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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-24
(45)【発行日】2023-12-04
(54)【発明の名称】発光装置及びそれを用いた医療装置
(51)【国際特許分類】
H01S 5/022 20210101AFI20231127BHJP
H01L 33/50 20100101ALI20231127BHJP
A61N 5/06 20060101ALI20231127BHJP
A61N 5/067 20060101ALI20231127BHJP
【ＦＩ】
H01S5/022
H01L33/50
A61N5/06 Z
A61N5/067
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2020571103
(86)(22)【出願日】2020-01-27
(86)【国際出願番号】 JP2020002680
(87)【国際公開番号】W WO2020162243
(87)【国際公開日】2020-08-13
【審査請求日】2021-07-29
(31)【優先権主張番号】P 2019017797
(32)【優先日】2019-02-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100170575
【弁理士】
【氏名又は名称】森 太士
(72)【発明者】
【氏名】阿部 岳志
(72)【発明者】
【氏名】大塩 祥三
(72)【発明者】
【氏名】新田 充
【審査官】大西 孝宣
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１８－５１８０４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／００８１７１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許第０６３８５２２１（ＵＳ，Ｂ１）
【文献】国際公開第２０１７／１６４２１４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１６－１１９９９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／００８２８３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００６－２５３０９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１５３７１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－２０９１９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０６１９０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－２０３９８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１２／０６９５４２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特表２００９－５００８５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－００９７０７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｓ ３／００ － ５／５０
Ｈ０１Ｌ ３３／００ － ３３／６４
Ａ６１Ｎ ５／００ － ５／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の固体発光素子と、第一の波長変換光を放つ第一の蛍光体を含む波長変換体と、
を備え、
前記第一の蛍光体は、ガーネットの結晶構造を有する蛍光体であり、かつ、Ｃｅ ３＋ 賦活蛍光体、Ｅｕ ２＋ 賦活蛍光体又はＣｒ ３＋ 賦活蛍光体であり、
各固体発光素子は、エネルギー密度が０．５Ｗ／ｍｍ２以上である一次光を放ち、
複数の前記固体発光素子は同一の種類であり、各固体発光素子は４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下、５００ｎｍ以上５６０ｎｍ以下、又は６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長範囲内に強度最大値を有する前記一次光を放射し、
前記第一の波長変換光は、少なくとも７００ｎｍ以上８００ｎｍ未満の波長範囲全体に亘って光成分を有し、
前記波長変換体から発せられる蛍光のエネルギーは１００ｍＷ以上である、光線力学療法に使用される発光装置。
【請求項2】
前記第一の波長変換光は、６００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲全体に亘って光成分を有する、請求項１に記載の発光装置。
【請求項3】
前記波長変換体は、前記固体発光素子が発する前記一次光を吸収して可視光である第二の波長変換光を放つ第二の蛍光体をさらに含む、請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項4】
前記第一の蛍光体は、前記一次光及び前記第二の波長変換光の少なくとも一方を吸収することで前記第一の波長変換光を放つ、請求項３に記載の発光装置。
【請求項5】
前記第二の蛍光体が放つ蛍光のピーク波長は、５００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長範囲内であり、前記固体発光素子は、励起源として青色レーザー素子を備える、請求項３又は４に記載の発光装置。
【請求項6】
前記第一の波長変換光は、蛍光ピークが７００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長範囲内にある、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項7】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の発光装置を備える、医療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光装置及び当該発光装置を用いた医療装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、光線力学療法（Ｐｈｏｔｏｄｙｎａｍｉｃ ｔｈｅｒａｐｙ（ＰＤＴ））と呼ばれる、腫瘍に対する治療方法が注目されている。光線力学療法は、腫瘍と選択的に結合する光感受性物質を被検体に投与した後に、光感受性物質に光を照射する治療方法である。腫瘍と結合した光感受性物質に光を照射することにより、光感受性物質が熱や活性酸素種を発するため、熱や活性酸素種により腫瘍を破壊することができる。このような光線力学療法は、正常な生体組織にダメージを与え難いことから、患者への負担が少ない治療方法といえる。
【0003】
光線力学療法において、光感受性物質に照射する光としては、例えば、近赤外光が利用される。近赤外光は、生体内のヘモグロビンや水による吸収及び散乱の影響が小さいため、生体を透過し易い。このため、近赤外光を用いることで、生体内部にある腫瘍の治療が可能となる。なお、６５０ｎｍ以上１４００ｎｍ未満の波長範囲にある光は、特に生体を透過し易く、当該波長範囲は一般に生体の窓と呼ばれている。
【0004】
近赤外光を放つ発光装置として、特許文献１では、特定の波長変換材料を使用したビーム放射型のオプトエレクトロニクス素子を開示している。特許文献１では、さらに、当該オプトエレクトロニクス素子が内視鏡に使用され、当該内視鏡は、光線力学的診断および光線力学的治療における使用に適していることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特表２０１８－５１８０４６号公報
【発明の概要】
【0006】
しかしながら、特許文献１において、オプトエレクトロニクス素子を使用した発光装置が放つ近赤外光は、エネルギーが５０ｍＷ未満と低い。そのため、このような発光装置から発せられた近赤外光を光感受性物質に照射したとしても、光感受性物質が十分に機能しないという問題があった。また、近赤外光のエネルギーが低い場合には、生体の深部にある光感受性物質に近赤外光が十分に照射されないという問題があった。
【0007】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、光感受性物質を効率的に励起する近赤外光を放射することが可能な発光装置、及び当該発光装置を用いた医療装置を提供することにある。
【0008】
上記課題を解決するために、本発明の第一の態様に係る発光装置は、光線力学療法に使用される発光装置である。当該発光装置は、エネルギー密度が０．５Ｗ／ｍｍ２以上である一次光を放つ固体発光素子と、第一の波長変換光を放つ第一の蛍光体を含む波長変換体と、を備える。第一の波長変換光は、少なくとも７００ｎｍ以上８００ｎｍ未満の波長範囲全体に亘って光成分を有する。そして、波長変換体から発せられる蛍光のエネルギーは、１００ｍＷ以上である。
【0009】
本発明の第二の態様に係る医療装置は、第一の態様に係る発光装置を備える。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を参照して本実施形態に係る発光装置、及び当該発光装置を用いた医療装置、並びに光線力学療法について説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【0012】
［発光装置］
本実施形態に係る発光装置は、光線力学療法に使用される発光装置である。図１乃至図４に示すように、発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、固体発光素子２と、第一の波長変換光７を放つ第一の蛍光体４を含む波長変換体３，３Ａとを少なくとも備えている。発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、固体発光素子２から放射された一次光６が波長変換体３，３Ａに入射すると、波長変換体３，３Ａが蛍光を放射するものである。
本実施形態に係る発光装置は、光線力学療法に使用される発光装置である。図１乃至図４に示すように、発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、固体発光素子２と、第一の波長変換光７を放つ第一の蛍光体４を含む波長変換体３，３Ａとを少なくとも備えている。発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、固体発光素子２から放射された一次光６が波長変換体３，３Ａに入射すると、波長変換体３，３Ａが蛍光を放射するものである。
【0013】
（固体発光素子）
固体発光素子２は、一次光６を放射する発光素子である。このような固体発光素子２としては、例えば、面発光レーザーダイオード等のレーザー素子が用いられる。１つのレーザー素子が放射するレーザー光の出力エネルギーは、例えば、０．１Ｗ以上であることが好ましく、１Ｗ以上であることがさらに好ましく、５Ｗ以上であることがさらに好ましい。また、固体発光素子２が放射するレーザー光のエネルギー密度は、例えば、０．５Ｗ／ｍｍ２以上であることが好ましく、２Ｗ／ｍｍ２以上であることがより好ましく、１０Ｗ／ｍｍ２以上であることがさらに好ましい。後述するように、波長変換体３，３Ａ中の蛍光体は、高出力のレーザー光を高効率で波長変換でき、さらに高出力のレーザー光に対しても劣化し難い。そのため、固体発光素子２が放射するレーザー光のエネルギー密度が０．５Ｗ／ｍｍ２以上であることにより、発光装置は高出力な近赤外光を放射することが可能となる。
固体発光素子２は、一次光６を放射する発光素子である。このような固体発光素子２としては、例えば、面発光レーザーダイオード等のレーザー素子が用いられる。１つのレーザー素子が放射するレーザー光の出力エネルギーは、例えば、０．１Ｗ以上であることが好ましく、１Ｗ以上であることがさらに好ましく、５Ｗ以上であることがさらに好ましい。また、固体発光素子２が放射するレーザー光のエネルギー密度は、例えば、０．５Ｗ／ｍｍ２以上であることが好ましく、２Ｗ／ｍｍ２以上であることがより好ましく、１０Ｗ／ｍｍ２以上であることがさらに好ましい。後述するように、波長変換体３，３Ａ中の蛍光体は、高出力のレーザー光を高効率で波長変換でき、さらに高出力のレーザー光に対しても劣化し難い。そのため、固体発光素子２が放射するレーザー光のエネルギー密度が０．５Ｗ／ｍｍ２以上であることにより、発光装置は高出力な近赤外光を放射することが可能となる。
【0014】
発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃに備えられる固体発光素子２は、発光ダイオード（ＬＥＤ）であってもよい。例えば、固体発光素子２として１００ｍＷ以上のエネルギーの光を放つＬＥＤを利用すれことにより、波長変換体３，３Ａ中の蛍光体を高出力の光で励起することができる。その結果、発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃは高出力な近赤外光を放射することが可能となり、レーザー素子を利用する場合と同様の効果を発揮することが可能となる。
【0015】
上述のように、発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃにおいて、固体発光素子２は、レーザー素子及び発光ダイオードの少なくとも一方であることが好ましい。ただ、固体発光素子２はこれらに限定されず、高いエネルギー密度を有する一次光６を放つことが可能ならば、あらゆる発光素子を用いることができる。具体的には、固体発光素子２は、エネルギー密度が０．５Ｗ／ｍｍ２以上である一次光６を放つ発光素子であることが好ましい。この場合、波長変換体３，３Ａ中の蛍光体を高出力の光で励起することから、発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃは高出力な近赤外光を放射することが可能となる。なお、固体発光素子２が放つ一次光のエネルギー密度は、２Ｗ／ｍｍ２以上であることがより好ましく、１０Ｗ／ｍｍ２以上であることがさらに好ましい。固体発光素子２が放つ一次光のエネルギー密度の上限は特に限定されないが、例えば５０Ｗ／ｍｍ２とすることができる。
【0016】
固体発光素子２は、４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長範囲内に強度最大値を有する一次光６を放射することが好ましい。また、固体発光素子２は、励起源としての青色レーザー素子を備え、青色の一次光６を放射することが好ましい。これにより、波長変換体３，３Ａ中の蛍光体を高効率で励起することから、発光装置は高出力な近赤外光を放射することが可能となる。
【0017】
固体発光素子２は、５００ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の波長範囲内に強度最大値を有する一次光６を放射するものであってもよい。これにより、高出力の一次光６で、波長変換体３，３Ａ中の蛍光体を励起できることから、発光装置は高出力な近赤外光を放射することが可能となる。
【0018】
固体発光素子２は、６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長範囲内に強度最大値を有する一次光６を放射するものであってもよい。これにより、比較的低エネルギーの赤色系光で、波長変換体３，３Ａ中の蛍光体を励起できるようになるので、蛍光体のストークスロスによる発熱の少ない、高出力の近赤外光を放つ発光装置を得ることができる。
【0019】
上述のように、発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃに備えられる固体発光素子２の種類は、特に限定されない。ただ、発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃに備えられる固体発光素子２の種類は、三種以下であることが好ましく、二種以下であることがより好ましく、一種であることがさらに好ましい。このような構成にすることで、固体発光素子２の種類が少ない簡易な構成になるため、コンパクトな発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃを得ることができる。
【0020】
発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、波長変換体３，３Ａを励起しないレーザー素子をさらに備えてもよい。これにより、波長変換体３，３Ａが放つ近赤外光を利用した光線力学療法と、波長変換体３，３Ａを励起しないレーザー素子が放つレーザー光を利用した他の治療とを併用できる医療装置向けの発光装置を得ることができる。なお、レーザー素子が放つレーザー光を利用した他の治療としては、光干渉断層法を利用する治療、ＩＣＧ蛍光撮像法などの蛍光イメージング法を利用する治療、狭帯域光法（Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｉｍａｇｉｎｇ（ＮＢＩ））を利用する治療、レーザーメス治療などが挙げられる。
【0021】
発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃに備えられる固体発光素子は、同一の種類のものを、複数個備えることが好ましい。このような構成にすることで、波長変換体３，３Ａをさらに強いエネルギーの光で励起することができるため、より高出力の近赤外光を放つ発光装置を得ることができる。
【0022】
（波長変換体）
図１乃至図４に示すように、波長変換体３，３Ａは、一次光６の受光により、一次光６よりも長波長の蛍光を放射する。図１及び図２に示す波長変換体３，３Ａは、正面３ａで一次光６を受光し、背面３ｂから蛍光を放射する構成となっている。これに対し、図３及び図４に示す波長変換体３，３Ａは、正面３ａで一次光６を受光し、同じ正面３ａで蛍光を放射する構成となっている。
図１乃至図４に示すように、波長変換体３，３Ａは、一次光６の受光により、一次光６よりも長波長の蛍光を放射する。図１及び図２に示す波長変換体３，３Ａは、正面３ａで一次光６を受光し、背面３ｂから蛍光を放射する構成となっている。これに対し、図３及び図４に示す波長変換体３，３Ａは、正面３ａで一次光６を受光し、同じ正面３ａで蛍光を放射する構成となっている。
【0023】
波長変換体３，３Ａは、一次光６を受光して第一の波長変換光７を放つ第一の蛍光体４を含んでおり、第一の波長変換光７は、少なくとも７００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲全体に亘って光成分を持つものである。そのため、発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、少なくとも７００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲において光成分を持つ連続スペクトルの光を放つことができる。
【0024】
波長変換体３，３Ａに含まれる第一の蛍光体４は、第一の波長変換光７が少なくとも７００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲全体に亘って光成分を持つものであれば、特に限定されない。ただ、第一の蛍光体４は、Ｅｕ２＋賦活蛍光体及びＣｅ３＋賦活蛍光体の少なくとも一方を含むことが好ましい。Ｃｅ３＋およびＥｕ２＋は、４ｆｎ⇔４ｆｎ－１５ｄ１許容遷移に基づく光吸収と発光のメカニズムをとる。そのため、これらが賦活される母体結晶によって吸収および発光の波長が変化する。したがって、Ｃｅ３＋又はＥｕ２＋を発光中心とし適切な母体結晶を選択することで、少なくとも７００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲において滑らかなバンドスペクトルを形成する蛍光成分を得ることが可能となる。なお、上述の４ｆｎ⇔４ｆｎ－１５ｄ１許容遷移において、Ｃｅ３＋はｎ＝１に該当し、Ｅｕ２＋はｎ＝７に該当する。
【0025】
第一の蛍光体４は、Ｃｒ３＋賦活蛍光体を少なくとも含むことが好ましい。Ｃｒ３＋は、ｄ－ｄ遷移に基づく光吸収と発光のメカニズムをとる。そのため、Ｃｒ３＋が賦活される母体結晶によって吸収および発光の波長が変化する。したがって、Ｃｒ３＋を発光中心とし適切な母体結晶を選択することで、少なくとも７００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲において滑らかなバンドスペクトルを形成する蛍光成分を得ることが可能となる。
【0026】
第一の蛍光体４は、酸化物系の蛍光体であることが好ましく、酸化物蛍光体であることがより好ましい。なお、酸化物系の蛍光体とは、酸素を含むが窒素は含まない蛍光体をいい、例えばカルシウムフェライト型構造を持つアルカリ土類金属酸化物、アルカリ土類金属ハロアルミン酸塩、希土類アルミン酸塩を挙げることができる。
【0027】
酸化物は大気中で安定な物質であるため、レーザー光による高密度の光励起によって酸化物蛍光体が発熱した場合であっても、窒化物蛍光体で生じるような、大気で酸化されることによる蛍光体結晶の変質が生じ難い。このため、波長変換体３，３Ａに含まれる全ての蛍光体が酸化物蛍光体である場合には、信頼性の高い発光装置を得ることができる。
【0028】
第一の蛍光体４は、窒化物系の蛍光体であることが好ましく、窒化物蛍光体であることがより好ましい。また、第一の蛍光体４は、酸窒化物系の蛍光体であることが好ましく、酸窒化物蛍光体であることがより好ましい。窒化物は共有結合性が強く、組成の面で様々な変形例を取り得るため、蛍光色の制御や温度消光の改善も容易となる。また、熱伝導性も優れるため、発光装置の小型化に有利である。このため、波長変換体３，３Ａに含まれる全ての蛍光体が窒化物系の蛍光体である場合には、発光装置が放つ光の色調制御が容易となり、さらに小型の装置設計も容易となる
【0029】
第一の蛍光体４は、ガーネットの結晶構造を有することも好ましい。また、第一の蛍光体４は、ガーネットの結晶構造を有する酸化物蛍光体であることも好ましい。ガーネット構造を有する蛍光体、特に酸化物は、球に近い多面体の粒子形状を持ち、蛍光体粒子群の分散性に優れる。このため、波長変換体３，３Ａに含まれる蛍光体がガーネット構造を有する場合には、光透過性に優れる波長変換体を比較的容易に製造できるようになり、発光装置の高出力化が可能となる。また、ガーネットの結晶構造を有する蛍光体はＬＥＤ用蛍光体として実用実績があることから、第一の蛍光体４がガーネットの結晶構造を有することにより、信頼性の高い発光装置を得ることができる。
【0030】
第一の蛍光体４は、希土類珪酸塩、希土類アルミン酸塩、希土類ガリウム酸塩、希土類スカンジウム酸塩、希土類アルミノ珪酸塩、アルカリ土類金属窒化アルミノ珪酸塩、及び希土類窒化珪酸塩からなる群より選ばれる少なくとも一つを主成分とする化合物を母体としてなる蛍光体であることが好ましい。または、第一の蛍光体４は、希土類珪酸塩、希土類アルミン酸塩、希土類アルミノ珪酸塩、アルカリ土類金属窒化アルミノ珪酸塩、及び希土類窒化珪酸塩からなる群より選ばれる少なくとも一つを母体としてなる蛍光体であることが好ましい。このような第一の蛍光体４を用いることで、一次光６の一部を近赤外光に容易に変換できるようになる。そのため、蛍光スペクトルの半値幅が大きな近赤外光を得ることが可能となる。
【0031】
具体的には、第一の蛍光体４は、ＲＥ２ＭＭｇ（ＳｉＯ４）３、ＲＥ３Ａｌ２（ＡｌＯ４）３、ＲＥ３Ｇａ２（ＧａＯ４）３、ＲＥ３Ｓｃ２（ＧａＯ４）３、ＲＥ３Ｓｃ２（ＳｃＯ４）３、ＲＥ３Ｍｇ２（ＳｉＯ４）２（ＡｌＯ４）、ＭＲＥ２Ｏ４、ＭＡｌＳｉＮ３、及びＲＥ３Ｓｉ６Ｎ１１からなる群より選ばれる少なくとも一つを主成分とする化合物（Ａ）を母体としてなる蛍光体であることが好ましい。若しくは、第一の蛍光体４は、ＲＥ２ＭＭｇ（ＳｉＯ４）３、ＲＥ３Ａｌ２（ＡｌＯ４）３、ＲＥ３Ｍｇ２（ＳｉＯ４）２（ＡｌＯ４）、ＭＲＥ２Ｏ４、ＭＡｌＳｉＮ３、及びＲＥ３Ｓｉ６Ｎ１１からなる群より選ばれる少なくとも一つを母体としてなる蛍光体であることが好ましい。または、第一の蛍光体４は、当該化合物（Ａ）を端成分とする固溶体を母体としてなる蛍光体であることが好ましい。なお、Ｍはアルカリ土類金属であり、ＲＥは希土類元素である。
【0032】
第一の蛍光体４は、セラミックスからなることが好ましい。これにより、第一の蛍光体４の放熱性が高まるため、温度消光による第一の蛍光体４の出力低下が抑制され、高出力の近赤外光を放つ発光装置を得ることができる。
【0033】
上述のように、発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃにおいて、第一の蛍光体４が放つ第一の波長変換光７は、少なくとも７００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲全体に亘って光成分を持つものである。これにより、光感受性物質を効率的に機能させることができる。ただ、第一の波長変換光７は、少なくとも７５０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲全体に亘って光成分を持つことがより好ましい。また、第一の波長変換光７は、６００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲全体に亘って光成分を有することも好ましい。さらに、第一の蛍光体４が放つ第一の波長変換光７は、蛍光ピークが６００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長範囲内にあることが好ましく、７００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長範囲内にあることがより好ましい。これにより、第一の蛍光体４が放つ近赤外域の光成分を、光感受性物質がさらに効率よく吸収できる構成になる。また、光吸収特性の異なる、様々な種類の光感受性物質に対応できる構成になる。そのため、光感受性物質から発せられる熱や活性酸素種の量を多くすることが可能な、様々な光線力学療法に対応できる発光装置を提供することができる。
【0034】
第一の蛍光体４が放つ第一の波長変換光７は、１／ｅ蛍光寿命が２０ｎｓ以上１０００μｓ以下あることが好ましく、２０ｎｓ以上１００μｓ未満であることがより好ましい。また、第一の波長変換光７は、１／ｅ蛍光寿命が２０ｎｓ以上２０００ｎｓ未満であることがさらに好ましく、２０ｎｓ以上１００ｎｓ未満であることが特に好ましい。これにより、第一の蛍光体４を励起する励起光の光密度が高い場合であっても、第一の蛍光体４が放つ蛍光の出力が飽和し難くなる。そのため、高出力の近赤外光を放つことが可能な発光装置を得ることができる。
【0035】
波長変換体３は、図１に示すように、第一の蛍光体４に加え、第一の蛍光体４を分散させる封止材５をさらに有することが好ましい。そして、波長変換体３において、第一の蛍光体４は封止材５中に分散していることが好ましい。第一の蛍光体４を封止材５中に分散させることにより、固体発光素子２が放つ一次光６を効率的に吸収し、近赤外光に波長変換することが可能となる。また、波長変換体３をシート状やフィルム状に成形しやすくすることができる。
【0036】
封止材５は、有機材料及び無機材料の少なくとも一方、特に、透明（透光性）有機材料及び透明（透光性）無機材料の少なくとも一方であることが好ましい。有機材料の封止材としては、例えば、シリコーン樹脂などの透明有機材料が挙げられる。無機材料の封止材としては、例えば、低融点ガラスなどの透明無機材料が挙げられる。
【0037】
図１及び図３に示すように、波長変換体３は、第一の波長変換光７を放つ第一の蛍光体４を含んでいる。ただ、波長変換体は、図２及び図４に示すように、固体発光素子２が発する一次光６を吸収して可視光である第二の波長変換光９を放つ第二の蛍光体８をさらに含むことが好ましい。波長変換体３Ａが第二の蛍光体８を含むことにより、固体発光素子２が発する一次光６、例えば青色レーザー光との加法混色により、白色の出力光を放射することが可能となる。
【0038】
波長変換体３Ａに含まれる第二の蛍光体８は、固体発光素子２が発する一次光６を吸収して可視光である第二の波長変換光９を放射できるものであれば特に限定されない。第二の蛍光体８は、ガーネット型の結晶構造、カルシウムフェライト型の結晶構造、及びランタンシリコンナイトライド（Ｌａ３Ｓｉ６Ｎ１１）型の結晶構造からなる化合物群より選ばれる少なくとも一つを主成分とする化合物を母体としてなるＣｅ３＋賦活蛍光体であることが好ましい。または、第二の蛍光体８は、ガーネット型の結晶構造、カルシウムフェライト型の結晶構造、及びランタンシリコンナイトライド型の結晶構造からなる化合物群より選ばれる少なくとも一つの化合物を母体としてなるＣｅ３＋賦活蛍光体であることが好ましい。このような第二の蛍光体８を用いることで、緑色系から黄色系の光成分を多く持つ出力光を得ることができるようになる。
【0039】
具体的には、第二の蛍光体８は、Ｍ３ＲＥ２（ＳｉＯ４）３、ＲＥ３Ａｌ２（ＡｌＯ４）３、ＭＲＥ２Ｏ４、及びＲＥ３Ｓｉ６Ｎ１１からなる群より選ばれる少なくとも一つを主成分とする化合物（Ｂ）を母体としてなるＣｅ３＋賦活蛍光体であることが好ましい。若しくは、第二の蛍光体８は、Ｍ３ＲＥ２（ＳｉＯ４）３、ＲＥ３Ａｌ２（ＡｌＯ４）３、ＭＲＥ２Ｏ４、及びＲＥ３Ｓｉ６Ｎ１１からなる群より選ばれる少なくとも一つを母体としてなるＣｅ３＋賦活蛍光体であることが好ましい。または、第二の蛍光体８は、当該化合物（Ｂ）を端成分とする固溶体を母体としてなるＣｅ３＋賦活蛍光体であることが好ましい。なお、Ｍはアルカリ土類金属であり、ＲＥは希土類元素である。
【0040】
このような第二の蛍光体８は、４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長範囲内の光をよく吸収し、５４０ｎｍ以上５９０ｎｍ以下の波長範囲内に強度最大値を有する緑色～黄色系の光に高効率に変換する。そのため、このような蛍光体を第二の蛍光体８として用いることにより、可視光成分を容易に得ることが可能となる。
【0041】
波長変換体３Ａが第一の蛍光体４と第二の蛍光体８とを含む場合、第一の蛍光体４は、固体発光素子２が発する一次光６及び第二の蛍光体８が発する第二の波長変換光９の少なくとも一方を吸収することで、第一の波長変換光７を放つことが好ましい。上述のように、第一の蛍光体４は、固体発光素子２が発する一次光６を吸収して、近赤外光である第一の波長変換光７を放つ蛍光体であることが好ましい。ただ、第一の蛍光体４は、第二の蛍光体８が発する第二の波長変換光９を吸収して、近赤外光である第一の波長変換光７を放つ蛍光体であってもよい。つまり、第二の蛍光体８が一次光６によって励起されて第二の波長変換光９を放射し、第一の蛍光体４は第二の波長変換光９によって励起されて第一の波長変換光７を放射してもよい。この場合、第一の蛍光体４が一次光６によって殆ど励起されない蛍光体であっても、第二の蛍光体８を介することによって、第二の蛍光体８が発する蛍光により励起することが可能となる。これにより、第一の蛍光体４として、可視光を吸収する蛍光体を選択できるようになることから、第一の蛍光体４の選択肢が広がり、工業生産が容易な発光装置となる。また、第一の蛍光体４が第二の波長変換光９を吸収して第一の波長変換光７を放つ場合には、近赤外の光成分強度が大きい第一の波長変換光７を放つことが可能な発光装置となる。
【0042】
波長変換体３，３Ａは無機材料からなることが好ましい。ここで無機材料とは、有機材料以外の材料を意味し、セラミックスや金属を含む概念である。波長変換体３，３Ａが無機材料からなることにより、封止樹脂等の有機材料を含む波長変換体と比較して熱伝導性が高くなるため、放熱設計が容易となる。このため、固体発光素子２から放射された一次光６により蛍光体が高密度で光励起された場合でも、波長変換体３，３Ａの温度上昇を効果的に抑制することができる。その結果、波長変換体３，３Ａ中の蛍光体の温度消光が抑制され、発光の高出力化が可能となる。
【0043】
上述のように、波長変換体３，３Ａは無機材料からなることが好ましいことから、封止材５は無機材料からなることが好ましい。また、無機材料としては、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を用いることが好ましい。これにより、蛍光体の放熱性がさらに高まるため、温度消光による蛍光体の出力低下が抑制され、高出力の近赤外光を放つ発光装置を得ることが可能となる。
【0044】
なお、波長変換体３，３Ａは、封止材５を使用しない波長変換体とすることもできる。この場合、有機または無機の結着剤を利用して、蛍光体同士を固着すればよい。また、蛍光体の加熱反応を利用して、蛍光体同士を固着することもできる。結着剤としては、一般的に利用される樹脂系の接着剤、またはセラミックス微粒子や低融点ガラスなどを使用することができる。封止材５を利用しない波長変換体は厚みを薄くすることができるため、発光装置に好適に用いることができる。
【0045】
次に、本実施形態に係る発光装置の作用について説明する。図１に示す発光装置１では、はじめに、固体発光素子２から放射された一次光６が波長変換体３の正面３ａに照射される。照射された一次光６は、波長変換体３を透過する。そして、一次光６が波長変換体３を透過する際に、波長変換体３に含まれる第一の蛍光体４が一次光６の一部を吸収して第一の波長変換光７を放射する。このようにして、波長変換体３の背面３ｂから、出力光として一次光６と第一の波長変換光７とを含む光を放射する。
【0046】
図２に示す発光装置１Ａでは、はじめに、固体発光素子２から放射された一次光６が波長変換体３Ａの正面３ａに照射される。照射された一次光６は、波長変換体３Ａを透過する。そして、一次光６が波長変換体３Ａを透過する際に、波長変換体３Ａに含まれる第二の蛍光体８が一次光６の一部を吸収して第二の波長変換光９を放射する。さらに、波長変換体３Ａに含まれる第一の蛍光体４が一次光６及び／又は第二の波長変換光９の一部を吸収して第一の波長変換光７を放射する。このようにして、波長変換体３Ａの背面３ｂから、出力光として一次光６と第一の波長変換光７と第二の波長変換光９とを含む光を放射する。
【0047】
図３に示す発光装置１Ｂでは、はじめに、固体発光素子２から放射された一次光６が波長変換体３の正面３ａに照射される。一次光６は、多くが波長変換体３の正面３ａから波長変換体３内に入射し、残部が正面３ａで反射する。波長変換体３では、一次光６で励起された第一の蛍光体４から第一の波長変換光７が放射され、第一の波長変換光７は正面３ａから放射される。
【0048】
図４に示す発光装置１Ｃでは、はじめに、固体発光素子２から放射された一次光６が波長変換体３Ａの正面３ａに照射される。一次光６は、多くが波長変換体３Ａの正面３ａから波長変換体３Ａ内に入射し、残部が正面３ａで反射する。波長変換体３Ａでは、一次光６で励起された第二の蛍光体８から第二の波長変換光９が放射され、一次光６及び／又は第二の波長変換光９で励起された第一の蛍光体４から第一の波長変換光７が放射される。そして、第一の波長変換光７および第二の波長変換光９は正面３ａから放射される。
【0049】
このように、本実施形態の発光装置は、少なくとも７００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲全体に亘って光成分を有する第一の波長変換光７を放射するため、被検体に投与された光感受性物質を第一の波長変換光７により効率的に機能させることができる。
【0050】
ここで、光線力学療法に使用される光感受性物質は、第一の波長変換光７を吸収して熱及び活性酸素種の少なくとも一方を発し、腫瘍を破壊する能力を持つものであれば特に限定されない。光感受性物質は、例えば、フタロシアニン系の化合物、ポルフィリン系の化合物、クロリン系の化合物、バクテリオクロリン系の化合物、ソラレン系の化合物、ポルフィマーナトリウム系の化合物、タラポルフィンナトリウム系の化合物からなる群より選ばれる少なくとも一つを用いることができる。なお、光感受性物質は、光感受性薬剤、光感受性化合物、光増感剤、発熱物質などと呼ばれることもある。
【0051】
このような光感受性物質は、ソルバトクロミック効果（溶媒の極性の変化によって基底状態および励起状態が変化する効果）や、会合（分子間力による同種分子同士の結合）による電子吸引性の変化によって、被検体内で光吸収特性が変化することがある。また、光感受性物質は、腫瘍等の部位（患部）に集積させるために導入する官能基、置換基、側鎖の種類の違いなどによっても、被検体内で光吸収特性が変化することがある。このため、光感受性物質に照射される光のスペクトル幅が比較的狭い場合や、光感受性物質に照射される光のスペクトルが一定である場合には、光感受性物質の光吸収特性の変化に対応できない。その結果、光感受性物質において、光エネルギーから熱エネルギーへの変換効率や、活性酸素の発生効率が低下する場合があった。
【0052】
これに対して、本実施形態に係る発光装置は、光感受性物質の光吸収特性が変化した場合でも、光感受性物質を高効率に励起することができる。図５では、本実施形態に係る発光装置の発光スペクトルと光感受性物質の吸収スペクトルとの関係のイメージを示している。上述のように、光感受性物質は、ソルバトクロミック効果や、官能基、置換基、側鎖の種類の違いなどによって、光吸収特性が変化することがある。つまり、図５に示すように、光感受性物質の吸収スペクトルのピーク波長は、これらの影響により少なからず変化する。しかしながら、本実施形態の発光装置は、少なくとも７００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲全体に亘って連続的に光成分を放つ。そのため、たとえ光感受性物質の光吸収特性が変化した場合でも、光感受性物質の吸収スペクトルと第一の波長変換光７の発光スペクトルは大きな重なりを持つ。その結果、光感受性物質は第一の波長変換光７を効率的に吸収することから、光感受性物質は効率的に励起され、熱や活性酸素種を多く発生することが可能となる。
【0053】
本実施形態の発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃにおいて、波長変換体３から発せられる蛍光のエネルギー（蛍光の放射束）は、１００ｍＷ以上である。つまり、固体発光素子２は、エネルギー密度が０．５Ｗ／ｍｍ２以上である一次光６を波長変換体３に照射することから、波長変換体３から発せられる蛍光のエネルギーは１００ｍＷ以上となる。この場合、波長変換体３から発せられる第一の波長変換光７は高強度となることから、被検体内の光感受性物質をより高効率に励起して、光感受性物質を十分に機能させることが可能となる。また、波長変換体３から発せられる蛍光のエネルギーが高い場合には、生体深部にある光感受性物質を効率的に励起して、光感受性物質を機能させることが可能となる。なお、波長変換体３から発せられる蛍光のエネルギーは３００ｍＷ以上であることが好ましく、５００ｍＷ以上であることがより好ましく、１Ｗ以上であることがさらに好ましい。波長変換体３から発せられる蛍光のエネルギーの上限は特に限定されないが、例えば１０Ｗとすることができる。
【0054】
このように、本実施形態の発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、光線力学療法に使用される発光装置であって、エネルギー密度が０．５Ｗ／ｍｍ２以上である一次光６を放つ固体発光素子２と、第一の波長変換光７を放つ第一の蛍光体４を含む波長変換体３とを備える。第一の波長変換光７は、少なくとも７００ｎｍ以上８００ｎｍ未満の波長範囲全体に亘って光成分を有する。そして、波長変換体３から発せられる蛍光のエネルギーは、１００ｍＷ以上である。発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、少なくとも７００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲全体に亘って光成分を有する光を放射するため、光感受性物質に特性変化が生じた場合でも高効率に光感受性物質を励起することができる。また、波長変換体３から発せられる蛍光のエネルギーは１００ｍＷ以上であることから、光感受性物質を効率的に励起して、光感受性物質を十分に機能させることができる。
【0055】
なお、一次光６は、発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃの出力光に含まれていてもよい。このようにすることで、第一の波長変換光７とは波長が異なる一次光６を利用して、光線力学療法と他の治療とを併用できる医療装置向けの発光装置を得ることができる。他の治療としては、例えば、狭帯域光法を利用する治療などが挙げられる。また、一次光６は、発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃの出力光に含まれていなくてもよい。このようにすることで、第一の波長変換光７のみが出力光となり、ノイズ成分の少ない、光線力学療法向けに適した発光装置を得ることができる。
【0056】
固体発光素子２は、４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長範囲内に強度最大値を有するレーザー光を放射する青色レーザー素子であることが好ましい。青色レーザー素子は、近赤外光を放つレーザー素子と比べて出力が高い。そのため、青色レーザー素子と波長変換体３，３Ａとを組み合わせることにより、従来よりも高出力の近赤外光を放射でき、被検体内の光感受性物質を高効率で励起することが可能となる。
【0057】
発光装置１Ａ，１Ｃにおいて、波長変換体は、第一の波長変換光７を放つ第一の蛍光体４に加えて、可視光である第二の波長変換光９を放つ第二の蛍光体８をさらに含むことが好ましい。これにより、体内組織の表面に対して第二の波長変換光９を照射して、体内組織の表面状態を観察することが可能となる。
【0058】
なお、発光装置１Ａ，１Ｃにおいて、第二の蛍光体８が放つ蛍光のピーク波長は、５００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長範囲内であり、固体発光素子２は、励起源として青色レーザー素子を備えることがより好ましい。これにより、第二の蛍光体８が放つ第二の波長変換光９と固体発光素子２が放つ青色の光成分との加法混色により、発光装置は、白色の光成分を放射することができる。そのため、体内組織の表面に対して白色の光成分を照射して、体内組織の表面状態を観察することが可能となる。また、高い実用実績を持つ蛍光体を第二の蛍光体８として利用でき、さらに、市場調達が容易で比較的安価な、高い実用実績を持つ青色半導体レーザー素子を固体発光素子２として利用できる。そのため、工業生産に適する発光装置を容易に得ることが可能となる。
【0059】
また、発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、第一の波長変換光７および第二の波長変換光９を集光するレンズをさらに備えてもよい。これにより、波長変換体３，３Ａが放つ波長変換光を、効率的に患部に照射することができるため、観察精度や治療能力がより高い発光装置を得ることができる。
【0060】
上述のように、発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、フタロシアニン系の化合物や、ポルフィリン系の化合物、クロリン系の化合物、バクテリオクロリン系の化合物、ソラレン系の化合物、ポルフィマーナトリウム系の化合物、タラポルフィンナトリウム系の化合物などの光感受性物質を利用する光線力学療法に使用することができる。ただ、発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃを用いる光線力学療法はこれらに限定されず、近赤外光領域（例えば、６５０ｎｍ以上１４００ｎｍ未満の波長範囲）に吸収スペクトルを持つ光感受性物質を利用する光線力学療法に用いることができる。
【0061】
［医療装置］
次に、本実施形態に係る医療装置について説明する。具体的には、医療装置の一例として、発光装置を備えた内視鏡、及び当該内視鏡を用いた内視鏡システムについて説明する。
次に、本実施形態に係る医療装置について説明する。具体的には、医療装置の一例として、発光装置を備えた内視鏡、及び当該内視鏡を用いた内視鏡システムについて説明する。
【0062】
本実施形態に係る内視鏡は、上述の発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃを備えるものである。図６に示すように、内視鏡１１は、スコープ１１０、光源コネクタ１１１、マウントアダプタ１１２、リレーレンズ１１３、カメラヘッド１１４、及び操作スイッチ１１５を備えている。
【0063】
スコープ１１０は、末端から先端まで光を導くことが可能な細長い導光部材であり、使用時には体内に挿入される。スコープ１１０は先端に撮像窓１１０ｚを備えており、撮像窓１１０ｚには光学ガラスや光学プラスチック等の光学材料が用いられる。スコープ１１０は、さらに、光源コネクタ１１１から導入された光を先端まで導く光ファイバーと、撮像窓１１０ｚから入射した光学像が伝送される光ファイバーとを有する。
【0064】
マウントアダプタ１１２は、スコープ１１０をカメラヘッド１１４に取り付けるための部材である。マウントアダプタ１１２には、種々のスコープ１１０が着脱自在に装着される。
【0065】
光源コネクタ１１１は、発光装置から、体内の患部等に照射される照明光を導入する。本実施形態では、照明光は可視光及び近赤外光を含んでいる。光源コネクタ１１１に導入された光は、光ファイバーを介してスコープ１１０の先端まで導かれ、撮像窓１１０ｚから体内の患部等に照射される。なお、図６に示すように、光源コネクタ１１１には、発光装置からスコープ１１０に照明光を導くための伝送ケーブル１１１ｚが接続されている。伝送ケーブル１１１ｚには、光ファイバーが含まれていてもよい。
【0066】
リレーレンズ１１３は、スコープ１１０を通して伝達される光学像を、イメージセンサの撮像面に収束させる。なお、リレーレンズ１１３は、操作スイッチ１１５の操作量に応じてレンズを移動させて、焦点調整及び倍率調整を行ってもよい。
【0067】
カメラヘッド１１４は、色分解プリズムを内部に有する。色分解プリズムは、例えば、リレーレンズ１１３で収束された光を、Ｒ光（赤色光）、Ｇ光（緑色光）、Ｂ光（青色光）に分解する。なお、色分解プリズムは、ＩＲ光（近赤外光）をさらに分解できるものであってもよい。これによって、近赤外光を用いる蛍光イメージング法を利用した、病巣部の特定が可能な内視鏡１１にもなる。
【0068】
カメラヘッド１１４は、さらに、検出器としてのイメージセンサを内部に有する。イメージセンサは、各々の撮像面に結像した光学像を電気信号に変換する。イメージセンサは特に限定されないが、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）及びＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）の少なくとも一方を用いることができる。イメージセンサは、例えば、Ｂ成分（青色成分）、Ｒ成分（赤色成分）、及びＧ成分（緑色成分）の光をそれぞれ受光する専用のセンサである。なお、カメラヘッド１１４には、ＩＲ成分（近赤外光成分）を受光する専用のセンサをさらに有していてもよい。これによって、近赤外光を用いる蛍光イメージング法を利用した、病巣部の特定が可能な内視鏡１１にもなる。
【0069】
カメラヘッド１１４は、色分解プリズムの替わりに、カラーフィルターを内部に有していてもよい。カラーフィルターは、イメージセンサの撮像面に備えられる。カラーフィルターは、例えば３つ備えられており、３つのカラーフィルターは、リレーレンズ１１３で収束された光を受けて、Ｒ光（赤色光）、Ｇ光（緑色光）、Ｂ光（青色光）をそれぞれ選択的に透過する。なお、ＩＲ光（近赤外光）を選択的に透過するカラーフィルターがさらに備えられることで、近赤外光を用いる蛍光イメージング法を利用した、病巣部の特定が可能な内視鏡１１にもなる。
【0070】
近赤外光を用いる蛍光イメージング法を利用する場合、ＩＲ光を選択的に透過するカラーフィルターには、照明光に含まれる近赤外光（ＩＲ光）の反射成分をカットするバリアフィルムが備えられていることが好ましい。これにより、蛍光イメージング法で使用される蛍光薬剤から発せられたＩＲ光からなる蛍光のみが、ＩＲ光用のイメージセンサの撮像面に結像するようになる。そのため、蛍光薬剤により発光した患部を明瞭に観察し易くなる。
【0071】
なお、図６に示すように、カメラヘッド１１４には、イメージセンサからの電気信号を、後述するＣＣＵ１２に伝送するための信号ケーブル１１４ｚが接続されている。
【0072】
このような構成の内視鏡１１では、被検体からの光は、スコープ１１０を通ってリレーレンズ１１３に導かれ、さらにカメラヘッド１１４内の色分解プリズムを透過してイメージセンサに結像する。
【0073】
本実施形態に係る内視鏡システム１００は、図７に示すように、被検体内を撮像する内視鏡１１、ＣＣＵ（Ｃａｍｅｒａ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１２、発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ、及びディスプレイなどの表示装置１３を備えている。
【0074】
ＣＣＵ１２は、少なくとも、ＲＧＢ信号処理部、ＩＲ信号処理部、及び出力部を備えている。そして、ＣＣＵ１２は、ＣＣＵ１２の内部又は外部のメモリが保持するプログラムを実行することで、ＲＧＢ信号処理部、ＩＲ信号処理部、及び出力部の各機能を実現する。
【0075】
ＲＧＢ信号処理部は、イメージセンサからのＢ成分、Ｒ成分、Ｇ成分の電気信号を、表示装置１３に表示可能な映像信号に変換し、出力部に出力する。また、ＩＲ信号処理部は、イメージセンサからのＩＲ成分の電気信号を映像信号に変換し、出力部に出力する。
【0076】
出力部は、ＲＧＢ各色成分の映像信号及びＩＲ成分の映像信号の少なくとも一方を表示装置１３に出力する。例えば、出力部は、同時出力モード及び重畳出力モードのいずれかに基づいて、映像信号を出力する。
【0077】
同時出力モードでは、出力部は、ＲＧＢ画像とＩＲ画像とを別画面により同時に出力する。同時出力モードにより、ＲＧＢ画像とＩＲ画像とを別画面で比較して、患部を観察できる。重畳出力モードでは、出力部は、ＲＧＢ画像とＩＲ画像とが重畳された合成画像を出力する。重畳出力モードにより、例えば、ＲＧＢ画像内で、蛍光イメージング法で使用される蛍光薬剤により発光した患部を明瞭に観察できる。
【0078】
表示装置１３は、ＣＣＵ１２からの映像信号に基づいて、患部等の対象物の画像を画面に表示する。同時出力モードの場合、表示装置１３は、画面を複数に分割し、各画面にＲＧＢ画像及びＩＲ画像を並べて表示する。重畳出力モードの場合、表示装置１３は、ＲＧＢ画像とＩＲ画像とが重ねられた合成画像を１画面で表示する。
【0079】
上述のように、本実施形態に係る内視鏡１１は、発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃを備えており、スコープ１１０の撮像窓１１０ｚから第一の波長変換光７を放射する。そのため、内視鏡１１を用いることにより、体内の患部に集積した光感受性物質を効率的に励起して、光感受性物質を十分に機能させることが可能となる。
【0080】
また、内視鏡１１が第二の蛍光体８を含む発光装置１Ａ，１Ｃを備えている場合、内視鏡１１は、第一の波長変換光７に加えて、可視光である第二の波長変換光９を放射する。そのため、内視鏡システム１００を用いることで、患部の位置を特定しつつ、患部に第一の波長変換光７を照射することが可能となる。
【0081】
このように、本実施形態の医療装置は、発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃを備えている。ただ、医療装置は内視鏡や内視鏡システムに限定されず、光線力学療法に使用されるあらゆる医療装置に発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃを適用することができる。例えば、光線力学療法に使用され、被検体の外部から近赤外光を照射する光源装置にも、発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃを用いることができる。
【0082】
［光線力学療法］
次に、本実施形態に係る光線力学療法について説明する。本実施形態の光線力学療法は、上述の発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ又は医療装置を用いる方法である。具体的には、本実施形態の光線力学療法は、病巣部の位置を特定する工程と、被検体に光感受性物質を投与する工程と、光感受性物質が接触した病巣部に、第一の波長変換光７を照射する工程と、を有する。
次に、本実施形態に係る光線力学療法について説明する。本実施形態の光線力学療法は、上述の発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ又は医療装置を用いる方法である。具体的には、本実施形態の光線力学療法は、病巣部の位置を特定する工程と、被検体に光感受性物質を投与する工程と、光感受性物質が接触した病巣部に、第一の波長変換光７を照射する工程と、を有する。
【0083】
本実施形態の光線力学療法は、まず、被検体である患者の病巣部の位置を特定する。病巣部の位置の特定には、例えば、蛍光イメージング法が使用できる。蛍光イメージング法は、蛍光薬剤を被検体に投与して被検体内の腫瘍等に特異的に集積させた後、特定波長の光によって蛍光薬剤を励起し、蛍光薬剤から放射された蛍光を撮像することで、腫瘍の有無や位置を把握する手法である。
【0084】
次に、被検体に光感受性物質を投与し、患部に光感受性物質を特異的に集積させる。被検体に投与される光感受性物質としては、上述のように、近赤外光領域の光を吸収し、熱や活性酸素種を発生させる物質を使用することができる。なお、光感受性物質を被検体に投与するタイミングは、病巣部の位置を特定する前であってもよい。
【0085】
そして、光感受性物質が接触した病巣部に、第一の波長変換光７を照射する。上述のように、第一の波長変換光７は、少なくとも７００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲全体に亘って光成分を有し、そのエネルギーは１００ｍＷ以上である。そして、近赤外光領域の光は、生体内のヘモグロビンや水によって散乱され難く、生体を透過し易いため、第一の波長変換光７は生体を透過して、光感受性物質を強く励起する。励起した光感受性物質は、熱や活性酸素種を発生し、接触した腫瘍を破壊する。
【0086】
上述のように、第一の波長変換光７は、少なくとも７００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲全体に亘って光成分を有するため、光感受性物質に特性変化が生じた場合でも、高効率に励起することができる。また、第一の波長変換光７は、１００ｍＷ以上の高エネルギーであるため、生体深部にある光感受性物質を励起して、光感受性物質を十分に機能させることが可能となる。
【0087】
病巣部の位置を特定する方法は、蛍光イメージング法に限定されない。例えば、狭帯域光法や画像解析により、病巣部の位置を特定してもよい。また、外科手術の際には、目視によって病巣部の位置を把握してもよい。この場合、光ファイバーなどを介さずに、発光装置から放射される光を、病巣部に直接照射してもよい。また、光ファイバーなどを介したファイバー型の装置を用いて、発光装置から放射される光を病巣部に照射してもよい。なお、外科手術でも、病巣部の位置を特定する際に、蛍光イメージング法や狭帯域光法、画像解析を用いることはできる。
【0088】
ここで、患者の病巣部には、腫瘍以外に新生血管も含まれる。新生血管とは、腫瘍の周囲に特異的に形成される血管であり、腫瘍の増殖や転移を助長する働きを持つ。本実施形態の光線力学療法は、新生血管に光感受性物質を特異的に集積させて、破壊するものであってもよい。
【0089】
本実施形態の光線力学療法は、制御性Ｔ細胞を破壊するものであってもよい。制御性Ｔ細胞とは、免疫寛容を司る細胞であり、腫瘍の周辺環境では、制御性Ｔ細胞が活性化し、腫瘍に対する免疫系の働きを阻害する。そのため、光線力学療法によって、制御性Ｔ細胞に光感受性物質を特異的に集積させて破壊し、免疫系の働きを活性化させることで、腫瘍を治療することができる。このような治療方法は、光免疫療法と呼ばれることがある。
【実施例】
【0090】
以下、実施例により本実施形態の発光装置をさらに詳細に説明するが、本実施形態はこれらによって限定されるものではない。
【0091】
［蛍光体の調製］
（実施例１）
固相反応を利用する調製手法を用いて、実施例１で使用する酸化物蛍光体を合成した。実施例１の蛍光体は、（Ｙ０．９８Ｃｅ０．０２）３Ｍｇ２（ＡｌＯ４）(ＳｉＯ４）２の組成式で表される酸化物蛍光体である。なお、酸化物蛍光体を合成する際、以下の化合物粉末を主原料として使用した。
酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）：純度３Ｎ、信越化学工業株式会社
酸化セリウム（ＣｅＯ２）：純度４Ｎ、信越化学工業株式会社
酸化アルミニウム（θ－Ａｌ２Ｏ３）：純度＞４Ｎ５、住友化学株式会社
酸化マグネシウム（ＭｇＯ）：純度４Ｎ、株式会社高純度化学研究所
二酸化珪素（ＳｉＯ２）：純度＞３Ｎ、日本アエロジル株式会社
（実施例１）
固相反応を利用する調製手法を用いて、実施例１で使用する酸化物蛍光体を合成した。実施例１の蛍光体は、（Ｙ０．９８Ｃｅ０．０２）３Ｍｇ２（ＡｌＯ４）(ＳｉＯ４）２の組成式で表される酸化物蛍光体である。なお、酸化物蛍光体を合成する際、以下の化合物粉末を主原料として使用した。
酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）：純度３Ｎ、信越化学工業株式会社
酸化セリウム（ＣｅＯ２）：純度４Ｎ、信越化学工業株式会社
酸化アルミニウム（θ－Ａｌ２Ｏ３）：純度＞４Ｎ５、住友化学株式会社
酸化マグネシウム（ＭｇＯ）：純度４Ｎ、株式会社高純度化学研究所
二酸化珪素（ＳｉＯ２）：純度＞３Ｎ、日本アエロジル株式会社
【0092】
なお、原料同士の反応性を高める目的で、酸化アルミニウムについては、住友化学（株）製のＡＫＰ－Ｇ００８を使用した。また、実施例では、反応促進剤として以下の化合物粉末を用いた。
フッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）：純度３Ｎ、株式会社高純度化学研究所
炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）：純度２Ｎ５、関東化学株式会社
フッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）：純度３Ｎ、株式会社高純度化学研究所
炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）：純度２Ｎ５、関東化学株式会社
【0093】
まず、化学量論的組成の化合物（Ｙ０．９８Ｃｅ０．０２）３Ｍｇ２（ＡｌＯ４）(ＳｉＯ４）２となるように、上記原料を秤量した。次に、ボールミルを用いて、秤量した原料及び微量の反応促進剤を、適量の水（純水）と共に十分に湿式混合した。得られた混合原料を容器に移し、乾燥機を用いて１２０℃で一晩乾燥させた。そして、乾燥後の混合原料を乳鉢と乳棒を用いて粉砕し、焼成原料とした。
【0094】
上記焼成原料を蓋付きの小型アルミナるつぼに移し、箱型電気炉を用いて１６００℃の大気中で４時間焼成した後、焼成物を軽く解砕した。解砕後の焼成物を、再び小型アルミナるつぼに移した。次に、焼成物が入った小型アルミナるつぼを、炭素が入った一回り大きなアルミナるつぼの内部に入れ、るつぼ蓋をした。そして、当該アルミナるつぼを、箱型電気炉を用いて１４００℃で２時間焼成した。このように、１４００℃の焼成により発生するＣＯガスによって、焼成物に還元処理を施すことで、本例の蛍光体を得た。得られた蛍光体の体色は、濃い橙色であった。なお、実験の都合上、後処理については省略した。
【0095】
（参考例２、参考例３）
固相反応を利用する調製手法を用いて、参考例２及び参考例３で使用する窒化物蛍光体を合成した。参考例２の蛍光体は、Ｌａ２．９９１Ｃｅ０．００９（Ｓｉ,Ａｌ）６（Ｎ,Ｏ）１１－ｘの組成式で表される窒化物蛍光体である。また、参考例３の蛍光体は、Ｌａ２．９８２Ｃｅ０．０１２（Ｓｉ,Ａｌ）６（Ｎ,Ｏ）１１－ｘの組成式で表される窒化物蛍光体である。
固相反応を利用する調製手法を用いて、参考例２及び参考例３で使用する窒化物蛍光体を合成した。参考例２の蛍光体は、Ｌａ２．９９１Ｃｅ０．００９（Ｓｉ,Ａｌ）６（Ｎ,Ｏ）１１－ｘの組成式で表される窒化物蛍光体である。また、参考例３の蛍光体は、Ｌａ２．９８２Ｃｅ０．０１２（Ｓｉ,Ａｌ）６（Ｎ,Ｏ）１１－ｘの組成式で表される窒化物蛍光体である。
【0096】
窒化物蛍光体を合成する際、主原料として、窒化ランタン（ＩＩＩ）（ＬａＮ）、窒化ケイ素粉末（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化アルミニウム粉末（ＡｌＮ）、フッ化セリウム粉末（ＣｅＦ３）を使用した。
【0097】
まず、化学量論的組成の化合物Ｌａ２．９９１Ｃｅ０．００９（Ｓｉ,Ａｌ）６（Ｎ,Ｏ）１１－ｘ、Ｌａ２．９８２Ｃｅ０．０１２（Ｓｉ,Ａｌ）６（Ｎ,Ｏ）１１－ｘとなるように、上記原料を秤量した。ただ、ＬａＮ粉末は、化学量論値よりも２４％過剰に秤量した。
【0098】
次に、秤量した原料を、窒素雰囲気下のグローブボックス中で、乳鉢を用いて乾式混合した。得られた混合原料を窒化ホウ素製のるつぼに入れ、０．５ＭＰａの窒素雰囲気中、１９００℃で２時間焼成した。そして、焼成物を、濃度１０％の硝酸溶液中で１時間洗浄した。これにより、参考例２及び参考例３の蛍光体を得た。
【0099】
（参考例４）
固相反応を利用する調製手法を用いて、参考例４で使用する酸化物蛍光体を合成した。参考例４の蛍光体は、（Ｃａ０．１Ｓｒ０．８９７Ｅｕ０．００３）Ｓｃ２Ｏ４の組成式で表される酸化物蛍光体である。なお、酸化物蛍光体を合成する際、以下の化合物粉末を主原料として使用した。
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）：純度３Ｎ、和光純薬工業株式会社
炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ３）：純度３Ｎ、和光純薬工業株式会社
酸化スカンジウム（Ｓｃ２Ｏ３）：純度３Ｎ、信越化学工業株式会社
酸化ユウロピウム（Ｅｕ２Ｏ３）：純度３Ｎ、信越化学工業株式会社
固相反応を利用する調製手法を用いて、参考例４で使用する酸化物蛍光体を合成した。参考例４の蛍光体は、（Ｃａ０．１Ｓｒ０．８９７Ｅｕ０．００３）Ｓｃ２Ｏ４の組成式で表される酸化物蛍光体である。なお、酸化物蛍光体を合成する際、以下の化合物粉末を主原料として使用した。
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）：純度３Ｎ、和光純薬工業株式会社
炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ３）：純度３Ｎ、和光純薬工業株式会社
酸化スカンジウム（Ｓｃ２Ｏ３）：純度３Ｎ、信越化学工業株式会社
酸化ユウロピウム（Ｅｕ２Ｏ３）：純度３Ｎ、信越化学工業株式会社
【0100】
まず、化学量論的組成の化合物（Ｃａ０．１Ｓｒ０．８９７Ｅｕ０．００３）Ｓｃ２Ｏ４となるように、上記原料を秤量した。次に、秤量した原料を、純水を入れたビーカー中に投入し、マグネチックスターラーを用いて１時間攪拌した。これによって、純水と原料からなるスラリー状の混合原料を得た。その後、スラリー状の混合原料を、乾燥機を用いて全量乾燥させた。そして、乾燥後の混合原料を乳鉢と乳棒を用いて粉砕し、焼成原料とした。
【0101】
上記焼成原料を小型アルミナるつぼに移し、管状雰囲気炉を利用して、１５００℃の還元性ガス（９６ｖｏｌ％Ｎ２＋４ｖｏｌ％Ｈ２）雰囲気中で１時間の還元処理を行うことによって、本例の蛍光体を得た。なお、還元性ガスの流量は１Ｌ／ｍｉｎ、昇降温速度は３００℃／ｈとした。
【0102】
得られた蛍光体の体色は、薄い紫色であった。このことは、参考例４の蛍光体が、紫色光以外の可視光（例えば、青色光、緑色光、黄色光及び赤色光）を比較的強く吸収することを示唆する。
【0103】
（参考例５）
固相反応を利用する調製手法を用いて、参考例５で使用する窒化物蛍光体を合成した。参考例５の蛍光体は、（Ｌａ０．８９６Ｇｄ０．１Ｃｅ０．００４）３（Ｓｉ,Ａｌ）６（Ｎ,Ｏ）１１－ｘの組成式で表される窒化物蛍光体である。
固相反応を利用する調製手法を用いて、参考例５で使用する窒化物蛍光体を合成した。参考例５の蛍光体は、（Ｌａ０．８９６Ｇｄ０．１Ｃｅ０．００４）３（Ｓｉ,Ａｌ）６（Ｎ,Ｏ）１１－ｘの組成式で表される窒化物蛍光体である。
【0104】
窒化物蛍光体を合成する際、主原料として、窒化ランタン（ＩＩＩ）（ＬａＮ）、窒化ガドリニウム（ＩＩＩ）（ＧｄＮ）、窒化ケイ素粉末（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化アルミニウム粉末（ＡｌＮ）、窒化セリウム粉末（ＣｅＮ）を使用した。
【0105】
まず、化学量論的組成の化合物（Ｌａ０．８９６Ｇｄ０．１Ｃｅ０．００４）３（Ｓｉ,Ａｌ）６（Ｎ,Ｏ）１１－ｘとなるように、上記原料を秤量した。次に、秤量した原料を、窒素雰囲気下のグローブボックス中で、乳鉢を用いて乾式混合した。得られた混合原料を窒化ホウ素製のるつぼに入れ、０．５ＭＰａの窒素雰囲気中、１９００℃で２時間焼成した。そして、焼成物を、濃度１０％の硝酸溶液中で１時間洗浄した。これにより、参考例５の蛍光体を得た。得られた蛍光体の体色は、薄い赤色であった。
【0106】
（実施例６）
固相反応を利用する調製手法を用いて、実施例６で使用する酸化物蛍光体を合成した。実施例６の蛍光体は、Ｇｄ３（Ｇａ０．９７Ｃｒ０．０３）２Ｇａ３Ｏ１２の組成式で表される酸化物蛍光体である。また、実施例６の蛍光体は、Ｃｒ３＋賦活蛍光体である。なお、実施例６の酸化物蛍光体を合成する際、以下の化合物粉末を主原料として使用した。
酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）：純度３Ｎ、和光純薬工業株式会社
酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）：純度４Ｎ、和光純薬工業株式会社
酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）：純度３Ｎ、株式会社高純度化学研究所
固相反応を利用する調製手法を用いて、実施例６で使用する酸化物蛍光体を合成した。実施例６の蛍光体は、Ｇｄ３（Ｇａ０．９７Ｃｒ０．０３）２Ｇａ３Ｏ１２の組成式で表される酸化物蛍光体である。また、実施例６の蛍光体は、Ｃｒ３＋賦活蛍光体である。なお、実施例６の酸化物蛍光体を合成する際、以下の化合物粉末を主原料として使用した。
酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）：純度３Ｎ、和光純薬工業株式会社
酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）：純度４Ｎ、和光純薬工業株式会社
酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）：純度３Ｎ、株式会社高純度化学研究所
【0107】
まず、化学量論的組成の化合物Ｇｄ３（Ｇａ０．９７Ｃｒ０．０３）２Ｇａ３Ｏ１２となるように、上記原料を秤量した。次に、秤量した原料を、純水を入れたビーカー中に投入し、マグネチックスターラーを用いて１時間攪拌した。これによって、純水と原料からなるスラリー状の混合原料を得た。その後、スラリー状の混合原料を、乾燥機を用いて全量乾燥させた。そして、乾燥後の混合原料を乳鉢と乳棒を用いて粉砕し、焼成原料とした。
【0108】
上記焼成原料を小型アルミナるつぼに移し、箱型電気炉を利用して、１５００℃の大気中で１時間の焼成を行うことによって、本例の蛍光体を得た。なお、昇降温速度は４００℃／ｈとした。得られた蛍光体の体色は、濃い緑色であった。
【0109】
（実施例７）
固相反応を利用する調製手法を用いて、実施例７で使用する酸化物蛍光体を合成した。実施例７の蛍光体は、（Ｇｄ０．７５Ｌａ０．２５）３（Ｇａ０．９７Ｃｒ０．０３）２Ｇａ３Ｏ１２の組成式で表される酸化物蛍光体である。また、実施例７の蛍光体は、Ｃｒ３＋賦活蛍光体である。そして、実施例７の酸化物蛍光体を合成する際、以下の化合物粉末を主原料として使用した。
酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）：純度３Ｎ、和光純薬工業株式会社
酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）：純度３Ｎ、和光純薬工業株式会社
酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）：純度４Ｎ、和光純薬工業株式会社
酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）：純度３Ｎ、株式会社高純度化学研究所
固相反応を利用する調製手法を用いて、実施例７で使用する酸化物蛍光体を合成した。実施例７の蛍光体は、（Ｇｄ０．７５Ｌａ０．２５）３（Ｇａ０．９７Ｃｒ０．０３）２Ｇａ３Ｏ１２の組成式で表される酸化物蛍光体である。また、実施例７の蛍光体は、Ｃｒ３＋賦活蛍光体である。そして、実施例７の酸化物蛍光体を合成する際、以下の化合物粉末を主原料として使用した。
酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）：純度３Ｎ、和光純薬工業株式会社
酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）：純度３Ｎ、和光純薬工業株式会社
酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）：純度４Ｎ、和光純薬工業株式会社
酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）：純度３Ｎ、株式会社高純度化学研究所
【0110】
まず、化学量論的組成の化合物（Ｇｄ０．７５Ｌａ０．２５）３（Ｇａ０．９７Ｃｒ０．０３）２Ｇａ３Ｏ１２となるように、上記原料を秤量した。次に、秤量した原料を、純水を入れたビーカー中に投入し、マグネチックスターラーを用いて１時間攪拌した。これによって、純水と原料からなるスラリー状の混合原料を得た。その後、スラリー状の混合原料を、乾燥機を用いて全量乾燥させた。そして、乾燥後の混合原料を乳鉢と乳棒を用いて粉砕し、焼成原料とした。
【0111】
上記焼成原料を小型アルミナるつぼに移し、箱型電気炉を利用して、１４５０℃の大気中で１時間の焼成を行うことによって、本例の蛍光体を得た。なお、昇降温速度は４００℃／ｈとした。得られた蛍光体の体色は、濃い緑色であった。
【0112】
［評価］
（結晶構造解析）
実施例１の蛍光体の結晶構造を、Ｘ線回折装置（Ｘ‘Ｐｅｒｔ ＰＲＯ；スペクトリス株式会社、ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ社製）を用いて評価した。
（結晶構造解析）
実施例１の蛍光体の結晶構造を、Ｘ線回折装置（Ｘ‘Ｐｅｒｔ ＰＲＯ；スペクトリス株式会社、ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ社製）を用いて評価した。
【0113】
詳細は省略するが、評価の結果、実施例１の蛍光体は、ガーネットの結晶構造を持つ化合物を主体にしてなることが分かった。つまり、実施例１の蛍光体は、ガーネット蛍光体であることが分かった。このようにして、実施例１の蛍光体が、化合物としての（Ｙ０．９８Ｃｅ０．０２）３Ｍｇ２（ＡｌＯ４）(ＳｉＯ４）２であることを確認した。
【0114】
次に、参考例２及び参考例３の蛍光体の結晶構造を、Ｘ線回折装置（ＲＩＮＴ２１００；株式会社リガク製）を用いて評価した。
【0115】
詳細は省略するが、評価の結果、参考例２及び参考例３の蛍光体は、正方晶の結晶系を持つ化合物を主体にしてなることが分かった。そして、一般式Ｌａ３Ｓｉ６Ｎ１１で表される窒化物の結晶と殆ど同じ結晶構造を持つことが分かった。つまり、参考例２及び参考例３の蛍光体は、窒化物蛍光体であることが分かった。このようにして、参考例２及び参考例３の蛍光体が、各々、化合物としてのＬａ２．９９１Ｃｅ０．００９（Ｓｉ,Ａｌ）６（Ｎ,Ｏ）１１－ｘ、及び、Ｌａ２．９８２Ｃｅ０．０１２（Ｓｉ,Ａｌ）６（Ｎ,Ｏ）１１－ｘであることを確認した。
【0116】
次に、参考例４の蛍光体の結晶構造を、Ｘ線回折装置（ＭｉｎｉＦｌｅｘ；株式会社リガク製）を用いて評価した。
【0117】
図８では、参考例４の蛍光体のＸ線回折（ＸＲＤ）パターンを示す（図中（１））。参考のため、図８では、ＩＣＳＤ（Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｄａｔａｂａｓｅ）に登録されたＣａＳｃ２Ｏ４のパターンも示す（図中（２））。図８から判るように、参考例４の蛍光体のＸＲＤパターンは、ＩＣＳＤに登録されたＣａＳｃ２Ｏ４のパターンと一致した。このことは、参考例４の蛍光体が、ＣａＳｃ２Ｏ４と同じカルシウムフェライト型の結晶構造を持つ化合物であることを示す。
【0118】
なお、参考例４の蛍光体の回折ピークは、ＩＣＳＤに登録されたＣａＳｃ２Ｏ４の回折ピークと比較して、低角側に位置していた。回折ピークの低角シフトは、結晶の格子面間隔値（ｄ値）の増加を示す。このため、この結果は、相対的にイオン半径が大きなＳｒ２＋（イオン半径１．２６Å、８配位）が、ＣａＳｃ２Ｏ４：Ｅｕ２＋蛍光体の結晶を構成するＣａ２＋（イオン半径１．１２Å、８配位）の一部と置換して、結晶の格子間隔が大きくなったことを示唆する。以上の結果から、参考例４は、（Ｃａ０．１Ｓｒ０．８９７Ｅｕ０．００３）Ｓｃ２Ｏ４の組成式で表される酸化物蛍光体であるとみなされる。
【0119】
次に、参考例５の蛍光体の結晶構造を、Ｘ線回折装置（ＭｉｎｉＦｌｅｘ；株式会社リガク製）を用いて評価した。
【0120】
詳細は省略するが、評価の結果、参考例５の蛍光体は、正方晶の結晶系を持つ化合物を主体にしてなることが分かった。そして、参考例５の蛍光体は、一般式Ｌａ３Ｓｉ６Ｎ１１で表される窒化物の結晶と殆ど同じ結晶構造を持つことが分かった。つまり、参考例５の蛍光体は、窒化物蛍光体であることが分かった。このようにして、参考例５の蛍光体が、化合物としての（Ｌａ０．８９６Ｇｄ０．１Ｃｅ０．００４）３（Ｓｉ，Ａｌ）６（Ｎ，Ｏ）１１－ｘであることを確認した。
【0121】
次に、実施例６の蛍光体の結晶構造を、Ｘ線回折装置（ＭｉｎｉＦｌｅｘ；株式会社リガク製）を用いて評価した。
【0122】
詳細は省略するが、評価の結果、実施例６の蛍光体は、ガーネットの結晶構造を持つ化合物を主体にしてなることが分かった。つまり、実施例６の蛍光体は、ガーネット蛍光体であることが分かった。このようにして、実施例６の蛍光体が、化合物としてのＧｄ３（Ｇａ０．９７Ｃｒ０．０３）２Ｇａ３Ｏ１２であることを確認した。
【0123】
次に、実施例７の蛍光体の結晶構造を、Ｘ線回折装置（ＭｉｎｉＦｌｅｘ；株式会社リガク製）を用いて評価した。
【0124】
詳細は省略するが、評価の結果、実施例７の蛍光体は、ガーネットの結晶構造を持つ化合物を主体にしてなることが分かった。つまり、実施例７の蛍光体は、ガーネット蛍光体であることが分かった。このようにして、実施例７の蛍光体が、化合物としての（Ｇｄ０．７５Ｌａ０．２５）３（Ｇａ０．９７Ｃｒ０．０３）２Ｇａ３Ｏ１２であることを確認した。
【0125】
（分光特性）
次に、実施例１の蛍光体の励起特性と蛍光特性を、分光蛍光光度計（ＦＰ－６５００；日本分光株式会社製）を用いて評価した。図９では、実施例１の蛍光体の励起スペクトル及び蛍光スペクトルを示す。なお、蛍光スペクトル測定時の励起波長は４５０ｎｍとし、励起スペクトル測定時のモニター波長は蛍光ピーク波長とした。また、図９において、蛍光スペクトルと励起スペクトルは、いずれもピークを１として規格化して示している。
次に、実施例１の蛍光体の励起特性と蛍光特性を、分光蛍光光度計（ＦＰ－６５００；日本分光株式会社製）を用いて評価した。図９では、実施例１の蛍光体の励起スペクトル及び蛍光スペクトルを示す。なお、蛍光スペクトル測定時の励起波長は４５０ｎｍとし、励起スペクトル測定時のモニター波長は蛍光ピーク波長とした。また、図９において、蛍光スペクトルと励起スペクトルは、いずれもピークを１として規格化して示している。
【0126】
実施例１の蛍光体の蛍光スペクトルは、Ｃｅ３＋の５ｄ１→４ｆ１遷移に起因するとみなせるブロードなスペクトルであった。そして、実施例１の蛍光体の蛍光スペクトルは、６００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲全体に亘ってバンドスペクトルを形成した。
【0127】
なお、実施例１の蛍光体の蛍光スペクトルと励起スペクトルのピーク波長は、各々、６２５ｎｍと４７３ｎｍであった。このことは、実施例１の蛍光体が、波長４３０～４８０ｎｍ付近の青色光を効率よく吸収して、６００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲全体に亘ってバンドスペクトルを形成する蛍光へと波長変換できることを示すものである。
【0128】
次に、実施例１と同様に、参考例２の蛍光体の励起特性と蛍光特性を、分光蛍光光度計を用いて評価した。図１０では、参考例２の蛍光体の励起スペクトル及び蛍光スペクトルを示す。なお、蛍光スペクトル測定時の励起波長は５４０ｎｍとし、励起スペクトル測定時のモニター波長は蛍光ピーク波長とした。また、図１０では、蛍光スペクトルと励起スペクトルは、いずれもピークを１として規格化して示している。
【0129】
参考例２の蛍光体の蛍光スペクトルは、Ｃｅ３＋の５ｄ１→４ｆ１遷移に起因するとみなせるブロードなスペクトルであった。そして、参考例２の蛍光体の蛍光スペクトルは、６００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲全体に亘ってバンドスペクトルを形成した。
【0130】
なお、参考例２の蛍光体の蛍光スペクトルと励起スペクトルのピーク波長は、各々、６３０ｎｍと５３１ｎｍであった。このことは、参考例２の蛍光体が、波長５１０ｎｍ～５６０ｎｍ付近の緑～黄色光を効率よく吸収して、６００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲全体に亘ってバンドスペクトルを形成する蛍光へと波長変換できることを示すものである。
【0131】
次に、実施例１と同様に、参考例３の蛍光体の蛍光特性を、分光蛍光光度計を用いて評価した。図１１では、参考例３の蛍光体の蛍光スペクトルを示す。なお、蛍光スペクトル測定時の励起波長は５４０ｎｍとした。また、図１１では、蛍光スペクトルは、ピークを１として規格化して示している。なお、図１１における５４０ｎｍ付近のシャープなスペクトルは、励起光として利用したモノクロ光が、蛍光体によって反射された光成分である。
【0132】
参考例３の蛍光体の蛍光スペクトルは、Ｃｅ３＋の５ｄ１→４ｆ１遷移に起因するとみなせるブロードな蛍光スペクトルであった。そして、参考例３の蛍光体の蛍光スペクトルは、６００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲全体に亘ってバンドスペクトルを形成した。また、参考例３の蛍光体の蛍光スペクトルにおけるピーク波長は、６３４ｎｍであった。
【0133】
以上のことは、参考例３の蛍光体が、５４０ｎｍ付近の単一波長の光を吸収して、６００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲全体に亘ってバンドスペクトルを形成する蛍光へと波長変換できることを示すものである。
【0134】
次に、参考例４の蛍光体の蛍光特性を、分光蛍光光度計を用いて評価した。図１２では、参考例４の蛍光体の蛍光スペクトルを示す。なお、蛍光スペクトル測定時の励起波長は４６０ｎｍとした。
【0135】
参考例４の蛍光体の蛍光スペクトルは、Ｅｕ２＋の４ｆ６５ｄ１→４ｆ７遷移に起因するとみなせるブロードなスペクトルであった。そして、参考例４の蛍光体の蛍光スペクトルは、７００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲全体に亘ってバンドスペクトルを形成するとみなせるスペクトルであった。なお、参考例４の蛍光体の蛍光スペクトルにおける長波長の成分は若干のノイズを含むが、７００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲全体に光成分を有することは、当業者であれば明らかである。
【0136】
以上のことは、参考例４の蛍光体が、４６０ｎｍ付近の波長の青色光を吸収して、７００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲全体に亘ってバンドスペクトルを形成する蛍光へと波長変換できることを示すものである。なお、参考例４の蛍光体の蛍光スペクトルにおける半値幅は、約１００ｎｍであった。
【0137】
次に、参考例５の蛍光体の蛍光特性を、分光蛍光光度計を用いて評価した。図１３では、参考例５の蛍光体の蛍光スペクトルを示す。なお、蛍光スペクトル測定時の励起波長は５４０ｎｍとした。ここで、図１３における５４０ｎｍ付近のシャープなスペクトルは、励起光として利用したモノクロ光が、蛍光体によって反射された光成分である。
【0138】
参考例５の蛍光体の蛍光スペクトルは、Ｃｅ３＋の５ｄ１→４ｆ１遷移に起因するとみなせるブロードなスペクトルであった。そして、参考例５の蛍光体の蛍光スペクトルは、少なくとも７００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲全体に亘ってバンドスペクトルを形成するとみなせるスペクトルであった。また、参考例５の蛍光体の蛍光スペクトルは、６００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲全体に亘ってバンドスペクトルを形成するとみなせるスペクトルでもあった。
【0139】
以上のことは、参考例５の蛍光体が、５４０ｎｍ付近の波長の緑色光を吸収して、７００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲全体に亘ってバンドスペクトルを形成する蛍光へと波長変換できることを示すものである。また、以上のことは、参考例５の蛍光体が、５４０ｎｍ付近の波長の緑色光を吸収して、６００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲全体に亘ってバンドスペクトルを形成する蛍光へと波長変換できることを示すものである。なお、参考例５の蛍光体の蛍光スペクトルにおける半値幅は、約１６０ｎｍであった。
【0140】
次に、実施例６の蛍光体の励起特性及び蛍光特性を、分光蛍光光度計を用いて評価した。図１４では、実施例６の蛍光体の励起スペクトルと蛍光スペクトルを示す。なお、蛍光スペクトル測定時の励起波長は４５０ｎｍとし、励起スペクトル測定時のモニター波長は蛍光ピーク波長とした。また、図１４では、蛍光スペクトルと励起スペクトルの発光強度が同じになるように、発光強度を規格化して示している。
【0141】
実施例６の蛍光体の蛍光スペクトルは、Ｃｒ３＋のｄ－ｄ遷移に起因するとみなせるブロードなスペクトルであった。そして、実施例６の蛍光体の蛍光スペクトルは、７００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲全体に亘ってバンドスペクトルを形成するとみなせるスペクトルであった。なお、実施例６の蛍光体における蛍光スペクトルのピーク波長は、７３５ｎｍであった。
【0142】
また、図１４から判るように、実施例６の蛍光体は、４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長領域と、５８０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の波長領域とに、強い励起帯を有していた。すなわち、実施例６の蛍光体は、紫～青緑色の光と、橙～深赤色の光を強く吸収し、蛍光を放つ蛍光体であった。
【0143】
以上のことは、実施例６の蛍光体が、紫色、青色、青緑色、橙色、赤色及び深赤色から選択される少なくとも一種類の光を放つ固体発光素子によって励起されることを示すものである。そして、実施例６の蛍光体は、励起光を、７００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲全体に亘ってバンドスペクトルを形成する蛍光へと波長変換できることを示すものである。なお、実施例６の蛍光体の蛍光スペクトルにおける半値幅は、約１００ｎｍであった。
【0144】
次に、実施例７の蛍光体を含む波長変換体を作製して、蛍光特性を評価した。具体的には、まず、実施例７の蛍光体を、ハンドプレスを用いてペレット状にすることで、波長変換体を作製した。次いで、得られた波長変換体をレーザー光で励起し、その際に波長変換体から放射される蛍光のエネルギー（蛍光の放射束）を測定した。この際、レーザー光の中心波長は４４５ｎｍとした。また、レーザー光のエネルギーは０．９３Ｗから３．８７Ｗまで変化させた。レーザー光のエネルギーの評価には、パワーメーターを用いた。また、波長変換体から発せられた蛍光のエネルギーの評価には、積分球を用いた。
【0145】
【表1】
【0146】
表１では、レーザー光のエネルギーを０．９３Ｗから３．８７Ｗまで変化させたときの、波長変換体から放射された蛍光のエネルギーを示している。参考のため、レーザー光のエネルギー密度も表１に示した。
【0147】
表１に示すように、波長変換体からは、１００ｍＷ以上のエネルギーの光が放出された。そして、レーザー光のエネルギーを０．９３Ｗから３．８７Ｗまで高めた場合であっても、波長変換体は高いエネルギーの光を放射した。すなわち、Ｃｒ３＋賦活蛍光体は、励起光のエネルギーが高い領域においても、高い発光効率を維持できることが分かった。この結果は、蛍光出力の飽和を抑制するためには、短残光性（１０μｓ未満）の蛍光体の使用が必須とされていた従来の技術常識とは大きく異なるものであり、驚くべきものである。また、高いエネルギーのレーザー光で蛍光体を励起した場合、蛍光体が発熱し、蛍光体の温度が上昇することを考慮すると、実施例７の蛍光体は、温度上昇による発光効率の低下が少ない優れた蛍光体であるともいえる。
【0148】
図１５は、実施例７の蛍光体を含む波長変換体を、３．８７Ｗのエネルギーのレーザー光で励起したときの蛍光スペクトルである。実施例７の蛍光体を含む波長変換体の蛍光スペクトルは、Ｃｒ３＋のｄ－ｄ遷移に起因するとみなせるブロードなスペクトルであった。そして、この蛍光スペクトルは、７００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲全体に亘ってバンドスペクトルを形成するとみなせるスペクトルであった。なお、実施例７の蛍光体を含む波長変換体を、３．８７Ｗのエネルギーのレーザー光で励起したときの蛍光スペクトルのピーク波長は、７６７ｎｍであった。また、この蛍光スペクトルのピークの半値幅は約１００ｎｍであった。
【0149】
以上、実施例に沿って本実施形態の内容を説明したが、本実施形態はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。
【0150】
特願２０１９－０１７７９７号（出願日：２０１９年２月４日）の全内容は、ここに援用される。
【産業上の利用可能性】
【0151】
本開示によれば、光感受性物質を効率的に励起する近赤外光を放射することが可能な発光装置、及び当該発光装置を用いた医療装置を提供することができる。
【符号の説明】
【0152】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 発光装置
２ 固体発光素子
３，３Ａ 波長変換体
４ 第一の蛍光体
６ 一次光
７ 第一の波長変換光
８ 第二の蛍光体
９ 第二の波長変換光
２ 固体発光素子
３，３Ａ 波長変換体
４ 第一の蛍光体
６ 一次光
７ 第一の波長変換光
８ 第二の蛍光体
９ 第二の波長変換光
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】