(57)【要約】【課題】  キセノンランプ交換にともない磁石を移し替える煩雑な作業をすることを必要としない内視鏡用光源装置を得る。【解決手段】  陰極と陽極との間でアークを放電するアークランプと、発生する磁界によってアークの経路を制御する磁界発生手段と、アークランプと磁気手段の位置関係を規定するステーと、を備え、アークランプを交換可能な内視鏡用光源装置において、磁界発生手段をステーに固定している内視鏡用光源装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極と陽極との間でアークを放電するアークランプと、
発生する磁界によって前記アークの経路を制御する磁界発生手段と、
前記アークランプと前記磁気手段の位置関係を規定するステーと、
を備え、前記アークランプを交換可能な内視鏡用光源装置において、
前記磁界発生手段は、前記ステーに固定されていることを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項２】
前記磁界発生手段は、永久磁石である請求項１記載の内視鏡用光源装置。
【請求項３】
前記磁界発生手段は、電磁石である請求項１記載の内視鏡用光源装置。
【請求項４】
前記アークランプは、キセノンガスを充填したショートアークランプである請求項１から３のいずれか１項記載の内視鏡用光源装置。
【請求項５】
陰極と陽極との間でアークを放電するアークランプと、
発生する磁界によって前記アークの経路を制御する磁界発生手段と、
前記アークランプと前記磁気手段の位置関係を規定するステーと、
を備える内視鏡用光源装置のアークランプの交換方法であって、
前記磁界発生手段が前記ステーに固定された状態で、
前記アークランプを前記ステーから分離することにより前記アークランプを交換することを特徴とする内視鏡用光源装置のアークランプの交換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡用の光源装置及びアークランプの交換方法に関し、特にショートアークランプのアークを制御する磁石の配置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大気圧以上の圧力のキセノンガスを充填したショートアークランプ（キセノンアークランプ）は、高輝度であり、種々あるランプの中で、真昼の太陽のスペクトルに近く、連続光に最も近似した色である。そのため、自然色を再現する光源として医療にも利用されている。特に内視鏡における光を送る照明システムと組み合わせて使用される。
【０００３】
キセノンアークランプに備えられる陰極と陽極は、高い電圧がかかると陰極から陽極に向かってアークを放電する。ここで、アークは自由な軌道を描くため、ランプの輝度や輝点のばらつきを生ずる原因となる。この原因を解消し、より高い輝度の光源を得るため、および、ランプの失透（例えば、キセノンアークランプ中の上部壁部にアーク曲線が接近することにより、外囲器が過熱し、失透すること）を防止するための手段として磁石が用いられている。つまり、この磁石が発生する磁界内に陰極と陽極とを配置することにより、陰極と陽極との間で放電するアークは、一定の軌道を通るように制御することができる。
したがって、キセノンアークランプの近傍に磁石を配置してアークを制御する構成の装置が用いられることが少なくない。このような光源装置では、磁石がヒートシンク上に配置されることがある（特許文献１）。
【０００４】
上記の光源装置では、ショートアークランプ、ヒートシンク、ヒートシンク組み付けネジ、及びマグネットによりヒートシンクユニットが構成されており、ショートアークランプが故障した場合、および有効寿命を経過した場合には、ヒートシンクユニットを交換することによりショートアークランプの交換が行われる。このとき、ショートアークランプ以外の部品であるヒートシンク、ヒートシンク組み付けネジ、マグネットは、これらの故障の有無、寿命に関わらずに、ショートアークランプと共に装置から分離される。
【０００５】
また、上記の光源装置では、材料コストを抑えるために、ヒートシンクユニットの構成部材のうち、マグネットを再利用している。つまり、マグネットは、ショートアークランプの交換時に、装置から分離されたヒートシンクユニットから取りはずされ、新しいヒートシンクユニットに取り付けられる。ショートアークランプの交換は、マグネットが取り付けられた新しいヒートシンクユニットを光源装置に装着することによって完了する。
【特許文献１】実公平６−１０６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、マグネットを、古いヒートシンクユニットから取り外して新しいヒートシンクユニットに取り付ける作業は非常に煩雑さを伴う。ショートアークランプは、有効寿命が２００時間と推奨されており、通常は６０日間使用すると交換時期となる。そのため、交換の頻度は高く、マグネットの再利用の作業は、作業者にとって負担となる。また、作業者に与える負担を軽減するためにマグネットを交換せずに廃棄すると、ショートアークランプの交換のたびに新しい高価なマグネットが必要となるため、装置のコストの上昇を招くことになる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の内視鏡用光源装置は、陰極と陽極との間でアークを放電するアークランプと、発生する磁界によってアークの経路を制御する磁界発生手段と、アークランプと磁気手段の位置関係を規定するステーと、を備え、アークランプを交換可能な内視鏡用光源装置において、磁界発生手段は、ステーに固定されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の内視鏡用光源装置のアークランプの交換方法は、陰極と陽極との間でアークを放電するアークランプと、発生する磁界によってアークの経路を制御する磁界発生手段と、アークランプと磁気手段の位置関係を規定するステーと、を備える内視鏡用光源装置のアークランプの交換方法であって、磁界発生手段がステーに固定された状態で、アークランプをステーから分離することによりアークランプを交換することを特徴とする。
【０００９】
磁界発生手段は、永久磁石とすることができる。
【００１０】
磁界発生手段は、電磁石であってもよい。
【００１１】
アークランプは、キセノンガスを充填したショートアークランプとすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、アークランプ交換にともない磁石を移し替える煩雑な作業をすることを必要としない。また、ヒートシンクユニットと磁石は個別独立して固定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の内視鏡用光源装置を医療用内視鏡システム１００に適用した一実施形態について説明する。
図１に示すように、医療用内視鏡システム１００は、操作部１１と挿入部１２を有し、挿入部１２の先端部には、操作部１１に設けた湾曲操作装置１３の操作に応じて上下及び左右方向に湾曲される湾曲部１２ａが位置している。湾曲部１２ａの先端面１２ｂには、観察機構（図示しない）と照明光学系（図示しない）が設けられている。
【００１４】
操作部１１からはユニバーサルチューブ１４が延びており、このユニバーサルチューブ１４の先端には、プロセッサ１５に接続されるコネクタ部１６が設けられている。照明光学系に接続して、挿入部１２、操作部１１、ユニバーサルチューブ１４、コネクタ部１６の内部にはライトガイド１７が挿通されている。
プロセッサ１５の内部には、図２、図３に示す内視鏡用光源装置１５０が配置され、この内視鏡用光源装置１５０には光源としてキセノンランプ（アークランプ）３０が配設されている。キセノンランプ３０はプロセッサ１５に設けられたスイッチ（図示しない）のＯＮ・ＯＦＦ操作により点灯または消灯するものである。
【００１５】
キセノンランプ３０は、ライトガイド１７を着脱することができ、キセノンランプ３０を点灯すると、照明光学系にはライトガイド１７を介してキセノンランプ３０からの照明用光が送られる。この照明用光によって観察対象が照らされて、操作者は、挿入部１２の先端の観察機構を介して画像を得ることができる。この画像は、プロセッサ１５に接続されたテレビモニタ（図示しない）に映し出される。
【００１６】
図４を参照しつつ、アークランプとして用いるキセノンランプ３０について説明する。このキセノンランプ３０は、放電管容器３１、放電管容器３１の先端部に嵌合される窓部３５、放電管容器３１内に配置される電極３４を有する。
【００１７】
放電管容器３１は、軸線Ｏを有する略円筒形状であり、先端部には光透過性を有する窓部３５を配置している。放電管容器３１と窓部３５によって密閉される空間内は、キセノンガスが充填されており、軸線Ｏ上には、電極３４が設けられている。電極３４は、一定の間隔３４ａを保持して対向する、棒状の陰極３２および陽極３３からなる。陰極３２は、窓部３５の内側において放電管容器３１から、放電管容器３１の径方向内側に延びる陰極支持部３８により支持され、陽極３３は放電管容器３１および放電管容器３１の後方に位置する金属ブロック３９内に挿通され、固定されている。電極３４に高い電圧をかけると、これら陰極３２と陽極３３の間隔３４ａには、アーク３７が放電される（図５参照）。この放電によって発生する光は、窓部３５から出射されて、ライトガイド１７を介して先端面１２ｂ上に設けられる照明光学系に供給される。
【００１８】
キセノンランプ３０は、連続的に使用すると、放電するアーク３７によって帯熱する。この帯熱によってキセノンランプ３０は、安定した光量を供給することができなるため、キセノンランプ３０はヒートシンク２０ａ，２０ｂ（図２参照）に挟着固定される。
【００１９】
ヒートシンク２０ａ，２０ｂは、金属などの高い熱伝導性を有する素材からなり、キセノンランプ３０が発する熱を放出する。ヒートシンク２０ａ，２０ｂの中央部には、キセノンランプ３０を挟着固定し、この中央部から放射線状に形成される複数の平板２１を有する。ヒートシンク２０ａ，２０ｂの上部には、平板２１を貫通してそれぞれヒートシンク組み付けネジ４０ａおよび４０ｂが設けられている。ヒートシンク２０ａ，２０ｂの外側には、冷却ファン（図示せず）が配置される。この冷却ファンは、外気を吸入し、取り込まれる外気によってキセノンランプ３０およびヒートシンク２０ａ，２０ｂを冷却する。なお、冷却ファンは、内部の空気を排出して、キセノンランプ３０およびヒートシンク２０ａ，２０ｂを冷却するものであってもよい。
本発明において、上記のキセノンランプ３０、ヒートシンク２０ａ，２０ｂ、ヒートシンク組み付けネジ４０ａ，４０ｂは、ヒートシンクユニット１０を構成している。
【００２０】
アーク３７の経路は、放電管容器３１内の対流等によって様々な軌道を描く。そこで、キセノンランプ３０の近傍には、発生する磁界３６によってアーク３７の経路を制御するために、磁石（磁界発生手段）６０が配置される。
【００２１】
磁石６０は、立方体形状の永久磁石であり、Ｎ極がキセノンランプ３０に対向して配置されている。図５に示すように、磁界３６は、Ｎ極からキセノンランプ３０に向かって発生しており、間隔３４ａにおいては軸線Ｏに対して直交している。磁石６０の形状は、例えば、円筒形状、棒型形状、平面形状であっても良い。磁石の種類は、特に制限はないが、例えば、ネオジム磁石、フェライト磁石等が挙げられる。なお、磁石６０は、Ｓ極をキセノンランプ３０に向けて配置しても良い。
また、磁石６０に代えて、電磁石（磁界発生手段）１６０を使用してアーク３７を制御することもできる。この場合は、電磁石に加える電流を一定とすることにより、アーク３７の経路を一定に制御することができる。
【００２２】
磁石６０は、１対のステー５０ａ，５０ｂのうちのステー５０ａに固定されている。１対のステー５０ａ，５０ｂは、ベース７０上に固定されており、ヒートシンク組み付けネジ４０ａ、４０ｂと螺合するネジ孔５１ａ，５１ｂが穿設されている。ヒートシンク組み付けネジ４０ａ、４０ｂをネジ孔５１ａ，５１ｂと螺合すると、キセノンランプ３０は、ヒートシンク２０ａ，２０ｂを介してそれぞれステー５０ａ，５０ｂに固定される。つまり、キセノンランプ３０と磁石６０は、１対のステー５０ａ，５０ｂに固定されて、位置関係が規定されている。なお、操作者は、ヒートシンク組み付けネジ４０ａ、４０ｂをネジ孔５１ａ，５１ｂに着脱することにより、キセノンランプ３０を交換することができる。磁石６０はステー５０ａに限らずステー５０ｂまたはステー５０ａ，５０ｂの両方に固定することができる。
【００２３】
次に、内視鏡用光源装置１５０のキセノンランプ３０の交換方法について説明する。図５に示すように、キセノンランプ３０のアーク３７は、軸線Ｏに直交し、磁石６０からキセノンランプ３０に向かうように発生する磁界３６内に配置する。そのため、磁界３６内において、アーク３７は紙面垂直下方向に弓なりになるように一定の磁力を受ける。この磁力によって、アーク３７の経路は一定に制御されている。このため、キセノンランプ３０は、安定した光を供給することができる。
しかし、アーク３７の経路を一定に制御している場合であっても、キセノンランプ３０は、使用による窓部３５の透過率の低下およびアーク３７のちらつきなどが生じる。そのため、キセノンランプ３０は、交換時期としての有効寿命が設定されている（例えば２００時間）。したがって、使用時間が有効寿命を越えたとき、または、ちらつき等の故障が発生したときには、キセノンランプ３０を交換する。キセノンランプ３０の交換は、ランプだけでなくヒートシンクユニット１０全体を交換して行われる。
【００２４】
図６は、ランプ交換のために、ヒートシンクユニット１０をステー５０ａ，５０ｂから取り外した状態を示している。磁石６０は、ステー５０ａに固定された状態で、ヒートシンク組み付けネジ４０ａおよび４０ｂを反時計回りに回して、ヒートシンクユニット１０（キセノンランプ３０）をステー５０ａ，５０ｂから分離する。新しいキセノンランプ３０を有するヒートシンクユニット１０を所定の位置に配置する。ヒートシンク組み付けネジ４０ａ，４０ｂによってステー５０ａ，５０ｂに固定することにより、ヒートシンクユニット１０（キセノンランプ３０）を交換する。
【００２５】
本実施形態によれば、ヒートシンクユニット１０と磁石６０は互いに独立しており、ランプ交換のためにヒートシンクユニットを装置から分離しても磁石はステー５０ａに対して固定されたままである。したがって、ランプ交換時にヒートシンクユニット１０を取り外しても、磁石６０はステー５０ａに固定されたままであり、磁石６０を移し替える作業を要しない。
【００２６】
以上の実施形態では、キセノンガスを充填したキセノンランプを用いたが、キセノンガスに限らず、ハロゲン化金属または水銀アークランプ などの高輝度アークランプに適用することもできる。
【００２７】
また、キセノンランプ３０が２つのヒートシンク２０ａ，２０ｂに挟着固定される態様について説明したが、ヒートシンクは１つであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係る医療用内視鏡システムの構成を示す外観図である。
【図２】本発明の実施形態に係る内視鏡用光源装置の内部構成を示す平面図である。
【図３】図２のIII−III線に沿った断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るアークランプの断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る磁石が発生する磁界とアークとの関係を示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態に係るアークランプを交換のためにステーから分離した様子を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２９】
Ｏ  軸線
Ｎ  Ｎ極
Ｓ  Ｓ極
１０  ヒートシンクユニット
１１  操作部
１２  挿入部
１２ａ  湾曲部
１２ｂ  先端面
１３  湾曲操作装置
１４  ユニバーサルチューブ
１５  プロセッサ
１６  コネクタ部
２０ａ  ２０ｂ  ヒートシンク
２１  平板
３０  キセノンランプ
３１  放電管容器
３２  陰極
３３  陽極
３４  電極
３４ａ  間隔
３５  窓部
３６  磁界
３７  アーク
３８  陰極支持部
３９  金属ブロック
４０ａ  ４０ｂ  ヒートシンク組み付けネジ
５０ａ  ５０ｂ  ステー
５１ａ  ５１ｂ  ネジ孔
６０  磁石（磁界発生手段）
７０  ベース
１００  医療用内視鏡システム
１５０  内視鏡用光源装置
１６０  電磁石（磁界発生手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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