(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向で一方向きの近位側に第１の電気的接続端子（８）及び軸方向で反対向きの遠位側に第２の電気的接続端子（１０）を有し、出力光を放出する放出領域を有する少なくとも１つのＬＥＤ（６）を備えたＬＥＤ照明モジュールであって、
前記ＬＥＤ（６）は、前記近位側の端部（以下「近位端」という。）から離隔して、該ＬＥＤ（６）の前記第２の電気的接続端子（１０）に導電接続された導電性のスリーブ（１４）を介して接続され、
前記スリーブ（１４）は、軸方向に、前記ＬＥＤ（６）よりも大きな長さを有し、径方向内側に向けられたタブ（１６）を備え、前記ＬＥＤ（６）、及び／又は、前記第１の電気的接続端子（８）に通じている第１の導電体（１２）を包囲すると共に、前記ＬＥＤ（６）の電気的接続のために、前記近位端又は周辺領域において、直接又は間接的に第２の導電体（１８，１８’）と接続されており、特に、前記第１の導電体（１２）を絶縁する被膜で全周にわたって又は周囲の一部分において包囲し、前記タブ（１６）は、前記遠位側の端部（以下「遠位端」という。）の領域において、前記ＬＥＤ（６）の前記第２の電気的接続端子（１０）と導電接続されていることを特徴とするＬＥＤ照明モジュール。
【請求項２】
前記ＬＥＤ（６）の前記第１の電気的接続端子（８）は、前記ＬＥＤ（６）の電気的接続のため、第１の導電体（１２）と直接接続されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明モジュール。
【請求項３】
前記第１の電気的接続端子（８）は、前記ＬＥＤ（６）の電気的接続のために、第１の導電体（１２）の対向する接触面と導電接続されており、前記対向する接触面は前記第１の電気的接続端子（８）と同一又はそれよりも大きな面積を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＬＥＤ照明モジュール。
【請求項４】
前記第１の電気的接続端子（８）は矩形又は正方形の接触面を備え、前記対向する接触面は丸い形状を備え、前記対向する接触面の直径は、好ましくは少なくとも前記矩形又は正方形の接触面の対角線の長さと一致することを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ照明モジュール。
【請求項５】
前記ＬＥＤ（６）の電気的接続のために同軸ケーブルが備えられており、該同軸ケーブルのうち内部導体は、前記ＬＥＤ（６）の前記第１の電気的接続端子（８）と接続された第１の導電体（１２）を構成し、外部導体（１８）は前記スリーブ（１４）と導電接続されていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載のＬＥＤ照明モジュール。
【請求項６】
前記ＬＥＤ（６）を包囲する前記スリーブ（１４）の内部空間（２２）は、好ましくは前記ＬＥＤ（６）から放出された出力光を透過するフィラー材料で充填されていることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載のＬＥＤ照明モジュール。
【請求項７】
前記スリーブ（１４）は、外周が断熱シース（３８）によって包囲されていることを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載のＬＥＤ照明モジュール。
【請求項８】
前記スリーブ（１４）の遠位端は、近位方向の前記ＬＥＤ（６）の前記遠位側と離隔していることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１項に記載のＬＥＤ照明モジュール。
【請求項９】
前記スリーブ（１４）は、軸方向に前記ＬＥＤ（６）の前記遠位側を越えて延伸し、窓（２４）は、前記スリーブ（１４）の内側において、前記スリーブ（１４）の前記遠位端に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１項に記載のＬＥＤ照明モジュール。
【請求項１０】
前記スリーブ（１４）は外スリーブ（４４）によって包囲されており、前記外スリーブ（４４）は、軸方向に前記スリーブ（１４）の遠位端を越えて延伸し、窓（２４）は、遠位端で前記外スリーブ（４４）の内側に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項８の何れか１項に記載のＬＥＤ照明モジュール。
【請求項１１】
医療装置及び特に内視鏡における使用のために形成されていることを特徴とする請求項１から請求項１０の何れか１項に記載のＬＥＤ照明モジュール。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１の何れか１項に記載の少なくとも１つのＬＥＤ照明モジュール（２）を備えたことを特徴とする医療装置。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのＬＥＤ照明モジュール（２）は、内視鏡であることを特徴とする請求項１２に記載の医療装置。
【請求項１４】
前記遠位側の側面での前記ＬＥＤ照明モジュール（２）の前記スリーブ（１４）は、内視鏡ヘッド（２５）の内部に少なくとも１つの止め面に当接していることを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の医療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルに記載の特徴を有するＬＥＤ照明モジュールと、少なくとも１つのそのような照明モジュールを備えた内視鏡装置（医療装置）とに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、医療機器又は医療装置、特に内視鏡において、照明目的として公知である。そのようなＬＥＤは、機器内に光ケーブルを不要とすることができるように、そして、照明が必要な箇所に対して、照明モジュールを直接配置することができるように、内視鏡の遠位側の端部（以下「遠位端」という。）に配置される。これは、硬性内視鏡においても軟性内視鏡においても有用である。ＬＥＤの使用において問題となるのは、発生するかなりの損失熱であり、ＬＥＤの機能を損なわないためには、この損失熱がＬＥＤから放出されなければならない。さらに、過剰な加熱により隣接する組織が危険にさらされ得るため、放熱は、好ましくは隣接する組織の望ましくない加熱が回避されるようにして達成されなければならない。また、同時に、内視鏡内におけるＬＥＤの確実な接触及び固定が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
こうした問題に鑑み、本発明の課題は、ＬＥＤが容易に電気的に接触され得ると同時に良好な放熱が保証され得るＬＥＤ照明モジュール及び少なくとも１つのそのようなＬＥＤ照明モジュールを備えた医療装置を提供することである。この課題は、請求項１に記載の特徴を有するＬＥＤ照明モジュール及び請求項１２に記載の特徴を有する医療装置によって解決される。好適な実施形態は、従属請求項と、以下の説明と、添付の図面とから明らかになる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係るＬＥＤ照明モジュールは、医療装置であって、且つ、特に内視鏡装置若しくは内視鏡における使用に好適に設計されている。
【０００５】
ＬＥＤ照明モジュールは、少なくとも１つのＬＥＤを備え、軸方向で一方向きの近位側に第１の電気的接続端子と、軸方向で反対向きの遠位側に第２の電気的接続端子とを有する。これにより、ＬＥＤ又はＬＥＤチップは、チップ下面に唯一の電気的接触面、具体的には、近位側に第１の電気的接続端子を有する垂直構造を備える。
したがって、遠位側の、軸方向で反対向きの第２の電気的接続端子は、ＬＥＤ又はＬＥＤチップの上面に位置し、出力光を放出するＬＥＤ側である。すなわち、第２の電気的接続端子が位置しているＬＥＤの軸方向遠位側は、出力光を放出する放出領域を備える。
ここで、出力光とは、人間の目にとって可視のスペクトル領域の光でもあり、人間の目にとって不可視の隣接する短波及び長波のスペクトル領域の放射線でもあるものと解される。そのような出力光は、医療機器においては、例えば治療目的で、例えば、光線力学的な治療のため、或いは、例えば自動蛍光診断のために用いられ得る。
【０００６】
本発明によれば、導電性のスリーブは、ＬＥＤと電気的に接触するために備えられている。このスリーブは、好ましくは、円筒状に設計されている。このスリーブは、近位側の端部（以下「近位端」という。）から離隔してＬＥＤの第２の電気的接続端子と導電接続されている。このようにして、導電性のスリーブは、ＬＥＤの遠位側の接続についてはスリーブを介して、また、ＬＥＤの近位側の接続については接続ケーブルを介して、接触され得るように、ＬＥＤの遠位側及びそこに位置する第２の電気的接続端子から近位側への電気的接続を形成する。このようにすれば、ＬＥＤの容易な接触が可能である。とりわけ、電気的接触のためのより大きな接触面が作り出される。さらに、この構造は良好な放熱を可能にする。
垂直構造を有するＬＥＤの使用は、すなわち、上面及び下面に電気的接触を伴って、ＬＥＤの下面が直接且つ大面積で、さらなる導体板の介在なしに、電気的ケーブルと接続され得るので、近位方向の接続ケーブルを介したより良好な放熱が可能になるという利点がある。周囲のスリーブも同様に放熱に役立つ。
【０００７】
スリーブは、好適には、ＬＥＤ、及び／又は、第１の電気的接続端子に通じている第１の導電体、若しくは、特に、第１の導電体を絶縁する被覆を包囲する。
この実施形態によれば、第１の導電体が、ＬＥＤの近位側の第１の電気的接続端子のための大きな接触面を提供できること、並びに、スリーブを介してＬＥＤの遠位側の第２の電気的接続端子に接触するために、スリーブが、比較的薄く場所を取らずに周辺領域に配置されることが保証される。そのために、スリーブは、全周にわたって、又は、周囲の一部分のみにおいて、ＬＥＤの周辺側を越えてその遠位端まで延伸し、第２の電気的接続端子に接触してもよい。このようにすれば、ワイヤ（Steg）又はタブ（Lasche）が、スリーブの遠位端から始まって、軸方向にＬＥＤの周辺側を越えて、ＬＥＤの第２の電気的接続端子まで延伸することも可能である。
【０００８】
スリーブは、ＬＥＤ、及び／又は、第１の導電体を包囲し、特に第１の導電体を絶縁する被覆を全周にわたって又は周囲の一部において包囲してもよい。スリーブは、ＬＥＤ及び／又は第１の導電体を全周にわたって包囲する場合には、閉じた輪を構成する。ＬＥＤ及び／又は第１の導電体を周囲の一部分において包囲する場合には、スリーブは、好ましくは１８０°よりも広い範囲にわたって、さらに好適には２７０°よりも広い周辺領域にわたって、ＬＥＤ及び／又は第１の導電体の周囲に延びる。
したがって、スリーブは、軸方向にスリットを備え得る。このようにすれば、スリーブは、ばね効果を備えることができ、これは、スリーブが例えばＬＥＤ又は第１の導電体を包囲する絶縁被覆をクランプして保持することを可能にする。このために、スリーブは、弛緩状態において、スリーブの内部に収容する部品の外径、例えば絶縁被覆の外径よりも小さい内径を有するように形成されていてもよい。スリーブは、装着の際には弾性的に変形されて拡張されるので、その後に弾性的な復元力により、内部に位置する部品の外周をクランプして保持される。
【０００９】
さらに好適には、スリーブは、その遠位端の領域において、ＬＥＤの第２の電気的接続端子と導電接続されている。この導電性の接続は、スリーブの遠位端の直近に位置していてもよいが、遠位端からある程度離隔していてもよい。その場合、“遠位端の領域において”とは、電気的接触が軸方向で見て近位端よりも遠位端に接近して位置していることを意味する。
【００１０】
スリーブは、好ましくは、径（半径）方向内側に向けられたタブ又は径方向内側に向けられた突出部を備え、これがＬＥＤの第２の電気的接続端子と導電接続されている。タブは、好適には、スリーブと一体に形成されている。径方向内側に向けられたタブ又は径方向内側に向けられた突出部は、スリーブの遠位端の直近に形成されていてもよいが、スリーブの遠位端から離隔して配置されていてもよい。径方向内側に向けられたタブ又は径方向内側に向けられた突出部は、スリーブの遠位端から近位方向に離隔していてもよい。その場合、タブ又は突出部は、好ましくは、スリーブの近位端よりもスリーブの遠位端に接近して位置している。代替的には、径方向内側に向けられたタブ若しくは径方向内側に向けられた突出部は、スリーブの遠位端から遠位方向に離隔していてもよい。
したがって、ワイヤ若しくはタブは、先ず、スリーブの遠位端から遠位方向に延伸し、次いで突出部若しくは径方向内側に向けられたタブが、この軸方向に向けられたワイヤから径方向内側に延伸する。このために、タブは屈曲して形成されていてもよい。このため、スリーブは、タブがＬＥＤの遠位正面の接点に到達するまで、遠位側からＬＥＤに被せられてもよい。スリーブは、そこで、周知の適切な手法で、例えば半田付け又は他の適切な導電性の接続技術により、接触されてもよい。
【００１１】
好適には、ＬＥＤの第１の電気的接続端子、すなわち、近位側に位置する第１の電気的接続端子は、ＬＥＤの電気的接続のため、第１の導電体と直接接続されている。これには、上述したように、ＬＥＤからこの導電体への熱伝達が向上すると共に、その接続端子とその導体との間に導体板のような断熱部品が何ら配置されなくてもよいという利点がある。好適には、導体は、ＬＥＤの下面と直接、大面積で接触される。特に好適には、ＬＥＤの近位側の全表面が導電体に接していてもよい。
【００１２】
スリーブは、ＬＥＤの電気的接続のために、近位端又はその周辺領域において、直接又は間接的に第２の導電体と接続されていてもよい。そのような導体は、スリーブと、例えば直接半田付けされていてもよいし、他の適切な手法で電気的に接触していてもよい。
また、スリーブは、軸方向に、ＬＥＤよりも大きな長さを備える。これにより、スリーブが、少なくともＬＥＤの近位側までは導電体として作用し、ＬＥＤの周辺側を好適には完全に包み込むことが保証される。
【００１４】
もっとも、スリーブは、上述したように、長手方向にスリットを有して形成されていてもよい。
【００１５】
このようにすれば、スリーブも、ＬＥＤから周囲に発生する熱の放出に役立つことができる。さらに、スリーブは、ＬＥＤのガイド及び保護の役割も果たし得る。したがって、スリーブは、内部に位置する繊細な部品、例えばＬＥＤ及びその接触を、保管及び組み立ての際に保護することができる。その上、スリーブは組み立ての際、縦方向においてはガイド補助として、また、横方向ではストッパとして機能し得る。このために、スリーブは、好適にはその直径と比べて十分な長さを有する。
また、スリーブは、医療装置、特に内視鏡の内部におけるＬＥＤ照明モジュールの固定のための接合部分としての機能を果たし得る。スリーブがＬＥＤと共に内視鏡の内部で可能な限り射出窓の近くに配置され得るように、スリーブは、遠位方向においては、好ましくはＬＥＤの遠位側に全く又はほとんど突き出さない。スリーブは、遠位端では、第２の電気的接続端子の接触のために用いられるタブの厚さの分だけ、ＬＥＤの遠位端に突き出すのが好ましい。
【００１６】
第１の電気的接続端子、すなわちＬＥＤの近位側に位置する第１の電気的接続端子は、ＬＥＤの電気的接続のために、第１の導電体の対向する接触面と導電接続されており、この対向する接触面は、第１の電気的接続端子と同一又はそれよりも大きな面積を有する。このようにすれば、その接続端子の全面を介して、接続された導電体への直接的な熱伝達が達成可能であり、それによって、導電体を介した近位方向の放熱が改良される。その接続端子は対向する接触面と、例えば半田付けされていてもよく、又は導電接着されていてもよい。
【００１７】
したがって、例えば、第１の電気的接続端子は、矩形、特に正方形の接触面を備えていてもよく、対向する接触面は丸い、特に円形の形状を備えていてもよい。ここで、対向する接触面の直径は、さらに好適には、少なくともその矩形若しくは正方形の接触面の対角線の長さと一致する。このようにすれば、その接続端子が対向する接触面に完全に密接し得ることが保証される。
【００１８】
さらなる好適な一実施態様によれば、ＬＥＤの電気的接続のために同軸ケーブルが用いられ、そのうち内部導体は、ＬＥＤの第１の電気的接続端子と接続された第１の導電体を構成し、外部導体は、スリーブと導電接続されている。そのような同軸ケーブルを用いると、導体の非常に大きな断面積が利用可能となり、これが近位方向の良好な放熱を可能にする。特に、同軸ケーブルの内部導体は、ＬＥＤからの近位方向の放熱に資するような大きな断面を有して形成されていてもよい。好適には、内部導体は、第１の電気的接続端子が全面的に同軸ケーブルの内部導体の正面に当接し得るように、少なくとも第１の電気的接続端子の断面積に相当する断面積を有する。
本発明により提供されるスリーブは、そのような同軸ケーブルの接触を容易にする。なぜなら、同軸ケーブルの内部導体がこのようにＬＥＤの近位側の第１の電気的接続端子と直接接続可能であり、その一方で、スリーブが同軸ケーブルの外部導体とＬＥＤの遠位側表面の第２の電気的接続端子との接触を容易な手法で実現するからである。
【００１９】
さらなる一実施形態によれば、ＬＥＤを包囲するスリーブの内部空間は、好ましくは、ＬＥＤから放出された出力光を透過するフィラー材料で充填されている。ここで、スリーブは、フィラー材料を収容する入れ物又は容器を構成する。これは、液状のフィラー材料が詰め込まれる場合には特に有利である。このフィラー材料は、一つにはスリーブの内部におけるＬＥＤの固定に役立ち、もう一つにはＬＥＤからスリーブへの放熱を改良することができる。フィラー材料はさらに、スリーブ及びＬＥＤ照明モジュールの安定性及び剛性にも概して貢献する。
したがって、フィラー材料で充填されたスリーブは、硬化後に相応の高い剛性を備えるフィラー材料が用いられた場合には、外部からの機械的圧力に対し、より大きな剛性を備える。さらに、ＬＥＤから放出された出力光を透過するように形成されている場合には、そこから出力光が出て行くＬＥＤの射出面では、出力光の光学的影響が、例えば適切な屈折率の選択によって、ＬＥＤのフィラー材料への移行、そして、場合によってはフィラー材料から射出窓又はさらなる光学部品への移行にあたって、出力光の所望の屈折を可能にする。また、フィラー材料、例えばＬＥＤの遠位側に位置する鋳造材料（Vergussmasse）は、例えばＬＥＤから放出される光の波長領域をずらし、拡大し、又は変更するコンバータ材料を含んでいてもよい。そして、フィラー材料を適切に選択した場合には、ＬＥＤと複数の電気的接続端子、又は、少なくとも１つの電気的接続端子は、フィラー材料によって湿気から保護され得る。ここで、フィラー材料は、好適には医療装置に適合した浄化方法、例えばオートクレーブに耐えるように選択されるべきである。
【００２０】
さらなる好適な一実施形態によれば、スリーブは、その外周が断熱シースによって包囲されている。これにより、スリーブから外部への熱放出若しくは熱輻射が回避されるので、ＬＥＤ及びスリーブを包囲する領域の加熱が低減される。熱放出は、好ましくは、熱のほとんどが近位方向に、ＬＥＤから電気的接続ケーブルへ及び／又はスリーブから近位側に接続する部品へと伝達されるように、最適化される。
【００２１】
断熱シースは、例えばスリーブ上に直接塗布された、或いは、スリーブを包囲する、プラスチック材料からなっていてもよい。
【００２２】
スリーブは、本発明のさらなる一実施態様によれば、スリーブの遠位端は、近位方向のＬＥＤの遠位側と離隔するように配置及び形成されていてもよい。すなわち、スリーブは、遠位方向では、ＬＥＤの遠位端までは延伸しない。すると、この実施例においては、ＬＥＤの第２の電気的接続端子の接触は、軸方向にスリーブの遠位端からＬＥＤの周辺側を越えて遠位側まで延伸し、それによってＬＥＤの遠位側の第２の電気的接続端子と接触する、ワイヤ又はタブを介して行われる。このために、ワイヤ若しくはタブから始まって、タブ若しくは突出部が、径方向内側に第２の電気的接続端子へと延伸していてもよい。スリーブから遠位方向へと延びるワイヤは、このために例えば遠位端で屈曲されていてもよい。
【００２３】
本発明の代替的な一実施態様によれば、スリーブは、軸方向にＬＥＤの遠位端を越えて延伸してもよく、窓は、遠位端でスリーブの内側に配置されていてもよい。このようにして、スリーブは、ＬＥＤの遠位側に位置する窓のための担体を構成する。場合により、ＬＥＤと窓との間に存在する自由空間は、上述のように、適切な透過性のフィラー材料によって充填されていてもよい。このフィラー材料は、上述のように、特定の光学特性を備えていてもよく、或いは、例えばコンバータ材料を含んでいてもよい。窓は、特に例えばガラス等のアモルファス材料又は例えばサファイア等の結晶性材料から作成されており、スリーブの内周若しくは内径に対応し、それによって好適にはスリーブの内周に密接に当接し得る外周を備える。窓は、スリーブと接着又は半田付けされるか、或いは、他の手法で、好ましくは密接に接続されていてもよい。こうして窓は、ＬＥＤ照明モジュールの軸方向の密閉を構成する。
したがって、ＬＥＤ照明モジュール自体において、ＬＥＤ及び電気的接続端子などの電気部品の密なカプセル化が達成される。これは、一つには医療機器若しくは装置内での最終的な組み立ての前にこれらの部品の保護を提供し、もう一つにはこれらの部品を医療機器内において後で浸入する湿気からも保護する。さらに、窓は、力の横方向の影響に関しては、特に、ＬＥＤ照明モジュール及びスリーブの安定性に貢献する。
これにより、ＬＥＤ照明モジュールは組み立ての前及び組み立て中、損傷に対してより良好に保護される。窓は、スリーブにおいて、ＬＥＤの遠位側の接続端子との接触のためにスリーブから径方向内側に延伸する突出部若しくは径方向内側に延伸するタブの遠位側に位置するのが好適である。
【００２４】
さらなる好適な一実施態様において、スリーブは、さらなる外スリーブによって包囲されていてもよく、この外スリーブは軸方向に上述のスリーブの遠位端を越えて延伸し、窓は、スリーブの内側において、スリーブの遠位端に配置されている。この外スリーブも同様に、導電性又は絶縁性に形成されていてもよい。窓は、外スリーブの内径若しくは内周に対応する外径又は外周を備えているので、窓の外周は、好ましくは外スリーブの内周に密接に当接する。窓は、好ましくはガラス又は結晶媒体から形成されており、外スリーブと接着又は半田付け、或いは、他の手法で、好ましくは密接に接続されている。窓を備えた外スリーブは、ＬＥＤを包囲する導電性のスリーブに遠位端から被せられてもよい。その場合、好適には、外スリーブは内部に位置するスリーブと接続、例えば半田付け又は接着される。
この実施形態には、外スリーブの装着前に、スリーブがＬＥＤの接触のためにＬＥＤの遠位側の電気的接続端子と半田付けされ得ると共に、場合によっては、スリーブがＬＥＤの遠位側において、フィラー材料で充填され得るという利点がある。その場合、これは、スリーブの開放遠位側から行うことができる。その後、スリーブは、窓を備えた外スリーブを被せることによって密閉される。ここで、外スリーブは、好ましくは内スリーブの凹部又は開口部が外周で外スリーブにより包囲されるような軸方向の長さを有する。そのような開口部又は凹部は、ＬＥＤの遠位側の電気的接続端子の接触のために、例えば内スリーブの径方向内側に曲げられたタブによって構成されていてもよい。この実施態様でも、好適には、組み立ての前及び組み立て中に湿気及び損傷から保護される、完全に密にカプセル化されたＬＥＤ照明モジュールが作り出される。窓及び外スリーブは、ＬＥＤ照明モジュールのさらなる安定化に寄与する。
【００２５】
上述の窓は、スリーブ又は外スリーブに配置され得るものであって、ＬＥＤ照明モジュールの医療装置又は内視鏡への組み込みにあたっては、好ましくは照明モジュールの遠位側の外窓を構成する。すなわち、内視鏡においては、遠位側にさらなる窓が設けられる必要はない。このとき、スリーブ又は外スリーブは、場合によっては、好適には機器若しくは内視鏡の周囲の内壁と密接に接続、例えば接着される。
【００２６】
特に好適には、本発明のＬＥＤ照明モジュールは、上述したように、医療装置及び特に内視鏡における使用のために形成されている。そのような装置では、本発明によるＬＥＤ照明モジュールは、特に装置の遠位端における配置に適している。これは、内視鏡にあっては、体内に導入される端部である。この領域においては、周囲の組織の損傷を回避するために、加熱が回避されるべきであることが多い。この点、こうした装置においては、熱は、診察部位から近位方向に狙って放出できることが望ましい。ここで、ＬＥＤと電気的接続ケーブルとの直接接触、並びに接触のための上述したスリーブの使用は、接続ケーブルを介した近位方向での最適化された放熱を可能にする。もっとも、これは、医療用の内視鏡において有用なばかりでなく、工業用の内視鏡においても便利であるため、使用は医療用の内視鏡には限られない。
【００２７】
本発明の主題はさらに、先行する請求項の何れかに記載の少なくとも１つのＬＥＤ照明モジュールを備えた医療装置である。そのような医療装置は、さらに好適には、少なくとも１つのＬＥＤ照明モジュールが内視鏡である。これは軟性内視鏡であっても、又は硬性内視鏡であってもよい。
【００２８】
医療装置の好適な一実施態様によれば、遠位側面側でのＬＥＤ照明モジュールのスリーブは、内視鏡のヘッドの内部に少なくとも１つの止め面に当接している。これにより、スリーブは、軸方向において、内部に配置されたＬＥＤと共に、内視鏡の内部に固定される。ここで、止め面は、内視鏡のヘッドの遠位端の観察窓又は射出窓によって構成されていてもよい。
【００２９】
以下、添付の図面に基づき本発明を例示的に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明によるＬＥＤ照明モジュールの構造の概略的な断面図である。
【図２】軟性内視鏡における図１に記載のＬＥＤ照明モジュールの配置の概略図である。
【図３】内視鏡における本発明によるＬＥＤ照明モジュールの配置の概略断面図である。
【図４】遠位方向から見た図３に記載のＬＥＤ照明モジュールの平面図である。
【図５】内視鏡における本発明によるＬＥＤ照明モジュールのさらなる可能な配置の概略断面図である。
【図６】図５に記載の照明モジュールの平面図である。
【図７】内視鏡におけるＬＥＤ照明モジュールのさらなる可能な配置の概略断面図である。
【図８】内視鏡におけるＬＥＤ照明モジュールのさらなる可能な配置の概略断面図である。
【図９】内視鏡におけるＬＥＤ照明モジュールのさらなる可能な配置の概略断面図である。
【図１０】本発明によるＬＥＤ照明モジュールのためのスリーブの可能な実施態様である。
【図１１】本発明によるＬＥＤ照明モジュールのためのスリーブの可能な実施態様である。
【図１２】本発明によるＬＥＤ照明モジュールのためのスリーブの可能な実施態様である。
【図１３】内視鏡におけるＬＥＤ照明モジュールのさらなる可能な配置の概略断面図である。
【図１４】内視鏡におけるＬＥＤ照明モジュールのさらなる可能な配置の概略断面図である。
【図１５】遠位方向から見た本発明のさらなる実施態様によるＬＥＤ照明モジュールの平面図である。
【図１６】内視鏡におけるＬＥＤ照明モジュールのさらなる可能な配置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１の概略断面図に基づき、先ず、本発明に係るＬＥＤ照明モジュールの基本的な構造を説明する。ＬＥＤ照明モジュール２は、遠位端４にＬＥＤ又はＬＥＤチップ６を備えており、これが遠位方向に出力光（光、熱等を外に放出する放射線又は光）を放つ。ＬＥＤチップ６は、垂直構造を備えている。すなわち、その近位側に第１の電気的接続端子８を有し、遠位側に、ＬＥＤチップ６から放出された放射線又は光のための射出面も構成する第２の電気的接続端子１０を有する。第１の電気的接続端子８は、第１の導電体１２と接続されている。第１の電気的接続端子８と第１の導電体１２との間では、大面積での接触が可能であることがわかる。ＬＥＤチップ６は、第１の電気的接続端子８が全面的に第１の導電体１２の正面に当接しているため、ここで近位方向に良好な熱伝達が行われる。ＬＥＤチップ６の第２の電気的接続端子１０は、スリーブ１４により接触される。スリーブ１４は、導電性であり、例えば金属から形成されていて、ＬＥＤチップ６の周囲を包囲する。スリーブ１４は、その遠位端４に径方向内側に向けられたタブ１６を備え、これがＬＥＤチップ６の遠位側の第２の電気的接続端子１０に接触する。
【００３２】
スリーブ１４は、近位端では第２の導電体１８と接続されている。第２の導電体１８は、戻り線（Ruckleitung）を構成し、その一方で第１の導電体１２は、引き出し線（Hinleitung）を構成する。両者は、ここでは詳細には示さない手法で、互いに電気的に絶縁されている。ここに示すのは同軸配置である。好適には、第１の導電体１２及び第２の導電体１８、並びに付随的な電気絶縁体は、照明ユニット２が軟性内視鏡において使用され得るように、可撓性に形成されている。第１の導電体１２及び第２の導電体１８は、近位端で、ここでは概略的に図示するエネルギ源２０と接続されている。
【００３３】
ＬＥＤチップ６を包囲する自由空間２２は、適切なフィラー材料（充填材）で充填されていてもよい。このフィラー材料は、ＬＥＤチップ６の遠位側の表面上にも及んでいる場合には、ＬＥＤチップ６から放出された放射線若しく光を透過するように形成されるのが好適である。もっとも、フィラー材料は、ＬＥＤチップ６から放出された放射線の少なくとも一部を吸収して長波スペクトル領域に分類される放射線へと変換するコンバータ材料を含んでいてもよい。屈折率を適切に選択することによって、ここでは、特に遠位側に接続している射出窓への移行部において、放出された放射線又は光の光学的影響が実現される。例えば、放射線は、適切な手法で屈折され得る。自由空間２２は、例えばシリコーン、エポキシ樹脂、又は類似のフィラー材料で充填されていてもよく、これは所望の光学特性を備えると共に、ＬＥＤチップ６を保護し、ハウジング内に固定する。自由空間２２には、代替的に空気が充填されていてもよい。
【００３４】
第１の導電体１２及びスリーブ１４へのＬＥＤチップ６の接続は、周知の手法、例えば半田付け又は導電接着剤によって行われてもよい。スリーブ１４は、ＬＥＤ照明モジュール２の側面への拡がりを小さく抑えるために、好ましくは薄肉に形成される。タブ１６は、第２の電気的接続端子１０に接触するのに足りる大きさを備えているが、好ましくは、ＬＥＤチップ６の光若しくは放射線の放出を、理想的には全く制限しないように、又は少なくともできる限り少なく制限するように、小さく且つ細く構成される。スリーブ１４は、ＬＥＤチップ６がスリーブ１４の内側に保護されて配置されるように、ＬＥＤチップ６よりも遠位方向及び特に近位方向にも突出している。こうして、スリーブ１４は、医療機器、例えば内視鏡内におけるＬＥＤチップ６の固定及び位置決めの役割も果たし得る。
ただし、遠位方向の突出は、タブ１６がＬＥＤチップ６の遠位面上にちょうど延伸し得る程度に小さく選択される。これによって、ＬＥＤチップ６から遠位側に接続している窓又はさらなる光学部品までの距離を可能な限り小さく抑えることができる。
【００３５】
図２は、医療装置、ここでは例えば軟性内視鏡への、ＬＥＤ照明モジュール２の可能な組み込みを示す。図１に示したＬＥＤ照明モジュール２は、図２においては、遠位端４が、内視鏡の遠位端の射出窓を構成する窓２４に当接している。窓２４は、例えばガラス小板又は透明なプラスチック小板として形成されている。窓２４は、内視鏡ヘッド（若しくは内視鏡小ヘッド）２５の正面内壁２６に埋め込まれている。内視鏡ヘッド２５は、内視鏡チャネル又は内視鏡シャフト２８の遠位端に配置され、その内部にＬＥＤ照明モジュール２が収容されている。スリーブ１４は、先にスリーブ１４内で内視鏡ヘッド２５の正面内壁２６に埋め込まれたＬＥＤチップ６を適当な凹部に固定して窓２４のすぐ後ろに位置決めするのに適していることがわかる。
【００３６】
図３は、図２の配置のより具体的な実施形態を示すもので、同図には電気的接続ケーブルに必須の絶縁体がさらに示されている。第１の導電体１２は、同軸ケーブルの芯を構成し、第１の電気的絶縁体３０により周囲を包囲されている。第１の電気的絶縁体３０もまた、同軸ケーブルの被覆を構成する第２の導電体１８により周囲を包囲されている。第２の導電体も第２の電気的絶縁体３２により周囲を包囲されている。第１の導電体１２は、第２の導電体１８よりも遥かに大きな断面を備えていることがわかる。こうして、第１の導電体１２は、全面的又は略全面的にＬＥＤチップ６の近位側に当接し、発生する損失熱の大部分を近位方向にこの同軸ケーブルを通じて放出する。より大きな断面は、より小さな熱抵抗を構成する。
しかしながら、照明ユニット２の径方向の拡がりを小さく抑えるために、第１の電気的絶縁体３０及び第２の電気的絶縁体３２並びに第２の導電体１８は、径方向又は横方向にできる限り薄く形成されるのが好適である。さらに、同軸ケーブルの小さな熱抵抗は、横方向に生じるため、同軸ケーブルからの熱は周辺領域に放出され得る。したがって、ＬＥＤチップ６から近位側に向かって放出された熱は、その後、近位側に接続している接続ケーブルから径方向又は横方向に出て行く。
しかしながら、これにより機器の遠位端はより少ない熱応力にさらされ、又はより少なく加熱されるようになる。第２の導電体１８は、スリーブ１４の内部に取り込まれており、そこでスリーブ１４と内側で接触する。スリーブ１４は、それから、上述のように、ＬＥＤチップ６の遠位側で第２の電気的接続端子１０との電気的接触を確立する。
【００３７】
図４は、図３に示す内視鏡ヘッド２５の内部のＬＥＤ照明モジュール２の平面図を示す。スリーブ１４がＬＥＤチップ６の周囲を包囲していること、及び細いタブ１６のみがＬＥＤチップ６の遠位側の１つの隅部を覆って第２の電気的接続端子１０と接触していることがわかる。また、正方形のＬＥＤチップ６が、第１の導電体１２の丸い遠位正面、すなわち同軸ケーブルの芯の上に完全に載っていることがわかる。このために、第１の導電体１２は、ＬＥＤチップ６の対角線に概ね一致する直径を有している。
【００３８】
図３に記載の実施形態の変形例を図１６に示す。図１６に示す実施形態では、スリーブ１４が、ＬＥＤチップ６の周囲において、窓２４の全周にまでは延伸していない点で、図３に記載の実施形態と相違している。これに対し、この実施例において、スリーブ１４は、長手方向において、概ね、第１の導電体１２と共に切れている。タブ１６のみが、先ず、スリーブ１４の軸方向の延長部分に延伸し、その後、スリーブ１４の遠位側正面を越えて径方向内側に角度をつけられている。このように、タブ１６は、ＬＥＤの周辺側を越えてＬＥＤチップ６の遠位正面までワイヤ形状に延伸し、そこで、タブ１６の径方向内側に屈曲された部分が第２の電気的接続端子１０に接触する。その他の点では、図１６に記載の実施形態は、図３に記載の実施形態に対応しているため、さらなる特徴に関しては上述の説明を参照する。
【００３９】
図５は、内視鏡ヘッド２５、特に軟性内視鏡の代替的な構造を示す。ＬＥＤ照明モジュール２は、やはり正面内壁２６の凹部に、窓２４にすぐ隣接して配置されている。ここで、スリーブ１４は、図２及び図３に記載の実施態様において示したように、遠位端４で、特にタブ１６が窓２４の近位側に直接当接する。
図５に記載の実施態様においても、ＬＥＤチップ６は、近位側、すなわち第１の電気的接続端子８で第１の導電体１２の正面と接触する。それによって、第１の導電体１２は、さらに加えて、ＬＥＤチップ６の基端側を完全又は略完全に覆う程度に大きな直径を備え、熱抵抗が小さい場合には良好な熱伝達をもたらす。第１の導電体１２は、第１の電気的絶縁体３０に包囲されており、本実施態様では、簡単に何本かをより合わせた導体（Litzenleiter）として形成されていてもよい。第２の導電体１８’は、別個の電気ケーブル３４内に配置されており、周辺側でスリーブ１４の近位端と接続されている。この接続も同様に、半田付け、クランプ、圧接、導電接着、又は類似のものによって行われてもよい。
図５及び６に記載の配置は、図３及び４に記載の配置に対して、第１の導電体１２の周辺領域に第２の電気的絶縁体３２及び第２の導電体１８を設けないことにより、すなわち同軸構造にしないことにより、電気的接続ケーブルの直径若しくは径方向の拡がりを減少させ得るという利点を有する。このようにすれば、より大きな断面又は直径を有する第１の導電体１２が形成可能であり、それによって熱抵抗がさらに低減され得ると共に、近位方向の放熱が向上され得る。径方向の拡がりが少ないため、この実施形態は、利用できる設置空間が小さい内視鏡に特に適している。
【００４０】
この実施形態は、図７に図示する実施形態ではさらに最適化され、往路導体（Hinleiter）又は第１の導電体１２を全長にわたって包囲する絶縁体が設けられていない。ここでは、スリーブ１４と第１の導電体１２との短絡を回避するために、第１の導電体１２の周囲の第１の電気的絶縁体３０’が、スリーブ１４の内部にのみ設けられている。
しかしながら、スリーブ１４の近位端側で、第１の導電体１２の周囲の絶縁は、なされていなかった。復路導体（Ruckleiter）１８’との短絡は、ここでは、復路導体１８’を内蔵する電気ケーブル３４の絶縁体によってのみ回避される。これには、周囲に絶縁体を含まない領域においては、第１の導電体１２からの損失熱が、径方向に放射若しくは伝導され得るという利点がある。
【００４１】
図８は、図５から図７に示した実施形態の一変形例を表す、さらなる実施形態を示す。ここで、第１の導電体１２の実施形態は、図５から図７に記載の実施形態に対応しており、第１の電気的絶縁体３０，３０’は、任意選択的に、図５に示すようにスリーブ１４の近位端を越えて延伸してもよいし、又は図７に示すようにスリーブ１４の近位端の反対側で切れていてもよい。このことは、図８においては、第１の電気的絶縁体３０の破線部によって示されている。図５から図７に記載の実施形態とは異なり、図８に記載の実施形態においては、電気ケーブル３４’は、スリーブ１４と直接接続されているのではなく、内視鏡ヘッド２５の正面内壁２６と接続されている。そのために、第２の導電体１８’が、正面内壁２６の袋穴３６の内部で、半田付け又は他の適切な手法により正面内壁２６と電気的に接続されていてもよい。正面内壁２６は、導電性に形成されており、スリーブ１４の外周と電気的に接触している。
【００４２】
図９は、上記で説明した実施形態と組み合わせても用いられ得る、さらなる基本的な実施形態を示す。この実施形態では、内視鏡ヘッド２５の正面内壁２６とスリーブ１４との間に、断熱材料からなるスリーブ３８が配置されている。このスリーブ３８は、径方向の熱抵抗を高めて、内視鏡ヘッド２５、及び特に正面内壁２６の加熱を最小化する。これによって、損失熱の大部分が第１の導電体１２を介して近位方向に放出されることが保証される。図８に記載の実施形態と組み合わせた場合には、正面内壁２６とスリーブ１４との間の電気的接続は、スリーブ３８を介して保証されるであろう。これは、一つにはスリーブ３８の導電性の性質によって、或いは、スリーブ３８によって延伸する導電体によって、達成され得る。スリーブ３８には、そのスリーブ３８を介して電気的接触を可能にする凹部も形成され得る。
【００４３】
図１０から図１２は、スリーブ１４の可能な実施形態を示すもので、ここでは、タブ１６は、まだ、スリーブ１４に対して横向きの方向に曲げられてはおらず、そのスリーブ１４の周囲壁の長手方向に延伸している。図１０から図１２に記載の３つの実施形態は、タブ１６のデザインが異なっている。
【００４４】
ＬＥＤチップ６とスリーブ１４との間に、ある程度の可動性又は柔軟性を保証するためには、タブ１６の可動性が望まれる。これは、タブ１６の境界を定める、遠位端からスリーブ１４内にまで至るスリット形状の切り込み４０によって保証される。このようにして、タブ１６は、スリーブ１４内へと伸ばされると共に大きな可動性を得て、機械応力を回避する。図１１の実施態様による切り込み４０の弓形若しくは蛇行形状の延び方によれば、さらに大きな可動性が達成され、特に軸方向のばね効果が獲得される。
【００４５】
また、図１２には、タブ１６の自由端が内孔４２を有する接触面を備えることが示されている。このような実施形態は、図１０及び１１に記載の実施態様でも用いられ得る。内孔４２は、タブ１６をＬＥＤチップ６の第２の電気的接続端子１０に半田付けする際の半田用の容器としての役割を果たす。さらに、半田が脇へ流れ去り得ないこと、そしてＬＥＤチップ６の放射放出領域を覆わないことが保証される。また、半田付けのために印加されなければならないエネルギがより少なくなり、例えばレーザが半田付け具として用いられてもよく、また、レーザ放射が内孔４２の中で半田と直接接触してもよい。すなわち、タブ１６は半田付け箇所の半田を覆わない。
【００４６】
図１３に記載の実施態様において、スリーブ１４は、スリーブ１４が窓２４を収容できるように、ＬＥＤチップ６の遠位端を越えて延伸している。窓２４は、スリーブ１４の内周に密接して配置され、例えば接着又は半田付けされている。窓２４とＬＥＤチップ６若しくは第１の導電体１２との間の自由空間２２は、透過性のフィラー材料で充填されている。第１の電気的絶縁体３０又は第２の導電体１８は、第１の導電体１２とスリーブ１４との間であって、第１の導電体１２の外周に配置されている。窓２４は、フィラー材料及びスリーブ１４と共に、ＬＥＤ照明モジュールが外部に対して密閉され、特にＬＥＤチップ６が両方の電気的接続端子と共に内部に保護されて配置されるようにする。スリーブ１４は、外周が医療機器の正面内壁２６と密接に接続されている。
【００４７】
図１４は、さらなる変形例を示し、窓２４が外スリーブ４４の内部に配置されている。窓２４は、外スリーブ４４の内周に、遠位端に密接に当接しており、周囲が外スリーブ４４と密接に接続、例えば半田付け又は接着されている。外スリーブ４４は、好ましくは第１の導電体１２の周辺領域に至るまで延伸するように、スリーブ１４の外周に、軸方向にある程度の長さにわたって延伸している。
これによって外スリーブ４４は、ＬＥＤ照明モジュールの遠位端の保護に役立つと共に、このモジュールを密閉する。図１３に示される実施形態に対して、この実施形態には、ＬＥＤを包囲するスリーブ１４の内部の自由空間が、先ず、遠位端からフィラー材料で充填されてもよく、その後スリーブ１４が遠位端から窓２４を有する外スリーブ４４を被せることによって閉じられてもよいという利点がある。
したがって、タブ１６とＬＥＤの遠位側の第２の電気的接続端子１０との半田付けも、スリーブ１４のこの開放端を通じて、フィラー材料の充填の前に行われ得る。外スリーブ４４はスリーブ１４と密接に接続、例えば半田付け又は接着されている。図１３に示す実施形態に対して、この実施形態には、ＬＥＤ照明モジュールの外周に隙間が残らないという利点がある。図１３に記載の実施態様では、タブ１６がスリーブ１４から内側に曲げられる領域に隙間が残る。
【００４８】
その他の点においては、図１３及び１４に記載のＬＥＤ照明モジュールは上述のＬＥＤ照明モジュール２と同様に形成されているため、その説明を参照する。
【００４９】
図１５は、図４に記載の実施形態に対応するＬＥＤ照明モジュール２の断面図を示す。これは、スリーブ１４が全周にわたって形成されているのではなく、軸方向に延伸するスリット４６を備えているという点で、図４に記載の実施形態と相違している。このスリット４６は、第１の電気的絶縁体３０及び第２の導電体１８等の内部に位置する部品を弾力的に挟み込み得るようにスリーブ１４を形成することを可能にする。このために、スリーブ１４は、第１の電気的絶縁体３０又は第２の導電体１８の上に装着したときにスリーブ１４が弾性的に拡張され、それにより、ばね効果によって固定されるように、初期状態においては内部に位置する部品の外径よりもわずかに小さな内径を備えるよう形成される。その他の点については、図４に記載の実施形態の説明を参照する。
【符号の説明】
【００５０】
２  ＬＥＤ照明モジュール
４  遠位端
６  ＬＥＤチップ
８  第１の電気的接続端子
１０  第２の電気的接続端子
１２  第１の導電体
１４  スリーブ
１６  タブ
１８，１８’  第２の導電体
２０  エネルギ源
２２  自由空間
２４  窓
２５  内視鏡ヘッド
２６  正面内壁
２８  内視鏡シャフト
３０，３０’  第１の電気的絶縁体
３２  第２の電気的絶縁体
３４，３４’  電気ケーブル
３６  袋穴
３８  スリーブ
４０  切り込み
４２  内孔
４４  外スリーブ
４６  スリット
【図１】
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【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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