JP5942049B2 - 冷却装置及び内視鏡用光源装置 - Google Patents

冷却装置及び内視鏡用光源装置 Download PDF

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Description

本発明は、複数の発熱部を冷却する冷却装置及び内視鏡用光源装置に関する。
例えば、特開２０１３−２１５４３５号公報に開示されているように、内視鏡用光源装置には、ＬＥＤやレーザーダイオード等の固体発光素子を複数備えるものが知られている。
固体発光素子は駆動時に発熱するため、内視鏡用光源装置に固体発光素子を光源として用いる場合には、固体発光素子を冷却する冷却装置を設ける必要がある。固体発光素子を冷却する冷却装置としては、冷却媒体としての空気が流れる流路内に例えばヒートシンクである放熱部を配設し、例えばヒートパイプである伝熱部によって固体発光素子が発する熱を該放熱部に移送する構成が考えられる。
固体発光素子を複数備える内視鏡用光源装置に備えられる冷却装置では、固体発光素子の数に応じた複数の放熱部が、冷却媒体としての空気が流れる流路内に配設する必要があるため、冷却装置の小型化が困難である。
例えば、流路内において複数の放熱部を流れ方向にそって一列に配列する場合には、下流側であるほど放熱部の表面積を広くしなければならない。これは、下流側であるほど空気の温度が上昇するからである。また、放熱部の表面積の拡大に応じて伝熱部を長くする必要があるが、伝熱部の長さが長くなれば、単位時間あたりに移送できる熱量が低下してしまうため、冷却効率が落ちてしまう。冷却効率の低下は、放熱部の表面積を広げることにより補うことができるが、装置の大型化を招いてしまう。
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、複数の放熱部及び伝熱部を有する冷却装置及び内視鏡用光源装置を小型化することを目的とする。
本発明の一態様による冷却装置は、冷却媒体が通過する第１流路と、前記第１流路外において、前記第１流路の一側面に沿って配設された第１及び第２発熱部が発する熱のうち、前記第１発熱部が伝達される第１受熱部と、前記第１流路内に配設された第１放熱部と、前記第１受熱部及び前記第１放熱部を接続し、前記第１受熱部から前記第１放熱部へ熱を伝達する第１伝熱部と、前記一側面との間に前記第１流路を挟んで設けられ、冷却媒体が通過する第２流路と、前記第２発熱部が発する熱が伝達される第２受熱部と、前記第２流路内に配設された第２放熱部と、前記第１伝熱部よりも長い寸法を有して構成され、前記第２受熱部及び前記第２放熱部を接続し、該第２受熱部から該第２放熱部に対して熱を伝達する第２伝熱部と、を具備し、前記第２放熱部は、前記第１放熱部よりも大きな表面積を有して構成されている。
また、本発明の一態様による内視鏡用光源装置は、前記第１及び第２発熱部としての複数の固体発光素子と、前記冷却装置とを備える。
内視鏡用光源装置の斜視図である。 内視鏡用光源装置の電気的及び光学的な構成を説明するための図である。 冷却装置の構成を説明するための図である。 図３のIV-IV断面図である。 図３のV-V断面図である。 冷却装置の変形例を示す図である。 照明光出射装置の構成を示す図である。 ミラー保持枠の正面図である。 図８のIX-IX断面図である。 第２の実施形態の内視鏡用光源装置１の構成を説明するための図である。
以下に、本発明の好ましい形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。
（第１の実施形態）
本実施形態の内視鏡用光源装置１は、内視鏡１００によって観察される対象を照明するための光を発する装置である。内視鏡１００は、人体や構造物等の被検体内の所定の観察部位を光学的に撮像し、図示しない表示装置に出力する構成を有する。内視鏡１００の構成は周知であるため、説明を省略するものとする。
図１に示すように、内視鏡用光源装置１は、内視鏡１００に設けられたプラグ部１０１が接続されるコネクタ部２を有する。プラグ部１０１には、内視鏡１００内に挿通された光ファイバケーブル１０２の一端１０２ａが配設されている。光ファイバケーブル１０２の一端１０２ａに入射された光は、他端１０２ｂから内視鏡１００の被写体に向けて出射される。
内視鏡用光源装置１は、後述するように複数の固体発光素子を有し、固体発光素子から出射された光を、コネクタ部２に接続された光ファイバケーブル１０２の一端１０２ａに入射させる構成を有する。内視鏡用光源装置１は、固体発光素子を冷却するための冷却装置２０を備えている（図１には図示せず）。内視鏡用光源装置１の外表面には、冷却装置２０が備える流路２１内に冷却媒体である空気を導入するための開口部である吸気口２０ａ及び、流路２１から空気を排出するための開口部である排気口２０ｂが設けられている。すなわち、流路２１は、冷却媒体である空気が通過する管状の部位である。
なお、図示する本実施形態では、内視鏡用光源装置１の側面に吸気口２０ａが設けられ、背面に排気口２０ｂが設けられているが、吸気口２０ａ及び排気口２０ｂを設ける箇所は本実施形態に限られるものではない。例えば、吸気口２０ａ及び排気口２０ｂは、内視鏡用光源装置１の前面、背面、上面、底面及び側面のいずれかに設けられていればよい。また、吸気口２０ａ及び排気口２０ｂは、内視鏡用光源装置１の同一の面に設けられていてもよい。
図２は、内視鏡用光源装置１の、電気的及び光学的な構成を示す図である。図２に示すように、内視鏡用光源装置１は、照明光出射装置１０、電源部３、制御部４、光源駆動部５、筐体内冷却ファン６及び光源冷却ファン２６、２７を備える。
電源部３は、内視鏡用光源装置１を構成する各部位を駆動するための電力を供給する装置である。制御部４は、演算装置（ＣＰＵ）、記憶装置（ＲＡＭ）、補助記憶装置及び入出力装置等を具備して構成されており、内視鏡用光源装置１の動作を、所定のプログラムに基づいて制御する装置である。光源駆動部５は、制御部４からの命令に応じて後述する固体発光素子を駆動する電気回路を有する装置である。
本実施形態の照明光出射装置１０は、４つの固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを備える。個々の固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、レーザーダイオード及び発光ダイオード（ＬＥＤ）のいずれであってもよい。また、個々の固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが出射する光の波長は特に限定されるものではない。固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、光源駆動部５に電気的に接続されており、光源駆動部５から出力される電気信号に応じて発光する。また、光源駆動部５から出力される電気信号に応じて、固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが出射する光の強度は変化する。
本実施形態では一例として、４つの固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、それぞれが異なる波長を中心とした所定の波長域の光を発するＬＥＤである。
４つの固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄから出射された光は、コリメーターレンズ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄによって平行光とされた後に、ダイクロイックミラー１２ａ、１２ｂ、１２ｃによって、集光レンズ１４に導かれる。集光レンズ１４は、４つの固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄから出射された光を、コネクタ部２に位置する光ファイバケーブル１０２の一端１０２ａに集光する。
具体的に本実施形態では、集光レンズ１４の中心を通る軸を光軸Ｏとした場合に、１つの固体発光素子１１ｄが光軸Ｏ上に配設されており、他の３つの固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、光軸Ｏから外れた位置に配設されている。光軸Ｏは、照明光出射装置１０から出射される光の中心軸であると言い換えることができる。
固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄのそれぞれが出射する光の中心軸を軸Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４とした場合に、軸Ｏ４は、光軸Ｏと平行である。
一方、３つの固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、光軸Ｏを含む同一平面上において、軸Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３が光軸Ｏと直交するように配設されている。また、光軸Ｏを含む同一平面上において、固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、光軸Ｏに対して全て同一の側（図２においては下側）に配されている。
コリメーターレンズ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、それぞれ固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの前方に配設されており、固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄからの光を平行光として出射する。
３つのコリメーターレンズ１３ａ、１３ｂ、１３ｃの前方には、ダイクロイックミラー１２ａ、１２ｂ、１２ｃが設けられている。ダイクロイックミラー１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、光軸Ｏに沿って配列されている。ダイクロイックミラー１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、反射面が光軸Ｏと軸Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３を含む平面と直交し、かつ当該平面上において反射面が光軸Ｏに対して４５度傾斜するように配設されている。
ダイクロイックミラー１２ａの反射面は、固体発光素子１１ａから出射される光の波長を含む所定の波長帯の光を反射し、他の波長帯の光を透過する。ダイクロイックミラー１２ｂの反射面は、固体発光素子１１ｂから出射される光の波長を含む所定の波長帯の光を反射し、他の波長帯の光を透過する。ダイクロイックミラー１２ｃの反射面は、固体発光素子１１ｃから出射される光の波長を含む所定の波長帯の光を反射し、他の波長帯の光を透過する。
コリメーターレンズ１３ａ、１３ｂ、１３ｃから出射され、ダイクロイックミラー１２ａ、１２ｂ、１２ｃによって反射された平行光は、コリメーターレンズ１３ｄから出射された光と合成され、集光レンズ１４に入射される。
以上のような構成を有する照明光出射装置１０では、４つの固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、それぞれが出射する光の中心軸が同一の平面上に位置するように配設されている。そして、４つの固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、光軸Ｏに沿う所定の方向に順に配列されていると言える。また、４つの固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、光軸Ｏに直交する方向について、互いに重ならないように配設されている。
なお、照明光出射装置１０が備える固体発光素子の数は、４つに限定されるものではなく、２つ以上であればよい。
筐体内冷却ファン６は、内視鏡用光源装置１の筐体内の空気を排出する電動ファンである。筐体内冷却ファン６の回転数は、制御部４によって検知されている。制御部４は、筐体内冷却ファン６の回転数を変化させることができる。なお、筐体内冷却ファン６は、複数設けられる形態であってもよい。
光源冷却ファン２６、２７は、後述する冷却装置２０に備えられた電動ファンである。光源冷却ファン２６、２７の回転数は、制御部４によって検知されている。制御部４は、光源冷却ファン２６、２７の回転数を変化させることができる。なお、光源冷却ファンは、２つ以上設けられる形態であってもよい。
図３は、冷却装置２０の構成を示す図である。冷却装置２０は、照明光出射装置１０が備える発熱部である固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを冷却する装置である。冷却装置２０は、流路２１、受熱部２２、放熱部２３及び伝熱部２４を備える。
流路２１は、冷却媒体である空気が通過する部位である。流路２１は、光軸Ｏに沿う方向に延在する区間を有する。すなわち、流路２１は、固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの配列方向に沿って冷却媒体である空気を流す区間を有する。流路２１の一端は、筐体に設けられた吸気口２０ａに接続されており、流路２１の他端は筐体に設けられた排気口２０ｂに接続されている。流路２１内においては、冷却媒体である空気は、吸気口２０ａから排気口２０ｂに向かう方向に流れる。すなわち、流路２１において、吸気口２０ａに近づく方向が流路２１中の空気の流れの上流側であり、排気口２０ｂに近づく方向が下流側である。
より具体的には、流路２１は、３つの固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃの背面側近傍において、３つの固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃの配列方向に沿って延在する。ここで、３つの固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃの背面とは、それぞれの光を出射する面とは反対方向を向く面である。すなわち、流路２１と光軸Ｏとの間に、３つの固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃが位置する。
言い換えれば、光軸Ｏに沿って配設された複数の発熱部である４つの固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、流路２１の側面２１ｃに沿って、流路２１内において冷却媒体である空気の流れる方向に順に配設されている。図３中では、流路２１内において冷却媒体である空気の流れる方向を矢印Ｆによって示している。
図３から図５に示すように、流路２１は、第１流路２１ａ及び第２流路２１ｂの２つに分割されている。本実施形態では一例として、流路２１内に仕切り板２１ｄを配設することによって、２つの流路である第１流路２１ａ及び第２流路２１ｂを形成している。なお、第１流路２１ａ及び第２流路２１ｂは、それぞれ独立した部材からなる形態であってもよい。また、図４及び図５に示すように、本実施形態の第１流路２１ａ及び第２流路２１ｂは矩形状の断面形状を有するが、第１流路２１ａ及び第２流路２１ｂの断面形状は円形、半円形等の他の形状であってもよい。
第１流路２１ａは、側面２１ｃに近接して配設されている。また、第２流路２１ｂは、側面２１ｃとの間に第１流路２１ａを挟むように配設されている。すなわち、流路２１は、光軸Ｏに沿って配設された複数の発熱部である４つの固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに近接する第１流路２１ａと、４つの固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄから第１流路２１ａよりも離れた位置に配設された第２流路２１ｂと、に分割されている。そして、第１流路２１ａは、第２流路２１ｂと４つの固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄとの間に配設される。
複数の受熱部２２は、複数の発熱部である４つの固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの個々に近接して設けられている。複数の受熱部２２は、固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが発する熱が伝達される部材である。なお、受熱部２２と固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄとは、当接する形態であってもよいし、間に熱を伝達する部材を挟んで接する形態であってもよい。なお、図示する本実施形態では、個々の受熱部２２は、固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの背面側に配設されているが、受熱部２２の形状は固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄから出射される光を遮らない形状であれば、特に限定されるものではない。
ここで、複数の発熱部である４つの固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄのうち、流路２１中の空気の流れの上流側に位置する２つの固体発光素子１１ａ及び１１ｂに対応して設けられた２つ受熱部２２を上流側受熱部２２ａと称する。また、複数の発熱部である４つの固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄのうち、上流側受熱部を除いたものを、下流側受熱部２２ｂと称する。
複数の放熱部２３は、流路２１内に配設されたヒートシンクである。本実施形態では、冷却装置１０は、受熱部２２と同一の数である４つの放熱部２３を有する。４つの放熱部２３は、第１流路２１ａ内に配設される２つの第１放熱部２３ａと、第２流路２１ｂ内に配設される２つの第２放熱部２３ｂと、を含む。
本実施形態では、２つの第１放熱部２３ａは、それぞれが熱移送手段である伝熱部２４を介して、２つの下流側受熱部２２ｂと接続されている。伝熱部２４は、本実施形態では一例として、ヒートパイプである。伝熱部２４は、ヒートパイプの形態に限られるものではなく、効率的に伝熱する部材であればよい。すなわち、２つの第１放熱部２３ａは、流路２１中の空気の流れの下流側に位置する２つの固体発光素子１１ｃ及び１１ｄに対応して設けられたものである。なお、第１放熱部２３ａと下流側受熱部２２ｂとを接続する伝熱部２４の数は、移送する熱量に応じて適宜に定められるものであり、一つであってもよいし複数であってもよい。
図５に示すように、２つの第１放熱部２３ａは、第１流路２１ａ内において、空気の流れ方向に沿う方向から見た場合に、互いに重ならないように配設されている。また、図３に示すように、２つの第１放熱部２３ａは、第１流路２１ａ内において、空気の流れ方向に直交する方向から見た場合に、少なくとも一部が重なるように配設されている。
また、本実施形態では、２つの第２放熱部２３ｂは、それぞれが熱移送手段である伝熱部２５を介して、２つの上流側受熱部２２ａと接続されている。伝熱部２５は、本実施形態では一例として、ヒートパイプである。伝熱部２５は、ヒートパイプの形態に限られるものではなく、効率的に伝熱する部材であればよい。すなわち、２つの第２放熱部２３ｂは、流路２１中の空気の流れの上流側に位置する２つの固体発光素子１１ａ及び１１ｂに対応して設けられたものである。なお、第２放熱部２３ｂと上流側受熱部２２ａとを接続する伝熱部２５の数は、移送する熱量に応じて適宜に定められるものであり、一つであってもよいし複数であってもよい。
図４に示すように、２つの第２放熱部２３ｂは、第２流路２１ｂ内において、空気の流れ方向に沿う方向から見た場合において、互いに重ならないように配設されている。また、図３に示すように、２つの第２放熱部２３ｂは、第２流路２１ｂ内において、空気の流れ方向に直交する方向から見た場合に、少なくとも一部が重なるように配設されている。
また、図３及び図４に示すように、２つの第２放熱部２３ｂは、２つの第１放熱部２３ａよりも大きい表面積を有する。そして、第２放熱部２３ｂと上流側受熱部２２ａとを接続する伝熱部２５は、第１流路２１ａ内を通過するように配設されている。
前述のように、光源装置１は、２つの電動ファンである光源冷却ファン２６、２７を備える。光源冷却ファン２６及び２７は、それぞれ第１流路２１ａ及び第２流路２１ｂ内に、冷却媒体である空気を所定の流量で流すためのものである。
本実施形態では、光源冷却ファン２６及び２７は、排気口２０ｂの近傍に配設されている。すなわち、光源冷却ファン２６及び２７は、第１放熱部２３ａ及び第２放熱部２３ｂの下流側に配設されている。また、本実施形態では一例として、光源冷却ファン２６及び２７は、軸流ファンである。
なお、光源冷却ファン２６及び２７の形態や配設箇所は、第１流路２１ａ及び第２流路２１ｂ内に、空気を所定の流量で流すことが可能なものであれば特に限定されるものではない。例えば、光源冷却ファン２６及び２７の少なくとも一方が、吸気口２０ａの近傍に配設される形態であってもよい。また、光源冷却ファン２６及び２７の少なくとも一方は、遠心ファン（ブロワファン）であってもよい。図６に示す変形例では、第１流路２１ａに設けられる光源冷却ファン２６はブロワファンであり、第１放熱部２３ａの上流側に配設されている。
以上のように構成された冷却装置２０では、光源冷却ファン２６及び２７を稼働させて第１流路２１ａ及び第２流路２１ｂ内に所定の流量の空気を流すことにより、固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄから受熱部２２に伝達された熱を、放熱部２３において放熱することができる。すなわち、冷却装置２０は、固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを冷却することができる。
ここで、本実施形態の冷却装置２０では、冷却媒体である空気を流す流路２１を、発熱部である固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに近接した第１流路２１ａと、第１流路２１ａを挟んで固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの反対側に設けられた第２流路２１ｂとの２つに分割している。
そして、第１流路２１ａ内に配設された２つの第１放熱部２３ａは、空気の流れ方向に沿う方向から見た場合に重ならず、かつ流れ方向に直交する方向に隣接して配設されている。また、第２流路２１ｂ内に配設された２つの第２放熱部２３ｂは、空気の流れ方向に沿う方向から見た場合に重ならず、かつ流れ方向に直交する方向に隣接して配設されている。この構成により、全ての第１放熱部２３ａ及び第２放熱部２３ｂには、吸気口２０ａから取り込まれた室温と同じ温度の空気が当たる。したがって、第１放熱部２３ａ及び第２放熱部２３ｂの表面積を小さくすることができ、冷却装置１を小型化することができる。
特に、固体発光素子１１ｃ及び１１ｄに近接する第１流路２１ａ内に配設された２つの第１放熱部２３ａについては、伝熱部２４の長さを短くすることができ、伝熱部２４の熱抵抗を下げることができるため、表面積を小さくすることができる。同様に、第１流路２０ａの断面積及び光源冷却ファン２６も小さくすることができ、冷却装置１を小型化することが可能となる。
また、固体発光素子１１ａ及び１１ｂから比較的離れた位置にある第２放熱部２３ｂについても、伝熱部２５が第１流路２１ａ内を通過するように取り回すことによって、伝熱部２５の長さを短くすることができる。伝熱部２５が伝熱部２４に比して長いことから、第２放熱部２３ｂの表面積は第１放熱部２３ａよりも大きくする必要があるが、伝熱部２５を最短距離で取り回すことにより、第２放熱部２３ｂの表面積の増加量を最小限に留めることができる。
以上に説明したように、本発明によれば、複数の放熱部及び伝熱部を有する冷却装置小型化することができる。また、本発明に係る冷却装置２０を備える内視鏡用光源装置１も小型化が可能である。
なお、本実施形態では、第１流路２１ａ内に配設された２つの第１放熱部２３ａが、下流側受熱部２２ｂと伝熱部を介して接続されているが、第１流路２１ａ内に配設された２つの第１放熱部２３ａは、上流側受熱部２２ａに伝熱部を介して接続される形態であってもよい。この場合には、第２流路２１ｂ内に配設された２つの第２放熱部２３ｂが、下流側受熱部２２ｂに伝熱部を介して接続される。
次に、照明光出射装置１０において、集光レンズ１４、ダイクロイックミラー１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及びコリメーターレンズ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを保持する構成について説明する。
図７に示すように、集光レンズ１４、ダイクロイックミラー１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及びコリメーターレンズ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、単一の保持枠１５に固定されている。
保持枠１５は、光軸Ｏに直交し光軸Ｏに沿う方向に離間した２つの平板状の部位である第１壁面１５ａ及び第２壁面１５ｂと、前記第１壁面１５ａ及び第２壁面１５ｂの間に架設され光軸Ｏと平行な平板状の部位である第３壁面１５ｃと、前記第１壁面１５ａ及び第２壁面１５ｂの間に架設され光軸Ｏと平行であって、かつ前記第３壁面１５ｃと直交する平板状の部位である第４壁面１５ｄと、を含む。すなわち保持枠１５は、光軸Ｏに平行な方向を長手方向とした直方体の箱から、光軸Ｏに平行な互いに隣接する２つの側面を取り除いた形状を有する。
第１壁面１５ａには、光軸Ｏを中心とした貫通孔１６が形成されている。貫通孔１６内には、集光レンズ１４が固定される。集光レンズ１４は、貫通孔１６に嵌め込まれることによって、位置決めがなされる。
第２壁面部１５ｂには、光軸Ｏを中心とした貫通孔１７ｄが形成されている。貫通孔１７ｄ内には、コリメーターレンズ１３ｄが固定される。コリメーターレンズ１３ｄは、貫通孔１７ｄに嵌め込まれることによって、位置決めがなされる。
第３壁面部１５ｃには、光軸Ｏに直交し、互いに平行な３つの軸を中心とした３つの貫通孔１７ａ、１７ｂ、１７ｃが形成されている。貫通孔１７ａ、１７ｂ、１７ｃ内には、コリメーターレンズ１３ａ、１３ｂ、１３ｃが固定される。コリメーターレンズ１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、貫通孔１７ａ、１７ｂ、１７ｃに嵌め込まれることによって、位置決めがなされる。
また、第４壁面部１５ｄには、後述する３つのミラー保持枠１８が、ネジ１８ａによって固定されている。
図８及び図９に示すように、ミラー保持枠１８は、第４壁面部１５ｄと接する基部１８ｂと、基部１８から第４壁面部１５ｄに対して直交して起立する枠部１８ｃとを備える。枠部１８ｃは、ダイクロイックミラー１２ａ、１２ｂ、１２ｃが嵌め込まれる矩形の額縁状の部位である。枠部１８ｃには、ミラー押さえ１８ｄがネジ１８ｅによって固定される。ミラー押さえ１８ｄによって、枠部１８ｃにダイクロイックミラー１２ａ、１２ｂ、１２ｃが嵌め込まれた状態で固定される。
枠部１８ｃの基部１８ｂが設けられた辺、すなわち第４壁面部１５ｄに近接する辺の両端部には、切り欠き部１８ｆが形成されている。切り欠き部１８ｆは、第４壁面部１５ｄに立設されたピン１９が、ダイクロイックミラー１２ａ、１２ｂ、１２ｃの反射面１８ｇに当接できるように設けられている。図７に示すように、個々のダイクロイックミラー１２ａ、１２ｂ、１２ｃに対して一対のピン１９が配設されている。
ダイクロイックミラー１２ａ、１２ｂ、１２ｃを保持枠１５に固定する場合には、まず、枠部１８ｃに、ミラー押さえ１８ｄ及びネジ１８ｅを用いてダイクロイックミラー１２ａ、１２ｂ、１２ｃを固定する。そして、一対のピン１９にダイクロイックミラー１２ａ、１２ｂ、１２ｃの反射面１８ｇを当接させながら、ミラー保持枠１８をネジ１８ａを用いて固定する。このように、保持枠１５の第４壁面部１５ｄに固定された一対のピン１９にダイクロイックミラー１２ａ、１２ｂ、１２ｃの反射面１８ｇを当接させることによって、ダイクロイックミラー１２ａ、１２ｂ、１２ｃの位置決めがなされる。
以上のように、本実施形態では、単一の部材である保持枠１５に、照明光出射装置１０を構成する全ての光学部材である集光レンズ１４、ダイクロイックミラー１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及びコリメーターレンズ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを位置決めして固定する。このため、個々の光学部材の位置決め作業が不要となり、照明光出射装置１０の組み立て作業が容易となる。
（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態を説明する。以下では第１の実施形態との相違点のみを説明するものとし、第１の実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜に省略するものとする。
図１０に示す本実施形態の内視鏡用光源装置１は、ペルチェ素子３０を備え、ペルチェ素子３０によって固体発光素子を冷却する点が、第１の実施形態と異なる。本実施形態の内視鏡用光源装置１では、固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄのうちの少なくとも１つに近接してペルチェ素子３０が配設されている。
本実施形態では一例として、ペルチェ素子３０は、固体発光素子１１ｄに近接して設けられている。ペルチェ素子３０の動作は、ペルチェ素子駆動部３１によって制御される。ペルチェ素子駆動部３１は、ペルチェ素子３０の故障の有無の検知が可能である。
また、内視鏡用光源装置１は、筐体内の温度を検出する筐体内温度検出部３２、固体発光素子１１ｄの温度を検出する固体発光素子温度検出部３３、及びペルチェ素子３０の温度を検出するペルチェ素子温度検出部３４を備える。筐体内温度検出部３２、固体発光素子温度検出部３３、及びペルチェ素子温度検出部３４は、制御部４に電気的に接続されている。
また、本実施形態の内視鏡用光源装置１は、固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを空冷する光源冷却ファン２８、及び筐体内の空気を排出する筐体内冷却ファン６を備える。光源冷却ファン２８及び筐体内冷却ファン６の回転数は、制御部４によって検知される。また、制御部４は、光源冷却ファン２８及び筐体内冷却ファン６の回転数を変化させることができる。
制御部４は、光源冷却ファン２８及び筐体内冷却ファン６の回転数と、筐体内温度検出部３２、固体発光素子温度検出部３３、及びペルチェ素子温度検出部３４からの出力信号と、ペルチェ素子駆動部３１からの出力信号に基づき、以下に説明する動作を実行する。
制御部４は、固体発光素子１０ｄの温度及び筐体内の温度がそれぞれ所定の目標温度範囲内となるように、光源冷却ファン２８及び筐体内冷却ファン６の回転数と、ペルチェ素子３０の動作を制御する。
ここで、光源冷却ファン２８及びペルチェ素子３０による冷却効果を最大にした状態においても、固体発光素子１０ｄの温度が所定の目標温度範囲を越え続ける場合には、制御部４は、固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの駆動を停止する。また、ペルチェ素子３０の温度が、所定の温度を超えた場合にも、制御部４は、固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの駆動を停止する。
また、ペルチェ素子３０の温度が筐体内の温度より低い場合には、制御部４は、ペルチェ素子３０の温度が筐体内の温度を超えるまで、ペルチェ素子３０の駆動を停止する。これは、ペルチェ素子３０の温度が筐体内の温度より低くなると、結露が発生するためである。
制御部４は、固体発光素子温度検出部３３が故障していると判定した場合には、固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの駆動を停止する。また、制御部４は、筐体内温度検出部３２が故障していると判定した場合には、筐体内冷却ファン６の回転数を最大にする。
制御部４は、ペルチェ素子３０及び／又はペルチェ素子温度検出部３４が故障していると判定した場合には、ペルチェ素子３０の駆動を停止し、光源冷却ファン２８及び筐体内冷却ファン６の回転数を最大にする。また、この場合、制御部４は、固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの光量を下げ、光源冷却ファン２８及び筐体内冷却ファン６による冷却のみで固体発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを連続駆動することができるようにする。すなわち、内視鏡用光源装置１の稼働中にペルチェ素子３０が故障した場合、又はペルチェ素子３０の温度検知が不可能となった場合であっても、照明光の出射を継続する。
このように、本実施形態では、ペルチェ素子３０及び／又はペルチェ素子温度検出部３４の故障が発生した場合であっても、照明光の光量を下げて照明光の出射を継続させることにより、内視鏡１００の視界が即時に失われてしまうことを防止できる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う冷却装置及び内視鏡用光源装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
本出願は、２０１４年５月２１日に日本国に出願された特願２０１４−１０５４９４号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims (6)

  1. 冷却媒体が通過する第１流路と、
    前記第１流路外において、前記第１流路の一側面に沿って配設された第１及び第２発熱部が発する熱のうち、前記第１発熱部が伝達される第１受熱部と、
    前記第１流路内に配設された第１放熱部と、
    前記第１受熱部及び前記第１放熱部を接続し、前記第１受熱部から前記第１放熱部へ熱を伝達する第１伝熱部と、
    前記一側面との間に前記第１流路を挟んで設けられ、冷却媒体が通過する第２流路と、
    前記第２発熱部が発する熱が伝達される第２受熱部と、
    前記第２流路内に配設された第２放熱部と、
    前記第１伝熱部よりも長い寸法を有して構成され、前記第２受熱部及び前記第２放熱部を接続し、該第２受熱部から該第２放熱部に対して熱を伝達する第２伝熱部と、
    を具備し、
    前記第２放熱部は、前記第１放熱部よりも大きな表面積を有して構成されている
    ことを特徴とする冷却装置。
  2. 前記第１放熱部は複数であって、前記複数の第１放熱部は、冷却媒体の流れ方向に直交する方向において少なくとも一部が重なり合うように配設されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
  3. 前記複数の第１放熱部は、冷却媒体の流れ方向に沿う方向から見た場合において、互いに重ならないように配設されている
    ことを特徴とする請求項２に記載の冷却装置。
  4. 前記第２放熱部は複数であって、前記第２流路内において、前記複数の第２放熱部は、冷却媒体の流れ方向に直交する方向において少なくとも一部が重なり合うように配設されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
  5. 前記複数の第２放熱部は、冷却媒体の流れ方向に沿う方向から見た場合において、互いに重ならないように配設されている
    ことを特徴とする請求項４に記載の冷却装置。
  6. 前記第１及び第２発熱部としての複数の固体発光素子と、請求項１に記載の冷却装置と、を備えることを特徴とする内視鏡用光源装置。
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