JP2013254813A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型であっても十分な熱対策が施されている光源装置を提供すること。
【解決手段】光源装置１０は、筐体部２０と、筐体部２０に収容され、光を出射する光源ユニット３０と、熱を蓄える蓄熱部材５０とを有している。また光源装置１０は、蓄熱部材５０に蓄えられた熱を外部に放出する筐体部２０を含む放熱ユニット６０をさらに有している。
【選択図】 図１Ｂ

Description

本発明は、熱対策が十分に施されている光源装置に関する。

例えば特許文献１は、半導体レーザモジュール及びその放熱方法を開示している。半導体レーザモジュールは、レーザ光を出射する半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を光ファイバに導く光学系と、半導体レーザ素子が配設されているペルチェ素子と、ペルチェ素子が配設されているヒートシンクとを有している。

半導体レーザ素子がレーザ光を出射し、光学系がこのレーザ光を光ファイバに導く際、半導体レーザ素子と光学系とは、熱を放出する。放出された熱は、ペルチェ素子を介してヒートシンクに伝達される。ヒートシンクはこれら熱を放出し、半導体レーザモジュールは冷却され、半導体レーザモジュールの動作は安定する。

特開２００４−３２７７９１号公報

特許文献１において、ヒートシンクが熱を放出するためには、ヒートシンクは外気に触れる必要がある。しかしながら、ヒートシンクを含む半導体レーザモジュールが、気密と水密とを確保されている筐体部の内部に配設される場合、ヒートシンクから放出された熱は筐体部の内部に溜まる。このため、半導体レーザモジュールの冷却効率が低下し、十分な冷却効果が得られず、半導体レーザモジュールの動作は熱よって不安定になる。このように半導体レーザモジュールが筐体部の内部に配設される場合、熱対策は不十分となる。

十分な熱対策として、例えば熱が筐体部の内部に溜まりにくくする必要がある。
この一例として半導体レーザモジュールが筐体部に対して相対的に小型化することが挙げられる。しかし半導体レーザモジュールの小型化にも限度があり、効果的ではない。
筐体部が半導体レーザモジュールに対して相対的に大型化することも挙げられる。しかしこの場合、筐体部の設置スペースの自由度が低減し、効果的ではない。

このため本発明の目的は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、小型であっても十分な熱対策が施されている光源装置を提供することを目的とする。

本発明は目的を達成するために、筐体部と、前記筐体部に収容され、光を出射する光源ユニットと、前記光源ユニットが光を出射した際に前記光源ユニットから発生する熱を蓄える蓄熱部材と、前記蓄熱部材に蓄えられた熱を大気中に外部に放出する放熱ユニットと、を具備することを特徴とする光源装置を提供する。

本発明によれば、小型であっても十分な熱対策が施されている光源装置を提供することができる。

図１Ａは、本発明の第１の実施形態に係る光源装置の概略図である。 図１Ｂは、第１の実施形態の構成部材において、熱の伝達を示す図である。 図１Ｃは、光源と伝熱部材との斜視図の一例である。 図１Ｄは、蓄熱部材の蓄熱温度と経過時間との関係を示す図である。 図１Ｅは、光源と伝熱部材との斜視図の一例である。 図１Ｆは、蓄熱部材の一例を示す図である。 図１Ｇは、蓄熱部材の一例を示す図である。 図２Ａは、第１の実施形態の第１の変形例に係る光源装置の概略図である。 図２Ｂは、第１の実施形態の第２の変形例に係る光源装置の概略図である。 図２Ｃは、第１の実施形態の第３の変形例に係る光源装置の概略図である。 図３Ａは、第２の実施形態に係る光源装置の概略図である。 図３Ｂは、第２の実施形態の構成部材において、熱の伝達を示す図である。 図４Ａは、第２の実施形態の第１の変形例に係る光源装置の概略図である。 図４Ｂは、第２の実施形態の第２の変形例に係る光源装置の概略図である。 図４Ｃは、図４Ｂに示す蓄熱部材が、冷却部材を含む放熱部材と、筐体部とから切り離された状態を示す図である。 図４Ｄは、第２の実施形態の第３の変形例に係る光源装置の概略図である。 図５Ａは、第３の実施形態に係る光源装置の概略図である。 図５Ｂは、第３の実施形態の構成部材において、熱の伝達を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
［第１の実施形態］
［構成］
図１Ａと図１Ｂと図１Ｃと図１Ｄとを参照して第１の実施形態について説明する。
なお以下において、光源３１から出射される光の中心軸を光軸３１ａと称する。

［光源装置１０］
図１Ａに示すように、光源装置１０は、筐体部２０と、筐体部２０に収容され、光を出射する光源ユニット３０と、光源ユニット３０が光を出射した際に光源ユニット３０から発生する熱を伝達する伝熱部材４０と、伝熱部材４０によって伝達された熱を蓄える蓄熱部材５０と、蓄熱部材５０に蓄えられた熱を外部に放出する放熱ユニット６０とを有している。
図１Ｂに示すように、本実施形態では、光源ユニット３０と伝熱部材４０と、伝熱部材４０と蓄熱部材５０と、蓄熱部材５０と放熱ユニット６０とは、互いに熱的に接続している。つまり、光源ユニット３０と伝熱部材４０とにおいて、熱伝導が実施される。この点は、伝熱部材４０と蓄熱部材５０と、蓄熱部材５０と放熱ユニット６０とについても同様である。

［筐体部２０］
図１Ａと図１Ｂとに示すように、本実施形態では、筐体部２０は、前記したように光源ユニット３０を収容し、伝熱部材４０と蓄熱部材５０とをさらに収容する。そして本実施形態では、筐体部２０は、放熱ユニット６０に含まれる。このため、筐体部２０は、熱が蓄熱部材５０から筐体部２０に伝達されるように、蓄熱部材５０と熱的に接続している。そして筐体部２０は、蓄熱部材５０から伝達された熱を外部に放出する。筐体部２０は、蓄熱部材５０が筐体部２０に対して固定されるように、蓄熱部材５０と機械的に接続している。

筐体部２０は、流体が筐体部２０の外部から内部と内部から外部に移動しないように、水密と気密とを確保している。筐体部２０は、熱伝導率が高い材料によって形成されている。筐体部２０は、外部に露出されている。図１Ａに示すように、筐体部２０は、光源ユニット３０が筐体部２０の内部で浮遊し固定されるように、蓄熱部材５０と伝熱部材４０とを介して間接的に光源３１を筐体部２０の内部に固定している。

［光源ユニット３０］
図１Ａと図１Ｂとに示すように、光源ユニット３０は、筐体部２０に収容され、光を出射する光源３１と、光源３１から出射された光を導光する導光部材３３とを有している。

［光源３１］
光源３１は、電力を供給されることによって、光を出射する。光源３１は、光を出射することによって、熱を発生する。光源３１は、例えば青色のレーザ光を出射するＩｎＧａＮ系の青色の半導体レーザを有している。レーザ光は、例えば、３７０ｎｍ〜５００ｎｍの波長を有している。レーザ光の大部分は、導光部材３３に入射するように図示しない集光レンズによって導光部材３３に集光される。
なお光源３１は、スーパルミネッセント光を出射するスーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）や様々なレーザ光源などの半導体光源を有していてもよい。
また光源３１は、例えば放電タイプのランプ光源であってもよい。この場合、光源３１は、ランプ光を出射する放電ランプの一種であるキセノンランプである。また光源３１は、フィラメントタイプのランプ光源であっても良い。
図１Ｃに示すように、光源３１は、光軸３１ａが交差する部分に配設される光学窓３１ｂを有している。光学窓３１ｂから出射された光は、図示しないレンズ等によって、導光部材２３に入射する。

［導光部材３３］
図１Ａと図１Ｂとに示すように、導光部材３３の一部は、筐体部２０に収容されている。導光部材３３の他部は、例えば、筐体部２０を貫通して外部に配設されている。導光部材３３の他部は、光を出射する出射端部を有している。出射端部は、例えば、光源装置１０の図示しない照明装置に配設されている。導光部材３３が光を導光することによって、筐体部２０は照明装置から離れて配設可能であり、筐体部２０の設置スペースが少ない状態であっても、筐体部２０は設置可能である。このような導光部材３３は、例えば光ファイバである。なお、出射端部は筐体部２０の内部に配設されていてもよく、光が筐体部２０の内部で利用されてもよい。

［伝熱部材４０］
図１Ａに示すように、伝熱部材４０は、光源３１に配設されており、光源３１から発生する熱を光源３１から蓄熱部材５０に伝達する。図１Ｃに示すように、伝熱部材４０は、光源３１から発生する熱が光軸３１ａに対して直交する方向（図１Ｃに示す矢印Ａ）に移動するように、光源３１に当接している。

このため例えば、図１Ｃに示すように、伝熱部材４０は、光源３１を包囲するように光源３１を保持している。この場合、例えば、光源３１は金属製の容器に収められている。そして、伝熱部材４０は、光源３１を含む容器が伝熱部材４０を貫通し、光源３１が伝熱部材４０に熱を伝達するように、容器を包囲した状態で当接している。このように、伝熱部材４０は、光源３１が筐体部２０に直接接触しないように、光源３１を保持している。

図１Ａに示すように、伝熱部材４０は、蓄熱部材５０と機械的に接続しているため、光源３１を筐体部２０の内部において固定する固定部材として機能する。

伝熱部材４０の熱伝導率は、筐体部２０の内部の気体の熱伝導率よりも高い。

［蓄熱部材５０］
図１Ａに示すように、蓄熱部材５０は、伝熱部材４０との熱伝導の効率を向上するために、伝熱部材４０に当接する平板状の下面部５０ａを有している。また蓄熱部材５０は、筐体部２０との熱伝導の効率を向上するために、筐体部２０の内周面の一部に当接する平板状の上面部５０ｂを有している。一般的に、光源３１から発生した熱は、上方により多く伝達する。このため蓄熱部材５０は、光源３１よりも上方に配設されている。

蓄熱部材５０は、伝熱部材４０から伝達された熱の一部を蓄え、熱の他部を放熱ユニット６０の筐体部２０に伝達する。なお蓄熱部材５０は、伝熱部材４０から伝達された熱の大部分を蓄える。蓄熱部材５０が熱を蓄える際の蓄熱量が、予め設定された蓄熱の許容量を超えた場合に、蓄熱部材５０の温度は上昇し、蓄熱部材５０は熱を放出する。この場合、熱は、筐体部２０に伝達される。

蓄熱部材５０は、例えば、相転移時に吸熱する潜熱蓄熱材料を有している。具体的には、蓄熱部材５０は、潜熱蓄熱材料がマイクロカプセル化された蓄熱カプセルによって形成されている。この蓄熱カプセルは、潜熱蓄熱材料と、潜熱蓄熱材料を内包する樹脂性の皮膜とを有する。潜熱蓄熱材料は、例えば、脂肪族炭化水素化合物と、アルコールと、エステルと、脂肪酸との少なくとも１つを有する。皮膜の直径は、例えば数μｍである。
この場合、蓄熱部材５０が熱を蓄える際の熱の温度は、相転移が発生する際の熱の温度（以下、相転移温度）を基に設定される。相転移温度は、蓄熱部材５０の雰囲気温度よりも高い。

［放熱ユニット６０］
図１Ａと図１Ｂとに示すように、前記したように放熱ユニット６０は、光源ユニット３０と伝熱部材４０と蓄熱部材５０とを収容する筐体部２０を有している。

［作用］
電力が光源３１に供給されると、図１に示すように、光源３１は、光を出射し、熱を発生する。この熱は、光源３１から伝熱部材４０を介して蓄熱部材５０に伝達される。

蓄熱部材５０は、熱の一部を蓄え、熱の他部を筐体部２０に伝達する。このときの詳細を以下に記載する。
図１Ｄにおいて、横軸は経過時間を示し、縦軸は蓄熱部材５０が蓄えた熱の温度（以下、蓄熱温度）を示す。図１Ｄに示す期間Ａ，Ｂ，Ｃは、以下の内容を示す。
・期間Ａ： 期間Ａは、蓄熱部材５０の温度が相転移温度よりも低く、蓄熱部材５０がまだ蓄熱を開始していない状態を示す。期間Ａの長さは、伝熱部材４０と蓄熱部材５０との比熱及び質量に基づく。
・期間Ｂ： 期間Ｂは、熱が伝熱部材４０と蓄熱部材５０とに伝達され、伝熱部材４０と蓄熱部材５０とが暖まり、蓄熱部材５０の温度が相転移温度に達した状態を示す。相転移が発生することによって、蓄熱部材５０の温度は所定の温度以上に上昇せず、蓄熱部材５０が熱を蓄える。
・期間Ｃ： 期間Ｃは、相転移が完了し、蓄熱量が許容量を越えて、蓄熱部材５０の温度が上昇する状態を示す。

期間Ａ，Ｂにおいて、蓄熱部材５０は、熱を蓄える。期間Ａ，Ｂにおいて、蓄熱部材５０の温度は、相転移温度以下に保たれる。このとき、蓄熱部材５０は、伝熱部材４０を介して光源３１と熱的に接続し、さらに筐体部２０と熱的に接続している。このため、期間Ａ，Ｂにおいて、光源３１と筐体部２０とは、蓄熱部材５０とほぼ同じ温度に保たれ、相転移温度以下に保たれる。

期間Ｃにおいて、蓄熱部材５０は熱を筐体部２０に伝達する。そして筐体部２０は、蓄熱部材５０から伝達された熱を外部に放出する。なお蓄熱部材５０は期間Ａ，Ｂにおいては伝熱部材４０から伝達された熱のほとんどを蓄えているが、期間Ｃにおいては蓄熱部材５０から筐体部２０に伝達される熱の伝達量は蓄熱部材５０が蓄える熱の蓄熱量に比べて多くなる。

［効果］
このように本実施形態では、蓄熱部材５０が熱を蓄えるため光源３１から放出された熱が筐体部２０の内部に溜まることを防止できる。また本実施形態では、蓄熱部材５０が熱を蓄え、筐体部２０が熱を放出するため、光源装置１０を十分に冷却できる。このように、本実施形態では、効率的に熱対策を施すことができる。
また本実施形態では、蓄熱部材５０が熱を蓄え、筐体部２０が熱を放出するため、光源３１を筐体部２０に対して小型化する必要がない。
また本実施形態では、蓄熱部材５０が熱を蓄え、筐体部２０が熱を放出するため、光源ユニット３０と伝熱部材４０と蓄熱部材５０とを収容する筐体部２０を大型化する必要が無く、筐体部２０を小型にでき、筐体部２０の設置スペースの自由度を向上できる。
このように本実施形態では、光源装置１０を小型にでき、光源装置１０が小型であっても、光源装置１０に十分な熱対策を施すことができる。

また本実施形態では、筐体部２０は、光源ユニット３０全体を収容する必要は無く、光源３１と導光部材３３の一部とを収容している。これにより、本実施形態では、最も熱を放出する光源３１を冷却できるため、効率的に熱対策を施すことができる。

また本実施形態では、光源３１から発生する熱が光軸３１ａに対して直交する方向に移動するように、伝熱部材４０は光源３１と当接している。これにより、本実施形態では、伝熱部材４０は、光源３１が出射する光を遮光することなく、熱を蓄熱部材５０に伝達できる。

なお図１Ｅに示すように、伝熱部材４０は、例えば、光源３１に電力を供給する光源３１の電極として機能してもよい。この場合、伝熱部材４０は、伝熱部材４０から光源３１に電流が流れる方向（図１Ｅに示す矢印Ｂ）に沿って、熱を伝達する。光源３１へは、伝熱部材４０と、絶縁部材４１ｂにより絶縁された電極４１ａにより電力が供給される。

また本実施形態では、伝熱部材４０が光源３１を保持しているが、光源３１の位置が筐体部２０の内部で固定されれば、これに限定されない。
例えば、伝熱部材４０が省略され、蓄熱部材５０が光源３１を直接保持していても良い。
または、例えば、光源３１が筐体部２０に直接固定されていても良い。この場合、熱が光源３１から蓄熱部材５０により多く伝達されるように、光源３１と筐体部２０との間には、断熱部材が配設されている。この断熱部材の熱伝導率は、光源３１と蓄熱部材５０との間の熱伝導率よりも低い。

また光源３１の仕様として、光源３１の動作温度が定められている場合、蓄熱部材５０において、相転移温度は、動作温度と略等しくてもよい。これにより光源３１は動作温度に確実に保たれるため、光源３１は安定して動作できる。

また蓄熱部材５０は、相転移温度が互いに異なる蓄熱材料によって形成されていてもよい。蓄熱部材５０は、例えば、第１の蓄熱材料と、第１の蓄熱材料の相転移温度よりも高い相転移温度を有する第２の蓄熱材料とによって形成されている。例えば、第１の蓄熱材料の相転移温度は、光源３１の動作温度と略等しい。第２の蓄熱材料の相転移温度は、光源３１の動作温度の限界値と略等しい。

第１の蓄熱材料は、第２の蓄熱材料に積層してもよいし、筐体部２０と伝熱部材４０との間に並列して配設されてもよい。第１の蓄熱材料と第２の蓄熱材料とがスラリー状の場合、第１の蓄熱材料と第２の蓄熱材料とは互いに混合されても良いし、第１の蓄熱材料を収容する第１の容器と第２の蓄熱材料を収容する第２の容器とが重ねあわされてもよい。

動作時において、第１の蓄熱材料が最初に熱を蓄え、第１の蓄熱材料の温度が相転移温度に達する。
次に、第１の蓄熱材料の蓄熱量が許容量を越えると、第１の蓄熱材料の温度が上昇する。
次に、第２の蓄熱材料が熱を蓄え、第２の蓄熱材料の温度が相転移温度に達する。

これにより光源装置１０は、初めに安定的に駆動し、次に光源装置１０の故障を防止する温度において駆動することができる。

また蓄熱部材５０は、例えば、水や高比熱の金属等を用いた顕熱蓄熱材料を有していてもよい。

または蓄熱部材５０は、蓄熱カプセルが水に分散していることで形成されるスラリー状であってもよい。この場合、図１Ｆに示すように、スラリー状の蓄熱部材５０は、容器５１に充填されている。容器５１の熱伝導率は、高いほど好適である。

容器５１は、伝熱部材４０及び筐体部２０の内周面の一部と熱的及び機械的に接続している。容器５１は、伝熱部材４０との熱伝導の効率を向上するために、伝熱部材４０に当接する平板状の平板部５１ａを有している。また容器５１は、筐体部２０との熱伝導の効率を向上するために、筐体部２０の内周面の一部に当接する平板状の上面部５１ｂを有している。

また、蓄熱部材５０と容器５１との熱伝導は、容易に実施されることが好適である。一例として、図１Ｆに示すように、容器５１は、対流が容器５１の内部で実施され、蓄熱部材５０が容器５１の内部で循環するように、形成されていることが好適である。このため例えば、容器５１の内周面は滑らかに形成され、内周面の荒さは低減されていることが好適である。

なお、熱伝導が促進されれば、これに限定する必要は無い。
例えば、容器５１は、容器５１と熱的に接続するように容器５１の内部に配設されている熱伝導率の高い部材を有していても良い。この部材は、例えば、図１Ｇに示すようなグラファイトシート５３や、図示しないヒートパイプなどを示す。ヒートパイプが用いられる場合、ヒートパイプは、容器５１を貫通し、伝熱部材４０または光源３１まで延出されてもよい。

または例えば、容器５１は、容器５１の内部の表面積が増えるように、容器５１の内周面から突出している突出部を有していても良い。

［第１の変形例］
［構成］
［放熱ユニット６０］
図２Ａに示すように、放熱ユニット６０は、筐体部２０の外部に配設されるように筐体部２０の外周面の一部に配設され、筐体部２０を介して蓄熱部材５０と熱的に接続し、蓄熱部材５０から筐体部２０を介して伝達された熱を放出する放熱部材６１をさらに有している。放熱部材６１は、筐体部２０から切り離し可能である。

［効果］
本変形例では、筐体部２０と共に放熱部材６１によって、より多くの熱を外部へ放出できる。これにより、本変形例では、図１Ｄに示す期間Ｂを長くでき、光源装置１０の温度上昇をより長い時間抑制できる。

また本変形例では、放熱部材６１を筐体部２０から切り離し可能である。これにより本変形例では、光源３１が光を出射する際は、放熱部材６１は筐体部２０から切り離され、光源３１の使用が終了した際は、放熱部材６１は筐体部２０に配設され蓄熱部材５０に蓄えられた熱を放出する。このため本変形例では、大型の放熱部材６１が利用されても、筐体部２０と光源３１との携帯性を低下させることなく、放熱効率を向上できる。

［第２の変形例］
［構成］
［冷却部材７０］
図２Ｂに示すように、光源装置１０は、筐体部２０の外部に配設されるように筐体部２０の外周面の一部に配設され、筐体部２０を介して蓄熱部材５０と熱的に接続し、蓄熱部材５０を冷却する冷却部材７０をさらに有している。冷却部材７０は、放熱部材６１が冷却部材７０に載置されるように、放熱部材６１と筐体部２０との間に配設される。冷却部材７０は、蓄熱部材５０に対向するように、筐体部２０に配設される。冷却部材７０は、放熱部材６１と共に筐体部２０から切り離し可能である。冷却部材７０は、例えばペルチェ素子のような電子冷却素子である。

［効果］
本変形例では、第１の変形例よりもさらに長く、図１Ｄに示す期間Ｂを長くでき、光源装置１０の温度上昇をより長い時間抑制できる。

また本変形例では、冷却部材７０を筐体部２０から切り離し可能である。これにより本変形例では、光源３１が光を出射する際は、放熱部材６１を含む冷却部材７０は筐体部２０から切り離され、光源３１の使用が終了した際は、放熱部材６１を含む冷却部材７０は筐体部２０に配設され、冷却部材７０は駆動して筐体部２０を介して蓄熱部材５０を冷却する。このため本変形例では、大型の放熱部材６１を含む冷却部材７０が利用されても、筐体部２０と光源３１との携帯性を低下させることなく、放熱効率を向上できる。

［第３の変形例］
［構成］
［冷却部材７０］
図２Ｃに示すように、本変形例の冷却部材７０は、筐体部２０に収容され、蓄熱部材５０と、伝熱部材４０を介して光源３１とに熱的に接続し、光源３１を冷却する。排出された熱は、蓄熱部材５０によって吸収される。冷却部材７０は、蓄熱部材５０と伝熱部材４０との間に配設される。

冷却部材７０は、伝熱部材４０を介して光源３１を相転移温度よりも低くなるように冷却する。

蓄熱部材５０は、光源３１が光を出射する際に光源３１から発生する熱と、冷却部材７０が光源３１を冷却する際に冷却部材７０から発生する熱とを蓄える。

［効果］
本変形例では、冷却部材７０を用いることで、光源３１及び伝熱部材４０の温度を相転移温度よりも確実に低くでき、光源３１は安定的に動作できる。

また本変形例では、冷却部材７０が光源３１を冷却することによって、相対的に蓄熱部材５０の相転移温度を高く設定できる。よって、本変形例では、第１の変形例よりもさらに長く図１Ｄに示す期間Ｂを長くでき、光源装置１０の温度上昇をより長い時間抑制できる。

なお第１の実施形態は、第１の実施形態の各変形例の少なくとも１つと組み合わせることができる。

[第２の実施形態]
図３Ａと図３Ｂとを参照して、第２の実施形態について説明する。本実施形態では、以下に、第１の実施形態の構成とは異なる構成のみ説明する。
［構成］
［筐体部２０］
図３Ａと図３Ｂとに示すように、本実施形態の筐体部２０は、光源ユニット３０と伝熱部材４０とを収容する。筐体部２０は、熱が伝熱部材４０から筐体部２０に伝達されるように、伝熱部材４０と熱的に接続している。そして筐体部２０は、伝熱部材４０から伝達された熱を外部に放出する。

［伝熱部材４０］
図３Ｂに示すように、本実施形態の伝熱部材４０は、光源３１から発生する熱を筐体部２０に伝達する。

［蓄熱部材５０］
本実施形態の蓄熱部材５０は、筐体部２０の外部に配設されるように筐体部２０の外周面の一部に配設され、筐体部２０を介して伝熱部材４０と熱的に接続する。図３Ａと図３Ｂとに示すように、本変形例の蓄熱部材５０は、筐体部２０の外部に配設されるため筐体部２０から伝達された熱を放出可能であり、また蓄熱可能であり、この場合、放熱ユニット６０に含まれる。蓄熱部材５０は、筐体部２０から切り離し可能である。蓄熱部材５０は、伝熱部材４０と筐体部２０を介して対向するように配設される。

［作用］
本実施形態の作用は、第１の実施形態の作用と略同一であるため、詳細な説明は省略する。本実施形態の特有の作用は、筐体部２０と共に、蓄熱部材５０が熱を外部に放出することである。

［効果］
本実施形態では、蓄熱部材５０が筐体部２０の外部に配設されているため、筐体部２０を小型にできる。また本実施形態では、蓄熱部材５０が筐体部２０の外部に配設されているため、図１Ｄに示す期間Ｃにおいて、蓄熱部材５０が熱を放出しても、熱が筐体部２０の内部に溜まることを防止でき、筐体部２０の内部を確実に冷却できる。

また本実施形態では、蓄熱部材５０を筐体部２０から切り離し可能である。これにより本実施形態では、光源３１が光を出射する際は、蓄熱部材５０は筐体部２０に配設され熱を蓄え、光源３１の使用が終了した際は、蓄熱部材５０は筐体部２０から切り離される。このため本実施形態では、大型の蓄熱部材５０が利用されても、筐体部２０と光源３１との携帯性を低下させることなく、放熱効率を向上できる。

また本実施形態では、蓄熱部材５０を筐体部２０の外部に配設し、蓄熱部材５０を筐体部２０から切り離し可能である。よって本実施形態では、蓄熱部材５０を容易に交換でき、常に冷却された蓄熱部材５０を配設でき、光源装置１０を冷却できる。

［第１の変形例］
第１の実施形態の第１の変形例と略同様に、図４Ａに示すように、放熱部材６１は、筐体部２０の外部に配設されるように蓄熱部材５０と熱的に接続する。放熱部材６１は、蓄熱部材５０から切り離し可能である。

［第２の変形例］
第１の実施形態の第２の変形例と略同様に、図４Ｂに示すように、冷却部材７０は、筐体部２０の外部に配設されるように蓄熱部材５０に配設され、蓄熱部材５０と熱的に接続し、蓄熱部材５０を冷却する。冷却部材７０は、放熱部材６１が冷却部材７０に載置されるように、放熱部材６１と蓄熱部材５０との間に配設される。図４Ｃに示すように、冷却部材７０は、蓄熱部材５０から切り離し可能である。

これにより本変形例では、放熱部材６１を含む冷却部材７０を容易に交換でき、常に冷却された蓄熱部材５０を配設でき、光源装置１０を冷却できる。

［第３の変形例］
第１の実施形態の第３の変形例と略同様に、図４Ｄに示すように、冷却部材７０は、筐体部２０の内部に配設され、伝熱部材４０と、筐体部２０を介して蓄熱部材５０とに熱的に接続し、蓄熱部材５０と光源３１とを冷却する。冷却部材７０は、筐体部２０と伝熱部材４０との間に配設される。

[第３の実施形態]
図５Ａと図５Ｂとを参照して、第３の実施形態について説明する。本実施形態では、以下に、第１，２の実施形態の構成とは異なる構成のみ説明する。
［構成］
光源装置１０は、電力を充電し、電力を光源３１に供給する充電供給ユニット８０をさらに有している。充電供給ユニット８０は、電力を蓄電し、電力を光源３１に供給するバッテリーである供給部材８１と、供給部材８１に電力を充電する充電ユニット８３と、筐体部２０に配設され、光源３１と電気的に接続している電極である電気接続部８５とを有している。

供給部材８１は、蓄熱部材５０と共に筐体部９０に収容されている。筐体部９０において、供給部材８１は、蓄熱部材５０と隣接し、蓄熱部材５０と一体に配設されている。供給部材８１と蓄熱部材５０とは、筐体部９０を介して、一体的に充電ユニット８３に着脱自在であり、一体的に筐体部２０に着脱自在である。

筐体部９０は、放熱ユニット６０に含まれる。

蓄熱部材５０は、供給部材８１と機械的及び熱的に接続している。このため蓄熱部材５０は、供給部材８１が光源３１に電力を供給する際、または充電ユニット８３により供給部材８１に電力を充電する際に供給部材８１から発生する熱を蓄える。

充電ユニット８３は、供給部材８１に電力を充電する充電部８３ａと、蓄熱部材５０と直接的且つ熱的に接続し、蓄熱部材５０から伝達された熱を放出する放熱部材８３ｂとを有している。

筐体部２０は、伝熱部材４０を有している。供給部材８１と蓄熱部材５０とが一体的に筐体部２０に配設された際、供給部材８１は電気接続部８５と電気的に接続し、同時に蓄熱部材５０は伝熱部材４０と熱的に接続する。これにより、電力の供給と、熱の伝達を示す冷却とが同時に実施される。

［効果］
このように本実施形態では、蓄熱部材５０と供給部材８１とによって、電力の供給と、筐体部２０と供給部材８１との冷却とを同時に実施できる。

また本実施形態では、蓄熱部材５０が供給部材８１から発生する熱を蓄えるため、供給部材８１を安定的に動作でき、光源３１へ安定的に電力を供給できる。

また本実施形態では、充電ユニット８３によって、充電と、熱の伝達を示す冷却とを同時に実施できる。

また本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。

１０…光源装置、２０…筐体部、３０…光源ユニット、３１…光源、３３…導光部材、４０…伝熱部材、５０…蓄熱部材、６０…放熱ユニット。

Claims (15)

1. 筐体部と、
   前記筐体部に収容され、光を出射する光源ユニットと、
   前記光源ユニットが光を出射した際に前記光源ユニットから発生する熱を蓄える蓄熱部材と、
   前記蓄熱部材に蓄えられた熱を大気中に外部に放出する放熱ユニットと、
   を具備することを特徴とする光源装置。
2. 前記光源ユニットは、
   前記筐体部に収容され、前記光を出射する光源と、
   前記光源から出射された光を導光する導光部材と、
   を有し、
   前記導光部材の一部は、前記筐体部に収容されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記光源に配設され、前記光源から発生する熱を前記光源から前記蓄熱部材に伝達する伝熱部材をさらに具備し、
   前記放熱ユニットは、前記光源ユニットを収容し、前記伝熱部材と前記蓄熱部材とをさらに収容する前記筐体部を有し、
   前記筐体部は、熱が前記蓄熱部材から前記筐体部に伝達されるように前記蓄熱部材と熱的に接続し、前記蓄熱部材から伝達された熱を外部に放出することを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
4. 前記放熱ユニットは、前記筐体部の外部に配設されるように前記筐体部の外周面に配設され、前記筐体部を介して前記蓄熱部材と熱的に接続し、前記蓄熱部材から伝達された熱を放出する放熱部材をさらに有し、
   前記放熱部材は、前記筐体部から切り離し可能であることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
5. 前記光源に配設され、前記光源から発生する熱を前記光源から前記蓄熱部材に伝達する伝熱部材をさらに具備し、
   前記放熱ユニットは、前記光源ユニットを収容し、前記伝熱部材をさらに収容する前記筐体部を有し、
   前記筐体部は、熱が前記伝熱部材から前記筐体部に伝達されるように前記伝熱部材と熱的に接続し、前記伝熱部材から伝達された熱を外部に放出することを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
6. 前記蓄熱部材は、前記筐体部の外部に配設されるように前記筐体部の外周面に配設され、前記筐体部を介して前記伝熱部材と熱的に接続し、前記伝達部材から伝達された熱を蓄熱し、前記筐体部から切り離し可能であることを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
7. 前記光源から出射される前記光の中心軸を光軸とした場合、
   前記伝熱部材は、前記光源から発生する熱が前記光軸に対して直交する方向に移動するように、前記光源と当接していることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の光源装置。
8. 前記光源は、電力を供給されることによって、前記光を出射し、
   前記伝熱部材は、前記光源に前記電力を供給する前記光源の電極として機能し、
   前記伝熱部材は、前記伝熱部材から前記光源に電流が流れる方向に沿って、熱を伝達することを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の光源装置。
9. 前記蓄熱部材は、相転移時に吸熱する潜熱蓄熱材料を有し、
   相転移が発生する際の熱の温度は、前記蓄熱部材の雰囲気温度よりも高いことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載の光源装置。
10. 前記蓄熱部材は、相転移時に吸熱する潜熱蓄熱材料を有し、
    相転移が発生する際の熱の温度は、前記光源の仕様として定められた前記光源の動作温度と略等しいことを特徴とする請求項２乃至請求項８のいずれか１つに記載の光源装置。
11. 前記蓄熱部材は、相転移温度が互いに異なる蓄熱材料によって形成されていることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の光源装置。
12. 前記蓄熱部材は、スラリー状であり、容器に充填され、
    前記容器は、対流が前記容器の内部で実施され、前記蓄熱部材が前記容器の内部で循環するように、形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載の光源装置。
13. 前記蓄熱部材と熱的に接続し、前記蓄熱部材を冷却する冷却部材をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載の光源装置。
14. 前記伝熱部材を介して前記光源に熱的に接続し、前記光源を冷却する冷却部材をさらに具備することを特徴とする請求項２乃至請求項８のいずれか１つに記載の光源装置。
15. 前記電力を前記光源に供給する供給部材をさらに具備し、
    前記蓄熱部材は、前記供給部材と一体的に配設され、一体的に前記筐体部に着脱自在であることを特徴とする請求項８に記載の光源装置。

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