JP2009022588A - Illuminating apparatus and endoscope equipped with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光素子からの発熱を、この発光素子を保持する伝熱基材から離れた位置で放熱させるようにした照明装置、及びこの照明装置を備えた内視鏡に関する。 The present invention relates to an illuminating device configured to dissipate heat generated from a light emitting element at a position distant from a heat transfer substrate that holds the light emitting element, and an endoscope including the illuminating device.
従来、内視鏡は良好な観察像を得るため、観察対象に対して照明光を照射するための照明手段を有している。照明手段の光源としては、ハロゲンランプやキセノンランプが知られている。これらのランプは内視鏡が接続される光源装置や画像処理プロセッサ内に設けられている。このランプから出射される照明光はライトガイドにより内視鏡先端まで導かれ、所定の光学系を介して観察対象に照射される。 Conventionally, an endoscope has an illuminating means for irradiating an observation target with illumination light in order to obtain a good observation image. As a light source of the illumination means, a halogen lamp and a xenon lamp are known. These lamps are provided in a light source device or an image processing processor to which an endoscope is connected. Illumination light emitted from the lamp is guided to the tip of the endoscope by a light guide, and is irradiated onto an observation target via a predetermined optical system.
又、最近では、LED(Light Emitting Diode)を代表とする発光素子の発光輝度が向上しており、内視鏡先端部に発光素子を配設し、この発光素子からの照明光により観察部位を直接照明する内視鏡も知られている。発光素子を光源とする内視鏡は、ライトガイドを全体に渡って挿通させる必要がないので、挿入部等の細径化、及び軽量化を実現することができるばかりでなく、光源装置を備える必要がないため、構成の簡素化を図ることができる。 Recently, the light emission brightness of light emitting elements such as LEDs (Light Emitting Diodes) has been improved, and a light emitting element is provided at the distal end of an endoscope, and the observation site is illuminated by illumination light from the light emitting element. Endoscopes that directly illuminate are also known. An endoscope using a light emitting element as a light source does not require the light guide to be inserted throughout, so that not only can the insertion portion and the like be reduced in diameter and weight, but also includes a light source device. Since it is not necessary, the configuration can be simplified.
ところで、発光素子は点灯により発熱するため、放熱対策が必要となる。一般に、発光素子の放熱は、この発光素子をマウントする先端支持ブロックを熱伝導性の高い材質とし、この先端支持ブロックを介して放熱するようにしている。 By the way, since the light emitting element generates heat by lighting, it is necessary to take measures against heat dissipation. In general, the heat radiation of the light emitting element is such that the tip support block for mounting the light emitting element is made of a material having high thermal conductivity, and the heat is radiated through the tip support block.
しかし、最近の大光量化の傾向にある発光素子では、その発熱量も大きくなり、先端支持ブロックを介して放熱した場合、内視鏡先端部が必要以上に高温化してしまう。更に、内視鏡先端部の細径化に伴い先端支持ブロックの容積も縮小化の傾向となり、放熱性が低下している。 However, in recent light emitting elements that tend to increase the amount of light, the amount of heat generation increases, and when the heat is radiated through the distal end support block, the distal end portion of the endoscope is heated to an unnecessarily high temperature. Furthermore, the volume of the distal end support block tends to be reduced with the reduction in the diameter of the distal end portion of the endoscope, and the heat dissipation performance is reduced.
これに対処するに、例えば特許文献1(特開2006−102049号公報)では、内視鏡の挿入部先端に配設した照明用LEDを、金属製の先端支持ブロックに取付け、この先端支持ブロックと、湾曲管の後端と蛇管との間に連結されている後口金とに、伝熱ワイヤの両端を溶接固定し、照明用LEDの発熱を、伝熱ワイヤを介して伝熱させて、後口金側で放熱させる技術が開示されている。 In order to cope with this, for example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-102049), an illumination LED disposed at the distal end of an insertion portion of an endoscope is attached to a metallic distal end support block, and this distal end support block And, by fixing the both ends of the heat transfer wire to the rear cap connected between the rear end of the bending tube and the serpentine tube, the heat generated by the LED for illumination is transferred through the heat transfer wire, A technique for dissipating heat on the rear cap side is disclosed.
この文献に開示されている技術では、先端支持ブロックよりも容積の大きな後口金で放熱させるようにしたので、先端支持ブロックの温度上昇が防止できるばかりでなく、照明用LEDで発生した熱を効率よく放熱させることができる。
ところで、上述した文献に開示されている先端支持ブロックには照明用LED以外に、CCD等の撮像素子を内蔵する撮像ユニットが支持されている。又、伝熱ワイヤは先端支持ブロックに対して連結されている構造であるため、LEDで発生した熱は、先端支持ブロックを介して撮像ユニットにも伝熱される。その結果、撮像ユニットが熱害を受けて、画像の乱れ等の不具合が発生し易くなる。 By the way, the tip support block disclosed in the above-described document supports an imaging unit including an imaging element such as a CCD in addition to the illumination LED. Further, since the heat transfer wire is connected to the tip support block, the heat generated by the LED is also transferred to the imaging unit through the tip support block. As a result, the imaging unit is easily damaged by heat, and troubles such as image distortion are likely to occur.
又、先端支持ブロックにLEDと撮像ユニットとが取付けられている構造では、両部材からの熱で先端支持ブロックの温度が上昇しやすくなるが、医療用内視鏡では体腔内に内視鏡先端部が挿入されるため、この先端部が高温化することは好ましくなく、温度上昇を防止するためにLEDの駆動電流(発熱)を抑制する必要があり、充分な明るさを得ることができなくなる問題がある。 Further, in the structure in which the LED and the imaging unit are attached to the tip support block, the temperature of the tip support block is likely to rise due to heat from both members. However, in a medical endoscope, the tip of the endoscope is inserted into the body cavity. Since the portion is inserted, it is not preferable that the temperature of the tip is increased, and it is necessary to suppress the LED drive current (heat generation) to prevent the temperature from rising, and sufficient brightness cannot be obtained. There's a problem.
本発明は、上記事情に鑑み、照明光を発する発光素子を内装する場合であっても、この発光素子の発熱により先端部の温度が必要以上に上昇することがないばかりでなく、この先端部に併設されている他のユニットに対しても熱害を及ぼすことのない照明装置、及びこの照明装置を備えた内視鏡を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention not only prevents the temperature of the tip portion from being increased more than necessary due to the heat generated by the light emitting device, but also the tip portion. It is an object of the present invention to provide an illuminating device that does not cause heat damage to other units that are installed in the camera, and an endoscope including the illuminating device.
上記目的を達成するため本発明による照明装置は、照明光を発する発光素子と、前記発光素子を保持する伝熱基材と、前記伝熱基材から離間した位置に配設されている放熱部と、前記伝熱基材と前記放熱部との間を接続して前記発光素子からの発熱を前記放熱部に伝熱可能な伝熱部材と、前記伝熱基材と他の機器を保持する保持部との間に設けて前記発光素子からの発熱が前記保持部に伝達されるのを防止する断熱部とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an illuminating device according to the present invention includes a light emitting element that emits illumination light, a heat transfer substrate that holds the light emitting element, and a heat dissipation unit that is disposed at a position spaced from the heat transfer substrate. And a heat transfer member capable of transferring heat generated from the light emitting element to the heat radiating portion by connecting the heat transfer base material and the heat radiating portion, and holding the heat transfer base material and other devices. And a heat insulating part provided between the holding part and preventing heat generated from the light emitting element from being transmitted to the holding part.
又、本発明による内視鏡は、第1の照明装置を備えて構成されていることを特徴とする。 In addition, an endoscope according to the present invention is characterized by being provided with a first illumination device.
本発明によれば、発光素子を保持する伝熱基材から離間した位置に放熱部を配設し、この伝熱基材と放熱部とを伝熱部材で接続して、発光素子からの発熱を放熱部に伝熱させるようにしたので、照明光を発する発光素子を装置内部に配設する場合であっても、発光素子の発熱により、その周辺の温度が必要以上に上昇することがなく、この先端部に併設されている他のユニットに対しても熱害を及ぼすことがない。 According to the present invention, the heat dissipating part is disposed at a position separated from the heat transfer base material holding the light emitting element, and the heat transfer base material and the heat dissipating part are connected by the heat transfer member to generate heat from the light emitting element. Since the heat is transferred to the heat radiating section, even if a light emitting element that emits illumination light is disposed inside the apparatus, the temperature of the surroundings does not rise more than necessary due to the heat generated by the light emitting element. The heat damage is not exerted on the other units attached to the tip.
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1〜図9に本発明の第1実施形態を示す。図1に内視鏡装置の全体構成図を示す。
[First Embodiment]
1 to 9 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an overall configuration diagram of an endoscope apparatus.
同図に示すように内視鏡装置1は、内視鏡2と、この内視鏡2に接続された装置本体3とモニタ5を有している。内視鏡2は、観察対象部位へ挿入する細長の中空状長尺部材としての挿入部11と、この挿入部11の基端部に把持部12aを連設する操作部12と、この操作部12の側面より延設されたユニバーサルケーブル13と、このユニバーサルケーブル13の端部に設けられて装置本体3に着脱自在に接続されるコネクタ部14とを有している。
As shown in the figure, the
挿入部11は、先端側に先端部21を有し、この先端部21の後部に湾曲自在な可動部としての湾曲部22が連続されている。更に、この湾曲部22の後部に軟性の管状の部材より形成される長尺で可撓性を有する可撓管部23が連設されている。又、操作部12には、湾曲部22の湾曲操作を行う湾曲操作ノブ24aと、この湾曲操作ノブ24aを所望の回転位置で固定するための固定レバー24bとを有する湾曲操作部24等が所定に配設されている。尚、符号12bは処置具挿入口であり、挿入部11に挿通されている処置具チャンネル(図示せず)の基端に連通されている。
The
図2、図3に示すように、湾曲部22内には湾曲管31が配設されている。この湾曲管31は、屈曲自在に連設された複数の関節部材31aで構成されている。最先端の関節部材31aの先端部に、硬質金属製の円柱状の、保持部としての先端支持ブロック41が、円環状の補強環42を介して連結されている。更に、この先端支持ブロック41の先端部に先端カバー43が装着され、接着剤等で固定されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, a
最後部の関節部材31aの後部が、可撓管部23内に設けられている蛇管44の先端に、前口金45を介して連結されている。図8、図9に示すように、前口金45の前端部45a外周が、最後部の関節部材31aの後端部の内周に嵌合されて連結され、後端部45bが蛇管44の先端の外周に嵌合されて連結されている。最後部の関節部材31aの後端部内周の径は、前口金45の後端部45bの外周の径よりも細く、従って、前口金45は、前端部45aの外径が前端部45aの外径よりも細く、側面視ではこの前端部45aにより段部が形成されている。又前口金45は、アルミニュウム、銅等、伝熱性の高い金属材料を素材として形成されており、この前口金45は放熱部としての機能を有している。又、蛇管44はスパイラル状に形成された金属管であり可撓性を有しており、この蛇管44の基端が湾曲操作部24の先端側に連結されている。
The rear portion of the last joint member 31 a is connected to the tip of a
又、先端支持ブロック41には、他の機器である撮像ユニット51、及びLEDユニット52の先端部が各々支持固定されていると共に、処置具チャンネル(図示せず)、送気送水チャンネル53の先端部53aが連通されている。撮像ユニット51は、対物光学系51aを有し、この対物光学系51aの結像位置にCCD等からなる撮像素子51bの撮像面が配置されている。又、LEDユニット52は、伝熱基材としてのLEDホルダ55を有し、このLEDホルダ55の先端部に、発光素子としてのLEDチップ56が複数(本実施形態では2個)固設されている。
Further, the distal
又、各関節部材31aの内周に4つのワイヤガイド31bが溶接等の手段により、約90°毎のほぼ等間隔に配設されている。更に、互いに連設されている関節部材31aの外周が、細線のワイヤなどを筒状に編み込んだ湾曲ブレード32で被覆されている。更に、この湾曲ブレード32上に、ゴム製の外皮33が被覆されて水密性が保持されている。
In addition, four
この外皮33は、先端部21、湾曲部22及び可撓管部23からなる挿入部11の全長に渡って、それらが外観上一体となるように被覆しており、その先端外周部分が先端部21において、糸巻き接着部33aにより固着されている。従って、図3に示す先端支持ブロック41、補強環42、各関節部材31a、前口金45、蛇管44は、外皮33で覆われている。
The
又、挿入部11内に、4本の湾曲操作ワイヤ34が挿通されており、この各湾曲操作ワイヤ34の先端が、補強環42の内周に固設されている固着部42aに半田付け、或いはロー付け等、により固着されている。更に、各ワイヤガイド31bの中途が関節部材31aに設けられた各ワイヤガイド31bにそれぞれ挿通されて基端側へ延出されて、湾曲操作ノブ24aに連設されている。4本の湾曲操作ワイヤ34が湾曲操作ノブ24aの操作により、各々牽引或いは弛緩されることで、湾曲部22が上下左右の4方向へ湾曲操作される。
Further, four bending
又、挿入部11には、撮像ユニット51の後端から延出する電気ケーブル51cが挿通されていると共に、処置具チャンネルを構成する処置具管路、送気送水チャンネル53を構成する送気送水管路が挿通されている。尚、処置具管路は挿入部11内を挿通し、その基端が操作部12に設けられている処置具挿通口12bに連通されている。又、電気ケーブル51c、送気送水管路、及びLEDユニット52から延出されている後述するリード線60a,60bが、挿入部11、操作部12及びユニバーサルケーブル13を通りコネクタ部14まで延出されており、このコネクタ部14を介して装置本体3に接続されている。
In addition, an electrical cable 51c extending from the rear end of the
又、先端カバー43には、送気送水チャンネル53の先端部53aに連通する送気送水口43a、及び処置具チャンネルの先端部に連通する処置具口(図示せず)が開口されていると共に、撮像ユニット51、及びLEDキャップ59の前方を覆うカバーレンズ58a,58bが配設されている。尚、LEDホルダ55は、高い伝熱性を有する銅合金、アルミニュウム合金等の金属材料を素材とした成型品或いは加工品であるが、セラミック、グラファイト等の熱伝導率の高い材料を用いた焼成品であってもよい。
The
又、図5〜図7に示すように、ホルダ本体57の前面に、2本のLEDキャップ59が所定の間隔を突設されている。図4に示すように、先端支持ブロック41には、2本のLEDキャップ59を挿通する支持孔41aが穿設されている。尚、図においては、片方のLEDキャップ59に対する支持孔41aのみが示されているが、先端支持ブロック41には2つの支持孔41aが穿設されている。
As shown in FIGS. 5 to 7, two
ホルダ本体57は、両LEDキャップ59を連設するアーチ状に形成されており、このホルダ本体57の前側上面に、第1、第2の放熱端子接続部57a,57bが形成されている。尚、各放熱端子接続部57a,57bの高さが段違いに形成されているが、これは先端部21の先端支持ブロック41後方のスペースとの兼ね合いで決定されるものであり、同一の高さを有していても良い。又、ホルダ本体57の背面であって、LEDキャップ59の後端の延長上に第3、第4の放熱端子接続部57c,57dが各々突設されている。
The holder
図4に示すように、先端支持ブロック41に穿設されている支持孔41aの先端部に段部41bが形成され、この段部41bの内径と同一径の照明窓43bが先端カバー43に開口されている。各LEDキャップ59の先端部に、先端カバー43に開口されている照明窓43bの内周に嵌合する円環状のフード部59aが突設され、このフード部59aの先端にカバーレンズ58bが当接されている。更に、フード部59a内の底面にLED基板60が固設されており、このLED基板60にLEDチップ56が実装されている。更に、フード部59aの基部に、支持孔41aの底面に形成されている段部41bに掛止する先端フランジ部59bが形成されている。図6、図7に示すように、先端フランジ部59bはLEDキャップ59の全周に形成されてはおらず、一部が切り欠かれて4分割されている。
As shown in FIG. 4, a
LED基板60からは2本の、ビニールで被覆されたリード線60a,60bが各々延出されている。又、LEDキャップ59の外周には、各リード線60a,60bを後方へ導くガイド溝61a,61bが軸方向に沿って各々形成されている。図6、図7に示すように、ガイド溝61a,61bは、両LEDキャップ59の中心を結ぶ軸線に対し、各LEDキャップ59の中心を通り、図7において、上方へ約45°の角度で拡開する軸線上に形成されている。尚、図示しないが、各LED基板60からそれぞれ延出されているリード線60a,60bは、LEDホルダ55の後方で結束されて、挿入部11、操作部12及びユニバーサルケーブル13を通りコネクタ部14まで延出されている。そして、このコネクタ部14を介して装置本体3に接続され、この装置本体3からの照明用電力がリード線60a,60bを介してLED基板60に供給される。
Two lead wires 60a and 60b covered with vinyl extend from the
又、LEDホルダ55のホルダ本体57側から各LEDキャップ59の基部側へ後部支持縁部62が延出されている。この後部支持縁部62は、LEDキャップ59の外側であって、ガイド溝61a,61b間に形成されている。又、この後部支持縁部62は、LEDキャップ59に形成されている先端フランジ部59bの外径と同一径で形成されている。従って、図4に示すように、LEDキャップ59が、先端支持ブロック41の支持孔41aに挿通された状態では、先端フランジ部59bと後部支持縁部62との外周が、支持孔41aの内周に嵌合され、しかも、この状態では、並列に配設されている2つのLEDキャップ59が、各支持孔41aに挿通されているため、LEDホルダ55の幅方向、及び回転方向が位置決めされる。更に、LEDキャップ59の先端が支持孔41aの段部41bに掛止されて前後方向が位置決めされる。又、後部支持縁部62の外周が、外部から螺入された、図示しない剣先ねじ(いわゆる、いもねじ)で押し付けられて固定されている。
A
尚、図6に示すように、後部支持縁部62は、LEDキャップ59の全周にわたって形成されておらず、ガイド溝61a,61b間にのみ形成されているが、両LEDキャップ59を各支持孔41aに挿通した場合、両LEDキャップ59に形成されている後部支持縁部62間で幅方向への移動が規制される。
As shown in FIG. 6, the
図4、及び図6、図7に示すように、LEDキャップ59の外周に形成されている先端フランジ部59bと後部支持縁部62とは、支持孔41aに対して最小限の面積で支持させるように断片化させたので、LEDホルダ55の支持孔41aに対する接触面積が最小限となる。その結果、非接触部分は空気層による断熱部63となるため、LEDキャップ59から先端支持ブロック41側への伝熱は最小限となり、この先端支持ブロック41をLEDキャップ59からの熱により不用意に温度上昇させてしまうことがない。尚、この断熱部63に断熱材を充填するようにしても良い。
As shown in FIGS. 4, 6, and 7, the
又、このLEDホルダ55のホルダ本体57に形成されている4箇所の端子接続部57a〜57dに、伝熱部材としての伝熱ワイヤ65の先端に固設され、或いは一体形成されている伝熱端子65aが半田、ロー付け、伝熱性接着剤等を用いて接続されている。伝熱ワイヤ65、及び伝熱端子65aは、純銅、アルミニュウム等の金属材料、或いはグラファイト等の伝熱性粒子を混入した材料を素材として形成されている。又、伝熱ワイヤ65は、湾曲部22の湾曲動作に支障を来さない程度の線径(例えば0.1[mm])を有した単線で構成されている。尚、伝熱ワイヤ65は撚り線であっても良い。
Further, the four terminal connection portions 57a to 57d formed on the holder
更に、この伝熱ワイヤ65に、保護部材としての軟性チューブ66が装着されており、この軟性チューブ66の先端部66aが伝熱ワイヤ65の先端部に、熱収縮などにより圧着されている。図8、図9に示すように、この軟性チューブ66は湾曲管31内を通り蛇管44の途中まで延出され、その後端部66bは蛇管44内に自由な状態で配設されている。更に、軟性チューブ66の、丁度、湾曲管31の後端付近に側孔66cが形成されており、この側孔66cから伝熱ワイヤ65の後端が外方に突出されている。
Further, a
又、湾曲管31の最後部の関節部材31aの後端部と、この後端部の内周に嵌合されている前口金45の前端部45aとに開口部67が形成されている。この開口部67から、軟性チューブ66に形成された側孔66cから突出されている伝熱ワイヤ65が取り出される。この開口部67から露呈された伝熱ワイヤ65の後端部が、前口金45の前端部45aに糸巻き接着部68により固着されている。その際、図9に示すように、糸巻き接着部68は、前口金45の後端部45bの外径の範囲内に形成されている。
An
糸巻き接着部68の外径が前口金45の外径以内に収められているため、この外周に外皮33を被着しても、糸巻き接着部68に対応する部位に盛り上がり部が形成されてしまうことはない。尚、この伝熱ワイヤ65の後端は、前口金45の前端部45aに半田付けやロー付けにより固着されていても良い。
Since the outer diameter of the
又、、伝熱ワイヤ65と軟性チューブ66とは、この軟性チューブ66の先端部が伝熱ワイヤ65の先端部に固着されているだけであるため、湾曲部22を湾曲動作させても、軟性チューブ66と伝熱ワイヤ65とは互いに拘束されることなく相対移動させることができる。その結果、伝熱ワイヤ65にかかるストレスを軽減させることができる。尚、この場合、軟性チューブ66の内周にフッ素樹脂等の低摩擦剤を用いて低摩擦処理が施されていれば、伝熱ワイヤ65をよりスムーズに相対移動させることができる。
Further, since the
更に、軟性チューブ66の後端が、蛇管44内に臨まされており、しかも、伝熱ワイヤ65は、軟性チューブ66の後端部に形成した側孔66cから取り出されているため、湾曲部22を湾曲動作させても、軟性チューブ66の後端が大きく振られることがないばかりか、伝熱ワイヤ65の移動に沿ってある程度移動させることができるため、伝熱ワイヤ65にかかるストレスを、より一層軽減させることができる。
Furthermore, since the rear end of the
次に、このような構成による内視鏡装置1の動作について説明する。先ず、装置本体3から内視鏡2の先端部21に配設されているLEDユニット52に対し、リード線60a,60bを介して照明用電力を供給する。LEDユニット52は、LEDホルダ55を有し、このLEDホルダ55の前方に突出されている一対のLEDキャップ59の先端部にLEDチップ56を実装するLED基板60が固設されている。
Next, the operation of the
LED基板60に照明用電力が供給されると、LEDチップ56が発光され、内視鏡2の前方に照明光が出射される。この状態で、内視鏡2の先端部21を体腔内に挿入すると、前方の観察部位が、LEDチップ56からの照明光により照射される。そして、観察部位を照射した光の反射光が撮像ユニット51の対物光学系51aを通過して撮像素子51bの撮像面に結像されて光電変換される。光電変換された画像信号は、電気ケーブル51cを介して装置本体3へ送信され、ここで、所定に信号処理されて、モニタ5に内視鏡像が表示される。
When illumination power is supplied to the
操作者は、モニタ5に表示されている内視鏡像を観察しながら内視鏡2の挿入部11を目的観察部位に向けて挿通していく。その際、操作部12に設けられている湾曲操作部24の湾曲操作ノブ24aを適宜操作して湾曲部22を所望の方向へ湾曲させる。LEDホルダ55は、ホルダ本体57から後方へ、複数本(本実施形態では4本)の伝熱ワイヤ65が、湾曲部22内の湾曲管31内を通り、この湾曲管31の後端方向へ延出されている。従って、湾曲部22が湾曲動作すると、この伝熱ワイヤ65も湾曲管31内で湾曲されるが、この伝熱ワイヤ65は軟性チューブ66に挿通されているため、湾曲管31内に挿通されている他の部材との間で干渉することがない。更に、伝熱ワイヤ65は軟性チューブ66内に比較的緩やかな状態で挿通されており、しかも、軟性チューブ66は伝熱ワイヤ65に対して先端部66aのみが固着されているため、湾曲部22が湾曲動作した際の軟性チューブ66と伝熱ワイヤ65との間の相対移動が許容される。その結果、湾曲部22の湾曲動作に追従して湾曲される伝熱ワイヤ65にかかるストレスを軽減させることができる。
The operator inserts the
又、LEDチップ56は継続的な発光により熱が発生している。この熱は、LED基板60を介して、LEDキャップ59に熱伝導され、このLEDキャップ59を一体に有するLEDホルダ55が昇温される。このLEDホルダ55に伝達された熱の大部分は、ホルダ本体57に形成されている放熱端子接続部57a〜57dに各々接続されている伝熱端子65aを介して、この伝熱端子65aを先端に有する伝熱ワイヤ65に伝達される。
The
又、LEDホルダ55に伝達された熱の一部は、LEDキャップ59を保持する先端支持ブロック41に伝達される。LEDキャップ59は、先端支持ブロック41に形成されている支持孔41aに対し、先端フランジ部59b、及び後部支持縁部62のみが当接され、しかも、先端フランジ部59bは4分割され、又、後部支持縁部62はLEDキャップ59の外周の一部にのみ形成されている。従って、LEDキャップ59と支持孔41aの接触面積が少なく、相対的に、LEDキャップ59の外周と支持孔41aとの間に空気による断熱部63が形成されることになるため、LEDホルダ55から先端支持ブロック41側へ伝熱され難く、LEDチップ56で発生した熱により先端支持ブロック41が昇温されてしまうことはない。その結果、先端支持ブロック41は、主に撮像ユニット51が発する熱で昇温されることになるため、この先端支持ブロック41が必要以上に昇温されることはなく、特別な冷却構造を形成する必要もない。換言すれば、先端支持ブロック41により撮像ユニット51で発生する熱を、充分に放熱させることが可能となり構造の簡素化を実現することができる。
A part of the heat transmitted to the
一方、LEDホルダ55から伝熱ワイヤ65に伝達された熱は、この伝熱ワイヤ65を伝導して湾曲管31内を通過する。図3、図8、図9に示すように、伝熱ワイヤ65の後端は、軟性チューブ66に形成された側孔66cから取り出されて、湾曲管31の最後部の関節部材31aの後端と前口金45との連結部に形成されている開口部67から外方へ突出されていると共に、その端部が前口金45の前端部45aに糸巻き接着部68で密着固定されている(図9参照)。
On the other hand, the heat transmitted from the
伝熱ワイヤ65を伝導する熱は、その中途で一部が放熱されるが、大部分の熱は前口金45に伝達される。前口金45は、アルミニュウムや銅等、熱伝導率の高い材料から形成されているため、伝熱ワイヤ65から伝達された熱は、ここで、効率よく放熱される。
A part of the heat conducted through the
このように、本実施形態では、LEDチップ56で発生した熱が、LEDホルダ55を介し、このLEDホルダ55に接続されている伝熱ワイヤ65を伝導して、湾曲部22の後端(基端)方向へ逃がされるようにしたので、先端支持ブロック41に、LEDチップ56の発熱が殆ど伝達されず、従って、先端部21の温度がLEDチップ56の発熱によって必要以上に上昇してしまうことがなく、この先端支持ブロック41に取付けられている撮像ユニット51に対しても熱害を及ぼすこともない。
As described above, in the present embodiment, the heat generated in the
又、2つのLEDキャップ59の後端がホルダ本体57で一体化されているため、このホルダ本体57の体積により、LEDチップ56で発生した熱を効率よく集熱し、各伝熱ワイヤ65へ伝達させることができる。
Further, since the rear ends of the two
その結果、撮像ユニット51の近くに、LEDユニット52を配設しても、撮像ユニット51に設けられている撮像素子51bにて撮像した画像に、熱害の影響による乱れが発生することが無く、良好な内視鏡画像を得ることができる。更に、先端支持ブロック41の温度上昇が抑制されるため、LEDチップ56の光量を相対的に上昇させることも可能となる。
As a result, even when the
又、この伝熱ワイヤ65を保護する軟性チューブ66の後端部66bが、蛇管44内に自由な状態で配設されているため、この軟性チューブ66が伝熱ワイヤ65の湾曲動作を阻害することが無く、その分、伝熱ワイヤ65にかかるストレスが軽減され、耐久性が向上する。
Further, since the rear end portion 66b of the
更に、伝熱ワイヤ65の後端を固着する前口金45の前端部45aが、後端部45bより細い径で形成されており、伝熱ワイヤ65の後端を前口金45の前端部45aに糸巻き接着部68で固着しても、この糸巻き接着部68の外径が、後端部45bの外径以内に収まるように設定されているため、外皮33の糸巻き接着部68に対応する部位が凸状に盛りあがってしまうことがなく、挿入部11の挿入に支障を来すことがない。
Further, the front end 45a of the
又、伝熱ワイヤ65を軟性チューブ66に挿通して、先端から前口金45の方向へ延出させ、軟性チューブ66に形成した側孔66cから突出させ、最後部の関節部材31aとの結合部に形成した開口部67から外方へ取り出すようにしたので、湾曲管31内で伝熱ワイヤ65を接続する等の作業が不要となり、更に側孔66cは任意の位置に形成することができるので、組み立て性が良い。
Further, the
[第2実施形態]
図10に本発明の第2実施形態による図2相当の断面側面図を示す。尚、第1実施形態と同一の構成部品については同一の符号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 10 shows a sectional side view corresponding to FIG. 2 according to the second embodiment of the present invention. In addition, about the component same as 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
上述した第1実施形態では、内視鏡2の先端部21に設けられている先端支持ブロック41に、LEDユニット52のLEDホルダ55を支持させる構造としたが、本実施形態では、このLEDユニット52を先端支持ブロック41の後方に配設し、先端カバー43に設けられているカバーレンズ(照明レンズ)58bとLEDチップ56との間に、ロッドレンズ等の光学系71を介装したものである。
In 1st Embodiment mentioned above, it was set as the structure which supports the
LEDチップ56を内視鏡2の光源として採用する場合、先端カバー43側にLEDチップ56を配設することが、光損失を最小限とすることができるため好ましい。しかし、先端支持ブロック41は、撮像ユニット51等の他のユニットが配設されているので、発熱が集中し易い。
When the
先端部21が撮像ユニット51等の発熱により上昇し易い場合、本実施形態に示すように、LEDユニット52を先端支持ブロック41の後方に配設することで、LEDチップ56と先端支持ブロック41の後端面との間に、比較的広いスパンの断熱部63を確保することができる。又、LEDチップ56と先端カバー43に設けられているカバーレンズ(照明レンズ)58bとの間に、ロッドレンズ等の光学系71を介装することで、LEDチップ56とカバーレンズ58bとの間の導光性を確保することができる。
When the
このような構成では、先端支持ブロック41の後端面とLEDチップ56との間に比較的広い断熱部63を確保することができるため、LEDチップ56の発熱をより効果的に分散させることができる。又、先端支持ブロック41の支持孔41aの径は、光学系71が挿入できる径であればよいので、第1実施形態に比し支持孔41aの径を小さくすることができる。その結果、先端支持ブロック41の外径を縮小することができるため、その分、先端部21を細径化することができる。
In such a configuration, since a relatively wide
ところで、白色LEDは青色LEDの照射部に蛍光物質を添加して疑似白色光を得ている。この蛍光物質を製造段階で均一に配合することは難しく、照明光に斑が生じやすい。本実施形態では、LEDチップ56からの照明光を光学系71を介して照明レンズ58bへ導いているため、この光学系71にて配光斑を改善することができる。
By the way, the white LED obtains pseudo white light by adding a fluorescent material to the irradiated portion of the blue LED. It is difficult to uniformly mix this fluorescent material at the manufacturing stage, and spots are easily generated in the illumination light. In this embodiment, since the illumination light from the
更に、比較的広いスパンの断熱部63が確保されているため、相対的にLEDチップ56の光量を上昇させることができる。
Furthermore, since the
尚、本発明は、上述した各実施形態に限るものではなく、例えば本発明による照明装置は内視鏡以外の機器に適用することができる。又、伝熱部材は伝熱ワイヤ65に限らず、屈曲性を有する伝熱シートであっても良い。又、保護部材は軟性チューブ66である必要はなく、湾曲管31が湾曲動作する際に、他の部材との干渉が回避できるものであれば、網管、スパイラル管であってもよい。又、本実施形態では、伝熱ワイヤ65をLEDホルダ55から後方へ4本延出させているが、湾曲管31内のスペースが確保できれば、5本以上であっても良く、勿論、3本以下であっても良い。更に、伝熱ワイヤ65の後端は、蛇管44を通り操作部12側まで延出させ、操作部12の前方で放熱させるようにしても良い。
The present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, the illumination device according to the present invention can be applied to devices other than an endoscope. Further, the heat transfer member is not limited to the
1…内視鏡装置、
2…内視鏡、
11…挿入部、
21…先端部、
22…湾曲部、
23…可撓管部、
31…湾曲管、
31a…関節部材、
33…外皮、
41…先端支持ブロック、
41a…支持孔、
41b…段部、
43…先端カバー、
44…蛇管、
45…前口金、
45a…前端部、
45b…後端部、
51…撮像ユニット、
51b…撮像素子、
52…LEDユニット、
55…LEDホルダ、
56…LEDチップ、
57…ホルダ本体、
57a〜57d…放熱端子接続部、
58b…カバーレンズ(照明レンズ)、
59…LEDキャップ、
59a…フード部、
59b…先端フランジ部、
60…LED基板、
62…後部支持縁部、
63…断熱部、
65…伝熱ワイヤ、
65a…伝熱端子、
66…軟性チューブ、
66a…先端部、
66b…後端部、
66c…側孔、
67…開口部、
68…糸巻き接着部、
71…光学系
1 ... Endoscopic device,
2. Endoscope,
11 ... Insertion part,
21 ... the tip,
22: curved part,
23 ... Flexible tube part,
31 ... curved tube,
31a ... joint member,
33 ... the outer skin,
41 ... tip support block,
41a ... support hole,
41b ... a step,
43 ... tip cover,
44 ... Conduit,
45 ... Front clasp,
45a ... front end,
45b ... rear end,
51. Imaging unit,
51b ... Image sensor,
52 ... LED unit,
55 ... LED holder,
56 ... LED chip,
57 ... Holder body,
57a-57d ... Radiation terminal connection part,
58b ... Cover lens (illumination lens),
59 ... LED cap,
59a ... Food part,
59b ... Flange end,
60 ... LED substrate,
62 ... rear support edge,
63 ... heat insulation part,
65 ... Heat transfer wire,
65a ... Heat transfer terminal,
66 ... flexible tube,
66a ... the tip,
66b ... rear end,
66c ... side holes,
67 ... opening,
68 ... thread wound adhesive part,
71: Optical system
Claims (16)
前記発光素子を保持する伝熱基材と、
前記伝熱基材から離間した位置に配設されている放熱部と、
前記伝熱基材と前記放熱部との間を接続して前記発光素子からの発熱を前記放熱部に伝熱可能な伝熱部材と、
前記伝熱基材と他の機器を保持する保持部との間に設けて前記発光素子からの発熱が前記保持部に伝達されるのを防止する断熱部と
を備えることを特徴とする照明装置。 A light emitting device that emits illumination light;
A heat transfer substrate for holding the light emitting element;
A heat dissipating part disposed at a position away from the heat transfer substrate;
A heat transfer member that is connected between the heat transfer base and the heat dissipating part to transfer heat generated from the light emitting element to the heat dissipating part;
An illuminating device comprising: a heat insulating portion that is provided between the heat transfer substrate and a holding portion that holds another device and prevents heat generated from the light emitting element from being transmitted to the holding portion. .
前記発光素子と前記照明レンズとの間に前記断熱部が設けられ、
前記断熱部に光学系が配設されている
ことを特徴とする請求項1記載の照明装置。 An illumination lens is provided in the light emitting direction of the light emitting element,
The heat insulating portion is provided between the light emitting element and the illumination lens,
The illumination system according to claim 1, wherein an optical system is disposed in the heat insulating portion.
ことを特徴とする請求項1或いは2記載の照明装置。 The heat transfer base material and the heat radiating part are respectively provided with a set interval in a long member formed in a hollow shape, and the heat transfer member is inserted into the long member and the long member The lighting device according to claim 1, wherein the lighting device protrudes outward from an end portion of the member on the heat radiating portion side and is connected to an outer periphery of the heat radiating portion.
前記伝熱部材が、前記可動部の前記放熱部側の端部と該放熱部との間から外方へ突出されている
ことを特徴とする請求項3記載の照明装置。 The long member has a movable part;
The lighting device according to claim 3, wherein the heat transfer member protrudes outward from between the end of the movable portion on the heat dissipation portion side and the heat dissipation portion.
ことを特徴とする請求項3或いは4記載の照明装置。 The lighting device according to claim 3 or 4, wherein the heat radiating portion is formed on an outer peripheral surface of the long member.
ことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の照明装置。 6. The heat dissipation part according to claim 1, wherein a step part lower than an outer periphery of the heat dissipation part is formed in the heat dissipation part, and the heat transfer member is connected to the step part. Lighting device.
ことを特徴とする請求項3〜6の何れか1項に記載の照明装置。 The lighting device according to claim 3, wherein an opening for projecting the heat transfer member outward is formed in the long member.
ことを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の照明装置。 The lighting device according to claim 1, wherein the heat transfer member is inserted through a protection member.
前記側孔から前記伝熱部材が突出されている
ことを特徴とする請求項8記載の照明装置。 The protective member extends from the front end side to the rear end side in the long member, and a side hole is formed in the middle of the protective member,
The lighting device according to claim 8, wherein the heat transfer member protrudes from the side hole.
ことを特徴とする請求項9記載の照明装置。 The lighting device according to claim 9, wherein a base end portion of the protection member extends further rearward than the side hole.
ことを特徴とする請求項8〜10の何れか1項に記載の照明装置。 The lighting device according to any one of claims 8 to 10, wherein a low friction treatment is applied to an inner periphery of the protection member.
ことを特徴とする請求項8〜11の何れか1項に記載の照明装置。 The lighting device according to claim 8, wherein the protective member is a flexible tube.
ことを特徴とする請求項1〜12の何れか1項に記載の照明装置。 The lighting device according to claim 1, wherein the heat insulating portion is formed of an air layer.
ことを特徴とする請求項1〜12の何れか1項に記載の照明装置。 The lighting device according to claim 1, wherein the heat insulating portion is filled with a heat insulating material.
ことを特徴とする内視鏡 An endoscope comprising the illumination device according to any one of claims 1 to 14.
内視鏡挿入部の一部に前記長尺部材が設けられ、
前記長尺部材に、前記可動部の後端に連続する蛇管部が設けられ、
前記可動部と前記蛇管部との間に前記放熱部が設けられている
ことを特徴とする照明装置を備えた内視鏡。 An endoscope comprising the illumination device according to any one of claims 4 to 14,
The elongated member is provided in a part of the endoscope insertion portion,
The elongate member is provided with a serpentine tube portion continuous to the rear end of the movable portion,
An endoscope provided with an illuminating device, wherein the heat dissipating part is provided between the movable part and the flexible tube part.
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