(57)【要約】  光の均等なパワー分布および／または色分布を提供する内視鏡のための半導体ベースの光源デバイス。半導体ベースの光源デバイスは、複数の半導体光源および複数のファイババンドルを含み、それぞれのファイババンドルは、実質的に同じ量の照明をそれぞれの半導体光源から内視鏡の遠位端に配置される対応する複数の照明窓の各々に導くために、複数のファイバサブバンドルにそれぞれ分離される。それぞれの半導体光源が、各半導体光源によって放出される光の強度および／または色もしくは波長を調整する動作をするような半導体ベースの光源デバイスを提供することによって、内視鏡による検査中の組織および／または他の物質の照明のための所望の色温度および／または色バランスが達成されることが可能となる。
2017522074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡内で使用するための照明装置であって、前記内視鏡は、遠位端、ならびに前記内視鏡の前記遠位端に配置される少なくとも第１の照明窓および第２の照明窓を有し、前記照明装置は、
少なくとも第１の半導体光源および第２の半導体光源と、
少なくとも第１のファイババンドルおよび第２のファイババンドルであって、前記第１のファイババンドルは、少なくとも第１のファイバサブバンドルおよび第２のファイバサブバンドルを形成するために分離される第１の複数の光ファイバを有し、前記第２のファイババンドルは、少なくとも第３のファイバサブバンドルおよび第４のファイバサブバンドルを形成するために分離される第２の複数の光ファイバを有する、少なくとも第１のファイババンドルおよび第２のファイババンドルと、
を備え、
前記第１のファイバサブバンドル、前記第２のファイバサブバンドル、前記第３のファイバサブバンドル、および前記第４のファイバサブバンドルの各々は、遠位端および近位端を有し、
前記第１のファイバサブバンドルおよび前記第２のファイバサブバンドルの各々の前記近位端は、少なくとも前記第１の半導体光源によって放出される光を受け取るように構成され、
前記第３のファイバサブバンドルおよび前記第４のファイバサブバンドルの各々の前記近位端は、少なくとも前記第２の半導体光源によって放出される光を受け取るように構成され、
前記第１のファイバサブバンドルおよび前記第２のファイバサブバンドルの各前記遠位端は、前記第１の半導体光源によって放出される前記光を、前記内視鏡の前記遠位端にある前記第１の照明窓および前記第２の照明窓にそれぞれ導くように構成され、
前記第３のファイバサブバンドルおよび前記第４のファイバサブバンドルの各前記遠位端は、前記第２の半導体光源によって放出される前記光を、前記内視鏡の前記遠位端にある前記第１の照明窓および前記第２の照明窓にそれぞれ導くように構成される、内視鏡内で使用するための照明装置。
【請求項２】
前記第１の半導体光源は、第１の波長範囲において光を放出するように構成され、
前記第２の半導体光源は、前記第１の波長範囲とは異なる第２の波長範囲において光を放出するように構成される、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記第１の半導体光源によって放出される前記光は、第１の色を有し、
前記第２の半導体光源によって放出される前記光は、前記第１の色とは異なる第２の色を有する、請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記第１の半導体光源によって放出される前記光は、白色光である、請求項２に記載の照明装置。
【請求項５】
前記第１のファイバサブバンドルおよび前記第２のファイバサブバンドルはそれぞれ、おおよそ等しい数の光ファイバを有する、請求項１に記載の照明装置。
【請求項６】
前記第３のファイバサブバンドルおよび前記第４のファイバサブバンドルはそれぞれ、おおよそ等しい数の光ファイバを有する、請求項１に記載の照明装置。
【請求項７】
前記第２のファイババンドル内の前記第２の複数の光ファイバは、少なくとも第５のファイバサブバンドルおよび第６のファイバサブバンドルを形成するためにさらに分離され、
前記第５のファイバサブバンドルおよび前記第６のファイバサブバンドルの各々は、遠位端および近位端を有する、請求項１に記載の照明装置。
【請求項８】
第３の半導体光源をさらに備え、
前記第５のファイバサブバンドルおよび前記第６のファイバサブバンドルの各々の前記近位端は、少なくとも前記第３の半導体光源によって放出される光を受け取るように構成され、
前記第５のファイバサブバンドルおよび前記第６のファイバサブバンドルの各前記遠位端は、前記第３の半導体光源によって放出される前記光を、前記内視鏡の前記遠位端にある前記第１の照明窓および前記第２の照明窓にそれぞれ導くように構成される、請求項７に記載の照明装置。
【請求項９】
前記第１の半導体光源は、第１の波長範囲において光を放出するように構成され、
前記第２の半導体光源は、第２の波長範囲において光を放出するように構成され、
前記第３の半導体光源は、第３の波長範囲において光を放出するように構成される、請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記第１の半導体光源によって放出される前記光は、第１の色を有し、
前記第２の半導体光源によって放出される前記光は、第２の色を有し、
前記第３の半導体光源によって放出される前記光は、第３の色を有する、請求項９に記載の照明装置。
【請求項１１】
少なくとも前記第２の半導体光源および前記第３の半導体光源は、前記第２の半導体光源および前記第３の半導体光源によってそれぞれ放出される光の前記第２の色および前記第３の色の温度およびバランスの１つまたは複数を調整するために調節可能である、請求項１０に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記第１の半導体光源、前記第２の半導体光源、前記第３の半導体光源、および第４の半導体光源を含む、複数の半導体光源をさらに備え、
前記第１のファイババンドル内の前記第１の複数の光ファイバは、少なくとも第７のファイバサブバンドルおよび第８のファイバサブバンドルを形成するためにさらに分離され、前記第７のファイバサブバンドルおよび前記第８のファイバサブバンドルの各々は、遠位端および近位端を有し、
前記第７のファイバサブバンドルおよび前記第８のファイバサブバンドルの各々の前記近位端は、少なくとも前記第４の半導体光源によって放出される光を受け取るように構成され、
前記第７のファイバサブバンドルおよび前記第８のファイバサブバンドルの各前記遠位端は、前記第４の半導体光源によって放出される前記光を、前記内視鏡の前記遠位端にある前記第１の照明窓および前記第２の照明窓にそれぞれ導くように構成される、請求項８に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記第４の半導体光源は、第４の波長範囲において光を放出するように構成され、
前記複数の半導体光源の少なくとも１つは、光出力の温度およびバランスの１つまたは複数を調整するために調節可能である、請求項１２に記載の照明装置。
【請求項１４】
前記第１の半導体光源および前記第２の半導体光源の少なくとも１つは、発光ダイオードである、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１５】
前記第１の半導体光源および前記第２の半導体光源の少なくとも１つは、レーザダイオードである、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１６】
内視鏡内で使用するための照明の方法であって、前記内視鏡は、遠位端、ならびに前記内視鏡の前記遠位端に配置される少なくとも第１の照明窓および第２の照明窓を有し、前記方法は、
少なくとも第１の半導体光源および第２の半導体光源を設けるステップと、
少なくとも、第１の複数の光ファイバを有する第１のファイババンドル、および第２の複数の光ファイバを有する第２のファイババンドルを設けるステップと、
少なくとも第１のファイバサブバンドルおよび第２のファイバサブバンドルを形成するために前記第１の複数の光ファイバを分離するステップであって、前記第１のファイバサブバンドルおよび前記第２のファイバサブバンドルの各々は、遠位端および近位端を有する、ステップと、
少なくとも第３のファイバサブバンドルおよび第４のファイバサブバンドルを形成するために前記第２の複数の光ファイバを分離するステップであって、前記第３のファイバサブバンドルおよび前記第４のファイバサブバンドルの各々は、遠位端および近位端を有する、ステップと、
前記第１のファイバサブバンドルおよび前記第２のファイバサブバンドルの各々の前記近位端において、少なくとも前記第１の半導体光源によって放出される光を受け取るステップと、
前記第３のファイバサブバンドルおよび前記第４のファイバサブバンドルの各々の前記近位端において、少なくとも前記第２の半導体光源によって放出される前記光を受け取るステップと、
前記第１のファイバサブバンドルおよび前記第２のファイバサブバンドルの各前記遠位端において、前記第１の半導体光源によって放出される前記光を、前記内視鏡の前記遠位端にある前記第１の照明窓および前記第２の照明窓にそれぞれ導くステップと、
前記第３のファイバサブバンドルおよび前記第４のファイバサブバンドルの各前記遠位端において、前記第２の半導体光源によって放出される前記光を、前記内視鏡の前記遠位端にある前記第１の照明窓および前記第２の照明窓にそれぞれ導くステップと、
を含む、内視鏡内で使用するための照明の方法。
【請求項１７】
前記第１の半導体光源によって放出される光を受け取る前記ステップは、第１の波長範囲において前記第１の半導体光源によって放出される光を受け取るステップを含み、
前記第２の半導体光源によって放出される光を受け取る前記ステップは、前記第１の波長範囲とは異なる第２の波長範囲において前記第２の半導体光源によって放出される光を受け取るステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
少なくとも第１の半導体光源および第２の半導体光源と、
少なくとも第１のファイババンドルおよび第２のファイババンドルであって、前記第１のファイババンドルは、少なくとも第１のファイバサブバンドルおよび第２のファイバサブバンドルを含み、前記第２のファイババンドルは、少なくとも第３のファイバサブバンドルおよび第４のファイバサブバンドルを含む、少なくとも第１のファイババンドルおよび第２のファイババンドルと、
を備える、照明装置であって、
前記第１のファイバサブバンドルおよび前記第２のファイバサブバンドルの各々の近位端は、少なくとも前記第１の半導体光源によって放出される光を受け取るように構成され、
前記第３のファイバサブバンドルおよび前記第４のファイバサブバンドルの各々の近位端は、少なくとも前記第２の半導体光源によって放出される光を受け取るように構成され、
前記第１のファイバサブバンドルおよび前記第３のファイバサブバンドルの各々の遠位端は、第１の照明窓に結合可能であり、
前記第２のファイバサブバンドルおよび前記第４のファイバサブバンドルの各々の遠位端は、第２の照明窓に結合可能である、照明装置。
【請求項１９】
前記第１の半導体光源は、第１の波長範囲において光を放出するように構成され、
前記第２の半導体光源は、前記第１の波長範囲とは異なる第２の波長範囲において光を放出するように構成される、請求項１８に記載の照明装置。
【請求項２０】
前記第１のファイバサブバンドルおよび前記第２のファイバサブバンドルはそれぞれ、おおよそ等しい数の光ファイバを有する、請求項１８に記載の照明装置。
【請求項２１】
前記第３のファイバサブバンドルおよび前記第４のファイバサブバンドルはそれぞれ、おおよそ等しい数の光ファイバを有する、請求項１８に記載の照明装置。
【請求項２２】
前記第１の半導体光源および前記第２の半導体光源の少なくとも１つは、発光ダイオードおよびレーザダイオードから成る群から選択される、請求項１８に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、一般的に光源デバイスに関し、より具体的には、光のより均等なパワー分布および／または色分布を提供し、関心のある特徴の可視性を強化するために目標とする波長の使用を可能にする内視鏡装置のための半導体ベースの光源デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
人体内の中空器官および／または空洞の内部を照らすために半導体光源を用いる内視鏡が、知られている。例えば、そのような内視鏡は、小腸内視鏡検査手順における小腸、大腸内視鏡検査手順における大腸、鼻鏡検査手順における上気道、気管支鏡検査手順における下気道、その他の内部を検査するために用いられることがある。従来の内視鏡装置は、２つの別個のファイババンドル、および内視鏡装置の近位端において２つの別個のファイババンドルにそれぞれ結合される発光ダイオード（ＬＥＤ）などの２つの半導体光源を含むことができ、それによって、それぞれの医学的検査手順の実行中に、小腸、大腸、上気道、下気道、その他の内部を照らすために内視鏡装置の遠位端に２つの別個の照明を提供する。
【０００３】
しかしながら、上で論じられた従来の内視鏡装置は、内視鏡装置の遠位端に提供される２つの別個の照明が、おそらくはそれぞれの照明を提供する２つのＬＥＤがパワー出力および／または色出力においてよく一致していないことに起因して、内視鏡装置による検査中の組織および／または他の物質の不均等な照明および／または意図されない着色を引き起こす可能性があるという欠点を有する可能性がある。内視鏡装置による検査中のそのような組織および／または他の物質の意図されない着色を避けながら、より均等な照明を提供するために、内視鏡を製造するいくつかのプロセスは、各内視鏡装置内で使用するために選択されたＬＥＤが、動作の指定範囲にわたってパワー出力および／または色出力においてよく一致していることを確実にするために、ＬＥＤの追加の試験を含めている。しかしながら、内視鏡製造プロセス中のＬＥＤのそのような追加の試験は、内視鏡の最終コストを不必要に増加させる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、上で論じられたものなど、従来の内視鏡装置に見られる欠点の少なくともいくつかを回避する、内視鏡のための半導体ベースの光源デバイスを有することが望ましいということになる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本出願によると、実施の容易さとともに光のより均等なパワー分布および／または色分布を提供する内視鏡装置または任意の他の適切な装置のための半導体ベースの光源デバイスが開示される。半導体ベースの光源デバイスは、遠位端、ならびに内視鏡装置の遠位端に配置される少なくとも第１の照明窓および第２の照明窓を有する内視鏡装置と併せて用いられてもよい。
【０００６】
一態様では、半導体ベースの光源デバイスは、第１の半導体光源、第２の半導体光源、第１のファイババンドル、および第２のファイババンドルを含むことができる。第１のファイババンドルは、少なくとも第１のファイバサブバンドルおよび第２のファイバサブバンドルを形成するために分離される第１の複数の光ファイバを含む。同様に、第２のファイババンドルは、少なくとも第３のファイバサブバンドルおよび第４のファイバサブバンドルを形成するために分離される第２の複数の光ファイバを含む。第１のファイバサブバンドル、第２のファイバサブバンドル、第３のファイバサブバンドル、および第４のファイバサブバンドルはそれぞれ、遠位端および近位端を有する。第１のファイバサブバンドルおよび第２のファイバサブバンドルの各々の近位端は、第１の半導体光源によって放出される光を受け取るように構成され、第３のファイバサブバンドルおよび第４のファイバサブバンドルの各々の近位端は、第２の半導体光源によって放出される光を受け取るように構成される。第１のファイバサブバンドルの遠位端および第２のファイバサブバンドルの遠位端は、第１の半導体光源によって放出される光を内視鏡装置の遠位端にある第１の照明窓および第２の照明窓をそれぞれ通るように導く動作をする。同様に、第３のファイバサブバンドルの遠位端および第４のファイバサブバンドルの遠位端は、第２の半導体光源によって放出される光を内視鏡装置の遠位端にある第１の照明窓および第２の照明窓をそれぞれ通るように導く動作をする。
【０００７】
例示的態様では、第１の半導体光源および第２の半導体光源は、同じ色もしくは波長または異なる色もしくは波長を有する光を放出することができる。さらなる例示的態様では、第１の半導体光源および第２の半導体光源の１つまたは複数は、選択された色または波長帯域において光を放出することができる。別の例示的態様では、第１の半導体光源は、広い波長帯域幅を有する光（例えば、白色光）を放出することができ、第２の半導体光源は、狭い波長帯域幅を有する光を放出することができる。なお別の例示的態様では、第１の半導体光源および第２の半導体光源の１つまたは複数は、選択可能かつ／または調整可能な強度および／または色もしくは波長を有する光を放出することができる。なお別の例示的態様では、第１のファイバサブバンドル、第２のファイバサブバンドル、第３のファイバサブバンドル、および第４のファイバサブバンドルの各々は、少なくともおおよそ同じ数の光ファイバを含むことができる。
【０００８】
さらなる態様では、半導体ベースの光源デバイスは、少なくとも第１の半導体光源、第２の半導体光源、第３の半導体光源、および第４の半導体光源を含むことができる。半導体ベースの光源デバイスは、少なくとも第１のファイババンドル、第２のファイババンドル、第３のファイババンドル、および第４のファイババンドルをさらに含むことができる。第１のファイババンドルは、少なくとも第１のファイバサブバンドルおよび第２のファイバサブバンドルを形成するために分離される第１の複数の光ファイバを含み、第２のファイババンドルは、少なくとも第３のファイバサブバンドルおよび第４のファイバサブバンドルを形成するために分離される第２の複数の光ファイバを含む。同様に、第３のファイババンドルは、少なくとも第５のファイバサブバンドルおよび第６のファイバサブバンドルを形成するために分離される第３の複数の光ファイバを含み、第４のファイババンドルは、少なくとも第７のファイバサブバンドルおよび第８のファイバサブバンドルを形成するために分離される第４の複数の光ファイバを含む。
【０００９】
第１のファイバサブバンドル、第２のファイバサブバンドル、第３のファイバサブバンドル、第４のファイバサブバンドル、第５のファイバサブバンドル、第６のファイバサブバンドル、第７のファイバサブバンドル、および第８のファイバサブバンドルはそれぞれ、遠位端および近位端を有する。第１のファイバサブバンドルおよび第２のファイバサブバンドルの各々の近位端は、第１の半導体光源によって放出される光を受け取るように構成され、第３のファイバサブバンドルおよび第４のファイバサブバンドルの各々の近位端は、第２の半導体光源によって放出される光を受け取るように構成される。第５のファイバサブバンドルおよび第６のファイバサブバンドルの各々の近位端は、第３の半導体光源によって放出される光を受け取るように構成され、第７のファイバサブバンドルおよび第８のファイバサブバンドルの各々の近位端は、第４の半導体光源によって放出される光を受け取るように構成される。
【００１０】
第１のファイバサブバンドルの遠位端および第２のファイバサブバンドルの遠位端は、第１の半導体光源によって放出される光を内視鏡装置の遠位端にある第１の照明窓および第２の照明窓をそれぞれ通るように導く動作をする。第３のファイバサブバンドルの遠位端および第４のファイバサブバンドルの遠位端は、第２の半導体光源によって放出される光を内視鏡装置の遠位端にある第１の照明窓および第２の照明窓をそれぞれ通るように導く動作をする。同様に、第５のファイバサブバンドルの遠位端および第６のファイバサブバンドルの遠位端は、第３の半導体光源によって放出される光を内視鏡装置の遠位端にある第１の照明窓および第２の照明窓をそれぞれ通るように導く動作をする。第７のファイバサブバンドルの遠位端および第８のファイバサブバンドルの遠位端は、第４の半導体光源によって放出される光を内視鏡装置の遠位端にある第１の照明窓および第２の照明窓をそれぞれ通るように導く動作をする。
【００１１】
例示的態様では、第１の半導体光源、第２の半導体光源、および第３の半導体光源は、赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色、および青（Ｂ）色をそれぞれ有する光を放出することができ、その結果、第１の照明窓を通るように第１のファイバサブバンドル、第３のファイバサブバンドル、および第５のファイバサブバンドルによって集合的に導かれるＲＧＢ着色光の組み合わせは、白色光を生成し、第２の照明窓を通るように第２のファイバサブバンドル、第４のファイバサブバンドル、および第６のファイバサブバンドルによって集合的に導かれるＲＧＢ着色光の組み合わせは、白色光を同様に生成する。この例示的態様では、第４の半導体光源は、選択された狭い波長帯域幅など、選択された色または波長帯域幅を有する光を放出するように構成されてもよい。さらなる例示的態様では、第１の半導体光源、第２の半導体光源、第３の半導体光源、および第４の半導体光源の１つまたは複数は、それぞれの半導体光源によって放出される光の強度および／または色もしくは波長を選択および／または調整する動作をする。別の例示的態様では、第１のファイバサブバンドル、第２のファイバサブバンドル、第３のファイバサブバンドル、第４のファイバサブバンドル、第５のファイバサブバンドル、第６のファイバサブバンドル、第７のファイバサブバンドル、および第８のファイバサブバンドルの各々は、少なくともおおよそ同じ数の光ファイバを含むことができる。
【００１２】
複数の半導体光源および複数のファイババンドルを含み、それぞれのファイババンドルが、実質的に同じ量の照明をそれぞれの半導体光源から内視鏡装置の遠位端に配置される対応する複数の照明窓の各々に導くために複数のファイバサブバンドルにそれぞれ分離される、内視鏡装置または任意の他の適切な装置のための半導体ベースの光源デバイスを提供することによって、内視鏡装置の遠位端における光のより均等なパワー分布および／または色分布が、実施の容易さとともに達成されることが可能となる。さらに、それぞれの半導体光源の１つまたは複数が、各半導体光源によって放出される光の強度および／または色もしくは波長を選択および／または調整する動作をするような半導体ベースの光源デバイスを提供することによって、内視鏡装置による検査中の組織および／または他の物質の照明のために所望の色温度および／または色バランスが、さらに達成されることが可能となる。
【００１３】
本発明の他の特徴、機能、および態様は、図面および／または本発明の詳細な説明から明らかになるであろう。
【００１４】
本発明は、図面とあわせて以下の発明の詳細な説明を参照することにより、より完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１ａ】従来の内視鏡装置の側面図である。
【図１ｂ】図１ａの従来の内視鏡装置の遠位端の斜視図である。
【図２】図１ａおよび図１ｂの従来の内視鏡装置のための従来の半導体ベースの光源デバイスの平面図である。
【図３】本出願による、例示的内視鏡装置のための例示的半導体ベースの光源デバイスの平面図である。
【図４ａ】図３の半導体ベースの光源デバイスの代替例示的実施形態の平面図である。
【図４ｂ】図３の半導体ベースの光源デバイスのさらなる代替例示的実施形態の平面図である。
【図５】例示的内視鏡装置と併せて図３の半導体ベースの光源デバイスを使用する例示的方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の容易さとともに光のより均等なパワー分布および／または色分布を提供する内視鏡装置または任意の他の適切な装置のための半導体ベースの光源デバイスが開示される。開示される半導体ベースの光源デバイスは、複数の半導体光源および複数のファイババンドルを含み、それぞれのファイババンドルは、実質的に同じ量の照明をそれぞれの半導体光源から内視鏡装置の遠位端に配置される対応する複数の照明窓の各々に導くために複数のファイバサブバンドルにそれぞれ分離される。それぞれの半導体光源の１つまたは複数がそれぞれの半導体光源によって放出される光の強度および／または色もしくは波長を選択および／または調整する動作をするような半導体ベースの光源デバイスを提供することによって、内視鏡装置による検査中の組織および／または他の物質を照明するために、所望の色温度および／または色バランスが達成できる。
【００１７】
図１ａは、従来の内視鏡装置１００を描写し、それは、制御ユニット１０２、制御ユニット１０２から延びる細長い挿入部分１０４、および内視鏡装置１００の遠位端に位置する端部分１０６を含むことができる。医学的検査の手順中、医療従事者は典型的には、内視鏡装置１００の細長い挿入部分１０４を患者の身体内の中空器官または空洞に挿入し、内視鏡装置１００の端部分１０６を、その後行われる検査のために目標組織および／または他の物質の近くに位置付ける。
【００１８】
図１ｂは、従来の内視鏡装置１００の遠位端における端部分１０６の詳細な部分的分解図を描写する（図１ａも参照されたい）。図１ｂに示されるように、端部分１０６は、実質的に連結関係に配置される３つの端部セクション１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、およびそれぞれの端部セクション１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃを覆うように構成されるカバー部分１０９を含む。２つの端部分１０８ａ、１０８ｃは、断熱材料１１０ａを通じて互いに結合され、２つの端部分１０８ｂ、１０８ｃは、断熱材料１１０ｂを通じて同様に互いに結合される。端部分１０８ｃは、固体画像センサ１１２、空気／水供給ノズル１１４、および吸引チャンネル１１６を含む。端部分１０８ａは、第１の照明窓１１８ａを含み、端部分１０８ｂは、第２の照明窓１１８ｂを含む。
【００１９】
図２は、従来の内視鏡装置２００、ならびに内視鏡装置２００に組み込むことが可能な従来の半導体ベースの光源デバイス２０１の平面図を描写する。例えば、従来の内視鏡装置２００は、図１ａおよび図１ｂの従来の内視鏡装置１００のように構成されてもよい。図２に示されるように、内視鏡装置２００は、制御ユニット２０２、制御ユニット２０２から延びる細長い挿入部分２０４、および内視鏡装置２００の遠位端に位置する端部分２０６を含む。
【００２０】
図２にさらに示されるように、従来の半導体ベースの光源デバイス２０１は、第１の半導体光源２０３ａ、第２の半導体光源２０３ｂ、第１のファイババンドル２０５ａ、および第２のファイババンドル２０５ｂを含む。第１のファイババンドル２０５ａは、第１の複数の光ファイバを含み、第２のファイババンドル２０５ｂは、第２の複数の光ファイバを含む。第１のファイババンドル２０５ａおよび第２のファイババンドル２０５ｂはそれぞれ、遠位端および近位端を有する。第１のファイババンドル２０５ａの近位端は、第１の半導体光源２０３ａによって放出される光を受け取るように構成され、第２のファイババンドル２０５ｂの近位端は、第２の半導体光源２０３ｂによって放出される光を受け取るように構成される。
【００２１】
第１のファイババンドル２０５ａの遠位端は、第１の半導体光源２０３ａによって放出される光を第１の照明窓（照明窓１１８ａなど。図１ｂを参照）を通るように導く動作をし、第１の照明窓は、従来の内視鏡装置２００の遠位端にある端部分２０６に含まれる。同様に、第２のファイババンドル２０５ｂの遠位端は、第２の半導体光源２０３ｂによって放出される光を第２の照明窓（照明窓１１８ｂなど。図１ｂを参照）を通るように導く動作をし、第２の照明窓もまた、内視鏡装置２００の遠位端にある端部分２０６に含まれる。第１の半導体光源２０３ａおよび第２の半導体光源２０３ｂは、パワー出力および／または色出力においてよく一致していないこともあるので、内視鏡装置２００の遠位端に提供される２つの別個の照明は、特定の医学的検査手順の実行中に、内視鏡装置２００によって検査中の組織および／または他の物質の不均等な照明および／または意図されない着色を引き起こす可能性がある。
【００２２】
図３は、本出願による、例示的内視鏡装置３００の説明のための実施形態、ならびに内視鏡装置３００に組み込まれることが可能な半導体ベースの光源デバイス３０１の平面図を描写する。図３に示されるように、内視鏡装置３００は、制御ユニット３０２、制御ユニット３０２から延びる細長い挿入部分３０４、および内視鏡装置３００の遠位端に位置する端部分３０６を含む。図３にさらに示されるように、半導体ベースの光源デバイス３０１は、第１の半導体光源３０９、第２の半導体光源３１１、少なくとも第１のファイババンドル３１３、および少なくとも第２のファイババンドル３１５を含む。
【００２３】
図３にさらに示されるように、第１のファイババンドル３１３は、少なくとも第１のファイバサブバンドル３１３ａおよび第２のファイバサブバンドル３１３ｂを形成するために分離される第１の複数の光ファイバを含む。同様に、第２のファイババンドル３１５は、少なくとも第３のファイバサブバンドル３１５ａおよび第４のファイバサブバンドル３１５ｂを形成するために分離される第２の複数の光ファイバを含む。第１のファイバサブバンドル３１３ａ、第２のファイバサブバンドル３１３ｂ、第３のファイバサブバンドル３１５ａ、および第４のファイバサブバンドル３１５ｂはそれぞれ、遠位端および近位端を有する。第１のファイバサブバンドル３１３ａおよび第２のファイバサブバンドル３１３ｂの各々の近位端は、第１の半導体光源３０９によって放出される光を受け取るように構成され、第３のファイバサブバンドル３１５ａおよび第４のファイバサブバンドル３１５ｂの各々の近位端は、第２の半導体光源３１１によって放出される光を受け取るように構成される。
【００２４】
第１のファイバサブバンドル３１３ａの遠位端および第２のファイバサブバンドル３１３ｂの遠位端は、第１の半導体光源３０９によって放出される光を第１の照明窓３１７および第２の照明窓３１９をそれぞれ通るように導く動作をし、両方の照明窓は、内視鏡装置３００の遠位端にある端部分３０６に含まれる。同様に、第３のファイバサブバンドル３１５ａの遠位端および第４のファイバサブバンドル３１５ｂの遠位端は、第２の半導体光源３１１によって放出される光を内視鏡装置３００の遠位端にある第１の照明窓３１７および第２の照明窓３１９をそれぞれ通るように導く動作をする。
【００２５】
例えば、第１の半導体光源３０９および第２の半導体光源３１１はそれぞれ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード、または任意の他の適切な半導体光源として実施されてもよい。さらに、第１の半導体光源３０９および第２の半導体光源３１１はそれぞれ、同じ色もしくは波長または異なる色もしくは波長を有する光を放出するように構成されてもよい。第１の半導体光源３０９および第２の半導体光源３１１の１つまたは複数はまた、選択された色または波長帯域において光を放出するように構成されてもよい。例えば、第１の半導体光源３０９は、広い波長帯域幅を有する光（例えば、白色光）を放出するように構成されてもよく、一方、第２の半導体光源３１１は、狭い波長帯域幅を有する光を放出するように構成されてもよい。
【００２６】
加えて、第１の半導体光源３０９および第２の半導体光源３１１の１つまたは複数は、選択可能かつ／または調整可能な強度および／または色もしくは波長を有する光を放出するように構成されてもよい。例えば、それぞれの半導体光源の強度および／または色もしくは波長を選択および／または調整するそのような機能性は、内視鏡装置３００に含まれる制御ユニット３０２によって少なくとも部分的に提供されてもよい。その上、第１のファイバサブバンドル３１３ａ、第２のファイバサブバンドル３１３ｂ、第３のファイバサブバンドル３１５ａ、および第４のファイバサブバンドル３１５ｂの各々は、実質的に同じ量の照明をそれぞれの半導体光源３０９、３１１の各々から内視鏡装置３００の遠位端にあるそれぞれの照明窓３１７、３１９の各々に導くために、少なくともおおよそ同じ数の光ファイバを含むことができる。このようにして、それぞれの半導体光源３０９、３１１がパワー出力および／または色出力においてよく一致していない可能性があることに起因する、内視鏡装置３００による検査中の組織および／または他の物質の不均等な照明および／または意図されない着色が、特定の医学的検査手順の実行中に、回避可能である。
【００２７】
内視鏡装置のための開示される半導体ベースの光源デバイスは、下記の説明のための例を参照してさらに理解されよう。第１の説明のための例（図４ａを参照して本明細書で論じられる）では、内視鏡装置（内視鏡装置３００など。図３を参照）のための例示的半導体ベースの光源デバイス４０１ａが提供され、第１の半導体光源４０２、第２の半導体光源４０４、第３の半導体光源４０６、および第４の半導体光源４０８を含む。半導体ベースの光源デバイス４０１ａはさらに、第１のファイババンドル４１０、第２のファイババンドル４１２、第３のファイババンドル４１４、および第４のファイババンドル４１６を含む。第１のファイババンドル４１０は、少なくとも第１のファイバサブバンドル４１０ａおよび第２のファイバサブバンドル４１０ｂを形成するために分離される第１の複数の光ファイバを含み、第２のファイババンドル４１２は、少なくとも第３のファイバサブバンドル４１２ａおよび第４のファイバサブバンドル４１２ｂを形成するために分離される第２の複数の光ファイバを含む。同様に、第３のファイババンドル４１４は、少なくとも第５のファイババンドル４１４ａおよび第６のファイババンドル４１４ｂを形成するために分離される第３の複数の光ファイバを含み、第４のファイババンドル４１６は、少なくとも第７のファイバサブバンドル４１６ａおよび第８のファイバサブバンドル４１６ｂを形成するために分離される第４の複数の光ファイバを含む。
【００２８】
第１のファイバサブバンドル４１０ａ、第２のファイバサブバンドル４１０ｂ、第３のファイバサブバンドル４１２ａ、第４のファイバサブバンドル４１２ｂ、第５のファイバサブバンドル４１４ａ、第６のファイバサブバンドル４１４ｂ、第７のファイバサブバンドル４１６ａ、および第８のファイバサブバンドル４１６ｂはそれぞれ、遠位端および近位端を有する。第１のファイバサブバンドル４１０ａおよび第２のファイバサブバンドル４１０ｂの各々の近位端は、第１の半導体光源４０２によって放出される光を受け取るように構成され、第３のファイバサブバンドル４１２ａおよび第４のファイバサブバンドル４１２ｂの各々の近位端は、第２の半導体光源４０４によって放出される光を受け取るように構成される。第５のファイバサブバンドル４１４ａおよび第６のファイバサブバンドル４１４ｂの各々の近位端は、第３の半導体光源４０６によって放出される光を受け取るように構成され、第７のファイバサブバンドル４１６ａおよび第８のファイバサブバンドル４１６ｂの各々の近位端は、第４の半導体光源４０８によって放出される光を受け取るように構成される。
【００２９】
第１のファイバサブバンドル４１０ａの遠位端および第２のファイバサブバンドル４１０ｂの遠位端は、第１の半導体光源４０２によって放出される光を第１の照明窓（照明窓３１７など。図３を参照）および第２の照明窓（照明窓３１９など。図３を参照）をそれぞれ通るように導く動作をし、両方の照明窓は、内視鏡装置の遠位端にある端部分４１８に含まれる。第３のファイバサブバンドル４１２ａの遠位端および第４のファイバサブバンドル４１２ｂの遠位端は同様に、第２の半導体光源４０４によって放出される光を内視鏡装置の遠位端にある第１の照明窓および第２の照明窓をそれぞれ通るように導く動作をする。同様に、第５のファイバサブバンドル４１４ａの遠位端および第６のファイバサブバンドル４１４ｂの遠位端は、第３の半導体光源４０６によって放出される光を内視鏡装置の遠位端にある第１の照明窓および第２の照明窓をそれぞれ通るように導く動作をする。第７のファイバサブバンドル４１６ａの遠位端および第８のファイバサブバンドル４１６ｂの遠位端は同様に、第４の半導体光源４０８によって放出される光を内視鏡装置の遠位端にある第１の照明窓および第２の照明窓をそれぞれ通るように導く動作をする。
【００３０】
この第１の説明のための例では、第１の半導体光源４０２および第２の半導体光源４０４の１つまたは両方は、選択された色または波長帯域幅を有する光を放出するように構成されてもよく、一方、第３の半導体光源４０６および第４の半導体光源４０８の１つまたは両方は、広い波長帯域幅を有する光（例えば、白色光）を放出するように構成されてもよい。例えば、第１および第２の半導体光源４０２、４０４は、関心のある選択された範囲に動作帯域幅を有する単一色（例えば、赤、緑、青、その他）のＬＥＤおよび／またはレーザダイオードとして実施されてもよく、第３および第４の半導体光源４０６、４０８は、白色発光ダイオード（「白色ＬＥＤ」）として実施されてもよい。このようにして、選択された色または波長帯域幅を有する光を放出する第１および第２の半導体光源４０２、４０４は、内視鏡装置による検査中の組織および／または他の物質の照明強化を提供することができ、一方、第３および第４の半導体光源４０６、４０８は、内視鏡装置による検査中のそのような組織および／または他の物質の広帯域照明を提供する。
【００３１】
第３の半導体光源４０６および第４の半導体光源４０８の１つまたは両方は、選択可能かつ／または調整可能な強度を有する白色光を放出するように構成されてもよく、それによって、内視鏡装置による検査中の組織および／または他の物質を効果的に観察するために、広帯域照明のレベルが要望および／または要求通りに変えられることが可能になることに留意する。同様に、第１の半導体光源４０２および第２の半導体光源４０４の１つまたは両方は、選択可能かつ／または調整可能な強度とともに選択された色または波長帯域幅を有する光を放出するように構成されてもよく、それによって、内視鏡装置による検査中のそのような組織および／または他の物質をより効果的に観察するために、照明強化のレベルが要望および／または要求通りに変えられることが可能になる。
【００３２】
第２の説明のための例（図４ｂを参照して本明細書で論じられる）では、内視鏡装置（内視鏡装置３００など。図３参照）のための例示的半導体ベースの光源デバイス４０１ｂが提供され、第１の半導体光源４０２、第２の半導体光源４０４、第３の半導体光源４０６、第４の半導体光源４０８、および第５の半導体光源４０９、ならびに第１のファイババンドル４１０、第２のファイババンドル４１２、第３のファイババンドル４１４、第４のファイババンドル４１６、および第５のファイババンドル４１７を含む。図４ｂの半導体ベースの光源デバイス４０１ｂは、追加の第５の半導体光源４０９および追加の第５のファイババンドル４１７を除いて、図４ａの半導体ベースの光源デバイス４０１ａに似ている。
【００３３】
第５のファイババンドル４１７は、少なくとも第９のファイバサブバンドル４１７ａおよび第１０のファイバサブバンドル４１７ｂを形成するように分離された第５の複数の光ファイバを含む。第９のファイバサブバンドル４１７ａおよび第１０のファイバサブバンドル４１７ｂはそれぞれ、遠位端および近位端を有する。第９のファイバサブバンドル４１７ａおよび第１０のファイバサブバンドル４１７ｂの各々の近位端は、第５の半導体光源４０９によって放出される光を受け取るように構成される。さらに、第９のファイバサブバンドル４１７ａの遠位端および第１０のファイバサブバンドル４１７ｂの遠位端は、第５の半導体光源４０９によって放出される光を第１の照明窓（照明窓３１７など。図３を参照）および第２の照明窓（照明窓３１９など。図３を参照）をそれぞれ通るように導く動作をし、両方の照明窓は、内視鏡装置の遠位端にある端部分４１８に含まれる。
【００３４】
この第２の説明のための例では、第１の半導体光源４０２および第２の半導体光源４０４の１つまたは両方は、内視鏡装置による検査中の組織および／または他の物質の照明強化を提供するために、選択された狭い波長帯域幅など、選択された色または波長帯域幅を有する光を放出するように構成されてもよい。さらに、第３の半導体光源４０６、第４の半導体光源４０８、および第５の半導体光源４０９は、赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色、および青（Ｂ）色をそれぞれ有する光を放出するように構成されてもよく、その結果、第１の照明窓を通るように第５のファイバサブバンドル４１４ａ、第７のファイバサブバンドル４１６ａ、および第９のファイバサブバンドル４１７ａによって集合的に導かれるＲＧＢ着色光の組み合わせは、白色光を生成し、第２の照明窓を通るように第６のファイバサブバンドル４１４ｂ、第８のファイバサブバンドル４１６ｂ、および第１０のファイバサブバンドル４１７ｂによって集合的に導かれるＲＧＢ着色光の組み合わせは、同様に白色光を生成し、それによって内視鏡装置による検査中のそのような組織および／または他の物質の広帯域照明を提供する。
【００３５】
第３の半導体光源４０６、第４の半導体光源４０８、および第５の半導体光源４０９の１つまたは複数は、選択可能かつ／または調整可能な強度とともに、赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色、および青（Ｂ）色をそれぞれ有する光を放出するように構成されてもよく、それによって、内視鏡装置による検査中の組織および／または他の物質の広帯域照明のために、色温度および／または色バランスが要望および／または要求通りに変えられることが可能になることに留意する。同様に、第１の半導体光源４０２および第２の半導体光源４０４の１つまたは両方は、選択可能かつ／または調整可能な強度とともに選択された色または波長帯域幅を有する光を放出するように構成されてもよく、それによって、内視鏡装置による検査中の組織および／または他の物質の照明強化のために、特定照明のレベルが要望および／または要求通りに変えられることが可能になる。
【００３６】
上で論じられた第１および第２の説明のための例では、半導体ベースの光源デバイス４０１ａ、４０１ｂに含まれるファイバサブバンドルの各々は、実質的に同じ量の照明をそれぞれの半導体光源の各々から内視鏡装置の遠位端にあるそれぞれの照明窓に導くために、少なくともおおよそ同じ数の光ファイバを含むことができることにさらに留意する。このようにして、半導体ベースの光源デバイス４０１ａ、４０１ｂは、内視鏡装置による検査中の組織および／または他の物質の意図されない着色を回避し、それぞれの半導体光源がそれらの動作の指定範囲にわたってパワー出力および／または色出力においてよく一致していることを確実にするための半導体光源の追加の試験の必要性を除去しながら、より均等な照明を提供することができる。
【００３７】
内視鏡装置のための開示される半導体ベースの光源デバイスの上記の例示的実施形態を述べたが、他の代替実施形態または変形がなされてもよい。例えば、開示される半導体ベースの光源デバイスに含まれるそれぞれのファイババンドルは、複数のファイバサブバンドルにそれぞれ分離されてもよく、各ファイバサブバンドルは、実質的に同じ量の照明をそれぞれの半導体光源の各々から内視鏡装置の遠位端に位置するそれぞれの照明窓の各々に導くために、少なくともおおよそ同じ数の光ファイバを含むことができると本明細書で述べられた。代替実施形態では、開示される半導体ベースの光源デバイスに含まれるそれぞれのファイババンドルの１つまたは複数が、第１のファイバサブバンドルおよび第２のファイバサブバンドルに分離されてもよい。さらに、第１のファイバサブバンドルおよび第２のファイバサブバンドルの両方における第１の数の光ファイバが、広帯域照明（例えば、白色光）を内視鏡装置の遠位端にある照明窓の各々に導くために用いられてもよく、一方、第１のファイバサブバンドルおよび第２のファイバサブバンドルの両方における異なる数（例えば、より少ない数）の光ファイバが、照明強化（例えば、選択された狭い波長帯域幅を有する光）を内視鏡装置の遠位端にある照明窓の各々に提供するために用いられてもよい。加えて、１つまたは複数の光混合ロッド（インテグレータ）が、内視鏡装置の遠位端により均一な広帯域照明および／または照明強化を提供するために、半導体ベースの光源デバイスに組み込まれてもよい。
【００３８】
各半導体光源と関連する各ファイババンドルは別法として、３つ以上のファイバサブバンドルを備えてもよいことが企図される。各半導体光源と関連する各ファイババンドルは別法として、等しくない数のファイバサブバンドルを備えてもよいことが企図される。各ファイバサブバンドルは別法として、等しくない数のファイバを備えてもよいことが企図される。例えば、一般的に言えば、レーザ半導体光源は、レーザ半導体光源はよりパワーが高く、ビームサイズがより小さいことに起因して、ＬＥＤ半導体光源ほど多くのファイバを必要としないことになる。
【００３９】
それぞれの半導体光源の強度および／または色もしくは波長を選択および／または調整する機能性は、内視鏡装置に含まれる制御ユニット（例えば、制御ユニット３０２。図３を参照）によって少なくとも部分的に提供されてもよいことも本明細書で述べられた。代替実施形態では、それぞれの半導体光源に分配されるパワーを選択および／または調整する追加の機能性も、内視鏡装置に含まれる制御ユニットによって少なくとも部分的に提供されてもよい。例えば、そのような制御ユニットは、少なくとも１つのメモリから出力される少なくとも１つのプログラムを実行する動作をする少なくとも１つのコンピュータ化プロセッサまたはコントローラを含むことができる。さらに、それぞれの半導体光源と関連する強度、色もしくは波長、および／またはパワーの選択および／または調整の独立した制御は、所望の機能性を果たすためにコンピュータ化プロセッサ／コントローラおよびメモリを適切にプログラムすることによって少なくとも部分的に達成されてもよい。
【００４０】
内視鏡装置または任意の他の適切な装置のための開示される半導体ベースの光源デバイスを動作させる方法が、図５を参照して本明細書で述べられる。ブロック５０２に描写されるように、第１の半導体光源、第２の半導体光源、第１のファイババンドル、および第２のファイババンドルが提供され、第１のファイババンドルは、第１の複数の光ファイバを含み、第２のファイババンドルは、第２の複数の光ファイバを含む。ブロック５０４に描写されるように、第１の複数の光ファイバは、少なくとも第１のファイバサブバンドルおよび第２のファイバサブバンドルを形成するために分離され、第１のファイバサブバンドルおよび第２のファイバサブバンドルの各々は、遠位端および近位端を有する。ブロック５０６に描写されるように、第２の複数の光ファイバは、少なくとも第３のファイバサブバンドルおよび第４のファイバサブバンドルを形成するために分離され、第３のファイバサブバンドルおよび第４のファイバサブバンドルの各々は、遠位端および近位端を有する。ブロック５０８に描写されるように、第１の半導体光源によって放出される光は、第１のファイバサブバンドルおよび第２のファイバサブバンドルの各々の近位端において受け取られる。ブロック５１０に描写されるように、第２の半導体光源によって放出される光は、第３のファイバサブバンドルおよび第４のファイバサブバンドルの各々の近位端において受け取られる。ブロック５１２に描写されるように、第１の半導体光源によって放出される光は、第１のファイバサブバンドルおよび第２のファイバサブバンドルの各遠位端において内視鏡装置の遠位端にある第１の照明窓および第２の照明窓をそれぞれ通るように導かれる。ブロック５１４に描写されるように、第２の半導体光源によって放出される光は、第３のファイバサブバンドルおよび第４のファイバサブバンドルの各遠位端において内視鏡装置の遠位端にある第１の照明窓および第２の照明窓をそれぞれ通るように導かれる。
【００４１】
上述の装置および方法への変更および変形が、本明細書で開示される発明概念から逸脱することなくなされてもよいことは、当業者によって認識されよう。それに応じて、本発明は、添付の特許請求の範囲および趣旨によることを除いて限定されると見なされるべきでない。
【符号の説明】
【００４２】
１００  従来の内視鏡装置
１０２  制御ユニット
１０４  挿入部分
１０６  端部分
１０８ａ  端部セクション、端部分
１０８ｂ  端部セクション、端部分
１０８ｃ  端部セクション、端部分
１１０ａ  断熱材料
１１０ｂ  断熱材料
１１２  固体画像センサ
１１４  空気／水供給ノズル
１１６  吸引チャンネル
１１８ａ  第１の照明窓
１１８ｂ  第２の照明窓
２００  従来の内視鏡装置
２０１  従来の半導体ベースの光源デバイス
２０２  制御ユニット
２０３ａ  第１の半導体光源
２０３ｂ  第２の半導体光源
２０４  挿入部分
２０５ａ  第１のファイババンドル
２９５ｂ  第２のファイババンドル
２０６  端部分
３００  内視鏡装置
３０１  半導体ベースの光源デバイス
３０２  制御ユニット
３０４  挿入部分
３０６  端部分
３０９  第１の半導体光源
３１１  第２の半導体光源
３１３  第１のファイババンドル
３１３ａ  第１のファイバサブバンドル
３１３ｂ  第２のファイバサブバンドル
３１５  第２のファイババンドル
３１５ａ  第３のファイバサブバンドル
３１５ｂ  第４のファイバサブバンドル
３１７  第１の照明窓
３１９  第２の照明窓
４０１ａ  半導体ベースの光源デバイス
４０１ｂ  半導体ベースの光源デバイス
４０２  第１の半導体光源
４０４  第２の半導体光源
４０６  第３の半導体光源
４０８  第４の半導体光源
４０９  第５の半導体光源
４１０  第１のファイババンドル
４１０ａ  第１のファイバサブバンドル
４１０ｂ  第２のファイバサブバンドル
４１２  第２のファイババンドル
４１２ａ  第３のファイバサブバンドル
４１２ｂ  第４のファイバサブバンドル
４１４  第３のファイババンドル
４１４ａ  第５のファイバサブバンドル
４１４ｂ  第６のファイバサブバンドル
４１６  第４のファイババンドル
４１６ａ  第７のファイバサブバンドル
４１６ｂ  第８のファイバサブバンドル
４１７  第５のファイババンドル
４１７ａ  第９のファイバサブバンドル
４１７ｂ  第１０のファイバサブバンドル
４１８  端部分
【図１ａ】
2017522074.tif 000003
【図１ｂ】
2017522074.tif 000004
【図２】
2017522074.tif 000005
【図３】
2017522074.tif 000006
【図４ａ】
2017522074.tif 000007
【図４ｂ】
2017522074.tif 000008
【図５】
2017522074.tif 000009
【国際調査報告】
2017522074.tif 000010
2017522074.tif 000011
2017522074.tif 000012