DE102004028366A1

DE102004028366A1 - Licht-Zielsystem

Info

Publication number: DE102004028366A1
Application number: DE200410028366
Authority: DE
Inventors: Ewald Hauser
Original assignee: Ziehm Imaging GmbH
Current assignee: Ziehm Imaging GmbH
Priority date: 2004-06-11
Filing date: 2004-06-11
Publication date: 2006-01-19
Anticipated expiration: 2024-06-12
Also published as: DE102004028366B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Licht-Zielsystem, bei dem eine Achse im Raum durch die Schnittlinie wenigstens zweier fächerförmiger Lichtbündel markiert wird, wobei die fächerförmigen Lichtbündel von in zwei Ebenen einstellbaren Lichtzeigern emittiert werden und wobei jeder Lichtzeiger eine Lichtquelle, eine Zylinderoptik und einen Spiegel aufweist und der von der Lichtquelle emittierte Parallel-Lichtstrahl senkrecht zu der zu markierenden Achse angeordnet ist. DOLLAR A Das erfindungsgemäße Licht-Zielsystems ermöglicht eine kompakte Bauweise und ist als vorprüfbare Einheit in Gehäusekomponenten montierbar.

Description

Die Erfindung betrifft ein Licht-Zielsystem zur optischen Markierung einer Strecke im Raum.

Aus der Patentliteratur sind Licht-Zielsysteme bekannt. In dem US-Patent US 5,661,775 A wird ein Laserstrahl zur Markierung des Zentralstrahles verwendet, wobei die Lichtquelle für das linienförmige Lichtbündel im Inneren des Gehäuses des Röntgenstrahlenempfängers angeordnet ist und in der Mitte des Eingangsfensters des Röntgenstrahlenempfängers ein Spiegel angeordnet ist, der den Lichtstrahl um 90 Grad auf die Strahlenachse ablenkt. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß an der Stelle des Spiegels die Röntgenstrahlenabsorption gegenüber der Umgebung geringfügig unterschiedlich ist und der Spiegel unter bestimmten Strahlungsbedingungen, insbesondere bei Verwendung von weichen Röntgenstrahlen als Artefakt im Röntgenbild erkennbar ist.

Eine weitere Lösung ist aus der Offenlegungsschrift DE 44 12 164 A1 bekannt. Dabei wird ein Lichtzeiger beschrieben, der die Schnittlinie von zwei fächerförmigen Lichtbündeln zur Positionierung des Patienten heranzieht. Der Lichtzeiger ist zur Anbringung an ein Gehäuse eines Computertomografen vorgesehen.

Ferner ist aus der Gebrauchsmusterschrift DE 299 18 930 U1 ein Lichtzeiger bekannt, dessen Komponenten innerhalb des Gehäuses eines Röntgenstrahlenempfängers und außerhalb des Bildkreises angeordnet sind.

Alle Einrichtungen mit außen am Gehäuse angeordneten Lichtzeigern weisen den Nachteil auf, daß sie bei Verwendung der Röntgendiagnostikeinrichtungen im Bereich von Operationsräumen nur aufwendig zu desinfizieren sind und Sterilabdeckungen erfordern, die geeignete Taschen für die Gehäuse der Lichtzeiger aufweisen. Zielsysteme, die Bauteile im Bereich des Strahleneintrittsfensters des Röntgenstrahlenempfängers aufweisen, können unter Umständen zu Artefakten in den Röntgenbildern führen.

Bekannte Licht-Zielvorrichtungen mit Lichtzeigern, die innerhalb des Gehäuse eines bildgebenden Röntgenstrahlenempfängers angeordnet sind haben eine Ausdehnung in Richtung senkrecht zum Strahleneintrittsfenster, die die Dicke eines Festkörperdetektors übersteigt, so daß sie in einem kleinstmöglichen Gehäuse eines Festkörperdetektors nicht untergebracht werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Licht-Zielvorrichtung zur optischen Markierung einer mit einer einzurichtenden Vorrichtung verbundenen Strecke im Raum zu schaffen, die , die einen kleinen Bauraum aufweist, kostengünstig herstellbar, als funktionsfähige Einheit vorprüfbar ist und die oben genannten Nachteile der bekannten Lösungen nicht aufweist.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß die Licht-Zielvorrichtung wenigstens zwei Lichtzeiger aufweist, von denen jeder eine Parallellichtquelle, eine Zylinderoptik und einen Umlenkspiegel enthält und jeweils einen Lichtfächer senkrecht zur Richtung des Parallellichtes emittiert, wobei die Lichtzeiger im Inneren des Gehäuses der einzurichtenden Vorrichtung derart angeordnet sind, daß die Strahlachsen der jeweiligen Lichtquelle in einer Ebene senkrecht zu der zu markierenden Strecke liegen. Jeder Lichtzeiger ist dabei bezüglich des Gehäuses der einzurichtenden Vorrichtung in zwei Ebenen unabhängig voneinander einstellbar.

Die Erfindung wird anhand der Abbildungen näher beschrieben.

In 1 ist als Beispiel für eine einzurichtende Vorrichtung eine mobile Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem mehrfach verstellbaren C-Bogen 3 gezeigt. Auf einem Gerätewagen 1, der mittels Rollen 21, 22 auf dem Fußboden 20 verfahrbar ist, ist eine höhenverstellbare Säule 11 angeordnet. Der C-Bogen 3 ist längs seines Umfanges an einer Halterung 9 verschiebbar. Die Halterung 9 ist an der höhenverstellbaren Säule 11 angeordnet und um die horizontale Drehachse 13 drehbar. An den Enden des C-Bogens 3 sind eine Röntgenstrahlenquelle 5 und ein Röntgenstrahlenempfänger 4 derart angeordnet, daß der durch den Brennfleck 7 verlaufende Zentralstrahl 6 der Röntgenstrahlenquelle 5 den Mittelpunkt des Eintrittsfensters des Röntgenstrahlenempfängers 4 trifft. Im Inneren des Gehäuses des Röntgenstrahlenempfängers 4 sind zwei Lichtzeiger 14, 15 angeordnet, die jeweils einen Lichtfächer 140, 150 aussenden. Die Lichtzeiger 14, 15 sind derart angeordnet, dass jeder der Lichtfächer 140, 150 den Zentralstrahl 6 enthält. Bezüglich des Mittelpunktes des Eingangsfensters des Röntgenstrahlenempfängers 4 sind die Lichtzeiger 14, 15 unter einem Winkel im Bereich von 20° und 160° angeordnet. Die Lichtfächer 140, 150 bilden dabei eine Schnittlinie 17. In 1 ist ein weiterer Lichtzeiger 16 mit einem Lichtfächer 160 dargestellt. Der Lichtzeiger 16 ist dabei auf der Innenseite des Profils des C-Bogens 3 derart angeordnet, dass der Lichtfächer 160 die Schnittlinie 17 im Isozentrum des C-Bogens 3 schneidet, wobei der Lichtfächer 160 senkrecht auf der Ebene des C-Bogens 3 steht.

In 2 ist eine erfindungsgemäße Licht-Zielvorrichtung in einem Teilschnitt und in Draufsicht schematisch dargestellt. Dabei ist ein Lichtzeiger 30, der einen Lichtfächer mit der Fächerebene 36 aussendet, in einer Ausnehmung 40 einer Platte 41 an einer verstellbaren Blattfeder 33 angeordnet. Dabei ist vorgesehen, die Blattfeder 33 mittels Schrauben 42, 42' an der Platte 41 derart zu halten. Die orthogonale Ausrichtung der Fächerebene 36 bezüglich der Oberfläche des Austrittsfensters 43 erfolgt mittels einer in der Platte 41 angeordneten Stellschraube 44, die mit einem Sicherungsring 45 gegen Herausfallen gesichert ist. Das Gewinde der Stellschraube 44 wirkt mit dem Gewinde einer Mutter 46 zusammen, die an der Blattfeder 33 drehstarr angeordnet ist.

Es ist vorgesehen, die Blattfeder 33 derart vorzuspannen, daß an keiner Stelle des bestimmungsgemäßen Verstellbereichs der Mutter 46 ein mechanisches Spiel auftritt. Es ist ferner vorgesehen, bei Bedarf die Anordnung aus Stellschraube 44 und Mutter 46 durch einen einstellbaren Keil zu ersetzen, der die Höhenverstellung der Blattfeder bezüglich des Austrittsfensters 43 ermöglicht. Um unerwünschte Verbiegungen der Blattfeder 33 im Bereich des Lichtzeigers 30 zu verhindern ist vorgesehen, die Blattfeder 33 durch eine Sicke 34 zu versteifen. Es ist auch vorgesehen, an der Blattfeder 33 im Bereich des Lichtzeigers 30 eine Verstärkungsblech anzuordnen.

Durch Verdrehen der Stellschraube 44 wird der Winkel der Fächerebene zu der einer Ebene der einzurichtenden Vorrichtung, beispielsweise zu der Ebene des Austrittsfensters 43 verändert. Um die zu markierende Strecke senkrecht zu ihrer Ausdehnung parallel zu verschieben, ist vorgesehen, den Lichtzeiger zu der jeweiligen Blattfeder so zu verdrehen, daß der Fächerursprung an der gleichen Stelle verbleibt. Hierzu ist vorgesehen, den Lichtzeiger 30 mittels Schrauben 35, 35', die in Langlöchern 38, 38' angeordnet sind, verstellbar zu halten. Die Langlöcher 38, 38' sind dabei auf einem Lochkreis 39 angeordnet, dessen Mittelpunkt der Fächerursprung 37 ist.

In 3 sind verschiedene Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Lichtzeigers 30 dargestellt. In 3a ist eine Laserdiode 46 mit Zuleitung 32 dargestellt, die einen Laserstrahl 53 aussendet. Der Laserstrahl 53 wird durch Blendenschrauben 49, 49'' eingeblendet, wobei die Blendenschrauben 49, 49' senkrecht zur Papierebene der 3 verstellbar sind. Der Laserstrahl 53 wird von einem Spiegel 51 vorzugsweise um einen Winkel von 90 Grad auf eine Zylinderoptik 50 reflektiert. Aus der Zylinderoptik tritt ein Lichtfächer mit einer Fächerebene 36 aus, wobei der Winkelbereich des Lichtfächers durch Einblenden des Strahls und durch den Versatz zwischen Zylinderachse der Zylinderoptik 50 und dem Laserstrahl 53 veränderbar ist.

Im folgenden soll unter der Laserdiode 46 eine Anordnung aus einer Lichtquelle geringer Divergenz und einer Strahlformungsoptik verstanden werden. Bei der Lichtquelle handelt es sich vorzugsweise um einen Festkörperlaser; es ist jedoch auch vorgesehen, Leuchtdioden als Lichtquelle zu verwenden.

In 3b ist eine kompakte Anordnung der Bauelemente des Lichtzeigers dargestellt. Dabei wird trifft der Laserstrahl auf eine polierte Stirnfläche einer Zylinderoptik 52 mit Spiegel. Der Spiegel ist an dem der Laserdiode abgewandten Ende der Zylinderlinse angeordnet und wird durch eine bezüglich des Laserstrahls 53 unter einem Winkel von 45 Grad angeschliffene Fläche gebildet, an der der Laserstrahl durch Totalreflexion reflektiert wird. Die Anordnung von 3b ist in 3d in der Draufsicht gezeigt.

In 3c. ist ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt, bei dem der Laserstahl 53 von einer Faseroptik 48 am Ende einer Lichtleitfaser 47 emittiert wird. Das Laserlicht wird an einem entfernten Ort über eine Laserdiode in die Lichtleitfaser 47 eingekoppelt, wobei bei Einsatz eines Strahlteilers eine Laserdiode für mehrere Lichtleitfasern 47 vorgesehen werden kann.

Es ist vorgesehen, an Stelle der Zylinderoptiken 50, 52 Beugungsoptiken einzusetzen, die einen Laserstrahl zu einem Lichtfächer aufweiten.

In 4 ist ein Röntgenfestkörperdetektor 54 schematisch dargestellt, bei dem im Rahmen 55 zwei Lichtzeiger 30, 30' vorgesehen sind, die jeweils einen Lichtfächer mit den Fächerebenen 36, 36' emittieren. In der 4b liegt die Fächerebene 360 des Lichtzeigers 30 in der Papierebene.

Verzeichnis der Abbildungen:

1: Röntgendiagnostikeinrichtung mit Licht-Zielvorrichtungen

2: Erfindungsgemäße Licht-Zielvorrichtung
2a: Teilschnitt
2b: Draufsicht

3: Schematischer Aufbau des Lichtzeigers
3a: mit Laserdiode, Spiegel und Zylinderlinse
3b: mit Laserdiode und Zylinderlinse mit angeschliffenem Spiegel
3c: mit Faseroptik und Zylinderlinse mit angeschliffenem Spiegel
3d: Draufsicht auf Anordnung aus 3b

4: Festkörperdetektor mit Licht-Zielvorrichtungen
4a: Ansicht in Strahlrichtung
4b: Schnitt

1: Gerätewagen
3: C-Bogen
4: Röntgenstrahlenempfänger
5: Röntgenstrahlenquelle
6: Zentralstrahl
7: Brennfleck
9: Halterung
11: höhenverstellbare Säule
13: horizontale Drehachse
14: Lichtzeiger
140: Lichtfächer
141: Zuleitung
15: Lichtzeiger
150: Lichtfächer
16: Lichtzeiger
160: Lichtfächer
17: Schnittlinie
20: Fußboden
21: Rolle
22: Rolle
30,: 30' Lichtzeiger
32: Zuleitung
33: Federblech
34: Sicke
35,: 35' Schraube
36,: 36' Fächerebene
37: Fächerursprung
38,: 38' Langloch
39: Lochkreis
40: Ausnehmung
41: Platte
42,: 42' Schraube
43: Austrittsfenster
44: Stellschraube
45: Sicherungsring
46: Laserdiode
47: Lichtleitfaser
48: Faseroptik
49,: 49' Blendenschraube
50: Zylinderoptik
51: Spiegel
52: Zylinderoptik mit Spiegel
53: Laserstrahl
54: Festkörperdetektor
55: Rahmen
100: Licht-Zielvorrichtung
360: Fächerebene

Claims

Licht-Zielvorrichtung zur optischen Markierung einer mit einer einzurichtenden Vorrichtung verbundenen Strecke mit wenigstens zwei Lichtzeigern, die jeweils einen Lichtfächer im sichtbaren Wellenlängenbereich emittieren und die jeweils eine Parallellicht emittierende Punktlichtquelle, einen Spiegel und eine Zylinderoptik aufweisen und zueinander derart angeordnet sind, daß die Fächerebenen einen Winkel im Bereich zwischen 20° und 160° einschließen, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Parallellichtes jedes Lichtzeigers in einer Ebene senkrecht zu der zu markierenden Strecke liegt und daß jeder Lichtzeiger an einer an der einzurichtenden Vorrichtung einseitig eingespannten Blattfeder um den Fächerursprung des Lichtfächers drehbar und feststellbar gelagert ist und daß die Blattfeder an ihrem nicht eingespannten Ende in Richtung senkrecht zu der Achse des Parallellichtes verstellbar gelagert ist.
Licht-Zielvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtzeiger Mittel zum Einblenden des Parallellichtstrahls aufweist und daß das eingeblendete Lichtbündel über einen Umlenkspiegel auf eine Zylinderoptik gelenkt wird.
Licht-Zielvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderoptik des Lichtzeigers ein senkrecht zur Zylinderachse angeordnetes Strahleintrittsfenster und eine hierzu unter einem Winkel von 45° angeordnete totalreflektierende Fläche aufweist.