JP2009136673A - 医療用照明ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】棒状本体を有し、遠端の領域において光源が配置され、小さい寸法の棒状本体を用いて作製することができるような医療用照明ユニットを提供する。
【解決手段】ＬＥＤチップ１５と、近端１１と、遠端７と、前記遠端７の手前で始まり前記遠端７に達する少なくとも一の遠位の中空部９と、前記近端１１にて始まり前記遠位の中空部９に達する供給リード部１２とを有する棒状又は管状の本体５とを備え、前記ＬＥＤチップ１５は、前記棒状又は管状の本体５の前記遠位の中空部に配置され、且つ前記供給リード部１２を介してエネルギーが供給され、前記ＬＥＤチップ１５及び前記棒状又は管状の本体の前記遠端７の間、又は前記棒状又は管状の本体５の前記遠端において、蛍光性変換物質が配置され、前記ＬＥＤチップ１５が発した光に対する前記蛍光性変換物質の変換特性は、前記ＬＥＤチップ１５が発した光を所望の波長分布の光に変換するように選択される。
【選択図】図１

Description

本発明は、近端と遠端を有し小さい寸法の開口に挿入することができる棒状本体を有する医療用照明ユニットに関する。

このような汎用的なタイプの医療用照明デバイスは、特に、いわゆるエンドイルミネータとして用いられており、照明を手術位置の非常に近くに近づける必要があり、及び/又は体の内部に導入する必要があるような手術において用いられている。エンドイルミネータは、特に侵襲性が最小限の手術の領域において重要である。例えば、眼科において、エンドイルミネータを細い光ガイドとして用いて目の内部を小さい切開部を介して照明することがよくある。

例えば、特許文献１において、目の内部を照明することができ、眼内に導入するハンドピース上に配置された細いカニューレを有する医療用イルミネータが記載されている。この記載されたイルミネータにおいて、カニューレを通り抜けて延びる光ガイドによって、光源からの光がカニューレの遠端に誘導される。カニューレの近端においては、ハンドピースが設けられており、このハンドピースから光ガイドが固定光源へと延びている。

特許文献２は、外部ユニットではなくハンドピースに光源が配置された眼科用光源を記載している。その光源としてＬＥＤを用いており、その光がレンズを通して針状の光ファイバの近端に入射される。入射された光は、針によってその遠端へと誘導される。内側から目を照らすために、小さい開口を介して目に針の遠端を挿入する。この特許文献２は、針内部の針の遠端の少し手前にＬＥＤが配置された別の実施形態を更に記載している。その針を通り抜けてＬＥＤに電源供給用リード線が供給されている。しかし、この文献は、この構成を具体的に具現化する方法を記載していない。この文献は、特に、非常に制約された針内部においてＬＥＤをどのように構成するかを開示していない。

欧州特許出願公開第１７１９４８２号明細書 米国特許出願公開第２００４／００９０７９６号明細書

以上の状況を鑑み、本発明は、近端及び遠端を有する棒状本体を有し、遠端の領域において光源が配置され、小さい寸法の棒状本体を用いて作製することができるような医療用照明ユニットを提供する。

上記目的は、請求項１による医療用照明ユニットにより達成される。従属請求項は、本発明の効果的な構成を含んでいる。従属項の特徴は、個別に効果的である場合もあるが、他の従属項の特徴と組み合わせて効果的である場合もある。

本発明による医療用照明ユニットは、ＬＥＤチップと棒状本体を有し、この棒状本体は、近端と遠端を有する。またこの棒状本体は、遠端より手前で始まり遠端まで達する少なくとも一の遠位の中空部と、近端にて始まり遠位の中空部に達する供給リード部とを有する。この遠位の中空部は特に、棒状本体の近端にて始まり、同じ部分に遠位の中空部と供給リード部が形成されるようにすることもできる。棒状本体の遠位の中空部にはＬＥＤチップが配置され、これには供給リード部を介してエネルギーが供給される。この場合におけるリードは、棒状本体の供給リード部を通る。代わりに、この棒状本体自体を電気的リードとして設計することもできる。本発明による医療用照明ユニットにおいて、ＬＥＤチップと棒状本体の遠端の間又は遠端それ自体において、蛍光性変換物質を配置する。この蛍光性変換物質の変換特性は、ＬＥＤチップが発した光を所望の波長分布の光、例えば、白色光に変換するように、ＬＥＤチップが発する光に対して選択される。

本発明は、以下の概念に基づく。
医療用照明装置において、伝統的に白色光が照明用光として用いられている。しかし、白色のＬＥＤは、白色光を発するチップをベースにするのではなく、ＬＥＤチップ上に配置された変換物質により白色光に変換される青色光又は紫外光を発するチップをベースにする。ＬＥＤチップ上に変換物質を配置することによって、変換物質無しのＬＥＤチップと比べてその寸法が大きくなる。ＬＥＤチップと変換物質を分離することによって、ＬＥＤチップと変換物質が単一ユニットを形成する場合と比べて、細い棒状の境界の遠位の中空部における限定された利用可能な空間を有効に利用できる。

本発明による医療用照明ユニットにおいて、まずＬＥＤチップを電源供給リードに接触させ、その後にのみＬＥＤチップ及び棒状本体の遠端の間又は棒状本体の遠端にて、変換物質を配置する。この方法によって、それより手前のチップ上に変換物質が配置されないので、ＬＥＤチップの接触及び配置が妨げられない。このようにして、ＬＥＤチップの接触子及び配置に対する柔軟性が高くなることにより、薄い棒状本体の遠位の中空部におけるその設置が容易になる。また、ＬＥＤチップは、変換物質によって既に包囲された完全なＬＥＤよりも設置時の寸法が小さい。このことは、ＬＥＤチップの配置時及びＬＥＤチップに接触する接触子の配置時の柔軟性も高める。

本発明による医療用照明ユニットの第１の具体的な代替的実施形態において、蛍光性変換物質は、包囲物内でＬＥＤチップを包囲する。これは、ＬＥＤチップの配置及び接触の後に配置され、特に、接触子を覆うようにするとよい。このことによって、完全なＬＥＤの場合、即ち、予めＬＥＤチップが変換物質によって包囲される場合よりも接触子をＬＥＤチップに近づけることを可能にする。また、利用可能な空間を包囲時に変換物質によって最適に埋めることもでき、これは、完全なＬＥＤの場合の予め決められた寸法においては、容易にできないことである。

この医療用照明ユニットの構成の代替的な変形例において、棒状本体は、その遠端にて透過性を有するプレートで密封され、その上に蛍光性変換物質が配置され、又はその中に蛍光性変換物質が導入される。例えば、この蛍光性変換物質は、膜又は被覆の形態でプレート上に配置され、この場合、その膜又は被覆は基本的にはプレートの内側又は外側に配置される。特に、外側と内側の両方に膜又は被覆を配置することが可能である。しかし、プレートの内側、即ち、遠位の中空部の内部に面するプレートの側のみに膜又は被覆を配置すると特に効果的である。なぜなら、遠位の中空部が十分に密封されていれば、変換物質の生体適合性を考慮に入れる必要がなくなり、体液に対して膜が保護されるからである。

このような変換に膜を用いる場合、その膜の物質そのものを蛍光性変換物質としたり、蛍光性変換物質をキャリア物質として膜物質に導入するとよい。

もし蛍光性変換物質がプレート内に導入される場合、ドーピングによって行うとよい。当然、変換物質をキャリア膜内に導入する場合も同様である。

本発明による医療用照明ユニットにおいて、供給リード部は、遠位の中空部に面する端にてＬＥＤチップのための第１の接触子と第２の接触子を有する接触子構成を備える。次に、ＬＥＤチップが第１の接触子上に配置されて、それらが互いに接触し、ボンディングワイヤによって第２の接触子にＬＥＤチップが接続される。この種の接触子は、わずかな空間しか必要としない。なぜなら、単に一つのボンディングワイヤを設ければよいからである。第１の接触子とのＬＥＤチップの電気的接触子は、いわゆるダイボンディングによって行ってもよい。ダイボンディングにおいては、導電性が付与されたチップがハウジング無しで基板に配置される。

供給リード部に関連して、第１の接触子は、中央にある中央部接触子であり、第２の接触子は、端にある端部接触子である。この構成によって、第１の接触子に接触するようにその上に実際に配置されるＬＥＤチップが棒状本体の中央軸上に配置されるという効果を有し、これにより、棒状本体の中央軸に対して、軸対称に発光が行われる場合に特に効果的である。もし端部接触子が環の形態の中央部接触子をさらに包囲するのであれば、棒状本体の放射状の方向に対するボンディングワイヤの配向性を自由に選択することができ、これにより、ＬＥＤチップの配向の範囲を広げることができる。

中央部接触子及び環状の端部接触子を有する代替的実施形態の構成において、棒状本体の遠端に向かった方向において、中央部接触子を越えて端部接触子が突出する。この端部接触子は、間隙無しに中央部接触子を包囲し、端部接触子と中央部接触子の間に電気的絶縁が設けられる。この構成において、中央部接触子は、端部接触子に包囲され、変換物質を保持する役割も果たしうる凹部を形成する。この場合における変換物質は、包囲物として凹部へ導入される。しかし、粉状の変換物質を凹部へ導入し、その後で適切な固化方法等の適切な処置によって凹部に固定することも可能である。また、例えば、凹部をきつく密封するプレートによって機械的に、液体又は粉状の変換物質を固定することも可能である。中央部接触子及び端部接触子の間の電気的絶縁は、特に、電気的に絶縁性の接着剤による接着ボンディングによって作られる。

この医療用照明ユニットの遠位の中空部は、棒状本体の他の部分と一体的に設計されている必要はない。この遠位の中空部を円筒状のスリーブによって形成することもでき、その中にＬＥＤチップが導入され、円筒状のスリーブは棒状本体の供給リード部に嵌る。次に、供給リード部の遠端にスリーブが嵌められる前に、初期には、ＬＥＤチップをスリーブに挿入する。具体的には、この場合、スリーブがＬＥＤの上で嵌められる前に、ＬＥＤチップを供給リード部の接触子にまず接続し、ＬＥＤを随意に包囲することが可能である。この代替的実施形態における変換物質に対する包囲は、スリーブが嵌められる際に、既に固化していてもよく、これにより原理的には、スリーブがその遠端に配置された前方プレートによって変換物質に対する包囲に接触するようにスリーブを嵌めることができ、従って、医療用照明ユニットの製造プロセスにおいて、ＬＥＤチップの配置の再現を容易に達成することができる。上述の接触子構成は、この場合、スリーブが上に嵌る基台を形成する。

棒状本体の供給リード部は、特に、中を電気的リードがＬＥＤチップへと供給される小型チューブとして設計するとよい。また、遠位の中空部は、この場合、供給リード部の小型チューブと一体成形するとよく、これにより、部品数を削減することができる。さらに、棒状本体の外側表面には、接合がないようにするとよい。これにより、棒状本体の滅菌性が向上する。

特に、可撓性を有する導電体片を電気的リードとして用いるとよい。この構成により、供給リード部の近端から突出する導電体片の端を小型チューブ内の導電体片の部分よりも広くすることができる。このことは、小型チューブから突出する導電体片の電源ユニットへの接続を単純化できる。

供給リード部が、その遠位の中空部に面する端上に、ＬＥＤチップのための第１の接触子と第２の接触子を有する接触子構成を備え、ＬＥＤチップが第１の接触子に接触するようにその上に配置され、ボンディングワイヤによって第２の接触子に接続されている場合に、導電体片は、第１の電気的接触子部及び第２の電気的接触子部を有するとよい。次に、第１の接触子が、導電体片の第１の接触子部に接続する第１の導電性ブロックとして設計される。第２の接触子は、導電体片の第２の接触子部に接続する第２の導電性ブロックとして設計され、これは第１の導電性ブロックとは電気的に絶縁される。この方法により、第１の導電性ブロックと第２の導電性ブロックは、両方で単一の電気的基台要素を形成するように、形状が決められお互い接続される。ＬＥＤチップを覆う際に円筒状の基台要素上に包囲物を配置することについては、さらに選択肢がある。この構成における導電性ブロックは、導電体片への接続の後に大きさを狭めるとよく、これにより、円筒状の遠位の中空部に特に良好に基台を適合させることができる。

また、この医療用照明ユニットは、それぞれが前方側と後方側を有する第１及び第２の導電体片を有するとよく、それらの前方側は、第１及び第２の電気的接触子部をそれぞれ有する。次に、これら２つの導電体片は、後方側どうしが面するように接続される。前方側にはＬＥＤチップがそれぞれ配置される。この構成において、ＬＥＤチップの基台が必要なくなる。基台をなくすこと、即ち、ＬＥＤチップが上に配置される可撓性を有する導電体片の形態を単に製造することにより、この構成は非常に小型になる。また、背面どうしが面するように構成した導電体片上に２つのＬＥＤチップを配置することによって、本医療用照明ユニットの輝度を増加させることができる。このことにより、棒状本体の遠端からの横方向の発光が可能になる。

本医療用照明ユニットの別の変形例において、第１及び第２の電気的接触子部を有する可撓性を有する導電体片を備える。また、棒状本体の供給リード部は、小型チューブとして設計される。次に、第１の電気的接触子部が接触子構成の第１の接触子を形成し、その上にＬＥＤチップが電気的伝導を直接与えられる。他方、第２の電気的接触子部は、接触子構成の第２の接触子を形成し、これにＬＥＤチップがボンディングワイヤを介して電気的に伝導するように接続される。この代替的実施形態において、平坦な遠端を有する棒をさらに備え、その外径は供給リード部を形成する小型チューブの内径よりも小さい。導電体片は、棒の平坦な遠端上の第１の電気的接触子部の領域を支える。この変形例によって、ＬＥＤチップを棒状本体の遠位の中空部に導入する前に、ＬＥＤチップをまず導電体片上に配置してその接触子部に接触させることを可能にする。また、遠位の中空部内に導入する前に、変換包囲物を配置することを可能にする。次に、導電体片を棒の周囲に配置し、ＬＥＤチップが配置された領域を有する棒の平坦な遠端を支える。この構成において、次に、周囲に配置された導電体片を有する棒が、遠位の中空部を形成するスリーブへと挿入される。このスリーブは、特に、棒状本体の全体も形成する。スリーブ内に挿入されたときにＬＥＤチップが包囲されていれば、変換包囲物がスリーブの遠端上の前方プレートに接触するような距離まで挿入され、これにより、ＬＥＤチップを常に同じように配置することが容易になる。

棒は、熱伝導性が高いと効果的であり、例えば、金属棒として設計することにより実現する。この文脈において、ワイヤも金属棒に含まれる。なぜなら、非常に細い金属棒においては、金属棒と金属ワイヤの間の相違が不明確であるからである。

全ての代替的実施形態において、特に、ＬＥＤチップを滅菌可能な物質によって包囲するとよい。例えば、エポキシド、アクリル樹脂、又はシリコーンを用いる。この包囲は、例えば、棒状本体の壁が対応できる物質で作られている場合に棒状本体によって作られる。
本発明の他の機能、特性及び効果は、添付した図を参照する以下の実施形態の説明において記載している。

本発明による医療用照明ユニットの例示的実施形態として高度に概略化して示したエンドイルミネータの図である。 図１に示したエンドイルミネータの変形例の図である。 図１又は図２におけるエンドイルミネータの遠端の図である。 エンドイルミネータの遠端の代替構成の図である。 エンドイルミネータの遠端の別の代替構成の図である。 エンドイルミネータの遠端の更に別の構成の図である。 エンドイルミネータの遠端の更に別の代替構成の図である。

本発明による医療用照明ユニットの例示的実施形態としてのエンドイルミネータを以下に説明する。図１において、高度に概略化して表現したエンドイルミネータ１を示した。これは、ハンドル３と、ハンドル３から延びる小型チューブ又は小型棒５を有し、小型チューブ又は小型棒５は、１ｍｍ以下の外径を有することが好ましく、更に０．５ｍｍ以下であることが好ましい。小型チューブ又は小型棒５の遠端は、針を形成するような先端を有するようにしてもよい。

小型チューブ又は小型棒５の遠端７において、遠端７の手前で始まり遠端７まで延びるような遠位の中空部９が設けられている。小型チューブ又は小型棒５の近端１１の方向において、遠位の中空部９から電源リード部１３が続いている。この電源リード部１３を通り抜けて、図１に示したエンドイルミネータの実施形態において、遠位の中空部９に電源リード１５が配線されている。この遠位の中空部において発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）が配置されており、そこには電気的リード１５によって電力が供給されている。

この遠位の中空部９の領域において、小型チューブ又は小型棒５の壁が少なくとも部分的に透過性となっている。ＬＥＤチップ１５と、少なくとも遠位の中空部９の壁の透過性の部分の間には、変換物質（図１に示さず）を配置しており、この変換物質は、以下において励起放射と呼ぶＬＥＤチップが発した光をより長い波長の光に少なくとも部分的に変換する。

青色光、紫色光又は紫外光を発するＬＥＤチップが、典型的にはＬＥＤチップ１５として用いられる。これは、蛍光性変換物質によって変換された光が励起光よりも常により長い波長を有するので有利である。励起放射の波長が短いほど、可視スペクトル領域における変換を行うことができる波長領域が大きくなる。

もし、ＬＥＤチップ１５が青色光を発するものであり、その青色光の一部が黄色光に変換されるように蛍光用変換物質を選択すれば、変換された励起放射の成分と変換されていない励起放射の成分が重ね合わされることによって光が白く見えるようになる。この方法によって青色光、紫色光又は紫外光を発するＬＥＤチップを使用しても、エンドイルミネータ位置から白色光が発せられるようになる。複数の変換物質を用いる場合、例えば、励起放射の一部分を異なる波長の光、例えば、緑色光、黄色光及び赤色光に変換することができる。このようにして、エンドイルミネータ１の遠端７が発した光が、励起放射の変換されていない一部と共に働き、広く均一な波長分布とすることができる。

変換されていない励起放射による組織への損傷を防ぐために、遠位の中空部の壁に透過性を有するＵＶ（紫外線）放射遮蔽被覆を設けてもよい。被覆の代わりに遠位の中空部９の透過性材料にＵＶ遮蔽物質を導入してもよく、あるいは透過性材料自体をＵＶ不透過としてもよい。

この例における供給リード部１２は、小型チューブとして設計され、この小型チューブを通って電気的リード１３が遠位の中空部９に供給される。この例示的な実施形態におけるハンドル３は、バッテリを有し、このバッテリは、図１において電源１７として示してあり、これによりＬＥＤチップ１５に電力が供給される。エレクトロニクス１９は、例えば、エンドイルミネータ１のオンとオフを切り換えたり、又はその輝度を制御するためにボタン２１、２３によって作動され、バッテリ１７と電気的リード１３の間に配置される。もちろん、ボタンの代わりに、例えば、スライダー、小型ホイール等の他の作動要素を設けることもできる。

この例示的な実施形態において、供給リード部１２を小型チューブとして設計しているが、小型棒としても設計することもできる。この場合、小型棒は、互いが電気的に絶縁された二つの構成要素からなる。次にこれら二つの構成要素は、ＬＥＤチップ１５のための電気的供給リードとして用いられる。このような小型棒も絶縁層によって包囲してもよい。この層は、高度に生体適合性があり滅菌処理が可能であることが好ましい。もしこの層が可視光に対して透過性があれば、遠位の中空部９も包囲して、この層が小型棒又は小型チューブ５全体に対して連続的な層（即ち、供給リード部１２と遠位の中空部９を含む）を形成することもできる。

図２は、図１において示したエンドイルミネータの代替的変形例を示す。図２に示すエンドイルミネータは図１に示したエンドイルミネータと異なり、電池の区画の代わりに、エレクトロニクス１９から外部電源に供給される電子的リード２７、２９を通すケーブル２５を有する。図２に示したエンドイルミネータの他の要素は、図１に示したエンドイルミネータのものに対応する。従って、それらは図１に示した参照符号と同じもので示してあり、再度説明しない。

図３には、この代替的実施形態において小型チューブ３５として設計された小型棒又は小型チューブ５の第一の代替的実施形態の遠端を詳細に示した。この図において、遠端７、中にＬＥＤチップ１５を配置させた遠位の中空部９、及び中を電気的リード１３が延びる供給リード部１２が見られる。

この代替的実施形態における電気的リード１３は、可撓性を有する導電体片によって構成され、平坦化した遠端３３を有する小型棒３１の周りに配置される。小型棒３１と導電体片１３は、導電体片１３が小型棒３１の周りに配置されたときに、これらが小型チューブ３５の中に共に挿入することができるように寸法が選択される。

小型棒３１の平坦な遠位の部分３３を導電体片１３が支える領域において、第一の電気的接触子３７と第二の電気接触子３９が導電体片１３に配置される。ＬＥＤチップ１５が第一の電気的接触子３７上に設けられ、接触子３７に電気的に接触する。ＬＥＤチップ１５はボンディングワイヤ４１を介して第二の電気的接触子３９につながれており、これは第一の接触子とは絶縁されている。

ＬＥＤチップ１５とボンディングワイヤ４１は、導電体片１３上に設けられた包囲物４３によって更に包囲される。この例示的実施形態においてＬＥＤチップ１５から来る励起放射を少なくとも部分的により長い波長の光に変換する変換物質が、図１を参照して説明したように、包囲物４３に混合される。もちろん、包囲物４３に混合する物質として複数の異なる変換物質を用いてもよい。しかし、基本的には、包囲物の材料そのものを変換物質としてもよい。

遠位の中空部９はプレート４５によって小型チューブ１３５の遠端７において密封される。このプレート４５は少なくとも可視スペクトル領域において透過性があるが、隣接のスペクトル領域においても透過性を有していてもよい。しかし、変換物質によって変換されなかったＬＥＤチップ１５の全ての紫外放射成分を遮蔽するために、紫外スペクトル領域においては不透過性であることが好ましい。

包囲物４３の中ではなく、変換物質を透過性プレート４５の内部又は上面に配置してもよい。もし透過性を有するプレート４５の上に配置されていれば、膜の形態又は被覆の形態のいずれかで配置してもよい。その膜は、それ自体が変換物質を形成していてもよく、又は膜に導入される変換物質に対するキャリア材料としても用いることもできる。もし変換物質をフィルム内又はプレート４５内に導入するのであれば、これはドーピングによって行うことができる。基本的には、包囲物４３内及びプレート４５の内部又は上面の両方に蛍光性変換物質を配置することができる。例えば、この場合、プレート４５の変換物質は、包囲物４３の変換物質とは異なる波長に励起光を変換する。

この例示的実施形態において、プレート４５は遠位の中空部９を周囲から更に密封する。しかし、図１を参照して説明したように、遠位の中空部が密封被覆を施される場合はこの密封機能は必要ではない。

図３に示したエンドイルミネータの実施形態、特に小型棒又は小型チューブ５を組み立てるために、ＬＥＤチップ１５を先ず導電体片１３の第一接触子３７上に配置して、電気的に導通する接続が得られるようにすることにより、第二の接触子３９とのボンディング接続が確立する。次にこの構成が包囲される。この包囲は、導電体片１３の後ろ側が、包囲及び包囲物の固化の後に平坦な表面を作るように、平坦な支持面で行うとよい。次に、この導電体片は、小型棒３１の平坦な遠端３３上に包囲領域にて配置され、その上に接着ボンディング等によって固定される。次に、導電体片１３の端がこの小型チューブ３１に沿って通り、同様に任意に小型チューブ３１に接着ボンディングされる。次にこの全体の構成が小型中空チューブ３５内に挿入される。この挿入は包囲物４３がプレート４５に接触するまで行うとよい。

この代替的実施形態によって、包囲物４３の配置終了までの製造工程を平坦な導電体片で行うことができるという効果を得られる。ＬＥＤチップ１５を有する小型棒３１及び導電体片１３を備えた構成のチューブ３５への挿入を容易にするために、チューブ３５を近端において広げるとよい。また、小型チューブ３５の近端から突出する領域においても導電体片１３を広げて、エレクトロニクス１９との接触が促進されるようにするとよい。具体的には、これらは直接接触子として用いるとよい。

図４には、エンドイルミネータ１の小型棒又は小型チューブ５の第二の代替的実施形態を示した。この代替的実施形態において、二つの可撓性を有する平坦な導電体片１１３、１１４が互いに背面側どうし接着ボンディングされている。それらの前面側では、導電体片１１３、１１４に第一の電気的接触子１３７、１３８及び第二の電気的接触子１３９、１４０が設けられている。第一の電気的接触子１３７、１３８のそれぞれにはＬＥＤチップ１１５、１１６が配置されており、それら接触子を電気的に導通するように接触している。ＬＥＤチップ１１５、１１６は、それぞれボンディングワイヤ１４１、１４２を通して第二の電気的接触子１３９、１４０につながれている。ＬＥＤチップ１１５、１１６及び対応するボンディングワイヤ１４１、１４２は、包囲物１４３、１４４によってそれぞれ更に包囲され、この包囲物１４３、１４４は、少なくとも一の蛍光性変換物質を含むとよい。

この代替的実施形態における小型棒又は小型チューブ５は、先端１０５を有する小型透過性プラスチックチューブ１３５として構成され、その供給リード部１２を通って互いにボンディングされた導電体片１１３、１１４が遠位の中空部９内に供給される。ＬＥＤチップ１１５、１１６は、導電体片１１３、１１４上に配置され、挿入された後は遠位の中空領域９に位置する。

包囲物１４３、１４４内の代わりに、変換物質を小型チューブ１３５上に配置したり、又は小型チューブ１３５の透過性を有する壁材料内に導入したりしてもよい。蛍光性変換物質の導入又は配置に利用可能な選択肢に関しては、この代替的実施形態における透過性プレート４５が小型チューブ１３５の透過性材料に置き換わるが、図３を参照して記載された解説が同様に適用される。

なお、小型チューブ１３５全体が透過性を有するようにする必要はない。遠位の中空部９が透過性を有すれば十分である。小型チューブ１３５の透過性材料はＬＥＤ１１５、１１６の励起光の紫外成分のいずれに対しても不透過であるように構成するとよい。

この代替的実施形態においては、図４を参照して説明した小型チューブ１３５の代わりに、遠位の中空部９の領域における透過性を有する円周状の表面を用いることも、ＬＥＤチップ１１５、１１６の構成により効果的であるが、基本的には図３を参照して説明した小型チューブ１３５も用いることができる。

この構成においては、二つのＬＥＤチップの存在により、エンドイルミネータ１が発する光の輝度が高くすることが可能になる。また、ＬＥＤチップが上に配置された導電体片以外、いずれの構成要素も小型チューブ１３５の供給リード部１２を通して供給されない。この代替的実施例のＬＥＤチップ１１５、１１６の配置及び包囲は、第一の代替的実施例の領域において説明したのと同じ方法で行ってもよい。

図５には、エンドイルミネータ１の小型棒又は小型チューブ５の第三の代替的実施形態を示した。この代替的実施形態において、第一の実施形態を参照して説明したのと同じように小型チューブ３５が用いられる。ＬＥＤチップ２１５が配置される接触子構成２４５、２４７が、この小型チューブ３５内に導入される。この接触子構成２４５、２４７には、中空構成の供給リード部１２を通して供給される、可撓性を有する導電体片２１３を通して電流が供給されている。このため、この可撓性を有する導電体片は、その遠端に二つの電気的接触子部に接触する部分２３７、２３９を有し、これらは互いに逆方向を向くように導電体片２１３の側面に配置される。

接触子構成２４５、２４７は、第一の導電性ブロック２４７及び第二の導電性ブロック２４５を有し、これらは互いにつながっているが電気的には絶縁されている。導電体片２１３は、接触子構成２４５、２４７を通るように延び、具体的には、第一の導電性ブロック２４７が導電体片２１３の第一の電気的接触子領域２３７に電気的に接触し、第二の導電性ブロック２４５が導電体片２１３の第二の電気的接触子部２３９に電気的に接触する。ＬＥＤチップ２１５は、第一の導電性ブロック２４７上に直接配置され、電気的に接触する。接触子構成の第二の導電性ブロック２４５に対するＬＥＤチップ２１５の接続は、ボンディングワイヤ２４１によって設けられる。

ＬＥＤチップ２１５及びボンディングワイヤを有する全体構成は、包囲物２４３によって包囲される。他の例示的実施形態におけるのと同様に、包囲物２４３及び/又はプレート４５には、少なくとも一の変換物質を設けるとよい。また、プレート４５は、励起光の紫外成分に対して不透過であるように構成するとよい。

ＬＥＤチップが配置された接触子構成及び包囲物の作製は以下のように行うとよい。先ず、ブロック２４５、２４７が導電体片２１３の周りに配置され、互いに接着ボンディングされる。この接着ボンディングは、ブロック２４５、２４７が互いに絶縁されるように行われる。次に、ＬＥＤチップ２１５が、第一のブロック２４７に配置され、その後ボンディングワイヤ２４１によって第二のブロック２４５に接続される。次に、ＬＥＤチップ２１５とボンディングワイヤ２４１が配置された側の接触子構成２４５，２４７の側に包囲物を配置する。ＬＥＤチップ２１５が上に配置され包囲された接触子構成がその後、小型チューブ３５にちょうど嵌るような大きさに狭められる。最後に、この構成を小型チューブ内に挿入する。

図６には、小型棒又は小型チューブ５の第四の代替的実施形態を示す。図３〜５と同様に、遠位の中空部３０９を供給リード部３１２の一部として示している。図３〜５を参照して説明した代替的実施形態に比べて、図６を参照して説明するこの代替的実施形態の供給リード部３１２は、小型チューブの形態ではなく、小型棒の形態である。この小型棒は、二つの構成要素で構成されている。即ち、円筒状スリーブと、円筒状スリーブ３１３内に挿入され、接着ボンディングされたピン３１７である。

ピン３１７及びスリーブ３１３は、金属のような導電性物質により作られており、互いに電気的に絶縁されている。スリーブ３１３の内側とピン３１７の外側の一方又は双方は電気的に絶縁されており、電気的な接触子を作らずにこれら二つが互いに物理的に接触することができる。スリーブ３１３はその遠端に、外径と内径の両方が縮小した部分３１９を有する。外径と内径が縮小した部分３１９と外径と内径が縮小していない部分との間の移行部分において、ピン３１７に対するストップの役割を果たすような環状ベアリング面３２１が形成される。

ピン３１７の遠端３４４には、接触子スポット３２３が設けられており、そこはいかなる場合でも絶縁されない。接触子スポット３２３にはＬＥＤチップ３１５が配置されており、これは接触子スポット３２３と導電接続される。また、ＬＥＤチップ３１５はボンディングワイヤ３４１を介して外径と内径が縮小したスリーブ３１３の部分３１９の端表面３４２につながれている。少なくともこの端表面３４２は電気的に絶縁されていない。外径と内径が縮小したスリーブ３１３の部分３１９は、中央の接触子の周りに、即ち、接触子スポット３２３の周りに、配置された環状の接触子を形成する。それがピン３１７の遠端３４４を越えて突出するため、その内側の壁３２５が、ピン３１７の遠端３４４に達する凹部を形成する。この凹部内には包囲物３４３が導入される。この構成には、凹部のみを包囲物で埋めればよいという利点がある。

この代替的実施形態において、凹部を包囲物で埋めるとよく、ＬＥＤチップを配置して接触した後に包囲物を固化するとよい。固化の代わりに、ボンディングワイヤが部分３１９の端表面３４２に接触するのではなく、この部分の内側表面に接触する場合に、透過性を有する密封プレートによって包囲物を凹部内に保持してもよい。

この代替的実施形態において、遠位の中空部３０９は、遠位のスリーブ３４７に形成され、その内径は、内径と外径が縮小した部分における供給リード部のスリーブ３１３の外径に対応する。従って、遠位のスリーブ３４７は、供給リード部に嵌ることができ、これに例えば接着ボンディング等される。

遠位のスリーブ３４７の遠端は透過性を有するプレートによって密封される。このプレートの構成は、図３を参照して説明したプレートの構成に対応する。変換物質の構成に関しては、図３を参照して記載したコメントを同様に適用することができる。このことは変換物質をプレート内又はプレート上に包囲物内に配置してもよいことを意味する。これらの組み合わせも可能であり、例えば、互いに異なる複数の変換物質を設けるという選択肢も可能である。

図７には、エンドイルミネータ１の小型棒又は小型チューブ５の第六の変形例を示す。この変形例は、供給リード部４１２が小型棒として設計されているという点で、図６に記載した変形例と類似している。この変形例は、円筒状スリーブ４１３と、この円筒状スリーブの中心に配置された小型中央棒４１７とを有する。小型中央棒４１７の外径は、スリーブ４１３の内径よりも小さい。これら二つの間には、小型棒４１７をスリーブ４１３に対して保持する絶縁物質４２１が設けられており、これら二つの間の電気的な絶縁を確実にする。この代替的実施形態において、スリーブ４１３と小型棒４１７を有する構成の軸方向の長さの略全体にわたって絶縁物質４２１が延びている。しかし、この構成の安定性と電気的絶縁が確実である限り、幾つかの軸方向の部分においてのみ絶縁物質４２１を配置することも可能である。

図６に示した代替的実施形態とは対称的に、小型棒４１７とスリーブ４１９の遠端の端表面４２３、４２５はそれぞれ、共通の平面上に配置されている。小型中央棒４１７の遠端の端表面４２３は、ＬＥＤチップ４１５が導電接触するように配置された第一の接触子を形成する。小型中央棒４１７は、ＬＥＤチップ４１５の配置に利用可能な面積を増やすために、その遠端領域４２７において幾らか広げられているが、スリーブ４１９の電気的絶縁は確保されている。スリーブ４１９の遠端表面４２５は、環状の第二の接触子を形成し、これに、ボンディングワイヤ４４１を介してＬＥＤチップ４１５が接続される。

供給リード部４１２の遠端は、外径が縮小したスリーブ４１３の部分４１９を有する。この外径が縮小した部分４１９には遠位のスリーブ４４７が配置される。この遠位のスリーブ４４７の寸法は、その内径が部分４１９の外径に対応し、遠位のスリーブ４４７の外径がスリーブ４１３の外径に合致するように選択され、小型チューブ又は小型棒５の外側表面が可能な限り平坦であるように選択される。

遠位のスリーブ４４７の遠端は、プレート４４５によって密封される。これは、可視スペクトル領域において透過性を有し、紫外スペクトル領域において不透過とするとよい。また、プレート４４５には、スリーブの内側に面した側に変換被覆４４９が設けられている。この変換被覆は、変換物質そのものから形成でき、あるいは変換物質を含むようにも形成できる。基本的には、少なくとも二つの変換物質の組み合わせを用いることも可能である。

この代替的実施形態においてプレート４４５の内側への被覆４４９への形態で変換物質が配置されるが、プレート４４５の外側に配置したりドーピングとして、プレート４４５内に導入することもできる。また、図７に示した代替的実施形態において、ＬＥＤチップ４１５及びボンディングワイヤ４４１を包囲することも可能である。この場合、包囲物は、一又は複数の変換物質を含むとよい。

なお、図７を参照して説明した代替的実施形態を包囲物無しで作製することができるばかりか、他の変形例においても包囲物を無くすことができる。この場合、プレート上に変換物質を配置したり、あるいはプレート内に導入したりする。

供給リード部上に嵌る遠位のスリーブを用いる直近の二つの代替的実施形態において、長い小型チューブを通して導電体片を供給する必要はない。また、可撓性を有する導電体片をＬＥＤチップの領域において用いる必要はない。供給リード部の円筒状スリーブが遠位のスリーブに対する枠を形成するので、供給リード部に対して遠位のスリーブを正確に配置させることが可能になる。これは特に、遠位のスリーブのプレートの内側に変換被覆が設けられている場合には常に効果的である。なぜなら、単純な手段によって、プレートの内側が遠位の中空部の内側のいずれの要素にも接触しないようにすることができるからである。具体的には、接触の際に変換被覆が損傷を受けることがあり得る。もし変換物質がプレート上に配置されるのではなく包囲物内に導入されたとしても、包囲物とプレートの間の接触は致命的ではなくなる。

図７に、スリーブ４１３及び中央ピン４１７に電流が供給される方法を更に示す。ピン４１７とスリーブ４１３の近端において、互いが絶縁されている接触子部３７及び３９を有する可撓性を有する導電体片１３が配置されている。そして、中央ピン４１７が接触子部３７に接触し、同時にスリーブ４１３が接触子部３７の周りに環状に配置された接触子部３９に接触する。図６を参照して示した代替的実施形態においても同じ様な種類の接触子が可能である。

すべての代替的実施形態において、接触子表面、接触子又は接触子スポット上へのＬＥＤチップの配置をいわゆるダイボンディングによって行うとよい。ダイボンディングはいわゆるチップオンボード技術であり、これは、チップが基板上に直接、接着ボンディング、ハンダ付け、融合、溶接（例えば、超音波によって）又は合金接合されるものである。ここでは、基板はハウジング無しの接触子表面であり、基板とチップの間には導電性の接触子が作られる。

本発明は、医療用照明ユニット、特に、エンドイルミネータを提供し、これらは、非常に小さい外径を有する小型チューブ又は小型棒を用いる際にも遠端において励起光源を有することができる。このことにより、多くの場合困難である光ガイドによる光の入射を無くすことができる。

Claims (22)

1. ＬＥＤチップ（１５、１１５、１１６、２１５、３１５、４１５）、並びに
   近端（１１）と、遠端（７）と、前記遠端（７）の手前で始まり前記遠端（７）に達する少なくとも一の遠位の中空部（９）と、及び前記近端（１１）にて始まり前記遠位の中空部（９）に達する供給リード部（１２）とを有する、棒状又は管状の本体（５）
   を備えた医療用照明ユニット（１）であって、
   前記ＬＥＤチップ（１５、１１５、１１６、２１５、３１５、４１５）は、前記棒状又は管状の本体（５）の前記遠位の中空部に配置され、且つ前記供給リード部（１２）を介してエネルギーが供給され、
   前記ＬＥＤチップ（１５、１１５、１１６、２１５、３１５、４１５）及び前記棒状又は管状の本体の前記遠端（７）の間、又は前記棒状又は管状の本体（５）の前記遠端において、蛍光性変換物質が配置され、
   前記ＬＥＤチップ（１５、１１５、１１６、２１５、３１５、４１５）が発した光に対する前記蛍光性変換物質の変換特性は、前記ＬＥＤチップ（１５、１１５、１１６、２１５、３１５、４１５）が発した光を所望の波長分布の光に変換するように選択されることを特徴とする、医療用照明ユニット（１）。
2. 前記蛍光性変換物質は、包囲物（４３、１４３、２４３、３４３）によって前記ＬＥＤチップ（１５、１１５、１１６、２１５、３１５）を包囲することを特徴とする、請求項１に記載の医療用照明ユニット（１）。
3. 前記棒状又は管状の本体（５）は、その遠端（７）において前記所望の波長分布に対して透過性を有するプレート（４５、３４５、４４５）によって密封され、前記蛍光性変換物質は、前記プレート（４５、３４５、４４５）上に配置されるか、又は前記プレート（４５、３４５、４４５）内に導入されることを特徴とする、請求項１に記載の医療用照明ユニット（１）。
4. 前記蛍光性変換物質は、前記プレート４４５上に配置された膜（４４９）に導入される
   ことを特徴とする、請求項３に記載の医療用照明ユニット（１）。
5. 前記膜（４４９）は、前記遠位の中空部（９）の内側に面する前記プレート（４４５）の側に配置されることを特徴とする、請求項４に記載の医療用照明ユニット（１）。
6. 前記供給リード部（１２）は、前記遠位の中空部（９）に面する端において、前記ＬＥＤチップ（１５、１１５、１１６、２１５、３１５、４１５）のための第一の接触子（３７、１３７、１３８、２４７、３２３、４２３）及び第二の接触子（３９、１３９、１４０、２４５、３４２、４２５）を有する接触子構成を有し、
   前記ＬＥＤチップ（１５、１１５、１１６、２１５、３１５、４１５）は、前記第一の接触子（３７、１３７、１３８、２４７、３２３、４２３）上に配置され、これに電気的に接触し、ボンディングワイヤ（４１、１４１、１４２、２４１、３４１、４４１）によって前記第二の接触子（３９、１３９、１４０、２４５、３４２、４２５）に接続されていることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の医療照明ユニット（１）。
7. 前記供給リード部（１２）に対して、前記第一の接触子（３２３、４２３）は中央部接触子であり、且つ前記第二の接触子は端部接触子（３４２、４２５）であることを特徴とする、請求項６に記載の医療用照明ユニット（１）。
8. 前記端部接触子（３４２）は、環の形態で前記中央部接触子を包囲することを特徴とする、請求項７に記載の医療用照明ユニット（１）。
9. 前記端部接触子（３４２）は、前記棒状又は管状の本体（５）の前記遠端（７）に向かう方向において前記中央部接触子（３２３）を越えて突出し、
   前記端部接触子（３４２）は、間隙無しに前記中央部接触子（３２３）を包囲し、前記端部接触子（３４２）と前記中央部接触子（３２３）の間が電気的に絶縁（４２１）されることを特徴とする、請求項７又は８に記載の医療用照明ユニット（１）。
10. 前記中央部接触子（３１３）と前記端部接触子の間が、電気的絶縁性の接着剤を用いた接着ボンディングによって電気的に絶縁されることを特徴とする、請求項９に記載の医療用照明ユニット（１）。
11. 前記遠位の中空部（９）は、前記供給リード部（１２）上に嵌められた円筒状スリーブ（３４７、４４７）によって形成され、その中に、前記ＬＥＤチップ（３１５、４１５）が導入されることを特徴とする、請求項１ないし１０のいずれかに記載の医療用照明ユニット（１）。
12. 前記接触子構成は、前記スリーブ（３４７、４４７）が上に嵌るような基台を形成する
    ことを特徴とする、請求項６ないし１１のいずれかに記載の医療用照明ユニット（１）。
13. 前記供給リード部（１２）は、小型チューブ（３５、１３５）として設計され、これを介して電気的リード（１３、１１３、１１４、２１３）が前記ＬＥＤチップ（１５、１１５、１１６、２１５）に供給されることを特徴とする、請求項１ないし１２のいずれかに記載の医療用照明ユニット（１）。
14. 前記遠位の中空部（９）は、前記供給リード部（１２）の前記小型チューブ（３５、１３５、２３５）と一体成形されることを特徴とする、請求項１３に記載の医療用照明ユニット（１）。
15. 前記電気的リード（１３、１１３、１１４、２１３）は、少なくとも一の可撓性を有する導電体片によって形成されることを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の医療用照明ユニット（１）。
16. 前記導電体片（２１３）は、第一の電気的接触子部（２３７）と第二の電気的接触子部（２３９）を有し、
    前記第一の接触子は、前記導電体片（２１３）の前記第一の接触子部（２３７）に接続された第一の導電性ブロック（２４７）として設計され、
    前記第二の接触子は、前記導電体片（２１３）の前記第二の接触子部（２３９）に接続された第二の導電性ブロック（２４５）として設計され、
    前記第一の導電性ブロック（２４７）は前記第二の導電性ブロック（２４５）と電気的に絶縁されている
    ことを特徴とする、請求項６又は１５に記載の医療用照明ユニット（１）。
17. 前記第一の導電性ブロック（２４７）及び前記第二の導電性ブロック（２４５）は、これらで円筒状の基台要素を形成するように形づくられ、互いに接続されていることを特徴とする、請求項１６に記載の医療用照明ユニット（１）。
18. 前記包囲物（２４３）は、前記ＬＥＤチップ（２１５）を覆うように、前記円筒状の基台要素に配置されることを特徴とする、請求項２又は１７に記載の医療用照明ユニット（１）。
19. 第一（１３７、１３８）及び第二（１３９、１４０）の電気的接触子部を有する前方側と、及び後方側とをそれぞれ有する、第一及び第二の導電体片（１１３、１１４）を有し、
    これらの二つの第一及び第二の導電体片（１１３、１１４）は後方側どうしが面するように互いに接続され、
    前記第一の電気的接触子部（１３７、１３８）の前方側に、ＬＥＤチップ（１１５、１１６）がそれぞれ配置されることを特徴とする、請求項１５に記載の医療用照明ユニット（１）。
20. 前記導電体片（１３）は、第一（３７）及び第二（３９）の電気的接触子部を有し、
    前記第一の電気的接触子部（３７）は、前記接触子構成の前記第一の接触子を形成し、
    前記第二の電気的接触子部（３９）は、前記接触子構成の前記第二の接触子を形成し、
    前記供給リード部（１２）を形成する前記小型チューブ（３５）の内径よりも小さい直径を有する平坦な遠端（３３）を有する小型棒（３１）を備え、前記導電体片（１３）は、前記第一の電気的接触子部（３７）の領域において前記小型棒（３１）の前記平坦な遠端（３３）を支えることを特徴とする、請求項６又は１５に記載の医療用照明ユニット（１）。
21. 前記小型棒（３１）は熱伝導性が高いことを特徴とする、請求項２０に記載の医療用照明ユニット（１）。
22. 少なくとも前記ＬＥＤチップ（１５、１１５、１１６、２１５、３１５、４１５）が、滅菌処理可能な物質によって包囲されていることを特徴とする、請求項１ないし２１のいずれかに記載の医療用照明ユニット（１）。

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