CN117062587A - 执行激光加工系统的系统测试的方法、控制单元和激光加工系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于执行激光加工系统(100)的系统测试的方法。该方法包括执行激光加工系统(100)的控制元件(6)的功能检查。该方法还包括限定可变参数并且确定已限定的可变参数对利用激光加工系统(100)的激光加工的计划执行的影响。控制元件(6)的功能检查的执行和可变参数的限定在时间上至少部分地重叠。

Description

执行激光加工系统的系统测试的方法、控制单元和激光加工 系统

技术领域

本发明涉及用于执行激光加工系统的系统测试的方法、控制单元和激光加工系统。因此，本发明尤其涉及激光加工系统的领域并且尤其涉及用于眼睛外科手术的眼科激光加工系统领域。

背景技术

眼科激光加工系统是用于眼睛外科手术的治疗系统。眼科激光加工系统的完好功能是对于患者和用户的成功治疗以及安全的前提。这通常需要在处理之前自动或半自动地检查激光加工系统的特定特性。

完好的功能还能包括需要实现在治疗期间的特定精度。为此目的，有时有利的是执行有针对性的措施以改善精度。尤其在激光加工系统处的改变需要校准时是这种情况。这种改变例如可能由外部影响引起。在特别的程度上，当激光加工系统与其他医学仪器组合时或者本身包含可组合的附件时，出现这种改变。例如使用呈无菌消耗材料形式的患者接口可能在系统中产生可变性，这使得需要对这种可变性进行补偿性的校准。

因此，在借助激光加工系统处理眼睛之前常采用可以包括测试和/或校准的一个或多个测试方法和/或系统测试，以确保激光加工系统安全和有效地满足其功能。在此，包括系统测试的各个测试和/或校准顺序地依次执行。

例如，如果激光加工系统的使用包含使用能更换的接触镜，则系统测试可以包括校准，这些接触镜可能由于制造公差而在其强度、其直径、其偏心(相对于光轴横向偏移)、其形状(曲率半径)和/或其他特性方面变化。为了改善激光加工系统的可达到的精度和由此要执行的处理，可以将已限定的参数或系统测试的结果用于优化扫描装置的控制信号。

存在用于时间上设置系统测试或者各个测试和/或校准系统测试的不同可行方案，例如在接通激光加工系统之后马上和/或在治疗之前立即进行。在使用激光加工系统处理眼睛之前立即执行系统测试的所有测试和/或校准是有利的，以便最小化在各个测试和/或校准与可能发生不期望的改变的处理之间的时间间隔。这种不期望的改变例如可能由热漂移、自发部件故障、机械改变或由于无意的触摸和/或接触镜和/或其他部件的污染而引起的调整的改变而引起。然而，在执行处理之前立即执行所有测试和/或系统测试的校准通常要求患者在执行系统测试的整个持续时间期间处于处理就绪的状态中。这可能要求患者在系统测试的整个时间间隔期间处于不期望的约束位置，并且在此必要时必须携带手术服和/或眼睑屏障，必须进行药物处理和/或必须在激光加工设备上对接，尤其在接触镜上对接。这在系统测试的显著的持续时间的情况下可能不利地影响患者的舒适感或者甚至引起压力。

发明内容

因此，本发明的目的是减少激光加工系统的系统测试所需的时长。

该目的通过具有相应独立权利要求的特征的用于执行激光加工系统的系统测试的方法、控制单元和激光加工系统来实现。有利的实施方式是从属权利要求和以下说明的主题。

在第一方面，本发明涉及一种用于执行激光加工系统的系统测试的方法。该方法在此包括执行激光加工系统的控制元件的功能检查。该方法还包括限定可变参数并且确定已限定的可变参数对利用激光加工系统的激光加工的计划执行的影响。在此，控制元件的功能检查的执行和可变参数的限定在时间上至少部分地相互重叠。

在另一方面中，本发明涉及一种用于激光加工系统的控制单元，其中，控制单元设置用于在激光加工系统的系统测试的范畴中执行激光加工系统的控制元件的功能检查。控制单元还设置用于限定可变参数并且限定可变参数对利用激光加工系统的激光加工的计划执行的影响。控制单元还设置用于，在时间上至少部分地相互重叠地执行控制元件的功能检查和可变参数的限定，并且至少部分地同时接收和/或评估由此得出的测量数据和/或测量结果。

在另一方面，本发明涉及一种激光加工系统，其包括根据本发明的控制单元。

在此，系统测试是用于检查和/或确保激光加工系统的功能性的方法。系统测试在此可以包括一个或多个测试和/或一个或多个校准。系统测试可以在连续的时间段内或者在多个间隔的时间段内执行。系统测试可选地设计成使得该系统测试可自动执行，尤其可以通过激光加工系统本身执行。然而根据一些实施方式，在操作者协助下可执行的系统测试也是可能的。

在此，测试是借助至少一个传感器对控制元件的功能检查。校准表示使用至少一个传感器测量可变元件和/或可变部件的一个或多个特性并且根据限定的测量值推导对未来控制信号的适配。

在此，激光加工系统是借助于激光辐射实现加工对象的系统。尤其，激光处理系统可以设计为眼科激光加工系统并且可以用于外科手术处理或者用于处理患者的人眼和/或动物眼。可选地，激光加工系统可以构造为用于矫正眼睛的近视或远视和/或散光的装置。激光加工系统尤其可以包括激光源和/或从外部的分离的激光源接收激光射束。激光源优选地包括或设计为飞秒激光器和/或皮秒激光器。然而，根据其他实施方式，激光源还可以包括准分子激光器。激光射束优选可以作为脉冲式激光射束或者也作为连续波激光射束(cw)被提供。

在此，控制元件是可控制和/或可调节的元件。例如控制元件能够是执行器。可选地，控制元件可以设计为或包括可控制的光学元件、诸如自适应镜和/或一个或多个可移动镜。控制元件尤其可以设计用于控制激光加工系统的激光射束，例如通过有针对性地偏转激光射束实现。例如控制元件可以构造为激光射束扫描器，即构造为扫描装置，借助激光射束扫描器可以通过一个或多个可移动的镜在其位置和/或传播方向上适配激光射束。

可变参数的限定表示至少在限定的时间点获得关于可变参数的实际值和/或状态的信息。已限定的关于可变参数的信息在此表示可变参数的可变分量。例如，这在此可以是关于经受改变的元件和/或部件的实际设计的信息。可选地或附加地，这在此可以是不表示激光加工系统的特性的其他参量、诸如待处理的眼睛的位置和/或定向。

控制元件的功能检查的执行和可变参数的限定至少部分地在时间上重叠意味着，执行和限定在时间上不是完全彼此分离地执行。换言之，这意味着在至少一个时间点不仅进行控制元件的功能检查的执行而且进行可变参数的限定。可选地，两个过程还能完全重叠，即两个过程都在相同的时间点开始和/或在相同的时间点结束，或者控制元件的功能检查的执行或者可变参数的限定才开始和结束，而相应的另一过程仍在持续。

在此，测量数据和/或测量结果能够至少部分地同时由控制单元接收和/或评估意味着，在能够接收和/或评估第二测量数据和/或测量结果之前，计算单元不必结束接收和/或评估第一测量数据和/或测量结果。换言之，多个测量数据和/或测量结果可以至少部分地并行地由控制单元接收和/或处理。这可以对控制单元提出相应的硬件要求，尤其在处理器性能和/或工作存储器方面，以便能够实现并行接收和/或评估多个信号和/或数据。

本发明提供的优点是，至少控制元件的功能检查的执行和可变参数的限定和对激光加工的计划执行的影响的确定至少部分地同时执行，并且因此降低对于系统测试所需的持续时间。换言之，在系统测试的范围内至少部分地同时执行测试和校准。因此本发明提供的优点是，可以在使用激光系统之前立即执行系统测试的更多部分的或甚至全部的测试和/或校准，而在此不超过对于患者和/或用户可接受的时间量。

本发明还提供的优点是，不强制要求在加工或处理之前立即划分借助激光加工系统执行的测试和/或校准以及在另一时间点执行的其他测试和/或校准，以便将在加工或处理之前不久的系统测试的持续时间限制到可接受的程度，在该加工或处理中例如已经对接患者。

此外，本发明提供的优点是，可以减少待处理的患者在处理开始之前在对接状态中可能需要停留的等待时间，并且相应地可以减少由于等待而给患者带来的不舒适性。此外，必要时可以减少执行该处理所需的患者的药物剂量，因为可以缩短药物给药和处理开始之间的时间间隔。

可选地，控制元件设计为用于射束偏转的扫描装置。控制元件尤其可以设计为激光射束扫描器(也称为扫描装置)、致动器、声光调制器(AOM)、电光调制器和/或自适应镜，或者包括这些元件中的至少一个元件。在此，控制元件的功能检查可选地包括利用至少一个控制元件传感器对扫描装置的测试或者由该测试组成。测试或者功能检查的否定结果于是可以表明错误，其中，控制元件和/或传感器可能是错误的原因。为了提高控制元件的错误的识别的可靠性，能够可选地使用两个或更多个冗余的传感器用于控制元件的功能检查。因此，这提供了可以在处理开始之前可靠地检查用于射束偏转的扫描装置的正确工作方式的优点。

可选地，该测试包括操控扫描装置，从而根据扫描模式来调整扫描装置，以沿着预设扫描路径引导激光射束，其中，借助于至少一个控制元件传感器可限定用于通过扫描装置使激光射束相应偏转的扫描装置的调整。在这里所描述的发明的意义上，扫描模式是控制数据的序列，其可以被供应给扫描装置，以便产生射束引导配置的序列。而扫描路径是虚拟焦点位置的序列，其从所属的射束引导配置的序列中、即从扫描模式中限定。换句话说，扫描模式是用于扫描装置的一系列调整，这导致焦点可以沿着扫描路径移动。虚拟焦点(其也可称为虚拟焦点位置)在此是激光焦点的理论位置，该理论位置可以配设有射束引导器和尤其扫描装置的特定配置。在此，虚拟焦点位置的集合可以大于真实焦点位置的集合，因为不是扫描装置的每种配置都必须必然导致真实焦点。真实焦点(其也可被称为真实焦点位置)在此是由激光辐射产生的激光焦点的位置，激光辐射穿过特定配置的射束引导器(光学器件)和尤其特定配置的扫描装置。射束引导器的可变配置可以用于，使得利用扫描装置的至少一个特定配置能够实现每个真实的焦点位置。

在此，对激光射束的引导意味着，激光射束借助扫描装置被偏转成使得虚拟的和/或真实的焦点沿着预设的扫描路径被引导。在此无关紧要的是，在调整扫描装置时是否激光射束实际入射并且通过扫描装置偏转、即是否产生真实的焦点，或者在没有激光射束入射并且因此仅仅使虚拟的焦点偏转的情况下是否进行扫描装置的调整。换句话说，扫描装置的调整和检查还能这样进行，即在此没有激光射束实际上从扫描装置偏转，而是仅检查扫描装置对于激光射束的期望的偏转的适配性。这例如可以借助于扫描装置上的合适的传感器来进行。换言之，沿着预设的扫描模式引导激光射束对应于受控地引导经过扫描路径，即必要时聚焦的激光射束在待加工的对象被激光射束加载的平面或体积中的位置改变。相应地，两种不同方式的功能测试可以用于扫描装置。根据第一方式，仅进行射束引导器的配置的检查，即检查机械镜位置和所属的虚拟焦点位置。根据第二方式，例如通过光学检测和评估相应的真实焦点的共焦的回射来进行真实焦点位置的检查。

可选地，还能沿平行于光轴的方向引导激光射束，办法是例如沿着射束方向改变焦点的位置，例如通过改变激光射束的会聚角和/或聚焦元件的位置。由此可以沿着三维扫描路径进行激光射束或者焦点的引导。在此，所引起的扫描模式的扫描路径可以连续地构造或者可以具有中断。扫描路径还能具有多个子段和/或具有多个点，激光射束沿着预设的扫描路径、即以预设的顺序施加到其上并且可选地聚焦。换句话说，测试的扫描模式可选地这样构造，即使得所属的扫描路径包括所有为通过激光加工系统的预设的激光加工而设置的焦点位置或激光射束位置。可选地，可以选择预设的扫描模式，以使扫描模式代表扫描装置的整个可用的值范围。

这提供的优点是，该测试可以通用地使用并且不必仅针对各个计划的处理单独地建立。扫描模式还能可选地这样选择，即使得所需的测试持续时间比可能的有意的处理短。扫描装置的测试提供的优点是，可以检查扫描装置的功能性，以使激光射束沿着为计划的处理而预设的路径偏转。在此，激光射束的聚焦是可选的。因此可能存在激光射束被聚焦的应用和激光射束没有被聚焦的其他应用。只要聚焦发生，至少一个聚焦元件根据一些实施方式就可以布置在扫描装置前方并且根据其他可选实施方式就可以布置在扫描装置后方。可选地，在使用飞秒激光器时，激光射束在扫描装置后方、即在偏转后才聚焦。可选地，在使用准分子激光器时，激光射束在扫描装置前方聚焦并且然后使会聚的激光射束偏转。

可选地，这样构造扫描模式，使得激光射束在属于扫描模式的扫描路径的区域中至少部分地检测表征可变参数的参考对象，并且可变参数可以根据由此得出的信号被限定。这提供的优点是，表征可变参数的参考对象的检测可以与控制元件的测试组合并且可以相应地在功能检查或测试的运行期间一起被处理。这对于如下参考对象是可能的，该参考对象位于对于激光射束可接近的区域中，即位于借助于通过扫描装置偏转的激光射束可检测的区域中。

可选地，通过激光射束对参考对象的检测得出的信号包括激光射束的反射分量和/或激光射束的散射分量和/或由激光射束激励的发射信号。在此，该信号可以通过参考对象传感器来探测。因此参考对象例如可以反射和/或散射已入射的激光射束的一部分，从而使反射分量和/或散射分量能够借助参考对象传感器被探测。这例如可以用于检查真实焦点位置的相对于参考对象的位置。例如，这可以借助界面探测来完成，如在WO 2008/040436A1中所述。可选地，激光射束仅在预设扫描路径的这种位置上或在扫描模式的这种配置中通过激光加工系统发射，其中激光射束至少部分地检测参考对象。这并不阻碍的是，当激光加工系统不发射激光射束时，激光加工系统的激光源可选地也发射激光辐射，因为激光射束例如可以在激光加工系统内部被阻止和/或偏转，并且因此更确切地说由激光源发射，但是不通过激光加工系统施加到患者或待加工的对象上。这提供的优点是，当患者已经对接到激光加工系统上或者待加工的对象已经对接在激光加工系统上时，尤其借助于虚拟焦点位置的检查，还能执行测试或功能检查。在此，控制元件的功能检查至少部分地也能够在没有发射的激光射束的情况下进行，例如通过提供相应的传感器来进行，传感器还能在没有加载激光射束的情况下限定控制元件的准确的定位和/或偏转和/或偏移和/或取向。

可选地，激光射束在控制元件的功能检查期间以如下功率发射，该功率低于用于危害和/或加工眼睛的功率阈值。用于加工眼睛的功率阈值在此是激光能量的如下阈值，在该阈值以下不进行材料或组织关于相应的应用的改变。在此，危害眼睛的功率阈值是激光能量的安全阈值，低于该安全阈值不会导致眼睛的损伤并且尤其也不会在眼睛的其他未经受处理的部分(例如晶状体和/或视网膜)上产生附带损伤。将功率限制到这些功率阈值中的一个功率阈值、优选限制到危害眼睛的功率阈值所提供的优点是，控制元件的功能检查还能至少部分地使用激光射束，其中，将激光射束施加到患者的眼睛和/或待加工的对象上由于功率低于功率阈值是无害的。这尤其提供的优点是，激光射束在控制元件的功能检查期间可以用于检测所提供的表征可变参数的参考对象。

可变参数可选地表征激光加工系统的可变元件、诸如患者对接单元，并且尤其表征经历变化的接触镜、光学系统的一部分或可能经受漂移的激光扫描器和其操控部。可选地，可变参数表征激光加工系统的特性并且尤其表征激光加工系统的能更换的接触镜的特性。这尤其可以是接触镜的几何特性。可变参数例如由于接触镜相关的偏差是可变的，偏差例如在由制造引起的制造公差的范围内出现，其中偏差却可以如此表现，即使得在激光处理或激光加工中提供其用于实现所期望的精度的考虑。因此接触镜的可变参数例如可以涉及厚度和/或直径和/或定心、即相对于光轴的横向错位，和/或涉及形状、尤其是曲率半径、和/或接触镜或其部分的其他几何变化。因此，通过限定可变参数并且确定对激光加工的计划执行的影响，可以减小或者甚至完全避免由于可变参数引起的不精确性和精度降低。在此，激光加工系统的部件或眼睛的可变的表现方式本身或者还有标记和/或标记元件(从其中可以读取所存储的信息)、例如条形码或颜色标记可以用作为参考对象。在此，尤其(在各个接触镜之间带有偏差的)接触镜面可用作为通过可变的设计本身呈现的参考对象。为此，可以在测试激光扫描器期间这样引导激光射束或者焦点，即使得激光射束沿着扫描路径与接触镜表面相交并且激光射束的在此反射的和/或散射的部分通过参考对象传感器探测并且可以由控制单元接收和评估。接触镜表面是光学界面，其用作为患者眼睛的参考面，该参考面与接触镜表面对接。在对接的状态中，眼睛采取这种界面的形状。因此，该界面的位置的相对于激光焦点位置的精确知识对于角膜或者眼睛的其他部分的精确加工而言可能是重要的。由参考对象检测的信号与所属的扫描器位置或激光射束或焦点的位置的配设关系因此能够实现限定接触镜的几何特性并因此限定可变参数。例如，为此可以使用在公开文献WO 2008/040436 A1中所描述的方法。在此，扫描模式(在接触镜的扫描过程期间激光射束沿着该扫描模式移动)可以包括螺旋形的扫描轨道或由该扫描轨道构成。例如扫描轨道可以与用于皮瓣切割的焦点轨迹类似或相同地构造。可选地或附加地，扫描可以在球形界面的顶点下方实施。在此，真实焦点位置的平面可以与球形界面相交成圆。换言之，产生呈圆形式的共焦信号，其中点与界面的顶点一致，并且其直径通过球帽形状在界面的曲率半径已知的情况下指示顶点的高度。

接触镜可选地具有一个或多个标记，标记用作为参考对象并且包含关于接触镜的信息、例如关于方式、形状和/或空间布置的信息。例如这些信息可以借助于条形码给出关于接触镜类型、角度定向、描述形状的参数和/或序列号的情况。在此，标记尤其可以通过其在接触镜中和/或接触镜上的空间定位和/或取向提供关于可变参数的信息。可选地或附加地，可以构造一个或多个参考对象，参考对象不通过其定位和/或取向提供信息，而是通过其他特性提供。

例如这种参考对象可以设计为标记，该标记的特性在利用激光射束进行检测时可以通过参考对象传感器来检测。例如，标记可以提供具有预设的波长的发光信号，使得根据其波长或颜色可以提取相应的信息。例如接触镜尺寸可以通过相应的发光颜色编码来说明。

用于激光扫描器的操控信号在此可以是如下类型，即使得用于x扫描器和y扫描器的操控信号精确地对应于一个处理的操控信号。z扫描器与处理略有不同地被操控，使得接触镜面被焦点轨迹可靠地切割。激光辐射在系统测试期间是活动的，但可选地被衰减到无危险的程度(激光器等级1)。在系统测试期间，如在实际处理中，可以调节和/或监控激光辐射的另外的参数(例如：脉冲选择)。作为用于扫描过程的参考对象传感器，可选地使用共焦光学器件，该共焦光学器件具有作为传感器的光电二极管。入射的激光射束的一部分在此可以首先从接触镜表面反射回到入射的激光射束中并且通过偏振的分束器从主路径中分出。然后，根据所探测的信号可以限定可变参数并且用于优化激光扫描器的控制信号，以便提高处理的精度。

可选地，可变参数涉及借助于激光加工系统待处理的眼睛的特性、尤其是眼睛的相对于激光加工系统的可变空间位置。在此，眼睛中的表面可选地用作为参考对象，该表面反射和/或散射激光射束的一部分。例如虹膜和/或视网膜和/或角膜或其部分可以表示这种表面。这提供的优点是，在控制元件的功能检查期间例如能够限定对接到激光加工系统上的眼睛的定向和/或定位。

可选地，可变参数涉及扫描装置的测量单元、尤其信号转换单元的可变特性，其中，在具有预先已知的几何形状的激光加工系统的射束路径中的光学元件的至少一部分用作为参考对象。在此，例如用作为参考对象的光学元件的已知表面、例如透镜的在激光射束的射束路径中的表面可以由激光射束或者可选地由激光射束的焦点扫描，并且由测量单元确定的表面形状与已知的实际形状进行比较。然后，能够从基于可变参数的可能的偏差推导出用于优化控制元件(例如激光扫描器或扫描装置)的控制信号的信息，以便至少部分地补偿该偏差。相应的优化方法还能应用于其他可变的元件，只要这些可变的元件对激光扫描器的操控具有影响即可。

可选地，该方法还包括检查激光加工系统的以下列表中的至少一个另外的部件：快门单元、脉冲选择单元、衰减单元。这提供的优点是，这些另外的测试中的一个或多个测试还能至少部分地与另外的测试和/或校准同时地执行，并且通过这种方式可以进一步缩短系统测试的总持续时间。

可选地，该方法还包括尤其针对以下参数中的至少一个参数检查可以设计为脉冲式激光源(例如设计为飞秒激光器)的激光源：脉冲能量、峰值强度、脉冲频率和脉冲持续时间。这提供的优点是，对激光源的检查还能至少部分地与激光加工系统的测试和/或校准同时进行，并且以这种方式可以进一步缩短系统测试的总持续时间。

可选地，该方法还包括对激光加工系统的一个或多个安全器件的检查。这可以可选地在时间上在限定可变参数之后但是至少部分地与控制元件的功能检查同时地进行。为此，可选地可以将快门放置在激光射束的射束路径中，从而由此能够避免激光射束的逸出。以这种方式可以检查快门的功能性。可选地，可以限定在用于触发快门的激活命令与激光射束的完全阻断之间经过的时间，并且将该经过的时间与参考值进行比较。例如可以使用光电二极管作为传感器，该光电二极管例如布置在快门之后。可选地或附加地，快门可以至少部分地构造为镜，从而使快门在闭合状态下将激光射束导向光电二极管。可选地或附加地，光电二极管可以实施为非线性传感器，以便此外能够限定激光脉冲的峰值强度。

可选地，将扫描器位置的额定与实际比较的在系统测试中限定的结果与预设的公差条件进行比较。在此，为了释放用于处理和/或加工的激光加工系统，保持预设的公差可能是必要的。可选地，也将在系统测试中限定的可变元件特性与预设的公差条件进行比较。在此，为了释放用于处理和/或加工的激光加工系统，保持预设的公差也可能是必要的。

可变元件的在系统测试中已限定的特性可选地用于将为随后的激光处理待产生的扫描器控制信号与已限定的特性适配(例如，将扫描模式与接触镜的位置和/或形状适配)。在系统测试期间的扫描器移动可选地完全覆盖对于扫描器可能的或预期的处理区域。在系统测试期间的扫描器移动可选地包含可能的扫描区域的至少部分，这些部分表示也典型地在处理期间发生的扫描器移动。可选地或附加地，在系统测试期间的扫描器移动包含可能扫描范围的部分，该部分表示在处理期间预期功能故障的最大发生概率的移动。

可选地，激光加工系统中的另外的传感器还可以参与系统测试。因此根据可选的实施方式可能的是，在激光光学器件从处理位置中移出时执行系统测试。根据实施方案，这可以导致将接触镜坐标系与扫描器操控信号连接的功能的转换(例如旋转)。如果例如在系统测试时现在限定接触镜正面的位置以使扫描器操控信号为了后面的处理与该位置适配，则必须考虑移出的效果。为此，测量移出的相应的传感器可以是有利的。

此外可选地，可以测量一个或多个可变元件的一个或多个特性。在接触镜探测的情况下，例如能够限定不同的接触镜面参数、如位置、形状、边界、表面特性或和/或污物。

此外可选地，迭代地限定可变元件的特性、即可变参数是可能的。因此限定与接触镜表面相关的可变参数可以包括以下部分：

第1部分：在三个点上测量接触镜的大致位置。

第2部分：基于第1部分的结果沿着多条线执行形状的更精确的测量。

朝向接触镜探测单元(其用作为参考对象传感器)在接触镜面上反射和/或散射的光例如可以在通往探测单元的道路上经过与入射的激光射束相同的路径或者遵循其他路径。例如，为了探测激光射束的散射分量和/或反射分量，可以使用共焦探测，如例如公开文献WO 2009/146906 A2中所描述的那样。在前一种情况下，例如分束器可以用于将入射光与反射光分离。该分束器可以可选地又具有恒定的分度比例或者利用偏振效应。此外，在系统测试之后，该分束器(以及可能的所属元件，例如波片)可以可选地从射束路径移除。替代在测试期间的激光射束衰减，可选地在最后的相关光学面之后的射束收集器还能防止强烈的激光辐射逸出。

可选地，还可以检测涉及接触镜的另外的参数。在此，通常将已知的特性考虑作为位置参考。由此可以将探测时间或者测试持续时间保持得很小。在接触镜表面的已知表面形状的情况下，例如三个测量点在空间中可能就足以确定接触镜表面的精确位置。

该方法和控制单元可选地还能应用于不产生限定的激光焦点的准分子激光器。在此例如可以检查患者接口的正确配合和/或其大小和/或激光扫描器的测量单元的刻度。在此，与激光焦点相关的条件相应地消失并且通常由(未聚焦的)激光射束代替。然后，参考对象的位置的探测首先可能是横向的。

在系统测试期间使用的激光源不必与用于处理的激光源相同，尽管在一些可选实施方式中是这种情况。

用于参考对象传感器的探测单元的实施方案在此可以在不同的实施方式中变化。例如参考对象传感器可以具有光电二极管和/或摄像头。在光电二极管的情况下，该参考对象传感器可以是用于接触镜探测的共焦观察的可选部分。此外，摄像头可以识别来自接触镜中的激光标记的散射光。

在此，上面提到的和下面阐述的特征和实施方式不仅可以视为以分别明确提到的组合公开，而且也以其他技术意义上的组合和实施方式被公开内容所包括。

附图说明

现在参照附图借助以下示例和优选实施方式更详细地阐述本发明的另外的细节和优点。

附图示出：

图1示出根据可选实施方式的激光加工系统100；

图2示出根据可选实施方式的用于系统测试的多个部件的相互作用的说明。

具体实施方式

在以下附图中，为了简单起见，在各个实施方式中相同或相似的元件由相同的附图标记表示。

图1以示意图示出根据可选实施方式的激光加工系统100，该激光加工系统设计为用于眼睛的屈光手术的装置。激光加工系统100因此设计为治疗设备并且用于借助用于使用激光射束的屈光手术的方法在患者的眼睛2上实施视力缺陷校正。为此，装置100具有激光器或激光源3，激光器或激光源发出脉冲式激光辐射。在此，脉冲持续时间例如位于飞秒范围内，并且激光辐射作用到眼睛2的角膜上，以便在角膜中将晶状体与周围的角膜分离。

由激光源3沿着光轴A1输出的激光射束或者处理射束4在此落到分束器5上，分束器将激光射束4引导到控制元件6上，控制元件设计为扫描装置6a。根据所示的实施方式，扫描装置6a具有两个扫描镜7和8，这两个扫描镜围绕彼此正交的轴线可旋转，从而扫描装置6a二维地偏转处理射束4。可调节的投影光学器件9将处理射束4聚焦到眼睛2上或眼睛中。投影光学器件9在此具有两个透镜10和11。

接触镜12布置在透镜11的下游，接触镜经由保持部H固定地与透镜11并且因此与激光加工系统100连接。接触镜12贴靠在眼睛2的角膜上。由接触镜12和激光加工系统100的其他光学部件构成的光学组合导致处理射束4被聚束在位于眼睛2的角膜中的焦点13中。

此外，装置100具有控制单元14，该控制单元尤其设置用于控制扫描装置6a、激光器3和投影光学器件9。此外，控制单元14设置成监控该装置的功能性并且为此目的执行用于检查激光加工系统100的功能性的系统测试。为此，控制单元14可以对激光加工系统100的元件进行测试和/或校准。在此，激光加工系统100的元件可以由控制单元14促使执行预设的过程，预设的过程然后通过合适的传感器和/或探测器来监控。在此由传感器和/或探测器使用的测量数据然后又被供应给控制单元14，并且可以由该控制单元用于检查功能性和用于继续操控激光加工系统100。

尽管在所示实施方式中仅示出了一个控制单元，但根据其他实施方式还能提供多个控制单元，这些控制单元实施该任务和/或其他任务。

激光加工系统100还具有参考对象传感器17，该参考对象传感器根据所示的实施方式用于限定关于接触镜12的可变参数。在此，参考对象传感器17布置在接触镜12和透镜11之间的区域中，并且设置用于检测入射的激光射束的由接触镜反射和/或散射的部分，并且将测量结果经由通信线路17a传送到控制单元14上以用于进一步评估。然而，根据其他实施方式，参考对象传感器还能布置在其他位置处。例如探测器15还能用作为共焦的参考对象传感器。在此，例如接触镜内的标记可以用作为参考对象19，该标记使入射的激光射束的一部分反向散射和/或反射，从而根据激光射束的反向散射的和/或反射的部分可以限定关于可变参数的信息、例如关于接触镜12的几何尺寸和/或取向的信息。可选地或附加地，当由激光射束检测时，参考对象19可以发射可由同一参考对象传感器17检测的发光信号并且通过控制单元14由此可以获得另外的信息、例如关于接触镜的大小的信息。这例如可以通过评估发光信号的波长或颜色来进行。在此，发射光可以涉及荧光和/或磷光。

控制单元14还读取激光加工系统100的探测器15、被角膜返回散射和/或反射的辐射，该辐射穿过接触镜12并且作为反向辐射16穿过分束器5。为此，可以将反向散射的反向辐射16共焦地成像到探测器15上。根据可选的实施方式，该探测器还能用作为参考对象传感器并且限定关于眼睛2的可变参数。例如可以借助探测器将关于眼睛2的定位和/或取向的信息被限定为(另外的)可变参数并且转发给控制单元14。参考对象19可以通过角膜的特性或由眼睛2的内部形成。

下面借助于图2来阐述根据可选的实施方式的用于执行激光加工系统100的系统测试的方法。图2以示意图示出激光源3、扫描装置6a、参考对象19、参考对象传感器17和控制单元14的相互作用。

在此，例如应限定表征接触镜12的可变参数。在系统测试的范围内应限定的可变参数在此是角膜前侧的精确位置，该位置被接触镜12的精确几何尺寸影响。由于不同眼睛之间的偏差和由此导致的可变参数的改变，可变参数的准确限定对于实现高程度的精度是有利的。尤其在使用非平面的接触镜时，不同眼睛之间的差异可能强烈地影响精度的可实现程度。然而由于制造公差，即使在平面接触镜的情况下也可能在其他方面相同类型的接触镜12之间出现小的偏差，这种偏差应被考虑用于实现高程度的精度。

为了保持小的系统测试持续时间，根据所阐述的实施方式，用作为控制元件的扫描装置6的功能检查和可变参数的限定(角膜前侧的精确位置；通过接触镜确定)至少部分地同时执行。扫描装置6a的功能检查在此包括将镜沿着扫描模式移动到对于所计划的处理所需的位置并且可选地移动到另外的位置。为此，扫描装置6a的镜例如可以设有合适的角度传感器。将角度传感器的测量数据传送到控制单元处。同时，在功能检查的范围内沿着扫描路径调整扫描装置使得穿透的激光射束照射到位于接触镜中的参考对象19上的时间点，释放激光射束，从而由激光射束检测参考对象19。在此要注意，这在扫描装置的连续的功能检查期间进行并且因此两个过程同时执行。由激光射束检测的参考对象19在此向参考对象传感器17发送信号。该信号例如可以包括激光射束的被反射的和/或被散射的部分和/或由激光射束激励的发光信号。由参考对象传感器17检测的测量数据然后被传送给控制单元14并且由该控制单元评估。

因此，该功能一方面包含操控激光源3和扫描装置6a以执行系统测试，而且还包含至少部分同时地接收测量数据，测量数据由扫描装置的传感器(例如镜的角度传感器)在功能检查时检测并且传输给控制单元，而且接收由参考对象传感器17传送的测量数据。因此控制单元14设计用于使得控制单元满足这些多个任务的同时实施。控制单元14尤其设计有相应的处理器性能以及相应的工作存储器能力。然后控制单元14可以借助所接收的和所评估的测量数据来执行额定与实际比较并且将结果与预设的公差值进行对比。只要系统测试的然后由控制单元14限定的结果表明激光加工系统100的无错误的功能，控制单元就可以释放激光加工系统以用于处理。如果系统测试的结果表明激光加工系统的功能能力不足，则控制单元14可以禁止执行处理和/或向用户输出相应的警告提示。

参考标号列表

2眼睛

3激光器

4激光射束

5分束器

6控制元件

6a扫描装置

7扫描镜

8扫描镜

9投影光学器件

10 透镜

11 透镜

12 接触镜

13 焦点

14 控制单元

15 探测器

16 反向辐射

17 参考对象传感器

17a 通信线路

19 参考对象

100 激光加工系统

A1光轴。

Claims (16)

1.一种用于执行激光加工系统(100)的系统测试的方法，所述方法包括以下步骤：

-执行所述激光加工系统(100)的控制元件(6)的功能检查；并且

-限定可变参数并且确定已限定的所述可变参数对利用所述激光加工系统(100)的激光加工的计划执行的影响；

其中，所述控制元件(6)的所述功能检查的执行和所述可变参数的限定在时间上至少部分地相互重叠。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制元件(6)设计为用于射束偏转的扫描装置(6a)，并且可选地，所述控制元件(6)的所述功能检查包括利用至少一个控制元件传感器对所述扫描装置(6a)的测试或者由利用至少一个控制元件传感器对所述扫描装置的测试组成。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述测试包括对所述扫描装置(6a)的操控，从而根据扫描模式来调整所述扫描装置(6a)，所述扫描模式用于沿着预设的扫描路径引导激光射束(4)，其中，能够借助所述至少一个控制元件传感器限定所述扫描装置(6a)的相应调整，所述调整用于通过所述扫描装置(6a)偏转所述激光射束(4)。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述扫描模式设计用于使得得出的所述扫描路径包括焦点位置的至少一部分，所述焦点位置设置用于经由所述激光加工系统(100)进行预设的激光加工。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，所述扫描模式设计用于，使得所述激光射束(4)在所述扫描路径的区域中至少部分地检测表征所述可变参数的参考对象(19)，并且能够根据由所述检测得出的信号限定所述可变参数。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，经由所述激光射束(14)对所述参考对象(19)的检测得出的信号包括所述激光射束(4)的反射分量和/或所述激光射束(4)的散射分量和/或经由所述激光射束(4)激励的发射信号，并且其中，所述信号能够由参考对象传感器(17)探测。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，仅在预设的所述扫描路径的使所述激光射束(4)至少部分地检测到所述参考对象(19)的位置处，由所述激光加工系统(100)发射所述激光射束(4)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述控制元件(6)的所述功能检查期间，以低于危害和/或加工眼睛(2)的功率阈值的功率发射所述激光射束(4)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述可变参数涉及所述激光加工系统(100)的特性并且尤其表征所述激光加工系统(100)的能更换的接触镜(12)的特性、尤其是所述接触镜(12)的几何特性。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述可变参数涉及待借助于所述激光加工系统(100)处理的眼睛(2)的特性、尤其是所述眼睛(2)的能相对于所述激光加工系统(100)改变的空间位置，并且其中可选地，所述眼睛(2)中的反射和/或散射部分激光射束(14)的表面用作为参考对象(19)。

11.根据权利要求5至7或8至10中任一项所述的方法，如果所述方法引用权利要求5至7中任一项，其中，所述可变参数涉及扫描装置(6a)的测量单元的、尤其信号转换单元的可变特性，并且其中，在所述激光加工系统(100)的射束路径中的具有预先已知的几何形状的光学元件的至少一部分用作为参考对象(19)。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括检查所述激光加工系统(100)的以下列表中的至少一个另外的部件：快门单元、脉冲选择单元、衰减单元。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括针对激光源(3)的至少一个参数检查所述激光源(3)，其中，所述激光源(3)可选地设计为脉冲式激光源，并且尤其针对以下参数中的至少一个检查所述脉冲式激光源(3)：脉冲能量、峰值强度、脉冲频率和脉冲持续时间。

14.一种用于激光加工系统(100)的控制单元(14)，其中，所述控制单元(14)设置用于，在所述激光加工系统(100)的系统测试的范畴中，

-执行所述激光加工系统(100)的控制元件(6)的功能检查；并且

-限定可变参数并且限定所述可变参数对利用所述激光加工系统(100)的激光加工的计划执行的影响；

其中，所述控制单元(14)还设置用于，使所述控制元件(6)的所述功能检查和所述可变参数的限定在时间上至少部分地相互重叠地执行，并且至少部分地同时接收和/或评估由该执行得出的测量数据和/或测量结果。

15.一种激光加工系统(100)，包括根据权利要求13所述的控制单元(14)。

16.根据权利要求15所述的激光加工系统(100)，其中，所述激光加工系统(100)设计为用于眼睛(2)的屈光手术的装置。