用于確定折射激光器的聚焦深度的圖像處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于確定激光束的焦點深度的激光設(shè)備、系統(tǒng)以及方法。接口裝置可聯(lián)接到所述激光設(shè)備并具有包括前表面和后表面的扁平元件。具有預(yù)定形狀的激光束通過焦點位置處的扁平元件進行聚焦。從所述扁平元件的前表面反射的寄生反射與從所述扁平元件的后表面反射的標(biāo)準(zhǔn)反射的疊加圖像被檢測。隨后，所述寄生反射被從所述疊加圖像中濾除。根據(jù)余留的標(biāo)準(zhǔn)反射，所述激光束的焦點的深度可被確定。
【專利說明】用于確定折射激光器的聚焦深度的圖像處理方法
【背景技術(shù)】
[0001]對于材料加工激光器，特別是對于用于眼外科手術(shù)的激光器，精確確定激光束的焦點深度是必要的，以便實現(xiàn)高質(zhì)量且精確的切割。
[0002]折射激光器是一種特殊的材料加工激光器，其被用在LASIK (激光視力矯正手術(shù))外科手術(shù)中。LASIK外科手術(shù)分三個步驟執(zhí)行。第一步是制備角膜組織的瓣。第二步是利用折射激光器對在角膜瓣下的角膜進行矯形或重塑。在最后步驟中，該角膜瓣被重新定位。
[0003]人類角膜由五層組成。外層是上皮細胞層，是快速生長且易于再生的細胞的薄的組織層，通常由大約六層細胞組成。接下來，8_14μ m厚的前彈性(Bowman’s layer)層是保護基質(zhì)層的膠原的凝結(jié)層?；|(zhì)層是透明的中間層，其包括整齊排列的膠原纖維和稀疏分布的互連的角膜基質(zhì)細胞，角膜基質(zhì)細胞是負責(zé)一般性修復(fù)和維持的細胞。后彈力層(Descemet's membrane)是厚約5_20 μ m的薄的非細胞層。最后，內(nèi)皮細胞層是一層約5 μ m厚、富含線粒體的細胞。
[0004]基質(zhì)層是角膜的最厚的層，占多達90%的角膜厚度。外科手術(shù)期間基質(zhì)層的重塑或矯形改變了角膜的光聚焦性能，這導(dǎo)致對患者視力的校正。
[0005]在LASIK外科手術(shù)期間，為了更準(zhǔn)確地控制激光束的焦點的深度，一平的或彎曲的透明或/和半透明的面板被布置成與眼睛的外層接觸。該面板還被稱為扁平元件。該扁平元件具有前表面以及與眼睛接觸的后表面，所述前表面通常涂覆有反射最小化層。
[0006]當(dāng)對角膜瓣進行切割時，激光器的焦點深度必須被非常精確地控制。該角膜瓣被切割至大約80 μ m-500 μ m的厚度，例如約120 μ m。該角膜瓣通常被創(chuàng)建在距前彈力層極近處以避免由拉回該角膜瓣造成的創(chuàng)傷，但該角膜瓣距前彈力層足夠遠以避免破壞該層。為了實現(xiàn)一致、高質(zhì)量的結(jié)果，激光束的焦點深度必須是在幾個微米的精度內(nèi)可控的。
[0007]在目前LASIK外科手術(shù)系統(tǒng)中，相對于眼睛的角膜表面的激光焦點深度在每個外科手術(shù)開始之前被校準(zhǔn)(或重新校準(zhǔn))。
[0008]為了在校準(zhǔn)期間確定激光束的焦點的精確深度，扁平元件的后表面與眼睛接觸，并且具有特殊圖案的激光束被引導(dǎo)至眼睛。根據(jù)從扁平元件的后表面反射的光的測量圖案來計算相對于扁平元件的后表面的激光束焦點精確深度。為了確保不存在來自其它表面的會損害這些計算質(zhì)量的寄生反射，扁平元件的前表面被涂有反射最小化的高透涂層。
[0009]問題描述
[0010]然而，這樣的高透涂層相當(dāng)昂貴，因此需要提供一種用于確定激光束焦點的精確深度的方法，這種方法甚至當(dāng)扁平元件的前表面沒有涂有反射最小化的高透層時也能起作用。這個問題由獨立權(quán)利要求的主題解決。有利的實施例由從屬權(quán)利要求限定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]根據(jù)權(quán)利要求1對眼科激光設(shè)備的第一方面進行描述。接口裝置可聯(lián)接到激光設(shè)備并具有扁平元件，所述扁平元件對所述激光設(shè)備產(chǎn)生的激光束可以是透明的或/和半透明的。所述扁平元件具有前表面和后表面。所述激光設(shè)備包括:光學(xué)器件，其適于通過焦點處的所述扁平元件來聚焦具有預(yù)定形狀的激光束。另外，所述激光設(shè)備包括:檢測元件，其適于檢測從所述前表面反射的寄生反射與從所述后表面反射的標(biāo)準(zhǔn)反射的疊加圖像。所述激光設(shè)備還包括:處理器，其適于從所述疊加圖像中數(shù)字地濾除所述寄生反射，并根據(jù)余留的標(biāo)準(zhǔn)反射來確定所述激光束的焦點的深度。
[0012]甚至當(dāng)所述扁平元件的前表面不具有反射最小化涂層時，根據(jù)第一方面的所述激光設(shè)備也能夠精確地確定所述激光束的焦點深度。
[0013]在根據(jù)第一方面的一個實施例中，所述眼科激光設(shè)備進一步包括:用于遮蔽所述激光束的至少一部分的遮光部。在這種情況下，所述光學(xué)器件適于通過所述遮光部來聚焦所述激光束以產(chǎn)生所述預(yù)定的形狀。根據(jù)該實施例，可選擇適當(dāng)?shù)恼诠獠?，適當(dāng)?shù)恼诠獠窟m于為確定所述激光束的焦點深度提供準(zhǔn)確結(jié)果。
[0014]在根據(jù)第一方面的另一實施例中，用于濾除所述寄生反射的處理器可適于將所述疊加圖像與預(yù)定的參考圖案進行卷積以產(chǎn)生輔助圖像。所述處理器可適于接下來評估所述輔助圖像以識別具有最高強度的最大點。最后，所述處理器可適于根據(jù)所述最大點的位置來重新定位所述參考圖案，以及將所述疊加圖像乘以所述重新定位的參考圖案以產(chǎn)生所述標(biāo)準(zhǔn)反射。根據(jù)該實施例，標(biāo)準(zhǔn)反射的中心點可被確定，并且可根據(jù)該信息來消除寄生反射。
[0015]在前述實施例的改進中，所述參考圖案可包括中心點，并且所述處理器可適于重新定位所述參考圖案以便使所述中心點與所述最大點的位置重疊。根據(jù)該實施例，標(biāo)準(zhǔn)反射可位于的點能夠被識別，從而確保沒有一個標(biāo)準(zhǔn)反射在消除寄生反射時被消除。
[0016]附加性地或替代性地，所述疊加圖像與所述參考圖案的卷積可被執(zhí)行為頻域內(nèi)的乘法運算。在該實施 例的改進中，所述處理器可適于對所述疊加圖像實施傅里葉變換。隨后，所述處理器可適于將經(jīng)過傅里葉變換的疊加圖像乘以所述參考圖案的傅里葉變換以產(chǎn)生經(jīng)過變換的輔助圖像。最后，所述處理器可適于對所述經(jīng)過變換的輔助圖像執(zhí)行逆傅里葉變換以產(chǎn)生所述輔助圖像。這使得卷積的疊加圖像的計算能夠被更快地執(zhí)行，這是因為執(zhí)行空間域上的卷積的計算量巨大。
[0017]在第一方面的另一實施例中，所述扁平元件不具有反射最小化涂層。
[0018]在前述兩個實施例的任一實施例中，所述扁平元件的后表面可適于與待檢查的眼睛處于接觸。這使得所述光學(xué)器件與眼睛表面之間的距離在確定過程中能夠保持恒定，從而確保焦點的深度始終被準(zhǔn)確地測量。
[0019]第二方面是激光系統(tǒng)，該激光系統(tǒng)具有根據(jù)第一方面或第一方面的實施例中的一個實施例的激光設(shè)備。該激光系統(tǒng)進一步包括接口裝置，所述接口裝置可聯(lián)接到所述激光設(shè)備并具有扁平元件，所述扁平元件對所述激光設(shè)備產(chǎn)生的激光束是透明的或/和半透明的。所述扁平元件包括前表面和后表面。
[0020]第三方面是一種用于確定由本文所述的眼科激光設(shè)備提供的激光束的焦點深度的方法。在方法的第一步驟中，具有預(yù)定形狀的激光束通過焦點處的扁平元件而被聚焦。所述扁平元件具有前表面和后表面。所述扁平元件可以是透明和/或半透明的扁平元件，即，其可以對所述激光束是透明和/或半透明的。在第二步驟中，對疊加圖像進行檢測。所述疊加圖像包括從所述前表面反射的寄生反射與從所述后表面反射的標(biāo)準(zhǔn)反射的疊加。在第三步驟中，從所述疊加圖像中數(shù)字地濾除所述寄生反射。在最終步驟中，根據(jù)余留的標(biāo)準(zhǔn)反射來確定所述激光束的焦點的深度。
[0021]甚至當(dāng)所述扁平元件的前表面不具有反射最小化涂層時，根據(jù)第三方面的所述方法也能夠使所述激光束的焦點深度被精確地確定。
[0022]在根據(jù)第三方面的實施例中，所述濾除所述寄生反射的步驟可包括:將所述疊加圖像與預(yù)定的參考圖案進行卷積以產(chǎn)生輔助圖像；對所述輔助圖像進行評估以識別具有最高強度的最大點；根據(jù)所述最大點的位置來對所述參考圖案進行重新定位；以及將所述疊加圖像乘以所述重新定位的參考圖案以產(chǎn)生所述標(biāo)準(zhǔn)反射。根據(jù)該實施例，標(biāo)準(zhǔn)反射的中心點可被確定，并且可根據(jù)該信息來消除寄生反射。
[0023]根據(jù)該實施例，所述進行卷積的步驟可包括:對所述疊加圖像實施傅里葉變換；將經(jīng)過傅里葉變換的疊加圖像乘以所述參考圖案的傅里葉變換以產(chǎn)生經(jīng)過變換的輔助圖像；以及對所述經(jīng)過變換的輔助圖像執(zhí)行逆傅里葉變換以產(chǎn)生所述輔助圖像。這使得卷積的疊加圖像的計算能夠被更快地執(zhí)行，這是因為執(zhí)行空間域上的卷積的計算量巨大。
[0024]第四方面是具有程序代碼部分的計算機程序，當(dāng)所述計算機程序被加載在計算機或處理器上時，或在計算機或處理器上運行所述計算機程序時，所述計算機程序使所述計算機或處理器執(zhí)行本文所述的方法方面中的任一方面。
[0025]所述計算機程序程序可被存儲在程序存儲裝置或計算機程序產(chǎn)品上。
[0026]在上述中，操作“傅里葉變換”涉及任何離散傅里葉變換，例如快速傅里葉變換(FFT)。然而，任何適于 將空間信號變換到頻域的計算方法都可被用在涉及“傅里葉變換”的地方。
[0027]所述激光設(shè)備、激光系統(tǒng)、對應(yīng)的方法以及計算機程序在本文中以參照眼科的方式進行描述。然而，還可以設(shè)想的是，所述激光設(shè)備、激光系統(tǒng)、對應(yīng)的方法以及計算機程序可被用在不同的【技術(shù)領(lǐng)域】，如用于皮膚病學(xué)或材料加工。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]將在附圖的基礎(chǔ)上對本發(fā)明進行進一步解釋，附圖始終是示意性的。
[0029]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的包括激光設(shè)備的系統(tǒng)的示意圖。
[0030]圖2示出了根據(jù)圖1的實施例的激光設(shè)備的一部分的示意圖。
[0031]圖3示出了根據(jù)圖2的實施例中所使用的遮光部的平面圖。
[0032]圖4示出了根據(jù)圖1的實施例的穿過扁平元件的光的示意圖。
[0033]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的方法的計算步驟的框圖。
[0034]圖6示出了適用于對激光束的焦點深度進行計算的過濾圖像。
[0035]圖7示出了根據(jù)圖5的實施例的包括與標(biāo)準(zhǔn)反射疊加的寄生反射的圖像。
[0036]圖8示出了根據(jù)圖5的實施例的參考圖案。
[0037]圖9示出了圖8的參考圖案的傅里葉變換。
[0038]圖10示出了圖9的經(jīng)過傅里葉變換的參考圖案與圖7的疊加圖像的傅里葉變換相乘的結(jié)果。
[0039]圖11示出了圖10的圖像的逆傅里葉變換。
[0040]圖12示出了根據(jù)圖5的實施例的重新定位的參考圖案?！揪唧w實施方式】
[0041]圖1示出了用于將激光束14聚焦在人眼16內(nèi)的焦點處的激光系統(tǒng)10。
[0042]該激光系統(tǒng)包括激光源12。激光源12可包括:例如激光振蕩器(例如固體激光振蕩器)；預(yù)放大器，該預(yù)放大器增加從振蕩器發(fā)出的激光脈沖的脈沖功率并同時對脈沖進行暫時地展寬；后續(xù)脈沖檢波器，該后續(xù)脈沖檢波器從振蕩器的預(yù)放大的激光脈沖中選取個別激光脈沖以便將重復(fù)頻率降至所需程度；功率放大器，該功率放大器將所選的、仍處于暫時展寬的脈沖放大到應(yīng)用所需的脈沖能量；以及脈沖壓縮器，該脈沖壓縮器將從功率放大器輸出的脈沖壓縮至應(yīng)用所需的脈沖寬度。
[0043]激光源12產(chǎn)生脈沖的激光束14。選擇輻射脈沖的脈沖寬度以產(chǎn)生用于診斷的反射光信號，或產(chǎn)生用于在待治療患者的眼睛16的角膜組織中創(chuàng)建切口的反射光信號。激光束14的輻射脈沖具有在納秒、皮秒、飛秒或阿秒范圍的脈沖寬度。
[0044]另外，由激光源12產(chǎn)生的激光束14具有例如所討論的應(yīng)用所需的脈沖重復(fù)頻率。從激光裝置10發(fā)出的并引導(dǎo)至眼睛16上的輻射脈沖的重復(fù)頻率對應(yīng)于激光源12的輸出端處產(chǎn)生的輻射脈沖的重復(fù)頻率。替代性地，當(dāng)針對眼睛16的預(yù)定作業(yè)輪廓需要時，可通過設(shè)置在激光束14的輻射光路中的光開關(guān)18來阻斷從激光源12發(fā)出的輻射脈沖的一部分。因此，這樣被阻斷的輻射脈沖不會到達眼睛16。
[0045]光開關(guān)18也被稱為脈沖調(diào)制器，可以例如采用聲光調(diào)制器或電光調(diào)制器的形式。通常，光開關(guān)18可包含能夠快速阻斷個別激光脈沖的任意光學(xué)有源元件。例如，光開關(guān)18可包含用于吸收待阻斷的輻射脈沖的束阱。光開關(guān)18能夠使這種待阻斷的輻射脈沖從激光束14的輻射脈沖的正常光路上偏轉(zhuǎn)并將這些脈沖引導(dǎo)至束阱。
[0046]其它設(shè)置在激光束14的光路中的光學(xué)部件包括z控制器22和χ-y控制器24。z控制器22控制激光束14的焦點的縱向位置，另一方面，x-y控制器24控制焦點的橫向位置。為了說明，表示眼睛16區(qū)域中的x-y-z方向的坐標(biāo)系已被畫在圖1中。在這種情況下，術(shù)語“縱向”表示光束傳播的方向，其通常被指定為z方向。類似地，“橫向”表示橫向于激光束14的傳播方向的方向，其通常被指定為x-y面。
[0047]為了實現(xiàn)激光束14的橫向偏轉(zhuǎn)，x-y控制器24可例如包括一對能夠繞互相垂直的軸線傾斜的檢流驅(qū)動掃描鏡。z控制器22可例如包含可縱向調(diào)節(jié)的透鏡或折射倍率可變的透鏡或可變形的反射鏡，利用該透鏡可控制激光束14的發(fā)散，進而控制光束焦點的z位置。這樣的可調(diào)節(jié)透鏡或反射鏡可被包含在光束擴展器中，該光束擴展器擴展從激光源12發(fā)出的激光束14。該光束擴展器可例如被配置為伽利略望遠鏡。
[0048] 第一實施例的激光設(shè)備包括聚焦物鏡，該聚焦物鏡也被稱為光學(xué)器件26，并且被設(shè)置在激光束14的光路中。光學(xué)器件26用于將激光束14聚焦到眼睛16上或眼睛16內(nèi)所需的位置上，尤其聚焦到角膜內(nèi)。聚焦光學(xué)器件26可以是F-Θ物鏡。
[0049]光開關(guān)18、z控制器22、x_y控制器24以及聚焦物鏡26不必一定根據(jù)圖1中所示的順序進行設(shè)置。例如，在不失通用性的情況下，光開關(guān)18可被設(shè)置在光束路徑中z控制器22的下游處。如果需要的話，可使x-y控制器24和z控制器22相結(jié)合以構(gòu)成單個結(jié)構(gòu)單元。圖1中所示的部件的順序和分組絕不應(yīng)理解為限制性的。
[0050]聚焦物鏡26的光束出射側(cè)上，扁平元件30構(gòu)成用于眼睛16的角膜的抵接界面。扁平元件30對于激光輻射是透明的或/和至少半透明的。在扁平元件的面向眼睛的后表面32上，扁平元件30包括用于眼睛16的角膜的抵接面。在扁平元件與眼睛表面相對的上偵牝扁平元件30包括前表面36，所述前表面36沒有任何反射最小化涂層。在所示的示例性情況下，后表面32被實現(xiàn)為平面。當(dāng)利用適當(dāng)壓力將扁平元件30布置成與眼睛16接觸時或當(dāng)通過抽壓將角膜抽吸在后表面32上時，后表面32將角膜拉平。如圖1所示，眼睛16抵靠在扁平元件30的平面的后表面32上。
[0051]在平行平面設(shè)計的情況下，通常被指定為扁平板的扁平元件30被安裝到呈錐形漸寬的承載套筒34的較窄端。扁平元件30與承載套筒34之間的連接可以是永久性的，例如通過粘合連接，或者該連接可以是可拆卸的，例如通過螺栓聯(lián)接。還可以想到的是，使用單個既用作承載套筒34也用作扁平元件30的光學(xué)注塑制件。在未詳細示出的方式中，承載套筒34具有位于其較寬的套筒端的聯(lián)接結(jié)構(gòu)，在附圖中，該較寬的套筒端為上端。該聯(lián)接結(jié)構(gòu)適用于將承載套筒34聯(lián)接到聚焦物鏡26上。
[0052]激光系統(tǒng)10還包括檢測元件42，例如照相機，該檢測元件用于收集圖像并將所述圖像傳遞到控制計算機38。
[0053]激光源12、光開關(guān)18、檢測元件42以及兩個掃描器22、24由控制計算機38控制，控制計算機38根據(jù)存儲器中所存儲的控制程序進行操作。該控制程序包含由控制計算機38執(zhí)行的指令(程序代碼)，以便確定并控制激光束14在角膜中、透鏡中或在抵靠接觸元件30的眼睛16的另一位置處的光束焦點的位置。
[0054]激光系統(tǒng)10還可以包括連接到控制計算機38的接口模塊(未示出)，以允許用戶將命令輸入到控制計算 機38中。所述接口模塊可包括屏幕或監(jiān)視器以使用戶能夠查看關(guān)于激光系統(tǒng)10的部件的狀態(tài)信息，和/或查看由檢測元件42收集的數(shù)據(jù)。
[0055]在圖2中，構(gòu)成激光設(shè)備的激光系統(tǒng)10的一部分被更詳細地顯示。在激光束14的位于聚焦物鏡26與扁平元件30之間的路徑中，設(shè)置有遮光部40。遮光部40由對激光束14的光不透明的材料構(gòu)成。將遮光部40的尺寸定制成使得基本上遮蔽整個激光束14。示出了方形遮光部40，但是其也可以是其它凸起形狀，例如規(guī)則或不規(guī)則多邊形或圓形。
[0056]圖3示出了遮光部40的平面圖。遮光部40具有中心開口 43以及一個或更多個外部開口 44，開口 43、44適于允許來自激光束14的光穿過。外部開口 44各自以距中心開口 43相等的距離D分隔開。距離D小于激光束14的直徑的一半，以便來自激光束14外緣的光穿過外部開口 44。外部開口 44可關(guān)于以中心開口 43為中心的假想圓周均勻地分布，但外部開口 44關(guān)于假想圓周的不均勻分布也是可能的。
[0057]圖4示出了當(dāng)光束14指向扁平元件30時，扁平元件30的透射/反射特性。當(dāng)光到達扁平兀件30的前表面36時,大部分光繼續(xù)沿著相同的方向，但是一部分光被反射回來，從而形成寄生反射14b。
[0058]現(xiàn)有技術(shù)提供了在扁平元件30的前表面36上的反射最小化涂層，以便抑制寄生反射14b。然而,在本實施例中，前表面36不具有反射最小化涂層，因此在前表面36上入射的光將導(dǎo)致寄生反射14b。
[0059]隨后，激光束14中的其余的光穿過扁平元件30，并到達扁平元件的后表面32。在此，一部分光也被反射回來，從而形成標(biāo)準(zhǔn)反射14a。
[0060]來自標(biāo)準(zhǔn)反射14a和寄生反射14b的反射光被檢測元件42以輸出圖像的形式收集。[0061]在現(xiàn)有系統(tǒng)中，由于設(shè)置在后表面36上的反射最小化涂層，輸出圖像僅包括標(biāo)準(zhǔn)反射14a。如果利用圖3中所示的遮光部40，那么將產(chǎn)生類似于圖6中所示圖像的反射，其包括中心亮點以及四個外部亮點，所述中心亮點表示穿過中心開口 43的光的標(biāo)準(zhǔn)反射14a，所述四個外部亮點表示穿過外部開口 44的光的標(biāo)準(zhǔn)反射14a。根據(jù)中心點與外部點之間的距離，可以計算激光束14的焦點的深度。
[0062]在本實施例中，當(dāng)利用圖3中所示的遮光部40時，產(chǎn)生如圖7所述所示的反射。該圖像包括與寄生反射14b疊加的標(biāo)準(zhǔn)反射14a。寄生反射14b中的點具有類似于標(biāo)準(zhǔn)反射14a中的點的形態(tài)，該形態(tài)由遮光部40的開口 43、44確定。然而，寄生反射14b中的點具有低于標(biāo)準(zhǔn)反射14a中的點的強度。此外，寄生反射14b中的點的分布范圍比標(biāo)準(zhǔn)反射14a中的點更廣。最后，寄生反射14b可以是不完整的，僅外部點中的一些被記錄在圖像中。
[0063]為了計算激光束14的焦點深度，因此，必須對圖7的疊加圖像進行過濾并除去寄生反射14b，以便可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)反射14a來計算激光束14的焦點深度。
[0064]圖5示出了根據(jù)一個實施例的對疊加圖像(例如圖7中所示的圖像)進行過濾的步驟。
[0065]在第一步驟中，根據(jù)遮光部40的圖案來確定參考圖案54。如圖8所示，參考圖案54包括在激光束14的所有可能的焦點深度處產(chǎn)生的點的位置的疊加，以作為特定遮光部40的標(biāo)準(zhǔn)反射14a的一部分。如圖9所示,對參考圖案54進行傅里葉變換以產(chǎn)生經(jīng)過變換的參考圖案56。
[0066]在系統(tǒng)10被投入使用之前，參考圖案54的確定以及對變換參考圖案56的計算可僅被執(zhí)行一次，并且經(jīng)過變換的參考圖案56被存儲在控制計算機38的存儲器中。這樣，在各個過濾操作期間無 需重復(fù)這些操作；相反地，對應(yīng)于遮光部40的經(jīng)過變換的參考圖案56可簡單地從存儲器中獲得。
[0067]第一步驟的操作可由控制計算機38執(zhí)行，或其可在外部處理器上被執(zhí)行，并且結(jié)果被加載進控制計算機38的存儲器中。其余的步驟由控制計算機38執(zhí)行。
[0068]第二步驟可在第一步驟之前、第一步驟之后或與第一步驟并行執(zhí)行，在第二步驟中，圖7中所示的疊加圖像50被傅里葉變換以產(chǎn)生經(jīng)過變換的疊加圖像52。
[0069]在第三步驟中，如圖10所示，將經(jīng)過變換的疊加圖像52乘以經(jīng)過變換的參考圖案56以產(chǎn)生經(jīng)過變換的輔助圖像58。
[0070]在第四步驟中，如圖11所示，對經(jīng)過變換的輔助圖像58進行逆傅里葉變換，以產(chǎn)生另一輔助圖像60。輔助圖像60表示疊加圖像50與參考圖案54的卷積。
[0071]在第五步驟中，對輔助圖像60進行掃描以識別圖11中由箭頭指示的最高強度點。所述最高強度點是輔助圖像60中最亮的點，并對應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)反射14a的中心的位置。
[0072]在第六步驟中，圖8中的參考圖案54被重新定位，以使得參考圖案54的中心點與圖11中的輔助圖像60中所識別的最高強度點的位置重合。重新定位的參考圖案62被顯示在圖12中。
[0073]最后，在第七步驟中，將圖7中的疊加圖像50乘以圖12中的重新定位的參考圖案62，以產(chǎn)生經(jīng)過過濾的圖像64 (如圖6所示)。經(jīng)過過濾的圖像64基本上與遮光部40產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)反射14a相同，并且基本上沒有任何寄生反射14b。隨后，可利用已知的算法對經(jīng)過過濾的圖像64進行評估以確定激光束14的焦點的深度。
【權(quán)利要求】
1.一種眼科激光設(shè)備，其中，接口裝置可聯(lián)接到所述激光設(shè)備并具有包括前表面和后表面的扁平元件，其中，所述激光設(shè)備包括: -光學(xué)器件，所述光學(xué)器件適于通過焦點處的所述扁平元件來聚焦具有預(yù)定形狀的激光束， -檢測元件，所述檢測元件適于檢測從所述前表面反射的寄生反射與從所述后表面反射的標(biāo)準(zhǔn)反射的疊加圖像，以及 -處理器，所述處理器適于從所述疊加圖像中數(shù)字地濾除所述寄生反射，并根據(jù)余留的標(biāo)準(zhǔn)反射來確定所述激光束的焦點的深度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼科激光設(shè)備，其中，所述激光設(shè)備進一步包括:用于遮蔽所述激光束的至少一部分的遮光部，并且其中所述光學(xué)器件適于通過所述遮光部來聚焦所述激光束以產(chǎn)生所述預(yù)定的形狀。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的眼科激光設(shè)備，其中，所述用于濾除所述寄生反射的處理器適于: -將所述疊加圖像與預(yù)定的參考圖案進行卷積以產(chǎn)生輔助圖像， -評估所述輔助圖像以識別具有最高強度的最大點， -根據(jù)所述最大點的位置來重新定位所述參考圖案，以及 -將所述疊加圖像乘以所述重新定位的參考圖案以產(chǎn)生所述標(biāo)準(zhǔn)反射。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的眼科激光設(shè)備，其中，所述參考圖案包括中心點，并且其中，所述處理器適于重新定位所述參考圖案以便使所述中心點與所述最大點的位置重疊。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的眼科激光設(shè)備，其中，所述疊加圖像與所述參考圖案的卷積被執(zhí)行為頻域內(nèi)的乘法運算。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的眼科激光設(shè)備，其中，所述處理器適于: -對所述疊加圖像實施傅里葉變換， -將經(jīng)過傅里葉變換的疊加圖像乘以所述參考圖案的傅里葉變換以產(chǎn)生經(jīng)過變換的輔助圖像，以及 -對所述經(jīng)過變換的輔助圖像執(zhí)行逆傅里葉變換以產(chǎn)生所述輔助圖像。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的眼科激光設(shè)備，其中，所述扁平元件不具有反射最小化涂層。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的眼科激光設(shè)備，其中，所述扁平元件的后表面適于與待檢查的眼睛處于接觸狀態(tài)。
9.一種激光系統(tǒng)，所述激光系統(tǒng)具有根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的眼科激光設(shè)備并具有接口裝置，所述接口裝置可聯(lián)接到所述激光設(shè)備并具有扁平元件，所述扁平元件對所述激光設(shè)備產(chǎn)生的激光束是透明的或/和半透明的，所述扁平元件包括前表面和后表面。
10.一種用于確定由眼科激光設(shè)備提供的激光束的焦點深度的方法，所述方法包括以下步驟: -通過焦點處的扁平元件對具有預(yù)定形狀的激光束進行聚焦，其中，所述扁平元件包括前表面和后表面； -對從所述前表面反射的寄生反射與從所述后表面反射的標(biāo)準(zhǔn)反射的疊加圖像進行檢測； -從所述疊加圖像中數(shù)字地濾除所述寄生反射；以及 -基于余留的標(biāo)準(zhǔn)反射來確定所述激光束的焦點的深度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述濾除所述寄生反射的步驟包括: -將所述疊加圖像與預(yù)定的參考圖案進行卷積以產(chǎn)生輔助圖像， -對所述輔助圖像進行評估以識別具有最高強度的最大點， -根據(jù)所述最大點的位置來對所述參考圖案進行重新定位，以及 -將所述疊加圖像乘以所述重新定位的參考圖案以產(chǎn)生所述標(biāo)準(zhǔn)反射。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述進行卷積的步驟包括: -對所述疊加圖像實施傅里葉變換， -將經(jīng)過傅里葉變換的疊加圖像乘以所述參考圖案的傅里葉變換以產(chǎn)生經(jīng)過變換的輔助圖像，以及 -對所述經(jīng)過變換的輔助圖像執(zhí)行逆傅里葉變換以產(chǎn)生所述輔助圖像。
13.一種具有程序代碼部分的計算機程序，當(dāng)所述計算機程序被加載在計算機或處理器上時，或在計算機或處理器上運行所述計算機程序時，所述計算機程序使所述計算機或處理器執(zhí)行權(quán)利要求1 0-12中任一項所述的方法。
14.一種程序存儲裝置或計算機程序產(chǎn)品，包括權(quán)利要求13的所述計算機程序。
【文檔編號】A61F9/008GK104039283SQ201180076101
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月29日
【發(fā)明者】伯恩德特·沃姆 申請人:威孚萊有限公司