JP6141544B2 - 冷却装置及び内視鏡用光源装置 - Google Patents

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、日本国特開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。複数の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、個々の固体発光素子に応じて設けられた複数のヒートシンク等の放熱部を配設する構成が考えられる。

複数の固体発光素子を冷却する冷却装置において、例えば、流路内に複数の放熱部を流れ方向に沿って配列する場合には、下流側であるほど空気の温度が上昇するため、冷却効率の低下を招く。冷却効率の低下は、放熱部の大型化を招くため、冷却装置および内視鏡用光源装置の小型化の妨げとなる。

本発明は、上述した点を解決するものであって、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、複数の発熱部が発する熱を、前記複数の発熱部のそれぞれに対応して設けられた複数の放熱部において冷却媒体中に放熱する冷却装置であって、冷却媒体が流入する開口部と、前記開口部と接続されて前記開口部より流入した冷却媒体のうちの第１冷却媒体を通過させる空間を形成する第１流路と、前記開口部と接続されて前記開口部より流入した冷却媒体のうちの前記第１冷却媒体とは異なる第２冷却媒体を通過させる空間を形成する第２流路と、第１発熱部と、第２発熱部と、前記第１発熱部と熱的に接続され、且つ、前記第１流路内に配設されて前記第１流路を通過する前記第１冷却媒体へ放熱する第１放熱部と、前記第２発熱部と熱的に接続され、且つ、前記第２流路内に配設されて前記第２流路を通過する前記第２冷却媒体へ放熱する第２放熱部と、を備え、前記第２流路は、前記第１及び第２発熱部と前記第１流路との間に配設され、前記第１放熱部の熱抵抗値は、前記第２放熱部の熱抵抗値よりも小さい。

また、本発明の一態様による内視鏡用光源装置は、前記冷却装置を備え、前記複数の発熱部として、異なる波長の光を出射する複数の固体発光素子を含む。

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。 内視鏡用光源装置の動作モードを説明する表である。 内視鏡用光源装置が備える複数の固体発光素子の熱的特性を示す表である。 冷却装置の構成を説明するための図である。 第２の実施形態の内視鏡用光源装置の筐体内を示す図である。 第３の実施形態の内視鏡用光源装置のコネクタ部近傍の断面図である。

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。コネクタ部２は、内視鏡用光源装置１の筐体前面１ａに設けられている。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の第１端部１０２ａが配設されている。光ファイバケーブル１０２の第１端部１０２ａに入射された光は、第２端部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発熱部である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。なお、流路２１を形成するための壁面は、複数の板状の部材に分割されていてもよい。

本実施形態では、内視鏡用光源装置１の筐体左側面１ｂに吸気口２０ａが設けられ、筐体背面１ｄに排気口２０ｂが設けられている。なお、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。また、内視鏡用光源装置１の筐体左側面１ｂの上方には、筐体内を冷却するための吸気口１ｅが設けられている。

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。制御部４は、内視鏡１００によって撮像された画像に所定の画像処理を施し、外部の画像表示装置に表示する画像処理部を備えていてもよい。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。

照明光出射装置１０は、４つの固体発光素子を備える。本実施形態では一例として、４つの固体発光素子は、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、赤色ＬＥＤ１１ａ、緑色ＬＥＤ１１ｂ、青色ＬＥＤ１１ｃおよび紫色ＬＥＤ１１ｄである。

なお、個々の固体発光素子は、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が出射する光の波長は特に限定されるものではない。

赤色ＬＥＤ１１ａ、緑色ＬＥＤ１１ｂ、青色ＬＥＤ１１ｃおよび紫色ＬＥＤ１１ｄ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、赤色ＬＥＤ１１ａ、緑色ＬＥＤ１１ｂ、青色ＬＥＤ１１ｃおよび紫色ＬＥＤ１１ｄが出射する光の強度は変化する。

赤色ＬＥＤ１１ａ、緑色ＬＥＤ１１ｂ、青色ＬＥＤ１１ｃおよび紫色ＬＥＤ１１ｄ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、赤色ＬＥＤ１１ａ、緑色ＬＥＤ１１ｂ、青色ＬＥＤ１１ｃおよび紫色ＬＥＤ１１ｄ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、紫色ＬＥＤ１１ｄが光軸Ｏ上に配設されており、赤色ＬＥＤ１１ａ、緑色ＬＥＤ１１ｂおよび青色ＬＥＤ１１ｃ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。

赤色ＬＥＤ１１ａ、緑色ＬＥＤ１１ｂ、青色ＬＥＤ１１ｃおよび紫色ＬＥＤ１１ｄ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、赤色ＬＥＤ１１ａ、緑色ＬＥＤ１１ｂおよび青色ＬＥＤ１１ｃ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、赤色ＬＥＤ１１ａ、緑色ＬＥＤ１１ｂおよび青色ＬＥＤ１１ｃ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、それぞれ赤色ＬＥＤ１１ａ、緑色ＬＥＤ１１ｂ、青色ＬＥＤ１１ｃおよび紫色ＬＥＤ１１ｄのそれぞれが出射する光の前方に配設されており、赤色ＬＥＤ１１ａ、緑色ＬＥＤ１１ｂ、青色ＬＥＤ１１ｃおよび紫色ＬＥＤ１１ｄから入射する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、赤色ＬＥＤ１１ａ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、緑色ＬＥＤ１１ｂ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、青色ＬＥＤ１１ｃ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、赤色ＬＥＤ１１ａ、緑色ＬＥＤ１１ｂ、青色ＬＥＤ１１ｃおよび紫色ＬＥＤ１１ｄ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、赤色ＬＥＤ１１ａ、緑色ＬＥＤ１１ｂ、青色ＬＥＤ１１ｃおよび紫色ＬＥＤ１１ｄ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、赤色ＬＥＤ１１ａ、緑色ＬＥＤ１１ｂ、青色ＬＥＤ１１ｃおよび紫色ＬＥＤ１１ｄ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。

以上のような構成を有する照明光出射装置１０を備える内視鏡用光源装置１は、４つの固体発光素子である赤色ＬＥＤ１１ａ、緑色ＬＥＤ１１ｂ、青色ＬＥＤ１１ｃおよび紫色ＬＥＤ１１ｄのうちの一部を異なる組み合わせで発光させる動作モードを備える。

具体的に、内視鏡用光源装置１は、図３に示す、白色光モードと、特殊光モードとの２つの動作モードを切り替えて実行可能である。白色光モードでは、赤色ＬＥＤ１１ａ、緑色ＬＥＤ１１ｂおよび青色ＬＥＤ１１ｃが同時に発光する。白色光モードは、内視鏡１００による通常の観察に用いられる。特殊光モードでは、緑色ＬＥＤ１１ｂおよび紫色ＬＥＤ１１ｄが同時に発光する。特殊光モードは、内視鏡１００による狭帯域光観察（Narrow Band Imaging）に用いられる。

また、本実施形態では一例として、照明光出射装置１０が備える複数の発熱部である赤色ＬＥＤ１１ａ、緑色ＬＥＤ１１ｂ、青色ＬＥＤ１１ｃおよび紫色ＬＥＤ１１ｄは、それぞれ図４に示す熱的特性値を有する。図４に示す表において、温度上昇量とは、最大発光時において各固体発光素子に許容される許容温度と周囲雰囲気の温度との差である。また、最大発熱量とは、各固体発光素子の定格での発光時における発熱量である。

詳しくは後述するが、本実施形態では、発熱部である固体発光素子を、ヒートシンクである放熱部によって冷却する。放熱性能指標は、温度上昇量を最大発熱量で除算することにより算出される値である。放熱性能指標は、各固体発光素子を定格で発光させた場合に、各固体発光素子の温度を温度上昇量の値に保つために必要とされる、固体発光素子および放熱部と、周囲雰囲気と、の間の熱抵抗の値である。

すなわち、放熱性能指標の値は、放熱部に必要とされる熱抵抗を算出する際の基準となる。例えば、固体発光素子の放熱性性能指標の値が小さいほど、熱抵抗値の小さい放熱部が必要となる。放熱部の熱抵抗値は、例えば放熱部の表面積を大きくすることにより、小さくすることができる。

図４に示すように、本実施形態では、緑色ＬＥＤ１１ｂの放熱性能指標の値が最も小さく、紫色ＬＥＤ１１ｄ、赤色ＬＥＤ１１ａ、青色ＬＥＤ１１ｃの順に放熱性能指標の値が大きくなる。

すなわち、白色光モードにおいて同時に発光する３つの固体発光素子の中では、緑色ＬＥＤ１１ｂの放熱性能指標の値が最も小さく、赤色ＬＥＤ１１ａ、青色ＬＥＤ１１ｃの順に放熱性能指標の値が大きくなる。また、特殊光モードにおいて同時に発光する２つの固体発光素子の中では、緑色ＬＥＤ１１ｂの放熱性能指標の値が最も小さい。

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。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の回転数は、制御部４によって制御される。光源冷却ファン２６は、１つであってもよいし、２つ以上設けられる形態であってもよい。

図５は、冷却装置２０の構成を示す図である。図５は、内視鏡用光源装置１の上方から冷却装置２０を見下ろした図である。図５において、図中右方が内視鏡用光源装置１の前方、図中上方が内視鏡用光源装置１の左側方である。

図５に示すように、照明光出射装置１０は、光軸Ｏが内視鏡用光源装置１の前後方向に平行に延在し、かつ軸Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３が略水平となるように配設される。そして、赤色ＬＥＤ１１ａ、緑色ＬＥＤ１１ｂおよび青色ＬＥＤ１１ｃは、光軸Ｏに対して筐体左側面１ｂの側に配設される。

冷却装置２０は、照明光出射装置１０と、筐体左側面１ｂとの間に配設される。冷却装置２０は、照明光出射装置１０が備える複数の発熱部である赤色ＬＥＤ１１ａ、緑色ＬＥＤ１１ｂ、青色ＬＥＤ１１ｃおよび紫色ＬＥＤ１１ｄを冷却する装置である。

冷却装置２０は、前記複数の発熱部が発する熱が伝達される複数の受熱部と、前記複数の受熱部からの熱が伝達される複数の放熱部と、を具備し、前記複数の放熱部から熱を冷却媒体である空気に放熱する構成を有する。複数の放熱部は、強制的に空気が流れる流路中に配設される。

具体的に、複数の受熱部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、複数の発熱部である赤色ＬＥＤ１１ａ、緑色ＬＥＤ１１ｂ、青色ＬＥＤ１１ｃおよび紫色ＬＥＤ１１ｄの個々に近接して設けられている。複数の受熱部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、赤色ＬＥＤ１１ａ、緑色ＬＥＤ１１ｂ、青色ＬＥＤ１１ｃおよび紫色ＬＥＤ１１ｄが発する熱が伝達される部材である。なお、受熱部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄと赤色ＬＥＤ１１ａ、緑色ＬＥＤ１１ｂ、青色ＬＥＤ１１ｃおよび紫色ＬＥＤ１１ｄ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。

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の一端は、内視鏡用光源装置１の筐体左側面１ｂに設けられた吸気口２０ａに接続されており、流路２１の他端は内視鏡用光源装置１の筐体背面１ｄに設けられた排気口２０ｂに接続されている。

本実施形態では一例として、電動ファンである光源冷却ファン２６の動作により、強制的に冷却媒体である空気を流路２１内において流動させる。本実施形態では、光源冷却ファン２６は、排気口２０ｂの近傍に配設されているが、光源冷却ファン２６は、吸気口２０ａの近傍に配設されていてもよいし、吸気口２０ａおよび排気口２０ｂの双方の近傍に配設されていてもよい。

光源冷却ファン２６の動作により、空気は流路２１内において、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内において、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。

流路２１は、互いに略平行な第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。第１流路２１ａは、第２流路２１ｂよりも断面積が大きい。

第１流路２１ａは、第２流路２１ｂを、受熱部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄとの間に挟むように配設される。すなわち、第２流路２１ｂは、複数の発熱部である赤色ＬＥＤ１１ａ、緑色ＬＥＤ１１ｂ、青色ＬＥＤ１１ｃおよび紫色ＬＥＤ１１ｄに近接しており、第１流路２１ａは、第２流路２１ｂよりもこれらの発熱部から離れた位置において、内視鏡用光源装置１の筐体左側面１ｂに沿って配設されている。

仕切り板２１ｄの上流側端部２１ｅは、吸気口２０ａの筐体内側において、吸気口２０ａから筐体内側に向かうほど筐体背面１ｄに近づくように、吸気口２０ａの開口方向に対して所定の角度で傾斜している。吸気口２０ａから第１流路２１ａ内に流れ込む空気は、筐体側面１ｂに沿って筐体背面１ｄに向かって流れるように、仕切り板２１ｄの上流側端部２１ｅによって流れの向きが変更される。これにより、第１流路２１ａ内の断面方向の空気の流速の分布を均一化できる。

流路２１中には、複数の受熱部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄのそれぞれに対応して設けられたヒートシンクである複数の放熱部２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが配設されている。複数の放熱部２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄは、複数の受熱部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄに当接するか、ヒートパイプ等の伝熱部２４を介することにより、複数の受熱部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄからの熱が伝達される。

以下に、複数の放熱部２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄの流路２１内における配置について説明する。

本実施形態では、同時に発光する固体発光素子群のうち、放熱性能指標の値が最も小さい固体発光素子（第１発熱部）を冷却するための第１放熱部が、第１流路２１ａ内に単独で配置される。また、同時に発光する固体発光素子群のうち、放熱性能指標の値が２番目に小さい固体発光素子（第２発熱部）を冷却するための第２放熱部が、第２流路２１ｂ内に配置される。そして、残りの固体発光素子（第３発熱部）を冷却するための第３放熱部が、第２流路２１ｂ内の第２放熱部よりも下流側に配置される。

前述のように、本実施形態では、白色光モードにおいて、赤色ＬＥＤ１１ａ、緑色ＬＥＤ１１ｂおよび青色ＬＥＤ１１ｃが同時に発光する。すなわち、白色光モードでは、紫色ＬＥＤ１１ｄは発光しないため、発熱部に含まれない。

この白色光モードにおいて同時に発光する固体発光素子群のうち、放熱性能指標の値が最も小さい固体発光素子（第１発熱部）は、緑色ＬＥＤ１１ｂである。また、白色光モードにおいて、同時に発光する固体発光素子群のうち、放熱性能指標の値が２番目に小さい固体発光素子（第２発熱部）は、赤色ＬＥＤ１１ａである。そして、白色光モードにおいて、赤色ＬＥＤ１１ａよりも放熱性能指標の値が大きい固体発光素子（第３発熱部）は、青色ＬＥＤ１１ｃである。

したがって、図５に示すように、緑色ＬＥＤ１１ｂを冷却するための放熱部２３ｂ（第１放熱部）が、第１流路２１ａ内に単独で配置される。また、赤色ＬＥＤ１１ａを冷却するための放熱部２３ａ（第２放熱部）が、第２流路２２ａ内に配置される。そして、青色ＬＥＤ１１ｃを冷却するための放熱部２３ｃ（第３放熱部）が、第２流路２２ａ内の放熱部２３ａよりも下流側に配置される。すなわち、第２流路２１ｂ内には、上流から下流に向かって、放熱部２３ａ、放熱部２３ｃの順で配置される。

特殊光モードでは、緑色ＬＥＤ１１ｂおよび紫色ＬＥＤ１１ｄが同時に発光する。すなわち、特殊光モードでは、緑色ＬＥＤ１１ｂおよび紫色ＬＥＤ１１ｄが複数の発熱部であり、赤色ＬＥＤ１１ａおよび青色ＬＥＤ１１ｃは発光しないため、発熱部に含まれない。

特殊光モードにおいて同時に発光する固体発光素子群のうち、放熱性能指標の値が最も小さい固体発光素子（第１発熱部）は、緑色ＬＥＤ１１ｂである。また、特殊光モードにおいて、同時に発光する固体発光素子群のうち、放熱性能指標の値が２番目に小さい固体発光素子（第２発熱部）は、紫色ＬＥＤ１１ｄである。

図５に示すように、緑色ＬＥＤ１１ｂを冷却するための放熱部２３ｂ（第１放熱部）が、第１流路２１ａ内に単独で配置される点は、白色光モードの場合で説明した通りである。そして、紫色ＬＥＤ１１ｄを冷却するための放熱部２３ｄ（第２放熱部）が、第２流路２１ａ内に配置される。ここで、特殊光モードでは、放熱部２３ａおよび２３ｃは放熱を行わないため、紫色ＬＥＤ１１ｄを冷却するための放熱部２３ｄは、第２流路２１ｂ内のどこに配置されていても、第２流路２１ｂ内の放熱部のうちの最上流に位置することになる。

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を動作させて流路２１内に所定の流量の空気を流すことにより、複数の受熱部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄから複数の放熱部２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄに伝達された熱を、空気中に放熱することができる。すなわち、冷却装置２０は、複数の発熱部である赤色ＬＥＤ１１ａ、緑色ＬＥＤ１１ｂ、青色ＬＥＤ１１ｃおよび紫色ＬＥＤ１１ｄ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、熱抵抗値の小さい放熱部を必要とする緑色ＬＥＤ１１ｂに対応して設けられた第１放熱部２３ｂが単独で配置される第１流路２１ａと、緑色ＬＥＤ１１ｂに次いで熱抵抗値の小さい放熱部を必要とする赤色ＬＥＤ１１ａおよび紫色ＬＥＤ１１ｄに対応して設けられた第２放熱部２３ａ、２３ｄが配設される第２流路２１ｂと、に分割している。

このように、本実施形態では、第１放熱部と第２放熱部とに異なる流路を流れる空気を当てることができるため、両者間の熱の干渉を防止し、冷却効率を向上させることができる。また、本実施形態では、第１放熱部２３ｂを、発熱する複数の固体発光素子から離れた位置に設けられた第１流路２１ａ内に単独で配置することにより、第１放熱部２３ｂの冷却効率をより向上させることができる。

また本実施形態では、第２放熱部２３ａは、白色光モード時において第２流路２１ｂ内に配置された複数の放熱部のうちの最も上流に位置する。同様に、第２放熱部２３ｄも、特殊光モード時において第２流路２１ｂの最も上流に位置する。したがって、本実施形態では温度の低い状態の空気を第２放熱部に当てることができ、第２放熱部による冷却効率を向上させることができる。

以上に説明したように、本実施形態の冷却装置２０は、冷却効率が高く小型化が可能である。したがって、本実施形態の冷却装置２０を備える内視鏡用光源装置１も小型化が可能である。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。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６は、内視鏡用光源装置１の筐体内における、電源部３、制御部４および光源駆動部５の配置を示す図である。図６は、内視鏡用光源装置１の筐体内を上方から見た図である。

図６に示すように、照明光出射装置１０の右方（図６中の下方）には、電源部３が配設されている。電源部３の外形は箱状であり、内部に電源回路を備える。電源部３の外形は、内視鏡用光源装置１の筐体前面１ａ、筐体右側面１ｃおよび筐体背面１ｄとそれぞれ略平行な、前面３ａ、右側面３ｃおよび背面３ｄを含む。また、電源部３の外形の左側面３ｂは、前方に向かうほど右側面３ｃに近づくように、右側面３ｃに対して傾斜している。すなわち、電源部３を上方から見た場合に、電源部３の左右方向の幅は、前方に向かうほど狭くなる。

電源部３の前面には、吸気用の開口部が設けられている。また、電源部３の背面３ｄには、排気用の開口部と、当該開口部に配設された筐体内冷却ファン６が設けられている。

制御部４および光源駆動部５を構成する１つ又は複数の電子回路基板は、照明光出射装置１０および冷却装置２０の上方に配設されている。すなわち、制御部４および光源駆動部５は、電源部３の左側面３ｂと、内視鏡用光源装置１の筐体左側面１ｂとの間に配設されている。

筐体左側面１ｂの上部には、図１および図６に示すように、筐体内に空気を取り入れるための複数の吸気口１ｅが、筐体の前後方向全体にわたって配列されている。

筐体内冷却ファン６が稼働することにより、電源部３内が負圧となり、さらに電源部３と連通している筐体内が負圧となるため、外部の空気が筐体左側面１ｂの吸気口１ｅから筐体内に取り込まれる。

吸気口１ｅから筐体内に取り込まれた空気は、図６中に矢印で示すように、制御部４および光源駆動部５の上面および下面に沿って流れて制御部４および光源駆動部５を冷却した後に、電源部３の前面３ａおよび左側面３ｂに設けられた開口部を通って電源部３内に流れ込む。ここで、電源部３の外形の制御部４および光源駆動部５に対向する面である左側面３ｂが、前方に向かうほど吸気口１ｅから遠ざかるように傾斜しているため、空気は当該左側面３ｂによって案内されて電源部３の前面３ａに集まるように淀みなく流れる。したがって、本実施形態では、制御部４および光源駆動部５を冷却する空気の流れにムラが生じることが無く、制御部４および光源駆動部５の冷却効率を向上させることができる。

そして、電源部３の前面３ａから電源部３ａ内に流れ込んだ空気は、電源部３内を冷却した後に、筐体背面１ｄの排気口１ｆから排出される。このように、本実施形態では、電源部３に設けた筐体内冷却ファン６により、電源部３、制御部４および光源駆動部５を冷却する。ところで、筐体背面から排出される空気によって筐体背面側の温度が上がる。そのため、熱によって劣化する固体発光素子群は筐体前面側に配置することが好ましく、固体発光素子群の中でも温度により劣化しやすい素子を筐体前面側に配置すると、さらに冷却効率を向上させることができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。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７は、内視鏡用光源装置１のコネクタ部２近傍の断面図である。図７に示すように、コネクタ部２は、内視鏡１００のプラグ部１０１が挿入された状態において、光ファイバケーブル１０２の第１端部１０２ａが、照明光出射装置１０の集光レンズ１０４の焦点近傍に位置するように、プラグ部１０１を保持する。

光ファイバケーブル１０２の第１端部１０２ａ近傍の外周部は、円筒形状の口金１０３によって被覆されている。コネクタ部２は、口金１０３の端面が当接する口金当接部２ａを有している。口金１０３の端面が口金当接部２ａに当接することにより、光ファイバケーブル１０２の集光レンズ１０４に対する位置決めがなされる。

照明光出射装置１０から出射される照明光が口金１０３に当たると、口金１０３が加熱される。そこで本実施形態では、口金当接部２ａを有する部材の外周面に、ヒートシンク２ｂを設けている。口金当接部２ａは、口金１０３に当接する部材であることから、照明光によって加熱された口金１０３の熱は、口金当接部２ａのヒートシンク２ｂから、筐体内の空気中に放熱される。このため、本実施形態では、口金１０３の温度上昇を防止することができる。なお、ヒートシンク２ｂは、筐体内の空気の自然対流によって冷却が促されるよう筐体の上下方向と平行なフィンが設けられる。さらに、ヒートシンク２ｂへの空気の流入を容易にすべく、筐体底面側の一部がテーパおよびＲ形状であることが好ましい。
また、本実施形態では、照明光の照射による口金１０３の温度上昇を防止するために、集光レンズ１０４の前方に絞り１０ａを設けている。絞り１０ａは、照明光が光ファイバケーブル１０２の第１端部１０２ａのみに入射し、光ファイバケーブル１０２の外周に存在する口金１０３に照明光が当たらないように設けられる。

このように本実施形態では、内視鏡１００のプラグ部１０１に設けられた口金１０３の温度上昇を防止できる。

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、２０１５年４月１４日に日本国に出願された特願２０１５−８２６９２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. 複数の発熱部が発する熱を、前記複数の発熱部のそれぞれに対応して設けられた複数の放熱部において冷却媒体中に放熱する冷却装置であって、
   冷却媒体が流入する開口部と、
   前記開口部と接続されて前記開口部より流入した冷却媒体のうちの第１冷却媒体を通過させる空間を形成する第１流路と、
   前記開口部と接続されて前記開口部より流入した冷却媒体のうちの前記第１冷却媒体とは異なる第２冷却媒体を通過させる空間を形成する第２流路と、
   第１発熱部と、
   第２発熱部と、
   前記第１発熱部と熱的に接続され、且つ、前記第１流路内に配設されて前記第１流路を通過する前記第１冷却媒体へ放熱する第１放熱部と、
   前記第２発熱部と熱的に接続され、且つ、前記第２流路内に配設されて前記第２流路を通過する前記第２冷却媒体へ放熱する第２放熱部と、
   を備え、
   前記第２流路は、前記第１及び第２発熱部と前記第１流路との間に配設され、
   前記第１放熱部の熱抵抗値は、前記第２放熱部の熱抵抗値よりも小さいことを特徴とする冷却装置。
2. 前記発熱部の最大発熱時の温度上昇量を最大発熱量で除算することにより求められる値を放熱性能指標とし、
   前記第１発熱部の放熱性能指標の値は、前記第２発熱部の放熱性能指標の値よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記第１発熱部の最大発熱量の値は、前記第２発熱部の最大発熱量の値よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
4. 前記第２発熱部よりも大きな前記放熱性能指標の値を有する第３発熱部と、
   前記第３発熱部と熱的に接続され、且つ、前記第２流路において前記第２放熱部よりも前記第２冷却媒体の流れの下流側に配設される第３放熱部と、
   を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の冷却装置。
5. 前記第１放熱部の表面積は、前記第２放熱部の表面積よりも大きいことを特徴とする請求項２または３に記載の冷却装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の冷却装置を備え、
   前記複数の発熱部として、異なる波長の光を出射する複数の固体発光素子を含むことを特徴とする内視鏡用光源装置。

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