JP4566378B2

JP4566378B2 - 電子内視鏡用プロセッサ及び内視鏡用光源装置

Info

Publication number: JP4566378B2
Application number: JP2000304416A
Authority: JP
Inventors: 準二宇佐美; 勝彦古谷
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2000-10-04
Filing date: 2000-10-04
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2020-10-04
Also published as: JP2002102164A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、先端にＣＣＤを備えた電子スコープに照明光を供給する光源部を備えた電子内視鏡用プロセッサおよび内視鏡（ファイバスコープ）に照明光を供給する内視鏡用光源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
体腔内を肉眼観察するための内視鏡は、体腔内に挿入するための可撓管にライトガイドが挿通させられており、別体の光源装置からライトガイドを介して可撓管先端に照明光が供給されることによりその前方が照明される。体腔内をモニタ観察する電子内視鏡装置においては、電子スコープが光源部と映像信号処理回路とを備えたプロセッサに接続され、光源部から電子スコープ先端へ照明光が供給される。これら内視鏡あるいは電子スコープに照明光を供給する光源としては、一般にハロゲンランプおよびキセノンランプ等、輝度の大きいものが使用されるが、これらは比較的大型で、消費電力や発生熱も大きい。
【０００３】
近年では、発光ダイオードにより構成される内視鏡用光源が実用化されており、この発光ダイオードは上記ランプより長寿命かつ消費電力・発熱量が少なくて済むという長所を有する。しかし、単体の発光ダイオードでは所望の光量が得られないため、複数個の発光ダイオードを基板上に密集させて配列する、例えば正三角形格子状あるいは正六角形格子状に配列することにより、発光量の増加の要求に対応していた。
【０００４】
しかし、高密度に配置することによって発光ダイオード自身の発生熱によって周辺温度が高くなり、各発光ダイオードの劣化が進みやすいという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑み、発光ダイオードからの発生熱を積極的に放熱することによって、発光ダイオードの劣化を防止することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電子内視鏡用プロセッサ等の光源部において、複数個の発光ダイオードと、発光ダイオードを一方の面に取付ける基板と、これら発光ダイオードの劣化を防止するため、基板の他方の面に密着して発光ダイオードからの発生熱を放熱する放熱手段とを備えることを最も主要な特徴とする。これにより、発光ダイオードの高温化が抑えられ、早期劣化を防止できる。
【０００７】
電子内視鏡用プロセッサの放熱手段としては、具体的には、基板の他方の面に密着する放熱板部材と、この放熱板部材に一体的に設けられ発光ダイオードの出射方向の反対方向に延びた複数の放熱フィンとから構成されてもよい。またさらに放熱効果を高めるために、放熱フィンに平行な方向から発光ダイオードおよび放熱フィンに向かって送風するファンを設けてもよい。
【０００８】
電子内視鏡用プロセッサの光源部の具体的な放熱手段として、また、基板の他方の面に固着された放熱板部材と、発光ダイオードの光束の中心軸周りに基板および放熱板部材を回転させるモータと、放熱板部材に一体的に設けられ中心軸から放射状に伸びる複数の放熱フィンとにより構成されてもよく、さらに放熱効果を高めるために、中心軸に垂直な方向から発光ダイオードおよび放熱フィンに向かって送風するファンを設けてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は本発明の電子内視鏡用プロセッサを適用した電子内視鏡装置を簡略化して示すブロック図である。
この電子内視鏡装置は、体腔内に挿入される電子スコープ１０と、電子スコープ１０に接続されるプロセッサ１２と、プロセッサ１２に接続されるモニタ装置１４とを備える。プロセッサ１２内には電子スコープ１０の先端の前方を照明するための照明光を発生する光源部２０が組み込まれている。光源部２０で発生した照明光は集光レンズ２２に導かれ、集光レンズ２２によってライトガイド２４の入射端面２４ａに集光させられる。ライトガイド２４は光ファイバ束からなり、電子スコープ１０内を挿通させられて照明光を電子スコープ１０先端へ導く。ライトガイド２４の出射端面２４ｂには配光レンズ系２６が組み合わせられており、電子スコープ１０の先端から出射した照明光により前方の生体組織Ｓが照明される。
【００１１】
生体組織Ｓによる反射光は電子スコープ１０の先端に設けられたＣＣＤ２８に導かれ、ここで光電変換される。ＣＣＤ２８は、プロセッサ１２に設けられたＣＣＤ駆動回路３０によって駆動され、生体組織Ｓの光学像に対応する電気信号を画像信号としてプロセッサ１２の映像信号処理回路３２へ出力する。映像信号処理回路３２は、画像信号に適当な画像処理、例えばホワイトバランス補正処理、γ補正処理等を施し、ビデオ信号としてモニタ装置１４に出力する。なお、システムコントローラ３４は、光源部２０、ＣＣＤ駆動回路３０および映像信号処理回路３２の動作や、その他図示しない機能を制御するマイクロコンピュータである。モニタ装置１４はビデオ信号に基づいてモニタ画面上に生体組織Ｓの光学像を表示し、これにより体腔内の生体組織Ｓが観察される。
【００１２】
図２は、光源部２０の第１実施形態を示す横断面図である。図３は、ライトガイド２４側から見た正面図、図４はその反対側から見た背面図である。
光源としては複数個の発光ダイオード４０からなる発光ダイオード群が用いられ、図３に示すように複数個の発光ダイオード４０が基板４２の一方の面４２ａに正三角形格子状に配される。基板４２は合成樹脂材料等から形成された円板であり、図示しない適当な固定手段によってプロセッサ１２内に固定される。発光ダイオード群は、個々に白色光を発生する白色発光ダイオードで構成してもよいし、ＲＧＢ三原色をそれぞれ発生する単色発光ダイオードを均等に配置させて複合白色光を発生させるように構成してもよい。
【００１３】
各発光ダイオード４０はプロセッサ１２のシステムコントローラ３４の指令信号に基づいて点灯および消灯を制御するランプ点灯回路（図示せず）に電気的に接続され、ランプ点灯回路によって点灯させられると集光レンズ２２に向かって図中水平方向に平行光束を出射する。
【００１４】
基板４２の他方の面４２ｂには、基板４２と実質的に同半径を有する円板である放熱板部材４４が接着剤やネジ等の適当な固定手段によって密着固定される。この放熱板部材４４における基板４２と密着しない面４４ｂには放熱フィン４６が一体的に設けられる。放熱フィン４６は放熱のための表面積を広く確保するために等間隔に設けられた７枚の平行板部材から成り、図２に示すように発光ダイオード４０の出射方向の反対方向、即ち光束の中心軸Ｌに沿って左方へ向かう方向に延び、また図４に示すように中心軸Ｌに垂直な平面において上下方向に延びている。放熱板部材４４および放熱フィン４６は熱伝導性が良好な材料、例えばアルミニウムから一体成形され、発光ダイオード４０に発生し基板４２を介して伝導した発生熱を効果的に放熱する。放熱板部材４４および放熱フィン４６は発光ダイオード４０とは反対側に設けられており、光路上には配されていないので、発光ダイオード４０からの出射光を遮ることはない。
【００１５】
このように、第１実施形態の光源部においては、発光ダイオード４０を光源として用いるのでハロゲンランプ等に比べて小型化でき、かつ発光量の制御を比較的簡単な回路で行うことができる。さらに、放熱手段として基板４２に直接密着した放熱板部材４４および放熱フィン４６を用いており、比較的に簡単な構成で発光ダイオード４０の発熱による周辺温度の高温化が防止され、発光ダイオード４０の早期劣化が防止される。
【００１６】
図５および図６は、光源部の第２実施形態を示す図であって、図５は横断面図、図６は放熱フィン側から見た背面図である。第２実施形態の光源部２２０はファン２５０を設ける点以外は第１実施形態と同様の構成を有しており、第１実施形態と同じ構成には同符号を付して示し、その説明を省略する。
基板４２の他方の面４２ｂには放熱板部材４４が密着固定され、放熱板部材４４の基板４２に密着しない面４４ｂには互いに平行な７枚の板部材である放熱フィン２４６が一体的に設けられる。図６に示すように、この放熱フィン２４６は中心軸Ｌに垂直な平面に対して水平方向に延びている。
【００１７】
第２実施形態においては、放熱効果をさらに高めるために、発光ダイオード４０、基板４２、放熱板部材４４および放熱フィン２４６の側方にファン２５０が設けられる。ファン２５０は矢印Ａ方向から発光ダイオード４０および放熱フィン２４６に向かって送風する。ファン２５０の送風方向は、放熱フィン２４６が延びる方向に平行であるので、白抜き矢印で示すように隣り合う２つの放熱フィン２４６の間隙に空気が流れ易く、第１実施形態に比べ放熱板部材４４および放熱フィン２４６の放熱効果がさらに高められる。なお、放熱フィン２４６の延びる方向は水平方向に限定されず、ファン２５０の送風方向が一致すれば良いことはいうまでもない。
【００１８】
図７〜図９は、光源部の第３実施形態を示す図であって、図７は一部を鉛直方向に沿って破断した側面図、図８は放熱フィン側から見た背面図、図９は分解斜視図である。第３実施形態の光源部３２０は放熱フィン３４６の形状が異なりさらにモータ３６０が設けられる点以外は第１実施形態と同様の構成を有しており、第１実施形態と同じ構成には同符号を付して示し、その説明を省略する。
【００１９】
第３実施形態においては、基板４２、放熱板部材３４４および放熱フィン３４６を一体的に回転させるモータ３６０が設けられる。放熱板部材３４４の一面３４４ａは基板４２の面４２ｂに密着固定され、また放熱板部材３４４の面３４４ｂには１２枚の長方形断面を有する放熱フィン３４６が放射状に設けられる。モータ３６０はプロセッサ１２内に固定され、その回転軸３６２は円板状の放熱板部材３４４の中心に形成された軸穴３４８に圧入固定され、これにより基板４２、放熱板部材３４４および放熱フィン３４６は回転軸３６２に支持されて、回転軸３６２と共に回転する。回転軸３６２の軸心および軸穴３４８の軸心は光束の中心軸Ｌに実質的に一致し、回転軸３６２、基板４２および放熱板部材３４４は中心軸Ｌ周りに相対回転する。
【００２０】
モータ３６０は汎用のＤＣモータであり、回転軸３６２の側方にはモータ３６０に電流を供給するための電気接点である２つのブラシ３６４が当接しており、これらブラシ３６４はプロセッサ１２の電源回路（図示せず）に接続される。
【００２１】
このように、放熱板部材３４４および放熱フィン３４６を相対回転させることにより、固定された放熱板部材４４および放熱フィン４６を有する第１実施形態に比べて放熱効果が向上する。さらに、第３実施形態においては発光ダイオード４０を取付けた基板４２も同時に相対回転するので、面４２ａ側からの放熱効果がさらに向上する。なお、放熱フィンの形状は長方形板の他、曲面板であってもよく、放熱効果の向上が望める形状であればよい。
【００２２】
図１０は、光源部の第４実施形態を示す側面図である。第４実施形態の光源部４２０はファン４５０が設けられる点以外は第３実施形態と同様の構成を有しており、第３実施形態と同じ構成には同符号を付して示し、その説明を省略する。ファン４５０は基板４２、放熱板部材３４４および放熱フィン３４６の側方に設けられ、回転軸Ｌに垂直な方向からこれらに向かって送風する。これにより、熱せられた空気が発光ダイオード４０付近から除去され、第３実施形態に比べて放熱効果がさらに高められる。
【００２３】
なお、第１〜第４実施形態においては、電子内視鏡に接続されるプロセッサの光源部について説明したが、光源部２０、２２０、３２０および４２０と同様の構成を映像信号処理回路を持たない内視鏡用光源装置に適用しても、第１〜第４実施形態と同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光源部は、発光ダイオードからの発生熱を積極的に放熱するため、発光ダイオードの劣化を防止できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電子内視鏡プロセッサを適用した電子内視鏡装置を簡略化して示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の光源部を示す横断面図である。
【図３】図２に示す光源部のライトガイド側から見た正面図である。
【図４】図２に示す光源部の放熱フィン側から見た背面図である。
【図５】第２実施形態の光源部を示す横断面図である。
【図６】図５に示す光源部の放熱フィン側から見た背面図である。
【図７】第３実施形態の光源部を示す図であって、一部を鉛直方向に沿って破断した側面図である。
【図８】図７に示す光源部の放熱フィン側から見た背面図である。
【図９】図７に示す光源部の分解斜視図である。
【図１０】光源部の第４実施形態を示す側面図である。
【符号の説明】
１０電子スコープ
１２プロセッサ
４０発光ダイオード
４２基板
４４、３４４放熱板部材
４６、２４６、３４６放熱フィン
２５０、４５０ファン
３６０モータ

Claims

複数個の発光ダイオードと、前記発光ダイオードを一方の面に取付ける基板と、前記基板の他方の面に密着して前記発光ダイオードからの発生熱を放熱する放熱手段とを有する光源部を備え、
前記放熱手段が、前記基板の他方の面に固着された放熱板部材と、前記発光ダイオードの光束の中心軸周りに前記基板および前記放熱板部材を回転させるモータと、前記放熱板部材に一体的に設けられ前記中心軸から放射状に伸びる複数の放熱フィンとを備えることを特徴とする電子内視鏡用プロセッサ。
前記放熱板部材が、前記基板の他方の面に密着し、前記複数の放熱フィンが、前記発光ダイオードの出射方向の反対側に延びていることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡用プロセッサ。
前記放熱板部材の一面が前記基板の他方の面に密着固定され、前記モータの回転軸が前記放熱板部材の中心に形成された軸穴に圧入固定されていることを特徴とする請求項２に記載の電子内視鏡用プロセッサ。
前記放熱手段が、前記中心軸に垂直な方向から前記発光ダイオードおよび前記放熱フィンに向かって送風するファンを備えることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡用プロセッサ。
複数個の発光ダイオードと、前記発光ダイオードを一方の面に取付ける基板と、前記基板の他方の面に密着して前記発光ダイオードからの発生熱を放熱する放熱手段とを備え、
前記放熱手段が、前記基板の他方の面に固着された放熱板部材と、前記発光ダイオードの光束の中心軸周りに前記基板および前記放熱板部材を回転させるモータと、前記放熱板部材に一体的に設けられ前記中心軸から放射状に伸びる複数の放熱フィンとを備えることを特徴とする内視鏡用光源装置。