JP2761640B2 - 眼科用レーザ手術装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は眼科用レーザ手術装置に関する。より詳しく
は、角膜の整形手術（リシェイピング）や角膜放射状切
開手術（ラジアルケラトトミー）等複数の術式に適する
眼科用レーザ手術装置に関する。

従来技術 眼の屈折矯正のための手術として、角膜表面（表皮及
び実質の一部）を紫外レーザで整形するリシェイピング
手術と、角膜に、例えば放射状の切り込みを紫外レーザ
光を使って切り入れるラジアルケラトトミー手術とが知
られている。

リシェイピング手術用のレーザ手術装置としては、米
国特許第4665913号公報に開示されているように、エキ
シマレーザで代表される紫外レーザ光源からのレーザ光
を、集光光学系とオプティカルスキャナーを介して被手
術眼の角膜上に集光させ、レーザビームを走査する装置
が知られている。

また、ラジアルケラトトミー手術用の装置としては、
エキシマレーザからなる紫外レーザ光源から放射され、
その断面が長方形状のレーザビームを円柱レーザ系から
構成されるオプティカルテレスコープで略正方形状に整
形し、角膜近傍に配置された所望の切開パターンを有す
るマスクを介して、そのマスクパターンの射影を角膜上
に照射し、角膜に切込みをするレーザ手術装置が実用化
されている。

発明が解決しようとする問題点 眼屈折矯正のための手術術式としては上述のリシェイ
ピング手術とラジアルケラトトミー手術に大別される
が、どの術式を施すかは、被手術眼の屈折特性や角膜の
状態により選択される。

ところが、従来のレーザ手術装置は上述のように、そ
れぞれの手術術式に対応して専用機としての単機能であ
るため、術式にあわせて装置を使い分けなければならな
いし、２種の手術装置を設備すること自体、経済的に大
きな負担となっていた。

またエキシマレーザは、通常のメスと同じような鋭利
な切開が可能なため、角膜や強膜の一般切開や、角膜移
植術時の角膜の打抜きへの利用を考えるとき、従来のレ
ーザ装置では利用できないという欠点があった。

本発明の目的は、上記の従来の欠点を解消することに
あり、複数の術式に利用できる眼科用レーザ手術装置を
提供することにある。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するための手段として、第１基本発明
は、レーザ光源からの光束を所望のビーム径をもつ平行
光束とするコリメーター光学系を有し、この光束を結像
させる対物レンズの物側焦点距離の２倍に相等する第１
の位置に光路内に挿脱可能な術式に応じた第１のパター
ンと、上記対物レンズの物側近傍位置に相等する第２の
位置に配置可能な絞りや術式に応じた第２のパターンを
有する眼科用レーザ手術装置にある。

また、この第１基本発明は上記対物レンズは、球面レ
ンズと円柱レンズの両方で構成され互いに交換しうる構
成の発明も包含している。

そして、第１基本発明は上記対物レンズが円柱レンズ
であるとき、第２位置へ配置される第２パターンは円柱
レンズと一体的に装置光軸を軸として回転できる構成か
らなる発明も包含している。

また、第１基本発明は上記対物レンズが球面レンズで
あるとき、その対物レンズは装置光軸にそって可動であ
る構成からなる発明をも包含している。

さらに、上記第１基本発明は対物レンズと第１の位置
との間にイメージローテーターが配置された構成からな
る発明をも包含している。

また、上記第１基本発明は対物レンズの射出側にレー
ザビーム走査光学系をもつ発明も包含する。

上記目的を達成するための手段として、第２の基本発
明は、レーザ光源からの光を所望のビーム径をもつ平行
光束にするためのコリメーター光学系と、レーザ光を結
像するための第１の対物レンズと、前記第１の対物レン
ズと前記コリメーター光学系との間の第１の位置の配置
可能な術式に応じた第１のパターンと、前記第１の位置
と前記第１対物レンズとの間に光路内に挿脱可能で、か
つ前記第１の位置に物側焦点を有する第２の対物レンズ
と、前記第１の対物レンズの物側の近傍の第２の位置で
前記光路内に挿脱可能な第２のパターンまたは絞りとか
ら構成される眼科用レーザ手術装置にある。

またこの第２基本発明は上記第１の対物レンズが円柱
レンズと球面レンズの両方で構成され、互いに交換しう
る構成となった発明をも包含している。

そして、第２基本発明は上記第１対物レンズが円柱レ
ンズであるとき、第２位置へ配置された第２パターンは
円柱レンズと一体的に装置光軸を軸として回転できる構
成からなる発明をも包含する。

さらに、第２基本発明は上記第１対物レンズが球面レ
ンズのとき、その第１対物レンズは装置光軸にそって可
動である構成の発明をも包含する。

また、上記第２の基本発明は、第１対物レンズと第１
の位置との間にイメージローテーターが配置された構成
からなる発明をも包含する。

さらに、第２基本発明は第１対物レンズの射出側にビ
ーム走査光学系を有する発明も包含する。

作 用 前記第１基本発明において、第１の位置に、例えばラ
ジアルケラトトミー用のパターンを配置すると、対物レ
ンズの像側焦点距離２倍の位置に置かれた被手術眼角膜
上にそのパターン像が等倍で結像され、ラジアルケラト
トミー手術を行うことができる。このときイメージロー
テーターを有する発明にあっては、そのイメージローテ
ーターを回転することにより、任意の角膜経線方向にラ
ジアルケラトトミー用パターンを結像させることができ
る。

第２の位置にスリット開口パターンを配置し、対物レ
ンズを円柱レンズとするとき、円柱レンズの像側焦点位
置に配置された被手術眼角膜上にスリット状レーザビー
ムを集光できラジアルケラトトミー手術が可能となる。
そしてスリット開口パターンの幅を変えることにより、
スリット状レーザビームの集光幅を変えることや角膜上
でのパターンの深度やエネルギー密度を変えることがで
きる。

さらに、円柱レンズをスリット開口パターンと一体的
に回転することで任意の角膜経線方向にスリット状ビー
ムを照射できる。

なお、レーザビームがその断面内で強度分布ムラがあ
るような場合は、イメージローテーター５を光軸O₂を円
柱レンズ52の回転角の1/2で回転させるとよい。

またリシェイピング手術においては、第２の位置に円
形開口絞りを配置し、対物レンズの像側焦点位置に角膜
を置き、対物レンズを光軸方向に移動させることにより
円形開口絞りの対物レンズによるデフォーカスにより任
意のスポットサイズで角膜にレーザビームを照射し、角
膜をリシェイピングできる。

さらに、第１の位置にリシェイピング用のパターンを
配置すれば対物レンズの像側焦点距離２倍の位置に配置
された角膜上にそのパターン像を等倍で結像できる。リ
シェイピング用パターンの種類に応じてイメージローテ
ーターを回転することにより所望の形状に角膜をリシェ
イピングできる。

第１及び第２位置になんらのパターンも絞りも配置し
ない場合は、対物レンズの像側焦点位置に置かれた角膜
に高エネルギーの微小スポットを集光でき、ビーム走査
光学系を駆動してレーザメスとしても利用できる。第２
位置に絞りを置くことでビームのエネルギー密度やスポ
ットサイズや深度を調節できる。

前記第２基本発明において、ラジアルケラトトミー手
術に際しては、第１の位置にラジアルケラトトミー用パ
ターンを配置し、かつ第２対物レンズを光路内に挿入す
ると、第１対物レンズの像側焦点位置に置かれた被手術
眼角膜上に、そのパターン像が等倍で結像され、ラジア
ルケラトトミー手術がなされる。

このとき、イメージローテーターを有する発明にあっ
ては、そのイメージローテーターを回転することにより
任意の角膜経線方向にパターンを結像させることができ
る。

第２の位置にスリット開口パターンを配置し、第１対
物レンズを円柱レンズとし、第２対物レンズを光路外に
退出させるとき、円柱レンズの像側焦点位置に配置され
た角膜上にスリット状レーザビームを集光でき、ラジア
ルケラトトミー手術がなされる。

そしてスリット開口パターンの幅を変えることにより
スリット状ビームの集光幅を変えることや角膜上でのパ
ターンの深度やエネルギー密度を変えることができる。
さらに、円柱レンズをスリット開口パターンと一体的に
回転することで任意の角膜経線方向にスリットビームを
照射できる。この場合も前述のようにイメージローテー
ターを同時に回転してもよい。

またリシェイピング手術においては、第２対物レンズ
を光路外に退出させ、第２の位置に円形開口絞りを配置
し、第１対物レンズの像側焦点位置に置かれた角膜上
に、第１対物レンズを光軸方向に移動させることによ
り、円形開口絞りの第１対物レンズによるデフォーカス
により任意のスポットサイズで角膜をリシェイピングで
きる。

さらに、第１の位置にリシェイピング用パターンを配
置し、第２対物レンズを光路内に挿入すれば、第１の対
物レンズの像側焦点位置に配置された角膜上にそのパタ
ーン像を等倍で結像できる。リシェイピング用パターン
の種類に応じてイメージローテーターを回転することに
より所望の形状に角膜をリシェイピングできる。

第１及び第２位置に何らのパターンも絞りも配置せ
ず、かつ第２対物レンズを光路外に退出させた場合は、
第１対物レンズの像側焦点位置に置かれた角膜に高エネ
ルギーの微小スポットを集光でき、ビーム走査光学系を
駆動してレーザメスとしても利用できる。第２の位置に
絞りを置くことでビームのエネルギー密度やスポットサ
イズや深度を調節できる。

実施例 第１実施例 第１図は本発明に係る眼科用レーザ手術装置の実施例
を示す光学配置図である。

このレーザ手術装置は、手術用光源系１、照射光学系
２、及びアライメント光学系100とから大略構成され
る。

手術用光源系１は、レーザ光源としてのエキシマレー
ザ10、例えば193nmの発光波長を有するArFレーザ、また
は308nmの発光波長を有するXeClレーザ、あるいは350nm
の発光波長を有するXeFレーザを有している。エキシマ
レーザ10からのパルスレーザ光LBのビーム断面は201の
符号で示され、ａ×ｂの長方形を有する（例えばａ＝5m
m、ｂ＝20mm）。そこで、第１図の紙面に垂直な方向に
軸をもつ円柱凹レンズ22と円柱凹レンズ22の軸と平行な
軸をもつ円柱凸レンズ23とから構成された円柱エキスパ
ンダー21により符号202で示すようにｂ×ｂの略正方形
状の断面をもつレーザビームLBに拡大整形する。円柱エ
キスパンダー21を射出したレーザビームLBは球面凸レン
ズ25と球面凹レンズ26とから成る逆エキスパンダー24
で、符号203に示すようにｃ×ｃ（例えばｃ＝10mm）の
断面となるようにレーザビーム径が縮小される。これら
円柱エキスパンダー21及び逆エキスパンダー24はエキシ
マレーザ光源10からのレーザビームLBを所望のビーム径
をもつレーザビームに整形するためのコリメーター光学
系20を構成する。

円柱エキスパンダー21と逆エキスパンダー24との間、
すなわちビーム径が最大（ｂ×ｂ）の光路内にはアッテ
ネーター30が配置されている。アッテネーター30は、複
数の透過率が数10パーセントの無水石英ガラス板31、3
2、33から構成される。このガラス板31、32、33を選択
的に光路内に挿入することにより、レーザビームLBのエ
ネルギー強度を調節する。エキシマレーザのパルスエネ
ルギーはそのレーザ媒質の種類にもよるが、約100〜500
mJあり、パルス幅１ナノ秒であるから10〜50MWに相等す
る。このためアッテネーター30は両エキスパンダー21と
24との間の最大ビーム径光路内に配置することにより、
それを構成するガラス板31、32、33のエキシマレーザ10
からの高エネルギーレーザパルスLBによる破損を防止で
きる。

コリメーター光学系20は、第１図の型式の代りに第２
図に図示するように、エキシマレーザ10側に円柱凸レン
ズ211を有し、その後方に円柱凹レンズ212をもつ円柱逆
エキスパンダー210と入射側に球面凹レンズ214をもち射
出側に球面凸レンズ215を有するエキスパンダー213とか
ら構成してもよい。この第２図の構成からなるコリメー
ター光学系200では円柱逆エキスパンダー210を射出後の
レーザビームはａ×ａ（例えばａ＝5mm）の最小ビーム
径をもつ正方形断面204となり、エキスパンダー24′で
ｃ×ｃのビーム径をもつ正方形断面203のレーザビームL
Bに整形される。この例の場合、アッテネーター30はエ
キスパンダー213の射出後に配置される。

レーザ光は一般に平行性のよい光線であるが、実際に
は、光源から射出後、微少ではあるが広がり角θを有す
る。エキシマレーザ10についても同様で、第３図に示す
ように、レーザビームLBはレーザ光源10を射出後、理想
的なビームLB₀に対して、垂直方向にθ_Ｌ、水平方向に
θ_Ｈの広がり角をもち、かつθ_Ｌ≠θ_Ｈ（θ_Ｈ＞θ_Ｌ）
となっている。このため上述のコリメーター光学系20で
レーザビームLBを整形する場合、このレーザビームの広
がり角θ_Ｌ、θ_Ｈを考慮しないと、後述の照射光学系２
でレーザ光LBを集光したり、パターンを結像させると
き、垂直方向と水平方向でレーザビーム自体の広がり角
θ_Ｌ、θ_Ｈに起因する非点収差を生むことになり、ビー
ムの集光能力の低下やパターンの結像能力の低下を生ず
る。

そこで、この欠点を解消するための第１の方式とし
て、第4A図、第4B図に示すように、第１図のコリメータ
ー光学系20の円柱エキスパンダー21及び逆エキスパンダ
ー24の光学配置を変更する。すなわち、円柱エキスパン
ダー21の円柱凹レンズ22に、レーザビームLBがその垂直
方向Ｌでは理想レーザビームLB₀に対し広がり角θ
_Ｌで、その水平方向Ｈでは広がり角θ_Ｈで入射すると
き、円柱凸レンズ23を矢印27方向に光軸O₁にそって移動
させ、23′の位置に配置し、この円柱レンズ23′からの
射出光の広がり角が垂直方向Ｌ、水平方向Ｈとともにθ
_Ｈとなるようにする。広がり角θ_Ｈをもって逆エキスパ
ンダー24に入射してくるレーザビームLBを光軸O₁と平行
に射出させるために逆エキスパンダー24の球面凸レンズ
25を矢印28方向に移動させ25′の位置に配置する。

このように第１の方式は、理想レーザビームLB₀にお
ける円柱エキスパンダー21と逆エキスパンダー24を、広
がり角θ_Ｌ、θ_Ｈを有するレーザビームLB対しては円柱
エキスパンダー21を構成する円柱凸レンズ23と円柱凹レ
ンズ22の間隔を短縮し、逆に逆エキスパンダー24を構成
する対面凸レンズ25と球面凹レンズ26との間隔を伸張す
ることにその特徴がある。

第２の方式としては、第5A図、第5B図に示すように、
円柱エキスパンダー21の円柱凹レンズ21をトーリックレ
ンズ220に置換える方式である。すなわち、トーリック
レンズ220の物側円柱マイナス屈折面220aは紙面に垂直
な方向に軸を有する凹面屈折面であり、垂直方向の広が
り角θ_ＬをもつレーザビームLBが入射するとき、円柱エ
キスパンダー12の円柱凸レンズ23の物側焦点Ｆから射出
するごとくに、レーザビームを射出させる作用をもたせ
る。

他方、トーレックレンズ220の像側円柱プラス屈折面2
20bは円柱マイナス屈折面220aの軸と直交する方向に軸
をもち、水平方向に広がり角θ_Ｈをもつレーザビームが
入射したとき、このビームを光軸O₁に平行なビームとし
て射出する使用を有する。このトーリックスレンズ220
により円柱凸レンズ23を射出後のレーザビームLBは垂直
・水平方向とも光軸と平行な理想レーザビームとなる。

第３の方式は、第6A図、第6B図に示すように、円柱凹
レンズ22を２枚の円柱レンズ221、222で構成する方式で
ある。すなわち、円柱凹レンズ221は水平方向に軸をも
つ円柱凹レンズであり、それに垂直方向の広がり角θ_Ｌ
をもつレーザビームLBが入射するとき、円柱凸レンズ23
の物側焦点Ｆから射出したごとくレーザビームLBを屈折
する作用を有する。また円柱凹レンズ221の軸と直交す
る軸をもつ円柱凸レンズ222は水平方向の広がり角θ_Ｈ
をもつレーザビームLBを光軸O₁と平行に射出する作用を
有する。これにより円柱エキスパンダー21を射出後のレ
ーザビームは水平・垂直両方向とも光軸に平行な理想レ
ーザビームとなる。

第１図に戻り、コリメーター光学系20を射出したレー
ザビームLBは、紫外反射−可視透過型のダイクロイック
ミラー４で反射され、照射光学系２に入射する。

照射光学系２は、その光軸O₂を軸として回転可能な公
知の構成をもつイメージローテーター５と、光軸O₂をＺ
軸方向とするとき、Ｘ軸−Ｙ軸方向に揺動可能な走査ミ
ラー７を有する。イメージローテーター５と走査ミラー
７との間には第１対物レンズ50が配置されている。

第１対物レンズ50は、球面レンズ51と円柱レンズ52と
から構成され、両者は互いに交換可能に光路内に挿脱可
能な構成となっている。第１対物レンズ50（球面レンズ
51と円柱レンズ52の光学特性は等しいが、円柱レンズは
その軸方向と垂直な方向にのみ屈折作用を有する）の物
側近傍の第２の位置には第２パターンとしての第７図
に示すスリット板9Sと第８図に示す円形開口絞り板10S
が択一的にまたは同時に光路内に挿入・退出できるよう
になっている。

スリット板9Sはラジアルケラトトミー用に利用され、
円型開口絞り板10Sは、スリットパターンの長さの変更
とリシェイピングに利用される。スリット板9Sはその開
口9aの幅ｄを互いに変えた例えば＝８、６、４、及び2m
mの４種類のスリットパターンを有し択一的に光路内に
挿入できるようになっている。また円形絞り板10Sはそ
の直径φが例えばφ＝８、６、４、及び２の４種類の開
口を有し、択一的に光路内に挿入できるようになってい
る。

そして、第９図に示すように、スリット板9Sと絞り板
10Sを同時に光路内に挿入することによりスリット幅×
スリット長＝ｄ×φの多数種類のスリットパターンを得
ることができる。このように複数のスリット板9Sと複数
の絞り板10Sとの組合せによる所望のスリットパターン
を得る方式にかえて第10図に示すように矢印95方向に互
いに近接・離反する２枚のスリット刃91、92と、矢印96
方向に互いに近接・離反する２枚のスリット刃93、94か
らｄ×ｅの任意のスリットパターンを得るようにしても
よい。

対物レンズ50として球面レンズ51が光路内に挿入され
たとき、イメージローテーター５から射出されたレーザ
ビームは平行光束として対物レンズ51に入射し、対物レ
ンズ51の像側焦点F_iで最小スポットに集光される。そし
て、前記第２の位置に円形絞り板10Sをさらに挿入す
ると、この円形絞り10Sは光束制限の作用をもち、絞り
板10Sの開口径φを変えることにより、焦点F_iにおける
スポット径Ｓφは第17図に示すように、対物レンズの像
側焦点距離をｆ、レーザ光の波長をλとするとき となるため焦点F_i上のスポット径Ｓφを変えることがで
き、またスポットの深度やエネルギー密度を変えること
ができる。

対物レンズ50として円柱レンズ51が光路内に挿入され
たときは、第18図に示すように、レーザビームは、円柱
レンズの像側焦点F_iの位置に直線状に集光される。そし
て前記第２の位置に、スリット板9Sをさらに挿入する
ことによりそのスリットパターンの幅ｄを変えることに
より直線状集光線の線幅S_dは となるため、直線状集光線の振幅S_dを変えることがで
き、また直線状集光線の深度やエネルギー密度を変える
ことができる。

さらに、絞り板10Sを第２の位置に同時に挿入すれ
ば直線状集光線の長さを変えることができる。

なお、本発明ではスリット板S9は円柱レンズ52と一体
的に光軸O₂を軸として回転可能に構成されている。適時
必要に応じイメージローテーター５を同時に回転させて
もよい。また、対物レンズ50は光軸O₂にそって移動可能
に構成されている。

対物レンズ50の物側焦点距離f₀の２倍の位置2F_o、す
なわち第１の位置には第１パターン板８が光路内に挿
脱可能に配置されている。この第１パターン８は、ラジ
アルケラトトミー用のパターンとして第11図に示す放射
状スリットパターン81、Ｔ字型パターン82、及び平行線
パターン83とが用意されており、これら三者は択一的に
光路内に挿脱できるようになっている。

また第１パターン８としてはリシェイピング用のパタ
ーンとして、第14A図に示すような中心からはずれた所
望の半径方向位置に形成された小円開口パターン84と、
第15A図に示すような開口径が可変のアイリスアパーチ
ャー85、及び第16A図に示すような銀杏葉型の開口をも
つパターン86とが用意され、これら三者は択一的に光路
内に挿脱できるように構成されている。

パターン８は対物レンズ50（主に球面レンズ51）によ
り、その像側焦点距離f_iの２倍の位置2F_iに結像され
る。

本実施例のアライメント光源系100は、He−Neレーザ
光源101と、凹レンズ102と凸レンズ103とから成るエキ
スパンダー系とエキシマレーザー10の発光波長とHe−Ne
レーザの発光波長の差による光路長を補正するためのレ
ンズ104と反射ミラー105から構成されており、ミラー10
5を反射径のHe−Neレーザからの透視光はダイクロイッ
クミラー４を透過して照射光学系２に入射する。なお、
アライメント光学系100の光軸O₁₀₀と照射光学系２の光
軸O₂はダイクロイックミラー４で結合される。

次にこの第１実施例のレーザ手術装置の角膜手術時の
利用方法を示す。

Ａ）ラジアルケラトトミー手術 ライン集光方式 照射光学系２の対物レンズ50として円柱レンズ52を光
路内に挿入する。第２位置に所望のスリット板９及び
絞り板10を挿入し、所望の幅と長さ（必要に応じエネル
ギー密度や深度を調節した）直線状集光線を得る。

被手術角膜Ｃを円柱レンズ51の像側焦点位置F_iに位置
させる。

円柱レンズ51とスリット板９との光軸回りの回転（必
要に応じイメージローテーター５の回転を含む）及び走
査ミラー７の操作により角膜の所望の位置に集光線がく
るように、He−Neレーザ101からのアライメント光でア
ライメントする。次に所望のエネルギー強度になるよう
にアッテネーター30を調節した後、エキシマレーザパル
ス光を角膜に照射する。発射パルス数は切込深さにより
調整される。

パターン結像方式 照射光学系２の対物レンズ50として球面レンズ51を光
路内に挿入する。角膜の球面屈折度数のみを矯正する場
合はパターン81を、乱視屈折度数の矯正のためにはパタ
ーン82また83を第１位置に光路内に挿入する。被手術
角膜Ｃ′は球面レンズ51の物側焦点距離２倍の位置2F_i
に位置付けられる。

イメージローテーター５を光軸O₂回わりに回転と走査
ミラー７の操作で光路内に挿入されたパターン（81〜83
のいずれか）が角膜の所望の位置にくるように、He−Ne
レーザ光によるパターン像をアライメントし、アッテネ
ーター30でエネルギー強度調整後エキシマレーザパルス
光を照射する。

Ｂ）リシェイピング手術 デフォーカス方式 照射光学系の対物レンズ50として球面レンズ51を光路
内に挿入する。第２位置に円形開口絞り10Sを光路内
に挿入する。被手術角膜Ｃは、球面レンズ51が所定位置
にあるときの像側焦点位置F_iに位置付けられる。次に球
面レンズ51を光軸方向に移動して、開口絞り像をデフォ
ーカスにして所望のスポットサイズを得たのち、走査ミ
ラー７を操作して角膜上の所望の位置にスポットをアラ
イメントする。スポットサイズの調節・アライメントは
He−Neレーザ光によりなされる。次にアッテネーターで
エネルギー強度を調節したのちエキシマレーザを照射す
る。

パターン結像方式 照射光学系２の対物レンズとして球面レンズ51を利用
する。第１位置にパターン84ないし86のいずれか所望
のものを光路内に挿入する。被手術角膜Ｃ′はレンズ51
の像側焦点距離２倍の位置2F_iに位置付けられる。

パターン84が選択されたときは、イメージローテータ
ー５を光軸O₂回わりに回転させる。これにより角膜Ｃ′
上には第14C図に示すような円環状のパターン像が形成
される。このときの照射エネルギーは第14B図に示すよ
うに円環部分のみにパルス光が照射されることとなり、
そのエネルギー強度Ｅはアッテネーター30の調整及びエ
キシマレーザパルス光のパルス数で調節される。

パターン85が選択された場合は角膜上への照射パター
ン像は第15C図のように円形となる。このアイリスアパ
ーチャー85の開口径を変化させることにより照射パター
ン像の径を変化させることができるし、多数のエキシマ
レーザパルス照射毎にアイリスアパーチャー85の開口径
を順次変化させることにより第15B図に二点鎖線で示す
ようにエネルギー分布をその半径方向ｒで変化させるこ
とができる。

パルス86が選択されたときは、イメージローテーター
５を回転させることにより角膜Ｃ′上への照射パターン
像は、第16C図に示すように、円形であるが、そのエネ
ルギー分布は第16B図に示すように中心から周辺にいく
にしたがって増加するようなエネルギー分布をえること
ができる。

エキシマレーザパルス光の照射に先立ち、He−Neレー
ザ光をもちいて走査ミラー７を操作し照射部位をアライ
メントすることは他の例と同様である。

Ｃ）レーザメス 照射光学系２の対物レンズ50として球面レンズ51を利
用する。第１位置及び第２位置ともに何らのパター
ンも光路内に挿入しない。エネルギー密度やスポット深
度調節の必要がある場合は第２位置に所望の開口径φ
をもつ円形絞り10を光路内に挿入すればよい。被手術眼
は対物レンズの像側焦点位置に位置付けられる。走査ミ
ラー７を走査して任意の軌跡で角膜や強膜を切開するこ
とができる。

以上説明した本第１実施例において、第１パターン８
を第１位置においたとき、対物レンズの物側焦点距離
の２倍の位置2F_iにパターン像が等倍で結像されるが、
本発明ではこれに限定されるものでなく、第１パターン
８を、等倍でない大きさで角膜上に照射したいときは、
角膜を2F_i位置から前後させることで達成できる。本発
明の装置では第１パターン８を透過するレーザ光は平行
光束のみであるため、2F_i位置から角膜がずれても、パ
ターン像の形状の劣下はほとんどなく、その大きさのみ
を変えることが可能である。

またエキシマレーザ10として、XeClレーザやXeFレー
ザを使用するときは、これらレーザ光を通す無水石英ガ
ラスファイバーが利用できるため、本装置にファイバー
を接続することにより走査ミラー７の操作なしにファイ
バー射出端を動かすことで自由に所望の軌跡で切開が可
能であり、またファイバーを眼内に挿入することにより
硝子体や網膜等の手術も可能である。

以上説明した手術術式において、第１パターンとして
のスリット板9S及び絞り10Sや（第２パターン８の各々
のパターンの）光路内挿入や第１対物レンズの交換、走
査ミラー７の操作やイメージローテーター５やスリット
板9Sと円柱レンズ52の回転等は手動でしてもよいが、予
め術式に応じて予めこれら各々の構成要素の組合せ、回
転や移動量をプログラムしておき図示なきマイクロプロ
セッサーで自動制御するように構成してもよい。

第２実施例 第１図に示すように、第２位置とイメージローテー
ター５との間に物側焦点距離f₀′の第２対物レンズ６
を、その物側焦点F₀′が第１位置と合致するように光
路内に挿脱可能に構成する。

これにより第１位置に第１パターン８を挿入してラ
ジアルケラトトミー手術やリシェイピング手術をすると
きも、被手術角膜Ｃは、第１対物レンズ50の像側焦点位
置F_iに固定したままでよいようになる。

発明の効果 本発明によれば一台でラジアルケラトトミー手術にも
リシェイピング手術にも利用できるレーザ手術装置が提
供できる。

また、各々術式においても、各種のパターンの交換や
対物レンズの交換により各種のラジアルケラトトミー手
術やリシェイピング手術が可能で自由度の高いレーザ手
術装置を提供することができる。

さらに、ラジアルケラトトミー手術やリシェイピング
手術のみならず、レーザメスとしても利用できる多機能
レーザ手術装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す光学配置図、 第２図はコリメーター光学系の他の例を示す光学配置
図、 第３図はレーザビームの広がり角を説明するための斜視
模式図、 第4A図及び第4B図は広がり角を補正するためのコリメー
ター光学系の光学配置図、 第5A図は広がり角を補正するためのコリメーター光学系
の他の例を示すための円柱エキスパンダー部を示す立面
図、 第5B図は第5A図に示された円柱エキスパンダー部の平面
図、 第6A図は広がり角を補正するためのコリメーター光学系
のさらに他の例を示すための円柱エキスパンダー部を示
す立面図、 第6B図は第6A図に示された円柱エキスパンダー部の平面
図、 第７図はスリット板の例を示す平面図、 第８図は円形開口絞り板の例を示す平面図、 第９図はスリット板と絞り板の合成状態を示す平面図、 第10図はスリット板の他の例を示す平面図、 第11図はラジアルケラトトミー用の第１パターンの１例
を示す平面図、 第12図はラジアルケラトトミー用の第１パターンの他の
例を示す平面図、 第13図はラジアルケラトトミー用の第１パターンのさら
に他の例を示す平面図、 第14A図はリシェイピング用の第１パターンの１例を示
す平面図、 第14B図は第14A図のパターンによる照射エネルギー分布
を示すグラフ、 第14C図は第14A図のパターンによる照射パターン像を例
示する図、 第15A図は、リシェイピング用の第１パターンの他の例
を示す平面図、 第15B図は第15A図のパターンによる照射エネルギー分布
を示すグラフ、 第15C図は第15A図のパターンによる照射パターン像を例
示する図、 第16A図はリシェイピング用の第１パターンのさらに他
の例を示す平面図、 第16B図は第16A図のパターンによる照射エネルギー分布
を示すグラフ、 第16C図は第16A図のパターンによる照射パターン像を例
示する図、 第17図はレンズと絞り（及びスリット）の開口径とスポ
ット（及び集光板）の径（及び幅）の関係を説明するた
めの模式図、 第18図は円柱レンズ52とスリット板９及び直線状集光線
との関係を示す斜視模式図、 である。 ８……第１パターン 9S……第２パターン 10……エキシマレーザ（レーザ光源） 10S……絞り 20……コリメーター光学系 50……対物レンズ（第１対物レンズ） F_i……対物レンズの像側焦点位置 2F_i……対物レンズの像側焦点位置の２倍の位置 2F₀……対物レンズの像側焦点位置の２倍の位置 ……第１の位置 ……第２の位置

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザ光を照射するためのレーザ光源と； 前記レーザ光を所望のビーム径をもつ平行光束とするた
   めのコリメーター光学系と； 前記コリメーター光学系からの前記レーサ光を結像する
   ための対物レンズと； 前記対物レンズの物側焦点距離の２倍の位置である第１
   の位置で光路内に挿脱自在な第１のパターンと； 前記対物レンズの物側の近傍である第２の位置で光路内
   に挿脱自在な第２のパターンまたは絞りと から構成されたことを特徴とする眼科用レーザ手術装
   置。
2. 【請求項２】前記第１の位置と前記第２の位置との間に
   イメージローテーターが配置されたことを特徴とする請
   求項１記載の眼科用レーザ手術装置。
3. 【請求項３】前記対物レンズは互いに交換可能な球面レ
   ンズと円柱レンズとからなることを特徴とする請求項１
   または２記載の眼科用レーザ手術装置。
4. 【請求項４】前記円柱レンズは前記第２のパターンと一
   体的に装置光軸を軸として回転可能であることを特徴と
   する請求項３記載の眼科用レーザ手術装置。
5. 【請求項５】前記対物レンズは装置光軸に沿って可動で
   あることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記
   載の眼科用レーザ手術装置。
6. 【請求項６】前記対物レンズの像側に前記対物レンズを
   射出後のレーザ光を走査するための走査光学系を有して
   いることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記
   載の眼科用レーザ手術装置。
7. 【請求項７】前記レーザ光源は紫外レーザ光を発行する
   ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の
   眼科用レーザ手術装置。
8. 【請求項８】前記レーザ光源がエキシマレーザであるこ
   とを特徴とする請求項７記載の眼科用レーザ手術装置。
9. 【請求項９】レーザ光を照射するためのレーザ光源と； 前記レーザ光を所望のビーム径の平行光束とするための
   コリメーター光学系と； 前記コリメーター光学系からのレーザ光を結像するため
   の第１の対物レンズと； 前記コリメーター光学系と前記第１の対物レンズとの間
   の第１の位置で光路内に挿脱可能な第１のパターンと； 前記第１の位置と前記第１の対物レンズの間の前記光路
   内に挿脱自在で、かつ前記第１の位置に物側焦点を有す
   る第２の対物レンズと； 前記第１の対物レンズの物側の近傍である第２の位置で
   前記光路内に挿脱可能な第２のパターンまたは絞りと から構成されたことを特徴とする眼科用レーザ手術装
   置。
10. 【請求項１０】前記第１の位置と前記第２の位置との間
    にイメージローテーターが配置されたことを特徴とする
    請求項９記載の眼科用レーザ手術装置。
11. 【請求項１１】前記第１の対物レンズは互いに交換可能
    な球面レンズと円柱レンズとからなることを特徴とする
    請求項９または10記載の眼科用レーザ手術装置。
12. 【請求項１２】前記円柱レンズは前記第２のパターンと
    一体的に装置光軸を軸として回転可能であることを特徴
    とする請求項11記載の眼科用レーザ手術装置。
13. 【請求項１３】前記第１の対物レンズは装置光軸に沿っ
    て可動であることを特徴とする請求項９ないし12のいず
    かに記載の眼科用レーザ手術装置。
14. 【請求項１４】前記第１の対物レンズの像側に前記第１
    対物レンズを射出したレーザビームを走査するための光
    学走査手段が配置されたことを特徴とする請求項９ない
    し13のいずれかに記載の眼科用レーザ手術装置。
15. 【請求項１５】前記レーザ光源は紫外レーザ光を発光す
    ることを特徴とする請求項９ないし14のいずれかに記載
    の眼科用レーザ手術装置。
16. 【請求項１６】前記レーザ光源は、エキシマレーザであ
    ることを特徴とする請求項15記載の眼科用レーザ手術装
    置。