(57)【要約】【課題】電流回路の短絡を防止するとともに、ＬＥＤでの発熱を有効に冷却する構成の内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット及びこれを用いた内視鏡を提供することにある。【解決手段】内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット４０では、第１のジャケット構成体４３と第２のジャケット構成体４４との間に絶縁層２６を、第２のジャケット構成体４４と冷却媒体溜まり部５０との間に絶縁膜５７を配設することにより、電流回路の短絡を防止している。また、パッケージタイプＬＥＤ４５のダイ４７で発生する熱は、第１の電極基板５１Ａを通って第１のジャケット構成体４３へ伝導され、冷却媒体溜まり部５０の冷却媒体に伝達される。熱回路に絶縁層２６及び絶縁膜５７が介在しないことにより、大きな熱抵抗のない熱回路が実現される。【選択図】図２
2010207271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部と２つの電極を有するＬＥＤ光源と、
前記ＬＥＤ光源が取り付けられ、前記ＬＥＤ光源の一方の電極と電気的に接続されるとともに、電流及び熱を伝達し、冷却媒体を溜める冷却媒体溜まり部を備える冷却ジャケットと、
前記ＬＥＤ光源の他方の電極と電気的に接続される通電材と、
前記冷却ジャケットと前記通電材との間を絶縁する絶縁層と、
を備えることを特徴とする内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット。
【請求項２】
発光部と２つの電極を有するＬＥＤ光源と、冷却ジャケットと、を有し、
前記冷却ジャケットは、
前記ＬＥＤ光源が取り付けられ、前記ＬＥＤ光源の一方の電極と電気的に接続されるとともに、電流及び熱を伝達する第１のジャケット構成体と、
前記ＬＥＤ光源の他方の電極と電気的に接続されるとともに、電流を伝達する第２のジャケット構成体と、
前記第１のジャケット構成体と前記第２のジャケット構成体の間の絶縁をする絶縁層と、
前記第１のジャケット構成体と前記第２のジャケット構成体の間の前記絶縁層以外の部位に設けられ、冷却媒体を溜める冷却媒体溜まり部と、
を備えることを特徴とする内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット。
【請求項３】
前記第２のジャケット構成体と前記冷却媒体溜まり部との間に絶縁部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡用ＬＥＤユニット。
【請求項４】
前記絶縁層は、
接着剤と、
前記接着剤に混入されるとともに、前記絶縁層と同一の直径で絶縁性を有する複数のフィラーと、
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の内視鏡用ＬＥＤ光源ユニットと、
前記内視鏡用ＬＥＤ光源ユニットの前記冷却媒体溜まり部に接続され、前記冷却媒体溜まり部に冷却媒体を流入及び流出する配管と、
前記配管の基端部が接続されるとともに、冷却媒体を循環させる循環ポンプと、
前記内視鏡用ＬＥＤ光源ユニットに電流を供給する電源ケーブルと、
を備えることを特徴とする内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡の先端部に内蔵される内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット及びこれを用いた内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
体腔内を観察する内視鏡において被写体を照射する照明光の光源ランプとしてハロゲンランプやキセノンランプを用いるものが知られている。一般的な内視鏡では、光源ランプは物理的な固定機構、給電回路を含む光源ユニットとして照明装置に内蔵されており、照明装置はコネクタを介して内視鏡に接続される。光源ランプから発光された光は、コネクタ及び内視鏡内に設けられたライトガイドを介して内視鏡の先端部から出射される。これにより、被写体に向けて光が照射される。照射された被写体はＣＣＤ等により撮像され、撮像された被写体像は撮像ケーブルを介して光学的、あるいは電気的に表示装置に伝達される。
【０００３】
しかし、ハロゲンランプ、キセノンランプを用いた光源ユニットでは、光源ランプの寿命が短い。このため、光源ランプ寿命に応じて定期的な交換作業が必要となり、医療行為の負担となっている。この問題点に対応する為、長寿命の光源ランプが期待されている。
【０００４】
そこで近年では、長寿命の光源ランプとして白色光を出力するＬＥＤ（発光ダイオード）を内視鏡の先端部に内蔵した内視鏡用ＬＥＤ光源ユニットが用いられている。ＬＥＤを用いることにより、光源ランプの交換作業を無くすことも期待できる。また、ライトガイドを内視鏡内部に設ける必要がなくなるため、内視鏡の内部構造を簡略化することができる。
【０００５】
しかし、ＬＥＤランプは、使用環境温度が高くなると寿命が短くなること、光量が消費電力と比例関係にあること及び発熱が消費電力の約８０％であることを特徴としている。このため、ＬＥＤランプを内視鏡用光源ランプとして使用する場合、発熱が大きくなり、この発熱により光源ランプ寿命が短くなってしまう。また、発熱によりＣＣＤ等を駆動する電気回路に悪影響を与える可能性がある。
【０００６】
内視鏡用ＬＥＤ光源ユニットの発熱を低減させるために、特許文献１ではＬＥＤランプで発生した熱を放熱するための冷却機構を備えた内視鏡用ＬＥＤ光源ユニットが示されている。図７は、この内視鏡１の先端部に組み込まれた内視鏡用ＬＥＤユニット１ａを示す。図７に示すように、内視鏡用ＬＥＤユニット１ａでは、金属製の先端支持部２に流体溜まり部３が送気・送水管４に連結された状態で形成されている。流体溜まり部３はＬＥＤランプ５の裏側に配置され、空気又は水が循環するようになっている。ＬＥＤランプ５はＬＥＤ基板６に取り付けられ、ＬＥＤ基板６には電源ケーブル７が接続されている。このような構造にすることにより、ＬＥＤランプ５での発熱が、流体溜まり部３の空気又は水によって冷却されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２２９２６１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般に内視鏡用ＬＥＤ光源ユニットでは、電流回路の短絡を防止するためＬＥＤランプの正電極が接続される部位と負電極が接続される部位との間に絶縁部が設けられている。絶縁部は、非金属（例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂）であることが一般的で、非金属は密度が小さいため、熱伝導性が小さい。このため、ＬＥＤランプで発生した熱を伝導するＬＥＤランプから流体溜まり部までの熱回路上に絶縁部が存在すると、絶縁部が熱抵抗となる。これにより、有効に放熱を行うことができず、内視鏡用ＬＥＤ光源ユニットの発熱が大きくなってしまう。
【０００９】
上記特許文献１の内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット１ａでは、ＬＥＤランプの正電極が接続される部位と負電極が接続される部位との間の絶縁構造が開示されておらず、ＬＥＤランプ５で発生した熱を伝導するＬＥＤランプ５から流体溜まり部３までの熱回路上に絶縁部が存在するか定かではない。
【００１０】
本発明は上記課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、電流回路の短絡を防止するとともに、ＬＥＤでの発熱を有効に冷却する構成の内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット及びこれを用いた内視鏡を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、発光部と２つの電極を有するＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源が取り付けられ、前記ＬＥＤ光源の一方の電極と電気的に接続されるとともに、電流及び熱を伝達し、冷却媒体を溜める冷却媒体溜まり部を備える冷却ジャケットと、前記ＬＥＤ光源の他方の電極と電気的に接続される通電材と、前記冷却ジャケットと前記通電材との間を絶縁する絶縁層と、を備えることを特徴とする内視鏡用ＬＥＤ光源ユニットである。
【００１２】
そして、本請求項１の発明の内視鏡用ＬＥＤ光源ユニットでは、冷却ジャケットと通電体との間を絶縁する絶縁層を配設することにより、電流回路の短絡を防止している。また、ＬＥＤ光源の発光部で発生する熱は、ＬＥＤ光源の取付け部とＬＥＤ光源の一方の電極から冷却ジャケットへ伝導され、冷却媒体溜まり部の冷却媒体に伝達される。熱回路に絶縁層が介在しないことにより、大きな熱抵抗のない熱回路が実現される。これにより、電流回路の短絡を防止するとともに、ＬＥＤ光源の発光部での発熱を有効に冷却する構成の内視鏡用ＬＥＤ光源ユニットを提供することができる。
【００１３】
請求項２の発明は、発光部と２つの電極を有するＬＥＤ光源と、冷却ジャケットと、を有し、前記冷却ジャケットは、前記ＬＥＤ光源が取り付けられ、前記ＬＥＤ光源の一方の電極と電気的に接続されるとともに、電流及び熱を伝達する第１のジャケット構成体と、前記ＬＥＤ光源の他方の電極と電気的に接続されるとともに、電流を伝達する第２のジャケット構成体と、前記第１のジャケット構成体と前記第２のジャケット構成体の間の絶縁をする絶縁層と、前記第１のジャケット構成体と前記第２のジャケット構成体の間の前記絶縁層以外の部位に設けられ、冷却媒体を溜める冷却媒体溜まり部と、を備えることを特徴とする内視鏡用ＬＥＤ光源ユニットである。
【００１４】
そして、本請求項２の発明の内視鏡用ＬＥＤ光源ユニットでは、冷却ジャケットの第１のジャケット構成体と第２のジャケット構成体との間を絶縁する絶縁層を配設することにより、電流回路の短絡を防止している。また、ＬＥＤ光源の発光部で発生する熱は、ＬＥＤ光源の一方の電極から冷却ジャケットの第１のジャケット構成体へ伝導され、冷却媒体溜まり部の冷却媒体に伝達される。熱回路に絶縁層が介在しないことにより、大きな熱抵抗のない熱回路が実現される。これにより、電流回路の短絡を防止するとともに、ＬＥＤ光源の発光部での発熱を有効に冷却する構成の内視鏡用ＬＥＤ光源ユニットを提供することができる。
【００１５】
請求項３の発明は、前記第２のジャケット構成体と前記冷却媒体溜まり部との間に絶縁部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡用ＬＥＤユニットである。
【００１６】
そして、本請求項３の発明の内視鏡用ＬＥＤ光源ユニットでは、第２のジャケット構成体と冷却媒体溜まり部との間に絶縁膜を配設することにより、冷却媒体を介して電流回路の短絡が発生することを防止している。これにより、導電性の大きい冷却媒体を用いてＬＥＤの発光部で発生する熱の冷却を行うことができる。
【００１７】
請求項４の発明は、前記絶縁層は、接着剤と、前記接着剤に混入されるとともに、前記絶縁層と同一の直径で絶縁性を有する複数のフィラーと、を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の内視鏡用ＬＥＤ光源ユニットである。
【００１８】
そして、本請求項４の発明の内視鏡用ＬＥＤ光源ユニットでは、絶縁層の厚さが絶縁性のフィラーにより規制されていることにより、冷却ジャケットと通電体との間、又は、第１のジャケット構成体と第２のジャケット構成体との間の間隔が均一に維持されるようになっている。これにより、給電回路の一部である冷却ジャケットと通電体との間、又は、第１のジャケット構成体と第２のジャケット構成体との間の短絡を確実に防止することができる。
【００１９】
請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の内視鏡用ＬＥＤ光源ユニットと、前記内視鏡用ＬＥＤ光源ユニットの前記冷却媒体溜まり部に接続され、前記冷却媒体溜まり部に冷却媒体を流入及び流出する配管と、前記配管の基端部が接続されるとともに、冷却媒体を循環させる循環ポンプと、前記内視鏡用ＬＥＤ光源ユニットに電流を供給する電源ケーブルと、を備えることを特徴とする内視鏡である。
【００２０】
そして、本請求項５の発明の内視鏡では、電流回路の短絡を防止するとともに、ＬＥＤ光源の発光部での発熱を有効に冷却する構成の内視鏡用ＬＥＤ光源ユニットが設けられている。ＬＥＤ光源の発光部からの熱が伝達された冷却媒体は循環過程において配管壁と外部との間で熱交換を行い、次に冷却媒体溜まり部に戻る際には内視鏡内部温度に戻るようになっている。これにより、電流回路の短絡を防止するとともに、ＬＥＤ光源の発光部での発熱を有効に冷却する構成の内視鏡を提供することができる。また、ＬＥＤ光源の発光部での発熱を有効に放熱できることにより、温度上昇を抑制し、ＬＥＤ光源の寿命が短くなることを防止することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、電流回路の短絡を防止するとともに、ＬＥＤでの発熱を有効に冷却する構成の内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット及びこれを用いた内視鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態の内視鏡用ＬＥＤ光源ユニットを示す断面図。
【図２】図２は、本発明の第２の実施形態の内視鏡用ＬＥＤ光源ユニットを示す断面図。
【図３】図３は、本発明の第３の実施形態の内視鏡システムを示すブロック図。
【図４Ａ】図４Ａは、第３の実施形態の内視鏡の先端部の構造を示す断面図。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４ＡのＩＶＢ−ＩＶＢ線断面図。
【図４Ｃ】図４Ｃは、図４ＡのＩＶＣ−ＩＶＣ線断面図。
【図５】図５は、第３の実施形態の内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット及び撮像ユニットを示す斜視図。
【図６】図６は、第３の実施形態の内視鏡用ＬＥＤ光源ユニットを示す断面図。
【図７】図７は、従来例の内視鏡用ＬＥＤ光源ユニットを示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の第１の実施形態について図１を参照して説明する。
【００２４】
図１は、第１の実施形態に係る内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット１０の構成を示す図である。図１に示すように、内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット１０は、冷却ジャケット１１を有する。冷却ジャケット１１は電源ケーブル１５により、電源１６と電気的に接続されている。冷却ジャケット１１は、直方体形状の銅製の部材を中刳加工した第１のジャケット構成部１３と、２つの貫通孔１７、１８が設けられた銅製の第２のジャケット構成部１４と、から構成されている。第１のジャケット構成部１３と第２のジャケット構成部１４は、接合部１９で半田付け等により接合される。第１のジャケット構成部１３と第２のジャケット構成部１４とを接合することにより、冷却媒体溜まり部２０が形成される。第２のジャケット構成部１４の貫通孔１７、１８には、冷却媒体溜まり部２０に冷却媒体を流入、流出するための２本のパイプ２２、２３が挿通されている。パイプ２２、２３は、半田付け等により第２のジャケット構成部１４に接合される。なお、本実施形態では冷却ジャケット１１は銅製であるが、導電性、熱伝導率が大きい部材（例えば、アルミ、アルミ−銅合金等の金属）から形成されていればよい。ここで、導電性が大きい部材とは、比抵抗、即ち単位ｃｍ当たりの抵抗が常温（２５℃）で１０４ Ωｃｍ以下の部材を示し、熱伝導性が大きい部材とは、熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の部材を示す。
【００２５】
冷却ジャケット１１の上側には、板状で銅製の通電体２５が配設されている。通電体２５は電源ケーブル２４により、電源１６と電気的に接続されている。また、通電体２５は板状に形成されているが、冷却ジャケット１１の上側面に対応する形状であれば箔状、棒状に形成してもよい。通電体２５を板状よりも薄い箔状に形成することにより、内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット１０をより小さくすることができる。
【００２６】
冷却ジャケット１１の貫通孔１７、１８が形成される側と反対側の端面には、ダイタイプＬＥＤ３０が取り付けられる。ダイタイプＬＥＤ３０は市販されているものであり、正電極（アノード）３１Ａと、負電極（カソード）３１Ｂと、を有する。ダイタイプLED３０はAgペースト部３３を用いたダイボンディングにより冷却ジャケット１１に固定される。また、正電極３１Aは金ワイヤー３６を用いたワイヤーボンディングにより冷却ジャケット１１の第１のボンディング部３７に接続される。一方、負電極３１Ｂは金ワイヤー３４を用いたワイヤーボンディングにより通電体２５の第２のボンディング部３８に接続される。ダイタイプＬＥＤ３０及び金ワイヤー３４、３６は、蛍光体が分散された封止樹脂３５により封止されている。なお、本実施形態ではダイタイプＬＥＤ３０の正電極３１Ａが冷却ジャケット１１に、負電極３１Ｂが通電体２５に接続されているが、正電極３１Ａが通電体２５に、負電極３１Ｂが冷却ジャケット１１に接続されていてもよい。この場合、負電極３１Ｂが金ワイヤー３６を用いたワイヤーボンディングにより冷却ジャケット１１の第１のボンディング部３７に接続され、正電極３１Ａが金ワイヤー３４を用いたワイヤーボンディングにより通電体２５の第２のボンディング部３８に接続され、電源ケーブル２４が冷却ジャケット１１に接続され、電源ケーブル１５が通電体２５に接続される。
【００２７】
冷却ジャケット１１と通電体２５との間にはエポキシ系樹脂接着剤の絶縁層２６が配設されている。絶縁層２６により、通電体２５が冷却ジャケット１１に固定接着される。絶縁層２６を設けることにより、冷却ジャケット１１と通電体２５との間が絶縁される。なお、本実施形態では絶縁層２６はエポキシ系接着剤であるが、導電性の小さい部材から形成される層であればよい。ここで、導電性の小さい部材とは、比抵抗が常温（２５℃）で１０８Ωｃｍ以上の部材を示す。また、絶縁層２６は、単数層に限定されるものではなく、様々な種類の層が積み重なった複数層から構成されていてもよい。さらに、冷却ジャケット１１上側面又は通電体２５の下側面の少なくともいずれか一方に導電性の小さい部材でメッキをし、そのメッキ部を接着剤で固定することにより絶縁層２６を形成してもよい。絶縁層２６の厚さは、下限値は冷却ジャケット１１、通電体２５を形成する部材の表面粗さに対応し、最も粗い部材の中心線平均粗さＲａ値の４倍となっている。一方、絶縁層２６の厚さの上限値は第１のボンディング部３７と第２のボンディング部３８との間のボンディング間隔となっている。
【００２８】
絶縁層２６には、複数の絶縁性のフィラー２８が絶縁層２６の２０ｗｔ％だけ混入されている。フィラー２８はガラス（ＳｉＯ２）製であり、球形状に形成される。それぞれのフィラー２８の直径は均一であり、絶縁層２６の層の厚さと等しくなっている。フィラー２８により、冷却ジャケット１１と通電体２５との間の間隔が均一に維持されるようになっている。なお、本実施形態ではフィラー２８はＳｉＯ２により形成されているが、Ａｌ２Ｏ３、ＢｅＯ、ＭｇＯ、Ｓｉ３Ｎ４、ＢＮ、ＡｌＮ等により形成されていてもよい。
【００２９】
次に、本実施形態に係る内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット１０の作用について説明する。
【００３０】
内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット１０では、電源１６から電源ケーブル１５を介して冷却ジャケット１１に電流を供給すると、冷却ジャケット１１は銅製であり導電性が大きいため、冷却ジャケット１１に供給された電流は冷却ジャケット１１に接続されているダイタイプＬＥＤ３０の正電極３１Ａへ流れる。そして、ダイタイプＬＥＤ３０の負電極３１Ｂから負電極３１Ｂに接続されている通電体２５を通り、電源ケーブル２４を介して電源１６へと電流が戻ってくる。以上の経路により、電流回路が形成される。この際、冷却ジャケット１１は正電位、通電体２５は負電位を有するが、冷却ジャケット１１と通電体２５との間には絶縁層２６が配設されているため、電流回路の短絡は発生しないようになっている。
【００３１】
ダイタイプＬＥＤ３０で発生する熱は、ＬＥＤ光源の取付け部であるＡｇペースト部３３とＬＥＤ光源の一方の電極から冷却ジャケット１１へ伝導される。冷却ジャケット１１は銅製であり熱伝導性が大きいため、冷却ジャケット１１に伝導された熱は、冷却媒体溜まり部２０の冷却媒体に伝達される。以上の経路により、熱回路が形成される。
【００３２】
そこで、上記構成の内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット１０では以下の効果を奏する。すなわち、内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット１０では、冷却ジャケット１１と通電体２５との間に絶縁層２６を配設することにより、電流回路の短絡を防止している。また、ダイタイプＬＥＤ３０で発生する熱は、冷却ジャケット１１へ伝導され、冷却媒体溜まり部２０の冷却媒体に伝達される。熱回路に絶縁層２６が介在しないことにより、大きな熱抵抗のない熱回路が実現される。これにより、電流回路の短絡を防止するとともに、ダイタイプＬＥＤ３０での発熱を有効に冷却する構成の内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット１０を提供することができる。
【００３３】
また、内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット１０では、絶縁層２６の厚さが絶縁性のフィラー２８により規制されていることにより、冷却ジャケット１１と通電体２５との間の間隔が均一に維持されるようになっている。これにより、給電回路の一部である冷却ジャケット１１と通電体２５との間の短絡を確実に防止することができる。
【００３４】
次に、本発明の第２の実施形態について図２を参照して説明する。本実施形態では第１の実施形態の構成を次の通り変更したものである。なお、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００３５】
図２は、第２の実施形態に係る内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット４０の構成を示す図である。図２に示すように、内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット４０は、銅製の冷却ジャケット４１を有する。冷却ジャケット４１は、下側に配設される第１のジャケット構成体４３と、上側に配置される第２のジャケット構成体４４と、に分割されている。第１のジャケット構成体４３は直方体形状の部材を中刳加工することにより形成され、２つの貫通孔１７Ａ、１８Ａが設けられている。第２のジャケット構成体４４は直方体形状の部材を中刳加工することにより形成される。第１のジャケット構成体４３と第２のジャケット構成体４４とを連結することにより、第１のジャケット構成体４３の中刳加工部と第２のジャケット構成体４４の中刳加工部とで冷却媒体溜まり部５０が形成される。第１のジャケット構成体４３の貫通孔１７Ａ、１８Ａには、冷却媒体溜まり部５０に冷却媒体を流入、流出するための２本のパイプ２２、２３が挿通されている。パイプ２２、２３は、半田付け等により第１のジャケット構成体４３に接合される。第１のジャケット構成体４３、第２のジャケット構成体４４は、それぞれ電源ケーブル１５、２４により電源１６と電気的に接続されている。なお、本実施形態では冷却ジャケット４１は銅製であるが、導電性、熱伝導率が大きい部材（例えば、アルミ、アルミ−銅合金等の金属）から形成されていればよい。
【００３６】
冷却ジャケット４１の貫通孔１７Ａ、１８Ａが形成される側と反対側の端面には、パッケージタイプＬＥＤ４５が取り付けられる。パッケージタイプＬＥＤ４５は、市販されているものであり、発光部であるダイ４７を有する。ダイ４７は正電極（アノード）４８Ａと、負電極（カソード）４８Ｂと、を有する。ダイ４７はAgペースト又はボンドを用いて第１の電極基板５１Aに固定される。正電極４８Aは、金ワイヤー５５を用いて第１の電極基板５１Aにワイヤーボンディングされる。一方、負電極４８Bは金ワイヤー５３を用いて第２の電極基板５１Bにワイヤーボンディングされる。第１の電極基板５１Aと第2の電極基板５１Bはベース基板５６を挟み込む形で取り付けられている。ダイ４７及び金ワイヤー５３、５５は、蛍光体が分散された封止樹脂５２により封止されている。パッケージタイプＬＥＤ４５を冷却ジャケット４１に取り付ける際には、第１の電極基板５１Ａを第１のジャケット構成体４３に、第２の電極基板５１Ｂを第２のジャケット構成体４４に、それぞれ半田５４による半田付けにより固定される。なお、パッケージタイプＬＥＤ４５は、ダイ４７がAgペースト又はボンドを用いて第２の電極基板５１Bに固定され、負電極４８Bが、金ワイヤー５３を用いて第２の電極基板５１Bにワイヤーボンディングされ、正電極４８Aが金ワイヤー５５を用いて第１の電極基板５１Aにワイヤボンディングされるものであっても良い。この場合、第１の電極基板５１Aが第２のジャケット構成体４４と電気的に接続され、第２の電極基板５１Bが第１のジャケット構成体４３と電気的に接続される。また、電源ケーブル２４が第１のジャケット構成体４３に接続され、電源ケーブル１５が第２のジャケット構成体４４に接続される。
【００３７】
第１のジャケット構成体４３と第２のジャケット構成体４４との間の冷却媒体溜まり部５０以外の部分にはエポキシ系樹脂接着剤の絶縁層２６が配設されている。絶縁層２６により、第２のジャケット構成体４４が第１のジャケット構成体４３に固定接着される。絶縁層２６を設けることにより、第１のジャケット構成体４３と第２のジャケット構成体４４との間が絶縁される。なお、本実施形態では絶縁層２６はエポキシ系接着剤であるが、導電性の小さい部材から形成される層であればよい。また、第１のジャケット構成体４３の上側面又は第２のジャケット構成体４４の下側面の少なくともいずれか一方に導電性の小さい部材でメッキをし、そのメッキ部を接着剤で固定することにより絶縁層２６を形成してもよい。絶縁層２６の厚さは、下限値は第１のジャケット構成体４３、第２のジャケット構成体４４を形成する部材の表面粗さに対応し、最も粗い部材の中心線平均粗さＲａ値の４倍となっている。一方、絶縁層２６の厚さの上限値は第１の電極基板５１Ａと第２の電極基板５１Ｂとの間の間隔となっている。
【００３８】
絶縁層２６には、複数の絶縁性のフィラー２８が混入されている。フィラー２８はガラス（ＳｉＯ２）製であり、球形状に形成される。それぞれのフィラー２８の直径は均一であり、絶縁層２６の層の厚さと等しくなっている。フィラー２８により、第１のジャケット構成体４３と第２のジャケット構成体４４との間の間隔が均一に維持されるようになっている。なお、本実施形態ではフィラー２８はＳｉＯ２により形成されているが、Ａｌ２Ｏ３、ＢｅＯ、ＭｇＯ、Ｓｉ３Ｎ４、ＢＮ、ＡｌＮ等により形成されていてもよい。また、フィラー２８の直径を第１の電極基板５１Ａと第２の電極基板５１Ｂとの間の間隔と等しく形成することにより、絶縁層２６の厚さが第１の電極基板５１Ａと第２の電極基板５１Ｂとの間の間隔と等しくなる。
【００３９】
第２のジャケット構成体４４の冷却媒体溜まり部５０を形成する部分にはテフロン（登録商標）コーティングにより絶縁膜５７が形成されている。絶縁膜５７を設けることにより、第２のジャケット構成体４４と冷却媒体溜まり部５０との間が絶縁される。なお、本実施形態では絶縁膜５７はテフロン（登録商標）コーティングにより形成されるが、導電率の小さい部材（例えば樹脂系接着剤の塗布、メッキ、コーティング）で形成されていればよい。
【００４０】
なお、本実施形態では冷却ジャケット４１は第１のジャケット構成体４３と、第２のジャケット構成体と、の２つの構成体に分割されているが、第１の電極基板５１Ａが取り付けられる構成体と第２の電極基板５１Ｂが取り付けられる構成体との間が絶縁される構成であれば、３つ以上の構成体に分割されてもよい。
【００４１】
次に、本実施形態に係る内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット４０の作用について説明する。
【００４２】
内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット４０では、電源１６から電源ケーブル１５を介して第１のジャケット構成体４３に電流を供給すると、第１のジャケット構成体４３は銅製であり導電性が大きいため、第１のジャケット構成体４３に供給された電流はパッケージタイプＬＥＤ４５の第１の電極基板５１Ａを通り、ダイ４７の正電極４８Ａへ流れる。そして、ダイ４７の負電極４８Ｂから第２の電極基板５１Ｂ、第２のジャケット構成体４４を通り、電源ケーブル２４を介して電源１６へと電流が戻ってくる。以上の経路により、電流回路が形成される。この際、第１のジャケット構成体４３は正電位、第２のジャケット構成体４４は負電位を有するが、第１のジャケット構成体４３と第２のジャケット構成体４４との間には絶縁層２６が配設されているため、電流回路の短絡は発生しないようになっている。また、第２のジャケット構成体４４と冷却媒体溜まり部５０との間は絶縁膜５７により絶縁されているため、冷却媒体を介して電流回路の短絡が発生することもない。
【００４３】
パッケージタイプＬＥＤ４５のダイ４７で発生する熱は、第１の電極基板５１Ａを通り、第１のジャケット構成体４３へ伝導される。第１のジャケット構成体４３は銅製であり熱伝導性が大きいため、第１のジャケット構成体４３に伝導された熱は、冷却媒体溜まり部５０の冷却媒体に伝達される。以上の経路により、熱回路が形成される。
【００４４】
そこで、上記構成の内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット４０では以下の効果を奏する。すなわち、内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット４０では、第１のジャケット構成体４３と第２のジャケット構成体４４との間に絶縁層２６を、第２のジャケット構成体４４と冷却媒体溜まり部５０との間に絶縁膜５７を配設することにより、電流回路の短絡を防止している。また、パッケージタイプＬＥＤ４５のダイ４７で発生する熱は、第１の電極基板５１Ａを通って第１のジャケット構成体４３へ伝導され、冷却媒体溜まり部５０の冷却媒体に伝達される。熱回路に絶縁層２６及び絶縁膜５７が介在しないことにより、大きな熱抵抗のない熱回路が実現される。これにより、電流回路の短絡を防止するとともに、パッケージタイプＬＥＤ４５のダイ４７での発熱を有効に冷却する構成の内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット４０を提供することができる。
【００４５】
また、内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット４０では、絶縁層２６の厚さが絶縁性のフィラー２８により規制されていることにより、第１のジャケット構成体４３と第２のジャケット構成体４４との間の間隔が均一に維持されるようになっている。これにより、給電回路の一部である第１のジャケット構成体４３と第２のジャケット構成体４４との間の短絡を確実に防止することができる。また、フィラー２８の直径を第１の電極基板５１Ａと第２の電極基板５１Ｂとの間の間隔と等しく形成することにより、絶縁層２６の厚さが第１の電極基板５１Ａと第２の電極基板５１Ｂとの間の間隔と等しくなる。これにより、パッケージタイプＬＥＤ４５を冷却ジャケット４１に取り付ける作業の作業性を向上させることができる。
【００４６】
さらに、内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット４０では第２のジャケット構成体４４と冷却媒体溜まり部５０との間に絶縁膜５７を配設することにより、冷却媒体を介して電流回路の短絡が発生することを防止している。これにより、導電性の大きい冷却媒体を用いてパッケージタイプＬＥＤ４５のダイ４７で発生する熱の冷却を行うことができる。
【００４７】
次に、本発明の第３の実施形態について図３乃至図６を参照して説明する。本実施形態は第２の実施形態の構成を以下のように変更した内視鏡用ＬＥＤ光源ユニットを用いた内視鏡である。なお、第２の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００４８】
図３は、本実施形態に係る内視鏡６０を用いた内視鏡システムの構成を示すブロック線図である。図３に示すように、内視鏡６０は、挿入部６１と、挿入部６１の基端側に配設される操作部６２と、から構成されている。挿入部６１の最も先端側の部分には先端部６３が設けられている。
【００４９】
図４Ａは、先端部６３の内部構造を示す断面図である。図４Ｂは、図４ＡのＩＶＢ−ＩＶＢ線断面図であり、図４Ｃは、図４ＡのＩＶＣ−ＩＶＣ線断面図である。図４Ａに示すように、先端部６３は、外観である先端部外枠６５と、先端部外枠６５の先端側に固定接着される先端部カバー６６と、を有する。先端部外枠６５の内部には先端部本体６８が配設されている。図４Ｂに示すように、先端部本体６８には、送気送水口７０、鉗子口７１が設けられている。図３及び図４Ａに示すように、送気送水口７０、鉗子口７１には、それぞれ送気送水チューブ７２、鉗子チューブ７３が接続されている。送気送水チューブ７２、鉗子チューブ７３の基端側は、送気吸引装置７５に接続されている。図４Ｃに示すように、先端部カバー６６の送気送水口７０、鉗子口７１と対応する位置には、それぞれ送気送水孔７７、鉗子孔７８が設けられている。
【００５０】
図４Ａに示すように、先端部６３の先端部外枠６５の内部には、内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット８０と、撮像ユニット８１と、が配設されている。図３に示すように、内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット８０には、送り循環チューブ８２、戻り循環チューブ８３が接続されている。送り循環チューブ８２、戻り循環チューブ８３の基端部は、操作部６２に配設される循環ポンプ８５に接続されている。循環ポンプ８５にはポンプ電源ケーブル８６が接続されている。ポンプ電源ケーブル８６の基端部は撮像照明制御装置８７のポンプ電源部８９に接続されている。
【００５１】
また、内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット８０には、電源ケーブル９０、９１が接続されている。電源ケーブル９０、９１の基端部は、撮像照明制御装置８７の光源電源部９２に接続されている。
【００５２】
撮像ユニット８１には、撮像ケーブル８８が接続されている。撮像ケーブル８８の基端部は、撮像照明制御装置８７の撮像制御部９３に接続されている。
【００５３】
図５は、内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット８０及び撮像ユニット８１の構成を示す図である。図５に示すように、撮像ユニット８１は、撮像基板９４を有する。撮像基板９４は内視鏡用ＬＥＤ光源ユニットに接着固定されている。撮像基板９４は、内視鏡用ＬＥＤ光源ユニットの上側に配置される平板部９５と、平板部９５の先端側に配置されるＬ字状部９６と、から構成されている。平板部９５には撮像回路９８が設けられている。Ｌ字状部９６には、被写体を撮像する撮像素子９９が実装されている。図４Ｃに示すように、先端部カバー６６の撮像素子９９と対応する位置には、観察窓１０１が設けられている。
【００５４】
図６は、内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット８０の内部構造を示す図である。図６に示すように、内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット８０は、導電性、熱伝導率が大きい部材で形成される冷却ジャケット１０５を有する。冷却ジャケット１０５は、下側に配設される第１のジャケット構成体１０６と、上側に配置される第２のジャケット構成体１０７と、に分割されている。第１のジャケット構成体１０６は直方体形状の部材を中刳加工することにより形成され、２つの貫通孔が設けられている。第２のジャケット構成体１０７は直方体形状の部材を中刳加工することにより形成される。第１のジャケット構成体１０６と第２のジャケット構成体１０７とを連結することにより、第１のジャケット構成体１０６の中刳加工部と第２のジャケット構成体１０７の中刳加工部とで冷却媒体溜まり部１１０が形成される。図３、図５及び６に示すように、第１のジャケット構成体１０６の貫通孔には、冷却媒体溜まり部１１０に冷却媒体を流入、流出するための２本のパイプ１１１、１１２が挿通されている。パイプ１１１、１１２には、それぞれ送り循環チューブ８２、戻り循環チューブ８３が接続されている。また、第１のジャケット構成体１０６には電源ケーブル９０が、第２のジャケット構成体１０７には電源ケーブル９１がそれぞれ接続されている。なお、冷却媒体は、定積比熱が大きい流体であり、水、アルコール系水溶液であることが好ましい。
【００５５】
図５及び図６に示すように、冷却ジャケット１０５の貫通孔が形成される側と反対側の端面には、２つのパッケージタイプＬＥＤ１１５、１１６が電流回路に対して並列に取り付けられる。パッケージタイプＬＥＤ１１５、１１６は第２の実施形態のパッケージタイプＬＥＤ４５と同様の構成である。図６に示すように、パッケージタイプＬＥＤ１１５、１１６を冷却ジャケット１０５に取り付ける際には、第１の電極基板５１Ａを第１のジャケット構成体１０６に、第２の電極基板５１Ｂを第２のジャケット構成体１０７に、それぞれ半田５４による半田付けにより固定される。図４Ｃに示すように、先端部カバー６６のパッケージタイプＬＥＤ１１５、１１６と対応する位置には、それぞれ照明窓１１８、１１９が設けられている。なお、本実施形態では、２つのパッケージタイプＬＥＤ１１５、１１６を用いているが、電流回路に対して互いに並列に設けられる構成であれば、３つ以上のパッケージタイプＬＥＤを用いてもよい。また、パッケージタイプＬＥＤの代わりにダイタイプＬＥＤを用いてもよい。
【００５６】
第１のジャケット構成体１０６と第２のジャケット構成体１０７との間及び第２のジャケット構成体１０７と冷却媒体溜まり部１１０との間には、エポキシ系樹脂接着剤の絶縁層２６が配設されている。絶縁層２６により、第２のジャケット構成体１０７が第１のジャケット構成体１０６に固定接着される。絶縁層２６を設けることにより、第１のジャケット構成体１０６と第２のジャケット構成体１０７との間が絶縁される。また、絶縁層２６の第２のジャケット構成体と冷却媒体溜まり部１１０との間の部分は、第２の実施形態での絶縁膜５７と同様の機能を有し、この部分を設けることより、第２のジャケット構成体１０７と冷却媒体溜まり部１１０との間が絶縁される。なお、絶縁層２６の厚さは第１の電極基板５１Ａと第２の電極基板５１Ｂとの間の間隔と等しくなっている。
【００５７】
絶縁層２６には、複数の絶縁性のフィラー２８が混入されている。それぞれのフィラー２８の直径は均一であり、絶縁層２６の層の厚さと等しくなっている。フィラー２８により、第１のジャケット構成体１０６と第２のジャケット構成体１０７との間の間隔が均一に維持されるようになっている。
【００５８】
なお、本実施形態では、冷却媒体溜まり部１１０で受け取った熱を外部に放熱する（冷却する）手段として熱交換器を持っていないが、ペルチェ素子等を用いた局所的な冷却手段を送り循環チューブ８２、戻り循環チューブ８３等の循環系に設けてもよい。
【００５９】
次に、本実施形態に係る内視鏡６０の作用について説明する。
【００６０】
内視鏡６０では、ポンプ電源部８９により循環ポンプ８５を起動すると、冷却媒体は循環ポンプ８５から送り循環チューブ８２、冷却媒体溜まり部１１０、戻り循環チューブ８３通り、循環ポンプ８５へ戻る循環運動を開始する。また、光源電源部９２からの電流は電源ケーブル９０、第１のジャケット構成体１０６を通りパッケージタイプLED１１５、１１６のダイ４７の正電極４８Ａへ流れる。そして、ダイ４７の負電極４８Ｂから第２のジャケット構成体１０７、電源ケーブル９１を通り、光源電源部９２へと電流が戻ってくる。この際、第１のジャケット構成体１０６は正電位、第２のジャケット構成体１０７は負電位を有するが、第１のジャケット構成体１０６と第２のジャケット構成体１０７との間には絶縁層２６が配設されているため、電流回路の短絡は発生しないようになっている。また、第２のジャケット構成体１０７と冷却媒体溜まり部１１０との間も絶縁層２６により絶縁されているため、冷却媒体を介して電流回路の短絡が発生しないようになっている。
【００６１】
パッケージタイプＬＥＤ１１５、１１６のダイ４７で発生する熱は、ダイ４７の正電極４８Ａから、第１の電極基板５１Ａを通り、第１のジャケット構成体１０６へ伝導される。第１のジャケット構成体１０６は熱伝導性が大きいため、第１のジャケット構成体１０６に伝導された熱は、冷却媒体溜まり部１１０の冷却媒体に伝達される。この際、冷却媒体は循環ポンプ８５により循環しているため、熱が伝達された冷却媒体は戻り循環チューブ８３を通り、循環ポンプ８５に向かって移動する。そして、循環ポンプ８５から送り循環チューブ８２を通り、冷却媒体溜まり部１１０へと移動する。内視鏡６０では冷却媒体の移動距離が長いため、冷却媒体溜まり部１１０で熱が伝達された冷却媒体は移動過程においてチューブ壁と外部との間で熱交換を行い、次に冷却媒体溜まり部１１０に戻る際には内視鏡内部温度に戻るようになっている。
【００６２】
そこで、上記構成の内視鏡６０では以下の効果を奏する。すなわち、内視鏡６０では、内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット８０の第１のジャケット構成体１０６と第２のジャケット構成体１０７との間及び第２のジャケット構成体１０７と冷却媒体溜まり部１１０との間に絶縁層２６を配設することにより、電流回路の短絡を防止している。また、パッケージタイプＬＥＤ１１５、１１６のダイ４７で発生する熱は、ダイ４７の正電極４８Ａから第１の電極基板５１Ａを通って第１のジャケット構成体１０６へ伝導され、冷却媒体溜まり部１１０の冷却媒体に伝達される。熱が伝達された冷却媒体は移動過程においてチューブ壁と外部との間で熱交換を行い、次に冷却媒体溜まり部１１０に戻る際には内視鏡内部温度に戻るようになっている。熱回路に絶縁層２６が介在しないことにより、大きな熱抵抗のない熱回路が実現される。これにより、電流回路の短絡を防止するとともに、パッケージタイプＬＥＤ１１５、１１６のダイ４７での発熱を有効に冷却する構成の内視鏡６０を提供することができる。また、パッケージタイプＬＥＤ１１５、１１６のダイ４７での発熱を有効に放熱できることにより、温度上昇を抑制し、パッケージタイプＬＥＤ１１５、１１６の寿命が短くなることを防止することができる。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形ができることは勿論である。
【符号の説明】
【００６４】
１０，４０，８０…内視鏡用ＬＥＤ光源ユニット、  １１，４１，１０５…冷却ジャケット、  １５，２４…電源ケーブル、  ２０，５０，１１０…冷却媒体溜まり部、  ２２，２３，１１１，１１２…パイプ、  ２５…通電体、  ２６…絶縁層、  ２８…フィラー、  ３０…ダイタイプＬＥＤ、  ３１Ａ…正電極、  ３１Ｂ…負電極、  ３７…第１のボンディング部、  ３８…第２のボンディング部、  ４３，１０６…第１のジャケット構成体、  ４４，１０７…第２のジャケット構成体、  ４５，１１５，１１６…パッケージタイプＬＥＤ、  ４７…ダイ、  ４８Ａ…正電極、  ４８Ｂ…負電極、  ５１Ａ…第１の電極基板、  ５１Ｂ…第２の電極基板、  ５７…絶縁膜、  ６０…内視鏡、  ８２…送り循環チューブ、  ８３…戻り循環チューブ、  ８５…循環ポンプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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