JPH01262836A - レーザービームを焦点合せする装置及び方法 - Google Patents

レーザービームを焦点合せする装置及び方法

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JPH01262836A JP63320345A JP32034588A JPH01262836A JP H01262836 A JPH01262836 A JP H01262836A JP 63320345 A JP63320345 A JP 63320345A JP 32034588 A JP32034588 A JP 32034588A JP H01262836 A JPH01262836 A JP H01262836A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野Ｊ 本発明は全般的にレーザー案内装置に関する。
更に詳しくは、本発明はレーザーを三次元的空間内の予
め選択された通路に沿って予め選択された点に焦点合せ
する案内装置口する。本発明は特に、しかし専らこれに
限定されるものではないが、人間の眼の角膜内の選択さ
れた細胞を光化学的に変化させるように患者の１ｆｆ−
に対してレーザーピー［従来の技術］ 最近の数年間に、若干の夫々関係のない分野でレーザー
ビームの有用性が広く認められて来ている。この認識が
増大されるにつれてレーザービームの有効利用に対する
実質的なｆｌｉｌｌ限がビームの案内装置によって生ず
るようになって来た。公知のように、単にレーデ−ビー
ムを目標に指向させることはかなり簡単なことである。
ビームの通路を移動させ、同時にビームの通路［の焦点
の位置を変化させて三次元的空間内で予め定められた進
路に沿って焦点を案内することが必要な場合には、事情
が全く異なるのである。
眼科に於ける外科手術はレーザービームの正確な運動及
び焦点合せが本質的に重要となる分野の１つである。角
膜外科手術（ａｎｇ　ｉｏｓｕｒｇｃｒｙ　）及び神経
外科手術（ｎｅｕｒｏｓｕｒｏｅｒｙ）及び種々の■業
的応用面に於て改良されたレーデ−案内装置にＪ：って
利益を得られるようになっているが、眼科の外＃４手給
は若干独特の問題を有している。例えば眼のｆリケード
な性質は眼が受ける外傷を制限ざＩＬるのである。更に
、眼にある如何なる小さい組織も注意深＜　ｔｈ療され
なければならず、若しそれが良好な組織である場合に、
可能な時は常に保護されなければならないのである。得
られる結論は、眼）ｉの外科手術が技術的に達成出来る
限り正確であることを必要とすることである。
上述のことを考慮して、本発明は高いパルス反復速度で
眼の別々の選択された目標面積部分に対して短い持続時
間のレーザーパルスを順次照準さｕｖｊる案内装置の必
要性を認めるものである。更に詳しくは、本発明は制御
された方法でレーザービームを同時にｉｔ、ＩＩ　ａｌ
ｌ　Ｌで焦点合せ出来る案内装置の必要性を認めるもの
である。実際上本発明は、本願と同じ譲受人に譲渡され
た［多波長レーザー供給源」と題する発明に対する審査
中の米国特許前に記載されているものと同様のレーザー
ビームを効宋的に案内出来る装置に対する必要性を認め
る。ｂのである。
若干のレーザ“−案内装置が１１波長及び多波長のレー
ザービームの両者に対して捉案されている。
例えば、ミツチェルに附与された米国特許用４゜６３８
．８００号は身体内の通路内に挿入可能の［レーデ−ビ
ーム手術装置［を開示している。組織を冒さない装置と
して、ジャコーに附与された米国特許用４．５０３．８
５４号は動力による外科手術用のレーザー供給装置を開
示している。更に、■スペランス・ジュニアに附与され
た米国特許用４，６６５，９１３号は眼に対して予め設
定された角度で作ａする眼科手術レーザー用のＸ−ｙ走
査装置を開示している。しかし、これらの参照文献は何
れも再配向可能の光学的ヂャンネル内の三次元的空間内
でレーザービームを光学的に制御して焦点合せする案内
装置を開示してはいない。
更にこれらの参照文献番、を何れ−ｂレーザーパルスを
種々の焦点に個々に焦点合せ出来て、その際にど一ムの
パルスが等しい強度で等しい持続時間であり、著しく速
い反復速度で連続的に発生されるようになす案内装置を
ＩＲＩ示してはいない。本発明は眼＋４手術に於けるこ
のような案内装置の必要性を認識する一ｂのである。
［１明が解決しようとする課題］ 本発明は上述の事情に鑑みて、三次元的空間内の予め定
められた進路に沿ってレーザービームの焦点を光学的に
２１制御する案内装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、甚だ高い反復速度で供給される短
い持続時間のレーザーパルスを含むレーザービームの有
効な案内装置を提供することである。
本発明の更に他の目的は、ＩＩ！　２４手術に使用する
のに有用な正確なレーザービーム供給装置を提供するこ
とを目的とする。
本発明の更に他の目的は、コスト的に有利で使用が容易
なレーザー案内装置を提供することである。
［５題を解決する為の手段及び作用］ −ト述のＬＩ的は特許請求の範囲に限定されているよう
な装置を提供することによって解決される。
このように層成されているから、本発明によって三次元
的空間内の予め定められた進路に沿って甚だ高い反復速
瓜で供給される短い持続時間のレーザービームの焦点を
光学的に制御することが出来、眼）１手術に使用するの
に特にｈ効で、且つコスト的に右利で使用が容易なレー
ザー案内装置が徨供されるのである。
本発明によるレーザービームの新）！４な案内装置の望
ましい実施例はビームを形成する単色供給線を含んでい
る。焦点合せ装置及び選択された通路に沿ってビームを
制御する装置が案内＠ｎ内に設けられて、これらの装置
が協働してプログラムに従って作動されてレーザービー
ムを空間内の予め定められた点に焦点合せするのである
。この装置は指向装置（ｄｉｒｅｃｔｏｒ）を形成する
ように共に協働するミラーの組合Ｖを含んでいる。この
指向装置はレーデ−ビームの伝達の量大質的に位置を固
定されて保持されるが、その他の岡には作業者の希望に
より、又は予め定められたプログラムに従って睨の選択
された面砧部分に装置を再配向するように運動ＩＴＪ能
になされている。この装置はビームがその内部で制御さ
れるようになされた光学的チャンネルをレーザー供給源
及び眼自体の間に形成している。
この制ｔｉｌｌ装貨は精密チューナー（ｆｉｎｅ　ｔｕ
ｎｅｒ）を含んでいて、この精密チューナー（１更に正
確にはビーム１ＩＩＩＩｌ走査装２として丞されるもの
である。
この精密チューナーはレーザービームの通路内に配置さ
れてレーザービームを光学的チャンネルを通して選択さ
れた通路に沿って導くように協働する対をなす検流ミラ
ーを有する。レーザービームを制御する為のこれらのミ
ラ・−のＩＩＡ働する負初は、第１の検流ミラーが参照
平面内の通路に治ってのみレーザービームを反射するよ
うに同転可能になし得ることを認識することにより最も
よく理解される。この第１のミラーがこのように拘束さ
れる間に第２の検流ミラーは参照平面内のレーザービー
ムの通路にのみ関係してこの参照平面にｇｆ直な一連の
平面の何れかにレーザービームを移動させるように回転
０１能に作動される。従って、光学的ヂＡ７ンネル内で
レーザービームを制御するのは両方の検流ミラーの協動
作動の結果である。
レーザービーム案内４！置は又凸レンズのテレセ＞ト’
）’）’）配５　（ｔｅｌｅｃｅｎｔｒｉｃ　ａｒｒａ
ｎｇｅｍｅｎｔ　）を含み、これらのレンズはレーデ−
をレーザービームの通路上の選択された点に焦点合せで
るように運動ｌ能になされている。附加的に、この装置
は能動ミラー（ａｃｔｉｖｅ　５ｉｒｒｏｒ　）を含ん
でいて、この能動ミラーは前述のテレセントリック配置
と協働してレーザービームをＮ密に焦魚合ゼしてビーム
の目標面積部分に於ける試料の不均一性によって必要と
なるミラーの焦点合せの：ＪＪ節を行うようにプログラ
ムされるのである。
レーザー案内装置の種々の線糸の協Ｉ！１する作動はコ
ンピューターのプログラムによって相ｎ関連（ｃｏｏｒ
ｄｉｎａｔｅｄ　）されて、種々の線糸に適当な入力を
与えて装置の作動を行わＵるようになっている。訂しく
は、ＭｆｔＦヂ］−ノー−による光学的チＶンネル内の
レーデ−ビームの運動及びテレセントリック配置による
レーザービームの焦点合せはコンピューターによって相
ＴｉＩＩＩ連されてレーザービームの焦点が予め定めら
れｌζ空間的通路を追従り゛るようになす。更に詳しく
は、レーザービームの焦点はレーザーによる手術の間に
この手術に要求される事項及び入間の眼の状態（ｔＯｐ
Ｏ（７１’ａＤｈＶ）によって予め定められる所望の通
路を追従するように案内装置によって制御されるのであ
る。
［実施例１ 本発明の新規な特徴及び構成及び伯動に関する本発明自
体は以五の説明に関連′４−る添付図面によって最もよ
く理解されるが、これらの図面に於て同様の符号がｒｕ
１様の部分を示すようになされている。
先ず第１図を参照して、全体を符号１０によって示され
ている本発明のレーザー案内装置は患者１２に対して作
動状態で示されている。第１図に示されるように、息者
１２ｋＬ手術テーブル１４上に位置し、患者のＤｎ部１
６が支持部１８に１位置決めされて装置１０に対して安
定した空間的関係になされている。想古１２がこのよう
に位置決めされると、装置１０は企図された目的の為に
使用出来るようになる。しかし、患者１２は又椅子に座
るようにされても装置１０は企図された［１的に使用出
来る。
本発明によるレーザー案内装置の主な構成要素は第１図
に示されている。第１図に於て、レーザー供給源２０が
１４１色光を供給し、この光がレーザービーム２２とし
て実質的に図丞されたような通路に沿って導かれること
が判る。レーザー供給源２ｏは、本発明の譲受人と同じ
譲受人に譲渡され、゛その内容が参考として水引ｓ１瘤
に組込まれている［多波長レーザー供給源Ｊと題する発
明の審査中の米国￥１訂願に記載された３１３式のもの
である。１第１図に示されるように、レーザービーム２
２は精密デユーノー２４を通って導かれ、この精密チュ
ーナーは以下に説明されるようにレーザービーム２２を
位置決めする為のビーム制御走査装置として働くのであ
る。ｌｉ畜チューナー２４によって制御されることによ
り、レーザービーム２２は焦点合せ機索２６を通過して
この焦点合せ４１素から位置指向装置２８を通って導か
れ、患者１２の眼３０に照準を合わされる。装置１０を
構成する種々の構成要素の構造及びその協働するｎ、動
は夫々の構成要素の個々の１１素を詳細に考慮すること
によって最もよく理解される。
第２図を参照して、レーザ“−供給源２０がレーザービ
ーム２２を発生するように示されている。
ビーム２２はレーザー供給＃Ｑ２０から出た後で、大体
装置全体を通ってＨ１１３２を追従する。第２図に於て
、ビーム２２は境界部３４及び３６によつ−（図解的に
境Ｗされている。このように境界されることによって、
装ｄ１０内のレーザービーム２２の運動は装置ｆｔ１０
の光軸３２に沿って整合される種々の光学的機素の作動
パラメーターにＪ：り効果的に拘束されるのである。概
念的に苦って、レーザービーム２２の運動が内部に拘束
される包絡面はここで光学的チャンネルとして示される
。
この光学的チャンネルには符号を与えられていないが、
レーザー供給源２０からレーザービーム２２が眼３０に
対しＣ与えられる企図された目的の為の目標に焦点合せ
される点まで装置１０全体を通って仲良している。
Ｌ／　−’ｆ　−ｔｌ’　−ム２２　Ｇ、Ｌ　Ｌ／　−
（ｆ−供給１１ｉ２０を出た後で順次光軸３２に沿゛つ
で配置される凸レンズ３８、開口４０及び凸レンズ４２
を含む空間フィルター（５ｐａｔｉａｌ　ｆｉｌｔｅｒ
）に入射する。当業者にはよく判るように、この空間フ
ィルターは望遠鏡的結像装置を形成し、この結＠装置ｄ
がコリメートされた光を効果的に伝達するのである。
引続いて光ｉ１＊３２に沿つＣ検流ミラー４４が配置さ
れている。本発明によって企図されるように、この検流
ミラー４４は検流田４６によ〕て楯４８の廻りに矢印５
０により示される方向に回転可能になされている。以ト
の説明によって更によく判るように、検流ミラー４４は
レーザービーム２２を光軸３２から離すように導くのに
使用される。
レーザービーム２２は検流ミラー４４によって反射され
た後で、この技術分野で公知の凸レンズ５２及び５４よ
り成る望遠鏡的結像装置を通過する。
次にレーザーご−ム２２は検流ミラー５６に入射する。
検流ミラー４４と同様に、検流ミラー５６はレーザービ
ーム２２を光軸３２から殖すように導くのに使用される
。実際上光学的チャンネル内でビーム２２を制御する作
用は、レーザービーム２２をｎいに垂直方向に光軸３２
から離すように導くミラー４４及び５６によって行われ
るのである。
ミラー４４及び５６はビーム２２を責なる方向に指向さ
せるけれども、その機能は同じである。従って、ミラー
５６についてだ番フ説明を行うことにする。
検流ミラー５６は検流ｈ１５８によって軸６０の廻りに
矢印６２によつＣ示される方向に回転可能になされてい
る。レーザービーム２２は検流ミラー５６によって反射
された後で、凸レンズ６４及び６６より成る望遠鏡的結
像＠置を通過する。第２図に於て、光軸３２から離れる
シー１アーピーム２２の通路の変化が反射されたビーム
２２として示されている。詳しくは、検流ｉ１５８によ
る検流ミラー５６の＠６０の廻りの心合Ｕされ！ζ位冒
５６ａからの回転がレーザービーム２２を光軸３２から
図示の位置に離すように反射させるのｅある。
ビーム２２はこの点で光軸から離されるけれども凸レン
ズ６４及び６６はレーザービーム２２を能動ミラー６８
上のましい焦点に再指向さゼる。これによって得られる
作用は、ビーム２２の位置が移動される間に結像面の適
合性が公知の方法及び目的で保持されることである。若
し検流ミラー５６が５６８のように位置決めされる場合
には、レーザービーム２２は光軸３２と同一線上になる
。
更に、既述のように、検流ミラー４４は１述と垂直な平
面内のビーム２２の同様の運動を行わせるのである。
能動ミラー６８は種々の理由で装置１０に設けられる。
先ず第１に、能動ミラー６８を組込むことによってレー
ザービーム２２が正確に焦点合せされて目標面積部分内
に於ける人間の眼の角膜を通る角度的走査によって生ず
る収差を補償するのである。又この正ｉｆｆな焦点合り
は完全な球から偏伺する角膜の形状を考慮して行われる
ことが出来る。これを要約すると、能動ミラー６８は目
標面積部分にレーザービーム２２の甚だ正確な焦点合せ
を可能になすのである。本発明の目的に対しては、能動
ミラー６８は、１９８６年１１月の米国光学協会ジャー
ナル（Ｊ、Ｏｐｔ、Ｓｏｃ、　）に現れたクシフリン及
びベアケラトによる１解析的に誘導される影響の作用に
合致する最少自乗法にＪ：る静電膜ミラーの形成Ｊ　　
（Ｃｏｎｒｉｏｕｒｉｎｏ　ａｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔ
ａｔｉｃＭｅｍｂｒａｎｅ　　Ｍｉｒｒｏｒ　　ｂｙ　
　ｔｅａｓｔ−ｓｑｕａｒｅｓ　　Ｆｉｔｔｉｎｇｗｉ
ｔｈ　　Ａｎａｌｙｔｉｃａｌｌｙ　　Ｄｅｒｉｖｅｄ
　Ｉｎ４１ｕｅｎｃｃＦｕｎｃｔｉｏｎｓ　）と題する
論文に詳細に記載された望式のものになし得る。
更に第２図を参照すると、レーザービーム２２は検流ミ
ラー４４及び５６の回転運動に比例して光軸３２から離
れるように指向されるから、検流的に回転するミラー７
ｏには光軸３２」−では入射しないことが判る。その代
りに図示のようにレーザービーム２２は検流ミラー４４
及び５６によって与えられる方向に従って光＠３２から
離れた位置で回転ミラー７０に入射するのである。
レーザービーム２２は検流的に回転するミラー７０によ
って反射された後で焦点合ゼレンズ７４を通過する。第
２図に概略的に示されるように、焦点合せレンズ７４は
レール７６にＷ１動可能に取付けられて、これに沿って
直線運動を行うようになっている。レール７６に対する
焦点合ゼレンズ７４の実際の位置は検流３１８０に応答
して初く７−ム７８によって決定されるのである。更に
詳しくは、アーム７８の運動は矢印８４によって示され
る方向の軸８２の廻りの回転運動である。アーム７８及
び焦点合せレンズ７４の間の相互連結が焦点合せレンズ
７４上の取付は点７５の、アーム７８上に形成されたス
ロット８６内に於けるレール７６に沿う滑動運動によっ
て得られることが判る。従って、当業茜には公知のよう
に焦点合せレンズ７４がレール７６に沿って往復運動を
行ってビーム２２を焦点合せさぼるのである。
レーザービーム２２は回転ミラー８８によって反射され
てこのミラーから平面ミラー９０に向って導かれる。こ
の平面ミラー９ｏは又レーザービーム２２を、第２図で
はハウジング９４内に取ｆ・１けられるように示されて
いる対物レンズ装置９２に向って指向させる。更に詳し
くは、対物レンズ装置９２はこの技術分野の当業者には
公知の方法でｎいに協ａする凸レンズ９６、間口９８及
び凸レンズ１００を含み、レーザービーム２２を眼３０
の選択された部分に作動的に焦点合せするようになすの
である。
回転ミラー８８、平面ミラー９０及び対物レンズ装置９
２は光学的チャンネルを効果的に再配向させることの出
来る指内装Ｕを含ｌυでいることが理解されなければな
らない。更に詳し２くは、第２図に示された位置から仮
想線８８ａで示された位置への回転ミラー８８の回転は
、平面ミラー９゜が９０８として第２図に仮想線で示さ
れた位置に０１いた時にレーザービーム２２を平面ミラ
ー９０に反射させることが判る。従って、対物レンズ装
ｆｔｆｆ９２は第２図の９２ａとして示された仮想線の
位置に動かされる必要がある。このようにして、レーザ
ービーム２２の通路はｌ１１３０の状態に関して再位置
決めされることが出来る。回転ミラー８８、平面ミラー
９０および対物レンズ装置９２の運動が正確に相η関連
されることが！ｆ？要である。
又ましい整合が指向装置内に保持されることが中背であ
る。詳しくは、眼３ｏの角膜１０４が球形であると仮定
して、対物レンズ装置９２の通路が円形通路１０６を追
従しなければならないことになるのである。通路１０６
の曲率中心が角膜１０４の曲率中心と合致することが理
解される。しかし円形通路１０６に沿う対物レンズ装置
せ９２の運動に於ける意味は平面ミラー９ｏが楕円形通
路１０８１．７沿って動かされることを必要とすること
である。通路１０８の焦点は回転ミラー８８の回転中心
であって、通路１０８の他の焦点は角ＦＪ１０４の曲率
中心であることが理解されなければならない。楕円形通
路１０８に沿う平面ミラー９０の運動及び円形通路１０
６に沿う対物レンズ装置９２の運動が眼３０の角膜１０
４に対してレーデ−ビーム２２の′１Ｆシい配向状態を
保持するようになるのである。更に詳しくは、凸レンズ
７４から対物レンズ１００のｉｌＩ！９８までの光学的
距離は、対物レンズ１００の軸線が横方向に４０°まで
回転される間一定に保たれる。しかし、楕円形通路１０
８に沿う平面ミラー９ｏの運動によって若にの非ｉ線竹
が対物レンズ装置９２に導入される。従って、平面ミラ
−９０自体はこれらのノ１直線性を排除する為に検流的
に制御されることが出来る。
又はこれらの非直線性を表わす帰還信号がこの非ｉ（ｉ
　ｌ！性を補償する為に検流回転ミラー７０を回転させ
るのに使用される必要がある。
第２図から、当業者には対物レンズ装置９２の仮想線ｆ
Ｑ置９２ａへの運動が眼３０の角膜１０４の表面の円弧
に沿って角膜１０４に対して相対的にレーザービーム２
２を再位置決めすることが理解される。本発明を完全に
利用する為に対物レンズ装置９２は又第３図に示される
ように角膜１０４の表面に円形通路を描くような方法で
光＠３２の廻りに回転可能でなければならない。第１図
を参照ずればこのような作動は、対物レンズ装置ｆ’！
ｊ９２の回転軸線が能動ミラー６８及び検流ミラー５６
の間に形成される光軸３２の部分と同一直線になる場合
に容易に行われることを示している。更に詳しくは、第
１図を１照して指向装置２８の位置２８ａへの運動が同
時に対物レンズ装置９２を位ｉ＆　９２　ａに動かすこ
とが判る。引続いて指向装置２８の光軸３２の廻りの矢
印１０２で示される方向の運動が角膜１０４上で円形通
路を描くのである。
さて第３図に移り、人間のＩｌｌ、！　３０及びその角
膜１０４の斜視図が示され、半径方向の角膜切開術とし
て知られる施療の間に角膜１０４内に施される切れ口１
１０を示している。更に詳しくは、第３図に示されるよ
うに、この切れ目１１０は角膜１０４に対しＣ半径方向
に施され、第４図を共に参照して判るように１１６１１
された方法で角膜１０４に対して行われるのが〒ましい
。詳しくは、許容される手順によって、この切れ目１１
０は角膜１０４のト皮１１２、ボーマン膜１１４及び基
質１１６の一部分だけに伸長するように侵入しなければ
ならない。しかし、このような切れ目１１０はデスメー
膜１１８又は内皮１２０の何れを６含んではならないの
である。熟練した眼科医によって認められているように
、デスメー膜１１８及び内皮１２０を含むような切れ口
１１０は悲劇的な結果を招く恐れがある。従って、眼３
０の角ＩＦＪ　１０４に入射するレーザービーム２２の
焦点のｉｆ　Ｍｔな案内が、甚だ精密な要求される手順
Ｃあることが判る。従って、本発明は予め定められた空
間的な通路に沿うレーザービーム２２の甚だ１丁１ａな
焦点合Ｕを可能とする機素を有するのである。更に、第
３図及び第４図を共に参照することによって眼３０の角
１１０１０４内に施される切れ［；１１１０が三次元的
な総ての方向にｉｆ確に制御されなければならないこと
が判る。特に、１ｖ３０の表面に対づる表面上の配向に
制御が必要で、又眼３０の角膜１０４内への切れ口１１
０の侵入に対して深さの位置決めに対して制御が要求さ
れるのである。
上述の本発明による装Ｈの作動は本発明の電ｆ的構成要
素の概略的構成図を承り第５図を参照することによって
７ａもよく理解される。１第２図は装［１０の機素の光
学的に協ＷＪＪする作動を示しているのに対して、第５
図はこれらのａＳの電子的な協働作用を示すようになっ
ている。従って、第５図には総ての構成要素が全品示さ
れるようにはなされていない。他方に於て、光学的機素
の作動グループの仝体向な特徴が示されるＪ：うになっ
ている。更に詳しくは、コンピューター即ちマイクロプ
ロセッサ−１２２が作業者の望みに従ってプログラムさ
れて、装Ｅ１０の案内９Ａ置を眼３０の予め定められた
輪郭に追従さ、せるようになっている。
この作動は眼３０からのマイクロブ臼セッサー１２２に
対するプログラムされた入力１４０として概念的に第５
図に示されている。第５図から判るように、マイクロプ
ロセッサ−１２２は、本発明の作動を行わＩるようにビ
ームシリ御走査装置１２４、焦点合せ機機素２６及び位
置指向装置１２８に電子的に接続されている。！！述の
説明及び第５図を参照すれば、走査装置１２４が他の組
合される構成要素と共に実質的に検流ミラー４４及び５
６より成っていることを示している。更に、焦点合（！
ｌ索１２６は実質的に能動ミラー６８及び焦点合せミラ
ー７４より成り、位置指向装置１２８は回転ミラー７０
及び平面ミラー９０より成つＣいる。
ビーム１１ｍ走査装置１２４に対するマイク［１プロセ
ツサー１２２の接続は、マイクロプロセッサ−１２２か
らのプログラムされた指示にＪ、って検流計４６が検流
ミラー４４を回転させるように電気的コネクター１３０
が検流計４６に接続されることを必要とする。同様に、
マイクロブ０セツ會ナー１２２は電気的コネクター１３
２によって検流計５８に電気的に接続されてンイクロブ
ロセツリー１２２からのプログラムされた入力により検
流ミラー５６の運動を生じさせるようになっている。
上述のことから、両方の検流ミラー４４及び５６に対す
るプログラムされた入力が、＋Ａ　ｉｆｉ　１０の光学
的チャンネルを通してレーザービーム２２をＩＩ＋御す
るようにして行われ得ることが判る。
光学的チャンネル内に於けるレーザービーム２２の実際
の制御は検流ミラー４４及び５６の協働作用によって行
われるのである。［述にて西甲に述べたように、検流ミ
ラー４４及び５６の作動を夫々別個に考えるのがこの作
動を理解するのに役立つ。従って、説明の為だけに先ず
検流ミラー５６を考えることにする。若し検流ミラー５
６が第２図に示される位置５６に心合せされる場合には
、レーザービーム２２は光＠３２に沿う通路に沿って検
流ミラー５６から放射される。しかし、若し検流ミラー
５６が軸６０の廻りに５６ａによって示される位置に回
転される場合には、レーザービーム２２は第２図に示さ
れるように光軸３２から頗れて反射される。従って、何
れの他の光学的槻木も変動又は運動をしない場合には、
検流ミラー５６の運動はレーザービーム２２が参照平面
内で移＃ｌされるようになす。検流ミラー４４はこの参
照平面に垂直な平面内でレーザービーム２２に対して上
述と正確に同じ作用を行うのｒある。従って、マイクロ
ブ０セツ＃−１２２からのプログラムされた（ｉｉ号に
応答する検流ミラー４４及び５６の協ｆｌＩｌ−！ｌる
作動がレーザービーム２２を制御する。
この制御の可能性により、残余の三次元的な制御は、レ
ーザービーム２２を正しく焦点合せすることによって行
うことが出来るのである。
装置１０の焦点合せｔｌＡ１２６は又マイク１コブ０セ
ツサー１２２に電子的に接続されている。、詳しくは、
この接続はマイクロプロセッサ−１２２及び能動ミラー
６８の間に電気的コネクター１３４を配置することを必
要とする。附加的に、゛７■気的」ネクター１３６はマ
イクロプロセッサ−１２２を検流計８０に接続してプロ
グラムされに状［ＰＡで枢動アーム７８の運動を行わＵ
、この技術分野で公知のように焦点合せ機素１２６の焦
点合Ｕを行わせる。従って、マイク［１プロゼッサ−１
２２に対りるプログラムさ“れた入力は焦点合μ機素１
２６が眼３０の特定の状態に従って作業者によって決定
される焦点にレー（ｆ−ビーム２２を焦点合せさせるの
である。
第５図は又マイクロブ０１？ツサ−１２２が電ｆ的に位
置指向装置１２８を制御することを示しでいる。詳しく
は、ミラー９０が検流的に制御され、その結果ミラー９
０及びミラー７０の間に帰還接続を必要としないように
なし得る。変形実施例に於ては、位置指向装置１２８の
平面ミラー９０はコネクター１３８を介してマイクロプ
ロセッサ−１２２に電気的に接続されて楕円形通路１０
８上のミラー９ｏの位置穴指示するようになし得ること
に注目しむりればならない。この位置情報は電気的コネ
クター１４０′によってマイクロプロセッサ−１２２か
ら検流側７２に通されて平面ミラー９０に対してプログ
ラムされた関係に従って検流ミラー７０を動かすように
なされる。取述のように、この平面ミラー９０及び検流
ミラー７０の闇の電気的接続は、機械的な連結を介して
行われる回転ミラー８８の回転と協動する楕円形通路１
０８に沿う平面ミラー９０の運動により生ずる機械的非
直線性を修正する為に行われるのである。
装置１０の上述の説明により、種々の構成台木、即らビ
ーム制御走査装置１２４、焦点合１！Ｉｊｌｉ　１２６
及び位置指向装置１２８の夫々に対するプログラムされ
たコンビコータ入力が、眼３０に入射するレーザービー
ム２２の方向をＳａ装１０が正確に規定するのを可能に
なりことが判る。従って、眼３０の角膜１０４内への切
れ目１１０の位置が大なるＮ度でｆｌ、ｌＪ　ｗされ得
るのである。更に、コンピューター人力は又レーザービ
ーム２２に対する焦点を正確に１１１１１Ｌ、、その結
果切れ目１１０が眼３０の角膜１０４内に形成される深
さを制御するのである。神々の新規な機素のＩｌｉ！３
０に対する連結は眼３０及び装置１０の間の空間的関係
及び眼３０に関する形状即ち状態及び構成的な情報に関
係するプログラムされた入力１４０によって確立される
のである。
ここに詳細に図示され説明された特定の三次元的レーザ
ー案内装置は本発明の目的を達成し、上述の利点を完全
に提供するものであるが、上述の説明は現在望ましい本
発明の実施例のψなる図解的説明であって、特許請求の
範囲に限定される以外にここに示された詳細な構造又は
設計に本発明を制限する糸がないことは■ψ解されなけ
ればならない。
し発明の効果１ 本発明は上述のように構成されているから、レーザーパ
ルスを種々の焦点に個々に焦点合Ｕ出来、ビームのパル
スが等しい包皮で等しい持続時間で、箸しく速い反復速
麿ｅ連続的に発１−されるようになした光学的ヂャンネ
ル内の三次元的空間内でレーザービームを光学的に制御
して焦点合Ｕする眼？１手術に使用７るのに特に有効で
、ｎつコスト的に右利で使用が容易な案内装置を提供出
来る層れた効果を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第１図はΦ者の眼の手術の為に作動的に配式された本発
明の案内装置の側面立面図。 ？Ａ２図は装置の一部分が選択された光７・的＃１本の
７４配向状態を示ツ為に仮想線にて示され、眼に対ｌる
関係を示されている本発明の案内装置の光学的機素の概
略的説明図。 第３図は眼の斜視図。 第′４図は第３図の線４−４に沿って見た眼の角膜の断
面図。 第５図は本発明の電子的構成要素の接続を示ず構成図。 １０・・・レー昏！−案内装置 １２・・・患者 １４・・・手術テーブル １６・・・患者の頭部 ２０・・・レーザー供給源 ２２・・・レーザービーム ２４・・・精密ヂューナー ２６．１２６・・・焦点合せ機素 ２８．１２８・・・位置指向装置 ３０・・・患者の眼 ３２・・・光軸 ３８．４２．５２．５４・・・凸レンズ４０．９８・・
・間口 ４４．５６・・・検流ミラー ４６．５８．８０・・・検流計 ６４．６８．９６・・・凸レンズ ６８・・・１を動ミラー ７０・・・回転するミラー ７４・・・焦点合Ｕレンズ ７６・・・レール ７８・・・枢動アーム ８８・・・回転ミラー ９０・・・平面ミラー ９２・・・対物レンズ装置 ９４・・・ハウジング ９８・・・眸 １００・・・対物レンズ １０４・・・角膜 １０６・・・円形通路 １０８・・・楕円形通路 １１０・・・切れ目 １１２・・・上皮 １１４・・・ボーマン膜 １１６・・・基質 １１８・・・デスメー膜 １２０・・・内皮 １２２・・・マイクロブロセツナー １２４・・・ビーム制罪走査装酋 １２８・・・位置指向装置

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）光学的チャンネルを形成し、前記光学的チャンネ
    ル内の空間の予め定められた点にレーザーエネルギーを
    焦点合せする装置に於て、 レーザービームを１つの通路に沿つて指向させる装置を
    有するレーザービーム供給源と、前記通路内に配置され
    、前記ビーム内のエネルギーを前記通路上の予め選択さ
    れた点に焦点合せする光学的機素と、 前記光学的チャンネル内に配置され、前記ビームを受取
    つて、前記通路上の前記予め選択された点を前記空間内
    の前記予め定められた点と一致させるように選択的に前
    記通路を変化させるチューナーと、 を含んでいる装置。
  2. （２）前記光学的チャンネルを再配向させる位置指向装
    置を更に含んでいる請求項１記載の装置。
  3. （３）前記焦点合せを行う光学的機素が、 前記ビームの前記通路に沿つて位置決め可能で、前記予
    め選択された点に前記ビームを焦点合せする凸レンズと
    、 前記ビームの前記通路に沿つて位置決め可能で、前記ビ
    ームを予め定められた入力に従つて焦点合せする能動ミ
    ラーと、 を含んでいる請求項２記載の装置。
  4. （４）前記チユーナーが前記ビームの前記通路に沿つて
    配置された多数の検流ミラーを含み、前記通路を変化さ
    せるようになされている請求項３記載の装置。
  5. （５）前記位置指向装置が、 枢動ミラーと、 平面ミラーと、 前記ビームの前記通路に沿つて順次に配向されて前記通
    路に対して連動可能で前記光学的チャンネルの長さを保
    持しながら前記光学的チャンネルを再配向する対物レン
    ズ装置と、を含んでいる請求項４記載の装置。
  6. （６）光学的チャンネルを形成し、前記チャンネルを通
    るレーザービームを、位置を規定可能の外面を有する固
    体の本体内の一点に焦点合せする装置に於て、 前記装置上に取付けられ、前記ビームを前記面の第１の
    部分上に、この第１の部分に対して実質的に垂直な第１
    の軸線に沿って指向させる装置と、前記装置上に取付け
    られ、前記ビームを前記面の第２の部分上に、この第２
    の部分に対して実質的に垂直な第２の軸線に沿つて再指
    向させる装置と、 前記装置上に取付けられ、前記レーザーを前記夫々の第
    １又は第２の軸線に沿つて焦点合せさせる装置と、 を含んでいる装置。
  7. （７）前記再指向装置が多数の検流ミラーを含み、前記
    軸線を変化させるようになしている請求項６記載の装置
    。
  8. （８）前記焦点合せ装置が前記ビームの前記通路上に配
    置されて、この通路に沿つて運動可能で、前記ビームを
    焦点合せする凸レンズを含んでいる請求項７記載の装置
    。
  9. （９）前記光学的チャンネルを再配向する装置を更に含
    んでいる請求項８記載の装置。
  10. （１０）前記再配向装置が、前記ビームの前記通路に沿
    つて順次位置決めされるように夫々互いに他に対して運
    動可能になされて前記光学的チャンネルの部分を再配向
    させる回転ミラーと、平面ミラーと、対物レンズとを含
    んでいる請求項９記載の装置。
  11. （１１）コンピューターのプログラムによりレーザービ
    ームを焦点合比する為のコンピューターで制御される装
    置に於て、 光学的チャンネルを形成する装置と、 前記コンピューターに電気的に接続され、前記レーザー
    を前記コンピューターのプログラムに従つて前記チャン
    ネル内の通路に沿うように制御する装置と、 前記レーザーを前記コンピューターのプログラムに従つ
    て前記通路に沿う予め定められた点に焦点合せする装置
    と、 を含んでいる装置。
  12. （１２）前記光学的チャンネルを再配向させる装置を更
    に含んでいる請求項１１記載のコンピユーターで制御さ
    れる装置。
  13. （１３）前記制御装置が前記光学的チャンネル内に配置
    される一対の検流ミラーを含み、前記ビームの前記通路
    を変化させるようになしている請求項１２記載のコンピ
    ューターで制御される装置。
  14. （１４）前記焦点合せ装置が前記光学的チャンネルの光
    軸に沿つて運動可能で前記ビームを焦点合せする凸レン
    ズを含んでいる請求項１３記載のコンピューターで制御
    される装置。
  15. （１５）前記コンピューターに電子的に接続されて、プ
    ログラムされた入力を考慮した前記ビームの焦点合せの
    微細な変化を与える能動ミラーを更に含んでいる請求項
    １４記載のコンピューターで制御される装置。
  16. （１６）前記再配向装置が順次前記ビームの前記通路に
    沿つて、前記光学的チャンネルを再配向するように協働
    して運動可能の枢動ミラーと、平面ミラーと、対物レン
    ズとを含んでいる請求項１５記載のコンピューターで制
    御される装置。
  17. （１７）空間内の予め定められた点にレーザーのエネル
    ギーを焦点合せする方法に於て、（Ａ）レーザービーム
    を１つの通路に沿つて導き、 （Ｂ）前記通路を光学的チャンネル内に拘束し、 （Ｃ）前記レーザービームを前記通路上の予め選択され
    た点に焦点合せさせ、 （Ｄ）前記通路上の前記予め選択された点を前記空間内
    の前記予め定められた点と一致させるように前記チャン
    ネル内のビームの前記通路を制御する、 諸工程を含んでいる方法。
JP63320345A 1988-02-02 1988-12-19 レーザービームを焦点合せする装置及び方法 Granted JPH01262836A (ja)

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