DE3600824A1 - Kollimator - Google Patents
KollimatorInfo
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- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
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- G21K1/02—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diaphragms, collimators
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Description
Telefon: (O 89) 4 70 60 55/56 Telex: 523016 Telegramm / cable: Zetapatent® München
Postfach 8013 69 Lucile-Grahn-Straße 38
D-8000München 80
Hans-Jürgen Müller Gerhard D. Schupfner Hans-Peter Gauger
Patentanwälte European Patent Attorneys Mandataires en brevets europeens
14. Januar 1986 3339. PT-DE HJM/Sm
Photo Medic Equipment Inc 239 Fehr Way, Bay Shore, New York 11706
New York
"Kollimator"
Telefon: (0 89) 4 70 60 55/56 Telex: 5 23016
Telegramm/cable: Zetapatent® München
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3 6 008 2
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Lucile-Grahn-Straße 38
D-8000 München 80
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Hans-Jürgen Müller Gerhard D. Schupf ner Hans-Peter Gauger Patentanwälte
European Patent Attorneys Mandataires en brevets europeens
Kollimator
Die Erfindung bezieht sich auf eine röntgenologische und fluoroskopische Einrichtung zur Verwendung für Diagnose- und
andere Analysezwecke. Der Kollimator nach der Erfindung ist besonders vorteilhaft einsetzbar, wenn ein präzises und kontinuierlich
veränderliches Strahlungsfeld gewünscht wird. Selbstverständlich ist die Erfindung auch anderweitig einsetzbar;
z. B. könnte der kontinuierlich verstellbare Kollimator gemäß der Erfindung vorteilhaft in Elektronenstrahl- oder
optischen Systemen eingesetzt werden, die sämtlich mit Strahlung in der einen oder anderen Form arbeiten.
Bei röntgenologischen und fluoroskopischen Verfahren für die
Zwecke der medizinischen Diagnose wird typischerweise ein Teil der Probe bzw. des Patienten einem Rontgenstrahlenfeld in
einer für die Röntgenstrahlen empfindlichen Einrichtung ausgesetzt.
Durch Untersuchung der Röntgenstrahlen nach dem Durchsetzen der Probe wird ohne weiteres entweder durch Bezugnahme
auf das ursprüngliche Feld oder direkt Information über die Probe erhalten. Aus Sicherheitsgründen und in Erfüllung
der geltenden Sicherheitsbestimmungen muß die Strahlungsquelle in einem Gehäuse abgeschirmt sein, das die gesamte
Strahlung mit Ausnahme des für die Untersuchung erforderlichen Anteils einschließt. Es ist natürlich bekannt, daß Röntgenstrahlen
schädlich sind, und es gibt keinen Grund, einen
Patienten oder den Bediener des Geräts einer höheren Strahlendosis
auszusetzen, als für eine wirksame medizinische Behandlung unbedingt notwendig ist.
Auf anderen Anwendungsgebieten von Röntgenstrahlen, z. B. bei der Röntgenuntersuchung der Schweißstellen einer bestimmten
mechanischen Konstruktion, ist die Notwendigkeit einer präzisen Einstellung des Strahlungsfelds ebenso wichtig, weil sich
in der Nähe des Geräts immer Personal aufhält.
Ganz abgesehen von Sicherheitsüberlegungen ist die präzise Einstellung eines Strahlungsfelds äußerst erwünscht, damit die
erhaltenen Abbildungen hohe Güte aufweisen, Wenn das Strahlungsfeld über den zu betrachtenden Bereich hinausgeht,
besteht die Gefahr, daß die Empfangseinheit sich auf die höchste Intensität einstellt, so daß ein Schatten anstelle einer
wahren Abbildung erhalten wird. Ein Schatten der Probe ist häufig unbrauchbar, weil es sehr schwierig ist, genaue Information
daraus zu abzuleiten.
\J Zur Einstellung der Dimensionen eines Strahlungsfelds werden
die unterschiedlichsten Verfahren angewandt. Insbesondere sind in den folgenden US-PS'en Apertursysteme angegeben: 4 277 685,
4 048 498, 3 487 218 und 3 060 316.
Die US-PS 4 277 685 zeigt einen verstellbaren Kollimator, der aus einem Zylinder mit einer Anzahl Längsschlitze unterschiedlicher
Größe besteht. Schlitze auf entgegengesetzten Seiten des Zylinders haben zueinander passende Größe. Der Zylinder
wird in den Strahlengang der Strahlungsquelle eingesetzt und gedreht, um die Größe und Form des durchgehenden Strahls zu
ändern. Es ist zu beachten, daß nur eine schrittweise oder einzeln verstellbare Einstellung des Strahlungsfelds erhalten
wird.
Die US-PS 4 048 498 zeigt ein Apertursystem, das aus Platten besteht, die die verschiedensten Formen definieren. Die Plat-
ten sind gleitverschiebbar einander zugewandt montiert, so daß sich die Aperturgröße ändert, wenn die Platten bewegt werden.
Bei dieser Art von System (vgl. auch die beiden US-PS'en
3 487 218 und 3 060 316) ergeben sich wenigstens zwei Probleme. Typischerweise sind sie mechanisch kompliziert, so daß
eine präzise Einstellung des Strahlungsfelds schwierig zu
erzielen ist. Ferner sind die Platten dünn und bilden häufig keinen ausreichend langen Kanal entlang dem Strahlengang, um
die Strahlung richtig zu kollimieren.
Aufgabe der Erfindung ist somit die Bereitstellung einer Methode der Strahlungskollimation, die mechanisch wirksam ist
und das Strahlungsfeld begrenzt. Dabei soll eine kontinuierliche, bevorzugt lineare Verstellbarkeit der Größe und Form
eines Strahlungsfelds vorgesehen sein; ferner soll eine präzise und automatische Einstellung der Größe und Form einer
Apertur möglich sein, und außerdem soll eine kompakte und leistungsfähige Strahlbegrenzungsvorrichtung angegeben werden,
die automatisiert ist und einen gegebenen Satz von Bedingungen reproduziert.
Der Kollimator nach der Erfindung überwindet die Nachteile des Stands der Technik. Er löst das Problem, wie in vorteilhafter
Weise eine Apertur mit stufenlos verstellbaren Dimensionen im Strahlengang einer Strahlungsquelle vorzusehen ist, um ein
stufenlos verstellbares Strahlungsfeld zu erhalten.
Dies wird erreicht durch Vorsehen eines aperturbegrenzenden Elements mit einer kontinuierlich querschnittsveränderlichen
Nut um seinen Umfang. Dieses Element ist drehbar im Strahlengang eines Strahls derart angeordnet, daß die Strahlung auf
die Nut auftrifft. Das Element wird um einen jeweils erwünschten Betrag gedreht, um dadurch die Größe der Apertur in Abhängigkeit
vom jeweiligen Anwendungsfall kontinuierlich zu verstellen. Weitere Verfeinerungen der Erfindung sind digitale
Steuermittel und die Ausrichtung einer Irisblendenvorrichtung mit der Nut des aperturbegrenzenden Elements.
Der Kollimator nach der Erfindung für eine Einrichtung zur Kollimation von Strahlungsenergie, wobei eine Apertur so positioniert,
ausgebildet und dimensioniert ist, daß sie von einer
Strahlungsquelle ausgehende Strahlung begrenzt und auf einen Bereich richtet, an dem eine für die Strahlung empfindliche
Empfangseinheit angeordnet ist, und wobei der Kollimator die Apertur kontinuierlich größenverstellbar begrenzt, ist gekennzeichnet
durch ein aperturbegrenzendes Element mit einer querschnittsveränderlichen Nut um einen Teil seines Umfangs, das
mit einem zweiten aperturbegrenzenden Element zusammenwirkt, durch eine Halterung, die das aperturbegrenzende Element um
eine Rotationsachse drehbar haltert, und durch mit der Halterung gekoppelte Antriebsmittel, die das aperturbegrenzende
Element drehen derart, daß die Dimensionen der Apertur änderbar sind.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Explosionsansicht einer erfindungsgemäß aufgebauten Einrichtung;
Fig. 2 eine Draufsicht von oben auf einen Teil der Einrichtung von Fig. 1, wobei die Kollimationszylinder
teilweise gedreht sind;
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht des Kollimators nach der Erfindung, wobei weitere Vorrichtungen
gezeigt sind;
Fig. 4 eine Einzelheit der Einrichtung von Fig. 1;
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Einzelheit von Fig. 1;
— <ö —
Fig. 6 eine Einzelheit der Einrichtung von Fig. 1; Fig. 7 eine Ansicht einer Einzelheit von Fig. 1;
Fig. 8 eine Einzelheit einer alternativen Ausführungsforin
der Einrichtung nach der Erfindung;
Fig. 9 eine Einzelheit einer zweiten alternativen Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 10 eine perspektivische Explosionsansicht einer
Blendenvorrichtung nach der Erfindung zur Ausrichtung mit den Kollimationszylindern; und
Fig. 11 teilweise im Querschnitt eine Ansicht der Blendenvorrichtung
von Fig. 10, die neben den Kollimationszylindern angeordnet ist.
Fig. 1 zeigt die verschiedenen Teile der Einrichtung 10. Diese umfaßt allgemein ein Gehäuse 12, das ein Paar von Kollimationszylindern
14 und 16, die von einem Motor 18 angetrieben sind, umschließt. Das Gehäuse 12 weist eine konische Apertur
20 auf, die auf einer oberen Abdeckung 22 mittels Zapfen 24 befestigt ist. Ferner ist ein Untergehäuse 26 vorgesehen. Zwei
äußere Gehäuseplatten 28, 30 weisen eine Mehrzahl Schlitze 31 auf, die eine Einstellung der Höhe der Zylinder 14 und 16
gestatten.
An einem Ende des Untergehäuses 26 sind zwei Befestigungsplatten
32, 34 vorgesehen, die die Funktion haben, das Gehäuse 12 an einem C-Arm (nicht gezeigt) oder einer anderen Vorrichtung
angrenzend an eine konventionelle Rontgenstrahlenquelle,
etwa eine Röntgenröhre der Eureka X-Ray Tube Co., Chicago, zu befestigen.
An der Basis des Gehäuses 12 befindet sich eine Grundplatte mit einer Vierecköffnung 38. Die Grundplatte 36 ist am Gehäuse
— So —
'Al-
der Strahlungsquelle so anbringbar, daß die Öffnung 38 mit dem Brennbereich derselben ausgerichtet ist. Unmittelbar angrenzend
an die Öffnung 38 befindet sich eine weitere Konusöffnunq 40 mit einem oberen Abschnitt 41, der so ausgebildet ist, daß
er einen Teil des ümfangs der Zylinder 14 bzw. 16 umgibt. Auf diese Weise ist in die Einrichtung 10 durch die Öffnung 38
eintretende Strahlung auf den gewünschten Strahlengang zwischen den Zylindern 14 und 16 begrenzt.
Die Zylinder 14 und 16 weisen ein Paar Hülsen 50, 52 auf, die in sie eingepreßt sind und Wellen 42 und 44 aufnehmen, die an
den Hülsen durch Stellschrauben befestigt sind. Diese iVusbildung oder äquivalente Ausbildungen werden oevorzugt, wenn die
Zylinder aus relativ weichem Werkstoff, etwa Blei, bestehen. Die Zylinder weisen konische Nuten 46 und 48 auf, die über ca.
270° ihres Umfangs verlaufen (diese Nuten werden nachstehend noch erläutert). Die Zylinder weisen ferner eine Mehrzahl
Zähne 54 und 56 auf, die ein Austreten von Strahlung zwischen den Zylindern ausschließen.
Wie aus der Beschreibung und aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind die verschiedenen Teile des Kollimators durch Wellen 42 und
sowie eine Mehrzahl Schrauben und Bolzen miteinander verbunden, die in die verschiedenen Öffnungen wie Schlitze 31 und
Löcher 57 eingesetzt sind.
Viele der Teile können zwar aus irgendeinem geeigneten Werkstoff bestehen, aber den Strahlengang durch den Kollimator 10
begrenzende Teile sollten aus einem für die Strahlung undurchlässigen Werkstoff bestehen. So bestehen der Konus 40, die
Konusöffnung 20 und die Zylinder 14 und 16 bevorzugt aus Blei.
Angrenzend an das Untergehäuse 26 ist ein Paar Getriebestützplatten
58 und 60 vorgesehen, die ein Paar Löcher 62 und 64 zur Halterung der Hülsen 50 und 52 aufweisen. Jede Welle 44,
42 durchsetzt die Platten und trägt ein an einem Ende befestigtes Geradstirnrad 66, 68. Wie aus Fig. 2 deutlich hervor-
-Zugeht, sind diese Geradstirnräder über die Antriebswelle 42 und
Kegelräder 82, 84 mit einem Motor 18 gekoppelt, so daß sie von diesem getrieben werden. Die Welle 42 treibt das Geradstirnrad
68 und dreht den Zylinder 14. Das Geradstirnrad treibt seinerseits das Geradstirnrad 66 auf dem Ende der Welle 44, so daß
der Zylinder 16 synchron mit dem Zylinder 14 und entgegengesetzt dazu umläuft.
Die Nuten 46 und 48 haben kontinuierlich veränderliche Querschnitte
und sind einander benachbart einander zugewandt, so daß ein Strahl (Fig. 3) eine Kreisöffnung 15 mit kontinuierlich
sich ändernder Querschnittsfläche durchsetzt, wenn die Zylinder gedreht werden.
Die Verzahnung 54 und 56 auf den Außenrändern der Zylinder und 16 verhindert den Austritt von Strahlung an der Grenzfläche
zwischen den Zylindern. Da es in der Praxis äußerst schwierig wäre, zwei Zylinder mit perfekt aneinander angepaßten
Maßen und entsprechender Orientierung vorzusehen, bildet die Verzahnung ein wirksames und kostengünstiges Mittel zur
Blockierung der Strahlung. Es ist zu beachten, daß bei Verwendung von weichem Werkstoff wie etwa Blei zur Herstellung
der Zylinder die daran befindliche Verzahnung weich ist und einem Verschleiß unterliegt; daher haben bei einer bevorzugten
Ausführungsform die Verzahnungen 54, 56 keinen Kontakt miteinander.
Der Kollimator 10 wird mit einer Strahlungsquelle 72 (Pig. 3) so ausgerichtet, daß der Strahl, der allgemein durch Pfeile
und 78 angedeutet ist, axial mit den Blenden 38 und 40 und den Nuten 46 und 48 fluchtet, wobei die Blende 38 geringfügig über
dem Brennpunkt 91 der Röntgenröhre liegt. Um den Austritt unerwünschter Strahlung in umgebende Bereiche zu verhindern,
ist der untere Teil der Einrichtung von einem zylindrischen Gehäuse 80 umschlossen.
Die zu untersuchende Probe wird zwischen der Blende 20 und einer Empfangseinheit 88 angeordnet. Die Empfangseinheit kann
einfach eine Filmkassette sein, die von Rippen 89 festgelegt wird, oder eine aufwendigere Vorrichtung wie etwa eine Videokamera,
die mit einer Verstärkungsröhre 87 gekoppelt ist. Die Empfangseinheit kann einen Strahlungspegeldetektor aufweisen,
der ein Signal an eine Steuereinheit 90 abgibt, die ihrerseits das Signal in ein Digitalsignal umwandelt, so daß es für einen
Techniker angezeigt werden kann, der alle erforderlichen Einstellungen durch Drehen der Zylinder vornehmen kann.
Alternativ ist der Motor 18 über Kegelräder 84, 82 und 94 (Fig. 2) mit einem Rückkopplungs-Potentiometer 92 gekoppelt.
Das Potentiometer hat die Funktion eines Lagefühlers und ist relativ zu der Winkellage der Zylinder 14 und 16 geeicht. Wenn
ein Techniker eine gewünschte Aperturgröße wählt, wird ein Zähler in einer weiteren Steuereinheit 96 aktiviert. Je nachdem,
ob die Größe der Apertur 15 größer oder kleiner gemacht werden muß, um Größe und Winkel des Strahls zu ändern, zählt
der Zähler auf- oder abwärts. Dieses Signal wird dann einem Decodierer zugeführt, der seinerseits auf einer LED-Anzeige
die Größe der Öffnung angibt und einen der Steuereinheit 96 zugeordneten Digital-Analog-Umsetzer (DAU) speist. Das Ausgangssignal
des Digital-Analog-Umsetzers wird einem Vergleicher zugeführt, der ein weiteres Eingangssignal von einem Verstärker
erhält, der vom Rückkopplungs-Potentiometer 92 gespeist wird. Nach Vergleich der beiden Eingangssignale wird
das Ausgangssignal des Vergleichers einem Leistungsverstärker zugeführt, der wiederum den Motor 18 so antreibt, daß die
Aperturgröße größer oder kleiner gemacht wird. Die Gesamtgenauigkeit des Systems ist eine Funktion der Genauigkeit des
Rückkopplungs-Potentiometers, des Zählers und des Digital-Analog-Umsetzers. Das Potentiometer arbeitet linear auf eine
Genauigkeit von besser als 0,25 %, d. h. kleiner als 1/400. Der Digital-Analog-Umsetzer kann ein 8-, 12- oder 16-Bit-Umsetzer
je nach der erwünschten Genauigkeit sein. Ein 8-Bit-DAU bietet 256 Anderungsmöglichkeiten, ein 12-Bit-DAU bietet 4096
Anderungsmöglichkeiten, und ein 16-Bit-DAU bietet eine erheblich
größere Anzahl Änderungsmöglichkeit und eine entsprechend
höhere Genauigkeit. Jedenfalls ermöglicht die automatische Steuerung des Kollimators eine effiziente Einstellung des
Strahlungsfeldes und reproduzierbare Ergebnisse.
Einzelheiten der Zylinder 14 und 16 sind aus den Fig. 4 und besser verständlich. Dabei ist nur der Zylinder 16 gezeigt,
und der Zylinder 14 ist damit identisch. Der Zylinder 16 weist an seinem Rand eine Verzahnung 56 und eine Nut 46 auf. Die Nut
46 ist eine kontinuierlich abnehmende halbkonische Nut (Fig. 5), die um einen Winkel 0 von 270° verläuft. Es ist zu
beachten, daß die Radien vom Mittelpunkt 98 des Zylinders 16 zur Linie 100 am Grund der Nuten linear abnehmend kontinuierlich
kurzer werden, während der Wert von $ ansteigt, so daß
der Querschnittsbereich der Apertur 15 und infolgedessen das ßild bei 88 sich linear mit dem Rotationswinkel der Zylinder
ändern. Diese Eigenschaft des Kollimators erleichtert seine Steuerung und Einstellung.
Selbstverständlich könnte die Nut auch um mehr als 270° um den Zylinder 16 verlaufen; dies ist jedoch unerwünscht, da die
Rotation der Zylinder um mehr als 270° eine Störung der Apertur 15 durch andere Abschnitte der Zylinder bewirkt, wenn
diese Abschnitte sich in die Position der Apertur drehen. Die Nut 46 weist ferner in ihrem Rand einen rechtwinkligen Abschnitt
102 aus, der ein viereckiges unveränderliches Feld definiert (Fig. 7), wenn dies erwünscht ist, was z. B. der
Fall ist, wenn eine Abbildung auf einem viereckigen Röntgenfilm erzeugt werden soll.
Fig. 6 zeigt Zylinder 14 und 16, wie sie entlang dem Strahlengang innerhalb des Kollimators 10 betrachtet werden würden. Es
ist ersichtlich, daß die Zylinder so zusammenpassen, daß sie eine symmetrische kreisrunde Öffnung definieren, deren Größe
mit der Rotation der Zylinder veränderlich ist. Ferner sind die Verzahnungen 54 und 56 einander so benachbart, daß sie den
Strahl in dem Bereich zwischen den Zylindern einschließen.
_K_ 360Ü82A
-A-
Weitere Ausführungsformen sind in den Fig. 8 und 9 gezeigt.
Fig. 8 zeigt einen Zylinder 216 mit einer Vierecknut 246 mit linear abnehmendem Querschnittsbereich, wogegen Fig. 9 einen
Zylinder 316 mit einer Dreiecksnut 346 mit linear abnehmendem Querschnittsbereich zeigt. Zusammenpassende Sätze dieser
Zylinder können im Kollimator 10 angeordnet und in der unter Bezugnahme auf die Fig. 1-7 erläuterten Weise betätigt werden,
wenn ein Strahlungsfeld anderer Form gewünscht wird. Auf die obige Beschreibung des Kollimators 10 wird hierbei Bezug
genommen.
Die Konstruktion des angegebenen Kollimators bietet einen höheren Flexibilitätsgrad bei der Wahl der Form und Größe des
Strahlungsfelds insofern, als hierdurch das Strahlungsfeld reduziert wird, indem es auf präzise und genaue Formen und
Werte kollimiert wird. Der Kollimator hat die doppelte Funktion der KoIlimation eines größenveränderlichen Feldes im
fluoroskopischen Untersuchungsmodus und, falls erwünscht, einer unveränderlichen Form im Durchstrahlungs-Modus. Dies
wird dadurch erreicht, daß in den Zylindern ein linearer, veränderlicher Einschnitt irgendeiner Form von 0-270° vorgesehen
ist. Ferner wird der angegebene Kollimator dadurch verbessert, daß eine Blendenvorrichtung 410 angrenzend an die
Zylinder vorgesehen wird, die unter Bezugnahme auf die Fig. und 11 erläutert wird.
Fig. 10 ist eine Explosionsansicht einer kompakten verstellbaren Irisblendenvorrichtung zum Einsatz in Betrachtungs-oder
Rontgenvorrichtungen. Die Blendenvorrichtung 410 umfaßt ein Blendengehäuse 412 aus einer oder mehreren Platten, die einen
Hohlraum 414 begrenzen. In dem Gehäuse 412 sind zwei im hohlraum abgestützte Getriebeplatten 416 und 418 angeordnet. Die
Platten 416 und 418 weisen Löcher oder Bereiche 420 bzw. 422 auf.
Zwischen den Platten 416 und 418 sind zwei Verschlüsse 424 und 426 auf Zapfen montiert, die in Nuten in den Platten 416 und
418 eingreifen, wobei die Nuten zum Führen der Zapfen ausgebildet sind.
Insbesondere weist die Platte 416 ein Paar parallele Nuten zur Aufnahme äußerer Zapfen 430 auf, die aus mehreren Teilen
bestehen. Die Platte 418 weist eine der Platte 416 zugewandte kleeblattförmige Nut 432 zum Eingriff mit inneren Zapfen 434
auf. Die Zapfen 434 treten ferner in ein Paar von kolinearen Nuten 436 in der Platte 416 ein.
Das Blendengehäuse 412 haltert einen oberen Antriebsmotor und einen unteren Antriebsmotor 440. Die Antriebsmotoren
tragen Zahnräder 442 und 444 auf ihren Wellen, die mit der Verzahnung 446 bzw. 448 kämmen.
Die Blendenvorrichtung 410 wird mit Schrauben, Bolzen oder anderweitig zusammengefügt und umfaßt eine Abdeckplatte 450
zur Festlegung der Getriebeplatten. Das Gehäuse 412 weist ferner zwei Endplatten 452 auf, die solche Größe haben, daß
die Vorrichtung 410 an dem Kollimator 10 gemäß Fig. 11 befestigbar
ist.
Die Löcher 420, 422 sind mit der Blende 15 so ausgerichtet, daß die Verschlußplatten 424 und 426 im optischen Strahlengang
liegen. Das Strahlungsfeld wird eingestellt, wie dies unter Bezugnahme auf die Fig. 1-7 erläutert wurde, und wird dann
weiter mit der Blendenvorrichtung 410 feineingestellt.
Durch Drehen der oberen Platte 418 mittels des Motors 438, während die untere Platte 416 ortsfest gehalten wird, wird die
Breite des im wesentlichen viereckigen Spalts, der durch die Blendenplatten 424 und 426 definiert ist, geändert. Dies wird
erreicht durch Zapfen 434, die in den durch die Nuten 432 und 436 gebildeten Laufbahnen zwangsgeführt sind.
Wenn die Platte 418 ortsfest gehalten und die Platte 416 durch den Motor 440 gedreht wird, dreht sich der durch die Blenden-
-η-
platten definierte Spalt und ändert seine Breite entsprechend dem Nachlaufen der Zapfen 430, 434 in den Nuten 428, 432 und
436. Wenn beide Platte 418 und 416 von den im gleichen Sinn und mit im wesentlichen gleicher Drehzahl laufenden Motoren
438 und 440 gedreht werden, bleibt die Breite des Längsspalts im wesentlichen konstant, der Spalt rotiert jedoch um den
Kreis der Getriebeplatten.
Somit wird der Strahl durch die Zylinder 14, 16 zu einer ersten Form kollimiert und dann weiter durch die Vorrichtung
410 feineingestellt. Diese Merkmale ermöglichen eine außerordentlich genaue Kontrolle des Strahlungsfelds und sind dann
besonders vorteilhaft, wenn eine längliche Probe, z. B. ein Arm, einem Strahlungsfeld ausgesetzt werden soll. Durch geeignete
Einstellung des Felds auf die Orientierung der Probe werden Schattenbildprobleme beseitigt.
•/f-
- Leerseite
Claims (14)
- PatentansprücheKollimator für eine Einrichtung zur Kollimation von Strahlungsenergie, wobei eine Apertur so positioniert, ausgebildet und dimensioniert ist, daß sie von einer Strahlungsquelle ausgehende Strahlung begrenzt und auf einen Bereich richtet, an dem eine für die Strahlung empfindliche Empfangseinheit angeordnet ist, und wobei der Kollimator die Apertur kontinuierlich größenverstellbar begrenzt,
gekennzeichnet durcha) ein aperturbegrenzendes Element (14) mit einer querschnittsveränderlichen Nut (46) um einen Teil seines Umfangs, das mit einem zweiten aperturbegrenzenden Element (16) zusammenwirkt;b) eine Halterung (42), die das aperturbegrenzende Element (14) um eine Rotationsachse drehbar haltert; undc) mit der Halterung (42) gekoppelte Antriebsmittel (18, 66), die das aperturbegrenzende Element (14) drehen derart, daß die Dimensionen der Apertur änderbar sind. - 2. Kollimator nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Nut (46) im wesentlichen halbkonischist.
- 3. Kollimator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das aperturbegrenzende Element (14) im wesentlichen zylindrisch ist.
- 4. Kollimator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Radius von der Rotationsachse zum Grund der Nut (46) sich kontinuierlich mit der Winkellage um die Achse des Zylinders (14) ändert.
- 5. Kollimator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der halbkonischen Nut (46) sich kontinuierlich über den genannten Abschnitt des aperturbegrenzenden Elements (14) mit zunehmender Winkellage um die Rotationsachse ändert.
- 6. Kollimator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der halbkonischen Nut sich über den genannten Abschnitt des aperturbegrenzenden Elements linear ändert.
- 7. Kollimator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut so positioniert, geformt und dimensioniert ist, daß sie von ca. 2° Umdrehung um die Rotationsachse zu irgendeinem Rotationsgrad bis zu ca. 270° Umdrehung um die genannte Achse verläuft.
- 8. Kollimator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das aperturbegrenzende Element angrenzend an die im wesentlichen halbkonische Nut einen Viereckabschnitt (102) aufweist.
- 9. Kontinuierlich verstellbarer Kollimator für die Kollimation von Strahlung,3600324gekennzeichnet durcha) ein erstes aperturbegrenzendes Element (14) mit einer ersten querschnittsveränderlichen Nut (46) um einen Abschnitt seines Umfangs;b) eine erste Halterung (42), die das erste aperturbegrenzende Element (14) um eine erste Drehachse drehbar haltert;c) ein zweites aperturbegrenzendes Element (16) mit einer zweiten querschnittsveränderlichen Nut (48) um einen Abschnitt seines Umfangs;d) eine zweite Halterung (44), die das zweite aperturbegrenzende Element (16) angrenzend an das erste aperturbegrenzende Element (14) drehbar so haltert, daß beide Nuten (46, 48) zusammenwirkend eine erste Apertur begrenzen.
- 10. Kollimator nach Anspruch 9,
gekennzeichnet durch einen Antrieb (18, 66, 68), der das erste und das zweite aperturbegrenzende Element (14, 16) dreht. - 11. Kollimator nach Anspruch 10,
gekennzeichnet durch eine mit dem Antrieb (66, 68) zur Aktivierung desselben gekoppelte Steuereinheit (96). - 12. Kollimator nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden aperturbegrenzenden Elemente (14, 16) durch Zahneingriff miteinander gekoppelt sind. - 13. Kollimator nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß auf den Außenrändern der aperturbegrenzenden Elemente (14, 16) ineinandergreifende Verzahnungen (54, 56) vorgesehen sind. - 14. Einrichtung zur Kollimation und Begrenzung eines Strahlungsfelds, die in Kombination einen kontinuierlich verstellbaren Kollimator, der eine erste Apertur begrenzt, und eineIrisblendenvorrichtung aufweist, die mit dem Kollimator zusammenwirkt unter Begrenzung einer mit der ersten Apertur in Axialrichtung fluchtenden zweiten Apertur, dadurch gekennzeichnet,-daß der Kollimator (10) ein aperturbegrenzendes Element (14) mit einer querschnittsveränderlichen Nut (46) um einen Abschnitt seines Umfangs und damit zusammenwirkend ein weiteres Element (16) zur Begrenzung der ersten Apertur, ferner eine Halterung (42) zum um eine Drehachse drehbaren Haltern des aperturbegrenzenden Elements (14) sowie einen mit der Halterung (42) gekoppelten Antrieb (18, 66) zum Drehen des aperturbegrenzenden Elements (14) aufweistderart, daß die Dimensionen des auf einen Bereich fallenden Strahlungsenergiefelds verstellbar sind;und- daß die Irisblendenvorrichtung (410) aufweist: eine erste Platte (416), die einen ersten Mittenbereich (420) zum Durchtritt von Strahlung begrenzt, und erste Führungsmittel (428, 436), eine zweite Platte (418), die einen zweiten Mittenbereich (422) zum Durchtritt von Strahlung begrenzt, und zweite Führungsmittel (432), Elemente (412, 438, 440, 442, 444) zum drehbaren Haltern der beiden Platten (416, 418) in einander zugewandter Lage, so daß der erste Mittenbereich (420) mit dem zweiten Mittenbereich (422) in Axialrichtung fluchtet, eine zwischen den beiden Platten (416, 418) angeordnete Blende (424, 426), die die zweite Apertur begrenzt und mechanisch mit den ersten und zweiten Führungsmitteln (428, 436, 432) gekoppelt ist, wobei die Führungsmittel so positioniert, ausgelegt und dimensioniert sind, daß sie die Breite und Orientierung der Apertur bei Rotation der Platten (416, 418) ändern.
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- 1986-01-21 IT IT8609316A patent/IT1216219B/it active
Cited By (1)
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