JP2000322929A - 光源ユニット装置および光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的とするところは、装置のコストを
上げることなく、かつ装置を大型化することなく、より
一層の高輝度化、高密度化が可能な光源装置を提供する
ことにある。 【解決手段】本発明は、光源ランプを保持するヒートシ
ンク５と光源ランプ４以外のその他の光学系の部材を全
て１つのベース部材２に取り付けると共に、ベース部材
２上の部品の近傍に設けた冷却風流入口２５から冷却風
を取り入れることにより高精度な位置決めを行うのと同
時に組立に発生する光軸調整の作業を削減し、コストを
抑え、改めて冷却ファンを追加するコストのアップや装
置の大型化をすることなく、ランプ周辺の冷却を行うこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば内視鏡を接
続して内視鏡に照明光を出力する光源ユニット装置およ
び光源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の光源装置では一般に高輝度のラ
ンプを使用する。高輝度のランプは点灯時に高温となる
為、そのランプを保持する部材を放熱部材であるヒート
シンクとして使用している。

【０００３】上記ランプ及びヒートシンクと光源装置と
を電気的に絶縁しながら保持させる為、光源装置内部に
ランプハウスなる保持機構を設けている。

【０００４】このような光源装置の構造として、例え
ば、特開平３−１４６０２６号公報に示されているよう
に、分割可能なヒートシンクにより、ランプの両電極部
を保持するようにしたものがある。

【０００５】この技術では一つのランプハウスの中に異
なる電極のヒートシンクが対向して配設されることにな
るため、ランプハウスが電気的に絶縁を保つようにして
いる。

【０００６】この場合、ランプとヒートシンクを効率良
く冷却する必要があるのと、装置内のその他の周辺部品
への熱的影響を防ぐため、絶縁体がランプとヒートシン
クを囲うような筒状のケースとなっている。

【０００７】この筒状のケースはランプの光軸に垂直な
方向に開口部があり、このケースの開口部の一端に設置
した冷却ファンによりランプとヒートシンクのみを強制
的に空冷し、ランプ周辺の部品に対しては特に冷却手段
を持たないか、あるいは別途冷却ファンを設置して冷却
するのが通常である。

【０００８】一方、ランプの赤外光を除去する光学フィ
ルターや、光を集光させる集光用光学系や、明るさを調
整する絞りユニットなどの上記ランプ以外のその他の光
学系は、ランプと、このランプを保持するヒートシンク
とは、別々な取付部材に取り付けられるため、これら光
学系部品同士の相互的な位置精度はその取付部材の精度
や組付け精度に大きく影響を受けることになる。

【０００９】ところで、近年、光源装置の一層の高輝度
化、高密度化が要求されており、これに対応するため、
照明光を照射する光源ランプやレンズ等のその他の光学
系と、照明光伝達手段を保持する保持部材とを高精度な
位置に配設すると共に、高輝度化、高密度化によるラン
プやヒートシンクを始め、その他周辺部分の温度を効率
良く冷却する必要がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の光源装置では、
光学系部品同士の相互的な位置精度が高度になる高密度
化を行うとしても部品間に介在する取付部材が多いた
め、精度の向上には限界がある。また、光軸調整に頼る
と、その作業が増大し、それがコストの上昇につなが
り、経済的に実施することができない。

【００１１】一方、ランプ部分のみに冷却ファンの冷却
風を当てる従来の構造では今後の更なる高輝度化に伴う
ランプ周辺の冷却に足りる能力が不足し、冷却能力に期
待が持てなく、改めて冷却ファンを追加することとな
り、コストアップや装置の大型化に発展する。

【００１２】本発明は上記課題に着目してなされたもの
であり、その目的とするところは、装置のコストを上げ
ることなく、かつ装置を大型化することなく、より一層
の高輝度化、高密度化が可能な光源装置を提供すること
にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段および作用】請求項１の発
明による光源ユニット装置は、照明光を発生する光源ラ
ンプを保持するヒートシンク部材と、上記ヒートシンク
部材を固定するベース部材と、上記ヒートシンク部材に
固定された上記光源ランプの照明光の出射方向に開口を
有するとともに、上記ヒートシンク部材を収容して上記
ベース部材に固定される収納部材と、上記光源ランプの
照明光の出射方向に配置され、上記ベース部材に取り付
けられる光学系の部材と、上記光学系の部材が取り付け
られた近傍で、上記ベース部材に形成される冷却流体流
入口とを具備してなる。

【００１４】また、請求項２の発明による光源装置は、
照明光を発生する光源ランプと、上記光源ランプを保持
するヒートシンク部材と、上記ヒートシンク部材を固定
するベース部材と、上記ヒートシンク部材に固定された
上記光源ランプの照明光の出射方向に開口を有するとと
もに、上記ヒートシンク部材を収容して上記ベース部材
に固定される収納部材と、上記光源ランプの照明光の出
射方向に配置され、上記ベース部材に取り付けられる光
学系の部材と、上記光学系の部材が取り付けられた近傍
で、上記ベース部材に形成される冷却流体流入口と、上
記ベース部材が取り付けられ、上記冷却流体流入口と連
通する冷却流体吸入口が形成された筐体とを具備してな
る。

【００１５】請求項３による光源装置は、照明光を発生
する光源ランプを保持するヒートシンク部材と、上記ヒ
ートシンク部材を固定するべース部材と、上記ヒートシ
ンク部材に固定された上記光源ランプの照明光の出射方
向に開口を有するとともに、上記ヒートシンク部材を収
容して上記ベース部材に固定される第１の収納部材と、
上記光源ランプの照明光の非出射方向に配置され、冷却
流体の流れを発生する冷却流発生手段と、上記第１の収
納部材と連通する連通孔を有するとともに、上記冷却流
体発生手段を収容して上記ベース部材に固定される第２
の収納部材と、上記光源ランプの照明光の出射方向に配
置され、上記ベース部材に取り付けられる光学系の部材
と、上記光学系の部材が取り付けられた近傍で、上記ベ
ース部材に形成される冷却流体流入口と、上記ベース部
材が取り付けられ、上記冷却流体流入口と連通する冷却
流体吸入口が形成された筐体とを具備してなる。

【００１６】請求項４による発明は、上記収納部材を、
上記筐体に形成した排気窓に接続したことを特徴とする
請求項２または請求項３に記載の光源装置である。

【００１７】これらによれば、１つのベース上で主な部
品の全てを配置することで部品問の位置精度が１つの部
品を介するだけで行われる。さらに、光源ランプ以外の
周辺の部品を冷却してから上記光源ランプを冷却するこ
とによって、高精度な位置決めが行えると同時に新たな
別のファンを追加することなく光源ランプ周辺の冷却を
行うことができる。

【００１８】さらに、ベース部材上の部品の近傍におい
て光源装置の筐体に設けた冷却流体吸入口から冷却風を
取り入れる。また、取り入れた冷却風により光源ランプ
周辺とその光源ランプを冷却した後の冷却風を、ヒート
シンク部材および光源ランプを覆う収納部材内を通じて
筐体外に排気する。ランプ点灯による高熱を直接装置外
に排気することで装置内の部品に対する温度上昇を防ぐ
ことができる。

【００１９】さらに、上記収納部材が、ヒートシンク部
材を覆う部分の横断面積よりも冷却流体発生手段を収納
する部分の横断面積の方が大きいことから、横断面積を
部分的に変化し、光源ランプ部の冷却風の流速を早める
ことにより光源ランプを効率よく冷却する。

【００２０】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１を参照して
本発明の第１実施形態について説明する。図１はベース
にランプや冷却ファンやその他の光学系などの部材を組
み付けた光源ユニット装置部の状態を内視鏡用光源装置
の筐体の内部から見た斜視図である。

【００２１】同図１において、１は、内視鏡用光源装置
の本体のシャーシ（外装）であり、このシャーシ１の底
壁上面にはベース部材２がねじ３により固定されてい
る。ベース部材２の上面には照明光を照射する光源ラン
プ４を保持した放熱部材であるヒートシンク５が固定さ
れている。このヒートシンク５は上記ベース部材２に取
着された筒状のケース６によって形成されたランプハウ
ス部７の内部に配置されている。筒状のケース６は光源
ランプ４およびヒートシンク５の両方を覆う。ヒートシ
ンク５はケース６内に収納されている。ケース６は光源
ランプ４の照明光の出射方向に開口している。

【００２２】また、ケース６の反対側も開口しており、
この開口端部はシャーシ１の背壁に接触しており、その
開口部はシャーシ１の背壁の外部に連通している。つま
り、ケース６内に取り込まれる空気はシャーシ１の背壁
の外部に直接に排気される。

【００２３】上記ヒートシンク５は上記シャーシ１の背
壁の図示しない開口部から上記光源装置内に挿入した後
に、電気的に絶縁されながら光源装置内で図示しない保
持機構により上記ベース部材２に保持される。

【００２４】上記光源ランプ４が発生する光を照明光と
するには特定の波長を除去したり、明るさを調整した
り、集光させたりする必要があり、このため、上記ベー
ス部材２には、光源ランプ４以外のその他の光学系８が
設置されている。すなわち、例えば、光源ランプ４の光
の特定の波長をカットする光学フィルタ１１や、出射光
の明るさを調整する調光ユニット１２や、上記光を集光
させるための光学レンズ１３等が、それに当たる。これ
らは上記ベース部材２の上面において、上記光源ランプ
４の光軸上に位置して設けられている。

【００２５】さらに、光学レンズ１３の前方には、内視
鏡のライトガイドケーブルなどの照明光伝達手段１５を
保持すると共に、その照明光伝達手段１５の入射端面と
集光の焦点との位置合わせを行うための保持部材１６が
設置され、これも光学系の部材の１つである。そして、
上記保持部材１６は上記ベース部材２の上面において固
定的に設置される。尚、上記保持部材１６は照明光伝達
手段１５のコネクタ１７を着脱自在に保持するリセプタ
クルの構成になっている。

【００２６】上記光源ランプ４を保持するヒートシンク
５とその他の光学系８と照明光伝達手段１５を保持する
保持部材１６の光学系の各部材は１つのベース部材２に
組み付けられており、光源ランプ４の光軸上に位置して
配置される。

【００２７】この光源ランプ４等の全ての光学系８の部
材や保持部材１６が取り付けられたベース部材２を装置
の筐体内においてシャーシ１の底壁面に当て組み付け
る。光源ランプ４を冷却する冷却ファン２１を、その光
源ランプ４の光軸延長上のシャーシ１に配置し、ランプ
ハウス部７のヒートシンク５から装置の外装まで延びる
上記筒状のケース６が配置されている。

【００２８】一方、ベース部材２の上面には、光学系の
部材の付近に冷却流体を流れ込ませるための孔が形成さ
れ、これにより冷却風流入口２５を形成している。ここ
では複数の孔によって冷却風流入口２５を形成している
が、単一の孔でもよいとする。この冷却風流入口２５を
形成する孔は、上記保持部材１６に保持された照明光伝
達手段１５の入射端１８の部分から光学系８の各部材の
付近にわたり配置されている。すなわち、冷却風流入口
２５は、照明光伝達手段１５を含む光学系の部材の近傍
で、上記ベース部材２の上面に形成されている。

【００２９】上記ベース部材２が重なるシャーシ１の領
域部分には複数の孔が形成されている。この複数の孔に
よってシャーシ１の外部から外気を取り込む冷却風吸入
口２６を形成する。上記ベース部材２にはこれに重なる
シャーシ１との間にチャンバ２７が形成されている。チ
ャンバ２７は上記シャーシ１に対向する下面に形成した
凹部２８を有し、この凹部２８を上記シャーシ１により
覆うことにより両者の間に上記チャンバ２７が形成され
る。凹部２８の周囲は閉塞されており、冷却風流入口２
５はチャンバ２７を介して冷却風吸入口２６を通じてシ
ャーシ１の外部に連通している。

【００３０】そして、この第１実施形態では、光源ラン
プ４を冷却する冷却ファン２１が動作することにより、
上記ベース部材２の上面付近の空気を吸引するため、そ
の吸引力が上記ベース部材２の上面付近にある冷却風流
入口２５に作用し、チャンバ２７を介して冷却風吸入口
２６から外気を吸引して上記ベース部材２の上面付近に
外気を取り込む。このようにして取り込まれた空気は冷
却風ｗとなって、ベース部材２上に設置された部品を冷
却する。すなわち、上記照明光伝達手段１５と、その他
の光学系８の部分を経由し、上記光源ランプ４を通り、
それらを冷却する。さらに、その冷却風ｗは、冷却ファ
ン２１の部分のケース６内を通り、装置外に排出され
る。

【００３１】この実施形態においては、上記ベース部材
２に全ての光学系の部材、および照明光伝達手段１５の
保持部材１６が一体に組み付けられたベース部材２に取
り付けることにより、全ての光学系部品同士が１つのベ
ース部材２のみを介して位置を規制することができるの
で、可能な限り最小限の寸法公差に抑えることができ
る。

【００３２】また、冷却したい部分の近傍に設けた冷却
風流入口２５から冷却風を取り込むことによって、光源
ランプ４の冷却と共に、光源ランプ４の周辺についても
効率良く冷却することができる。

【００３３】特に、光源ランプ４の高輝度化、高密度化
を行った場合に対し、照明光伝達手段１５を保持する保
持部材１６に装着した光を、その端面に入射した光を外
部に伝達する照明光伝達手段１５の入射端面近傍に冷却
風流入口２５に設置したことにより、照明光伝達手段１
５の端面を熱的な損傷から防ぐことができる有効な手段
となる。

【００３４】さらに、従来の冷却方向が、光源ランプ４
の光軸に対し、垂直方向であったので、光源ランプ４の
ガス封止部面と平行に冷却風が通過するのに対し、本実
施形態の構造においては冷却方向が光源ランプ４の光軸
に対して平行になるので、光源ランプ４のガス封止部面
に垂直に冷却風が当たり、これにより冷却効果が向上す
る。

【００３５】（第２実施形態）図２を参照して本発明の
第２実施形態について説明する。図２はランプハウス部
の部分を光源装置の筐体の内部から見た斜視図である。
この実施形態は光源ランプについての冷却効果をさらに
向上させる構成としたものである。上記第１実施形態の
構成と同一のものについては同一の符号を付す。

【００３６】図２において、上記ヒートシンク５から装
置の外装まで延びる筒状のケース６の形状が、ヒートシ
ンク５を設置する部分３１の横断面積よりも冷却ファン
２１が設置される部分３２の横断面積の方を大きくして
いる。

【００３７】したがって、冷却ファン２１により発生す
る冷却風の流速は、その冷却ファン２１が設置される部
分３２でのものよりもヒートシンク５を設置する部分３
１の方が速くなり、光源ランプ４やヒートシンク５の部
分を通る冷却風の流れが速くなるため、より一層、光源
ランプ４を冷却することが可能となる。

【００３８】このように、上記ヒートシンク部材から装
置の外装まで延びる筒状の収納部材の横断面積の大きさ
を、光源ランプを保持するヒートシンク部材を設置する
部分より冷却流体発生手段が取り付く位置の横断面積の
方を大きくすることで、冷却流体発生手段のところを通
る冷却流体の流速を高めより一層、光源ランプを効率よ
く冷却することが可能となる。

【００３９】尚、図１に示す構成において、上記ヒート
シンク５から延びる筒状のケース６を光源装置の背面外
装までとすることで、光源ランプ４を冷却した熱を直接
に装置外に排出し、装置内に存在する他の部品に対する
熱の影響を低減することができる。

【００４０】尚、本発明は上述した実施形態のものに限
らない。上述した説明によれば、請求項の他に以下のよ
うな事項のものも得られる。

【００４１】＜付記＞ １．照明光を照射する光源ランプと、この光源ランプを
保持する放熱部材と、この光源ランプの光を調整及び集
光させる為のその他の光学系と、その他の光学系が調整
及び集光した光を端面に入射して伝達する照明光伝達手
段を保持する保持部材と、冷却風の流れる筒状のケース
の内部あるいは筒状のケースの延長上に、光源ランプ、
放熱部材、その他の光学系、照明光伝達手段を保持する
保持手段の上記全ての部品が配置可能な１つのベース部
材と、光源ランプの光軸の延長上で上記筒状のケースの
内部に位置する冷却ファンと、ベース部材とシャーシが
重なる範囲内に設けた冷却風を吸入させるシャーシの孔
部と、さらにベース部材上に配した部品の近傍に設けた
冷却風が流入させるベース部材の孔部と、を備えること
を特徴とする光源装置。

【００４２】２．上記筒状のケースが、放熱部材部分の
横断面積より冷却ファンが設置される部分の横断面積の
方が大きいことを特徴とする第１項に記載の光源装置。 ３．上記筒状のケースが装置の背面外装と接触している
ことを特徴とする第１項に記載の光源装置。

【００４３】

【発明の効果】本発明は、光源ランプを保持するヒート
シンク部材と光源ランプ以外のその他の光学系の部材を
１つのベース部材に取り付けると共に、上記ベース部材
上の部品の近傍に設けた冷却風流入口から冷却風を取り
入れるようにした。これにより高精度な位置決めを行う
のと同時に組立に際して発生する光軸調整の作業を削減
し、コストを抑えられる。また、改めて冷却ファンを追
加するコストのアップや装置の大型化をすることなく、
光源ランプ周辺の冷却を効率的に行うことができる。

【００４４】さらに、上記筒状の収納部材を装置の外装
に形成した排気窓に接続し、装置内にて光源ランプの点
灯による高熱を直接に装置外に排気することで、装置内
における部品の温度の上昇を防ぐことができる。

【００４５】以上のように、本発明は、装置の原価を上
昇させることなく、装置を大型にすることなく、一層の
高輝度化、高密度化が可能な光源装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係る光源装置においてのベース
部材にランプや冷却ファンやその他の光学系などの部材
を組み付けた部分の状態を装置の筐体の内部から見た斜
視図である。

【図２】第２実施形態に係る光源装置においてのランプ
ハウス部の部分を装置の筐体の内部から見た斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ 光源装置のシャーシ ２ ベース部材 ４ 光源ランプ ５ ヒートシンク ６ 筒状のケース ７ ランプハウス部 ８ その他の光学系 １１ 光学フィルタ １２ 調光ユニット １３ 光学レンズ １５ 照明光伝達手段 １６ 保持部材 １７ コネクタ ｗ 冷却風

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照明光を発生する光源ランプを保持する
   ヒートシンク部材と、 上記ヒートシンク部材を固定するベース部材と、 上記ヒートシンク部材に固定された上記光源ランプの照
   明光の出射方向に開口を有するとともに、上記ヒートシ
   ンク部材を収容して上記ベース部材に固定される収納部
   材と、 上記光源ランプの照明光の出射方向に配置され、上記ベ
   ース部材に取り付けられる光学系の部材と、 上記光学系の部材が取り付けられた近傍で、上記ベース
   部材に形成される冷却流体流入口とを具備してなること
   を特徴とする光源ユニット装置。
2. 【請求項２】 照明光を発生する光源ランプと、 上記光源ランプを保持するヒートシンク部材と、 上記ヒートシンク部材を固定するベース部材と、 上記ヒートシンク部材に固定された上記光源ランプの照
   明光の出射方向に開口を有するとともに、上記ヒートシ
   ンク部材を収容して上記ベース部材に固定される収納部
   材と、 上記光源ランプの照明光の出射方向に配置され、上記ベ
   ース部材に取り付けられる光学系の部材と、 上記光学系の部材が取り付けられた近傍で、上記ベース
   部材に形成される冷却流体流入口と、 上記ベース部材が取り付けられ、上記冷却流体流入口と
   連通する冷却流体吸入口が形成された筐体と、 を具備してなることを特徴とする光源装置。
3. 【請求項３】 照明光を発生する光源ランプを保持する
   ヒートシンク部材と、 上記ヒートシンク部材を固定するべース部材と、 上記ヒートシンク部材に固定された上記光源ランプの照
   明光の出射方向に開口を有するとともに、上記ヒートシ
   ンク部材を収容して上記ベース部材に固定される第１の
   収納部材と、 上記光源ランプの照明光の非出射方向に配置され、冷却
   流体の流れを発生する冷却流発生手段と、 上記第１の収納部材と連通する連通孔を有するととも
   に、上記冷却流体発生手段を収容して上記ベース部材に
   固定される第２の収納部材と、 上記光源ランプの照明光の出射方向に配置され、上記ベ
   ース部材に取り付けられる系の部材と、 上記光学系の部材が取り付けられた近傍で、上記ベース
   部材に形成される冷却流体流入口と、 上記ベース部材が取り付けられ、上記冷却流体流入口と
   連通する冷却流体吸入口が形成された筐体とを具備して
   なることを特徴とする光源装置。
4. 【請求項４】 上記収納部材を、上記筐体に形成した排
   気窓に接続したことを特徴とする請求項２または請求項
   ３に記載の光源装置。