專利名稱：瞄準系統(tǒng)和瞄準的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的背景1.本發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明一般涉及瞄準的系統(tǒng)和方法。例如，本發(fā)明可用來瞄準在一表面后的區(qū)域。
2.相關(guān)技術(shù)的討論在現(xiàn)有技術(shù)中，美國專利5,320,111和5,316,014公開了用來定位和引導(dǎo)活體組織穿刺針相對于具有一瘤的一X射線樣本與針接合的一種方法和儀器。利用交叉激光束來標記瘤的位置并沿垂直路徑引導(dǎo)活體組織穿刺針。當補償裝置改變激光束方向以使它們保持在一瞄準區(qū)域或消除任何視差時，激光束源沿正交路徑可移動。這就是說，激光束的角坐標在不同的坐標位置調(diào)節(jié)到不同的角度，以使針沿跟隨直線路徑的一部分從X射線點源通過損害處并至X射線膠片。這樣，針尖端不會轉(zhuǎn)移至一小損害的一側(cè)。
這種現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)和方法的缺點，例如是它們難于精確地和快速地校準。
發(fā)明概要本發(fā)明包括一具有一穿透光束發(fā)射器、一穿透光束接收器和一可調(diào)節(jié)瞄準組件(targeting assembly)的瞄準系統(tǒng)。該瞄準組件在由發(fā)射器發(fā)射的穿透光束的光路內(nèi)具有一瞄準標記(targeting marker)。該瞄準標記對由發(fā)射器發(fā)射的穿透光束至少部分地不透明，且在瞄準區(qū)域上指示一瞄準點。瞄準組件還包括一瞄準光束裝置，它能提供一沿瞄準軸線(target axis)的瞄準光束。
此外，本發(fā)明包括校準一瞄準系統(tǒng)，諸如以上所述的系統(tǒng)用的一方法，以及瞄準一關(guān)注區(qū)域(area of interest)的一種方法。
附圖的簡要說明為了更完全地理解本發(fā)明的特性和目標，現(xiàn)將參考以下結(jié)合附圖的詳細描述，
其中

圖1是按照本發(fā)明的一系統(tǒng)的立體圖；圖2是圖1所示的系統(tǒng)的另一立體圖；圖3是圖1和圖2所示的系統(tǒng)的示意性立體圖，示出部分的瞄準組件；圖4是按照本發(fā)明的部分的瞄準組件的示意性立體圖；圖5是一瞄準光束裝置的示意性圖；圖6是一其上具有三個校準X射線靶的襯墊；圖7至10是闡明本發(fā)明基礎(chǔ)概念的立體圖；圖11A，11B和11C示出一種按照本發(fā)明校準一系統(tǒng)用的方法；以及圖12A和12B示出一種使用按照本發(fā)明的一系統(tǒng)瞄準一關(guān)注區(qū)域用的方法。
本發(fā)明的詳細描述圖1和2示出一按照本發(fā)明的系統(tǒng)。圖1和2所示的系統(tǒng)具有一穿透光束發(fā)射器10、一穿透光束接收器13和一瞄準組件16。圖3是圖1和圖2所示系統(tǒng)的簡圖，為清楚起見僅描繪部分的瞄準組件16。圖4示出按照本發(fā)明的一實施例的另一部分的瞄準組件16。
圖1至3示出一穿透光束19從穿透光束發(fā)射器10發(fā)射至穿透光束接收器13的路徑。穿透光束發(fā)射器可包括一通常稱之為點源(point source)78的穿透光束19的光源。例如，穿透光束發(fā)射器10可發(fā)射X射線。穿透光束接收器13可為一圖像增強器。具有一X射線發(fā)射器和圖像增強器的一設(shè)備的實例是諸如由位于猶他州鹽湖城的OEC醫(yī)學(xué)系統(tǒng)公司制造的、型號為″9800″的熒光屏。
瞄準組件16允許一瞄準軸線24在四個自由度中移動。例如，瞄準組件的諸分量可以是沿兩個方向平移和繞兩軸線轉(zhuǎn)動，如圖3中的箭頭所示，下面將作更詳細地描述。平移的方向可彼此垂直。轉(zhuǎn)動的軸線可彼此垂直。
瞄準組件16包括在穿透光束19的路徑內(nèi)在發(fā)射器10與接收器13之間的一瞄準標記22。該瞄準標記22對由發(fā)射器10發(fā)射的穿透光束19至少部分地不透明。如果穿透光束19是一X射線束，那么瞄準標記22可以是兩垂直的對X射線不透明材料(諸如，鉛)的金屬線。瞄準標記22在瞄準軸線24(見圖4和5)上指示一瞄準點26。例如，如果瞄準標記22由兩垂直金屬線組成，那么，瞄準點26可為兩垂直金屬線的相交點(如果它們延伸而相交的話)。在本發(fā)明的一實施例中，瞄準點26在瞄準組件16的一對轉(zhuǎn)動軸線25A、25B上以及在一對平移軸線25C、25D上(見圖3和4)。
瞄準組件16還包括能夠提供一束沿瞄準軸線24的瞄準光束31的一瞄準光束裝置28(圖5)。瞄準光束31可為一激光束，且該瞄準光束裝置28可包括一諸如由位于紐約阿默斯特的激光光電技術(shù)公司生產(chǎn)的型號為″EIL-650-03-3C″的激光器33。圖5所示的裝置可與圖4所示的設(shè)備一起使用，且它們的組合部分示于圖3中。瞄準光束31和瞄準軸線24在圖4中描繪出，但為清晰起見，在圖4中省略了瞄準光束裝置28。
如圖5所示，部分的瞄準光束裝置28可定位在第二軸線36上，且瞄準光束裝置28還可包括一定位在第一和第二軸線24、36上的反光鏡39。反光鏡39轉(zhuǎn)一角度以能沿第二軸線36接收瞄準光束31并沿瞄準軸線24反射瞄準光束31。反光鏡39對穿透光束19為至少部分的半透明。如果反光鏡39對穿透光束19不是至少部分的半透明，那么反光鏡39可制作得相對小，使它不會以這樣的一個方式妨礙穿透光束，即，阻止經(jīng)穿透光束接收器觀察產(chǎn)生的瞄準標記的圖像的人來辨別瞄準點26的位置。
如圖6所示，本發(fā)明包括至少一個指示一校準點43的校準靶42。為了校準本發(fā)明，校準靶42位于穿透光束19的光路內(nèi)，例如校準靶42可放置在接收器13上。校準靶42對穿透光束19至少部分地不透明。一第二和一第三校準靶45、48可設(shè)置在穿透光束19的光路內(nèi)，例如，分別地在第二和第三位置的發(fā)射器10和接收器13之間。第二和第三校準靶45、48對穿透光束19至少部分地不透明，并分別地指示第二和第三校準點46、49。圖6示出本發(fā)明的一實施例，其中，三個校準靶42、45、48放在接收器13上的襯墊51上。
如圖4所示，本發(fā)明還包括一能夠儲存對應(yīng)于至少兩個瞄準軸線24的位置信息的位置記錄器54。該位置記錄器54還能夠儲存諸如穿透光束19的發(fā)射中心78的相對位置的其他信息。位置記錄器54可包括一計算機。位置記錄器54可經(jīng)傳輸線56連接于多個用來將描述瞄準軸線24位置的參數(shù)值的信號發(fā)送給位置記錄器54的位置傳感器57。代替?zhèn)鬏斁€56，諸位置傳感器57可經(jīng)無線的方式(包括紅外線、無線電頻率以及其他傳輸信號的方式)將關(guān)于瞄準軸線24的位置信息發(fā)信號至位置記錄器54。
諸位置傳感器57可以是步進電機。當使用步進電機時，瞄準組件16最初設(shè)置在一已知位置。當步進電機移動瞄準組件16時，因為步進電機處于初始位置，位置記錄器54記錄沿一已發(fā)生的特定方向的凈步驟數(shù)(net number of steps)。這些凈步驟數(shù)與瞄準軸線24的位置相關(guān)。
本發(fā)明還包括一與位置記錄器54和傳感器57連通的計算器60(見圖4)。該計算器60能夠確定相對于至少一自由度的瞄準軸線24的一要求的位置，給定相對于至少另一自由度的瞄準點26的位置，并給定在穿透光束19的發(fā)射中心78的相對位置的信息。例如，給定在一平移自由度內(nèi)的瞄準點26的位置，并給定在穿透光束19的發(fā)射中心78的相對位置的信息，計算器60能夠確定在一轉(zhuǎn)動自由度內(nèi)瞄準軸線24的該要求的位置。瞄準軸線24的該要求的位置是與穿過瞄準點26的穿透光束19的光線對齊的位置。如從后面可見的，瞄準軸線24與穿透光束19的光線對齊的作用是用瞄準光束31來瞄準一關(guān)注的區(qū)域。
計算器60可為一具有在其上運行軟件的計算機。軟件可利用對應(yīng)于儲存在位置記錄器54內(nèi)的至少兩個校準位置的信息，以有效地確定相對于一坐標系統(tǒng)的穿透光束19的發(fā)射中心78的位置?；蛘?，發(fā)射中心78的相對位置也可由其他方式確定，并儲存在位置記錄器，或以其它方式供計算器使用。
已知了穿透光束19的發(fā)射中心78的位置以及在至少一自由度內(nèi)的瞄準點26(位于瞄準軸線24上)的相對位置，就可使用代表瞄準點26與發(fā)射中心78之間的幾何關(guān)系的數(shù)學(xué)方程式計算在至少一個其他自由度內(nèi)的瞄準軸線24的要求的位置。
如圖7至10所示，可通過一用于瞄準組件16的假想的坐標系統(tǒng)來描述本發(fā)明的一實施例，該假想的坐標系統(tǒng)具有三根互相正交的相交于原點72的坐標軸63、66和69，其中兩根軸線63、66限定一基準面75。穿透光束19的發(fā)射中心78相對于基準面75的位置可用對應(yīng)于三根軸線63、66、69的一組坐標來描述。例如，三根軸線可稱之為x軸線63、y軸線66和z軸線69，穿透光束19的發(fā)射中心78的位置可由x坐標、y坐標和z坐標描述。
為了進一步描述本發(fā)明還將描述一實施例，其中，瞄準點26位于基準面75內(nèi)(見圖8至10)，即，瞄準點26在瞄準軸線24與基準面75相交的位置。瞄準組件16的自由度允許瞄準軸線24與基準面75在任何位置相交，并位于相對于基準面75多個斜度上。在本發(fā)明的該實施例中，為了完全地描述由瞄準光束31所導(dǎo)向的瞄準軸線24的位置，將使用四個描述性的參數(shù)兩個為平移的和兩個為轉(zhuǎn)動的。在此稱之為Q和P的兩個平移的參數(shù)對應(yīng)于瞄準點26的x坐標和y坐標。瞄準軸線24可想像為位于一由瞄準軸線24和一轉(zhuǎn)動軸線84限定的平面內(nèi)(在此稱之為“光束平面(beam plane)”81)，轉(zhuǎn)動軸線84位于基準面75內(nèi)并平行于y軸線66。一個轉(zhuǎn)動參數(shù)是一光束平面夾角α它是光束平面81與基準面75之間的夾角。一第二轉(zhuǎn)動參數(shù)是一瞄準軸線夾角β它是在光束平面81內(nèi)瞄準軸線24與轉(zhuǎn)動軸線84之間的夾角。對于任何給定的瞄準軸線24的位置，瞄準軸線24位置的一完全的描述由Q、P、α、β的值給出。傳感器57和位置記錄器54能夠確定和記錄描述瞄準軸線24的位置的諸參數(shù)值，例如，對應(yīng)兩平移自由度(Q，P)和兩轉(zhuǎn)動自由度(αβ)的參數(shù)值。
圖4示出按照本發(fā)明的瞄準組件16的一部分。這種瞄準組件16包括一基底85、一第一滑塊87、一第二滑塊90、一轉(zhuǎn)動軛93和一轉(zhuǎn)動圓筒96?；?5相對于基準面75固定。圖4僅示出轉(zhuǎn)動圓筒96的一部分，但在圖3中示出全部的轉(zhuǎn)動圓筒96?；鶞拭?5在圖4中未示出，但可想像位于平行于基底85，并與瞄準點26相交。
位置傳感器57產(chǎn)生滑塊87，90的移動位置以及軛93和圓筒96的角坐標的相應(yīng)信號。由位置傳感器57產(chǎn)生的信號由位置記錄器54和計算器60經(jīng)傳輸線56探測。這種可用來探測滑塊87、90位置的一位置傳感器57是一諸如由康涅狄格州的沃特伯里市的Haydon Switch and Instrument Company公司制造的型號No.36343-12的步進電機線性執(zhí)行機構(gòu)。與軛93和圓筒96一同使用的另一傳感器是一諸如同樣由上述公司制造的型號26GH1912-44的步進電機。
來自位置傳感器57的對應(yīng)于第一滑塊87的信號對應(yīng)為y坐標″P″，對應(yīng)于第二滑塊90的信號對應(yīng)為x坐標″Q″。對應(yīng)于軛93的夾角的信號對應(yīng)為光束平面夾角α以及對應(yīng)于圓筒96的夾角的信號對應(yīng)為瞄準軸線夾角β。圖10示出在校準期間瞄準軸線24的一位置，即，瞄準軸線24在校準位置內(nèi)，其中，瞄準軸線24與穿透光束19的發(fā)射中心78和校準點43兩者皆相交。
校準圖11A至11C示出按照本發(fā)明的方法的諸步驟。在該方法中，運行一瞄準系統(tǒng)以確定至少兩組校準數(shù)據(jù)，每一組對應(yīng)于描述瞄準軸線的校準位置的信息。例如，一組校準數(shù)據(jù)可包括Q、P、α以及β。兩組校準數(shù)據(jù)用來有效地確定穿透光束19的發(fā)射中心78相對基準面75的位置。熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人士應(yīng)該認識到，不需要獲得兩組完全的校準數(shù)據(jù)，例如，一組完全的和一組部分的校準數(shù)據(jù)，就足以確定穿透光束19的發(fā)射中心78。在該方法中，提供一具有穿透光束發(fā)射器10和穿透光束接收器13的器械200。提供諸如上述的可調(diào)節(jié)瞄準組件203。瞄準組件在至少四個自由度內(nèi)可調(diào)節(jié)。例如，瞄準組件可移動，這樣，一瞄準點可在一基準面內(nèi)移動，使其沿一通過瞄準點的瞄準軸線被引導(dǎo)的一瞄準光束可繞兩轉(zhuǎn)動軸線轉(zhuǎn)動，其中的一轉(zhuǎn)動軸線在基準面內(nèi)。
該方法包括提供在穿透光束的光路內(nèi)的第一位置的一校準靶206，例如在接收器上。校準靶對穿透光束為至少部分地不透明，并指示一校準點。由穿透光束發(fā)射器發(fā)射的穿透光束209朝向并由接收器接收。如需要的話，初始地調(diào)節(jié)瞄準組件212，所以瞄準點在至少一自由度內(nèi)移動，例如，通過移動瞄準點，所以，接收器提供的圖像指示瞄準點與在第一位置的校準點一致。一旦完成該步驟，瞄準點位于沿從發(fā)射器發(fā)射至校準點的穿透光束的光線上。由瞄準光束裝置沿一瞄準軸線提供瞄準光束215，并且，例如通過轉(zhuǎn)動瞄準組件，在至少一其他自由度內(nèi)對瞄準組件作第二調(diào)節(jié)218，這樣，瞄準光束在第一位置撞擊校準點。在作第二調(diào)節(jié)218中，不再從發(fā)射器發(fā)射的光線至校準點移動瞄準點而調(diào)節(jié)瞄準組件。注意在本發(fā)明一實施例中，瞄準點在轉(zhuǎn)動的軸線上，這樣，瞄準點的移動位置不受轉(zhuǎn)動的影響。對應(yīng)瞄準軸線的位置的信息作為一第一校準位置被儲存于221。例如，Q、P、α以及β值儲存為第一校準位置。
接著，在一第二位置提供校準靶222(例如在接收器上)。在第一位置預(yù)先提供的校準靶可移至第二位置，或者可在第二位置提供一不同的校準靶。如果在第二位置提供一不同的校準靶，那么其對穿透光束至少為部分地不透明，并指示一校準點。然后，瞄準組件在至少一自由度內(nèi)調(diào)節(jié)224/212，例如，通過移動瞄準點，那么接收器提供的圖像指示瞄準點與在第二位置的校準點一致。在至少一其他自由度內(nèi)，瞄準光束提供224/215，且例如通過轉(zhuǎn)動瞄準組件瞄準組件調(diào)節(jié)224/218，這樣，瞄準光束撞擊在第二位置的校準點上。如上所述，當瞄準組件調(diào)節(jié)時，瞄準點保持在從發(fā)射器延伸至在第二位置的校準點的穿透光束光線上。對應(yīng)瞄準軸線位置的信息儲存為一第二校準位置224/221。
作為檢查，或為了減少當計算發(fā)射中心的位置時的誤差，以如上所述類似的方法可儲存對應(yīng)于一第三校準位置(或更多)的信息，以提供附加的精確度。在一第三位置227提供一校準靶。在第一或第二位置預(yù)先提供的一校準靶可移動至第三位置，或者在第三位置提供一不同的校準靶。如果在第三位置設(shè)置一不同的校準靶，那么其對穿透光束至少為部分地不透明，并指示一校準點。接著，例如通過移動瞄準組件使瞄準組件在至少一自由度內(nèi)調(diào)節(jié)230/212，那么，接收器提供的圖像指示瞄準點與在第三位置的校準點一致。瞄準光束設(shè)置230/215，且例如通過轉(zhuǎn)動瞄準組件使瞄準組件在至少一其他自由度內(nèi)調(diào)節(jié)230/218，那么，瞄準光束撞擊在第三位置的校準點。如上所述，當瞄準組件調(diào)節(jié)時，瞄準點保持在從發(fā)射器延伸至在第三位置的校準點的穿透光束光線上。對應(yīng)于瞄準軸線位置的信息儲存為一第三校準位置230/221。
利用對應(yīng)于至少兩校準位置的記錄的信息可確定穿透光束的發(fā)射中心相對于基準面的位置223。上述的計算器60可用于確定發(fā)射中心的位置。
瞄準關(guān)注的區(qū)域圖12A和12B描述一方法，其中，帶有一穿透光束發(fā)射器和一穿透光束接收器的器械設(shè)置在300，且一如上所述的可調(diào)節(jié)的瞄準組件設(shè)置在303。穿透光束的發(fā)射中心的相對位置設(shè)置在306(或者足以確定發(fā)射中心的相對位置的信息，諸如對應(yīng)于瞄準軸線的兩校準位置的信息)，以及，在穿透光束的光路內(nèi)設(shè)置一目標309。該目標具有位于穿透光束的光路內(nèi)的一關(guān)注的相關(guān)區(qū)域。目標和關(guān)注區(qū)域相對穿透光束具有不透明性，其允許一人辨別由接收器提供的圖像內(nèi)的關(guān)注區(qū)域。由接收器提供的和對應(yīng)于關(guān)注區(qū)域的圖像顯得比由接收器提供的圖像的周圍部分較暗或較亮些。例如。這可能由以下原因引起關(guān)注區(qū)域的制作材料與目標的制作材料不同，關(guān)注區(qū)域具有一不同的密度，或者關(guān)注區(qū)域在目標內(nèi)是一空隙。更進一步來說，關(guān)注區(qū)域會是一多余的結(jié)構(gòu)，諸如人體內(nèi)的瘤。應(yīng)該注意到的是，關(guān)注區(qū)域不需要在目標內(nèi)。例如，墻可以是一目標，關(guān)注區(qū)域(一導(dǎo)管)在墻后面。
接著，穿透光束朝向目標發(fā)送并由接收器312接收。瞄準組件調(diào)節(jié)在315，這樣，由接收器提供的圖像指示瞄準點與關(guān)注區(qū)域一致。在該位置內(nèi)，瞄準點位于沿從發(fā)射器發(fā)射至關(guān)注區(qū)域的穿透光束的一光線上。瞄準點相對基準面在至少一自由度內(nèi)的位置例如經(jīng)傳感器57被確定在318。相對于至少一其他自由度的瞄準軸線的對應(yīng)的要求的位置例如經(jīng)上述的計算器60被確定在321。然后，例如通過移動324瞄準組件使瞄準軸線在對應(yīng)的要求的位置內(nèi)。例如，使用傳感器57，以調(diào)節(jié)瞄準組件16直到傳感器57指示瞄準組件16構(gòu)造成在要求的確定位置提供瞄準軸線。瞄準光束沿瞄準軸線設(shè)置在327，這樣，瞄準光束朝向關(guān)注區(qū)域。
應(yīng)該認識到按照本發(fā)明的設(shè)備和方法可移動瞄準點26至要求的位置，接著調(diào)節(jié)瞄準組件16以合適地朝向瞄準軸線24，因而定向瞄準光束31。然而，按照本發(fā)明的設(shè)備和方法可移動瞄準點26，并當瞄準點26移至要求的位置時調(diào)節(jié)瞄準組件16，這樣，瞄準軸線24合適地定向，即與穿透光束19的發(fā)射中心78相交，因為瞄準點26的每一位置沿光路至要求的位置。
本發(fā)明在精確地引導(dǎo)一器械(例如，一針)至關(guān)注區(qū)域中特別有用，同時，關(guān)閉例如x射線的穿透光束19。例如，一激光的瞄準光束31用來引導(dǎo)器械至關(guān)注區(qū)域。在該方式中，人并不暴露于對人體有害的穿透光束19，而引導(dǎo)一器械至關(guān)注區(qū)域。同樣的，關(guān)注區(qū)域接收有益的少量的穿透光束輻照。
雖然本發(fā)明對一個或多個具體的實施例進行了描述，但是應(yīng)該認識到，在不離開本發(fā)明的精神和范圍的情況下可作出本發(fā)明的其他實施例。因此，本發(fā)明僅受附后的諸權(quán)利要求及其合理的解釋的限制。
權(quán)利要求
1.一種操作一瞄準系統(tǒng)的方法，它包括設(shè)置一具有一穿透光束發(fā)射器和一穿透光束接收器的器械；設(shè)置一可調(diào)節(jié)的瞄準組件，它包括一在穿透光束發(fā)射器的光路內(nèi)的瞄準標記，該瞄準標記對由發(fā)射器發(fā)射的穿透光束至少部分地不透明，且該瞄準標記指示一在瞄準軸線上的瞄準點，該瞄準組件還包括能夠提供一沿瞄準軸線的瞄準光束的瞄準光束裝置；設(shè)置一第一校準靶，它在穿透光束的光路內(nèi)的第一位置指示一第一校準點，第一校準靶對穿透光束至少部分地不透明；朝向接收器發(fā)射穿透光束；接收器接收穿透光束；沿瞄準軸線設(shè)置瞄準光束；調(diào)節(jié)瞄準組件，使瞄準光束在第一位置撞擊第一校準點，并且由接收器提供的一圖像指示瞄準點與在第一位置的第一校準點重合；記錄對應(yīng)于作為第一校準位置的瞄準軸線的一位置的信息；設(shè)置一第二校準靶，它在穿透光束的光路內(nèi)的第二位置指示一第二校準點，第二校準靶對穿透光束至少部分地不透明；調(diào)節(jié)瞄準組件，使瞄準光束在第二位置撞擊第二校準點，并且由接收器提供的一圖像指示瞄準點與在第二位置的第二校準點重合；以及記錄對應(yīng)于作為第二校準位置的瞄準軸線的一位置的信息。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，瞄準光束是一激光光束。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，穿透光束是一x射線光束。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，瞄準標記包括一第一金屬線，且包括一大致上與第一金屬線垂直的第二金屬線。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)瞄準組件使由接收器提供的圖像指示出瞄準點與任何一包括平移至少一部分瞄準組件的校準點重合。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)瞄準組件，使由接收器提供的圖像指示出瞄準點與任何一包括轉(zhuǎn)動至少一部分瞄準組件的校準點重合。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)瞄準組件以使瞄準光束撞擊任何一校準點包括轉(zhuǎn)動至少一部分瞄準組件。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)瞄準組件以使瞄準光束撞擊任何一校準點包括平移至少一部分瞄準組件。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，瞄準光束裝置包括定位在第二軸線的一激光器和定位在瞄準軸線和第二軸線上的一反光鏡。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，反光鏡對穿透光束至少部分地透明。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，瞄準點在瞄準組件的一轉(zhuǎn)動軸線上。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，瞄準點在瞄準組件的一平移軸線上。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括使用至少部分記錄的第一校準位置和至少部分記錄的第二校準位置確定穿透光束的發(fā)射中心。
14.一種操作一瞄準系統(tǒng)的方法，它包括設(shè)置一具有一穿透光束發(fā)射器和一穿透光束接收器的器械；設(shè)置一可調(diào)節(jié)的瞄準組件，它包括一在穿透光束發(fā)射器的光路內(nèi)的瞄準標記，該瞄準標記對由發(fā)射器發(fā)射的穿透光束至少部分地不透明，且該瞄準標記指示一在瞄準軸線上的瞄準點，瞄準組件還包括一能夠提供沿瞄準軸線的瞄準光束的瞄準光束裝置；在穿透光束的光路內(nèi)設(shè)置一目標，該目標具有一位于穿透光束的光路內(nèi)的相關(guān)的關(guān)注區(qū)域，該關(guān)注區(qū)域和目標相對穿透光束具有不透明性，當穿透光束朝向關(guān)注區(qū)域發(fā)送并由接收器接收時，它允許一人辨別在由接收器提供的圖像內(nèi)的關(guān)注區(qū)域；朝向目標和關(guān)注區(qū)域發(fā)射穿透光束；接收器接收穿透光束；調(diào)節(jié)瞄準組件，使由接收器提供的一圖像指示瞄準點與關(guān)注區(qū)域重合；確定瞄準點的位置；確定瞄準軸線的要求的位置；調(diào)節(jié)瞄準組件，使瞄準軸線在要求的位置內(nèi)；以及沿瞄準軸線設(shè)置瞄準光束。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，瞄準光束是一激光光束。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，穿透光束是一x射線光束。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，瞄準標記包括一第一金屬線，且包括一大致上與第一金屬線垂直的第二金屬線。
18.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)瞄準組件，使由接收器提供的圖像指示出瞄準點與包括移動至少一部分瞄準組件的關(guān)注區(qū)域重合。
19.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)瞄準組件，使由接收器提供的圖像指示出瞄準點與包括轉(zhuǎn)動至少一部分瞄準組件的關(guān)注區(qū)域重合。
20.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，瞄準光束裝置包括一定位在第二軸線的激光器和一定位在瞄準軸線和第二軸線上的反光鏡。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，反光鏡對穿透光束至少部分地透明。
22.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，瞄準點在瞄準組件的一轉(zhuǎn)動軸線上。
23.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，瞄準點在瞄準組件的一平移軸線上。
24.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)瞄準組件以使瞄準軸線在要求的位置內(nèi)包括轉(zhuǎn)動至少一部分瞄準組件。
25.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)瞄準組件以使瞄準軸線在要求的位置內(nèi)包括平移至少一部分瞄準組件。
26.一種操作一瞄準系統(tǒng)的方法，它包括設(shè)置一具有一穿透光束發(fā)射器和一穿透光束接收器的器械；設(shè)置一可調(diào)節(jié)的瞄準組件，它包括一在穿透光束發(fā)射器的光路內(nèi)的瞄準標記，該瞄準標記對由發(fā)射器發(fā)射的穿透光束至少部分地不透明，且該瞄準標記指示一在瞄準軸線上的瞄準點，該瞄準組件還包括能夠提供一沿瞄準軸線的瞄準光束的瞄準光束裝置；設(shè)置一校準靶，它在穿透光束的光路內(nèi)的第一位置指示一校準點，該校準靶對穿透光束至少部分地不透明；朝向接收器發(fā)射穿透光束；接收器接收穿透光束；沿瞄準軸線提供瞄準光束；調(diào)節(jié)瞄準組件，使瞄準光束在第一位置撞擊校準點，并使由接收器提供的一圖像指示瞄準點與在第一位置的校準點重合；記錄對應(yīng)于作為一第一校準位置的瞄準軸線的一位置的信息；平移校準靶至穿透光束的光路內(nèi)的一第二位置；調(diào)節(jié)瞄準組件，使瞄準光束在第二位置撞擊校準點，并使由接收器提供的一圖像指示瞄準點與在第二位置的第二校準點重合；以及記錄對應(yīng)于作為一第二校準位置的瞄準軸線的一位置的信息。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，瞄準光束是一激光光束。
28.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，穿透光束是一x射線光束。
29.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，瞄準標記包括一第一金屬線，且包括一大致上與第一金屬線垂直的第二金屬線。
30.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)瞄準組件，使由接收器提供的圖像指示出瞄準點與包括平移至少一部分瞄準組件的校準點重合。
31.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)瞄準組件，使由接收器提供的圖像指示出瞄準點與包括轉(zhuǎn)動至少一部分瞄準組件的校準點重合。
32.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)瞄準組件以使瞄準光束撞擊校準點包括轉(zhuǎn)動至少一部分瞄準組件。
33.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)瞄準組件以使瞄準光束撞擊校準點包括平移至少一部分瞄準組件。
34.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，瞄準光束裝置包括一定位在第二軸線的激光器和一定位在瞄準軸線和第二軸線上的反光鏡。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，反光鏡對穿透光束至少部分地透明。
36.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，瞄準點在瞄準組件的一轉(zhuǎn)動軸線上。
37.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，瞄準點在瞄準組件的一平移軸線上。
38.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，還包括使用至少部分記錄的第一校準位置和至少部分記錄的第二校準位置確定穿透光束的一發(fā)射中心。
39.一種瞄準系統(tǒng)，它包括一穿透光束發(fā)射器；一穿透光束接收器；一可調(diào)節(jié)的瞄準組件，該瞄準組件包括一在由發(fā)射器提供的穿透光束的光路內(nèi)的瞄準標記，該瞄準標記對由發(fā)射器發(fā)射的穿透光束至少部分地不透明，且該瞄準標記在瞄準軸線上指示一瞄準點，該瞄準組件還包括一能夠沿瞄準軸線提供瞄準光束的瞄準光束裝置；一第一校準靶，它指示一位于穿透光束的光路內(nèi)的校準點，該第一校準靶對穿透光束至少部分地不透明；以及一位置記錄器，它能夠記錄對應(yīng)于校準軸線的至少兩個校準位置的信息。
40.如權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括一第二校準靶，它指示一位于穿透光束的路徑內(nèi)的第二校準點，該第二校準靶對穿透光束至少部分地不透明。
41.如權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其特征在于，瞄準光束是一激光光束。
42.如權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其特征在于，穿透光束是一x射線光束。
43.如權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其特征在于，瞄準標記包括一第一金屬線，且包括一大致上與第一金屬線垂直的第二金屬線。
44.如權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其特征在于，位置記錄器包括一電腦和用于在電腦上運行的軟件。
45.如權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其特征在于，瞄準光束裝置包括一定位在第二軸線的激光器和一定位在瞄準軸線和第二軸線上的反光鏡。
46.如權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其特征在于，反光鏡對穿透光束至少部分地透明。
47.如權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其特征在于，瞄準點在瞄準組件的一轉(zhuǎn)動軸線上。
48.如權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其特征在于，瞄準點在瞄準組件的一平移軸線上。
49.一種瞄準系統(tǒng)，它包括一穿透光束發(fā)射器；一穿透光束接收器；一可調(diào)節(jié)的瞄準組件，該瞄準組件包括一在由發(fā)射器提供的穿透光束的光路內(nèi)的瞄準標記，該瞄準標記對由發(fā)射器發(fā)射的穿透光束至少部分地不透明，且該瞄準標記在瞄準軸線上指示一瞄準點，該瞄準組件還包括一能夠沿瞄準軸線提供瞄準光束的瞄準光束裝置；一計算器，它能夠確定在一第一自由度內(nèi)的瞄準軸線的要求的位置，給出在一第二自由度內(nèi)瞄準點的一位置，以及給出足以確定穿透光束的發(fā)射中心的一位置的信息。
50.如權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，其特征在于，計算器包括一電腦和用于在電腦運行的軟件。
51.如權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，其特征在于，瞄準光束是一激光光束。
52.如權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，其特征在于，穿透光束是一x射線光束。
53.如權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，其特征在于，瞄準標記包括一第一金屬線，且包括一大致上與第一金屬線垂直的第二金屬線。
54.如權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，其特征在于，瞄準光束裝置包括一定位在第二軸線的激光器和一定位在瞄準軸線和第二軸線上的反光鏡。
55.如權(quán)利要求54所述的系統(tǒng)，其特征在于，反光鏡對穿透光束至少部分地透明。
56.如權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，其特征在于，瞄準點在瞄準組件的一轉(zhuǎn)動軸線上。
57.如權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，其特征在于，瞄準點在瞄準組件的一平移軸線上。
58.一種操作一瞄準系統(tǒng)的方法，它包括設(shè)置一具有一穿透光束發(fā)射器和一穿透光束接收器的器械；設(shè)置一具有至少四個自由度的可調(diào)節(jié)的瞄準組件，它包括一在穿透光束發(fā)射器的光路內(nèi)的瞄準標記，該瞄準標記對由發(fā)射器發(fā)射的穿透光束至少部分地不透明，且該瞄準標記指示一在瞄準軸線上的瞄準點，該瞄準組件還包括一能夠提供沿瞄準軸線的瞄準光束的瞄準光束裝置；設(shè)置一在第一位置指示第一校準點的第一校準靶和一在第二位置指示第二校準點的第二校準靶，第一和第二校準靶位于由發(fā)射器提供的穿透光束的光路內(nèi)，第一和第二校準靶對穿透光束至少部分地不透明；朝向接收器發(fā)射穿透光束；接收器接收穿透光束；沿瞄準軸線提供瞄準光束；在至少一自由度內(nèi)調(diào)節(jié)瞄準組件，使瞄準光束在第一位置撞擊第一校準點，并使由接收器提供的一圖像指示出瞄準點與在第一位置的第一校準點重合；記錄瞄準軸線的一位置對應(yīng)的信息作為一第一校準位置；在至少一自由度內(nèi)調(diào)節(jié)瞄準組件，使瞄準光束在第二位置撞擊第二校準點，并使由接收器提供的一圖像指示出瞄準點與在第二位置的第二校準點重合；以及記錄對應(yīng)于作為一第二校準位置的瞄準軸線的一位置的信息。
59.如權(quán)利要求58所述的方法，其特征在于，瞄準光束是一激光光束。
60.如權(quán)利要求58所述的方法，其特征在于，穿透光束是一x射線光束。
61.如權(quán)利要求58所述的方法，其特征在于，瞄準標記包括一第一金屬線，且包括一大致上與第一金屬線垂直的第二金屬線。
62.如權(quán)利要求58所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)瞄準組件，使由接收器提供的圖像指示出瞄準點與任何一包括平移至少一部分瞄準組件的校準點重合。
63.如權(quán)利要求58所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)瞄準組件，使由接收器提供的圖像指示出瞄準點與任何一包括轉(zhuǎn)動至少一部分瞄準組件的校準點重合。
64.如權(quán)利要求58所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)瞄準組件以使瞄準光束撞擊任何一校準點包括轉(zhuǎn)動至少一部分瞄準組件。
65.如權(quán)利要求58所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)瞄準組件以使瞄準光束撞擊任何一校準點包括平移至少一部分瞄準組件。
66.如權(quán)利要求58所述的方法，其特征在于，瞄準光束裝置包括一定位在第二軸線的激光器和一定位在瞄準軸線和第二軸線上的反光鏡。
67.如權(quán)利要求66所述的方法，其特征在于，反光鏡對穿透光束至少部分地透明。
68.如權(quán)利要求58所述的方法，其特征在于，瞄準點在瞄準組件的一轉(zhuǎn)動軸線上。
69.如權(quán)利要求58所述的方法，其特征在于，瞄準點在瞄準組件的一平移軸線上。
70.如權(quán)利要求58所述的方法，其特征在于，還包括使用至少部分記錄的第一校準位置和至少部分記錄的第二校準位置確定穿透光束的發(fā)射中心。
71.一種操作一瞄準系統(tǒng)的方法，它包括設(shè)置一具有一穿透光束發(fā)射器和一穿透光束接收器的器械；設(shè)置一具有至少四個自由度的可調(diào)節(jié)的瞄準組件，該瞄準組件包括一在穿透光束發(fā)射器的路徑內(nèi)的瞄準標記，該瞄準標記對由發(fā)射器發(fā)射的穿透光束至少部分地不透明，且該瞄準標記指示一在瞄準軸線上的瞄準點，該瞄準組件還包括一能夠提供沿瞄準軸線的瞄準光束的瞄準光束裝置；在穿透光束的光路內(nèi)設(shè)置一目標，該目標具有位于穿透光束的光路內(nèi)的相關(guān)的關(guān)注區(qū)域，該關(guān)注區(qū)域和目標相對穿透光束具有不透明性，當穿透光束朝向關(guān)注區(qū)域發(fā)送并由接收器接收時，其允許一人辨別在由接收器提供的圖像內(nèi)的關(guān)注區(qū)域；朝向目標和關(guān)注區(qū)域發(fā)射穿透光束；接收器接收穿透光束；在至少一自由度內(nèi)調(diào)節(jié)瞄準組件，使由接收器提供的一圖像指示瞄準點與關(guān)注區(qū)域重合；確定在至少一自由度內(nèi)的瞄準點的一位置；確定在至少一自由度內(nèi)的瞄準軸線的一要求的位置；調(diào)節(jié)瞄準組件，使瞄準軸線在要求的位置內(nèi)；以及沿瞄準軸線提供瞄準光束。
72.如權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，瞄準光束是一激光光束。
73.如權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，穿透光束是一x射線光束。
74.如權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，瞄準標記包括一第一金屬線，且包括一大致上與第一金屬線垂直的第二金屬線。
75.如權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，瞄準光束裝置包括一定位在第二軸線的激光器和一定位在瞄準軸線和第二軸線上的反光鏡。
76.如權(quán)利要求75所述的方法，其特征在于，反光鏡對穿透光束至少部分地透明。
77.如權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，瞄準點在瞄準組件的一轉(zhuǎn)動軸線上。
78.如權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，瞄準點在瞄準組件的一平移軸線上。
79.如權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)瞄準組件，使由接收器提供的圖像指示出瞄準點與包括平移至少一部分瞄準組件的關(guān)注區(qū)域重合。
80.如權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)瞄準組件，使由接收器提供的圖像指示出瞄準點與包括轉(zhuǎn)動至少一部分瞄準組件的關(guān)注區(qū)域重合。
81.如權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，確定在至少一自由度內(nèi)的瞄準點的一位置包括確定瞄準點的一平移位置。
82.如權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，確定在至少一自由度內(nèi)的瞄準點的一位置包括確定瞄準點的一轉(zhuǎn)動位置。
83.如權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)瞄準組件以使瞄準軸線在要求的位置內(nèi)包括轉(zhuǎn)動至少一部分瞄準組件。
84.如權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)瞄準組件以使瞄準軸線在要求的位置內(nèi)包括平移至少一部分瞄準組件。
85.一種瞄準系統(tǒng)，它包括一穿透光束發(fā)射器；一穿透光束接收器；一具有至少四個自由度的可調(diào)節(jié)的瞄準組件，該瞄準組件包括一在由發(fā)射器提供的穿透光束的光路內(nèi)的瞄準標記，該瞄準標記對由發(fā)射器發(fā)射的穿透光束至少部分地不透明，且該瞄準標記指示在瞄準軸線上的一瞄準點，該2瞄準組件還包括一能夠沿瞄準軸線提供瞄準光束的瞄準光束裝置。
86.如權(quán)利要求85所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括一位于由發(fā)射器提供的穿透光束的光路內(nèi)的校準靶，該校準靶指示一校準點，且對穿透光束至少部分地不透明；以及，一能夠記錄對應(yīng)于瞄準軸線的至少兩個校準位置的信息的位置記錄器。
87.如權(quán)利要求86所述的系統(tǒng)，其特征在于，位置記錄器包括一電腦和用來在電腦上運行的軟件。
88.如權(quán)利要求85所述的系統(tǒng)，其特征在于，瞄準光束是一激光光束。
89.如權(quán)利要求85所述的系統(tǒng)，其特征在于，穿透光束是一x射線光束。
90.如權(quán)利要求85所述的系統(tǒng)，其特征在于，瞄準標記包括一第一金屬線，且包括一大致上與第一金屬線垂直的第二金屬線。
91.如權(quán)利要求85所述的系統(tǒng)，其特征在于，瞄準光束裝置包括一定位在第二軸線的激光器和一定位在瞄準軸線和第二軸線上的反光鏡。
92.如權(quán)利要求91所述的系統(tǒng)，其特征在于，反光鏡對穿透光束至少部分地透明。
93.如權(quán)利要求85所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括一計算器，它能夠確定在一第一自由度內(nèi)的瞄準軸線的一要求的位置，給出在一第二自由度內(nèi)瞄準點的位置，，以及給出足以確定穿透光束的發(fā)射中心的一位置的信息。
94.如權(quán)利要求93所述的系統(tǒng)，其特征在于，計算器包括一電腦和用來在電腦上運行的軟件。
95.如權(quán)利要求85所述的系統(tǒng)，其特征在于，瞄準點在瞄準組件的一轉(zhuǎn)動軸線上。
96.如權(quán)利要求85所述的系統(tǒng)，其特征在于，瞄準點在瞄準組件的一平移軸線上。
全文摘要
一種瞄準系統(tǒng)的實施例，它包括一穿透光束發(fā)射器、一穿透光束接收器以及一瞄準組件。瞄準組件可調(diào)節(jié)。瞄準組件具有在由發(fā)射器提供的穿透光束的光路內(nèi)的一瞄準標記。瞄準標記對由發(fā)射器發(fā)射的穿透光束至少部分地不透明，且瞄準標記指示在瞄準軸線上的一瞄準點。瞄準組件還包括一能夠沿瞄準軸線提供瞄準光束的瞄準光束裝置。此外，本發(fā)明包括一種校準瞄準系統(tǒng)的方法和一種瞄準關(guān)注區(qū)域的方法。
文檔編號A61B18/20GK1503645SQ02808566
公開日2004年6月9日 申請日期2002年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月22日
發(fā)明者K·C·肯尼迪二世, K C 肯尼迪二世, J·C·邁克尼爾尼, 邁克尼爾尼 申請人:明拉德股份有限公司