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Die Erfindung betrifft eine Strahlenvorrichtung zum Ausgeben eines optischen Strahls auf ein Objekt gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine Bearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten eines Objekts gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 16, welche eine Strahlenvorrichtung umfasst.
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Bearbeitungsvorrichtungen zum laserbasierten Bearbeiten eines Objektes sind aus dem Stand der Technik bekannt und kommen beispielsweise bei der Oberflächenbearbeitung von Objekten aus Metall zum Einsatz. Ein weiteres Anwendungsgebiet der Bearbeitungsvorrichtungen zum laserbasierten Bearbeiten ist die Medizintechnik. Die laserbasierten Bearbeitungsvorrichtungen werden in der Medizintechnik beispielsweise zur Korrektur einer optischen Fehlsichtigkeit und/oder krankhaft oder unnatürlich veränderten Bereichen der Hornhaut (Kornea) angewandt. Dabei können zum Beispiel ein gepulster Laser und eine Strahlfokussierungseinrichtung so ausgebildet sein, dass Laserpulse in einem innerhalb eines organischen Gewebes gelegenen Fokus eine Photodisruption und/oder Photoablation bewirken, um ein Gewebe, insbesondere ein Gewebelentikel, aus der Hornhaut zu entfernen.
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Die Strahlfokussierungseinrichtung ist dazu eingerichtet, den Bearbeitungslaser zur Bearbeitung des Objekts auf vorgegebene Punkte zu fokussieren, deren Positionen in Bezug auf das Objekt definiert sind. Die vorgegebenen Punkte können dabei in einem vorgegebenen Muster in oder auf dem Objekt angeordnet sein, um beispielsweise eine vorgegebene Abtrennfläche bereitstellen zu können.
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Während der Bearbeitung des Objekt kann der Bearbeitungslaserstrahl durch die Bearbeitungsvorrichtung sequentiell auf die vorgegebenen Punkte fokussiert werden, um das vorgegebene Muster in das Objekt einzuarbeiten und/oder das Objekt entlang der vorgegebenen Punkte zu schneiden.
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Zur Bearbeitung oder zur Untersuchung des Objektes kann es erforderlich sein, dass unterschiedliche optische Strahlen auf das Objekt geführt werden, welche sich beispielsweise in ihrer Wellenlänge und/oder ihrer Intensität voneinander unterscheiden. Die optischen Strahlen können beispielsweise zur Beleuchtung des Objektes vorgesehen sein, um einen Nutzer der Bearbeitungsvorrichtung eine Betrachtung des Objektes zu ermöglichen. Die optische Strahlen können auch zur Durchführung einer Untersuchung des Objektes in optischen Untersuchungsverfahren vorgesehen sein.
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Aufgrund der unterschiedlichen Beschaffenheiten der optischen Strahlen, ist es im Allgemeinen nicht möglich, die Vielzahl der optischen Strahlen durch eine einzige Strahleneinrichtung bereitzustellen. Aus diesem Grund weisen Bearbeitungsvorrichtungen mehrere der Strahleneinrichtungen auf, die zur Ausgabe der jeweiligen optischen Strahlen optimiert sind.
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Aufgrund der Anzahl der Strahleneinrichtungen ist es erforderlich, die Bearbeitungsvorrichtung derart zu konstruieren, dass sämtliche der Strahleneinrichtungen in einer geeigneten Lage positioniert sind, um den jeweiligen Strahl auf das Objekt zu führen, ohne die Bereitstellung der optischen Strahlen durch die anderen Strahleneinrichtungen zu beeinträchtigen. Hierbei ergibt sich das Problem, dass die Anordnung der Strahleneinrichtungen mit zunehmender Größe der jeweiligen Strahleneinrichtungen aufwendiger wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Abmessungen für Strahleneinrichtungen einer Bearbeitungsvorrichtung zu reduzieren.
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Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Strahlenvorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie die erfindungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen der Strahlenvorrichtung als vorteilhafte Ausgestaltungen der Bearbeitungsvorrichtung, und umgekehrt anzusehen sind.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Strahlenvorrichtung, die zum Ausgeben eines optischen Strahls auf ein Objekt eingerichtet ist. Die Strahlenvorrichtung umfasst zumindest eine Strahleneinrichtung, die zum emittieren zumindest eines optischen Strahls eingerichtet ist. Die Strahlenvorrichtung umfasst zudem zumindest eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, die Strahleneinrichtung zur Ausgabe des optischen Strahls anzusteuern. Der zumindest eine optische Strahl kann ein elektromagnetischer Strahle sein, und beispielsweise als sichtbares Licht, UV-Strahlung oder Infrarotstrahlung beschaffen sein. Die Steuereinrichtung kann einen Mikroprozessor und/oder einen Mikrocontroller aufweisen. Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, die Ausgabe des optischen Strahls durch die Strahleneinrichtung zu initiieren und/oder Eigenschaften des optischen Strahls vorzugeben.
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Es ist vorgesehen, dass die zumindest eine Strahleneinrichtung zumindest eine Oberflächenemittereinheit zur Emission des zumindest einen optischen Strahls umfasst. Mit anderen Worten umfasst die zumindest eine Strahleneinrichtung zur Erzeugung des zumindest einen optischen Strahls die zumindest eine Oberflächenemittereinheit. Bei der Oberflächenemittereinheit handelt es sich um eine Diode, die dazu eingerichtet ist, den optischen Strahl senkrecht zu einer Ebene eines Halbleiterelements abzustrahlen. Die Oberflächenemittereinheit kann auch als VCSEL (Verical Cavity Surface Emitting Laser) bezeichnet werden. Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass zur Bereitstellung des zumindest einen optischen Strahls ein Element verwendet wird, welches geringere Abmessungen aufweist, als andere geeignete Strahlenquellen nach dem Stand der Technik. Vorteilhaft lässt sich dadurch ein erforderlicher Bauraum zur Bereitstellung der Strahlenvorrichtung gegenüber dem Stand der Technik reduzieren. Zudem kann die Oberflächenemittereinheit als wavelength tunable Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL) bereitgestellt sein, wodurch eine Wellenlänge des optischen Strahls angepasst werden kann. Hierzu kann die Oberflächenemittereinheit als MEMS (Mikro-Elektronisch-Mechanisches-System) eingerichtet sein, welches eine Laserkavität zum Erzeugen des Strahls durch eine Bewegung eines Spiegels anpassen kann. Dadurch ist es möglich, die Wellenlänge des optischen Strahls einzustellen. Es kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Oberflächenemittereinheit als Digital-Mirror-Device eingerichtet ist, welcher mehrere Spiegel aufweist. Die Spiegel können individuell eingestellt werden, um den jeweiligen optischen Strahl entweder auszugeben oder die Ausgabe zu blockieren. Durch die Ausführung als Digital-Mirror-Device kann es ermöglicht sein, ein Muster durch eine Einstellung der jeweiligen Spiegel bereitzustellen. Einer jeweiligen der zumindest einen Oberflächenemittereinheit kann dabei ein jeweiliger Spiegel zugeordnet sein. Die Strahleneinrichtung kann auch dazu eingerichtet sein, den optischen Strahl durch eine Stellung des Spiegels in eine vorgegebene Richtung auszurichten. Die Ausrichtung des Spiegels kann durch die Strahleneinrichtung angepasst werden, um den Messstrahl in unterschiedliche Richtungen abzugeben, um beispielsweise ein Abrastern einer Oberfläche zu ermöglichen. Die Strahleneinrichtung kann dazu eingerichtet sein, eine Wellenlänge des Messstrahls innerhalb eines vorgegebenen Spektrums einzustellen. Die Oberflächenemittereinheit kann hierzu beispielsweise als Tunable Laserdevice eingerichtet sein.
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Die Erfindung umfasst auch Weiterbildungen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die zumindest eine Strahleneinrichtung mehrere der Oberflächenemittereinheiten umfasst, wobei die mehreren der Oberflächenemittereinheiten als Oberflächenemitterarray angeordnet sind. Mit anderen Worten umfasst die zumindest eine Strahleneinrichtung eine Anordnung aus den Oberflächenemittereinheiten, welche in einem vorbestimmten, insbesondere regelmäßigem Muster angeordnet sind. Das Oberflächenemitterarray kann beispielsweise ein zusammenhängendes eindimensionales oder zweidimensionales Muster der Oberflächenemittereinheiten aufweisen. Durch die Bereitstellung des Oberflächenemitterarrays ergibt sich der Vorteil, dass der zumindest eine optische Strahl aus einer Kombination einzelner Strahlen der jeweiligen Oberflächenemittereinheiten gebildet werden kann. Somit stellt ein Oberflächenemitterarray eine skalierbare Quelle zu Bereitstellung von optischen Strahlen unterschiedlicher Leistung dar.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die zumindest eine Strahleneinrichtung zumindest ein diffraktives optisches Element umfasst. Mit anderen Worten umfasst die zumindest eine Strahleneinrichtung zumindest ein optisches Element, welches zur Formung des optischen Strahls mittels Beugungseffekten eingerichtet ist. Bei dem diffraktiven optischen Element kann es sich beispielsweise um einen Beam Shaper, einen Beam Splitter und/oder einen Diffusor handeln. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der ausgegebene Strahl entsprechend geformt werden kann und/oder ein Strahl in zwei Strahlen aufgeteilt werden kann. Letzteres kann insbesondere zur Bereitstellung eines Musters durch den Strahl vorgesehen sein.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die zumindest eine Strahleneinrichtung zumindest ein refraktives optisches Element umfasst. Das zumindest eine refraktive optische Element kann beispielsweise ein Linsenelement umfassen. Mit anderen Worten weist die zumindest eine Strahleneinrichtung das zumindest eine refraktive optische Element auf. Das zumindest eine refraktive optische Element, beispielsweise das Linsenelement, kann dazu eingerichtet sein, den zumindest einen optischen Strahl zu kollimieren, zu fokussieren und/oder aufzuweiten. Es kann vorgesehen sein, dass die Strahleneinrichtung eine Vielzahl der refraktiven optischen Elemente aufweist. Die Vielzahl der refraktiven optischen Elemente kann beispielsweise Mikrolinsen umfassen, welche beispielsweise als Mikrolinsenarray über dem Oberflächenemitterarray angeordnet sein können. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass jedem der Oberflächenemittereinheiten ein jeweiliges refraktives optisches Element zugeordnet ist, um den jeweiligen Strahl, welcher durch die jeweilige Oberflächenemittereinheit emittiert wird, zu kollimieren, zu fokussieren und/oder aufzuweiten.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die zumindest eine Strahleneinrichtung als Projektor eingerichtet ist, wobei der Projektor dazu eingerichtet ist, ein vorbestimmtes Muster auf das Objekt zu projizieren. Es kann sich beispielsweise um einen Streifenprojektor handeln. Mit anderen Worten ist die Strahleneinrichtung dazu eingerichtet, ein vorbestimmtes Muster auf das Objekt zu projizieren. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, das der zumindest eine optische Strahl durch die Strahleneinrichtung derart ausgegeben wird, dass dieser als strukturiertes Muster, beispielsweise als Streifenmuster auf das Objekt projiziert wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Strahlenvorrichtung bei einer Bereitstellung einer entsprechenden Detektoreinheit dazu eingerichtet ist, das vorbestimmte Muster auf dem Objekt zu erfassen und beispielsweise eine Oberflächenbeschaffenheit des Objektes zu ermitteln.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die zumindest eine Strahleneinrichtung als Ringprojektor eingerichtet ist, der dazu eingerichtet ist, ein vorbestimmtes Ringmuster auf das Objekt zu projizieren. Das Ringmuster kann beispielsweise in einem Infrarotspektrum auf das Objekt projiziert werden, wobei das Ringmuster dazu vorgesehen ist, eine Ermittlung einer Lage und/oder Form des Objekts zu ermöglichen. Die Strahlenvorrichtung kann dazu eine Kameraeinheit oder eine Sensoreinheit zur Erfassung des Ringmusters aufweisen. Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, die Form und/oder Lage des Objektes in Abhängigkeit von dem erfassten Ringmuster zu ermitteln.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die zumindest eine Strahleneinrichtung als Beleuchtungseinheit in einer LIDAR-Anordung eingerichtet ist. Die Strahlenvorrichtung kann beispielsweise eine LIDAR-Anordnung aufweisen, wobei zumindest eine der Strahleneinrichtungen als Beleuchtungseinheit der LIDAR-Anordnung wirkt. Die Strahleneinrichtungen kann beispielsweise als Beleuchtungseinheit eines Laufzeitmessungslidars, eines moduliertem Dauerstrichlidars oder eines Intensitätslidars eingerichtet sein. Die Strahleneinrichtung kann dazu eingerichtet sein, zur Durchführung eines LIDAR-Verfahrens das Muster auf das Objekt zu projizieren. Die Strahleneinrichtung kann dazu eingerichtet sein den optischen Strahl während einer Messung über das Objekt zu führen, um dieses abzurastern. Das Abrastern kann beispielsweise durch eine Änderung einer Lage eines Spiegels der Strahleneinrichtung erfolgen.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die zumindest eine Strahleneinrichtung als Annulus eingerichtet ist. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass die Strahleneinrichtung um ein vorbestimmtes Objekt angeordnet ist. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die zumindest eine Strahleneinrichtung um eine weitere Strahleneinrichtung und/oder eine Kameraeinheit angeordnet ist. Die zumindest eine Strahleneinrichtung kann beispielsweise das vorbestimmte Objekt ganz oder teilweise umlaufen. Der Annulus kann beispielsweise ringförmig quadratisch oder als Polygon ausgebildet sein. Durch die Weiterbildung ergibt sich der Vorteil, dass eine schattenfreie Ausleuchtung durch die Strahleneinrichtung ermöglicht ist.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die zumindest eine Strahleneinrichtung als Niedrigenergie-Laser eingerichtet ist. Mit anderen Worten ist die zumindest eine Strahleneinrichtung dazu eingerichtet, einen optischen Strahl auszugeben, welcher als Niedrigenergie-Laserstrahl beschaffen ist. Durch die Weiterbildung ergibt sich der Vorteil, dass durch die Strahleneinrichtung ein Strahl zur Durchführung einer Laser-Vitreolyse bereitgestellt werden kann.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die zumindest eine Strahleneinrichtung zur Ausgabe eines Ziellasers eingerichtet ist. Mit anderen Worten ist die Strahleneinrichtung dazu eingerichtet, einen als Ziellaser eingerichteten optischen Strahl auf das Objekt zu führen. Der Ziellaser kann beispielsweise ein optischer Strahl sein, welcher auf ein Objekt geführt wird, um einen Zielpunkt auf dem Objekt zu markieren, auf welchen ein Bearbeitungslaserstrahl zum Bearbeiten des Objektes geführt wird. Der Ziellaser kann beispielsweise einen Wellenlängen- und/oder Energiebereich aufweisen, welcher einen sichtbaren Zielpunkt auf einem zu behandelnden Auges erzeugen kann, ohne das Auge zu beschädigen. Die Strahleneinrichtung zur Ausgabe des Ziellaser kann axial zu einer Strahleneinrichtung zur Ausgabe des Bearbeitungslaserstrahls angeordnet sein.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die zumindest eine Strahleneinrichtung als Spaltlicht eingerichtet ist. Mit anderen Worten ist die zumindest eine Strahleneinrichtung als Spaltlampe eingerichtet. Es kann sich beispielsweise bei der Strahleneinrichtung um eine Strahleneinrichtung handeln, welche dazu eingerichtet ist, einen Spaltstrahl mit einer länglichen Fläche auf das Objekt auszugeben, um eine Untersuchung des Objektes zu ermöglichen.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die zumindest eine Strahleneinrichtung als Beleuchtungseinheit einer interferometrischen Anordung eingerichtet ist. Mit anderen Worten ist die zumindest eine Strahleneinrichtung als Beleuchtungseinheit, Laserquelle oder Lichtquelle eingerichtet, welche dazu eingerichtet ist, den optischen Strahl zur Anwendung in einer interferometrischen Anordung bereitzustellen. Es kann sich beispielsweise bei der Strahleneinrichtung um eine Beleuchtungseinheit eines Weißlichtinterferometers oder eines Laserinterferometers handeln. Die Beleuchtungseinheit kann beispielsweise als Beleuchtungseinheit einer interferometrischen Anordung für eine Durchführung einer optischen Kohärenztomographie (OCT) und/oder einer optischen Kohärenz Pachymetrie (OCP) eingerichtet sein.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die zumindest eine Strahleneinrichtung als Cross-Linking-Behandlungseinrichtung eingerichtet ist, wobei die Cross-Linking-Behandlungseinrichtung dazu eingerichtet ist, den optischen Strahl in einem UV-Spektrum auszugeben. Mit anderen Worten ist die Strahleneinrichtung zur Bereitstellung des optischen Strahls zu Durchführung eines Crosslinking-Verfahrens in einem menschlichen oder tierischen Auge vorgesehen. Die Strahleneinrichtung weist somit eine Oberflächenemittereinheit auf, die dazu eingerichtet ist den optischen Strahl in einem UV-Spektrum zu emittieren, welches zur Durchführung einer Crosslinking-Behandlung an einem menschlichen oder tierischen Auge vorgesehen ist.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die zumindest eine Strahleneinrichtung als Fixationsbeleuchtung eingerichtet ist. Mit anderen Worten ist die Strahleneinrichtung dazu eingerichtet, den zumindest einen optischen Strahl auf ein menschliches oder tierisches Auge auszugeben, um eine Blickrichtung des Menschen oder des Tieres in eine vorbestimmte Richtung zu leiten.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die zumindest eine Strahleneinrichtung als Hochleistungslaser eingerichtet ist. Mit anderen Worten ist die zumindest eine Strahleneinrichtung dazu eingerichtet, den optischen Strahl als Hochleistungslaserstrahl bereitzustellen. Der Hochleistungslaserstrahl kann insbesondere als Behandlungslaserstrahl bereitgestellt sein, welcher eine Wellenlänge und eine Leistung aufweist, welche eine Durchführung eines Ablationsverfahrens an einem menschlichen oder tierischen Auge ermöglicht. Der Hochleistungslaser kann beispielsweise ein Laser zur Durchführung einer photodisruptiven und/oder einer ablativen Augenbehandlung sein. Der Hochleistungslaser kann auch zur Durchführung einer Laser-induzierten Änderung des Brechungsindex eines menschlichen oder tierischen Auges (LIRIC) sein.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Bearbeitungsvorrichtung, wobei die Bearbeitungsvorrichtung eine Strahlenvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung umfasst. Die Bearbeitungsvorrichtung kann beispielsweise zur Untersuchung und/oder Bearbeitung eines Objektes vorgesehen sein. Die Strahlenvorrichtung kann fest an der Bearbeitungsvorrichtung verbaut sein oder lösbar an der Bearbeitungsvorrichtung, beispielsweise als Erweiterung oder Nachrüstung, angeordnet sein.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Bearbeitungsvorrichtung als Behandlungsvorrichtung zum Behandeln einer Hornhaut eines menschlichen oder tierischen Auges ausgebildet ist, um eine Fehlsichtigkeit zu korrigieren. Es ist vorgesehen dass die Behandlungsvorrichtung die Strahlenvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung umfasst. Die Behandlungsvorrichtung kann zumindest einen ophthalmologischen Laser und eine Behandlungssteuereinrichtung aufweisen. Der jeweilige ophthalmologische Laser kann dazu ausgebildet sein, ein vordefiniertes Hornhautvolumen mit vordefinierten Grenzflächen eines menschlichen oder tierischen Auges mittels Photodisruption zumindest teilweise abzutrennen und/oder Hornhautschichten mittels Ablation abzutragen und/oder eine laserinduzierte Brechungsindexänderung in der Hornhaut und/oder der Augenlinse zu bewirken.
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Die Steuereinrichtung kann eine Recheneinheit zur elektronischen Datenverarbeitung, wie zum Beispiel einen Prozessor aufweisen. Die Recheneinheit kann zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen Mikroprozessor umfassen. Die Recheneinheit kann als integrierter Schaltkreis und/oder Mikrochip ausgeführt sein. Des Weiteren kann die Steuereinrichtung einen (elektronischen) Datenspeicher oder eine Speichereinheit umfassen. Auf dem Datenspeicher kann Programmcode gespeichert sein. Der Programmcode kann Steuerdaten für die jeweilige Lasereinrichtung umfassen. Der Programmcode kann mittels der Recheneinheit ausgeführt werden, wodurch die Steuereinrichtung veranlasst wird, die jeweilige Lasereinrichtung anzusteuern. Die Steuereinrichtung kann als Steuerchip oder Steuergerät ausgebildet sein. Die Steuereinrichtung kann beispielsweise von einem Computer oder Computerverbund umfasst sein.
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Weitere Merkmale und Vorteile eines der beschriebenen Aspekte der Erfindung können sich aus den Weiterbildungen eines anderen der Aspekte der Erfindung ergeben. Die Merkmale der Ausführungsformen der Erfindung können somit in beliebiger Kombination miteinander vorliegen, sofern sie nicht explizit als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.
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Im Folgenden sind zusätzliche Merkmale und Vorteile der Einfindung anhand der Figur in Form von vorteilhaften Ausführungsbeispielen beschrieben. Die Merkmale oder Merkmalskombinationen der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele können in beliebiger Kombination miteinander und/oder den Merkmalen der Ausführungsformen vorliegen. Das heißt, die Merkmale der Ausführungsbeispiele können die Merkmale der Ausführungsformen ergänzen und/oder ersetzen und umgekehrt. Es sind somit auch Ausgestaltungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den Ausführungsbeispielen und/oder Ausführungsformen hervorgehen und erzeugbar sind. Somit sind auch Ausgestaltungen als offenbart anzusehen, die nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten Anspruchs aufweisen oder über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen. Zu den Ausführungsbeispielen zeigt die einzige Figur
- Fig. eine schematische Darstellung der Bearbeitungsvorrichtung.
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In der Figur sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Fig. zeigt eine schematische Darstellung der Bearbeitungsvorrichtung, welche eine Bearbeitungslaserstrahlenquelle und eine Bearbeitungssteuereinrichtung aufweisen kann.
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Die Bearbeitungslaserstrahlenquelle 2 kann dazu eingerichtet sein, einen Bearbeitungslaserstrahl 4 auszugeben, welcher dazu vorgesehen sein kann, eine Oberfläche 9 eines zu bearbeitenden Objektes 7 zu bearbeiten. Die Bearbeitungssteuereinrichtung 3 kann dazu eingerichtet sein, die Bearbeitungslaserstrahlenquelle 2 und eine Strahlenablenkvorrichtung 5 sowie eine Fokussiereinrichtung 6 anzusteuern, um den Bearbeitungslaserstrahl 4 auf vorbestimmte Bearbeitungspunkte auf das zu bearbeitende Objekt 7 zu fokussieren. Der Bearbeitungslaserstrahl 4 kann durch die Bearbeitungssteuereinrichtung 3 derart geführt werden, dass ein vorbestimmtes Muster an einer Oberfläche 9 des Objektes 7 erzeugt werden kann. Es kann vorgesehen sein, dass zur Bearbeitung des Objektes 7 eine vorbestimmte Leistungs- und/oder Energiedichte durch den Bearbeitungslaserstrahl 4 an der Positionen der Bearbeitungspunkte überschritten werden muss, um beispielsweise ein Schmelzen und/oder einen optischen Durchbruch in dem Objekt 7 zu ermöglichen.
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Die Bearbeitungsvorrichtung 1 kann als Behandlungsvorrichtung zum Behandeln einer Hornhaut eines menschlichen oder tierischen Auges ausgebildet sein, um eine Fehlsichtigkeit zu korrigieren.
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Die Behandlungsvorrichtung kann zusätzlich oder alternativ zu der Bearbeitungslaserstrahlenquelle 2 eine Strahlenvorrichtung 10 aufweisen. Die Strahlenvorrichtung 10 kann dazu eingerichtet sein, einen oder mehrere optische Strahl 13 auf das Objekt 7 auszugeben. Bei den optischen Strahlen 13 kann es sich um Strahlen 13 aus elektromagnetischer Strahlung, beispielsweise um sichtbares Licht, UV-Strahlung und/oder Infrarotstrahlung handeln.
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Zur Emission des zumindest einen optischen Strahls 13 kann die Strahlenvorrichtung 10 eine Strahleneinrichtung 12 oder mehrere der Strahleneinrichtungen 12 umfassen. Die jeweilige Strahleneinrichtung 12 kann zumindest eine Oberflächenemittereinheit 18 zur Emission des jeweiligen optischen Strahls 13 umfassen. Es kann vorgesehen sein, dass die jeweilige Strahleneinrichtung 12 eine einzige oder mehrere der Oberflächenemittereinheiten 18 zur Emission des jeweiligen optischen Strahls 13 umfasst.
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Weist die jeweilige der Strahleneinrichtungen 12 mehrere der Oberflächenemittereinheiten 18 auf, können diese räumlich voneinander beabstandet angeordnet sein. Alternativ dazu können diese in einem vorgegebenen eindimensionalen oder zweidimensionalen Muster angeordnet sein. Die Anordnung der Oberflächenemittereinheiten 18 in dem eindimensionalen oder zweidimensional Muster kann insbesondere in einer sogenannten Arrayanordnung vorgesehen sein, sodass die zumindest eine Strahleneinrichtung 12 als Oberflächenemitterarray 17 eingerichtet sein kann. Bei der Anordnung der Oberflächenemittereinheiten 18 in dem Oberflächenemitterarray 17 kann es vorgesehen sein, dass zur Ausgabe des zumindest einen optischen Strahls 13 durch zumindest einige der Oberflächenemittereinheiten 18 ein jeweiliger Teilstrahl 13 ausgegeben wird. Die Teilstrahlen 13 der jeweiligen Oberflächenemittereinheiten 18 können zu dem optischen Strahl 13 gebündelt werden. Dadurch kann es vorgesehen sein, eine bestimmte Leistung des optischen Strahls 13 durch die Oberflächenemittereinheiten 18 bereitzustellen, welche sich aus Leistungen der einzelnen Teilstrahlen 13 zusammensetzen kann. Die Steuereinrichtung 11 der Strahleneinrichtung 12 kann zur Bereitstellung einer angeforderten Leistung dazu eingerichtet sein, das Oberflächenemitterarray 17 in Abhängigkeit von der angeforderten Leistung des optischen Strahls 13 anzusteuern. Dabei kann eine Anzahl der Oberflächenemittereinheiten 18, welche Teilstrahlen 13 zur Erzeugung des optischen Strahls 13 ausgeben, von der angeforderten Leistung des optischen Strahls 13 abhängen. Dadurch kann eine Skalierung der Leistung des optischen Strahls 13 ermöglicht sein.
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Um den optischen Strahl 13 mit vorgegebenen Eigenschaften bereitstellen zu können, kann die zumindest eine Strahleneinrichtung 12 zumindest ein diffraktives optisches Element 19 umfassen. Das diffraktive optische Element 19 kann beispielsweise einen Strahlformer, einen Strahlteiler und/oder einen Diffusor umfassen. Es kann vorgesehen sein, dass durch das diffraktive optische Element 19 die Teilstrahlen 13 zu dem optischen Strahl 13 zusammengeführt werden, wobei ein vorgegebener Querschnitt des optischen Strahls 13 eingestellt sein kann. Das zumindest eine diffraktive optische Element 19 kann hierfür in Strahlengängen der jeweiligen Teilstrahlen 13 der Oberflächenemittereinheiten 18 angeordnet sein.
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Es kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Strahleneinrichtung 12 zumindest ein refraktives optisches Element 20, beispielsweise eine Linse aufweist. Das refraktive optische Element 2020 kann dazu vorgesehen sein, den jeweiligen optischen Strahl 13 zu kollimieren, zu fokussieren und/oder aufzuweiten.
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Die Strahlenvorrichtung 10 kann mehrere der Strahleneinrichtungen 12 aufweisen, welche dazu vorgesehen sein können, jeweilige optische Strahlen 13 für unterschiedliche Funktionen der Bearbeitungsvorrichtung 1 bereitzustellen. Zu diesem Zweck können die Strahleneinrichtungen 12 die jeweiligen optischen Strahlen 13 ausgeben, welche sich in ihrer Wellenlänge und/oder ihrer Leistung und/oder weiteren Merkmalen voneinander unterscheiden können.
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Es kann vorgesehen sein, dass zumindest eine der Strahleneinrichtungen 12 als Projektor, beispielsweise als Streifenprojektor oder als Ringprojektor eingerichtet ist, um einen strukturierten optischen Strahl 13 auf das Objekt 7 auszugeben. Der optische Strahl 13 kann ein vorgegebenes Muster in seinem Querschnitt aufweisen und beispielsweise als Linienabbildung oder Gitterabbildung auf das Objekt 7 projiziert werden.
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Die Strahlenvorrichtung 10 kann eine Kamera 16 aufweisen, die dazu eingerichtet sein kann, das auf das Objekt projizierte Muster zu erfassen und beispielsweise mittels der Steuereinrichtung 11 eine Oberfläche 8 des Objektes zu ermitteln.
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Die Strahlenvorrichtung 10 kann beispielsweise eine LIDAR-Anordnung aufweisen, wobei zumindest eine der Strahleneinrichtungen 12 als Beleuchtungseinheit wirkt, und die Kamera 16 oder eine Sensoreinheit zur Erfassung des projizierten Musters oder eines Reflexionspunktes des Strahls 13 auf dem Objekt vorgesehen ist. Die Strahleneinrichtungen 12 kann beispielsweise als Beleuchtungseinheit eines Laufzeitmessungslidars, eines moduliertem Dauerstrichlidars oder eines Intensitätslidars eingerichtet sein. Strahlenvorrichtung 10 kann durch die LIDAR-Anordnung dazu eingerichtet sein, eine Form und/oder eine Lage des Objektes 7 in einem LIDAR-Verfahren zu ermitteln. Dadurch kann beispielsweise eine Lage eines Auges, eines Kontaktelements zum Fixieren des Auges und/oder eines Behandlungselements erfasst werden.
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Die Steuereinrichtung 11 der Strahlenvorrichtung 10 kann dazu eingerichtet sein, die erfasste Oberfläche 8 an die Bearbeitungsvorrichtung 1 zu übermitteln.
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Die zumindest eine Strahleneinrichtung 12 kann als Annulus, beispielsweise als Ringleuchte eingerichtet sein, welche dazu vorgesehen sein kann, das Objekt 7 während oder vor einer Behandlung zu beleuchten. Es kann vorgesehen sein, dass die als Annulus eingerichtete Strahleneinrichtung 12 mehrere der Oberflächenemittereinheiten 18 aufweisen kann, wobei die Oberflächenemittereinheiten 18 beispielsweise kreisförmig um einen Ausgang eines Bearbeitungslaserstrahls 13 angeordnet sein können.
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Die Strahlenvorrichtung 10 kann eine Strahleneinrichtung 12 aufweisen, welche zur Ausgabe eines Ziellaserstrahls 13 als optischen Strahl 13 eingerichtet sein kann. Diese Strahleneinrichtung 12 kann dazu eingerichtet sein, den optischen Strahl 13 auf einen Punkt des Objektes 7 zu führen, auf welchen durch eine weitere der Strahleneinrichtungen 12 ein Bearbeitungslaserstrahl 13 abgegeben wird und/oder bei einer Emission abgegeben werden würde.
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Eine der Strahleneinrichtungen 12 kann als Beleuchtungseinheit in einer interferometrischen Anordung eingerichtet sein. Es kann sich beispielsweise um eine Beleuchtungseinheit eines Weißlichtinterferometers handeln, welches dazu eingerichtet sein kann, ein Verfahren zu einer optischen Kohärenztomographie (OCT) und/oder einer optischen Kohärenzpachymetrie (OCP) durchzuführen.
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Neben der Möglichkeit, das Objekt 7 untersuchen zu können, kann es vorgesehen sein, das zumindest eine der Strahleneinrichtungen 12 dazu eingerichtet ist, den jeweiligen optischen Strahl 13 zur Bearbeitung des Objektes 7 bereitzustellen. Es kann vorgesehen sein, dass zumindest eine der Strahleneinrichtungen 12 als Crosslinkingbehandlungsvorrichtung eingerichtet ist, wobei die besagte Strahleneinrichtung 12 dazu eingerichtet ist, den jeweiligen optischen Strahl 13 auf das Objekt 7 auszugeben. Der optische Strahl 13 kann zumindest eine Wellenlänge im UV-Spektrum umfassen und eine Energie aufweisen, welche eine Durchführung eines Crosslinkingverfahrens auf einem Auge als Objekt 7 ermöglicht.
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Es kann vorgesehen sein, dass zumindest eine der Strahleneinrichtungen 12 als Hochleistungslaser eingerichtet ist, welcher dazu eingerichtet ist, den optischen Strahl 13 bereitzustellen, welcher zur Behandlung des Objektes 7 in einem photodisruptiven Augenbehandlungsverfahren und/oder einem ablativen Augenbehandlungsverfahren eingerichtet sein kann. Der Hochleistungslaser kann auch zur Durchführung einer Laser-induzierten Änderung eines Brechungsindex eines menschlichen oder tierischen Auges (LIRIC) eingerichtet sein. Der Begriff Hochleistungslaser kann sich beispielsweise auf den Leistungsbereich eines Lasers beziehen, wie er in der Augenheilkunde verwendet wird.
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Die Strahleneinrichtungen 12 der Strahlenvorrichtung 10 können insbesondere dazu vorgesehen sein, ein menschliches oder tierisches Auge als Objekt 7 zu bearbeiten oder zu untersuchen. Die Strahlenvorrichtung 10 kann in der Bearbeitungsvorrichtung 1 verbaut sein oder lösbar als Erweiterung an der Behandlungsvorrichtung angeordnet sein.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch eine Verwendung von zumindest einer Oberflächenemittereinheit, platzsparende Strahleneinrichtungen bereitgestellt werden können.
