JP7323311B2 - 光源装置および医療用観察システム - Google Patents

Description

本開示は、熱源に対して冷却する冷却装置、光源装置および医療用観察システムに関する。

従来、内視鏡等の医療用観察システムでは、内視鏡用光源装置に複数の固体発光素子を用いた技術が知られている（例えば特許文献１参照）。この技術では、複数の固体発光素子による発熱を冷却するため、各固体発光素子にヒートシンクを設けた冷却装置によって固体発光素子を個別に冷却する。

特許第６３２９７０８号公報

しかしながら、上述した特許文献１では、各固体発光素子にヒートシンクを設けているため、各ヒートシンクを設置するための設置面積が必要となることで、冷却装置が大型化してしまうという問題点があった。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、小型化を図ることができる冷却装置、光源装置および医療用観察システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る冷却装置は、吸気口と排気口とを有する筐体と、前記吸気口から前記排気口に至る気体の流路中に複数のフィンを配置した単一の放熱部と、前記筐体内に配置された第１の熱拡散部であって、駆動することによって発熱する第１の発熱体と前記単一の放熱部とに熱伝達可能に接続され、かつ、前記複数のフィンの隙間を通過する前記気体の流路の一部を形成する位置に配置される第１の熱拡散部と、前記筐体内に配置された第２の熱拡散部であって、駆動することによって発熱する第２の発熱体と前記単一の放熱部とに熱伝達可能に接続され、かつ、前記複数のフィンの隙間を通過する前記気体の流路の一部を形成する位置に配置される第２の熱拡散部と、を備える。

また、本開示に係る冷却装置は、上記開示において、前記単一の放熱部における前記複数のフィンを収容し、前記複数のフィンの配置を規制する矩形状のフレーム部をさらに備え、前記第１の熱拡散部と前記第２の熱拡散部は、前記フレーム部に接続される。

また、本開示に係る冷却装置は、上記開示において、前記第１の熱拡散部および前記第２の熱拡散部は、前記フレーム部上において互いに離間して配置される。

また、本開示に係る冷却装置は、上記開示において、前記第１の熱拡散部および前記第２の熱拡散部は、前記吸気口に対向する位置に配置される。

また、本開示に係る冷却装置は、上記開示において、前記第１の熱拡散部は、平板状をなし、前記筐体が載置された載置面に対して直交する前記フレーム部の側面に配置された第１のヒートスプレッダを有し、前記第２の熱拡散部は、平板状をなし、前記筐体が載置された載置面に対して直交する前記フレーム部の側面であって、前記第１のヒートスプレッダが配置された同一の側面に配置された第２のヒートスプレッダを有する。

また、本開示に係る冷却装置は、上記開示において、前記第１の熱拡散部は、一端が前記第１のヒートスプレッダと熱伝達可能に接続され、他端が前記複数のフィンに熱伝達可能に接続される第１の複数のヒートパイプをさらに有し、前記第２の熱拡散部は、一端が前記第２のヒートスプレッダと熱伝達可能に接続され、他端が前記複数のフィンに熱伝達可能に接続される第２の複数のヒートパイプをさらに有し、前記第１の複数のヒートパイプおよび前記第２の複数のヒートパイプの各々の少なくとも１つが前記吸気口側に配置される。

また、本開示に係る光源装置は、上記の冷却装置と、前記第１の発熱体と、前記第２の発熱体と、を備え、前記第１の発熱体は、第１の波長帯域の光を発光する第１の固体発光素子であり、かつ、前記第１のヒートスプレッダ上に配置され、前記第２の発熱体は、第２の波長帯域の光を発光する第２の固体発光素子であり、かつ、前記第２のヒートスプレッダ上に配置され、前記筐体は、内視鏡に光を供給する光出射部と、前記第１の波長帯域の光と前記第２の波長帯域の光とを集光してコリメートし、かつ、合波することによって前記光出射部へ導光する光学部材群と、前記筐体内において前記光学部材群を囲んで配置し、かつ、前記第１の熱拡散部と前記第２の熱拡散部とによって略密閉するように形成されるエンクロージャーと、を有する。

また、本開示に係る光源装置は、上記開示において、前記光学部材群は、前記第１の固体発光素子が発光する前記第１の波長帯域の光の光軸上に配置され、前記第１の波長帯域の光を集光してコリメートする第１の光学系と、前記第１の光学系を保持し、かつ、前記第１の熱拡散部に接続される第１のレンズ枠と、前記第２の固体発光素子が発光する前記第２の波長帯域の光の光軸上に配置され、前記第２の波長帯域の光を集光してコリメートする第２の光学系と、前記第２の光学系を保持し、かつ、前記第２の熱拡散部に接続される第２のレンズ枠と、を有する。

また、本開示に係る光源装置は、上記開示において、前記第２の発熱体は、前記第１の発熱体よりも発熱量が多く、前記第２の熱拡散部は、前記第１の熱拡散部よりも表面積が大きい。

また、本開示に係る医療用観察システムは、上記の光源装置と、前記光源装置から供給された光を被写体に向けて照射し、該被写体で反射した光を受光することによって画像信号を生成する内視鏡と、を備える。

本開示によれば、小型化を図ることができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。 図２は、実施の形態１に係る光源装置における内部の概略構成を示す上面図である。 図３は、実施の形態１に係る光源装置における各ユニットの蓋部を取り外した状態の概略構成を示す上面図である。 図４は、実施の形態１に係る第１の光源部、第２の光源部および第３の光源部２３０の概略構成を示す図である。 図５は、実施の形態１に係る第１の光源部、第２の光源部および第３の光源部の各々から光学系を取り除いた概略構成を示す正面図である。 図６は、実施の形態１に係る第１の冷却部の概略構成を示す斜視図である。 図７は、実施の形態１に係る第１の冷却部の上面を拡大した拡大図である。 図８は、実施の形態２に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。 図９は、実施の形態３に係る手術用顕微鏡システムの概略構成を示す図である。

以下、本開示を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）を図面とともに詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により、本開示が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本開示の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示しているに過ぎない。即ち、本開示は、各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付して説明する。さらにまた、本開示に係る医療用観察システムの一例として、内視鏡システムについて説明する。また、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付して説明する。

（実施の形態１）
〔内視鏡システムの構成〕
図１は、実施の形態１に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。図１に示す内視鏡システム１は、医療分野に用いられ、人や動物の生体等の被検体の内部（生体内）に挿入され、内部を撮像した画像を表示することによって被検体を観察する装置である。なお、実施の形態１では、内視鏡システム１として、図１に示す硬性鏡（挿入部２）を用いた硬性内視鏡システムについて説明するが、これに限定されることなく、例えば軟性内視鏡システムであってもよい。

図１に示す内視鏡システム１は、挿入部２（硬性鏡）と、光源装置３と、ライトガイド４と、カメラヘッド５（内視鏡用撮像装置）と、第１の伝送ケーブル６と、表示装置７と、第２の伝送ケーブル８と、制御装置９と、第３の伝送ケーブル１０と、を備える。なお、実施の形態１では、挿入部２、ライトガイド４、カメラヘッド５および第１の伝送ケーブル６が内視鏡として機能する。

挿入部２は、硬質または少なくとも一部が軟性で細長形状を有し、患者等の被検体内に挿入される。挿入部２の内部には、１または複数のレンズを用いて構成され、観察像を結合する光学系が設けられている。

光源装置３は、ライトガイド４の一端が接続される。光源装置３は、制御装置９による制御のもと、ライトガイド４の一端に被検体内を照明するための白色光等を出射（供給）する。光源装置３は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源やＬＤ（Laser Diode）等の半導体レーザ素子を用いて構成される。光源装置３と制御装置９とは、図１に示すように個別で通信する構成をしてもよいし、一体化した構成であってもよい。なお、光源装置３の詳細な構成については、後述する。

ライトガイド４は、一端が光源装置３に着脱自在に接続され、かつ、他端が挿入部２に着脱自在に接続される。ライトガイド４は、光源装置３から出射された光を一端から他端に導光し、挿入部２へ供給する。

カメラヘッド５は、挿入部２の接眼部２１が着脱自在に接続される。カメラヘッド５は、制御装置９の制御のもと、挿入部２によって結像された観察像を撮像することによって撮像信号を生成し、この撮像信号（電気信号）を出力する。また、カメラヘッド５は、円周方向に回転可能に設けられた操作リング部５１と、内視鏡システム１の各種の操作を指示する指示信号の入力を受け付ける複数の入力部５２と、を備える。

第１の伝送ケーブル６は、一端が第１のコネクタ部６１を介して制御装置９に着脱自在に接続され、他端が第２のコネクタ部６２を介してカメラヘッド５に接続される。第１の伝送ケーブル６は、カメラヘッド５から出力される撮像信号を制御装置９へ伝送し、かつ、制御装置９から出力される制御信号、同期信号、クロック信号および電力等をカメラヘッド５へ伝送する。

表示装置７は、第２の伝送ケーブル８を介して制御装置９に接続可能であり、制御装置９の制御のもと、制御装置９において処理された画像信号に基づく表示画像または内視鏡システム１に関する各種情報を表示する。

第２の伝送ケーブル８は、一端が表示装置７に着脱自在に接続され、他端が制御装置９に着脱自在に接続される。第２の伝送ケーブル８は、制御装置９において処理された画像信号に基づく表示画像を表示装置７に伝送する。

制御装置９は、メモリと、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）およびＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを有するプロセッサを用いて構成され、メモリに記録されたプログラムに従って、第１の伝送ケーブル６、第２の伝送ケーブル８および第３の伝送ケーブル１０の各々を介して、光源装置３、カメラヘッド５および表示装置７の動作を統括的に制御する。

第３の伝送ケーブル１０は、一端が光源装置３に着脱自在に接続され、他端側が制御装置９に着脱自在に接続される。第３の伝送ケーブル１０は、制御装置９からの制御信号を光源装置３に伝送する。

〔光源装置の詳細な構成〕
次に、光源装置３の詳細な構成について説明する。
図２は、光源装置３における内部の概略構成を示す上面図である。図３は、光源装置３における各ユニットの蓋部を取り外した状態の概略構成を示す上面図である。

図２および図３に示すように、光源装置３は、筐体１００と、照明光出射部２００と、冷却装置３００と、を備える。

〔筐体の構成〕
まず、筐体１００の構成について説明する。
筐体１００は、図２および図３に示すように、照明光出射部２００と、冷却装置３００と、を内部に収容する。筐体１００は、外部から空気Ｒ１を吸気する吸気口１０１と、内部の空気Ｒ１を外部へ排出する排気口１０２と、を有する。

〔照明光出射部の構成〕
次に、照明光出射部２００の構成について説明する。
照明光出射部２００は、図２および図３に示すように、エンクロージャー２０１と、第１の光源部２１０と、第２の光源部２２０と、第３の光源部２３０と、第４の光源部２４０と、第５の光源部２５０と、合波部２６０と、集光部２７０と、光出射部２８０と、を備える。

エンクロージャー２０１は、図２および図３に示すように、筐体１００内において後述する光学部材群を囲んで配置し、かつ、後述する冷却装置３００における第１の冷却部３１０の第１の熱拡散部３１３と第２の熱拡散部３１４とによって略密閉するように形成される。具体的には、エンクロージャー２０１は、第１の冷却部３１０と筐体１００と側壁２０２等によって内部空間を略密閉するように形成される。また、エンクロージャー２０１は、内部空間に第１の光源部２１０と、第２の光源部２２０と、第３の光源部２３０と、第４の光源部２４０と、第５の光源部２５０と、合波部２６０と、集光部２７０と、を収容する。

図４は、第１の光源部２１０、第２の光源部２２０および第３の光源部２３０の概略構成を示す図である。図５は、第１の光源部２１０、第２の光源部２２０および第３の光源部２３０の各々から光学系を取り除いた概略構成を示す正面図である。

図２～図５に示すように、第１の光源部２１０は、第２の波長帯域の光である赤色の波長帯域（波長帯域６００ｎｍ～７００ｎｍ）の光（以下、「Ｒ光」という）を出射する。第１の光源部２１０は、第１の固体発光素子２１１と、第１の回路基板２１２と、第１の光学系２１３と、を有する。

第１の固体発光素子２１１は、Ｒ光を発光するＬＥＤ（Light Emitting Diode）チップを用いて構成され、第１の回路基板２１２上に実装される。第１の固体発光素子２１１は、矩形の面状発光領域２１１ａを有し、この面状発光領域２１１ａから正面（図３中、下側の面）側に向けてＲ光を発光する。なお、実施の形態１では、第１の固体発光素子２１１が第１の発熱体として機能する。

第１の回路基板２１２は、裏面（第１の固体発光素子２１１の実装面と反対側の面）側に第１の絶縁部２１４を介して、筐体１００が載置された載置面に対して直交する冷却装置３００のフレーム部３１１の側面であって、後述する第１の熱拡散部３１３の第１のヒートスプレッダ３１３ａ上に配置される。

第１の光学系２１３は、第１の固体発光素子２１１が発光したＲ光を集光してコリメートすることによって合波部２６０へ出射する。第１の光学系２１３は、第１の固体発光素子２１１が発光したＲ光の光軸Ｌ１上に配置される。第１の光学系２１３は、複数のレンズ２１３ａと、複数のレンズ２１３ａを保持する第１のレンズ枠２１３ｂと、を有する。

第２の光源部２２０は、第１の波長帯域の光である緑色の波長帯域（波長帯域５００ｎｍ～６００ｎｍ）の光（以下、「Ｇ光」という）を出射する。第２の光源部２２０は、第２の固体発光素子２２１と、第２の回路基板２２２と、第２の光学系２２３と、を有する。

第２の固体発光素子２２１は、Ｇ光を発光するＬＥＤチップを用いて構成され、第２の回路基板２２２上に実装される。第２の固体発光素子２２１は、矩形の面状発光領域２２１ａを有し、この面状発光領域２２１ａから正面側に向けてＧ光を発光する。なお、実施の形態１では、第２の固体発光素子２２１が第２の発熱体として機能する。

第２の回路基板２２２は、裏面（第２の固体発光素子２２１の実装面と反対側の面）側に第２の絶縁部２２４を介して、筐体１００が載置された載置面に対して直交する冷却装置３００のフレーム部３１１の側面であって、後述する第２の熱拡散部３１４の第２のヒートスプレッダ３１４ａ上に配置される。

第２の光学系２２３は、第２の固体発光素子２２１が発光したＧ光を集光してコリメートすることによって合波部２６０へ出射する。第２の光学系２２３は、第２の固体発光素子２２１が発光したＧ光の光軸Ｌ２上に配置される。第２の光学系２２３は、複数のレンズ２２２ａと、複数のレンズ２２２ａを保持する第２のレンズ枠２２２ｂと、を有する。

第３の光源部２３０は、青色の波長帯域（波長帯域４００ｎｍ～５００ｎｍ）の光（以下、「Ｂ光」という）を出射する。第３の光源部２３０は、第３の固体発光素子２３１と、第３の回路基板２３２と、第３の光学系２３３と、を有する。

第３の固体発光素子２３１は、Ｂ光を発光するＬＥＤチップを用いて構成され、第３の回路基板２３２上に実装される。第３の固体発光素子２３１は、矩形の面状発光領域２３１ａを有し、この面状発光領域２３１ａから正面側に向けてＢ光を発光する。

第３の回路基板２３２は、裏面（第３の固体発光素子２３１の実装面と反対側の面）側に第３の絶縁部２３４を介して、筐体１００が載置された載置面に対して直交する冷却装置３００のフレーム部３１１の側面であって、後述する第３の熱拡散部３１５の第３のヒートスプレッダ３１５ａ上に配置される。

第３の光学系２３３は、第３の固体発光素子２３１が発光したＢ光を集光して合波部２６０へ出射する。第３の光学系２３３は、第３の固体発光素子２３１が発光するＢ光の光軸Ｌ３上に配置される。第３の光学系２３３は、複数のレンズ２３２ａと、複数のレンズ２３２ａを保持する第３のレンズ枠２３２ｂと、を有する。

第４の光源部２４０は、紫の波長帯域（波長帯域３８０ｎｍ～４５０ｎｍ）の光（以下、「Ｖ光」という）を出射する。第４の光源部２４０は、第４の固体発光素子２４１と、第４の回路基板２４２と、第４の光学系２４３と、を有する。

第４の固体発光素子２４１は、Ｖ光を発光するＬＥＤチップを用いて構成され、第４の回路基板２４２上に実装される。第４の固体発光素子２４１は、矩形の面状発光領域２４１ａを有し、この面状発光領域２４１ａから正面（図３中、右側の面）側に向けてＶ光を発光する。

第４の回路基板２４２は、裏面（第４の固体発光素子２４１の実装面と反対側の面）側に絶縁部（図示略）を介して、後述する第３の冷却部３３０の第５の熱拡散部３３２の第５のヒートスプレッダ３３２ａ上に配置される。

第４の光学系２４３は、第４の固体発光素子２４１が発光したＶ光を集光してコリメートすることによって合波部２６０へ出射する。第４の光学系２４３は、第４の固体発光素子２４１が発光したＶ光の光軸Ｌ４上に配置される。第４の光学系２４３は、複数のレンズ２４２ａと、複数のレンズ２４２ａを保持する第４のレンズ枠２４２ｂと、を有する。

第５の光源部２５０は、白色の波長帯域の光（以下、「Ｗ光」という）を出射する。第５の光源部２５０は、第５の出射部２５１と、第５の光学系２５２と、を有する。

第５の出射部２５１は、Ｗ光を出射するＬＤ（laser Diode）、ファイバおよびレンズ等を用いて構成され、正面側に向けてＷ光を出射する。

第５の光学系２５２は、第５の出射部２５１が出射したＷ光を集光して合波部２６０へ出射する。第５の光学系２５２は、第５の出射部２５１が出射したＷ光の光軸Ｌ５上に配置される。第５の光学系２５２は、複数のレンズを用いて構成される。

合波部２６０は、第１の光源部２１０、第２の光源部２２０、第３の光源部２３０、第４の光源部２４０および第５の光源部２５０が出射した光を合波して集光部２７０へ出射する。合波部２６０は、第１のダイクロイックミラー２６１と、第２のダイクロイックミラー２６２と、第３のダイクロイックミラー２６３と、第４のダイクロイックミラー２６４と、を有する。なお、実施の形態１では、第１の光学系２１３、第２の光学系２２３、第３の光学系２３３、第４の光学系２４３、第５の光学系２５２、合波部２６０および集光部２７０がＲ光、Ｇ光、Ｂ光、Ｖ光およびＷ光を合波することによって光出射部２８０へ導光する光学部材群として機能する。また、第１のダイクロイックミラー２６１、第２のダイクロイックミラー２６２、第３のダイクロイックミラー２６３および第４のダイクロイックミラー２６４の各々の反射面は、集光部２７０の光軸Ｌ６に対して略４５度傾けてエンクロージャー２０１内に配置される。

第１のダイクロイックミラー２６１は、第３の光源部２３０が出射したＢ光を第２のダイクロイックミラー２６２に向けて反射し、かつ、第４の光源部２４０が出射したＶ光を第２のダイクロイックミラー２６２へ透過する。

第２のダイクロイックミラー２６２は、第２の光源部２２０が出射したＧ光を第３のダイクロイックミラー２６３に向けて反射し、かつ、第１のダイクロイックミラー２６１からの光を第３のダイクロイックミラー２６３へ透過する。

第３のダイクロイックミラー２６３は、第１の光源部２１０が出射したＲ光を第４のダイクロイックミラー２６４に向けて反射し、かつ、第２のダイクロイックミラー２６２からの光を第４のダイクロイックミラーへ透過する。

第４のダイクロイックミラー２６４は、第５の光源部２５０が出射したＷ光を集光部２７０へ向けて反射し、かつ、第３のダイクロイックミラー２６３からの光を集光部２７０へ透過する。

集光部２７０は、合波部２６０からの光を合波して光出射部２８０に集光する。集光部２７０は、複数のレンズ２７１と、複数のレンズ２７１を保持するレンズ保持枠２７２と、を有する。

光出射部２８０は、ライトガイド４と光学的に接続可能であり、集光部２７０によって集光された光をライトガイド４に向けて出射する。

〔冷却装置の構成〕
次に、冷却装置３００の構成について説明する。
冷却装置３００は、照明光出射部２００の駆動時に発生した熱を冷却する装置である。冷却装置３００は、第１の冷却部３１０と、第２の冷却部３２０と、第３の冷却部３３０と、第１の冷却ファン３４０と、第２の冷却ファン３５０と、を備える。冷却装置３００は、筐体１００の吸気口１０１から排気口１０２に向けて、第２の冷却部３２０、第１の冷却部３１０、第３の冷却部３３０、第１の冷却ファン３４０および第２の冷却ファン３５０の順で筐体１００内に配置される。

まず、第１の冷却部３１０の構成について説明する。
図６は、第１の冷却部３１０の概略構成を示す斜視図である。図７は、第１の冷却部３１０の上面を拡大した拡大図である。

図５～図７に示すように、第１の冷却部３１０は、第１の光源部２１０、第２の光源部２２０および第３の光源部２３０の各々の駆動時に発生した熱を個別に冷却する。第１の冷却部３１０は、フレーム部３１１と、第１の放熱部３１２と、第１の熱拡散部３１３と、第２の熱拡散部３１４と、第３の熱拡散部３１５と、を有する。

フレーム部３１１は、吸気口１０１から排気口１０２に至る流路上に設けられ、内部に第１の放熱部３１２を収容する。フレーム部３１１は、矩形状をなし、後述する単一の第１の放熱部３１２における複数のフィン３１２ａを収容する。フレーム部３１１は、複数のフィン３１２ａの配置を規制する。具体的には、フレーム部３１１は、筐体１００が載置される載置面に平行となるように複数のフィン３１２ａを配置する。この複数のフィン３１２ａは、所定の隙間を空けた状態で配置される。

第１の放熱部３１２は、吸気口１０１から排気口１０２に至る流路上に設けられる。第１の放熱部３１２は、ヒートシンクを用いて構成される。具体的には、第１の放熱部３１２は、複数のフィン３１２ａを有する。複数のフィン３１２ａの各々は、高熱伝導性を有する材料で構成された略平板をなす。複数のフィン３１２ａは、フレーム部３１１が載置される載置面に対して直交する方向に、互いに所定の隙間を空けた状態で積層される。また、第１の放熱部３１２は、吸気口３１１ａと対向する奥行方向の側面に第１の熱拡散部３１３、第２の熱拡散部３１４および第３の熱拡散部３１５が配置されることによって複数のフィン３１２ａの隙間を流れる空気Ｒ１の流路における一部が形成される。

第１の熱拡散部３１３は、一端が第１の固体発光素子２１１に熱伝達可能に接続され、他端が第１の放熱部３１２の複数のフィン３１２ａを貫通して複数のフィン３１２ａの各々に熱伝達可能に接続される。第１の熱拡散部３１３は、複数のフィン３１２ａの間を通過する気体の流路の一部を形成する位置に配置される。第１の熱拡散部３１３は、第１のヒートスプレッダ３１３ａと、第１の複数のヒートパイプ３１３ｂと、を有する。

第１のヒートスプレッダ３１３ａは、平板状をなし、フレーム部３１１の側面であって、フレーム部３１１の吸気口３１１ａと対向する奥行方向の側面に配置される。第１のヒートスプレッダ３１３ａは、第１の固体発光素子２１１が実装された第１の回路基板２１２の裏面に第１の絶縁部２１４を介して熱伝達可能に接続される。

第１の複数のヒートパイプ３１３ｂは、一端が第１のヒートスプレッダ３１３ａに熱伝達可能に接続され、他端が第１の放熱部３１２の複数のフィン３１２ａを貫通して複数のフィン３１２ａの各々に熱伝達可能に接続される。さらに、第１の複数のヒートパイプ３１３ｂの少なくとも１つは、吸気口１０１の近傍に配置されるよう複数のフィン３１２ａを貫通して熱伝達可能に接続される。

第２の熱拡散部３１４は、一端が第２の固体発光素子２２１に熱伝達可能に接続され、他端が第１の放熱部３１２の複数のフィン３１２ａを貫通して複数のフィン３１２ａの各々に熱伝達可能に接続される。第２の熱拡散部３１４は、複数のフィン３１２ａの間を通過する気体の流路の一部を形成する位置に配置される。第２の熱拡散部３１４は、第２のヒートスプレッダ３１４ａと、第２の複数のヒートパイプ３１４ｂと、を有する。

第２のヒートスプレッダ３１４ａは、平板状をなし、フレーム部３１１の側面であって、フレーム部３１１の吸気口３１１ａと対向する奥行方向の側面に配置される。第２のヒートスプレッダ３１４ａは、第２の固体発光素子２２１が実装された第２の回路基板２２２の裏面に第２の絶縁部２２４を介して熱伝達可能に接続される。

第２の複数のヒートパイプ３１４ｂは、一端が第２のヒートスプレッダ３１４ａに熱伝達可能に接続され、他端が第１の放熱部３１２の複数のフィン３１２ａを貫通して複数のフィン３１２ａの各々に熱伝達可能に接続される。さらに、第２の複数のヒートパイプ３１４ｂは、吸気口１０１の近傍に配置されるよう複数のフィン３１２ａを貫通して熱伝達可能に接続される。

第３の熱拡散部３１５は、一端が第３の固体発光素子２３１に熱伝達可能に接続され、他端が第１の放熱部３１２の複数のフィン３１２ａを貫通して複数のフィン３１２ａの各々に熱伝達可能に接続される。第３の熱拡散部３１５は、複数のフィン３１２ａの間を通過する気体の流路の一部を形成する位置に配置される。第３の熱拡散部３１５は、第３のヒートスプレッダ３１５ａと、第３の複数のヒートパイプ３１５ｂと、を有する。

第３のヒートスプレッダ３１５ａ、平板状をなし、フレーム部３１１の側面であって、フレーム部３１１の吸気口３１１ａと対向する奥行方向の側面に配置される。第３のヒートスプレッダ３１５ａは、第３の固体発光素子２３１が実装された第３の回路基板２３２の裏面に第３の絶縁部２３４を介して熱伝達可能に接続される。

第３の複数のヒートパイプ３１５ｂは、一端が第３のヒートスプレッダ３１５ａに熱伝達可能に接続され、他端が第１の放熱部３１２の複数のフィン３１２ａを貫通して複数のフィン３１２ａの各々に熱伝達可能に接続される。さらに、第３の複数のヒートパイプ３１５ｂは、排気口１０２の近傍に配置されるよう複数のフィン３１２ａを貫通して熱伝達可能に接続される。

このように構成された第１の冷却部３１０において、第１の光源部２１０、第２の光源部２２０および第３の光源部２３０の各々で発生した熱は、第１のヒートスプレッダ３１３ａ、第２のヒートスプレッダ３１４ａおよび第３のヒートスプレッダ３１５ａに発散する。第１のヒートスプレッダ３１３ａ、第２のヒートスプレッダ３１４ａおよび第３のヒートスプレッダ３１５ａの各々に発散した熱は、第１の複数のヒートパイプ３１３ｂ、第２の複数のヒートパイプ３１４ｂおよび第３の複数のヒートパイプ３１５ｂの一端から他端に伝熱され、第１の放熱部３１２の複数のフィン３１２ａに伝熱される。そして、複数のフィン３１２ａと空気との熱交換によって、複数のフィン３１２ａから熱が放熱される。これにより、第１の冷却部３１０によれば、単一の第１の放熱部３１２のみで、第１の光源部２１０、第２の光源部２２０および第３の光源部２３０の各々を個別に冷却することができるので、冷却装置３００の小型化を図ることができる。さらに、第１のヒートスプレッダ３１３ａ、第２のヒートスプレッダ３１４ａおよび第３のヒートスプレッダ３１５ａの各々は、第１の絶縁部２１４、第２の絶縁部２２４および第３の絶縁部２３４の各々を介して第１の固体発光素子２１１、第２の固体発光素子２２１および第３の固体発光素子２３１に個別に接続されているので、同電位になることを防止することができる。

次に、第２の冷却部３２０について説明する。
第２の冷却部３２０は、第５の光源部２５０の駆動時に発生した熱を冷却する。第２の冷却部３２０は、筐体１００の吸気口１０１の近傍に配置される。第２の冷却部３２０は、第２の放熱部３２１と、第４の熱拡散部３２２と、を有する。

第２の放熱部３２１は、複数のフィン３２１ａを有する。複数のフィン３２１ａの各々は、高熱伝導性を有する材料で構成された略平板をなす。複数のフィン３２１ａは、筐体１００が載置される載置面に対して直交して配置され、かつ、互いに所定の隙間を空けた状態で配置される。

第４の熱拡散部３２２は、一端が第５の光源部２５０に熱伝達可能に接続され、他端が第２の放熱部３２１の複数のフィン３２１ａを貫通して複数のフィン３２１ａの各々に熱伝達可能に接続される。第４の熱拡散部３２２は、ヒートパイプ等を用いて構成される。

これにより、第５の光源部２５０に発生した熱は、ヒートスプレッダ（図示略）に発散する。また、このヒートスプレッダに発散した熱は、第４の熱拡散部３２２の一端から他端に伝熱され、第２の放熱部３２１の複数のフィン３２１ａに伝熱される。そして、複数のフィン３２１ａと空気との熱交換によって、複数のフィン３２１ａから熱が放熱される。

次に、第３の冷却部３３０について説明する。
第３の冷却部３３０は、第４の光源部２４０の駆動時に発生した熱を冷却する。第３の冷却部３３０は、第１の冷却部３１０と、第１の冷却ファン３４０および第２の冷却ファン３５０との間に配置される。第３の冷却部３３０は、第３の放熱部３３１と、第５の熱拡散部３３２と、を有する。

第３の放熱部３３１は、複数のフィン３３１ａを有する。複数のフィン３３１ａの各々は、高熱伝導性を有する材料で構成された略平板をなす。複数のフィン３３１ａは、筐体１００が載置される載置面に対して直交して配置され、かつ、互いに所定の隙間を空けた状態で配置される。

第５の熱拡散部３３２は、一端が第４の光源部２４０に熱伝達可能に接続され、他端が第３の放熱部３３１の複数のフィン３３１ａを貫通して複数のフィン３３１ａの各々に熱伝達可能に接続される。第５の熱拡散部３３２は、第５のヒートスプレッダ３３２ａと、第５のヒートパイプ３３２ｂと、を有する。

第５のヒートスプレッダ３３２ａは、平板状をなす。第５のヒートスプレッダ３３２ａは、第４の固体発光素子２４１が実装された第４の回路基板２４２の裏面に絶縁部（図示略）を介して熱伝達可能に接続される。

第５のヒートパイプ３３２ｂは、一端が第５のヒートスプレッダ３３２ａに熱伝達可能に接続され、他端が第３の放熱部３３１の複数のフィン３３１ａを貫通して複数のフィン３３１ａの各々に熱伝達可能に接続される。

これにより、第４の光源部２４０に発生した熱は、第４の回路基板２４２を介して第５のヒートスプレッダ３３２ａに発散する。また、第５のヒートスプレッダ３３２ａに発散した熱は、第５のヒートパイプ３３２ｂの一端から他端に伝熱され、第３の放熱部３３１の複数のフィン３３１ａに伝熱される。そして、複数のフィン３３１ａと空気との熱交換によって、複数のフィン３３１ａから熱が放熱される。

第１の冷却ファン３４０および第２の冷却ファン３５０は、制御装置９の制御のもと、所定の回転数で駆動することによって筐体１００の吸気口１０１から排気口１０２に向けて、冷却媒体（空気）を所定の流量で換気する。第１の冷却ファン３４０および第２の冷却ファン３５０の配置は、適宜変更することができ、例えば、吸気口１０１の近傍に第１の冷却ファン３４０および第２の冷却ファン３５０のどちらか一方を配置してもよい。さらに、実施の形態１では、第１の冷却ファン３４０および第２の冷却ファン３５０に加えて、他の冷却ファンを追加してもよい。

以上説明した実施の形態１によれば、単一の第１の放熱部３１２に第１の熱拡散部３１３および第２の熱拡散部３１４が熱伝達可能に接続され、かつ、第１の熱拡散部３１３および第２の熱拡散部３１４の各々が流路の一部を形成する位置に配置したので、装置の小型化を図ることができる。

また、実施の形態１によれば、第１の熱拡散部３１３および第２の熱拡散部３１４が第１の放熱部３１２における複数のフィン３１２ａを収容したフレーム部３１１に接続されるので、装置の小型化を図ることができる。

また、実施の形態１によれば、第１の熱拡散部３１３および第２の熱拡散部３１４をフレーム部３１１上において互いに離間して配置したので、互いの熱が伝達することを防止することができるうえ、同電位となることを防止することができる。

また、実施の形態１によれば、第１の熱拡散部３１３および第２の熱拡散部３１４をフレーム部３１１の吸気口３１１ａに対向する位置に配置したので、熱を効率的に冷却することができる。

また、実施の形態１によれば、第２のヒートスプレッダ３１４ａを筐体１００が載置された載置面に対して直交するフレーム部３１１の側面であって、第１のヒートスプレッダ３１３ａが配置された同一の側面に配置することによって、空気が流れる流路の一部として形成したので、熱を効率的に冷却することができる。

また、実施の形態１によれば、エンクロージャー２０１を筐体１００内において光学部材群を囲んで配置し、かつ、第１の熱拡散部３１３と第２の熱拡散部３１４とによって略密閉するように形成したので、光学部材群にゴミ等が浸入することを防止することができる。

また、実施の形態１によれば、第１の固体発光素子２１１および第２の固体発光素子２２１の各々にレンズ２１３ａを保持する第１のレンズ枠２１３ｂおよびレンズ２２３ａを保持する第２のレンズ枠２２３ｂを設けたので、光軸を簡易に調整することができる。

また、実施の形態１によれば、観察モードに応じて単独点灯する第２の固体発光素子２２１を第１の放熱部３１２の側面の中央に配置したので、第２の固体発光素子２２１が発光する場合に、第２のヒートスプレッダ３１４ａの熱を第１の放熱部３１２に効率よく伝達させることができるので、冷却効率を向上させることができる。

また、実施の形態１では、第１のヒートスプレッダ３１３ａ、第２のヒートスプレッダ３１４ａおよび第３のヒートスプレッダ３１５ａの面積を同一としていたが、例えば各固体発光素子の発熱量に応じて表面積比率を変更してもよい。例えば、各固体発光素子の発熱量が、Ｇ光を発光するＬＥＤチップ（第２の固体発光素子２２１）＞Ｒ光を発光するＬＥＤチップ（第１の固体発光素子２１１）＞Ｂ光を発光するＬＥＤチップ（第３の固体発光素子２３１）となる場合、各ヒートスプレッダ（第１のヒートスプレッダ３１３ａ、第２のヒートスプレッダ３１４ａ、第３のヒートスプレッダ３１５ａ）の表面積をＧ光＞Ｒ光＞Ｂ光となるように変更してもよい（第２のヒートスプレッダ３１４ａの表面積＞第１のヒートスプレッダ３１３ａの表面積＞第３のヒートスプレッダ３１５ａの表面積）。これにより、各固体発光素子に応じた冷却を行うことができる。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、硬性鏡を用いた硬性内視鏡システムに適用した場合について説明したが、実施の形態２では、軟性の内視鏡を用いた軟性内視鏡システムに適用した場合について説明する。なお、上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１と同一の構成には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

〔内視鏡システムの概略構成〕
図８は、実施の形態２に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。図２に示す内視鏡システム４００は、被検体内に挿入部を挿入することによって観察部位の体内画像を撮像して撮像信号を生成する内視鏡４０１と、上述した光源装置３と同様の構成を有し、白色光等を供給する光源装置４１０と、内視鏡４０１が取得した撮像信号に所定の画像処理を施すとともに、内視鏡システム４００全体の動作を統括的に制御する制御装置４２０と、制御装置４２０が画像処理を施した体内画像を表示する表示装置４３０と、を備える。

光源装置４１０は、少なくとも、上述した実施の形態１と同一の構成を有する。

以上説明した実施の形態２によれば、軟性の内視鏡システム４００であっても、上述した実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。上述した実施の形態１，２では、内視鏡システムであったが、実施の形態３では、手術用顕微鏡システムに適用した場合について説明する。なお、上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１と同一の構成には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

〔手術用顕微鏡システムの構成〕
図９は、実施の形態３に係る手術用顕微鏡システムの概略構成を示す図である。図９に示す手術用顕微鏡システム５００は、被写体を観察するための画像を撮像することによって取得する医療用撮像装置である顕微鏡装置５１０と、顕微鏡装置５１０が撮像した画像を表示する表示装置５１１と、を備える。なお、表示装置５１１と顕微鏡装置５１０とを一体に構成することも可能である。

顕微鏡装置５１０は、被写体の微小部位を拡大して撮像する顕微鏡部５１２と、顕微鏡部５１２の基端部に接続し、顕微鏡部５１２を回動可能に支持するアームを含む支持部５１３と、支持部５１３の基端部を回動可能に保持し、床面上を移動可能なベース部５１４と、を有する。ベース部５１４は、手術用顕微鏡システム５００の動作を制御する制御装置５１５と、顕微鏡装置５１０から被写体に照射する白色光等を生成する光源装置５１６と、を有する。なお、光源装置５１６は、少なくとも、上述した実施の形態１と一つと同一の構成を有する。また、ベース部５１４は、床面上に移動可能に設けるのではなく、天井や壁面等に固定して支持部５１３を支持する構成としてもよい。

顕微鏡部５１２は、例えば、円柱状をなして、その内部にレンズユニットおよび撮像部を有する。顕微鏡部５１２の側面には、顕微鏡装置５１０の動作指示の入力を受け付けるスイッチが設けられている。顕微鏡部５１２の下端部の開口面には、内部を保護するカバーガラスが設けられている（図示せず）。

このように構成された手術用顕微鏡システム５００は、術者等のユーザが顕微鏡部５１２を把持した状態で各種スイッチを操作しながら、顕微鏡部５１２を移動させたり、ズーム操作を行ったり、照明光を切り替えたりする。なお、顕微鏡部５１２の形状は、ユーザが把持して視野方向を変更しやすいように、観察方向に細長く延びる形状であれば好ましい。このため、顕微鏡部５１２の形状は、円柱状以外の形状であってもよく、例えば多角柱状であってもよい。

以上説明した実施の形態３によれば、手術用顕微鏡システム５００においても、上述した実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

（その他の実施の形態）
上述した本開示の実施の形態１～３に係る医療用観察システムに開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成することができる。例えば、上述した本開示の実施の形態１～３に係る医療用観察システムに記載した全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、上述した本開示の実施の形態１～３に係る医療用観察システムで説明した構成要素を適宜組み合わせてもよい。

また、本開示の実施の形態１～３に係る医療用観察システムでは、上述してきた「部」は、「手段」や「回路」などに読み替えることができる。例えば、制御部は、制御手段や制御回路に読み替えることができる。

以上、本願の実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、本発明の開示の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。

１，４００ 内視鏡システム
２ 挿入部
３，４１０，５１６ 光源装置
４ ライトガイド
５ カメラヘッド
６ 第１の伝送ケーブル
７ 表示装置
８ 第２の伝送ケーブル
９ 制御装置
１０ 第３の伝送ケーブル
２１ 接眼部
５１ 操作リング部
５２ 入力部
６１ 第１のコネクタ部
６２ 第２のコネクタ部
１００ 筐体
１０１，３１１ａ 吸気口
１０２ 排気口
２００ 照明光出射部
２０１ エンクロージャー
２１０ 第１の光源部
２１１ 第１の固体発光素子
２１２ 第１の回路基板
２１３ 第１の光学系
２１３ａ，２２２ａ レンズ
２１３ｂ 第１のレンズ枠
２１４ 第１の絶縁部
２２０ 第２の光源部
２２１ 第２の固体発光素子
２２２ 第２の回路基板
２２２ｂ 第２のレンズ枠
２２３ 第２の光学系
２２４ 第２の絶縁部
２３５ 第１の絶縁部
２６０ 合波部
２７０ 集光部
２８０ 光出射部
３００ 冷却装置
３１０ 第１の冷却部
３１１ フレーム部
３１２ 第１の放熱部
３１２ａ フィン
３１３ 第１の熱拡散部
３１３ａ 第１のヒートスプレッダ
３１３ｂ ヒートパイプ
３１４ 第２の熱拡散部
３１４ａ 第２のヒートスプレッダ
３１４ｂ ヒートパイプ
５００ 手術用顕微鏡システム
Ｌ１～Ｌ６ 光軸
Ｒ１ 空気

Claims (12)

1. 冷却装置と、
   第１の発熱体と、
   第２の発熱体と、
   を備え、
   前記冷却装置は、
   吸気口と排気口とを有する筐体と、
   前記吸気口から前記排気口に至る気体の流路中に複数のフィンを配置した単一の放熱部と、
   前記筐体内に配置された第１の熱拡散部であって、駆動することによって発熱する第１の発熱体と前記単一の放熱部とに熱伝達可能に接続され、かつ、前記複数のフィンの隙間を通過する前記気体の流路の一部を形成する位置に配置される第１の熱拡散部と、
   前記筐体内に配置された第２の熱拡散部であって、駆動することによって発熱する第２の発熱体と前記単一の放熱部とに熱伝達可能に接続され、かつ、前記複数のフィンの隙間を通過する前記気体の流路の一部を形成する位置に配置される第２の熱拡散部と、
   を備え、
   前記第１の発熱体は、
   第１の固体発光素子であり、前記第１の熱拡散部に熱伝達可能に接続され、
   前記第２の発熱体は、
   第２の固体発光素子であり、前記第２の熱拡散部に熱伝達可能に接続され、
   前記筐体は、
   内視鏡に光を供給する光出射部と、
   第１の波長帯域の光と第２の波長帯域の光とを集光してコリメートし、かつ、合波することによって前記光出射部へ導光する光学部材群と、
   前記筐体内において前記光学部材群を囲んで配置し、かつ、前記第１の熱拡散部と前記第２の熱拡散部とによって略密閉するように形成されるエンクロージャーと、
   を有する、
   光源装置。
2. 請求項１に記載の光源装置であって、
   前記第１の固体発光素子は、
   第１の波長帯域の光を発光し、
   前記第２の固体発光素子は、
   第２の波長帯域の光を発光する、
   光源装置。
3. 請求項１に記載の光源装置であって、
   前記第１の熱拡散部は、
   第１のヒートスプレッダを有し、
   前記第２の熱拡散部は、
   第２のヒートスプレッダを有し、
   前記第１の発熱体は、
   前記第１のヒートスプレッダ上に配置され、
   前記第２の発熱体は、
   前記第２のヒートスプレッダ上に配置される、
   光源装置。
4. 冷却装置と、
   第１の発熱体と、
   第２の発熱体と、
   を備え、
   前記冷却装置は、
   吸気口と排気口とを有する筐体と、
   前記吸気口から前記排気口に至る気体の流路中に複数のフィンを配置した単一の放熱部と、
   前記筐体内に配置された第１の熱拡散部であって、駆動することによって発熱する第１の発熱体と前記単一の放熱部とに熱伝達可能に接続され、かつ、前記複数のフィンの隙間を通過する前記気体の流路の一部を形成する位置に配置される第１の熱拡散部と、
   前記筐体内に配置された第２の熱拡散部であって、駆動することによって発熱する第２の発熱体と前記単一の放熱部とに熱伝達可能に接続され、かつ、前記複数のフィンの隙間を通過する前記気体の流路の一部を形成する位置に配置される第２の熱拡散部と、
   を備え、
   前記第１の発熱体は、
   第１の固体発光素子であり、前記第１の熱拡散部に熱伝達可能に接続され、
   前記第２の発熱体は、
   第２の固体発光素子であり、前記第２の熱拡散部に熱伝達可能に接続され、
   前記筐体は、
   内視鏡に光を供給する光出射部を有し、
   前記第１の固体発光素子は、
   第１の波長帯域の光を発光し、かつ、前記第１のヒートスプレッダ上に配置され、
   前記第２の固体発光素子は、
   第２の波長帯域の光を発光し、かつ、前記第２のヒートスプレッダ上に配置され、
   前記筐体は、
   前記第１の波長帯域の光と前記第２の波長帯域の光とを集光してコリメートし、かつ、合波することによって前記光出射部へ導光する光学部材群と、
   前記筐体内において前記光学部材群を囲んで配置し、かつ、前記第１の熱拡散部と前記第２の熱拡散部とによって略密閉するように形成されるエンクロージャーと、
   をさらに有する、
   光源装置。
5. 請求項４に記載の光源装置であって、
   前記光学部材群は、
   前記第１の固体発光素子が発光する前記第１の波長帯域の光の光軸上に配置され、前記第１の波長帯域の光を集光してコリメートする第１の光学系と、
   前記第１の光学系を保持し、かつ、前記第１の熱拡散部に接続される第１のレンズ枠と、
   前記第２の固体発光素子が発光する前記第２の波長帯域の光の光軸上に配置され、前記第２の波長帯域の光を集光してコリメートする第２の光学系と、
   前記第２の光学系を保持し、かつ、前記第２の熱拡散部に接続される第２のレンズ枠と、
   を有する、
   光源装置。
6. 請求項５に記載の光源装置であって、
   前記第２の発熱体は、
   前記第１の発熱体よりも発熱量が多く、
   前記第２の熱拡散部は、
   前記第１の熱拡散部よりも表面積が大きい、
   光源装置。
7. 請求項１に記載の光源装置であって、
   前記単一の放熱部における前記複数のフィンを収容し、前記複数のフィンの配置を規制する矩形状のフレーム部をさらに備え、
   前記第１の熱拡散部と前記第２の熱拡散部は、
   前記フレーム部に接続される、
   光源装置。
8. 請求項７に記載の光源装置であって、
   前記第１の熱拡散部および前記第２の熱拡散部は、
   前記フレーム部上において互いに離間して配置される、
   光源装置。
9. 請求項８に記載の光源装置であって、
   前記第１の熱拡散部および前記第２の熱拡散部は、
   前記吸気口に対向する位置に配置される、
   光源装置。
10. 請求項９に記載の光源装置であって、
    前記第１の熱拡散部は、
    平板状をなし、前記筐体が載置された載置面に対して直交する前記フレーム部の側面に配置された第１のヒートスプレッダを有し、
    前記第２の熱拡散部は、
    平板状をなし、前記筐体が載置された載置面に対して直交する前記フレーム部の側面であって、前記第１のヒートスプレッダが配置された同一の側面に配置された第２のヒートスプレッダを有する、
    光源装置。
11. 請求項１０に記載の光源装置であって、
    前記第１の熱拡散部は、
    一端が前記第１のヒートスプレッダと熱伝達可能に接続され、他端が前記複数のフィンに熱伝達可能に接続される第１の複数のヒートパイプをさらに有し、
    前記第２の熱拡散部は、
    一端が前記第２のヒートスプレッダと熱伝達可能に接続され、他端が前記複数のフィンに熱伝達可能に接続される第２の複数のヒートパイプをさらに有し、
    前記第１の複数のヒートパイプおよび前記第２の複数のヒートパイプの各々の少なくとも１つが前記吸気口側に配置される、
    光源装置。
12. 請求項１～１１のいずれか一つに記載の光源装置と、
    前記光源装置から供給された光を被写体に向けて照射し、該被写体で反射した光を受光することによって画像信号を生成する内視鏡と、
    を備える、
    医療用観察システム。

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