(57)【要約】【課題】視野方向が可変とされた視界器具のためのコンパクトな照明システムを提供すること。【解決手段】視野方向が可変とされた視界器具のための照明システムであって、長手方向軸線（３６）と、付随的視界（１６）を有した可変視界ベクトル（３０）と、を備えている器具シャフト（２８）と；長手方向軸線から角度的にオフセットされた回転軸線（４０）であり、この回転軸線回りに視界ベクトルが回転することにより視界ベクトルを走査平面内にわたって走査し得るものとされた、回転軸線と；視界の経路によって規定された視野と；走査平面からオフセットされた照明平面内に配置された照明光源であるとともに、視野をカバーする照明フィールドを提供するような照明光源と；を具備している。【選択図】図２
2006204922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
視野方向が可変とされた視界器具のための照明システムであって、
長手方向軸線と、付随的視界を有した可変視界ベクトルと、を備えている器具シャフトと；
前記長手方向軸線から角度的にオフセットされた回転軸線であるとともに、この回転軸線回りに前記視界ベクトルが回転することにより、前記視界ベクトルを走査平面内にわたって走査し得るものとされ、この場合、前記視界ベクトルを前記回転軸線回りに回転した際には、前記視界が経路に沿って移動するものとされた、回転軸線と；
前記視界の前記経路によって規定された視野と；
前記走査平面からオフセットされた照明平面内に配置された照明光源であるとともに、前記視野をカバーする照明フィールドを提供するような照明光源と；
を具備していることを特徴とするシステム。
【請求項２】
請求項１記載のシステムにおいて、
前記回転軸線が、前記長手方向軸線に対して実質的に垂直であることを特徴とするシステム。
【請求項３】
請求項１記載のシステムにおいて、
前記照明平面が、前記走査平面に対して実質的に平行であることを特徴とするシステム。
【請求項４】
請求項３記載のシステムにおいて、
さらに、前記視界ベクトルを前記回転軸線回りに回転させる回転ポイントを具備し、
前記照明フィールドが、中心を有し、この中心が、前記回転軸線上に位置し、かつ、前記回転ポイントからオフセットされたところに位置していることを特徴とするシステム。
【請求項５】
請求項１記載のシステムにおいて、
前記視野が、前記視界前記経路によって規定された環状立体角を有していることを特徴とするシステム。
【請求項６】
請求項５記載のシステムにおいて、
前記照明フィールドが、前記視野の前記環状立体角と比較して、より大きな環状立体角を有していることを特徴とするシステム。
【請求項７】
請求項１記載のシステムにおいて、
前記視界ベクトルが前記長手方向軸線回りに回転する際には、前記照明平面が、前記視界ベクトルと一緒に回転することを特徴とするシステム。
【請求項８】
請求項１記載のシステムにおいて、
前記照明光源が、前記照明平面に沿って配置された複数の照明部材を備えていることを特徴とするシステム。
【請求項９】
請求項８記載のシステムにおいて、
前記複数の照明部材が、複数の発光ダイオードを備えていることを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項９記載のシステムにおいて、
前記複数の発光ダイオードが、前記回転軸線回りにおいて対称的に配置されていることを特徴とするシステム。
【請求項１１】
請求項１０記載のシステムにおいて、
前記複数の発光ダイオードの各々が、各ダイオードからの照明フィールドを規定する発光中央線を有し、
前記複数のダイオードが、前記ダイオードの前記発光中央線が前記回転軸線に対して実質的に垂直であるようにして、配置されていることを特徴とするシステム。
【請求項１２】
請求項１１記載のシステムにおいて、
前記複数のダイオードが、各ダイオードからの照明フィールドが、隣接配置されたダイオードからの照明フィールドに対してオーバーラップするようにして、配置されていることを特徴とするシステム。
【請求項１３】
請求項９記載のシステムにおいて、
さらに、環状をなす光学的に透明なハウジングを具備し、
前記複数のダイオードが、前記ハウジング内に配置されていることを特徴とするシステム。
【請求項１４】
請求項１記載のシステムにおいて、
前記回転軸線が、第１回転軸線とされ、前記走査平面が、第１走査平面とされ、
さらに、第２回転軸線を具備し、前記視界ベクトルがこの第２回転軸線回りに回転することにより、前記視界ベクトルが第２走査平面を走査するものとされていることを特徴とするシステム。
【請求項１５】
請求項１４記載のシステムにおいて、
前記第２回転軸線が、前記第１回転軸線に対して実質的に垂直であることを特徴とするシステム。
【請求項１６】
請求項１記載のシステムにおいて、さらに、
電源から電力を受領するための電気的スリップリングと；
このスリップリングに対して接続されているとともに、前記シャフトに沿って前記照明光源に対して電力を伝達し得るよう前記照明光源に対して接続されている、ワイヤと；
を具備していることを特徴とするシステム。
【請求項１７】
請求項１記載のシステムにおいて、
前記器具シャフトが、内視鏡シャフトを備えていることを特徴とするシステム。
【請求項１８】
視野方向が可変とされた視界器具のための照明システムであって、
長手方向軸線と先端部とを有している画像伝達アセンブリと；
この画像伝達アセンブリの前記先端部に配置された視界部材であるとともに、この視界部材が、前記長手方向軸線から角度的にオフセットされた回転軸線を有し、この回転軸線回りに前記視界部材が回転することによって、前記視界部材が、第１平面内において走査されるものとされた、視界部材と；
前記第１平面に対して実質的に平行とされた第２平面内に配置された照明光源と；
を具備していることを特徴とするシステム。
【請求項１９】
請求項１８記載のシステムにおいて、
前記回転軸線が、前記長手方向軸線に対して実質的に垂直であることを特徴とするシステム。
【請求項２０】
請求項１８記載のシステムにおいて、
前記照明光源が、前記第２平面に沿って配置された複数の照明部材を備えていることを特徴とするシステム。
【請求項２１】
請求項２０記載のシステムにおいて、
前記複数の照明部材が、複数の発光ダイオードを備えていることを特徴とするシステム。
【請求項２２】
請求項２１記載のシステムにおいて、
前記複数の発光ダイオードが、前記回転軸線回りにおいて対称的に配置されていることを特徴とするシステム。
【請求項２３】
請求項２２記載のシステムにおいて、
前記複数の発光ダイオードの各々が、各ダイオードからの照明フィールドを規定する発光中央線を有し、
前記複数のダイオードが、前記ダイオードの前記発光中央線が前記回転軸線に対して実質的に垂直であるようにして、配置されていることを特徴とするシステム。
【請求項２４】
請求項２３記載のシステムにおいて、
前記複数のダイオードが、各ダイオードからの照明フィールドが、隣接配置されたダイオードからの照明フィールドに対してオーバーラップするようにして、配置されていることを特徴とするシステム。
【請求項２５】
請求項２１記載のシステムにおいて、
さらに、環状をなす光学的に透明なハウジングを具備し、
前記複数のダイオードが、前記ハウジング内に配置されていることを特徴とするシステム。
【請求項２６】
請求項１８記載のシステムにおいて、
前記視界部材が、直角プリズムを備えていることを特徴とするシステム。
【請求項２７】
請求項１８記載のシステムにおいて、さらに、
電源から電力を受領するための電気的スリップリングと；
このスリップリングに対して接続されているとともに、前記シャフトに沿って前記照明光源に対して電力を伝達し得るよう前記照明光源に対して接続されている、ワイヤと；
を具備していることを特徴とするシステム。
【請求項２８】
請求項２７記載のシステムにおいて、
さらに、電源を具備し、
この電源が、前記スリップリングに対して電気的に接続されているとともに、このスリップリングに対して電力を供給していることを特徴とするシステム。
【請求項２９】
視野方向が可変とされた視界器具のための照明システムであって、
長手方向軸線と、付随的視界を有した可変視界ベクトルと、を備えている画像伝達アセンブリと；
前記長手方向軸線から角度的にオフセットされた回転軸線であるとともに、この回転軸線回りに前記視界ベクトルが回転することにより、前記視界ベクトルを走査平面内にわたって走査し得るものとされ、この場合、前記視界ベクトルを前記回転軸線回りに回転した際には、前記視界が経路に沿って移動するものとされた、回転軸線と；
前記視界の前記経路によって規定された視野と；
前記走査平面からオフセットされた照明平面内に配置された照明光源であるとともに、前記視野をカバーする照明フィールドを提供するような照明光源と；
を具備していることを特徴とするシステム。
【請求項３０】
請求項２９記載のシステムにおいて、
前記回転軸線が、前記長手方向軸線に対して実質的に垂直であることを特徴とするシステム。
【請求項３１】
請求項２９記載のシステムにおいて、
前記照明平面が、前記走査平面に対して実質的に平行であることを特徴とするシステム。
【請求項３２】
視野方向が可変とされた視界器具のための照明システムであって、
長手方向軸線と、少なくとも２つの機械的自由度を有した可変視界ベクトルと、を備えている器具シャフトと；
前記長手方向軸線に対して実質的に垂直なものとされた回転軸線であるとともに、この回転軸線回りに前記視界ベクトルが回転することにより、前記視界ベクトルを走査平面内にわたって走査し得るものとされた、回転軸線と；
照明平面内に配置された照明光源であるとともに、前記照明平面が、前記長手方向軸線に対して実質的に平行なものとされかつ前記走査平面に対して実質的に平行なものとされているような、照明光源と；
を具備していることを特徴とするシステム。
【請求項３３】
請求項３２記載のシステムにおいて、
前記視界ベクトルが前記長手方向軸線回りに回転する際には、前記照明平面が、前記視界ベクトルと一緒に回転し、これにより、前記照明平面は、前記走査平面に対して平行なままで維持されることを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、米国特許法第１１９（ｅ）条に基づき、２００５年１月２６日付けで出願された特許文献１の優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、例えば内視鏡といったような視界器具のための照明システムに関するものである。より詳細には、本発明は、視野方向が可変とされた視野内における照明システムに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
例えば内視鏡や工業用ボロスコープや他のタイプのスコープといったような視界器具のための照明システムは、一般に、当該技術分野においては周知である。そのようなスコープによる観測対象または検査対象をなす、例えば解剖学的キャビティや工業的キャビティといったようなサイトが、自然な感じで照明されないことにより、効果的な視界を得たり画像を取得したりし得るためには、まず最初に、照明が確保されなければならない。したがって、多くのそのようなシステムが、使用されてきた。
【０００４】
初期のスコープは、オープンフレームを使用していた。後には、白金フィラメントを使用した。今日では、大部分の内視鏡の照明は、光ファイバチャンネルを介して提供されている。光ファイバは、例えばハロゲンランプやキセノンランプといったような外部の高パワー光源に対して接続された画像ガイドから光を受領する。そのような光ファイバシステムは、様々な欠点を有している。例えば、外部光源からスコープの先端へと伝達される際に光を損失すること、徐々に変色したり経時的に伝達効率が低下すること、および、ファイバーストランドが破損すること、という欠点を有している。しかしながら、このようなシステムは、対象サイトを照明するために使用されている最も一般的な方法である。しかしながら、ある種の用途においては、発光ダイオードの使用が、照明のための代替手段として出現した。これに関しては、画像撮影システムとして、Irion 氏による特許文献２や、Glukhovsky氏他による特許文献３、に開示されている。
【０００５】
図１Ａは、従来の内視鏡１０のための基本的な照明システムを示している。一般に、内視鏡１０は、対物レンズ１４を介して、固定された視野方向１２を有している。内視鏡の視野１６は、照明フィールド１８によってカバーされる。照明フィールド１８は、典型的には、遠隔の光源２０によって生成されたものであり、さらに、光ファイバがなす光ガイド２２によって伝達されたものである。照明フィールド１８は、画像の輝度を一様なものとし得るよう、視野１６の全体をカバーし得るよう構成されている。この目的のために、照明フィールド１８は、典型的には、対物レンズ１４に関して径方向に対称なものとして構成されている。すなわち、図１Ｂに示すように、一様に分散配置された複数の光ファイバ出口２４から光が導出されるように、あるいは、図１Ｃに示すように、単一の環状出口２６から光が導出されるように、構成される。
【０００６】
使用者の視界能力を向上させ得るよう、ある種の内視鏡システムにおいては、視野方向が可変とされている。よく参照されるものとしては、Chikama 氏他による特許文献４に開示されているような揺動プリズム型の内視鏡や、Thompson氏による特許文献５に開示されているようなパン−チルト型の内視鏡がある。これらデバイスは、典型的には、ある走査範囲をカバーし得るような回転可能な視野方向を有している。しかしながら、このような回転可能なの視野方向の場合には、単一の固定された視野方向の場合と比較して、ずっと広い範囲にわたって照明を提供することが必要となる。
【０００７】
したがって、視野方向が可変とされたタイプの内視鏡システムに対して適合し得るよう、多くの照明システムが提案されてきた。例えば、画像反射器に対して連結された複数の個別の照明反射器を使用することが提案されている。これにより、視野に対して全体的に位置合わせされた光フィールドを提供することができる。このようなシステムは、例えば、Kanehira氏他による特許文献６や、Ramsbottom氏による特許文献７、に開示されている。しかしながら、このタイプの構成は、広い視野範囲に対して適合し得るものであるけれども、中程度のサイズ（すなわち、４ｍｍという直径）の内視鏡や小さなサイズ（すなわち、１ｍｍという直径）の内視鏡に適したように十分にコンパクトなものとして形成することができない。
【０００８】
提案されている他のタイプのシステムは、出口のところで扇状に広がる光ファイバを使用している。これにより、視野全体にわたって光を広げることができる。このようなシステムは、例えば、Forkner 氏による特許文献８、Krattiger 氏他による特許文献９、に開示されている。しかしながら、これら構成は、比較的コンパクトなものとして形成し得るものではあるけれども、これら構成では、限られた揺動範囲しか照明することができない。
【０００９】
視界方向を可変とした視界器具におけるさらなる挑戦は、視界の高さを変更することに加えて、視野方向を内視鏡シャフト回りに方位的に回転可能なものとすることが望ましいということである。これにより、真に完全な可変視界を得ることができる。多くの場合、このことは、内視鏡全体を回転させることにより実行される。しかしながら、この構成は、光ガイドがプロセス中に器具の周囲を囲むようになるという欠点を有している。同様に、使用者が器具全体を回転させる必要なく方位的な走査を行うことを可能とし得るよう、固定ハンドルと回転可能シャフトとを有している内視鏡は、同様の問題点を有している。
【００１０】
この問題点に対処するために、回転光ポストおよび光ファイバスリップリングを使用することが提案されている。これは、例えば、Lucey 氏他による特許文献１０に開示されている。しかしながら、実際には、このようなシステムは、標準的な解決手段を代替し得るほど十分には効果的ではないことが判明している。この構成では、ファイバ束中に緩みをもたらしてしまい、このため、ファイバ束が捻れるような自由度を与えてしまう。カップリングを使用することによって方位的に広い走査範囲を可能とするような他のシステムが提案されている。これは、例えば、Krattiger 氏他によって開示されている。しかしながら、このようなデバイスは、特定の走査範囲を超えての回転を防止する機構を使用している。これにより、使用者が不注意に照明ファイバを捻りすぎないようにしており、これにより、破壊を防止している。このような制限付きの回転は、特定範囲の限界点に到達した際に操作者が視界方向をリセットすることを強制することのために、観測の自由度を制限している。
【００１１】
操作者が視界方向の変更を決定したときには、器具は、機械的な制約を受けることなく、また、機構を巻き戻す必要なく、任意の新たな視界構成へと直接的に移行し得るべきである。また、反対方向から所望の視界に接近し得るべきである。加えて、例えば Hale 氏他による特許文献１１に開示されているような、コンピュータによって制御される可変視野方向内視鏡の出現により、内視鏡マップを構築する目的で全体的フレーム取得シーケンスを実行することが可能になった。このような取得シーケンスは、最も効果的なものであって、往復運動することなく単一の連続的な走査で実行され得る限りにおいては、機械的な摩耗を最小化することができる。
【００１２】
したがって、視野方向が可変とされた内視鏡において視野方向の変更に適合し得るような固定照明システムを使用したシステムが、要望されている。また、コンパクトであるとともに、移動している視界ベクトルに応じて移動する視界によって掃引される全体的に円形のバンドを照明し得るような、システムが要望されている。さらに、スコープシャフトを無制限にかつ連続的に回転させ得るような照明システムが要望されている。
【特許文献１】米国特許予備出願第６０／６４７，３５９号明細書
【特許文献２】米国特許第６，７３０，０１９号明細書
【特許文献３】米国特許第６，９４４，３１６号明細書
【特許文献４】米国特許第３，８５６，０００号明細書
【特許文献５】米国特許第５，７６２，６０３号明細書
【特許文献６】米国特許第３，８８０，１４８号明細書
【特許文献７】国際公開第０１／２２８６５号パンフレット
【特許文献８】米国特許第４，６９７，５７７号明細書
【特許文献９】米国特許第６，５００，１１５号明細書
【特許文献１０】米国特許第５，６２１，８３０号明細書
【特許文献１１】米国特許第６，６６３，５５９号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
したがって、本発明の目的は、最小のスペースを要求するスコープに関する照明システムを提供することである。
【００１４】
本発明の他の目的は、スコープのための照明システムであって、スコープの視界ベクトルの回転軸線回りにおいて全体的に円形のバンドを照明し得るような照明システムを提供することである。
【００１５】
本発明のさらに他の目的は、スコープのための照明システムであって、視界ベクトルが視界ベクトル回りに回転した際に、視野全体をカバーし得る照明を提供するような、照明システムを提供することである。
【００１６】
本発明のさらに他の目的は、スコープのための照明システムであって、スコープに対して自由に回転するものとされた照明システムを提供することである。
【００１７】
従来技術における上記様々な欠点を克服し得るよう、また、上記目的や利点の少なくともいくつかを達成し得るよう、本発明は、視野方向が可変とされた視界器具のための照明システムであって、長手方向軸線と、付随的視界を有した可変視界ベクトルと、を備えている器具シャフトと；長手方向軸線から角度的にオフセットされた回転軸線であるとともに、この回転軸線回りに視界ベクトルが回転することにより、視界ベクトルを走査平面内にわたって走査し得るものとされ、この場合、視界ベクトルを回転軸線回りに回転した際には、視界が経路に沿って移動するものとされた、回転軸線と；視界の経路によって規定された視野と；走査平面からオフセットされた照明平面内に配置された照明光源であるとともに、視野をカバーする照明フィールドを提供するような照明光源と；を具備しているシステムを提供する。
【００１８】
他の実施形態においては、本発明は、視野方向が可変とされた視界器具のための照明システムであって、長手方向軸線と先端部とを有している画像伝達アセンブリと；この画像伝達アセンブリの先端部に配置された視界部材であるとともに、この視界部材が、長手方向軸線から角度的にオフセットされた回転軸線を有し、この回転軸線回りに視界部材が回転することによって、視界部材が、第１平面内において走査されるものとされた、視界部材と；第１平面に対して実質的に平行とされた第２平面内に配置された照明光源と；を具備しているシステムを提供する。
【００１９】
さらに他の実施形態においては、本発明は、視野方向が可変とされた視界器具のための照明システムであって、長手方向軸線と、付随的視界を有した可変視界ベクトルと、を備えている画像伝達アセンブリと；長手方向軸線から角度的にオフセットされた回転軸線であるとともに、この回転軸線回りに視界ベクトルが回転することにより、視界ベクトルを走査平面内にわたって走査し得るものとされ、この場合、視界ベクトルを回転軸線回りに回転した際には、視界が経路に沿って移動するものとされた、回転軸線と；視界の経路によって規定された視野と；走査平面からオフセットされた照明平面内に配置された照明光源であるとともに、視野をカバーする照明フィールドを提供するような照明光源と；を具備しているシステムを提供する。
【００２０】
また別の実施形態においては、本発明は、視野方向が可変とされた視界器具のための照明システムであって、長手方向軸線と、少なくとも２つの機械的自由度を有した可変視界ベクトルと、を備えている器具シャフトと；長手方向軸線に対して実質的に垂直なものとされた回転軸線であるとともに、この回転軸線回りに視界ベクトルが回転することにより、視界ベクトルを走査平面内にわたって走査し得るものとされた、回転軸線と；照明平面内に配置された照明光源であるとともに、照明平面が、長手方向軸線に対して実質的に平行なものとされかつ走査平面に対して実質的に平行なものとされているような、照明光源と；を具備しているシステムを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１Ａ〜図１Ｃは、従来技術による内視鏡照明システムを概略的に示す図である。
【００２２】
図２は、本発明による照明システムと一緒に使用した場合の、視野方向が可変とされた内視鏡の動作原理を概略的に示す図である。
【００２３】
図３Ａは、図２の内視鏡の先端部を示す斜視図であって、内視鏡の走査平面を示している。
【００２４】
図３Ｂは、図２の内視鏡の先端部を示す斜視図であって、走査平面に対しての照明平面の位置関係を示している。
【００２５】
図４Ａは、照明の立体角と、図２の内視鏡の視野に対しての、この立体角の位置関係と、を概略的に示す図である。
【００２６】
図４Ｂは、図４Ａに示す立体角を形成するためのＬＥＤ構成を概略的に示す図である。
【００２７】
図５Ａは、図４Ｂに示すＬＥＤ構成に関する追加的な詳細を示す斜視図である。
【００２８】
図５Ｂは、図４Ｂに示すＬＥＤ構成に関する追加的な詳細を示す斜視図である。
【００２９】
図５Ｃは、図４Ｂに示すＬＥＤ構成を概略的に示す図であって、特定の視野方向に対して向けられた照明を示している。
【００３０】
図５Ｄは、図５Ｃに示すＬＥＤ構成におけるサブアレイを概略的に示す図である。
【００３１】
図６Ａ〜図６Ｃは、図４Ｂに示すＬＥＤ構成に対して電力を供給するための電力伝達システムに関する追加的な詳細を概略的に示す図である。
【００３２】
図７Ａおよび図７Ｂは、図２の内視鏡の先端部を示す斜視図である。
【００３３】
本発明に基づく視野方向が可変とされた内視鏡に対して照明をもたらすための一実施形態における基本システムが、図２〜図６に示されている。本明細書においては、『頂』、『底』、『上』、『下』、『上方』、『下方』、『直上』、『直下』、『上に』、『下に』、『上向き』、『下向き』、『上側』、『下側』、『前』、『後』、『前方』、『後方』、『前向き』、『後ろ向き』といった用語は、参照した目的に関して、図面上において図示された向きを表している。本発明の目的を得るに際しては、そのような向きに制限されることはない。
【００３４】
図２は、本発明において使用される視野方向が可変とされた内視鏡の基本的な動作原理を示す図である。このような器具は、一般に、長手方向軸線３６を有したシャフト２８を備えている。内視鏡は、視界ベクトル３０を備えており、視界ベクトル３０は、少なくとも２つの自由度３２，３４を有した付随的視界１６を備えている。第１の自由度３２により、視界ベクトル３０は、長手方向軸線３６回りに回転することができる。これにより、視界ベクトル３０を、緯度方向３８内において走査することができる。第２の自由度３４により、視界ベクトル３０は、長手方向軸線３６に対して垂直な軸線４０回りに回転することができる。これにより、視界ベクトル３０を、経度方向４２において走査することができる。さらに、第３の自由度４４を、利用することができる。というのは、通常、内視鏡画像の回転に関する向きが調節可能とされるからである。
【００３５】
図３Ａに示すように、ある種の有利な実施形態においては、球状視界ウィンドウ４８内に収容された直角プリズム４７は、第２の自由度３４を表している軸線４０回りに回転することができる。したがって、視界ベクトル３０を、経度方向４２において走査することができる。これにより、視界ベクトル走査平面５４内において有効な視野５０を形成することができる。このような幅広い範囲を走査し得る能力は、当然のことながら、範囲５０の全体にわたって十分な照明を提供するに際して、使用することができる。
【００３６】
照明のガイドと画像のガイドとの双方に関して同じ光学的導管を使用することが、現在の光学技術では、あまり有効でないことにより、図３Ｂに示すように、照明出口／部材は、視界ベクトル走査平面５４とは異なる平面５２内に配置される。これにより、視野３１を遮蔽することを防止することができる。ある種の有利な実施形態においては、この照明平面５２は、視界ベクトル走査平面５４に対して平行なものとされる。一般に、視野５０を照明することだけが必要とされ、内視鏡の先端回りにおける球状の全立体角を証明する必要はない。なぜなら、内視鏡２８が第２自由度３４に関する無制限の範囲にわたって長手方向軸線３６回りに回転する際には、照明平面５２が、内視鏡２８と一緒に回転するからである。
【００３７】
図４Ａに示すように、視界ベクトル３０が回転軸線４０回りに回転した際には、視界３１が視野５０に沿って移動することのために、視野６２は、視界３１によって走査される。照明平面５２内に配置された照明出口／部材は、環状の立体角として表されているように、照明平面５２に関して対称であるような、照明フィールド５１を形成する。このフィールド５１は、典型的には、視界ベクトル回転軸線４０を中心としたものとされる。ただし、照明フィールド５１の中心は、視界ベクトルの回転中心６０からは、回転軸線４０に沿ってオフセットされている。実際には、この位置合わせの精度は、典型的には、視野５０の全体にわたって視野３１に対して一様でありかつ一貫した照明強度を供給するという目的を果たす限りにおいては、あまり要求されない。
【００３８】
照明フィールド５１は、環状の立体角６２よりも大きい。これにより、照明フィールド５１は、視界３１が視野５０にわたっての経路に沿って移動する際に視界３１によって走査される視野６２を、完全にカバーすることができる。図４Ａの中で描かれた照明フィールド５１は、ある種の実施形態においては、図３Ａおよび図３Ｂに示された内視鏡先端構成の場合には、完全な円形ストリップであるけれども、このことは、必須ではない。なぜなら、直接的に後方向きに照明する必要がないからである（すなわち、視界ベクトル３０が長手方向軸線３６と平行であって、内視鏡シャフト２８を先端としている場合）。このことは、図４Ｂに示すような、ほぼ３６０°に近い内視鏡照明システムに関する概略的な平面図において、図示されている。
【００３９】
ある種の有利な実施形態においては、照明部材は、回転軸線４０回りに対称的に配置されたような複数の発光ダイオード６４である。例えば、ある種の実施形態においては、８個のＬＥＤが、それぞれの発光中央線６６を回転軸線４０に対して実質的に垂直なものとして配置されているとともに、各ＬＥＤ６４の照明フィールド６８が、直接的に隣接したＬＥＤ６４の照明フィールド６８に対してオーバーラップするような向きとされ、これにより、一様に混合された照明フィールド５１を生成することができる。複数の照明部材６４の配置がそのように離散的なものとされていることにより、暗い領域７０が存在し得る。しかしながら、有利な構成においては、隣接した照明フィールド７２の交差が、実際の画像撮影距離の中の最も短いものと比較して、内視鏡のボディに対して、より接近して生じるであろう。閉塞したキャビティ内における光のランダムな反射も、また、実際には、そのような暗い領域７０を除去するであろう。
【００４０】
図５Ａは、円形のＬＥＤ照明システムの特別の実施形態を示している。複数の半導体ダイオード６４が、環状のかつ光学的に透明なハウジング７４内に埋設されている。このハウジングは、様々な材料から形成することができる。例えば熱放散特性や頑丈さや光拡散特性といったような構成的要求に応じて、あるいは、生物学的毒性（医学的な応用）を考慮して、例えば、樹脂や、ガラスや、プラスチック、などから形成することができる。複数のＬＥＤ６４は、互いに直列に接続される。そして、その直列接続チェインの両端は、プラスおよびマイナスの電力線７６，７８とされる。電圧の制限または電流の制限によっては、複数のＬＥＤ６４は、また、互いに並列に接続することもできる。並列接続の場合には、１個の部材の故障が全体の故障を招くことがない。あるいは、実施形態によっては、図５ＢにおいてＵ字形状構成として示すように、直列接続と並列接続とを併用することができる。図５Ａおよび図５Ｂに示す照明システムは、独立したモジュールとして構成されている。このようなモジュールは、内視鏡内へと容易に組み込むことができる。
【００４１】
視界ベクトル３０と照明モジュールとは、互いに一体となって、長手方向軸線３６回りに回転する。いくつかの実施形態においては、各モジュールは、独立した電力線が付設された一組をなすサブアレイ（少なくとも１つのＬＥＤ）として構成される。このことは、製造および組立を単純化することができ、そして重要なことに、複数のサブアレイは、選択的に活性化することができる。これにより、図５Ｃに示すように、現在の視界ベクトルの向きに全体的に位置合わせされた主要照明方向に関連した部材だけを、任意の時点において点灯することができる。これにより、電力および熱を節約することができる。したがって、この照明システムは、適切に選択されたＬＥＤだけを活性化することによって照明方向がその時点での視界方向に適合しているような、適合型の照明を提供することができる。この照明システムにおいては、また、断続的な活性化を行うことができる。これにより、照明部材を、電子的画像撮影システムに対して同期させつつ、パルス型で駆動することができる。これにより、電力を節約し得るとともに、熱生成量を最小化することができ、さらに、ＬＥＤ高強度フラッシュ（高解像度のスチール写真を撮影する際に有効）を機能させることができる。さらに、使用されているＬＥＤのタイプに応じて、また、供給されている電力に応じて、この照明システムは、さらに、マルチスペクトルの照明を行い得るとともに、複数の照明角度から構造化された照明を行うことができる。図５Ｄは、直列接続と並列接続とを組み合わせて接続された４つのＬＥＤ６４からなる１つのサブアレイを示している。
【００４２】
この搭載された固体物理的な照明システムの目的の一部が、捻れによって制限される光ファイバシステムの場合のような制限を受けることなく回転を可能とすることであることにより、ＬＥＤに対して電力を伝達するに際して電気的スリップリングを使用する必要がある。図６Ａは、そのような電力伝達の実施状況を示している。図６Ａにおいては、ワイヤ８０が、絶縁層８６を介してスリーブ８４に対して堅固に連結されたスリップリング８２から、照明システムの先端部へと、電力（Ｖｃｃ）を伝達している。この場合、ワイヤ８０は、スリーブ８４の表面に対して取り付けられている。スリーブ８４は、光学的機械的伝達シャフト８８を収容している。ある種の実施形態においては、この伝達シャフト８８が、二重の目的で機能する。すなわち、内視鏡画像を中継ぎするという目的と、先端回転プリズム４７に対して回転運動（第２の自由度）を伝達するという目的と、で機能する。内視鏡シャフト２８は、スリーブ８４を収容している。また、これら２本のチューブは、内視鏡の先端のところにおいて堅固に連結されている。第１の自由度３２に沿って駆動された場合、シャフト２８と、スリーブ８４と、ワイヤ８０と、スリップリング８２とが、回転する。このバージョンにおいては、照明システムは、スリーブシャフトアセンブリに対して、場所９５において接地されている。
【００４３】
用途の電気的な安全性要求により、様々な接地スキームを使用することが望まれることがある。図６Ｂは、特定の接地されたスリップリング９６を示している。このスリップリング９６は、照明システムの接地ワイヤ９８に対して接続されているとともに、電力用スリップリング８２に対してはエア絶縁層１００を介して絶縁されている。一方、図６Ｃは、付加的な絶縁層１０２を介することによって、径方向において互いに絶縁されたような、電力用スリップリング８２および接地スリップリング９６を示している。
【００４４】
図７Ａは、内視鏡の先端部の実際の様子を示している。内視鏡シャフト２８は、中空ソケット１０４を備えている。この中空ソケット１０４は、回転プリズムと、球状視界ウィンドウと、を保持している。４つの白色光ＬＥＤ６４が、このソケット１０４の周囲において、円形をなすようにして配置されている。図７Ｂに示すようなこの先端構成の側面図においては、視界ウィンドウ４８と、ＬＥＤ６４と、の間の相対配置が示されている。
【００４５】
上記説明が例示に過ぎす、本発明を限定するものではないこと、また、本発明の精神を逸脱することなく、当業者に自明の修正を行い得ることは、理解されるであろう。したがって、本発明の範囲を規定するに際しては、上記説明ではなく、特許請求の範囲が使用されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１Ａ】従来技術による内視鏡照明システムを概略的に示す図である。
【図１Ｂ】従来技術による内視鏡照明システムを概略的に示す図である。
【図１Ｃ】従来技術による内視鏡照明システムを概略的に示す図である。
【図２】本発明による照明システムと一緒に使用した場合の、視野方向が可変とされた内視鏡の動作原理を概略的に示す図である。
【図３Ａ】図２の内視鏡の先端部を示す斜視図であって、内視鏡の走査平面を示している。
【図３Ｂ】図２の内視鏡の先端部を示す斜視図であって、走査平面に対しての照明平面の位置関係を示している。
【図４Ａ】照明の立体角と、図２の内視鏡の視野に対しての、この立体角の位置関係と、を概略的に示す図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示す立体角を形成するためのＬＥＤ構成を概略的に示す図である。
【図５Ａ】図４Ｂに示すＬＥＤ構成に関する追加的な詳細を示す斜視図である。
【図５Ｂ】図４Ｂに示すＬＥＤ構成に関する追加的な詳細を示す斜視図である。
【図５Ｃ】図４Ｂに示すＬＥＤ構成を概略的に示す図であって、特定の視野方向に対して向けられた照明を示している。
【図５Ｄ】図５Ｃに示すＬＥＤ構成におけるサブアレイを概略的に示す図である。
【図６Ａ】図４Ｂに示すＬＥＤ構成に対して電力を供給するための電力伝達システムに関する追加的な詳細を概略的に示す図である。
【図６Ｂ】図４Ｂに示すＬＥＤ構成に対して電力を供給するための電力伝達システムに関する追加的な詳細を概略的に示す図である。
【図６Ｃ】図４Ｂに示すＬＥＤ構成に対して電力を供給するための電力伝達システムに関する追加的な詳細を概略的に示す図である。
【図７Ａ】図２の内視鏡の先端部を示す斜視図である。
【図７Ｂ】図２の内視鏡の先端部を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１６  付随的視界
２８  シャフト、内視鏡
３０  視界ベクトル
３２  自由度
３４  自由度
３６  長手方向軸線
４０  回転軸線
４７  直角プリズム
５０  視野
５２  照明平面
５４  走査平面
６４  発光ダイオード（照明部材）
６６  発光中央線
７４  ハウジング
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【外国語明細書】
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