(57)【要約】  照射範囲が狭い。基板上又は基板の上方に配された発光層、並びに、発光層に電流又は電圧を印加するための第１素子電極及び第２素子電極を有する発光素子と、第１素子電極に結合され、第１素子電極、及び、電源に接続される第１接続部材を電気的に接続する第１配線と、第２素子電極に結合され、第２素子電極、及び、電源に接続される第２接続部材を電気的に接続する第２配線とを備え、発光素子は、ＬＥＤ素子のベアチップ又は有機ＥＬ素子のベアチップであり、基板に交差する面における照射角度が２７０度以上である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上又は前記基板の上方に配された発光層、並びに、前記発光層に電流又は電圧を印加するための第１素子電極及び第２素子電極を有する発光素子と、
前記第１素子電極に結合され、前記第１素子電極、及び、電源に接続される第１接続部材を電気的に接続する第１配線と、
前記第２素子電極に結合され、前記第２素子電極、及び、電源に接続される第２接続部材を電気的に接続する第２配線と、
を備え、
前記発光素子は、ＬＥＤ素子のベアチップ又は有機ＥＬ素子のベアチップであり、
前記基板に交差する面における照射角度が２７０度以上である、
発光装置。
【請求項２】
前記発光素子と、前記第１配線及び前記第２配線の一部とを封入する封入部材をさらに備える、
請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記封入部材の内部には、前記発光素子を搭載するための回路基板が封入されていない、
請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記第１配線は、前記発光素子を搭載するための回路基板上に設けられた第１基板電極を介することなく、前記第１素子電極及び前記第１接続部材を電気的に接続し、
前記第２配線は、前記発光素子を搭載するための回路基板上に設けられた第２基板電極を介することなく、前記第２素子電極及び前記第２接続部材を電気的に接続する、
請求項１から請求項３までの何れか一項に記載の発光装置。
【請求項５】
発光部と、
前記発光部を保持する保持部と、
を備え、
前記保持部に交差する面における照射角度が１８０度より大きい、
発光装置。
【請求項６】
前記発光部は、
チップ状の第１発光素子と、
チップ状の第２発光素子と、
を有し、
前記保持部は、第１の面及び前記第１の面に対向する第２の面を有し、前記第１の面の側に前記第１発光素子を搭載し、前記第２の面の側に前記第２発光素子を搭載する保持部材を有する、
請求項５に記載の発光装置。
【請求項７】
前記第１発光素子と、前記第２発光素子と、前記保持部材の少なくとも一部とを封入する封入部材をさらに備える、
請求項６に記載の発光装置。
【請求項８】
前記発光部は、
前記保持部材の前記第１の面の側に搭載されるチップ状の第３発光素子と、
前記保持部材の前記第２の面の側に搭載されるチップ状の第４発光素子と、
をさらに有し、
前記第１発光素子の第１素子電極、及び、前記第２発光素子の第１素子電極は、第１配線と電気的に接続され、
前記第３発光素子の第１素子電極、及び、前記第４発光素子の第１素子電極は、前記第１配線とは異なる第２配線と電気的に接続され、
前記第１発光素子の第２素子電極、前記第２発光素子の第２素子電極、前記第３発光素子の第２素子電極、及び、前記第４発光素子の第２素子電極は、前記第１配線及び前記第２配線とは異なる第３配線と電気的に接続される、
請求項６又は請求項７に記載の発光装置。
【請求項９】
前記保持部材は、
第１保持部材と、
前記第１保持部材とは異なる第２保持部材と、
を有し、
前記第１発光素子及び前記第２発光素子は、前記第１保持部材に搭載され、
前記第３発光素子及び前記第４発光素子は、前記第２保持部材に搭載される、
請求項８に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記発光部は、
第１発光モジュールと、
第２発光モジュールと、
を有し、
前記第１発光モジュールは、チップ状の第１発光素子、及び、その第１の面に前記第１発光素子を搭載する第１保持部材を有し、
前記第２発光モジュールは、チップ状の第２発光素子、及び、その第１の面に前記第２発光素子を搭載する第２保持部材を有し、
前記第１保持部材及び前記第２保持部材は、前記保持部の少なくとも一部を構成し、
前記第１発光モジュール及び前記第２発光モジュールは、前記第１保持部材の前記第１の面に対向する第２の面の少なくとも一部と、前記第２保持部材の前記第１の面に対向する第２の面の少なくとも一部とが対向するように配置され、
前記第１発光モジュールの少なくとも一部と、前記第２発光モジュールの少なくとも一部とが、接している、又は、結合されている、
請求項５に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記第１発光モジュール及び前記第２発光モジュールを封入する封入部材をさらに備える、
請求項１０に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記発光部は、
第３発光モジュールと、
第４発光モジュールと、
をさらに有し、
前記第３発光モジュールは、チップ状の第３発光素子、及び、その第１の面に前記第３発光素子を搭載する第３保持部材を有し、
前記第４発光モジュールは、チップ状の第４発光素子、及び、その第１の面に前記第４発光素子を搭載する第４保持部材を有し、
前記第３保持部材及び前記第４保持部材は、前記保持部の少なくとも一部を構成し、
前記第３発光モジュール及び前記第４発光モジュールは、前記第３保持部材の前記第１の面に対向する第２の面の少なくとも一部と、前記第４保持部材の前記第１の面に対向する第２の面の少なくとも一部とが対向するように配置され、
前記第３発光モジュールの少なくとも一部と、前記第４発光モジュールの少なくとも一部とが、接している、又は、結合されており、
前記第１発光素子の第１素子電極、及び、前記第２発光素子の第１素子電極は、第１配線と電気的に接続され、
前記第３発光素子の第１素子電極、及び、前記第４発光素子の第１素子電極は、第２配線と電気的に接続され、
前記第１発光素子の第２素子電極、前記第２発光素子の第２素子電極、前記第３発光素子の第２素子電極、及び、前記第４発光素子の第２素子電極は、第３配線と電気的に接続される、
請求項１０又は請求項１１に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記第１発光素子から射出される光の中心波長と、前記第２発光素子から射出される光の中心波長とが異なる、
請求項６から請求項１２までの何れか一項に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記第１発光素子及び前記第２発光素子の少なくとも一方は、ＬＥＤ素子のベアチップ又は有機ＥＬ素子のベアチップである、
請求項６から請求項１３までの何れか一項に記載の発光装置。
【請求項１５】
前記発光部に電気的に接続されていない電気生理実験用の１以上の電極をさらに備える、
請求項５から請求項１４までの何れか一項に記載の発光装置。
【請求項１６】
前記発光装置は、細胞光刺激用発光装置である、
請求項１から請求項１５までの何れか一項に記載の発光装置。
【請求項１７】
光を検出する光検出部をさらに備える、
請求項１から請求項１６までの何れか一項に記載の発光装置。
【請求項１８】
請求項１から請求項１７までの何れか一項に記載の発光装置と、
電源と、
前記電源から前記発光装置に供給される電流又は電圧を制御する駆動部と、
を備える、
発光システム。
【請求項１９】
前記発光装置の発光を制御するための制御信号を受信する受信部をさらに備え、
前記駆動部は、前記受信部が受信した前記制御信号に基づいて、前記発光装置に供給される電流又は電圧を制御する、
請求項１８に記載の発光システム。
【請求項２０】
チップ状の発光素子と、前記発光素子が出射した光を反射する反射部とを備えた発光モジュールから、前記反射部の少なくとも一部を除去して、前記発光モジュールよりも照射角度の大きな発光装置を作製する段階を有する、
発光装置の製造方法。
【請求項２１】
前記チップ状の発光素子に含まれる基板に交差する面における照射角度が２７０度以上である、
請求項２０に記載の発光装置の製造方法。
【請求項２２】
前記発光装置を作製する段階は、前記発光素子の一部を除去することなく、前記反射部の少なくとも一部を除去する段階を含む、
請求項２０又は請求項２１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項２３】
前記発光モジュールは、砲弾型ＬＥＤモジュールである、
請求項２０から請求項２２までの何れか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項２４】
前記発光装置は、細胞光刺激用発光装置である、
請求項２０から請求項２３までの何れか一項に記載の発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置、発光システム、及び、発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生体細胞に光を照射して、当該細胞の応答を観察したり（非特許文献１）、当該細胞を制御したりすることが研究されている。例えば、光の照射により神経細胞の興奮又は抑制を制御することが試みられている（特許文献１〜３及び非特許文献２〜３を参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２０１２−１８７１４０号公報
［特許文献２］米国特許出願公開第２０１４／０３２４１３８号明細書
［特許文献３］米国特許出願公開第２００９／０１１８８００号明細書
［非特許文献］
［非特許文献１］小林琢磨、他１１名、「Ｎｏｖｅｌ  ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ  ｉｍａｇｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ｅｎａｂｌｉｎｇ  ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ  ｍｕｌｔｉｐｌａｎａｒ  ａｎｄ  ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ  ａｎａｌｙｓｉｓ  ｆｏｒ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ  ｐｏｔｅｎｔｉｏｍｅｔｒｙ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｖｉｓｕａｌ  ｃｏｒｔｅｘ」、バイオセンサーズ・アンド・バイオエレクトロニクス（Ｂｉｏｓｅｎｓｏｒｓ  ａｎｄ  Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）、２０１２年、第３８巻、ｐ．３２１−３３０
［非特許文献２］フン・カオ（Ｈｕｎｇ  Ｃａｏ）、他１名、「Ａｎ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  μＬＥＤ  Ｏｐｔｒｏｄｅ  ｆｏｒ  Ｏｐｔｏｇｅｎｅｔｉｃ  Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ」、アイイーイーイー・トランザクションズ・オン・バイオメディカル・エンジニアリング（ＩＥＥＥ  ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ  ＯＮ  ＢＩＯＭＥＤＩＣＡＬ  ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ）、２０１３年１月、第６０巻、第１号、ｐ．２２５−２２９
［非特許文献３］タエ・イル・キム（Ｔａｅ−ｉｌ  Ｋｉｍ）、他２０名、「Ｉｎｊｅｃｔａｂｌｅ，  Ｃｅｌｌｕｌａｒ−Ｓｃａｌｅ  Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  ｗｉｔｈ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ｆｏｒ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｏｐｔｏｇｅｎｅｔｉｃｓ」、サイエンス（Ｓｃｉｅｎｃｅ）、第３４０巻、２０１３年４月１２日、ｐ．２１１−２１６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の光照射装置においては、照射範囲が狭いという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、発光装置が提供される。上記の発光装置は、発光部と発光部を保持する保持部とを備えてよい。上記の発光装置において、保持部に交差する面における照射角度が１８０度より大きくてよい。【０００５】
本発明の第２の態様においては、発光装置が提供される。上記の発光装置は、例えば、チップ状の第１発光素子と、チップ状の第２発光素子とを備える。上記の発光装置は、保持部材を備えてよい。保持部材は、例えば、第１の面及び第１の面に対向する第２の面を有し、第１の面の側に第１発光素子を搭載し、第２の面の側に第２発光素子を搭載する。上記の発光装置は、第１発光素子と、第２発光素子と、保持部材の少なくとも一部とを封入する封入部材をさらに備えてよい。【０００６】
上記の発光装置は、保持部材の第１の面の側に搭載されるチップ状の第３発光素子と、保持部材の第２の面の側に搭載されるチップ状の第４発光素子とをさらに備えてよい。上記の発光装置において、第１発光素子の第１素子電極、及び、第２発光素子の第１素子電極は、第１配線と電気的に接続されてよい。上記の発光装置において、第３発光素子の第１素子電極、及び、第４発光素子の第１素子電極は、第１配線とは異なる第２配線と電気的に接続されてよい。上記の発光装置において、第１発光素子の第２素子電極、第２発光素子の第２素子電極、第３発光素子の第２素子電極、及び、第４発光素子の第２素子電極は、第１配線及び第２配線とは異なる第３配線と電気的に接続されてよい。【０００７】
上記の発光装置において、保持部材は、第１保持部材と、第１保持部材とは異なる第２保持部材とを有してよい。上記の発光装置において、第１発光素子及び第２発光素子は、第１保持部材に搭載されてよい。上記の発光装置において、第３発光素子及び第４発光素子は、第２保持部材に搭載されてよい。【０００８】
本発明の第３の態様においては、発光装置が提供される。上記の発光装置は、例えば、第１発光モジュールと、第２発光モジュールとを備える。上記の発光装置において、第１発光モジュールは、チップ状の第１発光素子、及び、その第１の面に第１発光素子を搭載する第１保持部材を有してよい。上記の発光装置において、第２発光モジュールは、チップ状の第２発光素子、及び、その第１の面に第２発光素子を搭載する第２保持部材を有してよい。上記の発光装置において、第１発光モジュール及び第２の発光モジュールは、第１保持部材の第１の面に対向する第２の面の少なくとも一部と、第２保持部材の第１の面に対向する第２の面の少なくとも一部とが対向するように配置されてよい。上記の発光装置において、第１発光モジュールの少なくとも一部と、第２発光モジュールの少なくとも一部とが、接していてもよく、結合されていてもよい。上記の発光装置は、第１発光モジュール及び第２発光モジュールを封入する封入部材をさらに備えてよい。【０００９】
上記の発光装置は、第３発光モジュールと、第４発光モジュールとをさらに備えてよい。上記の発光装置において、第３発光モジュールは、チップ状の第３発光素子、及び、その第１の面に第３発光素子を搭載する第３保持部材を有してよい。上記の発光装置において、第４発光モジュールは、チップ状の第４発光素子、及び、その第１の面に第４発光素子を搭載する第４保持部材を有してよい。上記の発光装置において、第３の発光モジュール及び第４の発光モジュールは、第３保持部材の第１の面に対向する第２の面の少なくとも一部と、第４保持部材の第１の面に対向する第２の面の少なくとも一部とが対向するように配置されてよい。上記の発光装置において、第３発光モジュールの少なくとも一部と、第４発光モジュールの少なくとも一部とが、接していてもよく、結合されていてもよい。上記の発光装置において、第１発光素子の第１素子電極、及び、第２発光素子の第１素子電極は、第１配線と電気的に接続されてよい。上記の発光装置において、第３発光素子の第１素子電極、及び、第４発光素子の第１素子電極は、第２配線と電気的に接続されてよい。上記の発光装置において、第１発光素子の第２素子電極、第２発光素子の第２素子電極、第３発光素子の第２素子電極、及び、第４発光素子の第２素子電極は、第３配線と電気的に接続されてよい。【００１０】
上記の発光装置において、第１発光素子から射出される光の中心波長と、第２発光素子から射出される光の中心波長とが異なってもよい。上記の発光装置において、第１発光素子及び第２発光素子の少なくとも一方は、ＬＥＤ素子のベアチップ又は有機ＥＬ素子のベアチップであってよい。【００１１】
本発明の第４の態様においては、発光装置が提供される。上記の発光装置は、発光素子を備えてよい。発光素子は、基板上又は基板の上方に配された発光層を有してよい。発光素子は、発光層に電流又は電圧を印加するための第１素子電極及び第２素子電極を有してよい。上記の発光装置は、第１素子電極に結合される第１配線を備えてよい。第１配線は、例えば、第１素子電極と、電源に接続される第１接続部材とを電気的に接続する。上記の発光装置は、第２素子電極に結合される第２配線を備えてよい。第２配線は、例えば、第２素子電極と、電源に接続される第２接続部材とを電気的に接続する。上記の発光装置において、発光素子は、ＬＥＤ素子のベアチップ又は有機ＥＬ素子のベアチップであってよい。上記の発光装置において、基板に交差する面における照射角度は２７０度以上であってよい。【００１２】
上記の発光装置は、発光素子と、第１配線及び第２配線の一部とを封入する封入部材をさらに備えてよい。上記の発光装置において、封入部材の内部には、発光素子を搭載するための回路基板が封入されていなくてもよい。上記の発光装置において、第１配線は、発光素子を搭載するための回路基板上に設けられた第１基板電極を介することなく、第１素子電極及び第１接続部材を電気的に接続してよい。上記の発光装置において、第２配線は、パッケージ基板上に設けられた第２基板電極を介することなく、第２素子電極及び第２接続部材を電気的に接続してよい。第１の態様から第３の態様に係る上記の発光装置において、発光装置は、細胞光刺激用発光装置であってよい。上記の発光装置は、発光部に電気的に接続されていない電気生理実験用の１以上の電極をさらに備えてもよい。上記の発光装置は、光検出部をさらに備えてもよい。【００１３】
本発明の第５の態様においては、発光システムが提供される。上記の発光システムは、第１の態様から第３の態様に係る上記の発光装置を備えてよい。上記の発光システムは、電源を備えてよい。上記の発光システムは、電源から発光装置に供給される電流又は電圧を制御する駆動部を備えてよい。【００１４】
上記の発光システムは、発光装置の発光を制御するための制御信号を受信する受信部をさらに備えてよい。上記の発光システムにおいて、駆動部は、受信部が受信した制御信号に基づいて、発光装置に供給される電流又は電圧を制御してよい。【００１５】
本発明の第６の態様においては、発光装置の製造方法が提供される。上記の製造方法は、チップ状の発光素子と、発光素子が出射した光を反射する反射部とを備えた発光モジュールから、反射部の少なくとも一部を除去して、発光モジュールよりも照射角度の大きな発光装置を作製する段階を有してよい。【００１６】
上記の製造方法において、発光装置を作製する段階は、発光素子の一部を除去することなく、反射部の少なくとも一部を除去する段階を含んでよい。上記の製造方法において、発光モジュールは、砲弾型ＬＥＤモジュールであってよい。上記の製造方法において、発光装置は、細胞光刺激用発光装置であってよい。【００１７】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】光刺激装置１００のシステム構成の一例を概略的に示す。
【図２】ＬＥＤパッケージ１１２又はＬＥＤパッケージ１１４の一例を概略的に示す。
【図３】ＬＥＤベアチップ２１０の一例を概略的に示す。
【図４】発光刺激部１０２の断面図の一例を概略的に示す。
【図５】発光刺激部１０２の上面図の一例を概略的に示す。
【図６】ＬＥＤモジュール６００の一例を概略的に示す。
【図７】発光刺激部７０２の上面図の一例を概略的に示す。
【図８】発光刺激部８０２の上面図の一例を概略的に示す。
【図９】発光刺激部９０２の上面図の一例を概略的に示す。
【図１０】ＬＥＤモジュール１０１０の一例を概略的に示す。
【図１１】ＬＥＤモジュール１１１０の一例を概略的に示す。
【図１２】ＬＥＤモジュール１２１０の一例を概略的に示す。
【図１３】ＬＥＤモジュール１３１０の一例を概略的に示す。
【図１４】ＬＥＤモジュール１４１０の一例を概略的に示す。
【図１５】ＬＥＤパッケージ１５１２の断面図の一例を概略的に示す。
【図１６】ＬＥＤパッケージ１５１２の上面図の一例を概略的に示す。
【図１７】ＬＥＤモジュール１７１０の断面図の一例を概略的に示す。
【図１８】ＬＥＤモジュール１７１０の断面図の一例を概略的に示す。
【図１９】発光刺激部１９０２の断面図の一例を概略的に示す。
【図２０】発光刺激部２００２の断面図の一例を概略的に示す。
【図２１】発光刺激部２１０２の一例を概略的に示す。
【図２２】光双方向情報交換システム２２００のシステム構成の一例を概略的に示す。
【図２３】中継装置２２０４の内部構成の一例を概略的に示す。
【図２４】ユーザ端末２２２６の内部構成の一例を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、図面において、同一または類似の部分には同一の参照番号を付して、重複する説明を省く場合がある。
【００２０】
図１は、光刺激装置１００のシステム構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、光刺激装置１００は、発光刺激部１０２と、制御部１０４と、操作部１０６とを備える。光刺激装置１００は、発光システムの一例であってよい。
【００２１】
本実施形態において、光刺激装置１００は、発光刺激部１０２が出射した光を細胞に照射することで、当該細胞に光刺激を与える。光刺激装置１００が出射した光の照射対象は、神経細胞であってもよい。例えば、動物の脳の働きを調べたり、脳の神経細胞に発生した異常が原因と考えられている病気の治療法を開発したりする場合、発光刺激部１０２は、生体の頭部又は脳に挿入される。これにより、発光刺激部１０２が出射した光を、脳の神経細胞に照射することができる。また、医療用途としては、脳深部刺激治療（ＤＢＳ）に用いられている脳深部刺激用の金属電極の有望な代替手段となり得る。発光刺激部１０２は、脳深部刺激用の金属電極と比較して腐食しにくく、長期間使用することができる。
【００２２】
発光刺激部１０２は、接着剤、固定器具などを用いて、当該生体の表面に取り付けられてもよい。例えば、発光刺激部１０２は、頭蓋骨の隙間、頭蓋骨の厚さが小さい領域、頭蓋骨の一部が頭蓋骨よりも透光性の高い部材に置換された領域などに取り付けられる。これにより、発光刺激部１０２が出射した光を、脳の神経細胞に照射することができる。動物又は生体は、ヒトを含んでもよい。動物は、ヒトを除く動物であってもよい。
【００２３】
一実施形態において、光を照射される神経細胞は、予め遺伝子操作により改変されて、光感受性タンパク質を発現していてもよい。細胞種に特異的なプロモーターを利用して、神経細胞の遺伝子を改変することにより、神経細胞種ごとに異なる種類の遺伝子を発現させてもよい。他の実施形態において、光を照射される神経細胞の周囲に、光照射により生理活性物質を放出する光感受性ケージド化合物が予め配されていてもよい。光感受性タンパク質又は光感受性ケージド化合物を利用することにより、光の照射のＯＮ／ＯＦＦにより、任意の神経細胞の興奮又は興奮の抑制（興奮の抑制のことを、単に、抑制と称する場合がある。）を制御することができる。
【００２４】
発光刺激部１０２は、光を出射する。本実施形態において、発光刺激部１０２は、ＬＥＤモジュール１１０を有する。ＬＥＤモジュール１１０は、ＬＥＤパッケージ１１２と、ＬＥＤパッケージ１１４とを含む。ＬＥＤパッケージ１１２及びＬＥＤパッケージ１１４は、直列に接続されてもよく、並列に接続されてもよい。
【００２５】
ＬＥＤモジュール１１０は、例えば、生体内に挿入される。これにより、生体外に配置されたＬＥＤパッケージが出射した光を、生体内に挿入された光ファイバを介して照射する場合と比較して、広い範囲に強い光を照射することができる。その結果、小さなＬＥＤチップを用いた場合であっても、十分な光強度が得られる。一方、光強度を小さくしたい場合には、ＬＥＤモジュール１１０の印加電流を小さくすることで対応できる。
【００２６】
ＬＥＤパッケージ１１２及びＬＥＤパッケージ１１４の大きさは、生体の大きさを考慮して、侵襲を抑制するように決定されることが好ましい。例えば、ＬＥＤパッケージ１１２及びＬＥＤパッケージ１１４の大きさは、低侵襲又は非侵襲となるように決定される。発光刺激部１０２の大きさは、脳内に埋植された場合に、脳とともに移動することができるように決定されることが好ましい。これにより、長期間の慢性留置が可能となる。その結果、発光刺激部１０２の位置調整などを理由とする開頭手術を抑制することができ、患者の負担を軽減させてクオリティオブライフの向上に寄与することができる。
【００２７】
発光刺激部１０２は、制御部１０４から供給される電力をＬＥＤモジュール１１０に提供するための端子１２２及び端子１２４を有する。例えば、端子１２２及び端子１２４の間に電圧が印加されると、ＬＥＤパッケージ１１２及びＬＥＤパッケージ１１４が光を出射する。ＬＥＤパッケージ１１２は、発光部又は第１発光モジュールの一例であってよい。ＬＥＤパッケージ１１４は、発光部又は第２発光モジュールの一例であってよい。
【００２８】
制御部１０４は、発光刺激部１０２を制御する。本実施形態において、制御部１０４は、発光刺激部１０２に電力を供給するための端子１３２及び端子１３４を備える。端子１３２及び端子１３４は、端子１２２及び端子１２４と接続されてよい。制御部１０４は、受信部１４２と、電源部１４４と、駆動部１４６とを備える。
【００２９】
受信部１４２は、操作部１０６からの制御信号を受信する。受信部１４２及び操作部１０６の間の通信方式は、有線通信方式であってもよく、無線通信方式であってもよい。電源部１４４は、駆動部１４６を介して、発光刺激部１０２に電力を供給する。
【００３０】
駆動部１４６は、電源部１４４から発光刺激部１０２に供給される電流又は電圧を制御する。駆動部１４６は、受信部１４２が受信した制御信号に基づいて、発光刺激部１０２を制御する。駆動部１４６は、例えば、発光刺激部１０２に含まれる１以上のＬＥＤ素子のそれぞれに供給される電流又は電圧を制御することで、（ｉ）発光刺激部１０２から出射される光の中心波長又はピーク波長、（ｉｉ）当該光の強度、（ｉｉｉ）当該光の出射時間幅及び出射間隔の少なくとも一方などを制御する。
【００３１】
操作部１０６は、ユーザが光刺激装置１００を操作するために利用される。本実施形態において、操作部１０６は、入力部１５２と、信号生成部１５４と、送信部１５６とを備える。
【００３２】
入力部１５２は、ユーザからの指示を受け付ける。入力部１５２は、ボタン、スイッチ、キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネル式ディスプレイ、マイク、スピーカ、カメラ、加速度センサなどのユーザインタフェースを含んでよい。
【００３３】
信号生成部１５４は、発光刺激部１０２の発光を制御するための制御信号を生成する。信号生成部１５４は、入力部１５２が受け付けたユーザからの指示に基づいて、上記の制御信号を生成する。送信部１５６は、信号生成部１５４が生成した制御信号を、制御部１０４に送信する。送信部１５６及び制御部１０４の間の通信方式は、有線通信方式であってもよく、無線通信方式であってもよい。
【００３４】
制御部１０４及び操作部１０６の少なくとも一方は、ハードウエアにより実現されてもよく、ソフトウエアにより実現されてもよく、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせにより実現されてもよい。例えば、プログラムが実行されることにより、１又は複数のコンピュータが、制御部１０４及び操作部１０６の少なくとも一方として機能する。
【００３５】
上記のソフトウエア又はプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、メモリ、ハードディスクなどのコンピュータ読み取り可能な媒体に記憶されていてもよく、ネットワークに接続された記憶装置に記憶されていてもよい。ソフトウエア又はプログラムは、コンピュータ読み取り可能な媒体又はネットワークに接続された記憶装置から、コンピュータにインストールされてよい。
【００３６】
コンピュータを、制御部１０４及び操作部１０６の少なくとも一方として機能させるプログラムは、制御部１０４及び操作部１０６の少なくとも一方の動作を規定したモジュールを備えてよい。これらのプログラム又はモジュールは、プロセッサ、通信インターフェース等に働きかけて、制御部１０４及び操作部１０６の少なくとも一方として機能させたり、制御部１０４及び操作部１０６の少なくとも一方における情報処理方法を実行させたりする。
【００３７】
これらのプログラムに記述された情報処理は、コンピュータに読込まれることにより、ソフトウエアと、ハードウエア資源とが協働した具体的手段として機能する。これらの具体的手段によって、本実施形態におけるコンピュータの使用目的に応じた情報の演算又は加工を実現することにより、使用目的に応じたシステムを構築することができる。
【００３８】
制御部１０４及び操作部１０６の少なくとも一方は、一般的な構成の情報処理装置において、制御部１０４及び操作部１０６の少なくとも一方の動作を規定したソフトウエア又はプログラムを起動することにより実現されてよい。制御部１０４及び操作部１０６の少なくとも一方、又は、その一部として用いられる情報処理装置は、ＣＰＵ等のプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、通信インターフェースなどを有するデータ処理装置と、キーボード、タッチパネル、マイクなどの入力装置と、液晶ディスプレイ、透過型ディスプレイ、プロジェクタなどの表示装置と、スピーカなどの出力装置と、メモリ、ＨＤＤなどの記憶装置とを備えてよい。上記のデータ処理装置又は記憶装置は、上記のソフトウエア又はプログラムを記憶してよい。
【００３９】
本実施形態において、発光素子がＬＥＤ素子である場合について説明した。しかしながら、発光素子は本実施形態に限定されない。他の実施形態において、発光素子は有機ＥＬ素子であってもよい。
【００４０】
本実施形態において、駆動部１４６が、ＬＥＤパッケージ１１２及びＬＥＤパッケージ１１４を同時に制御する場合について説明した。しかしながら、光刺激装置１００は本実施形態に限定されない。他の実施形態において、光刺激装置１００が複数の駆動部を有し、ＬＥＤパッケージ１１２及びＬＥＤパッケージ１１４のそれぞれを、独立に制御してもよい。駆動部１４６は、ＬＥＤパッケージ１１２及びＬＥＤパッケージ１１４に配された複数のＬＥＤベアチップのそれぞれを、独立に制御してもよい。各駆動部による制御の対象としては、点灯及び消灯のタイミング、光の波長、光の強度などを例示することができる。
【００４１】
例えば、ＬＥＤパッケージ１１２及びＬＥＤパッケージ１１４のそれぞれが、波長が約４５０ｎｍ以上約４９５ｎｍ以下（約４５０〜４９５ｎｍのように表記する場合がある。）の青色光を出射するベアチップと、波長が約５９０〜６２０ｎｍのオレンジ光を出射するベアチップとを備える場合を例として、駆動部の制御について説明する。例えば、青色光により神経細胞を興奮させ、オレンジ光により神経細胞の興奮を抑制する場合、駆動部は、青色光を出射するベアチップの点滅速度又は点滅周波数を、オレンジ光を出射するベアチップの点滅速度又は点滅周波数よりも大きくすることができる。
【００４２】
本実施形態において、ＬＥＤモジュール１１０が、ＬＥＤパッケージ１１２及びＬＥＤパッケージ１１４を備える場合について説明した。しかしながら、ＬＥＤモジュール１１０は本実施形態に限定されない。他の実施形態において、ＬＥＤモジュール１１０は、３以上のＬＥＤパッケージを備えてもよい。さらに他の実施形態において、ＬＥＤモジュール１１０は、複数のＬＥＤベアチップを有する単一のＬＥＤパッケージを備えてもよい。
【００４３】
［ＬＥＤパッケージの個数及び出射光の波長］
ＬＥＤモジュール１１０に配されるＬＥＤパッケージの個数及び各ＬＥＤパッケージが出射する光のピーク波長は、光を照射される対象物に応じて、適宜、選択されてよい。光を照射される対象物は、神経細胞であってよい。この場合、神経細胞に光を照射したり（ＯＮと称する場合がある。）、当該光の照射を停止したり（ＯＦＦと称する場合がある。）することにより、当該神経細胞の（ｉ）興奮及び（ｉｉ）興奮の抑制の少なくとも一方を制御することができる。
【００４４】
＜神経細胞が光感受性タンパク質を有する場合＞
一実施形態において、光を照射される神経細胞は、予め遺伝子操作により改変されることにより、光感受性イオンチャネルなどの光感受性タンパク質（光応答性タンパク質と称される場合もある。）を発現する。一実施形態において、光応答性タンパク質は、ロドプシンファミリーに属する貫通型の膜タンパク質である。これらの光応答タンパク質は、光照射に応答してゲートが開閉するイオンチャネルであり、神経細胞の膜電位を変化させることができる。他の実施形態において、光応答タンパク質は、光応答性シクラーゼ触媒であってもよい。細胞膜上に発現した光応答性シクラーゼ触媒は、光の照射を受けて、細胞膜の内側でｃＡＭＰ、ｃＧＭＰなどの環状ヌクレオチドを生成する。そのため、発光刺激部１０２を用いて、ｃＡＭＰやｃＧＭＰが介在する種々の生理現象を光制御することができる。
【００４５】
ＬＥＤパッケージが出射する光の波長は、光感受性イオンチャネルを活性化させるための光の波長、及び、光感受性イオンチャネルを抑制させるための光の波長の少なくとも一方に基づいて決定されてよい。例えば、波長が４７０ｎｍの光を神経細胞に照射すると、チャネルロドプシン（ＣｈＲ２と称される場合がある。）が活性化され、当該神経細胞内に陽イオンが流入する。陽イオンとしては、水素イオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオンなどを例示することができる。その結果、光を照射された神経細胞が興奮する。同様に、波長が５９０ｎｍの光を神経細胞に照射すると、ハロロドプシン（ＮｐＨＲと称される場合がある。）が活性化され、当該神経細胞内に塩素イオンが流入する。その結果、光を照射された神経細胞の活動が抑制される。
【００４６】
表１に、照射対象となる光応答性タンパク質と、その特異的波長と、当該特異的波長を有する光の色とを示す。また、表１に、各光応答性タンパク質に、その特異的波長を有する光を照射した場合における、神経細胞の応答（興奮又は興奮の抑制）を示す。
【表１】
2017018470.tif 000003
【００４７】
＜神経細胞の近傍に光感受性ケージド化合物を配する場合＞
他の実施形態において、光を照射される神経細胞の周囲に、光照射により生理活性物質を放出する光感受性ケージド化合物が予め配される。この場合、ＬＥＤパッケージが出射する光の波長は、光感受性ケージド化合物が生理活性物質を放出する波長に基づいて決定される。光感受性ケージド化合物としては、例えば、市販されている各種の化合物を利用することができる。光ケージド化合物は、任意の細胞生理活性物質を包含していてよい。光ケージド化合物は、光ケージド神経伝達物質、光ケージドｃＡＭＰ（ケージドサイクリックヌクレオチド）、光ケージドＣａ２＋イオンなどであってもよい。
【００４８】
例えば、照射対象たる光感受性ケージド化合物が、ニトロインドリン（ＤＰＮＩと称する場合がある。）・ケージド・ＧＡＢＡである場合、波長が４０５ｎｍの光を出射するＬＥＤパッケージを用いることで、当該光感受性ケージド化合物から、神経伝達物質であるＧＡＢＡを放出させることができる。また、照射対象が４−メトキシ−７−ニトロインドリニル（ＭＮＩと称する場合がある。）・ケージド・グルタミン酸である場合、波長が３００〜３８０ｎｍの光を出射するＬＥＤパッケージを用いることで、当該光感受性ケージド化合物から、神経伝達物質であるＬ−グルタミン酸を放出させることができる。これにより、神経細胞の興奮及び抑制を制御することができる。
【００４９】
＜ＬＥＤパッケージの設計及び制御＞
一実施形態において、ＬＥＤパッケージは、単一の波長の光により、特定の種類の神経細胞の興奮及び抑制を制御するように、選択又は制御される。例えば、単一の波長の光を照射することにより、１又は複数の種類の神経細胞を興奮させ、当該光の照射を停止することにより、当該神経細胞の興奮を抑制するように、ＬＥＤパッケージが選択又は制御される。同様に、単一の波長の光を照射することにより、１又は複数の種類の神経細胞の興奮を抑制し、当該光の照射を停止することにより、当該興奮の抑制を停止するように、ＬＥＤパッケージが選択又は制御される。
【００５０】
例えば、青色光のＯＮ／ＯＦＦを制御することにより、当該光を照射される特定の種類の神経細胞を興奮させたり、当該興奮を抑制したりする。同様に、オレンジ光のＯＮ／ＯＦＦを制御することにより、当該光を照射される特定の種類の神経細胞の興奮を抑制したり、当該抑制を停止したりする。なお、光感受性ケージド化合物を利用する場合も、同様の手法により、神経細胞の興奮及び抑制を制御することができる。
【００５１】
他の実施形態において、第１の波長の光を照射することにより、特定の種類の神経細胞を興奮させ、第２の波長の光を照射することにより、当該特定の種類の神経細胞の興奮を抑制するように、ＬＥＤパッケージが選択又は制御される。例えば、青色光を照射することで、特定の種類の神経細胞を興奮させる。一方、波長が約４９５〜５７０ｎｍの緑色光を照射することで、上記の特定の種類の神経細胞の興奮を抑制させる。これにより、近接する位置に配された複数の種類の神経細胞の興奮及び抑制を、独立して制御することができる。なお、光感受性ケージド化合物を利用する場合も、同様の手法により、神経細胞の興奮及び抑制を制御することができる。
【００５２】
さらに他の実施形態において、単一の波長の光を照射することにより、第１の種類の神経細胞を興奮させるとともに、第２の種類の神経細胞の興奮を抑制し、当該光の照射を停止することにより、神経細胞に対する上記の作用を停止するように、ＬＥＤパッケージが選択又は制御される。例えば、緑色光を照射することにより第１の種類の神経細胞を興奮させるとともに、第２の種類の神経細胞の興奮を抑制する。また、上記の緑色光の照射を停止することにより、各神経細胞に対する上記の作用を停止させる。なお、光感受性ケージド化合物を利用する場合も、同様の手法により、神経細胞の興奮及び抑制を制御することができる。
【００５３】
また、上記の実施形態を組み合わせて、ＬＥＤパッケージが選択又は制御されてもよい。例えば、（ｉ）青色光の照射により第１の種類の神経細胞を興奮させ、（ｉｉ）緑色光の照射により第１の種類の神経細胞の興奮を抑制するとともに、第２の種類の神経細胞を興奮させ、（ｉｉｉ）オレンジ光の照射により第２の種類の神経細胞の興奮を抑制するように、ＬＥＤパッケージが選択又は制御される。なお、光感受性ケージド化合物を利用する場合も同様である。
【００５４】
上記の実施形態においては、光の照射のＯＮ／ＯＦＦを制御することにより、当該光を照射された神経細胞の興奮又は抑制を直接的に制御する場合について説明した。しかしながら、光刺激装置１００は本実施形態に限定されない。他の実施形態において、光刺激装置１００は、特定の種類の細胞に対する光の照射のＯＮ／ＯＦＦを制御することにより、他の種類の細胞の興奮又は抑制を制御してもよい。例えば、光の照射のＯＮ又はＯＦＦにより、他の神経細胞に対する抑制性を有する神経細胞を活化（興奮）させることで、当該他の神経細胞に抑制作用を及ぼすことができる。同様に、光の照射のＯＮ又はＯＦＦにより、他の神経細胞に対する抑制性を有する神経細胞を不活化させることで、当該他の神経細胞に興奮作用を及ぼすことができる。
【００５５】
図２は、ＬＥＤパッケージ１１２又はＬＥＤパッケージ１１４の一例を概略的に示す。本実施形態において、ＬＥＤパッケージ１１２及びＬＥＤパッケージ１１４のそれぞれは、ＬＥＤベアチップ２１０と、パッケージ基板２２０と、電極２２２と、電極２２４と、ワイヤ２３２と、ワイヤ２３４と、モールド樹脂２４０とを備える。例えば、電極２２２は正極電極であり、電極２２４は負極電極である。
【００５６】
ＬＥＤベアチップ２１０は、発光部、チップ状の第１発光素子、第２発光素子、第３発光素子又は第４発光素子の一例であってよい。パッケージ基板２２０は、保持部、保持部材、第１保持部材、第２保持部材、第３保持部材又は第４保持部材の一例であってよい。パッケージ基板２２０は、回路基板の一例であってよい。電極２２２及び電極２２４は、第１基板電極又は第２基板電極の一例であってよい。
【００５７】
ＬＥＤベアチップ２１０は、光を放出する。ＬＥＤベアチップ２１０から放出される光のピーク波長は、光を照射される対象物に応じて、適宜、選択されてよい。一実施形態において、ＬＥＤベアチップ２１０の個数及びＬＥＤベアチップ２１０の出射光の特性は、細胞の生理活性を外部刺激によって制御するように選択される。例えば、ＬＥＤベアチップ２１０の個数及びＬＥＤベアチップ２１０の出射光の特性は、細胞の興奮及び抑制を制御できるように選択されてよい。照射対象となる細胞としては、神経細胞、網膜細胞、筋細胞（例えば、心筋細胞である。）、腺細胞などを例示することができる。腺細胞は、外分泌腺の細胞であってよく、甲状腺、松果腺、消化腺、皮脂腺、汗腺などの細胞を例示することができる。照射対象となる細胞は、ホルモン、伝達物質などを放出する組織の細胞であってもよい。例えば、照射対象が網膜細胞である場合、細胞の遺伝子改変を行わなくてもよい。
【００５８】
パッケージ基板２２０は、一方の面の上に、ＬＥＤベアチップ２１０を搭載する。パッケージ基板２２０は、絶縁性材料を含んでよい。パッケージ基板２２０は、遮光性材料を含んでよい。パッケージ基板２２０は、板状であってもよく、フィルム状であってもよい。なお、パッケージ基板２２０の面のうち、ＬＥＤベアチップ２１０が搭載されている面を主面と称し、当該主面の反対側の面を背面と称する場合がある。主面は、第１の面の一例であり、背面は、第２の面の一例であってよい。
【００５９】
電極２２２及び電極２２４の少なくとも一部は、パッケージ基板２２０の表面に配される。電極２２２及び電極２２４は、電気的に絶縁されていてよい。ワイヤ２３２は、ＬＥＤベアチップ２１０の一方の電極と、電極２２２とを電気的に接続する。ワイヤ２３４は、ＬＥＤベアチップ２１０の他方の電極と、電極２２４とを電気的に接続する。
【００６０】
モールド樹脂２４０は、ＬＥＤベアチップ２１０、ワイヤ２３２及びワイヤ２３４を封入する。モールド樹脂２４０は、ＬＥＤベアチップ２１０が出射した光を吸収して、ＬＥＤベアチップ２１０が出射した光とは波長の異なる光を放出する波長変換物質を含んでもよい。波長変換物質としては、各種の蛍光材料を例示することができる。モールド樹脂２４０は、ＬＥＤベアチップ２１０が出射した光、及び、波長変換物質が放出した光の少なくとも一方に対して略透明であってよい。例えば、モールド樹脂２４０は、ＬＥＤベアチップ２１０が出射した光の中心波長又はピーク波長、及び、波長変換物質が放出した光の中心波長又はピーク波長の少なくとも一方における、当該光の透過率が、７０％以上であってよく、７５％以上であることが好ましく、８０％以上であることがさらに好ましい。上記の光の透過率は、８５％以上であってもよく、９０％以上であってもよく、９５％以上であってもよい。これにより、ＬＥＤパッケージ１１２又はＬＥＤパッケージ１１４は、より広範囲により強い光を照射することができる。
【００６１】
本実施形態において、ＬＥＤパッケージ１１２及びＬＥＤパッケージ１１４が同種のＬＥＤパッケージである場合について説明した。しかし、ＬＥＤパッケージ１１２及びＬＥＤパッケージ１１４は、本実施形態に限定されない。ＬＥＤパッケージ１１２及びＬＥＤパッケージ１１４は、異なる種類のＬＥＤパッケージであってもよい。
【００６２】
本実施形態において、ＬＥＤパッケージが、反射板を有しない表面実装型のＬＥＤパッケージである場合について説明した。しかし、ＬＥＤパッケージは、本実施形態に限定されない。ＬＥＤパッケージは、反射板を有する表面実装型のＬＥＤパッケージであってもよく、砲弾型のＬＥＤパッケージであってもよい。
【００６３】
本実施形態において、ＬＥＤパッケージが、１つのＬＥＤベアチップを含む場合について説明した。しかし、ＬＥＤパッケージは、本実施形態に限定されない。ＬＥＤパッケージは、複数のＬＥＤベアチップを含んでもよい。複数のＬＥＤベアチップのピーク波長は同一であってもよく、異なってもよい。
【００６４】
図３は、ＬＥＤベアチップ２１０の一例を概略的に示す。本実施形態において、ＬＥＤベアチップ２１０は、基板３１０と、発光層３２０と、電極層３３２と、電極層３３４とを備える。基板３１０は、保持部の一例であってよい。発光層３２０は、発光部の一例であってよい。電極層３３２は、第１素子電極又は第２素子電極の一例であってよい。電極層３３４は、第１素子電極又は第２素子電極の一例であってよい。
【００６５】
基板３１０は、サファイア基板、ＧａＡｓ基板などの半導体基板であってもよく、高分子フィルム基板であってもよい。基板３１０は、発光層３２０が出射した光に対して略透明であってよい。例えば、基板３１０は、発光層３２０が出射した光の中心波長又はピーク波長における、当該光の透過率が、７０％以上であってよく、７５％以上であることが好ましく、８０％以上であることがさらに好ましい。上記の光の透過率は、８５％以上であってもよく、９０％以上であってもよく、９５％以上であってもよい。これにより、ＬＥＤベアチップ２１０は、より広範囲により強い光を照射することができる。発光層３２０は、基板３１０の一方の面の上に形成される複数の層により構成されてよい。発光層３２０は、ｐ型半導体層及びｎ型半導体層を含んでよい。基板３１０と、発光層３２０との間に、１以上の層が介在してもよい。
【００６６】
電極層３３２及び電極層３３４の間に電圧が印加されることにより、発光層３２０に電流が流れ、発光層３２０が光を放出する。電極層３３２は、発光層３２０の上に形成されてよい。電極層３３４は、基板３１０の一方の面の上に形成されてよい。また、発光層３２０と、電極層３３２との間に、１以上の層が介在してもよい。基板３１０と、電極層３３４との間に、１以上の層が介在してもよい。電極層３３２及び電極層３３４の少なくとも一方は、発光層３２０が出射した光に対して略透明であってよい。例えば、電極層３３２及び電極層３３４の少なくとも一方は、発光層３２０が出射した光の中心波長又はピーク波長における、当該光の透過率が、７０％以上であってよく、７５％以上であることが好ましく、８０％以上であることがさらに好ましい。上記の光の透過率は、８５％以上であってもよく、９０％以上であってもよく、９５％以上であってもよい。これにより、ＬＥＤベアチップ２１０は、より広範囲により強い光を照射することができる。
【００６７】
本実施形態において、電極層３３２及び電極層３３４が、基板３１０の対向する２つの面のうち、発光層３２０が形成された面の側に形成される場合について説明した。しかし、ＬＥＤベアチップ２１０は本実施形態に限定されない。例えば、電極層３３４が、基板３１０の面のうち、発光層３２０が形成された面に対向する面の上に形成されてもよい。
【００６８】
図４及び図５を用いて、発光刺激部１０２の一実施形態について説明する。図４は、発光刺激部１０２の断面図の一例を概略的に示す。図５は、発光刺激部１０２の上面図の一例を概略的に示す。なお、図４は、図５のＡ−Ａ断面を示す。本実施形態において、発光刺激部１０２は、ＬＥＤモジュール１１０と、ハンダ４２２と、ハンダ４２４と、配線４３２と、配線４３４と、封入材４４０とを備える。
【００６９】
本実施形態において、ＬＥＤパッケージ１１２及びＬＥＤパッケージ１１４は、お互いのパッケージ基板２２０の背面が対向するように配される。ＬＥＤパッケージ１１２及びＬＥＤパッケージ１１４のそれぞれのパッケージ基板２２０の主面に配されたＬＥＤベアチップ２１０により、広い範囲に光を放出することができる。
【００７０】
発光刺激部１０２が出射する光の照射角度は、パッケージ基板２２０の主面に交差する仮想的な面（例えば、パッケージ基板２２０の主面に直交する面である。）において、例えば、２７０度以上である。上記の照射角度は、３００度以上であることが好ましく、３３０度以上であることがより好ましく、３６０度であることがさらに好ましい。
【００７１】
ＬＥＤパッケージ１１２のＬＥＤベアチップ２１０は、第１発光素子の一例であってよく、ＬＥＤパッケージ１１４のＬＥＤベアチップ２１０は、第２発光素子の一例であってよい。ＬＥＤパッケージ１１２のＬＥＤベアチップ２１０から放出される光の中心波長又はピーク波長と、ＬＥＤパッケージ１１４のＬＥＤベアチップ２１０から放出される光の中心波長又はピーク波長とは、略同一であってもよく、異なってもよい。
【００７２】
一実施形態において、上記の中心波長又はピーク波長は、光応答性タンパク質又は光感受性ケージド化合物に作用して、特定の細胞を興奮させる波長であってよい。他の実施形態において、上記の中心波長又はピーク波長は、光応答性タンパク質又は光感受性ケージド化合物に作用して、特定の細胞の興奮を抑制する波長であってよい。上記の特定の細胞としては、神経細胞、網膜細胞、筋細胞、腺細胞などを例示することができる。
【００７３】
一実施形態において、２枚のパッケージ基板２２０は、保持部又は保持部材の一例であってよい。この場合、ＬＥＤパッケージ１１２の主面は、第１の面の一例であってよく、ＬＥＤパッケージ１１４の主面は、第２の面の一例であってよい。
【００７４】
一実施形態において、ＬＥＤパッケージ１１２のＬＥＤベアチップ２１０は、発光部又は第１発光素子の一例であってよく、ＬＥＤパッケージ１１４のＬＥＤベアチップ２１０は、発光部又は第２発光素子の一例であってよい。また、ＬＥＤパッケージ１１２のパッケージ基板２２０は、保持部又は第１保持部材の一例であってよく、ＬＥＤパッケージ１１４のパッケージ基板２２０は、保持部又は第２保持部材の一例であってよい。この場合、各パッケージ基板の主面は、第１の面の一例であってよく、各パッケージ基板の背面は、第２の面の一例であってよい。
【００７５】
ハンダ４２２は、ＬＥＤパッケージ１１２の電極２２２と、ＬＥＤパッケージ１１４の電極２２２とを電気的に接続する。ハンダ４２２は、ＬＥＤパッケージ１１２の電極２２２と、ＬＥＤパッケージ１１４の電極２２２とを物理的に接続する結合部材の一例であってもよい。また、ハンダ４２２は、配線４３２の一端と、ハンダ４２２とを電気的に接続する。
【００７６】
ハンダ４２４は、ＬＥＤパッケージ１１２の電極２２４と、ＬＥＤパッケージ１１４の電極２２４とを電気的に接続する。ハンダ４２４は、ＬＥＤパッケージ１１２の電極２２４と、ＬＥＤパッケージ１１４の電極２２４とを物理的に接続する結合部材の一例であってもよい。また、ハンダ４２４は、配線４３４の一端と、ハンダ４２４とを電気的に接続する。
【００７７】
配線４３２の一端は、ハンダ４２２と電気的に接続され、配線４３２の他端は、制御部１０４の端子１３２と電気的に接続される。配線４３４の一端は、ハンダ４２４と電気的に接続され、配線４３４の他端は、制御部１０４の端子１３４と電気的に接続される。
【００７８】
本実施形態において、封入材４４０は、ＬＥＤパッケージ１１２と、ＬＥＤパッケージ１１４と、ハンダ４２２と、ハンダ４２４と、配線４３２及び配線４３４の一部とを封入する。なお、ＬＥＤベアチップ２１０と、パッケージ基板２２０の少なくとも一部とが、封入材４４０により封入されていればよく、封入材４４０により封入される部材の範囲は、本実施形態に限定されない。
【００７９】
封入材４４０は、ＬＥＤベアチップ２１０が出射する光に対して透明であることが好ましい。封入材４４０は、防水性を有することが好ましく、防水性及び生体適合性を備えることがさらに好ましい。また、生体に対する毒性が低い材料を用いることが好ましい。封入材４４０は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、シアノアクリレート系樹脂、ポリパラキシリレン樹脂（パリレン樹脂と称される場合がある。例えば、パリレンＣである。）を含んでよい。封入材４４０は、シリコーン樹脂、シアノアクリレート系樹脂、又は、ポリパラキシリレン樹脂によりコーティングされていてもよい。
【００８０】
本実施形態において、ＬＥＤパッケージ１１２及びＬＥＤパッケージ１１４が、ハンダ４２２及びハンダ４２４により結合されて、ＬＥＤモジュール１１０を構成する場合について説明した。しかしながら、ＬＥＤモジュール１１０は、本実施形態に限定されない。他の実施形態において、ＬＥＤパッケージ１１２及びＬＥＤパッケージ１１４は、（ｉ）少なくとも一部が単に接しているだけであってもよく、（ｉｉ）少なくとも一部が接した状態で封入材４４０に封入されることにより固定されてもよい。
【００８１】
図６は、ＬＥＤモジュール６００の一例を概略的に示す。図１のＬＥＤモジュール１１０においては、ＬＥＤパッケージ１１２及びＬＥＤパッケージ１１４が、各パッケージの背面側が対向するように配される。そのため、２つのＬＥＤベアチップが、２枚のパッケージ基板を介して配される。ＬＥＤモジュール６００は、１枚のパッケージ基板の両面に２つのＬＥＤベアチップが配される点で、ＬＥＤモジュール１１０と相違する。ＬＥＤモジュール６００は、発光刺激部１０２及びその他の発光刺激部において、ＬＥＤモジュール１１０の代わりに用いられてよい。
【００８２】
本実施形態において、ＬＥＤモジュール６００は、ＬＥＤパッケージ１１２と、ＬＥＤベアチップ６１０と、ワイヤ６３２と、ワイヤ６３４と、モールド樹脂６４０とを備える。ＬＥＤベアチップ６１０、ワイヤ６３２、ワイヤ６３４及びモールド樹脂６４０のそれぞれは、ＬＥＤベアチップ２１０、ワイヤ２３２、ワイヤ２３４及びモールド樹脂２４０と同様の構成を有してよい。ＬＥＤベアチップ２１０から放出される光の中心波長又はピーク波長と、ＬＥＤベアチップ６１０から放出される光の中心波長又はピーク波長とは、略同一であってもよく、異なってもよい。
【００８３】
本実施形態によれば、パッケージ基板２２０の主面の側にＬＥＤベアチップ２１０が搭載され、背面の側にＬＥＤベアチップ６１０が搭載されるので、広い範囲に光を放出することができる。発光刺激部１０２が出射する光の照射角度は、パッケージ基板２２０の主面に交差する仮想的な面（例えば、パッケージ基板２２０の主面に直交する面である。）において、１８０度よりも大きい。上記の照射角度は、例えば、２７０度以上であり、３００度以上であることが好ましく、３３０度以上であることがより好ましく、３６０度であることがさらに好ましい。
【００８４】
本実施形態によれば、ＬＥＤモジュール１１０と比較して、パッケージ基板２２０が１枚少ない。そのため、生体内に挿入される発光刺激部１０２のサイズを小さくすることができる。その結果、非破壊性、及び、低侵襲性に優れた光刺激装置が得られる。
【００８５】
図７は、発光刺激部７０２の上面図の一例を概略的に示す。発光刺激部７０２は、２セットのＬＥＤモジュール１１０を有する点で、発光刺激部１０２と相違する。その他の点については、発光刺激部１０２と同様の構成を有してよい。
【００８６】
本実施形態において、発光刺激部７０２は、ＬＥＤパッケージ１１２及びＬＥＤパッケージ１１４を有する第１のＬＥＤモジュール１１０と、ＬＥＤパッケージ７１２及びＬＥＤパッケージ７１４を有する第２のＬＥＤモジュール１１０とを備える。ＬＥＤパッケージ１１２及びＬＥＤパッケージ１１４は、同一波長の光を放出してもよい。ＬＥＤパッケージ７１２及びＬＥＤパッケージ７１４は、同一波長の光を放出してもよい。
【００８７】
本実施形態において、発光刺激部７０２は、ハンダ４２２と、ハンダ４２４と、ハンダ７２４とを備える。発光刺激部７０２は、一端に端子１２２を有する配線４３２と、一端に端子１２４を有する配線４３４と、一端に端子７４４を有する配線７３４とを備える。本実施形態において、配線４３２は、第３配線の一例であり、配線４３４は、第１配線の一例であり、配線７３４は、第２配線の一例である。
【００８８】
本実施形態において、ハンダ４２２は、ＬＥＤパッケージ１１２、ＬＥＤパッケージ１１４、ＬＥＤパッケージ７１２及びＬＥＤパッケージ７１４の電極２２２と、配線４３２の他端とを電気的及び物理的に接続する。ハンダ４２４は、ＬＥＤパッケージ１１２及びＬＥＤパッケージ１１４の電極２２４と、配線４３４の他端とを電気的及び物理的に接続する。ハンダ７２４は、ＬＥＤパッケージ７１２及びＬＥＤパッケージ７１４の電極２２４と、配線７３４の他端とを電気的及び物理的に接続する。
【００８９】
本実施形態によれば、発光刺激部７０２と、制御部１０４との間に設けられる配線の本数を削減することができる。これにより、生体内に挿入される発光刺激部１０２のサイズを小さくすることができる。なお、配線本数の削減方法は、本実施形態に限定されるものではない。また、配線の立体配置を工夫することで、発光刺激部７０２のサイズをさらに小さくしてもよい。
【００９０】
一実施形態において、ＬＥＤパッケージ１１２及びＬＥＤパッケージ１１４の２枚のパッケージ基板２２０は、保持部又は第１保持部材の一例であってよい。ＬＥＤパッケージ７１２及びＬＥＤパッケージ７１４の２枚のパッケージ基板２２０は、保持部又は第２保持部材の一例であってよい。一実施形態において、ＬＥＤパッケージ１１２及びＬＥＤパッケージ１１４のパッケージ基板２２０のそれぞれは、保持部、第１保持部材又は第２保持部材の一例であり、ＬＥＤパッケージ７１２及びＬＥＤパッケージ７１４のパッケージ基板２２０のそれぞれは、保持部、第３保持部材又は第４保持部材の一例であってよい。
【００９１】
ＬＥＤパッケージ１１２及びＬＥＤパッケージ１１４のＬＥＤベアチップ２１０のそれぞれは、発光部、第１発光素子又は第２発光素子の一例であってよく、ＬＥＤパッケージ７１２及びＬＥＤパッケージ７１４のＬＥＤベアチップ２１０のそれぞれは、発光部、第３発光素子又は第４発光素子の一例であってよい。ＬＥＤパッケージ１１２及びＬＥＤパッケージ１１４は、第１発光モジュール又は第２発光モジュールの一例であってよく、ＬＥＤパッケージ７１２及びＬＥＤパッケージ７１４は、第３発光モジュール又は第４発光モジュールの一例であってよい。
【００９２】
第１のＬＥＤモジュール１１０及び第２のＬＥＤモジュール１１０は、任意の波長の光を放出してよい。一実施形態において、第１のＬＥＤモジュール１１０及び第２のＬＥＤモジュール１１０の一方は、光応答性タンパク質又は光感受性ケージド化合物に作用して、特定の細胞を興奮させる光を出射する。第１のＬＥＤモジュール１１０及び第２のＬＥＤモジュール１１０の他方は、光応答性タンパク質又は光感受性ケージド化合物に作用して、上記の特定の細胞の興奮を抑制する光を出射する。上記の特定の細胞としては、神経細胞、網膜細胞、筋細胞、腺細胞などを例示することができる。このような光の組み合わせとしては、表１に示された特異的波長又は色を参照して決定してよい。
【００９３】
他の実施形態において、第１のＬＥＤモジュール１１０及び第２のＬＥＤモジュール１１０の両方が、光応答性タンパク質又は光感受性ケージド化合物に作用して、特定の細胞を興奮させる光を出射する。この場合において、第１のＬＥＤモジュール１１０及び第２のＬＥＤモジュール１１０のそれぞれが出射する光の波長は、同一であってもよく、異なってもよい。上記の特定の細胞としては、神経細胞、網膜細胞、筋細胞、腺細胞などを例示することができる。
【００９４】
さらに他の実施形態において、第１のＬＥＤモジュール１１０及び第２のＬＥＤモジュール１１０の両方が、光応答性タンパク質又は光感受性ケージド化合物に作用して、特定の細胞の興奮を抑制する光を出射する。この場合において、第１のＬＥＤモジュール１１０及び第２のＬＥＤモジュール１１０のそれぞれが出射する光の波長は、同一であってもよく、異なってもよい。上記の特定の細胞としては、神経細胞、網膜細胞、筋細胞、腺細胞などを例示することができる。
【００９５】
さらに他の実施形態において、第１のＬＥＤモジュール１１０及び第２のＬＥＤモジュール１１０の一方は、特定の光感受性ケージド化合物に作用して、特定の生理活性物質を放出させる光を出射する。第１のＬＥＤモジュール１１０及び第２のＬＥＤモジュール１１０の他方は、別の光感受性ケージド化合物に作用して、上記の特定の生理活性物質による生理活性作用を打ち消す化合物を放出させる光を出射する。
【００９６】
図８は、発光刺激部８０２の上面図の一例を概略的に示す。発光刺激部８０２は、３セットのＬＥＤモジュール１１０を有する点で、発光刺激部１０２及び発光刺激部７０２と相違する。発光刺激部８０２は、ＬＥＤパッケージ７１２及びＬＥＤパッケージ７１４と、ＬＥＤパッケージ８１２及びＬＥＤパッケージ８１４とを電気的に絶縁する絶縁部材８５０を有する点で、発光刺激部１０２及び発光刺激部７０２と相違する。その他の点については、発光刺激部１０２又は発光刺激部７０２と同様の構成を有してよい。
【００９７】
本実施形態において、発光刺激部８０２は、ＬＥＤパッケージ１１２及びＬＥＤパッケージ１１４を有する第１のＬＥＤモジュール１１０と、ＬＥＤパッケージ７１２及びＬＥＤパッケージ７１４を有する第２のＬＥＤモジュール１１０と、ＬＥＤパッケージ８１２及びＬＥＤパッケージ８１４を有する第３のＬＥＤモジュール１１０とを備える。ＬＥＤパッケージ１１２及びＬＥＤパッケージ１１４は、同一波長の光を放出してもよい。ＬＥＤパッケージ７１２及びＬＥＤパッケージ７１４は、同一波長の光を放出してもよい。ＬＥＤパッケージ８１２及びＬＥＤパッケージ８１４は、同一波長の光を放出してもよい。
【００９８】
発光刺激部８０２は、ハンダ４２２と、ハンダ４２４と、ハンダ７２４と、ハンダ８２２と、ハンダ８２４とを備える。発光刺激部８０２は、配線４３２と、配線４３４と、配線７３４と、一端に端子１２２を有する配線８３２と、一端に端子８４４を有する配線８３４とを備える。
【００９９】
本実施形態において、ハンダ８２２は、ＬＥＤパッケージ８１２及びＬＥＤパッケージ８１４の電極２２２と、配線４３２の一端と、配線８３２の他端とを電気的及び物理的に接続する。ハンダ８２４は、ＬＥＤパッケージ８１２及びＬＥＤパッケージ８１４の電極２２４と、配線８３４の他端とを電気的及び物理的に接続する。
【０１００】
第１のＬＥＤモジュール１１０、第２のＬＥＤモジュール１１０及び第３のＬＥＤモジュール１１０は、任意の波長の光を放出してよい。例えば、３つのＬＥＤモジュール１１０の少なくとも１つが、光応答性タンパク質又は光感受性ケージド化合物に作用して、特定の神経細胞を興奮させる光を出射する。また、３つのＬＥＤモジュール１１０の少なくとも１つが、光応答性タンパク質又は光感受性ケージド化合物に作用して、上記の特定の神経細胞の興奮を抑制する光を出射する。このような光の組み合わせとしては、表１に示された特異的波長又は色を参考にして決定することができる。
【０１０１】
発光刺激部７０２の場合と同様に、一実施形態において、発光刺激部８０２は、光応答性タンパク質又は光感受性ケージド化合物に作用して、特定の神経細胞を興奮させる光を出射するＬＥＤモジュール１１０と、光応答性タンパク質又は光感受性ケージド化合物に作用して、特定の神経細胞の興奮を抑制する光を出射するＬＥＤモジュール１１０とを、それぞれ、１つ以上含んでもよい。他の実施形態において、発光刺激部８０２は、光応答性タンパク質又は光感受性ケージド化合物に作用して、特定の神経細胞を興奮させる光を出射するＬＥＤモジュール１１０のみを有してよい。さらに他の実施形態において、発光刺激部８０２は、光応答性タンパク質又は光感受性ケージド化合物に作用して、特定の神経細胞の興奮を抑制する光を出射するＬＥＤモジュール１１０のみを有してもよい。
【０１０２】
さらに他の実施形態において、発光刺激部８０２は、特定の光感受性ケージド化合物に作用して、特定の生理活性物質を放出させる光を出射するＬＥＤモジュール１１０を有する。この場合において、発光刺激部８０２は、別の光感受性ケージド化合物に作用して、上記の特定の生理活性物質による生理活性作用を打ち消す化合物を放出させる光を出射するＬＥＤモジュール１１０を有してもよい。
【０１０３】
他の実施形態において、全てのＬＥＤモジュール１１０が、光応答性タンパク質又は光感受性ケージド化合物に作用して、特定の神経細胞を興奮させる光を出射する。さらに他の実施形態において、全てのＬＥＤモジュール１１０が、光応答性タンパク質又は光感受性ケージド化合物に作用して、特定の神経細胞の興奮を抑制する光を出射する。
【０１０４】
図９は、発光刺激部９０２の上面図の一例を概略的に示す。発光刺激部９０２は、４セットのＬＥＤモジュール１１０を有する点で、発光刺激部８０２と相違する。その他の点については、発光刺激部８０２と同様の構成を有してよい。
【０１０５】
本実施形態において、発光刺激部９０２は、ＬＥＤパッケージ１１２及びＬＥＤパッケージ１１４を有する第１のＬＥＤモジュール１１０と、ＬＥＤパッケージ７１２及びＬＥＤパッケージ７１４を有する第２のＬＥＤモジュール１１０と、ＬＥＤパッケージ８１２及びＬＥＤパッケージ８１４を有する第３のＬＥＤモジュール１１０と、ＬＥＤパッケージ９１２及びＬＥＤパッケージ９１４を有する第４のＬＥＤモジュール１１０とを備える。発光刺激部８０２は、ハンダ４２２と、ハンダ４２４と、ハンダ７２４と、ハンダ８２２と、ハンダ８２４と、ハンダ９２４とを備える。発光刺激部８０２は、配線４３２と、配線４３４と、配線７３４と、配線８３２と、配線８３４と、一端に端子９４４を有する配線９３４とを備える。
【０１０６】
本実施形態において、ハンダ８２２は、ＬＥＤパッケージ８１２及びＬＥＤパッケージ８１４の電極２２４と、配線８３４の他端とを電気的及び物理的に接続する。ハンダ８２４は、ＬＥＤパッケージ８１２及びＬＥＤパッケージ８１４の電極２２２と、ＬＥＤパッケージ９１２及びＬＥＤパッケージ９１４の電極２２２と、配線４３２の一端と、配線８３２の他端とを電気的及び物理的に接続する。ハンダ９２４は、ＬＥＤパッケージ９１２及びＬＥＤパッケージ９１４の電極２２４と、配線９３４の他端とを電気的及び物理的に接続する。
【０１０７】
各配線の材質は、特に限定されるものではないが、銀線であってもよく、ニクロム線であってもよい。配線の材質の他の例としては、鉄線、ステンレス線、タングステン線、白金線、金線、アルミ線、銅線などを例示することができる。各配線は、光ファイバよりも剛性が小さいことが好ましい。これにより、例えば、発光刺激部を挿入された生体（被験体と称する場合がある。）の自由な活動を大きく妨げることなく、被験体の神経細胞の興奮及び興奮の抑制を制御することができる。特に、マウス、ゼブラフィッシュのように、活発に運動する小動物に対しては、柔軟で、小動物の自由な運動を妨げないニクロム線を用いることが好適である。
【０１０８】
各配線は、絶縁材料でコーティングされていてよい。各配線は、防水性を有する材料でコーティングされていてよい。防水性を有する材料としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、シアノアクリレート系樹脂、ポリパラキシリレン樹脂（パリレン樹脂と称される場合がある。例えば、パリレンＣである。）などを例示することができる。
【０１０９】
なお、発光刺激部は、５以上のＬＥＤモジュール１１０を有してもよい。当業者であれば、図８及び図９に関連して説明した実施形態を参照して、５以上のＬＥＤモジュール１１０を有して発光刺激部を作製することができる。例えば、当業者であれば、ＬＥＤモジュール１１０の２セット毎に、隣接する２つのＬＥＤモジュール１１０の間に、絶縁部材８５０が挿入された発光刺激部を作製することができる。
【０１１０】
発光刺激部７０２又は発光刺激部８０２の場合と同様に、一実施形態において、発光刺激部は、光応答性タンパク質又は光感受性ケージド化合物に作用して、特定の神経細胞を興奮させる光を出射するＬＥＤ素子と、光応答性タンパク質又は光感受性ケージド化合物に作用して、特定の神経細胞の興奮を抑制する光を出射するＬＥＤ素子とを、それぞれ、１つ以上含んでもよい。他の実施形態において、発光刺激部は、光応答性タンパク質又は光感受性ケージド化合物に作用して、特定の神経細胞を興奮させる光を出射するＬＥＤ素子のみを有してよい。さらに他の実施形態において、発光刺激部は、光応答性タンパク質又は光感受性ケージド化合物に作用して、特定の神経細胞の興奮を抑制する光を出射するＬＥＤ素子のみを有してもよい。
【０１１１】
さらに他の実施形態において、発光刺激部は、特定の光感受性ケージド化合物に作用して、特定の生理活性物質を放出させる光を出射するＬＥＤ素子を有する。この場合において、発光刺激部は、別の光感受性ケージド化合物に作用して、上記の特定の生理活性物質による生理活性作用を打ち消す化合物を放出させる光を出射するＬＥＤ素子を有してもよい。
【０１１２】
図１０は、ＬＥＤモジュール１０１０の一例を概略的に示す。本実施形態において、ＬＥＤモジュール１０１０は、ＬＥＤベアチップ２１０と、配線４３２と、配線４３４とを備える。本実施形態において、配線４３２及び配線４３４は、基板３１０の電極層３３２が形成された面と略垂直に配される。
【０１１３】
発光刺激部１０２において、配線４３２は、パッケージ基板２２０に設けられた電極２２２を介して、端子１２２又は端子１３２と、ＬＥＤベアチップ２１０の電極層３３２とを電気的に接続した。これに対して、本実施形態において、配線４３２は、パッケージ基板２２０に設けられた電極２２２を介することなく、端子１２２又は端子１３２と、ＬＥＤベアチップ２１０の電極層３３２とを電気的に接続する。同様に、配線４３４は、パッケージ基板２２０に設けられた電極２２４を介することなく、端子１２４又は端子１３４と、ＬＥＤベアチップ２１０の電極層３３４とを電気的に接続する。
【０１１４】
本実施形態によれば、ＬＥＤモジュール１０１０の基板３１０の側に、パッケージ基板などの光の放出を妨げる部材が配されていない。そのため、ＬＥＤモジュール１０１０は、発光層３２０から放出された光を、基板３１０を介して外部に出射することができる。
【０１１５】
本実施形態によれば、ＬＥＤモジュール１０１０が出射する光の照射角度は、基板３１０の面に交差する仮想的な面（例えば、発光層３２０が形成された面に直交する面である。）において、例えば、２７０度以上である。上記の照射角度は、３００度以上であることが好ましく、３３０度以上であることがより好ましく、３６０度であることがさらに好ましい。
【０１１６】
本実施形態によれば、パッケージ基板などの回路基板を用いることなく、配線４３２及び配線４３４を、ベアチップに直接接続している。そのため、発光刺激部の大きさを極めて小さくすることができる。その結果、非破壊性及び低侵襲性に優れた光刺激装置が得られる。
【０１１７】
本実施形態において、モールド樹脂２４０は、ＬＥＤベアチップ２１０を封入する。モールド樹脂２４０は、ＬＥＤベアチップ２１０が出射する光に対して透明であることが好ましい。モールド樹脂２４０は、防水性を有することが好ましく、防水性及び生体適合性を備えることがさらに好ましい。また、生体に対する毒性が低い材料を用いることが好ましい。モールド樹脂２４０は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、シアノアクリレート系樹脂、ポリパラキシリレン樹脂（パリレン樹脂と称される場合がある。例えば、パリレンＣである。）を含んでよい。モールド樹脂２４０は、シリコーン樹脂、シアノアクリレート系樹脂、又は、ポリパラキシリレン樹脂によりコーティングされていてもよい。
【０１１８】
図１１は、ＬＥＤモジュール１１１０の一例を概略的に示す。ＬＥＤモジュール１１１０は、配線４３２及び配線４３４が、基板３１０の電極層３３２が形成された面と略平行に配される点で、ＬＥＤモジュール１０１０と相違する。その他の点については、ＬＥＤモジュール１０１０と同様の構成を有してよい。
【０１１９】
図１２は、ＬＥＤモジュール１２１０の一例を概略的に示す。ＬＥＤモジュール１２１０は、複数のベアチップを有する点で、ＬＥＤモジュール１０１０又はＬＥＤモジュール１１１０と相違する。その他の点については、ＬＥＤモジュール１０１０又はＬＥＤモジュール１１１０と同様の構成を有してよい。
【０１２０】
複数のベアチップは、直列に接続されてもよく、並列に接続されてもよい。少なくとも２つのベアチップは、各ベアチップから放出される光の中心波長又はピーク波長が略同一であってもよく、異なってもよい。少なくとも２つのベアチップは、同種の構造のベアチップであってもよく、構造の異なるベアチップであってもよい。
【０１２１】
本実施形態において、ＬＥＤモジュール１２１０は、直列に接続された、ＬＥＤベアチップ１２１２と、ＬＥＤベアチップ１２１４と、ＬＥＤベアチップ１２１６と、ＬＥＤベアチップ１２１８とを備える。ＬＥＤモジュール１２１０は、配線４３２と、配線１２４２と、配線１２４４と、配線１２４６と、配線１２４８とを備える。本実施形態において、配線４３２は、各ベアチップの電極層３３２と電気的に接続される。配線１２４２、配線１２４４、配線１２４６及び配線１２４８のそれぞれは、各ベアチップの電極層３３４と電気的に接続される。
【０１２２】
本実施形態において、ＬＥＤベアチップ１２１２、ＬＥＤベアチップ１２１４及びＬＥＤベアチップ１２１６は、ＬＥＤベアチップ２１０と同様の構造を有し、ＬＥＤベアチップ１２１８は、ＬＥＤベアチップ２１０とは異なる構造を有する。具体的には、ＬＥＤベアチップ１２１８において、電極層３３４は、基板３１０の面のうち、発光層３２０が形成された面とは反対側の面に形成される。電極層３３４は、ＩＴＯなどの透明材料であってよい。
【０１２３】
ＬＥＤベアチップは、その一部を除去しても、光を放出することができる。図１３及び図１４を用いて、切断、研磨などの方法によりＬＥＤベアチップ２１０の一部を除去することで、ＬＥＤモジュールをさらに小型化する実施形態について説明する。
【０１２４】
図１３は、ＬＥＤモジュール１３１０の一例を概略的に示す。ＬＥＤモジュール１３１０は、例えば、（ｉ）図１３の一点鎖線で示された位置でＬＥＤベアチップ２１０を２つに分割する工程と、（ｉｉ）分割されたＬＥＤベアチップ２１０の一方を、配線４３２及び配線４３４と接続する工程と、（ｉｉｉ）分割されたＬＥＤベアチップ２１０の一方と、配線４３２及び配線４３４の一部とをモールド樹脂２４０で封入する工程とを経て作製される。
【０１２５】
図１４は、ＬＥＤモジュール１４１０の一例を概略的に示す。ＬＥＤモジュール１４１０は、例えば、（ｉ）ＬＥＤベアチップ２１０の外縁から、図１４の一点鎖線で示された位置まで、ＬＥＤベアチップ２１０を研磨する工程と、（ｉｉ）研磨後のＬＥＤベアチップ２１０を、配線４３２及び配線４３４と接続する工程と、（ｉｉｉ）研磨後のＬＥＤベアチップ２１０、配線４３２及び配線４３４の一部とをモールド樹脂２４０で封入する工程とを経て作製される。
【０１２６】
図１５〜図１８を用いて、照射範囲の広いＬＥＤモジュールの作製方法の一例について説明する。図１５は、ＬＥＤパッケージ１５１２の断面図の一例を概略的に示す。図１６は、ＬＥＤパッケージ１５１２の上面図の一例を概略的に示す。図１５は、図１６のＡ−Ａ断面を示す。図１７は、ＬＥＤモジュール１７１０の断面図の一例を概略的に示す。図１８は、ＬＥＤモジュール１７１０の断面図の一例を概略的に示す。図１７は、図１８のＡ−Ａ断面を示す。
【０１２７】
本実施形態によれば、まず、ＬＥＤベアチップ２１０と、ＬＥＤベアチップ２１０が出射した光を反射する反射部とを有するＬＥＤパッケージを準備する。例えば、砲弾型のＬＥＤパッケージ１５１２を準備する。本実施形態において、ＬＥＤパッケージ１５１２は、ＬＥＤベアチップ２１０と、ＬＥＤベアチップ２１０に電力を供給するリードフレーム１５２２及びリードフレーム１５２４と、ＬＥＤベアチップ２１０、リードフレーム１５２２の一部及びリードフレーム１５２４の一部を封入する樹脂製のレンズ１５４０と、リードフレーム１５２２、リードフレーム１５２４及びレンズ１５４０を保持するパッケージ基板１５２０とを備える。
【０１２８】
本実施形態において、リードフレーム１５２４は、ＬＥＤベアチップ２１０を収容する凹部１５３０を有する。ＬＥＤベアチップ２１０は、凹部１５３０の底面に配置される。凹部１５３０の側面は、ＬＥＤベアチップ２１０が出射した光を反射する反射面として機能する。当該反射面は、反射部の一例であってよい。
【０１２９】
ＬＥＤベアチップ２１０は、ワイヤ２３２を介して、リードフレーム１５２２と電気的に接続される。ＬＥＤベアチップ２１０は、ワイヤ２３４を介して、リードフレーム１５２４と電気的に接続される。リードフレーム１５２２及びリードフレーム１５２４の一部は、パッケージ基板１５２０に埋め込まれていてよい。
【０１３０】
次に、切断、研磨などの方法により、ＬＥＤパッケージ１５１２の一部を除去する。この段階において、凹部１５３０の少なくとも一部を除去することが好ましい。これにより、ＬＥＤパッケージ１５１２よりも照射角度の大きなＬＥＤモジュール１７１０を作製することができる。一実施形態において、凹部１５３０の少なくとも一部だけでなく、ＬＥＤベアチップ２１０の一部が除去されてもよい。他の実施形態において、ＬＥＤベアチップ２１０の一部を除去しないように、凹部１５３０の少なくとも一部を除去してもよい。
【０１３１】
本実施形態によれば、反射面の一部が除去されるので、加工前のＬＥＤパッケージ１５１２と比較して、光の照射角度を拡大することができる。ＬＥＤモジュール１７１０が出射する光の照射角度は、ＬＥＤベアチップ２１０の基板３１０の面に交差する仮想的な面（例えば、発光層３２０が形成された面に直交する面である。）において、例えば、２７０度以上である。上記の照射角度は、３００度以上であることが好ましく、３３０度以上であることがより好ましく、３６０度であることがさらに好ましい。
【０１３２】
本実施形態によれば、ＬＥＤモジュール１７１０の大きさを極めて小さくすることができる。その結果、非破壊性及び低侵襲性に優れた光刺激装置が得られる。
【０１３３】
図１９は、発光刺激部１９０２の断面図の一例を概略的に示す。本実施形態において、発光刺激部１９０２は、電気生理実験用の電極１９２２及び１９２４を有する点で、図４及び図５に関連して説明した発光刺激部１０２と相違する。その他の点においては、発光刺激部１０２と同様の構成を有してよい。本実施形態において、電極１９２２は、ワイヤ１９３２の先端に配される。また、電極１９２４は、ワイヤ１９３４の先端に配される。ワイヤ１９３２及びワイヤ１９３４は、ＬＥＤモジュール１１０と電気的に接続されない点で、配線４３２及び配線４３４と相違する。
【０１３４】
本実施形態において、電極１９２２及び電極１９２４は、電気生理実験用の記録電極又は刺激電極として用いられる。例えば、電極１９２２及び電極１９２４が記録電極として用いられる場合、ワイヤ１９３２及びワイヤ１９３４は、単線であることが好ましい。これにより、ノイズの発生を抑制することができる。また、電極１９２２及び電極１９２４が多細胞同時記録法に用いられる場合、ワイヤ１９３２及びワイヤ１９３４は、テトロードなどの複線であってもよい。
【０１３５】
一実施形態において、電極１９２２及び電極１９２４の間に電圧を印加することで、特定の細胞に電気的な刺激を与えて、当該細胞を活化させることができる。他の実施形態において、電極１９２２及び電極１９２４の間に存在する細胞の細胞外における電流又は電位の変化を計測することで、当該細胞の活動状態を検出することができる。さらに他の実施形態において、電極１９２２及び電極１９２４を細胞内に刺入し、細胞内の電流又は電位を計測してもよい。上記の細胞としては、神経細胞、筋肉細胞などを例示することができる。
【０１３６】
本実施形態においては、電極１９２２及び電極１９２４のそれぞれが、ワイヤ１９３２及びワイヤ１９３４の先端に配される場合について説明した。しかしながら、電極１９２２及び電極１９２４のそれぞれは、本実施形態に限定されない。他の実施形態において、電極１９２２及び電極１９２４の少なくとも一方が、ワイヤ１９３２又はワイヤ１９３４の任意の位置に配されてよい。さらに他の実施形態において、ワイヤの被覆の一部を除去して、電極を露出させることで、電極として利用してもよい。また、１本のワイヤに複数の電極が配されてもよく、単一の電極を有する複数のワイヤが配されてもよい。
【０１３７】
本実施形態においては、図４及び図５に関連して説明した発光刺激部１０２が、電気生理実験用の１以上の電極をさらに備える場合について説明した。しかしながら、発光刺激部は、本実施形態に限定されない。他の実施形態において、図６から図１８に関連して説明した発光刺激部又はＬＥＤモジュールが、電気生理実験用の１以上の電極をさらに備えてもよい。
【０１３８】
図２０は、発光刺激部２００２の断面図の一例を概略的に示す。本実施形態において、発光刺激部２００２は、ＬＥＤモジュール１１０の一方の代わりに、光検出モジュール２０１０を有する点で、図７に関連して説明した発光刺激部７０２と相違する。その他の点においては、発光刺激部７０２と同様の構成を有してよい。光検出モジュール２０１０は、周囲の光環境を測定する。これにより、細胞の生理活動を検出することができる。光環境の測定には、発光指示薬、発光タンパク質、蛍光指示薬、蛍光タンパク質などを利用してもよい。光検出モジュール２０１０は、光検出部の一例であってよい。
【０１３９】
本実施形態において、光検出モジュール２０１０は、ＬＥＤモジュール１１０と同様に、保持部の両面に配された２つの光検出素子２０２０を有する。光検出素子２０２０は、フォトダイオード（ＰＤと略記する場合がある。）又はフォトトランジスタのパッケージであってもよく、フォトダイオード又はフォトトランジスタのベアチップであってもよい。例えば、光検出モジュール２０１０は、ＬＥＤモジュール１１０と同様に、２つの光検出パッケージを、各パッケージの背面が対向するように配置することで作製される。
【０１４０】
光検出モジュール２０１０は、光検出素子の受光部に、透過波長域を制限するための部材を有してもよい。透過波長域を制限するための部材としては、特定の波長の光を吸収するフィルタ又は膜、特定の波長の光のみを透過させるフィルタ又は膜などを例示することができる。このとき、ＬＥＤモジュール１１０を励起用の光源として利用してもよい。これにより、細胞と発光刺激部２００２との間で、双方的にシグナルを送受することができる。
【０１４１】
本実施形態においては、図７に関連して説明した発光刺激部７０２が、ＬＥＤモジュール１１０の代わりに、光検出モジュール２０１０を有する場合について説明した。しかしながら、発光刺激部２００２は、本実施形態に限定されない。他の実施形態において、発光刺激部２００２は、発光刺激部７０２において、２つのＬＥＤモジュール１１０に加えて、光検出モジュール２０１０を有してもよい。さらに他の実施形態において、発光刺激部２００２は、図８又は図９に関連して説明した発光刺激部において、１以上のＬＥＤモジュールの代わりに、光検出モジュール２０１０を有してもよい。発光刺激部２００２は、図８又は図９に関連して説明した発光刺激部において、ＬＥＤモジュールとともに、１以上の光検出モジュール２０１０を有してもよい。
【０１４２】
他の実施形態において、発光刺激部２００２は、図１２に関連して説明したＬＥＤモジュール１２１０において、１以上のＬＥＤベアチップの代わりに、１以上の光検出用のベアチップを有してもよい。また、発光刺激部２００２は、ＬＥＤモジュール１２１０において、ＬＥＤベアチップとともに、１以上の光検出用のベアチップを有してもよい。
【０１４３】
さらに他の実施形態において、光検出モジュール２０１０は、図４〜図６、図１０〜図１１、図１３〜図１４、又は、図１５〜図１８に関連して説明したＬＥＤモジュールにおいて、ＬＥＤチップの代わりに光検出チップが配された構造を有してよい。また、発光刺激部２００２は、図１９に関連して説明した発光刺激部１９０２と同様に、電気生理実験用の１以上の電極を有してもよい。
【０１４４】
図２１は、発光刺激部２１０２の一例を概略的に示す。本実施形態において、発光刺激部２１０２は、（ｉ）ＬＥＤベアチップ１２１２を有しない点、及び、（ｉｉ）ＬＥＤベアチップ１２１６の代わりに、光検出用のＰＤベアチップ２１１６を有する点で、図１２に関連して説明したＬＥＤモジュール１２１０と相違する。その他の点については、ＬＥＤモジュール１２１０と同様の構成を有してよい。
【０１４５】
本実施形態において、発光刺激部２１０２は、ＬＥＤベアチップ１２１４と、ＰＤベアチップ２１１６と、ＬＥＤベアチップ１２１８とを備える。ＬＥＤベアチップ１２１４及びＬＥＤベアチップ１２１８は、同一の種類のＬＥＤベアチップであってもよく、異なる種類のＬＥＤベアチップであってもよい。一実施形態において、ＬＥＤベアチップ１２１４が出射する光の中心波長と、ＬＥＤベアチップ１２１８が出射する光の中心波長とが異なる。
【０１４６】
本実施形態において、ＰＤベアチップ２１１６は、ＰＤ構造２１２０と、電極層２１３２と、電極層２１３４とを有する。ＰＤ構造２１２０は、ＰＮ型ＰＤ構造であってもよく、ＰＩＮ型ＰＤ構造であってもよく、ショットキー型ＰＤ構造であってもよく、アバランシェ型ＰＤ構造であってもよい。ＰＤベアチップ２１１６は、ＰＤ構造２１２０の代わりに、フォトトランジスタ構造を有してもよい。一実施形態において、ＰＤベアチップ２１１６の受光面の上には、特定の波長の光のみを透過させるフィルタ（図示されていない。）が配される。他の実施形態において、ＰＤベアチップ２１１６の受光面の上に、特定の波長の光のみを透過させる膜又は層が形成されてもよい。
【０１４７】
本実施形態において、電極層２１３２及び電極層２１３４は、電極層３３２及び電極層３３４と同様の構成を有してよい。本実施形態において、電極層２１３２及び電極層２１３４のそれぞれは、配線２１４２及び配線２１４６と電気的に接続される。また、本実施形態において、配線４３２は、ＬＥＤベアチップ１２１４の電極層３３２及びＬＥＤベアチップ１２１８の電極層３３２と電気的に接続される。
【０１４８】
図２２は、光双方向情報交換システム２２００のシステム構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、光双方向情報交換システム２２００は、細胞への刺激光の照射を制御することにより、細胞を活性化させたり、不活性化させたりする。より具体的には、神経細胞を興奮させたり、神経細胞の興奮を抑制させたりする。これにより、細胞に対して情報を伝達することができる。また、細胞に励起光を照射すると、細胞の活動に応じた強度の蛍光が生じる。そこで、光双方向情報交換システム２２００は、細胞に励起光を照射して、細胞から放出された蛍光を受光する。より具体的には、蛍光の増減を計測する。これにより、細胞からの情報を受信することができる。
【０１４９】
本実施形態において、光双方向情報交換システム２２００は、発光刺激部２１０２と、中継装置２２０４と、ユーザ端末２２２６とを備える。技術的に矛盾しない範囲において、中継装置２２０４は、制御部１０４と同様の構成を有してもよい。また、ユーザ端末２２２６は、操作部１０６と同様の構成を有してよい。
【０１５０】
一実施形態において、中継装置２２０４は、ハードウエアにより実現されてもよく、ソフトウエアにより実現されてもよく、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせにより実現されてもよい。例えば、プログラムが実行されることにより、１又は複数のコンピュータが、中継装置２２０４又はその一部として機能する。他の実施形態において、ユーザ端末２２２６は、ハードウエアにより実現されてもよく、ソフトウエアにより実現されてもよく、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせにより実現されてもよい。例えば、プログラムが実行されることにより、１又は複数のコンピュータが、ユーザ端末２２２６又はその一部として機能する。
【０１５１】
本実施形態において、発光刺激部２１０２側のコネクタ２２１２及び中継装置２２０４側のコネクタ２２１４が物理的に接続されることにより、発光刺激部２１０２及び中継装置２２０４が電気的に接続される。本実施形態において、中継装置２２０４及びユーザ端末２２２６は、無線通信方式により情報を送受する。無線通信の方式及び周波数帯は特に限定されない。ユーザ端末２２２６は、外付式の無線モジュール２２２８を介して、中継装置２２０４との間で情報を送受してもよい。
【０１５２】
コネクタ２２１２及びコネクタ２２１４の形状、種類、ピン数などは、特に限定されるものではなく、任意のコネクタを利用することができる。コネクタ２２１２は、図１に関連して説明した端子１２２及び端子１２４を有してもよい。コネクタ２２１４は、図１に関連して説明した端子１３２及び端子１３４を有してもよい。
【０１５３】
コネクタ２２１２及びコネクタ２２１４の少なくとも一方は、配線の振動の伝播を抑制する緩衝部材又は緩衝構造を有してもよい。これにより、発光刺激部２１０２が出射した光を照射される対象となる生体（観察対象と称する場合がある。）の生体組織への刺激、侵襲、損傷などを抑制することができる。また、生体組織に対する余計な刺激が抑制されるので、ノイズの少ないデータを収集することができる。
【０１５４】
コネクタ２２１２及びコネクタ２２１４の設置位置は、特に限定されるものではない。一実施形態において、コネクタ２２１４の少なくとも一部が、中継装置２２０４の筐体の外側に固定されたり、中継装置２２０４の筐体に内蔵されたりしてよい。他の実施形態において、コネクタ２２１２及びコネクタ２２１４は、観察対象の外表面と、中継装置２２０４の筐体との間に配されてもよい。
【０１５５】
さらに他の実施形態において、コネクタ２２１２は、観察対象の外表面に固定される。例えば、発光刺激部２１０２が生体の脳内に埋植される場合、コネクタ２２１２は、生体の頭蓋骨の外表面に固定される。固定方法としては、ねじ止め、結束、接着などを例示することができる。これにより、発光刺激部２１０２の電極に物理的に接続された配線（例えば、配線４３２、配線１２４４、配線１２４８、配線２１４２、配線２１４６などである。）の振動を抑制することができる。この場合、生体内に埋植された発光刺激部２１０２及び配線は、例えば、生体組織の動きに従って、緩やかに動く。その結果、発光刺激部２１０２又は配線が生体内で激しく動くことによる、生体組織への刺激、侵襲、損傷などを抑制することができる。また、生体組織に対する余計な刺激が抑制されるので、ノイズの少ないデータを収集することができる。
【０１５６】
本実施形態において、発光刺激部２１０２のＬＥＤベアチップ１２１４は、情報交換の対象となる細胞に応じた刺激光を出射するように構成される。ＬＥＤベアチップ１２１８は、情報交換の対象となる細胞に応じた励起光を出射するように構成される。ＬＥＤベアチップ１２１４及びＬＥＤベアチップ１２１８は、刺激光、励起光及び蛍光の波長領域が重複しないように選択されることが好ましい。これにより、空間分解能力を向上させることができる。本実施形態において、ＰＤベアチップ２１１６は、細胞からの蛍光を受光して、電気信号に変換することができるように構成される。ＰＤベアチップ２１１６の受光面の上には、蛍光のみを透過させるフィルタ又は膜が配されてよい。
【０１５７】
一実施形態において、発光刺激部２１０２は、生体の内部に挿入され、情報交換の対象となる細胞に光を照射したり、当該細胞からの蛍光を受光したりする。他の実施形態において、発光刺激部２１０２は、生体の表面に取り付けられ、情報交換の対象となる細胞に光を照射したり、当該細胞からの蛍光を受光したりする。
【０１５８】
本実施形態において、中継装置２２０４は、発光刺激部２１０２に電力を供給する。中継装置２２０４は、ユーザ端末２２２６からの指示に基づいて、発光刺激部２１０２に供給する電力を制御してもよい。また、中継装置２２０４は、発光刺激部２１０２のＰＤベアチップ２１１６からの電気信号を受信して、当該電気信号をユーザ端末２２２６に送信する。これにより、発光刺激部２１０２を小型化することができる。
【０１５９】
一実施形態によれば、発光刺激部２１０２の大きさを、横幅２００μｍ、縦幅６００μｍ、厚さ１００μｍ程度に小型化することができる。また、中継装置２２０４の大きさは、通信モジュール及び電源部１４４として利用するバッテリの大きさにもよるが、例えば、電源部１４４を入れて、横幅０．５〜３ｃｍ、縦幅０．５〜３ｃｍ、厚さ０．５〜３ｃｍ程度である。一実施形態によれば、中継装置２２０４の大きさは、横幅１〜１．５ｃｍ、縦幅１．５〜２ｃｍ、厚さ１．５〜２ｃｍ程度である。これにより、情報交換の対象となる細胞がマウスの脳内の神経細胞である場合、発光刺激部２１０２をマウスの頭部に埋設し、中継装置２２０４をマウスの頭部又は背中に固定することができる。
【０１６０】
本実施形態において、ユーザ端末２２２６は、光双方向情報交換システム２２００を利用して、細胞との間で双方向の情報伝達を行う者（ユーザと称する場合がある。）が使用する情報処理端末である。ユーザ端末２２２６は、ユーザの指示に基づいて、発光刺激部２１０２又は中継装置２２０４を制御する。また、ユーザ端末２２２６は、発光刺激部２１０２又は中継装置２２０４から受信した情報を、ユーザに提示する。これにより、ユーザは、刺激光の照射に対する細胞の応答をリアルタイムで観察することができる。
【０１６１】
他の実施形態において、ユーザ端末２２２６は、細胞からの蛍光の強度に関する情報を解析して、細胞の活動を任意に制御するべく、刺激光の照射条件を決定してよい。刺激光の照射条件としては、刺激光の波長、強度、照射位置、照射のタイミングなどを例示することができる。ユーザ端末２２２６は、決定された照射条件を中継装置２２０４に送信する。中継装置２２０４は、受信した照射条件に従って、発光刺激部２１０２を制御する。これにより、細胞の活動を制御することができる。
【０１６２】
ユーザ端末２２２６としては、パーソナルコンピュータ、携帯端末などを例示することができる。携帯端末としては、携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡ、タブレット、ノートブック・コンピュータ又はラップトップ・コンピュータ、ウエアラブル・コンピュータなどを例示することができる。
【０１６３】
なお、光双方向情報交換システム２２００は、複数の発光刺激部２１０２を備えてもよい。光双方向情報交換システム２２００は、複数の中継装置２２０４を備えてもよい。光双方向情報交換システム２２００は、複数のユーザ端末２２２６を備えてもよい。１台の中継装置２２０４に対して、１つの発光刺激部２１０２が接続されてもよく、複数の発光刺激部２１０２が接続されてもよい。
【０１６４】
１台の中継装置２２０４が１台のユーザ端末２２２６のみと接続されてもよく、１台の中継装置２２０４が複数台のユーザ端末２２２６と接続されてもよい。また、１台のユーザ端末２２２６が、複数台の中継装置２２０４と接続されてもよい。例えば、中継装置２２０４は、１つの発光刺激部２１０２から送信された情報を、複数台のユーザ端末２２２６に送信する。一方、中継装置２２０４は、ユーザ認証処理を実行し、操作権限を有するユーザ端末２２２６からの命令に基づいて、１又は複数の発光刺激部２１０２を制御してよい。
【０１６５】
本実施形態において、発光刺激部２１０２が２つのＬＥＤベアチップを有し、ＬＥＤベアチップ１２１４が刺激光を出射し、ＬＥＤベアチップ１２１８が励起光を出射する場合について説明した。しかしながら、発光刺激部２１０２は本実施形態に限定されない。他の実施形態において、発光刺激部２１０２は、２つの刺激光用ＬＥＤベアチップと、１つの励起光用ＬＥＤベアチップとを有してもよい。
【０１６６】
例えば、細胞に、光感受性タンパク質であるチャネルロドプシン及びハロロドプシンが導入されている場合、刺激光用ＬＥＤベアチップとして、チャネルロドプシン用の青色の刺激光を出射するＬＥＤベアチップと、ハロロドプシン用のオレンジ色の刺激光を出射するＬＥＤベアチップとが選択される。この場合において、励起光用ＬＥＤベアチップとして、赤色の励起光を出射するＬＥＤベアチップを選択すると、細胞から赤外光が放出される。赤外光のみを透過させるフィルタ又は膜を介して、ＰＤベアチップ２１１６により赤外光を検出することで、細胞の活動に関する情報を取得することができる。
【０１６７】
図２３は、中継装置２２０４の内部構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、中継装置２２０４は、電源部１４４と、駆動部１４６と、送受信部２３４２と、Ａ／Ｄコンバータ２３４６とを備える。本実施形態において、電源部１４４は、中継装置２２０４の各部に電力を供給する。本実施形態において、駆動部１４６は、コネクタ２２１２及びコネクタ２２１４を介して、配線４３２、配線１２４４及び配線１２４８と接続される。駆動部１４６は、ＬＥＤベアチップ１２１４及びＬＥＤベアチップ１２１８を駆動する。駆動部１４６は、送受信部２３４２を介して、ユーザ端末２２２６からのユーザの指示を取得してよい。駆動部１４６は、ユーザの指示に基づいて、ＬＥＤベアチップ１２１４及びＬＥＤベアチップ１２１８を駆動してよい。
【０１６８】
本実施形態において、送受信部２３４２は、ユーザ端末２２２６から、ユーザの指示を取得する。送受信部２３４２は、ユーザの指示を駆動部１４６に送信する。送受信部２３４２は、Ａ／Ｄコンバータ２３４６から、ＰＤベアチップ２１１６が受光した光に関する情報を取得する。送受信部２３４２は、ＰＤベアチップ２１１６が受光した光に関する情報を、ユーザ端末２２２６に送信する。
【０１６９】
本実施形態において、Ａ／Ｄコンバータ２３４６は、コネクタ２２１２及びコネクタ２２１４を介して、配線２１４２及び配線２１４６と接続される。Ａ／Ｄコンバータ２３４６は、ＰＤベアチップ２１１６からのアナログ信号を、デジタル信号に変換する。Ａ／Ｄコンバータ２３４６は、ＰＤベアチップ２１１６が受光した光に関する情報を表すデジタル信号を、送受信部２３４２を介して、ユーザ端末２２２６に送信する。
【０１７０】
図２４は、ユーザ端末２２２６の内部構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、ユーザ端末２２２６は、入力部１５２と、出力部２４５３と、端末制御部２４５４と、送受信部２４５６と、電源部２４６０とを備える。出力部２４５３は、ユーザに情報を提示する。例えば、出力部２４５３は、端末制御部２４５４の指示に基づいて、情報を出力する。出力部２４５３としては、表示装置、スピーカ、振動装置などを例示することができる。
【０１７１】
端末制御部２４５４は、ユーザ端末２２２６を制御する。例えば、端末制御部２４５４は、送受信部２４５６を介して、外部機器（例えば、中継装置２２０４である。）から情報を取得する。端末制御部２４５４は、取得された情報を適切に処理する。端末制御部２４５４は、送受信部２４５６を介して、外部機器に情報を送信する。端末制御部２４５４は、外付けの無線モジュール２２２８を介して、外部機器から情報を取得してもよい。また、端末制御部２４５４は、無線モジュール２２２８を介して、外部機器に情報を送信してもよい。送受信部２４５６は、外部機器との間で情報を送受する。送受信部２４５６は、通信インターフェースであってよい。送受信部２４５６は、複数の通信方式に対応していてもよい。電源部２４６０は、ユーザ端末２２２６の各部に電力を供給する。
【０１７２】
本実施形態によれば、ユーザは、ユーザ端末２２２６を利用して、遠隔地から、発光刺激部２１０２を制御することができる。また、遠隔地において、発光刺激部２１０２のＰＤベアチップ２１１６が検出した光に関する情報を観察することができる。
【０１７３】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、技術的に矛盾しない範囲において、特定の実施形態について説明した事項を、他の実施形態に適用することができる。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
【０１７４】
請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【０１７５】
１００  光刺激装置、１０２  発光刺激部、１０４  制御部、１０６  操作部、１１０  ＬＥＤモジュール、１１２  ＬＥＤパッケージ、１１４  ＬＥＤパッケージ、１２２  端子、１２４  端子、１３２  端子、１３４  端子、１４２  受信部、１４４  電源部、１４６  駆動部、１５２  入力部、１５４  信号生成部、１５６  送信部、２１０  ＬＥＤベアチップ、２２０  パッケージ基板、２２２  電極、２２４  電極、２３２  ワイヤ、２３４  ワイヤ、２４０  モールド樹脂、３１０  基板、３２０  発光層、３３２  電極層、３３４  電極層、４２２  ハンダ、４２４  ハンダ、４３２  配線、４３４  配線、４４０  封入材、６００  ＬＥＤモジュール、６１０  ＬＥＤベアチップ、６３２  ワイヤ、６３４  ワイヤ、６４０  モールド樹脂、７０２  発光刺激部、７１２  ＬＥＤパッケージ、７１４  ＬＥＤパッケージ、７２４  ハンダ、７３４  配線、７４４  端子、８０２  発光刺激部、８１２  ＬＥＤパッケージ、８１４  ＬＥＤパッケージ、８２２  ハンダ、８２４  ハンダ、８３２  配線、８３４  配線、８４４  端子、８５０  絶縁部材、９０２  発光刺激部、９１２  ＬＥＤパッケージ、９１４  ＬＥＤパッケージ、９２４  ハンダ、９３４  配線、９４４  端子、１０１０  ＬＥＤモジュール、１１１０  ＬＥＤモジュール、１２１０  ＬＥＤモジュール、１２１２  ＬＥＤベアチップ、１２１４  ＬＥＤベアチップ、１２１６  ＬＥＤベアチップ、１２１８  ＬＥＤベアチップ、１２４２  配線、１２４４  配線、１２４６  配線、１２４８  配線、１３１０  ＬＥＤモジュール、１４１０  ＬＥＤモジュール、１５１２  ＬＥＤパッケージ、１５２０  パッケージ基板、１５２２  リードフレーム、１５２４  リードフレーム、１５３０  凹部、１５４０  レンズ、１７１０  ＬＥＤモジュール、１９０２  発光刺激部、１９２２  電極、１９２４  電極、１９３２  ワイヤ、１９３４  ワイヤ、２００２  発光刺激部、２０１０  光検出モジュール、２０２０  光検出素子、２１０２  発光刺激部、２１１６  ＰＤベアチップ、２１２０  ＰＤ構造、２１３２  電極層、２１３４  電極層、２１４２  配線、２１４６  配線、２２００  光双方向情報交換システム、２２０４  中継装置、２２１２  コネクタ、２２１４  コネクタ、２２２６  ユーザ端末、２２２８  無線モジュール、２３４２  送受信部、２３４６  Ａ／Ｄコンバータ、２４５３  出力部、２４５４  端末制御部、２４５６  送受信部、２４６０  電源部
【図１】
2017018470.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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