquelle aufgeladen wird, wird der FET leitfähig und senkt er die Drainspannung des FET 23. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt die Rückkopplungswicklung 25 eine an dem Gate des FET 23 anliegende Rückkopplungsspannung, wodurch der durch den FET fließende Strom erhöht wird. Wenn eine über den Stromfühler 27 entwickelte Spannung eine vorabbestimmte Höhe entsprechend dem ansteigenden Strom durch den FET erreicht, wird der Transistor 26 nachfolgend leitfähig und schaltet er den FET 23 ab. Dadurch wird der Resonanzkreis aus der Primärwicklung 21 und dem Kondensator 24 aktiv und kommt er zur Resonanz. An dem Ende eines Resonanzzy klus erreicht die an der Rückkopplungswicklung 25 induzierte Rückkopplungsspannung eine Spannung zum Einschalten des Gate des FET 23, wodurch wiederum der FET leitfähig wird. Der obige Vorgang wird zum Aufrechterhalten der Resonanzspannung wiederholt, um das piezoelektrische Element 11 oszillieren zu lassen. Die Frequenz des Resonanzkreises ist zum Übertragen der resultierenden Ultraschallschwingung zu der Schwingplatte 12 im Bereich einer Eigenfrequenz des piezoelektrischen Elements 11 eingestellt.
Zwischen der Basis des Transistors 26 und dem Widerstand 27 ist ein Regelwiderstand 30 angeschlossen, dessen Wert zum Variieren eines Zeitpunktes zum Einschalten des Transistors 26 zum Einstellen der Frequenz variiert wird. Das heißt, daß ein Variieren der Einschaltdauer des FET die Resonanzfrequenz einstellen kann, um die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises an die Eigenfrequenz des piezoelektrischen Elements anzupassen, die aufgrund einer möglichen Variation der Eigenschaft des verfügbaren Elements unterschiedlich sein kann. In diesem Zusammenhang ist anzumerken, daß der Resonanzkreis von der Steuerschaltung 80 derart gesteuert wird, daß sich eine intermittierende Schwingung mit einer Ruhedauer zwischen benachbarten Impulsreihen Vp ergibt, wie es in den 4A und 4B gezeigt ist.
Ein Transformator T schließt eine Hilfswicklung 101 ein, die mit einer Gleichrichterschaltung zum Gleichrichten der Ausgabe der Hilfswicklung 101 und Bilden einer Überwachungsschaltung 100 zusammenarbeitet, die eine einen Zustand der auf die Last angewendeten Ultraschallwelle kennzeichnende Überwachungsausgabe liefert. Die Überwachungsausgabe Vx schließt Niederfrequenzkomponeten ein, die als ein Ergebnis des Bewegens des Schwingelements 12 verursacht sind und deren Frequenz niedriger als diejenige der Ultraschallschwingung ist. Genauer gesagt schließt die über der Hilfswicklung 101 auftretende Spannung Niederfrequenzkomponenten, die von einer Impedanzvariation in dem piezoelektrischen Element bei Kontakt mit der Last und von Reibgeräuschen herrühren, die als Reaktion auf das Bewegen des Applikators quer über die Haut des menschlichen Körper auftreten, zusätzlich zu die Ultraschallschwingung kennzeichnenden Hochfrequenzkomponenten ein. Die durch Gleichrichten der über die Hilfswicklung 101 auftretenden Spannung erhaltene Überwachungsaus gabe Vx wird zur Durchführung der Lastdetektion und Bewegungsdetektion zu der Lastdetektionsschaltung 40 und Bewegungsdetektionsschaltung 50 gespeist.
Wie es in 3 gezeigt ist, weist die Lastdetektionsschaltung 40 einen Vergleicher 41 auf, der die Überwachungsausgabe Vx von der Überwachungsschaltung 100 mit einem Referenzwert Vref vergleicht. Die Überwachungsausgabe Vx weist eine in 4B gezeigte Wellenform auf. Wenn die Überwachungsausgabe Vx geringer als der Referenzwert Vref wird, liefert der Vergleicher 41 ein Hochpegel-Lastdetektionssignal SL zu der Steuerschaltung 80, um anzuzeigen, daß die Schwingplatte 12 in geeignetem Kontakt mit der Haut des Benutzers gehalten wird. Wenn das Lastdetektionssignal SL nicht durchgehend über eine vorab bestimmte Zeitdauer bestätigt wird, hält die Steuerschaltung 80 den Betrieb der Oszillatorschaltung 20 an oder schaltet sie die Leistungsquelle 1 aus. In dieser Ausführungsform wird das Lastdetektionssignal SL unter Berücksichtigung, daß die Resonanzspannung durch die Anwesenheit der Last verringert wird, erzeugt, wenn die Überwachungsausgabe Vx niedriger als der Referenzwert Vref ist. Im Gegensatz dazu ist es jedoch möglich, daß Resonanzkreise unterschiedlicher Konfigurationen die Eigenschaft des piezoelektrischen Elements 11 verändern können und die Impedanzanpassung an den Resonanzkreis unterbrechen, wodurch die Überwachungsausgabe bei Anwesenheit der Last ansteigt. In diesem Fall wird das Lastdetektionssignal SL bereitgestellt, wenn die Überwachungsausgabe Vx den Referenzwert Vref überschreitet.
Die Überwachungsausgabe Vx wird auch über einen Kondensator 51 zu der Bewegungsdetektionsschaltung 50 in Form einer Ausgabe Vx' gespeist, wie es in 4D gezeigt ist. Die Bewegungsdetektionsschaltung 50 schließt einen Tiefpaßfilter 52 und eine Bewertungsschaltung 53 ein. Die Ausgabe Vx' wird durch den Filter 52 von der Hochfrequenzkomponente befreit, um eine Niederfrequenzausgabe VL ohne die nicht durch die Bewegung der Schwingplatte 12 verursachten Komponenten zu ergeben, wie es in 4E gezeigt ist. Die derart erhaltene Niederfrequenzausgabe VL wird zu zwei Vergleichern 55 und 56 der Bewertungsschaltung 53 geleitet und jeweils mit individuellen Schwellwerten TH1 und TH2 (TH1 > TH2) verglichen, um ein Hochpegel-Bewegungsdetektionssignal SM (in 4F gezeigt) über eine Zeitdauer zu der Steuerschaltung 80 zu liefern, in der die Ausgabe VL höher als der Schwellwert TH1 oder niedriger als der Schwellwert TH2 ist. TH1 und TH2 können durch Regelwiderstände 57 und 58 eingestellt werden. Die Steuerschaltung 80 zählt die Zeitdauer des Hochpegel-Bewegungsdetektionssignals SM innerhalb einer vorab bestimmten Dauer Tc (z.B. 15 Sekunden) und bestimmt, daß die Schwingplatte 12 sich geeignet bewegt hat, wenn die Summe der gezählten Zeiten in der Dauer Tc einen vorab bestimmten Referenzwert überschreitet. Anderenfalls bestimmt die Steuerschaltung 80, daß keine geeignete Bewegung durchgeführt worden ist, und liefert sie ein Grenzsignal zur Begrenzung der Oszillatorschaltung 20. Die Oszillatorschaltung 20 schließt einen Transistor 84 an, der parallel zu dem Transistor 26 über den Gate-Source-Weg des FET 23 angeschlossen ist und über einen Optokoppler 81 mit der Steuerschaltung 80 verbunden ist. Somit wird der Transistor 84 bei Empfang des Grenzsignals von der Steuerschaltung 80 eingeschaltet, um dadurch den FET 23 zum Ausschalten der Oszillatorschaltung 20 abzuschalten. Obwohl das Grenzsignal ein Anhalten der Oszillatorschaltung 20 in dieser Ausführungsform bewirkt, ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Merkmal beschränkt und kann sie zur Steuerung der Oszillatorschaltung oder Stromversorgung 1 zum Verringern der Oszillation gestaltet sein.
Wie es in 5A gezeigt wird, wird die Ausgabe von der Oszillatorschaltung unter Verwendung von Antriebsimpulsen von 5B intermittierend abgegeben. Innerhalb der Ruhedauer der Antriebsimpulse wird das Datensignal S mit dem Lastdetektionssignal und dem Bewegungsdetektionssignal zur Verarbeitung bei der Steuerschaltung 80 übertragen. Somit kann das Detektionssignal frei von mit der Oszillation verbundenen Geräuschen sein, wodurch eine zuverlässige Last- und Bewegungsdetektion realisiert wird.
Wie es in 6 gezeigt ist, schließt die Temperaturmeßschaltung 60 einen ersten Temperaturmeßabschnitt 61 und einen zweiten Temperaturmeßabschnitt 62 ein, wobei beide eine Ausgabe von einem Thermistor 15 zur Temperaturmessung empfangen. Der erste Temperaturmeßabschnitt 61 weist eine Temperatursteuerung 65 auf, zu der die Ausgabe von dem Thermistor 15 über einen Widerstand 63 und einen Kondensator 64 geleitet wird. Wenn die an dem Thermistor 15 gemessene Temperatur eine vorab bestimmte Referenztemperatur überschreitet, gibt die Temperatursteuerung 65 über einen Optokoppler 66 ein Haltesignal an die Oszillatorschaltung 20. Der Optokoppler 66 weist einen Transistor 68 auf, der in einem Basis-Emitter-Weg des Transistors 84 angeschlossen ist, so daß das Haltesignal den Transistor 84 zum Anhalten der Oszillation der Oszillatorschaltung 20 einschalten läßt. Die Temperatursteuerung weist eine Hysterese auf, so daß die Oszillatorschaltung 20, nachdem die von dem Thermistor 15 gemessene Temperatur der Schwingplatte 12 über die Referenztemperatur hinausgegangen ist, die Oszillation nur wieder aufnehmen kann, nachdem die gemessene Temperatur einen Temperaturwert unterschritten hat, der niedriger als die Referenztemperatur ist. Wenn die gemessene Temperatur den Temperaturwert unterschreitet, gibt die Temperatursteuerung 62 nicht das Haltesignal ab, wodurch die Oszillation an der Oszillatorschaltung 20 wieder aufgenommen wird. Der zweite Temperaturmeßabschnitt 62 schließt einen Vergleicher 69 ein, der einen Transistor 70 einschaltet, wenn die an dem Thermistor 15 gemessene Temperatur einem vorab bestimmten Referenzwert überschreitet, wodurch ein Transistor 73 eines Optokopplers 71 eingeschaltet wird und demzufolge die mit dem Transistor 73 verbundene Leistungsquelle 1 abgeschaltet wird. Der vorab bestimmte Referenzwert für den Vergleicher 69 wird derart festgelegt, daß er höher als die Referenztemperatur der Temperatursteuerung 65 ist, um die Ultraschallschwingung als eine Sicherung als Antwort in dem Fall, daß die Schwingplatte 12 anormal erhitzt wird, anzuhalten, selbst wenn die von einem Microcomputer durchgeführte Temperatursteuerung 65 versagen sollte.
Der Betrieb des Ultraschallgerätes wird nun unter Bezugnahme auf 7 erklärt. Nach dem Einschalten eines Netzschalters setzt ein Drücken eines Startknopfes die Oszillatorschaltung 20 in Gang, wodurch die Schwingplatte 12 mit der Ultraschallschwingung beginnt, und startet es die Zeituhr. Zu diesem Zeitpunkt wird die Temperaturmessung für die Schwingplatte 12 durchgeführt, so daß der Bildschirmtreiber 7, wenn der Temperaturmeßabschnitt 61 eine Temperaturüberschreitung, z.B. 45°, sieht, eine Temperaturwarnung abgibt, daß die Schwingplatte überhitzt ist, und werden zur selben Zeit die Zeituhr und die Oszillation angehalten. Wenn ermittelt wird, daß die gemessene Temperatur weniger als 45° in einem Schritt nach dem Starten der Zeituhr beträgt, wird die Lastdetektion durchgeführt und nachfolgend die Bewegungsdetektion durchführt, wenn das abgegebene Lastdetektionssignal anzeigt, daß die Schwingplatte belastet ist. Wenn kein Lastdetektionssignal abgegeben wird, wird über eine begrenzte Zeitdauer von z.B. 40 Sekunden eine „Keine Last"-Warnung angezeigt, wodurch der Benutzer zum Aufbringen der mit einem Gel überzogenen Schwingplatte auf die Haut gebracht wird. Nach Ablauf der 40 Sekunden ohne Lastdetektionssignal wird eine Steuerung zur Anzeige einer Ankündigung des Anhaltens des Betriebes und zum Anhalten der Zeituhr und der Oszillation durchgeführt. Die Bewegungsdetektion wird bei Anwesenheit des Lastdetektionssignals durchgeführt, so daß ein normaler Betrieb angezeigt und Rückwärtszählanweisungen an die Zeituhr gegeben werden, wenn das Bewegungsdetektionssignal innerhalb z.B. 15 Sekunden abgegeben wird. Nach dem Ablauf der vorab bestimmten Betriebszeit, z.B. 10 Minuten in diesem Zustand, wird die Oszillatorschaltung angehalten. Ein Pause-Knopf wird innerhalb von 10 Minuten gedrückt, die Oszillatorschaltung wird angehalten, wobei aber die Zeituhr durchgehend rückwärts zählt. Wenn ein Neustart-Knopf innerhalb dieser 10 Minuten gedrückt wird, nimmt die Oszillatorschaltung wieder die Oszillation auf.
Obwohl die obige Ausführungsform derart gestaltet ist, daß die Steuerschaltung die Oszillatorschaltung ausschaltet, wenn keine Last oder keine Bewegung detektiert wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Merkmal beschränkt und ist sie zur Verringerung der Oszillationsausgabe von der Oszillatorschaltung bei einer derartigen Detektion gestaltet.
8 stellt eine Oszillatorschaltung 20A und eine Überwachungsschaltung 100A des Ultraschallwellengerätes gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die weiteren Konfigurationen sind mit denjenigen der ersten Ausführungsform identisch. Die Oszillatorschaltung 20A weist eine Basiskonfiguration auf, die mit derjenigen der Oszillatorschaltung 20 der ersten Ausführungsform identisch ist, und somit sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen mit einem Suffix-Buchstaben „A" gekennzeichnet. Die Überwachungsschaltung 100A ist zum Herausziehen einer Überwachungsausgabe aus einer über einen Stromfühler 27A auftretenden Spannung gestaltet, wobei die Überwachungsausgabe zu einer Lastdetektionsschaltung 40A und einer Bewegungsdetektionsschaltung 50A gespeist wird. Bei Eintreten einer Lastvariation erfährt eine an dem Resonanzkreis aus einer Primärwicklung 21A und einem Kondensator 24A entwickelte Resonanzspannung eine entsprechende Span nungsvariation, die über den Stromfühler 27A auftritt. Auf der Grundlage dieser Spannungsvariation liefert die Überwachungsschaltung 100A das die Lastvariation anzeigende Überwachungssignal. Die Überwachungsschaltung 100A besteht aus einer Reihenkombination aus einer Diode 111, einem Widerstand 112 und einem über den Widerstand 27A angeschlossenen Widerstand 113 und einem parallel zu dem Widerstand 111 angeschlossenen Kondensator 114, so daß die Spannung über den Widerstand 27A, wie in 9A gezeigt, in eine Spannung über den Kondensator 114 geglättet wird, dessen Spannung als das Überwachungssignal Vx zu der Lastdetektionsschaltung 40A und der Bewegungsdetektion 50A gespeist wird. Wie es in 9B gezeigt ist, gibt die Lastdetektionsschaltung 40A ein Lastdetektionssignal SL ab, wenn die Höhe des Überwachungssignals Vx einen vorab bestimmten Wert unterschreitet. Die Bewegungsdetektionsschaltung 50A weist dieselbe Schaltungskonfiguration wie die in der ersten Ausführungsform von 3 verwendete auf und führt sie die Bewegungsdetektion auf der Grundlage der Überwachungsausgabe Vx durch.
10 stellt eine Oszillatorschaltung 20B und eine Überwachungsschaltung 100B des Ultraschallwellengerätes gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die weiteren Konfigurationen sind mit denjenigen der ersten Ausführungsform identisch. Die Oszillatorschaltung 20B weist eine Basiskonfiguration auf, die mit derjenigen der Oszillatorschaltung 20 der ersten Ausführungsform identisch ist, und somit sind gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen mit einem Suffix-Buchstaben „B" gekennzeichnet. Die Überwachungsschaltung 100B umfaßt eine Reihenkombination aus einer Diode 121, einem Widerstand 122 und einem über eine Sekundärwicklung 22B der Oszillatorschaltung angeschlossenen Widerstand 123 und einen parallel zu dem Widerstand 123 angeschlossenen Kondensator 125, so daß die an der Sekundärwicklung 22B entwickelte Spannung gleichgerichtet und in eine Spannung geglättet wird, die als die Überwachungsausgabe zu der Lastdetektionsschaltung und der Bewegungsdetektionsschaltung gespeist wird. Die derart erhaltene Überwachungsausgabe schließt Niederfrequenzkomonenten ein, die den Lastzustand und die Bewegung der Schwingplatte wiedergeben, und liefert eine Grundlage, auf der die Last- und Bewegungsdetektion durchgeführt werden.
11 stellt eine Oszillatorschaltung 20C und eine Überwachungsschaltung 1000 des Ultraschallwellengerätes gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die weiteren Konfigurationen sind mit denjenigen der ersten Ausführungsform identisch. Die Oszillatorschaltung 20C weist eine Basiskonfiguration auf, die mit derjenigen der Oszillatorschaltung 20 der ersten Ausführungsform identisch ist, und somit sind gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen mit einem Suffix-Buchstaben „C" gekennzeichnet. Die Überwachungsschaltung 1000 umfaßt einen Widerstand 130, der in Reihe mit dem piezoelektrischen Element 11C über die Sekundärwicklung 22C der Oszillatorschaltung 20C angeschlossen ist, eine Serienkombination aus einer Diode 131, einem Widerstand 132 und einem über den Widerstand 130 angeschlossenen Widerstand 133 und einen über den Widerstand 133 angeschlossenen Kondensator 134. Somit wird die an der Sekundärwicklung 22C entwickelte Ausgangsspannung gleichgerichtet und geglättet, um die resultierende Überwachungsausgabe zu der Lastdetektionsschaltung und der Bewegungsdetektionsschaltung zu liefern.
12 stellt eine Oszillatorschaltung 20D und eine Überwachungsschaltung 100D des Ultraschallwellengerätes gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die weiteren Konfigurationen sind mit denjenigen der ersten Ausführungsform identisch. Die Oszillatorschaltung 20D besteht aus einem Colpitts-Oszillator und eine Ausgangsseite der Schaltung ist mit dem piezoelektrischen Element 11D verbunden. Die Überwachungsschaltung 100D umfaßt einen Transformator mit einer Primärwicklung 141, die in Reihe mit dem piezoelektrischen Element 11D in dem Ausgabeweg der Oszillatorschaltung 20D angeschlossen ist, und mit einer Sekundärwicklung 142, die mit der Primärwicklung magnetisch gekoppelt ist, und eine Gleichrichter/Glättungsschaltung 144 zum Gleichrichten und Glätten der Ausgabe der Sekundärwicklung. Somit wird die der an dem piezoelektrischen Element 11D anliegenden Spannung entsprechende Überwachungsausgabe zu der Lastdetektionsschaltung 40D und der Bewegungsdetektionsschaltung 50D gespeist.
13, 14A und 14B stellen eine Überwachungsschaltung 100E des Ultraschallwellengerätes gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die weiteren Konfigurationen sind mit denjenigen der ersten Ausführungsform identisch. Die Überwachungs schaltung 100E schließt eine ringförmige Sensorscheibe 150 aus einem druckempfindlichen, elektrisch leitfähigen Gummi ein, der sich als Antwort auf eine auf die Schwingplatte ausgeübte Kraft verformt. Die Sensorscheibe 150 ist gemeinsam mit einem Endflansch 151 der Schwingplatte 12E in eine Aussparung an einem Ende eines Gehäuses 16E des Applikators eingepaßt und kann sich als Folge dessen, daß die Schwingplatte 12E einer Kraft unterliegt, wenn die Schwingplatte 12E mit dem menschlichen Körper in Kontakt kommt, verformen und wird zum Bewegen über die Haut des menschlichen Körpers und in Kontakt damit gebracht. Die Sensorscheibe 150 verändert ihren elektrischen Widerstand bei der Verformung und ist auf ihrer einen Seite mit einer einzigen Ringelektrode 152 ausgebildet, wie es in 14B gezeigt ist, und auf der gegenüberliegenden Seite mit mehreren über den Umfang im Abstand angeordneten Elektroden 153 ausgebildet, wie es in 14A gezeigt ist. Jede Elektrode 153 ist mit jeder Spannungsquelle 154 sowie mit einer Last/Bewegungsdetektionsschaltung 160 verbunden, um die Überwachungsausgabe in Form einer Spannung entsprechend einem Verformungsgrad (Widerstand) der Sensorscheibe 150 an einem jeder Elektrode 153 entsprechenden Bereich zu liefern. Die Last/Bewegungsdetektionsschaltung 160 besteht aus einem Mikrocomputer zur Durchführung der Lastdetektion durch Bestimmung, ob die Last an der Schwingplatte anliegt, auf der Grundlage des Überwachungssignals von wenigstens einer Elektrode 153 und zur Durchführung der Bewegungsdetektion durch Analysieren der Überwachungsausgabe von allen Elektroden 153. Wenn die Schwingplatte 12E mit dem menschlichen Körper in Kontakt kommt, läßt ein resultierender Druck den Widerstand der Sensorscheibe 150 variieren, wodurch sich eine Spannungsvariation zwischen der Elektrode 152 und wenigstens einer der Elektroden 153 ergibt. Diese Spannungsvariation liefert eine Basis, auf der die Lastdetektion durchgeführt wird. Wenn die Schwingplatte 12E sich quer über die Haut des menschlichen Körpers und in Kontakt damit bewegt, wird die auf die Schwingplatte 12E ausgeübte Kraft nicht gleichförmig auf die Sensorscheibe 150 ausgeübt werden, so daß verschiedene Elektroden verschiedene Spannungen liefern. Wenn die Schwingplatte 12E zum Stillstand kommt, werden andererseits die vier Elektroden 153 dieselbe Spannung liefern. Somit wird bei Detektion der Spannungsdifferenz zwischen den Elektroden 153 erkannt, daß sich die Schwingplatte 12E bewegt. Wie es in 15 gezeigt ist, überträgt die in dem Applikator 10E untergebrachte Überwachungsschaltung 100E ihre Ausgabe zu der Last/Bewegungsdetektionsschaltung in dem Hauptgehäuse über ein von einem eine Oszillationsausgabe zu dem piezoelektrischen Element 11E übertragenden Verdrahtungsnetz 171 separates Verdrahtungsnetz 172.
16 stellt das Ultraschallwellengerät gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, das eine mit derjenigen der ersten Ausführungsform von 2 identische Basiskonfiguration aufweist und davon darin abweicht, daß eine Untereinheit 180 zusätzlich zu dem Applikator 10F und dem Hauptgehäuse 90F vorgesehen ist. Die Untereinheit 180 nimmt die Leistungsquelle 1F, die Oszillatorschaltung 20F, die Lastdetektionsschaltung 40F, die Bewegungsdetektionsschaltung 50F, die Steuerschaltung 80F auf, die alle dieselbe Konfiguration wie in der ersten Ausführungsform aufweisen. Das piezoelektrische Element und die Schwingplatte sind in den Applikator 10F eingebaut. Der Applikator 10F weist ein wasserdichtes Gehäuse auf und ist mittels eines flexiblen Kabels 190 mit der Untereinheit 180 verbunden, so daß die Schwingplatte von der Oszillatorschaltung 20F zum Ultraschallschwingen angetrieben wird. In dieser Anordnung kann der Applikator 10F kompakter gemacht werden und können der Applikator 10F und die Untereinheit 180 zusätzlich leichter, mit einer zur Verwendung in einem Badezimmer geeigneten wasserdichten Struktur gestaltet werden.

Claims

Ein Ultraschallwellengerät, mit: einem in der freien Hand gehaltenen Applikator mit einem Schwingelement, das im Gebrauch mit der Haut eines Benutzers zum Anwenden von Ultraschallwellen auf die Haut in Kontakt steht; einer Leistungsquelle, die eine Gleichspannung liefert; einer Oszillatorschaltung, die von der Gleichspannung von der Leistungsquelle zum Erzeugen einer oszillierenden Ausgabe zum Antreiben des Schwingelements gespeist wird; einer Lastdetektionsschaltung, die überwacht, ob das Schwingelement zum Beispiel durch Kontakt mit der Haut belastet ist, und ein Lastdetektionssignal liefert, wenn das Schwingelement in der Weise belastet ist; einer Bewegungsdetektionsschaltung, die überwacht, ob sich das Schwingelement bewegt, und ein Bewegungsdetektionssignal liefert, wenn sich das Schwingelement bewegt; und einer Steuerschaltung, die mit der Lastdetektionsschaltung und der Bewegungsdetektionsschaltung zum Steuern des Verringerns der zu dem Ultraschallschwingelement geleiteten oszillierenden Ausgabe durch die Antriebsschaltung in dem Fall, daß das Lastdetektionssignal nicht innerhalb einer vorab bestimmten ersten Zeitdauer empfangen wird oder das Bewegungsdetektionssignal nicht über eine kritische Zeitdauer innerhalb einer vorab bestimmten zweiten Zeitdauer selbst bei Detektion des Vorhandenseins des Lastdetektionssignals innerhalb der ersten Zeitdauer durchgehend ist, verbunden ist.
Das Ultraschallwellengerät nach Anspruch 1, worin eine Überwachungsschaltung zum Liefern einer einzigen Überwachungsausgabe vorgesehen ist, die anzeigt, daß die Ultraschallschwingungen von dem Schwingelement bewirkt werden, und eine Niederfrequenzkomponente einschließt, die durch Bewegen des Schwingelements verursacht ist und deren Frequenz niedriger als diejenige der Ultraschallschwingungen ist, wobei die Überwachungsausgabe sowohl zu der Lastdetektionsschaltung als auch zu der Bewegungsdetektionsschaltung geleitet wird, wo sie zum Liefern des Lastdetektionssignals und des Bewegungsdetektionssignals verarbeitet wird.
Das Ultraschallwellengerät nach Anspruch 2, worin die Oszillatorschaltung einen Transformator mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung einschließt, über die das Schwingelement in Form eines piezoelektrischen Element angeschlossen ist, wobei die Primärwicklung eine oszillierende Spannung erzeugt, so daß die Sekundärwicklung die oszillierende Ausgabe zum Antreiben des Schwingelements liefert, wobei die Überwa chungsschaltung eine Hilfswicklung umfaßt, die zum Liefern der Überwachungsausgabe mit dem Transformator magnetisch gekoppelt ist.
Das Ultraschallwellengerät nach Anspruch 2, worin die Oszillatorschaltung einen Transformator mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung einschließt, über die das Schwingelement in Form eines piezoelekrischen Elements angeschlossen ist, wobei die Primärwicklung eine oszillierende Spannung erzeugt, so daß die Sekundärwicklung die oszillierende Ausgabe zum Antreiben des Schwingelements liefert, wobei die Überwachungsschaltung zum Gleichrichten der oszillierenden Spannung in die Überwachungsausgabe in Form einer Spannung über die Sekundärwicklung parallel zu dem Schwingelement angeschlossen ist.
Das Ultraschallwellengerät nach Anspruch 2, worin die Oszillatorschaltung umfaßt: einen Transformator mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung, über die das Schwingelement in Form eines piezoelektrischen Elements angeschlossen ist; einen Kondensator, der über die Primärwicklung angeschlossen ist und zur Bildung eines parallelen Resonanzkreises mit der Primärwicklung zusammenarbeitet; und ein Schaltelement, das in Reihe mit dem parallelen Resonanzkreis über eine Gleichspannungsquelle angeschlossen und zum abwechselnden An- und Ausschalten angetrieben wird, um den Resonanzkreis eine oszillierende Spannung liefern zu lassen, die die oszillierende Ausgabe an der Sekundärwicklung induziert; wobei die Überwachungsschaltung einen Stromfühler umfaßt, der in Reihe mit dem Schaltelement und dem Resonanzkreis über die Gleichspannungsquelle angeschlossen ist, um die Überwachungsausgabe in Form einer Spannung zu liefern.
Das Ultraschallwellengerät nach Anspruch 2, worin die Überwachungsschaltung einen Transformator mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung umfaßt, wobei die Primärwicklung in Reihe mit dem Schwingelement in Form eines piezoelektrischen Elements in einem Ausgabeweg der Oszillatorschaltung angeschlossen ist, so daß die Sekundärwicklung die Überwachungsausgabe liefert.
Das Ultraschallwellengerät nach Anspruch 2, worin die Lastdetektionsschaltung einen Vergleicher umfaßt, der eine Amplitude der Überwachungsausgabe mit einem vorab bestimmten Wert vergleicht, um das Lastdetektionssignal zu liefern, wenn die Amplitude von dem vorab bestimmten Wert um ein bestimmtes Ausmaß abweicht.
Das Ultraschallwellengerät nach Anspruch 2, worin die Bewegungsdetektionsschaltung einen Tiefpaßfilter zum Herausziehen der Niederfrequenzkomponente aus der Überwachungsausgabe; und eine Bewertungsschaltung umfaßt, die das Bewegungsdetektionssignal zu der Steuerschaltung liefert, wenn eine Amplitude der Niederfrequenzkomponente einen vorab bestimmten kritischen Wert überschreitet.
Das Ultraschallwellengerät nach Anspruch 2, worin die Lastdetektionsschaltung einen Vergleicher umfaßt, der eine Amplitude der Überwachungsausgabe mit einem vorab bestimmten Wert vergleicht, um das Lastdetektionssignal zu liefern, wenn die Amplitude von dem vorab bestimmten Wert um ein bestimmtes Maß abweicht, und worin die Bewegungsdetektionsschaltung einen Tiefpaßfilter zum Herausziehen der Niederfrequenzkomponente aus der Überwachungsausgabe; und eine Bewertungsschaltung umfaßt, die das Bewegungsdetektionssignal zu der Steuerschaltung liefert, wenn eine Amplitude der Niederfrequenzkomponente einen vorab bestimmten kritischen Wert überschreitet.
Das Ultraschallwellengerät nach Anspruch 1, außerdem mit einer benachbart zu dem Schwingelement in einer derartigen Beziehung angeordneten Sensorscheibe, daß die Sensorscheibe als Folge einer Belastung des Schwingelements verformt wird, wobei die Sensorscheibe aus einem druckempfindlichen, elektrisch leitfähigen Gummi hergestellt ist, dessen elektrischer Widerstand sich bei einer Verformung ändert, wobei die Sensorscheibe auf ihrer einen Seite mit einer einzigen ersten Elektrode und auf der gegenüberliegenden Seite mit mehreren zweiten Elektroden ausgebildet ist; und mehreren Spannungsquellen, wobei jede eine Spannung zwischen der ersten Elektrode und jeder der zweiten Elektroden anlegt, um mehrere Überwachungsausgaben zu liefern, wobei jede einen Grad von einer an einem Abschnitt der Sensorscheibe benachbart zu jeder der zweiten Elektroden auftretenden Verformung darstellt; ferner die Steuerschaltung zum Analysieren wenigstens einer der Überwachungsausgaben und Liefern des Lastdetektionssignals und zum Analysieren aller Überwachungsausgaben in Bezug zueinander und Liefern des Bewegungsdetektionssignals konfiguriert ist.
Das Ultraschallwellengerät nach Anspruch 1, außerdem mit einem Temperatursensor, der eine Temperatur des Schwingelements mißt und eine dieselbe kennzeichnende Temperaturausgabe liefert; und einer Schutzschaltung, die bei Erhalt der eine Temperaturüberschreitung eines kritischen Wertes kennzeichnenden Temperaturausgabe ein Haltesignal zum Hindern der Oszillatorschaltung am Erzeugen der oszillierenden Ausgabe erzeugt.
Das Ultraschallwellengerät nach Anspruch 1, worin die Oszillatorschaltung die oszillierende Ausgabe intermittierend in der Weise erzeugt, daß eine Ruhedauer zwischen benachbarten Impulsreihen der oszillierenden Ausgabe übrigbleibt; wobei die Lastdetektionssschaltung und die Bewegungsdetektionsschaltung zum Übertragen des Lastdetektionssignals und des Bewegungsdetektionssignals innerhalb der Ruhedauer zu der Steuerschaltung konfiguriert sind.
Das Ultraschallwellengerät nach Anspruch 1, worin die Oszillatorschaltung und die Leistungsquelle gemeinsam mit einer Batterie, die eine Quellenspannung zu der Leistungsquelle liefert, in dem in der freien Hand gehaltenen Applikator enthalten sind, wobei der in der freien Hand gehaltene Applikator physikalisch von einem Hauptgehäuse lösbar ist, das einen eine Wechselspannung liefernden Wechselrichter enthält, wobei der Wechselrichter eine Primärstromwicklung einschließt, über die sich die Wechselspannung entwikkelt, der in der freien Hand gehaltene Applikator darin eine Sekundärstromwicklung enthält, die zum Induzieren einer entsprechenden Spannung bei einer physikalischen Verbindung des Applikators mit dem Hauptgehäuse mit der Primärstromwicklung magnetisch gekoppelt ist, wobei die Sekundärstromwicklung zum Laden der Batterie durch die an der Sekundärstromwicklung induzierte Spannung in dem in der freien Hand gehaltenen Applikator angeschlossen ist.