DE102020206216A1

DE102020206216A1 - Stereoskopische Aufnahmevorrichtung

Info

Publication number: DE102020206216A1
Application number: DE102020206216.1A
Authority: DE
Inventors: Gregor Stobrawa; Thomas Mohr; Beate Böhme; Mark Bischoff
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2020-05-18
Filing date: 2020-05-18
Publication date: 2021-11-18

Abstract

In der ophthalmologischen Lasertherapie ist es für das Ergebnis der Therapie wichtig, dass der Bediener des ophthalmologischen Lasertherapiesystems alle relevanten Strukturen im Auge sicher und bequem erfassen kann. Dies gilt sowohl für die Beobachtung von manuellen Arbeitsschritten als auch von solchen unter Verwendung von Laserstrahlung. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, die Erfassung von relevanten Strukturen im Auge durch den Chirurgen zu verbessern.Die Aufgabe wird gelöst durch eine Aufnahmevorrichtung (45, 65, 100, 200) zur Bereitstellung von Darstellungsdaten für ein Lasertherapiesystem (1), das eine Darstellungsvorrichtung (48, 68, 90) aufweist, mit einer Steuereinheit (220), einer ersten und einer zweiten Optikeinheit (110.1, 110.2), die jeweils von einer Objektfläche (120.1, 120.2) unter einer Aufnahmerichtung (150.1, 150.2) ausgehendes Licht auf einen Sensor (130.1, 130.2) abbilden, der Bilddaten bereitstellen kann. Die Aufnahmerichtungen (150.1, 150.2) bilden einen Stereowinkel (a). Jede Optikeinheit (110.1, 110.2) weist eine dem Sensor (130.1, 130.2) vorgelagerte Sensoroptik (115.1, 115.2) mit optischer Achse (160.1, 160.2) auf, wobei Sensor (130.1, 130.2) und optische Achse (160.1, 160.2) nicht senkrecht zueinanderstehen. Die Objektflächen (120.1, 120.2) weisen ein gemeinsames Volumen (180) auf. Die Steuereinheit (220) kann Bilddaten empfangen, in Darstellungsdaten umwandeln und über eine Schnittstelle (S) bereitstellen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufnahmevorrichtung zur Bereitstellung von Darstellungsdaten eines Auges für ein ophthalmologisches Lasertherapiesystem, das eine Darstellungsvorrichtung aufweist, mit einer ersten Optikeinheit und einer zweiten Optikeinheit, die jeweils von einer ersten bzw. zweiten Objektfläche unter einer ersten bzw. zweiten Aufnahmerichtung ausgehendes Licht auf einen ersten bzw. zweiten Sensor abbilden, die ausgebildet sind, erste bzw. zweite Bilddaten bereitzustellen, wobei die erste bzw. zweite Optikeinheit eine dem ersten bzw. zweiten Sensor vorgelagerte erste bzw. zweite Sensoroptik mit einer ersten bzw. zweiten optischen Achse aufweist, und mit einer Steuereinheit, die dazu ausgebildet ist, die ersten und zweiten Bilddaten zu empfangen, in Darstellungsdaten umzuwandeln und für eine Darstellung auf der Darstellungsvorrichtung über eine Schnittstelle bereitzustellen.
In der ophthalmologischen Lasertherapie ist es mittlerweile üblich, eine Lasertherapievorrichtung zur Erzeugung von Schnitten in einem Augengewebe, oder zur Ablation oder zur Koagulation eines Augengewebes mittels Laserstrahlung zu kombinieren mit einer Beobachtungseinrichtung zur Kontrolle und Überwachung verschiedener Arbeitsschritte während des therapeutischen Eingriffs.
Dies ist beispielsweise vorteilhaft in der laserunterstützten Augenchirurgie zur Korrektur von Fehlsichtigkeit oder zur Therapie von anderen Augenerkrankungen wie z.B. einem Katarakt mittels der Kataraktchirurgie. Auch bei Fehlsichtigkeitskorrekturen wie beispielsweise einer „SMILE“-Behandlung, (Lentikelextraktion durch kleine Inzision, „Small Incision Lenticule Extraction“), einer Lasik, bei der mit einem ersten Laser die Cornea geöffnet und mit einem zweiten Laser Cornea-Gewebe abgetragen wird, oder bei anderen Modifikationen der Hornhaut ist eine Überwachung der Arbeitsschritte notwendig, um das Anbringen der Schnitte in der Cornea gegebenenfalls abbrechen zu können. Nach dem Anbringen der Schnitte oder der Vornahme von Abtragungen im Augengewebe wird unter Beobachtung - beispielsweise durch ein Operationsmikroskop - das Lentikel entnommen oder modifiziert, ein Implantat eingeführt oder die Cornea wieder geschlossen und abschließend bewertet.
Für das Ergebnis eines laserchirurgischen Eingriffs ist es besonders wichtig, dass der Bediener (Chirurg, Assistent oder allgemein Benutzer) des ophthalmologischen Lasertherapiesystems alle relevanten Strukturen im Auge sicher und bequem erfassen kann. Dies gilt sowohl für die Überwachung von Arbeitsschritten, die unter Verwendung von Laserstrahlung erfolgen, als auch für „manuelle“ Arbeitsschritte sowie für die Vorbereitung des Eingriffs wie die Einrichtung des zu behandelnden Auges gegenüber dem ophthalmologischen Lasertherapiesystem.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, die Erfassung von relevanten Strukturen im Auge durch den Chirurgen vor, während und nach einem laserchirurgischen Eingriff am Auge zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung betrifft eine Aufnahmevorrichtung zur Bereitstellung von Darstellungsdaten eines Auges für ein ophthalmologisches Lasertherapiesystem, das eine Darstellungsvorrichtung aufweist.
Ein ophthalmologisches Lasertherapiesystem ist dazu ausgebildet, bei einer Verwendung durch einen Benutzer (Operateur, Chirurgen, Bediener) eine ophthalmologische Therapie durchzuführen. Unter einer ophthalmologischen Therapie soll dabei jegliche Therapie verstanden werden, bei der ein Gewebe eines Auges verändert wird. Die ophthalmologische Therapie beinhaltet insbesondere entsprechende laserchirurgische Eingriffe, bei denen mittels eines Lasers, bevorzugt eines gepulsten Lasers wie beispielsweise eines Femtosekunden- oder Excimer-Lasers, durch Photodisruption ein Gewebe des Auges „geschnitten“ wird (z.B. ein Lentikel oder ein Flap), durch eine Ablationswirkung ein Bereich eines Augengewebes abgetragen wird oder durch eine Koagulationswirkung Augengewebe miteinander „verklebt“ wird bzw. der Brechungsindex des Materials, also eines Augengewebes oder aber eines Implantats, durch die Laserstrahlung verändert wird.
Das ophthalmologische Lasertherapiesystem weist dabei eine Darstellungsvorrichtung auf, über die dem Bediener Darstellungsdaten angezeigt werden können. Dabei kann es sich um einen Monitor handeln. Dieser kann an einer ergonomisch vorteilhaften Position mit dem Lasertherapiesystem verbunden oder vom Lasertherapiesystem räumlich abgesetzt sein. Bei der Darstellungsvorrichtung kann es sich auch um ein digitales Okular handeln, das über eine Okularoptik eine Betrachtung einer Mikroanzeige (Microdisplay) erlaubt. Weiterhin kann es sich dabei um eine kopfgetragene Anzeigevorrichtung handeln, die häufig als Datenbrille bezeichnet wird. Vorzugsweise ist die Darstellungsvorrichtung für eine stereoskopische Darstellung der Darstellungsdaten ausgebildet. Im Falle eines Monitors kann es sich dabei um eine autostereoskopische Vorrichtung handeln.
Erfindungsgemäß weist die Aufnahmevorrichtung eine erste Optikeinheit auf, die von einer ersten Objektfläche unter einer ersten Aufnahmerichtung ausgehendes Licht auf einen ersten Sensor abbildet. Unter einer Objektfläche ist diejenige Fläche im Raum zu verstehen, deren Bild durch die Optikeinheit mit größter Bildschärfe auf den Sensor abgebildet wird. Die Objektfläche weist dabei eine „Dicke“ auf, die über die Tiefenschärfe der Optikeinheit gegeben ist; die Objektfläche besitzt also ein Volumen. Die Optikeinheit weist mindestens eine - in der Regel jedoch mehrere - Linsen oder Linsengruppen (oder abbildende Spiegel) auf. Bei dem Sensor kann es sich beispielsweise um eine CCD oder einen CMOS-Chip handeln. Er weist eine Vielzahl von Sensorpixeln auf (bevorzugt mindestens entsprechend einer HD-Auflösung); er kann ein Mikrolinsenarray zur Erhöhung eines Füllfaktors aufweisen. Der erste Sensor ist dazu ausgebildet, erste Bilddaten bereitzustellen. Die erste Optikeinheit weist eine erste Sensoroptik mit einer ersten optischen Achse auf. Die erste Sensoroptik ist dem ersten Sensor vorgelagert. Zwischen Sensoroptik und Sensor sind keine weiteren abbildenden optischen Elemente der Optikeinheit vorhanden.
Die Aufnahmevorrichtung weist weiterhin eine zweite Optikeinheit auf, die von einer zweiten Objektfläche unter einer zweiten Aufnahmerichtung ausgehendes Licht auf einen zweiten Sensor abbildet. Der zweite Sensor ist dazu ausgebildet, zweite Bilddaten bereitzustellen. Die zweite Optikeinheit weist eine zweite Sensoroptik mit einer zweiten optischen Achse auf. Die zweite Sensoroptik ist dem zweiten Sensor vorgelagert.
Weiterhin weist die Aufnahmevorrichtung eine Steuereinheit auf, die dazu ausgebildet ist, die ersten Bilddaten und die zweiten Bilddaten zu empfangen, in Darstellungsdaten umzuwandeln und für eine Darstellung auf der Darstellungsvorrichtung über eine Schnittstelle bereitzustellen. Dazu können die Bilddaten in einen gemeinsamen Datenstrom von Darstellungsdaten zusammengeführt werden. Die Bilddaten können beispielsweise im Datenstrom abwechselnd sortiert sein. Die Bilddaten können auch bildweise nebeneinandergesetzt werden. Weiterhin können beispielsweise Auflösung oder Datenformat der Bilddaten an die Darstellungsvorrichtung angepasst werden. Die Steuereinheit kann als Computer ausgestaltet sein, der einen Prozessor und einen Speicher aufweist. Die Steuereinheit kann eine Recheneinheit aufweisen, die dazu ausgebildet ist, die Umwandlung der Bilddaten in Darstellungsdaten vorzunehmen. Weiterhin kann die Steuereinheit der Aufnahmevorrichtung Teil einer Steuereinheit des ophthalmologischen Lasertherapiesystems sein.
Erfindungsgemäß weisen die erste Objektfläche und die zweite Objektfläche ein gemeinsames Volumen auf. Unter dem gemeinsamen Volumen ist dasjenige Volumen im Raum zu verstehen, das der Schnittmenge der ersten Objektfläche (inklusive ihrer Dicke) mit der zweiten Objektfläche (inklusive ihrer Dicke) entspricht. Das gemeinsame Volumen umfasst beispielsweise mindestens 80% der erste und/oder zweiten Objektfläche, bevorzugt mindestens 90%, besonders bevorzugt mindestens 95%. Über das gemeinsame Volumen ist sichergestellt, dass die ersten und zweiten Bilddaten Informationen über einen identischen Ausschnitt des Auges bereitstellen können. Die Mittelpunkte beider Objektflächen können gleich sein.
Weiterhin weisen die erste Aufnahmerichtung und die zweite Aufnahmerichtung einen Stereowinkel zueinander auf. Unter der Aufnahmerichtung ist dabei die Richtung zu verstehen, unter der ein Zentralstrahl oder Hauptstrahl für eine Mitte der Objektfläche das Licht die Objektfläche in Richtung Sensor verlässt. Auf diese Weise können Bilddaten vom Auge (für das gemeinsame Volumen) aus zwei verschiedenen Richtungen aufgenommen werden. Dazu ist der Stereowinkel von Null verschieden. Für eine gute Tiefenwahrnehmung beträgt der Stereowinkel mindestens 7°, bevorzugt mindestens 10°, besonders bevorzugt mindestens 13°. Dies entspricht Stereowinkeln, die ein Benutzer aus seiner natürlichen Umgebung - selbst für nahe Objekte - gewohnt ist.
Erfindungsgemäß ist der erste Sensor nicht senkrecht zur ersten optischen Achse angeordnet. Zusätzlich oder alternativ ist der zweite Sensor nicht senkrecht zur zweiten optischen Achse angeordnet. Das bedeutet, dass eine Flächennormale eines Sensors mit der optischen Achse der dazugehörigen Sensoroptik einen Winkel aufweist, der von Null verschieden ist. Flächennormale und optische Achse sind nicht parallel. Ein gegenüber der optischen Achse verkippter Sensor ermöglicht es, eine Objektebene zu realisieren (scharf auf den Sensor abzubilden), die nicht-senkrecht zur Aufnahmerichtung für die jeweilige Objektfläche steht. Dabei sind Sensorpixel, die von der Sensoroptik weiter entfernt liegen, Orten in der Objektfläche zuzuordnen, die sich weiter weg von der Optikeinheit befinden, als solche Sensorpixel, die näher an der Sensoroptik liegen. Letztgenannten Sensorpixeln sind Orte in der Objektfläche zuzuordnen, die sich - im Vergleich zu den erstgenannten Sensorpixeln - näher an der Optikeinheit befinden. Die erfindungsgemäße Anordnung des ersten und/oder zweiten Sensors gegenüber der ersten bzw. zweiten optischen Achse erlaubt es, auch große Stereowinkel zu realisieren, die eine gute Tiefenwahrnehmung von relevanten Strukturen im Auge ermöglicht, bei gleichzeitiger Bereitstellung eines großen gemeinsamen Volumens. Insbesondere für eine Optikeinheit mit höher Auflösung, hat die Objektfläche eine geringe „Dicke“. Durch die erfindungsgemäße, nicht senkrechte Anordnung der Sensoren zur optischen Achse der jeweiligen Sensoroptik kann eine große Überlappung der Objektflächen erreicht werden und somit ein großes gemeinsames Volumen.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass Aufnahmerichtung und optische Achse der Sensoroptik nicht parallel verlaufen müssen, da ein von der Optikeinheit geführter Strahlengang umgelenkt sein kann oder Knicke aufweisen kann.
Die erfindungsgemäße Aufnahmevorrichtung erlaubt es, stereoskopische Darstellungsdaten eines Auges für einen laserchirurgischen Eingriff bereitzustellen. Dabei können vorteilhaft die Strahlengänge der Optikeinheiten sehr flexibel ausgestaltet sein und trotzdem eine Aufnahme von Bilddaten für eine gemeinsames Volumen ermöglichen. Eine hohe Flexibilität ist deshalb vorteilhaft, da so möglichst wenig in einen Strahlengang für eine komplexe Laseroptik zur Bereitstellung von therapeutischer Laserstrahlung eingegriffen werden muss. Ein gutes Erkennen relevanter Strukturen im Auge wird somit gewährleistet, ohne Kompromisse bezüglich der Qualität der therapeutischen Laserstrahlung eingehen zu müssen. Weiterhin ist eine flexible Ausgestaltung der Strahlengänge der Optikeinheiten für die Beobachtung der manuellen Operationsschritte vorteilhaft, da hier ein großer Arbeitsabstand von beispielsweise mindestens 200mm, bevorzugt mindestens 250mm, erforderlich ist, um für den Benutzer eine große Handlungsfreiheit in unmittelbarer Umgebung des Auges zu gewährleisten. Die erfindungsgemäße Aufnahmevorrichtung kann dabei sehr kompakt ausgestaltet sein und dabei ein vergleichsweise geringes Bauvolumen aufweisen - bei gleichzeitig großem Stereowinkel für eine gute Tiefenwahrnehmung von Strukturen im Auge. Dies wird durch die Verwendung einer digitalen Bildaufnahme unterstützt. Dadurch kann die Bildaufnahme von der Darstellungsvorrichtung räumlich entkoppelt sein und beispielsweise in einer für den Benutzer ergonomisch vorteilhaften Position positioniert werden. Auf Okulare, die eine Kopfhaltung des Benutzers vorbestimmen und somit die Ergonomie einschränken, kann verzichtet werden. Dies führt vor allem bei längeren Eingriffen zu einem geringeren Ermüden des Benutzers und verbessert somit das nachhaltige Erkennen relevanter Strukturen im Auge. Durch den Verzicht auf Okulare können mehrere Benutzer die Darstellungsdaten auf der Darstellungsvorrichtung betrachten. Weiterhin können die Darstellungsdaten gleich auf mehreren Darstellungsvorrichtungen angezeigt werden. Dadurch werden gleich mehrere Benutzer des ophthalmologischen Lasertherapiesystems wie Assistenten in die Lage versetzt, das Auge mit gleicher Qualität zu betrachten wie der Benutzer, der den Eingriff durchführt.
Die erfindungsgemäße Aufnahmevorrichtung ist sowohl für eine Bereitstellung von Darstellungsdaten des Auges zur Überwachung von Arbeitsschritten, die unter Verwendung von Laserstrahlung erfolgen, als auch für die Betrachtung manueller Arbeitsschritte geeignet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Aufnahmevorrichtung eine Verstelleinheit auf, die dazu ausgebildet ist, den Stereowinkel zu verstellen. Dazu ist die Verstelleinheit mit der ersten und/oder zweiten Optikeinheit verbunden und dazu ausgebildet, eine relative Lageänderung der beiden Optikeinheiten zueinander herbeizuführen. Bei der relativen Lageänderung kann der Abstand zwischen einem Zentrum der Objektfläche und der Optikeinheit erhalten bleiben. Vorteilhaft kann der Stereowinkel um einen Winkel von ±10° gegenüber einem mittleren Stereowinkel verstellt werden. Dabei wird jedoch ein für eine gute Tiefenwahrnehmung erforderlicher Stereowinkel von mindestens 7° abgedeckt, bevorzugt mindestens 10°, besonders bevorzugt mindestens 13°.
Zum Verstellen des Stereowinkels kann die Verstelleinheit eine Mechanik aufweisen, die es dem Benutzer erlaubt, den Stereowinkel in Abhängigkeit eines Eingabereglers (wie beispielsweise eines Drehknopfes oder eines Schiebereglers) rein mechanisch zu verändern. Zum Verstellen des Stereowinkels kann die Verstelleinheit auch einen Motor aufweisen, so dass der Stereowinkel elektrisch verändert werden kann. Die Steuerung des Motors kann über die Steuereinheit erfolgen - beispielsweise in Abhängigkeit eines vom Benutzer über ein Eingabegerät eingegebenen Eingabewertes.
Bevorzugt ist die Verstelleinheit so ausgestaltet, dass sich gleichzeitig mit einem Verstellen des Stereowinkels ein Winkel zwischen der ersten optischen Achse und dem ersten Sensor und/oder ein Winkel zwischen der zweiten optischen Achse und dem zweiten Sensor anpasst. Die Anpassung erfolgt dabei vorteilhaft derart, dass die erste und/oder zweite Objektfläche weitgehend erhalten bleibt, so dass auch das gemeinsame Volumen weitgehend erhalten bleibt. Eine Anpassung der genannten Winkel ist insbesondere für große Stereowinkel vorteilhaft.
Durch ein Verstellen des Stereowinkels wird der Benutzer vorteilhaft in die Lage versetzt, den Tiefeneindruck zu verändern. Dies ermöglicht ein Erfassen von relevanten Strukturen im Auge besonders gut.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Aufnahmevorrichtung weist die erste und/oder zweite Optikeinheit eine Optikgruppe zur Anpassung einer Vergrößerung auf. Über die Optikgruppe kann die Größe der jeweiligen Objektfläche, die auf den entsprechenden Sensor abgebildet wird, angepasst werden. Eine solche Optikgruppe wird häufig auch als optisches Zoom bezeichnet. Die Optikgruppe kann als Wechsler ausgestaltet sein, der mehrere diskrete Vergrößerungen bereitstellen kann. Dazu kann der Wechsler beispielsweise drei Positionen bereitstellen: in einer Position befindet sich keine Linse, in einer zweiten Position eine Linse positiver Brechkraft und in einer dritten Position befindet sich eine Linse negativer Brechkraft. Die Optikgruppe kann auch als kontinuierliches Zoom ausgestaltet sein mit einer oder mehrerer entlang des Strahlengangs beweglich angeordneter Linsen. Vorteilhaft wird ein Zoombereich von mindestens einem Faktor 2 bereitgestellt, bevorzugt mindestens einem Faktor 3. Zur Anpassung der Vergrößerung kann eine Mechanik vorgesehen sein, die es dem Benutzer erlaubt, diese von Hand zu verstellen. Die Anpassung kann aber auch motorisch ausgestaltet sein und beispielsweise über die Steuereinheit angesteuert werden (beispielsweise in Abhängigkeit eines vom Benutzer über ein Eingabegerät eingegebenen Eingabewert). Bevorzugt weisen sowohl die erste als auch die zweite Optikeinheit ein optisches Zoom auf. Besonders bevorzugt erfolgt eine Anpassung der Vergrößerung derart, dass von beiden Optikgruppen die gleiche Vergrößerung bereitgestellt wird.
Zusätzlich oder alternativ weist die Aufnahmevorrichtung eine Steuereinheit auf, die dazu ausgebildet ist, eine Anpassung einer Vergrößerung der ersten und/oder zweiten Bilddaten vorzunehmen. Eine solche Funktion der Steuereinheit wird häufig als digitales Zoom bezeichnet. Eine solche Zoomfunktion kann in einer Sensorelektronik umgesetzt sein, die Teil der Steuereinheit ist. Vorteilhaft wird ein digitaler Zoombereich von mindestens einem Faktor 2 bereitgestellt, bevorzugt mindestens einem Faktor 3. Bevorzugt ist die Steuereinheit so ausgestaltet, dass die Vergrößerung über einen Eingabewert verändert werden kann, der beispielsweise vom Benutzer über ein Eingabegerät eingegeben wird. Bevorzugt ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, eine Vergrößerung sowohl der ersten als auch der zweiten Bilddaten anzupassen. Besonders bevorzugt erfolgt eine Anpassung der Vergrößerung derart, dass für beide Bilddaten die gleiche Vergrößerung bereitgestellt wird.
In einer Variante weist die Aufnahmevorrichtung zusätzlich eine Verstelleinheit auf, die dazu ausgebildet ist, den Stereowinkel zu verstellen. Bevorzugt ist die Verstelleinheit dabei so ausgestaltet, dass sich gleichzeitig mit einem Verstellen des Stereowinkels ein Winkel zwischen der ersten optischen Achse und dem ersten Sensor und/oder ein Winkel zwischen der zweiten optischen Achse und dem zweiten Sensor anpasst. Besonders bevorzugt ist die Verstelleinheit an eine Anpassung der Vergrößerung gekoppelt, d.h. eine Änderung der Vergrößerung bewirkt gleichzeitig eine Änderung des Stereowinkels (und ggf. des Winkels zwischen optischer Achse und Sensor). Dabei kann es sich um eine rein mechanische Kopplung handeln oder um eine Kopplung, die über entsprechende Steuersignale der Steuereinheit erfolgt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Aufnahmevorrichtung weist die erste und/oder die zweite Optikeinheit eine variable Blende auf. Die variable Blende kann als Wechsler ausgestaltet sein, der mehrere diskrete Blenden bereitstellen kann, die sich in ihrer geometrischen Form unterscheiden. Die variable Blende kann auch eine kontinuierlich veränderliche Blende bereitstellen; dazu kann die variable Blende beispielsweise als Irisblende ausgestaltet sein. Die variable Blende kann kreisförmig ausgestaltet sein und verschiedene Durchmesser aufweisen. Durch eine Variation der Durchmesser lässt sich die Tiefenschärfe der Bilddaten beeinflussen. Weiterhin kann die variable Blende die Form eines Rings aufweisen. Auf diese Weise lassen sich Kontrast und Tiefenschärfe der Bilddaten beeinflussen. Vorzugsweise ist die variable Blende im Strahlengang der Optikeinheit in oder nahe einer Pupillenebene angeordnet. Besonders bevorzugt weisen beide Optikeinheiten eine variable Blende auf.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Aufnahmevorrichtung eine Beleuchtungseinheit auf, die ausgebildet ist, das gemeinsame Volumen mit visuellem und/oder infrarotem und/oder spaltförmigen Licht zu beaufschlagen.
Bei sichtbarem oder visuellem (VIS) Licht handelt es sich um Licht in einem Wellenlängenbereich zwischen 380nm und 780nm. Eine Beleuchtung des Auges in diesem Wellenlängenbereich (mit einem möglichst gefüllten Beleuchtungsspektrum) ermöglicht eine farbtreue Bildaufnahme und anschließend eine farbtreue Darstellung, da die Farben in den Bilddaten denen entsprechen, wie sie der Bediener bei einer direkten Sicht auf das Patientenauge gewöhnt ist. Dazu ist die Beleuchtungseinheit bevorzugt dazu ausgebildet, ihren Weißpunkt zu ändern. Bei infrarotem Licht handelt es sich um Licht in einem Wellenlängenbereich zwischen 700nm und 1400nm, bevorzugt bis zu 1000nm.
Durch die Beleuchtungseinheit kann sichergestellt werden, dass der Benutzer für das Erkennen von Strukturen im Auge nicht auf Umgebungslicht angewiesen ist. Da typischerweise die Empfindlichkeit der Sensoren höher ist als die des Auges des Benutzers, kann die Beaufschlagung von Licht mit geringerer Leistung erfolgen (und somit zu einer geringeren Strahlenbelastung des Patientenauges führen), als wenn die Aufnahmevorrichtung Okulare für eine direkte Betrachtung aufweisen würde. Dieser Vorteil kommt insbesondere dann zum Tragen, wenn mehr als ein Benutzer das Auge des Patienten betrachten möchte, da die Darstellungsdaten für eine Darstellung beliebig vervielfacht werden können. Daher weist die erste und/oder zweite Optikeinheit auf der Seite des Patientenauges bevorzugt eine hohe numerische Apertur (NA) auf; dies ist auch für Aufnahmevorrichtungen ohne Beleuchtungseinheit vorteilhaft.
Bei einer Ausgestaltung mit einer infraroten Beleuchtungseinheit kann die Strahlenbelastung des Patientenauges weiter reduziert werden, da ein Sensor typischerweise eine hohe Empfindlichkeit in diesem Spektralbereich aufweist und da infrarotes Licht weniger Energie trägt als sichtbares Licht.
Unter einer Beaufschlagung mit spaltförmigem Licht ist eine Beleuchtung zu verstehen, die in der Objektfläche in einer Richtung eine größere Ausdehnung aufweist als in der dazu senkrechten Richtung. Dies wird typischerweise über eine sogenannte Spaltbeleuchtung realisiert. Eine Betrachtung des Auges unter Spaltbeleuchtung verbessert zusätzlich die Tiefenwahrnehmung von relevanten Strukturen.
Vorteilhaft sind Steuereinheit und Beleuchtungseinheit so ausgestaltet, dass Helligkeit, Farbe, Spaltbreite oder auch Spaltposition vom Bediener über ein Eingabegerät verändert werden können.
Weiterhin kann die Beleuchtungseinheit Filter aufweisen, um das Auge lediglich in einem schmalen Spektralbereich mit Licht zu beaufschlagen. Vorteilhaft weist dann auch die erste/und/oder zweite Optikeinheit einen Filter auf, der einerseits das Licht, mit dem das Auge beaufschlagt wird, blockiert, und andererseits Licht außerhalb dieses Wellenlängenbereichs - bevorzugt mit größeren Wellenlängen - transmittiert. Dies erlaubt beispielsweise die Beobachtung von Fluoreszenzemission. Bevorzugt können die entsprechenden Filter in den Strahlengang ein- und ausgeschwenkt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Aufnahmevorrichtung ist die erste und/oder zweite Optikeinheit dazu ausgebildet, Licht von einer gekrümmten Objektfläche auf den Sensor abzubilden. Bevorzugt sind beide Objektflächen gekrümmt und besonders bevorzugt ist auch das gemeinsame Volumen gekrümmt. Die Krümmung kann beispielsweise der Krümmung von Strukturen im Auge entsprechen wie beispielsweise der Kornea oder einer Grenzfläche der Augenlinse, bzw. die Krümmung der beiden Objektflächen kann so sein, dass das gemeinsame Volumen die gekrümmten, relevanten Strukturen umfasst. Dies ist besonders vorteilhaft für Schritte während des lasertherapeutischen Eingriffs, bei denen sich die relevanten Strukturen nicht in einer Ebene befinden. Dabei kann es sich beispielsweise um ein Lentikel handeln oder um einen Kapselsack, der die natürliche Augenlinse umgibt. Die Objektfläche ist bevorzugt derart gekrümmt, dass die konvexe Seite der Objektfläche zur Optikeinheit zeigt; die Krümmung entspricht also nicht der typischerweise auftretenden Feldkrümmungen von optischen Systemen.
Die Abbildung einer gekrümmten Objektfläche auf den Sensor kann mit Hilfe von einer oder mehreren Linsen oder Linsengruppen realisiert werden. Z.B. kann dazu zwischen zwei Sammellinsen oder Sammellinsengruppen eine Zerstreuungslinse (oder Zerstreuungslinsengruppe) angeordnet sein, die eine geringere Brechzahl und eine geringe Randstrahlhöhe aufweist. Alternativ können dicke Meniskus-Linsen verwendet werden, so dass sich die Feldkrümmung überkompensiert.
In einer Variante der beschriebenen Ausgestaltung der Aufnahmevorrichtung ist die erste und/oder zweite Optikeinheit dazu ausgebildet, Licht von einer gekrümmten Objektfläche auf den Sensor abzubilden, wobei die Krümmung variabel ist. Eine variable Krümmung kann beispielsweise über einen Wechsler realisiert sein, der mehrere diskrete Krümmungen bereitstellen kann. Alternativ können ein oder mehrere optische Elemente (wie Linsen oder Linsengruppen) im Strahlengang beweglich entlang des Strahlengangs angeordnet sein. Die Positionierung der optischen Elemente kann manuell oder elektromotorisch (bevorzugt über die Steuereinheit anzusteuern) ausgestaltet sein. Eine der möglichen variablen Krümmungen kann einer Ebene entsprechen.
Die Bereitstellung einer Aufnahmevorrichtung, die Bilddaten eines gekrümmten - bevorzugt variabel gekrümmten - gemeinsamen Volumens erlaubt besonders gut ein Erkennen von relevanten Strukturen im Auge.
In einer weiteren Ausgestaltung der Aufnahmevorrichtung ist ein Teil der ersten Optikeinheit identisch mit einem Teil der zweiten Optikeinheit. Mit anderen Worten ist ein Teil der ersten Optikeinheit zusätzlich Teil des Strahlengangs der zweiten Optikeinheit. Dieser Teil der ersten Optikeinheit kann auch als gemeinsam genutzte Optik bezeichnet werden. Wird die Aufnahmevorrichtung zur Überwachung von Arbeitsschritten, die unter Verwendung von Laserstrahlung erfolgen, verwendet, kann es sich beispielsweise um einen Teil der Laseroptik zur Bereitstellung von therapeutischer Laserstrahlung handeln. Die gemeinsam genutzte Optik kann mit der Laserstrahlung über einen Strahlteiler zusammengeführt werden. Zusätzlich kann über den Strahlteiler der Strahlengang für ein Fixierlicht (als Fixierhilfe für den Patienten) eingekoppelt werden und dann zwischen den beiden Strahlengängen der Optikeinheiten koaxial zum Therapiestrahlengang verlaufen. Besonders vorteilhaft sind die optischen Achsen der Sensoroptiken gegen eine optische Achse des Therapiestrahlengangs (in der gemeinsam genutzten Optik) versetzt. Auf diese Weise kann in der optischen Achse des Therapiestrahlengangs ein Fixierlicht angeordnet werden, ohne dass ein weiterer Strahlteiler zwischen der gemeinsam genutzten Optik und Fixierlicht erforderlich ist.
Es kann sich bei der gemeinsam genutzten Optik um ein Kontaktglas handeln, das für die Anwendung der Laserstrahlung mit dem Patientenauge in Kontakt gebracht wird. Weist das Kontaktglas auf Seiten des Auges eine Krümmung auf, so sind bevorzugt beide Optikeinheiten so ausgebildet, dass sie eine entsprechend gekrümmte Objektfläche (und damit ein gekrümmtes gemeinsames Volumen) scharf auf die entsprechenden Sensoren abbilden.
Bevorzugt sind die erste und zweite Optikeinheit nicht komplett identisch. Dies ermöglicht eine kompaktere Bauform, da Linsendurchmesser optimiert werden können, und ermöglicht es außerdem leichter, den Stereowinkel zu verstellen.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Aufnahmevorrichtung ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, auf die Bilddaten eine der folgenden Korrekturfunktionen anzuwenden: Verzeichnungskorrektur, Vergrößerungskorrektur, Rotationskorrektur, Korrektur des Bildausschnitts. Ziel der Korrekturfunktionen ist es, Abweichungen zwischen den Bilddaten auszugleichen. Dazu sind Parameter der Korrekturfunktionen für die Bilddaten unterschiedlich. Die Verzeichnungskorrektur korrigiert Vergrößerungsabweichungen über das Bildfeld zwischen den beiden Optikeinheiten. Dabei kann es sich um Kissen-, Tonnen- oder Trapezverzeichnung handeln. Die Rotationskorrektur dreht die Bilddaten um einen Punkt. Alle genannten Korrekturfunktionen werden bevorzugt so auf die Bilddaten angewendet, dass sie zum einen Bildfehler der jeweiligen Optikeinheit korrigieren und dass zusätzlich die Bilddaten jeweils (nach der Korrektur) dasselbe gemeinsame Volumen mit derselben Verzeichnung, Vergrößerung und Orientierung (Rotation) zeigen. Dies verbessert zusätzlich die Tiefenwahrnehmung für den Bediener bei Betrachtung der daraus resultierenden korrigierten Darstellungsdaten.
Darüber hinaus kann die Steuereinheit dazu ausgebildet sein, die Bilddaten bezüglich Helligkeit, Kontrast, Farbe, Gamma und/oder Schärfe zu korrigieren.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Aufnahmevorrichtung ist die Schnittstelle der Steuereinheit dazu ausgebildet, Informationsdaten zu empfangen. Weiterhin ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, die Informationsdaten den Bilddaten zu überlagern und in Darstellungsdaten umzuwandeln. Bei den Informationsdaten kann es sich beispielsweise um Daten handeln, die vom ophthalmologischen Lasertherapiesystem bereitgestellt werden. Diese können beispielsweise Systemparameter zur therapeutischen Laserstrahlung aber auch weitere Bilddaten umfassen, die beispielsweise einen geplanten Behandlungsort (beispielsweise für Laserschnitte) zeigen. Diese Informationen können in die Bilddaten eingeblendet oder diesen überlagert und anschließend in Darstellungsdaten umgewandelt werden, so dass dem Bediener stets - neben den Bilddaten des Patientenauges - alle relevanten Informationen zur Verfügung stehen.
Weist das ophthalmologische Lasertherapiesystem sowohl zur Überwachung der Arbeitsschritte, die unter Verwendung von Laserstrahlung erfolgen, als auch für „manuelle“ Arbeitsschritte jeweils eine Aufnahmevorrichtung auf, so sind die jeweiligen Bilddaten der einen Aufnahmevorrichtung besonders geeignet, relevante Informationen für die andere Aufnahmevorrichtung bereitzustellen. Für eine Überlagerung der jeweiligen Bilddaten weisen die Aufnahmevorrichtungen dabei bevorzugt denselben Stereowinkel auf. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuereinheit dazu ausgebildet sein, die von der jeweils anderen Aufnahmevorrichtung als Informationsdaten bereitgestellten Bilddaten beispielsweise in ihrem Ausschnitt und Vergrößerung an die gerade verwendete Aufnahmevorrichtung anzupassen.
In einer weiteren Ausgestaltung weist die Aufnahmevorrichtung eine Speichereinheit aufweist, die dazu ausgebildet ist, Bilddaten und/oder Darstellungsdaten zu speichern. Auf diese Weise können alle relevanten Informationen für eine Dokumentation oder spätere Auswertung gesichert werden.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise anhand der beigefügten Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines beispielhaften ophthalmologischen Lasertherapiesystems mit einer Aufnahmevorrichtung;
2 eine perspektivische Ansicht einer vereinfachten schematischen Darstellung des optischen Weges für eine erfindungsgemäße Aufnahmevorrichtung;
3 einen Linsenschnitt für ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung;
4 einen Linsenschnitt für ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung;
5 einen Linsenschnitt für ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung;
6 eine Darstellung des schematischen Aufbaus einer erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung.

In 1 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften ophthalmologischen Lasertherapiesystems 1 gezeigt.
Das Beispiel des ophthalmologischen Lasertherapiesystems 1 setzt sich zusammen aus einer Gerätebasis 20 und einem auf dieser Gerätebasis 20 in der Höhe über einer Bodenebene, also der z-Richtung, und in seiner Position in der Ebene, also in x- und y-Richtung, verstellbaren Gerätekopf 10. Der Gerätekopf 10 enthält einen ersten Teil der zur Durchführung der Lasertherapie erforderlichen Laseroptik. Der Gerätekopf 10 enthält im gezeigten Beispiel auch die zur Erzeugung eines entsprechenden gepulsten Laserstrahls erforderliche Laserquelle, die hier eine Femtosekunden-Laserquelle ist.
Der zweite Teil der Laseroptik befindet sich in einem Laserschwenkarm 40. Dieser kann um eine horizontale Achse (nicht eingezeichnet) von einer Ruhestellung, in der er ungefähr senkrecht nach oben ragt, in eine Arbeitsstellung, in der er etwa waagerecht am Gerätekopf 10, also etwa parallel zur Bodenebene, angeordnet ist, sowie zurück geschwenkt werden. Der Laserschwenkarm 40 kann also für die Lasertherapie am Patientenauge über den Patienten geschwenkt werden, der auf einer Patientenliege 80 liegt. In Schritten jedoch, in denen der Laserschwenkarm 40 nicht benötigt wird, kann er in eine Ruhestellung zurückverbracht werden, um den Raum über der Arbeitsstellung anderweitig zu nutzen. Am Laserschwenkarm 40 befindet sich eine Laseraustrittsöffnung, von der aus ein Therapielaserstrahl zum Therapieort im Auge eines Patienten geleitet wird (wenn sich der Laserschwenkarm 40 - wie in der 1 dargestellt - in der Arbeitsstellung befindet). Die Laseraustrittsöffnung ist innerhalb des Laserschwenkarms 40 beweglich angeordnet.
Eine erste Aufnahmevorrichtung 45 befindet sich am Laserschwenkarm 40. Sie weist einen optischen Strahlengang zum Patientenauge auf, der abschnittsweise mit dem Strahlengang für die Therapiestrahlung identisch ist. D.h. ein Teil der Laseroptik im Laserschwenkarm 40 ist identisch mit einem Teil der ersten und zweiten Optikeinheit der Aufnahmevorrichtung 45. Ein Kontaktglas (nicht eingezeichnet) ist Teil dieser gemeinsam genutzten Optik.
Am Laserschwenkarm 40 befindet sich eine Darstellungsvorrichtung 48, die als Monitor ausgebildet ist. Sie ist über eine Drehachse (nicht eingezeichnet) mit dem Laserschwenkarm 40 verbunden, um eine horizontale Ausrichtung der Darstellungsvorrichtung 48 sowohl für die Ruhestellung als auch für die Arbeitsstellung zu gewährleisten. Der Monitor ist als Touch-Screen ausgebildet; darüber können Eingabewerte sowohl für das ophthalmologische Lasertherapiesystem 1 allgemein als auch für die mit dem Laserschwenkarm 40 verbundene Aufnahmevorrichtung 45 bereitgestellt werden.
Die von der Aufnahmevorrichtung 45 bereitgestellten Darstellungsdaten können weiterhin auf einer Darstellungsvorrichtung 90 dargestellt werden, die mit dem Gerätekopf 10 verbunden ist. Während sich Darstellungsvorrichtung 48 in einer für den Chirurgen (Bediener) ergonomischen Position befindet, ist Darstellungsvorrichtung 90 so platziert, dass sie weiteren Beobachtern der Therapie eine gute Sicht ermöglicht.
Das Lasertherapiesystem 1 weist weiterhin einen selbständigen Untersuchungsschwenkarm 60 auf, der über eine Schwenkachse (nicht eingezeichnet) bewegt werden kann. Der Untersuchungsschwenkarmen 60 kann ebenfalls zwischen einer Ruhestellung und einer Arbeitsstellung hin- und hergeschwenkt werden. Mit dem Untersuchungsschwenkarm 60 ist über eine drehbare Achse (nicht eingezeichnet) ein zweite Aufnahmevorrichtung 65 (auch als Operationsmikroskop bezeichnet) verbunden. Die Schwenkachse und die drehbare Achse sind so ausgestaltet, dass der Arbeitsort der Aufnahmevorrichtung 65 in der Arbeitsstellung mit dem Therapieort zusammenfällt. Die Darstellungsdaten von Aufnahmevorrichtung 65 können ebenfalls nach dem Wechsel vom Laserschwenkarm 40 über dem Patientenauge zum Untersuchungsschwenkarm 60 über dem Patientenauge (Untersuchungsschwenkarm 60 befindet sich in Arbeitsstellung, Laserschwenkarm 40 befindet sich in Ruhestellung) auf einer Darstellungsvorrichtung 68 sowie auf Darstellungsvorrichtung 90 dargestellt werden.
Beide Aufnahmevorrichtungen 45, 65 weisen eine Speichereinheit auf, auf der Bilddaten bzw. Darstellungsdaten zur Dokumentation abgespeichert werden können.
Es sei angemerkt, dass die erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtungen 45, 65 nicht auf eine Verwendung in einem ophthalmologischen Lasertherapiesystem 1 mit einem Laserschwenkarm 40 und einem Untersuchungsschwenkarm 60 beschränkt sind. Vielmehr ist eine Nutzung in einem Lasertherapiesystem 1 ebenfalls möglich und vorteilhaft, das über einen Laserschwenkarm 40 verfügt, der zwar positioniert, aber nicht in eine Ruhestellung verbracht werden kann, und/oder das über keinen Untersuchungsschwenkarm 60 verfügt. Vorteilhaft kann der Laserschwenkarm 40 dann in seinem Abstand zum zu behandelnden Auge derart angepasst werden, dass mehr Raum für manuelle Schritte des chirurgischen Eingriffs zur Verfügung steht.
In 2 ist eine perspektivische Ansicht einer vereinfachten schematischen Darstellung des optischen Weges für eine erfindungsgemäße Aufnahmevorrichtung 100 gezeigt. Hier wird eine erste Objektfläche 120.1 über eine erste Optikeinheit 110.1 unter einer ersten Aufnahmerichtung 150.1 (als Linie von Punkten und Strichen eingezeichnet) auf einen ersten Sensor 130.1 abgebildet. Die erste Optikeinheit 110.1 umfasst dabei eine dem ersten Sensor 130.1 vorgelagerte erste Sensoroptik 112.1. Die erste Sensoroptik 112.1 weist dabei eine optische Achse 160.1 auf. Diese fällt in der hier gezeigten Darstellung mit der ersten Aufnahmerichtung 150.1 zusammen. Die Flächennormale des ersten Sensors 130.1 weist gegenüber der ersten optischen Achse 160.1 der Sensoroptik 112.1 einen Winkel δ₁ > 0° auf. Auch die Flächennormale der ersten Objektfläche 120.1 weist gegenüber der ersten Aufnahmerichtung 150.1 einen Winkel ungleich Null auf (nicht eingezeichnet).
Analog wird eine zweite Objektfläche 120.2 unter einer zweiten Aufnahmerichtung 150.2 über eine zweite Optikeinheit 110.2 auf einen zweiten Sensor 130.2 abgebildet. Auch hier weist die Flächennormale des zweiten Sensors 130.2 gegenüber der zweiten optischen Achse 160.2 der zweiten Sensoroptik 112.2, die Teil der zweiten Optikeinheit 110.2 und dem zweiten Sensor 130.2 vorgelagert ist, einen Winkel δ₂ > 0° auf. Die Aufnahmerichtungen 150.1 und 150.2 bilden einen Stereowinkel α. Die Winkel δ₁ und δ₂ sind so ausgelegt, dass die beiden Objektflächen 120.1 und 120.2 innerhalb ihrer durch die Optikeinheiten 110.1 und 110.2 gegebenen Tiefenschärfen ein gemeinsames Volumen 180 aufweisen. Die Aufnahmevorrichtung 100 ist so ausgelegt, dass für dieses gemeinsame Volumen 180 Bilddaten unter zwei verschiedenen Aufnahmerichtungen 150.1 und 150.2 gewonnen werden können, um sie als Darstellungsdaten bereitzustellen. Vorteil der gezeigten Anordnung ist, dass auch große Stereowinkel α, die eine Tiefenwahrnehmung besonders gut ermöglichen, mit hoher optischer Qualität und geringem Bauraum realisiert werden können.
In 3 ist ein Linsenschnitt für ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung 100 gezeigt. Dabei sind Details, die mit entsprechenden Details in 2 übereinstimmen, mit gleichen Bezugszeichen markiert. In diesem ersten Ausführungsbeispiel sind die beiden Objektflächen identisch und fallen daher mit dem gemeinsamen Volumen 180 zusammen. Dies wird deutlich durch die eingezeichneten Strahlbündel für die Abbildung eines zentralen Punkt sowie zweier Randpunkte vom gemeinsamen Volumen 180 auf die jeweiligen Sensoren 130.1 und 130.2. Dabei sind die Strahlbündel auf den ersten Sensor 130.1 als durchgezogene Linien eingezeichnet und die Strahlbündel auf den zweiten Sensor 130.2 als gepunktete Linien. In diesem Ausführungsbeispiel fallen die Aufnahmerichtungen 150.1 bzw. 150.2 mit den optischen Achsen (nicht eingezeichnet) der Sensoroptiken 112.1 bzw. 112.2 zusammen. Die Sensoren 130.1 bzw. 130.2 sind gegen die jeweiligen optischen Achsen um die Winkel δ₁ bzw. δ₂ (nicht eingezeichnet) verkippt.
In 4 ist ein Linsenschnitt für ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung 100 gezeigt. Auch hier sind Details, die mit entsprechenden Details in 2 oder 3 übereinstimmen, mit gleichen Bezugszeichen markiert. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel umfassen die Optikeinheiten 110.1, 110.2 drei Linsengruppen. Diese sind so ausgeformt, dass gekrümmte Objektflächen auf die jeweiligen Sensoren 130.1, 130.2 abgebildet werden können. Die beiden Objektflächen sind auch hier identisch und fallen daher mit dem gemeinsamen Volumen 180 zusammen, das ebenfalls gekrümmt ist. Die Krümmung des gemeinsamen Volumens 180 ist dabei so ausgelegt, dass es die gekrümmte Kornea eines Auges 190 umfasst. Dieses zweite, besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiel zeigt, wie der Bediener in die Lage versetzt wird, relevante Details im Auge 190 mittels eines gekrümmten gemeinsamen Volumens 180 erkennen zu können.
Auf der dem Sensor 130.1 bzw. 130.2 abgewandten Seite der Sensoroptik 112.1 bzw. 112.2 befindet sich im Strahlengang eine Pupillenebene. An dieser Stelle befindet sich eine variable Blende 113.1 bzw. 113.2. Die variablen Blenden 113.1, 113.2 in den beiden Strahlengängen der Optikeinheiten 110.1, 110.2 erlauben es, die Tiefenschärfe in den Bilddaten anzupassen.
Die beiden dem Auge 190 zugewandten Linsengruppen der Optikeinheiten 110.1, 110.2 bilden ein Zoom-System, d.h. sie bilden eine Optikgruppe der Optikeinheit 110.1, 110.2 zur Anpassung der Vergrößerung. Zur Anpassung der Vergrößerung können die optischen Elemente entlang des jeweiligen Strahlengangs verschoben werden.
Zusätzlich ist für dieses zweite Ausführungsbeispiel mit einem gestrichelten Pfeil markiert, aus welcher Richtung das gemeinsame Volumen 180 bevorzugt mit Licht einer Beleuchtungseinheit beaufschlagt wird. Eine solche schräge Beleuchtung ist besonders vorteilhaft bei Verwendung einer Spaltbeleuchtung, da die Tiefenwahrnehmung durch eine schräge Spaltbeleuchtung weiter verbessert wird.
Weiterhin markiert ein mit soliden Linien eingezeichneter Pfeil, der sich zwischen den beiden Optikeinheiten 110.1, 110.2 befindet, eine bevorzugte Richtung, aus der das Auge 190 mit visuellem oder infrarotem Licht (bevorzugt keine Spaltbeleuchtung) oder aus der das Auge 190 mit Laserstrahlung zur Therapie beaufschlagt werden kann. Aufgrund der Kompaktheit der beiden Optikeinheiten 110.1, 110.2 ist es möglich, die Aufnahmevorrichtung 100 sowohl zur Überwachung von Arbeitsschritten, die unter Verwendung von Laserstrahlung erfolgen, als auch für eine Betrachtung manueller Arbeitsschritte einzusetzen.
In 5 ist ein Linsenschnitt für ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung gezeigt. Auch hier sind Details, die mit entsprechenden Details in 2, 3 oder 4 übereinstimmen, mit gleichen Bezugszeichen markiert. In diesem dritten Ausführungsbeispiel ist ein Teil der ersten Optikeinheit 110.1 identisch mit einem Teil der zweiten Optikeinheit 110.2. Diese gemeinsame genutzte Optik 114 ist zusätzlich Teil der Laseroptik zur Bereitstellung von therapeutischer Laserstrahlung. Die gemeinsame genutzte Optik 114 umfasst einen Strahlteiler 116, über den die Laserstrahlung (als gestrichelte Linie markiert) für die laserchirurgische Therapie in den Strahlengang reflektiv eingekoppelt wird. Weiterhin weist die gemeinsam genutzte Optik 114 ein Kontaktglas 118 auf, das mit dem Auge 190 in Kontakt gebracht werden kann. Das Kontaktglas 118 weist eine Krümmung auf. Die optischen Designs der Optikeinheiten 110.1, 110.2 sind so ausgestaltet, dass sie auch für dieses Ausführungsbeispiel ein gekrümmtes gemeinsames Volumen 180 ermöglichen. Dieses befindet sich unmittelbar hinter dem Kontaktglas 118 in Richtung Auge 190. Die Krümmung des gemeinsamen Volumens 180 und des Kontaktglases 118 sind aufeinander abgestimmt. Über Strahlteiler 116 wird hier zusätzlich in Transmission das Licht (eingezeichnet als Linie von Strichen und Punkten) für ein Fixierlicht 170 geführt. Durch die Verschiebungen der optischen Achsen der Sensoroptiken 112.1, 112.2 gegenüber der optischen Achse der gemeinsam genutzten Optik 114 kann das Fixierlicht 170 auf der optischen Achse der gemeinsam genutzten Optik 114 eingekoppelt werden, ohne dass ein weiterer Strahlteiler erforderlich ist. Insbesondere dadurch zeichnet sich auch dieses Ausführungsbeispiel durch Kompaktheit aus, wobei trotzdem die Qualität der therapeutischen Laserstrahlung nicht beeinträchtigt wird, aber gleichzeitig die Tiefenwahrnehmung relevanter Strukturen in einer gekrümmten Fläche im Auge 190 verbessert wird.
In 6 ist eine Darstellung des schematischen Aufbaus einer erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung 200 gezeigt. Die hier dargestellte erste Kamera 210.1 und zweite Kamera 210.2 umfasst jeweils einen Sensor und eine Optikeinheit nach einer der oben beschriebenen Ausführungen. Dabei weisen die Optikeinheiten jeweils eine Optikgruppe auf, die es erlaubt, die Vergrößerung anzupassen. Die Bilddaten der Kameras 210.1, 210.2 werden über nicht näher spezifizierte Datenleitungen an die Steuereinheit 220 abgeführt. Über die Datenleitungen werden weiterhin Steuersignale an die Kameras 210.1, 210.2 geführt, um diese beispielsweise ein- und auszuschalten, Sensorparameter (wie Belichtungszeit oder Weißabgleich) zu übertragen oder um die Vergrößerung (digitales Zoom) anzupassen.
In der Steuereinheit 220 werden die Bilddaten in Darstellungsdaten umgewandelt für eine Darstellung auf einer Darstellungsvorrichtung. Die Darstellungsdaten werden dabei über eine Schnittstelle S bereitgestellt. Die Aufnahmevorrichtung 200 weist weiterhin eine Beleuchtungseinheit 240 auf. Diese ist mit der Steuereinheit 220 über eine Datenleitungen verbunden. Über diese Datenleitung kann die Beleuchtungseinheit 240 gesteuert werden, um diese beispielsweise ein- und auszuschalten, oder um Helligkeit, Farbe, Spaltbreite oder auch Spaltposition zu ändern.
Weiterhin weist die Aufnahmevorrichtung 200 eine Verstelleinheit 230 auf. Diese erlaubt es, den Stereowinkel zu verstellen. Zur Steuerung der Verstelleinheit 230 ist diese über eine Datenleitungen mit der Steuereinheit 220 verbunden.
Zur Durchführung von Berechnungen wie der Umwandlung von Bilddaten in Darstellungsdaten, zur digitalen Anpassung der Vergrößerung der Bilddaten oder zur Steuerung der Verstelleinheit 230 weist die Steuereinheit 220 eine Recheneinheit 225 auf.
Zudem weist die Aufnahmevorrichtung 200 eine Speichereinheit 250 auf. Diese ist mit der Steuereinheit über eine Datenleitung verbunden. Die Speichereinheit erlaubt es, Bilddaten und/oder Darstellungsdaten zu speichern.
Alle genannten Datenleitungen sind in 6 als durchgezogene Linien eingezeichnet. Diese Datenleitungen sind hier als elektrische Leitungen ausgebildet. Alternativ können einige oder alle Datenleitungen auch für eine kabellose oder optische Datenübertragung ausgebildet sein.
Die vorstehend genannten und in verschiedenen Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmale der Erfindung sind dabei nicht nur in den angegebenen beispielhaften Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder allein einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims

Aufnahmevorrichtung (45, 65, 100, 200) zur Bereitstellung von Darstellungsdaten eines Auges (190) für ein ophthalmologisches Lasertherapiesystem (1), das eine Darstellungsvorrichtung (48, 68, 90) aufweist, mit einer ersten Optikeinheit (110.1), die von einer ersten Objektfläche (120.1) unter einer ersten Aufnahmerichtung (150.1) ausgehendes Licht auf einen ersten Sensor (130.1) abbildet, der ausgebildet ist, erste Bilddaten bereitzustellen, wobei die erste Optikeinheit (110.1) eine dem ersten Sensor (130.1) vorgelagerte erste Sensoroptik (112.1) mit einer ersten optischen Achse (160.1) aufweist, einer zweiten Optikeinheit (110.2), die von einer zweiten Objektfläche (120.2) unter einer zweiten Aufnahmerichtung (150.2) ausgehendes Licht auf einen zweiten Sensor (130.2) abbildet, der ausgebildet ist, zweite Bilddaten bereitzustellen, wobei die zweite Optikeinheit (110.2) eine dem zweiten Sensor (130.2) vorgelagerte zweite Sensoroptik (112.2) mit einer zweiten optischen Achse (160.2) aufweist, und einer Steuereinheit (220), die dazu ausgebildet ist, die ersten und zweiten Bilddaten zu empfangen, in Darstellungsdaten umzuwandeln und für eine Darstellung auf der Darstellungsvorrichtung (48, 68, 90) über eine Schnittstelle (S) bereitzustellen, wobei - der erste Sensor (130.1) nicht senkrecht zur ersten optischen Achse (160.1) angeordnet ist und/oder der zweite Sensor (130.2) nicht senkrecht zur zweiten optischen Achse (160.2) angeordnet ist, - die erste Aufnahmerichtung (150.1) und die zweite Aufnahmerichtung (150.2) einen Stereowinkel (a) zueinander aufweisen, und - die erste Objektfläche (120.1) und die zweite Objektfläche (120.2) ein gemeinsames Volumen (180) aufweisen.
Aufnahmevorrichtung (45, 65, 100, 200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Verstelleinheit (230) aufweist, die dazu ausgebildet ist, den Stereowinkel (a) zu verstellen.
Aufnahmevorrichtung (45, 65, 100, 200) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Optikeinheit (110.1, 110.2) eine Optikgruppe zur Anpassung einer Vergrößerung aufweist, und/oder dass die Steuereinheit (220) dazu ausgebildet ist, eine Anpassung einer Vergrößerung der ersten und/oder zweiten Bilddaten vorzunehmen.
Aufnahmevorrichtung (45, 65, 100, 200) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Optikeinheit (110.1, 110.2) eine variable Blende (113.1, 113.2) aufweist.
Aufnahmevorrichtung (45, 65, 100, 200) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Beleuchtungseinheit (240) umfasst, die ausgebildet ist, das gemeinsame Volumen (180) mit visuellem und/oder infrarotem und/oder spaltförmigen Licht zu beaufschlagen.
Aufnahmevorrichtung (45, 65, 100, 200) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Optikeinheit (110.1, 110.2) dazu ausgebildet ist, Licht von einer gekrümmten ersten bzw. zweiten Objektfläche (120.1, 120.2) auf den ersten bzw. zweiten Sensor (130.1, 130.2) abzubilden.
Aufnahmevorrichtung (45, 65, 100, 200) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der ersten Optikeinheit (110.1) identisch ist mit einem Teil der zweiten Optikeinheit (110.2).
Aufnahmevorrichtung (45, 65, 100, 200) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (220) dazu ausgebildet ist, auf die Bilddaten eine der folgenden Korrekturfunktionen anzuwenden: - Verzeichnungskorrektur, - Vergrößerungskorrektur, - Rotationskorrektur, - Korrektur des Bildausschnitts.
Aufnahmevorrichtung (45, 65, 100, 200) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (S) der Steuereinheit (220) dazu ausgebildet ist, Informationsdaten zu empfangen, und dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, die Informationsdaten den Bilddaten zu überlagern und in Darstellungsdaten umzuwandeln.
Aufnahmevorrichtung (45, 65, 100, 200) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Speichereinheit (250) aufweist, die dazu ausgebildet ist, Bilddaten und/oder Darstellungsdaten zu speichern.