可变色非相干对准线及十字准线发生器制造技术

一种对准装置包括非相干光源、第一凸透镜、镜棒和第二凸透镜。非相干光源发出被第一凸透镜接受的非相干光，第一凸透镜产生低发散光束。低发散光束被引导向镜棒，镜棒把光束反射到第二凸透镜，第二凸透镜把光束聚焦成会聚光束。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本应用针对一种用于从非相干光源产生可变色光束的装置。更具体地，本公开涉及从一个LED、多个LED或其它非相干光源产生对准线或十字准线，用于关于病人与造像和 /或治疗设备间的对准的医疗领域和关于对准光束或平面的建造及安全领域。
技术介绍
在医疗业，以及其它如建造和军事应用的多种产业中，经常使用诸如激光器的相干光源用于对准和/或确定目标的应用。在这些应用中，经常使用激光光源作为光束发生器来产生足够亮度、窄度、和景深的光束。然而，通常诸如气体激光器的许多相干光发生器比诸如白炽灯的非相干光源大且贵。而且，气体激光光源在典型地更高的电压下要求更多的电力。这些限制在病人对准领域中刺激了从气体激光到二极管激光的较近期的转变。虽然气体激光和二极管激光具有各种可见光波长，使用者将这些波长感知为各种颜色，但是激光光源是用以产生单一光波长的。在各种确定目标和对准的应用中，这是限制性的。光束所指向的人或物可能具有不同的光反射率或者吸收特性。因此，取决于光束所指向的对象或目标，对特定的光波长或者颜色的感知可以是较易或者较难的。通常在对准或确定目标的应用中，由于十字准线在两个平面提供了对准的指示， 十字或者十字准线光束优于光的点或光的线。当需要十字准线时，可能要求使用两个相干光源发生器。或者，要求一个复杂的分束的光学配置来沿两个光路引导光，仅为再次对准它们以形成十字准线。这些实施仅仅进一步地增加了对准或确定目标的装置的大小和费用。
技术实现思路
本公开涉及一种使用非相干光源的可变光束发生器。在此公开的光束发生器的一个实施例包括非相干光源和凸柱面透镜。凸柱面透镜把来自非相干光源的光投射成对准线。在此公开的一个实施例中，光束发生器可以还包括在光束通过柱面透镜后放置在光束中的棱镜。可以放置并且控制棱镜以使光束分开并使光束的一部分相对于另一部分转动来产生十字准线。在光束发生器的另一个实施例中，一个非相干光源向水平取向的柱面透镜提供光，另一个非相干光源向竖直取向的柱面透镜提供光，来分别形成水平的和竖直的光束。可以通过使用一个或多个镜子在一个取向上引导光束，以在对象上形成十字准线。在公开的光束发生器的又一个实施例中，非相干光源包含具有多个不同颜色的非相干光源的阵列。可以作为一个整体地或者单独地控制阵列的光源以控制发生器产生的光束的颜色。附图说明图1是描绘了十字准线发生器的一个实施例的系统图示；图2描绘了十字准线发生器的另一个实施例；图3描绘了具有低深度侧形的十字准线发生器的一个实施例；图4描绘了具有多色非相干线形光源的十字准线发生器的一个实施例；图5是描绘了不同光波长在具有不同黑色素等级的人类皮肤上的反射率的图示。具体实施例方式图1是在此公开的光束发生器的一个实施例的示意图。光束发生器10包括非相干光源12。非相干光源12可以包括一个或多个非相干光的光源，此光源可以包括要么白炽的、光纤的、要么LED的非相干光源。如果有多个非相干光源，在非相干光源12中排列单光源以形成可以是线形阵列的光源阵列。可以独立地控制多个光源的每一个，或者作为一个整体地控制多个光源，来进一步地操纵光源12产生的非相干光的强度。为了便于对组合光源12的激发或强度和波长的这种控制，连接光源12到控制电路14，控制电路14依次地连接到电源16。控制电路14可以包括兼具硬件和软件控制的实施以履行控制功能。在一个实施例中，连接处理器到计算机可读介质，此介质存储了计算机可读代码，或者固件，通过处理器的执行，此程序或固件操作控制电路14的硬件以控制传送到光源12的电力以及光源12的单个元件的激发。控制电路14控制了光源12以可选择性地激发或者不激发光源12内的单光源。在另外的实施例中，控制电路14以脉冲宽度调制(PWM)的直流电流(DC)操作光源12，以使驱动光源12的电流的占空比可以被改变来控制光源12内的特定的光源的强度。在此实施例中，光源12能够提供各种色彩和波长的非相干光。可以通过使用诸如多色(例如红-绿-蓝(RGB)或红-绿-蓝-黄褐(RGBA))或白色LED的单一光源实现它。 或者，光源12可以包含单色光源的线形阵列。可以操作控制电路14来控制光源12的阵列的单光源以激发一个或多个色光源来获得在对准十字准线42中需要的光色和强度。如果使用一个或多个白色LED，可以通过控制电路14控制白光的强度，而通过使用透明的滤色片/轮(未图示)控制光色。光源12通常产生非相干光的宽发散光束30。引导这些光束30穿过凸柱面透镜 18。柱面透镜使来自光源12的非相干光准直以产生低发散度的光束32。可以从各种大小和长度上选择柱面透镜18以适当地匹配光源12的大小和来自光源12的光的散布。这使得柱面透镜18尽可能多地接受以及准直来自光源12的光。柱面透镜18可以是平凸柱面透镜或双凸柱面透镜。并非意图为限制，柱面透镜18优选地是整个的柱面透镜。如果光源 12是包含不同颜色的光源的阵列，柱面透镜18将帮助把来自每个光源的发散光束30组合成颜色充分均勻的光束32。来自柱面透镜18的光束32被引导向柱面镜棒20。镜棒20是凸柱面反射的反射棒。当光束32从柱面镜棒20反射出来，光束34急剧地发散并弱化光源12的像。放置柱面透镜18以在光束32和从镜棒20反射出来的光束34之间形成角θ。对光束32和光束34之间的角θ的控制影响了反射光束34的最后性质。优选地，角θ是锐角。角θ越尖锐，光束32的越多的强度被反射到光束34。增大角θ导致光束34的减少的强度和更大的弱化效应，这导致了形成较淡的对准线。光束34从柱面镜棒20反射出来并被引导向凸柱面透镜22。柱面透镜22可以是平凸柱面透镜或双凸柱面透镜。柱面透镜22使从柱面镜棒20反射出来的发散光束34聚焦，并使此光形成慢会聚光束36。来自柱面透镜22的慢会聚光束36被引导向棱镜沈。来自柱面透镜22的一半光绕过棱镜26，以原取向上形成了第一平面。穿过棱镜沈的另一半光被旋转，以转动的取向形成光的第二平面40。这样，棱镜把来自柱面透镜22的光的光束 36分开以形成两个相交的光平面。为了形成两个等长、交叉的光平面，必须把棱镜沈沐浴在光中以使等量的光强度被引导穿过棱镜沈及绕过棱镜26。在一个实施例中，柱面透镜22可以在部分的柱面透镜 22上包括一个或多个不透光涂层(未图示)以使从柱面透镜22发出的光束成形，并防止不需要的光折射。然而，需要指出把透镜22的光阑闭合为过窄的缝隙以使穿过棱镜沈和绕过棱镜26的光强度不平衡，会使十字准线的一条线的长度相对于另一条大大地缩短。棱镜沈，它在一个实施例中是直角或道威棱镜，被放在从柱面透镜22发出的光束 36的路径中。放置棱镜沈以使棱镜的90°顶点和它的底边(典型地是它的长轴)处于光轴的中心上，一个45°面朝向光线的上游方向，另一个45°面朝向光线的下游方向。当以这种方式放置的时候，围绕光轴旋转直角道威棱镜45°会引起照在棱镜沈上的光束部分围绕光轴旋转90°。这样，来自柱面透镜22的光平面被分成两部分绕过棱镜沈的光平面38保持光束的原取向，而穿过棱镜沈的光平面40被旋转了 90°以使它垂直于其原平面取向。这样，单一光束被分成两个垂直的、相交的光平面。在一个实施例中，通过使用环绕棱镜沈的环形底座(未图示)，或其它光学安装系统，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡尔·施艾本格来伯，大卫·施默克，肯尼思·弗里曼，
申请(专利权)人：盖麦克斯公司，
类型：发明
国别省市：