(57)【要約】【課題】光源ユニットの筐体への着脱作業性が良く、かつ位置決め精度の高い光源装置を得る。【解決手段】光源装置は、筐体１０と筐体１０に着脱自在な光源ユニット２０を備える。筐体１０に光源ユニット２０を装着するとき、光源ユニット２０を底面板部１８および左側面板部１２にガイドさせつつ筐体１０に挿入する。第１ガイド部材５０、５２、５４および５６が光源ユニット２０に形成したガイド孔の開口端が当接した後さらに光源ユニット２０を挿入し、ガイド孔を第１ガイド部材５０、５２、５４および５６の先端に形成したテーパ面にガイドさせつつ、光源ユニット２０を底面板部１８および左側面板部１２から離れた内視鏡のライトガイドに対応した光学的正規位置に位置決めさせる。光源ユニット２０が背面部１５に当接した位置で、２つの固定部材３０、３２によって光源ユニット２０を背面部１５に取り付ける。【選択図】        図１
2004201903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプと一対のヒートシンクとを一体的に構成して成る光源ユニットと、前記光源ユニットを第１方向に沿って挿入または排出するための開口部が正面に形成された筐体と、前記光源ユニットを前記筐体の内部の所定位置に位置決めする固定部材とを備える光源装置において、
前記筐体が、前記第１方向に平行な棒部材であって、その基端部が前記筐体の背面部に固定されるとともに前記開口部側の先端部にテーパ面が形成された第１ガイド部材と、前記光源ユニットの挿入時に前記第１方向に垂直な第２方向に関して前記光源ユニットをガイドする第２ガイド部材と、前記光源ユニットの挿入時に前記第１および第２方向共に垂直な第３方向に関して前記光源ユニットをガイドする第３ガイド部材とを有し、
前記ヒートシンクが、前記第１方向に平行であって前記第１ガイド部材の直径に実質的に等しい穴径を有するガイド孔を有しており、
前記光源ユニットは、前記第２および第３ガイド部材にガイドされつつ前記筐体に挿入され、前記ガイド孔の開口端が前記テーパ面に当接した後さらに挿入されると前記光源ユニットが前記テーパ面にガイドされつつ前記第２および第３ガイド部材から離間することを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記光源ユニットが前記第２および第３ガイド部材に密着しているときに、前記第１方向に垂直な平面において前記ガイド孔の軸心は前記第１ガイド部材の軸心に対して前記第２および第３ガイド部材側に寄せられていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内視鏡に光学的に接続されて照明光を内視鏡に供給する光源装置に関し、特にその光源ランプの支持機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、内視鏡は照明光を供給する光源装置に光学的に接続され、光源装置からの照明光を内視鏡のライトガイドにより体内挿入部先端へ導き、その前方の被検査部を照明する。被検査部の光学像はイメージガイドファイバを介して接眼部へ導かれ、接眼部から被検査部が観察される。このような目的で使用される光源装置の光源ランプには高輝度のランプ、例えばキセノンランプが好適に用いられる。
【０００３】
高輝度ランプを使用する光源装置では、点灯時に高温となるランプを冷却するための放熱部材であるヒートシンクをランプの保持部材として使用している。例えば特許文献１に示すように、ランプおよびヒートシンクからなるランプユニットは、光源装置の筐体に固定ネジにより固定され、内視鏡のライトガイドに対する照明光の光軸のブレがないように高精度に位置決めされる。筐体内でランプをさらに高精度に位置決めするために、ランプユニットを筐体内で浮かせるように筐体の周側面に対して離間させた位置で固定し、固定ネジに係合するネジ穴でのみ接触させる構成も採用される。この構成では筐体側で寸法精度が要求される部位はネジ穴だけとなり、製造工程を少なくできる。
【０００４】
ところが、ランプは一定の使用時間例えば２００時間が経過すれば新しいものに交換され、この交換の度に手作業で固定ネジを回してランプユニットを着脱しなければならないので、交換作業は非常に煩わしいものであった。特に、ランプユニットを筐体内で浮かせたタイプの光源装置の場合、ランプユニットを片手で保持しながら筐体のネジ穴を確認しつつ他方の手で固定ネジを回すという作業となり、極めて煩雑かつ時間を要する作業であった。
【０００５】
【特許文献１】
特公平７−７０８５０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑みて成されたものであり、ヒートシンクを備えた光源ユニットの着脱作業性が良好であって、かつ位置決め精度の高い光源装置を得ることが課題である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の光源装置は、ランプと一対のヒートシンクとを一体的に構成して成る光源ユニットと、光源ユニットを第１方向に沿って挿入または排出するための開口部が正面に形成された筐体と、光源ユニットを筐体の内部の所定位置に位置決めする固定部材とを備える光源装置において、筐体が、第１方向に平行な棒部材であって、その基端部が筐体の背面部に固定されるとともに開口部側の先端部にテーパ面が形成された第１ガイド部材と、光源ユニットの挿入時に第１方向に垂直な第２方向に関して光源ユニットをガイドする第２ガイド部材と、光源ユニットの挿入時に第１および第２方向共に垂直な第３方向に関して光源ユニットをガイドする第３ガイド部材とを有し、ヒートシンクが、第１方向に平行であって第１ガイド部材の直径に実質的に等しい穴径を有するガイド孔を有しており、光源ユニットは、第２および第３ガイド部材にガイドされつつ筐体に挿入され、ガイド孔の開口端がテーパ面に当接した後さらに挿入されると光源ユニットがテーパ面にガイドされつつ第２および第３ガイド部材から離間することを特徴とする。
【０００８】
上記光源装置において、好ましくは、光源ユニットが第２および第３ガイド部材に密着しているときに、第１方向に垂直な平面においてガイド孔の軸心は第１ガイド部材の軸心に対して第２および第３ガイド部材側に寄せられている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態である光源装置の光源ユニット挿入・排出方向の正面図であり、図２は光源装置の筐体のみを示す斜視図、図３は筐体の内部に装着される光源ユニットの縦断面図である。図４は図１のＩＶ−ＩＶ線における横断面図、図５は図１のＶ−Ｖ線における縦断面図である。なお、この光源装置は電源（不図示）と共に、内視鏡（ファイバースコープ）用光源装置内、または電子内視鏡用画像処理装置（プロセッサ）内に設置される。
【００１１】
光源装置は、光源ランプ２２と一対のヒートシンク２４、２６とを一体的にして構成された光源ユニット２０と、この光源ユニット２０を着脱自在に収容・支持する筐体１０とを備える。
【００１２】
図１および図２に詳細に示すように、筐体１０は、絶縁性の合成樹脂材料から形成されたロの字断面の筒状体であり、互いに平行な左側面板部１２および右側面板部１４と、これら側面板部１２、１４の上端を連結する上面板部１６と、２つの側面板部１２、１４の下端近傍を連結する底面板部１８とを備える。光源ユニット２０は筐体１０の正面側開口部１０ａから挿入あるいは排出される。光源ユニット２０は、２本の固定部材３０、３２によって筐体１０の背面側に形成された格子状の背面部１５に固定され、これにより光源ユニット２０は図１に示す内視鏡のライトガイド（不図示）に対応した光学的正規位置に位置決めされる。光源ユニット２０は光学的正規位置に位置決めされたときには左側面板部１２、右側面板部１４、上面板部１６および底面板部１８からは離間しており、背面部１５にのみ密着している。
【００１３】
ここで、光源ユニット２０が筐体１０の開口部１０ａから挿入または排出される方向をＸ軸方向（第１方向）、水平面上においてＸ軸に直交し、内視鏡のライトガイドに向かう方向をＹ軸方向（第２方向）、鉛直方向に実質的に一致する方向をＺ軸方向（第３方向）と定義する。光源ユニット２０から射出される平行光束の光軸ＬはＹ方向に実質的に一致し、左側面板部１２および右側面板部１４はＸＺ平面に平行であり、上面板部１６および底面板部１８はＸＹ平面に平行である。
【００１４】
筐体１０は、全て同寸法形状に形成された４本の円柱棒部材である第１ガイド部材５０、５２、５４および５６を備え、これら第１ガイド部材５０、５２、５４および５６はそれぞれの基端部において背面部１５の格子点となる部位に圧入固定されて開口部１０ａに向かってＸ軸方向に平行に延び、その先端部にはテーパ面５００、５２０、５４０および５６０（図２参照）が形成される。これら第１ガイド部材５０、５２、５４および５６は、光源ユニット２０を挿入する際にこれを光学的正規位置（図１参照）までガイドする。左側面板部１２は光源ユニット２０の挿入時にＸ軸方向に垂直なＹ軸方向に関して光源ユニット２０をガイドする第２ガイド部材であり、底面板部１８は光源ユニット２０の挿入時にＸ軸方向およびＹ軸方向の双方に垂直なＺ軸方向に関して光源ユニット２０をガイドする第３ガイド部材である。
【００１５】
図３に詳細に示すように、光源ランプ２２は円筒状を呈するキセノンランプであり、その外周面の両端部には陽極２２２および陰極２２４が設けられ、陽極２２２は陽極側ヒートシンク２４に保持され、陰極２２４は陰極側ヒートシンク２６に保持される。２つのヒートシンク２４、２６は、熱伝導率が高く、かつ軽量化できると共に、電気伝導率の良好な材料、例えばアルミニウム等の金属部材から一体成型により形成され、不図示の電源から光源ランプ２２の陽極２２２及び陰極２２４への給電端子としてもそれぞれ兼用される。
【００１６】
陽極側ヒートシンク２４は、光源ランプ２２の陽極２２２の一部を嵌入するための円柱穴２４２が略中央に形成された長方形板部２４４と、この長方形板部２４４から光源ランプ２２の反対側（図３の左方）に向かって水平に延びる複数の長方形板部材であるフィン２４６とを備える。光源ランプ２２の陽極２２２の一部は円柱穴２４２に嵌入された状態でネジ２４８により固定される。長方形板部２４４には固定部材３０を挿通するための取付穴２３０が形成され、この取付穴２３０は円柱穴２４２の上方に位置し、Ｘ軸方向に貫通している。
【００１７】
一方、陰極側ヒートシンク２６は、陽極側ヒートシンク２４と略同様の寸法形状を呈しており、光源ランプ２２の陰極２２４を嵌入するための円柱穴２６２と固定部材３２を挿通するための取付穴２３２とが形成された長方形板部２６４と、この長方形板部２６４から光源ランプ２２の反対側（図３の右方）に向かって水平に延びる複数のフィン２６６とを備える。光源ランプ２２の陰極２２４は円柱穴２６２に嵌入された状態で図示しない締結機構により固定される。例えば、円柱穴２６２に連通するスリット（図示せず）が長方形板部２６４に形成され、かつ円柱穴２６２の自然長での穴径が陰極２２４の直径より僅かに小さく形成される。負荷をかけてスリットを開く即ち円柱穴２６２の径を拡大させた状態で陰極２２４を挿入し、負荷を取り除くと、スリットが閉じる即ち円柱穴２６２が縮径しようとする力によって陰極２２４が締め付けられる。なお、締結機構としては上記構成に限定されず、例えばスリットの間隔をネジあるいはバネ等によって狭めることによって円柱穴２６２を縮径させる構成であってもよい。
【００１８】
光源ユニット２０が筐体１０の内部の光学的正規位置に装着されたとき（図１参照）、陽極２２２および陰極２２４は、それぞれ対応する陽極側ヒートシンク２４および陰極側ヒートシンク２６及び給電線（不図示）を介して電源の図示しない電極端子に接続される。また、筐体１０の背面側には図示しない冷却用ファンが設けられ、両ヒートシンク２４、２６の放熱効果を高めている。
【００１９】
筐体１０の光学的正規位置に光源ユニット２０が固定された光源装置に図示しない電源から給電すると、平行光である照明光が陰極側端面２２６からその前方に出射される。陰極側ヒートシンク２６のフィン２６６は、陰極側端面２２６に対向する箇所には設けられず、照明光はフィン２６６に干渉されることなく、その光軸と略垂直な側面板部１４の円形穴に嵌められたフィルタ１４ａを通って筐体１０の外側に出射され、集光レンズおよび絞り（図示せず）を介して内視鏡のライトガイド（図示せず）の端面に集光される。
【００２０】
照明光が常に一定方向で出射されるためには、光源ランプ２２はまず陽極側ヒートシンク２４および陰極側ヒートシンク２６に対して高精度にかつ安定した状態で位置決めされなければならず、このため、まず陽極側ヒートシンク２４にネジ固定する際に、光源ランプ２２の位置は光軸ＬがＹ軸に沿った陽極側ヒートシンク２４の中心軸に平行になるように微調整される。そして、光源ランプ２２の陰極側ヒートシンク２６への取付は、陽極側ヒートシンク２４で定められた位置を基準として、その保持すべき位置が調整される。
【００２１】
またさらに、照明光が常に一定方向で出射されるためには、光源ユニット２０全体が筐体１０の光学的正規位置に高精度に位置決めされなければならない。本実施形態では、光源ユニット２０全体を筐体１０に対して互いに直交する３軸方向について高精度に位置決めするために、２つの固定部材３０、３２によって光源ユニット２０を背面部１５へ取付けるだけでなく、第１ガイド部材５０、５２、５４および５６と、これらにそれぞれ対応するガイド孔２５０、２５２、２５４および２５６とを係合させている。
【００２２】
陽極側ヒートシンク２４の長方形板部２４４は、格子状背面部１５に当接する背面部に穿設された２つのガイド孔２５０および２５２を有しており、ガイド孔２５０は取付穴２３０よりも図３上方に配され、ガイド孔２５２は円柱穴２４２よりも図３下方に配される。陰極側ヒートシンク２６においても同様に、その長方形板部２６４の背面部には２つのガイド孔２５４および２５６が穿設される。ガイド孔２５０、２５２、２５４および２５６は全てＸ軸方向に平行であって、第１ガイド部材５０、５２、５４および５６がそれぞれ挿入される。光源ユニット２０を挿入する際に第１ガイド部材５０、５２、５４および５６はガイド孔２５０、２５２、２５４および２５６に挿入されつつこれをガイドし、これにより光源ユニット２０の挿入が容易に行える。
【００２３】
これら４つのガイド孔２５０、２５２、２５４および２５６のうち、図３中右上に配されるガイド孔２５０の穴径は第１ガイド部材５０（５２、５４および５６）の直径に実質的に等しく、残り３つのガイド孔２５２、２５４および２５６の穴径は第１ガイド部材５０（５２、５４および５６）の直径よりも大きく設定される。従って、光源ユニット２０の装着時には、１組の第１ガイド部材５０およびガイド孔２５０のみが隙間なく密着して光源ユニット２０を光学的正規位置に位置決めし、他の３組の第１ガイド部材５２、５４、５６およびガイド孔２５２、２５４、２５６は光源ユニット２０の挿入およびその位置決めを補助する。
【００２４】
図６（ａ）〜（ｄ）は光源ユニット２０の上面板部を外した状態の内部構成を簡単に示す図であって、筐体１０への光源ユニット２０の装着動作を段階的に示す図である。
【００２５】
光源ユニット２０を筐体１０の正面側開口部１０ａから挿入する際には、図６（ａ）に示すように、両ヒートシンク２４、２６を底面板部１８の内側面に乗せるとともに陽極側ヒートシンク２４の左側側面を左側面板部１２の内側面に密着させ、筐体１０の背面部１５に向かってＸ軸方向に沿って押圧すると、光源ユニット２０は底面板部１８および左側面板部１２にガイドされつつ筐体１０内へ進入する。
【００２６】
図６（ｂ）を参照すると、４つのガイド孔２５０、２５２、２５４および２５６の開口端がそれぞれ対応する第１ガイド部材５０、５２、５４および５６のテーパ面５００、５２０、５４０および５６０に当接した後さらに光源ユニット２０が押圧されると、ガイド孔２５０、２５２、２５４および２５６の開口端がテーパ面５００、５２０、５４０および５６０にガイドされつつＸ軸方向に沿って進入し、このとき両ヒートシンク２４、２６の底面が筐体１０の底面板部１８から離間するとともに、陽極側ヒートシンク２４の左側側面が筐体１０の左側面板部１２から離間する。即ち、光源ユニット２０はＸ軸方向だけでなく、Ｙ軸方向およびＺ軸方向を含めた３軸方向に関して相対移動することになる。そして、さらに光源ユニット２０を押し込んでガイド孔２５０、２５２、２５４および２５６の開口端が第１ガイド部材５０、５２、５４および５６の円柱側面にガイドされるようになるとＹ軸方向およびＺ軸方向に関する移動は停止し、Ｘ軸方向に関してのみ相対移動する。
【００２７】
光源ユニット２０が底面板部１８および左側面板部１２に密着しているとき、ＹＺ平面において、ガイド孔２５０、２５２、２５４および２５６の軸心はそれぞれ対応する第１ガイド部材５０、５２、５４および５６の軸心に対して外れた位置にあり、具体的にはＹ方向に関して底面板部１８側に寄せられるとともにＺ方向に関して左側面板部１２側に寄せられている。その軸心のずれ量は特に限定されないが、ガイド孔２５０、２５２、２５４および２５６の開口端がテーパ面５００、５２０、５４０および５６０に当接できる程度であることが必要である。
【００２８】
図６（ｃ）に示すように、両ヒートシンク２４、２６の背面が背面部１５に当接すると光源ユニット２０は停止する。この停止した位置が光学的正規位置である。このとき、陽極側ヒートシンク２４に形成された取付穴２３０の軸心と、背面部１５に形成されたネジ穴１５０（図２参照）の軸心とが一致し、固定部材３０を取付穴２３０に挿通させてその先端部に形成されたネジ部３０２をネジ穴１５０に螺合固定することができる。同様に、陰極側ヒートシンク２６に形成された取付穴２３２の軸心と、背面部１５に形成されたネジ穴１５２（図２参照）の軸心とが一致し、固定部材３２を取付穴２３２に挿通させてその先端部に形成されたネジ部３２２をネジ穴１５２に螺合固定することができる。
【００２９】
図６（ｄ）に示すように、固定部材３０、３２によって光源ユニット２０を背面部１５に固定すると、光源ユニット２０は左側面板部１２、右側面板部１４、上面板部１６および底面板部１８からは離間し、背面部１５にのみ密着することになる。
【００３０】
なお、光源ランプ２２を交換するために筐体１０から光源ユニット２０を排出する際には、２つの固定部材３０、３２のネジ部３０２、３２２と背面部１５のネジ穴１５０、１５２との係合を解除し、固定部材３０、３２をヒートシンク２４、２６から外した後、ヒートシンク２４、２６を引き出せばよい。
【００３１】
このように、本実施形態の光源装置は、筐体１０において光源ユニット２０を第１ガイド部材５０とガイド孔２５０とを係合させて光学的正規位置にＸＹＺの３軸方向に高精度に位置決めした後、固定部材３０、３２で筐体１０に取付けるため、従来のように固定部材（３０、３２）のみによって位置決めと取付とを同時に行う構成に比べて、着脱操作も容易で作業に要する時間を短縮でき、着脱性が極めて向上する。また第１ガイド部材５０とガイド孔２５０の他に、３組の第１ガイド部材５２、５４、５６およびガイド孔２５２、２５４、２５６が設けられており、光源ユニット２０の位置決めを容易ならしめている。またさらに、これら第１ガイド部材５０、５２、５４、５６にはテーパ面５００、５２０、５４０、５６０がそれぞれ形成されているので、光源ユニット２０が円滑かつ容易に進入できるだけでなく、光学的正規位置に容易に誘導され得る。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によると、着脱作業性が良くかつ位置決め精度の高い光源装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である光源装置の光源ユニット挿入・排出方向の正面図である。
【図２】図１に示す光源装置の筐体のみを示す斜視図である。
【図３】図１に示す筐体の内部に装着される光源ユニットの縦断面図である。
【図４】光源装置の図１のＩＶ−ＩＶ線における横断面図である。
【図５】光源装置の図１のＶ−Ｖ線における縦断面図である。
【図６】光源ユニットの上面板部を外した状態の内部構成を簡単に示す図であって、筐体への光源ユニットの装着動作を段階的に示す図である。
【符号の説明】
１０  筐体
２０  光源ユニット
２２  光源ランプ
２４、２６  ヒートシンク
５０、５２、５４、５６  第１ガイド部材
２５０、２５２、２５４、２５６  ガイド孔
１２  左側面板部（第２ガイド部材）
１８  底面板部（第３ガイド部材）
【図１】
2004201903.tif 000003
【図２】
2004201903.tif 000004
【図３】
2004201903.tif 000005
【図４】
2004201903.tif 000006
【図５】
2004201903.tif 000007
【図６】
2004201903.tif 000008