CS237585B1 - Transfokační optická soustava k vytváření stranově posuvné světelné stopy - Google Patents

Abstract

Vynález se týká transfokační optické soustavy k vytváření stranově posuvné světelné stopy. Soustava je tvořena dvěma optickými členy a posuvem jednoho z nich ve směru optické osy se volí velikost promítané stopy. Stranový posuv této stopy se provádí stranovým posuvem jednoho z optických členů. Soustava je vhodná pro přístroje, vytvářející laserové svazky paprsků pro oza· řování části těla pacienta ve zdravotních střediscích.

Description

Vynález se týká transfokační optické soustavy k vytváření stranově posuvné světelné stopy, tvořené dvěma čočkami, uloženými na společné ose a oddělenými od sebe vzduchovou mezerou.

Známé transfokační soustavy představují celek, jehož zobrazující čočky jsou centrický uloženy za účelem vytvoření dostatečně ostrého obrazu předmětu. V praxi se však vyskytují případy, kdy úzký svazek rovnoběžných paprsků, například laserových, je třeba změnit na svazek o různé rozbíhavosti, který v určité vzdálenosti vytváří světelnou stopu požadovaného průměru.

Tomuto požadavku vyhovují běžné transfokátory, které jako celek jsou posouvatelné kolmo ke své optické ose. Kromě tohoto posuvu je možno použít přídavného systému, například diaspor ame tru.

V obou případech jsou taková zařízení poměrně nákladná a vykazují i nežádoucí energetické ztráty na lámavých plochách složité optické soustavy.

Bylo tedy vhodné vyřešit jednoduchou optickou transfokační soustavu, která by umožňovala nejen změnu paralelních světelných paprskových svazků na svazek různé sbíhavosti, ale aby současně zajišťovala stranový posuv tohoto světelného svazku.

Tento úkol řeší předmět vynálezu, kterým je transfokační optická soustava k zobrazení stranově posuvné světelné stopy, tvořená dvěma čočkami, uloženými na společné ose a oddělenými od sebe vzduchovou mezerou.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že čočka na jedné optické ose nebo čočka, uložená na druhé optické ose je uložena posuvně kolmo ke společné optické ose, která je při centrované transfokační optické soustavě totožná s oběma optickými osami a alespoň jedna z čoček je uložena posuvně ve směru této společné ose.

Obě čočky optické soustavy mají bud spojnou nebo rozptylnou lámavost. Vyřešená optická soustava je výhodná pro svou jednoduchost, neboť každý její člen má pouze dvě lámavé plochy proti vzduchu a nepotřebuje žádné další přídavné zařízení.

Rovněž mechanická část je poměrně jednoduchá, konstrukčně i výrobně nenáročná. Příkladné provedení optické soustavy podle vynálezu je schematicky znázorněno na přiložených výkresech, kde je na obr. 1 schéma optické soustavy při centrické poloze, na obr. 2 schéma optické soustavy vytvářející posunutí stopy a na obr. 3 příklad mechanického provedení.

Jak vyplývá z obr. 1 je transfokační optická soustava tvořena čočkou _1 spojné lámavosti, která je posuvně uložená podél své osy, 0_χ ve směru šipky R a od ní ve vzdálenosti a další čočka 2 spojné lámavosti.

Tato další čočka £ je uložena posuvně podél své optické osy O? ve směru šipky T. Obě osy. O a O, jsou totožné se společnou osou O celé centrované optické soustavy. Úzký svazek

2 S světelných“paprsků P o průměru d, vycházející z nenaznačeného zdroje světla, se sbíhá v ohnisku F optické soustavy a postupuje dále jako rozbíhavý svazek o úhlu X/.

Ve vzdálenosti b od čočky 2 se vytváří světelná stopa £ o průměru D. Má-li čočka 2 ohniskovou vzdálenost a čočka _1 ohniskovou vzdálenost platí, že společná ohnisková vzdálenost f, to je ohnisková vzdálenost celé optické soustavy, je dána vztahem:

^fl · ^f2 ^fl^+f2“

Pro velikost průměru D světelné stopy 6_ platí

D «» /b-s/ , kde značí: D... velikost průměru světelné stopy,

b... vzdálenost světelné stopy od druhé čočky, sf.. sečná vzdálenost optické soustavy,

d... průměr svazku světelných paprsků vstupujících do optické soustavy a f... ohnisková vzdálenost optické soustavy.

Protože ohnisková vzdáelnost optické soustavy f je v praxi řádově menší, než vzdálenost b světelné stopy £ od druhé čočky 2_, je možno uvedený vztah zjednodušit na:

To znamená, že rozbíhavost svazku je dána velikostí průměru d rovnoběžného svazku světelných paprsků P a rozsahem ohniskových vzdáleností, které optická soustava poskytuje. Velikost průměru D světelné stopy £ je pak úměrná vzdáelnosti b této světelné stopy £ od čočky 2.

Změna směru rozbíhavého svazku, vytvářejícího světelnou stopu £ je schematicky znázorněna na obr. 2. Z něho vyplývá, že čočka 2. je. svojí optickou osou 0^ vychýlena o hodnotu h, se kterou svírá optická osa úhel β .

Tímto pousnem dojde tedy k přemístění světelné stopy £ o hodnotu H. Poněvadž optická osa 0_Α se po průchodu čočkou 2_ láme do jejího ohniska F₂-platí, že kde hnací:

.4. úhel mezi osami 0 a 0_, s 3

h... hodnotu vzdálenosti společné osy 0_g od optické osy O2 a f2«· ohniskovou vzdálenost čočky 2_,

Pro příčnou vzdálenost H světelné stopy 6_ od centrické polohy podle obr. nosti b platí: ’Ι ve vzdáleji

Změna směru společné osy 0_g na otpickou osu 0^ vyjádřené úhlem w je tedy dána hodnotou h, jejíž maximum je určeno^-polovinou účinného~průměru čočky J. Příčná vzdálenost o hodnotě H světelné stopy J je pak přímo úměrná hodnotě vzdálenosti b čočky 2 od světelné stopy

6.

Příklad mechanického uspořádání je schematicky znázorněn na obr. 3, z něhož je patrno, že tubus 4_ je opatřen podélnou drážkou 5_. Jeho spodní část přechází v plochou přírubu J, ve které jsou uchyceny dva magnety 8.

Optický člen tvořený čočkou J, je uložen v objímce JI, která je posuvně uložena v dutině tubusu Jav žádoucí poloze je zajištěna šroubem 3_, který prochází podélnou drážkou 5.

Na plochou přírubu J dosedá další plochá příruba 9_, přidržovaná k ploché přírubě J pomocí magnetů 8_, a v této ploché přírubě 9_ je pevně uložena objímka 20, nesoucí druhou čočkou 2_.

«

Rozsah velikosti světelné stopy 6_ se řídí osovým posuvem první čočky J, zatímco stranové posunutí této světelné stopy 6_ se dosahuje stranovém posuvem druhé čočky 2_.

Oba tyto posuvy se provádějí ručně. Výměnou objímky 10 za jinou, nesoucí druhou čočku £ o jiné lámavosti, je možno obdržet optickou soustavu o jiných parametrech.

Vyřešená optická soustava je určená pro přístroje, sloužící k vytváření světelné stopy o měnitelném průměru a k jejímu stranovému posuvu. Jsou to zvláště přístroje, vytvářející laserové svazky paprsků pro ozařování části těla pacienta ve zdravotních ústavech.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Transfokační optická soustava k vytváření stranově posuvné světelné stopy, tvořená dvěma čočkami, uloženými na společné ose a oddělenými od sebe vzduchovou mezerou, vyznačující setím, že první čočka /1/, uložená na předmětové optické ose /0^/ nebo druhá čočka /2/, uložená na obrazové optické ose /Q^/ je uložena posuvně kolmo ke společné optické ose /0_s/, která při centrované transfokační optické soustavě je totožná s optickými osami /°j, O2/ a že alespoň jedna z čoček /1, 2/ je uložena posuvně ve směru této společné optické osy /0_g/.
2. 2. Transfokační optická soustava podle bodu 1, vyznačující se tím, že obě čočky /1, 2/ optické soustavy mají spojnou lámavost.
3. 3. Transfokační optická soustava podle bodu 1, vyznačující se tím, že obě čočky /1, 2/ optické soustavy mají rozptylnou lámavost.