JP2015037473A - Ophthalmic laser surgery device - Google Patents

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昌明 羽根渕
Masaaki Hanebuchi
昌明 羽根渕
村上 なほ
Naho Murakami
なほ 村上
柴田 隆義
Takayoshi Shibata
隆義 柴田
真也 岩田
Shinya Iwata
真也 岩田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ophthalmic laser surgery device in which convergence position of a pulse laser beam can be adequately scanned in a simpler structure.SOLUTION: An ophthalmic laser surgery device 1 condenses a pulse laser beam on a tissue of a patient eye E to treat the patient eye E. The ophthalmic laser surgery device 1 comprises: an XY scan unit 25; an objective lens 35; and a Z scan unit 44. The XY scan unit 25 scans the pulse laser beam emitted from a laser source 10 in an XY direction. The objective lens 35 condenses the pulse laser beam via the XY scan unit 25. The Z scan unit 44 moves at least one part of the XY scan unit 25 along an optical axis so that convergence position of the pulse laser beam is scanned in a Z direction along the optical axis.

Description

本発明は、パルスレーザ光を患者眼の組織に集光させて患者眼を処置する眼科用レーザ手術装置に関する。   The present invention relates to an ophthalmic laser surgical apparatus for treating a patient's eye by condensing pulsed laser light onto a patient's eye tissue.

従来、患者眼における三次元上のターゲット位置にパルスレーザ光を集光させるために、種々の技術が提案されている。例えば、特許文献1が開示する眼科用レーザ手術装置は、XY走査部とエキスパンダを備える。XY走査部は、レーザ光の集光位置(レーザスポット)を、光軸に対して直交するXY平面上で走査する。エキスパンダは、XY走査部よりも上流側に配置されており、レーザ光の集光位置をZ方向に沿って移動させる。   Conventionally, various techniques have been proposed to focus pulse laser light on a three-dimensional target position in a patient's eye. For example, an ophthalmic laser surgical apparatus disclosed in Patent Document 1 includes an XY scanning unit and an expander. The XY scanning unit scans the laser beam condensing position (laser spot) on an XY plane orthogonal to the optical axis. The expander is disposed on the upstream side of the XY scanning unit, and moves the condensing position of the laser light along the Z direction.

特開2013−78399号公報JP 2013-78399 A

眼科用レーザ手術装置は、精密な処置を行うために、パルスレーザ光の集光位置を高精度で三次元走査させることが望ましい。しかし、眼科用レーザ手術装置の構成を簡素化しつつ、集光位置の走査能力を向上させるためには、種々の制約がある。従来の眼科用レーザ手術装置では、パルスレーザ光の集光位置を、より簡易な構成で適切に走査させることは困難であった。   In order to perform a precise treatment, it is desirable for an ophthalmic laser surgical apparatus to perform a three-dimensional scanning with high accuracy on a focused position of pulsed laser light. However, there are various restrictions in order to improve the scanning capability of the condensing position while simplifying the configuration of the ophthalmic laser surgical apparatus. In the conventional ophthalmic laser surgical apparatus, it is difficult to appropriately scan the condensing position of the pulse laser beam with a simpler configuration.

本発明は、パルスレーザ光の集光位置を、より簡易な構成で適切に走査させることができる眼科用レーザ手術装置を提供することを、典型的な目的とする。   It is a typical object of the present invention to provide an ophthalmic laser surgical apparatus capable of appropriately scanning the condensing position of pulse laser light with a simpler configuration.

本発明の眼科用レーザ手術装置は、パルスレーザ光を患者眼の組織内に集光させることで前記患者眼を処置する眼科用レーザ手術装置であって、レーザ光源から出射されたパルスレーザ光を、光軸に交差する方向に走査するXY走査部と、前記XY走査部よりもパルスレーザ光の光路の下流側に配置され、前記XY走査部を経たパルスレーザ光を集光させる対物レンズと、少なくとも前記XY走査部の一部を前記光軸に沿って移動させることで、前記パルスレーザ光の集光位置を、前記光軸に沿うZ方向に走査させるZ走査部とを備える。   An ophthalmic laser surgical apparatus of the present invention is an ophthalmic laser surgical apparatus for treating a patient's eye by condensing a pulsed laser beam in a tissue of a patient's eye, wherein the pulsed laser beam emitted from a laser light source is An XY scanning unit that scans in a direction that intersects the optical axis, and an objective lens that is arranged on the downstream side of the optical path of the pulsed laser light with respect to the XY scanning unit and collects the pulsed laser light that has passed through the XY scanning unit, A Z-scanning unit that scans the condensing position of the pulsed laser light in the Z direction along the optical axis by moving at least a part of the XY scanning unit along the optical axis.

本発明の眼科用レーザ手術装置は、パルスレーザ光の集光位置を、より簡易な構成で適切に走査させることができる。   The ophthalmic laser surgical apparatus of the present invention can appropriately scan the condensing position of the pulse laser beam with a simpler configuration.

第一実施形態の眼科用レーザ手術装置1の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the ophthalmic laser surgery apparatus 1 of 1st embodiment. 第一実施形態におけるXY走査部25の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the XY scanning part 25 in 1st embodiment. 第一実施形態におけるY走査部27と上流側リレー光学素子31の構成を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the structure of the Y scanning part 27 and upstream relay optical element 31 in 1st embodiment. 第二実施形態の眼科用レーザ手術装置2の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the ophthalmic laser surgery apparatus 2 of 2nd embodiment.

<第一実施形態>
以下、本発明の典型的な実施形態の1つである第一実施形態について、図1から図3を参照して説明する。本実施形態では、患者眼Eの角膜および水晶体を共に処置することが可能な眼科用レーザ手術装置1を例示する。なお、「処置」とは、患者眼Eの組織の切断、破砕等を行うことを示す。以下、第一実施形態の眼科用レーザ手術装置1の各構成について、レーザ光源10側(つまり、パルスレーザ光の光路の上流側)から、患者眼E側(つまり、パルスレーザ光の光路の下流側)に順に説明する。
<First embodiment>
Hereinafter, a first embodiment which is one of typical embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. In this embodiment, an ophthalmic laser surgical apparatus 1 capable of treating both the cornea and the lens of the patient's eye E is illustrated. “Treatment” indicates that the tissue of the patient's eye E is cut or broken. Hereinafter, for each configuration of the ophthalmic laser surgical apparatus 1 according to the first embodiment, from the laser light source 10 side (that is, the upstream side of the optical path of the pulse laser beam) to the patient eye E side (that is, downstream of the optical path of the pulse laser beam). Side).

レーザ光源10は、パルスレーザ光を出射する。本実施形態では、レーザ光源10によって出射されたパルスレーザ光が、患者眼Eの組織内で集光されると、集光位置でプラズマが発生し、組織の切断・破砕等が行われる。以上の現象は、光破壊(photodisruption)と言われる場合もある。レーザ光源10には、例えば、フェムト秒からピコ秒オーダーのパルス幅のパルスレーザ光を出射するデバイスを使用することができる。以下では、レーザ光源10によって出射されるパルスレーザ光の光軸に沿う方向をZ方向とする。Z方向に交差(本実施形態では垂直に交差)する方向のうちの1つをX方向とする。Z方向およびX方向に共に交差(本実施形態では垂直に交差)する方向をY方向とする。X,Y,Z方向は適宜設定すればよい。例えば、患者の上下左右に基づいて方向を規定する場合、X方向を患者の左右方向、Y方向を患者の上下方向としてもよいし、X方向を患者の上下方向、Y方向を患者の左右方向としてもよい。   The laser light source 10 emits pulsed laser light. In the present embodiment, when the pulsed laser light emitted from the laser light source 10 is condensed in the tissue of the patient's eye E, plasma is generated at the condensing position, and the tissue is cut and fractured. The above phenomenon is sometimes referred to as photodisruption. As the laser light source 10, for example, a device that emits pulsed laser light having a pulse width on the order of femtoseconds to picoseconds can be used. Hereinafter, the direction along the optical axis of the pulsed laser light emitted from the laser light source 10 is defined as the Z direction. One of the directions intersecting the Z direction (vertically intersecting in the present embodiment) is defined as the X direction. A direction that intersects both the Z direction and the X direction (vertically intersects in this embodiment) is defined as a Y direction. The X, Y, and Z directions may be set as appropriate. For example, when the direction is defined based on the patient's up / down / left / right direction, the X direction may be the patient's left / right direction, the Y direction may be the patient's up / down direction, It is good.

エイミング光源11は、パルスレーザ光が照射される位置を示すエイミング光を出射する。本実施形態では、可視のレーザ光を出射する光源が、エイミング光源11として用いられる。なお、エイミング光源11は省略してもよい。   The aiming light source 11 emits aiming light indicating a position to which the pulse laser light is irradiated. In the present embodiment, a light source that emits visible laser light is used as the aiming light source 11. The aiming light source 11 may be omitted.

ダイクロイックミラー12は、パルスレーザ光の光路(以下、単に「光路」という場合もある)のうち、レーザ光源10とズームエキスパンダ13(後述する)の間に設けられている。ダイクロイックミラー12は、レーザ光源10から出射されるレーザ光と、エイミング光源11から出射されるエイミング光を合波する。詳細には、本実施形態のダイクロイックミラー12は、レーザ光源10から出射されるレーザ光の大部分を透過し、且つ、エイミング光源11から出射されるエイミング光の大部分を反射させることで、2つの光を合波する。   The dichroic mirror 12 is provided between a laser light source 10 and a zoom expander 13 (described later) in an optical path of pulsed laser light (hereinafter sometimes simply referred to as “optical path”). The dichroic mirror 12 combines the laser light emitted from the laser light source 10 and the aiming light emitted from the aiming light source 11. Specifically, the dichroic mirror 12 according to the present embodiment transmits most of the laser light emitted from the laser light source 10 and reflects most of the aiming light emitted from the aiming light source 11, thereby 2 Two lights are combined.

ズームエキスパンダ13は、光路におけるレーザ光源10とXY走査部25(後述する)の間に設けられている。詳細には、本実施形態では、レーザ光源10と高速Z走査部15(後述する)の間にビームエキスパンダ13が設けられている。ズームエキスパンダ13は、レーザ光源10から出射されたパルスレーザ光のビーム径を変更することができる。眼科用レーザ手術装置1の制御部(図示せず)は、ズームエキスパンダ13を駆動してパルスレーザ光のビーム径を変更することで、対物レンズ35(後述する)から患者眼Eに向けて出射されるパルスレーザ光の開口数NAを調整することができる。ビーム径が大きくなると開口数NAは大きくなり、ビーム径が小さくなると開口数NAは小さくなる。   The zoom expander 13 is provided between the laser light source 10 and the XY scanning unit 25 (described later) in the optical path. Specifically, in this embodiment, a beam expander 13 is provided between the laser light source 10 and the high-speed Z scanning unit 15 (described later). The zoom expander 13 can change the beam diameter of the pulsed laser light emitted from the laser light source 10. The control unit (not shown) of the ophthalmic laser surgical apparatus 1 drives the zoom expander 13 to change the beam diameter of the pulsed laser light, so that the objective lens 35 (described later) is directed toward the patient's eye E. The numerical aperture NA of the emitted pulsed laser beam can be adjusted. The numerical aperture NA increases as the beam diameter increases, and the numerical aperture NA decreases as the beam diameter decreases.

眼科用レーザ手術装置1は、開口数NAを調整することで、患者眼Eを処置する際の処置能力を向上させることができる。例えば、開口数NAが大きくなる程、パルスレーザ光の集光位置におけるスポットサイズは小さくなる。角膜手術では、パルスレーザ光の集光位置の精度を高くして精密な処置を行うことが求められ易い。一方で、水晶体手術では、スポットサイズを大きくして手術時間を短縮することが求められる場合がある。従って、本実施形態の眼科用レーザ手術装置1は、角膜手術を行うモードでは、水晶体手術を行うモードに比べて開口数NAを大きくし、スポットサイズを小さくしてもよい。水晶体手術を行うモードでは、開口数NAを小さくしてスポットサイズを大きくしてもよい。この場合、眼科用レーザ手術装置1は、患者眼Eの部位に応じて、より適切な処置を行うことができる。なお、開口数NAの調整方法は適宜変更できる。例えば、眼科用レーザ手術装置1は、集光位置のZ方向の走査に応じて、開口数NAを連続的または断続的に変更してもよい。この場合、眼科用レーザ手術装置1は、集光位置のZ方向の深度に応じて適切な光破壊を組織に生じさせることができる。   The ophthalmic laser surgical apparatus 1 can improve the treatment capability when treating the patient's eye E by adjusting the numerical aperture NA. For example, the larger the numerical aperture NA, the smaller the spot size at the focused position of the pulse laser beam. In corneal surgery, it is often required to perform a precise treatment by increasing the accuracy of the focused position of pulsed laser light. On the other hand, in crystalline lens surgery, it may be required to increase the spot size to shorten the operation time. Therefore, the ophthalmic laser surgical apparatus 1 according to the present embodiment may increase the numerical aperture NA and reduce the spot size in the corneal surgery mode compared to the lens surgery mode. In the mode in which the lens operation is performed, the numerical aperture NA may be decreased to increase the spot size. In this case, the ophthalmic laser surgical apparatus 1 can perform more appropriate treatment according to the site of the patient's eye E. In addition, the adjustment method of numerical aperture NA can be changed suitably. For example, the ophthalmic laser surgical apparatus 1 may change the numerical aperture NA continuously or intermittently according to scanning in the Z direction of the condensing position. In this case, the ophthalmic laser surgical apparatus 1 can cause an appropriate optical destruction in the tissue in accordance with the depth of the condensing position in the Z direction.

高速Z走査部15(第二Z走査部:本実施形態ではエキスパンダ)は、光路におけるレーザ光源10とXY走査部25の間(詳細には、第一実施形態ではズームエキスパンダ13とXY走査部25の間)に設けられている。本実施形態の高速Z走査部15は、負の屈折力を有する光学素子16と、光学素子16を光軸に沿って移動させる高速Z走査駆動部17とを備える。光学素子16とXY走査部25の間には、レンズ21が設けられている。レンズ21は、高速Z走査部15を経たレーザ光をXY走査部25に導光させる。   The high-speed Z scanning unit 15 (second Z scanning unit: an expander in the present embodiment) is disposed between the laser light source 10 and the XY scanning unit 25 in the optical path (specifically, the zoom expander 13 and the XY scanning in the first embodiment). Between the portions 25). The high-speed Z scanning unit 15 of this embodiment includes an optical element 16 having negative refractive power and a high-speed Z scanning drive unit 17 that moves the optical element 16 along the optical axis. A lens 21 is provided between the optical element 16 and the XY scanning unit 25. The lens 21 guides the laser light that has passed through the high-speed Z scanning unit 15 to the XY scanning unit 25.

光路上に配置された光学素子16が光軸に沿って移動すると、パルスレーザ光の集光位置がZ方向に移動する。従って、眼科用レーザ手術装置1の制御部は、高速Z走査駆動部17を駆動制御して光学素子16を移動させることで、集光位置をZ方向に走査させることができる。また、本実施形態の高速Z走査部15は、Z走査部44(後述する)よりも高速で集光位置をZ方向に走査させることができる。従って、制御部は、高速Z走査部15を用いることで、Z方向の集光位置を細かく調整することができる。例えば、制御部は、患者眼Eの傾きに応じて高速Z制御部15を駆動させることで、集光の精度を向上させてもよい。また、XY走査部25によるXY方向への走査に応じて高速Z制御部15を駆動させることで、XY方向への走査に起因して生じるZ方向の集光位置の誤差を低減させてもよい。   When the optical element 16 disposed on the optical path moves along the optical axis, the focused position of the pulsed laser light moves in the Z direction. Therefore, the control unit of the ophthalmic laser surgical apparatus 1 can scan the condensing position in the Z direction by driving and controlling the high-speed Z scanning driving unit 17 to move the optical element 16. In addition, the high-speed Z scanning unit 15 of the present embodiment can scan the condensing position in the Z direction at a higher speed than the Z scanning unit 44 (described later). Therefore, the control unit can finely adjust the light collection position in the Z direction by using the high-speed Z scanning unit 15. For example, the control unit may improve the light collection accuracy by driving the high-speed Z control unit 15 according to the inclination of the patient's eye E. Further, by driving the high-speed Z control unit 15 in accordance with the scanning in the XY direction by the XY scanning unit 25, an error in the condensing position in the Z direction caused by the scanning in the XY direction may be reduced. .

XY走査部25は、光軸に交差するXY平面上でパルスレーザ光を走査する。本実施形態では、XY走査部25は、X走査部26およびY走査部27を備える。X走査部26は、レーザ光源10から出射されたパルスレーザ光をX方向に走査する。Y走査部27は、X走査部26によってX方向に走査されたパルスレーザ光を、さらにY方向に走査する。本実施形態では、X走査部26およびY走査部27には共にガルバノミラーが採用されている。しかし、光を走査する他のデバイス(例えば、ポリゴンミラー、音響光学素子(AOM)等)を、X走査部26およびY走査部27の少なくともいずれかに採用してもよい。   The XY scanning unit 25 scans the pulse laser beam on the XY plane intersecting the optical axis. In the present embodiment, the XY scanning unit 25 includes an X scanning unit 26 and a Y scanning unit 27. The X scanning unit 26 scans the pulsed laser light emitted from the laser light source 10 in the X direction. The Y scanning unit 27 further scans the pulse laser beam scanned in the X direction by the X scanning unit 26 in the Y direction. In the present embodiment, galvanometer mirrors are employed for both the X scanning unit 26 and the Y scanning unit 27. However, other devices that scan light (for example, a polygon mirror, an acoustooptic device (AOM), etc.) may be employed in at least one of the X scanning unit 26 and the Y scanning unit 27.

図2を参照して、第一実施形態におけるXY走査部25の構成について詳細に説明する。第一実施形態では、一例として、3つのガルバノミラーを用いたXY走査部25が採用されている。詳細には、第一実施形態のX走査部26は、第一X走査部28および第二X走査部29を備える。第一X走査部28は、光路の上流側(本実施形態ではレンズ21)から入射したパルスレーザ光を、X方向に走査する。第二X走査部29の回転軸線は、第一X走査部28の回転軸線と平行である。第二X走査部29は、第一X走査部28によってX方向に走査されたパルスレーザ光を、さらにX方向に走査する。図2に示すように、制御部は、第一X走査部28による走査量に応じて第二X走査部29の走査量を制御することで、Y走査部27の所定箇所(本実施形態ではミラーの走査面の中心)にパルスレーザ光を入射させる。つまり、パルスレーザ光の主光線は、X方向の走査量に関わらず、Y走査部27の所定箇所に入射する。従って、眼科用レーザ手術装置1は、Y走査部27におけるパルスレーザ光の入射位置の変化に起因する各種の影響を排除することができる。なお、第一実施形態では、Y走査部27の走査面の中心は、XY走査部25によって走査される全てのパルスレーザ光の主光線が通過するピボット点となる。   With reference to FIG. 2, the structure of the XY scanning part 25 in 1st embodiment is demonstrated in detail. In the first embodiment, as an example, an XY scanning unit 25 using three galvanometer mirrors is employed. Specifically, the X scanning unit 26 of the first embodiment includes a first X scanning unit 28 and a second X scanning unit 29. The first X scanning unit 28 scans the pulse laser beam incident from the upstream side of the optical path (lens 21 in the present embodiment) in the X direction. The rotation axis of the second X scanning unit 29 is parallel to the rotation axis of the first X scanning unit 28. The second X scanning unit 29 further scans the pulse laser beam scanned in the X direction by the first X scanning unit 28 in the X direction. As shown in FIG. 2, the control unit controls the scanning amount of the second X scanning unit 29 in accordance with the scanning amount of the first X scanning unit 28, so that a predetermined portion of the Y scanning unit 27 (in this embodiment, A pulse laser beam is made incident on the center of the scanning surface of the mirror. That is, the principal ray of the pulsed laser light is incident on a predetermined portion of the Y scanning unit 27 regardless of the scanning amount in the X direction. Therefore, the ophthalmic laser surgical apparatus 1 can eliminate various effects caused by changes in the incident position of the pulse laser beam in the Y scanning unit 27. In the first embodiment, the center of the scanning surface of the Y scanning unit 27 is a pivot point through which the principal rays of all the pulsed laser beams scanned by the XY scanning unit 25 pass.

リレー部30は、図1に示すように、XY走査部25と対物レンズ35の間に設けられている。本実施形態のリレー部30は、ケプラー式のリレー光学系である。ケプラー式のリレー光学系は、3つ以上の光学部材によって構成されている場合でも、その機能を2つのレンズによって表現することができる。よって、図1では、2つのレンズによってリレー部30を示す。なお、以下で説明するケプラー式のリレー光学系についても同様に2つのレンズで図示する。リレー部30は、上流側リレー光学素子31と下流側リレー光学素子32によって、XY走査部25におけるピボット点(第一実施形態では、Y走査部27における走査面の中心のピボット点P)と、対物レンズ35(後述する)の物側焦点とを共役関係に結ぶ。   As shown in FIG. 1, the relay unit 30 is provided between the XY scanning unit 25 and the objective lens 35. The relay unit 30 of this embodiment is a Keplerian relay optical system. Even when the Kepler-type relay optical system is constituted by three or more optical members, the function can be expressed by two lenses. Therefore, in FIG. 1, the relay part 30 is shown by two lenses. The Kepler-type relay optical system described below is also illustrated with two lenses. The relay unit 30 includes a pivot point in the XY scanning unit 25 (in the first embodiment, a pivot point P at the center of the scanning surface in the Y scanning unit 27) by an upstream relay optical element 31 and a downstream relay optical element 32. An object side focal point of an objective lens 35 (described later) is connected in a conjugate relationship.

また、図3に示すように、上流側リレー光学素子31の物側焦点が、XY走査部25におけるピボット点Pに一致するように、上流側リレー光学素子31とXY走査部25との位置関係が保たれている。つまり、上流側リレー光学素子31とピボット点Pの間の距離が、上流側リレー光学素子31の焦点距離f31と一致する。従って、上流側リレー光学素子31から出射されるパルスレーザ光のテレセントリックの性能が保たれる。   In addition, as shown in FIG. 3, the positional relationship between the upstream relay optical element 31 and the XY scanning unit 25 so that the object-side focal point of the upstream relay optical element 31 coincides with the pivot point P in the XY scanning unit 25. Is maintained. That is, the distance between the upstream relay optical element 31 and the pivot point P matches the focal length f31 of the upstream relay optical element 31. Therefore, the telecentric performance of the pulse laser beam emitted from the upstream relay optical element 31 is maintained.

対物レンズ35は、リレー部30の下流側リレー光学素子32よりも光路の下流側に配置されている。換言すると、対物レンズ35の主平面は、下流側リレー光学素子32の主平面よりも光路の下流側に位置する。対物レンズ35を通過したパルスレーザ光は、眼球固定インターフェース37を経て患者眼Eの組織に集光される。詳細は図示しないが、眼球固定インターフェース37は、吸着リングおよびカップを有する。吸着リングには、吸引ポンプ等によって負圧が加えられる。その結果、患者眼Eの前眼部が吸着リングによって吸引固定される。カップは前眼部の周囲を覆う。手術時には、角膜の屈折率と同程度の屈折率を有する液体が、カップ内に満たされる。よって、角膜等によるパルスレーザ光の屈折が弱まり、集光位置の精度が向上する。なお、眼球固定インターフェース37の構成を適宜変更してもよいことは言うまでもない。コンタクトレンズ等を患者眼Eに装着してもよい。眼球固定インターフェース37等を使わずに、眼科用レーザ手術装置1による手術を行うことも可能である。   The objective lens 35 is disposed on the downstream side of the optical path from the downstream relay optical element 32 of the relay unit 30. In other words, the main plane of the objective lens 35 is located downstream of the main plane of the downstream relay optical element 32 in the optical path. The pulsed laser light that has passed through the objective lens 35 is focused on the tissue of the patient's eye E through the eyeball fixing interface 37. Although not shown in detail, the eyeball fixing interface 37 has a suction ring and a cup. A negative pressure is applied to the suction ring by a suction pump or the like. As a result, the anterior segment of the patient's eye E is sucked and fixed by the suction ring. The cup covers the anterior eye area. At the time of surgery, the cup is filled with a liquid having a refractive index comparable to that of the cornea. Therefore, the refraction of the pulse laser beam by the cornea or the like is weakened, and the accuracy of the condensing position is improved. Needless to say, the configuration of the eyeball fixing interface 37 may be changed as appropriate. A contact lens or the like may be attached to the patient's eye E. Surgery by the ophthalmic laser surgical apparatus 1 can be performed without using the eyeball fixing interface 37 or the like.

光路における対物レンズ35と下流側リレー光学素子32との間には、ダイクロイックミラー38が設けられている。本実施形態では、ダイクロイックミラー38は、レーザ光源10からのパルスレーザ光、およびエイミング光源12からのエイミング光の大部分を反射し、且つ、後述する観察ユニット40およびOCTユニット41からの光の大部分を透過する。その結果、これらの複数の光の光軸が同軸とされる。なお、観察ユニット40およびOCTユニット41の光の光軸を、パルスレーザ光の光軸と同軸にする場合、同軸にする位置を変更することも可能である。   A dichroic mirror 38 is provided between the objective lens 35 and the downstream relay optical element 32 in the optical path. In the present embodiment, the dichroic mirror 38 reflects most of the pulsed laser light from the laser light source 10 and the aiming light from the aiming light source 12, and large amounts of light from the observation unit 40 and the OCT unit 41 described later. Transparent part. As a result, the optical axes of the plurality of lights are coaxial. In addition, when making the optical axis of the light of the observation unit 40 and the OCT unit 41 coaxial with the optical axis of pulsed laser light, it is also possible to change the coaxial position.

第一実施形態では、光路において対物レンズ35よりも上流側に位置する光学素子のうち、対物レンズ35に最も近く、且つ屈折力を有する光学素子(以下、「対物レンズ35の上流側素子」という)は、リレー部30の下流側リレー光学素子32である。第一実施形態では、対物レンズ35の上流側素子における主平面と、対物レンズ35における主平面との間の距離が、対物レンズ35の上流側素子の焦点距離と、対物レンズ35の焦点距離との和に等しい。つまり、下流側リレー光学素子32の像側焦点が、対物レンズ35の物側焦点に一致している。本実施形態では、下流側リレー光学素子32および対物レンズ35の光路上における位置は固定されている。   In the first embodiment, among the optical elements positioned on the upstream side of the objective lens 35 in the optical path, the optical element closest to the objective lens 35 and having a refractive power (hereinafter referred to as “upstream element of the objective lens 35”). ) Is a downstream relay optical element 32 of the relay unit 30. In the first embodiment, the distance between the main plane in the upstream element of the objective lens 35 and the main plane in the objective lens 35 is the focal length of the upstream element of the objective lens 35 and the focal length of the objective lens 35. Is equal to the sum of That is, the image side focal point of the downstream relay optical element 32 coincides with the object side focal point of the objective lens 35. In the present embodiment, the positions of the downstream relay optical element 32 and the objective lens 35 on the optical path are fixed.

また、前述したように、第一実施形態では、XY走査部25におけるピボット点Pと、対物レンズ35の物側焦点とが、リレー部30によって共役関係となっている。従って、XY走査部25によって走査される全てのパルスレーザ光の主光線が、対物レンズ35の物側焦点を通過する。なお、本実施形態では、ダイクロイックミラー38は、対物レンズ35の物側焦点の位置(つまり、下流側リレー光学素子32の像側焦点の位置)に設けられている。   Further, as described above, in the first embodiment, the pivot point P in the XY scanning unit 25 and the object side focal point of the objective lens 35 are in a conjugate relationship by the relay unit 30. Accordingly, the principal rays of all the pulsed laser beams scanned by the XY scanning unit 25 pass through the object side focal point of the objective lens 35. In the present embodiment, the dichroic mirror 38 is provided at the object-side focal position of the objective lens 35 (that is, the image-side focal position of the downstream relay optical element 32).

なお、対物レンズ35の物側焦点等を規定するための焦点距離は、対物レンズ35のみの焦点距離であってもよいし、対物レンズ35と眼球固定インターフェース37とを含めた光学素子の焦点距離であってもよい。対物レンズ35の主平面を考える場合も同様である。つまり、本発明における「対物レンズ」という表現は、眼球固定インターフェース37を含む光学素子を指す場合もある。   The focal length for defining the object side focal point of the objective lens 35 may be the focal length of only the objective lens 35, or the focal length of an optical element including the objective lens 35 and the eyeball fixing interface 37. It may be. The same applies to the case where the main plane of the objective lens 35 is considered. That is, the expression “objective lens” in the present invention may refer to an optical element including the eyeball fixing interface 37.

観察ユニット40は、患者眼Eの正面画像を取得する。本実施形態の観察ユニット40は、可視光または赤外光によって照明された患者眼Eを撮影し、モニタ(図示せず)に表示させることができる。術者等は、モニタを見ることで患者眼Eを正面から観察することができる。   The observation unit 40 acquires a front image of the patient's eye E. The observation unit 40 of the present embodiment can capture the patient's eye E illuminated by visible light or infrared light and display it on a monitor (not shown). The surgeon can observe the patient's eye E from the front by looking at the monitor.

OCTユニット41は、患者眼Eの組織の断層画像を取得する。一例として、本実施形態のOCTユニット41は、光源、光分割器、参照光学系、走査部、および検出器を備える。光源は、断層画像を取得するための光を出射する。光分割器は、光源によって出射された光を、参照光と測定光に分割する。参照光は参照光学系に入射し、測定光は走査部に入射する。参照光学系は、測定光と参照光の光路長差を変更する構成を有する。走査部は、測定光を組織上で二次元方向に走査させる。検出器は、組織によって反射された測定光と、参照光学系を経た参照光との干渉状態を検出する。眼科用レーザ手術装置1は、測定光を走査し、反射測定光と干渉光の干渉状態を検出することで、組織の深さ方向の情報を取得する。取得した深さ方向の情報に基づいて、組織の断層画像を取得する。本実施形態の眼科用レーザ手術装置1は、パルスレーザ光を集光させるターゲット位置を、患者眼Eの断層画像に対応付ける。その結果、眼科用レーザ手術装置1は、パルスレーザ光を照射・走査させる動作を制御するためのデータを、断層画像を用いて作成することができる。OCTユニット41には種々の構成を用いることができる。例えば、SS−OCT、SD−OCT、TD−OCT等のいずれをOCTユニット41として採用してもよい。また、眼科用レーザ手術装置1は、光干渉以外の技術を用いて断層画像を撮影してもよい。断層画像を用いずにターゲット位置を決定することが可能な場合(例えば、圧平した角膜のみを処置する場合)には、OCTユニット41を省略してもよい。   The OCT unit 41 acquires a tomographic image of the tissue of the patient eye E. As an example, the OCT unit 41 of the present embodiment includes a light source, a light splitter, a reference optical system, a scanning unit, and a detector. The light source emits light for acquiring a tomographic image. The light splitter divides the light emitted from the light source into reference light and measurement light. The reference light enters the reference optical system, and the measurement light enters the scanning unit. The reference optical system has a configuration that changes the optical path length difference between the measurement light and the reference light. The scanning unit scans the measurement light in a two-dimensional direction on the tissue. The detector detects an interference state between the measurement light reflected by the tissue and the reference light that has passed through the reference optical system. The ophthalmic laser surgical apparatus 1 scans the measurement light and detects the interference state between the reflected measurement light and the interference light to acquire information in the depth direction of the tissue. A tomographic image of the tissue is acquired based on the acquired information in the depth direction. The ophthalmic laser surgical apparatus 1 according to the present embodiment associates a target position on which pulsed laser light is collected with a tomographic image of the patient's eye E. As a result, the ophthalmic laser surgical apparatus 1 can create data for controlling the operation of irradiating and scanning the pulsed laser beam using the tomographic image. Various configurations can be used for the OCT unit 41. For example, any of SS-OCT, SD-OCT, TD-OCT, etc. may be adopted as the OCT unit 41. The ophthalmic laser surgical apparatus 1 may capture a tomographic image using a technique other than optical interference. When the target position can be determined without using the tomographic image (for example, when only the applanated cornea is treated), the OCT unit 41 may be omitted.

ダイクロイックミラー42は、観察ユニット40の光軸とOCTユニット41の光軸を同軸とする。ダイクロイックミラー42を経た光は、前述したダイクロイックミラー38によって、レーザ光源10からのパルスレーザ光と同軸とされる。   The dichroic mirror 42 is coaxial with the optical axis of the observation unit 40 and the optical axis of the OCT unit 41. The light that has passed through the dichroic mirror 42 is made coaxial with the pulse laser light from the laser light source 10 by the dichroic mirror 38 described above.

Z走査部44は、少なくともXY走査部25の一部または全てを光軸に沿って移動させる。その結果、パルスレーザ光の集光位置は、光軸に沿うZ方向に走査される。つまり、Z走査部44は、レーザ光源10からパルスレーザ光を受け取り、受け取ったパルスレーザ光の集光位置をZ方向に走査する。第一実施形態では、Z走査部44は、XY走査部25(X走査部26およびY走査部27)と、リレー部30の上流側リレー光学素子31とを含む光学ユニットを、光軸に沿って移動させる。より詳細には、第一実施形態のZ走査部44は、高速Z走査部15およびレンズ21を、XY走査部25および上流側リレー光学素子31と共に、光軸に沿って移動させる。   The Z scanning unit 44 moves at least part or all of the XY scanning unit 25 along the optical axis. As a result, the focused position of the pulse laser beam is scanned in the Z direction along the optical axis. That is, the Z scanning unit 44 receives the pulse laser beam from the laser light source 10 and scans the condensing position of the received pulse laser beam in the Z direction. In the first embodiment, the Z scanning unit 44 includes an optical unit including the XY scanning unit 25 (the X scanning unit 26 and the Y scanning unit 27) and the upstream relay optical element 31 of the relay unit 30 along the optical axis. To move. More specifically, the Z scanning unit 44 of the first embodiment moves the high-speed Z scanning unit 15 and the lens 21 along the optical axis together with the XY scanning unit 25 and the upstream relay optical element 31.

以上説明したように、第一実施形態の眼科用レーザ手術装置1は、少なくともXY走査部25の一部または全部(第一実施形態では全部)を光軸に沿って移動させることで、パルスレーザ光の集光位置をZ方向に走査させる。詳細には、第一実施形態のZ走査部44は、少なくともXY走査部25の一部または全部と、屈折力を持った光学素子(第一実施形態では上流側リレー光学素子31)とを、光軸に沿って移動させる。前記光学素子は、レーザビームウェスト像を有限の距離に形成する。換言すると、前記光学素子は、対物レンズ35によって形成される集光位置の共役点を形成する。第一実施形態の眼科用レーザ手術装置1は、パルスレーザ光の集光位置を、より簡易な構成で適切に走査させることができる。以下、本実施形態における眼科用レーザ手術装置1の光学系を採用した場合の利点の詳細について、数点の例を挙げて説明する。   As described above, the ophthalmic laser surgical apparatus 1 according to the first embodiment moves the pulse laser by moving at least a part or all of the XY scanning unit 25 (all in the first embodiment) along the optical axis. The light condensing position is scanned in the Z direction. Specifically, the Z scanning unit 44 of the first embodiment includes at least part or all of the XY scanning unit 25 and an optical element having refractive power (the upstream relay optical element 31 in the first embodiment). Move along the optical axis. The optical element forms a laser beam waist image at a finite distance. In other words, the optical element forms a conjugate point of the condensing position formed by the objective lens 35. The ophthalmic laser surgical apparatus 1 according to the first embodiment can appropriately scan the condensing position of the pulse laser beam with a simpler configuration. Hereinafter, the details of the advantages when the optical system of the ophthalmic laser surgical apparatus 1 according to the present embodiment is employed will be described with several examples.

例えば、第一実施形態におけるZ走査部44を用いる代わりに、光学部材(一例として、XY走査部25の上流側のエキスパンダ)を光軸方向に移動させることで、集光位置をZ方向に走査させることも考えられる。この場合、光学部材の移動量に対する集光位置のZ方向の移動量は、移動させる光学部材よりも下流側に配置された光学系の影響を受ける。その結果、光学部材を大きく移動させないと、集光位置の移動量を十分に確保できない場合も生じ得る。   For example, instead of using the Z scanning unit 44 in the first embodiment, by moving an optical member (for example, an expander on the upstream side of the XY scanning unit 25) in the optical axis direction, the light collection position is moved in the Z direction. It is also possible to scan. In this case, the amount of movement of the condensing position in the Z direction with respect to the amount of movement of the optical member is affected by the optical system arranged on the downstream side of the optical member to be moved. As a result, if the optical member is not moved greatly, there may be a case where a sufficient amount of movement of the condensing position cannot be ensured.

上記の問題を、図1を変形させた例に基づいて説明する。図1に示す第一実施形態において、Z走査部44を用いずに、高速Z走査部15のみによって全てのZ方向の走査を実行する場合を仮定する。まず、上流側リレー光学素子31の焦点距離をf31、下流側リレー光学素子32の焦点距離をf32とすると、XY走査部25よりも下流側のリレー部30の横倍率は「f32/f31」で表される。ここで、一般的には、対物レンズ35から出射させるパルスレーザ光の開口数NAを適切な値とし、且つ、対物レンズ35と患者眼Eの距離を適切な距離に保つには、対物レンズ35の焦点距離をある程度大きくする必要がある。一方で、XY走査部25は高速で駆動する必要があるので、XY走査部25に用いられるガルバノミラーのミラー径は、対物レンズ35の入射瞳径と比べると非常に小さくなる場合が多い。その結果、リレー部30の横倍率「f32/f31」は大きい値になり易い。高速Z走査部15のみによって全てのZ方向の走査を実行する場合、焦点位置を単位距離だけZ方向に移動させるために必要な高速Z走査部15の移動量は、リレー部30の縦倍率(横倍率の二乗)に比例する。従って、高速Z走査部15の移動量を小さくすることが、リレー部30の制約によって困難になり得る。同様に、高速Z走査部15の移動量の削減には、XY走査部25よりも上流側の光学素子の制約も影響を与え得る。   The above problem will be described based on an example in which FIG. 1 is modified. In the first embodiment shown in FIG. 1, it is assumed that scanning in all Z directions is executed only by the high-speed Z scanning unit 15 without using the Z scanning unit 44. First, when the focal length of the upstream relay optical element 31 is f31 and the focal length of the downstream relay optical element 32 is f32, the lateral magnification of the relay unit 30 on the downstream side of the XY scanning unit 25 is “f32 / f31”. expressed. Here, in general, in order to set the numerical aperture NA of the pulsed laser light emitted from the objective lens 35 to an appropriate value and to keep the distance between the objective lens 35 and the patient's eye E at an appropriate distance, the objective lens 35 is used. It is necessary to increase the focal length to some extent. On the other hand, since the XY scanning unit 25 needs to be driven at high speed, the mirror diameter of the galvanometer mirror used in the XY scanning unit 25 is often very small compared to the entrance pupil diameter of the objective lens 35. As a result, the lateral magnification “f32 / f31” of the relay unit 30 tends to be a large value. When scanning in all Z directions is performed only by the high speed Z scanning unit 15, the amount of movement of the high speed Z scanning unit 15 required to move the focal position in the Z direction by a unit distance is the vertical magnification ( Proportional to the square of the lateral magnification). Therefore, it is difficult to reduce the amount of movement of the high-speed Z scanning unit 15 due to restrictions on the relay unit 30. Similarly, the restriction of the optical element upstream of the XY scanning unit 25 can also affect the reduction of the movement amount of the high-speed Z scanning unit 15.

また、XY走査部25よりも下流側の光学部材(例えば、下流側リレー光学素子32または対物レンズ35)を光軸に沿って移動させることで、光学部材の移動量を削減することも考えられる。しかし、この場合、Z走査部は、XY走査部25によって軸外に走査されたパルスレーザ光も適切に走査する必要があり、Z走査部の設計等が複雑になり得る。また、対物レンズ35等を移動させてZ方向の走査を行う場合、Z方向の走査に伴って収差が増加し易い。その結果、光学系の設計等が複雑になる等の問題も生じ得る。さらに、対物レンズ35を移動させる場合には、対物レンズ35を移動できるように眼球固定インターフェース37を設計する必要も生じる。   It is also conceivable to reduce the amount of movement of the optical member by moving the optical member downstream of the XY scanning unit 25 (for example, the downstream relay optical element 32 or the objective lens 35) along the optical axis. . However, in this case, the Z scanning unit needs to appropriately scan the pulse laser beam scanned off-axis by the XY scanning unit 25, and the design of the Z scanning unit may be complicated. Further, when the Z-direction scanning is performed by moving the objective lens 35 and the like, the aberration tends to increase with the Z-direction scanning. As a result, problems such as complicated design of the optical system may occur. Further, when the objective lens 35 is moved, it is necessary to design the eyeball fixing interface 37 so that the objective lens 35 can be moved.

これに対し、第一実施形態の眼科用レーザ手術装置1は、少なくともXY走査部25の一部または全部(第一実施形態では全部)を光軸に沿って移動させることで、パルスレーザ光の集光位置をZ方向に走査させる。従って、XY走査部25よりも上流側でZ方向の走査を行う場合に比べて、Z走査部44よりも下流側に位置する光学系の影響が低減される。XY走査部25よりも上流側でZ方向の走査を行う場合に比べて、XY走査部25の大きさを小さくすることも容易である。また、XY走査部25よりも下流側でZ方向の走査を行う場合とは異なり、XY方向に走査されたパルスレーザ光をさらにZ方向に適切に走査させるための設計を行う必要等も生じ難い。よって、第一実施形態の眼科用レーザ手術装置1は、パルスレーザ光の集光位置を、より簡易な構成で適切に走査させることができる。   On the other hand, the ophthalmic laser surgical apparatus 1 according to the first embodiment moves at least a part or the whole (all in the first embodiment) of the XY scanning unit 25 along the optical axis, thereby The condensing position is scanned in the Z direction. Therefore, the influence of the optical system positioned downstream of the Z scanning unit 44 is reduced as compared with the case where scanning in the Z direction is performed upstream of the XY scanning unit 25. Compared to the case where scanning in the Z direction is performed upstream of the XY scanning unit 25, the size of the XY scanning unit 25 can be easily reduced. In addition, unlike the case of scanning in the Z direction downstream from the XY scanning unit 25, it is unlikely that a design for appropriately scanning the pulse laser beam scanned in the XY direction in the Z direction is likely to occur. . Therefore, the ophthalmic laser surgical apparatus 1 according to the first embodiment can appropriately scan the condensing position of the pulse laser beam with a simpler configuration.

第一実施形態の眼科用レーザ手術装置1は、パルスレーザ光をZ走査部44の外部に出射させる出射光学素子(第一実施形態では上流側リレー光学素子31)を、XY走査部25の少なくとも一部と共に光軸に沿って移動させる。つまり、第一実施形態では、少なくともパルスレーザ光を組織に照射している間には、Z方向の走査を行う場合でも、XY走査部25と上流側リレー光学素子31の間の位置関係は固定されている。よって、集光位置の走査制御が容易である。また、出射光学素子の物側焦点が、XY走査部25におけるピボット点に一致する。この場合、Z走査部44によって焦点位置がZ方向に走査されても、Z走査部44の出射光学素子から出射されるパルスレーザ光のテレセントリック性能が維持される。さらに、第一実施形態では対物レンズ35等の光路上の位置が固定されている。その結果、対物レンズ35からのパルスレーザ光の出射角度が、Z方向の走査に関わらず一定となる。よって、集光位置の走査制御がさらに容易になる。例えば、パルスレーザ光を軸外に走査させる場合の制御が容易になる。OCT画像に基づくパルスレーザ光の照射位置の制御(例えば、XY走査部25およびZ走査部44を制御するための制御データの作成)も容易になる。   The ophthalmic laser surgical apparatus 1 according to the first embodiment includes an output optical element (upstream relay optical element 31 in the first embodiment) that emits pulsed laser light to the outside of the Z scanning unit 44, at least in the XY scanning unit 25. Move along the optical axis together with a part. That is, in the first embodiment, the positional relationship between the XY scanning unit 25 and the upstream relay optical element 31 is fixed even when scanning in the Z direction is performed at least while the tissue is irradiated with the pulse laser beam. Has been. Therefore, the scanning control of the condensing position is easy. Further, the object side focal point of the output optical element coincides with the pivot point in the XY scanning unit 25. In this case, even if the focal position is scanned in the Z direction by the Z scanning unit 44, the telecentric performance of the pulse laser beam emitted from the emission optical element of the Z scanning unit 44 is maintained. Furthermore, in the first embodiment, the position of the objective lens 35 and the like on the optical path is fixed. As a result, the emission angle of the pulsed laser light from the objective lens 35 is constant regardless of scanning in the Z direction. Therefore, the scanning control of the condensing position is further facilitated. For example, the control when the pulse laser beam is scanned off-axis becomes easy. Control of the irradiation position of pulsed laser light based on the OCT image (for example, creation of control data for controlling the XY scanning unit 25 and the Z scanning unit 44) is also facilitated.

さらに、第一実施形態では、XY走査部25によって走査される全てのパルスレーザ光の主光線が、対物レンズ35の物側焦点を通過する。この場合、集光位置がZ方向に走査されても、対物レンズ35の像側テレセントリックの性能が維持される。換言すると、対物レンズ35から患者眼Eに向けて出射されるパルスレーザ光の出射角度が平行に保たれる。従って、集光位置の走査制御がさらに容易になる。   Furthermore, in the first embodiment, the principal rays of all the pulsed laser beams scanned by the XY scanning unit 25 pass through the object side focal point of the objective lens 35. In this case, the image-side telecentric performance of the objective lens 35 is maintained even when the condensing position is scanned in the Z direction. In other words, the emission angle of the pulse laser beam emitted from the objective lens 35 toward the patient's eye E is kept parallel. Therefore, the scanning control of the condensing position is further facilitated.

第一実施形態では、リレー部30における下流側リレー光学素子32の主平面と、対物レンズ35の主平面との距離が、互いの焦点距離の和に等しい。この場合、対物レンズ35から出射されるパルスレーザ光の開口数NAが、Z走査部44によるZ方向の走査に関わらず維持される。従って、集光位置の走査制御がさらに容易になる。例えば、収差の影響を無視すると、開口数NAを一定とすることで、Z方向の走査量に関わらずスポットサイズが一定となる。   In the first embodiment, the distance between the main plane of the downstream relay optical element 32 and the main plane of the objective lens 35 in the relay unit 30 is equal to the sum of the focal lengths. In this case, the numerical aperture NA of the pulsed laser light emitted from the objective lens 35 is maintained regardless of the Z scanning performed by the Z scanning unit 44. Therefore, the scanning control of the condensing position is further facilitated. For example, ignoring the influence of aberration, by making the numerical aperture NA constant, the spot size becomes constant regardless of the scanning amount in the Z direction.

第一実施形態の眼科用レーザ手術装置1は、XY走査部25と、リレー部30における上流側リレー光学素子31とを含む光学ユニットを光軸に沿って移動させる。この場合、X走査部26とY走査部27の間にリレー部を設けずにXY走査部25を実現することも可能である。仮に、X走査部26とY走査部27の間にリレー部を設けなければ、リレー部を設ける場合に比べて構成が簡素化され、収差の影響も低下する。   The ophthalmic laser surgical apparatus 1 according to the first embodiment moves an optical unit including the XY scanning unit 25 and the upstream relay optical element 31 in the relay unit 30 along the optical axis. In this case, the XY scanning unit 25 can be realized without providing a relay unit between the X scanning unit 26 and the Y scanning unit 27. If a relay unit is not provided between the X scanning unit 26 and the Y scanning unit 27, the configuration is simplified and the influence of aberration is reduced as compared with the case where a relay unit is provided.

第一実施形態では、XY走査部25は、第一X走査部28、第二X走査部29、およびY走査部27を備える。第一X走査部28および第二X走査部29によってX方向に走査されたパルスレーザ光は、Y走査部27の所定箇所に入射する。この場合、X方向の走査量に関わらず、Y走査部27の所定箇所でY方向の走査が行われる。従って、集光位置の走査精度がさらに向上する。   In the first embodiment, the XY scanning unit 25 includes a first X scanning unit 28, a second X scanning unit 29, and a Y scanning unit 27. The pulse laser beam scanned in the X direction by the first X scanning unit 28 and the second X scanning unit 29 enters a predetermined portion of the Y scanning unit 27. In this case, scanning in the Y direction is performed at a predetermined position of the Y scanning unit 27 regardless of the scanning amount in the X direction. Therefore, the scanning accuracy of the condensing position is further improved.

第一実施形態では、光路におけるレーザ光源10とXY走査部25の間に高速Z走査部(第二Z走査部)15が設けられている。Z走査部を複数設けることで、処置の精度が向上する。一例として、本実施形態の高速Z走査部15は、パルスレーザ光の集光位置を、Z走査部44よりも高速でZ方向に走査させる。この場合、眼科用レーザ手術装置1は、パルスレーザ光による処置が行われている間に、種々の要素(例えば、眼球の傾き、XY方向の走査に起因した像面湾曲等の少なくともいずれか)に応じて、集光位置をZ方向に高速で走査させることができる。   In the first embodiment, a high-speed Z scanning unit (second Z scanning unit) 15 is provided between the laser light source 10 and the XY scanning unit 25 in the optical path. By providing a plurality of Z scanning units, the accuracy of treatment is improved. As an example, the high-speed Z scanning unit 15 of the present embodiment scans the focused position of the pulse laser light in the Z direction at a higher speed than the Z scanning unit 44. In this case, the ophthalmic laser surgical apparatus 1 performs various elements (for example, at least one of inclination of the eyeball, curvature of field due to scanning in the XY directions, and the like) while the treatment with the pulse laser beam is performed. Accordingly, the condensing position can be scanned in the Z direction at high speed.

第一実施形態では、光路におけるレーザ光源10とXY走査部25の間にズームエキスパンダ13が設けられている。ズームエキスパンダ13は、パルスレーザ光のビーム径を変更する。この場合、眼科用レーザ手術装置1は、ズームエキスパンダ13によってビーム径を変えることで、対物レンズ35から出射されるパルスレーザ光の開口数NAを調整することができる。なお、本実施形態のズームエキスパンダ13は、XY走査部25よりも上流側に配置されているので、軸外に走査されたパルスレーザ光に対応する必要は無い。   In the first embodiment, the zoom expander 13 is provided between the laser light source 10 and the XY scanning unit 25 in the optical path. The zoom expander 13 changes the beam diameter of the pulse laser beam. In this case, the ophthalmic laser surgical apparatus 1 can adjust the numerical aperture NA of the pulsed laser light emitted from the objective lens 35 by changing the beam diameter with the zoom expander 13. Since the zoom expander 13 of this embodiment is disposed upstream of the XY scanning unit 25, it is not necessary to deal with pulsed laser light scanned off-axis.

<第二実施形態>
第一実施形態とは異なる典型的な実施形態の1つである第二実施形態について、図4を参照して説明する。第二実施形態では、XY走査部55およびZ走査部66の構成等が第一実施形態と異なるが、第一実施形態と共通する構成もある。従って、以下では、第一実施形態と同様の構成については第一実施形態と同じ番号を付し、その説明を省略または簡略化する。第二実施形態でも、第一実施形態と同様に、患者眼Eの角膜および水晶体を共に処置することが可能な眼科用レーザ手術装置2を例示する。
<Second embodiment>
A second embodiment which is one of typical embodiments different from the first embodiment will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the configurations of the XY scanning unit 55 and the Z scanning unit 66 are different from those of the first embodiment, but there are also configurations that are common to the first embodiment. Therefore, in the following, the same configurations as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and description thereof is omitted or simplified. Similarly to the first embodiment, the second embodiment exemplifies an ophthalmic laser surgical apparatus 2 that can treat both the cornea and the crystalline lens of the patient's eye E.

第二実施形態の眼科用レーザ手術装置2は、レーザ光源10、エイミング光源11、ダイクロイックミラー12、ズームエキスパンダ13、高速Z走査部15、およびレンズ21を備える。以上のレーザ光源10からレンズ21までの構成には、第一実施形態で例示した構成を採用することが可能である。   The ophthalmic laser surgical apparatus 2 according to the second embodiment includes a laser light source 10, an aiming light source 11, a dichroic mirror 12, a zoom expander 13, a high-speed Z scanning unit 15, and a lens 21. The configuration exemplified in the first embodiment can be adopted as the configuration from the laser light source 10 to the lens 21 described above.

第二実施形態のXY走査部55は、X走査部56と、Y走査部57と、XYリレー部60とを備える。X走査部56は、レンズ21から入射したパルスレーザ光をX方向に走査させる。Y走査部57は、X走査部56から入射したパルスレーザ光をY方向に走査させる。一例として、第二実施形態では、X走査部56およびY走査部57の各々は、共に1つのガルバノミラーである。しかし、光を走査する他のデバイスを採用してもよい。複数のデバイス(例えば、2つのガルバノミラー)を、X走査部56およびY走査部57の少なくともいずれかに採用してもよい。   The XY scanning unit 55 of the second embodiment includes an X scanning unit 56, a Y scanning unit 57, and an XY relay unit 60. The X scanning unit 56 scans the pulse laser beam incident from the lens 21 in the X direction. The Y scanning unit 57 scans the pulse laser beam incident from the X scanning unit 56 in the Y direction. As an example, in the second embodiment, each of the X scanning unit 56 and the Y scanning unit 57 is one galvanometer mirror. However, other devices that scan light may be employed. A plurality of devices (for example, two galvanometer mirrors) may be employed in at least one of the X scanning unit 56 and the Y scanning unit 57.

XYリレー部60は、X走査部56とY走査部57の間に設けられている。XYリレー部60は、上流側XYリレー光学素子61と、上流側XYリレー光学素子61よりも下流側に設けられた下流側XYリレー光学素子62とを備える。XYリレー部60は、ケプラー式のリレー光学系であり、X走査部56をY走査部57にリレーする。つまり、X走査部56の走査中心と、Y走査部57の走査中心とは、XYリレー部60によって共役関係となる。上流側XYリレー光学素子61の物側(前側)焦点が、X走査部56における走査中心に一致するように、上流側XYリレー光学素子61とX走査部56との位置関係が保たれている。従って、上流側XYリレー光学素子61から出射されるパルスレーザ光のテレセントリックの性能が保たれる。また、第二実施形態では、下流側XYリレー光学素子62とY走査部57の位置関係が固定されている。詳細には、下流側XYリレー光学素子62の像側(後側)焦点が、Y走査部57における走査中心に一致するように、下流側XYリレー光学素子62とY走査部57との位置関係が保たれている。   The XY relay unit 60 is provided between the X scanning unit 56 and the Y scanning unit 57. The XY relay unit 60 includes an upstream XY relay optical element 61 and a downstream XY relay optical element 62 provided on the downstream side of the upstream XY relay optical element 61. The XY relay unit 60 is a Keplerian relay optical system, and relays the X scanning unit 56 to the Y scanning unit 57. That is, the scanning center of the X scanning unit 56 and the scanning center of the Y scanning unit 57 are in a conjugate relationship by the XY relay unit 60. The positional relationship between the upstream XY relay optical element 61 and the X scanning unit 56 is maintained so that the object side (front) focal point of the upstream XY relay optical element 61 coincides with the scanning center in the X scanning unit 56. . Therefore, the telecentric performance of the pulse laser beam emitted from the upstream XY relay optical element 61 is maintained. In the second embodiment, the positional relationship between the downstream XY relay optical element 62 and the Y scanning unit 57 is fixed. Specifically, the positional relationship between the downstream XY relay optical element 62 and the Y scanning unit 57 so that the image side (rear) focal point of the downstream XY relay optical element 62 coincides with the scanning center in the Y scanning unit 57. Is maintained.

XY走査部55よりも光路の下流側には、リレー部30、ダイクロイックミラー38、および対物レンズ35が順に設けられている。リレー部30、ダイクロイックミラー38、および対物レンズ35には、第一実施形態で例示した構成と同様の構成を採用できる。詳細には、第二実施形態でも、上流側リレー光学素子31の物側焦点が、Y走査部57におけるピボット点に一致するように、上流側リレー光学素子31とY走査部57との位置関係が保たれている。また、対物レンズ35の上流側素子(第二実施形態では下流側リレー光学素子32)における主平面と、対物レンズ35における主平面との間の光路上の距離が、対物レンズ35の上流側素子の焦点距離と、対物レンズ35の焦点距離の和に等しい。さらに、XY走査部55によって走査される全てのパルスレーザ光の主光線が、対物レンズ35の物側焦点を通過する。ただし、第二実施形態では、第一実施形態とは異なり、リレー部30における上流側リレー光学系31は光軸に沿って移動することは無い(詳細は後述する)。   A relay unit 30, a dichroic mirror 38, and an objective lens 35 are provided in this order on the downstream side of the optical path from the XY scanning unit 55. For the relay unit 30, the dichroic mirror 38, and the objective lens 35, the same configuration as that exemplified in the first embodiment can be adopted. Specifically, also in the second embodiment, the positional relationship between the upstream relay optical element 31 and the Y scanning unit 57 so that the object-side focal point of the upstream relay optical element 31 coincides with the pivot point in the Y scanning unit 57. Is maintained. The distance on the optical path between the main plane of the upstream element of the objective lens 35 (the downstream relay optical element 32 in the second embodiment) and the main plane of the objective lens 35 is the upstream element of the objective lens 35. Is equal to the sum of the focal length of the objective lens 35 and the focal length of the objective lens 35. Further, the principal rays of all the pulsed laser beams scanned by the XY scanning unit 55 pass through the object side focal point of the objective lens 35. However, in the second embodiment, unlike the first embodiment, the upstream relay optical system 31 in the relay unit 30 does not move along the optical axis (details will be described later).

なお、第二実施形態では、リレー部30における上流側リレー光学素子31の主平面と、下流側リレー光学素子32の主平面との光路上の距離は、上流側リレー光学素子31の焦点距離と、下流側リレー光学素子32の焦点距離との和と等しい。また、上流側リレー光学素子31の主平面と、下流側XYリレー光学素子62の主平面との間の光路上の距離は、上流側リレー光学素子31の焦点距離と、下流側XYリレー光学素子62の焦点距離との和と等しい。この場合、後述するZ走査部66による走査が行われても、対物レンズ35から出射されるパルスレーザ光の開口数NAは維持される。   In the second embodiment, the distance on the optical path between the main plane of the upstream relay optical element 31 and the main plane of the downstream relay optical element 32 in the relay unit 30 is the focal length of the upstream relay optical element 31. , Equal to the sum of the focal lengths of the downstream relay optical elements 32. The distance on the optical path between the main plane of the upstream relay optical element 31 and the main plane of the downstream XY relay optical element 62 is the focal length of the upstream relay optical element 31 and the downstream XY relay optical element. Equal to the sum of 62 focal lengths. In this case, the numerical aperture NA of the pulsed laser light emitted from the objective lens 35 is maintained even when scanning by a Z scanning unit 66 described later is performed.

また、第二実施形態でも、観察ユニット40およびOCTユニット41を搭載してもよい。観察ユニット40、OCTユニット41、ダイクロイックミラー38,42等の構成は、第一実施形態と同様の構成としてもよいし、異なる構成としてもよい。   In the second embodiment, the observation unit 40 and the OCT unit 41 may be mounted. The configuration of the observation unit 40, the OCT unit 41, the dichroic mirrors 38 and 42, etc. may be the same as or different from the first embodiment.

Z走査部66は、第一実施形態と同様に、少なくともXY走査部55の一部を光軸に沿って移動させることで、パルスレーザ光の集光位置をZ方向に走査させる。ただし、第二実施形態のZ走査部66は、第一実施形態とは異なり、X走査部56と、XYリレー部60の上流側XYリレー光学素子61とを含む光学ユニットを、光軸に沿って移動させる。第二実施形態では、下流側XYリレー光学素子62、Y走査部57、およびリレー部30は、Z走査部66によって移動されることは無い。なお、第二実施形態のZ走査部66は、高速Z走査部15およびレンズ21を、X走査部56および上流側XYリレー光学素子61と共に、光軸に沿って移動させる。   Similar to the first embodiment, the Z scanning unit 66 moves the condensed position of the pulsed laser light in the Z direction by moving at least a part of the XY scanning unit 55 along the optical axis. However, unlike the first embodiment, the Z scanning unit 66 of the second embodiment includes an optical unit including an X scanning unit 56 and an upstream XY relay optical element 61 of the XY relay unit 60 along the optical axis. To move. In the second embodiment, the downstream XY relay optical element 62, the Y scanning unit 57, and the relay unit 30 are not moved by the Z scanning unit 66. The Z scanning unit 66 of the second embodiment moves the high-speed Z scanning unit 15 and the lens 21 along the optical axis together with the X scanning unit 56 and the upstream XY relay optical element 61.

第二実施形態におけるZ走査部66の光路上では、屈折力を有する光学素子のうち最も下流側に位置する光学素子は、上流側XYリレー光学素子61である。従って、上流側XYリレー光学素子61は、パルスレーザ光をZ走査部66の外部に出射させる出射光学素子として機能する。上流側XYリレー光学素子61の物側焦点は、X走査部56におけるピボット点に一致する。   On the optical path of the Z scanning unit 66 in the second embodiment, the optical element located on the most downstream side among the optical elements having refractive power is the upstream XY relay optical element 61. Accordingly, the upstream XY relay optical element 61 functions as an emission optical element that emits pulsed laser light to the outside of the Z scanning unit 66. The object-side focal point of the upstream XY relay optical element 61 coincides with the pivot point in the X scanning unit 56.

以上説明したように、第二実施形態の眼科用レーザ手術装置2は、第一実施形態の眼科用レーザ手術装置1と同様に、少なくともXY走査部66の一部を光軸に沿って移動させることで、パルスレーザ光の集光位置をZ方向に走査させる。詳細には、第二実施形態のZ走査部66は、少なくともXY走査部55の一部と、屈折力を持った光学素子(第二実施形態では上流側XYリレー光学素子61)とを、光軸に沿って移動させる。従って、眼科用レーザ手術装置2は、パルスレーザ光の集光位置を、より簡易な構成で適切に走査させることができる。   As described above, the ophthalmic laser surgical apparatus 2 according to the second embodiment moves at least a part of the XY scanning unit 66 along the optical axis in the same manner as the ophthalmic laser surgical apparatus 1 according to the first embodiment. Thus, the focused position of the pulse laser beam is scanned in the Z direction. Specifically, the Z scanning unit 66 of the second embodiment transmits at least a part of the XY scanning unit 55 and an optical element having refractive power (the upstream XY relay optical element 61 in the second embodiment) to the light. Move along the axis. Therefore, the ophthalmic laser surgical apparatus 2 can appropriately scan the condensing position of the pulse laser beam with a simpler configuration.

詳細には、第二実施形態のZ走査部66は、X走査部56と、上流側XYリレー光学素子61とを含む光学ユニットを光軸に沿って移動させることで、集光位置をZ方向に移動させる。この場合、眼科用レーザ手術装置2は、Y走査部57を移動させずにZ方向の走査を行うことができる。また、X走査部56の直前に位置するレンズ21の焦点距離は、X走査部56までの距離で良い。よって、レンズ21の焦点距離を短くすることも容易である。さらに、第二実施形態における眼科用レーザ手術装置2の構成の一部は、第一実施形態における眼科用レーザ手術装置1の構成の一部と共通する。従って、前述した第一実施形態における効果の少なくとも一部は、第二実施形態でも同様に奏し得る。   Specifically, the Z scanning unit 66 according to the second embodiment moves the optical unit including the X scanning unit 56 and the upstream XY relay optical element 61 along the optical axis, thereby moving the light collection position in the Z direction. Move to. In this case, the ophthalmic laser surgical apparatus 2 can perform scanning in the Z direction without moving the Y scanning unit 57. Further, the focal length of the lens 21 positioned immediately before the X scanning unit 56 may be the distance to the X scanning unit 56. Therefore, it is easy to shorten the focal length of the lens 21. Furthermore, a part of the configuration of the ophthalmic laser surgical apparatus 2 in the second embodiment is common to the part of the configuration of the ophthalmic laser surgical apparatus 1 in the first embodiment. Therefore, at least a part of the effects in the first embodiment described above can be similarly achieved in the second embodiment.

本発明は上記実施形態に限定されることは無く、様々な変形が可能であることは勿論である。まず、図1〜図4では、それぞれの光学素子(例えば、16、21、31、32、35、61、62)が1つの光学部材(例えば、レンズ等)によって図示されている。しかし、当然ながら、それぞれの光学素子は、1つの光学部材によって構成されてもよいし複数の光学部材によって構成されてもよい。また、上記実施形態の説明では、「光学素子Aが光学素子Bの下流側に位置する」との表現は、光学素子Aの主平面が光学素子Bの主平面よりも下流側に位置することを示す。従って、上記の例では、光学素子Aを構成する光学部材の一部が、光学素子Bを構成する光学部材の少なくとも一部よりも上流側に位置していてもよい。   Of course, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible. First, in FIG. 1 to FIG. 4, each optical element (for example, 16, 21, 31, 32, 35, 61, 62) is illustrated by one optical member (for example, a lens or the like). However, as a matter of course, each optical element may be constituted by one optical member or a plurality of optical members. In the description of the above embodiment, the expression “the optical element A is positioned downstream of the optical element B” means that the main plane of the optical element A is positioned downstream of the main plane of the optical element B. Indicates. Therefore, in the above example, a part of the optical member constituting the optical element A may be located upstream from at least a part of the optical member constituting the optical element B.

また、図1〜図4では、説明を簡略化するために、実際の構成よりも簡略化した構成が示されている。従って、図示しない光学部材(例えば、光路を曲折させるための光学部材等)が構成に含まれていてもよい。また、光学素子には、凸レンズ、凹レンズ、凹面鏡、平面ミラー等の種々の光学部材およびこれらの組合せを採用できる。   Moreover, in FIG. 1 to FIG. 4, a simplified configuration than the actual configuration is shown in order to simplify the description. Accordingly, an optical member (not shown) (for example, an optical member for bending the optical path) may be included in the configuration. In addition, various optical members such as a convex lens, a concave lens, a concave mirror, and a plane mirror and combinations thereof can be adopted as the optical element.

上記第一・第二実施形態では、Z走査部44,66は、正の屈折力を有する光学素子(上流側リレー光学素子31または上流側XYリレー光学素子61)を、XY走査部25,55の少なくとも一部と共に光軸に沿って移動させる。しかし、Z走査部44,66は、負の屈折力を有する光学素子を、XY走査部25,55の少なくとも一部と共に移動させてもよい。また、XY走査部25,55の少なくとも一部と共に移動させる光学素子の位置は、上記第一・第二実施形態で例示された位置に限定されない。例えば、Z走査部は、XY走査部25,55よりも上流側に配置された光学素子を、XY走査部25,55の少なくとも一部と共に移動させてもよい。   In the first and second embodiments, the Z scanning units 44 and 66 replace the optical elements having the positive refractive power (the upstream relay optical element 31 or the upstream XY relay optical element 61) with the XY scanning units 25 and 55, respectively. Along with the optical axis. However, the Z scanning units 44 and 66 may move the optical element having negative refractive power together with at least a part of the XY scanning units 25 and 55. Further, the position of the optical element that is moved together with at least a part of the XY scanning units 25 and 55 is not limited to the position exemplified in the first and second embodiments. For example, the Z scanning unit may move the optical element disposed upstream of the XY scanning units 25 and 55 together with at least a part of the XY scanning units 25 and 55.

リレー部30等の構成を変更することも可能である。例えば、図4に示す第二実施形態では、Y走査部57と対物レンズ35の間に、上流側リレー光学素子31と下流側リレー光学素子32が設けられている。しかし、第二実施形態において、例えば下流側XYリレー光学素子62等の焦点距離を調整することで、Y走査部57から出射されるパルスレーザ光を平行でない光とし、リレー部30の上流側リレー光学素子31を省略することも可能である。この場合、具体的には、上流側XYリレー光学素子61の物側焦点を、X走査部56の走査中心に一致させる。下流側XYリレー光学素子62の像側焦点を、Y走査部57の走査中心に一致させる。また、Y走査部57の走査中心と、対物レンズ35の物側焦点とを共役とする。この場合でも、上記実施形態と同様に集光位置が定まる。また、同様に、第一実施形態における上流側リレー光学素子31、および、第二実施形態における上流側XYリレー光学素子61を省略することも可能である。下流側リレー光学素子32、および下流側XYリレー光学素子62を省略することも可能である。   It is also possible to change the configuration of the relay unit 30 and the like. For example, in the second embodiment shown in FIG. 4, the upstream relay optical element 31 and the downstream relay optical element 32 are provided between the Y scanning unit 57 and the objective lens 35. However, in the second embodiment, for example, by adjusting the focal length of the downstream XY relay optical element 62 or the like, the pulse laser beam emitted from the Y scanning unit 57 is made non-parallel light, and the upstream relay of the relay unit 30 The optical element 31 can be omitted. In this case, specifically, the object side focal point of the upstream XY relay optical element 61 coincides with the scanning center of the X scanning unit 56. The image side focal point of the downstream XY relay optical element 62 is made to coincide with the scanning center of the Y scanning unit 57. Further, the scanning center of the Y scanning unit 57 and the object side focal point of the objective lens 35 are conjugate. Even in this case, the condensing position is determined similarly to the above embodiment. Similarly, the upstream relay optical element 31 in the first embodiment and the upstream XY relay optical element 61 in the second embodiment can be omitted. The downstream relay optical element 32 and the downstream XY relay optical element 62 may be omitted.

上記第一・第二実施形態では、レーザ光源10と、レーザを患者眼Eに照射するための光学系とを含む種々の構成が、眼科用レーザ手術装置1,2に一体的に組み込まれている場合を例示した。しかし、光学系を含む構成をモジュール化して眼科用レーザ手術装置1,2に組み込むことも可能である。この場合、モジュール化された光学系は、例えば、以下のように表すことも可能である。パルスレーザ光を患者眼の組織内に集光させることで前記患者眼を処置する眼科用レーザ手術装置で使用される光学系であって、レーザ光源から出射されたパルスレーザ光を、光軸に交差する方向に走査するXY走査部と、前記XY走査部よりもパルスレーザ光の光路の下流側に配置され、前記XY走査部を経たパルスレーザ光を集光させる対物レンズと、少なくとも前記XY走査部の一部を前記光軸に沿って移動させることで、前記パルスレーザ光の集光位置を、前記光軸に沿うZ方向に走査させるZ走査部とを備えたことを特徴とする光学系。   In the first and second embodiments, various configurations including the laser light source 10 and the optical system for irradiating the patient's eye E with the laser are integrally incorporated in the ophthalmic laser surgical apparatuses 1 and 2. Exemplified the case. However, the configuration including the optical system can be modularized and incorporated into the ophthalmic laser surgical apparatuses 1 and 2. In this case, the modularized optical system can be expressed as follows, for example. An optical system used in an ophthalmic laser surgical apparatus for treating a patient's eye by condensing pulsed laser light in a tissue of a patient's eye, wherein the pulsed laser light emitted from a laser light source is used as an optical axis. An XY scanning unit that scans in an intersecting direction; an objective lens that is arranged downstream of the optical path of the pulsed laser light from the XY scanning unit and collects the pulsed laser light that has passed through the XY scanning unit; and at least the XY scanning An optical system comprising: a Z scanning section that moves a part of the section along the optical axis to scan the focused position of the pulsed laser light in the Z direction along the optical axis. .

上記第一・第二実施形態では、角膜および水晶体を共に処置することが可能な眼科用レーザ手術装置1,2を例示した。しかし、患者眼Eの特定の部位(例えば、角膜のみ、または水晶体のみ)を処置する眼科用レーザ手術装置にも、上記実施形態で例示した構成を適用できる。なお、角膜のみを処置する場合に比べて、水晶体を処置する場合の方が、Z方向の走査量を大きくする必要がある。さらに、水晶体のみを処置する場合に比べて、角膜と水晶体を共に処置する場合の方が、Z方向の走査量を大きくする必要がある。簡易な構成で適切なZ方向の走査を行うことは、Z方向の走査量が大きい程困難になる。しかし、上記第一・第二実施形態で例示した技術を用いることで、Z方向の走査を適切に行うことができる。従って、上記第一・第二実施形態で例示した技術は、水晶体を処置する場合、および、水晶体と角膜を共に処置する場合に、より大きな優位性を発揮する。眼科用レーザ手術装置1,2では、水晶体と角膜を共に処置する場合でも、角膜処置用の光路と水晶体処置用の光路とを切り換える構成等も必須では無い。   In the first and second embodiments, the ophthalmic laser surgical apparatuses 1 and 2 capable of treating both the cornea and the crystalline lens are exemplified. However, the configuration exemplified in the above embodiment can also be applied to an ophthalmic laser surgical apparatus that treats a specific part of the patient's eye E (for example, only the cornea or only the lens). Note that it is necessary to increase the scanning amount in the Z direction when treating the crystalline lens, compared with when treating only the cornea. Furthermore, it is necessary to increase the scanning amount in the Z direction when treating both the cornea and the crystalline lens, compared to treating only the crystalline lens. It is more difficult to perform appropriate Z-direction scanning with a simple configuration as the amount of scanning in the Z-direction increases. However, by using the techniques exemplified in the first and second embodiments, scanning in the Z direction can be performed appropriately. Therefore, the techniques exemplified in the first and second embodiments exhibit a greater advantage when treating the lens and when treating both the lens and the cornea. In the ophthalmic laser surgical apparatuses 1 and 2, even when both the crystalline lens and the cornea are treated, a configuration for switching the optical path for corneal treatment and the optical path for crystalline lens treatment is not essential.

上記第一・第二実施形態の眼科用レーザ手術装置1,2は、対物レンズ35よりも上流側にリレー部30を備える。従って、眼科用レーザ手術装置1,2は、レーザ光を適切にターゲット位置に集光させることができる。また、観察ユニット40およびOCTユニット41の光軸を、リレー部30においてパルスレーザ光の光軸に容易に合成することもできる。しかし、リレー部30を省略して構成を簡略化することも可能である。   The ophthalmic laser surgical apparatuses 1 and 2 according to the first and second embodiments include the relay unit 30 on the upstream side of the objective lens 35. Therefore, the ophthalmic laser surgical apparatuses 1 and 2 can appropriately focus the laser beam on the target position. In addition, the optical axes of the observation unit 40 and the OCT unit 41 can be easily combined with the optical axis of the pulse laser beam in the relay unit 30. However, the configuration can be simplified by omitting the relay unit 30.

上記第一実施形態では、Z走査部44は、高速Z走査部15、レンズ21、XY走査部25、および上流側リレー光学素子31を光軸方向に移動させる。また、上記第二実施形態では、Z走査部66は、高速Z走査部15、レンズ21、X走査部56、および上流側XYリレー光学素子61を光軸方向に移動させる。しかし、Z走査部44,66によって移動される構成を変更することも可能である。例えば、上記第一・第二実施形態において、高速Z走査部15およびレンズ21を、Z走査部44,46によって移動される構成から除外することも可能である。また、Z走査部44,46は、ズームエキスパンダ13等の他の部材も併せてZ方向に移動させてもよい。   In the first embodiment, the Z scanning unit 44 moves the high-speed Z scanning unit 15, the lens 21, the XY scanning unit 25, and the upstream relay optical element 31 in the optical axis direction. In the second embodiment, the Z scanning unit 66 moves the high-speed Z scanning unit 15, the lens 21, the X scanning unit 56, and the upstream XY relay optical element 61 in the optical axis direction. However, the configuration moved by the Z scanning units 44 and 66 can be changed. For example, in the first and second embodiments, the high speed Z scanning unit 15 and the lens 21 can be excluded from the configuration moved by the Z scanning units 44 and 46. The Z scanning units 44 and 46 may also move other members such as the zoom expander 13 in the Z direction.

上記第一・第二実施形態の眼科用レーザ手術装置1,2は、高速Z走査部15によって、種々の要素に応じて集光位置を高速でZ方向に走査させることができる。しかし、高速Z走査部15を省略することも可能である。また、上記第一・第二実施形態とは逆に、Z走査部15による走査速度よりも、Z走査部44,66による走査速度を高速とすることも可能である。この場合でも、1つのZ走査部を用いる場合に比べて処置の精度を容易に向上させることができる。また、上記第一・第二実施形態の眼科用レーザ手術装置1,2は、ズームエキスパンダ13によってビーム径を変更することで、パルスレーザ光の開口数NAを調整することができる。しかし、ズームエキスパンダ13を省略することも可能である。また、高速Z走査部15とズームエキスパンダ13の位置を入れ替えてもよい。   The ophthalmic laser surgical apparatuses 1 and 2 according to the first and second embodiments can cause the condensing position to be scanned in the Z direction at high speed according to various elements by the high-speed Z scanning unit 15. However, the high-speed Z scanning unit 15 can be omitted. In contrast to the first and second embodiments, the scanning speed of the Z scanning units 44 and 66 can be made higher than the scanning speed of the Z scanning unit 15. Even in this case, the accuracy of treatment can be easily improved as compared with the case of using one Z scanning unit. Further, the ophthalmic laser surgical apparatuses 1 and 2 according to the first and second embodiments can adjust the numerical aperture NA of the pulsed laser light by changing the beam diameter with the zoom expander 13. However, the zoom expander 13 can be omitted. Further, the positions of the high-speed Z scanning unit 15 and the zoom expander 13 may be interchanged.

上記第一・第二実施形態では、対物レンズ35からのパルスレーザ光の出射角度が固定されている(詳細にはテレセントリックの性能が維持される)。従って、眼科用レーザ手術装置1,2は、集光位置の高精度な走査を容易に行うことができる。しかし、出射角度が変動する構成としてもよい。この場合、XY走査部25,55の駆動制御等によって集光位置を高精度に走査してもよい。   In the first and second embodiments, the emission angle of the pulse laser beam from the objective lens 35 is fixed (specifically, telecentric performance is maintained). Therefore, the ophthalmic laser surgical apparatuses 1 and 2 can easily perform high-precision scanning of the condensing position. However, the emission angle may vary. In this case, the condensing position may be scanned with high accuracy by driving control of the XY scanning units 25 and 55 or the like.

上記第一・第二実施形態では、Z方向の走査に関わらず、対物レンズ35から出射されるパルスレーザ光の開口数NAが維持される。しかし、Z方向の走査に応じて開口数NAが変化してもよい。また、各種パラメータ(例えば、Z方向におけるパルスレーザ光の集光位置)に応じてビームエキスパンダ13等を駆動させることで、開口数NAを変化させてもよい。   In the first and second embodiments, the numerical aperture NA of the pulsed laser light emitted from the objective lens 35 is maintained regardless of scanning in the Z direction. However, the numerical aperture NA may change according to scanning in the Z direction. Further, the numerical aperture NA may be changed by driving the beam expander 13 or the like in accordance with various parameters (for example, the condensing position of the pulsed laser beam in the Z direction).

上記実施形態の構成に加え、パルスレーザ光の走査に起因して発生する収差を補正するための構成を設けることも可能である。例えば、XY走査部25,55よりも上流側に、パルスレーザ光の波面を変化させるためのデバイスを設けることで、収差を補正してもよい。   In addition to the configuration of the above-described embodiment, it is possible to provide a configuration for correcting aberration that occurs due to scanning of pulsed laser light. For example, the aberration may be corrected by providing a device for changing the wavefront of the pulsed laser light upstream of the XY scanning units 25 and 55.

1,2 眼科用レーザ手術装置
10 レーザ光源
13 ズームエキスパンダ
15 高速Z走査部
25,55 XY走査部
26,56 X走査部
27,57 Y走査部
28 第一X走査部
29 第二X走査部
30 リレー部
31 上流側リレー光学素子
32 下流側リレー光学素子
35 対物レンズ
44,66 Z走査部
60 XYリレー部
61 上流側XYリレー光学素子
62 下流側XYリレー光学素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 Ophthalmic laser surgery apparatus 10 Laser light source 13 Zoom expander 15 High-speed Z scanning part 25, 55 XY scanning part 26, 56 X scanning part 27, 57 Y scanning part 28 First X scanning part 29 Second X scanning part 30 relay section 31 upstream relay optical element 32 downstream relay optical element 35 objective lens 44, 66 Z scanning section 60 XY relay section 61 upstream XY relay optical element 62 downstream XY relay optical element

Claims (9)

パルスレーザ光を患者眼の組織内に集光させることで前記患者眼を処置する眼科用レーザ手術装置であって、
レーザ光源から出射されたパルスレーザ光を、光軸に交差する方向に走査するXY走査部と、
前記XY走査部よりもパルスレーザ光の光路の下流側に配置され、前記XY走査部を経たパルスレーザ光を集光させる対物レンズと、
少なくとも前記XY走査部の一部を前記光軸に沿って移動させることで、前記パルスレーザ光の集光位置を、前記光軸に沿うZ方向に走査させるZ走査部と
を備えたことを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
An ophthalmic laser surgical apparatus for treating a patient's eye by condensing pulsed laser light in a tissue of the patient's eye,
An XY scanning unit that scans a pulse laser beam emitted from a laser light source in a direction intersecting the optical axis;
An objective lens that is arranged on the downstream side of the optical path of the pulsed laser light with respect to the XY scanning unit and collects the pulsed laser light that has passed through the XY scanning unit;
A Z-scanning unit that scans the condensing position of the pulsed laser light in the Z direction along the optical axis by moving at least a part of the XY scanning unit along the optical axis. Ophthalmic laser surgery device.
請求項1に記載の眼科用レーザ手術装置であって、
前記Z走査部は、
パルスレーザ光を前記Z走査部の外部に出射させる出射光学素子を、前記XY走査部の少なくとも一部と共に前記光軸に沿って移動させ、
前記出射光学素子の物側焦点が、前記XY走査部の少なくとも一部によって走査される全てのパルスレーザ光の主光線が通過する点であるピボット点に一致することを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
The ophthalmic laser surgical apparatus according to claim 1,
The Z scanning unit is
An emission optical element that emits pulsed laser light to the outside of the Z scanning unit is moved along the optical axis together with at least a part of the XY scanning unit,
An ophthalmic laser surgery characterized in that an object-side focal point of the output optical element coincides with a pivot point through which chief rays of all pulsed laser beams scanned by at least a part of the XY scanning unit pass. apparatus.
請求項2に記載の眼科用レーザ手術装置であって、
前記XY走査部によって走査される全てのパルスレーザ光の主光線が、前記対物レンズの物側焦点を通過することを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
The ophthalmic laser surgical apparatus according to claim 2,
An ophthalmic laser surgical apparatus, wherein chief rays of all pulsed laser beams scanned by the XY scanning unit pass through an object side focal point of the objective lens.
請求項1から3のいずれかに記載の眼科用レーザ手術装置であって、
前記光路において前記対物レンズよりも上流側に位置する光学素子のうち、前記対物レンズに最も近く且つ屈折力を有する光学素子の主平面と、前記対物レンズの主平面との距離が、互いの焦点距離の和に等しいことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の眼科用レーザ手術装置。
An ophthalmic laser surgical apparatus according to any one of claims 1 to 3,
Of the optical elements located upstream of the objective lens in the optical path, the distance between the principal plane of the optical element closest to the objective lens and having a refractive power and the principal plane of the objective lens is the focal point of each other. The ophthalmic laser surgical apparatus according to claim 1, wherein the apparatus is equal to a sum of distances.
請求項1から4のいずれかに記載の眼科用レーザ手術装置であって、
前記XY走査部よりも下流側に位置する上流側リレー光学素子、および、前記上流側リレー光学素子と前記対物レンズとの間に位置する下流側リレー光学素子を有するリレー部をさらに備え、
前記Z走査部は、
前記XY走査部と、前記リレー部における前記上流側リレー光学素子とを含む光学ユニットを前記光軸に沿って移動させることを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
An ophthalmic laser surgical apparatus according to any one of claims 1 to 4,
An upstream relay optical element positioned downstream of the XY scanning unit, and a relay unit having a downstream relay optical element positioned between the upstream relay optical element and the objective lens,
The Z scanning unit is
An ophthalmic laser surgical apparatus, wherein an optical unit including the XY scanning unit and the upstream relay optical element in the relay unit is moved along the optical axis.
請求項5に記載の眼科用レーザ手術装置であって、
前記XY走査部は、第一X走査部、第二X走査部、およびY走査部を備え、
前記第一X走査部は、前記光軸に交差するX方向にパルスレーザ光を走査させ、
前記第二X走査部は、前記第一X走査部によって走査されたパルスレーザ光をX方向に走査させて、前記Y走査部の所定箇所に入射させ、
前記Y走査部は、前記第二走査部から入射されたパルスレーザ光を、前記光軸およびX方向に共に交差するY方向に走査させることを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
The ophthalmic laser surgical apparatus according to claim 5,
The XY scanning unit includes a first X scanning unit, a second X scanning unit, and a Y scanning unit,
The first X scanning unit scans a pulse laser beam in the X direction intersecting the optical axis,
The second X scanning unit scans the pulse laser beam scanned by the first X scanning unit in the X direction, and enters the Y scanning unit at a predetermined position,
The Y scanning unit scans the pulsed laser light incident from the second scanning unit in a Y direction that intersects both the optical axis and the X direction.
請求項1から4のいずれかに記載の眼科用レーザ手術装置であって、
前記XY走査部は、
前記光軸に交差するX方向にパルスレーザ光を走査させるX走査部と、
前記X走査部によって走査されたパルスレーザ光を、前記光軸およびX方向に共に交差するY方向に走査するY走査部と、
前記X走査部と前記Y走査部の間の前記光路に配置されると共に、上流側XYリレー光学素子と、前記上流側XYリレー光学素子よりも下流側に位置する下流側XYリレー光学素子とによって、前記X走査部を前記Y走査部にリレーするXYリレー部と
を備え、
前記Z走査部は、
前記X走査部と、前記XYリレー部における上流側XYリレー光学素子とを含む光学ユニットを前記光軸に沿って移動させることを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
An ophthalmic laser surgical apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The XY scanning unit
An X scanning unit that scans a pulse laser beam in the X direction intersecting the optical axis;
A Y scanning unit that scans the pulse laser beam scanned by the X scanning unit in a Y direction that intersects both the optical axis and the X direction;
An upstream XY relay optical element disposed in the optical path between the X scanning unit and the Y scanning unit, and a downstream XY relay optical element positioned downstream of the upstream XY relay optical element. An XY relay unit that relays the X scanning unit to the Y scanning unit,
The Z scanning unit is
An ophthalmic laser surgical apparatus, wherein an optical unit including the X scanning unit and an upstream XY relay optical element in the XY relay unit is moved along the optical axis.
請求項1から7のいずれかに記載の眼科用レーザ手術装置であって、
前記光路における前記レーザ光源と前記XY走査部との間に配置され、前記パルスレーザ光の集光位置をZ方向に走査させる第二Z走査部をさらに備えたことを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
An ophthalmic laser surgical apparatus according to any one of claims 1 to 7,
An ophthalmic laser surgery characterized by further comprising a second Z scanning unit that is disposed between the laser light source and the XY scanning unit in the optical path, and scans the focused position of the pulsed laser light in the Z direction. apparatus.
請求項1から8のいずれかに記載の眼科用レーザ手術装置であって、
前記光路における前記レーザ光源と前記XY走査部との間に配置され、パルスレーザ光のビーム径を変更するビーム径変更部をさらに備えたことを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
An ophthalmic laser surgical apparatus according to any one of claims 1 to 8,
An ophthalmic laser surgical apparatus further comprising a beam diameter changing unit that is arranged between the laser light source and the XY scanning unit in the optical path and changes a beam diameter of pulsed laser light.
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