JPWO2015064470A1 - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

光源装置は、互いに異なる波長帯域の光を出射する複数の固体発光素子と、前記複数の固体発光素子に対応して設けられて、前記各固体発光素子を冷却する複数の冷却手段と、前記複数の固体発光素子の光量比に関連する情報が与えられて前記固体発光素子を個別に発光制御する発光素子制御部と、前記光量比に対応した冷却比率に基づいて前記複数の冷却手段の冷却能力を制御して前記各固体発光素子を個別又はグループ毎に冷却制御する冷却制御部とを具備する。

Description

本発明は、内視鏡に好適な光源装置及び内視鏡装置に関する。

従来より、体腔内等へ細長の内視鏡を挿入して被検部位の観察や各種処置を行うようにした内視鏡装置が広く用いられている。このような内視鏡装置においては、腔内の撮影を行うために光源装置が採用される。近年、発光部としてＬＥＤやレーザ光源等の固体発光素子を採用した光源装置が用いられることがある。このような光源装置は、駆動パルスのデューティ比を変化させるＰＷＭ制御やＬＥＤ電流を変化させる電流制御によって、ＬＥＤを調光制御することができる。

また、ＬＥＤやレーザ光源等の固体発光素子として複数色の固体発光素子を用いることで、光源装置において任意の色バランスの照明光を出射可能である。例えば、日本国特開２０１１−３６３６１号公報においては、青色及び紫色レーザ光源を用いて、照明光の色バランスを変更可能にした装置が開示されている。ＬＥＤによる光源装置の場合も同様に、例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色のＬＥＤを採用することで、任意の色バランスの照明光を照射することが可能である。

なお、内視鏡用の光源装置は、大光量で照明光を出射する必要がある。このため、各固体発光素子の発光量は大きく、発熱量も大きくなる。ところが、固体発光素子は温度が上昇すると発光効率が低下するという温度特性を有する。このため、固体発光素子を用いた光源装置においては、固体発光素子を冷却する冷却装置を採用する必要がある。例えば、冷却装置には、ファン、ヒートシンク、ヒートパイプ、ペルチェ素子等の冷却部材が用いられる。電力を必要とする冷却部材については、例えば固体発光素子の最大の発熱量に応じた十分な電力を冷却部材に供給することで、各固体発光素子を十分に冷却して発光効率が低下することを防止するようになっている。

ところで、内視鏡に設けられた撮像素子は、分光感度特性が素子毎に異なる。また、光源装置から被写体に照射光を導光するために内視鏡に設けられた導光光学系は、分光透過特性が導光光学系毎に異なる。このため、１台の光源装置を複数種類の内視鏡に用いる場合には、各内視鏡の分光感度特性や分光透過特性に応じて、照明光の色バランスを調整する必要がある。つまり、内視鏡の分光感度特性や分光透過特性に応じて、光源装置の各色の固体発光素子からの出射光の発光量の比率である光量比を変化させる必要がある。また、例えば白色光を用いて観察を行う通常光観察モードや、白色光とは異なり所定の波長の光を被写体に照射することにより被写体の特定情報を得る特殊光観察モード等、異なる観察モードによっても、必要な照明光の色バランスは異なり、観察モード毎に、各色の固体発光素子の光量比を変化させる必要がある。

ところが、冷却部材には、固体発光素子の最大の発熱量に応じた十分な電力を供給するようになっており、比較的小さい発光量で発光する固体発光素子については、冷却部材により必要以上に冷却されることがある。このため、必要以上に電力が供給される冷却部材によって無駄な電力が消費されると共に、例えば冷却部材にファンを用いた場合、必要以上にファンを回転させることによって、騒音が大きくなってしまうことがあるという問題があった。

本発明は、各固体発光素子毎に適切な冷却を行うことで、消費電力及び騒音を低減することができる光源装置及び内視鏡装置を提供することを目的とする。

本発明に係る光源装置は、光源装置は、互いに異なる波長帯域の光を出射する複数の固体発光素子と、前記複数の固体発光素子に対応して設けられて、前記各固体発光素子を冷却する複数の冷却手段と、前記複数の固体発光素子の光量比に関連する情報が与えられて前記固体発光素子を個別に発光制御する発光素子制御部と、前記光量比に対応した冷却比率に基づいて前記複数の冷却手段の冷却能力を制御して前記各固体発光素子を個別又はグループ毎に冷却制御する冷却制御部とを具備する。

本発明に係る内視鏡装置は、内視鏡と、互いに異なる波長帯域の光を出射して前記内視鏡に照明光を供給する複数の固体発光素子と、前記複数の固体発光素子に対応して設けられて、前記各固体発光素子を冷却する複数の冷却手段と、前記複数の固体発光素子の光量比に関連する情報が与えられて前記固体発光素子を個別に発光制御する発光素子制御部と、前記光量比に対応した冷却比率に基づいて前記複数の冷却手段の冷却能力を制御して前記各固体発光素子を個別又はグループ毎に冷却制御する冷却制御部とを具備する。

本発明の第１の実施の形態に係る光源装置を示すブロック図。 横軸に波長をとり縦軸に発光量をとって、出射光として２つの内視鏡に適した白色光を得るために必要な各ＬＥＤの発光量を示すグラフ。 横軸に波長をとり縦軸に発光量をとって、出射光として２つの観察モードに適した照明光を得るために必要な各ＬＥＤの発光量を示すグラフ。 第１の実施の形態における冷却構造の一例を説明するための説明図。 吸気口近傍にパンチングメタルやスリット形状の部材（以下、流入制御部材という）を用いると共に、排気口近傍に１つのファンを設ける例を示す説明図。 第１の実施の形態の調光制御を説明するためのフローチャート。 ２つの異なる内視鏡を同一の観察モードに用いた場合、及び同一の内視鏡を異なる観察モードに用いた場合における、各ＬＥＤに対応するファン及びペルチェ素子に供給される電力を説明するための説明図。 冷却構造の他の例を説明するための説明図。 冷却構造の他の例を説明するための説明図。 本発明の第２の実施の形態に採用されるフローチャート。 横軸に周辺温度をとり縦軸にＬＥＤへの投入電力の上限値をとって、この場合における実際の周辺温度とＬＥＤ投入電力との関係を示すグラフ。 横軸に周辺温度をとり縦軸にＬＥＤへの投入電力の上限値をとって、この場合における実際の周辺温度とＬＥＤ投入電力との関係を示すグラフ。 横軸に周辺湿度をとり縦軸にＬＥＤへの投入電力の上限値をとって、所定の周辺温度環境におけるＬＥＤ投入電力を示すグラフ。 横軸に周辺湿度をとり縦軸にＬＥＤへの投入電力の上限値をとって、所定の周辺温度おいて周辺湿度とＬＥＤ投入電力との関係を示すグラフ。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る光源装置を示すブロック図である。本実施の形態は、光源装置を内視鏡、ビデオプロセッサ及びモニタを有する内視鏡装置に適用したものである。

内視鏡装置１は、内視鏡１０、ビデオプロセッサ２０、モニタ３０及び光源装置４０によって構成される。内視鏡１０は、先端側に、管腔内等に挿入可能な細長の挿入部１１を有しており、基端側は、コネクタ１２によって光源装置４０に着脱自在に接続されるようになっている。

また、内視鏡１０はケーブル１７及びコネクタ１８によってビデオプロセッサ２０に着脱自在に接続されるようになっている。このように、光源装置４０及びビデオプロセッサ２０には、異なる種別の内視鏡を装着することができるようになっている。

挿入部１１の先端には、管腔内等の被写体の映像を撮像するための撮像素子１３及び光源装置４０からの光を被写体に照射するためのレンズ１４が配設されている。レンズ１４によって、光源装置４０からライトガイド１５を介して伝送された照明光が被写体に照射される。撮像素子１３は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等によって構成されており、被写体からの戻り光が撮像素子１３の撮像面に入射され、入射した被写体光学像を光電変換し、蓄積した電荷に基づく撮像出力を順次出力する。

撮像素子１３は、ビデオプロセッサ２０から同期信号を含む駆動信号が供給されて動作し、撮像出力を信号線１６を介してビデオプロセッサ２０に供給する。

ビデオプロセッサ２０は、供給された撮像出力に対して所定の信号処理を施してモニタ３０に表示可能な映像信号を生成する。ビデオプロセッサ２０からの映像信号は、ケーブル２１を介してモニタ３０に供給される。こうして、モニタ３０の表示画面上において、撮像出力に基づく内視鏡画像が表示可能である。

また、ビデオプロセッサ２０は、撮像された画像の明るさが目標の明るさとなるように、光源装置４０を制御することができるようになっている。ビデオプロセッサ２０は、撮像画像から得られる明るさの情報と目標とする明るさとの比率の情報を明るさ制御情報として光源装置４０に出力するようになっている。明るさ制御情報はケーブル２２を介して光源装置４０の制御部４１に供給され、光源装置４０は明るさ制御情報に基づき照明光の光量を制御する。

なお、図１においては、ビデオプロセッサ２０と光源装置４０とを別体で構成する例を示しているが、一体化されていてもよい。また、光源装置４０において、撮像された画像から得られる明るさの情報と目標とする明るさとの比率の情報を明るさ制御情報として取得するようにしてもよい。

光源装置４０は、例えば、赤色光を発生するＬＥＤ（Ｒ−ＬＥＤ）４２、緑色光を発生するＬＥＤ（Ｇ−ＬＥＤ）４３、青色光を発生するＬＥＤ（Ｂ−ＬＥＤ）４４及び紫色光を発生するＬＥＤ（Ｖ−ＬＥＤ）４５等の、異なる色の光を出射する複数の固体発光素子を有している。なお、本実施の形態においては、４色の光を発生するＬＥＤを採用する例について説明するが、色の種類及び色数は本実施の形態に限定されるものではない。例えば、図１に別の色の光を発生するＬＥＤを追加してもよく、また固体発光素子はＬＥＤではなくレーザ光源であってもよい。また、本実施の形態においては、各色のＬＥＤを１つずつ有しているが、これに限らず、各色の固体発光素子を各々複数有していてもよい。

各ＬＥＤ４２〜４５の出射光の光軸上にはそれぞれレンズ４２ａ〜４５ａが配置されている。各レンズ４２ａ〜４５ａは、それぞれＬＥＤ４２〜４５の出射光を略平行光に変換して出射する。Ｖ−ＬＥＤ４５からの光を出射するレンズ４５ａの光軸上には、光路部を構成するダイクロイックフィルタ４７〜４９が配置されている。ダイクロイックフィルタ４７には、レンズ４４ａを介してＢ−ＬＥＤ４４からの光も入射される。また、ダイクロイックフィルタ４８には、レンズ４３ａを介してＧ−ＬＥＤ４３からの光も入射され、ダイクロイックフィルタ４９には、レンズ４２ａを介してＲ−ＬＥＤ４２からの光も入射される。

ダイクロイックフィルタ４７は、Ｂ−ＬＥＤ４４からの青色光を反射して、Ｖ−ＬＥＤ４５からの紫色光を透過させる。ダイクロイックフィルタ４８は、Ｇ−ＬＥＤ４３からの緑色光を反射して、ダイクロイックフィルタ４７からの紫色光および青色光の合成光を透過させる。ダイクロイックフィルタ４９は、Ｒ−ＬＥＤ４２からの赤色光を反射して、ダイクロイックフィルタ４８からの紫色光、青色光および緑色光の合成光を透過させる。

なお、各ダイクロイックフィルタは、所望の色の出射光を得るために、入射される光の全ての波長を透過／反射させずに、一部の波長の光をカットして透過や反射する様にしてもよい。

こうして、ＬＥＤ４２〜４５の紫色光、青色光、緑色光、および赤色光がダイクロイックフィルタ４７〜４９によって合成される。ダイクロイックフィルタ４９からの各色光の合成光は、レンズ５０を介して、内視鏡１０のライトガイド１５に入射するようになっている。なお、ダイクロイックフィルタ４７〜４９の特性を適宜設定することによって、ＬＥＤ４２〜４５の配置順を変更することも可能であるが、ＬＥＤ４２〜４５を出射光の波長帯域の順に配置した方がダイクロイックフィルタの特性の設定が容易である。

各ＬＥＤ４２〜４５は、ＬＥＤ駆動部４６によって駆動されて点灯する。ＬＥＤ駆動部４６は、制御部４１に制御されて、各ＬＥＤを駆動するための例えばＰＷＭパルスの駆動信号を発生するようになっている。各ＬＥＤ４２〜４５は、ＬＥＤ駆動部４６から供給された各々の駆動信号のＰＷＭパルスのデューティ比及び電流量に応じた発光量で発光するようになっている。制御部４１は、各ＬＥＤ４２〜４５を制御するための上述した明るさ制御情報や後述する光量比制御情報を含む調光情報をＬＥＤ駆動部４６に出力することで、ＰＷＭパルスのデューティ比や電流レベルを制御して、各ＬＥＤ４２〜４５の発光量を調光制御する。

制御部４１は、ダイクロイックフィルタ４９からライトガイド１５に入射される各色光の合成光が所定の色となり、各ＬＥＤ４２〜４５を所定のカラーバランスを維持できるように発光させるように、各ＬＥＤ４２〜４５の光量比の情報である光量比制御情報を発生する。各ＬＥＤ４２〜４５の光量比は、使用する内視鏡１０の分光感度特性や分光透過特性によって決定する必要がある。

内視鏡１０に設けられた撮像素子１３は、所定の分光感度特性を有する。また、撮像素子だけでなく、導光光学系であるライトガイド１５の分光透過特性も、使用する内視鏡１０毎に異なる。内視鏡１０にはこのような分光感度特性や分光透過特性を考慮して、各ＬＥＤの発光量の比（光量比）に関する情報である光量比制御情報を記憶する記憶部１９が設けられている。各ＬＥＤを光量比制御情報に基づく発光量で発光させることで、光源装置４０からの照明光を、内視鏡１０に適したカラーバランスに設定することができる。

つまり、光量比制御情報に基づいた光量比を保ちつつ、明るさ制御情報に基づき、撮像された画像の明るさが目標の明るさとなるように、各ＬＥＤの駆動が制御される。

図２は横軸に波長をとり縦軸に発光量をとって、出射光として２つの内視鏡に適した白色光を得るために必要な各ＬＥＤの発光量を示すグラフである。実線は所定の第１の内視鏡に関する発光量を示し、Ｖ１，Ｇ１，Ｂ１，Ｒ１は、それぞれ紫、緑、青及び赤のＬＥＤの発光量を示している。図２の破線は所定の第２の内視鏡に必要な発光量を示しており、Ｖ２，Ｇ２，Ｂ２，Ｒ２は、それぞれ紫、緑、青及び赤のＬＥＤの発光量を示している。図２に示すように、第１及び第２の内視鏡に適した白色光を得るために必要な各ＬＥＤの発光量は相違しており、例えば、赤色や紫色のＬＥＤの発光量の相違が大きい。

なお、内視鏡１０として、通常光観察だけでなく、特殊光観察が可能な内視鏡が採用されることもある。図３は横軸に波長をとり縦軸に発光量をとって、出射光として２つの観察モードに適した照明光を得るために必要な各ＬＥＤの発光量を示すグラフである。図３（ａ）は通常光観察モードにおける発光量を示し、図３（ｂ）は狭帯域光観察モードにおける発光量を示している。図３（ａ），（ｂ）に示すように、通常光観察モードと狭帯域光観察モードにそれぞれ適した照明光を得るために必要な各ＬＥＤの発光量は相違しており、狭帯域観察においては、４色のうちの紫色と緑色のＬＥＤのみを発光させればよい。記憶部１９には、観察モード毎の光量比の情報も記憶されるようになっている。

なお、例えば図３（ｂ）に示す狭帯域光観察においては、ダイクロイックフィルタ４９から内視鏡１０のライトガイド１５に入射されるＧの光を、Ｇｘで示す様に波長領域を狭帯域にするように、Ｇの光の光路上に図示しないフィルタを挿入してもよい。

また、白色光の照射により通常光観察を行う同時式の内視鏡だけでなく、例えばＲ，Ｇ，Ｂ照明光を順次照射して面順次に得られる画像からカラー画像を生成する面順次式の内視鏡が採用される場合もある。このような面順次式の内視鏡に照明光を供給する場合には、例えばＲ，Ｇ，Ｂの各ＬＥＤを順次点灯させる必要がある。この場合においても、内視鏡１０内の記憶部１９に、順次点灯させる各ＬＥＤ光量比の情報を記憶させておくことで、面順次式の内視鏡においても、最適なカラーバランスでの照明を行うことができる。

光源装置４０には、読み取り部５１が設けられており、読み取り部５１は、例えば内視鏡１０をコネクタ１２によって光源装置４０に接続することで、記憶部１９から光量比の情報を取得することができるようになっている。読み取り部５１は、読み取った光量比の情報を制御部４１に出力する。制御部４１は、光量比の情報に基づいて、各ＬＥＤ４２〜４５の発光量を決定し、この光量比を維持するように各ＬＥＤ４２〜４５の発光量を制御するようになっている。

なお、読み取り部５１は、光源装置４０に設けられるものとして説明したが、ビデオプロセッサ２０に設けて、制御部４１はビデオプロセッサ２０から情報を取得するようにしてもよい。また、最適なカラーバランスを得るためには、制御部４１に、内視鏡１０に適した光量比の情報を入力すればよく、必ずしも記憶部１９や読み取り部５１を設ける必要は無い。光源装置４０内に各内視鏡毎の光量比の情報を記憶するメモリを設けてもよい。また、光源装置４０には、操作パネル５２が設けられており、操作パネル５２はユーザ操作に基づく信号を制御部４１に出力することができる。この操作パネル５２を用いることで、内視鏡１０の光量比の情報を入力することも可能である。また、操作パネル５２には、図示しない表示部が設けられており、現在の設定値等を表示することができるようになっている。

更に、内視鏡１０として、このような光量比の情報を保持していない内視鏡が採用されることもある。この場合には、制御部４１は、適正なカラーバランスを得るための光量比の情報を取得することができないので、予め定められた所定の光量比となるように各ＬＥＤ４２〜４５の発光量を制御するようにしてもよい。

制御部４１は、ビデオプロセッサ２０からの明るさ制御情報に基づいて、最適なカラーバランスが得られる光量比を維持しながら、各ＬＥＤ４２〜４５の発光量を制御する。例えば、メモリ部５７に、明るさ制御情報に応じて設定すべきＧ−ＬＥＤ４３の光量値に対応する調光情報を記憶させておき、制御部４１において、明るさ制御情報に基づいてメモリ部５７に記憶された調光情報を読み出すことで、Ｇ−ＬＥＤ４３を制御するための調光情報を取得することができる。更に、制御部４１は、光量比の情報に基づいて、他のＬＥＤ４２，４４，４５の調光情報を求めることができる。

本実施の形態においては、Ｒ−ＬＥＤ４２には、冷却のために熱電変換素子であるペルチェ素子５６が取り付けられている。Ｒ−ＬＥＤ４２は、図示しない基板及び基板上に配置された発光部を有しており、例えば、基板の裏面側にペルチェ素子５６が配設されている。ペルチェ素子５６は、ｐｎ接合に流れる電流によって生じる受熱、放熱現象を利用した冷却部材であり、ペルチェ素子５６の冷却面をＲ−ＬＥＤ４２の基板の裏面に当接させることで、Ｒ−ＬＥＤ４２を冷却するようになっている。

ペルチェ素子５６の冷却能力は、ペルチェ素子５６に流れる駆動電流の電流値によって変化する。ペルチェ駆動部５５は、制御部４１に制御されて、ペルチェ素子５６に流す駆動電流の電流値を制御することで、Ｒ−ＬＥＤ４２の冷却を制御するようになっている。なお、Ｒ−ＬＥＤ４２は、他のＬＥＤ４３〜４５に比べて発光効率が低く、十分な発光量を得るために必要な電力が大きく、その分発熱量も他のＬＥＤ４３〜４５に比べて大きい。このため、図１では、Ｒ−ＬＥＤ４２にのみペルチェ素子５６を配置する例を示しているが、他のＬＥＤにペルチェ素子を設けるようにしてもよい。

本実施の形態においては、制御部４１は、各ＬＥＤ４２〜４５の発熱量に応じた冷却制御を行うことで、無駄に電力が消費されることを防止しながら、各ＬＥＤ４２〜４５を所定の温度範囲に維持させるようになっている。

このような温度制御のために、メモリ部５７には、各ＬＥＤ４２〜４５の発光効率（発熱量）に関する情報及び各ＬＥＤを冷却する各冷却部材による冷却能力に関する情報に基づいて求められた各ＬＥＤ毎の冷却特性を示す情報（以下、冷却特性情報という）が記憶されている。制御部４１は、光量比の情報と冷却特性情報とに基づいて、各ＬＥＤ毎の冷却をどのような比率で行えば良いかを示す情報（以下、冷却比率情報という）を求める。なお、制御部４１は、冷却比率情報を、光量比の情報と冷却特性情報との演算によって求めてもよい。また、冷却特性情報は、光源装置４０に固有の情報であり、既知であるので、冷却特性情報を考慮した光量比と冷却比率情報との対応を示すテーブル（以下、冷却比率テーブルという）をメモリ部５７に記憶させておくこともできる。この場合には、制御部４１は、光量比の情報に基づいて冷却比率テーブルを参照することで、冷却比率情報を取得することができる。

制御部４１は、明るさ制御情報及び冷却比率情報に基づいて、各ＬＥＤ毎に必要な冷却能力を求めて、当該冷却能力が得られるようにペルチェ素子５６及び後述する各ファン等の冷却部材を駆動する駆動電力を求める。

なお、上記説明では、冷却特性情報がメモリ部５７に格納されており、光量比の情報と冷却特性情報とに基づいて冷却比率を算出して、冷却部材への供給電力を求めるものとして説明したが、これらの情報を記憶することなく外部から入力されるようにしてもよい。更に、これらの光量比の情報及び冷却特性情報そのものではなく、これらの情報に相当する情報又は関連する情報を用いて、光量制御や冷却制御を行うようにしてもよい。例えば、光源装置においては、各ＬＥＤの特性や各ＬＥＤを冷却する冷却部材の特性は既知であるので、光量比の情報に関連する内視鏡の型番の情報や、光量比の情報に関連するいずれの観察モードであるかを示す情報等を用いても、光量制御及び冷却制御を行うことが可能である。即ち、光量比に関連する情報には、光量比の情報及び光量比に相当する情報の外に、内視鏡の型番の情報や、いずれの観察モードであるかを示す情報等も含まれ、制御部４１は、光量比に関連する情報を用いて、光量制御及び冷却制御を行うことができる。

制御部４１は、Ｒ−ＬＥＤ４２に必要な冷却能力に基づく駆動電力をペルチェ素子５６に与えるようにペルチェ駆動部５５に制御信号を出力する。これにより、ペルチェ素子５６は、Ｒ−ＬＥＤ４２の発光量に対応する発熱量に応じた駆動電流が流れて所望の冷却能力を発揮する。

内視鏡照明用途では、各ＬＥＤの発光量は接続される内視鏡の種類や観察モード等によって著しく変化する。しかし、本実施の形態においては、各ＬＥＤの発光量に対応する発熱量に応じて、各ＬＥＤに対応する冷却部材の冷却能力を各ＬＥＤ毎に制御しており、各ＬＥＤに対し、冷却能力が十分でない場合や、冷却しすぎてしまうことを防止し、各ＬＥＤの発光による温度上昇を適正に抑制することができる。

図４は本実施の形態における冷却構造の一例を説明するための説明図である。冷却構造としては、各ＬＥＤからの熱を放熱させるために各ＬＥＤ毎にヒートシンクを設け、これらのヒートシンクを吸気口から排気口に向かう直線状に配置する手法が考えられる。しかし、この場合には、吸気口から流入した空気は、各ヒートシンクからの熱を受熱して暖められることになり、排気口により近いヒートシンクほど放熱しにくくなる。そこで、排気口により近いヒートシンクほどサイズを大きくすることが考えられるが、この場合には装置が大型化するという欠点がある。

そこで、本実施の形態においては、筐体外部からの空気を、各ＬＥＤに対応したヒートシンクに対して同様に流す冷却構造を採用することによって、ヒートシンクのサイズが吸気口からの距離によって制限されることを防止している。

Ｒ−ＬＥＤ４２にはペルチェ素子５６の冷却面が当接しており、ペルチェ素子５６の放熱面は受熱部材４２ｂに接触している。他のＬＥＤ４３〜４５には、それぞれ直接受熱部材４３ｂ〜４５ｂが接触している。各受熱部材４２ｂ〜４５ｂには各ヒートパイプ４２ｃ〜４５ｃの一端が取り付けられており、各ヒートパイプ４２ｃ〜４５ｃの他端はそれぞれヒートシンク４２ｄ〜４５ｄに取り付けられる。各ヒートパイプ４２ｃ〜４５ｃはそれぞれ受熱部材４２ｂ〜４５ｂによって受熱された熱をヒートシンク４２ｄ〜４５ｄに伝達する。ヒートシンク４２ｄ〜４５ｄと各受熱部材４２ｂ〜４２ｂとの間には、光源装置４０の室内を区画する区画壁６１が設けられて、ヒートシンク側に放熱経路６２が構成されると共に、ＬＥＤ４２〜４５側への熱の流入が阻止されるようになっている。

放熱経路６２は、壁６５によって、各ＬＥＤ４２〜４５用の放熱経路に区画されている。区画壁６１に対向する光源装置４０の筐体の一面には吸気口６３が設けられており、この吸気口６３と区画壁６１との間に、各ＬＥＤ４２〜４５に対応してヒートシンク４２ｄ〜４５ｄが設けられている。各ヒートシンク４２ｄ〜４５ｄと吸気口６３との間には、各ヒートシンク４２ｄ〜４５ｄに対応してファン４２ｅ〜４５ｅが設けられている。この構成により、各ＬＥＤ４２〜４５に対応したヒートシンク４２ｄ〜４５ｄには、いずれも筐体外部の空気を他のヒートシンクを介することなく直接流すことができる。

ファン４２ｅ〜４５ｅによって、筐体外部から吸気口６３を介して筐体内部に流入した空気は、ヒートシンク４２ｄ〜４５ｄからの熱を受熱して、区画壁６１側に流れる。更に、ヒートシンク４２ｄ〜４５ｄから受熱した空気は、区画壁６１の傾斜に従って向きを変えて、筐体の他の一面に設けられた排気口６４に向かって流れて、筐体外部に排出される。ヒートパイプ４２ｃ〜４５ｃをそれぞれ経由してヒートシンク４２ｄ〜４５ｄに伝達された熱は、吸気口６３から流入し排気口６４から流出する空気の流れ（矢印）によって構成される放熱経路（破線矢印）を介して放熱される。

冷却能力は、ペルチェ素子５６、ヒートパイプ４２ｃ〜４５ｃ、ヒートシンク４２ｄ〜４５ｄ、ファン４２ｅ〜４５ｅ等の特性によって決定される。例えば、ヒートシンク４２ｄ〜４５ｄやファン４２ｅ〜４５ｅのサイズによっても冷却能力は変化する。更に、ペルチェ素子５６及びファン４２ｅ〜４５ｅについては、投入される駆動電力の大きさによって、冷却能力が変化する。メモリ部５７は、これらの冷却部材の冷却能力等を考慮した冷却特性情報を保持しており、制御部４１は、光量比の情報及び冷却特性情報に基づいて冷却特性を算出し、算出結果によって所望の冷却能力を得るためにペルチェ素子５６及びファン４２ｅ〜４５ｅに投入する電力を算出することができるようになっている。また、メモリ部５７に冷却比率テーブルが記憶されている場合には、制御部４１は、光量比の情報に基づいて冷却比率テーブルを参照することで、冷却比率情報を取得することができる。

なお、吸気口６３とファン４２ｅ〜４５ｅとの間に、防塵フィルタを設けるようにしてもよい。この場合には、防塵フィルタの目の粗さを各ファン４２ｅ〜４５ｅ毎に変化させ、ファン毎に空気の流入量を異ならせることで、各ＬＥＤへの冷却能力を制御可能である。防塵フィルタに代えて、吸気口６３における各ファン４２ｅ〜４５ｅ毎の開口率を変化させる各種部材を利用するようにしてもよい。例えば、吸気口６３にパンチングメタルやスリット形状の部材を配置し、これらの開口率を各ファン４２ｅ〜４５ｅの位置毎に変化させるようにしてもよい。

図５は吸気口近傍にパンチングメタルやスリット形状の部材（以下、流入制御部材という）を用いると共に、排気口近傍に１つのファンを設ける例を示す説明図である。図５においては、矢印によって空気の流路である放熱経路を示している。ＬＥＤ４２〜４５は受熱部材４２ｂ〜４５ｂに取り付けられ、受熱部材４２ｂ〜４５ｂは、それぞれヒートパイプ４２ｃ〜４５ｃによってヒートシンク４２ｈ〜４５ｈに接続されている。各ヒートシンク４２ｈ〜４５は、それぞれ壁６７によって相互に区画されて、独立した流路内に配置される。各ヒートシンク４２ｈ〜４５ｈに空気を流す吸気口側には、それぞれ流入制御部材４２ｉ〜４５ｉが配置される。

排気口近傍に配置されたファン６８が回転することによって、流入制御部材４２ｉ〜４５ｉを介して空気が流入し、流入した空気はそれぞれ独立した流路内のシートシンク４２ｈ〜４５ｈの熱を受熱して、共通の排気口から排出される。図４と同様に、全てのヒートシンク４２ｈ〜４５ｈには、他のヒートシンクからの熱を受熱していない外気が直接供給されて、十分な放熱が可能である。各流路の入口に流入制御部材４２ｉ〜４５ｉが配設されており、流入制御部材４２ｉ〜４５ｉの開口率を独立して調整することで、各ヒートシンク４２ｈ〜４５ｈの冷却能力を制御することができ、ＬＥＤ４２〜４５の温度を独立して調整可能である。

図１において、光源装置４０には、各ＬＥＤ４２〜４５の近傍にサーミスタ５３が設けられている。なお、図１では、図面の簡略化のために、Ｒ−ＬＥＤ４２の近傍に配設されたサーミスタ５３のみを示している。サーミスタ５３は各ＬＥＤ４２〜４５の近傍の温度を計測し、計測結果を制御部４１に出力する。また、光源装置４０にはサーミスタ５４が設けられており、サーミスタ５４は、光源装置４０の筐体内の適宜の位置に配置されて、筐体内温度（室温）を計測し、計測結果を制御部４１に出力する。

次に、このように構成された実施の形態の動作について図６及び図７を参照して説明する。図６は第１の実施の形態の調光制御を説明するためのフローチャートである。また、図７は２つの異なる内視鏡を同一の観察モードに用いた場合、及び同一の内視鏡を異なる観察モードに用いた場合における、各ＬＥＤに対応するファン及びペルチェ素子に供給される電力を説明するための説明図である。

内視鏡１０がコネクタ１２によって光源装置４０に接続されると、読み取り部５１は、内視鏡１０の記憶部１９に記憶されている光量比の情報を読み出して制御部４１に出力する。これにより、制御部４１は各内視鏡毎、各観察モード毎の光量比の情報を取得する（ステップＳ１）。また、制御部４１は、光量比の情報に基づいてメモリ部５７に記憶されている冷却比率テーブルを参照することで、冷却比率情報を読出す（ステップＳ２）。

制御部４１は、ステップＳ３において、ビデオプロセッサ２０からの明るさ制御情報を取得する。制御部４１は、明るさ制御情報に基づいてメモリ部５７にアクセスし、基準となるＬＥＤであるＧ−ＬＥＤ４３を制御するための制御値（電流値やデューティ比）を取得し、ＬＥＤ４３の制御値を基準として、光量比の情報に基づく光量比で、他のＬＥＤ４２，４４，４５の制御値を算出する。制御部４１は、各ＬＥＤ４２〜４５について求めた制御値を指定するための調光情報を生成して（ステップＳ４）、ＬＥＤ駆動部４６に出力する。

また、制御部４１は、ステップＳ５において、各ＬＥＤ４２〜４５の光量値と、メモリ部５７から読出した冷却比率情報とに基づいて、各ＬＥＤに対応する各冷却部材毎に供給すべき電力を算出する。

ＬＥＤ駆動部４６は、調光情報に基づくデューティ比や電流値のＰＷＭパルスを発生して、各ＬＥＤ４２〜４５に供給する（ステップＳ６）。これにより、ＬＥＤ４２〜４５は調光情報に基づく光量の光を発生する。ＬＥＤ４２〜４５の出射光は、ダイクロイックフィルタ４７〜４９によって合成され、照明光としてレンズ５０を介してライトガイド１５に入射する。ライトガイド１５を伝送された照明光は、レンズ１４から被写体に照射される。

また、制御部４１は、算出した電力でペルチェ素子５６を駆動するように、ペルチェ駆動部５５を制御する。これにより、ペルチェ駆動部５５は、決められた電力をペルチェ素子５６に与えて、ＬＥＤ４２を冷却する（ステップＳ７）。

また、制御部４１は、各ＬＥＤ４２〜４５に対応するファン４２ｅ〜４５ｅに、それぞれ算出された電力が供給されるように、各ファン４２ｅ〜４５ｅへの電力の供給を制御する。これにより、各ファン４２ｅ〜４５ｅは、それぞれ個別に電力供給が制御されて回転する。各ＬＥＤ４２〜４５に対応するヒートシンク４２ｄ〜４５ｄの熱を受熱する空気の流量が個別に制御されて、各ＬＥＤ毎に冷却が制御される。

こうして、各ＬＥＤ４２〜４５に対応する冷却部材は、発生する光量に対応した発熱量に基づいて電力が制御されて、各ＬＥＤ４２〜４５の温度上昇を抑制して所定の温度範囲内での動作を可能にする。各ＬＥＤ４２〜４５に対応する冷却部材は、発熱量に応じて個別に制御されており、無駄な電力消費や騒音等を防止することができる。

撮像素子１３は、被写体からの反射光を受光して光電変換し、撮像画像を得る。この撮像画像は信号線１６を介してビデオプロセッサ２０に供給される。ビデオプロセッサ２０は、撮像画像に所定の信号処理を施して映像信号を生成し、ケーブル２１を介してモニタ３０に供給する。こうして、モニタ３０の表示画面上に内視鏡画像が表示される。

ビデオプロセッサ２０は、撮像画像の明るさと目標明るさとの比較によって明るさ制御情報を発生する。制御部４１は、明るさ制御情報に基づいて調光情報を更新する。以後、ステップＳ３〜Ｓ７が繰り返されて、明るさ制御情報に基づく明るさに応じて光量が制御されると共に、光量に対応する発熱量に応じて、各ＬＥＤ毎に冷却制御が行われる。

また、本実施の形態においては、光源装置４０に接続される内視鏡が切換る場合、或いは同一内視鏡において観察モードが異なる場合等においても、各ＬＥＤ毎に適切な冷却制御が可能である。

図７（ａ）は同一の観察モードにおける２つの異なる内視鏡に対する冷却部材への電力制御を示しており、図７（ｂ）は同一の内視鏡の異なる観察モード時における冷却部材への電力制御を示している。図７（ａ）において無地は所定の第１の内視鏡接続時の電力制御を示し、斜線は所定の第２の内視鏡接続時の電力制御を示している。なお、図７（ａ）は、第１及び第２の内視鏡において、同一色バランス及び同一明るさの照明光を得る場合の電力を示している。また、図７（ａ）に示す電力は、各ＬＥＤに対応する複数の冷却部材の合計の電力を示している。例えば、Ｒ−ＬＥＤについては、ファン及びペルチェ素子に供給する合計の電力を示し、他のＬＥＤについてはファンに供給する電力を示している。

図７（ａ）における第１の内視鏡については、Ｖ−ＬＥＤ、Ｂ−ＬＥＤ、Ｇ−ＬＥＤ及びＲ−ＬＥＤに対応する冷却部材に対して１：２：３：４で電力を供給した場合に、各ＬＥＤに対する冷却能力が均一となって、各ＬＥＤの温度を所定の温度範囲内に維持することができることを示している。図７（ａ）の例では、第１の内視鏡のＶ−ＬＥＤ、Ｂ−ＬＥＤ、Ｇ−ＬＥＤ及びＲ−ＬＥＤに対応する冷却部材に対して、１０Ｗ、２０Ｗ、３０Ｗ、４０Ｗを供給することによって、各ＬＥＤに対する冷却能力を均一としたことを示している。

また、図７（ａ）における第２の内視鏡については、Ｖ−ＬＥＤ、Ｂ−ＬＥＤ、Ｇ−ＬＥＤ及びＲ−ＬＥＤに対応する冷却部材に対して２：１：２：６で電力を供給した場合に、各ＬＥＤに対する冷却能力が均一となって、各ＬＥＤの温度を所定の温度範囲内に維持することができることを示している。図７（ａ）の例では、第２の内視鏡のＶ−ＬＥＤ、Ｂ−ＬＥＤ、Ｇ−ＬＥＤ及びＲ−ＬＥＤに対応する冷却部材に対して、２０Ｗ、１０Ｗ、２０Ｗ、６０Ｗを供給することによって、各ＬＥＤに対する冷却能力を均一としたことを示している。

図７（ｂ）は同一内視鏡の異なる観察モードにおいて、各ＬＥＤに対する冷却部材への電力制御を示しており、斜線は通常光観察モード時の電力制御を示し、無地は狭帯域光観察モード時の電力制御を示している。図７（ｂ）に示す電力は、各ＬＥＤに対応する複数の冷却部材の合計の電力を示している。例えば、Ｒ−ＬＥＤについては、ファン及びペルチェ素子に供給する合計の電力を示し、他のＬＥＤについてはファンに供給する電力を示している。

図７（ｂ）における通常光観察モードにおいては、Ｖ−ＬＥＤ、Ｂ−ＬＥＤ、Ｇ−ＬＥＤ及びＲ−ＬＥＤに対応する冷却部材に対して１：２：３：４で電力を供給した場合に、各ＬＥＤに対する冷却能力が均一となって、各ＬＥＤの温度を所定の温度範囲内に維持することができることを示している。図７（ｂ）の例では、通常光観察モードにおいては、Ｖ−ＬＥＤ、Ｂ−ＬＥＤ、Ｇ−ＬＥＤ及びＲ−ＬＥＤに対応する冷却部材に対して、１０Ｗ、２０Ｗ、３０Ｗ、４０Ｗを供給することによって、各ＬＥＤに対する冷却能力を均一としたことを示している。

また、図７（ｂ）における狭帯域光観察モードにおいては、Ｖ−ＬＥＤ、Ｂ−ＬＥＤ、Ｇ−ＬＥＤ及びＲ−ＬＥＤに対応する冷却部材に対して１：０：１：０で電力を供給した場合に、各ＬＥＤに対する冷却能力が均一となって、各ＬＥＤの温度を所定の温度範囲内に維持することができることを示している。図７（ｂ）の例では、狭帯域光観察モード時には、Ｖ−ＬＥＤ及びＧ−ＬＥＤのみを点灯させるようになっており、これらのＬＥＤに対応する冷却部材に対して、いずれも２０Ｗを供給することによって、各ＬＥＤに対する冷却能力を均一としたことを示している。

このように本実施の形態においては、各ＬＥＤの光量に対応する発熱量の情報と各ＬＥＤを冷却する各冷却部材による冷却能力に関する情報とに基づいて得られた冷却特性情報と光量比の情報とに基づいて、各ＬＥＤに対応する冷却部材の冷却比率を求め、この冷却比率が得られるように、各冷却部材の駆動電力を決定している。これにより、各ＬＥＤの発熱量に拘わらず、各ＬＥＤを所望の温度にすることができ、無駄に電力が消費されることや、無駄にファンを回転させて騒音を発生させることを防止することができる。

なお、上記実施の形態においては、各ＬＥＤの発熱量と各ＬＥＤ毎に設けた冷却部材の冷却能力との対応関係が、照明光の明るさ、即ち、各ＬＥＤの光量に拘わらず一定であり冷却比率が変化しないものとして、各ＬＥＤの光量に応じてリニアに冷却部材への投入電力を変化させる例を示した。しかし、各ＬＥＤの光量に応じて、各ＬＥＤの発熱量と各ＬＥＤ毎に設けた冷却部材の冷却能力との対応関係が変化する可能性もある。そこで、各ＬＥＤの光量に応じて、冷却比率を段階的に又は連続的に変化させながら、冷却部材への投入電力を変更するようにしてもよい。

（変形例）
図８は冷却構造の他の例を説明するための説明図である。図８において図４と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。

図８の例においては、光源装置の筐体内において、各ＬＥＤ４２〜４５の配置領域と、放熱経路とは区画壁７１によって区画されている。更に、図８の例では、放熱経路側は、壁７１ａによって２つの放熱経路７２ａ，７２ｂに分離されている。放熱経路７２ａ側には、ヒートシンク４３ｆ及び４５ｆが配置され、放熱経路７２ｂ側には、ヒートシンク４２ｆ及び４４ｆが配置される。ヒートシンク４２ｆ〜４５ｆは、それぞれヒートパイプ４２ｃ〜４５ｃに接続されて、各ＬＥＤ４２〜４５によって発した熱が伝達されるようになっている。

区画壁７１に対向する光源装置の筐体の一面の一端側には吸気口７２が設けられており、筐体の他の一面には排気口７３が設けられている。この吸気口７２に対向する区画壁７１の面は、空気の流入方向に対して傾斜した傾斜面を有しており、空気の流れを排気口７３側に向ける。なお、この傾斜面は曲面であってもよい。排気口７３の手前には、放熱経路７２ａ，７２ｂの端部においてファン７３ａ，７３ｂがそれぞれ設けられており、ファン７３ａ，７３ｂの回転によって、吸気口７２から流入した空気を強制的に放熱経路７２ａ，７２ｂを通過させて排気口７３から排出することができるようになっている。

従って、ファン７３ａ，７３ｂの回転を個別に制御することによって、放熱経路７２ａ，７２ｂの放熱効果を個別に制御することが可能である。即ち、上述したように、放熱経路７２ａ側に、ヒートシンク４３ｆ，４５ｆを配置し、放熱経路７２ｂ側に、ヒートシンク４２ｆ，４４ｆを配置したことから、ファン７３ａ，７３ｂによって、Ｖ−ＬＥＤ４５及びＧ−ＬＥＤ４３のグループとＢ−ＬＥＤ４４及びＲ−ＬＥＤ４２のグループに対する冷却能力を個別に制御することができる。

例えば、通常光観察時には、ファン７３ａ，７３ｂを回転させ、特殊光観察時には、ファン７３ｂを停止させてファン７３ａのみを回転させる。特殊光観察時には、点灯しているＶ−ＬＥＤ４５及びＧ−ＬＥＤ４３のグループのみを冷却すればよく、無駄のない冷却制御が可能である。なお、ファン７３ａ，７３ｂ以外の各放熱部材を制御することで、ＬＥＤ４２〜４５を個別に制御することができることは明らかである。

図９は冷却構造の他の例を説明するための説明図である。図９において図４と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。

図９の例においては、光源装置の筐体内において、各ＬＥＤ４２〜４５の配置領域と、放熱経路とは区画壁８１によって区画されている。図９の例は、図４の例と同様に、壁８１ａによって、各ＬＥＤ用の冷却部材の放熱経路を区画している。図４の例においては、各ヒートシンク４２ｄ〜４５ｄと吸気口６３との間にそれぞれファン４２ｅ〜４５ｅを設けたが、図９の例ではこれらのファン４２ｅ〜４５ｅを省略して排気口８４の手前に１つのファン８５を設けると共に、各ヒートシンク４２ｄ〜４５ｄと吸気口８３との間にそれぞれ流路制限部材４２ｇ〜４５ｇを配置可能にしている。

流路制限部材４２ｇ〜４５ｇは、吸気口８３の一部を塞ぐように図示しない駆動部によって進退自在に駆動されるようになっている。制御部４１は、図示しない駆動部を制御して、流路制限部材４２ｇ〜４５ｇを進退駆動し、放熱経路の流量を制御するようになっている。

ファン８５を回転させながら、各ヒートシンク４２ｄ〜４５ｄと吸気口８３との間に配置した流路制限部材４２ｇ〜４５ｇを個別に除去することで、除去した位置において吸気口８３から排気口８４への空気の流れが生じる。逆に、各ヒートシンク４２ｄ〜４５ｄと吸気口８３との間に流路制限部材４２ｇ〜４５ｇを個別に配置することで、配置した位置において吸気口８３から排気口８４へ空気が流れにくくなる。

壁８１ａによって区画された放熱経路は、区画壁８１近傍において１つの放熱経路８２に纏められており、ファン８５の回転が同一であれば、流路制限部材４２ｇ〜４５ｇのうち一部の流路制限部材を吸気口８３に配置すると、流路制限部材を配置していない位置において空気の流量が増加する。従って、例えば、特殊光観察時には、吸気口８３のうちＬＥＤ４２，４４に対応する位置を塞ぐように流路制限部材を配置することで、ファン８５の回転を変化させることなく、点灯しているＶ−ＬＥＤ４５及びＧ−ＬＥＤ４３に対応するヒートシンク４５ｄ，４３ｄの熱を吸熱を通過する空気の量を増大させることができる。このため、特殊光観察時においては通常光観察時に比べてファン８５の回転数を低下させることができ、消費電力及びファンによる騒音を低減することが可能である。

（第２の実施の形態）
図１０は本発明の第２の実施の形態に採用されるフローチャートである。図１０において図６と同一の手順には同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態のハードウェア構成は図１と同様である。第１の実施の形態においては、制御部４１は、光量比に関する情報に基づいて冷却比率を求め、求めた冷却比率が得られるように、各ＬＥＤ毎の冷却部材への供給電力を制御した。しかし、内視鏡１０に用いられているライトガイド１５は、その種類や径に応じて、入出射可能な光量に制限がある。また、撮像素子１３の撮像時にハレーションが生じないようにするためにも、内視鏡毎或いは観察モード毎に、光源装置４０の出射光の光量は所定の最大値（最大光量）以下に制限される必要がある。即ち、各ＬＥＤ４２〜４５の出射光の光量はそれぞれ所定の上限値以下に設定する必要があり、従って、これらのＬＥＤ４２〜４５をそれぞれ冷却する冷却部材の冷却能力も制限する必要がある。

内視鏡１０の記憶部１９には、このような最大光量に関する情報が記憶されており、読み取り部５１は記憶部１９から最大光量に関する情報を読み出して制御部４１に供給するようになっている。制御部４１は、最大光量に関する情報に基づいて、各ＬＥＤ４２〜４５の出射光の最大光量を制限するようになっている。

なお、光源装置４０の出射光、即ち、ＬＥＤ４２〜４５の合成光の最大光量が制限されているが、ＬＥＤ４２〜４５の光量比が決められていることから、各ＬＥＤ毎に最大光量の上限値を求めることができる。従って、最大光量の情報として、所定のＬＥＤに許容される最大光量の情報を用いてもよい。

また、メモリ部５７に、内視鏡毎や観察モード毎の最大光量の情報を記憶させておくことにより、記憶部１９には単に内視鏡の型番の情報やいずれの観察モードであるかを示す情報を記憶させておいてもよい。最大光量に関する情報としては、このような内視鏡の型番の情報や、いずれの観察モードであるかを示す情報等が含まれる。

また、最大光量を制限するためには、制御部４１に、内視鏡や観察モードに適した最大光量の情報を入力すればよく、必ずしも記憶部１９や読み取り部５１を設ける必要は無い。例えば、操作パネル５２を用いることで、最大光量に関する情報を入力することも可能である。

また、内視鏡１０として、このような最大光量に関する情報を保持していない内視鏡が採用されることもある。この場合には、制御部４１は、予め定められた所定の光量以下の光量となるように各ＬＥＤ４２〜４５発光量を制御するようにしてもよい。

本実施の形態においては、制御部４１は、最大光量に関する情報が与えられて、各ＬＥＤに対応する冷却部材の冷却能力の上限値（最大冷却能力）を決定する。制御部４１は、各ＬＥＤ毎の冷却部材に最大冷却能力を発揮させる場合の電力（最大電力）を求め、当該最大電力以下で冷却部材を駆動するように制御する。

制御部４１は、図１０のステップＳ１０において、最大光量に関する情報を取得する。制御部４１は、ステップＳ４において、各ＬＥＤ毎の制御値を求めて、制御値を指定するための調光情報を生成する。制御部４１は、ステップＳ１１において、ステップＳ４で求めた制御値を各ＬＥＤ４２〜４５に設定した場合に最大光量を超えるか否かを判定する。各ＬＥＤ４２〜４５にそれぞれ制御値を設定した場合の各ＬＥＤ４２〜４５の出射光量は既知であり、制御部４１は、演算によってＬＥＤ４２〜４５の出射光量及び各出射光の合成光の光量を求めることができる。

制御部４１は、演算によって求めた光量が、最大光量に関する情報によって与えられる最大光量を超えた場合には、処理をステップＳ１２に移行して、制御値を最大光量以下の光量が得られる値に制限する。これにより、光源装置４０の出射光の光量は、最大光量以下に制限される。

なお、制御部４１は、各ＬＥＤ４２〜４５の出射光の合成光が最大光量以下となるように制御するものとして説明したが、各ＬＥＤ４２〜４５の光量比は規定されているので、制御部４１は、ＬＥＤ４２〜４５のうちいずれか１つ又は複数のＬＥＤの光量が当該ＬＥＤに許容されている最大光量以下となるように制御してもよい。

制御部４１は、ステップＳ５において、各ＬＥＤ毎の冷却部材の駆動電力を求める。制御部４１は、ステップＳ１３において、ステップＳ５で求めた駆動電力を各冷却部材に設定した場合に各ＬＥＤ毎の冷却能力が最大冷却能力を超えるか否かを判定する。各ＬＥＤ４２〜４５に対応する冷却部材にそれぞれ駆動電力を設定した場合の冷却能力は既知であり、制御部４１は、演算によってＬＥＤ４２〜４５に対応する冷却部材の冷却能力を求めることができる。

制御部４１は、演算によって求めた冷却能力が、最大光量に関する情報によって与えられる最大冷却能力を超えた場合には、処理をステップＳ１４に移行して、駆動電力を最大冷却能力以下の冷却能力が得られる値に制限する。これにより、各ＬＥＤ４２〜４５に対する冷却能力は、最大冷却能力以下に制限され、各ＬＥＤ４２〜４５の温度は所定の温度範囲内に維持される。

なお、上記説明では、制御部４１が演算によってＬＥＤ４２〜４５の各光量や合成光量を求める例について説明したが、実際に各ＬＥＤ４２〜４５の光量や合成光量を検出する光センサを設けてもよい。この場合には、ステップＳ１１において、光センサの実際の計測値によって、最大光量を超えたか否かを判定するようにしてもよい。ＬＥＤは温度特性のばらつき等の理由から、制御値に対する光量にばらつきが生じる可能性がある。そこで、光センサによって実際の光量を計測することによって、光量を正確に求めて高精度の制御を可能にすることができる。

また、上記説明では、制御部４１が演算によってＬＥＤ４２〜４５に対応する冷却部材の冷却能力を求める例について説明したが、サーミスタ５３を用いることで、実際に各ＬＥＤ４２〜４５の温度を検出して、冷却能力を判定しもよい。この場合には、ステップＳ１３において、サーミスタ５３の実際の計測値によって、ＬＥＤの温度が所定の下限値以下になったか否かを判定して、ステップＳ１４において冷却部材への供給電力を制御するようにしてもよい。

この場合には、ＬＥＤの温度を実際に計測して冷却能力を制御することになり、より高精度の冷却制御が可能である。

このように本実施の形態においては、内視鏡や観察モードに応じて、出射光の光量や冷却能力を制限しており、過大な光量となることを防止すると共に、過大な冷却能力を発揮することを防止することができる。これにより、消費電力及び騒音を抑制することができる。

ところで、上記実施の形態においては、各ＬＥＤ４２〜４５を最大光量以下の光量で駆動する場合について説明した。逆に、ＬＥＤ４２〜４５の光量を大きくしたい場合がある。ＬＥＤは素子の劣化を抑制するために、ジャンクション温度が所定の閾値以内となるように投入電力が制限される。ジャンクション温度は、周辺温度との相関を有し、周辺温度が高いほどジャンクション温度も高くなる。そこで、通常、周辺温度として上限の温度を設定し、設定した上限周辺温度時のジャンクション温度に基づいて、ＬＥＤへの投入電力の上限を設定するようになっている。

図１１は横軸に周辺温度をとり縦軸にＬＥＤへの投入電力の上限値をとって、この場合における実際の周辺温度とＬＥＤ投入電力との関係を示すグラフである。図１１の例では、実際の周辺温度に拘わらず周辺温度が上限周辺温度であるものと仮定してＬＥＤの最大投入電力の上限値が規定されているので、ＬＥＤの最大投入電力の上限値は一定値となる。

しかし、実際の周辺温度が低い場合にはジャンクション温度も低くなるので、ＬＥＤへの投入電力を大きくしても問題ない。そこで、上記各実施の形態において、周辺温度に基づいてＬＥＤの最大投入電力の上限値を変更することにより、ＬＥＤに供給可能な電力を大きくして、光量を増大させることが可能である。

図１において、サーミスタ５３は、ＬＥＤ４２〜４５近傍の温度を計測し、サーミスタ５４は周辺温度を計測している。制御部４１は、サーミスタ５３，５４の温度の計測結果が与えられて、温度計測結果に基づいてＬＥＤの最大投入電力の上限値を変更する。

なお、周辺温度の計測時には、冷却部材の放熱経路による影響や、各ＬＥＤからの出射光の影響を受けない方がよい。そこで、サーミスタ５３，５４については、放熱経路以外の場所で且つＬＥＤ４２〜４５の出射光が当たらない場所に設置した方がよい。

図１２は横軸に周辺温度をとり縦軸にＬＥＤへの投入電力の上限値をとって、この場合における実際の周辺温度とＬＥＤ投入電力との関係を示すグラフである。図１２の例では、実際の周辺温度に合わせてＬＥＤの最大投入電力の上限値を規定しているので、ＬＥＤの最大投入電力の上限値は周辺温度の低下と共に増加するように変化する。

これにより、周辺温度に応じてＬＥＤへの投入電力の最大値を大きくすることができ、ＬＥＤからの出射光量を増大させることができる。

ところで、ＬＥＤの温度特性を考慮すると、ＬＥＤは所定の温度範囲で使用する必要がある。ＬＥＤへの投入電力を増加させると、投入電力の増加に伴って温度も上昇する。そこで、ペルチェ素子等を用いてＬＥＤを冷却することで、ＬＥＤを所定の温度範囲で使用するようになっている。しかしながら、ペルチェ素子によってＬＥＤを冷却すると、周辺温度よりも冷却部分の温度が低くなって、結露が生じる可能性がある。そこで、通常、結露の発生を防止するために、ペルチェ素子による冷却能力は、冷却部分が周辺温度よりも低くならないように、制限される。即ち、ＬＥＤの最大投入電力の上限値は、ペルチェ素子を採用したとしても、周辺温度の最大値として仮定された上限周辺温度に従って設定する必要があり、所定の固定値となる。

しかし、結露は周辺温度以下であっても、周辺水分量によっては発生しないことが考えられる。そこで、上記各実施の形態において、周辺温度及び周辺湿度に基づいてＬＥＤの最大投入電力の上限値を変更することにより、ＬＥＤに供給可能で電力を大きくして、光量を増大させることが可能である。

図１３は横軸に周辺湿度をとり縦軸にＬＥＤへの投入電力の上限値をとって、所定の周辺温度環境におけるＬＥＤ投入電力を示すグラフである。図１１の例では、湿度は考慮されておらず、所定の周辺温度に対してＬＥＤの最大投入電力の上限値が規定されていることを示している。ＬＥＤの最大投入電力の上限値は一定値である。なお、周辺温度を計測することによって、周辺温度に応じてＬＥＤの最大投入電力の上限値を変更することは可能であるが、同一周辺温度の場合には、例え湿度が比較的低い場合でも、ＬＥＤの最大投入電力の上限値は一定値である。

図１において、サーミスタ５３，５４によって周辺温度を計測すると共に、図示しない湿度センサによって、ペルチェ素子５６近傍の湿度（周辺湿度）を計測している。制御部４１は、サーミスタ５３，５４の温度の計測結果及び湿度センサによる周辺湿度の計測結果が与えられる。また、メモリ部５７には、各周辺温度毎に許容可能な飽和水蒸気量のルックアップテーブルが記憶されているものとする。制御部４１は、メモリ部５７に記憶されているルークアップテーブルを参照することで、計測した周辺温度及び湿度における水分量を求める。この水分量と各周辺温度毎に許容可能な飽和水蒸気量との比較によって、制御部４１は、ペルチェ素子５６によって結露を生じることなく冷却可能な温度を求める。制御部４１は、冷却可能な温度に応じてＬＥＤの最大投入電力の上限値を決定する。

図１４は横軸に周辺湿度をとり縦軸にＬＥＤへの投入電力の上限値をとって、所定の周辺温度おいて周辺湿度とＬＥＤ投入電力との関係を示すグラフである。図１４の例では、実際の周辺湿度に応じてペルチェ素子５６による冷却温度を設定しており、ペルチェ素子５６によって比較的温度を低く設定できるので、周囲湿度の低下と共にＬＥＤの最大投入電力の上限値が増加するように変化する。

これにより、周辺湿度に応じてＬＥＤへの投入電力の最大値を大きくすることができ、ＬＥＤからの出射光量を増大させることができる。

上記各実施の形態においては、固体発光素子としてＬＥＤを例に説明したが、レーザ光源を用いてもよい。また、本発明は、上記各実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本出願は、２０１３年１０月３０日に日本国に出願された特願２０１３−２２５７７８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。

本発明に係る光源装置は、光を発生する第１の光源部と、光を発生する第２の光源部と、前記第１の光源部を冷却する第１の冷却手段と、前記第２の光源部を冷却する第２の冷却手段と、前記第１の冷却手段と前記第２の冷却手段とを制御する冷却制御部と、を有し、前記冷却制御部は、前記第１の光源部が発する光の光量に対する前記２の光源が発する光の光量の比率である光量比に関する情報が入力され、前記第１の光源部と前記第２の光源部とを所定の温度範囲内に収めるために前記光量比に関する情報に基づき前記第１の冷却手段による冷却と前記第２の冷却手段による冷却とを行う比率である冷却比率に関する情報を特定し、前記第１の冷却手段と前記第２の冷却手段とにより前記第１の光源部と前記第２の光源部とを前記冷却比率で冷却するための前記第１の冷却手段の冷却能力と前記第２の冷却手段の冷却能力とを、前記冷却比率に関する情報に基づきそれぞれ決定し、前記第１の冷却手段と前記第２の冷却手段とに対してそれぞれ決定した前記冷却能力が得られるように駆動制御する。

本発明に係る内視鏡装置は、内視鏡と、光を発生する第１の光源部と、光を発生する第２の光源部と、前記第１の光源部を冷却する第１の冷却手段と、前記第２の光源部を冷却する第２の冷却手段と、前記第１の冷却手段と前記第２の冷却手段とを制御する冷却制御部と、を有し、前記冷却制御部は、前記第１の光源部が発する光の光量に対する前記２の光源が発する光の光量の比率である光量比に関する情報が入力され、前記第１の光源部と前記第２の光源部とを所定の温度範囲内に収めるために前記光量比に関する情報に基づき前記第１の冷却手段による冷却と前記第２の冷却手段による冷却とを行う比率である冷却比率に関する情報を特定し、前記第１の冷却手段と前記第２の冷却手段とにより前記第１の光源部と前記第２の光源部とを前記冷却比率で冷却するための前記第１の冷却手段の冷却能力と前記第２の冷却手段の冷却能力とを、前記冷却比率に関する情報に基づきそれぞれ決定し、前記第１の冷却手段と前記第２の冷却手段とに対してそれぞれ決定した前記冷却能力が得られるように駆動制御する。

本発明は、内視鏡に好適な内視鏡装置に関する。

本発明は、各固体発光素子毎に適切な冷却を行うことで、消費電力及び騒音を低減することができる内視鏡装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る内視鏡装置は、光を発生する第１の光源部と、光を発生する第２の光源部と、前記第１の光源部を冷却する第１の冷却手段と、前記第２の光源部を冷却する第２の冷却手段と、被検体内に挿入され、前記第１の光源部からの光と前記第２の光源部からの光とを導波可能であり、導波した光を先端から出射可能な導光部と、前記導光部の先端から出射された光が照射された前記被検体からの光を受光し撮像画像を生成する撮像部と、前記撮像画像を目標の明るさとするための明るさ制御情報を生成する生成部と、第１の光源部が発する光の光量に対する前記第２の光源が発する光の光量の比率である光量比に関する情報と、前記明るさ制御情報とが入力され、前記撮像部で生成される前記撮像画像が目標の明るさとなるように前記光量比に関する情報に対応する光量比を維持しながら前記第１の光源部と前記第２の光源部との発光量を制御し、かつ前記光量比に関する情報と、前記明るさ制御情報とに基づき前記第１の冷却手段と前記第２の冷却手段とを制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記光量比に関する情報に基づき前記第１の冷却手段による冷却と前記第２の冷却手段による冷却とを行う比率である冷却比率に関する情報を特定し、前記明るさ制御情報に基づき、前記撮像画像が目標の明るさとなるように発光量が制御された前記第１の光源部と前記第２の光源部とを、前記冷却比率で冷却して所定の温度範囲内に収めるための第１の冷却手段の冷却能力と前記第２の冷却手段の冷却能力とを決定し、前記第１の冷却手段と前記第２の冷却手段とに対して決定した前記冷却能力で駆動するように制御する。

本発明の一態様に係る内視鏡装置は、光を発生する第１の光源部と、光を発生する第２の光源部と、前記第１の光源部を冷却する第１の冷却手段と、前記第２の光源部を冷却する第２の冷却手段と、被検体内に挿入され、前記第１の光源部からの光と前記第２の光源部からの光とを導波可能であり、導波した光を先端から出射可能な導光部と、前記導光部の先端から出射された光が照射された前記被検体からの光を受光し撮像画像を生成する撮像部と、前記撮像画像を目標の明るさとするための明るさ制御情報を生成する生成部と、前記第１の光源部が発する光の光量に対する前記第２の光源部が発する光の光量の比率である光量比に関する情報と、前記明るさ制御情報とが入力され、前記撮像部で生成される前記撮像画像が目標の明るさとなるように前記光量比に関する情報に対応する光量比を維持しながら前記第１の光源部と前記第２の光源部との発光量を制御し、かつ前記光量比に関する情報と、前記明るさ制御情報とに基づき前記第１の冷却手段と前記第２の冷却手段とを制御する冷却制御部と、を有し、前記冷却制御部は、前記光量比に関する情報に基づき前記第１の冷却手段による冷却と前記第２の冷却手段による冷却とを行う比率である冷却比率に関する情報を特定し、前記明るさ制御情報に基づき、前記撮像画像が目標の明るさとなるように発光量が制御された前記第１の光源部と前記第２の光源部とを、前記冷却比率で冷却して所定の温度範囲内に収めるための第１の冷却手段の冷却能力と前記第２の冷却手段の冷却能力とを決定し、前記第１の冷却手段と前記第２の冷却手段とに対して決定した前記冷却能力で駆動するように制御する。

Claims (12)

1. 互いに異なる波長帯域の光を出射する複数の固体発光素子と、
   前記複数の固体発光素子に対応して設けられて、前記各固体発光素子を冷却する複数の冷却手段と、
   前記複数の固体発光素子の光量比に関連する情報が与えられて前記固体発光素子を個別に発光制御する発光素子制御部と、
   前記光量比に対応した冷却比率に基づいて前記複数の冷却手段の冷却能力を制御して前記各固体発光素子を個別又はグループ毎に冷却制御する冷却制御部と
   を具備したことを特徴とする光源装置。
2. 前記冷却制御部は、前記光量比に関連する情報に基づいて前記冷却比率を求める
   ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記冷却制御部は、前記複数の冷却手段に供給する駆動電力を制御することで、前記複数の冷却手段の冷却能力を制御する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
4. 前記複数の固体発光素子による照明光が供給される内視鏡の記憶部に記憶された前記光量比に関連する情報を読出す情報検知部
   を具備したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の光源装置。
5. 前記発光素子制御部は、前記光量比に関連する情報が与えられない場合には、所定の光量比で前記固体発光素子を個別に発光制御し、
   前記冷却制御部は、前記光量比に関連する情報が与えられない場合には、所定の冷却比率で前記複数の冷却手段の冷却能力を制御する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の光源装置。
6. 前記光量比に関連する情報は、前記複数の固体発光素子による照明光が供給される内視鏡毎又は前記内視鏡の観察モード毎に設定される
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の光源装置。
7. 前記冷却手段は、前記冷却制御部により駆動が制御されるファン及び前記固体発光素子に設けられた冷却素子の少なくとも１つを含む
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の光源装置。
8. 前記複数の冷却手段の各々の放熱部に対しそれぞれ個別に冷却風を流入させる第１及び第２の吸気口を具備するとともに、
   前記複数の冷却手段は、前記第１及び第２の吸気口の少なくとも一方に進退自在に設けられた流路制限部材を具備し、
   前記冷却制御部は、前記流路制限部材の前記１及び／又は第２の吸気口への進退を制御する
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の光源装置。
9. 前記発光素子制御部は、前記固体発光素子がそれぞれ許容された所定の発光量以内で発光するように個別に発光制御し、
   前記冷却制御部は、前記冷却手段がそれぞれ許容された冷却能力以内で冷却するように個別に冷却制御する
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つに記載の光源装置。
10. 周囲温度を検出する周囲温度検出部を具備し、
    前記発光素子制御部は、前記複数の固体発光素子にそれぞれ投入可能な最大投入電力の上限値を前記周囲温度検出部が検出した周囲温度に基づいて設定する
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１つに記載の光源装置。
11. 周囲温度を検出する周囲温度検出部と、
    周囲湿度を検出する周囲湿度検出部とを具備し、
    前記発光素子制御部は、前記複数の各固体発光素子にそれぞれ投入可能な最大投入電力の上限値を前記周囲温度検出部が検出した周囲温度及び前記周囲湿度検出部が検出した周囲湿度に基づいて設定する
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１つに記載の光源装置。
12. 内視鏡と、
    互いに異なる波長帯域の光を出射して前記内視鏡に照明光を供給する複数の固体発光素子と、
    前記複数の固体発光素子に対応して設けられて、前記各固体発光素子を冷却する複数の冷却手段と、
    前記複数の固体発光素子の光量比に関連する情報が与えられて前記固体発光素子を個別に発光制御する発光素子制御部と、
    前記光量比に対応した冷却比率に基づいて前記複数の冷却手段の冷却能力を制御して前記各固体発光素子を個別又はグループ毎に冷却制御する冷却制御部と
    を具備したことを特徴とする内視鏡装置。

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