特許 7431704 ライトガイドと発光素子とを有する照明システム

(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】2024-02-06

(45)【発行日】2024-02-15

(54)【発明の名称】ライトガイドと発光素子とを有する照明システム

(51)【国際特許分類】

   A61N 5/06 20060101AFI20240207BHJP

   A61B 18/24 20060101ALI20240207BHJP

【ＦＩ】

A61N5/06 Z

A61B18/24

【請求項の数】 15

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2020146550

(22)【出願日】2020-09-01

(65)【公開番号】P2021037288

(43)【公開日】2021-03-11

【審査請求日】2023-08-29

(31)【優先権主張番号】10 2019 123 448.4

(32)【優先日】2019-09-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】504299782

【氏名又は名称】ショット アクチエンゲゼルシャフト

【氏名又は名称原語表記】ＳＣＨＯＴＴ ＡＧ

【住所又は居所原語表記】Ｈａｔｔｅｎｂｅｒｇｓｔｒ． １０， ５５１２２ Ｍａｉｎｚ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】ベアント シュルトハイス

(72)【発明者】

【氏名】フーベアトゥス ルッサート

(72)【発明者】

【氏名】オリヴァー カイパー

(72)【発明者】

【氏名】アンドレアス ディートリヒ

【審査官】山口 賢一

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第０５２９０２７５（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許第０５７５４７１６（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２００７－１７２７１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２０６９１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許発明第１０２００７０２８０８１（ＤＥ，Ｂ３）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１７１２２７５６（ＤＥ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１１３２４６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｎ ５／０６

Ａ６１Ｂ １８／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

開口数ＮＡ_Ｌを有する少なくとも１個のレーザ光源（１０）と、コネクタハウジング（３０）を有するコネクタ（２０）により基端部にて前記少なくとも１個のレーザ光源（１０）に接続可能かつ／または割り当て可能なライトガイド（４０）とを含み、かつ前記ライトガイド（４０）の先端部に発光素子（５０）を有する照明システム（１）であって、前記コネクタハウジング（３０）が、前記レーザ光源（１０）から前記コネクタ（２０）に入力結合されたレーザ光の前記開口数ＮＡ_Ｌの変動の影響を低減させるための装置を有し、前記コネクタハウジング（３０）が、収容区分（３０．３）を有する内部領域を有し、前記内部領域が、前記コネクタハウジング（３０）に対して３６０°超の回転角で自由に回転可能であるように構成されている、照明システム（１）。

【請求項2】

前記コネクタハウジング（３０）が、前記ライトガイド（４０）のための収容区分（３０．３）内に、少なくとも部分的または区分的に前記ライトガイド（４０）を曲げるための少なくとも１個の誘導要素（３０．４）を有する、請求項１記載の照明システム（１）。

【請求項3】

前記少なくとも１個の誘導要素（３０．４）が、円筒形および／または錐体形のスタッドおよび／または球体として構成されており、少なくとも前記収容区分（３０．３）内の前記ライトガイド（４０）が、その位置について空間的に規定されて誘導されており、その際、少なくとも１つの最小曲げ半径（４０．１）が維持され、前記誘導要素（３０．４）に誘導される前記ライトガイド（４０）の前記最小曲げ半径（４０．１）が、前記ライトガイド（４０）の径の６０倍以上である、請求項１または２記載の照明システム（１）。

【請求項4】

前記コネクタハウジング（３０）が、前記コネクタハウジング（３０）の内部に配置された少なくとも２個の収容シェル（３０．１，３０．２）から成り、前記ハウジング（３０）の前記収容シェル（３０．１，３０．２）のうちの少なくとも１個が、前記ライトガイド（４０）を収容するための前記収容区分（３０．３）を有し、前記ライトガイド（４０）が、前記収容区分（３０．３）の領域内に少なくとも区分的にＳ字型または波形のプロファイルを有する、請求項１から３までのいずれか１項記載の照明システム（１）。

【請求項5】

前記収容区分（３０．３）の領域が、ライトガイド収容溝（３０．６）として形成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の照明システム（１）。

【請求項6】

前記収容シェル（３０．１，３０．２）のうちの少なくとも１個内の前記ライトガイド収容溝（３０．６）の深さが、前記ライトガイド（４０）の直径の少なくとも１．１倍、好ましくは少なくとも２倍に相当し、好ましくはＵ字型に形成されている、請求項５記載の照明システム（１）。

【請求項7】

前記ライトガイド収容溝（３０．６）で直接的に隣接して、少なくとも区分的に、前記ライトガイド収容溝（３０．６）の壁に、１個以上の固定ピン（３０．５）が連続して設けられており、前記固定ピン（３０．５）が、組み立てられた状態の前記コネクタハウジング（３０）にて、それぞれ別の前記収容シェル（３０．１，３０．２）の相応する収容部内に係合している、請求項５または６記載の照明システム（１）。

【請求項8】

少なくとも１つの以下の特徴
―前記コネクタハウジング（３０）が、ラッチ接続により個別要素から一緒に差し込み可能である、
―前記コネクタハウジング（３０）が、前記ライトガイド（４０）のための前記収容区分（３０．３）、前記収容シェル（３０．１，３０．２）および／または前記誘導要素（３０．４）を有する内部領域と、外部ハウジング（３０．９）とを有し、前記内部領域が、前記外部ハウジング（３０．９）に対して３６０°超の回転角で自由に回転可能であるように構成されている、
―前記コネクタハウジング（３０）が、発光素子（５０）の発光特性または効率を識別および／または保存するための少なくとも１個のＲＦＩＤチップ（６０）を有し、前記レーザ光源（１０）が、対応する受信ユニットまたは読み取りユニットを有する、
―前記コネクタハウジング（３０）が、前記レーザ光源（１０）における１回の使用後に、前記レーザ光源（１０）からの前記コネクタ（２０）の取り外しの際または前記レーザ光源（１０）と前記コネクタ（２０）との結合の切り離しの際に、前記ライトガイド（４０）を少なくとも部分的に損傷または切断または変位させる装置を有する、
―前記コネクタハウジング（３０）が、ヒートシンクを、特に前記収容区分（３０．３）内に有する、
を有する、請求項１から７までのいずれか１項記載の照明システム（１）。

【請求項9】

前記ライトガイド（４０）が、円形の、六角形のもしくは他の多角形の、または不規則的なコア断面構造を有するマルチモード石英ファイバーとして形成されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の照明システム（１）。

【請求項10】

前記収容区分（３０．３）の領域内のマルチモード石英ファイバーとして形成された前記ライトガイド（４０）の最小曲げ半径（４０．１）が、前記ライトガイド（４０）の外被を含めた直径の少なくとも６０倍、好ましくは少なくとも１００倍である、請求項９記載の照明システム（１）。

【請求項11】

前記コネクタ（２０）が、ＳＭＡコネクタまたはＦＣコネクタとして形成されており、前記コネクタハウジング（３０）が、前記コネクタ（２０）を相対回動不能に収容するための対応するコネクタ収容区分（３０．７）を有し、前記コネクタ（２０）を前記レーザ光源（１０）内で固定するためのユニオンナット（２０．１）が、前記外部ハウジング（３０．９）内で相対回動不能に固定可能である、請求項１から１０までのいずれか１項記載の照明システム（１）。

【請求項12】

前記収容区分（３０．３）が、前記ライトガイド（４０）のための機械的保護素子（７０）、特に張力緩和部および／または屈曲保護部を有する、請求項１から１１までのいずれか１項記載の照明システム（１）。

【請求項13】

前記コネクタハウジング（３０）が、その個別要素、特にその収容シェル（３０．１，３０．２）と、前記外部ハウジング（３０．９）とを含めて、プラスチック材料の射出成型品から成り、プラスチック材料が、好ましくは生体適合性であり、滅菌可能であり、特に酸化エチレン滅菌可能である、請求項１から１２までのいずれか１項記載の照明システム（１）。

【請求項14】

前記発光素子（５０）が、実質的に放射状および／または部分的に方向付けされた発光特性を有する円筒ディフューザ、実質的に球状の発光挙動を有する球状ディフューザ、または先端方向で実質的に均質な発光特性を有する前面ディフューザである、請求項１から１３までのいずれか１項記載の照明システム（１）。

【請求項15】

前記レーザ光源（１０）から前記コネクタ（２０）に入力結合された前記レーザ光の前記レーザ光源（１０）の前記開口数ＮＡ_Ｌの変動幅が、０．０５～０．３０の範囲、好ましくは０．０８～０．２４の範囲にある場合に、円筒ディフューザとして形成された前記発光素子（５０）の前記発光挙動が、ディフューザ表面で測定された相対輝度（１０５）としての前記放射強度が、その長さにわたり、前記相対輝度（１０５）の最大値を基準として、４０％超、特に好ましくは２０％超低下しない、請求項１から１４までのいずれか１項記載の照明システム（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、開口数ＮＡ_Ｌを有する少なくとも１個のレーザ光源と、コネクタハウジングを有するコネクタにより基端部にて少なくとも１個のレーザ光源に接続可能かつ／または割り当て可能なライトガイドとを含み、かつライトガイドの先端部に発光素子を有する照明システムに関する。

【0002】

このような照明システムは、医療分野でますます使用されている。現在では、以下のような主要用途に分類される：
・ 腫瘍治療のための光線力学療法（ＰＤＴ）または光免疫療法（ＰＩＴ）
・ 静脈瘤を治療するための静脈内レーザ治療（ＥＶＬＴ）
・ レーザ間質性温熱療法（ＬＩＴＴ）、および
・ 他の用途、特に、歯科医学、眼科学および皮膚科学の分野での用途。

【0003】

光線力学療法（ＰＤＴ）は、様々な癌性疾患における低侵襲の治療手段である。ＰＤＴとは、光活性化可能な物質と組み合わせた光により腫瘍および他の組織変化（例えば、血管新生）を治療するための方法であると理解される。治療の開始時に、癌細胞の中またはその上に蓄積する光感受性物質、いわゆる光増感剤が、患者に対して血流中に静脈内注入される。これらの天然光物質は腫瘍細胞において濃縮し、そこで強い光感受性を起こす。この目的のために、ＰＤＴ治療の間に複数個のカニューレ（通常は８個まで）が腫瘍組織に刺され、これらのカニューレそれぞれに、ディフューザ素子付きのライトガイドが挿入され、その際、ディフューザ素子は、可能な限り腫瘍組織にわたり空間的に分散して配置されていなくてはならない。レーザ光、原則として可視スペクトル範囲内の波長を有するレーザ光、例えば、５３２ｎｍの波長の緑色光または６９０ｎｍの波長の赤色光が、ライトガイドを介してディフューザ素子に入力結合され、それにより、腫瘍組織が内側から可能な限り均一に照らされる。その際、これらの細胞内に、腫瘍細胞を選択的に破壊する攻撃的な酸素ラジカルが形成される。疾患のある細胞とは反対に、健康な細胞はこの化学反応の影響を受けない。正確な作用機序は、特に、“Photodynamic Therapy of Cancer”, Cancer Medicine 2003に記載されている。

【0004】

光免疫療法（ＰＩＴ）も同様の方法であり、この方法では、光活性化可能な薬剤の存在下で免疫反応が誘発され、それにより癌細胞が壊死する。

【0005】

ここでは、一般的な有効長が１０～５０ｍｍの円筒ディフューザ、スポットディフューザまたは前方に向けられた照明錐を生成する前面ディフューザ、ならびにポイントエミッターもしくは球状エミッター、または放射状に発光するディフューザで区別される。

【0006】

円筒ディフューザの場合、動作状態では、特に、その長さにわたりディフューザ素子の側面の発光が可能な限り均質であることが重要である。これは、軸線方向において、すなわち長手軸線方向での基端部から先端部への各線に沿った点すべてにおいて、発光強度が均質性要件の範疇で同じであることと、放射方向において、すなわち長手軸線に沿った各周囲線のすべての点において、発光強度が均質性要件の範疇で同様に同じであることとを意味し、そのため、これらのディフューザは、ほぼランバートエミッターとして機能する。

【0007】

前述のすべてのディフューザについて、各ディフューザのあらゆる可能な空間方向において同じ強度で発光が行われないことが望ましい場合がある。有利な形態において、ディフューザには、放出された放射線の透過を少なくとも低減および／または完全に抑制するために、必要な発光特性に応じて、少なくとも部分的または区分的に、例えば格子状または勾配状に、透明な、透過率が低減された、かつ／または半透明な、かつ／または不透明な装置が備えられていてもよい。これらは、波長範囲全体にわたり、または波長選択的に設計可能であり、したがってフィルタとして設計可能である。同様に、これらは、各ディフューザに向かうまたはその逆の鏡面反射または拡散反射を可能にするとも考えられ、例えば、被覆、ラッカーもしくは印刷、またはそれらを含む組み合わせとして構成されている。ここで、被覆は、金属層および／または誘電体層を含んでいてもよい。

【0008】

同時に、組織への熱流速を可能な限り少なくすることを確実にするためには、高い散乱効率も達成する必要がある。側面の発光についての一般的な均質性要件は、平均強度から最大±１０～２０％の偏差であり、特に先端部からの前方に向けられた発光が、入力結合光の１０％超、一般的に最大５％になるのを回避すべきである。一般的なレーザ出力は、ＰＤＴ用途の場合、連続出力５Ｗ未満であり、そのため、ディフューザの長さ１ｃｍあたり、最大１００ｍＷ～１０００ｍＷの間、一般的には２００ｍＷ～５００ｍＷの間で発光される。それにより、現在では、プラスチックベースのディフューザアプローチの使用が可能である。

【0009】

ＥＶＬＴの場合、治療を行う医師は、小さな穿刺部位を介して、静脈レーザのガイドレールとして機能するカテーテルを患部の静脈に導入する。それに続いて、ディフューザにより狙いを定めてレーザエネルギーを側面に発光することにより、血管の内壁が強く加熱され、それにより、静脈が潰され、閉じられる。そうすることで、静脈血の異常な逆流が抑止される。結果として、静脈が硬化し、縮小し、体で分解可能になる。その際、現在では原則として、いわゆるリングファイアシステムまたはダブルリングファイアシステムが発光要素として使用されている。レーザ光は、比較的鮮明に区切られたリングライトまたはダブルリングライトの形で、放射状に静脈周囲の組織に照射される。その際、発光素子を有するライトガイドは、均一な治療のために、多くの場合、手動により、可能な限り一定な速度で、治療すべき静脈部分を通して引っ張られ、それにより、不確認または非常に長い滞留時間の場合に、ある箇所でさらなる細胞損傷が生じることがあるため、適用が難しくなる。

【0010】

この場合、ＰＤＴ用途で使用されているように、円筒ディフューザが有利であろう。ただし、ＥＶＬＴ治療では、著しくより高いレーザ出力が必要である。一般的に、レーザ出力は、ＮＩＲ範囲の波長、すなわち約８００ｎｍ～１４８０ｎｍの場合、１０～５０Ｗであり、これは現在、ダイオードレーザ（例えば、８１０ｎｍ、９４０ｎｍまたは１４８０ｎｍ）またはＮｄ：ＹＡＧレーザ（１０６４ｎｍ）によりもたらされる。今では、ＥＶＬＴ治療については、２μｍほどのより大きな波長も確立されている。例えば、Ｔｍ：ＹＡＧレーザ（１．９μｍ）およびＨｏ：ＹＡＧレーザ（２．１μｍ）が使用される。組織の吸収特性を理由に、これらの波長では、より低いレーザ出力、一般的には１０Ｗ未満が必要とされる。ただし、ここですでに、特にレーザ光を供給するために、石英ガラス製ライトガイドを使用する必要がある。

【0011】

ＥＶＬＴに使用可能なディフューザの側面の発光についての均質性要件は、ＰＤＴ用途に比べて高くなく、平均強度から最大±３０％～最大±５０％の偏差であってもよい。

【0012】

ＬＩＴＴは、局部的な腫瘍破壊に使用される低侵襲の方法である。この場合、画像化制御（例えば、超音波検査／ＭＲＴ）により腫瘍が穿刺され、１個（または複数個）のレーザファイバーが腫瘍中心に導入され、この腫瘍中心は、熱エネルギーにより排除される。ここでは特に、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ（１０６４ｎｍ）およびディフューザチップアプリケーターが使用される。レーザ出力は、約５～８Ｗである（例えば、“Laserinduzierte Interstitielle Thermotherapie (LITT) bei malignen Tumoren”, BAEKおよびKBV 01/2002）。

【0013】

独国特許出願公開第１０２０１７１２２７５６号明細書には、実質的に放射状の均質な発光特性を有する円筒ディフューザの相応する実施形態が記載されている。

【0014】

本出願人の未公開のＤＥ１０２０１８１３３３３８には、大部分が球状の発光特性を有する球状ディフューザの実施形態が記載されている。

【0015】

しかしながら、これらのアプローチすべてにおいて、ディフューザの発光の均一性および効率のどちらも、入力結合または入射の開口数、すなわち、光源、特にレーザ光源の放射線の発光特性、すなわち、ライトガイドへのレーザの開口数ＮＡ_Ｌと、ディフューザへの、例えば石英ファイバー内での誘導放射線の伝達とに著しく依存することが示された。部分的に、異なるレーザタイプ（レーザの種類か、あるいは異なるメーカーからの同じ種類のレーザ）の使用に引き起こされる、かつ／またはレーザもしくはレーザモジュールにおける製造のばらつきにより、かつ／またはミスアライメントにより、かつ／または実際の使用における熱効果により生じる、レーザのＮＡ_Ｌの比較的大きな変動または変化もしくは変更により、発光特性およびディフューザ効率において、著しい変動幅がもたらされる。言い換えるなら、例えば相対輝度の単位における、または平均値もしくは最大値からのその偏差における、発光素子の発光強度の必要なまたは指定の均質性は、レーザの開口数ＮＡ_Ｌが変化すると、達成されないか、あるいはレーザ、ライトガイドおよび発光素子からのそれ自体がまず調整されているシステム内では、レーザ光源、特にそのＮＡ_Ｌが変化すると、得ることができないか、または維持することができない。

【0016】

ここで、いわゆるモードミキサーが、変動幅を低減するのに役立ち得る。

【0017】

基本的に、例えば、非丸形のコア領域を有する石英ファイバー、例えば、６個の角が付いた六角形ファイバーコアを有するいわゆるヘキサファイバー（Hex-Fasern）が、モードミキサーとして使用可能である。ただし、これらは、特定のプリフォームが必要とされるため、製造費用が比較的高い。

【0018】

文献から、ファイバーを意図的に曲げる、モード混合のための純粋に機械的な方法も知られている。よって、例えば独国特許発明第１０２００７０２８０８１号明細書には、レーザとレーザに結合されたライトガイドとを備える、特定のビームプロファイルを有するレーザビームを生成するためのレーザ設備が記載されている。上記文献で意図されるのは、光導波路の片側で、光導波路のための少なくとも２個の第一の設置要素が互いに間隔を空けて配置されており、光導波路の反対側で、２個の第一の設置要素の間に、第二の設置要素が存在し、かつ設置要素のうちの少なくとも１個が作動機構と結合しており、この作動機構が、作動要素のための駆動装置を有し、ここで、作動要素が、電気測定信号出力を有する経路測定装置と結合されており、かつ作動要素のための駆動装置、経路測定装置、および制御装置が、一緒に接続されており、そうすることで、設置要素の位置によって決定される光導波路の湾曲を介して、混合モード、リングモード、およびコアありのリングモードが連続的に順次生成可能であることである。この文書では、機械ベースのモード混合の基本原理について、モード混合を狙い通りに調整することが可能な装置を含めて説明している。ただし、これがどのようにして冒頭に挙げた用途にとってコスト面で有利かつ実用的に実現可能であるかについて、具体的なアプローチは開示されていない。

【0019】

欧州特許出願公開第２４０７８０７号明細書には、材料加工に使用され、かつ基本モードのビーム品質で出力ファイバーの出力に存在するレーザビームを、マルチモード混合ファイバーを用いて伝送するための光ファイバーの構成が記載されており、これは、その内部で広がるモードを混合するために、少なくともその長さの一部においてカーブしたプロファイルを有し、その開口数ＮＡは、レーザビームをマルチモード混合ファイバーの入力においてもたらし、かつマルチモード混合ファイバーの入力に結合された出力ファイバーのＮＡよりも大きく、マルチモード混合ファイバーの出力に生じるレーザビームをプロセス位置に伝送するために、マルチモード伝送ファイバーが備えられており、そのＮＡは、マルチモード混合ファイバーの開口数以上である。このようなアプローチは、レーザ加工機にとって都合が良いかもしれないが、例えば、医療技術的な療法の目的、特に、ライトガイドまたはライトガイドを含む要素が、いわゆるディスポーザブル品、すなわち１回使用可能であり、好ましくは小型化された、相応する発光素子を有するライトガイドシステムとして使用される医療技術的な療法の目的には都合が良くない。

【0020】

従来技術におけるさらなるアプローチは、例えば、特殊なスリーブ内の３個の小さな球体により、ライトガイドとして機能する石英ファイバーが、局部的に点状の機械的負荷に曝されることである。その際、これらの小球は、石英ファイバーの通常熱可塑性の緩衝材に押し込まれる。ここでの欠点は、緩衝材の特定の塑性変形を理由に、周囲温度または使用温度に応じて、そのように生じるファイバーへの機械的な圧力が定まっておらず、経時的に変化し得ること、および／または制御されずに局部的な負荷もしくはあまりに小さな曲げ半径が生じ、それによりファイバーが少なくとも損傷することである。さらに、このようなアプローチは、さらなる製造費用を意味する。

【0021】

米国特許出願公開第２０１８／０１１３２４６号明細書には、光免疫療法（ＰＩＴ）のための円筒ディフューザおよび前面ディフューザの様々なアプローチが記載されており、上記文献では、特に同様にモードミキサーが言及されており、また図２および図３９ａ～図３９ｄに、ライトガイドとして使用される石英ファイバーが輪状などで配置される様々なアプローチが概略的に記載されている。ただし上記文献には、これをどのようにして、一方では特定のロバスト性の観点で、また他方では実用性の観点で実装することができるかについて、具体的なアプローチは記載されていない。

【0022】

よって、本発明の課題は、先に挙げた欠点を有さず、かつ特に規定された機械的負荷をライトガイドにかけ、ここで発光素子の発光挙動が、冒頭に挙げられているように、実質的にレーザ光源の開口数の変動から独立しているモードミキサーについての、コスト効率の良い、特に小型化可能かつ使い捨てに適した解決手段を提供することである。

【0023】

発明の開示：
本発明の課題は、発光素子の発光挙動が実質的に開口数ＮＡ_Ｌの変動幅から独立するように、コネクタハウジングが、レーザ光源からコネクタに入力結合されたレーザ光のレーザ光源の開口数ＮＡ_Ｌの変動幅の影響を低減するための装置を有することにより解決される。よって、非常にコスト面で有利な手法により、例えば、冒頭に記載したようなコンポーネント（発光素子）の発光特性に対するＮＡ_Ｌの変動または変化の影響を、レーザ光源のＮＡ_Ｌの入力結合ＮＡの変動幅または入力結合ファイバーの変動幅が、例えば発光の均質性にも効率にもほぼ影響を与えないように低減させることができる。特に、ディフューザの長さにわたり強度分布が可能な限り均一であることが重要な円筒ディフューザの場合、この強度分布を、本発明の手段により、入力結合において起こり得るＮＡ変動の観点で著しく安定化させることができる。レーザ、ライトガイド、ディフューザのシステムにおける異なるＮＡｎが適合していない場合、ディフューザの必要な特定の発光特性および／または発光強度、ならびにその空間分布を達成することはできない。特に使用されるレーザの放射線のＮＡ_Ｌが変化する場合、例えば、エージング、ミスアライメント、温度影響など自体によるレーザの変化が理由であれ、または代替のレーザの交換、代用もしくは使用が理由であれ、本発明によるアプローチにより、発光素子の発光特性または効率に対するこの影響を著しく低減させ、これをほぼさらなる費用なしで低減させることができる。ここでさらに想定されるのは、原則として、ライトガイド（供給ファイバー（Zuleitungsfaser））のＮＡおよびディフューザ（発光素子）のＮＡのどちらも、実質的に一定のままであるか、または一定であること、およびこれらが互いに適合するように設計されていることである。後者は特に、コスト重視の用途の場合、例えばレーザのエージングに対応するために、またはそれ自体が同じレーザモジュールにおける生成のばらつきを補正するために、様々な組み合わせの供給ファイバーおよびディフューザを提供または利用可能にすることは、妥当になり得ず、すでにまったく実用的ではないという観点にもある。したがって、コネクタハウジングは、例えば発光素子の発光強度および発光均質性の意味合いでの発光に対するレーザの開口数の変化または非定常性の影響を少なくとも低減するための少なくとも１個の装置を含むか、またはこの装置である。

【0024】

ここで、コネクタハウジングは、ライトガイドのための収容区分内に、ライトガイドの少なくとも１つの箇所を少なくとも部分的または区分的に曲げるための少なくとも１個の誘導要素を有する。この曲げにより、ライトガイドにおける光伝播の様々なモードの混合を達成することができ、そのため、光源のＮＡ変動に対して非常に安定した発光素子の発光特性を得ることができる。

【0025】

ここで、複数の部分的または区分的なライトガイドの曲げが達成可能であるような誘導要素または複数個の誘導要素は、少なくとも収容区分内のライトガイドを、その位置について空間的に規定して誘導し、その際、ライトガイドの形状および構造から生じる特定の最小曲げ半径を下回らないために、例えば円筒形および／もしくは錐体形の丸形のスタッドとして、かつ／または楕円形もしくは偏心した断面もしくは形状を有するスタッドとして、かつ／または球体として構成されていてもよい。言い換えるなら、少なくとも１個の誘導要素は、少なくとも収容区分内のライトガイドを、その位置について空間的に規定して誘導し、その際、少なくとも１つの最小曲げ半径を維持するために、例えば円筒形および／もしくは錐体形のスタッドとして、かつ／または球体として構成されている。

【0026】

その特定の実施形態、その配置および／もしくは数、ならびに／または統一的なもしくは組み合わされた幾何学的形態とともに、誘導要素を用いて、ライトガイドの少なくとも１つの曲げ部を規定することができる。

【0027】

特定の変形形態において、コネクタハウジングは、コネクタハウジングの内部に配置された少なくとも２個の収容シェルから成っていてもよく、ハウジングの収容シェルのうちの少なくとも１個は、ライトガイドを収容するための収容区分を有する。本発明によると、収容区分の領域内のライトガイドは、少なくとも区分的に１回以上曲げられた、例えばＳ字型または波形のプロファイルを有する。プロファイルをこのように曲げることにより、１つ以上の特定の曲げ半径を有する、ライトガイドの１つ以上の規定された曲げ部を得ることができる。規定された曲げをもたらす、ライトガイドの別のプロファイルも考えられる。例えば、角度の付いたコネクタハウジングにおいて、例えば９０°または１２０°での形態として構成される場合、ライトガイドは、この曲げにのみ沿うことができ、それにより、すでにモード混合を達成することができる。ただし、冒頭に挙げた用途の場合、どちらかというと直線状に構成されたコネクタまたはコネクタハウジングが確立されているため、ここでは、少なくとも区分的にＳ字型のライトガイドの誘導が好ましい変形形態となる。ライトガイドが誘導されて１個以上の輪またはいわゆるループとなっている配置も考えられる。

【0028】

ここで、収容区分の領域がライトガイド収容溝として構成されていると、特に有利である。その内部において、ライトガイドを、その位置について規定して、所望の曲げ半径で誘導することができる。ライトガイド収容溝は、少なくとも１個の収容シェル内で、好ましくはＵ字型に形成されている。ライトガイド収容溝の形状または寸法については、ライトガイド収容溝の深さが、ライトガイドの直径の少なくとも１．１倍、好ましくは少なくとも２倍に相当すべきであると見出された。それにより組み立て時に達成できるのは、ライトガイドを少なくとも組み立て中に保持または固定可能にすることである。

【0029】

ライトガイド収容溝で直接的に、少なくとも区分的に、ライトガイド収容溝の壁が、特に中断なく１個以上の固定ピンに繋がっており、この固定ピンが、組み立てられた状態のコネクタハウジングにて、固定ピンの輪郭に相応する収容部内にあり、それぞれ別の収容シェルに係合すると、取付けが容易になり得る。さらにここで、固定ピンにより、ライトガイド収容溝への挿入時にファイバーが飛び出すことが防止される。さらに、この固定ピンにより、組み立てにおける収容シェルの十分に正確な位置決めが確実になる。

【0030】

取付けの手間については、コネクタハウジングが、ラッチ接続により個別要素から一緒に差し込み可能であると、特にコスト面で有利である。

【0031】

実際の容易な取り扱いの観点では、コネクタハウジングが、ライトガイドのための収容区分、収容シェルおよび／または誘導要素を有する内部領域と、外部ハウジングとを有し、内部領域が、外部ハウジングに対して３６０°超の回転角で自由に回転可能であるように構成されていると、特に有利である。これにより、レーザ光源にライトガイドを固定する際に、ライトガイドに損傷を引き起こし得るねじり応力が回避される。

【0032】

コネクタハウジングが、特に好ましい変形形態で意図されているように、発光素子の特徴的な物理的特性の識別および／または保存のために、少なくとも１個のＲＦＩＤチップを有し、レーザ光源が、適切なそれに相応する受信ユニットまたは読み取りユニットを有すると、発光素子の発光特性についての、または効率についてのデータ、例えば特定の特性値を、保存することができ、かつレーザ光源、例えば医療診断装置または治療装置のレーザ光源の稼働時に、レーザ光源の正確な出力調整または較正のために、読み取りおよび使用することができる。さらに、アクセスコードも暗号化して保存することができ、それにより、一意的な識別が可能になり、したがって、場合により不適切または許可できない盗用されたプロダクトが認識される。それにより、患者またはユーザーの安全性が向上する。コンポーネントが一度レーザ光源に接続されたらすぐにＲＦＩＤチップにいわゆるフラグを保存または設定することも考えられる。コンポーネントが２回目に差し込まれると、このフラグを読み取ることにより、このコンポーネントがすでに使用済であることを認識することができ、この使用に際して、レーザ光源が停止される。それにより、本来１回の使用（シングルユース）が意図されているコンポーネントが複数回使用されることを回避することができ、これは、特に患者の安全性に寄与する。このようなＲＦＩＤチップは、小さな記憶容量のみでの単純な実施、例えば識別子を保存するための実施から、複数キロバイトの情報を保存することが可能な実施形態まで存在する。コネクタハウジングは、好ましい実施形態において、このようなＲＦＩＤチップを収容するために、適切なＲＦＩＤチップ収容区分を有する。

【0033】

場合によって機能が制限されているが、特性および／または安全性データの識別および／または保存のための、例えば、色、変更可能な着色、バーコードおよび／またはＱＲコードによる符号化のための別の機構を有する実施形態も考えられる。

【0034】

さらなる有利な変形形態において意図され得るのは、コネクタハウジングが、レーザ光源における１回の使用後に、レーザ光源からのコネクタの取り外しの際またはレーザ光源とコネクタとの結合の切り離しの際に、ライトガイドを、例えば機械的に、少なくとも部分的に損傷または切断または変位させる装置を有することである。このような装置は、出願人の米国特許第９，３０４，２７１号明細書から公知である。上記文献には、光源とのまたは光源からのファイバー光学ライトガイドの１回の接続および１回の切り離しのための接続要素が記載されており、これは、キャビティを囲む壁付きハウジングと、ハウジングおよびキャビティを通過するファイバー光学ライトガイドと、光源との接続を生み出すための、光源の接続区分に適切な接続部品であって、接続区分が切り離し後に再び使用可能な接続部品と、接続要素および／またはライトガイドが再び機能通りに使用されることを防止するための手段とを含む。接続要素の１回目の使用において、ファイバー光学ライトガイドは、接続部品により、例えば光源のハウジング内に存在する適切な接続区分と接続される。それに続いて、光源により生成された放射線がライトガイドを通じて人体の治療すべき箇所に伝達されることにより、治療、例えばＰＤＴ治療が実施される。治療の終了後に、ファイバー光学ライトガイドおよび接続要素が光源から分離される。これらの手段は、接続要素および／またはライトガイドがもはや機能通りには使用できないようにする。接続手段がもはや機能しない場合、もはや光源との接続を生成することはできない、かつ／または最適な光入力結合を確実にすることはできない。後者は、効率の著しい低下に現れる。それに対して、ライトガイドが破壊または少なくとも部分的に損傷される場合、放射線を人体の治療すべき箇所に届けることはもはやできない。この場合、光源への接続を生成することは可能であるものの、現代の光源は、ライトガイドの先端部に放射線量がもはや全くまたは十分に到達しておらず、別の未使用のライトガイドが使用される必要があると治療医に直ちに知らせる制御装置を有し得ると考えられる。よって、どちらの場合にも、すでに使用されたライトガイドは、２回目には使用されないと保証される。

【0035】

ここで、照明システムは、丸形の、実質的に円形の、六角形のもしくは他の多角形の、または不規則的に形成されたコア断面構造を有する、マルチモード石英ファイバーとしての、ほぼ３μｍまでの非常に短い使用長さの場合は約２．５μｍまでの使用波長用の低含水石英ファイバーとしての、または特にＵＶ範囲の使用波長用の高含水石英ファイバーとしてのライトガイドを意図している。特に、コネクタハウジングにおける先に記載の手段により、特にコスト面で有利に利用可能な丸形の石英ファイバーを使用することが可能になる。六角形のもしくは他の多角形の、または不規則的に形成されたコア断面構造を有する石英ファイバーは、レーザ光源のＮＡ変動に対する冒頭に記載の敏感性を低減するのにさらに役立つが、すでに言及されているように、製造費用が高い。基本的には、石英コアおよびポリマークラッドを有する別のファイバータイプ、例えばいわゆるＨＣＳファイバーを使用することも、または特に２μｍ超の波長範囲のＩＲ光を伝送可能なＩＲファイバーを使用することも可能である。それらの例は、特にいわゆるカルコゲナイドファイバー、フッ化物ファイバーであるか、また同様に中空コアファイバーまたはＰＣＦファイバーでもある。ＮＩＲ範囲から約１μｍまでを含む可視波長範囲では、例えば多成分ガラス製のガラス光ファイバー（ＧＯＦ）を使用することができ、同様にポリマー光ファイバー（ＰＯＦ）も、ディフューザに誘導される放射線量によりこれが可能であれば使用することができる。

【0036】

最小許容曲げ半径（最小曲げ半径）について、主に静的な長期曲げ荷重の場合、最小曲げ半径は、その外被径（コア＋クラッド、緩衝材なし）を基準として、マルチモード石英ファイバーの直径の１００倍～２００倍を下回るべきではないという記載または指針が専門文献にあり、これは、コア径／外被径（コア／クラッド）について４００／４４０μｍの寸法を有する石英ファイバーの場合、４４ｍｍ～８８ｍｍの最小曲げ半径に相当するだろう。

【0037】

ただし、これらの記載は、部分的に様々に設定された寿命および様々な破壊停止可能性（Bruchausfallwahrscheinlichkeiten）に関連するため、ここで、絶対的な固定限界値は存在しない。さらに、石英ファイバーがプリフォームからの引っ張り後に直線状に配置されたローラによって引っ張られるいわゆるプルーフ試験により、曲げ荷重に対するその機械的強度について、石英ファイバーを事前選択することができる。ここでは、プルーフ試験レベルとも言う。これは、この試験において使用されるローラ径に応じて、通常、７５ｋｐｓｉ（約５１７ＭＰａに相当）～１５０ｋｐｓｉ（約１０３４ＭＰａに相当）の範囲にある。よって、プルーフ試験レベルがより高く設定されていると、最小曲げ半径と外被径との比もより低くなり得る。よって、好ましい変形形態において意図されるのは、収容区分の領域内のマルチモード石英ファイバーとして形成されたライトガイドの最小曲げ半径が、その外被径を基準として、ライトガイドの直径の少なくとも６０倍、好ましくは少なくとも１００倍に相当することである。この場合、収容区分の領域内の石英ファイバーの約４０ｍｍの曲げ半径は、先に挙げたファイバー形状を基準として、約９１の比に相当する。したがって、１０年の寿命に関連するこの曲げは、すでに１００ｋｐｓｉ（約６９０ＭＰａに相当）のプルーフ試験レベルにより、ほぼ０％の破壊停止可能性で維持可能であろう。

【0038】

ここで、さらなる変形形態において意図され得るのは、収容区分の領域内のライトガイドとして使用されるマルチモード石英ファイバーが、光伝播方向で、ファイバー曲げ部の後の収容区分の端部に、石英ファイバーのクラッドまたは外被を石英ファイバーのコアの屈折率よりも高い屈折率を有する被覆材料で置き換えた少なくとも１つの部分領域を有することである。これは、例えば石英ファイバーの曲げにより通常不所望な高割合の外被モードが生成される場合に、有利である。この提案される手段により、これらの妨害的な外被モードを出力結合することができる。

【0039】

その際、出力結合されるこの一定割合のレーザ光は、ライトガイドの収容区分の領域内で吸収される。ヒートシンクとして機能し、かつ特に収容区分内に配置されている、コネクタハウジング内のさらなる金属部品により、より良好な熱分散を達成することができ、それにより、局部的な過熱を回避することができる。照明システムは、コネクタハウジング内またはその上に、特に収容区分内にヒートシンクを有することが有利である。

【0040】

コネクタが、市販のＳＭＡコネクタ、例えばＳＭＡ－９０５タイプとして、またはＦＣコネクタとして形成されており、コネクタハウジングが、コネクタを相対回動不能に（verdrehsicher）収容するための適切なコネクタ収容区分を有すると、特に有利である。それにより、コネクタハウジング、特にライトガイドのための収容区分内において、ライトガイドの規定された位置を保証することができる。ここで意図され得るのは、コネクタをレーザ光源内で固定するためのユニオンナットが、外部ハウジング内で相対回動不能に固定可能であることである。

【0041】

ロバスト性の向上の観点から、ライトガイドのための収容区分が、ファイバーを保護するための装置、すなわち、例えば屈曲保護部としてまたは張力緩和のために構成された保護素子を有すると、特に有利である。これは、誘導要素の位置によっても、またコネクタハウジング内のさらなるクランプ位置によっても達成することが可能である。その際、少なくとも区分的にライトガイド上に押し当てられており、かつ収容シェルによりライトガイドに固定されている収縮チューブが使用されることが有利である。

【0042】

特に好ましい実施形態において、コネクタハウジングは、その個別要素を含め、プラスチック射出成形部品から製造されており、これらは、特にコスト面で有利に実現することが可能である。その際、複雑な機能でさえ、比較的容易に設計内に組み込み可能であることが有利である。医療技術の分野での使用の観点から、使用されるプラスチックが、好ましくは、例えば規格EN ISO10993-1:2018またはEN ISO10993-5:2009またはUSP Class VIで一覧にされている生体適合性プラスチック材料から構成されていると、さらに有利である。さらに、使用される材料は、これが滅菌可能であり、特に酸化エチレン（ＥＯ）滅菌可能であるように選択されるべきである。というのも、この滅菌法は、ISO11135:2014に記載のように、特に使い捨て用途（ディスポーザブル用途またはシングルユース用途）の場合に、医療技術の分野において有利であるからである。ここで特に、材料に塩素が含まれていないことに注意する必要がある。というのも、そうしないと、ＥＯプロセスの最中に塩素含有化合物が生成される可能性があり、この塩素含有化合物は、一方では有毒である可能性があり、他方では滅菌プロセス後に不完全にしか除去することができない可能性があるからである。

【0043】

特に好ましい実施形態において、照明システムは、実質的に放射状の発光特性を有する円筒ディフューザとしての、実質的に球状の発光挙動を有する球状ディフューザとしての、または先端方向で実質的に均質な発光特性を有する前面ディフューザとしての発光素子を有する。部分的に施与された層、反射層および／または吸収層により、部分的に方向付けされた発光特性を、例えば円周の９０°または１２０°にのみ示し得る、放射状の発光を有する円筒ディフューザも使用される。特に円筒ディフューザの場合、冒頭に挙げられているように、コネクタハウジングを本発明により構成することにより、場合により生じるＮＡ変動とは独立して、規定された発光特性を保証することができ、これは、４０～５０ｍｍの一般的なディフューザ長さにわたり保証され得る。しかしながら、例えばその先端部にレンズ要素、例えばいわれるグリンレンズ（勾配屈折率レンズ）を有する前面ディフューザの場合でも、上記の手段により均質性またはビーム品質を改善することができる。

【0044】

好ましい変形形態において達成可能なのは、レーザ光源からコネクタに入力結合されたレーザ光のレーザ光源の開口数ＮＡ_Ｌの変動幅が、少なくとも０．０８～０．２４の範囲、好ましくは０．０５～０．３０の範囲にある場合に、円筒ディフューザとして形成された発光要素の発光挙動が、ディフューザ表面で測定された相対輝度としての発光強度が、その長さにわたり、相対輝度のその最大値を基準として、４０％より多く、特に好ましくは２０％より多く低下するようには変動しないことである。それにより、特に冒頭に挙げた問題を最小限に抑えることまたは完全に解決することが可能である。

【0045】

その様々な変形形態において先に記載された照明システムの好ましい使用は、冒頭に記載したように、例えば腫瘍治療のための光線力学療法（ＰＤＴ）または光免疫療法（ＰＩＴ）のための、例えば静脈瘤を治療するための静脈内レーザ治療（ＥＶＬＴ）のための、レーザ間質性温熱療法（ＬＩＴＴ）のための、または歯科医学、眼科学および皮膚科学の分野における適用のための使用を意図している。ここで歯科医学の領域においては、特に創傷治療または歯周病治療のための用途が挙げられる。さらに、脳の研究における用途もあり、この用途では、光により個々の脳領域を刺激し、それにより疾患の症状を治療することができる。

【0046】

さらに、例えば機械上またはその内部の届きにくい箇所を検査するためなど、特に均質な照明が重要となる工業分野での用途も、または分光学的用途もしくは光により生化学的イン・ビトロ反応を刺激する生化学における用途も想定することができる。

【0047】

以下で、図に示されている実施例を用いて、本発明をより詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0048】

【図1】レーザ光源で動作させる、ライトガイドと、発光素子と、ハウジングを有するコネクタとを有する照明システムの概略図である。

【図2】本発明による解決手段の原理の概略図である。

【図3】ハウジング個別部品およびさらなる要素を有する、本発明によるコネクタハウジングの分解図である。

【図4】コネクタハウジングの断面図である。

【図5a】ＮＡ変動について円筒ディフューザの場合の散乱挙動に対する影響を示すプロファイルグラフである。

【図5b】ＮＡ変動について円筒ディフューザの場合の散乱挙動に対する影響を示すプロファイルグラフである。

【図6a】円筒ディフューザの場合の発光挙動に対する本発明による手段の作用のさらなるプロファイルグラフである。

【図6b】円筒ディフューザの場合の発光挙動に対する本発明による手段の作用のさらなるプロファイルグラフである。

【0049】

図１は、本発明による照明システム１の構造を概略的に示す。ここで、医療技術のＰＤＴ用途が例示的に示されている。

【0050】

図示されている例において、照明システム１は、動作中に特定のスペクトル範囲の光を放出するレーザ光源１０から成る。ＰＤＴ用途またはＰＩＴ用途の場合、冒頭に記載されているように、通常可視範囲にある、例えば５３２ｎｍの緑色スペクトル範囲または例えば６９０ｎｍの赤色スペクトル範囲にある、予め投与された生化学修飾された着色剤（光増感剤）に適合する波長を放出するレーザが使用される。ライトガイド４０は、コネクタ２０によりその基端部にてレーザ光源１０に接続されている。ライトガイド４０は、先端部に、円筒ディフューザとして形成された発光素子５０を有する。原則として、ライトガイド４０としては、マルチモード石英ファイバーが使用され、コネクタ２０は、原則として、同軸プラグインコネクタ（koaxialer Steckverbinder）、いわゆるＳＭＡコネクタまたはＦＣコネクタとして形成されており、ファイバーはコネクタ２０内で接着されている。ライトガイド４０が、洋銀スリーブを有するコネクタ２０であって、洋銀スリーブ内へと形状結合で塑性変形により、例えば圧着により導入されているコネクタ２０も、熱負荷の観点から有利であり得る。さらに、レーザ出力が比較的大きい場合、ライトガイド４０のファイバー端部が円錐プリズムにより保護されているコネクタ２０を使用することも可能であり、これは、ミスアライメントにおいて有利であり得る。

【0051】

さらに、コネクタ２０は、取り扱いを容易にするコネクタハウジング３０を有する。ここで、これらのコネクタハウジング３０は、異なるタイプおよび／または使用分野もしくは使用目的の容易な識別および／または区別を可能にするために、適切に色を付けて構成されていても、または特定の輪郭を有していてもよい。さらにここには、例えばメーカー名、名称、バッチ番号またはシリアル番号（ＬＯＴまたはＳ／Ｎ）などの追加情報が、印刷されていても、またはレーザで刻印されていてもよく、これらは今では、ＵＤＩ（機器固有識別子（Unique Device Indentifier））規格、例えば対応するＦＤＡ規則によると、多くの医療製品で必須となっている。これに関連して、機械可読な２Ｄピクセルコードも、例えば、多数の個別情報を含み得るいわゆるＧＳ１コードとして、ますます多く設けられている。これらの個別情報と、例えばレーザ光源１０の正しい設定に重要なさらなる情報とを保存するために、ハウジング３０は、レーザ光源１０内の対応する読み取りユニットまたは受信ユニットと通信することが可能な、いわゆるＲＦＩＤチップ６０を有していてもよい。

【0052】

図２は、さらなる概略図で本発明の原理を示す。コネクタハウジング３０が示されており、これは、レーザ光源１０から来るコネクタ２０に入力結合されたレーザ光の開口数ＮＡの変動幅を安定化および狭めるための装置を有する。本発明によると、コネクタハウジング３０は、ライトガイド４０のための収容区分３０．３の内部に、少なくとも１個の誘導要素３０．４、好ましくはライトガイド４０を狙い通りに曲げるための複数個の誘導要素を有する。少なくとも１個の誘導要素３０．４は、図２に概略的に示されるように、円筒形および／または錐体形のスタッドおよび／または球体として構成されていてもよく、その周囲において、ライトガイド４０は、少なくとも収容区分３０．３内では規定されて誘導されている。ここで、ライトガイド４０として使用される石英ファイバーは、その位置について空間的に規定されて固定されている。ここで、誘導要素３０．４の正確な形状は、この誘導要素３０．４により生じる、この誘導要素３０．４の周囲領域のファイバーの曲げ半径４０．１が、ファイバー径（ここでは外被径またはクラッド径）の６０倍未満にならないように、好ましくは最小でもファイバー径の１００倍となるように選択される。丸形のコア断面および一般的な寸法を有する石英ファイバーの例に関して、その構造が４００／４４０／４７０／７００μｍのコア径／クラッド径／ハードクラッド径／緩衝材径である場合、最小曲げ半径４０．１は、２６．４ｍｍまたは４４ｍｍである。具体的な実施例において、収容区分３０．３の領域内の最小曲げ半径４０．１は、４０ｍｍであり、これは、曲げ半径とファイバー径との比が、外被径を基準として約９１であることに相応する。

【0053】

それにより、石英ファイバーが長期的に安定して、機械的に過負荷を受けないことが確実になる。同様に図２に概略的に示されるように、コネクタハウジング３０はさらに、コネクタ２０を相対回動不能に収容するためのコネクタ収容区分３０．７を有し、これは、誘導要素３０．４を有する収容区分３０．３と一緒に固定ユニットを形成する。コネクタハウジング（３０）はさらに、収容領域３０．３を有する内部領域に対して自由に回転可能（３６０°超の回転角）となるように取り付けられた外部ハウジング３０．９を有する。さらに意図され得るのは、コネクタ２０をレーザ光源１０内で固定するためのユニオンナット２０．１が、外部ハウジング３０．９内で相対回動不能に固定可能であることである。この場合、コネクタ２０をレーザ光源１０内で固定するためのラッチ接続も考えられる。

【0054】

さらなる構成可能性において、コネクタハウジング３０は、ＲＦＩＤチップ６０を収容するためのＲＦＩＤチップ収容領域３０．８を有していてもよい。例えば、このＲＦＩＤチップ６０は、回路基板リング（Platinen-Ring）として構成されていてもよい。

【0055】

図３は、本発明の具体的な実施形態としてのハウジング個別部品を有するコネクタハウジング３０の構造を分解図で概略的に示す。

【0056】

したがって、コネクタハウジング３０は、少なくとも２個の収容シェル３０．１，３０．２を有し、ハウジング３０の収容シェル３０．１のうちの少なくとも１個は、ライトガイド４０を収容するための収容区分３０．３を形成する。図示される例において、収容区分３０．３の領域内のライトガイド４０は、少なくとも区分的にＳ字型のプロファイルを有する。図示される例において、収容区分３０．３の領域は、ライトガイド収容溝３０．６として構成されており、これは好ましくはＵ字型に形成されている。ここで意図されるのは、ライトガイド収容溝３０．６で直接的に、少なくとも区分的に、ライトガイド収容溝３０．６の壁が、特に中断なく１個以上の固定ピン３０．５に繋がっており、この固定ピン３０．５が、組み立てられた状態のコネクタハウジング３０にて、固定ピン３０．５の輪郭に相応する収容部内にあり、それぞれ別の収容シェル３０．２に係合することである。

【0057】

ここで、ライトガイド４０は、これにより生じる曲げ半径が許容可能な曲げ半径を上回らないように、収容区分３０．３内で、ここで具体的にはライトガイド収容溝３０．６内で誘導されている。図示される例について、ライトガイド４０としては、以下の形状を有する石英ファイバーが使用される：
－ コア径（コア） ４００μｍ
－ 外被径（クラッド） ４４０μｍ
－ プラスチック外被径（ハードクラッド） ４７０μｍ
－ 保護スリーブを有する外径（緩衝材） ７００μｍ
よって、最小許容曲げ半径についての上記の境界条件によると、図示される例では、約４０ｍｍの曲げ半径が生じる。

【0058】

２個の収容シェル３０．１，３０．２は、コネクタハウジング３０内に内部領域を形成し、この内部領域は、ここで同様に２個のハーフシェルとして構成されている外部ハウジング３０．９に対して３６０°超の回転角で自由に回転可能となるように取り付けられている。ここで意図されるのは、コネクタ２０が、図示される例ではＳＭＡ－９０５コネクタが、２個の収容シェル３０．１，３０．２としっかり接続されていることである。それとは対照的に、外部ハウジング３０．９は、コネクタのユニオンナット２０．１を含む。それにより、コネクタ２０をレーザ光源１０に挿入した後に、外部ハウジング３０．９の回転によりユニオンナット２０．１が共回転し得ること、ひいてはコネクタ２０がレーザ光源１０において安全かつ距離について規定されて固定され得ることを達成することが可能である。

【0059】

図示される例において、コネクタハウジング３０は、外部ハウジング３０．９を形成する２個のシェル内に、ＲＦＩＤチップ収容区分３０．８を有し、このＲＦＩＤチップ収容区分３０．８内に、組み立て前に、なおもＲＦＩＤチップ６０を挿入することができる。図示される例において、このＲＦＩＤチップ６０は、リング型の回路基板として構成されている。さらに、張力緩和部または屈曲保護部７０がライトガイド４０上に設けられており、これは、チューブ、好ましくは収縮チューブとして構成されていてもよい。これはさらに、２個の収容シェル３０．１，３０．２の組み立て時に、これらの収容シェル３０．１，３０．２の間にクランプされていてもよい。別の変形形態では、収縮チューブが、収容シェル３０．１，３０．２上に収縮されていてもよい。それに加えて、この張力緩和部または屈曲保護部７０には、例えば、コンポーネントタイプについての情報、シリアル番号および／またはバッチ番号がさらに印刷されていてもよい。

【0060】

コネクタハウジング３０は、先に記載のその個別要素を含め、特に好ましくはラッチ接続により一緒に差し込み可能となるように構成されている。

【0061】

図４は、図３に記載されたコネクタハウジング３０を、組み立てられた状態にて、その断面について３Ｄ図で示す。

【0062】

図５ａおよび図５ｂには、それぞれプロファイルグラフ１００において、光入力結合までの距離１０２に応じた位置依存性散乱係数１０１の様々なプロファイルが概略的に示されている。ここで、ｍｍ^－１での位置依存性散乱係数１０１ｋ_（ｘ）は、経験的に決定された材料特性であり、この割合で、光がディフューザから拡散により側面に散乱する。ディフューザ本体の長手軸線に沿った散乱要素の濃度が一定の場合、強度プロファイルは、一般的にＩ_（ｘ）＝Ｉ_０×ｅ ^{－ｘ／ｋ（ｘ）}で指数関数的な減少を示す。ディフューザ本体内の散乱要素の適切な配置および数により、位置依存性散乱係数ｋ_（ｘ）の所望のプロファイルを、レーザ光源の入力結合ＮＡと組み合わせて、狙い通りに設定することが可能である。

【0063】

図５ａは、コネクタ２０への異なる開口数ＮＡでの光入力結合について測定された曲線プロファイルを示す。モード混合なしのプロファイル領域１０３は、０．０８のＮＡ～０．２４のＮＡの場合について、位置依存性散乱係数の測定されたまたはそこから計算された変動幅を、ディフューザから拡散により側面に散乱される光の割合の尺度として、したがってその均質性の尺度としても示す。ここで、図５ａは、ミキサーがない場合、コネクタ２０における入力結合ＮＡへの依存性が強いことを示す。２つの極値ＮＡ＝０．０８およびＮＡ＝０．２４の間では、散乱係数について、ほぼ２の係数が確認でき、これは、設計の観点において、一次近似で、散乱フィラメント（Streufilamente）の数について２の係数に相当する（これについては、独国特許出願公開第１０２０１７１２２７５６号明細書を参照）。

【0064】

モードミキサーのコネクタ側を使用する場合、図５ｂに示されているように、最小限の依存性しか確認できない。ここで、モードミキサーありの曲線族（モード混合ありのプロファイル領域１０４）は、コネクタ２０における入力結合ＮＡが最大の場合の、ミキサーなしでの測定の水準にある。

【0065】

図６ａおよび図６ｂは、さらなるプロファイルグラフ１００において、相対輝度１０５について測定されたプロファイルに対するモードミキサーの影響を、光入力結合までの距離１０２に応じて示す。どちらの図も、４０ｍｍのディフューザ長さを有する円筒ディフューザの例での一般的なプロファイルを示す。ここで、ディフューザの構造は、独国特許出願公開第１０２０１７１２２７５６号明細書に記載の構造に相応する。

【0066】

ここで、図６ａは、入力結合ＮＡへの依存性が非常に著しいことを示す。０．０８の入力結合ＮＡに最適化されたディフューザ設計の場合、このディフューザ長さにより、最大強度（＝１００％）を基準として最大３０％の低下を伴う良好な均質性が実現可能である。入力結合ＮＡが、例えば０．２４の値に増加されると、強度プロファイルの低下は、最大値を基準として５５％までになり、これは原則として、ＰＤＴ用途またはＰＩＴ用途にもはや適してはいない。

【0067】

それとは対照的に、図６ｂは、図３および図４に記載のモードミキサーを用いて測定された相対輝度１０５のＮＡ依存性を示す。０．０８および０．２４の入力結合ＮＡのプロファイルは、非常に類似したプロファイルを示す。ここで当然のことながら、前述のように、プロファイルは、０．０８の入力結合ＮＡの場合でも、最大ＮＡ（ここでは０．２４）に従う。しかしながら、これは、独国特許出願公開第１０２０１７１２２７５６号明細書に記載のように、ディフューザの設計において、ディフューザ本体内の散乱要素の数を減らすことにより、狙い通りに後から補正することができる。

【0068】

この手段を用いて、コネクタハウジング３０内の先に記載の本発明によるモードミキサーで結合することにより、発光素子５０としての円筒ディフューザの場合に、ディフューザ表面で測定された相対輝度１０５としての放射強度が、その長さにわたり、相対輝度１０５の最大値（＝１００％）を基準として、４０％より多く、特に好ましくは２０％より多く低下しないことを達成することができ、ここで、レーザ光源１０の開口数ＮＡ_Ｌと、そのようにコネクタ２０内のライトガイド４０に入力結合された、レーザ光源１０のレーザ光の開口数ＮＡ_Ｌとは、０．０８～０．２４の範囲で変動し得る。特に好ましい変形形態において、変動範囲は、より大きくてもよく、例えば０．０５～０．３０であってもよい。

【符号の説明】

【0069】

１ 照明システム
１０ レーザ光源
２０ コネクタ
２０．１ ユニオンナット
３０ コネクタハウジング
３０．１ 第一の収容シェル
３０．２ 第二の収容シェル
３０．３ 収容区分
３０．４ 誘導要素
３０．５ 固定ピン
３０．６ ライトガイド収容溝
３０．７ コネクタ収容区分
３０．８ ＲＦＩＤチップ収容区分
３０．９ 外部ハウジング
４０ ライトガイド
４０．１ 曲げ半径
５０ 発光素子
６０ ＲＦＩＤチップ
７０ 保護素子
１００ プロファイルグラフ
１０１ 位置依存性散乱係数
１０２ 円筒ディフューザにおける光入力結合からの距離
１０３ モード混合なしのプロファイル領域
１０４ モード混合ありのプロファイル領域
１０５ 相対輝度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5a】

【図5b】

【図6a】

【図6b】