ES2283901T3 - Sistema y procedimiento de traslacion de haz laser. - Google Patents
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Abstract
Sistema de traslación del haz de luz (10) que comprende: una base fija (15, 16); un soporte de espejo trasladable (23, 24) que presenta unos medios para fijar un espejo (11, 14); una primera (27) y una segunda (28) palanca que presentan una unión pivotante, generalmente paralela y separada, con un punto de la base adyacente a sus primeros extremos, y con un punto del soporte de espejo adyacente a sus segundos extremos, formando de ese modo la primera y la segunda palanca un elemento de unión generalmente en forma de paralelogramo con la base y el soporte de espejo; cuatro pivotes de flexión (63) para proporcionar las uniones pivotantes, presentando cada pivote de flexión una parte gruesa (64, 65) orientada para alcanzar una estabilidad óptima, estando situados el primer (71) y el segundo (72) pivote de flexión en la intersección entre los primeros extremos de la primera y la segunda palanca y la base, de tal forma que las partes gruesas de la sección delantera de los pivotes quedan orientadas a lo largo del arco externo del pivote (71, 72), y el tercer (73) y el cuarto (74) pivote de flexión dispuestos en la intersección entre los segundos extremos de la primera y la segunda palanca y el soporte de espejo, de tal forma que las partes gruesas de la sección delantera de los pivotes quedan orientadas a lo largo del arco superior del pivote (73, 74); y unos medios para trasladar (100, 101, 102, 103) el soporte de espejo en un plano.
Description
Sistema y procedimiento de traslación de haz
láser.
La presente invención se refiere en general a
los sistemas láser y, más particularmente, a un sistema láser
utilizado para erosionar una superficie, tal como el tejido corneal
del ojo.
Los procedimientos para efectuar un barrido con
un haz láser sobre la superficie de la pieza de trabajo son
conocidos en la técnica. En el campo de la medicina oftálmica, por
ejemplo, la queratectomía fotorrefractiva (PRK) es un procedimiento
para la corrección por láser de las deficiencias de enfoque del ojo
mediante la modificación de la curvatura corneal, que generalmente
se lleva a cabo utilizando un haz de láser excimer de 193 nm de
longitud de onda, con el cual se efectúa la ablación de la pieza de
trabajo (es decir, del tejido corneal) en un procedimiento de
fotodescomposición. En el documento
US-A-5.980.513 (Alcon), se describe
un ejemplo de los dispositivos conocidos en la técnica.
En el documento
US-A-3.653.384 (American Optical
Corp.), se describe un dispositivo óptico trasladable linealmente
para dirigir un haz láser con una serie de tres espejos dispuestos
para reflejar el haz láser de forma consecutiva y obtener la
dirección de salida deseada. Uno de los espejos utiliza el
movimiento de traslación y los otros dos utilizan movimientos de
rotación alrededor de diferentes ejes, lo cual ofrece libertad para
dirigir el láser prácticamente en cualquier dirección.
Una vez que se ha determinado el patrón de
ablación para un ojo particular, el haz láser debe moverse con
rapidez y precisión. Asimismo, es deseable que los disparos del haz
láser permanezcan paralelos entre sí cuando el haz se traslada por
un plano X-Y. Además, puesto que el movimiento del
haz láser habitualmente se lleva a cabo utilizando espejos, que
deben ser sustituidos cada cierto tiempo, es deseable que el sistema
de traslación del láser presente componentes que puedan sustituirse
con facilidad y rapidez, y todavía más deseable, que dicha
sustitución pueda realizarse "in situ". Además, es
deseable que cuando se sustituyan dichos elementos, éstos
permanezcan alineados en su lugar y mantengan dicha alineación
durante su utilización. Actualmente, se utilizan pivotes de flexión
en forma de paralelogramo para mantener el sistema óptico de espejos
en una configuración perpendicular en relación con una superficie
para realizar el movimiento lateral. No obstante, en los sistemas
utilizados previamente, el desplazamiento del centro experimentado
por los pivotes durante la flexión creaba una desviación angular
indeseable que era suficiente como para evitar el uso de dichos
pivotes en una aplicación de barrido por láser que requiere el
nivel de
precisión necesario en el campo de la oftalmología.
precisión necesario en el campo de la oftalmología.
Según la presente invención, se proporciona un
sistema de traslación de un haz de luz según las reivindicaciones
adjuntas. Un láser de tratamiento y su sistema óptico de proyección
generan luz láser a lo largo de una trayectoria de haz original (es
decir, el eje óptico del sistema) a un nivel de energía adecuado
para el tratamiento del ojo. Un dispositivo de traslación óptica
desplaza la trayectoria de haz original según un patrón de barrido
específico, de tal forma que el haz original se desvía hasta una
trayectoria de haz resultante que es paralela a la trayectoria de
haz original. Un ajustador de ángulo óptico cambia el ángulo de la
trayectoria de haz resultante en relación con la trayectoria de haz
original, de tal forma que la luz láser incida en el ojo.
En la presente invención, el dispositivo de
traslación óptica comprende un sistema para trasladar la luz láser
de entrada por lo menos en una dirección, con gran precisión y
exactitud. El sistema de traslación del haz de luz comprende una
base fija y un soporte de espejo trasladable que presenta unos
medios para fijar un espejo.
Una primera y una segunda palanca presentan una
unión pivotante, generalmente paralela y separada con respecto a la
base y el soporte del espejo. Las palancas se fijan a la base por un
punto adyacente a sus primeros extremos, y al soporte de espejo,
por un punto adyacente a sus segundos extremos, formando de ese modo
la primera y la segunda palanca un elemento de sujeción que
generalmente adopta una forma de paralelogramo con la base y el
soporte del espejo.
Las uniones pivotantes se forman utilizando
cuatro pivotes de flexión. Cada pivote de flexión presenta una
parte gruesa que está orientada para obtener una estabilidad óptima
mediante la reducción al mínimo del descentramiento, orientando
preferentemente los pivotes en parejas para eliminar la desviación
ocasionada por el desplazamiento del centro de los pivotes cuando
éstos son sometidos a una rotación. Un primer y un segundo pivote de
flexión se sitúan en la intersección entre los primeros extremos de
la primera y la segunda palanca y la base, de tal forma que las
partes gruesas de la sección delantera de los pivotes quedan
orientadas a lo largo del arco externo del pivote. Un tercer y un
cuarto pivote de flexión se sitúan en la intersección entre los
segundos extremos de la primera y la segunda palanca y el soporte
de espejo, de tal forma que las partes gruesas de la sección
frontal de los pivotes quedan orientadas a lo largo del arco
superior del pivote.
También se proporcionan unos medios para
trasladar el soporte del espejo por un plano.
La Figura 1 es una vista en sección del sistema
óptico de proyección utilizado con la forma de realización del
láser de tratamiento oftálmico de la parte de descarga del haz láser
de la presente invención.
Las Figuras 2A y 2B ilustran unas vistas en
perspectiva seccionadas de la parte delantera y la parte trasera
del dispositivo, que ilustran la disposición óptica de los espejos
utilizados para generar desplazamientos de traslación en un haz de
luz a lo largo de dos ejes.
Las Figuras 3A y 3B son unas vistas en
perspectiva de la parte delantera y la parte trasera del dispositivo
de traslación del láser.
Las Figuras 4A y 4B son vistas esquemáticas por
delante y por detrás del dispositivo de traslación del láser.
La Figura 5 (técnica anterior) es una vista en
perspectiva parcialmente seccionada de un pivote de flexión.
La Figura 6 es una vista en planta desde arriba
del lado reflector del espejo.
La Figura 7 es una vista en planta desde arriba
de la cara no reflectante del espejo.
La Figura 8 es una vista en perspectiva de la
primera abrazadera.
La Figura 9 es una vista en perspectiva de la
segunda abrazadera.
La Figura 10 es una vista en perspectiva de la
primera abertura de acceso y la primera y la segunda
abrazaderas.
A continuación, se describirá una forma de
realización preferida de la presente invención con referencia a las
Figuras 1 a 10.
Un ejemplo de sistema de descarga de haz láser y
seguimiento del ojo 90 (Figura 1) puede comprender, por ejemplo,
los elementos descritos en la patente US nº 5.980.513, de
copropiedad con la presente solicitud. La parte de descarga de haz
láser del sistema incluye una fuente del láser de tratamiento 91, un
sistema óptico de proyección 92, un sistema óptico de espejos de
traslación X-Y 10, un controlador de la traslación
del haz 93, un divisor de haz dicroico 94 y un sistema óptico de
espejos para el ajuste del ángulo 95. Los impulsos láser se
distribuyen en disparos por encima del área que debe ser sometida a
ablación o erosión, preferentemente en una secuencia distribuida,
para obtener de ese modo la forma deseada del objeto o córnea.
Preferentemente, el haz láser de impulsos se desvía para dirigir
los disparos a una pluralidad de posiciones desplazadas
espacialmente de la superficie de la córnea para formar una
pluralidad de puntos de ablación espacialmente distribuidos. Cada
uno de estos puntos puede tener un diámetro predeterminado (por
ejemplo, 2,5 ó 1,0 mm) y puede presentar una distribución de
intensidad (definida, por ejemplo, por una distribución gaussiana o
un perfil de distribución generalmente plana a través del
punto).
Cuando la parte de descarga del haz del sistema
90 está en funcionamiento, la fuente del láser 91 genera un haz
láser 96 que incide sobre el sistema óptico de proyección 92. El
sistema óptico de proyección 92 ajusta el diámetro y la distancia
hasta el foco del haz 96, dependiendo de los requisitos del
procedimiento particular que se vaya a llevar a cabo.
Una vez que ha abandonado el sistema óptico de
proyección 92, el haz 96 incide en el sistema óptico de espejos de
traslación X-Y 10, y de ahí el haz 96 es trasladado
o desviado de forma independiente a lo largo de cada uno de los dos
ejes de traslación ortogonales, bajo control del controlador de
traslación del haz 93. El controlador 93 habitualmente es un
procesador programado con un conjunto predeterminado de traslaciones
o desplazamientos bidimensionales del haz 96, que dependen del
procedimiento oftálmico que se esté realizando. Cada uno de los
ejes X e Y de traslación es controlado de forma independiente, como
se explicará en detalle más adelante.
Un ejemplo de forma de realización de la
presente invención 10 está diseñado para ser utilizado, con un láser
de tratamiento 91 que comprende un láser excimer de 193 nanómetros
de longitud de onda, en un procedimiento oftálmico aplicado a la
pieza de trabajo (por ejemplo, el ojo 97). No obstante, debe tenerse
en cuenta que el procedimiento y el sistema de la presente
invención se aplican igualmente bien a piezas de trabajo distintas
al ojo y, asimismo, a otras fuentes de luz.
El sistema de traslación 10 (Figuras 2A a 4B) de
una forma de realización preferida comprende un dispositivo de dos
caras que contiene cuatro espejos 11 a 14, dos de los cuales 11, 14
pueden trasladarse para llevar a cabo una traslación
X-Y del haz de entrada 96, manteniendo el
paralelismo en el haz de salida 96'. La denominada "cara
delantera" del dispositivo 10 sostiene el primer espejo 11 y la
denominada "cara trasera" del dispositivo 10 sostiene el
segundo, el tercer y el cuarto espejo 12 a 14. Como resultará obvio
a los expertos en la materia, la dirección del haz de luz no es
importante y los haces de entrada y de salida pueden invertirse.
Las dos caras del dispositivo 10 presentan, cada
una, una base fija (en relación con el dispositivo 10) 15, 16 que
se fija a una placa que se extiende hacia arriba 17 y presenta un
orificio 18 desde la cara delantera 19 hasta la cara trasera 20
opuesta a la cara delantera 19. La cara delantera 19 de la placa
está situada junto al borde trasero 21 de la primera base 15, y la
cara trasera 20 de la placa está situada junto al borde delantero
22 de la segunda base 16.
Cada cara presenta además un soporte de espejo
trasladable que, en este caso, comprende un primer 23 y un cuarto
24 soporte de espejo, cada uno de los cuales comprende unos medios
para fijar un espejo 11, 14. Fijados a la segunda base 16, se
hallan un segundo 25 y un tercer 26 soporte de espejo que presentan
unos medios para fijar el segundo 12 y el tercer 13 espejo.
La situación relativa de los cuatro soportes de
espejo permite al primer espejo 11 recibir la luz de entrada 96
desde una dirección que generalmente es perpendicular al eje
longitudinal 27 del orificio 18, que en el caso ilustrado es
horizontal, y reflejar un haz de luz generalmente en dirección
horizontal a través del orificio 18. El segundo soporte de espejo
25 está colocado en una posición que permite al segundo espejo 12
recibir la luz reflejada generalmente en dirección horizontal desde
el primer espejo 11 a través del orificio 18, y reflejar la luz
generalmente en dirección horizontal y perpendicular a la luz
recibida desde el primer espejo 11. El tercer soporte de espejo 26
está colocado en una posición que permite al tercer espejo 13
recibir la luz reflejada generalmente en dirección horizontal desde
el segundo espejo 12 y reflejar la luz generalmente en dirección
descendente y generalmente perpendicular a la luz recibida desde el
segundo espejo 12. El cuarto soporte de espejo 24 está colocado en
una posición que permite al cuarto espejo 14 recibir la luz
reflejada en dirección descendente desde el tercer espejo 13, y
reflejar la luz generalmente en dirección horizontal para generar
un haz de salida 96' en una dirección generalmente paralela a la luz
de entrada 96.
La traslación de los soportes de espejo móviles
23, 24 se realiza utilizando un primer 27 y un segundo 28 conjunto
de palancas de la cara frontal, y un tercer 29 y un cuarto 30
conjunto de palancas de la cara trasera. Todos los conjuntos de
palancas 27 a 30 presentan una unión pivotante por uno de sus
extremos con sus respectivas bases 15, 16 y una unión pivotante por
el extremo opuesto con el respectivo soporte de espejo trasladable
23, 24. Cada conjunto de palancas 27 a 30 comprende un par de
palancas que generalmente se extienden hacia arriba y están
conectadas en paralelo y separadas una de la otra.
El primer 27 y el segundo 28 conjuntos de
palancas están situados en la cara frontal del dispositivo 10. Cada
uno de los conjuntos 27, 28 presenta una palanca delantera 31 sujeta
por sus extremos inferiores 33 a un punto adyacente del borde
delantero 32 de la primera base 15, y por sus extremos superiores,
34 a un punto adyacente del borde delantero 39 del primer soporte
de espejo 23. Cada uno de los conjuntos de palancas 27, 28 presenta
además una palanca trasera 35 que está fijada por sus extremos
inferiores 36 a un punto adyacente del borde trasero 21 de la
primera base 15, y por sus extremos superiores 38, a una posición
adyacente del borde trasero 37 del primer soporte de espejo 23. Las
respectivas palancas delantera 31 y trasera 35 del primer y el
segundo conjunto de palancas 27, 28 están conectadas entre sí por
medio de unas piezas en cruz 45 situadas entre los respectivos
extremos superiores 34, 38 e inferiores 33, 36 para crear una
estructura que adopta sustancialmente la forma de una "H". El
primer 27 y el segundo 28 conjunto de palancas forman conjuntamente
un elemento de unión pivotante delantero y trasero en forma de
paralelogramo, en la parte delantera y trasera de la primera base
15 y el primer soporte de espejo 23, respectivamente.
De modo parecido, el tercer 29 y el cuarto 30
conjunto de palancas están situados en la cara posterior del
dispositivo 10. Cada uno de los conjuntos 29, 30, presenta una
palanca delantera 47 sujeta por su extremo superior 50 a un punto
adyacente del borde delantero 22 de la segunda base 16, y por su
extremo inferior 53, a un punto adyacente del borde delantero 52
del cuarto soporte de espejo 24. Cada conjunto de palancas 29, 30
presenta además una palanca trasera 55 que está sujeta por su
extremo superior 58 a un punto adyacente del borde trasero 57 de la
segunda base 16, y por su extremo inferior 61, a un punto adyacente
del borde trasero 60 del cuarto soporte de espejo 24. Las
respectivas palancas delantera 47 y trasera 55 del tercer y el
cuarto conjunto de palancas 29, 30 están conectadas entre sí por
medio de unas piezas en cruz 63 situadas entre los respectivos
extremos superior 50, 58 e inferior 53, 61 para formar una
estructura que adopta sustancialmente la forma de una "H". El
tercer 29 y el cuarto 30 conjunto de palancas forman conjuntamente
un elemento de unión pivotante delantero y trasero en forma de
paralelogramo en la parte delantera y trasera de la segunda base 16
y el cuarto soporte de espejo 24, respectivamente.
Las conexiones pivotantes entre las bases 15, 16
y el primer y el cuarto soporte de espejo 23, 24 son proporcionadas
por dos conjuntos de pivotes de flexión 63, cada uno de los cuales
comprende (Figura 5), por ejemplo, un dispositivo tal como los
conocidos en la técnica y como el descrito con referencia a la
Figura 1 de la patente US nº 4.405.184. Se observará que cada
pivote 63 presenta dos "partes engrosadas" 64, 65, una en la
sección delantera 66 y otra en la sección trasera 67 del pivote 63
(en este caso también, los términos "delantera" y
"trasera" se utilizan para designar la ubicación respecto del
dispositivo 10, siendo los pivotes 63 sustancialmente simétricos).
Estas partes engrosadas 64, 65 se forman mediante soldadura fuerte o
soldadura blanda de los semicírculos internos con los círculos
externos en secciones opuestas, estando los semicírculos internos
separados entre sí, de tal forma que los círculos externos pueden
girar unos con respecto a los otros. Como se ha mencionado
anteriormente, una de las desventajas de estos pivotes 63 es que,
tras la rotación, las dos secciones se desplazan respecto del eje
longitudinal original 68 (dando lugar al denominado
"descentramiento"), lo cual a su vez desplaza los elementos
que se conectan mediante el pivote 63 respecto de sus orientaciones
originales.
A través de la experimentación, se ha comprobado
que una configuración óptima de dos conjuntos de pivotes 63 reduce
al mínimo dicho desplazamiento entre las bases 15, 16 y sus
respectivos soportes de espejo trasladables 23, 24, y experimenta
una desviación angular de los espejos y una reducción de la
precisión mínima, optimizando de ese modo la estabilidad. Para la
parte delantera del dispositivo 10, se proporciona un primer
conjunto de ocho pivotes de flexión para conectar el primer 27 y el
segundo 28 conjunto de palancas con la primera base 15 y el primer
soporte de espejo 23. El primer 71 y el segundo 72 pivote de flexión
se hallan situados en las intersecciones entre los extremos
inferiores 33 de las palancas delanteras 31 y la primera base 15,
de tal forma que las partes gruesas 64 de la sección delantera 66 de
los pivotes quedan orientadas a lo largo del arco externo del
pivote 71, 72. El tercer 73 y el cuarto 74 pivote de flexión se
hallan situados en la intersección entre los extremos superiores 34
de las palancas delanteras 31 y el primer soporte de espejo 23, de
tal forma que las partes gruesas 64 de la sección delantera 66 de
los pivotes quedan orientadas a lo largo del arco superior del
pivote 73, 74. El quinto 75 y el sexto pivote de flexión (no
representado) se hallan situados en la intersección entre los
extremos inferiores 36 de las palancas traseras 35 y la primera
base 15, de tal forma que las partes gruesas 64 de la sección
delantera 66 de los pivotes quedan orientadas a lo largo del arco
interno del quinto 76 y sexto pivotes. El séptimo 77 y el octavo 78
pivote de flexión se hallan situados en la intersección entre los
extremos superiores 38 de las palancas traseras 35 y el primer
soporte de espejo 23, de tal forma que las partes gruesas 64 de la
sección frontal 66 de los pivotes quedan orientadas a lo largo del
arco inferior del pivote 77, 78.
Para la parte trasera del dispositivo 10, se
proporciona un segundo conjunto de ocho pivotes de flexión para
conectar el tercer 29 y el cuarto 30 conjunto de palancas con la
segunda base 16 y el cuarto soporte de espejo 24. El primer 81 y un
segundo 82 pivote de flexión se hallan situados en la intersección
entre los extremos inferiores 61 de las palancas traseras 55 y la
segunda base 16, de tal forma que las partes gruesas 64 de la
sección delantera 66 de los pivotes quedan orientadas a lo largo del
arco superior del pivote 82, 82. El tercer 83 y el cuarto 84 pivote
de flexión se hallan situados en la intersección entre los extremos
superiores 58 de las palancas traseras 55 y el cuarto soporte de
espejo 24, de tal forma que las partes gruesas 64 de la sección
delantera 66 de los pivotes queda orientada a lo largo del arco
interno del pivote 83, 84. El quinto 85 y el sexto pivote de
flexión (no representado) se hallan situados en la intersección
entre los extremos inferiores 53 de las palancas delanteras 47 y la
segunda base 16, de tal forma que las partes gruesas 64 de la
sección delantera 66 de los pivotes quedan orientadas a lo largo del
arco inferior del quinto 85 y el sexto pivote. El séptimo 87 y el
octavo 88 pivote de flexión se hallan situados en la intersección
entre los extremos superiores 50 de las palancas delanteras 47 y el
cuarto soporte de espejo 24, de tal forma que las partes gruesas 64
de la sección delantera 66 de los pivotes quedan orientadas a lo
largo del arco externo del pivote 87, 88.
Mediante experimentación, se ha demostrado que
la orientación de los pivotes 71 a 78 detallada anteriormente es la
más adecuada para obtener una estabilidad óptima reduciendo al
mínimo el descentramiento. No obstante, los expertos en la materia
reconocerán que es posible diseñar otras configuraciones que
ofrecerán una estabilidad mejorada a través de la orientación
puramente aleatoria de los pivotes 63, por ejemplo, una imagen
especular de los anteriores o un desplazamiento de 90º de todos los
pivotes 63. Por lo tanto, la presente invención pretende abarcar
todas las orientaciones simétricas de los pivotes que eliminan el
desplazamiento del centro experimentado por los pivotes tras la
rotación.
Cada cara del dispositivo 10 incluye además unos
medios para trasladar los soportes de espejo trasladables 23, 24 en
un plano generalmente horizontal. En una forma de realización
preferida, los medios de traslación comprenden un motor monofásico
100, 101 y un accionador lineal 102, 103, respectivamente, dirigidos
por el motor 100, 101. La traslación del primer soporte de espejo
23 provoca un desplazamiento horizontal del haz, mientras que la
traslación del cuarto soporte de espejo 24 provoca un desplazamiento
vertical del haz.
Otra característica del dispositivo 10 es el
elemento de soporte de espejo que está diseñado para sostener, en
una orientación deseada, un espejo que presenta una superficie
reflectante plana, sin imponer sobre el espejo un esfuerzo de
flexión suficiente como para provocar una pérdida sustancial de
planaridad de la superficie reflectante. Los elementos de soporte
de espejo incorporados en los soportes de espejo 23 a 26 son
sustancialmente iguales entre sí, aunque su orientación se altera
para sostener cada uno de los espejos 11 a 14 en una orientación
deseada. Por esta razón, sólo se describirá en detalle el primer
soporte de espejo 23.
El soporte de espejo 23 está adaptado para
sostener el espejo 11 y permitir una fácil sustitución de éste. En
una aplicación particular, el espejo comprende una primera
superficie plana reflectante 104 y una segunda superficie plana no
reflectante 105 opuesta a la primera superficie 104 (Figuras 6 y 7).
La primera superficie 104 es sustancialmente elíptica, la segunda
superficie 105 es una elipse truncada que termina por la parte
trasera en una cara trasera sustancialmente plana 106 que se
extiende desde un borde trasero sustancialmente lineal 107 hasta
una sección arqueada 108 a lo largo de la parte trasera de la
primera superficie 104. La primera 104 y la segunda superficie 105
están desplazadas longitudinalmente (es decir, a lo largo de los
ejes principales) una respecto de la otra, quedando situado el
borde delantero de la primera superficie 104 por delante del borde
delantero de la segunda superficie 105. Una cara delantera, o borde,
109 se extiende hacia atrás desde el borde delantero de la primera
superficie 104 hasta el borde delantero de la segunda superficie
105. La primera superficie 104 forma un ángulo de aproximadamente
45º con la cara delantera 109.
El soporte de espejo 23 para sostener dicho
espejo 11 comprende una primera 110 y una segunda 114 abrazadera en
forma de anillo fijadas dentro de la base del soporte de espejo, que
en la presente forma de realización comprende un receptáculo
generalmente cilíndrico en el soporte de espejo 23. La primera
abrazadera 110 (Figura 8) presenta tres zonas de apoyo generalmente
coplanares 111 a 113, contra las cuales se apoyará el lado
reflectante 104 del espejo 11. La segunda abrazadera 114 (Figura 9)
presenta dos superficies 115, 116 en un plano generalmente paralelo
a las zonas de apoyo de la primera abrazadera 111 a 113 que se
utilizan para apoyar la cara delantera 109 del espejo 11. Cada una
de las superficies 115, 116 comprende una sección cóncava
sustancialmente cilíndrica para sostener la cara delantera 109.
Además, cada una de las superficies 115, 116 generalmente ocupa una
posición opuesta a una respectiva zona de apoyo 111, 112. Estos
pares 115, 111; 116, 112 están orientados en caras opuestas del
espejo 11 y también en caras diametralmente opuestas del receptáculo
23. Además, estos pares 115, 111; 116, 112 sirven para mantener el
espejo 11 separado del soporte de espejo 23.
Un tornillo de montaje extraíble 117 atraviesa
el soporte de espejo 23. Se utiliza un par de arandelas de
dimensiones adecuadas para la introducción del tornillo de montaje
117, que se colocan generalmente en una posición opuesta a la
tercera zona de apoyo 113 contra la pared externa 118 del soporte de
espejo 23. En una forma de realización preferida, las arandelas
comprenden una arandela deformable (por ejemplo, de goma) 119 y una
arandela metálica (por ejemplo, de aluminio) 119', colocándose la
arandela deformable 119 contra la pared 118 y colocándose la
arandela metálica 119' contra la cabeza del tornillo. La arandela
deformable 119 se sitúa en una posición opuesta a la tercera zona
de apoyo 113. La arandela deformable 119 entra en contacto con la
primera superficie del espejo 104 en un punto 120 del extremo
trasero del eje principal de ésta. La zona de apoyo opuesta 113
sirve de soporte para un punto 120' opuesto al punto 120 de la
superficie trasera 106 del espejo 11. Esta disposición mantiene el
espejo 11 en contacto con las zonas de apoyo 111 a 113 y las
superficies 115, 116 en una orientación predeterminada, y mantiene
sujeto (con posibilidad de extracción) el espejo 11 dentro del
soporte de espejo 23 sin imponer sobre el espejo 11 ningún esfuerzo
de flexión significativo.
Para obtener la orientación de los espejos
deseada, el primer 23 y el segundo 24 soporte de espejo se orientan
de tal forma que el primer 11 y el segundo 12 espejo quedan situados
con las superficies reflectantes 104 en un plano generalmente
vertical y, por lo tanto, paralelas entre sí, formando asimismo un
ángulo de aproximadamente 45 grados con la placa 17 (véase la
Figura 2A). El tercer 25 y el cuarto 26 soporte de espejo se
orientan de tal forma que el tercer 13 y el cuarto 14 espejo quedan
situados con las superficies reflectantes 104 paralelas entre sí y
desplazadas del eje del plano vertical 17 en un ángulo de
aproximadamente 45 grados (véase la Figura 2B). Además, el tercer
soporte de espejo 25 está adaptado para orientar la superficie
reflectante 104 del tercer espejo 13 en una posición
aproximadamente perpendicular a la placa 17 y formando un ángulo de
aproximadamente 45 grados con la superficie reflectante 104 del
segundo espejo 12.
Para permitir que la luz pase a través del
dispositivo 10 y entre en contacto con los espejos 11 a 14 de la
forma deseada, y para permitir asimismo el acceso a los espejos 11 a
14 con el objetivo de facilitar su sustitución (por ejemplo,
"in situ"), se proporcionan una pluralidad de aberturas
en los soportes de espejo 23 a 26. Una de las aberturas para el haz
de entrada 121 se sitúa de tal forma que la luz pueda entrar en el
primer soporte de espejo 23 e incidir en el primer espejo 11. Una
primera abertura de acceso 122 permite la sustitución del primer
espejo 11. Una primera abertura reflectante 123 permite que la luz
reflejada en el primer espejo 11 pase a través del orificio de la
placa 18. La luz del primer espejo 11 entra en el segundo soporte de
espejo 25 por medio de la abertura 124. El segundo espejo 12 es
sustituido por medio de la segunda abertura de acceso 125, y la luz
de salida pasa a través de la abertura 126 y entra en la abertura
127 hasta llegar al tercer soporte de espejo 26. La luz del tercer
espejo 13 sale por la abertura 128, y el tercer espejo 13 es
sustituido por medio de la tercera abertura de acceso 129. La luz
que entra en el cuarto soporte de espejo 24 pasa a través de la
abertura 130 y sale por la abertura 131. El cuarto espejo 14 es
sustituido por medio de la cuarta abertura de acceso 132.
La primera 110 y la segunda 114 abrazadera de
montaje (Figuras 8 y 9) están construidas de forma similar para
permitir el paso de luz a través de las mismas, y comprenden una
estructura en forma de anillo doblado cada una. La primera
abrazadera 110 comprende una sección cilíndrica que presenta una
superficie externa 133 de dimensiones adecuadas para entrar en
contacto con la superficie interna 134 del soporte de espejo 23. Una
primera sección 135 de la primera abrazadera 110 presenta un borde
136 que es sustancialmente plano, salvo en las zonas de apoyo
dirigidas hacia fuera 111 a 113. El borde 136 termina en la primera
111 y la segunda 112 zona de apoyo en puntos opuestos 137, 138. Una
segunda sección 139 de la primera abrazadera 110 se halla dispuesta
aproximadamente perpendicular a la primera sección 135 de los puntos
137, 138 y sirve de soporte para la primera sección 135 cuando se
aplica fuerza a la misma. Por lo tanto el "punto de doblado"
del anillo se encuentra en los puntos opuestos 137, 138. Junto a la
tercera zona de apoyo 113, se halla un orificio 140 para permitir
la introducción del tornillo de
montaje 117.
montaje 117.
La segunda abrazadera 114 está "doblada"
por dos puntos 150, 151, comprende una primera sección 141 y una
segunda sección 142 que contactan entre sí formando un ángulo
oblicuo y presenta una superficie externa 143 con las dimensiones
adecuadas para entrar en contacto con la superficie interna 134 del
soporte de espejo 23.
Además del soporte proporcionado por las zonas
de apoyo opuestas 111 a 113, las superficies 115, 116 y la arandela
119, se dispone de una ranura 144 formada mediante la yuxtaposición
de la primera 111 y la segunda abrazadera 112. En la Figura 10, se
ilustra la parte inferior del primer soporte de espejo 23. Como
puede observarse, gracias a la configuración de la primera 110 y la
segunda abrazadera 114, se forma una ranura 144 entre la primera
zona de apoyo 111 y la primera superficie 115, dentro de la cual
puede deslizarse el borde inferior 145 del primer espejo 11 (Figura
6), aunque sin llegar a tocar el primer soporte de espejo 23, que
se mantiene suspendido y separado del soporte mediante la
cooperación de los respectivos pares de zona de apoyo/superficie
115, 111; 116, 112. Debe observarse que la orientación de la ranura
144, representada mediante una línea discontinua 146, define la
verticalidad de la superficie reflectora 104 y también el ángulo de
45 grados con la placa 117.
Aunque la presente invención ha sido descrita
con referencia a una forma de realización particular, ésta admite
numerosas variantes y modificaciones que resultarán muy evidentes a
los expertos en la materia, a tenor de la información proporcionada
en la presente memoria. Por consiguiente, deberá tenerse en cuenta
que, dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas, la
presente invención puede llevarse a la práctica de formas
diferentes a las descritas en la presente memoria.
Claims (14)
1. Sistema de traslación del haz de luz (10)
que comprende:
una base fija (15, 16);
un soporte de espejo trasladable (23, 24) que
presenta unos medios para fijar un espejo (11, 14);
una primera (27) y una segunda (28) palanca que
presentan una unión pivotante, generalmente paralela y separada,
con un punto de la base adyacente a sus primeros extremos, y con un
punto del soporte de espejo adyacente a sus segundos extremos,
formando de ese modo la primera y la segunda palanca un elemento de
unión generalmente en forma de paralelogramo con la base y el
soporte de espejo;
cuatro pivotes de flexión (63) para proporcionar
las uniones pivotantes, presentando cada pivote de flexión una
parte gruesa (64, 65) orientada para alcanzar una estabilidad
óptima, estando situados el primer (71) y el segundo (72) pivote de
flexión en la intersección entre los primeros extremos de la primera
y la segunda palanca y la base, de tal forma que las partes gruesas
de la sección delantera de los pivotes quedan orientadas a lo largo
del arco externo del pivote (71, 72), y el tercer (73) y el cuarto
(74) pivote de flexión dispuestos en la intersección entre los
segundos extremos de la primera y la segunda palanca y el soporte de
espejo, de tal forma que las partes gruesas de la sección delantera
de los pivotes quedan orientadas a lo largo del arco superior del
pivote (73, 74);
y
y
unos medios para trasladar (100, 101, 102, 103)
el soporte de espejo en un plano.
2. Sistema de traslación según la
reivindicación 1, en el que:
el primer y el segundo conjunto de palancas (27,
28) presentan una unión pivotante con la base por sus extremos
inferiores, y una unión pivotante con el soporte del espejo (23) por
sus extremos superiores, comprendiendo cada conjunto de palancas un
par de palancas que generalmente se extienden en sentido ascendente,
conectadas por lo general en paralelo y separadas entre sí, estando
unida la palanca delantera (31) por un punto adyacente al borde
delantero (32) de la base (15) y el soporte de espejo, y la palanca
trasera (35), por un punto adyacente al borde trasero (21) de la
base (15) y el soporte de espejo, formando de ese modo el primer y
el segundo conjunto de palancas un elemento de unión delantero y
trasero en forma de paralelogramo en la parte delantera y la parte
trasera de la base y el soporte de espejo, respectivamente;
y
y
comprendiendo asimismo un quinto (75) y un sexto
(76) pivote de flexión situados en la intersección entre los
extremos inferiores (36) de las palancas traseras y la base, de tal
forma que las partes gruesas de la sección delantera de los mismos
quedan orientadas a lo largo del arco externo del pivote (75 y 76),
y un séptimo (77) y un octavo (78) pivote de flexión situados en la
intersección entre los extremos superiores (38) de las palancas
traseras y el soporte de espejo, de tal forma que las partes gruesas
de la sección delantera de los pivotes quedan orientadas a lo largo
del arco superior del pivote (77, 78).
3. Sistema de traslación según la
reivindicación 1, en el que los medios de traslación comprenden un
motor monofásico (100, 101) y un accionador lineal (102, 103)
accionado por el motor, estando fijado el accionador en una
relación que produce un movimiento con respecto al soporte de
espejo.
4. Sistema de traslación según la
reivindicación 1, en el que los medios de fijación del soporte de
espejo comprenden una abrazadera (110, 114) para colocar un espejo
(11) que presenta una superficie reflectante generalmente plana
(104), de tal forma que la superficie reflectante queda situada
generalmente en un plano vertical, para trasladar la luz de entrada
(96) en un plano horizontal.
5. Sistema de traslación según la
reivindicación 1, en el que los medios de fijación del soporte de
espejo comprenden una abrazadera (110, 114) para colocar un espejo
(11) que presenta una superficie reflectante generalmente plana
(104), de tal forma que la superficie reflectante queda situada en
un plano que forma un ángulo de aproximadamente 45 grados con el
plano vertical, para trasladar la luz de entrada (96) por el plano
vertical.
6. Sistema de traslación según la
reivindicación 1, en el que el soporte de espejo (23) comprende unos
medios para retener un espejo que presenta una superficie
reflectante plana (104), en una orientación deseada, sin imponer
sobre el espejo un esfuerzo de flexión suficiente como para provocar
la pérdida sustancial de planaridad de la superficie
reflectante.
7. Sistema de traslación según la
reivindicación 6, en el que los medios para sostener el espejo
comprenden:
una base del soporte de espejo (23);
una primera abrazadera (110) fijada a la base
del soporte de espejo que presenta tres zonas de apoyo generalmente
coplanares (111, 112, 113) contra las cuales se apoya la superficie
reflectante del espejo;
una segunda abrazadera (114) fijada al soporte
de espejo que presenta dos superficies (115, 116) conformadas para
soportar de forma adecuada un borde del espejo (11) contra las
mismas opuestas a la superficie reflectante, ocupando cada una de
las dos superficies generalmente una posición opuesta a una
respectiva zona de apoyo (111, 112);
un tornillo de montaje extraíble (117) dispuesto
a través del soporte de espejo; y
una arandela (119) con las dimensiones adecuadas
para permitir la introducción del tornillo de montaje, que puede
colocarse generalmente en una posición opuesta a una tercera zona de
apoyo (113) contra la pared externa (118) del soporte de montaje,
permitiendo la colocación de la arandela para mantener el espejo en
contacto con las zonas de apoyo y las superficies en una
orientación predeterminada, y pudiendo funcionar las zonas de
apoyo, las superficies y la arandela para mantener, con posibilidad
de extracción, el espejo dentro del soporte de espejo sin imponer
sobre éste un esfuerzo de flexión suficiente como para provocar la
pérdida sustancial de planaridad de la superficie reflectante
(104).
8. Sistema de traslación según la
reivindicación 7, en el que la primera (110) y la segunda abrazadera
(114) cooperan para mantener el espejo (11) separado con respecto a
la base del soporte de espejo
(23).
(23).
9. Sistema de traslación según la
reivindicación 8, en el que la segunda abrazadera (114) está
conformada para sostener el borde no reflectante (109) del espejo,
entrando en contacto dicho borde no reflectante con la superficie
reflectante con un ángulo de 45 grados aproximadamente.
10. Sistema de traslación según la
reivindicación 9, en el que cada una de las superficies comprende
una sección cóncava sustancialmente cilíndrica.
11. Sistema de traslación según la
reivindicación 2, en el que:
la base comprende una primera base (15) y
comprende asimismo una placa que se extiende hacia arriba (17) que
presenta un orificio (18) que la atraviesa desde la cara delantera
(19) hasta la cara trasera (20) opuesta a la cara delantera,
estando situada la cara delantera de la placa en una posición
adyacente al borde trasero (21) de la primera base, y una segunda
base (16) que presenta un borde delantero adyacente a la cara
trasera de la placa; en el que:
el soporte de espejo comprende un primer soporte
de espejo (23) situado en una posición que permite al primer espejo
(11) recibir la luz de entrada desde una dirección generalmente
perpendicular al eje longitudinal del orificio, y reflejar el haz
de luz en una dirección generalmente horizontal a través del
orificio, y comprende asimismo:
un segundo soporte de espejo fijo (25) y un
tercer soporte de espejo fijo (26) fijados a la segunda base (16),
que presentan unos medios para fijar un segundo (12) y un tercer
(13) espejo, respectivamente, estando situado el segundo soporte de
espejo de tal forma que permite al segundo espejo (12) recibir la
luz reflejada generalmente en dirección horizontal desde el primer
espejo a través del orificio de la placa, y reflejar la luz
generalmente en dirección horizontal, estando situado el tercer
soporte de espejo de tal forma que permite al tercer espejo (13)
recibir la luz generalmente en dirección horizontal desde el segundo
espejo, y reflejar la luz generalmente en dirección
descendente;
descendente;
un cuarto soporte de espejo trasladable (24) que
presenta unos medios para fijar un cuarto espejo (14), estando
situado el cuarto soporte de espejo de tal forma que permite al
cuarto espejo recibir en dirección descendente la luz reflejada en
el tercer espejo y reflejar la luz generalmente en dirección
horizontal y generalmente en paralelo con respecto a la luz de
entrada;
un tercer y un cuarto conjunto de palancas (29,
30) que presentan una unión pivotante por sus extremos superiores
con la segunda base (16), y una unión pivotante por sus extremos
inferiores con el cuarto soporte de espejo, comprendiendo tanto el
tercer como el cuarto conjunto de palancas un par de palancas que se
extienden generalmente en dirección ascendente, conectadas
generalmente en paralelo y separadas entre sí, estando unida la
palanca trasera (55) a la segunda base y al cuarto soporte de
espejo por un punto adyacente al borde trasero (57) de la segunda
base y el cuarto soporte de espejo, y la palanca delantera (47), a
la segunda base y al cuarto soporte de espejo por un punto
adyacente al borde delantero (22) de éstos, formando de ese modo el
primer y el segundo conjunto de palancas un elemento de unión
delantero y trasero en forma de paralelogramo en la parte delantera
y la parte trasera de la segunda base y el cuarto soporte de espejo,
respectivamente;
un segundo conjunto de ocho pivotes de flexión
(63) para proporcionar las uniones pivotantes, presentando cada
pivote de flexión una parte gruesa (64, 65) orientada para obtener
una precisión óptima, estando situados el primer (81) y el segundo
pivote de flexión (82) en la intersección entre los extremos
inferiores (61) de las palancas traseras (55) del tercer y el
cuarto conjunto de palancas y la segunda base, de tal forma que las
partes gruesas de la sección trasera (67) de los mismos quedan
orientadas a lo largo del arco inferior del pivote, el tercer (83)
y el cuarto pivote de flexión (84), en la intersección entre los
extremos superiores (58) de las palancas traseras del tercer y el
cuarto conjunto de palancas y el cuarto soporte de espejo, de tal
forma que las partes gruesas de la sección trasera de los mismos
quedan orientadas a lo largo del arco externo del pivote, el quinto
(85) y el sexto pivote de flexión (86), en la intersección entre los
extremos inferiores (53) de las palancas delanteras y la segunda
base, de tal forma que las partes gruesas de la sección delantera
(66) de los mismos quedan orientadas a lo largo del arco inferior
del pivote, y el séptimo (87) y el octavo pivote de flexión (88),
en la intersección entre los extremos superiores (50) de las
palancas delanteras del tercer y el cuarto conjunto de palancas y
el cuarto soporte de espejo, de tal forma que las partes gruesas de
la sección delantera de los pivotes quedan orientadas a lo largo del
arco externo del
pivote; y
pivote; y
unos medios (100, 101, 102, 103) para trasladar
el cuarto soporte de espejo por un plano generalmente
horizontal.
12. Sistema de traslación según la
reivindicación 9, en el que:
los medios de fijación del primer soporte de
espejo (23) comprenden una abrazadera (110, 114) para colocar un
primer espejo (11) que presenta una superficie reflectante
generalmente plana (104), de tal forma que la superficie
reflectante se halla en un plano vertical generalmente plano;
los medios de fijación del segundo soporte de
espejo (25) comprenden una abrazadera (110, 114) para colocar un
segundo espejo (12) que presenta una superficie reflectante
generalmente plana (104), de tal forma que la superficie
reflectante se halla en un plano vertical generalmente plano; y
los medios de fijación del tercer (26) y el
cuarto (24) soporte de espejo comprenden cada uno una abrazadera
(110, 114) para colocar un tercer (13) y un cuarto espejo (14) que
presentan unas superficies reflectantes generalmente planas, de tal
forma que las superficies reflectantes son paralelas entre sí y se
hallan desplazadas con respecto al eje del plano vertical,
utilizándose el movimiento del cuarto espejo para trasladar la luz
(96') reflejada en el tercer espejo por un plano vertical.
13. Sistema de traslación según la
reivindicación 12, en el que:
las abrazaderas del primer y el segundo soporte
de espejo (110, 114) están adaptadas para orientar las superficies
reflectantes (104) del primer y el segundo espejo con un ángulo de
aproximadamente 45 grados con respecto a la placa (17); y
la abrazadera del tercer soporte de espejo (110,
114) está adaptada para orientar la superficie reflectante (104)
del tercer espejo con un ángulo aproximadamente recto con respecto a
la placa y con un ángulo de aproximadamente 45 grados con respecto
a la superficie reflectante del segundo espejo, y la abrazadera del
cuarto soporte de espejo (110, 114) está adaptada para orientar la
superficie reflectante (104) del cuarto espejo en una posición
aproximadamente paralela a la superficie reflectante del
tercer
espejo.
espejo.
14. Procedimiento para trasladar un espejo (11
a 14) por un plano utilizando el sistema según la reivindicación 1,
que comprende las etapas siguientes:
fijar un espejo (11) en el soporte de
espejo
trasladable (23); y
trasladable (23); y
trasladar el soporte de espejo por un plano
generalmente paralelo a la base fija (15).
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