JP2002542877A - 不変的な湾曲形を有するクレーターを部分的に重複させて表面を融除するための装置及び方法 - Google Patents
不変的な湾曲形を有するクレーターを部分的に重複させて表面を融除するための装置及び方法Info
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Abstract
(57)【要約】
レーザビーム１０の個々のパルスで不変的に湾曲したクレーター１６ａ〜ｄを融除することにより、露出角膜表面６に所定形状をレーザ彫造する技術。ビーム成形素子２２によりレーザビームエネルギーパターン１４が成形され、不変的に湾曲したレーザビーム１２のエネルギーパターンが作られる。不変的に湾曲したレーザビーム１２が、表面６に、レーザビーム１０の単一パルスで不変的に湾曲したクレーター１６を融除する。コンピュータ２６がビーム１０の位置調節を制御し、ビームが表面６にわたって走査され、露出表面上の融除領域１８に所定形状を彫造する。部分的に重複するクレーター１６ａ〜ｄのシーケンスが、融除領域１８にわたって分布される。ビーム成形素子２２として回折光学素子５０が使用される。不変的に湾曲したクレーター１６は一様に湾曲した球面状のクレーターである。
Description
【０００１】 発明の背景 １．発明の分野 本発明は、医療システム及び方法に関するものであり、特に、角膜組織を融除
するために、光エネルギーの連続的なパターンを生成するためのレーザデリバリ
システムの使用に関するものである。
するために、光エネルギーの連続的なパターンを生成するためのレーザデリバリ
システムの使用に関するものである。
【０００２】 光屈折角膜処置法（ＰＲＫ：photorefractive keratectomy）及び光治療的角
膜処置法（ＰＴＫ：phototherapeutic keratectomy）が、光学ビームデリバリシ
ステムを使用して、レーザエネルギーを患者の目に向ける。レーザは、角膜組織
を選択的に融除して、角膜の形状を再成形し、視野を向上する。現在市販されて
いるシステムは、パルスレーザを使用して、目から組織を融除する。これらレー
ザシステムでは、レーザビームパルスの各々が目の組織でクレーターを融除し、
連続するレーザビームパルスが付加的なクレーターを融除する。望まれる所定の
形状が、個々のパルスによって作られるクレーターの位置、サイズ及び形状のう
ちの少なくとも一つを調節することにより角膜組織に彫造される。
膜処置法（ＰＴＫ：phototherapeutic keratectomy）が、光学ビームデリバリシ
ステムを使用して、レーザエネルギーを患者の目に向ける。レーザは、角膜組織
を選択的に融除して、角膜の形状を再成形し、視野を向上する。現在市販されて
いるシステムは、パルスレーザを使用して、目から組織を融除する。これらレー
ザシステムでは、レーザビームパルスの各々が目の組織でクレーターを融除し、
連続するレーザビームパルスが付加的なクレーターを融除する。望まれる所定の
形状が、個々のパルスによって作られるクレーターの位置、サイズ及び形状のう
ちの少なくとも一つを調節することにより角膜組織に彫造される。
【０００３】 角膜は、外側の上皮層、上皮層の下層のボーマン（Bowman）層、及びボーマン
層の下層の基質層を含む。融除される所定の形状の少なくとも一部は、上皮層の
下にある層で融除される。上皮層の下にある層の融除を行うために、組織の層が
除去され、下層の組織の表面が露出される。この角膜の露出表面は、レーザビー
ムで融除され、露出表面を所定の形状に彫造する。光屈折角膜処置法を行った後
に、角膜の新しい前方部表面を発生させて、上皮が、成形した領域にわたって直
ぐに再成長する。変形的に、上皮は、除去されず、部分的に切断され、手術中に
横にずれて、ＰＲＦの後に、元の位置に戻る。
層の下層の基質層を含む。融除される所定の形状の少なくとも一部は、上皮層の
下にある層で融除される。上皮層の下にある層の融除を行うために、組織の層が
除去され、下層の組織の表面が露出される。この角膜の露出表面は、レーザビー
ムで融除され、露出表面を所定の形状に彫造する。光屈折角膜処置法を行った後
に、角膜の新しい前方部表面を発生させて、上皮が、成形した領域にわたって直
ぐに再成長する。変形的に、上皮は、除去されず、部分的に切断され、手術中に
横にずれて、ＰＲＦの後に、元の位置に戻る。
【０００４】 レーザ眼手術システムに使用されるレーザから出力されたビームは、典型的に
不規則であり、より望ましいビームを作り出すために、特殊な光学的処置を要す
るときがある。例えば、一様な特性を有するビームを成形するために、レーザか
らのビームが、空間的に一時的に融合されることがある。特に、円形のターゲッ
ト領域にわたって平坦又は一様な強度プロフィール（“トップハット（top hat
）”プロフィールと呼ばれる）を示すために、ビームは融合される。変形的に、
レーザビームは、一様な特性を有するビームの部分を選択するように獲得され、
又は、ビームは、ガウス形エネルギープロフィール分布を形成するように目の上
に集束され得る。
不規則であり、より望ましいビームを作り出すために、特殊な光学的処置を要す
るときがある。例えば、一様な特性を有するビームを成形するために、レーザか
らのビームが、空間的に一時的に融合されることがある。特に、円形のターゲッ
ト領域にわたって平坦又は一様な強度プロフィール（“トップハット（top hat
）”プロフィールと呼ばれる）を示すために、ビームは融合される。変形的に、
レーザビームは、一様な特性を有するビームの部分を選択するように獲得され、
又は、ビームは、ガウス形エネルギープロフィール分布を形成するように目の上
に集束され得る。
【０００５】 一旦所望のビーム形状が達成されると、角膜の融除を効果的に行うために、レ
ーザビームが別の方法で使用され得る。第一のタイプのシステムでは、ビーム断
面サイズを変形できる。その最大のサイズは、角膜上の全処置領域にほぼ一致す
る。ビームサイズは、アイリス又は他の露出制御機構を使用して調節され、所望
の角膜再成形が、露出制御を正確に行うことによって達成できる。不利点的に、
処置領域（典型的に、５．０ｍｍ〜１０．０ｍｍのオーダー）と等しいサイズを
有するレーザビームを使用するためには、大型で高エネルギーのエキシマレーザ
を使用する必要がある。このように大型のレーザは、高価であるだけでなく、こ
れを設置するのに十分な比較的広い場所を必要とする。大形で一様なビームを使
用するレーザシステムの他の不利点は、一様なビームで融除した形状が、必要と
される程度に一様でない点である。大径のビームにとって、本発明に関連する作
業によって、融除される形状が角膜の水和作用を含む様々な要因に依存し得ると
いうことが、示唆されてきた。不利点的に、水和作用が、角膜の表面にわたって
様々に変化し、計測することが困難である。
ーザビームが別の方法で使用され得る。第一のタイプのシステムでは、ビーム断
面サイズを変形できる。その最大のサイズは、角膜上の全処置領域にほぼ一致す
る。ビームサイズは、アイリス又は他の露出制御機構を使用して調節され、所望
の角膜再成形が、露出制御を正確に行うことによって達成できる。不利点的に、
処置領域（典型的に、５．０ｍｍ〜１０．０ｍｍのオーダー）と等しいサイズを
有するレーザビームを使用するためには、大型で高エネルギーのエキシマレーザ
を使用する必要がある。このように大型のレーザは、高価であるだけでなく、こ
れを設置するのに十分な比較的広い場所を必要とする。大形で一様なビームを使
用するレーザシステムの他の不利点は、一様なビームで融除した形状が、必要と
される程度に一様でない点である。大径のビームにとって、本発明に関連する作
業によって、融除される形状が角膜の水和作用を含む様々な要因に依存し得ると
いうことが、示唆されてきた。不利点的に、水和作用が、角膜の表面にわたって
様々に変化し、計測することが困難である。
【０００６】 大型の可変サイズレーザビームシステムに代わるものとして、レーザ走査シス
テムも、角膜融除のために使用される。走査システムは、より小形のビームを使
用し、要求されるレーザからのエネルギーを最小にする。また、小型のレーザは
、経済的であり、広い場所を必要としない。しかし、小さいビーム幅を使用する
と、処置のプロトコルの正確な態様が複雑化する。特に、ビームが角膜の露出表
面にわたって走査されると、レーザパルスが部分的に重複する。このビームの部
分的な重複によって、融除されるクレーター（crater）が部分的に重複され、融
除される表面（融除表面）が粗くなる。この融除表面が粗いと、角膜が傷つき、
視覚的明瞭度の回復が遅れることになるので、融除表面を粗くすることは望まし
くない。この走査法の他の不利点は、レーザビームのパルスの各々で除去される
組織の量が比較的小さいことである。除去される組織の量が小さいと、レーザは
、許容される限度内に全処置時間を維持するために、非常に高いパルスレートで
使用されなければならない。このように高いパルスレートは、組織を加熱し、そ
の結果、傷をつけ、視覚的明瞭度を損失させることになる。
テムも、角膜融除のために使用される。走査システムは、より小形のビームを使
用し、要求されるレーザからのエネルギーを最小にする。また、小型のレーザは
、経済的であり、広い場所を必要としない。しかし、小さいビーム幅を使用する
と、処置のプロトコルの正確な態様が複雑化する。特に、ビームが角膜の露出表
面にわたって走査されると、レーザパルスが部分的に重複する。このビームの部
分的な重複によって、融除されるクレーター（crater）が部分的に重複され、融
除される表面（融除表面）が粗くなる。この融除表面が粗いと、角膜が傷つき、
視覚的明瞭度の回復が遅れることになるので、融除表面を粗くすることは望まし
くない。この走査法の他の不利点は、レーザビームのパルスの各々で除去される
組織の量が比較的小さいことである。除去される組織の量が小さいと、レーザは
、許容される限度内に全処置時間を維持するために、非常に高いパルスレートで
使用されなければならない。このように高いパルスレートは、組織を加熱し、そ
の結果、傷をつけ、視覚的明瞭度を損失させることになる。
【０００７】 他の技術として、可変サイズレーザビームを走査する技術がある。この技術は
、ビームのサイズを変更させながら、処置領域にわたってレーザビームを移動さ
せるものであり、効果的であり、高い柔軟性がある。不利点的に、この技術は、
複雑で高価な機械的な機構と電気的な回路を含む。また、走査中にパルスが重複
し、この重複により、粗く融除される。
、ビームのサイズを変更させながら、処置領域にわたってレーザビームを移動さ
せるものであり、効果的であり、高い柔軟性がある。不利点的に、この技術は、
複雑で高価な機械的な機構と電気的な回路を含む。また、走査中にパルスが重複
し、この重複により、粗く融除される。
【０００８】 上記した走査技術の不利点は、個々のレーザビームパルスによって融除された
クレーターが、不変的な湾曲形を有さないことである。組織が所望の形状に彫造
されると、融除されるクレーターの不変的な湾曲形の欠如により、露出表面が、
より粗くなる。例えば、一様なエネルギー分布のレーザビームエネルギープロフ
ィールを有する走査レーザシステムは、典型的に、急勾配の壁面と平坦な角膜領
域を有する個々のクレーターを融除する。急勾配の壁面を含むクレーターの周囲
領域は、平坦な角膜領域とは非常に異なった湾曲形を有する。ガウス形又は疑ガ
ウス形レーザビームエネルギープロフィールが、丸みのある中央領域を有する円
錐形のエッジを有するクレーターを融除する。クレーターの周囲領域（円錐形の
エッジを含む）は、中央領域（丸みのあるクレーターの中央部分を含む）とは異
なった湾曲形を有する。これら既知の走査システムによって融除される角膜の不
変的でない湾曲形は、再彫造の精度と利益を制限し得る。
クレーターが、不変的な湾曲形を有さないことである。組織が所望の形状に彫造
されると、融除されるクレーターの不変的な湾曲形の欠如により、露出表面が、
より粗くなる。例えば、一様なエネルギー分布のレーザビームエネルギープロフ
ィールを有する走査レーザシステムは、典型的に、急勾配の壁面と平坦な角膜領
域を有する個々のクレーターを融除する。急勾配の壁面を含むクレーターの周囲
領域は、平坦な角膜領域とは非常に異なった湾曲形を有する。ガウス形又は疑ガ
ウス形レーザビームエネルギープロフィールが、丸みのある中央領域を有する円
錐形のエッジを有するクレーターを融除する。クレーターの周囲領域（円錐形の
エッジを含む）は、中央領域（丸みのあるクレーターの中央部分を含む）とは異
なった湾曲形を有する。これら既知の走査システムによって融除される角膜の不
変的でない湾曲形は、再彫造の精度と利益を制限し得る。
【０００９】 注文どおりにあつらえたエネルギー分布を有する大形のレーザビームの使用も
示唆される。第一に、この技術では、複雑な形状を融除することが困難であり得
る。また、この技術は、大形のビームを発生させるために、高価なレーザを必要
とする。前述したように、大きい径の融除では、融除形状は、角膜の水和作用に
依存し、組織の水和作用の計測が困難である。結果的に、この技術は、視覚的明
瞭度を不所望に劣化させる中央部の融除不足を含む融除形状に変えやすい。
示唆される。第一に、この技術では、複雑な形状を融除することが困難であり得
る。また、この技術は、大形のビームを発生させるために、高価なレーザを必要
とする。前述したように、大きい径の融除では、融除形状は、角膜の水和作用に
依存し、組織の水和作用の計測が困難である。結果的に、この技術は、視覚的明
瞭度を不所望に劣化させる中央部の融除不足を含む融除形状に変えやすい。
【００１０】 上記した理由により、改良角膜組織融除方法及びシステムを提供することが望
まれる。また、組織を選択的に融除して、視覚的異常を処置するために、角膜組
織にわたって光ビームを走査する改良技術を提供することが望まれる。特に、滑
らかな融除を達成しながら、低いパルスエネルギーが要求される小さいビームジ
オメトリーを使用することが望まれる。また、組織の水和作用にほとんど影響さ
れずに、表面を所望の形状に精度よく融除することが望まれる。さらに、角膜処
置に用いる光ビームを走査するための制御及びシステムを簡素化することが望ま
れる。少なくともこれら目的の幾つかが、後述する本発明によって対処される。
まれる。また、組織を選択的に融除して、視覚的異常を処置するために、角膜組
織にわたって光ビームを走査する改良技術を提供することが望まれる。特に、滑
らかな融除を達成しながら、低いパルスエネルギーが要求される小さいビームジ
オメトリーを使用することが望まれる。また、組織の水和作用にほとんど影響さ
れずに、表面を所望の形状に精度よく融除することが望まれる。さらに、角膜処
置に用いる光ビームを走査するための制御及びシステムを簡素化することが望ま
れる。少なくともこれら目的の幾つかが、後述する本発明によって対処される。
【００１１】 ２．背景技術の説明 光屈折角膜処置法（ＰＲＫ）及び光治療的角膜処置法（ＰＴＫ）を行うための
大型ビーム可変幅システムが、米国特許第４９７３３３０号、同第５１６３９３
４号、同第４７３２１４８号及び同第４７２９３７２号を含む多数の特許に開示
される。ＰＲＫ／ＰＴＫレーザシステムに用いられる空間的且つ一時的ビーム融
合装置が、米国特許第５６４６７９１号に開示される。
大型ビーム可変幅システムが、米国特許第４９７３３３０号、同第５１６３９３
４号、同第４７３２１４８号及び同第４７２９３７２号を含む多数の特許に開示
される。ＰＲＫ／ＰＴＫレーザシステムに用いられる空間的且つ一時的ビーム融
合装置が、米国特許第５６４６７９１号に開示される。
【００１２】 光屈折角膜処置法（ＰＲＫ）及び光治療的角膜処置法（ＰＴＫ）を行うための
走査システムが、米国特許第４７１８４１８号及び同第４６６５９１３号を含む
多数の特許に開示される。個々の患者に適合される回折光学素子を使用するレー
ザ医療システムが、米国特許第５５７１１０７号に開示される。
走査システムが、米国特許第４７１８４１８号及び同第４６６５９１３号を含む
多数の特許に開示される。個々の患者に適合される回折光学素子を使用するレー
ザ医療システムが、米国特許第５５７１１０７号に開示される。
【００１３】 走査可変幅レーザビームシステムが、米国特許第５６８３３７９号及び係続中
米国特許出願第０８／０５８５９９号（１９９３年５月７日出願、発明の名称“
Method and System for Laser Treatment of Refractive Errors Using Offset
Imaging”）に開示され、これらは、参照文献として組み入れられる。
米国特許出願第０８／０５８５９９号（１９９３年５月７日出願、発明の名称“
Method and System for Laser Treatment of Refractive Errors Using Offset
Imaging”）に開示され、これらは、参照文献として組み入れられる。
【００１４】 エネルギー密度を段階的に変化させた大きい幅のレーザビームを使用するレー
ザ融除技術が、米国特許第５２１９３４３号、同第５３１２３２０号、同第５２
０７６６８号、同第５１８８６３１号及び同第４８３８２６６号に開示され、こ
れらは、参照文献として組み入れられる。
ザ融除技術が、米国特許第５２１９３４３号、同第５３１２３２０号、同第５２
０７６６８号、同第５１８８６３１号及び同第４８３８２６６号に開示され、こ
れらは、参照文献として組み入れられる。
【００１５】 回折光学素子の使用が、係属中の米国出願第０９／０１５８４１号（１９９８
年１月２９日出願、発明の名称“Laser Delivery System and Method with Diff
ractive Optic Beam Integration”）及び同第０９／１１６６４８号（１９９８
年７月１６日出願、発明の名称“Method and System for Scanning Non-Overlap
ping Patterns of Laser Energy with Diffractive Optics”）に開示され、こ
れらは、参照文献として組み入れられる。
年１月２９日出願、発明の名称“Laser Delivery System and Method with Diff
ractive Optic Beam Integration”）及び同第０９／１１６６４８号（１９９８
年７月１６日出願、発明の名称“Method and System for Scanning Non-Overlap
ping Patterns of Laser Energy with Diffractive Optics”）に開示され、こ
れらは、参照文献として組み入れられる。
【００１６】 上記した米国特許及び米国特許出願の各々に開示されるもの全ては、参照文献
として組み入れられる。
として組み入れられる。
【００１７】 発明の概要 本発明は、レーザ融除方法、システム及び他の装置の改良型を提供するもので
ある。本発明は、不変的な湾曲形を有するクレーターを融除するエネルギー分布
プロフィール形状を有するビームを走査することにより、処理の一様性を著しく
改良するものである。好適に、ビームは、不変的な湾曲形を有するクレーターを
部分的に重複させることで融除領域全体を覆うように走査される。本発明は、従
来技術の角膜融除方法及びシステムにわたって多数の特定的な改良物を提供する
ものである。不変的に湾曲したクレーターを部分的に重複させることで表面を彫
造するための技術を提供する。幾つかの実施例では、一様に湾曲したクレーター
を部分的に重複させることで表面を彫造するための技術が提供される。典型的に
、所望の光学的な結果を達成するレーザ彫造法が、湾曲形の変化を一様又は徐々
に変化させることで表面を融除する。例えば、近視の球面修正が、一様に凹む湾
曲形の変更を発生し、遠視の修正が、一様に盛り上がる湾曲形の変更を発生する
。利点的に、目の乱視の湾曲形を修正するレーザ彫刻法により、融除表面にわた
って湾曲形を徐々に変更させることができる。同様に、他の屈折誤差や収差（例
えば、混合乱視、老眼、及び波面収差）が、所望とされる滑らかな湾曲形を増分
的な段差で近似せずに、上記の技術で処置できる。
ある。本発明は、不変的な湾曲形を有するクレーターを融除するエネルギー分布
プロフィール形状を有するビームを走査することにより、処理の一様性を著しく
改良するものである。好適に、ビームは、不変的な湾曲形を有するクレーターを
部分的に重複させることで融除領域全体を覆うように走査される。本発明は、従
来技術の角膜融除方法及びシステムにわたって多数の特定的な改良物を提供する
ものである。不変的に湾曲したクレーターを部分的に重複させることで表面を彫
造するための技術を提供する。幾つかの実施例では、一様に湾曲したクレーター
を部分的に重複させることで表面を彫造するための技術が提供される。典型的に
、所望の光学的な結果を達成するレーザ彫造法が、湾曲形の変化を一様又は徐々
に変化させることで表面を融除する。例えば、近視の球面修正が、一様に凹む湾
曲形の変更を発生し、遠視の修正が、一様に盛り上がる湾曲形の変更を発生する
。利点的に、目の乱視の湾曲形を修正するレーザ彫刻法により、融除表面にわた
って湾曲形を徐々に変更させることができる。同様に、他の屈折誤差や収差（例
えば、混合乱視、老眼、及び波面収差）が、所望とされる滑らかな湾曲形を増分
的な段差で近似せずに、上記の技術で処置できる。
【００１８】 第一の態様では、本発明に従って、表面上の領域を彫造するための方法が提供
される。この方法は、パルスビームを上記領域に向ける工程と、ビームのパルス
でクレーターを融除する工程とを含む。クレーターは、通常、不変的な湾曲形を
有し、その形状は、選択的に丸みがあり、軸対称である。ビームは、上記領域に
わたって走査され、クレーターを部分的に重複させることによって、所定の形状
変更を効果的に行う。
される。この方法は、パルスビームを上記領域に向ける工程と、ビームのパルス
でクレーターを融除する工程とを含む。クレーターは、通常、不変的な湾曲形を
有し、その形状は、選択的に丸みがあり、軸対称である。ビームは、上記領域に
わたって走査され、クレーターを部分的に重複させることによって、所定の形状
変更を効果的に行う。
【００１９】 融除されるクレーターの寸法は、処置される領域の寸法の約５〜８０％の範囲
にある。幾つかの実施例では、クレーターの湾曲形は、実質的に一様で球面状で
あり、そのサイズは実質的に一様である。パルスエネルギービームは、好適にレ
ーザビームである。幾つかの実施例では、技術は、ビーム成形素子でレーザビー
ムを成形する工程を含む。他の実施例では、技術は、レーザビーム回折素子でレ
ーザビームを回折させる工程を含む。
にある。幾つかの実施例では、クレーターの湾曲形は、実質的に一様で球面状で
あり、そのサイズは実質的に一様である。パルスエネルギービームは、好適にレ
ーザビームである。幾つかの実施例では、技術は、ビーム成形素子でレーザビー
ムを成形する工程を含む。他の実施例では、技術は、レーザビーム回折素子でレ
ーザビームを回折させる工程を含む。
【００２０】 他の態様では、本発明に従って、組織の表面上の融除領域を所定の形状に彫造
するためのレーザシステムが提供される。レーザシステムは、融除レーザエネル
ギーのパルスビームを作るためのパルスレーザと、パルスビームのレーザビーム
エネルギーパターンを成形ビームに変更させるためのビームエネルギー成形素子
とを含む。成形ビームは、組織の融除閾値以上の不変的に湾曲したパターンの領
域を有する不変的に湾曲したレーザビームエネルギーパターンを含む。システム
は、また、融除エネルギーのパルスを部分的に複数重複させることでその領域を
彫造するために、その領域にわたって成形ビームを移動させるための走査素子を
含む。
するためのレーザシステムが提供される。レーザシステムは、融除レーザエネル
ギーのパルスビームを作るためのパルスレーザと、パルスビームのレーザビーム
エネルギーパターンを成形ビームに変更させるためのビームエネルギー成形素子
とを含む。成形ビームは、組織の融除閾値以上の不変的に湾曲したパターンの領
域を有する不変的に湾曲したレーザビームエネルギーパターンを含む。システム
は、また、融除エネルギーのパルスを部分的に複数重複させることでその領域を
彫造するために、その領域にわたって成形ビームを移動させるための走査素子を
含む。
【００２１】 成形ビームは、湾曲したパターンを囲う境界を含み、この境界の周りのビーム
強度が、融除閾値の比率であり得る。ここで、この比率は１００〜１５０％の範
囲にある。幾つかの実施例では、不変的に湾曲したレーザビームパターンは、実
質的に球面状のレーザビームエネルギーパターンである。
強度が、融除閾値の比率であり得る。ここで、この比率は１００〜１５０％の範
囲にある。幾つかの実施例では、不変的に湾曲したレーザビームパターンは、実
質的に球面状のレーザビームエネルギーパターンである。
【００２２】 特定的実施例の説明 本発明は、人の目を処置するための構造物、システム及び方法に関する。特に
、本発明の技術は、人の目の露出表面を所望の形状に彫造するのに適するもので
ある。本発明の技術は、彫造した目に望まれる形状の精度及び円滑性を改良する
ものである。本発明は、ＰＲＫ及びＰＴＫにおける角膜融除を行うのに特に有用
であるが、このような融除法において、基質の融除を行う前に上皮層の除去を行
うのにも有用である。
、本発明の技術は、人の目の露出表面を所望の形状に彫造するのに適するもので
ある。本発明の技術は、彫造した目に望まれる形状の精度及び円滑性を改良する
ものである。本発明は、ＰＲＫ及びＰＴＫにおける角膜融除を行うのに特に有用
であるが、このような融除法において、基質の融除を行う前に上皮層の除去を行
うのにも有用である。
【００２３】 走査は、光ビームが、角膜表面上の連続する個々別々の場所の間を移動するこ
とを意味する。これら場所は、次に、所定の量の光エネルギーに露出される。通
常、レーザシステムとして、パルス式のものが使用され、任意の特定場所が、非
常に短時間の間に発生する多数のパルスに露出される。処置されるべき角膜の全
領域（以下、これを“融除領域”と呼ぶ）は、融除光ビームが子の領域にわたっ
て走査されると、結果的に処置される。
とを意味する。これら場所は、次に、所定の量の光エネルギーに露出される。通
常、レーザシステムとして、パルス式のものが使用され、任意の特定場所が、非
常に短時間の間に発生する多数のパルスに露出される。処置されるべき角膜の全
領域（以下、これを“融除領域”と呼ぶ）は、融除光ビームが子の領域にわたっ
て走査されると、結果的に処置される。
【００２４】 数学的に、クレーターの形状は、レーザビームのパルスによる表面プロフィー
ルの地形的な変更のように定めることができる。球面状のクレーターのような回
転対称形のクレーターでは、クレーターの湾曲形は、クレーターの中心から放射
状の外方向に配列されるクレーター表面の等高線の二次導関数で近似できる。ク
レーターの領域の二次導関数及び一致する湾曲形は、正、負又はゼロである。ク
レーターの領域の正の湾曲形は、平坦な表面で融除されるクレーターの小さい領
域にわたって正の光学的パワーを与える湾曲形である。正の光学的パワーは、ク
レーターの小さい領域を通過する平行な光線の小さい束を、共通の点に向けて集
束させる。クレーターの小さい領域が、クレーターの表面積の約１０分の１に一
致する領域である。クレーターのための負の湾曲形は、平坦な表面で融除される
クレーターにわたって負の光学的パワーを与える湾曲形である。不変的に湾曲し
たクレーターが、融除されるクレーターの表面の大半にわたって負の光学的パワ
ーを有するクレーターである。負の光学的パワーの強さは、クレーターの表面に
わたって変化し得る。一様な湾曲形を有するクレーターが、実質的に一定した強
さで負の湾曲形を有する。球面状のクレーターが、一様な湾曲形を有し、融除さ
れる表面の大半では、放物線形のクレーターが球面状のクレーターを近似し、一
様な湾曲形を有する。実質的に正の湾曲形を有するクレーターが、負の湾曲形を
有する領域も有し、不変的な湾曲形を有さない。
ルの地形的な変更のように定めることができる。球面状のクレーターのような回
転対称形のクレーターでは、クレーターの湾曲形は、クレーターの中心から放射
状の外方向に配列されるクレーター表面の等高線の二次導関数で近似できる。ク
レーターの領域の二次導関数及び一致する湾曲形は、正、負又はゼロである。ク
レーターの領域の正の湾曲形は、平坦な表面で融除されるクレーターの小さい領
域にわたって正の光学的パワーを与える湾曲形である。正の光学的パワーは、ク
レーターの小さい領域を通過する平行な光線の小さい束を、共通の点に向けて集
束させる。クレーターの小さい領域が、クレーターの表面積の約１０分の１に一
致する領域である。クレーターのための負の湾曲形は、平坦な表面で融除される
クレーターにわたって負の光学的パワーを与える湾曲形である。不変的に湾曲し
たクレーターが、融除されるクレーターの表面の大半にわたって負の光学的パワ
ーを有するクレーターである。負の光学的パワーの強さは、クレーターの表面に
わたって変化し得る。一様な湾曲形を有するクレーターが、実質的に一定した強
さで負の湾曲形を有する。球面状のクレーターが、一様な湾曲形を有し、融除さ
れる表面の大半では、放物線形のクレーターが球面状のクレーターを近似し、一
様な湾曲形を有する。実質的に正の湾曲形を有するクレーターが、負の湾曲形を
有する領域も有し、不変的な湾曲形を有さない。
【００２５】 クレーターの部分的な重複は、重複するクレーターの各々の領域が、他の重複
するクレーターの他の領域と共有され、重複するクレーターの各々が、共有され
る領域外の領域も有する、ところの重複である。同様に、レーザビームの部分的
な重複は、重複するレーザビームの各々の領域が、他の重複するレーザビームの
各々の他の領域と共有され、重複するクレーターの各々が、共有される領域外の
領域も有する、ところの重複である。クレーターは、レーザビームの単一のパル
スで融除される形状である。変形的に、クレーターは、レーザビームの単一の位
置で融除される形状であり得る。この走査技術では、全ての融除領域は、所望の
量の融除エネルギーで処置できる。
するクレーターの他の領域と共有され、重複するクレーターの各々が、共有され
る領域外の領域も有する、ところの重複である。同様に、レーザビームの部分的
な重複は、重複するレーザビームの各々の領域が、他の重複するレーザビームの
各々の他の領域と共有され、重複するクレーターの各々が、共有される領域外の
領域も有する、ところの重複である。クレーターは、レーザビームの単一のパル
スで融除される形状である。変形的に、クレーターは、レーザビームの単一の位
置で融除される形状であり得る。この走査技術では、全ての融除領域は、所望の
量の融除エネルギーで処置できる。
【００２６】 図を参照する。図１は、目の表面を再成形するためのレーザシステムを示す。
目２は、角膜４を有する。角膜４は、目２の前方部に位置される。角膜４は、露
出表面６を有する。角膜４の露出表面６は、融除レーザビーム１０で成形される
。レーザシステム８が、融除レーザビーム１０を作る。レーザシステム８は、走
査レーザシステムである。
目２は、角膜４を有する。角膜４は、目２の前方部に位置される。角膜４は、露
出表面６を有する。角膜４の露出表面６は、融除レーザビーム１０で成形される
。レーザシステム８が、融除レーザビーム１０を作る。レーザシステム８は、走
査レーザシステムである。
【００２７】 本発明の技術が、図２に示される。この図では、不変的に湾曲したパルスレー
ザビーム１２が、角膜４の露出表面６を融除する。不変的に湾曲したパルスレー
ザビーム１２の個々のパルスが、不変的に湾曲したレーザビームエネルギーパタ
ーン１４をもつ領域を有する。不変的に湾曲したパルスレーザビーム１２の個々
のパルスが、露出表面６に不変的に湾曲したクレーター１６を形成する。所定の
形状が、融除領域１８にわたって複数の不変的に湾曲したクレーターを分布させ
ることによって、融除領域１８に彫造される。融除領域１８にわたって不変的に
湾曲したパルスレーザビーム１２の連続パルスのシーケンスを走査することで、
分布させた不変的に湾曲したクレーターを有する融除領域１８が形成される。
ザビーム１２が、角膜４の露出表面６を融除する。不変的に湾曲したパルスレー
ザビーム１２の個々のパルスが、不変的に湾曲したレーザビームエネルギーパタ
ーン１４をもつ領域を有する。不変的に湾曲したパルスレーザビーム１２の個々
のパルスが、露出表面６に不変的に湾曲したクレーター１６を形成する。所定の
形状が、融除領域１８にわたって複数の不変的に湾曲したクレーターを分布させ
ることによって、融除領域１８に彫造される。融除領域１８にわたって不変的に
湾曲したパルスレーザビーム１２の連続パルスのシーケンスを走査することで、
分布させた不変的に湾曲したクレーターを有する融除領域１８が形成される。
【００２８】 不変的に湾曲したクレーター１６は、クレーター１７を横切る寸法を有する。
融除領域１８は、融除領域１９を横切る寸法を有する。クレーター１７を横切る
寸法は、融除領域１９を横切る寸法よりも著しく小さい。ここで、典型的に、ク
レーターは、処置領域のサイズの約５〜８０％の間の範囲にある。不変的に湾曲
したクレーター１６の寸法が、典型的に、約０．５〜４ｍｍの間の範囲にあり、
融除領域１９を横切る寸法は、典型的に、５〜１０ｍｍの間の範囲にある。
融除領域１８は、融除領域１９を横切る寸法を有する。クレーター１７を横切る
寸法は、融除領域１９を横切る寸法よりも著しく小さい。ここで、典型的に、ク
レーターは、処置領域のサイズの約５〜８０％の間の範囲にある。不変的に湾曲
したクレーター１６の寸法が、典型的に、約０．５〜４ｍｍの間の範囲にあり、
融除領域１９を横切る寸法は、典型的に、５〜１０ｍｍの間の範囲にある。
【００２９】 図３に、融除領域１８内の複数の不変的に湾曲したクレーター（１６ａ、１６
ｂ、１６ｃ、１６ｄ）の相対的な位置調節が示される。クレーター１６ｃを横切
る寸法１７ｃが、融除領域１８を横切る寸法よりも小さい。レーザによる彫造を
行っている間、不変的に湾曲したクレーター（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ
）は、部分的に重複するように位置調節される。クレーターは、相互に相対的に
別々の位置に配置され、不変的に湾曲したクレーターの部分的に重複する領域が
融除領域１９内に形成される。クレーターの寸法１７は、クレーター１６ａ、１
６ｂ、１６ｃ、１６ｄの間で一様である。変形的に、クレーターを横切る寸法１
７が、クレーター１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄの間で変化し得る。
ｂ、１６ｃ、１６ｄ）の相対的な位置調節が示される。クレーター１６ｃを横切
る寸法１７ｃが、融除領域１８を横切る寸法よりも小さい。レーザによる彫造を
行っている間、不変的に湾曲したクレーター（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ
）は、部分的に重複するように位置調節される。クレーターは、相互に相対的に
別々の位置に配置され、不変的に湾曲したクレーターの部分的に重複する領域が
融除領域１９内に形成される。クレーターの寸法１７は、クレーター１６ａ、１
６ｂ、１６ｃ、１６ｄの間で一様である。変形的に、クレーターを横切る寸法１
７が、クレーター１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄの間で変化し得る。
【００３０】 図４は、本発明の機能的な素子を示すダイアグラムである。融除エネルギーソ
ース２０が、好適に１９３ｎｍエキシマレーザであるが、角膜に強く吸収される
電磁線を放射する任意の適当なパルスレーザソースであってもよい。例えば、パ
ルスレーザソースは、電磁スペクトルの遠紫外線領域でエネルギーを放射し、又
は、変形的に、角膜に強く吸収される赤外線を放射し得る。適当な遠紫外線の波
長は約１５０〜２５０ｎｍの範囲にあり、好適に、約１９０〜２３０ｎｍの範囲
にある。適当な赤外線の波長は約２〜１０ｕｍの範囲にあり、好適に、約２．５
〜３．５ｕｍの範囲にある。上記した範囲の波長のパルス電磁線及び連続波を放
射するレーザの技術は、従来技術で既知である。適当なレーザは、アルゴンフッ
化物エキシマレーザ（約１９３ｎｍの波長を有するレーザエネルギーを発生する
）のようなエキシマレーザ、及び周波数多重固体レーザのような固体レーザを含
む（ただし、これらに限定されない）。固体レーザの例として、ＵＶ固体レーザ
（約１９３〜２１５ｎｍ）を含むフラッシュランプ及びダイオードポンプ固体レ
ーザが挙げられる。これらは、例えば、米国特許第５１４４６３０号、同第５７
４２６２６号、及び“Tunable UV Radiation at Short Wavelengths (188-249nm
) Generated by Sum Frequency Mixing in Lithium Borate”（Borsuztkyら、Ap
pl. Phys. ６１：５２９〜５３２、１９９５年）などに開示される。
ース２０が、好適に１９３ｎｍエキシマレーザであるが、角膜に強く吸収される
電磁線を放射する任意の適当なパルスレーザソースであってもよい。例えば、パ
ルスレーザソースは、電磁スペクトルの遠紫外線領域でエネルギーを放射し、又
は、変形的に、角膜に強く吸収される赤外線を放射し得る。適当な遠紫外線の波
長は約１５０〜２５０ｎｍの範囲にあり、好適に、約１９０〜２３０ｎｍの範囲
にある。適当な赤外線の波長は約２〜１０ｕｍの範囲にあり、好適に、約２．５
〜３．５ｕｍの範囲にある。上記した範囲の波長のパルス電磁線及び連続波を放
射するレーザの技術は、従来技術で既知である。適当なレーザは、アルゴンフッ
化物エキシマレーザ（約１９３ｎｍの波長を有するレーザエネルギーを発生する
）のようなエキシマレーザ、及び周波数多重固体レーザのような固体レーザを含
む（ただし、これらに限定されない）。固体レーザの例として、ＵＶ固体レーザ
（約１９３〜２１５ｎｍ）を含むフラッシュランプ及びダイオードポンプ固体レ
ーザが挙げられる。これらは、例えば、米国特許第５１４４６３０号、同第５７
４２６２６号、及び“Tunable UV Radiation at Short Wavelengths (188-249nm
) Generated by Sum Frequency Mixing in Lithium Borate”（Borsuztkyら、Ap
pl. Phys. ６１：５２９〜５３２、１９９５年）などに開示される。
【００３１】 融除エネルギーソース２０は、レーザビーム１０を作る。レーザビーム成形素
子２２が、レーザビーム１０の光路に配置される。レーザビーム成形素子２２は
、レーザビーム１０を横切るエネルギー分布を、露出表面６の近くの不変的に湾
曲したレーザビームエネルギーパターン１４に成形する。レーザビーム成形素子
２２は、エネルギープロフィールを平均化するために、レーザビームのパルスの
間で選択的に回転され得る。レーザビーム走査素子２４が、融除領域にわたって
、不変的に湾曲したビーム１４を走査する。
子２２が、レーザビーム１０の光路に配置される。レーザビーム成形素子２２は
、レーザビーム１０を横切るエネルギー分布を、露出表面６の近くの不変的に湾
曲したレーザビームエネルギーパターン１４に成形する。レーザビーム成形素子
２２は、エネルギープロフィールを平均化するために、レーザビームのパルスの
間で選択的に回転され得る。レーザビーム走査素子２４が、融除領域にわたって
、不変的に湾曲したビーム１４を走査する。
【００３２】 コンピュータ２６が有形媒体２８を含む。信号接続３０によって、コンピュー
タ２６が、融除エネルギーソース２０と、ビーム成形素子２２と、ビーム走査素
子２４とに接続される。コンピュータ２６は、融除エネルギーソース２０のパル
スを制御する。コンピュータ２６は、走査素子２４を他と統合することにより、
角膜４の露出表面６上の不変的に湾曲したレーザビーム１２を制御する。コンピ
ュータ２６からの座標参照が、走査素子２５を調節し、レーザビームを角膜上の
所定の位置に位置調節する。信号接続３０は、電子又は光ファイバー、または他
の適当な信号接続であり得る。
タ２６が、融除エネルギーソース２０と、ビーム成形素子２２と、ビーム走査素
子２４とに接続される。コンピュータ２６は、融除エネルギーソース２０のパル
スを制御する。コンピュータ２６は、走査素子２４を他と統合することにより、
角膜４の露出表面６上の不変的に湾曲したレーザビーム１２を制御する。コンピ
ュータ２６からの座標参照が、走査素子２５を調節し、レーザビームを角膜上の
所定の位置に位置調節する。信号接続３０は、電子又は光ファイバー、または他
の適当な信号接続であり得る。
【００３３】 本発明は、レーザビームのサイズを限定するためのビーム限定素子３２を選択
的に含む。限定素子３２は、レーザビームを遮蔽する非透過性材料から形成され
る開口を含む。開口は、非透過性材料を通じてレーザビームの一部分を選択的に
透過させる。
的に含む。限定素子３２は、レーザビームを遮蔽する非透過性材料から形成され
る開口を含む。開口は、非透過性材料を通じてレーザビームの一部分を選択的に
透過させる。
【００３４】 本発明は、さらに、レーザビーム結像素子３４を選択的に含み得る。レーザビ
ーム結像素子３４は、開口を通過した限定レーザビームの像を形成する。限定ビ
ームの像は、角膜４の露出表面６の近くに形成する。本発明の幾つかの実施例で
は、機能的な素子が組み合わされ得る。例えば、ビーム結像素子３４は、ビーム
走査素子２４と組み合わされ得る。本発明とともに選択的に含まれ得る他の構成
成分（例えば、作動顕微鏡及び目追尾装置）は、簡単のため、図４から省かれる
。これら構成成分は、特許文献に開示され、また当業者に既知のものである。
ーム結像素子３４は、開口を通過した限定レーザビームの像を形成する。限定ビ
ームの像は、角膜４の露出表面６の近くに形成する。本発明の幾つかの実施例で
は、機能的な素子が組み合わされ得る。例えば、ビーム結像素子３４は、ビーム
走査素子２４と組み合わされ得る。本発明とともに選択的に含まれ得る他の構成
成分（例えば、作動顕微鏡及び目追尾装置）は、簡単のため、図４から省かれる
。これら構成成分は、特許文献に開示され、また当業者に既知のものである。
【００３５】 図５〜１４は、レーザビームを所望の断面のレーザビームエネルギーパターン
に成形するために使用され得る様々な技術を示す。レーザビームを成形する一つ
の技術は、回折素子でレーザビームの振幅又は位相を変化させることによって、
レーザビームを所望のレーザビーム形状へ回折させるものである。回折ビーム成
形技術は、図５〜８に示される。回折ビーム成形技術は、米国特許第５６１０７
３３号、同第５５７１１０７号、及び係属中の米国特許出願第０９／０１５８４
１号（１９９８年１月２９日出願、発明の名称“Laser Delivery System and Me
thod with Diffractive Optic Beam Integration”）に開示され、これらは、参
照文献として組み入れられる。適当な回折光学素子を設計し製造できる業者とし
て、Rochester Photonics Corporation（アメリカ合衆国ニューヨーク州ロチェ
スター）、Digital Optics Corporation（アメリカ合衆国ノースカロライナ州チ
ャーロット）、及びMEMS Optical Inc.（アメリカ合衆国アラバマ州ハンツビル
）が挙げられる。適当な回折光学素子は、レーザエネルギープロフィール分布を
初期のエネルギープロフィール分布から所望のエネルギープロフィール分布へ再
成形できるように設計できる。解説光学素子を設計するために使用されるパラメ
ータは、所望の再成形レーザビームエネルギープロフィール分布と、入射レーザ
ビームの波長、発散、断面積及びエネルギープロフィール分布とを含む。
に成形するために使用され得る様々な技術を示す。レーザビームを成形する一つ
の技術は、回折素子でレーザビームの振幅又は位相を変化させることによって、
レーザビームを所望のレーザビーム形状へ回折させるものである。回折ビーム成
形技術は、図５〜８に示される。回折ビーム成形技術は、米国特許第５６１０７
３３号、同第５５７１１０７号、及び係属中の米国特許出願第０９／０１５８４
１号（１９９８年１月２９日出願、発明の名称“Laser Delivery System and Me
thod with Diffractive Optic Beam Integration”）に開示され、これらは、参
照文献として組み入れられる。適当な回折光学素子を設計し製造できる業者とし
て、Rochester Photonics Corporation（アメリカ合衆国ニューヨーク州ロチェ
スター）、Digital Optics Corporation（アメリカ合衆国ノースカロライナ州チ
ャーロット）、及びMEMS Optical Inc.（アメリカ合衆国アラバマ州ハンツビル
）が挙げられる。適当な回折光学素子は、レーザエネルギープロフィール分布を
初期のエネルギープロフィール分布から所望のエネルギープロフィール分布へ再
成形できるように設計できる。解説光学素子を設計するために使用されるパラメ
ータは、所望の再成形レーザビームエネルギープロフィール分布と、入射レーザ
ビームの波長、発散、断面積及びエネルギープロフィール分布とを含む。
【００３６】 レーザビームの各パルスで不変的に湾曲したクレーターを融除するようにエネ
ルギー分布を処理するための第一の技術が、図５に示される。この技術は、回折
ビーム成形素子を通じてビームを透過させることによって、入射光ビームの位相
を変化させるものである。光ビーム１０の入射波面４０が、位相変調透過素子４
４に当たる。位相変調透過素子４４は、入射波面４０を、変更位相を有する変更
ビーム４２ａに変化させる。変更ビームは、ビームの回折を生じる変更位相を有
する。ビームの回折は、所望のレーザビームエネルギーパターンを有する成形レ
ーザビームを形成する。
ルギー分布を処理するための第一の技術が、図５に示される。この技術は、回折
ビーム成形素子を通じてビームを透過させることによって、入射光ビームの位相
を変化させるものである。光ビーム１０の入射波面４０が、位相変調透過素子４
４に当たる。位相変調透過素子４４は、入射波面４０を、変更位相を有する変更
ビーム４２ａに変化させる。変更ビームは、ビームの回折を生じる変更位相を有
する。ビームの回折は、所望のレーザビームエネルギーパターンを有する成形レ
ーザビームを形成する。
【００３７】 回折素子を通じて透過されるビームの位相を変更させることに代えて、図６に
示すように、回折素子を通じて透過されるビームの強度を変更させてもよい。レ
ーザビーム１０の入射波面４０が、振幅変調透過素子４６を通過する。変更レー
ザビーム４２ｂは、レーザビームの回折を生じる変更強度を有する。変更ビーム
４２ｂの回折は、所望のレーザビームエネルギーパターンを有する成形ビームを
形成する。
示すように、回折素子を通じて透過されるビームの強度を変更させてもよい。レ
ーザビーム１０の入射波面４０が、振幅変調透過素子４６を通過する。変更レー
ザビーム４２ｂは、レーザビームの回折を生じる変更強度を有する。変更ビーム
４２ｂの回折は、所望のレーザビームエネルギーパターンを有する成形ビームを
形成する。
【００３８】 回折によってレーザビームを成形するための他の技術は、図７及び８に示され
るように、反射回折光学素子を使用するものである。位相変調反射素子が、図７
に示される。レーザビーム１０の入射波面４０が、位相変調反射素子４８の表面
で反射する。変更レーザビーム４２ｃは、位相変調反射素子４８の表面から反射
する。変更ビームは、ビームの回折を生じる変更位相を有する。ビームの位相は
、所望のレーザビームエネルギーパターンを有する成形ビームを形成する。関連
した振幅変調反射素子が、図８に示される。レーザビーム１０の入射波面４０が
、強度変調反射素子５０の表面で反射する。変更レーザビーム４２ｄは、強度変
調反射素子５０の表面から反射する。変更ビームは、ビームの回折を生じる変更
振幅を有する。ビームの回折は、所望のレーザビームエネルギーパターンを有す
る成形ビームを形成する。一般に、入射ビームのいくらかの部分が、吸収、意図
としない反射又はこれら技術の大半がもつ他の非効率性により消失し得ることが
理解されるべきである。
るように、反射回折光学素子を使用するものである。位相変調反射素子が、図７
に示される。レーザビーム１０の入射波面４０が、位相変調反射素子４８の表面
で反射する。変更レーザビーム４２ｃは、位相変調反射素子４８の表面から反射
する。変更ビームは、ビームの回折を生じる変更位相を有する。ビームの位相は
、所望のレーザビームエネルギーパターンを有する成形ビームを形成する。関連
した振幅変調反射素子が、図８に示される。レーザビーム１０の入射波面４０が
、強度変調反射素子５０の表面で反射する。変更レーザビーム４２ｄは、強度変
調反射素子５０の表面から反射する。変更ビームは、ビームの回折を生じる変更
振幅を有する。ビームの回折は、所望のレーザビームエネルギーパターンを有す
る成形ビームを形成する。一般に、入射ビームのいくらかの部分が、吸収、意図
としない反射又はこれら技術の大半がもつ他の非効率性により消失し得ることが
理解されるべきである。
【００３９】 レーザビームを成形する他の技術は、レーザビームエネルギーパターンを再成
形するように、ビームの光線を曲げるものである。ビームの光線は、干渉光学素
子又は反射光学素子のいずれかを透過させることで、ビームを成形するように曲
げることができる。いずれかの技術で、ビームの光線は、曲げられるべき光線が
レーザビームのエネルギー分布を変更させる素子の角度変化表面と相互に作用す
る。レーザビームのエネルギーは、所望のレーザビームエネルギーパターンを有
するレーザビームを形成するように再分布される。角度変化素子の正確な形状は
、所望のレーザビームエネルギーパターンと入射レーザビームの性質に依存する
。レーザビームを成形するのに適した角度変化透過干渉素子が、図９、１３及び
１４に示すように、レンズ、プリズム及び非球面光学素子を含む。レーザビーム
を成形するのに適した角度変化反射光学素子が、平坦ミラー、放物面ミラー、球
面ミラー、円柱ミラー及び分割ミラーのようなミラーを含む。適当なミラーの一
例として、図１２に示すような分割ミラーが挙げられる。
形するように、ビームの光線を曲げるものである。ビームの光線は、干渉光学素
子又は反射光学素子のいずれかを透過させることで、ビームを成形するように曲
げることができる。いずれかの技術で、ビームの光線は、曲げられるべき光線が
レーザビームのエネルギー分布を変更させる素子の角度変化表面と相互に作用す
る。レーザビームのエネルギーは、所望のレーザビームエネルギーパターンを有
するレーザビームを形成するように再分布される。角度変化素子の正確な形状は
、所望のレーザビームエネルギーパターンと入射レーザビームの性質に依存する
。レーザビームを成形するのに適した角度変化透過干渉素子が、図９、１３及び
１４に示すように、レンズ、プリズム及び非球面光学素子を含む。レーザビーム
を成形するのに適した角度変化反射光学素子が、平坦ミラー、放物面ミラー、球
面ミラー、円柱ミラー及び分割ミラーのようなミラーを含む。適当なミラーの一
例として、図１２に示すような分割ミラーが挙げられる。
【００４０】 図９に示す透過干渉素子では、プリズム５２のアレイが、レーザビーム１０の
波面４０と相互に作用し、変更ビーム４２ｅを作り出す。変更ビーム４２ｅは、
ビームエネルギーパターンを不変的に湾曲したビームエネルギーパターンに変更
するために、ビームの一部分を重複させる。米国特許第５６４６７９１号は、一
様なエネルギープロフィールのレーザビームエネルギーパターンを作り出すこと
のできるプリズムのアレイの使用を開示する。この文献は、参照文献として組み
入れられる。角度変化透過干渉素子として使用される非球面光学素子が図１３に
示される。入射レーザビーム１０の波面４０が、非球面レンズ６０を通じて透過
され、変更レーザビーム４２ｉが作り出される。変更レーザビーム４２ｉは、レ
ーザビームのエネルギーを再分布し、一様に湾曲したレーザビームエネルギーパ
ターンを作り出す。球面レンズ６２が、図１４に示される。球面レンズ６２が、
レーザビームエネルギーパターンを一様に湾曲したレーザビームエネルギーパタ
ーンに変更させるために使用され得る。
波面４０と相互に作用し、変更ビーム４２ｅを作り出す。変更ビーム４２ｅは、
ビームエネルギーパターンを不変的に湾曲したビームエネルギーパターンに変更
するために、ビームの一部分を重複させる。米国特許第５６４６７９１号は、一
様なエネルギープロフィールのレーザビームエネルギーパターンを作り出すこと
のできるプリズムのアレイの使用を開示する。この文献は、参照文献として組み
入れられる。角度変化透過干渉素子として使用される非球面光学素子が図１３に
示される。入射レーザビーム１０の波面４０が、非球面レンズ６０を通じて透過
され、変更レーザビーム４２ｉが作り出される。変更レーザビーム４２ｉは、レ
ーザビームのエネルギーを再分布し、一様に湾曲したレーザビームエネルギーパ
ターンを作り出す。球面レンズ６２が、図１４に示される。球面レンズ６２が、
レーザビームエネルギーパターンを一様に湾曲したレーザビームエネルギーパタ
ーンに変更させるために使用され得る。
【００４１】 図１２に示される角度変化反射光学素子では、入射レーザビーム１０の波面４
０が、角度変化反射表面によって変更され、変更レーザビーム４２ｈを生じる。
変更ビーム４２ｈは、ビームエネルギーパターンを一様に湾曲したビームエネル
ギーパターンへ変更するために、ビームの一部分を重複させる。
０が、角度変化反射表面によって変更され、変更レーザビーム４２ｈを生じる。
変更ビーム４２ｈは、ビームエネルギーパターンを一様に湾曲したビームエネル
ギーパターンへ変更するために、ビームの一部分を重複させる。
【００４２】 ビームエネルギーパターンを一様に湾曲したビームエネルギーパターンへ成形
するための他の技術は、ビーム成形素子でレーザビームの強度を段階的に変化さ
せ又は可変的に吸収するものである。例えば、図１０に示される強度傾斜透過素
子は、レーザビームを可変的に透過し、不変的に湾曲したレーザビームを発生す
る。レーザビーム１０の入射波面４０が、強度傾斜透過光学素子５４によって部
分的に吸収され、成形レーザビーム４２ｆが作られる。強度傾斜透過光学素子５
４の部分吸収材料が、レーザビームエネルギーの一部分を吸収し、レーザビーム
エネルギーの残りの部分を透過する。透過レーザビームを成形するための技術が
、米国特許第４８３８２６６号に開示される。この文献は、参照文献として組み
入れられる。関連する強度傾斜反射素子が、図１１に示すように、レーザビーム
の形状を変更する。郷土傾斜反射光学素子５６は、レーザビーム１０を可変的に
反射する。レーザビーム１０の入射波面４０が、強度傾斜反射光学素子５４によ
って可変的に反射され、成形レーザビーム４２ｇが作られる。反射されるレーザ
ビームを段階的に変化させるための技術が、米国特許第５２１９２４３号に開示
される。この文献は、参照文献として組み入れられる。
するための他の技術は、ビーム成形素子でレーザビームの強度を段階的に変化さ
せ又は可変的に吸収するものである。例えば、図１０に示される強度傾斜透過素
子は、レーザビームを可変的に透過し、不変的に湾曲したレーザビームを発生す
る。レーザビーム１０の入射波面４０が、強度傾斜透過光学素子５４によって部
分的に吸収され、成形レーザビーム４２ｆが作られる。強度傾斜透過光学素子５
４の部分吸収材料が、レーザビームエネルギーの一部分を吸収し、レーザビーム
エネルギーの残りの部分を透過する。透過レーザビームを成形するための技術が
、米国特許第４８３８２６６号に開示される。この文献は、参照文献として組み
入れられる。関連する強度傾斜反射素子が、図１１に示すように、レーザビーム
の形状を変更する。郷土傾斜反射光学素子５６は、レーザビーム１０を可変的に
反射する。レーザビーム１０の入射波面４０が、強度傾斜反射光学素子５４によ
って可変的に反射され、成形レーザビーム４２ｇが作られる。反射されるレーザ
ビームを段階的に変化させるための技術が、米国特許第５２１９２４３号に開示
される。この文献は、参照文献として組み入れられる。
【００４３】 所望される場合、上記したレーザビーム成形素子は、改良される特性をもった
レーザビーム成形素子を作るために、組み合わされ得る。例えば、図５に示され
るような回折素子が、図１４に示されるようなレンズと組み合わされ得る。回折
素子とレンズを使用してレーザビームを成形することが、係属中の米国特許出願
第０９／０１５８４１号（１９９８年１月２９日出願、発明の名称“Laser Deli
very System and Method with Diffractive Optic Beam Integration”）に開示
される。この文献は、参照文献として組み入れられる。同様の組合せ回折光学素
子／レンズの技術が、ここに記載される不変的に湾曲したレーザビームを与え得
る。変形的に、位相変調透過技術が、振幅変調透過技術と組み合わされ得る。組
合せ回折技術は、波面が回折光学素子と相互に作用するように、入射波面の振幅
と位相の両方を変更する。入射波面の振幅と位相の両方を変更するための技術が
、米国特許第５５７１１０７号に開示される。この文献は、参照文献として組み
入れられる。
レーザビーム成形素子を作るために、組み合わされ得る。例えば、図５に示され
るような回折素子が、図１４に示されるようなレンズと組み合わされ得る。回折
素子とレンズを使用してレーザビームを成形することが、係属中の米国特許出願
第０９／０１５８４１号（１９９８年１月２９日出願、発明の名称“Laser Deli
very System and Method with Diffractive Optic Beam Integration”）に開示
される。この文献は、参照文献として組み入れられる。同様の組合せ回折光学素
子／レンズの技術が、ここに記載される不変的に湾曲したレーザビームを与え得
る。変形的に、位相変調透過技術が、振幅変調透過技術と組み合わされ得る。組
合せ回折技術は、波面が回折光学素子と相互に作用するように、入射波面の振幅
と位相の両方を変更する。入射波面の振幅と位相の両方を変更するための技術が
、米国特許第５５７１１０７号に開示される。この文献は、参照文献として組み
入れられる。
【００４４】 レーザビーム走査素子２４として使用するのに適したレーザビーム走査素子が
、図１４〜１８に示される。レーザビーム走査素子は、光学素子を移動させるこ
とによってレーザビームを偏向させる。走査素子２４に使用される光学素子は、
レンズ、プリズム及びミラーを含む。レンズ６２が、図１４に示すように、レー
ザビーム１０を走査するために使用され得る。レーザビーム１０に対して横方向
に移動するレンズ６２は、ビームを目の所望の位置に偏向する。レーザビームを
走査するために、移動レンズを使用することが、米国特許出願第０８／０５８５
９９号（１９９３年５月７日出願、発明の名称“Method and System for Laser
Treatment of Refractive Errors Using Offset Imaging”）に開示される。こ
の文献は、参照文献として組み入れられる。ＸＹミラー組立体６４が、図１５に
示される。第一の軸のミラー６６が、第一の軸に沿ってレーザビーム１０を偏向
させるために移動する。第二の軸のミラー６８が、第二の軸に沿ってレーザビー
ム１０を偏向させるために移動する。ＸＹプリズム組立体が、図１６に示される
。第一の軸のプリズム７２が、第一の軸に沿ってレーザビーム１０を偏向させる
ために移動する。第二の軸のプリズム７４が、第二の軸に沿ってレーザビーム１
０を偏向させるために移動する。ジンバル付きミラー組立体７６が、図１７に示
される。ジンバル付きのミラー７８が、レーザビーム１０を所望の位置に偏向す
るために、二つの回転軸に沿って回転される。ジンバル付きプリズム組立体８０
が、図１８に示される。ジンバル付きのプリズム８１が、レーザビーム１０を所
望の位置に偏向させるために、二つの回転軸に沿って回転される。
、図１４〜１８に示される。レーザビーム走査素子は、光学素子を移動させるこ
とによってレーザビームを偏向させる。走査素子２４に使用される光学素子は、
レンズ、プリズム及びミラーを含む。レンズ６２が、図１４に示すように、レー
ザビーム１０を走査するために使用され得る。レーザビーム１０に対して横方向
に移動するレンズ６２は、ビームを目の所望の位置に偏向する。レーザビームを
走査するために、移動レンズを使用することが、米国特許出願第０８／０５８５
９９号（１９９３年５月７日出願、発明の名称“Method and System for Laser
Treatment of Refractive Errors Using Offset Imaging”）に開示される。こ
の文献は、参照文献として組み入れられる。ＸＹミラー組立体６４が、図１５に
示される。第一の軸のミラー６６が、第一の軸に沿ってレーザビーム１０を偏向
させるために移動する。第二の軸のミラー６８が、第二の軸に沿ってレーザビー
ム１０を偏向させるために移動する。ＸＹプリズム組立体が、図１６に示される
。第一の軸のプリズム７２が、第一の軸に沿ってレーザビーム１０を偏向させる
ために移動する。第二の軸のプリズム７４が、第二の軸に沿ってレーザビーム１
０を偏向させるために移動する。ジンバル付きミラー組立体７６が、図１７に示
される。ジンバル付きのミラー７８が、レーザビーム１０を所望の位置に偏向す
るために、二つの回転軸に沿って回転される。ジンバル付きプリズム組立体８０
が、図１８に示される。ジンバル付きのプリズム８１が、レーザビーム１０を所
望の位置に偏向させるために、二つの回転軸に沿って回転される。
【００４５】 不変的に湾曲したパルスレーザビーム１２の不変的に湾曲したレーザビームエ
ネルギーパターン１４が、図１９に示される。不変的に湾曲したレーザビームエ
ネルギーパターン１４は、ほぼ球形のレーザビームエネルギーパターン８４であ
る。ほぼ球形のレーザビームエネルギーパターン８４は、上述したようなレーザ
ビーム成形素子で作り出される。ほぼ球形のレーザビームエネルギーパターン８
４は、レーザビームの周囲付近に丸みのある軸対称の領域８５を含む。この丸み
のある軸対称の領域は、融除閾値８６以上である。不変的に湾曲したパルスレー
ザビーム１２の強度は、不変的に湾曲したレーザエネルギーパターン１４の領域
８８が、融除されるべき組織の融除閾値８８以上となるように調節される。不変
的に湾曲したレーザビームエネルギーパターン１４の閾値以上の領域８８は、境
界９０に囲われる。境界９０に沿ったレーザビームの強度９２が、融除閾値８６
に一致するレーザビーム強度９４との比率である。図１９では、融除閾値８６に
一致する強度９４に対する境界９０に沿ったレーザビーム強度９２の比率は１０
０％である。閾値以上の領域が、不変的に湾曲したレーザビームエネルギーパタ
ーンを有するとき、境界９０は、レーザビームの閾値以上の領域を囲う。境界９
０は、融除される材料に形成されるクレーターの周りに境界を形成する。閾値以
上の領域が、不変的に湾曲した領域と、不変的な湾曲形を除く領域とを含むとき
、協会９０は、融除されるクレーターの普遍的に湾曲した領域の周りに協会を形
成する。不変的に湾曲したパルスレーザビーム１２は、クレーター９６を有する
。レーザビームの光路を下向きに見た不変的に湾曲したレーザビーム１２の断面
図が、図２０に示される。不変的に湾曲したレーザビーム１２は、クレーター９
６を有する。不変的に湾曲したレーザビームエネルギーパターン１４の閾値以上
の領域８８が、境界９０に囲われる。
ネルギーパターン１４が、図１９に示される。不変的に湾曲したレーザビームエ
ネルギーパターン１４は、ほぼ球形のレーザビームエネルギーパターン８４であ
る。ほぼ球形のレーザビームエネルギーパターン８４は、上述したようなレーザ
ビーム成形素子で作り出される。ほぼ球形のレーザビームエネルギーパターン８
４は、レーザビームの周囲付近に丸みのある軸対称の領域８５を含む。この丸み
のある軸対称の領域は、融除閾値８６以上である。不変的に湾曲したパルスレー
ザビーム１２の強度は、不変的に湾曲したレーザエネルギーパターン１４の領域
８８が、融除されるべき組織の融除閾値８８以上となるように調節される。不変
的に湾曲したレーザビームエネルギーパターン１４の閾値以上の領域８８は、境
界９０に囲われる。境界９０に沿ったレーザビームの強度９２が、融除閾値８６
に一致するレーザビーム強度９４との比率である。図１９では、融除閾値８６に
一致する強度９４に対する境界９０に沿ったレーザビーム強度９２の比率は１０
０％である。閾値以上の領域が、不変的に湾曲したレーザビームエネルギーパタ
ーンを有するとき、境界９０は、レーザビームの閾値以上の領域を囲う。境界９
０は、融除される材料に形成されるクレーターの周りに境界を形成する。閾値以
上の領域が、不変的に湾曲した領域と、不変的な湾曲形を除く領域とを含むとき
、協会９０は、融除されるクレーターの普遍的に湾曲した領域の周りに協会を形
成する。不変的に湾曲したパルスレーザビーム１２は、クレーター９６を有する
。レーザビームの光路を下向きに見た不変的に湾曲したレーザビーム１２の断面
図が、図２０に示される。不変的に湾曲したレーザビーム１２は、クレーター９
６を有する。不変的に湾曲したレーザビームエネルギーパターン１４の閾値以上
の領域８８が、境界９０に囲われる。
【００４６】 球面レーザビームエネルギーパターン８４をもつ不変的に湾曲したレーザビー
ム１４が、図２１に示すように、融除される組織に、ほぼ球面のクレーター９８
を形成する。ほぼ球面のクレーター９８は、組織の融除レートがレーザビームの
強度に一致するときに、組織に形成される。融除レートは、レーザビームのパル
スで除去される組織の府川であらわされる。ビームのパルスでクレーターの領域
から除去される材料の深さは、その領域に照射されるレーザビームの強度にほぼ
依存する。融除されるクレーターの形状は、クレーターの領域に照射されるレー
ザビームの局所的な強度から予測できる。
ム１４が、図２１に示すように、融除される組織に、ほぼ球面のクレーター９８
を形成する。ほぼ球面のクレーター９８は、組織の融除レートがレーザビームの
強度に一致するときに、組織に形成される。融除レートは、レーザビームのパル
スで除去される組織の府川であらわされる。ビームのパルスでクレーターの領域
から除去される材料の深さは、その領域に照射されるレーザビームの強度にほぼ
依存する。融除されるクレーターの形状は、クレーターの領域に照射されるレー
ザビームの局所的な強度から予測できる。
【００４７】 幾つかの例では、組織の融除レートは、レーザビームの強度に正確に一致せず
、（球面レーザビームエネルギーパターン８４の強度に関して）組織の中央の融
除が低減される。例えば、角膜が、レーザエネルギーパターンの中央領域の強度
に関して中央で融除不足である。球面レーザエネルギーパターン８４が、図２２
に示されるように、融除される角膜に、不変的に湾曲した比率球面クレーター１
００を形成する。図２２では、クレーター１００の中央の領域は、球面プロフィ
ールと比較して、融除不足である。変形的に、球面レーザビームエネルギーパタ
ーンは、平坦な中央領域と丸みのあるエッジを有するクレーターを作る。クレー
ター１００は、丸みのある軸対称な周囲領域１０１を含む。丸みのある軸対称な
周囲領域１０１は、クレーターが部分的に重複すると、滑らかな融除を作る。
、（球面レーザビームエネルギーパターン８４の強度に関して）組織の中央の融
除が低減される。例えば、角膜が、レーザエネルギーパターンの中央領域の強度
に関して中央で融除不足である。球面レーザエネルギーパターン８４が、図２２
に示されるように、融除される角膜に、不変的に湾曲した比率球面クレーター１
００を形成する。図２２では、クレーター１００の中央の領域は、球面プロフィ
ールと比較して、融除不足である。変形的に、球面レーザビームエネルギーパタ
ーンは、平坦な中央領域と丸みのあるエッジを有するクレーターを作る。クレー
ター１００は、丸みのある軸対称な周囲領域１０１を含む。丸みのある軸対称な
周囲領域１０１は、クレーターが部分的に重複すると、滑らかな融除を作る。
【００４８】 より大形のレーザビームの寸法（例えば、約２〜５ｍｍ）のために、中央の融
除不足が、好適に、図２３に示すように、球面状のビームよりも中央部分が高温
となるように、不変的に湾曲したレーザビームエネルギーパターン１４の強度を
増大することにより修正される。不変的に湾曲したパルスレーザビーム１２が、
球面エネルギーパターン８４ａと比較して、球面状の中央部分よりも高温の部分
１０２を有する。球面状の部分よりも高温の部分１０２は、中央の融除不足を修
正し、図２１に示すように、ほぼ球面状のクレーター９８を作り出す。
除不足が、好適に、図２３に示すように、球面状のビームよりも中央部分が高温
となるように、不変的に湾曲したレーザビームエネルギーパターン１４の強度を
増大することにより修正される。不変的に湾曲したパルスレーザビーム１２が、
球面エネルギーパターン８４ａと比較して、球面状の中央部分よりも高温の部分
１０２を有する。球面状の部分よりも高温の部分１０２は、中央の融除不足を修
正し、図２１に示すように、ほぼ球面状のクレーター９８を作り出す。
【００４９】 中央の融除不足を修正する好適な不変的に湾曲したパルスレーザエネルギーパ
ターン１４は、図２４に示すように、非球面状のレーザビームエネルギーパター
ン１０４である。非球面状のレーザビームエネルギーパターン１０４は、球面状
のレーザビームエネルギーパターン８４ａと比較して、中央により強度がある。
より強度のある中央の領域は、所望的に、中央の融除不足を修正する。非球面状
のレーザビームエネルギーパターン１０４の強度は、融除閾値の周囲からほぼ先
細になっており、図２１に示すように、滑らかな球面状のクレーター９８を作る
。
ターン１４は、図２４に示すように、非球面状のレーザビームエネルギーパター
ン１０４である。非球面状のレーザビームエネルギーパターン１０４は、球面状
のレーザビームエネルギーパターン８４ａと比較して、中央により強度がある。
より強度のある中央の領域は、所望的に、中央の融除不足を修正する。非球面状
のレーザビームエネルギーパターン１０４の強度は、融除閾値の周囲からほぼ先
細になっており、図２１に示すように、滑らかな球面状のクレーター９８を作る
。
【００５０】 レーザ融除中、強度９４（融除閾値９８）以下の強度でレーザビームに組織を
露出することは望ましくない。この融除閾値以下のレーザビームエネルギーへの
露出は、彫造プロセスに寄与せず、この低い閾値エネルギーは、不所望的に、組
織を、付加的な照射に露出する。この付加的な照射により、組織が損傷され、不
所望的に、組織が加熱される。したがって、不変的に湾曲したビーム１２は、好
適に、図２５に示すように、限定レーザビーム１０６を発生するように、限定さ
れる。不変的に湾曲したレーザビーム１４は、クレーター９６を有する。限定レ
ーザビームの強度は、不変的に湾曲したレーザエネルギーパターン１４の領域８
８が、融除されるべき組織の融除閾値８６以上となるように、調節される。不変
的に湾曲したレーザビームエネルギーパターン１４の閾値よりも高い領域８８は
、境界９０に囲われる。境界９０に沿ったレーザビームの強度９２は、融除閾値
８６に一致するレーザビーム強度９４との比率である。図２５に示すように、融
除閾値８６に一致する強度９４に対する境界９０に沿ったレーザビーム強度９２
の比率は、１００％である。変形的に、融除閾値に一致する強度９４に対する境
界９０に沿ったレーザビーム強度９２の比率は、図１６に示すように、１００％
以上であり得る。図２６では、不変的に湾曲したレーザビーム１２は、クレータ
ー９６を有する。限定レーザビーｍｙ１０６の強度は、不変的に湾曲したレーザ
ビームエネルギーパターン１４の領域８８が、融除されるべき組織の融除閾値８
６以上となるように、調節される。不変的に湾曲したエネルギーパターン１４の
閾値よりも高い領域８８は、境界９０で囲われる。融除閾値８６の強度９４に対
する境界９０に沿ったレーザビームの強度９２の比率は、１００〜１５０％の範
囲内にある。好適に、比率は、１００〜１２５％の範囲、より好適に１００〜１
１０％の範囲にある。
露出することは望ましくない。この融除閾値以下のレーザビームエネルギーへの
露出は、彫造プロセスに寄与せず、この低い閾値エネルギーは、不所望的に、組
織を、付加的な照射に露出する。この付加的な照射により、組織が損傷され、不
所望的に、組織が加熱される。したがって、不変的に湾曲したビーム１２は、好
適に、図２５に示すように、限定レーザビーム１０６を発生するように、限定さ
れる。不変的に湾曲したレーザビーム１４は、クレーター９６を有する。限定レ
ーザビームの強度は、不変的に湾曲したレーザエネルギーパターン１４の領域８
８が、融除されるべき組織の融除閾値８６以上となるように、調節される。不変
的に湾曲したレーザビームエネルギーパターン１４の閾値よりも高い領域８８は
、境界９０に囲われる。境界９０に沿ったレーザビームの強度９２は、融除閾値
８６に一致するレーザビーム強度９４との比率である。図２５に示すように、融
除閾値８６に一致する強度９４に対する境界９０に沿ったレーザビーム強度９２
の比率は、１００％である。変形的に、融除閾値に一致する強度９４に対する境
界９０に沿ったレーザビーム強度９２の比率は、図１６に示すように、１００％
以上であり得る。図２６では、不変的に湾曲したレーザビーム１２は、クレータ
ー９６を有する。限定レーザビーｍｙ１０６の強度は、不変的に湾曲したレーザ
ビームエネルギーパターン１４の領域８８が、融除されるべき組織の融除閾値８
６以上となるように、調節される。不変的に湾曲したエネルギーパターン１４の
閾値よりも高い領域８８は、境界９０で囲われる。融除閾値８６の強度９４に対
する境界９０に沿ったレーザビームの強度９２の比率は、１００〜１５０％の範
囲内にある。好適に、比率は、１００〜１２５％の範囲、より好適に１００〜１
１０％の範囲にある。
【００５１】 レーザビームエネルギーパターンを計測するための好適な技術が、Startech社
（アメリカ合衆国コネチカット州ダンバリー）より入手可能の製品名“Startech
BIP 5100”のようなビーム強度プロフィロメータ（ＢＩＰ：Beam Intensity Pr
ofilometer）でレーザビームをプロフィールするものである。このＢＩＰは、好
適に、Spirocon社（アメリカ合衆国ユタ州ロガン）より入手可能の商品名“Spir
ocon LBA PC series software”とともに使用される。レーザビームによって作
られるクレーターの形状を決定するための好適な技術が、米国特許出願第０９／
０８３７７３号（１９９９年５月２２日出願、発明の名称“Systems and Method
s for Imaging Corneal Profile”）に開示される融除される角膜をプロフィー
ルするものである。なお、この文献は、参照文献として組み入れられる。上記の
技術を使用して、当業者は、既知のレーザビームエネルギープロフィールのため
のレーザビームの個々のパルスによって作られるクレーターの形状を決定できる
。
（アメリカ合衆国コネチカット州ダンバリー）より入手可能の製品名“Startech
BIP 5100”のようなビーム強度プロフィロメータ（ＢＩＰ：Beam Intensity Pr
ofilometer）でレーザビームをプロフィールするものである。このＢＩＰは、好
適に、Spirocon社（アメリカ合衆国ユタ州ロガン）より入手可能の商品名“Spir
ocon LBA PC series software”とともに使用される。レーザビームによって作
られるクレーターの形状を決定するための好適な技術が、米国特許出願第０９／
０８３７７３号（１９９９年５月２２日出願、発明の名称“Systems and Method
s for Imaging Corneal Profile”）に開示される融除される角膜をプロフィー
ルするものである。なお、この文献は、参照文献として組み入れられる。上記の
技術を使用して、当業者は、既知のレーザビームエネルギープロフィールのため
のレーザビームの個々のパルスによって作られるクレーターの形状を決定できる
。
【００５２】 本発明の技術は、図２７に示すように、連続する不変的に湾曲したパルスレー
ザビームからの不変的に湾曲したレーザビームパターン１４の領域８８を部分的
に重複される。図２７では、４個の部分的に重複する不変的に湾曲したパルスレ
ーザビーム（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）が示される。これら４個の不変
的に湾曲したパルスレーザビーム（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）の別々に
置かれた中心（９６ａ、９６ｂ、９６ｃ、９６ｄ）は、レーザビームのパルスの
間のレーザビームの転置を示す。４個の不変的に湾曲したレーザビームパターン
（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）の閾値よりも高い領域（８８ａ、８８ｂ、
８８ｃ、８８ｄ）は部分的に重複する。境界９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄが
、レーザビームパターン（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）の閾値よりも高い
領域（８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ）を囲う。領域（８８ａ、８８ｂ、８８
ｃ、８８ｄ）の部分的に重複する領域（１０８）は、不変的に湾曲したパルスビ
ームの中心（９６ａ、９６ｂ、９６ｃ、９６ｄ）を含む。レーザビームの転置は
、コンピュータ２６のメモリ２９の座標参照によって制御される。コンピュータ
２６のメモリ２９の座標参照は、不変的に湾曲したパターンを部分的に重複させ
て、連続的なパルスレーザビームで部分的に重複する領域１０８を形成する。変
形的に、非連続的なパルスレーザビームが、重複する領域１０８を形成し得る。
例えば、幾つかのレーザビームパルスが、第一の不変的に湾曲したパルスレーザ
ビーム１２ａと、部分的に重複する連続的な不変的に湾曲するパルスレーザビー
ム１２ｂとの間で起こり得る。
ザビームからの不変的に湾曲したレーザビームパターン１４の領域８８を部分的
に重複される。図２７では、４個の部分的に重複する不変的に湾曲したパルスレ
ーザビーム（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）が示される。これら４個の不変
的に湾曲したパルスレーザビーム（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）の別々に
置かれた中心（９６ａ、９６ｂ、９６ｃ、９６ｄ）は、レーザビームのパルスの
間のレーザビームの転置を示す。４個の不変的に湾曲したレーザビームパターン
（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）の閾値よりも高い領域（８８ａ、８８ｂ、
８８ｃ、８８ｄ）は部分的に重複する。境界９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄが
、レーザビームパターン（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）の閾値よりも高い
領域（８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ）を囲う。領域（８８ａ、８８ｂ、８８
ｃ、８８ｄ）の部分的に重複する領域（１０８）は、不変的に湾曲したパルスビ
ームの中心（９６ａ、９６ｂ、９６ｃ、９６ｄ）を含む。レーザビームの転置は
、コンピュータ２６のメモリ２９の座標参照によって制御される。コンピュータ
２６のメモリ２９の座標参照は、不変的に湾曲したパターンを部分的に重複させ
て、連続的なパルスレーザビームで部分的に重複する領域１０８を形成する。変
形的に、非連続的なパルスレーザビームが、重複する領域１０８を形成し得る。
例えば、幾つかのレーザビームパルスが、第一の不変的に湾曲したパルスレーザ
ビーム１２ａと、部分的に重複する連続的な不変的に湾曲するパルスレーザビー
ム１２ｂとの間で起こり得る。
【００５３】 本発明の実施例が図２８に示される。融除エネルギーソース２０が融除エネル
ギーのビームを作る。融除エネルギーソース２０は、１９３ｎｍの出力波長のレ
ーザビーム１０を作るパルスアルゴンフッ化物エキシマレーザである。ビーム成
形素子２２が回折光学素子であり、この回折光学素子は位相変調透過素子４４で
ある。位相変調透過素子４４は、レーザビーム１０のパルスとパルスの間で回転
する。成形されたレーザビームは、ビーム限定素子３２によって限定される。限
定素子３２は、レーザビームを遮蔽する非透過性材料１１４に形成される円形の
開口１１２である。結像素子３４が、露出表面６の近くで開口１１４を通過する
成形ビームの像を成形する両凸レンズ１１６を含む。レーザビーム走査素子２４
が、ＸＹミラー組立体６４を含む。ＸＹミラー組立体６４は、表面６にわたって
、不変的に湾曲したパルスレーザビーム１２を走査する。コンピュータ２６が、
パルスレーザ１１０、回転ビーム成形素子２２及びＸＹミラー組立体６４に接続
する。信号接続３０が、コンピュータ２６、パルスレーザ１１０、回転ビーム成
形素子４４及びビーム走査素子２４の間で可能である。信号接続は、好適に、光
ファイバー接続のような光電子接続である。ただし、信号接続は、電子接続であ
ってもよい。コンピュータ２６は、レーザビームパルスのＸＹ座標と、各座標に
おけるレーザビーム数とを含むレーザ処置表を計算する。ここで、所望の融除形
状を発生するために各座標におけるレーザビームの位置及び数は、当業者によっ
て計算できるものである。作動顕微鏡及び目追尾装置のような本発明とともに含
まれ得る他の構成成分が、冗長を回避するため、図２８から省かれている。
ギーのビームを作る。融除エネルギーソース２０は、１９３ｎｍの出力波長のレ
ーザビーム１０を作るパルスアルゴンフッ化物エキシマレーザである。ビーム成
形素子２２が回折光学素子であり、この回折光学素子は位相変調透過素子４４で
ある。位相変調透過素子４４は、レーザビーム１０のパルスとパルスの間で回転
する。成形されたレーザビームは、ビーム限定素子３２によって限定される。限
定素子３２は、レーザビームを遮蔽する非透過性材料１１４に形成される円形の
開口１１２である。結像素子３４が、露出表面６の近くで開口１１４を通過する
成形ビームの像を成形する両凸レンズ１１６を含む。レーザビーム走査素子２４
が、ＸＹミラー組立体６４を含む。ＸＹミラー組立体６４は、表面６にわたって
、不変的に湾曲したパルスレーザビーム１２を走査する。コンピュータ２６が、
パルスレーザ１１０、回転ビーム成形素子２２及びＸＹミラー組立体６４に接続
する。信号接続３０が、コンピュータ２６、パルスレーザ１１０、回転ビーム成
形素子４４及びビーム走査素子２４の間で可能である。信号接続は、好適に、光
ファイバー接続のような光電子接続である。ただし、信号接続は、電子接続であ
ってもよい。コンピュータ２６は、レーザビームパルスのＸＹ座標と、各座標に
おけるレーザビーム数とを含むレーザ処置表を計算する。ここで、所望の融除形
状を発生するために各座標におけるレーザビームの位置及び数は、当業者によっ
て計算できるものである。作動顕微鏡及び目追尾装置のような本発明とともに含
まれ得る他の構成成分が、冗長を回避するため、図２８から省かれている。
【００５４】 本発明の好適実施例について上述したが、様々な変更物、変化物および同等物
が使用され得る。したがって、本発明の範囲は、上記した説明によって制限され
るべきものではなく、特許請求の範囲によって定義される。
が使用され得る。したがって、本発明の範囲は、上記した説明によって制限され
るべきものではなく、特許請求の範囲によって定義される。
【図１】 図１は、レーザビームで目を所定の形状に彫造するためのレーザシステムを示
す。
す。
【図２】 図２は、目にわたってレーザビームを走査するための本発明の改良技術を示す
。
。
【図３】 図３は、不変的に湾曲したクレーターを重複させるための本発明の技術を示す
。
。
【図４】 図４は、本発明の改良技術を組み入れるレーザシステムを示す。
【図５】 図５は、回折素子を示し、この素子は、この素子を通過するレーザビームの位
相を変更させることによってレーザビームを成形するためのものである。
相を変更させることによってレーザビームを成形するためのものである。
【図６】 図６は、回折素子を示し、この素子は、この素子を通過するレーザビームの振
幅を変更させることによってレーザビームを成形するためのものである。
幅を変更させることによってレーザビームを成形するためのものである。
【図７】 図７は、回折素子を示し、この素子は、この素子から反射するレーザビームの
位相を変更させることによってレーザビームを成形するためのものである。
位相を変更させることによってレーザビームを成形するためのものである。
【図８】 図８は、回折素子を示し、この素子は、この素子から反射するレーザビームの
振幅を変更させることによってレーザビームを成形するためのものである。
振幅を変更させることによってレーザビームを成形するためのものである。
【図９】 図9は、レーザビームのエネルギーを再分布させることによってレーザビーム
を成形するためのプリズムのアレイを示す。
を成形するためのプリズムのアレイを示す。
【図１０】 図１０は、強度変化透過素子を示し、この素子は、この素子を通じて透過され
るレーザビームの強度を変化させるためのものである。
るレーザビームの強度を変化させるためのものである。
【図１１】 図１１は、強度変化反射素子を示し、この素子は、この素子から反射したレー
ザビームの強度を変化させるためのものである。
ザビームの強度を変化させるためのものである。
【図１２】 図１２は、角度変化反射素子を示し、この素子は、レーザビームの反射角度を
変化させることによってレーザビームを成形するためのものである。
変化させることによってレーザビームを成形するためのものである。
【図１３】 図１３は、レーザビームを成形するための非球面状のレンズを示す。
【図１４】 図１４は、ビーム走査素子に使用されるレンズを示す。
【図１５】 図１５は、ビーム走査素子に使用されるＸＹミラー組立体を示す。
【図１６】 図１６は、ビーム走査素子に使用されるＸＹプリズム組立体を示す。
【図１７】 図１７は、ビーム走査素子に使用されるジンバル付きミラーを示す。
【図１８】 図１８は、ビーム走査素子に使用されるジンバル付きプリズムを示す。
【図１９】 図１９は、球面状のレーザビームエネルギーパターンの断面強度プロフィール
を示す。
を示す。
【図２０】 図２０は、球面状のレーザビームエネルギーパターンの断面図である。
【図２１】 図２１は、組織で融除される球面状のクレーターを示す。
【図２２】 図２２は、組織で融除される非球面状のクレーターを示す。
【図２３】 図２３は、球面状の中央部分よりも高温のレーザビームエネルギーパターンを
示す。
示す。
【図２４】 図２４は、非球面状のレーザビームエネルギーパターンを示す。
【図２５】 図２５は、融除閾値以上の球面状のレーザビームエネルギーパターンを有する
限定レーザビームを示す。
限定レーザビームを示す。
【図２６】 図２６は、融除閾値以上の不変的に湾曲したレーザビームエネルギーパターン
を有する限定レーザビームと、融除閾値以上の不変的に湾曲したパターンの周囲
の境界とを示す。
を有する限定レーザビームと、融除閾値以上の不変的に湾曲したパターンの周囲
の境界とを示す。
【図２７】 図２７は、不変的に湾曲したレーザビームパターンを重複させる領域を示す。
【図２８】 図２８は、本発明の実施例を示す。
【手続補正書】
【提出日】平成１３年１０月３１日（２００１．１０．３１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 イェイ、キングマン アメリカ合衆国カリフォルニア州95131、 サン・ノゼ、フミアプレイス1913 (72)発明者 コンズ、ステフェン・ジェイ アメリカ合衆国カリフォルニア州94087、 サニーヴェール、ピメント・アベニュー 1166 Ｆターム(参考） 2H045 AB01 AF02 AF12 BA15 DA31 4E068 CA03 CD05 CD08 CE03 DA00
Claims (36)
- 【請求項１】 所定の形状変更を効果的に行うために、パルスエネルギービ
ームで組織の表面上の領域を彫造する方法であって、 前記組織の表面に向けて融除エネルギーのパルスビームを向ける工程、 前記組織に複数のクレーターを融除する工程であって、各クレーターが、前記
組織に不変的な湾曲形を有し、前記湾曲形が、前記ビームの単一のパルスで融除
される、ところの工程、及び 不変的に湾曲した前記複数のクレーターを部分的に重複させることによって、
前記領域において、前記所定の形状変更を効果的に行うために、前記領域にわた
って前記ビームを走査する工程、 から成る方法。 - 【請求項２】 クレーターを横切る寸法が、領域を横切る寸法の約５〜８０
％であるように、前記の融除する工程が行われる、ところの請求項１の方法。 - 【請求項３】 クレーターの不変的な湾曲形が、実質的に一様で球面であり
、クレーターを横切る寸法が、実質的に一様であるように、前記の融除する工程
が行われる、ところの請求項２の方法。 - 【請求項４】 ビームはレーザビームであり、当該方法が、さらに、ビーム
成形素子でレーザビームのエネルギー分布プロフィールを成形する工程から成る
、請求項１の方法。 - 【請求項５】 前記の成形する工程が、さらに、回折素子でレーザビームを
回折する工程を含む、ところの請求項４の方法。 - 【請求項６】 前記の回折する工程が、さらに、回折素子でビームの振幅を
変更させる工程を含む、ところの請求項５の方法。 - 【請求項７】 前記の回折する工程が、さらに、回折素子でビームの位相を
変更させる工程を含む、ところの請求項６の方法。 - 【請求項８】 前記の回折する工程が、さらに、回折素子を通過するビーム
の一部分で成形したビームを形成するために、回折素子を通じてビームを透過さ
せる工程を含む、ところの請求項６及び７の方法。 - 【請求項９】 前記の回折する工程が、さらに、回折素子で反射したビーム
の一部分で形成したビームを形成するために、回折素子の表面でビームを反射さ
せる工程を含む、ところの請求項６及び７の方法。 - 【請求項１０】 前記の成形する工程が、さらに、角度変化反射素子でビー
ムを反射させる工程を含む、ところの請求項４の方法。 - 【請求項１１】 前記の成形する工程が、さらに、角度変化屈折素子でビー
ムを屈折する工程を含む、請求項４の方法。 - 【請求項１２】 前記の成形する工程が、さらに、レーザビームを可変的に
透過させる材料を通じてビームを透過させる工程を含む、ところの請求項４の方
法。 - 【請求項１３】 前記の成形する工程が、さらに、レーザビームを可変的に
反射する表面を外れてビームを反射する工程を含む、ところの請求項４の方法。 - 【請求項１４】 さらに、レンズ、プリズム及びミラーから成るグループか
ら選択される光学素子でビームを偏向する工程を含む、請求項４の方法。 - 【請求項１５】 さらに、ビームの一部分を遮蔽する非透過性材料から形成
される開口を通じてビームを透過させることによって、ビームの断面積を限定す
る工程を含む、請求項４の方法。 - 【請求項１６】 さらに、領域の近くの限定したビームの像を形成する工程
を含む、請求項１５の方法。 - 【請求項１７】 さらに、レーザビームのパルスの間でレーザビーム成形素
子を回転させる工程を含む、請求項４の方法。 - 【請求項１８】 組織表面上の領域を所定の形状に成形するために、パルス
レーザビームで組織表面上の領域を彫造する方法であって、 融除エネルギーのパルスビームを作る工程、 回折素子でレーザビームを回折することによって、ビーム成形素子でレーザビ
ームを成形し、回折素子を通じてビームを透過させることによって、回折素子で
ビームの位相を変更させ、回折素子を通過するビームの一部分で成形したビーム
を形成する工程、 ビームの断面積を限定する工程、 領域の近くの限定したビームの像を形成する工程、 ビームの単一のパルスで、組織に、実質的に不変的な湾曲形を有するクレータ
ーを融除する皇帝であって、クレーターを横切る寸法が、領域を横切る寸法の約
５〜８０％である、ところの工程、 ビームを偏向する工程、 レーザビームのパルスの間でレーザビーム成形素子を回転させる工程、及び 一様に湾曲したクレーターのシーケンスを部分的に重複させることによって領
域に形状を形成するために、領域にわたってビームを走査する工程であって、ク
レーターのシーケンスが、領域を横切る寸法を覆うように、領域にわたって分布
され、クレーターを横切る寸法が、シーケンスのクレーターの間で実質的に一様
である、ところの工程、 から成る方法。 - 【請求項１９】 露出角膜表面上の融除領域を所定の形状に成形するために
、前記露出角膜表面上の融除領域を彫造する方法であって、 融除エネルギーのパルスビームを作る工程であって、前記ビームが、エネルギ
ー分布プロフィールを有する、ところの工程、 前記ビームの単一のパルスで前記組織に不変的な湾曲部を有するクレーターを
融除する工程であって、前記クレーターが、前記クレーターを横切る寸法を有す
る、ところの工程、及び 複数の不変的に湾曲したクレーターを部分的に重複させて前記領域に前記形状
を形成するために、前記領域にわたって前記ビームを走査する工程であって、前
記複数のクレーターが、前記領域を横切る寸法を覆うように、前記領域にわたっ
て分布される、ところの工程、 から成る方法。 - 【請求項２０】 パルスレーザビームで露出角膜表面上に融除領域を彫造し
て、前記領域を所定の湾曲形状に成形する方法であって、 融除エネルギーのパルスビームを作る工程であって、前記ビームが、エネルギ
ー分布プロフィールを有する、ところの工程、 回折素子で前記レーザビームを回折することにより、ビーム成形素子で前記レ
ーザビームを成形し、前記回折素子を通じて前記ビームを透過させることにより
、前記回折素子で前記ビームの位相を変更し、前記回折素子を通過する前記ビー
ムの一部分で前記の成形されるビームを成形する工程、 前記ビームの一部分を遮蔽する非透過性材料で形成される開口を通じて前記ビ
ームを透過させることにより、前記ビームの断面積を限定する工程、 前記領域の近くに前記の限定されたビームの像を形成する工程、 レンズ、プリズム及びミラーから成るグループから選択される光学素子で前記
ビームを偏向させる工程、 前記ビームの単一のパルスで、前記組織に実質的に一様な湾曲部を有するクレ
ーターを融除する工程であって、前記クレーターを横切る寸法が、前記領域を横
切る寸法の約５〜８０％である、ところの工程、 前記成形されたビームを平均化するために、前記レーザビームのパルスの間で
前記レーザビーム成形素子を回転させる工程、及び 連続する一様に湾曲したクレーターを部分的に重複させることにより前記領域
に前記形状を形成するために、前記領域にわたって前記ビームを走査する工程で
あって、前記複数のクレーターが、前記領域を横切る寸法を覆うように、前記領
域にわたって分布され、前記クレーターを横切る寸法が、前記連続するクレータ
ーの間で実質的に一様である、ところの工程、 から成る方法。 - 【請求項２１】 表面上の処置領域を彫造するための方法であって、 前記領域に向けてビームを向ける工程、 前記ビームのパルスで、前記表面に、複数の丸みのある軸対称のクレーターを
融除する工程、及び 前記クレーターを部分的に重複させることにより、前記表面の所定の形状変更
を効果的に行うために、前記領域にわたって前記ビームを走査する工程、 から成る方法。 - 【請求項２２】 融除閾値を有する組織の表面上の融除領域を彫造するため
のレーザシステムであって、 融除レーザエネルギーのパルスビームを作るためのレーザ、 前記パルスビームの光路に配置されるビームエネルギー成形素子であって、前
記成形素子が、前記パルスビームのレーザビームエネルギーパターンを成形ビー
ムに変更させ、前記成形ビームが、前記融除閾値以上の不変的に湾曲したレーザ
ビームエネルギーパターンから成る、ところのビームエネルギー成形素子、及び 前記融除エネルギーの複数の部分的に重複するパルスで、前記領域を彫造する
ために、前記領域にわたって前記成形ビームを移動させるための走査素子、 から成るレーザシステム。 - 【請求項２３】 前記成形ビームが、前記不変的に湾曲したパターンを囲う
境界からさらに成り、前記境界に隣接する前記ビームの強度が、前記融除閾値の
約１００〜約１５０％の範囲にある、ところの請求項２２のレーザシステム。 - 【請求項２４】 前記境界に隣接する前記ビームの前記強度が、前記融除閾
値の約１２５％以下である、ところの請求項２３のレーザシステム。 - 【請求項２５】 前記境界に隣接する前記ビームの前記強度が、前記融除閾
値の約１１０％以下である、ところの請求項２３のレーザシステム。 - 【請求項２６】 前記不変的に湾曲したビームパターンが、実質的に球面パ
ターンである、ところの請求項２２のレーザシステム。 - 【請求項２７】 前記不変的に湾曲したビームパターンが、実質的に非球面
パターンである、ところの請求項２２のレーザシステム。 - 【請求項２８】 前記不変的に湾曲したビームパターンの中央部分が、球面
パターンよりも高い強度を有する、ところの請求項２２のレーザシステム。 - 【請求項２９】 さらに、前記走査素子に接続されるコンピュータからなり
、前記コンピュータに記憶される座標参照に従って、前記領域にわたって前記ビ
ームの一部分が制御される、ところの請求項２２のレーザシステム。 - 【請求項３０】 前記座標参照が、複数の前記パルスの間で前記不変的に湾
曲したパターンを部分的に重複する、ところの請求項２９のレーザシステム。 - 【請求項３１】 さらに、非透過性材料から形成される開口から成り、前記
ビームが前記開口を通過することによって前記ビームの断面積が限定される、と
ころの請求項２３のレーザシステム。 - 【請求項３２】 さらに、前記開口を通過する前記ビームの像を形成するた
めの結像レンズから成り、前記像が、前記融除領域の近くに形成される、ところ
の請求項３１のレーザシステム。 - 【請求項３３】 前記走査素子が、レンズ、プリズム及びミラーから成るグ
ループから選択される光学素子から成る、ところの請求項２２のレーザシステム
。 - 【請求項３４】 前記ビーム成形素子が、位相変調透過回折光学素子、振幅
変調透過回折光学素子、位相変調反射回折光学素子、振幅変調反射回折光学素子
、レンズ、プリズム、非球面光学素子、ミラー、強度傾斜透過光学素子及び強度
傾斜反射光学素子から成るグループから選択される素子から成る、ところの請求
項２２のレーザシステム。 - 【請求項３５】 前記ビーム成形素子が、部分的に吸収する材料から成る、
ところの請求項２２のレーザシステム。 - 【請求項３６】 融除閾値を有する角膜の露出表面上の融除領域を所定の湾
曲した形状に彫造するためのレーザシステムであって、 融除レーザエネルギーのパルスビームを作るためのパルスレーザ、 前記パルスレーザのレーザビームエネルギーパターンを成形ビームへ変更させ
るためのレーザビーム成形素子であって、前記成形ビームが、実質的に球面のレ
ーザビームエネルギーパターンから成り、前記融除閾値以上の前記実質的に球面
のパターンの領域を有する、ところのレーザビーム成形素子、 前記閾値の領域を囲う境界であって、前記境界の周りの前期ビームの強度が、
前記融除閾値との比率であり、前記比率が、１００〜１１０％の間の範囲にある
、ところの境界、 非透過性材料から形成される開口であって、前記ビームが前記開口を通過する
ことによって、前記ビームの断面積が限定される、ところの開口、 前記開口を通過する前期ビームの像を形成するための結像レンズであって、前
記像が、前記融除領域の近くに形成される、ところの結像レンズ、 前記融除エネルギーの部分的に重複するパルスのシーケンスで、前記領域を前
記形状に彫造するために、前記領域にわたって前記成形ビームを移動させるため
の走査素子であって、前記操作素子が、レンズ、プリズム及びミラーから成るグ
ループから選択される光学素子である、ところの走査素子、及び コンピュータであって、前記コンピュータに記憶される座標参照に従って、前
記領域にわたって前記ビームの位置が制御され、前記座標参照が、前記シーケン
スの前記パルスの間で前記不変的に湾曲したパターンを部分的に重複する、とこ
ろのコンピュータ、 から成るレーザシステム。
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