JP4439299B2 - 内視鏡装置用光源装置 - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡用光源装置に関し、特に光源装置からの輻射ノイズを画像処理装置に対して遮蔽する遮蔽板を有する内視鏡用光源装置に関する。

従来、キセノンランプをはじめとする放電ランプなどの光照射装置は、高輝度を必要とする光源装置などで使われている。

放電ランプは、発光管部内に、陽極と陰極が数ｍｍから十数ｍｍの距離を持ち、対向して配置される電極間距離が比較的短いタイプのランプである。この電極間に高電圧パルスを印加してアーク放電を起こすと、アーク柱と呼ばれる放電部分から強い発光を生じる。

このアーク放電によって放電ランプは、強い光を放つ一方で、輻射熱、及び輻射ノイズを生じさせる。輻射熱を、放熱させるためには公知のヒートシンクが用いられ、操作スイッチなどの各部に伝達させないためには、遮蔽板が用いられる。一例として、特許文献１は、ランプハウスなどに設けた遮蔽板によって、輻射熱を操作スイッチに伝達させない遮蔽板を開示している。
特開２０００−１０２５０３号公報

しかし、公知のヒートシンクによって輻射熱の放熱効果が得られ、特許文献１の装置によって、操作スイッチなどの各部への輻射熱の伝達防止効果が得られるが、放電ランプの輻射ノイズの問題は考慮されていない。そのため、放電ランプの点灯時に必要とされる高電圧パルスの影響で、内視鏡装置の各部、特にスコープで撮像した電気信号をモニタで観察可能な画像信号に変換する画像処理装置のメインＣＰＵなどが誤動作する可能性がある。

したがって本発明の目的は、放電ランプの点灯に必要な高電圧パルスによる輻射ノイズの影響を、画像処理装置に与えない遮蔽板を備えた内視鏡用光源装置を提供することである。

本発明に係る、内視鏡用光源装置は、放電ランプを保持し、かつ放電ランプの輻射熱を放熱するランプハウスと、ランプハウスを介して放電ランプに高電圧パルスを供給するイグナイタと、導電性の遮蔽板を備える。遮蔽板は、スコープで撮像した電気信号をモニタで観察可能な画像信号に変換する画像処理装置と、ランプハウス、イグナイタの間に配置される。これにより、イグナイタ、放電ランプを含むランプハウスが、画像処理装置と隔離されるので、放電ランプの点灯に必要な高電圧パルスによる輻射ノイズの影響が、画像処理装置に及ばない。

好ましくは、遮蔽板は、ランプハウス、及びイグナイタと、イグナイタに電力供給するランプ電源、及び画像処理装置に電力供給するシステム電源との間も遮蔽する。これにより、ランプハウス、イグナイタを、輻射ノイズの観点から完全に隔離することが可能になる。

また、好ましくは、遮蔽板は、接地されている。これにより、遮蔽板は、吸収した放電ランプを含む光源装置からの輻射ノイズを、アースを介して放出することができる。

また、好ましくは、遮蔽板は、ランプハウスの有する冷却ファンに吸気させる通気穴を備える。これにより、輻射ノイズの遮蔽とともに、ランプハウスの冷却ファンの吸気もスムーズに行える。

さらに好ましくは、通気穴は、ランプハウスに備えられ放電ランプを冷却する冷却ファンの周辺の上部から下部に向けて穴径が小さくなるように配置される。これにより、比較的温かい空気だけを効率よく冷却ファンに向けて吸気させることが可能になる。

また、好ましくは、遮蔽板は、イグナイタ、及びイグナイタとランプハウスの間に接続される高圧ケーブルと少なくとも１０ｍｍ以上離れて配置される。これにより、容量結合による高電圧パルスの電圧低下を抑えることが可能になる。

以上のように本発明によれば、放電ランプの点灯に必要な高電圧パルスによる輻射ノイズの影響を、画像処理装置に与えない遮蔽板を備えた内視鏡用光源装置を提供することが可能になる。

以下、本発明の実施形態について、図を用いて説明する。図１は、内視鏡装置の構成図である。図２は、図１におけるイグナイタ５０、ランプハウス６０、冷却ファン９０、及び遮蔽板２００の側面図である。

内視鏡装置は、スコープ１０、プロセッサ３０、モニタ１００から構成される。スコープ１０は、プロセッサ３０の光源装置から供給された光を被写体に当て、これを撮像する。撮像された電気信号は、プロセッサ３０の画像処理装置によってモニタ１００で観察可能な画像信号に変換され、モニタ１００が画像信号を表示する。使用者は、スコープ１０の図示しない先端部を患者の体腔内に挿入し、モニタ１００の表示画像を見て、内視鏡装置を操作する。スコープ１０の先端部には、放電ランプ７０からの光が、図示しない集光レンズ、及び光誘導装置を介して供給される。

プロセッサ３０の画像処理装置は、後処理回路８０ａ、信号処理回路８０ｂ、及びパネル制御基板８０ｃから構成される。スコープ１０で撮像された電気信号は、信号処理回路８０ｂで画像信号に変換され、後処理回路８０ａで、Ｖｉｄｅｏコンポジット信号、Ｙ／Ｃ分離信号などに変換してモニタ１００に出力される。

パネル制御基板８０ｃは、画像処理に関する画質調整などの設定スイッチを有し、使用者がこれを操作する。パネル制御基板８０ｃは、後述する光源装置の操作に関するスイッチも有する。

プロセッサ３０にあるシステム電源４０ｂは、ＡＣ電源から供給された電圧を画像処理に関する各部に印加する。

プロセッサ３０のケーシングは、アース線を介して接地されているが、信号処理回路８０ｂは、感電防止のために、ケーシングに接続されておらず、電気的に絶縁された状態にある。他の部は、ケーシングに接続されている。

プロセッサ３０の光源装置は、ランプ電源４０ａ、イグナイタ５０、ランプハウス６０、放電ランプ７０、パネル制御基板８０ｃ、冷却ファン９０、及び遮蔽板２００から構成される。使用者によるパネル制御基板８０ｃの操作により、放電ランプ７０の点灯が指示されると、ランプ電源４０ａは、ＡＣ電源から供給された電圧をイグナイタ５０に印加する。イグナイタ５０は、印加された電圧から高電圧パルスを発生させる。発生された高電圧パルスは、ランプハウス６０内にある第１、第２ヒートシンク６１、６２を介して、放電ランプ７０の第１口金部（陽極部）７１、第２口金部（陰極部）７２に印加される。所定の高電圧パルスが印加されると、第１口金部（陽極部）７１、第２口金部（陰極部）７２の間に絶縁破壊が生じ、アーク放電が開始される。

アーク放電により生じた光は、四方八方に発散する。発散した光は、放電ランプ７０内の反射鏡（図示せず）により一定方向に反射させられる。反射した光は、射出窓７３を通って、集光レンズや光誘導装置によってスコープ１０の先端部に供給される。供給された光によって暗い体腔内の被写体を明るい光量下で観察することが可能になる。

イグナイタ５０は、ランプ電源４０ａとランプハウス６０にある第１、第２ヒートシンク６１、６２との間に接続される高電圧パルスの発生装置である。ランプ電源４０ａ、ランプハウス６０との接続は、高圧ケーブル５５、５６、６３、６４を介して行われる。

ランプハウス６０は、放電ランプ７０の放熱及び所定位置に保持する筐体であり、支持基板６５、第１、第２ヒートシンク６１、６２から構成される。

支持基板６５は、ベーク板などの絶縁材料からなり、第１、第２ヒートシンク６１、６２の周りを囲む。但し、放電ランプ７０の光軸と平行する側面は、放電ランプ７０の冷却ファン９０による冷却のため支持基板６５によって囲まれていない。また、第１、第２穴６７、６８が上面に設けられており、高圧ケーブル６３、６４が貫通される。また、放電ランプ７０の射出窓７３から延びる光束７９と交差する部分は、光をスコープ１０に誘導するための第３穴６９が設けられている。

第１、第２ヒートシンク６１、６２は、放電ランプ７０の第１口金部（陽極部）７１、第２口金部（陰極部）７２と接触することにより、放電ランプ７０の点灯による熱を放射する金属部材である。放熱性を高めるため、第１、第２ヒートシンク６１、６２は、多数の放熱フィンを有する。

第１、第２ヒートシンク６１、６２は、支持基板６５を貫通した高圧ケーブル６３、６４と固着され、イグナイタ５０からの高電圧パルスの印加を受ける。また、支持基板６５にも固着される。第１ヒートシンク６１は放電ランプ７０の第１口金部（陽極部）７１と接触することにより電気的に導通され、第２ヒートシンク６２は放電ランプ７０の第２口金部（陰極部）７２と接触することにより電気的に導通される。

また、放電ランプ７０を所望の方向に水平に保持し、光束７９を所望の方向に定めるため、第１ヒートシンク６１は、くぼみ形状の第１保持部６１ａで、放電ランプ７０の第１口金部（陽極部）７１を、第２ヒートシンク６２は、穴形状の第２保持部６２ａで、放電ランプ７０の第２口金部（陰極部）７２を保持する。第１、第２保持部６１ａ、６２ａの大きさは、放電ランプ７０と接触面積を多くして保持するために、第１口金部（陽極部）７１、第２口金部（陰極部）７２の径と同程度に設定される。第２保持部６２ａは、射出窓７３から照射される光を通す。

従って、支持基板６５は、第１、第２ヒートシンク６１、６２を、その間に、放電ランプ７０を保持できるような間隔で、固着する。

放電ランプ７０は、横置き型円筒形のキセノンランプ、またはハロゲンランプで、一端面を石英ガラスからなる射出窓７３としてその外周部に第２口金部（陰極部）７２が設けられ、他端部の外周部及び端面に第１口金部（陽極部）７１が設けられている。放電ランプ７０の内部には反射鏡（不図示）と射出窓７３の間の空間に、キセノンガスなどが封入されている。本実施形態では、横置き型円筒形のキセノンランプの構造で説明するが、他の放電ランプであってもよい。ランプ点灯時にイグナイタ５０による高電圧パルスを必要とする放電ランプであれば、同様の輻射ノイズの問題が生じるからである。

冷却ファン９０は、ランプハウス６０内にある第１、第２ヒートシンク６１、６２、及び放電ランプ７０に空気を送り、空冷により放熱を進める役割を果たす。

遮蔽板２００は、放電ランプ７０などの光源装置から発生する輻射ノイズ、すなわち電磁波を吸収し、その影響を、後処理回路８０ａ、信号処理回路８０ｂなどの画像処理装置に及ぼさないようにする導電金属製の遮蔽板である。遮蔽板２００は、イグナイタ５０やランプハウス６０と、後処理回路８０ａや信号処理回路８０ｂとを遮断するように配置される。また、図１のように、遮蔽板２００は、さらにイグナイタ５０、及びランプハウス６０と、ランプ電源４０ａ、及びシステム電源４０ｂとも遮蔽するように配置され、イグナイタ５０とランプハウス６０を、輻射ノイズの観点から完全に隔離する構成とするのが望ましい。形状は、図１のようにカギ状であっても、他の形状であってもよい。また、図２に示すように、イグナイタ５０やランプハウス６０の高さよりも高く設定するのが望ましい。遮蔽板２００は、プロセッサ３０のケーシングに接続される。

遮蔽板２００は、イグナイタ５０、高圧ケーブル６３、６４との間は、少なくとも１０ｍｍ以上離して配置する。近接して配置すると容量結合により高電圧パルスの電圧が低下するからである。

放電ランプ７０を点灯させる際には、イグナイタ５０が高電圧パルスを発生させ、放電ランプ７０の第１口金部（陽極部）７１、第２口金部（陰極部）７２に印加する。この高電圧パルスが、イグナイタ５０、高圧ケーブル６３、６４、放電ランプ７０から輻射ノイズ（電磁波）を発生させる。輻射ノイズ（電磁波）は、画像処理装置の後処理回路８０ａや信号処理回路８０ｂなどにあって、特に制御を司るＣＰＵなどに誤動作を発生させる原因となり得る。しかし、輻射ノイズ（電磁波）が、後処理回路８０ａや信号処理回路８０ｂに到達する手前にある遮蔽板２００が、輻射ノイズ（電磁波）を吸収する。吸収された輻射ノイズ（電磁波）は、ケーシング及びアース線を介して放出される。そのため、ＣＰＵなどを誤動作させることはない。

なお、本実施形態では、遮蔽板２００を、板形状として説明したが、他の実施形態として、板状であって更に、冷却ファン９０の周辺に複数の通気穴を備える形状が考えられる（不図示）。冷却ファン９０は、ランプハウス６０に空気を流して、第１、第２ヒートシンク６１、６２、及び放電ランプ７０を空冷するが、冷却ファン９０の近くに設置される遮蔽板２００によって、吸気が遮られると、充分な空冷が行えない。そこで、冷却ファン９０の吸気が行われる領域について、１又は複数の穴を遮蔽板２００に設けることにより、吸気がスムーズに行えるようにするものである。

通気穴の大きさは、輻射ノイズの観点からは、出来る限り小さい方が望ましく、冷却ファン９０への吸気効率の観点からは大きい方が望ましいので、これらのバランスを考慮する。また、冷却ファン９０の周辺の上部から下部にかけて穴径が小さくなるように配置されると、比較的温かい空気だけを効率良く吸気することができる（不図示）。

なお、いずれの実施形態も、内視鏡における光源装置を説明したが、使用用途はこれに限られない。イグナイタと放電ランプを使って光を照射する必要性のある光源装置、例えばプロジェクター装置などでも同様の効果を得られる。

本実施形態の内視鏡装置の構成を示す図である。 イグナイタ、ランプハウス、冷却ファン、及び遮蔽板の側面図である。

符号の説明

１０ スコープ
３０ プロセッサ
５０ イグナイタ
６０ ランプハウス
６１、６２ 第１、第２ヒートシンク
７０ 放電ランプ
７１ 第１口金部（陽極部）
７２ 第２口金部（陰極部）
８０ａ 後処理回路
８０ｂ 信号処理回路
９０ 冷却ファン
１００ モニタ
２００ 遮蔽板

Claims (4)

1. 放電ランプを保持し、前記放電ランプの輻射熱を放熱するランプハウスと、
   前記ランプハウスを介して、前記放電ランプに高電圧パルスを供給するイグナイタと、
   導電性の遮蔽板とを備え、
   前記遮蔽板は、スコープで撮像した電気信号をモニタで観察可能な画像信号に変換する画像処理装置と、前記ランプハウスとの間、及び前記画像処理装置と前記イグナイタとの間に設けられ、
   前記遮蔽板は、前記ランプハウスの有する冷却ファンに吸気させる複数の通気穴を備え、
   前記複数の通気穴の穴径は、前記ランプハウスに備えられ前記放電ランプを冷却する冷却ファンの周辺の上部に位置するものほど大きく、前記冷却ファンの周辺の下部に位置するものほど小さくなるように形成されることを特徴とする内視鏡用光源装置。
2. 前記遮蔽板は、前記ランプハウス、及び前記イグナイタと、前記イグナイタに電力供給するランプ電源、及び前記画像処理装置に電力供給するシステム電源との間も遮蔽することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用光源装置。
3. 前記遮蔽板は、接地されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用光源装置。
4. 前記遮蔽板は、前記イグナイタ、及び前記イグナイタと前記ランプハウスの間に接続される高圧ケーブルと少なくとも１０ｍｍ以上離れて配置されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用光源装置。

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