特表 2023-532263 照明装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-07-27

(54)【発明の名称】照明装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 1/06 20060101AFI20230720BHJP

   A61B 1/00 20060101ALI20230720BHJP

【ＦＩ】

A61B1/06 510

A61B1/00 R

A61B1/00 C

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022579880

(86)(22)【出願日】2021-06-24

(85)【翻訳文提出日】2022-12-22

(86)【国際出願番号】 IB2021055587

(87)【国際公開番号】W WO2022003503

(87)【国際公開日】2022-01-06

(31)【優先権主張番号】102020117580.9

(32)【優先日】2020-07-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】000113263

【氏名又は名称】ＨＯＹＡ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】尾登 邦彦

(72)【発明者】

【氏名】シュレーター，ティルマン

【テーマコード（参考）】

4C161

【Ｆターム（参考）】

4C161CC06

4C161DD01

4C161DD07

4C161JJ06

4C161QQ02

4C161QQ04

4C161QQ07

(57)【要約】

【課題】
【解決手段】第１の波長スペクトルを有する第１の光を発する基板上に取り付けられた第１の光源と、第２の波長スペクトルを有する第２の光を発する基板上に取り付けられた第２の光源と、第１の光および第２の光の少なくとも一方の少なくとも一部を第１の変換光および第２の変換光にそれぞれ変換するリン光体層と、を備えており、リン光体層は、第１の光の残りの部分、第２の光の残りの部分、第１の変換光、および第２の変換光を発するように構成され、リン光体層は、第１および第２の光源に接触し、第１および第２の光源上ならびに第１および第２の光源を結ぶ基板上の経路上で連続しており、リン光体層と基板とが、第１の光源および第２の光源を取り囲んでいる、照明装置が提供される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板上に取り付けられ、第１の波長スペクトルを有する第１の光を発するように構成された第１の光源と、
前記基板上に取り付けられ、前記第１の波長スペクトルとは異なる第２の波長スペクトルを有する第２の光を発するように構成された第２の光源と、
前記第１の光および前記第２の光の少なくとも一方の少なくとも一部を、第１の変換光および第２の変換光にそれぞれ変換するように配置されたリン光体を含んでいるリン光体層であって、前記第１の変換光の第３の波長スペクトルは前記第１の波長スペクトルとは異なり、前記第２の変換光の第４の波長スペクトルは、前記第２の波長スペクトルとは異なる、リン光体層と、
を備えており、
前記リン光体層は、前記第１の光の残りの部分、前記第２の光の残りの部分、ならびに前記第１の変換光および前記第２の変換光の少なくとも一方を発するように構成され、
前記リン光体層は、前記第１の光源および前記第２の光源に接触し、前記第１の光源上、前記第２の光源上、および前記第１の光源と前記第２の光源とを結ぶ前記基板上の経路上で連続しており、
前記リン光体層と前記基板とが、前記第１の光源および前記第２の光源を取り囲んでいる、照明装置。

【請求項2】

各々が前記第１の光を発するように構成され、前記基板上に取り付けられた複数の前記第１の光源と、
各々が前記第２の光を発するように構成され、前記基板上に取り付けられた複数の前記第２の光源と、
を備え、
前記リン光体層は、前記第１の光源の各々および前記第２の光源の各々に接触し、前記第１の光源の各々の上、前記第２の光源の各々の上、および前記第１の光源と前記第２の光源とを結ぶ経路上で連続しており、
前記リン光体層と前記基板とが、前記第１の光源および前記第２の光源を取り囲んでいる、請求項１に記載の照明装置。

【請求項3】

前記リン光体層は、前記基板の全体を覆う、
前記第１の光のうちの１００％が、前記リン光体層に進入する、および
前記第２の光のうちの１００％が、前記リン光体層に進入する、
のうちの少なくとも１つである、請求項１または２に記載の照明装置。

【請求項4】

前記第１の波長スペクトルは、青色光を主に含み、
前記第２の波長スペクトルは、紫色光および／または紫外光を主に含み、
前記リン光体は、前記第１の出力光が白色に見えるように、前記青色光の第１の部分を黄色光に変換するように構成され、
前記リン光体は、前記紫色光および／または紫外光の第２の部分を前記黄色光に変換するように構成され、
前記第１の部分は、前記第２の部分よりも大きい、請求項１～３のいずれか一項に記載の照明装置。

【請求項5】

前記第１の波長スペクトルは、青色光を主に含み、
前記第２の波長スペクトルは、紫色光および／または紫外光を主に含み、
前記リン光体は、前記第１の出力光が白色に見えるように、前記青色光の第１の部分を緑色および赤色光に変換するように構成され、
前記リン光体は、前記紫色光および／または紫外光の第２の部分を前記緑色光に変換するように構成される、請求項１～３のいずれか一項に記載の照明装置。

【請求項6】

前記リン光体層において、前記リン光体は媒体中に分散させられている、
請求項１～５のいずれか一項に記載の照明装置。

【請求項7】

前記第１の光源は、発光ダイオードまたはレーザダイオードである、および
前記第２の光源は、発光ダイオードまたはレーザダイオードである、
のうちの少なくとも１つである、請求項１～６のいずれか一項に記載の照明装置。

【請求項8】

前記第１の光源が発光ダイオードまたはレーザダイオードである場合に、前記基板は、第１の端子を備え、前記第１の光源は、前記第１の端子に電気的に接続される、
前記第２の光源が発光ダイオードまたはレーザダイオードである場合に、前記基板は、第２の端子を備え、前記第２の光源は、前記第２の端子に電気的に接続される、
のうちの少なくとも１つである、請求項７に記載の照明装置。

【請求項9】

前記第１の光源は、前記第１の端子を介して制御可能であり、
前記第２の光源は、前記第２の端子を介して制御可能であり、
前記第１の光源は、前記第２の光源とは別個に制御可能である、請求項８に記載の照明装置。

【請求項10】

前記第１の光源は、第１の光ファイバの出射端であり、前記照明装置は、前記第１の光を前記第１の光ファイバに入力するように構成された第１の発光素子を備える、
前記第２の光源は、第２の光ファイバの出射端であり、前記照明装置は、前記第２の光を前記第２の光ファイバに入力するように構成された第２の発光素子を備える、
のうちの少なくとも１つである、請求項１～６のいずれか一項に記載の照明装置。

【請求項11】

前記リン光体層は、複数のリン光体を含む、請求項１～１０のいずれか一項に記載の照明装置。

【請求項12】

前記基板は、接着剤を備え、
前記接着剤は、前記リン光体層に接着し、
前記接着剤の最大厚さは、前記第１の光源および前記第２の光源のうち、前記第１の光源および前記第２の光源のうちの最大厚さが最も小さい光源の最大厚さの１０％以下である、請求項１～１１のいずれか一項に記載の照明装置。

【請求項13】

請求項１～１２のいずれか一項に記載の照明装置を製造する方法であって、
前記第１の光源および前記第２の光源が取り付けられた前記基板を用意するステップと、
前記第１の光源上、前記第２の光源上、および前記第１の光源と前記第２の光源とを結ぶ前記基板上の前記経路上に、前記リン光体を含む流体またはゲルを送出するステップと、
前記ゲルを硬化させ、あるいは前記流体を乾燥させて、前記リン光体層を得るステップと、
を含む方法。

【請求項14】

前記硬化に先立って前記リン光体ゲルを流動させるステップ
をさらに含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

請求項１～１２のいずれか一項に記載の照明装置を製造する方法であって、
前記第１の光源および前記第２の光源が取り付けられた前記基板を用意するステップと、
前記第１の光源上、前記第２の光源上、および前記第１の光源と前記第２の光源とを結ぶ前記基板上の前記経路上に、前記リン光体を含む流体を噴霧するステップと、
前記噴霧した流体を乾燥させて、前記リン光体層を得るステップと、
を含む方法。

【請求項16】

請求項１～１２のいずれか一項に記載の照明装置を製造する方法であって、
前記第１の光源および前記第２の光源が取り付けられた前記基板を用意するステップと、
前記リン光体を含むシートを、平面図において前記シートが前記第１の光源、前記第２の光源、および前記第１の光源と前記第２の光源とを結ぶ前記基板上の前記経路の形状に対応する形状を有するように、作成するステップと、
前記シートが前記第１の光源、前記第２の光源、および前記経路を覆うように、前記シートを前記基板、前記第１の光源、および前記第２の光源に取り付けて、前記リン光体層を得るステップと、
を含む方法。

【請求項17】

請求項１～１２のいずれか一項に記載の照明装置を製造する方法であって、
前記第１の光源および前記第２の光源が取り付けられた前記基板を用意するステップと、
前記リン光体を含むシートを、前記シートによって前記第１の光源、前記第２の光源、および前記第１の光源と前記第２の光源とを結ぶ前記基板上の前記経路が覆われるように、前記基板に取り付けるステップと、
前記シートのうちの前記基板を超えて延在する部分を切断して、前記リン光体層を得るステップと、
を含む方法。

【請求項18】

人体の管腔への挿入のための内視鏡の堅固な先端部分またはカプセル型内視鏡であって、対物レンズと、前記対物レンズによって撮像される対象空間の少なくとも一部分を前記第１の出力光および前記第２の出力光の少なくとも一方によって照明するように配置された請求項１～１２のいずれか一項に記載の照明装置とを備える、内視鏡の堅固な先端部分またはカプセル型内視鏡。

【請求項19】

請求項１８に記載の堅固な先端部分と、前記人体の前記管腔への挿入のための可撓または堅固なシャフトとを備え、前記堅固な先端部分は、前記可撓または堅固なシャフトに直接的または間接的に接続される内視鏡。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、異なるスペクトルで対象物を照明する照明装置に関する。とくには、本発明は、内視鏡、とりわけ広視野対物レンズを備える内視鏡の先端部に有用な照明装置に関する。

【背景技術】

【0002】

白色光（ＷＬ）および血管パターン強調照明（いわゆるヘモグロビン吸収スペクトルに同期した照明スペクトルを有する狭帯域照明）が、内視鏡撮像においてますます一般的になってきている。エネルギー効率、およびより広い配光角を作り出すために、光ファイバを取り入れることなく、内視鏡の遠位端に光源を有することがより好ましい。しかしながら、マイクロサイズパッケージ（例えば、５００ｕｍ×５００ｕｍ）にて血管パターン強調照明のための良好なスペクトルを有する既製のＬＥＤは存在しない。

【0003】

一般に、異なる色の光による撮像が、当技術分野において知られている。例えば、白色光撮像（ＷＬＩ）および「スペクトル撮像」が存在する。ＷＬＩにおいて、対象物（結腸など）は、白色光によって照明される。対象的に、スペクトル撮像において、対象物は、白色光のスペクトル分布とは異なるスペクトル分布を有する光で照明される。例えば、実質的に紫色光および緑色光のみを含むスペクトルを用いたスペクトル撮像が、血管パターン強調照明に使用されることが知られている。

【0004】

図１が、ＷＬＩおよびスペクトル撮像の両方を可能にする先行技術による内視鏡の照明システムを示している。この照明システムは、白色ＬＥＤ（ここでは、黄色リン光体で覆われた青色ＬＥＤとして示されている）、ならびに白色ＬＥＤとは別の紫色ＬＥＤおよび緑色ＬＥＤを備えている。スペクトル撮像においては、紫色および緑色ＬＥＤのみが発光する。したがって、出射光は、左側における紫色から緑紫色を経て右側における緑色へと至る勾配を有する。ＷＬＩにおいては、白色ＬＥＤのみが発光する。

【0005】

このような照明システムはいくつかの欠点を有し、例えば、紫色光と緑色光との相対強度が対象物上の位置によって異なる。さらに、白色光による照明が、対象物上で、紫色および緑色ＬＥＤによる照明とは異なる位置に位置する。したがって、先行技術の内視鏡を使用する医師は、同じ位置を異なる照明下で容易に観察することが不可能である。またさらに、内視鏡の先端部に３つのＬＥＤを収容するために、かなりのスペースが必要である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の目的は、先行技術を改善することである。すなわち、本発明の一態様によれば、独立請求項に記載の照明装置が提供される。本発明のさらなる態様は、照明装置を備える内視鏡の堅固な先端部、照明装置を備える内視鏡、および照明装置を製造するための方法を提供する。さらなる詳細は、それぞれの従属請求項に記載される。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明のいくつかの実施形態によれば、以下の利点のうちの少なくとも１つを達成することができる。

【0008】

・ＷＬＩおよびスペクトル照明の両方を可能にする照明装置に必要な空間が低減される；
・容易に実装できる構成である；
・色分布が、先行技術による色分布よりも均質である；
・医師が一位置を異なる照明下で容易に観察することができる。
さらなる利点は、以下の詳細な説明から明らかになる。

【発明の効果】

【0009】

上記の改良および以下で説明される例のいずれも、それらが言及するそれぞれの態様に単独で、あるいは組み合わせにて適用することが、代替形態を除外するものとして明示的に述べられていない限りにおいて可能であることを、理解されたい。
さらなる詳細、特徴、目的、および利点が、添付の図面と併せて検討される本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明から明らかである。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】先行技術による照明システムを示している。

【図2】スペクトル照明に使用される本発明のいくつかの実施形態による照明装置のユニットセルの断面を示している。

【図3】図２の照明装置をスペクトル照明に使用した場合の発光スペクトルを示している。

【図4】ＷＬＩに使用される図２による照明装置のユニットセルを示している。

【図5】図４の照明装置をＷＬＩに使用した場合の発光のスペクトルを示している。

【図6】スペクトル照明に使用される本発明のいくつかの実施形態による別の照明装置のユニットセルを示している。

【図7】スペクトル照明に使用される図６の照明装置の発光スペクトルを示している。

【図8】ＷＬＩに使用される図６の照明装置を示している。

【図9】ＷＬＩに使用される図８の照明装置の発光スペクトルを示している。

【図10】本発明のいくつかの実施形態に従って使用することができるリン光体層の別の例を示している。

【図11】本発明のいくつかの実施形態に従って使用することができるリン光体層の別の例を示している。

【図12】本発明のいくつかの実施形態による照明装置を示している。

【図13】本発明のいくつかの実施形態による照明装置を備える内視鏡の堅固な先端部の平面図を示している。

【図14】本発明のいくつかの実施形態による製造方法を示している。

【図15】本発明のいくつかの実施形態による製造方法を示している。

【図16】本発明のいくつかの実施形態による製造方法を示している。

【図17】本発明のいくつかの実施形態による製造方法を示している。

【図18】リン光体層の好ましい最小厚さの決定を示している。

【図19】ＬＥＤの放射分布の一例を示している。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下で、本発明の特定の実施形態を、添付の図面を参照して詳細に説明するが、実施形態の特徴は、とくに記載のない限り、互いに自由に組み合わせることが可能である。しかしながら、特定の実施形態の説明は、例として与えられているにすぎず、本発明を開示された詳細に限定するものとして理解されることを決して意図していないことが、明確に理解されるべきである。

【0012】

図において、同じ数字は対応する構成要素を示し、それら構成要素は異なる文字によって区別される。図は概略図にすぎない。とくに、サイズは一定の縮尺ではない。例えば、光源（ＬＥＤまたは光ファイバの出射端）は、実質的に点であってよい。

【0013】

本発明のいくつかの実施形態によれば、異なるピーク波長を有する少なくとも２種類の光源が、プリント回路基板（ＰＣＢ）上に配置される。なお、２種類のＬＥＤが使用されると仮定したが、種類の数は２よりも多くてもよい。ＬＥＤの代わりに、光ファイバ内にそれぞれの光を放射するように構成された発光素子（レーザまたはＬＥＤなど）を有する光ファイバの発光端を、光源として使用することもできる。この場合、発光素子は、内視鏡の近位端に配置されてもよい。光源は、混合されてもよく、例えば、第１の種類の光源がＬＥＤであってよく、第２の種類の光源が光ファイバの出射端であってよい。以下では、ＬＥＤが光源の例として説明されるが、本発明は、光源としてのＬＥＤに限定されるものではない。

【0014】

さらに、１つ以上のリン光体を含むリン光体層が、ＰＣＢおよびＬＥＤ上に配置される。より詳細には、リン光体層は、リン光体層とＰＣＢとがＬＥＤを取り囲むように、少なくともＬＥＤおよびＰＣＢ上の経路に接触する。リン光体層は、ＬＥＤおよび経路を覆って連続している。ここで、「取り囲む」という用語は、好ましくは、ＰＣＢおよびリン光体層が、すき間なく全ての側面からＬＥＤを囲むことを意味する。しかしながら、「取り囲む」という用語は、ＰＣＢ内、および／またはリン光体層内、および／またはＰＣＢとリン光体層との間の界面に、１つ以上の小さなすき間が設けられる場合も含む。そのような１つ以上のすき間が存在する場合、それらは、ＬＥＤが発する各々の光の少なくとも９５％がリン光体層に進入し、あるいはＰＣＢによって吸収されるように配置される。

【0015】

図２が、本発明のいくつかの実施形態による照明装置のユニットセルを示している。照明装置は、１つ以上のユニットセルを備える。各々のユニットセルは、第１の種類の第１のＬＥＤ２ａ（ＵＶ光を放出するＬＥＤなど）と、白色ＬＥＤなどの異なるスペクトルを放出する第２のＬＥＤ３ａとを備える。ＬＥＤは、ＰＣＢ４ａの一方の面に実装されている。ユニットセルのＬＥＤ２ａ、３ａは、リン光体を含むリン光体層１ａを照明する。リン光体は、第１のＬＥＤからの光（第１の光）の少なくとも一部分を第１の変換光に変換する。さらに、リン光体は、第２のＬＥＤからの光（第２の光）の少なくとも一部分を第２の変換光に変換することができる。第１の変換光は、第１の光とは異なるスペクトルを有する。第２の変換光は、存在する場合、第２の光とは異なるスペクトルを有する。

【0016】

例えば、図３に示されるように、スペクトル照明の場合、ＵＶ ＬＥＤ２ａのみが光でリン光体層を照明する一方で、白色ＬＥＤ３ａは消灯する。この場合、発光スペクトルは、波長（ピーク波長）λ３の付近（例えば、４００～４３０ｎｍ）のＬＥＤ２ａからの紫色または濃青色光（ＵＶ光と呼ばれることもある）と、出口層１ａのリン光体による変換からの（例えば、λ２の付近の波長：５２０～５８０ｎｍの）緑色光とを含む。

【0017】

白色光照明においては、第２のＬＥＤ３ａのみが出口層１ａを照明する一方で、第１のＬＥＤ２ａは暗い。この場合、白色ＬＥＤ３ａは、図５に破線で示されるような発光スペクトルを有するリン光体で覆われた青色ＬＥＤである。すなわち、青色領域（約４４０～４６０ｎｍのλ１）に高いピークを有し、λ２付近の緑色領域に広い極大を有する。リン光体層１ａ内のリン光体による変換により、λ１の付近の青色光の強度が低下し、λ２の付近の広い極大が増強され、広がっている。このようにして、白色光照明が行われる。

【0018】

図３および図５に示したスペクトルは、単なる例である。別の種類のＬＥＤを別の種類のリン光体と組み合わせる他の組み合わせも、本発明の範囲に含まれる。リン光体層に、単一の種類のリン光体ではなく、複数の種類のリン光体を使用してもよい。これらの異なる種類のリン光体は、混合されても、異なる層に配置されてもよい。

【0019】

図６～図９が、図２および図４の白色ＬＥＤ３ａが４４０～４６０ｎｍの範囲の光を発する青色ＬＥＤ３ｂに置き換えられている点を除いて図２～図５に対応する本発明のいくつかの実施形態によるユニットの別の例を示している。この例において、第１のＬＥＤ２ｂおよびリン光体層１ｂ内のリン光体は、図２および図４と同じであるため、図７に示されるスペクトル照明の場合のスペクトルは、図３に示したスペクトルと同じである。

【0020】

しかしながら、白色光照明の場合、青色ＬＥＤ３ｂは、図２および図４の白色ＬＥＤ３ａよりもさらにリン光体を励起する。したがって、白色光照明の場合の発光スペクトルは、図９に示されるように、λ２の付近により大きくかつより広いピークを有する。

【0021】

図１０および図１１が、本発明のいくつかの実施形態に従って使用することができるリン光体層１ｃおよび１ｄのさらなる例を示している。図１０に示されるように、ＬＥＤは、青色光（ピーク波長約４５０ｎｍ）および紫色光（ピーク波長約４２０ｎｍ）を放射する。リン光体層中のリン光体は、これらの両方の光の一部を黄色光（ピーク波長約５５０ｎｍ）に変換する。図１１に示されるように、リン光体層１ｄは、複数の種類のリン光体を含む。図１０のリン光体層１ｃのリン光体に加えて、第２の種類のリン光体が、それぞれのＬＥＤからの青色光の一部を赤色光（ピーク波長約６３０ｎｍ）に変換する。このようにして、リン光体層１ｄからの出力光は、青色ＬＥＤのみがオンである場合、実質的に白色である（ＲＧＢを充分な量にて含む）。紫色光に関する第２のリン光体の赤色光への変換効率は、きわめて小さい。したがって、紫色ＬＥＤのみがオンである場合、出力光は、図１０のリン光体層１ｄと基本的に同じである。

【0022】

図２、図４、図６、および図８において、リン光体層１は、平坦な発光面を有する。発光面は、ＰＣＢに面する面の反対側である。しかしながら、これは必須ではない。例えば、図１２に示されるように、リン光体層１ｅは、一定の厚さを有してもよい。この場合、ＬＥＤの厚さゆえに、発光面は平坦でない。いくつかの実施形態において、リン光体層１の発光面は平坦でなく、リン光体層１の厚さも一定でない。例えば、そのような実施形態において、ＬＥＤ２および３が取り付けられるＰＣＢ４の表面の凹凸は、部分的に平坦化されてよい。

【0023】

いくつかの実施形態においては、少なくとも第１の種類のそれぞれの第１のＬＥＤ２および第１の種類とは異なる（異なるピーク波長を有する）第２の種類のそれぞれの第２のＬＥＤ３を各々が備える複数のユニットセルが、ＰＣＢ４上に配置され、共通のリン光体層１によって覆われる。各々のユニットセルにおいて、第１および第２のＬＥＤは、同じやり方で配置されている。ユニットセルは、例えば線（直線または曲線）にて配置されてよい。

【0024】

いくつかの実施形態において、ユニットセルは、円または円の一部にて配置される。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、ＰＣＢ上に配置された２種類のＬＥＤからなる複数のユニットセルと、１つ以上のリン光体を含む共通のリン光体層とを備える照明装置が、対象空間を撮像するように構成された対物レンズの周りに配置される。照明装置は、この対象空間の少なくとも一部を照明するように配置される。

【0025】

そのような配置が、図１３に示されている。図１３は、内視鏡の堅固な先端部を平面図（対象空間から見た平面図；リン光体層および照明装置を覆う随意による透明な蓋は省かれている）にて示している。ＬＥＤ２ｆ、３ｆが、中央の対物レンズ５を取り囲んでいる。この平面図の下部に、作業チャネル５１が示されている。

【0026】

ＰＣＢは、リン光体層をＰＣＢに取り付けるために接着剤を含むことができる。接着剤は、リン光体を含んでも、含まなくてもよい。接着剤は、リン光体を含まない場合には、かなり薄くなければならない。例えば、接着剤の最大厚さは、第１の光源および第２の光源のうち、第１の光源および第２の光源のうちの最大厚さが最も小さい光源（ＬＥＤ）の最大厚さの１０％以下である。好ましくは、この比が５％以下である。好ましくは、接着剤は、存在する場合、ＬＥＤが放射する光の少なくとも９５％がリン光体層に進入するように配置される。より好ましくは、放射された光の少なくとも９８％、さらには１００％が、リン光体層に進入する。

【0027】

いくつかの実施形態によれば、リン光体層がリン光体層に面するＰＣＢの表面に局所的に平行である場合、ＰＣＢの表面に垂直な方向のリン光体の量は、実質的に一定である。すなわち、平均値を中心にして２０％よりも大きく変動することがなく、好ましくは１０％よりも大きく変動することがなく、さらにより好ましくは５％よりも大きく変動することがない。照明装置が複数のユニットセルを含む場合、いくつかの実施形態において、リン光体層に面するＰＣＢの表面に垂直な方向のリン光体の量を、ユニットセルの配置に対応して変化させてもよい。例えば、ユニットセルが周期的に配置される場合、垂直方向のリン光体の量を同じ周期で変化させることができる。リン光体層に面するＰＣＢの表面は、ＬＥＤが取り付けられる表面である。

【0028】

リン光体層の厚さ方向において、リン光体の濃度は実質的に一定であってよい。しかしながら、いくつかの実施形態によれば、リン光体の濃度がピークを有してもよい。リン光体層が複数のリン光体を含む場合、それらをリン光体層内に均一に分布させることができ、あるいは厚さ方向における異なるレベルにて配置することができる。

【0029】

好ましくは、リン光体層に面するＰＣＢの表面は、実質的に平坦であってよい。例えば配線および／または接着剤に起因する平面性の変動が、第１の光源および第２の光源のうち、第１の光源および第２の光源のうちの最大厚さが最も小さい光源（ＬＥＤ）の最大厚さの１０％以下であってよい。好ましくは、この比が５％以下である。しかしながら、本発明は、ＰＣＢの実質的に平坦な表面に限られない。本発明のいくつかの実施形態は、リン光体層に面するＰＣＢの湾曲した表面を含むことができる。

【0030】

光源がＬＥＤである場合、ＰＣＢは、ＬＥＤを制御するための回路を備えることができる。この目的のために、ＬＥＤは、ＰＣＢ上に配置された端子に電気的に接続される。いくつかの実施形態において、各々のＬＥＤが別々に制御されてよい。いくつかの実施形態において、少なくとも第１の種類のＬＥＤが、第２の種類のＬＥＤとは別個に制御されてよい。「制御する」とは、少なくともオンとオフとを切り替えることを意味する。これは、それぞれのＬＥＤが発する光の強度および／または色を設定することをさらに意味することができる。同じことが、例えば光源がレーザダイオードである場合など、光を（ＰＣＢ上で）局所的に発生させる他の光源にも当てはまる。

【0031】

ＬＥＤは、表面実装型デバイス（ＳＭＤ）またはフリップチップボンディングなど、任意の既知のやり方でＰＣＢ上に実装されてよい。

【0032】

本明細書において上述したように、照明装置は、好ましくは、人体の管腔への挿入のための内視鏡の堅固な先端部に配置される。そのような堅固な先端部は、対物レンズを備えることができ、照明装置は、対物レンズの周りに配置されてよい。さらに、堅固な先端部は、撮像素子、作業チャネル、などを備えることができる。堅固な先端部は、本発明の実施形態が内視鏡も包含するように、人体の管腔への挿入のための可撓または堅固なシャフトに直接的または間接的に（角度セグメントを介して）接続されてよい。いくつかの実施形態においては、堅固な先端部を単独で（すなわち、内視鏡のシャフトに接続されることなく）使用することができる。すなわち、照明装置を、いわゆる「カプセル型内視鏡検査」に使用することができる。

【0033】

しかしながら、本発明は、人体の管腔への挿入のための内視鏡の堅固な先端部分における照明装置に限られない。他の内視鏡（パイプライン用の内視鏡など、人体の管腔への挿入に適していない）にも適用可能である。例えばＣＣＴＶなどのカメラの対象空間を照明するために、内視鏡以外にも適用可能である。

【0034】

本発明のいくつかの実施形態によれば、そのような照明装置を製造するためのいくつかの選択肢が存在する。それらは、ＬＥＤを光源の例として説明されるが、ＬＥＤに限られない。

【0035】

第１の製造方法が、図１４に示されている。リン光体が、流体またはゲルに溶かされ、流体またはゲルが、ディスペンサ１００によって、光源が取り付けられたＰＣＢ上に送出される。詳細には、流体またはゲルは、ＰＣＢと流体またはゲルとでＬＥＤを取り囲むように、少なくともＬＥＤ上およびＬＥＤを接続する経路上に送出される。次いで、流体が乾燥させられ、あるいはゲルが硬化させられて、リン光体を含むリン光体層が得られる。

【0036】

流体またはゲルは、乾燥または硬化が終了するまで、流体またはゲルが送出された領域に実質的にとどまるように充分な粘度を有さなければならない。光源が光を局所的に発生させる（例えば、光源がＬＥＤ、レーザダイオード、などである）場合、送出に先立って、光源は、ＰＣＢ上に配置された端子に電気的に接続される。リン光体（または、リン光体を含む媒体）をＰＣＢに接着するために接着剤が必要である場合、送出に先立って、接着剤をＰＣＢおよびＬＥＤに薄層として塗布することができる。

【0037】

リン光体を含む流体またはゲルを形成するための溶媒の例は、シリコーンである。接着剤の例は、ポリマーである。

【0038】

リン光体層を形成するために、流体またはゲルを各位置に１回または複数回送出することができる。流体またはゲルが複数回送出される場合、流体またはゲル内のリン光体は同じであっても、異なる送出作業において異なるリン光体が流体またはゲルに含まれてもよい。したがって、リン光体層は、異なるリン光体からなる内部層状構造を有してもよい。

【0039】

第２の製造方法が、図１５に示されている。図１５によれば、リン光体を溶解させた流体が、噴霧器１０１によってＰＣＢ上に噴霧され、次いで乾燥させられる。それ以外の点で、第２の製造方法は、第１の製造方法に一致する。

【0040】

図１６が、第３の製造方法を示している。第３の製造方法においては、リン光体シートが作成され、リン光体シートは、媒体（例えば、シリコーン）に分散させたリン光体を含み、あるいはリン光体シートは、リン光体からなる。リン光体シートは、光源が取り付けられたＰＣＢよりもはるかに大きくてよい。次いで、リン光体層の形状に対応した形状を有するピースが、リン光体シートから切り出される。ここで、用語「対応する」は、ピースがリン光体層と同じ形状であってよく、あるいはＬＥＤへのレベル差、熱膨張による収縮、などを考慮した形状であってよいことを意味する。すなわち、切り出されたピースは、最終的なリン光体層とわずかに異なる形状であってもよい。

【0041】

次いで、切り出されたピースのうちの１つが、光源が実装（必要に応じ、ＰＣＢの端子に電気的に接続）された１つのＰＣＢに適用される切り出されたピースは、好ましくは、ＬＥＤ（光源）が実装されたＰＣＢの表面に適合するために、或る程度の可撓性を有するべきである。切り出されたピースをＰＣＢおよび／またはＬＥＤと接着するために接着剤が必要とされる場合、接着剤を、ＰＣＢおよび／またはＬＥＤに薄層として塗布することができ、かつ／またはリン光体シートに薄層として塗布することができる（ピースを切り出す前、または切り出し後のピースのどちらでも）。この製造方法において使用可能な接着剤の例は、３Ｍの４６７ＭＰなどの粘着転写テープである。

【0042】

図１７が、第３の製造方法の変形例である第４の製造方法を示している。図１７によれば、リン光体シートが、光源が実装（必要に応じ、ＰＣＢの端子に電気的に接続）された複数のＰＣＢ上に積層される。接着剤を、リン光体シートおよび／またはＰＣＢ／ＬＥＤ上に塗布することができる。その後に、積層体の不要な部分が切断によって除去される。このようにして、リン光体層が、光源が実装されたＰＣＢの全体を覆う。他の点では、第４の方法は第３の方法に一致する。

【0043】

いくつかの実施形態（図示せず）において、複数の照明装置のＰＣＢは、大型のＰＣＢの各部であってよい。これらの実施形態において、照明装置のＰＣＢを、第４の方法によるリン光体層を切断するステップにおいて、大型のＰＣＢから切り出すことができる。このようにして、各々の照明装置のＰＣＢおよびリン光体層が同じ工程で切り出されるため、製造工程を１つ節約することができる。

【0044】

図１８が、照明装置による実質的に均一な照明の提供を保証するためにリン光体層が好ましくは有するべき最小厚さの導出を示している。図１８の下部に、リン光体層の発光面の各位置が、第１のＬＥＤのうちの少なくとも１つによって、その強度の少なくとも５０％で照明されるべきであることが示されている。この条件は、最小厚さＴ_１１＝Ｄ_１１／２＊ｔａｎθ_５０である場合に満たされる。Ｄ_１１は、隣り合う２つの第１のＬＥＤの間の距離を指し、θ_５０は、第１のＬＥＤの発光がその最大発光の５０％となる放射角度を指す。θ_５０の値は、第１のＬＥＤの放射特性から得ることができる。典型的な例が、図１９に示されている。この例において、θ_５０は約５５°である。

【0045】

同じ考慮事項が、第２のＬＥＤにも同様に当てはまる。それぞれの最小厚さが異なる場合、リン光体層は、好ましくは、２種類のＬＥＤのそれぞれの最小厚さのうちの大きい方である最小厚さを有するべきである。第２のＬＥＤの発光がその最大発光の５０％となる放射角度をΦ_５０と示す。

【0046】

図１８の上部に、（ＬＥＤ間の所与の距離ならびにＬＥＤおよび不透明な壁（存在する場合）の所与の高さにおける）θ_５０およびΦ_５０の最大値を決定し、あるいは（θ_５０およびΦ_５０の所与の値ならびにＬＥＤおよび不透明な壁（存在する場合）の所与の高さにおける）ＬＥＤ間の最小距離を決定し、あるいは（θ_５０およびΦ_５０の所与の値ならびにＬＥＤ間の所与の距離における）ＬＥＤおよび不透明な壁（存在する場合）の最大高さを決定するための追加の考慮事項が示されている。すなわち、５０％の強度を有する発光光線の高さが、隣接するＬＥＤまたは壁（存在する場合）の高さよりも高くなければならない。図１８の上部において、

【0047】

・Ｔ_１２は、第１のＬＥＤに面する第２のＬＥＤの縁部の位置における第１のＬＥＤからのこの光線の高さを示し、
・Ｔ_２１は、第２のＬＥＤに面する第１のＬＥＤの縁部の位置における第２のＬＥＤからのこの光線の高さを示し、
・Ｔ_１３は、第１のＬＥＤに面する隣接壁の縁部の位置における第１のＬＥＤからのこの光線の高さを示し、
・Ｔ_２３は、第１のＬＥＤに面する隣接壁（図示せず）の縁部の位置における第２のＬＥＤからのこの光線の高さを示し、
・Ｄ_１２は、第１のＬＥＤと第２のＬＥＤとの間の最短距離を示し、
・Ｄ_２１は、第２のＬＥＤと第１のＬＥＤとの間の最短距離を示し（Ｄ_１２＝Ｄ_２１）、
・Ｄ_１３は、第１のＬＥＤと隣接壁との間の最短距離を示し、
・Ｄ_２３は、第２のＬＥＤと隣接壁（図示せず）との間の最短距離を示す。

【0048】

第１のＬＥＤ、第２のＬＥＤ、および壁が、厚さｔ_１、ｔ_２、およびｔ_３を有する場合、関係Ｔ_１２＞ｔ_２、Ｔ_２１＞ｔ_１、Ｔ_１３＞ｔ_３、およびＴ_２３＞ｔ_３が得られる。限界の場合、θ_５０およびΦ_５０に関する条件は、ｔａｎθ_５０＝Ｄ_１２／Ｔ_１２、ｔａｎθ_５０＝Ｄ_１３／Ｔ_１３、ｔａｎΦ_５０＝Ｄ_２１／Ｔ_２１、およびｔａｎΦ_５０＝Ｄ_２３／Ｔ_２３である。

【0049】

図１８の上部および下部において導出された条件は、本発明のいくつかの実施形態によれば好ましいが、必須ではない。例えば、いくつかの実施形態において、これらの条件のうちの部分集合のみが満たされてよく、あるいは、これらの条件のいずれも満たされなくてもよい。

【0050】

発光素子を内視鏡の遠位端に配置して備える本発明のいくつかの実施形態は、発光素子が近位端に位置するボックス内に配置され、光が１つ以上の光ファイバを介して遠位端へと導かれる他の照明システムよりも、電力変換に関して効率がより高いがゆえに有利である。たとえ光源が内視鏡の近位端の制御本体内に配置される場合でも、空間は制限される。

【0051】

さらに、紫色および青色ＬＥＤ用の共通のリン光体システムを内視鏡の遠位端に配置することが、近位端への配置に関する以下の考慮事項ゆえに好ましい（ただし、必須ではない）：

【0052】

白色ＬＥＤ（ＷＬＥＤ）が、リン光体で覆われた標準的なパッケージを有する。しかしながら、リン光体は散乱を引き起こし、すなわち光を効率的に光ファイバへと集めることが難しい。紫色ＬＥＤに関して、標準的なリン光体パッケージは存在しない。かなりのコストを伴うカスタマイズが必要であり、このリン光体が、ＷＬＥＤと同様に光を散乱させる。

【0053】

対照的に、リン光体層が遠位端に配置される場合、リン光体による光の散乱は、光をより広い角度に分配して広い視野を照らすために、好都合ですらある。発光素子（ＬＥＤなど）は、遠位端に（リン光体層の背後に）配置されてもよく、あるいは近位端に配置されてもよく、光は発光素子から１つ以上の光ファイバを通って遠位端まで導かれる。この場合、上述したように、光ファイバの出射端が光源として作用する。

【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】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【国際調査報告】