JP2024503510A

JP2024503510A - 電子照明装置のための組立体およびサブシステム

Info

Publication number: JP2024503510A
Application number: JP2023543365A
Authority: JP
Inventors: ハンス・ウッツ; ドラガン・ネブリギック
Original assignee: シーエイチエスヘルスケアベンチャーズインコーポレイテッド
Priority date: 2021-01-19
Filing date: 2022-01-19
Publication date: 2024-01-25
Also published as: EP4281141B1; EP4281142A1; EP4281139A1; US20220230725A1; US20220229258A1; EP4281141C0; US20220226569A1; WO2022159418A1; EP4281141A1; JP2024503509A; WO2022159487A1; JP2024503511A; JP2024503512A; WO2022159500A1; US20220226563A1; EP4281179A1; WO2022159464A1; US11852884B2; WO2022159450A1; EP4281142B1

Abstract

サブシステムおよび使用の方法を含め、電子照明装置のシステムおよび方法の態様が本明細書に開示されている。一態様において、電子照明装置が光ファイバケーブルの存在および色を検出するための知覚システムが開示されている。システムは、ファイバ漏斗状キャップを伴う近位端と、保護カバーを伴う末端と、を有する光ファイバケーブルを備える。電子照明装置が、筐体と、印刷回路基板（「ＰＣＢ」）と、発光ダイオード（「ＬＥＤ」）と、電力源と、をさらに備える。システムは、電子照明装置の筐体の中で構成される周囲光センサをさらに備え、周囲光センサは光強度をデジタル信号に変換する。システムは、三次元の磁束密度を有するファイバ検出組立体をさらに備える。最後に、システムはキャップ色検出組立体を備え、キャップ色検出組立体は、光ファイバケーブルの近位端におけるファイバ漏斗状キャップの色を検出する。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２１年１月１９日に出願された「Electronic Illuminator」という名称の米国仮特許出願第63/138,961号に関連し、その特許出願への優先権を主張する。本出願は、実用新案出願「Systems and Methods for Controlling Microorganism Load with an Electronic Illuminator」、「Medical Infusion Line Electronic Illuminator」、「Method and Manufacture of a Dual Lumen Fiber Optic Medical Infusion Line」、「Systems and Methods for Authenticating Medical Infusion Lines with an Electronic Illuminator」にも関連し、それらと共同で出願されている。前記出願の全体の開示が、本明細書において参照により組み込まれている。

本出願は、電子照明装置を伴う光ファイバ線の電子照明に関する。具体的には、光ファイバ線の検出、検証、および照明を容易にするためのインテリジェンスと併せた、照明技術を支援するための組立体、センサ、およびサブシステムの出願に関する。

本発明は、光ファイバワイヤの電子照明のためのシステム、組立体、センサ、およびサブシステムに概して関する。光ファイバを通じての照明には長い有名な歴史がある。光がガラスを通じて進むことができ、ガラスが湾曲させられることで、光の経路を変えることができることが、最初に理解された。１８８８年に、RothとReussとは、患者の身体の空洞を照らすために曲がったガラス棒材を利用した。１９６１年に、Elia Snitzerは、光を伝えることができるガラスのシングルモードファイバを開示しており、細いガラス繊維を通じて方向付けられたレーザが照明可能であることを実証することができた。そのときから、光ファイバを用いた発明が、通信、音響および映像での適応、ならびに、小さい環境を照らすこと、または、到達するのが難しい場所を照らすことなど、実用的な使用において、驚くべき結果をもたらしてきた。

同様に、発光ダイオード（ＬＥＤ）が、視認可能な赤色光を放出するNick Holonyak Jrの発見によって、１９６０年代からの革新の先駆者となっており、ＬＥＤは生活の質を改善し、新たな機会を提供し続けている。発光ダイオードの重要な特徴には、小さいエネルギー需要、低減した熱蓄積、および、フィラメントおよびガスなどの他の照明光源に対するより長い使用の期間がある。

印刷回路基板（ＰＣＢ）は、電気および計算の進歩と共に継続する発展を共有している。ＰＣＢは、集積回路で構成され、高度な計算タスクを可能にする。リジッドフレックスＰＣＢの進歩は、剛性の構成要素と柔軟な設計との両方を備え得る密な空間要件を伴う用途でのＰＣＢの使用を提供し、ＰＣＢの曲げを可能にする。

光ファイバと発光ダイオードとの組み合わせは、医薬、エネルギー、製造、およびその他においても進歩を可能としてきた新たなシステムを作り出してきた。しかしながら、改善は、光が光ファイバワイヤを通じてエンドポイントに向けて送られる伝送に主に集中していた。本開示は、光が意図的にファイバ通路の外側へ向かわされる、側方散乱または側方発光と一般的に称される、目的のある光の漏れまたはサイドグローのファジー光ファイバに伴う問題に対処する。

したがって、解決される問題は、電子照明装置を利用する高度なシステムおよび方法を改良および開発することであり、光ファイバ線の検出、検証、および照明を容易にするために、センサのアレイ、処理装置、物理学、および電気工学によって対処される。さらに、本明細書におけるシステムおよび方法は、フィードバックおよび信頼性を電子照明装置の動作に提供することで、電子照明装置の使用を改善するように設計される。

サブシステムおよび使用の方法を含め、電子照明装置のシステムおよび方法の態様が本明細書に開示されている。一態様において、電子照明装置が光ファイバケーブルの存在および色を検出するための知覚システムが開示されている。システムは、キャップを伴う近位端と、末端と、を有する、側方発光光ファイバケーブルなどの光ファイバケーブルを備える。電子照明装置が、筐体と、印刷回路基板（「ＰＣＢ」）と、発光ダイオード（「ＬＥＤ」）と、電力源と、をさらに備える。システムは、電子照明装置の筐体の中で構成される周囲光センサをさらに備え、周囲光センサは光強度をデジタル信号に変換する。システムは、三次元の磁束密度を有するファイバ検出組立体をさらに備える。最後に、システムはキャップ色検出組立体を備え、キャップ色検出組立体は、光ファイバケーブルにおけるキャップの色を検出する。この態様の他の実施形態は、１つ以上のコンピュータ保存デバイスに記録され、方法の行為を実施するようにそれぞれが構成される対応するコンピュータシステム、装置、およびコンピュータプログラムを備える。

他の態様では、電子照明装置におけるファイバの存在を検出するための方法が開示されている。方法は、電子照明装置に周囲光センサおよびファイバ検出組立体を供給するステップを含む。次に、周囲光センサによって光強度を取得し、光強度をデジタル信号に変換する。そして、デジタル信号に基づいてルクスを決定する。次に、ファイバ検出組立体によって磁束密度を取得する。そして、磁束密度に基づいてテスラ値を決定する。最後に、デジタル信号およびテスラ値によって光ファイバケーブルの存在を検出する。この態様の他の実施形態は、１つ以上のコンピュータ保存デバイスに記録され、方法の行為を実施するようにそれぞれが構成される対応するコンピュータシステム、装置、およびコンピュータプログラムを備える。

他の態様において、電子照明装置で、ファイバ側方キャップに基づいて光を検出および放出するための方法が開示されている。方法は、電子照明装置に、光電子センサであるキャップ色検出組立体を供給するステップを含む。次に、電子照明装置によって、側方発光光ファイバケーブルへのキャップを受け入れる。そして、キャップ色検出組立体における送信装置から光を放出する。次に、キャップ色検出組立体におけるマイクロコントローラによって、キャップからの反射光に基づいてＲ／Ｇ／Ｂ値を決定する。最後に、電子照明装置における発光ダイオードによって、Ｒ／Ｇ／Ｂ値に類似する光を放出する。記載されている技術の実施は、ハードウェア、方法もしくは過程、または、コンピュータアクセス可能媒体におけるコンピュータソフトウェアを含み得る。

本開示の多くの態様は、以下の記載を参照してより良く理解されるものである。図面における構成要素は必ずしも一定の縮尺ではなく、代わりに、本開示の原理をはっきりと示す上で強調がされている。さらに、図面では、同様の符号が、いくつかの図を通じて対応する部品を指示している。これらの実施および実施形態が本開示の原理を示しているだけであることは、認識されるべきである。

内部構成要素およびサブシステムの構成を表示する、例の電子照明装置の例示の斜視図である。例の電子照明装置の例示の分解図である。電子照明装置の内部構成要素およびサブシステムの例の概略図である。電子照明装置のＬＥＤ電力システムドライバの例の概略図である。電子照明装置の周囲光センサの例のブロック図である。電子照明装置の周囲光センサチップセットの例の概略図である。電子照明装置の中の周囲光センサ構成を開示する、断面での電子照明装置の例の図である。屈曲部分が周囲光センサおよびキャップ色検出組立体と共に開示されている、電子照明装置のリジッド－フレックスＰＣＢの例の図である。電子照明装置のキャップ色検出組立体の例のブロック図である。キャップ色検出組立体の一部を形成する電子照明装置のＲ／Ｇ／Ｂセンサの例の概略図である。屈曲部分がキャップ色検出組立体と共に開示されている、電子照明装置のリジッド－フレックスＰＣＢの例の図である。電子照明装置の中のキャップ色検出組立体を開示する、電子照明装置の例の図である。構成がファイバ検出組立体の態様を提供する、電子照明装置のための例のキャップおよび磁石のアレイの図である。構成がファイバ検出組立体の態様を提供する、電子照明装置のための例のキャップおよび鋼鉄棒を伴う磁石のアレイの追加の図である。リジッド－フレックスＰＣＢがホール効果センサと共に開示されている例のファイバ検出組立体の図である。電子照明装置の近位端から見たときの例のリジッド－フレックスＰＣＢの図である。電子照明装置の上から下へ見たときの例のリジッド－フレックスＰＣＢ基板の図である。電子照明装置におけるファイバの存在を検出するための例の方法の流れ図である。電子照明装置で、ファイバ漏斗状キャップに基づいて光を検出および放出するための例の方法の流れ図である。

ここで開示されている主題は、ここで開示されている主題の全部ではないが一部が示されている添付の図面を参照して、以後においてより完全に説明される。同様の符号は、全体を通じて同様の要素に言及している。ここで開示されている主題は、多くの異なる形態で具現化でき、本明細書で述べられている実施形態に限定されるとして解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、本開示が適用可能な法的要件を満たすように提供される。実際、ここで開示されている主題の多くの変形および他の実施形態が、前述の記載および関連する図面において提示されている教示の便益を有して、現在開示されている主題が関係する当業者に思い付くことになる。そのため、ここで開示されている主題が、開示されている特定の実施形態に限定されないことと、変形および他の実施形態が、添付の請求項の範囲内に含まれるように意図されていることとは、理解されるものである。

本明細書および請求項を通じて、「光ファイバケーブル」、「光ファイバ線」、および「光ファイバ」という用語は、側方散乱、側方発光、またはサイドグローの光ファイバケーブルを意味するために使用され、光または照明が、ケーブルを横断するときに意図的に放出される。

さらに、本明細書および請求項において、「～を備える」という用語が、文脈がそうでないことを要求する場合を除いて、非排他的な意味で使用されている。同様に、「～を含む」という用語、およびその文法的な変化は、列記における項目の提唱が、列記された項目の代用または追加とされ得る他の同様の項目の除外とならないように、非限定的となるように意図されている。

Ｉ．例示的な使用の場合の状況
医学的注入は、典型的には、薬物、流体、栄養物、溶液、および他の物質を患者へと静脈内に投与するように典型的には供する。患者には、静脈内注入管を使用して医学的注入がしばしば投与される。このような静脈内注入管は、概して、一端において流体供給源に接続され、他端において、患者の血管へのアクセスを提供する針またはポートに接続される柔軟なプラスチックの管から概してなる。流体の異なる供給源（医療用注入ポンプ）に各々が接続される多くの注入管が、１人の患者に一度にいくつかの薬物を送達するために同時に使用されることは、珍しくない。患者の腕を通じて延びる上腕静脈へのアクセスを提供する複数の隣接する針など、針またはポートが互いに隣接して位置付けられることも珍しくない。

複数の注入管の間で区別することは、大きな応力および迅速なタイミングの雰囲気で配置される難しい任務である。医療業界は、大きな認知的負荷を施術者に課すとして雰囲気に言及している。この大きな認知的負荷は、１つの医療用注入管を他の医療用注入管から不適切に区別する結果として、薬物送達の誤りにつながる可能性がある。ほぼ間違いなく、他の医療用注入管からの１つの医療用注入管の取り違えは、防止可能な薬物の誤りの主な原因のうちの１つである。複数の医療用注入管、およびそれらの関連する流体供給源および出力の間での区別における難しさの結果だけでなく、不適合な薬物が同じ医療用注入管を通じて注入される場合に起こり得る潜在的に命を脅かす可能性の結果として、医療用注入管の正確な識別に対する要求がある。

同様に、本明細書における開示は、認知的負荷、または他の環境的な制約が、従来の技術に重荷を課す可能性がある多くの他の環境にも適用可能であり得る。例えば、情報技術（「ＩＴ」）分野における配線の追跡は、迅速な検出および識別を可能にすることができる。他の態様では、開示されている実施形態は、長い距離を通じて信号を送るために、および、ほとんど追加のコストなしで迅速に展開および一体化することができるシステムを得るために、照明の要求が利用され得るエネルギー分野にとって有用であり得る。そのため、より高度なセンサシステムで電子照明装置を改善し、多機能の使用および適応性を可能とする基板インテリジェンスに提供することへの要求がある。

ＩＩ．システムおよび方法
一態様において、電子照明装置が光ファイバケーブルの存在および色を検出するための知覚システムが開示されている。知覚システムは、本明細書に開示されている様々な構成要素、組立体、および構成を備える。一例において、知覚システムは、発光ダイオード（「ＬＥＤ」）などの光源へと構成される。ＬＥＤは、シリコンレンズ、セラミック基板、熱パッド、接着剤層、ＬＥＤのチップまたはマイクロプロセッサ、リン層、および陰極から典型的には成る。構造全体が、典型的には数ミリメートルのパッケージの中にある。典型的には、いくつかのＬＥＤチップが、照明の目的として供するのに十分な光束を提供するために、一体にパッケージされる。

一態様では、ＬＥＤは、電子照明装置へと構成され、印刷回路基板（「ＰＣＢ」）を通じて制御される。図１Ａの例では、ＰＣＢはリジッド－フレックスＰＣＢ（「ＲＦ－ＰＣＢ」）（本明細書では、概して「ＰＣＢ」とも称される）であり、基板の一部が剛性であり、他の部分が柔軟なリボンの中に定められ、それによって、本明細書に開示されている電子照明装置の中などでの適用を可能にする。電子照明装置は、キャップを伴う近位端と、反射キャップにおいて途切れる末端とを有する光ファイバケーブルを照らすように構成される。光ファイバは、光を外側へ発する、または漏らし、ファイバの長さに沿って輝きまたは発光をもたらす、一般的に側方散乱または側方発光と称されるサイドグローまたはファジーの光ファイバケーブルであり得る。

電子照明装置は、一態様において、リジッド－フレックスＰＣＢ、ＲＦ－ＰＣＢ、またはＰＣＢ、および電力源と共に、筐体を備える。筐体は、ポリマー材料から成ることができ、内部ヒートシンクに接続する筐体の中に外部ヒートシンクを効果的に形成する様々な金属または他の熱伝達場所を有することができる。さらに、他の態様では、筐体は、金属から、または、ポリマー材料と金属との混合物から成ることで、様々な組立体およびサブシステムのための保護包囲体を形成することができる。一態様において、筐体は、電子照明装置を水密または防塵とさせ、他の態様では、特定の周囲圧力において特定の時間の期間にわたって防水となるように評価され得る。ゴムガスケットが、筐体の表面だけでなく、使用者が電子照明装置の筐体と接することができる質感のあるゴムなどの把持のためのゴム材料の表面とも位置合わせさせることができる。ゴムガスケットは、防水、振動、防塵において支援し、侵入保護にさらに寄与し、一部の例にＩＰ６５、ＩＰ６６、およびＩＰ６７などの等級を達成させることができる。

ＲＦ－ＰＣＢに戻ると、一例において、ＲＦ－ＰＣＢは、電子照明装置の筐体内で動作可能に構成される周囲光センサで構成され得る。周囲光センサは、任意の数の製造者または型式のものであってよく、例えば、ＬＴＲ－３２９ＡＬＳ－０１などのＬｉｔｅ－Ｏｎ（商標）によって製造されるセンサであり得る。一態様において、ＲＦ－ＰＣＢの柔軟な領域は、ＬＥＤからずらすように周囲光センサを調整および位置合わせさせ、それによって、ＬＥＤの相対的な強度、および環境のルクスの検出と共に、ＬＥＤが電力供給されるかどうかの検出を可能にする。搭載されたマイクロコントローラで組み込まれたこれらの特徴は、ＲＦ－ＰＣＢにおけるパワードライバを通じて自動的な光強度構成を可能にする。他の態様では、周囲光センサは、センサまたは組立体におけるアナログ－デジタルコンバータを通じて、光強度をルクスなどのデジタル信号に変換し、ルクス値をマイクロコントローラ／ＭＣＵへと送信する。他の態様では、変換は、ＲＦ－ＰＣＢにおけるマイクロコントローラにおいて処理され、電子照明装置の挙動を決定するためにさらに使用される。なおもさらなる実施形態では、処理はマイクロプロセッサにおいて行うことができ、マイクロプロセッサは、自律し得る、または、マイクロコントローラユニットに組み込まれ得る。

他の態様では、電子照明装置がファイバ検出組立体で構成される。ファイバ検出組立体はホール効果センサまたはホールセンサである。組立体は、電子照明装置へのファイバ挿入の検出を可能とするキーまたはシグネチャに似るように、調整された磁場を作り出すために、複数の磁石および鋼鉄棒から成り得る。キーまたはシグネチャは、ファイバ線、色に特有であり得る、または、他のインテリジェンスのために符号化され得る。ファイバ検出組立体は、ファイバ漏斗状キャップに構成される少なくとも１つ以上の磁石に基づかれる三次元磁束密度をさらに有し、ファイバ漏斗状キャップは、側方発光光ファイバ線を、電子照明装置または医療用注入ポンプのレンズおよび発光ダイオードに取り付けるコネクタとしても知られている。

追加の態様では、キャップ色検出組立体が電子照明装置のＲＦ－ＰＣＢに組み込まれる。キャップ色検出組立体は、ファイバ漏斗状キャップとしても知られるキャップの色を検出するか、または、他の設計が、光を光ファイバケーブルに沿って方向付けるために、電子照明装置の中または表に構成するように可能とされる。キャップ色検出組立体は、一態様において、Ｒ／Ｇ／Ｂセンサ、発光要素、および、一体化された回路またはマイクロプロセッサから成り得る。さらなる態様において、キャップ色検出組立体は、光放射を直接的に受け入れるように、発光ダイオードに向けて位置決めされ得る。また、キャップ色検出組立体は色コードバンド検出を備えてもよく、キャップは多重バンド色コードを備え、キャップ色検出組立体は、多重バンド色コードを走査し、バンドの色などの命令を戻すことができる、または、追加的に、多重バンド色コードは、施術者への認知的負荷を低減するように働く音、照度パターン、もしくは他のシステム警告などを生成するために、電子照明装置に命令してもよい。

追加の態様では、周囲光センサ、ファイバ検出組立体、およびキャップ色検出組立体は、電子照明装置において、概してＰＣＢとも称されるＲＦ－ＰＣＢに動作可能に構成される。３つのサブシステムは、強調して作動し、互いに依存することができ、例えば、周囲光センサは、光ファイバケーブルが存在するかどうか、または、光ファイバケーブルがそれ自体を通じて延びる照明を有するかどうかを決定するために、ファイバ検出組立体と協調して作動することができる。このような手順は、光ファイバ線の取り付けにおける欠陥を検出するために使用できる、または、未認証の構成または真正でない構成を検出することもできる。欠陥を検出することについて、周囲光センサは、電子照明装置がＬＥＤに電源オンするように命令するときに周囲光における増加を観察しない可能性があり、さらに、キャップ色検出組立体は、複数のバンドパターンを認識しない可能性があるか、または、挿入されたファイバ漏斗状キャップの色をさらに認識しない可能性があり、協調して、それらはシステムの中での欠陥を電子照明装置に信号を送信し、警告を生成してもよい。さらに、組立体は、ファイバ漏斗状キャップに刻まれたＳＫＵ、ＱＲコード（登録商標）、および通し番号などの他のコードを識別するために、協調して作動してもよい。

ここで、電子照明装置の追加の態様を参照する。一態様では、筐体はさらにヒートシンクから成り得る。ヒートシンクは、金属ベースのものであっても、例のシステムに搭載されたＬＥＤ、パワードライバ、マイクロコントローラ、および様々なマイクロプロセッサからの熱エネルギーの放散を可能にする他の伝達可能材料に基づくものであってもよい。さらに、ヒートシンクは、電池などの電力源と位置合わせされ得る。電池は、電子照明装置への継続した電力支援を提供するために利用可能である任意の数の化学物質を備え得る。

本明細書における方法を参照すると、一態様において、電子照明装置におけるファイバの存在を検出するための方法が開示されている。一態様では、方法は、電子照明装置に周囲光センサおよびファイバ検出組立体を供給するステップを含む。周囲光センサは、光を電子照明装置の外部から受け入れるように構成され、したがって、ＲＦ－ＰＣＢの裏側におけるその構成は、拡散した外部光を、電子照明装置の外部の筐体における半透明リングを通じて取得させることができる。他の実施形態では、周囲光センサは、環境の光を入れさせる窓と共に構成され得る。さらなる実施形態では、周囲光センサは、側方発光光ファイバケーブルへと流れる光を検出し、それによって、環境のルクスを測定するようにＬＥＤがオフにされるとき、環境の光を増幅するために光ファイバケーブル自体を利用することができる。次に、周囲光センサまたはマイクロコントローラユニットは、光強度を取得し、光強度をデジタル信号（ルクス）へと変換する。次に、ＭＣＵは、デジタル信号に基づいてルクスを決定する。そして、ファイバ検出組立体におけるホール効果センサは磁束密度を取得する。そして、ＭＣＵは、磁束密度に基づいてテスラ値を決定する。ホール効果センサおよび周囲光センサを通じて、光ファイバケーブルの存在が、デジタル信号およびテスラ値で検出され得る、または、いずれかの組立体またはセンサによって独立して検出され得る。さらに、ファイバ検出組立体におけるホール効果センサを通じて磁束密度を取得するとき、磁束の強度は出力電圧に基づいて表され得る。最後に、例の態様は、光ファイバケーブルが存在することを電子照明装置によって警告することを開示している。さらに、電子照明装置は、光ファイバケーブルが、テスラ値だけに基づいて、または、キャップ色検出組立体との組み合わせに基づいて、電子照明装置との使用について認証できることを認証するためのサブシステムを使用することができる。

本明細書における実施形態は、医療用注入ポンプの筐体に組み込まれてもよい。例えば、様々な構成要素、装置、およびシステムが、医療用注入ポンプに組み込まれてもよく、一方、筐体は医療用注入ポンプ筐体になる。さらに、ヒートシンクは、組み込まれてもよい、または、医療用注入ポンプによって利用可能とされる追加の空間で、すべて一緒に取り外されてもよい。図への以下の参照は実施形態であり、それら実施形態のいずれも、医療用注入ポンプを含むことができ、ＭＣＵは、医療用注入ポンプに搭載された処理装置である。

ＩＩＩ．図の参照
図１Ａを参照すると、内部構成要素およびサブシステムの構成を表示する、例の電子照明装置の例示の斜視図となっている。例では、電子照明装置１００は、ファイバ側方キャップまたは漏斗状キャップとも称され得るファイバ漏斗状キャップと共に開示されている。ファイバ漏斗状キャップは、例では、特定の色のものであり得、電子照明装置１００の受け入れユニットへと挿入されるとき、色が検出され、電子照明装置１００は、キャップ色に対応するＬＥＤドライバを照らすように設定されている。この特徴は、直観的であるため、認知的負荷を低減し、赤色のキャップは、光ファイバ線１０８の下で赤色の光を表示するように、ＭＣＵを通じて電子照明装置１００を構成する。この例では、光ファイバ線１０８は、側方発光もしくは側方散乱の光ファイバ線である、または、線の方向性の外側に光の漏れを許容する不十分な伝送を伴う光ファイバ線である。

続いて、例では、ＲＦ－ＰＣＢ１０４が開示されており、屈曲部分がそれ自体へと折られており、キャップ色検出システムのＲ／Ｇ／Ｂセンサのための場所を形成している。折りは、電子照明装置の搭載されたＬＥＤからの周囲光センサの遮断を可能とし、周囲光センサは、電子照明装置１００の近位端において、半透明リング１０２とも称される透明な筐体から環境のルクスを取得する。他の態様では、半透明リング１０２は、不透明であってもよく、環境の光を許可する窓を有してもよい。さらなる実施形態では、側方発光光ファイバ線からの光は、環境のルクスを決定するために使用されてもよい。また、ファイバ検出組立体を形成するホール効果センサのために供給される磁石が、磁場を形成するために、半透明リング１０２の中に埋め込まれる、または、半透明リング１０２の近くに位置決めされる。

電池１０６が内部ヒートシンク１１２と共に開示されており、電池は電子照明装置の様々な組立体に電力供給し、内部ヒートシンク１１２は、筐体における外部ヒートシンクに熱を放散させるように機能する。ＬＥＤ組立体１１０は、側方発光光ファイバ線１０８を通じて光を投影するために、ファイバ側の漏斗部と連結するように位置決めされる。電子照明装置へのエンドキャップ１１４が、電池を所定位置で保持し、通信モジュールまたは組立体だけでなく、アンテナをさらに収容することができる。

ここで図１Ｂを参照すると、例の電子照明装置の例示の分解図となっている。例では、筐体２０２は外部ヒートシンク２０４のための場所を有し、外部ヒートシンク２０４は内部ヒートシンク２０６との熱接続にある。内部ヒートシンク２０６は、熱の蓄積を低減し、密な包囲体の中の熱を制御するように、ＬＥＤパワードライブ、ＬＥＤ、および、処理ユニットを含め、他の一体化され回路またはマイクロコントローラなどの機器に接触するように設計されている。例の電子照明装置の筐体はエンドキャップ２１２でさらに構成され、エンドキャップは負の端子２２２を有する。エンドキャップ２１２は、電池を所定位置で固定し、電池の迅速な交換を可能にする。例では、エンドキャップ２１２は、電池の接触を分離し、電子照明装置の保存可能期間の延長を可能にするために、分割紙２２４を有する。また、半透明リング２１４が、近位端、または、光ファイバ線に最も近い端を形成しており、半透明リング２１４は光を周囲光センサに到達することを可能にする。同様に、追加の実施形態では、環境への窓が設けられてもよく、半透明リングは、不透明である、または半透明ではなく、リングの中の窓が、環境の中のルクスを観察することを可能にすることができる。

本明細書で開示されている様々な例が、電子照明装置の参照を含み、図１Ｂにおいて識別されている。一態様では、照明装置は、筐体２０２とも称される前外殻および後外殻の中に収容される。筐体は、ポリマーからしばしば作られるが、金属ケーシングなどの他の材料から作られてもよい。電子照明装置の筐体は、組立体、センサ、および制御装置を保護するだけでなく、前記構成要素の位置決めを提供し、大きさ、耐久性、およびＲＦ信号の伝送の容易性を担うように働く。電子照明装置のエンドキャップ２１２は、リチウムイオン電池または他の電池を、外殻または筐体２０２の中の所定位置において固定する。エンドキャップ２１２は、電流を断ち、電子照明装置のより長い保存可能期間および保存を可能とするために、一片の分割紙２２４を受け入れるように用意されている。追加の態様では、ＰＣＢ２１０ならびに／またはマイクロコントローラおよび電池供給もしくは電池２０８に沿って一体化され、内部ヒートシンク２０６は、熱をさらに放散させるために、高い熱伝導性の材料を通じて、金属サイドカバーまたは外部ヒートシンク２０４へと接続される。他の態様では、金属サイドカバーは、電子照明装置の内部に完全に形成され、受動的な環境冷却複合体を提供する。

図１Ｂの例の他の態様では、電子照明装置に電力供給することを可能とするために、リチウム化学または他の化学のものであり得る複数の電池２０８から電力が供給される。また、電子照明装置の電池２０８は、無線で充電され得る、または、ＵＳＢ－Ｂ、ＵＳＢ－Ｃ、またはそれらの任意の微小な変形形態など、一様なシリアルバス接続を通じて充電され得る。本明細書においてＰＣＢとしても知られているＲＦ－ＰＣＢ２１０は、様々な組立体およびセンサと共にマイクロコントローラを含む。ＲＦ－ＰＣＢ２１０は、センサおよび組立体の特有の位置決めを可能として最適な動作を可能とするように、折られた構造を形成する。一態様では、周囲光センサは、半透明リング２１４を通過する環境からの周囲光が唯一の感知される光となるように、ＲＦ－ＰＣＢ２１０の裏側に形成される。これは、光強度を制御するために、ＭＣＵによる自動的な調整を可能にする。例えば、包囲する環境が暗い場合、ＬＥＤによって生成されるルクスの大きさは、全体システムの必要性が大きいルクスの動作を要求せず、それによって電池の寿命を節約し、過剰な熱および使用から機器を保護するため、より小さくなり得る。

ＲＦ－ＰＣＢ２１０におけるＬＥＤ組立体２２８はレンズ２２０と共に構成され、レンズ２２０は、照明のためのファイバを受け入れるように据え付けられる。ファイバ側は、一態様ではファイバ漏斗状キャップが搭載され、ファイバ漏斗状キャップは、半透明リング２１４を構成し、係止機構によって、または、磁気組立体２１６など、磁力および磁石の使用を通じて、所定位置で保持される。キャップ色検出組立体を備えるＲ／Ｇ／Ｂセンサ２２６が、ファイバ漏斗状キャップの受入開口に向けて内方を向いて開示されている。また、磁石組立体２１６は、鋼鉄棒２１８と協調して、ファイバ検出だけでなく、認証およびセキュリティのために利用され得る磁束キーまたはシグネチャを提供する。電子照明装置は、シグネチャまたは磁束キーの使用を認証するように構成され得る。

ここで図２を参照すると、電子照明装置の内部構成要素およびサブシステムの例の概略図となっている。一態様では、マイクロコントローラユニットまたはＭＣＵは、このような電池に電力供給するように構成される、または、デバイスの外部の電力源へのＵＳＢ接続を通じて直接的に電力供給され得る。同様に、電力供給は、Ｑｉ充電としてのこのような基準を通じて無線で電力を受け入れることに適合され得る。図２の概略は、ＬＥＤドライバ、周囲光センサ、Ｒ／Ｇ／Ｂセンサ（キャップ色検出組立体を構成する）、ファイバ検出組立体（ホールセンサに一部で基づかれる）、状態ＬＥＤ、および電力供給部などの構成要素を含め、電子照明装置の例の全体の一般化である。

様々な構成要素、組立体、センサ、およびサブシステムが、盤内通信のための集積回路間（「Ｉ^２Ｃ」）インターフェースを利用して通信し得る。無線Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）および他の無線規格などの追加の通信プロトコルが、搭載されたＭＣＵで構成された追加のチップセットであり得る。

ここで図３を参照すると、電子照明装置のＬＥＤ電力システムドライバの例の概略図となっている。一態様では、パワードライバは、色周波数を変えるためにＬＥＤを照らす。開示されている例では、赤色、緑色、青色、および白色のドライバが、色の様々な態様に電力供給する。ＬＥＤ構成要素に電力供給するドライバからの熱、輝き、温度のため、図１Ｂにおいて開示されているものなど、ヒートシンクが適用され得、熱は、電子照明装置に沿って拡散させられ、外部に搭載されたヒートシンクを通じて電子照明装置の外部に放散させられる。したがって、本実施形態は、外部を向く金属のヒートシンクと熱連通している内部の金属のヒートシンクである。ＬＥＤドライバの追加の構成だけでなく、ＬＥＤ電力供給組立体およびチップセットの追加の構成が、本明細書で開示されている。

ここで図４を参照すると、電子照明装置の周囲光センサの例のブロック図となっている。一例では、周囲光センサは、光強度を、直接集積回路間Ｉ^２Ｃが可能であるデジタル出力信号へと変換する。図４を参照すると、アナログ－デジタルコンバータ（「ＡＤＣ」）が、視認可能ＩＲダイオードおよびＩＲダイオードに構成され、ここでロジックは変換を担当する。続いて、例では、Ｉ^２Ｃインターフェースはシリアルクロック（「ＳＬＣ」）およびシリアルデータと接続して表示されている。それによって、Ｉ^２Ｃは、同期式、マルチコントローラ式、マルチターゲット式、パケット交換のシングルエンド形シリアル通信バスである。Ｉ^２Ｃは、抵抗器でプルアップされる２つだけの双方向オープンコレクタまたはオープンドレインライン、シリアルデータライン、およびシリアルクロックラインを使用する。使用される典型的な電圧は＋５Ｖまたは＋３．３Ｖであるが、他の電圧もよくある。

図４の例では、３０℃から７０℃までの範囲内の動作温度内で、例の周囲光センサは、０．０１ルクスから６４，０００ルクスまでの６つのダイナミックレンジを感知でき、５０／６０Ｈｚの照明の明滅を自動的に排除する。したがって、例の表面実装パッケージでは、周囲センサは、光強度を、ＭＣＵとの直接Ｉ^２Ｃインターフェースが可能であるデジタル出力信号へと変換する。

ここで図５を参照すると、電子照明装置の周囲光センサチップセットの例の概略図となっている。３つの主な種類の周囲光センサ、つまり、フォトダイオード、フォトニックＩＣ、およびフォトトランジスタがある。原則として、それらは、光を電圧または電流へと変換し、電圧または電流を動作のモードのために使用する同じ線に沿って機能する。典型的には、光がフォトダイオードに入り、フォトダイオードでは、薄い層が光子を空乏領域へと通過させ、空乏領域において電子ホールの対が形成される。空乏領域にわたる電界は電子をＮ層へと一掃させる。ある態様では、周囲光センサは、０．０１ルクスから６４，０００ルクスまでの広いダイナミックレンジにわたって線形の応答を提供する。ルクス（記号：ｌｘ）は、照度のＳＩ組立単位であり、単位面積あたりの光束を測定する。１平方メートルあたり１ルーメンに等しい。測光では、これは、人の目によって感知されるとして、表面に当たるか、または表面を通過する光の強度の測定として使用される。

照度は、１平方メートルあたりの放射単位ワットと類似しているが、各々の波長における出力が、光度関数、人の視覚的な明るさの感知の標準化されたモデルに従って重み付けされている。照度は、光束が所与の面積にわたってどれだけ大きく広げられるかの測定である。光束（ルーメンで測定される）を、存在する可視光の全体の「大きさ」の測定として考え、照度を、表面における照明の強度の測定として考えることができる。所与の大きさの光が、より大きい面積にわたって広げられる場合、表面をより薄暗く照らすことになり、そのため、照度は、光束が一定に保持されるときに面積に反比例する。

光源への方向に対して垂直な表面への光源によって提供される照度は、その場所から感知されるその光源の強度の測定である。すべての測光単位のように、ルクスは対応する「放射測定」単位を有する。任意の測光単位と、その対応する放射単位との間の違いは、放射単位は、すべての波長が等しく重み付けされた状態で、物理的な出力に基づくものであり、一方、測光単位は、人の目の像を形成する視覚系が、ある波長に対して他の波長より敏感であるという事実を考慮しており、そのため、すべての波長に異なる重み付けが与えられることである。重み付け係数は光度関数として知られている。

ルクスは１平方メートルあたり１ルーメン（ｌｍ／ｍ^２）であり、放射照度を測定する対応する放射単位は、１平方メートルあたり１ワット（Ｗ／ｍ^２）である。ルクスとＷ／ｍ^２との間に信号変換係数はない。すべての波長について異なる変換係数が存在し、光のスペクトル成分が分からない場合、変換を行うことは可能ではない。光度関数のピークは５５５ｎｍ（緑色）にあり、目の像を形成する視覚系は、この波長の光に対して、他の波長より敏感である。この波長の単色光について、所与の大きさの放射照度についての照度の大きさは、１Ｗ／ｍ^２あたり６８３．００２ルクスで最大であり、この波長において１ルクスを作り出すために必要とされる放射照度は約１．４６４ｍＷ／ｍ^２である。可視光の他の波長は、１Ｗ／ｍ^２あたりでより小さいルクスを作り出す。光度関数は、可視スペクトルの外の波長についてはゼロへと低下する。

混合した波長を伴う光源について、１ワットあたりのルーメンの数は、光度関数を用いて計算できる。合理的に「白色」として現れるためには、光源は、目の像を形成する視覚の光受容体が最も敏感である緑色の光だけから成ることはできず、光受容体がはるかにより鈍感である赤色の波長および青色の波長の十分な混合を含まなければならない。

これは、白色の（または白っぽい）光源が、６８３．００２Ｉｍ／Ｗに理論的最大よりはるかに小さい１ワットあたりのルーメンを作り出すことを意味する。１ワットあたりのルーメンの実際の数と、理論的最大との間の比率は、発光効率として知られている百分率で表される。例えば、典型的な白熱電球は約２％だけの発光効率を有する。実際には、個人の目はその光度関数において若干変化する。しかしながら、測光単位は正確に定められ、正確に測定可能である。測光単位は、多くの個々の人の目における像を形成する視覚の光受容体のスペクトル特性の測定に基づかれる取り決められた標準的な光度関数に基づかれる。

図５の例では、周囲光センササブシステムとして構成されている周囲光センサが、リジッド－フレックス印刷回路基板へと組み込まれている。周囲光センサを一体化することで、電子照明装置は、ファイバが構成されると、環境のルクスとルクスにおける変化とを決定することでファイバ送り込みの接続を視覚化または検出する能力を持つ。電子照明装置の外部におけるルクスにおける増加なしでの筐体の中でのルクスの増加は、搭載されたＬＥＤが活動しているが、光ファイバケーブルを通じた伝送が行われていないときだけである。同様に、ＬＥＤドライバの電源オンから周囲のルクスが増加している場合、電子照明装置が意図されているように動作しているときだけであり得る。

他の態様では、電子照明装置のＬＥＤの周囲光と異なる周囲光を検出するために、照明装置の近位の場所に半透明リングが存在する。一態様では、周囲光センサは、ファイバの輝度の供給源から遮られる場所におけるＲＦ－ＰＣＢの柔軟な領域に配置される。周囲光センサは、ファイバが取り付けられていない状態で周囲光を検出する場合、マイクロコントローラを低電力モードに切り替えることができる。周囲光センサは、他の態様では、電力制御およびスリープ立ち上げを支援する。他の態様では、周囲光センサは、ＬＥＤの中で、または、電子照明装置の中で、誤りを検出する。周囲光センサは、追加の実施形態では、電子照明装置の信号の妨害を検出するために、および、電子照明システムによる問題を使用者に警告または他に案内するために、搭載される。

ここで図６を参照すると、電子照明装置の中の周囲光センサ構成を開示する、断面での電子照明装置の例の図となっている。例では、周囲光センサは、電子照明装置のＬＥＤ６０４から遮られた領域に構成されている。周囲光センサ６１４は、半透明リング６１６を通じて、環境からルクスまたは光を受け入れるように向けられている。追加の実施形態では、半透明リング６１６は、最適な性能を可能とするように、特定のルクス範囲を遮るためのフィルタを有し得る。他の実施形態では、半透明リング６１６は、半透明でなくてもよく、電力節約アルゴリズムおよびＬＥＤ電力の自動的な調整の一部として、環境のルクスを集めるために、外部に窓を有し得る。例えば、周囲光センサ６１４は、ファイバが取り付けられていない状態で周囲光を検出する場合、ＰＣＢ６００で通信を行うことで、マイクロコントローラまたはＭＣＵを低電力モードに切り替えることができる。周囲光センサ６１４は、他の態様では、電力制御およびスリープ立ち上げ機能だけでなく、光度が環境のルクスに影響を与えるのに十分であるかどうかを識別することで、適切な使用を他の組立体に命令することを支援する。電力源が電池６０２であるとき、アルゴリズムは、壁コンセントなどの電力源に直接的に接続されることに対して、保守的なパラメータを有することができる。他の態様では、周囲光センサは、光がレンズ６１０を通じて放出していないことを検出することで、ＬＥＤの中で、または、電子照明装置の中で、誤りを検出する。周囲光センサは、追加の実施形態では、電子照明装置の信号の妨害を検出するために、および、電子照明システムによる問題を使用者に警告または他に案内するために、搭載される。

続いて、図６では、キャップ色検出組立体を形成するＲ／Ｇ／Ｂセンサ６１２は、ファイバ６１８の受入開口およびファイバ漏斗状キャップ６２０の方を向いている。Ｒ／Ｇ／Ｂセンサは、ファイバ漏斗状キャップ６２０の挿入部分の外面を読み取るために搭載されている。さらに、Ｒ／Ｇ／Ｂセンサは、特定の色または他の通信ルーチンに向けてＬＥＤドライバに電力供給するようにＭＣＵに命令するために、ファイバ漏斗状キャップ６２０の色を検出することができる。本明細書で言及されている組立体は熱を発生する可能性があり、内部ヒートシンク６０８が、それらの構成要素にわたって位置決めされ、この例では電子照明装置の筐体の一部を形成する外部ヒートシンク６０６と熱連通している。

ここで図７を参照すると、屈曲部分が、周囲光センサ７０２と、Ｒ／Ｇ／Ｂセンサ７０４で構成されたキャップ色検出組立体と共に開示されている、電子照明装置のリジッド－フレックスＰＣＢ７００の例の図となっている。キャップ色検出組立体は、ＬＥＤパワードライバをプログラムして、ファイバ側方キャップと合致するようにＬＥＤ光の特定の範囲を照らすために、ファイバ漏斗状キャップのキャップ色を読む能力を有する。一態様では、ＲＧＢセンサは、ＩＲ遮断フィルタおよび高い感度で感知する色の光であり得る。例の製造者には、Ｍｉｓｕｍｉ（商標）、Ｅｘｃｅｌｉｔａｓ（商標）、ａｍｓ（商標）があり、高い感度を伴う低電力オプションを含む。

Ｒ／Ｇ／Ｂセンサについての便益および特徴の例が、以下における表に開示されている。

一態様において、Ｒ／Ｇ／Ｂセンサは、キャップ色検出組立体の一部として、多重バンドコードを読み取るように構成されており、バンドは、光の特定の色を作り出すためなど、特定のスペクトルにおいて照らすためにＭＣＵの中で符号化またはあらかじめプログラムされ得る。多重バンドコードは、ファイバ側方キャップにおけるリング、またはファイバ線に沿ってのリングとして書き直すことができ、電子照明装置と係合されるとき、多重バンドコードの読み取りと、ＬＥＤパワードライバへの信号送信または通信のためのキャップ色検出組立体からＭＣＵへの伝送とを許容する。

ここで図８を参照すると、キャップ色検出組立体を形成する電子照明装置のＲ／Ｇ／Ｂセンサの例のブロック図となっている。ブロック図では、Ｒ／Ｇ／Ｂ制御スタックは集積回路のアーキテクチャを示している。さらに、Ｒ／Ｇ／Ｂセンサが、ＲＦ－ＰＣＢにおけるＭＣＵとインターフェース通信している。構成は多くのうちの１つであり、他の例は追加の構成要素または構成を含み得る。例えば、多重バンドコード読み取り装置が追加の要素を含んでもよい。

一態様では、キャップ色組立体が、キャップの色を識別するためにＲ／Ｇ／Ｂセンサを利用し、ひとたび取得されると、特定の色を照らすためにＬＥＤパワードライバにさらに命令するＭＣＵと通信する。他の態様では、キャップ色検出組立体が、パターンで照らすために、周囲光センサの外部の予期された光度を指示するために、または、音響信号、もしくは医療用流体処置での識別などの他の認識態様を演じるためになど、特定の命令に符号化され得る。一態様では、赤色のキャップまたは赤色のバンドパターンが、血液製品または輸血のためにプログラムされ得る。一方、緑色のキャップまたは緑色のバンドパターンが栄養物のためにプログラムされてもよく、青色が生理食塩水のためにプログラムされてもよいが、本明細書に開示されているシステムおよび方法によりいくつかの可能性がある。

ここで図９を参照すると、キャップ色検出組立体の一部を形成する電子照明装置のＲ／Ｇ／Ｂセンサの例の概略図となっている。図９の例では、Ｒ／Ｇ／Ｂセンサの一実施形態についての概略が開示されている。ＲＦ－ＰＣＢにおけるＭＣＵは、Ｉ^２Ｃインターフェースを通じて通信している。一態様では、キャップ色検出センサが、正確な色測定を生成するために、ＩＲおよびＵＶのスペクトル成分を最小限にする。他の態様では、キャップ色検出は、ファイバ漏斗状キャップのキャップ色を検出する、または、ファイバ線におけるキャップを単純化する。他の態様では、キャップ色検出センサは、ファイバ漏斗状キャップの色を検出し、色をマイクロコントローラまたはＭＣＵに登録し、マイクロコントローラは、キャップがどの色から作られているか、および、光の色またはパターンがどのファイバケーブルへと放出されるべきかを決定する。キャップ色検出センサは、変化する条件の下で、ＩＣＵ室の照明から、患者のケアおよび安静状態での照明まで、正確な色および周囲光感知を走査するように可能とされている。さらに、キャップ色は透かしとして供することができ、所有者の色が選択でき、および／または、偽造防止および認証のための色特性でキャップを符号化する技術として供することができる。さらに、キャップ色検出センサはＳＫＵ識別とすることができ、バーコード、多重バンドコード、色コード、またはパターンなどの読み取り可能コードの態様を識別する。このような識別は、適切な使用を確保すると共に、医療機器を認証および検証することを可能とし、これはさらに、患者への害の危険性を低減するのを助け、システムを通常の状態で動作することを可能にする。

ここで図１０を参照すると、屈曲部分がキャップ色検出組立体１０００と共に開示されている、電子照明装置のリジッド－フレックスＰＣＢの例の図となっている。一態様では、Ｒ／Ｇ／Ｂセンサ１００２がＩＲフィルタと白色ＬＥＤモジュールとを有する。Ｒ／Ｇ／Ｂセンサの例は、ＴＡＯＳ（商標）（ＴｅｘａｓＡｄｖａｎｃｅｄＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｏｌｕｔｉｏｎｓ）によって製造されるＴＣＳ３４７２５である。一態様では、Ｒ／Ｇ／Ｂセンサ１００２は、キャップまたはバンドパターンなどの感知された物体について、アナログ値をデジタル値に戻して処理する。さらに、ある態様では、キャップ色検出組立体１０００のＲ／Ｇ／Ｂセンサ１００２は、電力節約、使用中、セキュリティ、および認証などの機能のために、周囲光感知を可能ともする。一態様では、Ｒ／Ｇ／Ｂセンサ１００２は、３ｘ４フォトダイオードアレイと、フォトダイオード、データレジスタ、ステートマシン、およびＩ^２Ｃインターフェースを一体化する４つのアナログ－デジタルコンバータとを含む。

追加の態様では、一連の色バンドのための透かしまたは色アレイが、セキュリティおよび認証のために使用され得る。一態様では、一連のバンドとされた色コードが配置され、電子照明装置の中のキャップ色検出組立体によって読み取られる。色コードが一致である場合、電子照明装置は機能し、色コードが一致しない場合、電子照明装置は通知を提供する。通知は、信号もしくは伝送からなり得、または、ファイバが本物ではないか、不適切に挿入されているかのいずれか、もしくは、システム内に欠陥があるという他の通知から成り得る。他の態様では、多重バンドコード、ＳＫＵ、または透かしは、ＬＥＤ伝送色、パターン、または警告に関して入力を電子照明装置に提供することができ、電子照明装置は、側方発光光ファイバ線を照らすために信号を送る。

ここで図１１を参照すると、電子照明装置の中のキャップ色検出組立体を開示する、電子照明装置の例の図となっている。例の図では、キャップが開示されており、電子照明装置と共に構成されている。キャップ色検出組立体のＲ／Ｇ／Ｂセンサ１１０２は、光ファイバ線のキャップと相互作用するように構成されている。さらに、Ｒ／Ｇ／Ｂセンサ１１０２の位置は、特定の光もしくは認証について符号化する、またはシステム内でプログラムされるような追加の特徴を符号化する特有のバンドコード、またはキャップ側方もしくはファイバ漏斗状キャップにおけるコードの読み取りも担う。一態様では、多重バンドコードは赤色を識別し、赤色ＬＥＤのパワードライバがオンにされる。

ここで図１２を参照すると、構成がファイバ検出組立体の態様を提供する、電子照明装置のための例の半透明なキャップ１２００および磁石のアレイ１２０２の図である。キャップは、半透明とすることができ、環境の光と、側方散乱光ファイバ線からの光の漏れと、を感知するために、先に開示されている光学センサと協調して機能する。半透明なキャップ１２００は、筐体の一部を形成する電子照明装置に嵌められる。図１２の中で開示されているのは、磁場を形成するために、複数の磁石についての位置決めである。このような磁場は、特定の磁束キーまたはシグネチャを利用する情報の認証、作動、セキュリティ、および伝送のために利用されてもよい。

同様に、図１３を参照すると、構成がファイバ検出組立体の態様を提供する、電子照明装置のための例の半透明のキャップおよび鋼鉄棒１３０４を伴う磁石のアレイ１３０２の追加の図となっている。鋼鉄棒１３０４は、特定の磁場の調整を可能とするために磁場の調整を提供し、認証以上のことを可能とするが、ＬＥＤドライバについての特定の色またはパターンにプログラムされるなど、異なる磁束キーまたはシグネチャを有することが異なる効果をもたらす。認証に関して、鋼鉄棒１３０４は、磁性棒であってもよく、調整において利用され、電子照明装置は鋼鉄棒１３０４を必要としなくてもよく、システムは、磁石のアレイ１３０２に基づいて三次元の磁束で動作でき、キーまたはシグネチャは、電子照明装置と係合されている漏斗状キャップにおける金属板によって決定される。

ここで図１４を参照すると、リジッド－フレックスＰＣＢ１４００がホールセンサ１４０２と共に開示されている例のファイバ検出組立体の図となっている。ホールセンサとしても知られるホール効果センサは、磁場の大きさを測定するデバイスである。ホールセンサの出力電圧は、ホールセンサを通じての磁場の強度に直接的に比例する。ホールセンサは、近接感知、位置決め、速度検出、および電流感知用途のために使用される。しばしば、ホールセンサは、スイッチとして作用し、スイッチと呼ばれるように、閾方向と組み合わせられる。産業用途において一般的に見られるとき、ホールセンサは、民生用機器および医療用途においても使用され、例えば、いくつかのコンピュータプリンタは、紙なしおよび開いたカバーを検出するためにホールセンサを使用する。ホールセンサは、コンピュータキーボード、特に高い信頼性を必要とする用途で使用されてもよい。ホールセンサの例は、混合信号ＣＭＯＳ技術に基づかれたＭｅｌｅｘｉｓ（商標）によるＵＳ１８８１である。一態様では、ホールセンサは、高い磁気感度が搭載され、３．５Ｖから２４Ｖまでの動作電圧と、小さい電流消費と、を有する。

一態様では、電子照明装置におけるホールセンサ１４０２は、電子照明装置の前キャップに配置される一連の磁石を通じてファイバ線の存在を検出する。一実施形態では、電子照明装置は、±１６０ｍＴを感知することができる３Ｄ磁束密度を作り出す。他の実施形態では、範囲が±１６０ｍＴにわたって存在する。ホールセンサは、６５ｕＴへとプログラム可能な磁束分解能が搭載される。そのため、位置検出、Ｘ－Ｙ角度、ファイバ配向、および測定を可能にする。３Ｄ磁束は、磁束キーまたはシグネチャとしても知られており、このようなシグネチャは、照らす注入管またはファイバ線の認証および検証のために使用することもできる。さらに、他の態様では、ホールセンサ１４０２は電力供給およびスリープ立ち上げの機能を制御する。ホールセンサ１４０２はさらに、マイクロコントローラのオン／オフ、スリープ／立ち上げ、休止状態の機能を制御することで、エネルギー節約の態様を提供するように装備される。他の態様では、ホールセンサ１４０２は、磁束キーまたはシグネチャの検出を通じてデバイスのセキュリティを可能にする。

図１４の例では、ホールセンサなどの搭載センサによって登録され得る磁場のための複数の磁石の電子照明装置の一態様において、磁束は、デバイスが使用中であること、または、セキュリティおよび認証などの他の態様にあること、を検証するために使用できる。このような状況では、磁場は、デバイスを認証するように、磁束キーまたはシグネチャに調整される。一態様では、鋼鉄棒または他の金属棒またはピンが、磁場を調整するために利用され、他の態様では、磁力を阻害することができる異なる材料が使用される。一態様では、鋼鉄ピンが、特定の漏斗の色または照らす光ファイバ線のシグネチャと合致するように設定される。他の態様では、鋼鉄ピンまたは他の磁束分配デバイスが、ホールセンサからの特定の電圧読み取りのために位置決めされる。様々な取り付けを認証するこのような実施形態では、光ファイバ線が観察され得る。さらに、追加の実施形態では、マイクロコントローラのスリープ立ち上げ機能がホールセンサによって作動させられることで、電力節約を可能にする。

引き続き図１４において、一態様では、ファイバ線キャップまたはファイバ線漏斗が、ＬＥＤ光の色を指定する特定の色とすることができ、ＬＥＤパワードライバは電子照明装置の中で照らすことになる。ファイバ側方キャップ、ファイバ漏斗状キャップ、またはファイバキャップは、電子照明装置に近接して、ファイバ線が途切れる場所の反対側に位置付けられる。ファイバ線の遠位端は保護近位キャップを有し得る。ファイバ線キャップには、特定のシグネチャ（磁束キー、磁束シグネチャ）に合致および検証するために金属板が搭載され、電子照明装置のホールセンサが、ファイバ線検出組立体の一部として、シグネチャを感知および認識することができる。ある態様では、ファイバ側方キャップが、磁気板が搭載され、認証および検証のために使用される。他の態様では、ファイバ側方キャップは、命令を電子照明装置に提供するために利用される。追加の態様において、アンテナがファイバ線の近位キャップカバーに配置されてもよく、マイクロコントローラは、無線パルスを送信し、信号を受信することができ、この実施形態は、光学出力センサ、マイクロコントローラ、またはそれら両方に結び付けられ得る。

ここで図１５を参照すると、電子照明装置の近位端から見たときの例のリジッド－フレックスＰＣＢの図となっている。例では、ＬＥＤ１５０２がＲＦ－ＰＣＢの屈曲部分において開示されている。ＬＥＤは、ＲＦ－ＰＣＢの遠位部分の孔または穴を通じて照らすように構成されている。例は、電子照明装置の筐体の中に構成され、電池など電力供給部と、パワードライバおよびＬＥＤ１５０２から発生させられる熱を除去するための内部ヒートシンクと、で構成するように搭載されている。

続いて、キャップ色検出組立体の態様を形成するＲ／Ｇ／Ｂセンサ１５０４は、側方発光光ファイバケーブルのファイバ漏斗状キャップまたはキャップの色を感知するために、ＬＥＤを向く領域において構成される。同じく開示されているのは、ホール効果センサ１５０８のための場所の例であり、ホール効果センサ１５０８は、電子照明装置を側方発光の光ファイバ線と接続して認証するために、図１２～図１３におけるものなど、磁石構成と共にファイバ漏斗状キャップにおける磁気板とで構成する。周囲光センサ１５０６が、ＬＥＤ１５０２およびレンズの経路の外に構成されており、環境の光だけでなく、例の電子照明装置の筐体における半透明リング、窓、または他の開口を通じて、光ファイバ線からの放出された光を感知するように搭載されている。

ここで図１６を参照すると、電子照明装置の上から下へ見たときの例のリジッド－フレックスＰＣＢ基板の図となっている。ＲＦ－ＰＣＢの中には、本明細書で開示されているセンサ、組立体、およびサブシステムの例がある。ＰＣＢの屈曲部分は、それ自体へと折られ、ＬＥＤは、屈曲部分の最も遠位の部分の孔を通じて照らすように構成されている。この例では、Ｒ／Ｇ／Ｂセンサおよび組立体は、ホール効果センサ、ファイバ検出組立体、および周囲光センサと共に遠位部分に位置付けられる。これは、構成の一例であるが、当業者は、ＲＦ－ＰＣＢが、集積回路へのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ／無線モジュールおよび追加のＩ／Ｏ構成などの追加の構成要素を含んでもよいことに気付くことになる。

図１７は、電子照明装置におけるファイバの存在を検出するための例の方法の流れ図である。例では、方法は、ホールセンサを含め、電子照明装置に周囲光センサおよびファイバ検出組立体を供給することで始まる（ステップ１７０２）。次に、光強度が周囲光センサによって観察され、デジタル信号に変換される（ステップ１７０４）。次に、組立体は、デジタル信号に基づいてルクスを決定する（ステップ１７０６）。次に、ファイバ検出組立体は、ファイバ検出組立体によって磁束密度を取得する（ステップ１７０８）。そして、ＭＣＵ、または、ファイバ検出組立体における等価の搭載処理ユニットによって、磁束密度に基づいてテスラ値を決定し、密度は、電子照明装置における磁石によって作り出される磁場の測定であり、光ファイバケーブルの近位端において、ファイバ漏斗状キャップまたはファイバ側方キャップにおける鋼鉄板に対応する（ステップ１７１０）。最後に、ルクスおよびテスラ値を分析することによって光ファイバケーブルの存在を検出する。

図１８は、電子照明装置で、ファイバ側方キャップに基づいて光を検出および放出するための例の方法の流れ図である。初めに、方法は、電子照明装置にキャップ色検出組立体を供給することで始まり、キャップ色検出組立体は、Ｒ／Ｇ／Ｂセンサまたは光電センサから成る（ステップ１８０２）。次に、電子照明装置は、光ファイバケーブルを伴うファイバ漏斗状キャップを受け入れる（ステップ１８０４）。次に、キャップ色検出組立体は、Ｒ／Ｇ／Ｂセンサの近くに位置決めされる送信装置から光を放出する（ステップ１８０６）。キャップ色検出組立体におけるＭＣＵまたは等価の処理ユニットは、ファイバ漏斗状キャップからの反射光に基づいてＲ／Ｇ／Ｂ値を決定する（ステップ１８０８）。最後に、ＭＣＵは、キャップ色検出組立体によって取得された光の色を放出するために、パワードライバと通信する（ステップ１８１０）。

ＩＶ．実施形態
本開示と一致するシステムおよび方法の特定の実施が、以下のように提供される。

実施１。電子照明装置が光ファイバケーブルの存在および色を検出するための知覚システムであって、キャップを伴う近位端、および末端を有する光ファイバケーブルと、筐体、ＰＣＢ、発光ダイオード（「ＬＥＤ」）、および電力源を備える電子照明装置と、電子照明装置の筐体の中で構成され、光強度をデジタル信号に変換する周囲光センサと、三次元の磁束密度を有するファイバ検出組立体と、光ファイバケーブルにおけるファイバ漏斗状キャップの色を検出するキャップ色検出組立体と、を備える知覚システム。

実施２。周囲光センサ、ファイバ検出組立体、およびキャップ色検出組立体は、電子照明装置におけるＰＣＢに動作可能に構成される、実施１のシステム。

実施３。筐体はさらにヒートシンクから成る、実施１のシステム。

実施４。電力源は電池である、実施１のシステム。

実施５。キャップ色検出組立体は光電子センサを備える、実施１のシステム。

実施６。ファイバ検出組立体はホール効果センサを備える、実施１のシステム。

実施７。ファイバ検出組立体は３つの磁石と鋼鉄棒とから成る、実施１のシステム。

実施８。キャップ色検出組立体はＲＧＢセンサを備える、実施１のシステム。

実施９。キャップ色検出組立体は多重バンドコード検出を備え、ファイバ漏斗状キャップは多重バンド色コードを備える、実施１に記載のシステム。

実施１０。電子照明装置におけるファイバの存在を検出するための方法であって、電子照明装置に周囲光センサおよびファイバ検出組立体を供給するステップと、周囲光センサによって光強度を取得し、光強度をデジタル信号に変換するステップと、デジタル信号に基づいてルクスを決定するステップと、ファイバ検出組立体によって磁束密度を取得するステップと、磁束密度に基づいてテスラ値を決定するステップと、デジタル信号およびテスラ値によって光ファイバケーブルの存在を検出するステップと、を含む方法。

実施１１。磁束密度を取得するステップは、出力電圧に基づいて磁束密度の強度を検出するために、ホール効果センサを利用する、実施１０の方法。

実施１２。光ファイバケーブルが存在することを電子照明装置によって警告するステップをさらに含む、実施１０の方法。

実施１３。光ファイバケーブルが、テスラ値に基づいて、電子照明装置との使用について認証できることを、電子照明装置によって認証するステップをさらに含む、実施１０の方法。

実施１４。電子照明装置で、ファイバ側方キャップに基づいて光を検出および放出するための方法であって、電子照明装置に、光電子センサであるキャップ色検出組立体を供給するステップと、電子照明装置によって、光ファイバケーブルへのキャップを受け入れるステップと、キャップ色検出組立体における送信装置から光を放出するステップと、キャップ色検出組立体におけるマイクロコントローラによって、ファイバ漏斗状キャップからの反射光に基づいてＲ／Ｇ／Ｂ値を決定するステップと、電子照明装置における発光ダイオードによって、Ｒ／Ｇ／Ｂ値に類似する光を放出するステップと、を含む方法。

実施１５。ファイバ漏斗状キャップのＲ／Ｇ／Ｂ値の検証において、電子照明装置によって音を放出するステップをさらに含む、実施１４の方法。

実施１６。電子照明装置における発光ダイオードによって放出するステップは、プログラム命令に従って、パルス光またはパターン形成されたパルス光を放出するステップを含む、実施１４の方法。

実施１７。キャップ色検出組立体におけるセンサによって、ファイバ漏斗状キャップからの反射光を受け入れるステップをさらに含む、実施１４の方法。

実施１８。キャップ色検出組立体によって多重バンドコードを読むステップをさらに含む、実施１４の方法。

実施１９。電子照明装置における発光ダイオードによって、多重バンドコードに割り当てられるＲ／Ｇ／Ｂ値に類似する光を放出するステップをさらに含む、条項１８の方法。

本開示の上記の実施形態が、本開示の原理の明確な理解のために述べられている実施の単に可能な例であることは、強調されるべきである。多くの変形および改良が、本開示の精神および原理から実質的に逸脱することなく、上記の実施形態に行われ得る。すべてのこのような改良および変形は、本開示の範囲内において本明細書に含まれ、以下の請求項によって保護されるように意図されている。

１００電子照明装置
１０２半透明リング
１０４ＲＦ－ＰＣＢ
１０６電池
１０８側方発光光ファイバ線
１１２内部ヒートシンク
２０４外部ヒートシンク
２０６内部ヒートシンク
２０８電池
２１０ＲＦ－ＰＣＢ
２１２エンドキャップ
２１４半透明リング
２１６磁気組立体、磁石組立体
２１８鋼鉄棒
２２０レンズ
２２２負の端子
２２４分割紙
２２６Ｒ／Ｇ／Ｂセンサ
２２８ＬＥＤ組立体
６０２電池
６０４ＬＥＤ
６０６外部ヒートシンク
６０８内部ヒートシンク
６１０レンズ
６１２Ｒ／Ｇ／Ｂセンサ
６１４周囲光センサ
６１６半透明リング
６２０ファイバ漏斗状キャップ
７００リジッド－フレックスＰＣＢ
７０２周囲光センサ
７０４Ｒ／Ｇ／Ｂセンサ
１０００キャップ色検出組立体
１００２Ｒ／Ｇ／Ｂセンサ
１２００半透明なキャップ
１２０２磁石のアレイ
１３０２磁石のアレイ
１３０４鋼鉄棒
１４００リジッド－フレックスＰＣＢ
１４０２ホール効果センサ
１５０２ＬＥＤ
１５０４Ｒ／Ｇ／Ｂセンサ
１５０６周囲光センサ
１５０８ホール効果センサ

Claims

電子照明装置が光ファイバケーブルの存在および色を検出するための知覚システムであって、
ファイバ漏斗状キャップを伴う近位端、および末端を有する光ファイバケーブルと、
筐体、
印刷回路基板（「ＰＣＢ」）、
発光ダイオード（「ＬＥＤ」）、および
電力源、
を備える電子照明装置と、
前記電子照明装置の前記筐体の中で構成され、光強度をデジタル信号に変換する周囲光センサと、
三次元の磁束密度を有するファイバ検出組立体と、
前記光ファイバケーブルにおける前記ファイバ漏斗状キャップの色を検出するキャップ色検出組立体と、
を備える知覚システム。
前記周囲光センサ、前記ファイバ検出組立体、および前記キャップ色検出組立体は、前記電子照明装置における前記ＰＣＢに動作可能に構成される、請求項１に記載のシステム。
前記筐体はさらにヒートシンクから成る、請求項１に記載のシステム。
前記電力源は電池である、請求項１に記載のシステム。
前記キャップ色検出組立体は光電子センサを備える、請求項１に記載のシステム。
前記ファイバ検出組立体はホール効果センサを備える、請求項１に記載のシステム。
前記ファイバ検出組立体は３つの磁石と鋼鉄棒とから成る、請求項１に記載のシステム。
前記キャップ色検出組立体はＲ／Ｇ／Ｂセンサを備える、請求項１に記載のシステム。
前記キャップ色検出組立体は色コードバンド検出を備え、前記キャップは多重バンドコードを備える、請求項１に記載のシステム。
電子照明装置におけるファイバの存在を検出するための方法であって、
電子照明装置に周囲光センサおよびファイバ検出組立体を供給するステップと、
前記周囲光センサによって光強度を取得し、前記光強度をデジタル信号に変換するステップと、
前記デジタル信号に基づいてルクスを決定するステップと、
前記ファイバ検出組立体によって磁束密度を取得するステップと、
前記磁束密度に基づいてテスラ値を決定するステップと、
前記デジタル信号および前記テスラ値によって光ファイバケーブルの存在を検出するステップと、
を含む方法。
磁束密度を取得するステップは、出力電圧に基づいて前記磁束密度の強度を検出するために、ホール効果センサを利用する、請求項１０に記載の方法。
光ファイバケーブルが存在することを前記電子照明装置によって警告するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
前記光ファイバケーブルが、テスラ値に基づいて、前記電子照明装置との使用について認証できることを、前記電子照明装置によって認証するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
電子照明装置で、ファイバ漏斗状キャップに基づいて光を検出および放出するための方法であって、
電子照明装置に、光電子センサであるキャップ色検出組立体を供給するステップと、
前記電子照明装置によって、光ファイバケーブルへのファイバ漏斗状キャップを受け入れるステップと、
前記キャップ色検出組立体における送信装置から光を放出するステップと、
前記キャップ色検出組立体に構成されるマイクロコントローラによって、前記ファイバ漏斗状キャップからの反射光に基づいてＲ／Ｇ／Ｂ値を決定するステップと、
前記電子照明装置における発光ダイオードによって、前記Ｒ／Ｇ／Ｂ値に類似する光を放出するステップと、
を含む方法。
前記ファイバ漏斗状キャップの前記Ｒ／Ｇ／Ｂ値の検証において、前記電子照明装置によって音を放出するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
前記電子照明装置における発光ダイオードによって放出するステップは、プログラム命令に従って、パルス光またはパターン形成されたパルス光を放出するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
前記キャップ色検出組立体におけるセンサによって、前記ファイバ漏斗状キャップからの反射光を受け入れるステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
前記キャップ色検出組立体によって多重バンドコードを読むステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
前記電子照明装置における発光ダイオードによって、前記多重バンドコードに割り当てられる前記Ｒ／Ｇ／Ｂ値に類似する光を放出するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。