CN103988014B - 具有多个导光路径的光源*** - Google Patents

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Abstract

一种光源***，将光源模块和能够与光源模块机械地拆装的照射模块组合而成，所述光源模块具有光源和光源光射出端，所述照射模块具有光连接端子、导光部件和光射出部件，在将第1导光路径定义为第1光源、第1光源光射出端(32)、第1光连接端子(70)、第1导光部件(76)、第1光射出部件(78)，并且将第2导光路径定义为第2光源、第2光源光射出端(52)、第2光连接端子(72)、第2导光部件(82)、第2光射出部件(88)时，将第1光源光射出端和第1光连接端子以希望的第1光学规格构成，并将第2光源光射出端和第2光连接端子以希望的第2光学规格构成，以便能够构成第1或第2导光路径。

Description

具有多个导光路径的光源***
技术领域
本发明涉及将光源模块与照射模块组合而成的光源***，特别涉及具有多个导光路径的光源***。
背景技术
作为搭载有两种光源和对应于它的两种导光部件的光源***的一例，例如在专利文献1中，公开了一种将激光源与一般照明光源组合的荧光内视镜装置。该荧光内视镜装置构成为能够对生物体组织照射一般照明光和激光，能够经由像束用TV摄像机观察照射了一般照明时得到的像光和激光照射时得到的荧光。更详细地讲，激光使用激光传送用光纤被导光至内视镜前端，一般照明光使用一般照明用光纤束被导光至内视镜前端。在上述专利文献1中示出了在激光传送用光纤的周围卷取一般照明用光纤带的素线的构造。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开平10－337271号公报
发明内容
发明要解决的问题
如在上述荧光内视镜装置的结构例中可见，在搭载有两种光源和对应于它的两种导光部件的光源***中，有以下的问题。即，需要与各个光源对应的专用且特殊的导光机构，需要每次构建与目的(在上述专利文献1的情况下，是一般照明光源***和荧光观察用激光源***)相应的专用的光源***。因此，以往的光源***变得昂贵，单位成本率不好。
本发明是鉴于上述问题而做出的，目的是对于各种各样的目的能够不构建单独的专用***而对应的光源***。
根据本发明的一技术方案，提供一种光源***，是将光源模块和相对于上述光源模块能够机械地拆装的照射模块组合而成的光源***，其特征在于，上述光源模块具有光源和将从该光源射出的光源光向外部射出的光源光射出端；上述照射模块具有从上述光源模块射出的上述光源光所入射的光连接端子、对上述光源光进行导光的导光部件、以及射出上述光源光的光射出部件；上述光源***具有导光路径，该导光路径包括上述光源、上述光源光射出端、上述光连接端子、上述导光部件以及上述光射出部件，并且是从上述光源模块射出的上述光源光所通过的光路；在将第1导光路径定义为第1光源、第1光源光射出端、第1光连接端子、第1导光部件、第1光射出部件，且将第2导光路径定义为第2光源、第2光源光射出端、第2光连接端子、第2导光部件、第2光射出部件时，上述光源***的上述第1光源光射出端和上述第1光连接端子以希望的第1光学规格构成，并且上述第2光源光射出端和上述第2光连接端子以希望的第2光学规格构成，以便能够构成上述第1导光路径或第2导光路径。
发明效果
根据本发明，能够构建射出与目的相应的照明光的多个导光路径。换言之，将下述光源模块和下述照射模块适当组合，该光源模块能够与具有将射出的光源光适当地导光的导光部件的照射模块连接，该照射模块能够搭载将从该光源模块射出的光源光进行导光而射出目的的照明光的导光部件。通过这样，能够提供一种不构建单独的专用***就能够进行与各种各样的目的相应的照明光的射出的光源***。
附图说明
图1是表示有关本发明的第1实施例的具有多个导光路径的光源***的结构的图。
图2是表示第2光源模块的变形例的结构的图。
图3(A)是表示第1光源模块和连接部的电连接端子的图，图3(B)是表示第2光源模块和连接部的电连接端子的图。
图4是表示包括第4光源模块的有关本发明的第2实施例的具有多个导光路径的光源***的结构的图。
图5A是表示有关本发明的第3实施例的具有多个导光路径的光源***的第4照射模块的结构的图。
图5B是表示第4照射模块的构成为同轴的第1导光部件和第2导光部件的截面的图。
图6是表示第4照射模块的变形例的结构的图。
图7是表示有关本发明的第4实施例的具有多个导光路径的光源***的第5光源模块及第5照射模块的结构的图。
图8是表示包括第6照射模块的有关本发明的第5实施例的具有多个导光路径的光源***的结构的图。
具体实施方式
[第1实施例]
如图1所示，有关本发明的第1实施例的具有多个导光路径的光源***10由3个光源模块(第1光源模块12、第2光源模块14、第3光源模块16)、3个照射模块(第1照射模块18、第2照射模块20、第3照射模块22)构成。即，通过将各个光源模块12、14、16与照射模块18、20、22适当地组合，能够构建能够射出与目的相应的照明光的光源装置。
接着，对构成本光源***10的各要素依次进行说明。
首先，对光源模块12、14、16进行说明。
第1至第3光源模块12、14、16分别具有射出光源光的光源、射出光源光的光源光射出端、和用于将光源光射出端安装到照射模块的后述的连接单元上的固定部A。此外，具有与驱动光源的光源驱动单元24电连接、用于从该光源驱动单元24接受用于使光源发光的电力及控制信号的电气端子。
以下，对各个光源模块12、14、16进行说明。
首先，对第1光源模块12进行说明。
在第1光源模块12中，作为第1光源而搭载有射出蓝色的激光的蓝色半导体激光源26。从蓝色半导体激光源26射出的蓝色激光经由透镜28被聚光，大部分入射到激光导光用光纤30中。激光导光用光纤30的射出端为第1光源光射出端32。第1光源光射出端32可与照射模块18、22的连接单元(后述)的后述的第1光连接端子光学地连接而构成。第1光源模块12和连接单元具有不经由可动部而能够机械地保持的连接机构。即构成为，设置在第1光源模块12的第1光源光射出端32附近的第1固定部A34与设置在连接单元的第1光连接端子附近的后述的第1固定部B啮合，构成了第1光源模块12和连接单元不经由可动部而能够机械地保持的连接机构。
此外，第1光源模块12具有用于将从作为第1光源的蓝色半导体激光源26产生的热散热的、将珀尔帖元件与散热片组合而成的散热机构36。在图中，为了简单，仅记载散热片，省略珀尔帖元件及其控制***。
此外，具有用于经由连接电缆40与光源驱动单元24电连接的电气端子38A。
接着，对第2光源模块14进行说明。
在第2光源模块14中，作为第2光源，搭载有作为放电灯的一种的Xe灯42。从Xe灯42放出的灯光中的、向前方放出的成分经由滤波器44、透镜46再被向后方放出的成分，经由反射镜48、滤波器44、透镜46被聚光，它们的一部分入射到导光棒50。两片透镜46中的Xe灯42侧的透镜具有使灯光成为大致平行光的功能，将大致平行光化的灯光向滤波器44照射。滤波器44是具有从由Xe灯42放出的灯光中除去不需要的紫外线、红外线的功能的、带通滤波器或者低通滤波器与高通滤波器的组合。两片透镜46中的配置在导光棒50侧的透镜具有将被除去了不需要的成分的灯光向导光棒50的入射端聚光的功能。此外，反射镜48是具有将向后方放出的灯光向透镜46的方向反射并聚光在透镜46上的功能的凹面反射镜。导光棒50的射出端为第2光源光射出端52。第2光源光射出端52构成为可与照射模块20、22的连接单元(后述)的后述的第2光连接端子光学地连接。第2光源模块14和连接单元具有不经由可动部而能够机械地保持的连接机构。即，搭载在第2光源模块14中的第2固定部A54与搭载在连接单元中的后述的第2固定部B啮合，构成不经由可动部而将两者机械地保持的连接机构。此外，第2光源模块14搭载有用于将从Xe灯42产生的热、以及被照射灯光并通过将其一部分吸收而温度上升的部件的热散热的、将冷却风扇与散热片56组合而成的散热机构。另外，在图中为了简单而仅记载了散热片56，省略了冷却风扇及关联的控制***等。
此外，具有用于经由连接电缆58与光源驱动单元24电连接的电气端子60A。
接着，对第3光源模块16进行说明。
在本实施例中，第3光源模块16是作为第3光源而搭载LED62，来代替搭载在第2光源模块14中的作为第2光源的Xe灯42的结构。第3光源模块16的基本的结构与第2光源模块14是同样的，Xe灯42成为LED62这一点、以及用于使光源光向导光棒50入射的光学***的结构不同。第3光源模块16构成为，RGB3色的LED62搭载在同一个基板上，从各个LED62发出的LED光被合波光学***64聚集到一个光路中，向导光棒50照射。合波光学***64使用分色镜等构成。搭载有LED62的基板使用热传导率较高的铝基板或氮化铝基板等，在其背面设有散热片56。另外，在LED62的情况下，也能够通过使用冷却风扇更有效地将LED62的热散热，所以也可以搭载。此外，在LED62的情况下，根据目的，也可以使用聚光透镜或将不需要的LED光切割掉的滤波器。
并且，与上述第2光源模块14同样，具有用于经由连接电缆58与光源驱动单元24电连接的电气端子60A。
另外，第3光源模块16的基本的功能结构与第2光源模块14是同样的，所以在这以后的说明中，作为代表而说明使用第2光源模块14的例子，省略关于第3光源模块16的结构及动作的说明。
接着，对光源驱动单元24进行说明。
光源驱动单元24是向上述那样的结构的光源模块12、14(16)供给电力、并且控制搭载在光源模块12、14(16)中的光源的发光状态的单元。在本实施例的光源***10中，具有一个光源驱动单元24，经由连接电缆40、58、电气端子38A、60A与第1光源模块12、第2光源模块14双方电连接。
光源驱动单元24具有判别所连接的光源模块12、14(16)的种类的功能。即，在光源驱动单元24与光源模块12、14(16)的连接电缆40、58，除了供给电力的电力配线、控制光源的驱动状态的控制信号配线以外，还搭载有判别所连接的光源模块12、14(16)的种类的判别信号配线。光源驱动单元24基于经由判别信号配线接收的判别信号，判别所连接的光源模块12、14(16)的种类。例如，在所连接的光源模块是搭载有激光源的第1光源模块12的情况下，经由判别信号配线检测该情况，从电力配线、控制信号配线分别供给与激光源相应的电力和控制信号。
作为所连接的光源模块12、14(16)的判别方法，例如有在光源模块12、14(16)内的未图示的存储器中预先存储光源的种类及驱动信息、将其从光源驱动单元24读出的方法。此外，作为别的方法，可以考虑在与连接电缆40、58连接的电气端子38A、60A的端子部上设置光源模块特有的凹凸等形状上的特征、通过搭载在连接电缆40、58上的未图示的传感器检测形状、基于该检测出的形状判别光源模块12、14(16)的种类的方法。还可以考虑构成为从光源模块12、14(16)通过判别信号配线输出固有的电信号图案(pattern)、根据该电信号图案判别所连接的光源模块12、14(16)的种类的方法等。
此时，光源模块12、14(16)的控制优选的是不仅根据光源模块12、14(16)的种类、还根据与光源模块12、14(16)连接的照射模块18、20、22的种类适当地调整。为此，需要将连接在光源模块12、14(16)上的照射模块18、20、22的种类的信息向光源驱动单元24发送。该照射模块18、20、22的信息既可以经由光源模块12、14(16)、连接电缆40、58进行，也可以将光源驱动单元24与连接单元(后述)直接连接而进行。
另外，在本实施例中，表示了从光源驱动单元24朝向两个光源模块连接两条连接电缆40、58的例子，但并不限定于此。例如也可以是将第2光源模块14和光源驱动单元24用连接电缆58连接、经由该连接电缆58、第2光源模块14、该第2光源模块14所连接的连接单元对第1光源模块12进行控制的方法。在此情况下，在第1光源模块12与连接单元的连接部，分别除了第1光连接端子(后述)以外，还设有作为发送控制信号的控制信号发送端子、用于进行电力供给的电力供给端子的电连接端子。此时，连接的光源模块的种类的判别信号优选的是利用该连接。
进而，在本实施例中，表示了光源驱动单元24为与光源模块12、14(16)独立的单元的例子，但并不限定于此。在图2中表示第2光源模块14的变形例。在图2所示的结构中，在第2光源模块14的内部搭载有光源驱动单元24。第2光源模块14与第1光源模块12相比是大型的，使用大功率，所以即使搭载光源驱动单元24，也不给结构带来较大的影响。在此情况下，优选的是不使用用于控制第1光源模块12的连接电缆40、而是经由照射模块18、20、22具有的连接单元进行控制的结构。
另外，也可以将光源驱动单元24搭载在第1光源模块12中。通过这样，由于第1光源模块12+光源驱动单元24的尺寸与第2光源模块14的尺寸之差变小，所以有容易进行保管等的管理等的优点。
接着，对照射模块18、20、22进行说明。
第1至第3照射模块18、20、22分别具有连接单元66和导光单元68。导光单元68的端部设有光射出部件，光源光经由这里成为希望的照明光，朝向照明对象物照射。
在本实施例中，示出搭载的导光单元68的种类的组合不同、换言之能够射出的光的种类的组合不同的3种照射模块18、20、22的例子。
关于本实施例的3个照射模块18、20、22的区别以后叙述，首先对照射模块18、20、22所具有的要素进行说明。
首先，对连接单元66进行说明。
连接单元66是与光源模块12、14或16光学及机械地连接，用于将从光源模块12、14或16射出的光源光向导光单元68传递的连接部。在本实施例中，连接单元66是大致长方体，能够在不同的两个平面上搭载第1光连接端子70、第2光连接端子72的两个光连接端子。
设置于连接单元66的两个光连接端子70、72在都将从光源射出的光源光向导光单元68传递的功能这一点上是共通的。另一方面，两个光连接端子70、72中不同点如下。即，第1光连接端子70能够与第1光源模块12机械地连接，但不能与第2光源模块14机械地连接。第2光连接端子72能够与第2光源模块14机械地连接，但不能与第1光源模块12机械地连接。
在本实施例中，第1光连接端子70构成为，与搭载有作为第1光源的蓝色半导体激光源26的第1光源模块12连接。因此，第1光连接端子70以与第1光源模块12的第1光源光射出端32对应的希望的第1光学规格构成，即第1光源光射出端32和第1光连接端子70以希望的第1光学规格构成。具体而言，第1光连接端子70构成为适合于激光的导光的单线光纤的端部由金属环(ferrule)保持。此外，在第1光连接端子70附近设有第1固定部B74，构成为与设置于第1光源模块12的第1固定部A34啮合而相互固定。即，第1光源模块12和连接单元66通过共通的连接机构机械地连接。关于第1光连接端子70和固定部A34、固定部B74，例如FC连接器等是优选例。
另外，也可以不是如上述那样将第1光源模块12连接到光源驱动单元24，而是构成为光源驱动单元24经由连接单元66、或经过第2光源模块14经由连接单元66控制第1光源模块12。在此情况下，如图3(A)所示，连接单元66的电连接端子81A和第1光连接端子70相邻配置在该连接单元66的同一面上，上述共通的连接机构在第1光源模块12的第1光源光射出端32与第1光连接端子70光学地连接、并且第1光源模块12所具有的电连接端子38B与连接单元66所具有的电连接端子81A电连接的状态下，将第1光源模块12与连接单元66机械地连接。
此外，第1光源光射出端32及/或第1光连接端子70也可以具有检测连接单元66及/或对应的第1光源模块12是否被光学地连接的光连接检测机构。由此，能够防止光源驱动单元24驱动没有连接在照射模块上的第1光源模块12。
单线光纤是将折射率较高的芯(core)通过折射率比其低的包层(clad)覆盖而构成的一根光纤。芯径为几μm到200μm左右的光纤适合于将半导体激光导光。作为照明用途，适合多模光纤。
单线光纤的端部与第1光源模块12的激光导光用光纤30以相互的中心轴大致一致的方式对置，并被连接机构机械地保持。单线光纤穿过连接单元66的内部延伸到导光单元68。即，作为第1导光部件76的单线光纤在连接单元66内以大致直线状从第1光连接端子70延伸到第1光射出部件78。
另一方面，第2光连接端子72构成为，与作为灯光源的第2光源模块14连接。因此，第2光连接端子72以与第2光源模块14的第2光源光射出端52对应的希望的第2光学规格构成，即，第2光源光射出端52和第2光连接端子72以希望的第2光学规格构成。具体而言，该第2光连接端子72需要接受来自Xe灯42或LED62等的发光区域比较大的光源的光并导光，所以与第1光连接端子70相比具有比较大的入射区域。在第2光连接端子72附近设有第2固定部B80，构成为与设置于第2、第3光源模块14、16的第2固定部A54啮合并相互固定。即，第2、第3光源模块14、16和连接单元66通过共通的连接机构机械地连接。
另外，也可以构成为，不将第2、第3光源模块14、16连接到光源驱动单元24上，而是光源驱动单元24经由连接单元66、或经过第1光源模块12经由连接单元66控制第2、第3光源模块14、16。在此情况下，如图3(B)所示，连接单元66的电连接端子81B和第2光连接端子72相邻配置在该连接单元66的同一面上，上述共通的连接机构在第2、第3光源模块14、16的第2光源光射出端52与第2光连接端子72光学地连接、并且第2、第3光源模块14、16具有的电连接端子60B与连接单元66具有的电连接端子81B电连接的状态下，将第2、第3光源模块14、16与连接单元66机械地连接。
此外，第2光源光射出端52及/或第2光连接端子72也可以具有检测连接单元86及/或对应的第2、第3光源模块14、16是否被光学地连接的光连接检测机构。由此，能够防止光源驱动单元24将没有连接在照射模块上的第2、第3光源模块14、16驱动。
此外，由于能够将第1光源模块12和第2光源模块14双方同时连接，所以在本实施例中，在具有大致长方体形状的连接单元66的相互正交的两面上设有第1、第2光连接端子70、72。如后述那样，由于在第3照射模块22的导光单元68内排列配置第1导光部件76和第2导光部件82，所以在连接单元66内需要将某一方的光路弯折为大致直角。所以，在本实施例中，如图1所示，在第2光连接端子72上搭载有弯曲导光部件84，将从第2光源模块14射出的光源光一边导光一边弯曲，引导到第2导光部件82的入射端。弯曲导光部件84是玻璃或塑料等的棒，可以使用利用全反射引导到第2导光部件82的光学部件等。
另外，弯曲导光部件84也可以设置于第1光连接端子70，但设置在尺寸较大的第2光连接端子72侧时制造较容易，在成本、性能方面良好。
接着，对导光单元68进行说明。
导光单元68将从光源放射的光源光导光到光射出部件。为了向希望的位置、方向射出照明光，本实施例的导光部件76、82构成为可自如地弯曲。
导光单元68能够并列搭载第1导光部件76和第2导光部件82的两个导光部件，被导光单元覆盖部86覆盖。导光单元68的一端连接在连接单元66上，另一端延伸到光射出部件。能够搭载在导光单元68上的导光部件中的、作为第1导光部件76的单线光纤从第1光连接端子70穿过连接单元66内，在导光单元68内延伸到第1光射出部件78。另一方面，第2导光部件82从与设在连接单元66内的弯曲导光部件84的第2光源光射出端52对置的位置在导光单元68内延伸，延伸到第2光射出部件88。对第2导光部件82而言，为了将发光区域比较大的灯光或LED光导光，使用将光纤素线从几百根到几千根集束的光纤束。光纤束的入射端碰抵在弯曲导光部件84的射出面上而被固定。
在导光单元68上能够搭载作为第1导光部件76的单线光纤和作为第2导光部件82的光纤束中的一方或双方。即，通过搭载的导光部件或后述的光射出部件的结构，能够构成多个。
另外，在本实施例中，示出了作为用于与作为第1光源的蓝色半导体激光源26组合对蓝色激光进行导光的第1导光部件76而使用单线光纤、作为用于与Xe灯42或LED62等的光源组合对灯光、LED光进行导光的第2导光部件82而使用将光纤素线集束而成的光纤束的例子，但并不限定于此。例如，可以在基板上或薄膜上将折射率不同的部件进行构图并层叠的光导波路。光导波路能够将多个导光路分离、结合，或将各种复杂的光路进行构图。此外，作为其他导光路的例子，可以使用具有几百微米以上的芯径的单线光纤。在芯径较粗的情况下，能够将来自发光区域较大的Xe灯42或LED62的光有效地导光。但是，由于芯径较粗的单线的光纤不易弯曲，所以不适合于对导光单元68要求可挠性的情况。
接着，对光射出部件78、88进行说明。
光射出部件78、88是具有将从光源射出的光源光变换为希望的照明光的功能的光学功能部件。例如，具有控制从导光部件76、82射出的光源光的配光角、或者控制波长、光谱形状、光量等的功能。
光射出部件78、88设置在导光单元68的射出侧端。
在本实施方式中，作为第1光射出部件78，搭载有将从作为第1光源的蓝色半导体激光源26射出的蓝色激光的一部分吸收并变换为黄色荧光而射出、将其余的蓝色激光散射而射出的光谱变换部件。这样的光谱变换部件例如可以使用使YAG：Ce等的荧光体粉末分散到树脂或玻璃中而成的波长变换部件。通过波长变换部件，能够对蓝色激光的峰值波长、光谱形状、放射角进行变换。
此外，作为第2光射出部件88，搭载有将来自作为第2光源的Xe灯42的灯光的射出角扩大的、作为配光变换部件的一种的放射角变换部件。作为放射角变换部件例如使用凹透镜。通过放射角变换部件，能够使来自Xe灯42的灯光的峰值波长、光谱形状几乎不变而仅对放射角进行变换。
另外，在本实施方式中，示出了作为光射出部件78、88而搭载有上述的光谱变换部件、配光变换部件的导光单元68的例子，但并不限定于此。例如，可以使用如下述的各种光学部件作为光射出部件78、88。此外，也可以将它们组合使用。
(1)作为配光变换部件，除了凹透镜以外，可以使用如凸透镜、凸透镜与凹透镜的组合那样对放射角进行变换的放射角变换部件，或使用如全息透镜、衍射栅格等那样改变放射角或对放射的光的方向进行变换即改变取向的配光变换部件。
(2)作为配光变换部件，可以使用使氧化铝等高折射率、高反射率的粒子分散到树脂或玻璃中而成的结构，将折射率不同的多个透明的部件混合而成的结构，磨砂玻璃等的散射板，在表面设有微小的凹凸的扩散板等。
(3)作为光谱变换部件，除了荧光体以外，可以使用光半导体、生成SHG(2次谐波)的部件、电致发光材料等。
(4)作为使光源光的一部分透射、将一部分阻断的光透射调制部件，可以使用各种光学滤波器、或色素、光学谐振腔(etalon：标准量具)等的有波长选择性的部件。
(5)作为使光源光的一部分透射、将一部分阻断的光透射调制部件，可以使用光开关、电致变色(electrochromic)、液晶设备等的有空间选择性的部件。
例如，对于激光源的安全性或光谱除去，(2)是优选的。此外，在调整灯光或LED光的放射角的情况下，可以使用(1)或(2)。
接着，对3个照射模块18、20、22分别进行说明。
在本实施例的光源***中，如图1所示，具有3个照射模块18、20、22。
首先，从第3照射模块22开始说明。第3照射模块22中，设置于连接单元66的第1光连接端子70、第2光连接端子72都为有效，第1光连接端子70能够与第1光源模块12连接，第2光连接端子72能够与第2光源模块14连接。从第1光连接端子70作为第1导光部件76而延伸出单线光纤，在单线光纤的光射出端搭载有作为第1光射出部件78即波长变换部件的荧光体。此外，从第2光连接端子72依次连接着弯曲导光部件84、作为第2导光部件82的光纤束，在光纤束的光射出端搭载有作为第2光射出部件88的放射角控制部件即凹透镜。在第3照射模块22的导光单元68中搭载的第1、第2导光部件76、82被共通的导光单元覆盖部86覆盖。
通过对这样的第3照射模块22安装第1光源模块12、第2光源模块14双方而构建的光源装置搭载有多个导光路径。换言之，这样的光源装置搭载有作为第1光源的蓝色半导体激光源26、第1光源光射出端32、第1光连接端子70、第1导光部件76、第1光射出部件78相连的第1导光路径。进而，这样的光源装置搭载有作为第2光源的Xe灯42、第2光源光射出端52、第2光连接端子72、第2导光部件82、第2光射出部件88相连的第2导光路径。
此外，第1照射模块18的设置于连接单元66的第1光连接端子70、第2光连接端子72中，仅第1光连接端子70为有效，在第2光连接端子72上没有搭载将光导光的弯曲导光部件84。在有效的第1光连接端子70的后段，与第3照射模块22同样搭载有第1导光部件76和作为第1光射出部件78的荧光体。即，在第1照射模块18和第1光源模块12的组合中，搭载有上述第1导光路径，但没有搭载第2导光路径。
并且，第2照射模块20的设置于连接单元66的第1光连接端子70、第2光连接端子72中，仅第2光连接端子72为有效，在第1光连接端子70上没有连接第1导光部件76。在有效的第2光连接端子72的后段，与第3照射模块22同样搭载有弯曲导光部件84、第2导光部件82、作为第2光射出部件88的凹透镜。即，在第2照射模块20与第2光源模块14的组合中，没有搭载上述第1导光路径，但搭载有第2导光路径。
另外，在图1所示的第1、第2照射模块18、20中，将分别不为有效的光连接端子用虚线表示，关于用于将光源模块12、14或16相对于该不为有效的光连接端子机械地固定的固定构造，既可以设置，也可以不设置。即，在连接单元66的框体的制作中，例如使用模具成形的方法的情况下，另行制作除去了光连接端子70、72的部分的模具在成本上、工时上都为负担。因此，在不为有效的光连接端子的附近设置第1固定部B74或第2固定部B80也没有问题。此外，在根据用户的用途将连接单元66即便稍稍但想要小型化的情况下、或将用于将连接单元66与光源模块12、14或16机械地固定的固定部B74、80作为分体制作的制作方法的情况下，不需要设置与不为有效的光连接端子对应的固定部B74或80。但是，在任何情况下，优选的都是进行避免在不为有效的光连接端子上误安装光源模块12、14或16的对策。例如，优选的是设置用于使光连接端子无法***的盖。或者，优选的是在光源模块12、14或16、连接单元66中的某一个上设置光源模块12、14或16与连接单元66不啮合的突起等。除了这些对策以外，还优选的是用颜色或标识等进行显示，以便能够容易地识别光连接端子。
接着，对本实施例的光源***10的动作进行说明。
首先，对将第1光源模块12、与搭载有第1导光部件76和第2导光部件82的第3照射模块22连接的情况下的动作进行说明。
通过将第1光源模块12与第3照射模块22连接而构成第1导光路径。搭载在第1光源模块12上的作为第1光源的蓝色半导体激光源26射出与来自连接在第1光源模块12上的光源驱动单元24的控制信号相应的蓝色激光。从蓝色半导体激光源26射出的蓝色激光沿着第1导光路径，即经由激光导光用光纤30、第1光源光射出端32、第1光连接端子70、第1导光部件76，向配置在第1导光部件76的光射出端的作为第1光射出部件78的波长变换部件照射。波长变换部件将蓝色激光的一部分吸收并波长变换为黄色荧光，此外使剩余的一部分扩散并透射。调整荧光体的厚度、浓度、形状等，以使蓝色激光与黄色荧光的光量比为其混合光为白色光。半导体激光与Xe灯42、LED62等的激光源相比能够实现级别不同的小型化、节电化，所以通过该组合构建的光源装置为小型、高效率的光源装置。因而，对于想要小型化的用途、或要求电池驱动等的用途非常有效。
接着，对组合了第2光源模块14和第3照射模块22的光源装置的动作进行说明。
通过将第2光源模块14与第3照射模块22连接，构成第2导光路径。搭载在第2光源模块14上的作为第2光源的Xe灯42射出与来自连接在第2光源模块14上的光源驱动单元24的控制信号相应的灯光。从Xe灯42射出的灯光沿着第2导光路径，即经由导光棒50、第2光源光射出端52、第2光连接端子72、第2导光部件82向配置在第2导光部件82的光射出端的作为第2光射出部件88即放射角控制部件的凹透镜照射。凹透镜将灯光扩散为希望的扩散角，朝向未图示的照明对象物射出。
来自Xe灯42的灯光由于具有与太阳光比较接近的光谱，所以在需要使用与太阳光接近的光进行观察的情况下有效。
接着，对组合了第3光源模块16和第3照射模块22的光源装置的动作进行说明。
通过将第3光源模块16与第3照射模块22连接，构成第2导光路径。搭载在第3光源模块16上的作为第3光源的LED62根据从连接在第3光源模块16上的光源驱动单元24输出的控制信号射出LED光。其后的动作为与连接第2光源模块14的情况同样的动作，经由第2导光路径射出照明光。
LED62能够利用各种各样的发光色的结构，此外，通过如本实施例那样使用合波光学***64，能够射出照明所要求的各种各样的颜色的光。此外，与半导体激光相比为大型且功耗也较大，但与灯光源相比小型、节电。
接着，对将第1光源模块12与第1照射模块18连接的情况下的动作进行说明。
第1照射模块18为从第3照射模块22除去了有关第2导光路径的部件的结构。因此，基本的动作、效果与将第1光源模块12和第3照射模块22连接的情况是同样的。
通过使用第1照射模块18，除了第1光源模块12与第3照射模块22的组合的效果以外，还具有能够与有关第2导光路径的部件相当地便宜轻量地制作的效果。此外，根据需要，可以使导光单元68变细。
最后，对将第2光源模块14与第2照射模块20连接的情况下的动作进行说明。
第2照射模块20为从第3照射模块22除去了有关第1导光路径的部件的结构。因此，基本的动作、效果与将第2光源模块14和第3照射模块22组合的情况是同样的。
通过使用第2照射模块20，能够在利用Xe灯42、LED62等各种各样的光源的同时、与有关第1导光路径的部件相当地便宜轻量地制作。此外，根据需要，可以使导光单元68部变细。
如以上这样，在有关本实施例的光源***10中，能够根据光源的种类设定多个导光路径，选择适合于目的的导光路径，所以能够自由地选择能够实现的光源装置的组合。此时，对于LED62和Xe灯42等放射类似的特性的光的光源，能够使用共通的导光路径，从而不需要将导光路径的数量不必要地增加。即，对于Xe灯42和LED62等发光点比较大、发光特性接近的光源，通过使光连接端子的光学规格共通化，即通过使第2光源光射出端52和第2光连接端子72以希望的第2光学规格构成，能够使得LED62和Xe灯42使用共通的导光路径。
此外，在拥有基于本光源***10的一组光源模块和照射模块的情况下，通过追加购买能够与其组合使用的光源模块、照射模块，能够将***扩展，容易地得到与目的相应的照明光。
这些结果是，能够构建对于各种各样的目的都能够不构建单独的专用***而对应的光源***。此外，能够单位成本率良好地得到与目的相应的照明光。
[第2实施例]
接着，参照图4对有关本发明的第2实施例的具有多个导光路径的光源***进行说明。
另外，关于与上述第1实施例同样的部分省略其说明，仅对不同的部分进行说明。
在有关本实施例的光源***10中，使用将第1光源模块12中的第1光源光射出端32与作为第1光源的蓝色半导体激光源26分离、通过将两者用光纤连接而构成的第4光源模块90这一点与上述第1实施例不同。
即，在第1光源模块12中，作为第1光源的蓝色半导体激光源26和第1光源光射出端32固定于共通的框体，构成为不经由可动部而与连接单元66连接。相对于此，在第4光源模块90中，作为第1光源的蓝色半导体激光源26和第1光源光射出端32经由可弯曲的单线光纤92连接。即，经由光纤这样的可动部将第4光源模块90的主体与第1光源光射出端32连接而构成。换言之，第4光源模块90将搭载有光源的主体部和用于连接到连接单元66上的第1光源光射出端32通过单线光纤92可动地连接而构成。
另一方面，在第4光源模块90中，必须将产生的热的几乎全部从第4光源模块90向外部散热，所以与第1光源模块12相比提高了散热机构36的散热能力，是优选的。
在第1光源光射出端32设有固定构造，该固定构造设有用于在与第1光连接端子70光学连接的状态下进行固定的第1固定部A34，通过与设置在连接单元66的第1光连接端子70的附近的第1固定部B74啮合而能够固定。例如，第1光源光射出端32和第1光连接端子70为FC连接器。
另外，在图4中，为了简单而仅表示了第3照射模块22的例子，但只要是具有第1导光路径的照射模块，是怎样的结构都能够使用。例如，可以利用第1照射模块18。
以上那样的结构的有关本第2实施例的光源***10的基本的动作与上述第1实施例是同样的。
如以上这样，在有关本第2实施例的光源***10中，由于照射模块、例如第1或第3照射模块18、22与第4光源模块90经由可动部连接，所以光源模块的配置自由度较高。此外，由于固定在照射模块上的部件变少，所以与第1实施例相比，照射模块的处理变得容易。
另外，在本实施例中，关于连接在第1导光路径上的光源模块，示出了将第4光源模块90和连接单元66经由可动部连接的例子，但并不限定于此。也可以经由可动部进行作为连接到第2导光路径的光源模块的第2、第3光源模块14、16与连接单元66的连接。此时，作为可动部使用的导光部件优选的是将光纤素线集束的光纤束。
[第3实施例]
接着，参照图5A及图5B对有关本发明的第3实施例的具有多个导光路径的光源***进行说明。
在本第3实施例中，具备第1导光部件76和第2导光部件82同轴地被搭载的第4照射模块94这一点与上述第1实施例不同，其以外与上述第1实施例是同样的。因而，关于与上述第1实施例同样的部分省略其说明，仅对不同的部分进行说明。
在第4照射模块94中，在导光单元68内，第1导光部件76和第2导光部件82同轴地构成。即，作为第2导光部件82，由光纤素线96构成的光纤束将作为单线光纤的第1导光部件76的周围包围而构成。在图5B中表示该同轴地构成的第1导光部件76和第2导光部件82的截面。另外，作为第1导光部件76的单线光纤被光纤覆盖部98覆盖，以使从第1光源模块12射出的蓝色激光不会向作为第2导光部件82的光纤束漏出。
作为第1导光部件76的单线光纤构成为，从第1光连接端子70贯通弯曲导光部件84的内部并在导光单元68内延伸而到达光射出部件100。
单线光纤和光纤束为同轴，但从第1光源模块12射出的蓝色激光仅在作为第1导光部件76的单线光纤中行进，从第2、第3光源模块14、16射出的灯光、LED光仅在作为第2导光部件82的光纤束中行进，所以作为导光路径不同。在本实施例中，作为第1导光路径的出口的第1光射出部件78和作为第2导光路径的出口的第2光射出部件88构成为共通的光射出部件100。即，在将第1光源模块12、第2光源模块14与第4照射模块94组合而构建的光源装置中，搭载有作为第1光源的蓝色半导体激光源26、第1光源光射出端32、第1光连接端子70、第1导光部件76、第1光射出部件78相连的第1导光路径。进而，搭载有作为第2光源的Xe灯42、第2光源光射出端52、第2光连接端子72、第2导光部件82、第2光射出部件88相连的第2导光路径。此时，第1光射出部件78和第2光射出部件88为作为共通的凹透镜的光射出部件100。
以上那样的结构的有关本第3实施例的光源***10的基本的动作与上述第1实施例是同样的。
如以上那样，在本第3实施例中，第1导光部件76和第2导光部件82形成在同轴上，所以第1光射出部件78和第2光射出部件88在外观上为相同的位置。进而，第1光射出部件78和第2光射出部件88为作为共通的凹透镜的光射出部件100。因此，从第1光源模块12射出的光和从第2光源模块14射出的光在外观上从第4照射模块94的相同的点射出。因此，在将光源模块12、14、16切换使用等的情况下，影子的形成方式及配光分布等不易变化，有容易观察的效果。进而，在追加对配光进行调整的透镜或滤波器等的情况下，能够使它们共通化。即，作为两个导光部件76、82的光射出部件100，可以设置共通的透镜及滤波器。
另外，在本第3实施例中，示出了作为光射出部件100而将共通的凹透镜与第1导光部件76、第2导光部件82一起设置的例子。作为其变形例，在图6中示出在第1导光部件76的前端部搭载有波长变换部件的光射出部件100的例子。
图6所示的例子在第1导光部件76的光射出端搭载有作为与上述第1实施例中所示的结构相同的第1光射出部件78的波长变换部件100A。进而，在第1导光部件76和第2导光部件82双方的射出端，搭载有作为放射角控制部件的凹透镜100B。即，光射出部件100包括与第1导光部件76光学地连接的波长变换部件100A、和与第2导光部件82光学地分离的凹透镜100B。由此，能够将与第3照射模块22同样的功能与第1导光部件76、第2导光部件82一起构成为同轴。由此，能够将与上述第1实施例同样的照明光以同轴射出。另外，在上述第1实施例中，作为第1导光部件76的波长变换部件为不经由凹透镜而射出照明光的结构，但在本变形例中，为设置凹透镜100B的例子。因此，为了得到需要的放射角，需要适当地调整搭载在波长变换部件100A上的荧光体的厚度及形状等。
另外，在本第3实施例及其变形例中，也当然也可以使用在上述第2实施例中说明那样的第4光源模块90。
[第4实施例]
接着，参照图7对有关本发明的第4实施例的具有多个导光路径的光源***进行说明。
在本第4实施例中，使用作为在第3照射模块22的连接单元66上设有凹部102的形态的第5照射模块104、和构成为能够将第1光源模块12直接搭载在该凹部102上的形态的第5光源模块106这一点与上述第1实施例不同，其以外与上述第1实施例同样地构成。
通过这样构成，能够将第5光源模块106和第5照射模块104看作一体物，具有容易进行移动及保管的优点。
这里，第5光源模块106的电力也可以经由第5照射模块104的凹部102供给。例如可以构成为，在凹部102的与第1光连接端子70同一面上设置电连接端子81A，在第1光源光射出端32和第1光连接端子70光学地连接、并且第5光源模块106所具有的电气端子38B与连接单元66的凹部102所具有的电连接端子81A电连接的状态下，通过共通的连接机构将第5光源模块106与连接单元66机械地连接。
另外，在图7中，为了简单，仅示出了与第3照射模块22对应的第5照射模块104的例子，但只要是具有第1导光路径的照射模块，是怎样的结构都能够使用。例如，也可以在第1照射模块18的连接单元66上设置凹部102。
[第5实施例]
在上述第1至第4实施例中说明那样的具有多个导光路径的光源***中，也可以在第1至第5照射模块18、20、22，94、104中装入取得图像的图像取得单元而使用。
例如，图8是表示由在上述第3实施例中说明那样的第4照射模块94上搭载了图像取得单元108的第6照射模块110、和具有对图像取得单元108取得的图像信号进行处理的功能的图像处理单元112构成的光源***10的图。
该第6照射模块110的导光单元68中，接近于光射出部件100而配置有图像取得单元108，具有传送图像取得单元108所取得的图像信号的信号传送部件114。连接单元66具有能够将信号传送部件114传送的图像信号向图像处理单元112传送的图像信号端子116，与图像处理单元112在图像信号端子116的部分拆装自如地构成。
图像取得单元108取得的图像信号经由设置在导光单元68内的信号传送部件114、设置在连接单元66上的图像信号端子116传送至图像处理单元112。即，有关本第5实施例的具有多个导光路径的光源***具有经由图像取得单元108、信号传送部件114、图像信号端子116而到达图像处理单元112的图像信号传送路径。
通过这样构成，能够稳定而容易地取得通过从由有关本第5实施例的光源***10构建的光源装置照射的照明光形成的图像。即，由于图像取得单元108和光射出部件100接近而固定在作为相互共通的框体的导光单元68上，所以照明光的射出位置和图像取得单元108的图像取得位置不会偏离，图像上的照明光的光量、配光等不易产生偏差。此外，在操作方面，也与图像取得单元108搭载在与照射模块不同的框体中的情况相比，由于在本第5实施例中形成为一体，所以操作也变得容易。
进而，为了得到适合于图像观察的照明光，能够将适当的光源模块、照射模块组合而利用。结果，能够容易地得到与目的相应的各种图像。
另外，以上的说明以与第3实施例的第4照射模块94对应的结构为例进行，但当然也可以在上述第1、第2、第4实施例的第1至第3照射模块18、20、22、第5照射模块104的导光单元68上，即接近于第1光射出部件78或上述第2光射出部件88而设置图像取得单元108。此外，能够将实现适应于内视镜观察等的摄像目的的照明光的明亮度、颜色等的各种光源模块进行组合。
以上，基于第1至第5实施例说明了本发明，但上述5个实施例的光源***分别不过是1例，也可以实现将它们全部组合的光源***，也可以适当地选择一些构成要素。进而，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种各样的变更。
例如，在上述说明中，作为第1导光路径的例子，示出了使用作为第1光源的蓝色半导体激光源26、作为第1导光部件76的单线光纤和作为第1光射出部件78的荧光体的例子，但并不限定于此。也可以作为第1光源而使用蓝紫等、蓝色以外的半导体激光器，通过将其与单线光纤、荧光体组合来实现颜色或显色性不同的光源。此外，也可以以用单色照明的目的，作为第1光源而使用还包括其他颜色的各种各样的半导体激光器或固体激光器、气体激光器等各种各样的激光源。此外，作为第1光源，也可以使用白色激光器或超连续谱光源等。

Claims (28)

1.一种光源***，是将光源模块(12、14、16、90、106)和相对于上述光源模块能够机械地拆装的照射模块(18、20、22、94、104、110)组合而成的光源***(10)，其特征在于，
上述光源***具有多个光源模块和至少一个照射模块；
各个光源模块具有光源和将从该光源射出的光源光向外部射出的光源光射出端；
各个照射模块具有从上述光源模块射出的上述光源光所入射的第1光连接端子及第2光连接端子中的至少一个光连接端子、与该光连接端子对应且对上述光源光进行导光的导光部件、以及射出上述光源光的光射出部件；
上述光源***具有导光路径，该导光路径包括上述光源、上述光源光射出端、上述光连接端子、上述导光部件以及上述光射出部件，并且是从上述光源模块射出的上述光源光所通过的光路；
在某光源模块与某照射模块的上述第1光连接端子连接的情况下，形成第1导光路径，该第1导光路径包括该光源模块所具有的第1光源(26)、第1光源光射出端(32)、该照射模块所具有的上述第1光连接端子(70)、第1导光部件(76)、第1光射出部件(78、100)；
在某光源模块与某照射模块的上述第2光连接端子连接的情况下，形成第2导光路径，该第2导光路径包括该光源模块所具有的第2光源(42、62)、第2光源光射出端(52)、该照射模块所具有的上述第2光连接端子(72)、第2导光部件(82)、第2光射出部件(88、100)；
上述第1光源光射出端和上述第1光连接端子以第1光学规格构成，并且上述第2光源光射出端和上述第2光连接端子以与上述第1光学规格不同的第2光学规格构成，以便能够构成上述第1导光路径和/或第2导光路径。
2.如权利要求1所述的光源***，其特征在于，
上述光源***同时具有上述第1导光路径和上述第2导光路径。
3.如权利要求1所述的光源***，其特征在于，
上述照射模块由搭载有上述光连接端子的连接单元(66)和搭载有上述导光部件的导光单元(68)构成；
按照要搭载的导光路径，在上述连接单元上搭载上述第1光连接端子及上述第2光连接端子中的至少一方。
4.如权利要求3所述的光源***，其特征在于，
根据按照对应的导光路径而搭载的导光部件的数量和种类，上述照射模块为第1照射模块(18)、第2照射模块(20)以及第3照射模块(22、94、104、110)中的某一种；
上述第1照射模块仅搭载有上述第1导光部件；
上述第2照射模块仅搭载有上述第2导光部件；
上述第3照射模块搭载有上述第1导光部件和上述第2导光部件。
5.如权利要求3或4所述的光源***，其特征在于，
根据对应的导光路径，上述光源模块为第1光源模块(12、90、106)以及第2光源模块(14、16)中的某一种；
上述第1光源模块仅能够与上述第1光连接端子连接；
上述第2光源模块仅能够与上述第2光连接端子连接。
6.如权利要求5所述的光源***，其特征在于，
上述第2光连接端子的有效的光入射区域比上述第1光连接端子的有效的光入射区域大。
7.如权利要求3所述的光源***，其特征在于，
上述第1导光部件是单线光纤；
上述第2导光部件是将多个光纤素线(96)集束而构成的光纤束。
8.如权利要求7所述的光源***，其特征在于，
上述连接单元至少具有第1面和第2面这两个面；
上述第1光连接端子搭载于上述第1面；
上述第2光连接端子搭载于上述第2面。
9.如权利要求8所述的光源***，其特征在于，
上述第2导光部件的光源光入射端附近的中心轴与向上述第2光连接端子入射的第2光源光的射出方向大致正交；
在上述第2导光部件的上述光源光入射端与上述第2光连接端子之间的上述第2导光路径上设有弯曲导光部件(84)。
10.如权利要求9所述的光源***，其特征在于，
上述第1导光部件的光源光入射端附近的中心轴与向上述第1光连接端子入射的第1光源光的射出方向大致一致。
11.如权利要求10所述的光源***，其特征在于，
上述第1光源是激光器或超级发光光源；
上述第2光源是发光区域比上述第1光源大的光源。
12.如权利要求11所述的光源***，其特征在于，
上述第2光源是LED、放电型灯、灯丝型灯中的某一种。
13.如权利要求7所述的光源***，其特征在于，
上述第2光源模块与上述第2光连接端子不经由可动部而连接。
14.如权利要求13所述的光源***，其特征在于，
上述第1光源模块与上述第1光连接端子不经由可动部而连接。
15.如权利要求14所述的光源***，其特征在于，
上述连接单元具有能够搭载上述第1光源模块(106)的凹部(102)；
上述第1光源模块被搭载在上述凹部内。
16.如权利要求13所述的光源***，其特征在于，
上述第1光源模块(90)与上述连接单元经由光纤(92)连接；
在上述第1光源光射出端与上述第1光连接端子之间的上述第1导光路径上设有上述光纤。
17.如权利要求13所述的光源***，其特征在于，
上述连接单元具有电连接端子(81A)；
上述第1光源模块具有能够与上述连接单元所具有的上述电连接端子电连接的电连接端子(38B)，经由这些电连接端子从上述连接单元侧被供给电力。
18.如权利要求17所述的光源***，其特征在于，
上述连接单元的电连接端子和上述第1光连接端子相邻配置在该连接单元的同一面上；
在上述第1光源光射出端与上述第1光连接端子光学地连接、并且上述第1光源模块所具有的上述电连接端子与上述连接单元所具有的上述电连接端子电连接的状态下，通过共通的连接机构(34、74)将上述第1光源模块与上述连接单元机械地连接。
19.如权利要求7所述的光源***，其特征在于，
上述光射出部件搭载有光学功能部件，该光学功能部件对上述光源光的光学性质中的峰值波长、光谱形状、配光角、光量的至少一个进行变换。
20.如权利要求19所述的光源***，其特征在于，
上述光学功能部件(78)是接受上述光源光并变换为不同的光谱的光的光谱变换部件。
21.如权利要求19所述的光源***，其特征在于，
上述光学功能部件(88)是接受上述光源光并变换为不同的配光的光的配光变换部件。
22.如权利要求19所述的光源***，其特征在于，
上述光学功能部件是接受上述光源光并使其一部分透射且将一部分阻断的光透射调制部件。
23.如权利要求19所述的光源***，其特征在于，
上述第1导光部件被上述第2导光部件包围；
上述光学功能部件(100)包括与上述第1导光部件光学地连接的部件(100A)、以及与上述第2导光部件光学地分离的部件(100B)。
24.如权利要求7所述的光源***，其特征在于，
上述第1光连接端子及上述第2光连接端子分别具有光连接检测机构，该光连接检测机构检测对应的上述第1光源模块或上述第2光源模块是否被光学地连接。
25.如权利要求7所述的光源***，其特征在于，
上述光源***具有光源控制单元(24)，该光源控制单元能够对上述第1光源模块及上述第2光源模块双方的发光状态进行控制。
26.如权利要求25所述的光源***，其特征在于，
上述光源控制单元搭载于与上述第1光源模块及上述第2光源模块中的某一个共通的框体；
对于另一个光源模块，能够经由上述连接单元对其发光状态进行控制。
27.如权利要求25所述的光源***，其特征在于，
上述光源控制单元与上述光源模块通过判别信号配线连接；
上述光源控制单元根据通过上述判别信号配线得到的信号，判别上述光源模块的种类，进行与种类相应的控制。
28.如权利要求7所述的光源***，其特征在于，
上述导光单元具有取得图像的图像取得单元(108)、以及传送该图像取得单元所取得的图像信号的信号传送部件(114)；
上述图像取得单元接近于上述第1光射出部件或上述第2光射出部件而配置；
上述连接单元具有图像信号端子(116)，该图像信号端子能够与对上述图像信号进行处理的图像处理单元(112)连接，并且能够将上述信号传送部件所传送的上述图像信号传送给上述图像处理单元；
上述光源***还具有将上述图像取得单元所取得的上述图像信号经由上述图像取得单元、上述信号传送部件及上述图像信号端子传送至上述图像处理单元的图像信号传送路径。
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