JP5516239B2

JP5516239B2 - 光源装置

Info

Publication number: JP5516239B2
Application number: JP2010191774A
Authority: JP
Inventors: 均中林; 明久森本
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 2010-08-30
Filing date: 2010-08-30
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2030-08-30
Also published as: JP2012049057A

Description

本発明は、光源装置に関し、更に詳しくは、例えば生体顕微鏡に照明光を供給するために用いられる光源装置に関する。

従来、例えば内視鏡に照明光を供給するために用いられる光源装置の或る種のものとしては、図４に示すように、放電ランプ２１および当該放電ランプ２１からの光を集光する集光鏡２５を有する光源２０と、当該光源２０からの光が入射されるライトガイド５２とを備え、これらの光源２０およびライトガイド５２とが、筐体１１によって保持されて所期の位置に固定されており、放電ランプ２１から放射された光が、集光鏡２５に反射して集光されることによってライドガイド５２に光入射口５３Ａから導入され、このライドガイド５２によって導光されて外部に出射される構成を有するものが挙げられる（例えば、特許文献１参照。）。
この図の例において、５５は、筐体１１に固定された金属製の遮光体用支持体５７によって支持された、光源２０からライトガイド５２に至るまでの光路Ｌ１を取り囲む遮光体であり、筐体１１の内部において生じる迷光（例えば、Ｌ２で示される光路を進む光）が当該筐体１１から出ていくことを防止するための迷光防止部材として設けられているものである。また、１７は、扇状の遮光板１７Ａに開口径の異なる複数の開口１７Ｂが形成されてなる構成を有する、ライトガイド５２に入射される光の光量を調整するための光量調整部材である。

このような構成の光源装置においては、ライトガイドとして、石英ファイバが用いられているが、十分な屈曲性が得られず、また全反射角が小さいものであることから、特にライトガイドを屈曲して用いる場合において、ライトガイドからの出射光が照度の小さいものとなってしまうなどの問題があり、しかも光源装置において更なる高照度化の要請があるため、この石英ファイバに代えて、クラッド内に光透過性液体が封入されおり、この光透過性液体によってコアが形成されてなる構成を有する液体ファイバを用いることが検討されている。
液体ファイバによれば、石英ファイバに比して高い屈曲性が得られると共に、コアを構成する光透過性液体が石英ガラスよりも屈折率の大きいものであることから、全反射角が大きく、しかも開口角（取り込み角）も大きいため、高い効率で光を伝送することができ、出射光として高い輝度の光を得ることができる。

しかしながら、光源装置において、ライトガイドとして液体ファイバを用いる場合には、その作動中において、光源からの光がライトガイドの光出射口から出射されなくなることがある、という問題がある。
このような問題が生じる理由は、放電ランプから放射される光には赤外線が含まれており、しかも液体ファイバには集光鏡によって集光された光が導入されることから、液体ファイバにおける単位断面積当たりの赤外線の強度が大きくなるため、赤外線により液体ファイバを構成する液体が加熱されることによって沸騰し、液体内部において発生する気泡によって光の伝送が妨げられるためである。

米国特許第７３３１６９９Ｂ２号明細書

而して、本発明者らは、光源からの光において赤外線を除去することが困難であること、すなわち放電ランプから放射される光のうちの赤外線を集光鏡の反射面において透過させ、これによって光源からの光において赤外線の強度を小さくすることは可能であるものの、放電ランプから放射される光から赤外線を完全に除去することは困難であることに鑑み、光源から液体ファイバに至るまでの光路上に赤外線カットフィルタを設けることによって液体ファイバに赤外線が導入されることを防止することを検討したが、このような手法によっては、液体ファイバが過熱されることを抑制することができないことが明らかとなった。

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、ライトガイドとして液体ファイバを用いた場合において、このライトガイドを構成する液体ファイバが過熱されることを抑制することができ、これにより、液体ファイバが加熱されることに起因する弊害が生じることなく、光を供給することのできる光源装置を提供することにある。

本発明の光源装置は、放電ランプおよび当該放電ランプからの光を集光する集光鏡を有する光源と、当該光源からの光が入射されるライトガイドとが、それぞれ金属よりなる筐体における光源保持部およびライトガイド保持部において保持されており、当該筐体の内部において、筐体に固定された遮光体用支持体により支持された、光源からライトガイドに至るまでの光路を取り囲む筒状の遮光体を備えてなる光源装置において、
前記ライトガイドが、クラッド内に光透過性液体が封入されてなる液体ファイバよりなり、
前記遮光体に、光源からライトガイドに至るまでの光路上に位置するよう赤外線カットフィルタが設けられており、
前記遮光体用支持体が熱絶縁性材料よりなり、
前記遮光体用支持体および筐体において、前記遮光体と、前記ライトガイド保持部との間に、熱絶縁性材料よりなる熱絶縁性材料部が介在されることによって遮光体とライトガイド保持部とが互いに熱的に絶縁されていることを特徴とする。

本発明の光源装置においては、前記筺体に冷却風導入口と冷却風排気口とが設けられており、冷却ファンよりの冷却風により遮光体が冷却されることが好ましい。

本発明の光源装置においては、ライトガイドとして液体ファイバが用いられており、赤外線カットフィルタが設けられていると共に、遮光体とライトガイド保持部との間に熱絶縁性材料よりなる熱絶縁性材料部が介在されることによって遮光体およびライトガイド保持部が互いに熱的に絶縁されていることから、ライトガイドを構成する液体ファイバに赤外線が入射されることがないため、液体ファイバが赤外線によって加熱されることがなく、また、遮光体が光源からの光を受光することによって加熱されて高温となった場合であっても、当該遮光体の熱が、この光源装置の構成部材を伝熱することによってライトガイド保持部に伝達されることが抑制されるため、高温となった遮光体によってライドガイドが加熱されることを抑制することができる。
従って、本発明の光源装置によれば、ライトガイドとして液体ファイバを用いた場合において、このライトガイドを構成する液体ファイバが過熱されることを抑制することができ、これにより、液体ファイバが加熱されることに起因する弊害が生じることなく、光を供給することができる。

また、本発明の光源装置においては、遮光体用支持体が熱絶縁性材料よりなる構成とすることにより、当該遮光体用支持体が、遮光体を支持して筐体に固定する作用と共に、遮光体およびライトガイド保持部を互いに熱的に絶縁する作用とを有するものとなることから、遮光体の熱が当該遮光体を支持する部材を介して筐体に伝達されることを抑制することができるため、遮光体を支持するための専用部材と、遮光体および筐体におけるライトガイド保持部を互いに熱的に絶縁するための専用部材とを個別に設ける必要がないことから、大きな設計の自由度が得られる。

また、本発明の光源装置においては、筺体に冷却風導入口および冷却風排気口を設け、遮光体が冷却ファンよりの冷却風により冷却される構成とすることにより、光源からの光を受光する遮光体が温度上昇することが抑制されるため、液体ファイバが過熱されることをより一層確実に抑制することができる。

本発明の光源装置の構成の一例を示す説明用断面図である。図１におけるＡ−Ａ線の断面図である。図１の光源装置を構成する液体ファイバの構成を示す説明用断面図である。従来の光源装置の構成の一例を示す説明用断面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の光源装置の構成の一例を示す説明用断面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線の断面図である。
光源装置１０は、放電ランプ２１および当該放電ランプ２１からの光を集光する集光鏡２５を有する光源２０と、当該光源２０からの光が入射されるライトガイド３０とが、直方体状の外観形状を有する、例えばアルミニウムおよびステンレスなどの金属よりなる筐体１１によって保持されており、光源２０からの光がライトガイド３０を介して外部に出射される構成を有するものである。筐体１１には、一端側（図１における左端側）の側面部１１Ｃに、光源２０における集光鏡２５の開口２７よりなる光投射口に適合した開口を有する放電ランプ保持部１２が形成されていると共に、当該一端側の側面部１１Ｃに対向する、他端側（図１における右端側）の側面部１１Ｄに、ライトガイド３０の外径（光入射口３１Ａ）に適合した内径を有する円筒状部分の内周面よりなるライトガイド保持部１３が形成されており、これにより、光源２０と、ライトガイド３０とが、筐体１１の内部において、光源２０における光投射口と、ライトガイド３０の光入射口３１Ａとが互いに対向するように固定されている。また、筐体１１の内部には、円筒状の遮光体４０が遮光体用支持体４８によって支持されて、光源２０からライトガイド３０に至るまでの光路Ｌ１を取り囲むように配設されている。
この図の例においては、筐体１１の内部には、扇状の遮光板１７Ａに開口径の異なる複数の開口１７Ｂが形成されてなる構成を有する、ライトガイド３０の光入射口３１Ａに入射される光の光量を調整するための光量調整部材１７が、遮光体４０のライトガイド側の開口４１Ａと、ライトガイド３０の光入射口３１Ａとの間の位置に設けられている。

光源２０は、放電ランプ２１として、例えば直流電源によって点灯駆動される超高圧放電ランプを備え、この放電ランプ２１のアーク方向と中心軸が一致するよう配置された回転反射面を具備する集光鏡２５とを備えている。

放電ランプ２１は、内部に放電空間を形成する外形が略球状の発光部２２Ａと、この発光部２２Ａの両端の各々に一体に形成された、それぞれ管軸に沿って外方に伸びるロッド状の封止部２２Ｂにより構成された、例えば石英ガラスよりなる発光管２２を備えてなり、発光部２２Ａの内部には、一対の電極２３が、それぞれ発光管２２の管軸方向に沿って互いに対向するよう配置され、また封入物が封入されている。
ここに、放電ランプ２１の封入物としては、例えば０．０５ｍｇ／ｍｍ³ 以上の水銀、例えばアルゴンなどの希ガス、例えば沃素、臭素、塩素などのハロゲンなどが挙げられ、またメタルハライドランプを構成する場合には、これらの封入物の他に、ガリウム、鉄などの金属が封入される。また、希ガスは、点灯始動性を改善するためのものであり、その封入圧は、静圧で例えば１３ｋＰａであり、ハロゲンは、発光部２２Ａ内においてハロゲンサイクルを形成すると共に、これにより、電極物質が発光部２２Ａの内壁に付着することを抑制するためのものであり、水銀その他の金属との化合物の形態で封入される。

集光鏡２５は、例えば硼珪酸ガラスや結晶化ガラスよりなり、凹面状の集光反射面を備えた集光部分２６を有し、この集光部分２６の前端には、正面形状が円状の光投射口を構成する開口２７が形成されており、この集光部分２６の内表面には、集光反射面として、放電ランプ２１から放射される光のうち、必要な波長域の光を反射させて、不要な波長領域の光を集光鏡２５の背後に透過させる反射膜が形成されている。

ライトガイド３０としては、図３に示すように、クラッド３３内に光透過性液体３４が封入されており、この光透過性液体３４によってコアが形成されてなる構成の液体ファイバが用いられる。
この液体ファイバは、クラッド３３が、例えばポリテトラフルオロエチレン製のチューブなどの可撓性を有するものであり、クラッド３３の両端が石英ガラス製のロッド３６などよりなる封止栓によって封止されており、これらの封止栓によって封止されてなる基端部に光入射口３１Ａ、および先端部に光出射口が構成されている。
図３の例において、液体ファイバには、両端に設けられた石英ガラス製のロッド３６と、光透過性液体３４とによって光源２０からの光を導光するための光路が形成されており、これらのロッド３６および光透過性液体３４の外周を取り囲むようにクラッド３３が設けられている。そして、クラッド３３の外周面には、光透過性液体３４を囲繞する部分に、フレキシブルメタルシース３８が設けられおり、これにより、液体ファイバには、ロッド３６に挟まれた領域において、光透過性液体３４による柔軟性が確保され、その柔軟性がフレキシブルメタルシース３８によって維持されている。また、クラッド３３の外周面においては、光透過性液体３４を具備することによる柔軟性に起因して当該光透過性液体３４とロッド３６との境界部分に負荷がかかるために、光透過性液体３４とロッド３６との境界近傍領域に、ロッド３６を囲繞する部分に設けられたガスケット３９Ｂを介してメタルフェルール３９Ａが設けられており、これにより、補強がなされている。

遮光体４０は、筐体１１内において生じる迷光が当該筐体１１から出ていくことを防止するための迷光防止部材として設けられてなるものであり、例えばアルミニウムおよびステンレスなどの金属よりなり、光源２０からライトガイド３０に至るまでの光路Ｌ１を取り囲むよう、光源２０における光投射口に適合した内径を有し、一方の開口４１Ｂが光源２０における光投射口に対向し、他方の開口４１Ａがライトガイド３０の光入射口３１Ａに対向するよう配置される円筒状体である。
この図の例においては、遮光体４０は、光源２０における光投射口から光量調整部材１７までの領域において伸びるよう設けられている。

ここに、筐体１１内において生じる迷光とは、光源２０における光投射口から投射される光のうち、例えば集光鏡２５によって反射されることなく放電ランプ２１から直接放射される光（例えば、図１においてＬ２で示される光路を進む光）、および後述の赤外線カットフィルタ４５によって反射される光（例えば、図１においてＬ３で示される光路を進む光）などのライトガイド３０に入射されることのない光である。

また、遮光体４０には、光源２０からライトガイド３０に至るまでの光路Ｌ１上に位置するよう赤外線カットフィルタ４５が設けられている。
この図の例においては、赤外線カットフィルタ４５は、その周縁部が遮光体４０によって挟持されることによって固定されており、遮光体４０の内部空間を、当該遮光体４０の軸方向（図１における左右方向）において遮るように設けられている。

この赤外線カットフィルタ４５は、ライトガイド３０の光入射口３１Ａに近接する位置、すなわち遮光体４０の伸びる方向における、ライトガイド３０側に位置する開口４１Ａに偏移した位置に配設されていることが好ましい。
赤外線カットフィルタ４５をライトガイド３０側に偏移した位置に設けることにより、当該赤外線カットフィルタ４５によって反射される光（赤外線）に起因する迷光が筐体１１から出ていくことを遮光体４０によって阻止することができる構成とすることができる。

赤外線カットフィルタ４５としては、例えば透明基板の表面に、蒸着法によって赤外線反射層が形成されてなる構成のものを用いることができる。
ここに、赤外線カットフィルタ４５としては、少なくとも赤外線を透過することがなく、可視光などの照明光を構成するための光(例えば波長３４０〜７００ｎｍの光)を透過する特性を有するものであればよく、例えば赤外線と共に紫外線を透過することのないものであってもよい。

遮光体用支持体４８は、筐体１１に固定されており、当該筐体１１の内部において遮光体４０を所期の位置に固定するためのものであり、例えば柱状であり、基端部が筐体１１に固定され、先端部に遮光体４０が固定される。
この図の例においては、遮光体４０が筐体１１における互いに対向する天面部１１Ａ（図１における上面）および底面部１１Ｂ（図１における下面）の各々に固定された２つの遮光体用支持体４８により、当該遮光体４０の外周面上における軸方向の中心部において支持されており、２つの遮光体用支持体４８の各々が筐体１１の天面部１１Ａおよび底面部１１Ｂにネジ止めによって固定されており、これらの２つの遮光体用支持体４８にネジ止されることによって遮光体４０が固定されている。

この遮光体用支持体４８は、熱絶縁性材料よりなるものであることが好ましい。
すなわち、遮光体用支持体４８は、遮光体４０を支持して固定する支持部材として作用すると共に、遮光体４０および筐体１１におけるライトガイド保持部１３とを互いに熱的に絶縁する熱絶縁性部材としても作用するものであることが好ましい。

ここに、熱絶縁性材料とは、筐体１１の構成材料よりも熱伝導率が小さいものであることが必要とされ、その熱伝導率が筐体１１の構成部材の熱伝導率の１／５倍未満であることが好ましく、具体的には、熱伝導率が３〔Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1〕以下であることが好ましい。
熱絶縁性材料の熱伝導率が３〔Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1〕以下であることにより、筐体１１を構成するアルミニウムおよびステンレスなどの金属に比して熱伝導率が極めて小さくなることから、光源２０からの光によって遮光体４０が加熱されて高温となった場合であっても、この遮光体４０と、ライトガイド保持部１３との間に介在されている熱絶縁性材料よりなる熱絶縁性材料部（この図の例においては、遮光体用支持体４８）により、当該遮光体４０およびライトガイド保持部１３が互いに熱的に絶縁された状態を確実に形成することができるため、この遮光体４０の熱が、光源装置１０の構成部材（具体的には、筐体１１および遮光体用支持体４８）を介してライトガイド保持部１３に伝達されることによって液体ファイバが加熱されることを十分に抑制することができる。
なお、アルミニウムの熱伝導率は１３８〔Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1〕であり、ステンレスの熱伝導率は１６〔Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1〕である。

熱絶縁性材料の具体例としては、例えばステアタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ₂）等のセラミックス、およびポリアセタール（ＰＯＭ）等の樹脂などが挙げられる。
なお、ステアタイトの熱伝導率は２〜３〔Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1〕であり、またポリアセタールの熱伝導率は０．２５〔Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1〕である。

また、光源装置１０は、図２に示されているように、筐体１１に、冷却風導入口１４Ａと冷却風排気口１４Ｂとが設けられており、冷却ファン１９よりの冷却風により遮光体４０が冷却される構成を有するものであることが好ましい。

筐体１１において、冷却風導入口１４Ａおよび冷却風排気口１４Ｂは、遮光体４０の軸方向に平行な筐体１１の構成面における、当該遮光体４０の外周面と対向する領域に設けられていることが好ましく、また、互いに異なる構成板に設けられていることが好ましい。
冷却風導入口１４Ａおよび冷却風排気口１４Ｂが互いに異なる構成板における遮光体４０の外周面と対向する領域に形成されることにより、図２において矢印によって示すように、冷却ファン１９よりの冷却風Ｗが遮光体４０の外周面に直接吹き付けられ、その後、遮光体４０の外周面を周方向に沿って流通することとなるため、遮光体４０を高い効率で冷却することができ、しかも、冷却風排気口１４Ｂがライトガイド３０の光入射口３１Ａが位置する構成板（具体的には、側面部１１Ｄ）と異なる構成板に形成されることから、筐体１１の内部を流通することによって遮光体４０などから熱を受熱した冷却風がライトガイド３０の光入射口３１Ａに向かうことが抑制されるため、このような熱を受熱した冷却風によってライトガイド３０が加熱されることを抑制することができる。
図の例においては、冷却風導入口１４Ａが、遮光体用支持体４８が固定されている天面部１１Ａおよび底面部１１Ｂに連続する一対の側面部の一方の側面部１１Ｅにおいて、遮光体４０の外周面に対向する領域の中心部分に設けられており、また、２つの冷却風排気口１４Ｂが、それぞれ天面部１１Ａおよび底面部１１Ｂにおいて、遮光体４０の外周面に対向する領域における、冷却風導入口１４Ａが設けられている側面部１１Ｅと対向する側面部１１Ｆとの境界に近接する部分に設けられている。また、冷却ファン１９は、冷却風導入口１４Ａに対向し、当該冷却風導入口１４Ａに近接して設けられている。

冷却ファン１９としては、筐体１１の内部に、冷却風導入口１４Ａを介して冷却風を供給し、当該筐体１１の内部において冷却風を流通することのできるものであれば適宜のものを用いることができる。
また、筐体１１の内部に供給される冷却ファン１９による冷却風の風量は、例えば０．８〔ｍ³／ｍｉｎ〕とされる。

このような構成の光源装置１０は、光源２０を構成する放電ランプ２１が点灯状態とされることにより、放電ランプ２１からの光が集光鏡２５に反射して集光されることによって光投射口から投射され、この光源２０からの光が遮光体４０の内部を通過して光量調整部材１７を介してライトガイド３０に光入射口３１Ａから入射し、このライトガイド３０に入射した光が当該ライトガイド３０によって導光されることによって光出射口から出射される。

而して、光源装置１０においては、赤外線カットフィルタ４５が設けられていることから、光源２０からの光のうちの赤外線が、遮光体４０の内部を通過する過程において、赤外線カットフィルタ４５によって反射され、ライトガイド３０を構成する液体ファイバに赤外線が入射されることがないため、液体ファイバが赤外線によって加熱されることがない。

また、光源装置１０においては、遮光体４０が、光源２０における光投射口から投射される光のうち、例えば集光鏡２５によって反射されることなく放電ランプ２１から直接放射される光、また赤外線カットフィルタ４５によって反射される光などのライトガイド３０に入射されることのない光よりなる迷光を受光することによって加熱されて高温となる。しかしながら、遮光体用支持体４８および筐体１１において、遮光体４０およびライトガイド保持部１３との間に熱絶縁性材料よりなる遮光体用支持体４８によって構成された熱絶縁性材料部が介在されていることによって遮光体４０およびライトガイド保持部１３が互いに熱的に絶縁されていることから、遮光体４０が高温となった場合であっても、当該遮光体４０の熱が、この光源装置１０の構成部材、具体的には遮光体用支持体４８および筐体１１を伝熱することによってライトガイド保持部１３に伝達されることが抑制されるため、このライトガイド保持部１３を介して、高温となった遮光体４０によってライドガイド３０を構成する液体ファイバが加熱されることを抑制することができる。

また、光源装置１０においては、光源２０を構成する放電ランプ２１が点灯されている状態において、筐体１１の内部に、冷却ファン１９から冷却風導入口１４Ａを介して冷却風が供給され、この冷却風導入口１４Ａから供給された冷却風が、遮光体４０の外周面に吹き付けられ、天面部１１Ａ側と底面部１１Ｂ側との２つの方向から遮光体４０の外周面を周方向に沿って流通しながら遮光体用支持体４８を通過し、冷却風排気口１４Ｂから筐体１１外に排出され、このようにして冷却風が筐体１１の内部を、遮光体４０の外周面に沿うように流通することにより、遮光体４０、遮光体用支持体４８および筐体１１が冷却されることとなる。そのため、光源２０からの光を受光する遮光体４０が温度上昇することが抑制され、また筐体１１および遮光体用支持体４８も併せて冷却されるため、ライトガイド３０を構成する液体ファイバが過熱されることをより一層確実に抑制することができる。

このように、光源装置１０によれば、ライトガイド３０を構成する液体ファイバが過熱されることを抑制することができるため、例えば作動中において光源２０からの光がライトガイド３０の光出射口から出射されなくなる、あるいはライトガイド３０を構成する液体ファイバの光透過性液体が劣化するなどの液体ファイバが加熱されることに起因する弊害を伴うことなく、当該液体ファイバの有する優れた光学特性を使用することによって光を供給することができる。

また、光源装置１０においては、遮光体用支持体４８が熱絶縁性材料よりなる構成であることにより、当該遮光体用支持体４８が、遮光体４０を支持して筐体１１に固定する作用と共に、遮光体４０およびライトガイド保持部１３を互いに熱的に絶縁する作用を有するものとなることから、遮光体４０の熱が当該遮光体４０を支持する遮光体用支持体４８を介して筐体１１に伝達されることを抑制することができるため、遮光体４０を支持するための専用部材と、遮光体４０および筐体１１におけるライトガイド保持部１３を互いに熱的に絶縁するための専用部材とを個別に設ける必要がないことから、大きな設計の自由度が得られる。

本発明の光源装置においては、上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、光源装置においては、遮光体とライトガイド保持部の間に介在される熱絶縁性材料よりなる熱絶縁性材料部は、設計の自由度の観点から、遮光体用支持体によって構成されてなることが好ましいが、この熱絶縁性材料部が、遮光体用支持体とは別個に設けられてなる構成のものであってもよい。具体的には、例えば筐体における遮光体用支持体の固定されている領域、あるいはライトガイド保持部などの筐体の一部が熱絶縁性材料によって構成されたものであってもよい。

また、光源装置は、遮光体の熱によって液体ファイバが加熱されることをより効果的に抑制する観点から、筐体に冷却風導入口および冷却風排気口が設けられており、冷却ファンよりの冷却風により遮光体を冷却することのできる構成を有するものであることが好ましいが、筐体の内部に冷却風が供給されることのない構成のものであってもよい。

以下、本発明における作用効果を確認するために行った実験例を示す。

〔実験例１〕
図１および図２の構成を有する光源装置（以下、「光源装置（１）」ともいう。）を作製した。
この光源装置（１）を構成する光源は、定格消費電力が１３０Ｗの超高圧水銀ランプと、波長８００ｎｍまでの領域の光を反射して集光する構成の集光鏡とよりなり、焦点における光の最大入射角度が１３．５°のものである。
また、ライトガイドとしては、ルマテック社製の液体ファイバを用いた。
また、筐体は、アルミニウム（熱伝導率１３８〔Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1〕）製のものであり、この筐体により、光源とライトガイドは、その離間距離、すなわち光源における光投射口とライトガイドの光入射口との離間距離が１００ｍｍとなるよう支持されている。
また、遮光体は、アルミニウム製のものであり、赤外線カットフィルタとしては、波長３６０〜７００ｎｍの光を透過し、それ以外の波長領域の光を反射するものを用いた。
遮光体用支持体は、ポリアセタール（熱伝導率０．２５〔Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1〕）製のものである。

作製した光源装置（１）について、温度４０℃の条件下において作動させ、作動開始から８時間経過後に、ライトガイドの光入射口の温度を測定した。結果を表１に示す。
光源装置（１）においては、放電ランプの点灯中において、筐体の内部に供給される冷却風の風量が０．８〔ｍ³／ｍｉｎ〕となる条件によって冷却ファンを作動した。
また、作動開始から８時間経過後に、筐体の表面温度を測定したところ、５０℃であった。

〔実験例２〕
筺体に冷却風導入口と冷却風排気口を設けず、冷却ファンを用いなかったこと以外は実験例１に係る光源装置（１）と同様の構成を有する光源装置（以下、「光源装置（２）」ともいう。）を作製し、作製した光源装置（２）について、実験例１と同様にして作動開始から８時間経過後のライトガイドの光入射口の温度を測定した。結果を表１に示す。

〔比較実験例１〕
遮光体用支持体をポリアセタールに代えてアルミニウムによって構成したこと以外は実験例２に係る光源装置（２）と同様の構成を有する光源装置（以下、「比較用光源装置（１）」ともいう。）を作製し、作製した比較用光源装置（１）について、実験例１と同様にして作動開始から８時間経過後のライトガイドの光入射口の温度を測定した。結果を表１に示す。
また、作動開始から８時間経過後に、筐体の表面温度を測定したところ、７５℃であった。

〔比較実験例２〕
赤外線カットフィルタを設けず、また遮光体用支持体をポリアセタールに代えてアルミニウムによって構成したこと以外は実験例２に係る光源装置（２）と同様の構成を有する光源装置（以下、「比較用光源装置（２）」ともいう。）を作製し、作製した比較用光源装置（２）について、実験例１と同様にして作動開始から８時間経過後のライトガイドの光入射口の温度を測定した。結果を表１に示す。

表１の結果から、本発明に係る光源装置（１）および光源装置（２）によれば、遮光体用支持体がポリアセタール（熱絶縁性材料）によって構成されており、また赤外線カットフィルタが設けられていることから、作動開始から８時間経過後においても液体ファイバの耐熱温度を超える温度となることがなく、液体ファイバが過熱されることを抑制できることが確認された。
また、光源装置（１）においては、筐体の内部に冷却風を流通させることによって遮光体を冷却することにより、遮光体の熱によって液体ファイバが加熱されることをより一層効果的に抑制できることが確認された。

一方、比較用光源装置（１）および比較用光源装置（２）においては、遮光体用支持体が筐体の構成材料と同じくアルミニウムによって構成されており、遮光体とライトガイド保持部の間に熱絶縁性材料部が介在されていないことから、ライトガイドの光入射口の温度が１５０℃以上の高温となることが確認された。特に比較用光源装置（２）は、赤外線カットフィルタが設けられていないことから、ライトガイドの光入射口の温度が１９０℃以上の高温となることが確認された。
ここに、比較用光源装置（１）においては、赤外線カットフィルタが設けられており、ライトガイドを構成する液体ファイバに赤外線が入射されることのない構成であるにも拘わらず、ライトガイドの光入射口の温度が１５０℃以上もの高温となった理由は、以下のように推測される。
すなわち、比較用光源装置（１）においては、赤外線カットフィルタによって反射された赤外線によって遮光体が加熱されることとなり、そのため、遮光体の熱が遮光体用支持体および筐体を伝熱することによってライトガイド保持部に伝達され、このライトガイド保持部が高温となるため、ライトガイドが過熱されてしまうものと推測される。

１０光源装置
１１筐体
１１Ａ天面部
１１Ｂ底面部
１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅ、１１Ｆ側面部
１２ランプ保持部
１３ライトガイド保持部
１４Ａ冷却風導入口
１４Ｂ冷却風排気口
１７光量調整部材
１７Ａ遮光板
１７Ｂ開口
１９冷却ファン
２０光源
２１放電ランプ
２２発光管
２２Ａ発光部
２２Ｂ封止部
２３電極
２５集光鏡
２６集光部分
２７開口
３０ライトガイド
３１Ａ光入射口
３３クラッド
３４光透過性液体
３６ロッド
３８フレキシブルメタルシース
３９Ａメタルフェルール
３９Ｂガスケット
４０遮光体
４１Ａ、４１Ｂ開口
４５赤外線カットフィルタ
４８遮光体用支持体
５２ライトガイド
５３Ａ光入射口
５５遮光体
５７遮光体用支持体

Claims

放電ランプおよび当該放電ランプからの光を集光する集光鏡を有する光源と、当該光源からの光が入射されるライトガイドとが、それぞれ金属よりなる筐体における光源保持部およびライトガイド保持部において保持されており、当該筐体の内部において、筐体に固定された遮光体用支持体により支持された、光源からライトガイドに至るまでの光路を取り囲む筒状の遮光体を備えてなる光源装置において、
前記ライトガイドが、クラッド内に光透過性液体が封入されてなる液体ファイバよりなり、
前記遮光体に、光源からライトガイドに至るまでの光路上に位置するよう赤外線カットフィルタが設けられており、
前記遮光体用支持体が熱絶縁性材料よりなり、
前記遮光体用支持体および筐体において、前記遮光体と、前記ライトガイド保持部との間に、熱絶縁性材料よりなる熱絶縁性材料部が介在されることによって遮光体とライトガイド保持部とが互いに熱的に絶縁されていることを特徴とする光源装置。
前記筺体に冷却風導入口と冷却風排気口とが設けられており、冷却ファンよりの冷却風により遮光体が冷却されることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。