JPH09266925A - Ablation apparatus - Google Patents

Ablation apparatus

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JPH09266925A
JPH09266925A JP9033346A JP3334697A JPH09266925A JP H09266925 A JPH09266925 A JP H09266925A JP 9033346 A JP9033346 A JP 9033346A JP 3334697 A JP3334697 A JP 3334697A JP H09266925 A JPH09266925 A JP H09266925A
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laser beam
ablation
moving
divided
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Toshibumi Sumiya
俊文 角谷
Takashi Hagiwara
高志 萩原
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Nidek Co Ltd
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Nidek Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ablation apparatus capable of efficiently cutting only protruding parts of an uneven surface in a short time, by equipping a beam moving means, a division mask means, a data inputting means, and a control means for the masking state of the division mask means at each moving position of a laser beam by a moving means based on the inputted data. SOLUTION: A laser beam projected from a laser light source 1 is formed into a desired rectangular shape by a beam forming means such as an expander lens if necessary. Parts to be shielded by the division mask 3 to divide the laser beam in the horizontal direction and to shield them partially are selectively changed by a division mask drive device 4. An image rotator 7 is driven to be rotated around the optical axis L by an image rotator drive device 8 to rotate the laser beam around the optical axis. A control device 22 to control the total apparatus controls the laser light source 1, division mask drive device 4, a mirror drive device 6, the image rotator drive device 8, an aperture drive device 10, and a division mask moving device 15, etc.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は対象物の表面をアブ
レーションするアブレーション装置に係り、殊に不正乱
視等の角膜の凸部分のみを選択的に切除して角膜表面の
凹凸修正に好適な装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ablation device for ablating the surface of an object, and more particularly to an ablation device suitable for correcting irregularities on the corneal surface by selectively excising only the convex portion of the cornea such as irregular astigmatism. .

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、レーザビームで角膜の表面をアブ
レーションし、その曲率を変化させることにより眼球の
屈折異常を矯正しようとするPRK(Photorefractive K
eratectomy) やレーザビームでアブレーションして角膜
表面の病変部を取り除くというPTK(Phototheraputic
Keratectomy) が注目されている。このPRK、PTK
を行うレ−ザビ−ムのアブレ−ションは、主に次の3つ
の方法により行われていた。
2. Description of the Related Art In recent years, a PRK (Photorefractive K) that ablates the surface of the cornea with a laser beam and changes its curvature to correct the refractive error of the eyeball.
eratectomy) and laser beam ablation to remove lesions on the corneal surface PTK (Phototheraputic)
Keratectomy) is attracting attention. This PRK, PTK
The ablation of the laser beam for performing the above is mainly performed by the following three methods.

【0003】第1は大面積のレ−ザビ−ムで一度に所定
の領域をアブレ−ションする方法、第2は矩形のレ−ザ
ビ−ムを移動させて所定の領域をアブレ−ションする方
法、第3は小さなスポットを2次元的にスキャンさせて
所定の領域をアブレ−ションする方法である。
The first is a method of ablating a predetermined area at a time with a large area laser beam, and the second is a method of moving a rectangular laser beam to ablate a predetermined area. The third is a method of ablating a predetermined area by scanning a small spot two-dimensionally.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、人間の
眼の角膜は、常に球面やト−リック面ではなく、不正乱
視等で角膜表面が部分的に凹凸になっている場合があ
る。このような角膜表面をレ−ザビ−ムでアブレ−ショ
ンして球面又はト−リック面にしようとすると、第1の
大面積ビ−ムの方法や第2の矩形ビ−ムを移動する方法
では、凸部分ごとに照射領域を合わせて凸部分を一つず
つ切除していくしかなく、非常に時間がかかるという欠
点があった。
However, the cornea of the human eye is not always a spherical surface or a toric surface, but the corneal surface may be partially uneven due to irregular astigmatism or the like. When such a corneal surface is ablated with a laser beam to form a spherical surface or a toric surface, a first large area beam method or a second rectangular beam method is moved. However, there is a drawback that it takes much time to cut the convex portions one by one by aligning the irradiation areas for the respective convex portions.

【0005】一方、第3の小スポットをスキャンする方
法は、凸部分のみを選択的にスキャンさせてアブレ−シ
ョンすればよく、第1や第2の方法に比べれば少ない時
間で切除できるが、それでもアブレ−ションする凸部分
が多いと、やはり比較的多くの時間がかかるという欠点
があった。
On the other hand, in the method of scanning the third small spot, it is sufficient to selectively scan only the convex portion for ablation, and the excision can be performed in a shorter time than in the first and second methods. Even so, if there are many convex portions to be abraded, there is a drawback that it takes a relatively long time.

【0006】本発明は、上記従来技術の問題点を鑑み、
凹凸の表面の凸部分のみを短時間で効率良く切除できる
アブレ−ション装置を提供することを技術課題とする。
The present invention has been made in view of the above problems of the prior art.
It is a technical object to provide an ablation device that can efficiently excise only the convex portion of the uneven surface in a short time.

【0007】また、表面の凸部分を滑らかに切除できる
アブレーション装置を提供することを技術課題とする。
Further, it is a technical object to provide an ablation device capable of smoothly removing a convex portion on the surface.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、次のような構成を有することを特徴とす
る。
The present invention is characterized by having the following configuration in order to solve the above-mentioned problems.

【0009】(1) 細長い矩形のレ−ザビ−ムをアブ
レ−ション対象物へ導光する導光光学系を備え、導光さ
れたレ−ザビ−ムにより表面が凹凸の対象物の凸部分を
アブレ−ションするアブレ−ション装置において、前記
導光光学系の光軸に対してレ−ザビ−ムを移動させるビ
−ム移動手段と、レ−ザビ−ムの長手方向を選択的に分
割してマスクする分割マスク手段と、前記対象物のアブ
レ−ション領域に関するデ−タを入力するデ−タ入力手
段と、該入力デ−タに基づき前記移動手段によるレ−ザ
ビ−ムの各移動位置での前記分割マスク手段のマスク状
態を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
(1) A light guide optical system for guiding a slender rectangular laser beam to an ablation object is provided, and the convex portion of the object having an uneven surface is provided by the guided laser beam. In the ablation device for ablating the laser beam, a beam moving means for moving the laser beam with respect to the optical axis of the light guiding optical system and a longitudinal direction of the laser beam are selectively divided. Division masking means for masking, a data inputting means for inputting data relating to the ablation area of the object, and each movement of the laser beam by the moving means based on the input data. Control means for controlling a mask state of the divided mask means at a position.

【0010】(2) (1)の分割マスク手段は、多数
並んだ短冊状のマスクを持つことを特徴とする。
(2) The divided mask means of (1) is characterized by having a large number of strip-shaped masks arranged side by side.

【0011】(3) (2)の分割マスク手段は、前記
短冊状マスクをそれぞれ回転開閉する回転開閉手段を有
することを特徴とする。
(3) The divided mask means of (2) is characterized in that it has rotary opening / closing means for rotating / opening / closing each of the strip masks.

【0012】(4) (2)の分割マスク手段は、前記
短冊状マスクをそれぞれスライドさせて開閉するスライ
ド開閉手段を有することを特徴とする。
(4) The divided mask means of (2) has a slide opening / closing means for sliding and opening / closing the strip masks.

【0013】(5) 光軸に対する垂直平面での断面形
状が細長い矩形のレーザビームをアブレーション対象物
へ導光する導光光学系を備え、導光されたレーザビーム
により表面が凹凸の対象物の凸部分をアブレーションす
るアブレーション装置において、前記導光光学系の光軸
に対して直交する方向へレーザビームを移動させるビー
ム移動手段と、レーザビームの長手方向を選択的に分割
してマスクする分割マスク手段と、該分割マスク手段を
レーザビームの長手方向に移動させる分割マスク移動手
段と、前記対象物のアブレーション領域に関するデータ
を入力するデータ入力手段と、該入力データに基づき前
記ビーム移動手段によるレーザビームの各移動位置での
前記分割マスク手段のマスク状態及び前記分割マスク移
動手段の移動位置を制御する制御手段と、を有すること
を特徴とする。
(5) A light guide optical system for guiding a rectangular laser beam having a slender rectangular cross section in a plane perpendicular to the optical axis to the ablation target is provided, and the guided laser beam has an uneven surface. In an ablation device for ablating a convex portion, a beam moving means for moving a laser beam in a direction orthogonal to the optical axis of the light guiding optical system, and a division mask for selectively dividing and masking the longitudinal direction of the laser beam. Means, divided mask moving means for moving the divided mask means in the longitudinal direction of the laser beam, data input means for inputting data on the ablation region of the object, and laser beam by the beam moving means based on the input data. The mask state of the divided mask means and the moving position of the divided mask moving means at each moving position of And a control unit for controlling.

【0014】(6) (5)のアブレーション装置にお
いて、前記分割マスク手段は、断面形状が矩形のレーザ
ビームの長手方向に多数並設された短冊状のマスクと、
該短冊状のマスクを前記導光光学系へ選択的に挿脱する
ことにより矩形の前記レーザビームの長手方向を部分的
に遮断するマスク挿脱手段と、を持つことを特徴とす
る。
(6) In the ablation device of (5), the divided mask means is a strip-shaped mask arranged in parallel in the longitudinal direction of the laser beam having a rectangular cross section.
Mask insertion / removal means for partially blocking the longitudinal direction of the rectangular laser beam by selectively inserting / removing the strip-shaped mask into / from the light guide optical system.

【0015】(7) (5)のアブレーション装置にお
いて、請求項6の短冊状のマスクとマスク挿脱手段を備
え、前記短冊状のマスクのそれぞれはレーザビームの長
手方向に略同じ幅を持ち、前記分割マスク移動手段は分
割マスク全体をレーザビームの長手方向に移動可能であ
り、前記制御手段は見掛上マスクの幅よりも小さい移動
量で分割マスク全体が移動するように前記分割マスク移
動手段を制御することを特徴とする。
(7) In the ablation device of (5), the strip mask and the mask inserting / removing means according to claim 6 are provided, and each of the strip masks has substantially the same width in the longitudinal direction of the laser beam. The division mask moving means can move the whole division mask in the longitudinal direction of the laser beam, and the control means moves the division mask so that the whole division mask moves by a movement amount which is apparently smaller than the width of the mask. It is characterized by controlling.

【0016】(8) (5)のアブレーション装置にお
いて、前記制御手段は前記アブレーション対象物に対し
てレーザビームの1スキャンを単位として前記分割マス
ク移動手段によるマスク移動位置を制御することを特徴
とする。
(8) In the ablation apparatus of (5), the control means controls the mask moving position by the divided mask moving means with respect to the ablation object in units of one scan of the laser beam. .

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は実施例の装置の光学系の概略配置及び制
御系の概略構成を示す図である。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic arrangement of an optical system and a schematic configuration of a control system of the apparatus of the embodiment.

【0018】1はレーザ光源であり、実施例では193
nmの波長を持つエキシマレーザを使用している。レー
ザ光源1から出射されるエキシマレーザビームはパルス
波であり、その代表的な形状は図2に示すように、ビー
ムの強度分布は水平方向(X軸方向)がほぼ均一な分布
F(W)であり、垂直方向(Y軸方向)はガウシアン分
布F(H)となっている。また、光軸に対して垂直な平
面での断面形状は、細長い矩形の形状となっている。
Reference numeral 1 denotes a laser light source, which is 193 in the embodiment.
An excimer laser with a wavelength of nm is used. The excimer laser beam emitted from the laser light source 1 is a pulse wave, and its typical shape is, as shown in FIG. 2, the intensity distribution of the beam F (W) which is almost uniform in the horizontal direction (X-axis direction). And has a Gaussian distribution F (H) in the vertical direction (Y-axis direction). In addition, the cross-sectional shape on a plane perpendicular to the optical axis is an elongated rectangular shape.

【0019】なお、レーザ光源1から出射後のレーザビ
ームは、エキスパンダレンズ等のビーム整形手段によっ
て必要により所期する矩形形状に整える。2は平面ミラ
ーであり、レーザ光源1から水平方向に出射されたレー
ザビームを上方へ90°偏向する。
The laser beam emitted from the laser light source 1 is shaped into a desired rectangular shape by a beam shaping means such as an expander lens if necessary. A plane mirror 2 deflects the laser beam emitted from the laser light source 1 in the horizontal direction upward by 90 °.

【0020】3はレーザビームの水平方向(X軸方向)
を分割して部分的に遮蔽する分割マスクであり、分割マ
スク駆動装置4により遮蔽する部分が選択的に変化され
る。分割マスク3をレーザ光源1側から見ると、図3の
(a)に示すように、略同じ幅を持つ短冊状のマスクが
多数並んだ形状をしており、この短冊状のマスクをそれ
ぞれ開閉することにより細長い矩形のレーザビームの長
手方向を部分的にカットできる。各短冊状マスクの開閉
は、図3の(b)に示すように回転機構により各短冊状
マスクが回転して、遮蔽する部分が選択的に変えられ
る。すなわち、分割マスク3を通過するレーザビーム
は、この各短冊状マスクの選択的開閉により、マスクが
閉じている箇所が部分的にカットされた形となる。な
お、短冊状マスクの開閉は回転による開閉の他、図4に
示すようレ−ザビ−ムの垂直方向にスライドさせて行う
ようにしても良い。
3 is the horizontal direction of the laser beam (X-axis direction)
Is a divided mask for dividing and partially shielding, and the portion to be shielded is selectively changed by the divided mask driving device 4. When the split mask 3 is viewed from the laser light source 1 side, as shown in FIG. 3A, a large number of strip-shaped masks having substantially the same width are arranged side by side, and the strip-shaped masks are opened and closed respectively. By doing so, the longitudinal direction of the elongated rectangular laser beam can be partially cut. As for opening and closing of each strip-shaped mask, as shown in FIG. 3B, each strip-shaped mask is rotated by the rotating mechanism to selectively change the portion to be shielded. That is, the laser beam passing through the divided mask 3 has a shape in which the closed mask is partially cut by selectively opening and closing the strip masks. The strip-shaped mask may be opened and closed by rotation, or may be slid in the vertical direction of the laser beam as shown in FIG.

【0021】また、分割マスク3は分割マスク移動装置
15により、レーザビームの長手方向側(X軸方向)に
移動する。その移動範囲は少なくとも短冊状の1つのマ
スクの幅分を確保しており、分割マスク3全体が1つの
マスクの幅分の間を微小距離移動できるようになってい
る。
Further, the divided mask 3 is moved by the divided mask moving device 15 in the longitudinal direction of the laser beam (X-axis direction). The movement range secures at least the width of one strip-shaped mask, and the entire divided mask 3 can move a minute distance within the width of one mask.

【0022】分割マスク3を通過したレーザビームは、
平面ミラー5により水平方向へ偏向される。平面ミラー
5はミラー駆動装置6により垂直方向(矢印方向)に移
動可能であり、レーザビームをガウシアン分布方向に平
行移動して対象物を均一に切除する。この点は、特開平
4−242644号(発明の名称「レーザビームによる
アブレーション装置」)に詳細に記載されているので、
これを援用する。
The laser beam that has passed through the split mask 3 is
It is deflected in the horizontal direction by the plane mirror 5. The plane mirror 5 is movable in the vertical direction (arrow direction) by the mirror driving device 6, and the laser beam is moved in parallel in the Gaussian distribution direction to uniformly ablate the object. This point is described in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-242644 (Invention title “Ablation device by laser beam”).
This is incorporated.

【0023】7はイメージローテータであり、イメージ
ローテータ駆動装置8により光軸Lを中心にして回転駆
動され、レーザビームを光軸回りに回転させる。9はア
ブレーション領域を限定する可変円形アパーチャであ
り、アパーチャ9の開口領域はアパーチャ駆動装置10
によって変えられる。11はアパーチャ9を患者眼の角
膜13上に投影するための投影レンズである。投影レン
ズ11に対してアパーチャ9と角膜13は共役な位置関
係になっており、アパーチャ9で限定した領域が角膜1
3上に結像し、アブレーション領域を限定する。
Reference numeral 7 denotes an image rotator, which is rotationally driven by the image rotator driving device 8 about the optical axis L to rotate the laser beam around the optical axis. Reference numeral 9 is a variable circular aperture that limits the ablation region, and the aperture region of the aperture 9 is the aperture driving device 10.
Can be changed by Reference numeral 11 is a projection lens for projecting the aperture 9 onto the cornea 13 of the patient's eye. The aperture 9 and the cornea 13 have a conjugate positional relationship with the projection lens 11, and the area defined by the aperture 9 is the cornea 1
Image on 3 to limit the ablation area.

【0024】12は193nmのエキシマレーザビーム
を反射して可視光を透過する特性を持つダイクロイック
ミラーであり、投影レンズ11を経たレーザビームはダ
イクロイックミラー12により90°曲げられて、患者
眼の角膜13へと導光される。
Reference numeral 12 is a dichroic mirror having a characteristic of reflecting an 193 nm excimer laser beam and transmitting visible light. The laser beam passing through the projection lens 11 is bent by 90 ° by the dichroic mirror 12 to form a cornea 13 of the patient's eye. Is guided to.

【0025】患者眼は手術に際して所定の位置にくるよ
うに予め位置決めされる(位置決め手段については本発
明と関係が薄いため、説明は省略する)。
The patient's eye is prepositioned so as to come to a predetermined position during the operation (the description of the positioning means is omitted because it has little relation to the present invention).

【0026】14は双眼の手術顕微鏡を持つ観察光学系
であり、ダイクロイックミラー12の上方に位置する。
双眼の観察光学系は市販のものが利用可能であり、その
構成自体は本発明と関係がないので説明は省略する。
An observation optical system 14 having a binocular surgical microscope is located above the dichroic mirror 12.
As the binocular observation optical system, a commercially available one can be used, and the configuration itself is not related to the present invention, so that the description is omitted.

【0027】20は装置全体を制御する制御装置であ
り、レーザ光源1、分割マスク駆動装置4、ミラー駆動
装置6、イメージローテータ駆動装置8、アパーチャ駆
動装置10および分割マスク移動装置15等を制御す
る。21は患者眼の角膜形状データ等を入力するための
データ入力装置である。
Reference numeral 20 denotes a control device for controlling the entire apparatus, which controls the laser light source 1, the divided mask driving device 4, the mirror driving device 6, the image rotator driving device 8, the aperture driving device 10 and the divided mask moving device 15. . Reference numeral 21 is a data input device for inputting corneal shape data and the like of the patient's eye.

【0028】以上のような構成を持つ装置において、そ
の動作について説明する。
The operation of the apparatus having the above configuration will be described.

【0029】まず、レーザビームによる屈折矯正につい
て簡単に説明する。患者眼の角膜を装置に対して所定位
置に固定する。アブレーションの領域やその形状は、デ
ータ入力装置21により予め入力された屈折力等のデー
タに基づき、制御装置20に記憶されるプログラムに従
って決定され、これにより装置の動作を制御する。屈折
矯正のときは、分割マスク3のマスクは全て開放状態に
される。
First, the refraction correction by the laser beam will be briefly described. The cornea of the patient's eye is fixed in position with respect to the device. The ablation region and its shape are determined according to a program stored in the control device 20 based on the data such as the refracting power input in advance by the data input device 21, thereby controlling the operation of the device. When refraction is corrected, all the masks of the divided mask 3 are opened.

【0030】近視矯正の場合は、アパーチャ9によりレ
ーザビームを制限し、平面ミラー5を順次移動してレー
ザビームをガウシアン分布方向に移動する。そしてレー
ザビームが端から端まで移動して1面を移動し終わる
(1スキャン)ごとにイメージローテータ7によりレー
ザビームの移動方向を回転して、均一な円形に切除す
る。アパーチャ9の大きさを順次変えることにより、角
膜の中央部を深く周辺部を浅くアブレーションする。こ
れにより近視矯正を行う。
In the case of myopia correction, the laser beam is limited by the aperture 9 and the plane mirror 5 is sequentially moved to move the laser beam in the Gaussian distribution direction. Then, each time the laser beam moves from one end to the other and finishes moving on one surface (one scan), the moving direction of the laser beam is rotated by the image rotator 7 to cut the laser beam into a uniform circle. By sequentially changing the size of the aperture 9, the central part of the cornea is ablated deeply and the peripheral part is ablated shallowly. This corrects myopia.

【0031】遠視矯正の場合は、まず、アパーチャ9の
開口領域を固定してアブレーション領域を制限する。平
面ミラー5を光軸Lに対して偏位させてレーザビームを
ずらし、イメージローテータ7を回転してアブレーショ
ンを重ねることにより、角膜を環状にアブレーションす
る。そして平面ミラー5を順次移動して光軸Lからのレ
ーザビームのずれ量が大きくなるに従って、照射パルス
数(照射時間)を多くしていくと中央部が浅く、周辺部
が深くアブレーションでき、遠視矯正が行われる。度数
のコントロールは、平面ミラー5の移動により光軸Lか
ら偏位したレーザビームの各位置での照射パルス数(照
射時間)の比を変えずに、全体の照射パルス数を変える
ことによって行われる。この遠視矯正の詳細について
は、本出願人による特願平6−166231号(発明の
名称「角膜手術装置」)に記載されているので、これを
参照されたい。
In the case of hyperopia correction, first, the opening region of the aperture 9 is fixed to limit the ablation region. The plane mirror 5 is displaced with respect to the optical axis L to shift the laser beam, and the image rotator 7 is rotated to repeat ablation, thereby ablating the cornea annularly. Then, as the displacement of the laser beam from the optical axis L is increased by sequentially moving the plane mirror 5, the number of irradiation pulses (irradiation time) is increased, so that the central portion becomes shallower and the peripheral portion can be deeply ablated. Correction is performed. The frequency control is performed by changing the total irradiation pulse number without changing the ratio of the irradiation pulse number (irradiation time) at each position of the laser beam deviated from the optical axis L by the movement of the plane mirror 5. . Details of this correction of hyperopia are described in Japanese Patent Application No. 6-166231 (the name of the invention "corneal surgery device") filed by the present applicant.

【0032】次に、不正乱視等の角膜の凸部分のみを選
択的に切除する動作について図8のフローチャートに基
づいて説明する。
Next, the operation of selectively cutting off only the convex portion of the cornea such as irregular astigmatism will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0033】今、図5のような斜線部の凸部分を持った
角膜13をアブレーションして凸部分を除去し、球面に
するとする。図中のX軸、Y軸はレーザビームの分布方
向を示す。
Now, it is assumed that the cornea 13 having the convex portion of the shaded portion as shown in FIG. 5 is ablated to remove the convex portion to form a spherical surface. The X axis and the Y axis in the figure show the distribution direction of the laser beam.

【0034】まずデータ入力装置21によりアブレーシ
ョンする角膜13の表面形状のデータを入力する。制御
装置20は、この表面形状データに基づき、角膜表面の
各位置におけるアブレーション量を算出し、平面ミラー
5の移動位置と分割マスク3の短冊状マスクの開閉およ
び移動量をコントロールしてアブレーションを行う。な
お、ミラー5はレーザパルスに同期して移動させるが、
以下の説明では、便宜上1ショット毎にミラー5を移動
させるものとする。本実施例ではイメージローテータ7
を固定した状態でアブレーションを行うが、必要に応じ
て1スキャン毎にイメージローテータ7を回転させて制
御することも可能である。
First, the data of the surface shape of the cornea 13 to be ablated is input by the data input device 21. The control device 20 calculates the ablation amount at each position on the corneal surface based on the surface shape data, and controls the moving position of the plane mirror 5 and the opening / closing and moving amount of the strip mask of the split mask 3 to perform the ablation. . The mirror 5 is moved in synchronization with the laser pulse,
In the following description, the mirror 5 is moved for each shot for convenience. In this embodiment, the image rotator 7
The ablation is performed in a fixed state, but the image rotator 7 can be rotated and controlled for each scan if necessary.

【0035】初めの1スキャンでは分割マスク3を初期
位置(座標をx=x1 とする)に置いてレーザ照射を行
う。第1ショット目のときは、平面ミラー5は最も端の
ところに位置する。この平面ミラー5の位置でのレーザ
ビームの投影位置は、図6(a)の点線で示すように角
膜13の端にくる。しかし、この位置では除去する凸部
分は無いため、制御装置20は分割マスク3の短冊状マ
スクを全て閉じた状態にする。レーザ光源1から出射さ
れたレーザビームは分割マスク3で全てカットされ、角
膜13はアブレーションされない。
In the first one scan, the divided mask 3 is placed at the initial position (coordinates are x = x 1 ) and laser irradiation is performed. At the time of the first shot, the plane mirror 5 is located at the extreme end. The projection position of the laser beam at the position of the plane mirror 5 comes to the end of the cornea 13 as shown by the dotted line in FIG. However, since there is no convex portion to be removed at this position, the control device 20 closes all the strip masks of the divided mask 3. The laser beam emitted from the laser light source 1 is completely cut by the split mask 3, and the cornea 13 is not ablated.

【0036】第2ショット目、制御装置20は平面ミラ
ー5をレーザパルスに同期させて一定量移動する。この
位置でのレーザビームの投影位置は図6(b)の位置に
くるが、この時も除去すべき凸部分は無いため、分割マ
スク3は全て閉じた状態のままとする。レーザビームは
全てカットされ、やはり角膜13はアブレーションされ
ない。
In the second shot, the controller 20 moves the plane mirror 5 by a fixed amount in synchronization with the laser pulse. The projection position of the laser beam at this position comes to the position shown in FIG. 6B, but since there is no convex portion to be removed at this time as well, all the division masks 3 are kept closed. The laser beam is all cut, and again the cornea 13 is not ablated.

【0037】第3ショット目、平面ミラー5が同じく一
定量移動する。レーザビームの投影位置は図6(c)の
点線位置にくる。この位置では除去すべき凸部分が存在
するため、制御装置20は凸部分の形状情報に基づき分
割マスク駆動装置4を動作制御し、凸部分に対応した分
割マスク3の短冊状マスク部分を選択的に開く。開いた
マスク部分を通過したレーザビームは角膜13に照射さ
れ、図の斜線部分の凸部分がアブレーションされる。
In the third shot, the plane mirror 5 also moves a fixed amount. The projection position of the laser beam comes to the position indicated by the dotted line in FIG. Since there is a convex portion to be removed at this position, the control device 20 controls the operation of the divided mask driving device 4 based on the shape information of the convex portion, and selectively selects the strip-shaped mask portion of the divided mask 3 corresponding to the convex portion. Open to. The cornea 13 is irradiated with the laser beam that has passed through the opened mask portion, and the convex portion of the shaded portion in the figure is ablated.

【0038】第4ショット目、平面ミラー5の移動によ
りレーザビームの投影位置は図6(d)の点線位置にな
り、凸部分に対応する分割マスク3のマスク部分が開い
て、角膜13の斜線部分がアブレーションされる。第5
ショット目も同様にして、平面ミラー5の移動と凸部分
に対応する分割マスク3のマスク部分の開閉により、図
6(e)の斜線部分の角膜がアブレーションされる。
On the fourth shot, the projection position of the laser beam is changed to the dotted line position in FIG. 6 (d) by the movement of the plane mirror 5, the mask portion of the divided mask 3 corresponding to the convex portion is opened, and the diagonal line of the cornea 13 is opened. The part is ablated. Fifth
Similarly for the shot eye, the movement of the plane mirror 5 and the opening and closing of the mask portion of the divided mask 3 corresponding to the convex portion ablate the cornea in the shaded portion of FIG. 6 (e).

【0039】これを続けて第nショット目の図6(f)
まで行うと、平面ミラー5は反対側の端まで移動し、1
スキャンのアブレーションが終了する。
Continuing this, FIG. 6 (f) for the nth shot
After that, the plane mirror 5 moves to the opposite end,
Scan ablation is complete.

【0040】続いて、制御装置20は分割マスク移動装
置15を介して、分割マスク3をレーザビーム長手方向
(X軸方向)にΔxだけ移動させる。図7(a)は1ス
キャン目のアブレーション状態を、図7(b)は図7
(a)と角膜上の同位置での2スキャン目のアブレーシ
ョン状態を示す説明図である。
Subsequently, the control device 20 moves the divided mask 3 by Δx in the laser beam longitudinal direction (X-axis direction) via the divided mask moving device 15. FIG. 7A shows the ablation state of the first scan, and FIG. 7B shows the ablation state.
It is explanatory drawing which shows the ablation state of the 2nd scan in the same position on (a) and a cornea.

【0041】制御装置20は分割マスク移動装置15を
介して分割マスク3を1スキャン目からΔxだけ移動し
た照射位置に移動させた後、再び、上述と同様にデータ
入力装置21からの入力データにより得られた各位置で
のアブレーション量に基づいて、平面ミラー5の移動、
分割マスク3の開閉およびレーザ照射パルス数(照射時
間)を制御しながらアブレーションを行う。
The control device 20 moves the divided mask 3 to the irradiation position moved by Δx from the first scan via the divided mask moving device 15, and then again based on the input data from the data input device 21 in the same manner as described above. Based on the obtained ablation amount at each position, movement of the plane mirror 5,
Ablation is performed while opening / closing the split mask 3 and controlling the number of laser irradiation pulses (irradiation time).

【0042】平面ミラー5は1スキャン目の終了位置か
ら開始位置に向かって1スキャン目の移動方向とは逆に
移動制御する。具体的には、1スキャン目のアブレーシ
ョンを図5の角膜上方から下方へ行った後、2スキャン
目のアブレーションは下方から上方へ行う。3スキャン
目以降はこれの繰り返しとなる。
The plane mirror 5 is controlled to move from the end position of the first scan to the start position in the direction opposite to the moving direction of the first scan. Specifically, after the ablation of the first scan is performed from the upper side to the lower side of the cornea in FIG. 5, the ablation of the second scan is performed from the lower side to the upper side. This is repeated from the third scan onward.

【0043】分割マスク3は3スキャン目以降もΔxず
つX方向へ移動し、最終位置(座標x=xfin )に移動
するまで繰り返す。各スキャンごとの移動量Δxは一定
である必要はなく、移動量Δxに基づく各照射位置での
分割マスク3の開閉およびレーザ照射パルス数(照射時
間)を制御してやればよい。
The divided mask 3 is moved in the X direction by Δx after the third scan and is repeated until it is moved to the final position (coordinate x = x fin ). The movement amount Δx for each scan does not have to be constant, and the opening / closing of the divided mask 3 and the laser irradiation pulse number (irradiation time) at each irradiation position based on the movement amount Δx may be controlled.

【0044】このように角膜13の凸部分形状の情報に
基づき、平面ミラー5によるレーザビームの移動と分割
マスク3の各短冊状マスクの開閉とを制御しながらアブ
レーションを行い、さらに凸部分の高さ情報に基づいて
凸部分が切除されるまで繰り返せば、図5の斜線部分の
凸部が除去され、角膜13は球面状になる。
Thus, based on the information on the shape of the convex portion of the cornea 13, ablation is performed while controlling the movement of the laser beam by the plane mirror 5 and the opening and closing of each strip mask of the split mask 3, and the height of the convex portion is further increased. By repeating the process until the convex portion is excised based on the depth information, the convex portion in the hatched portion in FIG. 5 is removed and the cornea 13 becomes spherical.

【0045】また、レーザビームの長手方向に分割マス
ク3を微小移動することにより、選択的に開いたマスク
によるスポットの座標が増え、各スキャン同志のアブレ
ーション領域を重ねることができる。これにより各マス
クが分割されている部分での段差を無くして、アブレー
ション表面を滑らかにすることができる。
Further, by finely moving the divided mask 3 in the longitudinal direction of the laser beam, the coordinates of the spot by the selectively opened mask increase, and the ablation areas of the respective scans can be overlapped. As a result, it is possible to smooth the ablation surface by eliminating the step at the divided portion of each mask.

【0046】なお、各位置でのアブレーション深さは、
1パルス当たりのレーザビームの強度と照射するパルス
数の関係により決定されるので、この関係によりレーザ
ビームの各移動位置での各短冊状マスクの開閉および分
割マスクの移動量が決定される。
The ablation depth at each position is
Since it is determined by the relationship between the intensity of the laser beam per pulse and the number of pulses to be irradiated, this relationship determines the opening and closing of each strip mask and the moving amount of the divided mask at each moving position of the laser beam.

【0047】本実施例においては、レーザビームを角膜
上で往復移動させてアブレーション制御を行ったが、2
スキャン目のアブレーションを1スキャン目と同じ移動
方向(図5の角膜上方から下方方向)で行うことも可能
である。この場合、各スキャン終了ごとに平面ミラー5
を初期位置に移動させたり、イメージローテータ7を1
80°回転させてレーザビームのみを初期位置(図6
(a)の位置)と同じ位置に移動させた後、平面ミラー
5を移動制御する。
In the present embodiment, the laser beam was reciprocally moved on the cornea for ablation control.
The ablation of the scan can be performed in the same movement direction as the first scan (from the upper side to the lower side of the cornea in FIG. 5). In this case, the plane mirror 5 is set after each scan.
To the initial position, or set the image rotator 7 to 1.
It is rotated by 80 ° and only the laser beam is in the initial position (Fig.
After moving to the same position as the position (a), the plane mirror 5 is controlled to move.

【0048】本発明は分割マスク形状に関しても実施例
に記載されたものに限定されず、種々の変容例が可能で
あり、技術思想を同じくする範囲において本発明に包含
される。
The present invention is not limited to the shape of the divided masks described in the embodiments, but various modifications are possible, and the invention is included in the scope of the same technical idea.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
凹凸面のある対象物の凸部分を、短時間で効率良くアブ
レーション除去することができる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to efficiently ablate a convex portion of an object having an uneven surface in a short time.

【0050】また、アブレーション除去する表面を滑ら
かにすることができる。
Also, the surface to be ablated can be smoothed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例の装置の光学系の概略配置及び制御系の
概略構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic arrangement of an optical system and a schematic configuration of a control system of an apparatus according to an embodiment.

【図2】エキシマレーザビームの代表的な形状を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing a typical shape of an excimer laser beam.

【図3】分割マスクの形状及び開閉機構を説明する図で
ある。
FIG. 3 is a diagram illustrating a shape of a split mask and an opening / closing mechanism.

【図4】分割マスクの別の開閉機構を説明する図であ
る。
FIG. 4 is a diagram illustrating another opening / closing mechanism of the split mask.

【図5】角膜の凸部分のみを選択的に切除する動作を説
明するための、凸部分を持った角膜を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a cornea having a convex portion, for explaining the operation of selectively excising only the convex portion of the cornea.

【図6】図4にしめした角膜の凸部分のアブレーション
過程を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an ablation process of the convex portion of the cornea shown in FIG.

【図7】分割マスクの移動によるアブレーション領域の
変化を説明する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a change in an ablation region due to movement of a division mask.

【図8】不正乱視等の角膜の凸部分のみを選択的に切除
する動作を説明するフローチャート図である。
FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation of selectively removing only a convex portion of the cornea such as irregular astigmatism.

【符号の説明】 1 レーザ光源 3 分割マスク 4 分割マスク駆動装置 5 平面ミラー 6 ミラー駆動装置 13 角膜 15 分割マスク移動装置 20 制御装置 21 データ入力装置[Explanation of reference numerals] 1 laser light source 3 divided mask 4 divided mask driving device 5 plane mirror 6 mirror driving device 13 cornea 15 divided mask moving device 20 control device 21 data input device

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 細長い矩形のレ−ザビ−ムをアブレ−シ
ョン対象物へ導光する導光光学系を備え、導光されたレ
−ザビ−ムにより表面が凹凸の対象物の凸部分をアブレ
−ションするアブレ−ション装置において、前記導光光
学系の光軸に対してレ−ザビ−ムを移動させるビ−ム移
動手段と、レ−ザビ−ムの長手方向を選択的に分割して
マスクする分割マスク手段と、前記対象物のアブレ−シ
ョン領域に関するデ−タを入力するデ−タ入力手段と、
該入力デ−タに基づき前記移動手段によるレ−ザビ−ム
の各移動位置での前記分割マスク手段のマスク状態を制
御する制御手段と、を有することを特徴とするアブレ−
ション装置。
1. A light-guiding optical system for guiding a slender rectangular laser beam to an ablation target object, wherein a convex portion of an object having an uneven surface is formed by the guided light beam. In an ablation device for ablation, a beam moving means for moving a laser beam with respect to the optical axis of the light guide optical system and a longitudinal direction of the laser beam are selectively divided. Dividing mask means for masking by means of data, data input means for inputting data relating to the abrasion area of the object,
A control means for controlling the mask state of the divided mask means at each moving position of the laser beam by the moving means based on the input data.
Device.
【請求項2】 請求項1の分割マスク手段は、多数並ん
だ短冊状のマスクを持つことを特徴とするアブレ−ショ
ン装置。
2. The ablation device according to claim 1, wherein the divided mask means has a large number of strip-shaped masks arranged side by side.
【請求項3】 請求項2の分割マスク手段は、前記短冊
状マスクをそれぞれ回転開閉する回転開閉手段を有する
ことを特徴とするアブレ−ション装置。
3. The ablation apparatus according to claim 2, wherein the divided mask means has a rotating opening / closing means for rotating / opening / closing each of the strip masks.
【請求項4】 請求項2の分割マスク手段は、前記短冊
状マスクをそれぞれスライドさせて開閉するスライド開
閉手段を有することを特徴とするアブレ−ション装置。
4. The ablation apparatus according to claim 2, wherein the split mask means has slide opening / closing means for sliding and opening / closing the strip masks.
【請求項5】 光軸に対する垂直平面での断面形状が細
長い矩形のレーザビームをアブレーション対象物へ導光
する導光光学系を備え、導光されたレーザビームにより
表面が凹凸の対象物の凸部分をアブレーションするアブ
レーション装置において、前記導光光学系の光軸に対し
て直交する方向へレーザビームを移動させるビーム移動
手段と、レーザビームの長手方向を選択的に分割してマ
スクする分割マスク手段と、該分割マスク手段をレーザ
ビームの長手方向に移動させる分割マスク移動手段と、
前記対象物のアブレーション領域に関するデータを入力
するデータ入力手段と、該入力データに基づき前記ビー
ム移動手段によるレーザビームの各移動位置での前記分
割マスク手段のマスク状態及び前記分割マスク移動手段
の移動位置を制御する制御手段と、を有することを特徴
とするアブレーション装置。
5. A light guide optical system for guiding a rectangular laser beam having a slender rectangular cross section in a plane perpendicular to the optical axis to an ablation target, the convex part of the target having an uneven surface by the guided laser beam. In an ablation device for ablating a portion, a beam moving means for moving a laser beam in a direction orthogonal to the optical axis of the light guiding optical system, and a dividing mask means for selectively dividing and masking the longitudinal direction of the laser beam. And divided mask moving means for moving the divided mask means in the longitudinal direction of the laser beam,
Data input means for inputting data relating to the ablation region of the object, mask state of the divided mask means and movement position of the divided mask movement means at each movement position of the laser beam by the beam movement means based on the input data And a control means for controlling the ablation device.
【請求項6】 請求項5のアブレーション装置におい
て、前記分割マスク手段は、断面形状が矩形のレーザビ
ームの長手方向に多数並設された短冊状のマスクと、該
短冊状のマスクを前記導光光学系へ選択的に挿脱するこ
とにより矩形の前記レーザビームの長手方向を部分的に
遮断するマスク挿脱手段と、を持つことを特徴とするア
ブレーション装置。
6. The ablation device according to claim 5, wherein the split mask means has a plurality of strip-shaped masks arranged in parallel in a longitudinal direction of a laser beam having a rectangular cross-section, and the strip-shaped masks are used to guide the light. An ablation device comprising: a mask insertion / removal means for partially blocking the longitudinal direction of the rectangular laser beam by selectively inserting / removing the optical system.
【請求項7】 請求項5のアブレーション装置におい
て、請求項6の短冊状のマスクとマスク挿脱手段を備
え、前記短冊状のマスクのそれぞれはレーザビームの長
手方向に略同じ幅を持ち、前記分割マスク移動手段は分
割マスク全体をレーザビームの長手方向に移動可能であ
り、前記制御手段は見掛上マスクの幅よりも小さい移動
量で分割マスク全体が移動するように前記分割マスク移
動手段を制御することを特徴とするアブレーション装
置。
7. The ablation device according to claim 5, comprising the strip-shaped mask according to claim 6 and a mask inserting / removing means, each strip-shaped mask having substantially the same width in the longitudinal direction of the laser beam, The divided mask moving means can move the entire divided mask in the longitudinal direction of the laser beam, and the control means moves the divided mask moving means so that the entire divided mask moves with a movement amount that is apparently smaller than the width of the mask. An ablation device that is controlled.
【請求項8】 請求項5のアブレーション装置におい
て、前記制御手段は前記アブレーション対象物に対して
レーザビームの1スキャンを単位として前記分割マスク
移動手段によるマスク移動位置を制御することを特徴と
するアブレーション装置。
8. The ablation apparatus according to claim 5, wherein the control means controls a mask moving position by the divided mask moving means with respect to the ablation object in units of one scan of a laser beam. apparatus.
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