WO2016143164A1 - 冷却装置 - Google Patents

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component
cooling
components
cooling device
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隆浩 正木
智也 高橋
哲史 田中
和恵 本江
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オリンパス株式会社
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/0655—Control therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
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    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/26—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes using light guides

Definitions

  • the present invention relates to a cooling device, and more particularly to a cooling device used for cooling components that generate heat during operation.
  • a configuration for cooling components that generate heat during operation by air cooling or the like is conventionally known.
  • a fan is rotated based on a temperature measured by a temperature sensor built in a main body unit of a notebook personal computer, so that The structure for cooling components, such as CPU provided, is disclosed.
  • a temperature sensor including a thermistor is provided for each component in order to reliably cool the plurality of components.
  • a complicated configuration for individually monitoring the measured temperature for each component is required.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-249719 does not particularly mention a method that can solve the above-mentioned problems, that is, there are still problems corresponding to the above-mentioned problems.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a cooling device that can reliably cool a plurality of components that generate heat during operation with a simple configuration.
  • a cooling device is a cooling device for cooling a predetermined device in which a plurality of components that generate heat during operation are built in a housing, and is provided inside the housing.
  • a temperature detection unit arranged at a predetermined position in the vicinity of the opening formed so as to be able to take in air from the outside to the inside, and configured to detect a temperature around the predetermined position;
  • a cooling unit configured to perform a cooling operation for cooling the plurality of components, and a maximum temperature of the component that can be reached at the temperature detected by the temperature detection unit is set for each of the plurality of components
  • a control unit that controls the cooling operation of the cooling unit so that the component temperature does not exceed a maximum rated temperature set for each of the plurality of components as a temperature corresponding to an upper limit value of a temperature at which normal operation of the component is guaranteed; , A.
  • the figure which shows the structure of the principal part of the endoscope system in which the cooling device which concerns on an Example is used.
  • an endoscope system 1 is configured to be inserted into a subject and to image a subject such as a living tissue in the subject and output it as an imaging signal.
  • a light source device 3 configured to supply illumination light for illuminating the subject to the endoscope 2 and observation by performing signal processing on an imaging signal output from the endoscope 2
  • a processor 4 configured to include an image processing circuit for generating and outputting an image and the like, and a monitor 5 configured to display an observation image output from the processor 4 on a screen.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a main part of an endoscope system in which a cooling device according to an embodiment is used.
  • the endoscope 2 includes an elongated insertion portion 2A having an imaging unit 21 for imaging a subject on the distal end side, and an operation portion 2B provided on the proximal end side of the insertion portion 2A. ing.
  • the endoscope 2 is detachably connected to the processor 4 via a universal cable UC provided to extend from the operation unit 2B, and is also connected to the light source device via a light guide cable LC branched from the universal cable UC. 3 is configured to be detachably connected.
  • a light guide fiber for transmitting illumination light supplied from the light source device 3 to the distal end side of the endoscope 2 and an output from the imaging unit 21
  • a signal line used for transmitting various signals such as an imaging signal to be transmitted.
  • the imaging unit 21 captures an optical image of a subject illuminated by illumination light supplied from the light source device 3, generates an imaging signal by photoelectrically converting the optical image of the captured subject, and generates the generated imaging signal. Is configured to output.
  • the imaging unit 21 is configured to operate according to a system control signal output from the processor 4.
  • the operation unit 2B has a shape that can be held and operated by a user such as an operator.
  • the operation unit 2B is provided with a scope switch 22 configured to include one or more switches that can instruct the processor 4 according to a user operation.
  • the light source device 3 supplies white light including R light, G light, and B light, which will be described later, as illumination light to a light guide fiber provided inside the light guide cable LC according to the control of the processor 4. It is configured to be able to.
  • the light source device 3 includes a red LED 31A, a green LED 31B, a blue LED 31C, dichroic mirrors 32A and 32B, a condenser lens 33, an LED drive circuit 34, and a temperature sensor 35.
  • the fan 36 and the control circuit 37 are provided inside the housing 38.
  • the light source device 3 has an opening 39 formed so as to be able to take in air from the outside to the inside of the housing 38 at a position substantially opposite to the arrangement position of the fan 36. Is provided.
  • the red LED 31A is configured to generate R light, which is light in the red wavelength band, in accordance with the LED drive signal output from the LED drive circuit 34.
  • the green LED 31B is configured to generate G light, which is light in the green wavelength band, in accordance with the LED drive signal output from the LED drive circuit 34.
  • the blue LED 31C is configured to generate B light, which is light in a blue wavelength band, in accordance with an LED drive signal output from the LED drive circuit 34.
  • the dichroic mirror 32A is configured to transmit the R light emitted from the red LED 31A to the dichroic mirror 32B side and reflect the G light emitted from the green LED 31B to the dichroic mirror 32B side.
  • the dichroic mirror 32B is configured to transmit the R light and the G light emitted through the dichroic mirror 32A to the condenser lens 33 side and reflect the B light emitted from the blue LED 31C to the condenser lens 33 side. Yes.
  • the condensing lens 33 condenses the R light, G light, and B light emitted through the dichroic mirror 32B, and emits the light to the light incident surface of the light guide fiber of the light guide cable LC connected to the light source device 3. It is configured.
  • the LED drive circuit 34 is configured to generate and output an LED drive signal for driving the red LED 31A, the green LED 31B, and the blue LED 31C in accordance with the LED control signal output from the control circuit 37.
  • the temperature sensor 35 is disposed at a predetermined position in the vicinity of the opening 39 inside the housing 38, for example.
  • the temperature sensor 35 includes, for example, a thermistor, and detects a temperature Tg around the predetermined position (arrangement position) described above, and generates a temperature signal indicating the detected temperature Tg to generate a control circuit 37. It is configured to output to. That is, the temperature sensor 35 is configured to detect, as the temperature Tg, a value that is equal to or substantially equal to the outside air temperature that is the temperature around the outside of the housing 38.
  • the fan 36 is configured to generate an air flow for discharging air from the inside of the housing 38 to the outside by rotating according to a fan control signal output from the control circuit 37. That is, the fan 36 performs a cooling operation for cooling a plurality of components that generate heat during operation, such as the red LED 31A, the green LED 31B, and the blue LED 31C, according to the fan control signal output from the control circuit 37. It is configured as follows.
  • the control circuit 37 is configured by an integrated circuit such as an FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • the control circuit 37 individually emits or extinguishes each LED of the red LED 31A, the green LED 31B, and the blue LED 31C based on the system control signal output from the processor 4, and individually determines the light amount when each LED emits light.
  • An LED control signal for setting is generated and output to the LED drive circuit 34.
  • the control circuit 37 has a table TB that can specify a correspondence relationship between a set temperature (described later) and a component temperature (described later) for each of a plurality of components that generate heat when the light source device 3 operates, and normal operation of the components.
  • the memory 37 ⁇ / b> A stores information including a maximum rated temperature Td set for each of the plurality of parts as a temperature corresponding to the upper limit value of the guaranteed temperature range. Further, the control circuit 37 is based on the temperature Tg indicated by the temperature signal output from the temperature sensor 35, the table TB included in the information read from the memory 37A, and the maximum rated temperature Td included in the information. A fan control signal for rotating the fan 36 at the calculated rotation speed is generated and output.
  • the housing 38 of the light source device 3 contains a plurality of components (a plurality of electronic components) that generate heat during operation (when energized).
  • the cooling device according to the embodiment is a cooling device for cooling the light source device 3 in which a plurality of components that generate heat during operation are provided in the housing 38, and includes a temperature sensor 35, a fan 36, and a control. And a circuit 37.
  • the processor 4 is provided with an operation panel 41 configured to include one or more switches capable of giving instructions according to user operations.
  • the processor 4 includes, for example, a CPU or FPGA, and performs an operation according to an instruction given in at least one of the switches provided in the scope switch 22 and the operation panel 41.
  • a system control signal is generated, and the generated system control signal is output to the endoscope 2 and / or the light source device 3.
  • the processor 4 is configured to perform an operation according to the system control signal generated as described above.
  • the illumination switch (not shown) provided on either the scope switch 22 or the operation panel 41 is switched from OFF to ON.
  • the processor 4 is instructed to supply white light from the light source device 3 to the endoscope 2.
  • the processor 4 generates a system control signal for simultaneously generating R light, G light, and B light based on an instruction given in the lighting switch, and outputs the generated system control signal to the light source device 3.
  • the control circuit 37 generates an LED control signal for causing each of the red LED 31A, the green LED 31B, and the blue LED 31C to emit light based on the system control signal output from the processor 4, and outputs the LED control signal to the LED drive circuit 34.
  • control circuit 37 reads, for example, information stored in the memory 37A immediately after the light source device 3 is turned on, and specifies the table TB and the maximum rated temperature Td included in the read information.
  • the operator for example, on the computer such as a personal computer, after starting analysis software that can analyze the temperature change of each heat source arranged in a predetermined space by simulation, the actual shape of the housing 38, and For constructing a virtual three-dimensional model (hereinafter referred to as a virtual model) used for simulation by the analysis software while referring to the actual arrangement position of each part provided in the housing 38 Perform the operation. That is, in the virtual model constructed as described above, an arrangement state substantially similar to the arrangement state of each part provided inside the actual housing 38 is reproduced.
  • the operator sets the direction of airflow that can be generated in the virtual model when the fan 36 is operating, while referring to the positions of the fan 36 and the opening 39 in the virtual model.
  • the operator specifies a part that generates heat during operation from among the parts other than the fan 36 provided in the housing 38, and sets the specified part as a heat source in the virtual model.
  • the operator generates, for example, a red LED 31A, a green LED 31B, a blue LED 31C, an LED drive circuit 34, a control circuit 37, and a memory 37A among the components provided in the housing 38 during operation.
  • the specified part is set as a heat source in the virtual model.
  • the operator sets the self-heating temperature Tp ⁇ corresponding to the maximum value of the temperature rising due to the self-heating of the component ⁇ , and the set temperature Th corresponding to the set value of the temperature around the predetermined position in the vicinity of the opening 39. Is used as a parameter, and the simulation is performed by setting the self-heating of each component other than the component ⁇ to the maximum, thereby obtaining the component temperature Tk ⁇ that is the maximum temperature of the component ⁇ that can be reached at the set temperature Th To do.
  • the self-heating temperature Tp ⁇ is a value that can be calculated based on the power consumption of the component ⁇ , for example.
  • the temperature around the component ⁇ The component ambient temperature Tq ⁇ is set to a temperature higher than the set temperature Th.
  • the component ambient temperature Tq ⁇ of the component ⁇ when the airflow of the set temperature Th flows from the opening 39 and reaches the component ⁇ is calculated, and the calculated component is further calculated.
  • a value obtained by adding the ambient temperature Tq ⁇ and the self-heating temperature Tp ⁇ can be acquired as the component temperature Tk ⁇ of the component ⁇ at the set temperature Th. That is, the component ambient temperature Tq ⁇ of the component ⁇ is a value acquired while taking into account an increase in the set temperature Th caused by self-heating of each component other than the component ⁇ .
  • the operator records the correspondence relationship between the set temperature Th and the component temperature Tk ⁇ in the component ⁇ by repeatedly executing the above-mentioned simulation while sequentially changing only the value of the set temperature Th. Further, the operator repeatedly executes the above-mentioned simulation while changing the set temperature Th as in the case of the part ⁇ , so that the set temperature Th and the parts in the parts ⁇ , parts ⁇ ,. The correspondence between the temperatures Tk ⁇ , Tk ⁇ ,... Is recorded. Thereafter, the operator creates, for example, a table TB as shown in FIG. 3 based on the information recording the correspondence between the set temperature Th and the component temperatures Tk ⁇ , Tk ⁇ , Tk ⁇ ,. An operation for storing the table TB in the memory 37A of the light source device 3 is performed.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an outline of the table TB used for the operation of the cooling device according to the embodiment.
  • the component temperature Tk ⁇ of the component ⁇ is T ⁇ 1
  • the component temperature Tk ⁇ of the component ⁇ is T ⁇ 1
  • It can be specified that the component temperature Tk ⁇ of the component ⁇ is T ⁇ 1.
  • the component temperature Tk ⁇ of the component ⁇ is T ⁇ 2.
  • the component temperature Tk ⁇ of the component ⁇ is T ⁇ 2.
  • the control circuit 37 sets each set temperature Th included in the table TB based on the temperature Tg indicated by the temperature signal output from the temperature sensor 35 and the table TB included in the information read from the memory 37A.
  • a set temperature Thi that matches or substantially matches the temperature Tg is identified from the inside. Further, the control circuit 37 specifies the component temperatures T ⁇ i, T ⁇ i, and T ⁇ i corresponding to the set temperature Thi described above by referring to the table TB.
  • control circuit 37 calculates a temperature margin Tm ⁇ by subtracting the component temperature T ⁇ i from the maximum rated temperature Td ⁇ of the component ⁇ read from the memory 37A, and calculates the component temperature T ⁇ i from the maximum rated temperature Td ⁇ of the component ⁇ read from the memory 37A. Is calculated, and the temperature margin Tm ⁇ is calculated by subtracting the component temperature T ⁇ i from the maximum rated temperature Td ⁇ of the component ⁇ read from the memory 37A.
  • the control circuit 37 calculates the rotational speed of the fan 36 for performing the cooling operation so that one temperature margin that is the minimum among the temperature margins calculated as described above is not less than the predetermined value TH. Then, control for rotating the fan 36 at the calculated rotation speed is performed. Specifically, for example, when the temperature margin Tm ⁇ is the minimum among the temperature margins Tm ⁇ , Tm ⁇ , and Tm ⁇ calculated as described above, the control circuit 37 sets the temperature margin Tm ⁇ to a predetermined value TH or more. The rotational speed of the fan 36 for performing such a cooling operation is calculated, and a fan control signal for rotating the fan 36 at the calculated rotational speed is generated and output.
  • the present embodiment corresponds to the heat source inside the casing 38 based on the temperature indicated by the temperature signal output from the temperature sensor 35 and the information read from the memory 37A.
  • the component having the smallest temperature margin can be reliably cooled. Therefore, according to the present embodiment, a plurality of components that generate heat during operation can be reliably cooled with a simple configuration.
  • the cooling device according to the present embodiment is not limited to the one provided in the light source device 3, and may be provided in the processor 4, or provided in an apparatus in which the light source device 3 and the processor 4 are integrated. It may be.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an outline of the table TC used for the operation of the cooling device according to the embodiment.
  • the table TC of FIG. 4 includes, for example, the set temperature Th set as described above and one temperature margin that is the smallest among the temperature margins calculated using the method described above (the temperature margin Tm ⁇ described above). Is created as a table showing a correspondence relationship between a plurality of rotational speeds Rs, which are rotational speeds of the fan 36 calculated in advance to perform a cooling operation so as to make the value more than a predetermined value TH.
  • the control circuit 37 based on the temperature Tg indicated by the temperature signal output from the temperature sensor 35 and the table TC, Control for specifying a rotation speed Rsj (Rs1, Rs2,%) At a set temperature Thj (Th1, Th2,%) That matches or substantially matches the temperature Tg, and rotates the fan 36 at the specified rotation speed Rsj. I do.
  • the control circuit 37 may detect failure according to whether or not the pulse signal is output. Furthermore, according to this embodiment, for example, when at least one or more fans 36 are detected as having failed due to the above-described failure detection, each non-failed fan 36 is rotated at the maximum rotation speed, and The control circuit 37 may perform control for reducing the light amount of the LED that is lit to a light amount that does not interfere with the user's procedure.
  • the light source device 3 is normally used due to factors such as a shift in the arrangement position of the temperature sensor 35 and a disconnection of a signal line connecting the temperature sensor 35 and the control circuit 37.
  • control for rotating the fan 36 at the maximum rotation speed may be performed in the control circuit 37.
  • the control circuit 37 may detect abnormality according to the presence or absence of the output of the light detection signal from each of the optical sensors. Furthermore, according to the present embodiment, in the above-described abnormality detection, for example, one or more photosensors continue to output photodetection signals even though the illumination switch is switched from on to off. When detected, the control circuit 37 may obtain a detection result that an abnormality has occurred in the operation of the LED.

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Abstract

　冷却装置は、動作時に発熱する複数の部品を筐体に内蔵した所定の装置を冷却するための冷却装置であって、筐体の内部に設けられ、筐体の外部から内部へ空気を取り込むことができるように形成された開口部の近傍における所定の位置に配置されているとともに、所定の位置の周辺の温度を検出するように構成された温度検出部と、複数の部品を冷却するための冷却動作を行うように構成された冷却部と、温度検出部により検出された温度において到達し得る部品の最大温度として複数の部品毎に設定された部品温度が、部品の正常動作が保証される温度の上限値に相当する温度として複数の部品毎に設定された最大定格温度を超えないように前記冷却部の冷却動作を制御する制御部と、を有する。

Description

冷却装置
　本発明は、冷却装置に関し、特に、動作時に発熱する部品の冷却に用いられる冷却装置に関するものである。
　動作時に発熱する部品を空冷等により冷却するための構成が従来知られている。
　具体的には、例えば、日本国特開２００７－２４９７１９号公報には、ノートパソコンの本体ユニットに内蔵された温度センサにおいて測定された温度に基づいてファンを回転させることにより、当該本体ユニット内に設けられたＣＰＵ等の部品を冷却するための構成が開示されている。
　ところで、動作時に発熱する複数の部品を内蔵した装置においては、当該装置の正常動作を極力維持するために、例えば、当該装置内の熱環境が最悪または略最悪になる場合を想定しつつ、当該複数の部品を確実に冷却するような冷却動作が行われることが望ましい。
　そして、動作時に発熱する複数の部品を内蔵した装置においては、当該複数の部品を確実に冷却するために、例えば、サーミスタ等を具備する温度センサを部品毎に個別に設けるとともに、当該温度センサにおいて測定された温度を部品毎に個別に監視するような煩雑な構成が必要になってしまう、という問題点が生じている。
　しかし、日本国特開２００７－２４９７１９号公報には、前述の問題点を解消可能な手法等について特に言及されておらず、すなわち、前述の問題点に応じた課題が依然として存在している。
　本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、動作時に発熱する複数の部品を簡易な構成で確実に冷却することが可能な冷却装置を提供することを目的としている。
　本発明の一態様の冷却装置は、動作時に発熱する複数の部品を筐体に内蔵した所定の装置を冷却するための冷却装置であって、前記筐体の内部に設けられ、前記筐体の外部から内部へ空気を取り込むことができるように形成された開口部の近傍における所定の位置に配置されているとともに、前記所定の位置の周辺の温度を検出するように構成された温度検出部と、前記複数の部品を冷却するための冷却動作を行うように構成された冷却部と、前記温度検出部により検出された温度において到達し得る部品の最大温度として前記複数の部品毎に設定された部品温度が、部品の正常動作が保証される温度の上限値に相当する温度として前記複数の部品毎に設定された最大定格温度を超えないように前記冷却部の冷却動作を制御する制御部と、を有する。
実施例に係る冷却装置が用いられる内視鏡システムの要部の構成を示す図。 実施例に係る冷却装置を設けた光源装置の構成の一例を示す図。 実施例に係る冷却装置の動作に用いられるテーブルＴＢの概要を示す図。 実施例に係る冷却装置の動作に用いられるテーブルＴＣの概要を示す図。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明を行う。
　図１から図４は、本発明の実施例に係るものである。
　内視鏡システム１は、図１に示すように、被検体内に挿入されるとともに、当該被検体内における生体組織等の被写体を撮像して撮像信号として出力するように構成された内視鏡２と、当該被写体を照明するための照明光を内視鏡２に供給するように構成された光源装置３と、内視鏡２から出力される撮像信号に対して信号処理を施すことにより観察画像等を生成して出力するための画像処理回路等を具備して構成されたプロセッサ４と、プロセッサ４から出力される観察画像等を画面上に表示するように構成されたモニタ５と、を有している。図１は、実施例に係る冷却装置が用いられる内視鏡システムの要部の構成を示す図である。
　内視鏡２は、被写体を撮像するための撮像ユニット２１を先端側に設けた細長の挿入部２Ａと、挿入部２Ａの基端側に設けられた操作部２Ｂと、を有して構成されている。また、内視鏡２は、操作部２Ｂから延出して設けられたユニバーサルケーブルＵＣを介してプロセッサ４に着脱可能に接続されるとともに、ユニバーサルケーブルＵＣから分岐したライトガイドケーブルＬＣを介して光源装置３に着脱可能に接続されるように構成されている。
　挿入部２Ａ、操作部２Ｂ及びユニバーサルケーブルＵＣの内部には、例えば、光源装置３から供給される照明光を内視鏡２の先端側へ伝送するためのライトガイドファイバと、撮像ユニット２１から出力される撮像信号等の種々の信号の伝送に用いられる信号線と、がそれぞれ設けられている。
　撮像ユニット２１は、光源装置３から供給される照明光により照明された被写体の光学像を撮像し、当該撮像した被写体の光学像を光電変換することにより撮像信号を生成し、当該生成した撮像信号を出力するように構成されている。具体的には、撮像ユニット２１は、例えば、所定の視野範囲内の被写体の光学像を得るための１つ以上のレンズを備えた対物光学系と、当該対物光学系により得られた光学像を撮像して撮像信号を出力するＣＣＤ等のイメージセンサと、を有して構成されている。また、撮像ユニット２１は、プロセッサ４から出力されるシステム制御信号に応じて動作するように構成されている。
　操作部２Ｂは、術者等のユーザが把持して操作することが可能な形状を具備して構成されている。また、操作部２Ｂには、ユーザの操作に応じた指示をプロセッサ４に対して行うことが可能な１つ以上のスイッチを具備して構成されたスコープスイッチ２２が設けられている。
　光源装置３は、プロセッサ４の制御に応じ、ライトガイドケーブルＬＣの内部に設けられたライトガイドファイバに対し、後述のＲ光、Ｇ光及びＢ光を含む白色光を照明光として供給することができるように構成されている。また、光源装置３は、例えば、図２に示すように、赤色ＬＥＤ３１Ａと、緑色ＬＥＤ３１Ｂと、青色ＬＥＤ３１Ｃと、ダイクロイックミラー３２Ａ及び３２Ｂと、集光レンズ３３と、ＬＥＤ駆動回路３４と、温度センサ３５と、ファン３６と、制御回路３７と、を筐体３８の内部に設けて構成されている。また、光源装置３は、例えば、図２に示すように、ファン３６の配置位置に略対向する位置に、筐体３８の外部から内部へ空気を取り込むことができるように形成された開口部３９を設けて構成されている。
　赤色ＬＥＤ３１Ａは、ＬＥＤ駆動回路３４から出力されるＬＥＤ駆動信号に応じ、赤色の波長帯域の光であるＲ光を発生するように構成されている。
　緑色ＬＥＤ３１Ｂは、ＬＥＤ駆動回路３４から出力されるＬＥＤ駆動信号に応じ、緑色の波長帯域の光であるＧ光を発生するように構成されている。
　青色ＬＥＤ３１Ｃは、ＬＥＤ駆動回路３４から出力されるＬＥＤ駆動信号に応じ、青色の波長帯域の光であるＢ光を発生するように構成されている。
　ダイクロイックミラー３２Ａは、赤色ＬＥＤ３１Ａから発せられるＲ光をダイクロイックミラー３２Ｂ側へ透過させるとともに、緑色ＬＥＤ３１Ｂから発せられるＧ光をダイクロイックミラー３２Ｂ側へ反射するように構成されている。
　ダイクロイックミラー３２Ｂは、ダイクロイックミラー３２Ａを経て出射されるＲ光及びＧ光を集光レンズ３３側へ透過させるとともに、青色ＬＥＤ３１Ｃから発せられるＢ光を集光レンズ３３側へ反射するように構成されている。
　集光レンズ３３は、ダイクロイックミラー３２Ｂを経て出射されるＲ光、Ｇ光及びＢ光を集光し、光源装置３に接続されたライトガイドケーブルＬＣのライトガイドファイバの光入射面へ出射するように構成されている。
　ＬＥＤ駆動回路３４は、制御回路３７から出力されるＬＥＤ制御信号に応じ、赤色ＬＥＤ３１Ａ、緑色ＬＥＤ３１Ｂ及び青色ＬＥＤ３１Ｃを駆動するためのＬＥＤ駆動信号を生成して出力するように構成されている。
　温度センサ３５は、例えば、筐体３８の内部の開口部３９の近傍における所定の位置に配置されている。また、温度センサ３５は、例えば、サーミスタ等を具備し、前述の所定の位置（配置位置）の周辺の温度Ｔｇを検出するとともに、当該検出した温度Ｔｇを示す温度信号を生成して制御回路３７へ出力するように構成されている。すなわち、温度センサ３５は、筐体３８の外部周辺の温度である外気温に等しいまたは略等しい値を温度Ｔｇとして検出するように構成されている。
　ファン３６は、制御回路３７から出力されるファン制御信号に応じて回転することにより、筐体３８の内部から外部へ空気を排出するための気流を発生するように構成されている。すなわち、ファン３６は、制御回路３７から出力されるファン制御信号に応じ、例えば、赤色ＬＥＤ３１Ａ、緑色ＬＥＤ３１Ｂ及び青色ＬＥＤ３１Ｃ等のような、動作時に発熱する複数の部品を冷却するための冷却動作を行うように構成されている。
　制御回路３７は、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）等の集積回路により構成されている。また、制御回路３７は、プロセッサ４から出力されるシステム制御信号に基づき、赤色ＬＥＤ３１Ａ、緑色ＬＥＤ３１Ｂ及び青色ＬＥＤ３１Ｃの各ＬＥＤを個別に発光または消光させるとともに、当該各ＬＥＤの発光時の光量を個別に設定するためのＬＥＤ制御信号を生成してＬＥＤ駆動回路３４へ出力するように構成されている。また、制御回路３７は、設定温度（後述）と部品温度（後述）との間の対応関係を光源装置３の動作時に発熱する複数の部品毎に特定可能なテーブルＴＢと、部品の正常動作が保証される温度範囲の上限値に相当する温度として当該複数の部品毎に設定された最大定格温度Ｔｄと、を含む情報が格納されたメモリ３７Ａを具備して構成されている。また、制御回路３７は、温度センサ３５から出力される温度信号により示される温度Ｔｇと、メモリ３７Ａから読み込んだ情報に含まれるテーブルＴＢと、当該情報に含まれる最大定格温度Ｔｄと、に基づいて算出した回転速度でファン３６を回転させるためのファン制御信号を生成して出力するように構成されている。
　すなわち、光源装置３の筐体３８には、動作時（通電時）に発熱する複数の部品（複数の電子部品）が内蔵されている。また、実施例に係る冷却装置は、動作時に発熱する複数の部品を筐体３８の内部に設けた光源装置３を冷却するための冷却装置であって、温度センサ３５と、ファン３６と、制御回路３７と、を有して構成されている。
　プロセッサ４には、ユーザの操作に応じた指示を行うことが可能な１つ以上のスイッチを具備して構成された操作パネル４１が設けられている。また、プロセッサ４は、例えば、ＣＰＵまたはＦＰＧＡ等を具備し、スコープスイッチ２２及び操作パネル４１に設けられた各スイッチのうちの少なくとも１つ以上のスイッチにおいてなされた指示に応じた動作を行うためのシステム制御信号を生成し、当該生成したシステム制御信号を内視鏡２及び／または光源装置３へ出力するように構成されている。また、プロセッサ４は、前述のように生成したシステム制御信号に応じた動作を行うように構成されている。
　続いて、本実施例の作用について説明する。
　まず、ユーザは、内視鏡システム１の各部を接続して電源を投入した後、例えば、スコープスイッチ２２または操作パネル４１のいずれかに設けられた照明スイッチ（不図示）をオフからオンへ切り替える操作を行うことにより、光源装置３から内視鏡２へ白色光を供給させるための指示をプロセッサ４に対して行う。
　プロセッサ４は、照明スイッチにおいてなされた指示に基づき、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光を同時に発生させるためのシステム制御信号を生成し、当該生成したシステム制御信号を光源装置３へ出力する。
　制御回路３７は、プロセッサ４から出力されるシステム制御信号に基づき、赤色ＬＥＤ３１Ａ、緑色ＬＥＤ３１Ｂ及び青色ＬＥＤ３１Ｃの各ＬＥＤをそれぞれ発光させるためのＬＥＤ制御信号を生成してＬＥＤ駆動回路３４へ出力する。
　一方、制御回路３７は、例えば、光源装置３の電源が投入された直後にメモリ３７Ａに格納された情報を読み込むとともに、当該読み込んだ情報に含まれるテーブルＴＢ及び最大定格温度Ｔｄをそれぞれ特定する。
　ここで、テーブルＴＢを作成するための具体的な方法について、光源装置３の動作時に発熱する各部品のうちの１つを部品αとした場合を例に挙げて説明する。
　オペレータは、例えば、パーソナルコンピュータ等のコンピュータ上において、所定の空間内に配置された各熱源の温度変化等をシミュレーションにより解析可能な解析用ソフトウェアを起動した後、筐体３８の実際の形状、及び、筐体３８の内部に設けられた各部の実際の配置位置等を参照しつつ、当該解析用ソフトウェアによるシミュレーションに用いられる仮想的な３次元モデル（以降、仮想モデルと称する）を構築するための操作を行う。すなわち、前述のように構築された仮想モデル内においては、実際の筐体３８の内部に設けられた各部の配置状態と略同様の配置状態が再現されている。
　オペレータは、仮想モデル内におけるファン３６及び開口部３９の位置を参照しつつ、ファン３６の動作時に当該仮想モデル内で発生し得る気流の方向を設定する。
　オペレータは、筐体３８の内部に設けられたファン３６以外の各部品の中から、動作時に発熱する部品を特定するとともに、当該特定した部品を仮想モデル内の熱源として設定する。
　具体的には、オペレータは、筐体３８の内部に設けられた各部品のうち、例えば、赤色ＬＥＤ３１Ａ、緑色ＬＥＤ３１Ｂ、青色ＬＥＤ３１Ｃ、ＬＥＤ駆動回路３４、制御回路３７及びメモリ３７Ａを動作時に発熱する部品として特定するとともに、当該特定した部品を仮想モデル内の熱源として設定する。
　オペレータは、部品αの自己発熱に起因して上昇する温度の最大値に相当する自己発熱温度Ｔｐαと、開口部３９の近傍における所定の位置の周辺の温度の設定値に相当する設定温度Ｔｈと、をパラメータとして用いつつ、部品α以外の他の各部品の自己発熱を最大に設定してシミュレーションを実行することにより、設定温度Ｔｈにおいて到達し得る部品αの最大温度である部品温度Ｔｋαを取得する。なお、自己発熱温度Ｔｐαは、例えば、部品αの消費電力に基づいて算出可能な値である。
　ここで、開口部３９から流入する設定温度Ｔｈの気流は、部品α以外の他の各部品の自己発熱に応じて温められつつ当該部品αの周囲に到達するため、当該部品αの周囲の温度である部品周囲温度Ｔｑαを設定温度Ｔｈよりも高い温度にするような作用を及ぼす。
　そのため、前述のシミュレーションを実行することにより、設定温度Ｔｈの気流が開口部３９から流入して部品αに到達した際の当該部品αの部品周囲温度Ｔｑαが算出され、さらに、当該算出された部品周囲温度Ｔｑαと自己発熱温度Ｔｐαとを加算した値を設定温度Ｔｈにおける部品αの部品温度Ｔｋαとして取得することができる。すなわち、部品αの部品周囲温度Ｔｑαは、当該部品α以外の他の各部品の自己発熱に起因する設定温度Ｔｈの上昇を加味しつつ取得される値である。
　そして、オペレータは、設定温度Ｔｈの値のみを順次変更しながら前述のシミュレーションを繰り返し実行することにより、部品αにおける設定温度Ｔｈと部品温度Ｔｋαとの間の対応関係を記録する。また、オペレータは、部品αの場合と同様に設定温度Ｔｈを変更しつつ前述のシミュレーションを繰り返し実行することにより、当該部品α以外の部品である部品β、部品γ、…における設定温度Ｔｈと部品温度Ｔｋβ、Ｔｋγ、…との間の対応関係を記録する。その後、オペレータは、設定温度Ｔｈと、部品温度Ｔｋα、Ｔｋβ、Ｔｋγ、…と、の間の対応関係を記録した情報に基づき、例えば、図３に示すようなテーブルＴＢを作成するとともに、当該作成したテーブルＴＢを光源装置３のメモリ３７Ａに格納させるための操作を行う。図３は、実施例に係る冷却装置の動作に用いられるテーブルＴＢの概要を示す図である。
　すなわち、図３に示したテーブルＴＢを参照することにより、例えば、設定温度ＴｈがＴｈ１である場合において、部品αの部品温度ＴｋαがＴα１であり、部品βの部品温度ＴｋβがＴβ１であり、かつ、部品γの部品温度ＴｋγがＴγ１であることを特定することができる。また、図３に示したテーブルＴＢを参照することにより、例えば、設定温度ＴｈがＴｈ２である場合において、部品αの部品温度ＴｋαがＴα２であり、部品βの部品温度ＴｋβがＴβ２であり、かつ、部品γの部品温度ＴｋγがＴγ２であることを特定することができる。なお、以降においては、簡単のため、テーブルＴＢを参照することにより、１つの設定温度Ｔｈに対応する３つの部品温度Ｔｋα、Ｔｋβ及びＴｋγをそれぞれ特定することが可能な場合を例に挙げて説明する。
　一方、制御回路３７は、温度センサ３５から出力される温度信号により示される温度Ｔｇと、メモリ３７Ａから読み込んだ情報に含まれるテーブルＴＢと、に基づき、当該テーブルＴＢに含まれる各設定温度Ｔｈの中から当該温度Ｔｇに一致するまたは略一致する設定温度Ｔｈｉを特定する。また、制御回路３７は、テーブルＴＢを参照することにより、前述の設定温度Ｔｈｉに対応する部品温度Ｔαｉ、Ｔβｉ及びＴγｉを特定する。
　その後、制御回路３７は、メモリ３７Ａから読み込んだ部品αの最大定格温度Ｔｄαから部品温度Ｔαｉを減ずることにより温度マージンＴｍαを算出し、メモリ３７Ａから読み込んだ部品βの最大定格温度Ｔｄβから部品温度Ｔβｉを減ずることにより温度マージンＴｍβを算出し、メモリ３７Ａから読み込んだ部品γの最大定格温度Ｔｄγから部品温度Ｔγｉを減ずることにより温度マージンＴｍγを算出する。
　そして、制御回路３７は、前述のように算出した各温度マージンの中で最小となる一の温度マージンを所定値ＴＨ以上にするような冷却動作を行うためのファン３６の回転速度を算出するとともに、当該算出した回転速度でファン３６を回転させるための制御を行う。具体的には、制御回路３７は、例えば、前述のように算出した各温度マージンＴｍα、Ｔｍβ及びＴｍγの中で温度マージンＴｍαが最小となる場合には、当該温度マージンＴｍαを所定値ＴＨ以上にするような冷却動作を行うためのファン３６の回転速度を算出するとともに、当該算出した回転速度でファン３６を回転させるためのファン制御信号を生成して出力する。
　以上に述べたように、本実施例によれば、温度センサ３５から出力される温度信号により示される温度と、メモリ３７Ａから読み込んだ情報と、に基づき、筐体３８の内部における熱源に相当する各部品のうち、温度マージンが最小となる部品を確実に冷却することができる。従って、本実施例によれば、動作時に発熱する複数の部品を簡易な構成で確実に冷却することができる。
　なお、本実施例に係る冷却装置は、光源装置３に設けられるものに限らず、例えば、プロセッサ４に設けられていてもよく、または、光源装置３及びプロセッサ４を一体化した装置に設けられていてもよい。
　また、本実施例によれば、テーブルＴＢの代わりに、例えば、図４に示すようなテーブルＴＣがメモリ３７Ａに格納されるとともに、当該テーブルＴＣに基づく制御が制御回路３７により行われるようにしてもよい。図４は、実施例に係る冷却装置の動作に用いられるテーブルＴＣの概要を示す図である。
　図４のテーブルＴＣは、例えば、前述のように設定される設定温度Ｔｈと、前述の方法を用いて算出される各温度マージンの中で最小となる一の温度マージン（前述の温度マージンＴｍα）を所定値ＴＨ以上にするような冷却動作を行うために予め算出されたファン３６の回転速度である複数の回転速度Ｒｓと、の間の対応関係を示すテーブルとして作成される。
　そして、制御回路３７は、図４のテーブルＴＣがメモリ３７Ａから読み込んだ情報に含まれる場合には、温度センサ３５から出力される温度信号により示される温度Ｔｇと、当該テーブルＴＣと、に基づき、当該温度Ｔｇに一致するまたは略一致する設定温度Ｔｈｊ（Ｔｈ１、Ｔｈ２、…）における回転速度Ｒｓｊ（Ｒｓ１、Ｒｓ２、…）を特定し、当該特定した回転速度Ｒｓｊでファン３６を回転させるための制御を行う。
　一方、本実施例によれば、例えば、光源装置３が複数のファン３６を有して構成されている場合に、回転速度に応じて周期が変動するパルス信号が複数のファン３６からそれぞれ出力されるとともに、当該パルス信号の出力の有無に応じた故障検出が制御回路３７において行われるようにしてもよい。さらに、本実施例によれば、例えば、前述の故障検出により、少なくとも１つ以上のファン３６の故障が検出された際に、故障していない各ファン３６を最大の回転速度で回転させるとともに、点灯中のＬＥＤの光量をユーザの手技に支障を及ぼさない程度の光量まで低下させるための制御が制御回路３７において行われるようにしてもよい。
　また、本実施例によれば、例えば、温度センサ３５の配置位置のずれ、及び、温度センサ３５と制御回路３７との間を接続する信号線の断線等の要因により、光源装置３の通常使用時に実際に計測され得る温度範囲から逸脱した温度が検出された場合に、ファン３６を最大の回転速度で回転させるための制御が制御回路３７において行われるようにしてもよい。
　また、本実施例によれば、例えば、各ＬＥＤの近傍に光センサが設けられている場合に、出射光量に応じて信号レベルが変動する光検出信号が各光センサからそれぞれ出力されるとともに、当該各光センサからの光検出信号の出力の有無に応じた異常検出が制御回路３７において行われるようにしてもよい。さらに、本実施例によれば、前述の異常検出において、例えば、照明スイッチがオンからオフへ切り替えられたにも係わらず、１つ以上の光センサが光検出信号を出力し続けていることが検出された際に、ＬＥＤの動作に異常が発生しているとの検出結果が制御回路３７において得られるようにしてもよい。
　なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。
　本出願は、２０１５年３月９日に日本国に出願された特願２０１５－４６１６９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 (4)

  1. 　動作時に発熱する複数の部品を筐体に内蔵した所定の装置を冷却するための冷却装置であって、
    　前記筐体の内部に設けられ、前記筐体の外部から内部へ空気を取り込むことができるように形成された開口部の近傍における所定の位置に配置されているとともに、前記所定の位置の周辺の温度を検出するように構成された温度検出部と、
    　前記複数の部品を冷却するための冷却動作を行うように構成された冷却部と、
    　前記温度検出部により検出された温度において到達し得る部品の最大温度として前記複数の部品毎に取得された部品温度が、部品の正常動作が保証される温度の上限値に相当する温度として前記複数の部品毎に設定された最大定格温度を超えないように前記冷却部の冷却動作を制御する制御部と、
    　を有することを特徴とする冷却装置。
  2. 　前記所定の位置の周辺の温度の設定値に相当する設定温度と、前記最大定格温度から前記設定温度における前記部品温度を減じて得られる温度マージンを所定値以上にするような冷却動作を行うために予め算出された冷却動作用のパラメータと、の間の対応関係を示すテーブルが格納された記憶部をさらに有し、
    　前記制御部は、前記記憶部から読み込んだ前記テーブルに基づき、前記温度検出部により検出された温度に一致するまたは略一致する一の設定温度における一のパラメータを特定し、当該特定した一のパラメータを用いて前記冷却部の冷却動作を制御する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
  3. 　前記複数の部品のうちの１つの部品の部品温度は、前記１つの部品の自己発熱に起因して上昇する温度の最大値に相当する自己発熱温度と、前記１つの部品以外の他の各部品の自己発熱に起因する前記設定温度の上昇を加味しつつ取得される前記１つの部品の周囲の温度である部品周囲温度と、を加算して得られる温度である
    　ことを特徴とする請求項２に記載の冷却装置。
  4. 　前記冷却部は、前記筐体の内部から外部へ空気を排出するための気流を発生するように構成されたファンである
    　ことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
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