JPS62109565A - レ−ザを使用する表面のエロ−ジヨン - Google Patents

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〉 本発明はレーザ、特にパルスレーザを使用して例えば表
面を何形するような表面にエロージヨンを施こすための
装置および方法に関する。

〈従来の技術〉 製品の表面にエロージョンを施こすためにレーザ源を使
用する方法は知られている。

本発明の１つの目的はそのような方法および装置を改良
し、上記技術が敏感な表面に適用できるようにすること
、″特に下側の層に影辱を与えることが望ましくない物
体に適用できるようにすることである。

医学の分野において、ある形式の近視の治療法として知
られた技術は目の下面層であるコラーゲンの一区分を外
科的に除去し、この除去したコラーゲンの一区分を例え
ば外科的研削によって再整形し、この再整形した区分を
目の中に戻すということである。目はこの再整形された
コラーゲンｊ曽をおおう外側細胞ノ曽の矯正によって直
る。別の方法としては、角膜の層が支弁（フラップ）と
して切開され、人工あるいは提供者の水晶体インブラン
トが支弁の下側に挿入され、この支弁が再び縫合される
ものである。

本発明の他の目的は目の角膜を整形するための改良され
た、創傷の少ない方法および装置を提供することである
。

提供者の目の角膜の一区分を患者の目に移植する角膜の
移植を行なうことも知られている。移植された提供者の
角膜は患者の目に縫合されなげればならず、偶然ではあ
るが糸のあるものがかたすぎることがしばしばあり、こ
れが手術後の角膜に屈折力の誤差を生じさせる。現在の
ところ、これら屈折力の誤差を除去する方法が２つある
。両方とも患者の目が直るまで待つ必要がある。１つの
方法では移槽手術が再度行なわれる。他方の方法では角
膜の形状を変えるために弛緩切開が角膜に行なわれる。

本発明の他の目的は角膜の移植手術中に導入される屈折
力の誤差を直すための改良さ°れた、創傷の少ない方法
および装置を提供することである。

角膜から潰瘍物質を削り取ることによって角膜潰瘍を処
置することは知られている。しかしながら、これは潰瘍
細胞を広げる傾向がある。その上、削り取ることは滑ら
かな下側表面を残さないことになるので、その後矯正す
る角膜表面層は完全には透明にならない可能性があり、
また再び潰瘍化する傾向もある。

本発明の他の目的は目に潰瘍細胞を広げない、かつ潰瘍
細胞の除去後に滑らかな表面を残す角膜潰瘍を除去する
ための方法および装置を提供することである。

切開用手術用具として「レーザメス」と呼ばれているレ
ーザビームを使用することは近年知られて℃・る（例え
ば、米国特許第５．７６９．９６５号参照）。１９ＢＯ
年に、最近開発されたエキシマレーザに露出させること
によって角膜上皮が受ける損傷についての研究が行なわ
れた（タボアダ等の「レスポンス・オブ・ザ・コーニア
ル・エヒセリウム・ツウ−・ＫｒＦエキシマ・レーザ・
パルス」ヘルス・フィジックス１９８１年第４０巻第６
７７〜６８３頁参照）。その期間においては、角膜の外
科手術は通常、ダイヤモンドまたはスチールのナイフま
たはかみそりを使用して行なわれており、その上、この
ような技術は依然として研究されていた（例えば、バイ
ンダー等の「リフラクティブ・ケラトプラスティ」アー
キテクチュアル・オフサルモロシイ１９８２年５月第１
００巻第８０２頁参照）。角膜の手術において物理的切
開用具を使用すること、および支弁の下側へインブラン
トを挿入することは広く実行され続けており、技術がさ
らに今日まで開発され続けている（例えば、「リフラク
ティブ・ケラトプラスティ・インプルーブス・ウィズ・
ポリサルホン、ポケット・インンジョン」オフサルモロ
シイ・タイムス、１９１３６年７月１日参照）。

エキシマレーザからのビームにより角膜上を走査するこ
とによって角膜の１つまたはそれ以上の領域の光分解切
除を行なうことがエル・エスペランスのヨーロッパ特許
出願第０１５１８６９号にお〜・て提案されている。こ
の特許出願では走査手段を使用するため、レーザビーム
を代表的には０、５　龍Ｘ　ＣＬ　５　＊ｘの寸法の丸
みのある正方形のような小さなスポットにする必要があ
る。上記した標準の寸法および形状をつくること以外に
は、スポットの寸法あるいは形状を変えろまたは制御す
るべきであるということについての示唆はなく、実際ニ
、エル・エスペランスのシステムにおいては、スポット
の寸法を変えることは、角膜に対するレーザビームの効
果が走査路を制御することによって制御されることを意
図しているので、非常に望ましくないものと思われる。

エル・エスベランスは、近視および遠視状態はこの標準
の小さなスポット寸法を有するエキシマレーザビームに
より引続く走査中走査される領域をすえて繰返し走食し
、角５・ｎのある部分が他の部分よりかなり多く走査さ
れるようにすることにより角膜の外表面の曲率を変える
ことによって軽減することができるということを示唆し
ている。このように、表面はスポットによって走査され
る回数に依存する異なる量だけエロージヨンを施こすこ
とができるということが要求される。エル・工スペラン
スはまた、角膜移植の受け入れ場所としての凹部を提供
するために角膜から均一の深さに物質を除去することを
示唆して−・る。また、エル・エスペランスは、ある厳
しい近視および遠視状態は角膜の外表面に所望の曲率の
部分間に７レネル形式のステップを有する新しい形状を
与えることにより組織の除去を減少させることによって
処置できると〜・うことを示唆している。

実際には、エロージヨンを施こした表面が滑らかである
という要件を満たす精度でレーザビームを走査するには
複雑な装置が必要である。従って、走査の引続く掃引が
オーバーラツプする場合には、このオーバーラツプした
領域において過度のエロージヨンが生じ、一方引続く掃
引がぴったりと合致しない場合には掃引間にうね（隆起
）が残ることになる。エキシマレーザビームを小さなス
ポットに圧縮することはビームエネルギ密度を増大させ
、これはこれら問題を悪化させる傾向を有する。

エル・エスペランスは一実施例において磁界によりレー
ザビームを制御しようとしているので、適当な走査シス
テムを見つけたか否か明らかではない。その上、この走
査方法は、レーザビームが任意の与えられた瞬間に処置
されるべき全面積の非常に小さな部分のみをエロージヨ
ンするだけであるので、非常に手の込んだ技術および装
置によってでさえ固有に時間がかかる。

さらに、そのような走査クステムは角膜組織のような比
較的軟質の物質にリップル効果を生じさせる傾向がある
。

それ故、本発明の他の目的はエロージョンを受ける表面
の領域を是査する必要なしにレーザを使用して表面をエ
ロージョンするための方法および装置を提供することで
ある。

く問題点を解決するための手段〉 本発明の一面によれば、レーザ手段とこのレーザ手段に
関して正確に表面を位置決めするための位置決め手段と
を含む表面をエロージヨンするためのレーザシステムが
提供される。前記レーザ手段は前記位置決め手段によっ
て位置決めされた表面にレーザエネルギのパルスを送給
してこの表面をエロージヨンするように動作し、かつ各
レーザエネルギのパルスが送給される表面の面積の寸法
を制御し、かつ変化させる手段を有する。

本発明の他の面によれば、表面がこの表面にエネルギパ
ルスを送給するよ５に動作するレーザ手段に関して正確
に位蓋付けされ、エネルギパルスが送給される表面の面
積の寸法が制御された態様で論節でき、従ってレーザの
動作の前に各パルスによってエロージョンされる面積の
寸法を選択することができろレーザエネルギによって表
面をエロージョンする方法が提供される。

また、パルスが送給される表面の面積の形状も制御でき
、かつ調節できることが好ましい。

本発明の方法および装置は表面の輪郭を変え、従ってそ
の形状を変えるために適用できる。それ故、本発明の方
法はレーザの動作中、各パルスによってエロージヨンさ
れるべき面積の寸法および好ましくは形状を制御下で変
化させ、エロージョンによって表面の形状に所望の変化
（変形、変更）を生じさせる段階を含む。

本発明の他の面によれば、表面をエロージョンし、それ
によって表面を整形するためのレーザシステムにおいて
、 ｆｉｌエロージョンされるべき表面を光学軸に関して（
あるいはその逆）正確に位置決めするための手段と、 （２）レーザ光源からのエネルギを前記光学軸に沿って
表面に供給するためのビーム送給システムと、（３）前
記表面に供給するためのレーザエネルギのノくルスを発
生するレーザ光源、電源および関連する制御回路手段と
、 （４）レーザエネルギのパルスが表面に供給される面積
を制御し、それによって照射される領域の切除を大きく
したり、小さくしたりする制御手段が提供される。

本発明の他の面によれば、 （１）レーザ光源に関して物体を正確に位置決めする段
階と、 （２）レーザ光源からのエネルギが前記物体の表面に当
るようにレーザ光源をパルス化する段階と、（３）ａ数
のパルスの放出中エネルギが入射する面積を変化させる
ようにレーザの出力を制御し、それによって表面の面積
を大きくあるいは小さく選択的に露光し、表面に所望の
エロージョンの形状を得るようにする段階 とからなる物体の表面をエロージョンする方法が提供さ
れる。

表面が大きい場合には、装置がこの表面に関して好都合
に位置決めされる。表面が比較的小さな物体上にある場
合には、この物体が光学軸に関してより好都合に位置決
めされる。

本発明の好ましい一面によれば、表面がこの表面層の下
側の物質とは異なる物質の層からなりかつ下１！ｔｌ１
層に悪影響を与えないことが望ましい場合に、表面に入
射するレーザエネルギがこの表面層を形成する物質によ
って吸収されるようにレーザ波長が選択され、下側ノー
に浸透して悪影響を与えるエネルギが殆んどあるいは全
く残存しないようにしている。

好ましくは、レーザは繰返しパルス化され、そしてアイ
リス絞り、ミラー、ビーム分割器および他の同様の装置
を使用してパルスエネルギは全部があるいは一部分が表
面におよび、あるいは表面の選択された１つまたは複数
の領域に指向され、ある時間の間、表面の異なる領域が
レーザ光源からの異なる量のエネルギにさらされて表面
に差のあるエロージョンを行なうようにする。

必要な変更が物体の表面の凹部の増大（または凸部の減
少）からなり、かつエネルギが放射され得る面積が前記
変更が行なわれるべきである面積に少なくとも等しくさ
れ得る場合には、この変更されるべき表面はこの表面を
一連の光エネルギのパルスにさらすことによって前記変
更を行なうようにエロージヨンされてもよ（、その聞咎
パルスによって生じる照射面積を連続的に減少させるよ
うにこの面積を制御する。

このように面積の中心領域は周辺領域よりも多くのエネ
ルギにさらされ、その結果より多（のエロージョンが周
辺領域よりも中心領域において生じ、それによって凹部
表面のくぼみを増大させ、また平らな表面の凹状のエロ
ージョンまたは凸状表面の凸部の減少を生じさせる。

逆に、凸部の増大（または凹部の減少）が要求される場
合には、反対の手法が使用され、周辺領域が中心領域よ
りも多くさらされてレーザエネルギが供給される領域の
中央に丘状部を残す。

レンズ、ミラー、あるいは他の光学素子の整形に特に適
用できる本発明の特に好ましい一構成においては、屈折
力または表面曲率のような光学素子の表面形状の関数で
あるパラメータを測定するための装置内に測定装置が含
まれており、パラメータに対する所望の値を定める入力
を受信するためのキーボードおよびランダム・アクセス
・メモリ・デバイスのような手段が設けられており、こ
の所望の値とパラメータの測定値とを比較するための比
較手段が含まれており、そして前記比較から得られたフ
ィードバック信号からレーザに対する制御信号を発生す
るための制御信号発生回路が設けられている。この制御
信号は、符に、レーザパルスが有効である面積を決定す
るように働き、それＫよって光学素子のパラメータの所
望の値を得る。

代表的には、比較手段および制御信号発生回路はランダ
ム・アクセス・メモリを組み込んだコンピュータシステ
ムによって提供される。入力はパラメータの所望の値を
特定するか、あるいはこのパラメータの所望の値が引き
出される他の関連した第２のパラメータの所望の値を特
定することによって前記パラメータの所望の値を定めて
もよい。

好ましい方法にオｄいてば、レーザ光源は実′ぼ的に一
定のエネルギ密度を有する光パルスを発生するようにパ
ルス化され、その結果表面物質の既知の深さが各パルス
ごとにエロージョンされることになる。比較的低出力を
使用することによって、各パルスに応答して極く薄い物
質の層を除去することができろ。連続的な監視およびフ
ィードバックによって、辰面の非常に正確な整形（何形
）が行なえる。

本発明は目の角膜の表面の整形に持に適用できる。ここ
で、物体の表面というときにはときどき露出される表面
な℃・う。かくして、角膜を整形する際には、角膜の基
質の層が除去される場合には形状の永続する変化が得ら
れるだけである。この目的のため、角膜の上側の上皮は
整形する前に除去されねばならず、例えばレーザの初期
のパルスによって除去され、その後でレーザは角膜の露
出された表面をエロージヨンし、形状の永久変化を生じ
させる。上側の上皮はエロージョンの後、自然の治ゆ過
程によって再形成される。

従って、本発明の他の面によれば、 【１）レーザ源に関して目を固定する段階と、（２）レ
ーザ源からの光が目の角膜の表面に当るようにレーザ源
をパルス化する段階と、 （３）複数のパルスの放出中光が入射する面積を変化さ
せるようにレーザからの光を制御し、それによって表面
の面積を太き（あるいは小さく選択的に露光し、表面に
所望のエロージョンの形状を得るようにする段階 とかもなる目の角膜の表面を整形する方法が提供される
。

本発明のさらに他の面によれば、目が角膜の表面にレー
ザエネルギのパルスを送給するように動作するレーザ手
段に関して固定され、これらパルスが送給される角膜の
表面の面積の寸法および好ましくは形状が制御下で調節
され、それによって各パルスによってエロージョンされ
る面積の寸法および好ましくは形状を選択し、その後レ
ーザが作動されるように構成された目の角膜の表面の面
積をエロージョンする方法が提供される。

本発明の好ましい一面によれば、角膜の表面に入射する
レーザエネルギが角膜を形成する物質によって吸収され
るようにレーザ波長の下側ノーは選択され、目の下側物
質に浸透し、悪影響を与えるエネルギが殆んどあるいは
全く残存しないようにしている。

かくして、本発明は目の屈折力の誤差（近視、遠視およ
び乱視等のような）を補正するために角膜の表面を整形
するための方法および装置を提供し、この方法および装
置はパルス化レーザ源と角膜の表面のレーザビームの寸
法および形状を変化させることができるビーム送給シス
テムとを使用する。

その上、本発明の整形方法および装置は角膜移植手術の
後で目の屈折力の誤差を補正するのに使用できる。かく
して、移植手術が屈折力の誤差を導入した場合に（例え
ば、１本またはそれ以上の縫目の糸の偶然の締めすぎに
よってのように）、この屈折力の誤差は移植手術を再び
行なうあるいは弛緩切開を行なう代りに角膜の表面を整
形することによって除去できる。

さらに、角膜の表面をエロージョンするための本発明の
方法および装置は角膜の潰瘍を除去するのにも使用でき
る。任意の１つのパルスによってエロージョンされる面
積の寸法および好ましくは形状を制御することによって
、エロージョンされるｑンＪ質を実′Ｕ的に完全に除去
されるべき潰瘍物質の各領域に制限することができる。

目を横切る潰瘍物質の物Ｉ埋的こすり取りを行なわない
から、潰瘍細胞はこの過程により広がらな℃・。また、
あるレーザ波長（例えば１９３ｎｍ）により切除後に浸
る表面は滑らかであるので治ゆ後の角膜の光学的欠陥は
最低となり、潰瘍の再発生の可能性を減少させる。

目の形状または光学的特性を測定するための測定装置か
らの出力がレーザエネルギのパルスの送給を制御するの
に使用される自動フィードバック制御システムを設けて
もよい。あるいは、漸近法技術によるエロージョンによ
り所望の表面形状を得ることができる。この技術におい
ては、表面の形状をどの程度変えるべきかを決定するた
めに測定装置が使用される。レーザエネルギパルスは表
面に送給され、所望の変更よりも僅かに少なく変更を行
なう。測定装置は所望の形状に達するのに今必要な補正
を決定するために再び使用され、従ってレーザエネルギ
のパルスがさらに供給されて合計の計算された補正より
僅かに少ない補正を行なう。エロージヨンされる表面が
適切な精度の所望の形状になるまで、このプロセスは繰
返される。

通常、角膜計と呼ばれている適当な測定装置は知られて
おり、商業的に入手可能である。そのような装置の例と
して京都のサン・コンタクト・レンズ・カンパニーによ
って製造された「写真角膜鏡（ホトケラトスコープ）」
あるいは米国オクラホマ州のインターナショナル・ダイ
アグノスティック・インスツルメンツ・リミテッドによ
って製造された「コーニアスコープ」がある。

レーザ手段に関して目を位置決めするために、通常の吸
引リングまたはカップが使用できる。これらは通常は目
の白色領域（強膜）に適用され、目にカップをクランプ
するのに十分であるが角膜が歪むほど大きくない低い吸
引圧力源に接続されろ。カップは目に関して正確に位置
決めされる別の装置（この場合には、これはレーザの光
学システムである）に固定してもよい。目に関してマイ
クロケラドーム・ブレードを位置決めするそのようなカ
ップを使用することは１９８６年７月１日のオフサルモ
ロシイ・タイムスの第３９頁に示されている。

使用できるレーザの例はエキシマレーザ、ＨＦレーザ、
およびパルスＣ０２レーザである。角膜の削￥には現在
のところＡｒＦエキシマレーザが好ましい。角膜の耐摩
のような医学上の用途においては、米国マサチューセッ
ツ州のサミット・チクノロシイ・インクによって製造さ
れたｒＥＸｃＩＭＥＤＪシステムのような医学用に設計
されたエキシマレーザを使用することが好ましい。

そのようなレーザが角膜を照射するために使用されると
、角膜の表面の照射された領域から薄℃・層が除去され
る。

レーザに対するパルス繰返し率は各特定の用途（０必要
性に合致するように選択できる。通常、このパルス繰返
し率は毎秒１〜５００パルスであるが、好ましく・のは
毎秒１〜１００パルスの間である。ビーム寸法を変える
ことが望まれるときには、レーザパルスは停止される。

あるいはパルスが継続する間にビーム寸法が変化できる
。エロージョンの進行を監視し、レーザシステムを自動
的に制御するために測定装置が使用される場合には、パ
ルスを中断することなしに制御された率でビームの寸法
が連続的に変化できる。

適当な照射強度はレーザの波長および照射される物体の
性質に依存して変化する。任意の物質に供給されるレー
ザエネルギの任意の波長に対して、代表的にはそれ以下
では重要なエロージョンが生じないエネルギ密度のスレ
ッショルド値がある。

このスレッショルド値より上の密度では、飽和値に達す
るまでエネルギ密度が増大するとエロージョンの深さが
増大するというエネルギ密度の範囲がある。飽和値以上
にエネルギ密度が増大した場合には、エロージョンの重
大な増大は生じない。

スレッショルド値および飽和値はレーザエネルギの波長
によって、またエロージョンされるべき表面の物質によ
って、容易には予知できない態様で変化する。しかしな
がら、任意特定のレーザおよび任意特定の物質に対して
これら値は実験によって容易に見出すことができる。例
えば、波長１９３　ｎｍ　（ＡｒＦエキシマレーザから
得られる波長）のエネルギによる角膜基質（コラーゲン
のす７’層）ヲー＋−ｏ−ジョンする場合には、スレッ
ショルド値は約ｓ　ｏ　ｍＪ　／ｃｒ！／パルスであり
、飽和値は約２５０ｍＪ／α２／パルスである。飽和値
を小さな係数以上越えた場合には殆んど利点がないよう
であり、角膜表面における適当なエネルギ密度は５０ｍ
Ｊ／簀／パルス乃至１Ｊ／α２／パルス（１９３ｎｍの
波長に対しては）である。

スレッショルド値は波長によって非常に急速に変化する
可能性があり、Ｆ２　　レーザから得られる波長である
１５７　ｎｍにおいてはスレッショルド値は約５　ｍ　
Ｊ　／　ｃｍ’／パルスである。この波長において、角
膜表面での適当なエネルギ密度は５　ｍ　Ｊ／ｃｒ／Ｌ
２／ハルス乃至１Ｊ／（７）２／ハルスである。

このレーザシステムはエロージヨン（ｔｌ、耐摩、研削
、切除等を意味する）されるべき表面に飽和値より僅か
に小さいエネルギ密度を提供するように使用されるのが
非常に好ましい。従って、１９５　ｎｍの波長で角膜な
エロージョンするとぎには（この条件のもとでは飽和値
は２ｓｏｍＪ／ＣｒｒＬ２／パルスである）、１００乃
至１５０　ｍ　Ｊ　／　ｃｒｎ２／パルスのエネルギ密
度のパルスを角膜に提供することが好ましい。

代表的には、単一のパルスは角膜から１１乃至１μｍの
範囲の深さにコラーゲンをエロージョンする。

耐摩される領域の形状は可謂節の寸法および形状の開口
を通じて物体（例こば角膜）を照射することによって、
および、あるいは同じく寸法および形状が９３１節可能
な光学絞りを使用することによって、定めることができ
る。

目の角膜のような物体の屈折力のある形状を変化させる
ために、この物体は時間とともに変化する光のパターン
によって照射され、その結果この物体の異なる領域が異
なる数のパルスを受け入れ、従って異なる度合にエロー
ジヨンされる。

円形のアイリスが目の角膜のような物体に向けられたビ
ーム中に置かれ、このアイリスが伸長され（すなわち、
開放され）、その間パルスが供給され伏げている場合に
は、物体の中心領域が、所定の時間期間の後、これを取
囲む環形の露出領域よりも多くのパルスを受ける（従っ
て大きな割合でエロージヨンされる）。

開口の各設定に対して放出されるパルスの数を制御し、
かつ開口の寸法を制御することによって、物体のエロー
ジョンされる表面の実際の形状が非常に厳密に制御でき
る。

実際には、アイリス絞りは寸法が変化したときに開口の
形状を必ずしも一定には保持せず、その上アイリス絞り
で利用できる形状の範囲には限界がある。現在好ましい
仙のシステムはレーザエネルギの平行化されたビームを
光学システムに通し、この光学システムによって再び平
行化する前に、ビームが発散の領域、集束の領域、ある
いは両方を持つようにさせることである。ビーム何形用
絞りがビーム軸線に沿って集束あるいは発散の領域中を
移動するように配置される。この絞りはビーム何形用開
口または窓を有し、可変寸法の付形されたビームを提供
する。あるいはこの絞りはビームが可変寸法の減少した
照射領域または照射ゼロの領域を有するようになる付形
された絞り部分を有してもよい。

より複雑なビーム形状が心壁なときには、開口と絞り部
分の組合せを使用すればよい。

便宜上、以下の記載は開口を有する絞りに関してである
が、他の形式の絞りが同様の態様で機能することしま勿
論である。

このような絞りがビームの軸線に宿って移動されると、
絞りの位置でのビーム径は変化する。従って、絞りがそ
の移動卸、囲の一端にあると（ビーム径が最小である場
合）、ビームの全部（または比較的大きな部分）が開口
を通り、他方絞りが移動節回の他端にあると（最大ビー
ム径）、ビームの比較的小部分のみが開口を通る。開口
を通るビームの１ＨＩＸ分だけが再び平行化され、従っ
てビームの１線方向に絞りを移動させると、平行な出力
ビームの寸法が変わる。平行な出力ビームの形状は絞り
の開口の形状によって調節される。開口を通るレーザビ
ームの部分は開口によって影響を受けないから、絞りは
ビームのエネルギ密度に影響を与えず、単にその寸法に
影響を与えるだけである。

入力ビームは平行にされなくてもよく、この場合にはシ
ステムの光学素子は出力ビームが平行にされることを確
実にするために僅かに異なる出力を有する。

開口から外へ伝播するビームの縁部にまたは絞り部分の
縁部に発生する傾向のあるフレネル回折フリンジングま
たはリンギングに鑑み、望遠鏡のような別の光学システ
ムを使用して紋りの像がエロージヨンされるべき表面に
集束するようにすることが好ましい。この態様において
は、表面におけるビームに対しておよびビーム内の照射
でさえ、はっきりとした縁部が提供できる。

表面に供給されるビームの形状は絞りの開口の形状に対
応するから、広祁、囲のビーム形状が利用できる。

表面の曲率を増大させることが望まれる場合には、反対
の（すなわち、凸面形状のエロージョン）形状を使用し
なければならない。この目的のため、凹面円錐レンズ、
または他のビーム分割装置が、中心領域がゼロまたは最
小限の照射を受ける環形の照射領域を形成するために利
用できる。

凹面円錐レンズと組合せて相補の凸面円錐レンズを使用
することにより、照射される環形の径は凸面円錐レンズ
と凹面円錐レンズとの間の軸線方向の距離を賓えること
により調節できる。

代りにミラーが使用できる。楕円形開口を有するミラー
をレーザの照射軸線に対して４５度の角度に位置付けし
、照射されるべきである表面に関してこのミラーの中心
の穴の像が露出されるべきである表面の領域の中心と一
致するよ５に位置付けする。照射される環形の寸法はミ
ラーを変えることによって変更できる。可変幅の照射さ
れないストリップを提供するのにはミラーが特に有用で
ある。照射されないストリップを生じさせるギャップに
よって分離された２つのミラ一部分を用意してもよい。

これらミラ一部分を互いに接近するまたは離れる方向に
移動させることによってストリップの幅が変化できる。

ビームの軸線に沿って移動可能な絞りを使用する上記し
たシステムはまた、中心に照射されないストリップまた
はスポットを有するビームを提供するのにも使用できる
。これは何形された中心絞り部分を単独であるいはより
大きな絞りの開口中に設けることによって達成される。

角膜の正常な表面は凸面であるから、凹面形状を形成す
ることにより角膜の表面は事実上僅かに平らになる。角
膜の表面を平らにすることは目の屈折力を減少させるよ
うに作用する。逆に角膜の曲率を増大させると（凸面形
状のエロージョンを行なって）、目の屈折力は増大する
。

エロージョンが点のまわりではなくて線に平行に行なわ
れるべきである場合には、円筒形レンズまたは平面ミラ
ーまたはスリットが可変幅の長方形領域の照射を生じさ
せるのに使用できる。かかる技法は乱視等を補正するた
めに角膜に使用できる。

本発明の好ましい特徴によれば、エロージヨンプロセス
中表面にガス流を導入してレーザビームと表面との相互
作用から生じる残渣を除去することによって均一にエロ
ージヨンされた表面が得られる。

エロージョンされる表面が目の角膜である場合には、ガ
スは窒素であると好都合である。

本発明が角膜の整形、何形に使用されるべきである場合
には、外科用顕微鏡がレーザを正しく指向することを外
科医に可能にするために使用できる。

〈実施例〉 第１図においてレーザ１０は所定の波長を有する比較的
大きな直径の単色光ビーム１４を発生するビーム形成用
光学システム１２に光出力を提供する。このビーム１４
は整形されるべきである物体１６に送られる。この物体
１６は図示するように例えば目の角膜よりなる。ビーム
形成用光学システム１２と物体１６０表面との間に開口
１８または他のビーム寸法制御手段が位置付けされてい
る。開口１８の寸法は照明される物体の面積を決定する
。

レーザ１０は電源ユニット２０および制御回路２２によ
って付勢される。制御回路２２はレーザ１０から所定周
波数の光パルスを発生させるようにＡ節可能である。車
力はパルスのエネルギな制御するように調節可能である
ことが好ましい。開口１８は固定であっても可変であっ
てもよい。

固定開口１８の場合には、物体１６の表面に到達する一
連のパルスのエネルギの結果が第２図に示されている。

最初の表面は第２図（ａ）に示されており、第２図（ｂ
）および（ｃｌに１つのパルスおよび２つのパルスを受
け入れた後の表面が示されている。

多数のパルスが同じ面積に到達した後、比較的深い凹部
２４が表面に形成される。この凹部２４の形状は代表的
には円形である開口１８の形状によって決定される。こ
の場合には、凹部２４は表面中のおおむね円形の穴の形
式にある。

８ｇ２図に例示した形式のエロージヨンは例えば角膜移
植手術に対する角膜ベッドの準備に使用できる。第２図
において使用されるビームが円筒形、あるいは照明慣域
が照明の減ぜられた（または照明ゼロの）領域を取囲む
ある他の形状であった場合には、第２図に例示された形
式のエロージョンは角膜移植手術用のインブラント（「
ドナー・ボタン」として知られている）を準備するのに
使用できる。この場合に、レーザエロージョンはレーザ
が提供された角膜を完全に切断するまで続けられ、この
移植手術用のボタンは照明の減ぜられた（または照明ゼ
ロの）領域によって残された部分に提供されることにな
る。

現在は、通例のようにドナー・ボタンが冠状のこぎりを
使用して除去される場合には、角膜の移植は、冠状のこ
ぎりが円形の区分を切断することしかできないので、円
形でなげればならない。しかしながら、レーザエロージ
ョンが使用される場合には、ドナー・ボタンの形状は変
化し得る。これは、ドナー・ボタンが患者の角膜の用意
されたベッド中に嵌合する配向状態（向き）を決定する
のにドナー・ボタンの形状を使用することができるので
、有益である。

第３図はパルスが表面に連続的に供給される時間の間開
口を変化させることによって表面の整形がどのように行
なわれるかを例示する。開口１８が大きいと、少量の物
質が表面の比較的広い面積から除去される。他のパルス
が到達する前に開口を減少させると、その後のパルスに
よって生じる耐摩は狭い面積となり、形状は第３図ｆｃ
）のように変化する。

開口１８がさらに小さくされると、次のパルスは第５図
（ｄｌに示すようにさらに狭〜・面積上を除去する。そ
の結果表面は第３図（ａ）の最初の形状にくらべておお
むね平らな形状になる。

開口１Ｂを小さくすることによって一連のパルスが表面
を照射する態様を第４図に示す。レーザによって照射さ
れた面積は斜線２６．２８．３゜および５２によって示
されている。各場合に、開口はその寸法が前のパルスの
送給時とくらべてかなり減少されている。

第５図に示すように、開口の代りに絞り（ストップ）が
使用され、この収りの影が表面に現われるようにされ、
一連のパルス中照射される面積（閤じく斜線で示されて
いる）が最も左側の狭い環形から最も右側のほぼ円形の
面積にまで増大されるようにしてもよい。

非対称の開口または絞り（スリットあるいは線形絞りの
ような）が使用される場合には、第６図および第７図に
示すように表面の円筒の曲率が変更できる。これら図面
においても第４図および第５図の場合と同様にレーザに
よって照射される面積は斜線で示されている。

第６図にお（・ては可変幅のスリットを使用し、照射幅
が狭（なるようにこのスリットの幅を連続的に減少させ
ることによって曲率が変更される。

第７図においては不透明の絞りを使用し、表面がだんだ
んと広く照射されるようにこの絞りの幅を変えることに
よって曲率が変更される。

第１図乃至第７図に示した物体は目の角膜であってもよ
いということを理解すべきである。

第１図乃至第７図はレーザビームの形状および寸法を制
御し、変化させることによって表面がエロージョンされ
、整形される態様を概略形式で示すものである。異なる
整形領域が開口および絞りによって検討されたけれど、
ビーム寸法制御手段として使用できる多柚類のビーム優
形光学システムが存在する。可能であるビーム寸法制御
手段の特定の構成について次に説明する。

第８図および第９図の装置は屈折作用によって第５図の
照射パターンを形成するように使用できる。ここでは平
凹円錐素子３４が相補の平凸円錐素子５６から距離ｄだ
け離間されている。これら２つの素子３４および３６は
接触させた場合にはぴったりと一体化する。

素子５４の平らな表面に入射する平行な光ビーム３８は
円錐表面において発散する環形の光４０に変換され、素
子３６によって円筒形の環形４２に集束される。照射さ
れない中心領域の直径りは素子３４と５６間の間隔ｄに
よって決定される。

第９図は第８図の素子を斜視図で示し、かつ物体（図示
せず）の表面に形成される照射環形４４を示す。第８図
と同じ参照番号が第９図においてもシステムの構成部品
を指示するのに使用されている。

第１０図においては、調節可能な幅のスリットを構成す
る部品が示されており、開口を有するプレート４６とこ
のプレートの前面に配置された２枚の可動プレート４８
および５０からなる。プレート４６の開口は参照番号５
２によって指示されている。プレート４６に関するプレ
ート４８．５０の移動は、明らかなように、スリットの
幅に変化を生じさせる。

第１１図は第８図および第９図の円錐素子の屈折原理を
取り出してこれを一対の照射領域を生じさせるために採
用した（１つの単一寸法ではあるが）ものであり、この
一対の照射領域間の距離は単に一方の素子を他方の素子
に近づけるまたは離間させることだけで変化できる。凹
面プリズム５６の平らな表面に入射する平行な光ビーム
５４は２つの発散するビーム５８および６０を形成する
。凹面プリズム５６の傾斜面と互いに合致する傾斜面と
平らな下側面６４とを有する相補の凸面プリズム６２が
凹面プリズム５６の下流に配置されている。２つの平行
な離間されたビーム６６および６８が第８図の素子３６
の平面から光のリングが放射されるのと同じ態様で平ら
な下側面６４から放射される。

凹面プリズム５６を凸面プリズム６２に接近させること
によって２つの照射領域７０および７２は接近し、また
遠ざけることによって離れる。

第８．９および１１図のシステムは球形レンズではなく
て真直ぐな１１１１面の凹面および真直ぐな側面の凸面
素子（すなわち、円錐素子）とＵ形プリズムではなくて
Ｖ形プリズム（すなわち、円筒形レンズ）を使用すると
いうことを注意すべきである。第１１図の屈折システム
はビーム寸法を変化させるが、しかし寸法の変化によっ
てはビームエネルギ密度は実質的に変化しない。一般に
、屈折システムはビームに可変寸法の照射されないギャ
ップを形成するのには全く適しているけれど、可ダ寸法
の照射スポットを生じさせるのにはあまり適していない
。これはビームエネルギ密度を一定に保持したま〜、ス
ポットの寸法を変えることが屈折作用によっては困難な
ためである。

第１２図は楕円形の穴７８（ビームを情勢る平面に投射
されたときには円形）を有するミラー７６に入射する円
形ビームが表面８２に環形の照射を生じさせる円筒形ビ
ーム８０を発生する反射装置を示す。楕円形の穴７８に
入射する光は８４で示すようにこの穴７８を通る。ミラ
ー７６の代りに異なる寸法の楕円形の穴を有する別、の
ミラーを使用することにより表面８２の照射されない領
域の寸法が変化できる。

ミラー７６を２つの長方形ミラーと置き換え、これら長
方形ミラーを接近または遠ざけて可変幅のスリットを形
成し、２つのミラーの相対位置に依存して表面８２上に
接近したあるいは離れた２つの平行な照射領域を生じさ
せる一次元のシステムもつ（れる。２つのミラー間のギ
ャップに入射する光は中心に開口を有するミラーの場合
と同様にこのギャップを通過する。第１２図はまた、２
つのミラ一部分７６を２つの長方形ミラーと取れば上記
構成を例示するものとみなすことができる。

第１２図に示すようなミラーを含むシステムは穴７８を
介して表面を照射するのに別の光源が使用できるという
点で特に有益である。照射された領域はビーム７４の光
学路内に位置決めされた半反射性ミラーを使用して見ろ
ことができる。このようにして操作者はミラーおよび光
学システムの位置および、あるいは表面８２０位置を調
節してビームの所望とする整列および位置付けを行ない
、レーザエネルギのパルスによる表面の所望のエロージ
ョンを行なうことができる。

既に述べたように、たとえビームの横断面積が上記した
ように変化しても、単位面積当りのエネルギが一定のレ
ーザビームで整形することが好ましい。これを達成する
ための構成が第１３図に概略的に示されており、これは
ズームレンズ９０、絞り９２、およびズームレンズ９４
からなる複合ズームシステムであり、２つのズームレン
ズ９０．９４は同時に調節できるように９６で結合され
て（・る。ズームレンズは無限焦点であ゛ろことか好ま
しい。

２つのズームレンズ９０．９４は同時調節のために結合
されているので、ズームレンズシステムの調節は第２の
ズームレンズ９４からのレーザビーム出力のエネルギ密
度に影影響を与えない。しかしながら、５００ｍの第２
のレンズ９４の位置が変化すると、出力ビーム中の絞り
の拡大率が変わる。第１のズームレンズ９０の調節は出
力ビームの寸法に影響を与えないが、ビームのエネルギ
密度を一定に保持する必要がある。

ビーム寸法制御手段の特に好ましい実施例が第１４図に
示されている。この構成において、平凸レンズ１２０お
よび平凹レンズ１２２のような２つのビーム付影素子は
平行にされた第１の直径の平行レーザビームを入力とし
て受光し、そして平行にされた第２の直径の平行ビーム
を出力し、これら入力および出力ビーム間に集束する（
または発散する）ビーム部分１２４を有する光学システ
ムを形成する。

ビーム何形用窓または開口（あるいはビーム何形用絞り
部分）を有する絞り１２６は集束するビーム部分１２４
にわたってビーム軸線に沿って移動し得る。出力レーザ
ビームの寸法を変えるために、開口（または絞り１２６
の絞り部分）は一定のま〜であるが、絞り１２６は２つ
のレンズ間をビームの軸線方向に移動する。この構成の
動作態様についての以下の説明はビームの外周囲を定め
る開口を有する絞り１２６に関してである。しかしなが
ら、ビームに減少した（またはゼロの）照射の可変寸法
の領域を定める絞り部分を有する絞り１２６が同等の態
様で機能するであろう。

絞り１２６が平凹レンズ１２２に隣接していると、絞り
１２６０面は集束するビーム部分１２４と最も小さな直
径部分で交差する。かくして、ビームの全部（あるいは
かなり多くの部分）が絞り１２６の開口を通る。この場
合のレーザビームの縁部は絞り１２６がこの位置にある
ように第１４図に連続する線で示されている。

しかしながら、絞り１２６が平凸レンズ１２０に隣穿す
るように移動されると、第１４図に破線で示すよ５に、
絞り１２６の平面は集束するビーム部分１２６と最も大
きな直径の部分において交差する。この位置においては
、レーザビームの比較的少ない部分のみが絞り１２６の
開口を通過し、ビームの残りの部分は絞り１２６に当り
、吸収または偏向される。従って、この場合には、絞り
１２６の下流のビームの直径は第１４図に破線で示すよ
５に小さくされる。

すべての場合に絞り１２６の開口を通るビームの中心位
置は絞り１２６の位置または存在によって影響を受けな
いことは明らかである。従って、絞り１２６は最終のビ
ームのエネルギ密度に影響を与えないということが理解
できる。

従って、出力レーザビームの寸法は単に絞り１２６をビ
ーム路に沿って軸線方向に移動させるだけで変化できる
。絞り１２６は開口を通るビーム（またはその一部分）
のエネルギ密度に影響を与えないから、出力ビームのエ
ネルギ密度は、その寸法は変化するけれど、一定に保持
される。出力ビームの形状は勿論、絞り１２６の開口の
形状によって決定される。

第１４図においてはビームは２つのレンズ素子１２０．
１２２間で集束するように図示されているけれど、平凹
レンズ素子が平凸レンズ素子の上流にあり、ビームがこ
れら２つの素子間で発散する場合にもこの構成は全く同
等に機能するということは極めて明らかであろう。

第１４図の構成はレーザビームのエネルギ密度および最
大幅を一定に全体的に変更する。ある環境においてはこ
の変更が望ましいかも知れず、あるいは図示の構成の上
流のビーム形成用光学装置において補償されるかも知れ
ない。しかしながら、ビームエネルギ密度および最大寸
法に全く影響を与えな℃・ビーム寸法制御手段を提供す
ることは好都合であるかも知れない。この場合には、第
１５図に示すような構成が使用できる。この構成におい
ては、平行にされた平行ビームが初めに発散させられ、
その後集束させられる。可動開口１２６は発散ビーム部
分１２８中か、あるいは集束ビーム部分１３０中に置く
ことができる。

第１６図は絞り１２６の開口および絞り部分のある可能
な形状を示１−０開口は絞り１２６の物質の一部を表わ
す影の部分によって取囲まれた透明部分として図示され
ている。第１６図（ｄｌに見られるように、絞り１２６
は開口およびこの開口内に絞り部分を有していてもよい
。

第１６図（ａ）および（ｂ）に示す形状は角膜移植用の
ベッドを用意するために使用できる。第１６図（ａ）に
示す形状はまた、角膜の曲率な減するように角膜を整形
する際にも使用できる。第１６図（ｃ）に示す形状は乱
視を矯正するように角膜を整形する際に使用できる。第
１６図（ｄ）および（ｅ）に示す形状は角膜移植のため
にドナー・ボタンを切断するのに使用でき、また角膜の
曲率を増大させるよ５に角膜を整形する際にも使用でき
る。

絞り１２６の開口は光学的開口でよく、必ずしも物理的
開口でなくてもよい。すなわち、開口は高度に透明な物
質によって形成できる。かくして、絞り１２６は所望の
形状を有する不透明層を透明物体上に配置することによ
って形成できる。かかる構成は明るい部分が中心の暗い
部分を完全に取囲む第１６図（ｄ）および（ｅ）に示さ
れているような開口形状および絞り部分を提供すること
を比較的容易にする。

理論上は、第１３図および第１４図に示す構成は、多（
の場合に、可変寸法のアイリス絞りと置き換えることが
できる。しかしながら、アイリス絞りによって定められ
る。形状の範囲は制限され、さらに、アイリス絞りによ
って定められる開口の形状は通常は、絞りが閉じるまた
は開くときに正確に一定にとどまらな（・。従って、固
定絞りの開口の見掛けの寸法の変化が！＠１３図および
第１４図の場合のように使用される構成が、正確な作業
のためには好ましい。

第１図に示すビーム形成用光学システム１２は、レーザ
出力ビームが直接使用できる場合には、必ずしも必要で
はない。しかしながら、大部分のレーザの場合には、代
表的にはビームの形状を変えるためにある初期のビーム
形成操作を行なうことが通常は望ましい。従って、ある
形式のレーザは代表的には長方形（方形）あるいは楕円
形断面のビームを発生しく例えばエキシマレーザは代表
的には長方形断面のビームを発生する）、そしてビーム
寸法制御手段は方形または円形断面を有するビームを提
供することが通常は好ましい。第１７図乃至第１９図は
ビーム形成用光学システムの実施例をそれぞれ示す。

第１７図および第１８図の構成は円筒形表面のレンズ素
子および球形表面のレンズ素子を使用する。これら図面
は同じ素子の断面図であるが、直角の方向に見たもので
あり、従って第１７図は断面の側面図とみなすことがで
き、他方＄１８図は断面の上面図とみなすことができる
。

等しくない中線の横断面を有する平行側面のレーザビー
ムが平面−球形凹面素子１５２に送給され、この素子１
３２はビームを発散させる。ビームは近傍にある平面−
円筒形凸面素子１３４に当る。この素子１３４０円筒軸
線は短かい方のビーム横断面軸線の方向にあり、従って
この平面−円筒形凸面素子１３４はビームのこの軸線に
は集束作用を行なわず、短かい方の軸線のビームはビー
ムが素子１３４を離れるときに増大し続ける。しかしな
がら、その円筒形凸面はビームの横断面の畏い方の軸線
の端部においてビームの縁部を偏向する。

素子１３４を離れるときに、ビームは一方向に発散し続
け、短かい方の軸線の長さを増大し、これを横切る方向
においては一定にとどまり、その結果ビームの長い方の
軸線は変化しないま〜にある。別の光学素子１３６が平
面−円筒形凸面素子１３４からのビームの下流に離間さ
れている。この素子１３６はその上流側の面が円筒形凹
面であり、そ゛の下流側の面が球形凸面であり、そして
その円筒＠線が素子１６４０円筒軸線と平行であるので
ビームを短かい方の軸線の両端部において集束するよ５
に作用し、一方ビームの長い方の＠線の長さには影響を
与えない。

第１７および１８図に示す構成の効果は素子１３２によ
って生じるビームの発散に続いてビームが素子１６６に
達するまでビーム横断面の短かい方の軸線は増大し続け
、一方ビーム横断面の長い方の軸線は素子１６４に到達
するまで増大するだけであるということである。このよ
うに、短かい方の軸線は長い方の１１１１ｖｊ！よりも
多量に増大され、素子１３６からのビーム出力は等しい
横断面軸線を持つ。

一方の軸線が他方の軸線より大きく伸長されるビームの
横断面軸線の不平等な処置は、ビームがその横断面のあ
らゆる点において前に均一のエネルギ密度を有していた
場合には、エネルギ密度を不均一にしないということを
注意すべきである。

第１９図は等しくない横断面軸線を有するビームが等し
い横断面軸線を有するビームに変換することができる他
の構成を示す。この構成は平凸面素子１４０と平凹面素
子１４２とからなる。これら素子の湾曲表面は両方と球
形である。しかしながら、これら素子は両方ともそれら
の平らな表面がレーザビームの軸線に対して斜めになっ
た状態で整列されており、ビームの一方の軸線に対して
他方の軸線に対してよりも大きな影響を与えるようにな
っている。

レーザビームをエロージョンされるべき表面に送給する
ための光学システムは単に、第１７および１８図（また
は第１９図）のビーム形成用光学装置とこれに続く第１
５図または第１４図に示すようなビーム寸法制御手段と
から構成してもよい。

しかしながら、光学素子間の、あるいは光学素子とエロ
ージョンされるべき表面との間の比較的長い距離をビー
ムを移動しなければならない場合には、第２０図に示す
ような中継望遠鏡が設けられることが好ましい。かかる
望遠鏡は非常に簡易であり、２つの集束レンズ１４４，
１４６だけでつくることができる。これら望遠鏡は上流
の光学素子の出力を下流の光学素子の入力またはエロー
ジョンされるべき表面に映像するように構成される場合
に特に有用である。

ビーム寸法制御手段とエロージョンされるべき表面との
間に、ビームの形状を定める開口の像をエロージヨンさ
れるべき表面に集束する中継望遠鏡を設けることは特に
有益である。これは放射される面積に均一な照射を行な
うことを促進し、放射される面積にはつきりした縁部を
提供する。開口の像を形成しない場合には、理論的に得
られたビーム形状は、ビームが開口から離れて行くとき
にパッチの縁部に発生する傾向があるフレネル回折フリ
ンジングまたはリンギングの影響によってエロージヨン
されるべき表面において劣化する。

開口の像を集束することによって、開口の単一スポット
から伝播するすべての光は像の単一スポットに集束され
、それによって回折フリンジングまたはリンギングを除
去できる。

それ故、目の角膜をエロージョンするためレーザから発
生するエネルギに対する好ましい光学的送給システムを
第２１図に示す。この図において、レーザ１４８からの
光はビーム形成用光学システム１５４を通り、連結アー
ム１５０に入る。このアーム１５０は光学システムの残
部を収存し、かつ所望の形状および寸法のビームを目１
５２０角膜に送給する。

ビーム形成用光学システム１５４は第１図の概略構成の
光学システム１２と同等のものである。

代表的には第１７図および第１８図に示す、あるいは第
１９図に示すような構成からなる。

ビーム形成用光学システム１５４からビームは第１の中
継望遠鏡１５６に入る。これはビームなビーム寸法制御
手段１５８に送る。図示するように、この制御手段１５
８は第１４図に示すようなシステムである。しかしなが
ら、第８図乃至第１３図を参照して記載したような種々
の他の構成が図示のシステムの代りに使用できる。ビー
ム寸法制御手段１５８からのビームを第２の中継望遠鋼
１６０が目１５２０角膜表面１６２に送る。

開口を有する絞り１２６は角膜表面１６２の照射面積の
寸法を変化させるためにビームに沿って軸線方向に移動
されるから、第２の中継望遠鏡１６０は、この望遠鏡１
６０が固定の焦点長さを有する場合には、絞り１２６の
開口の正確に集束された像を必ずしも提供しない。従っ
て、第１５図に示すような構成がビーム寸法制御手段１
５８として使用されるときには、第２の中継望遠鏡１６
０と開口のある絞り１２６の素子間に歯車接続１６４を
提供することが望ましい。これは絞り１２６の移動が第
２の中継望遠鏡１６０の素子の適当な対応する移動を生
じさせ、角膜表面１６２に集束した像を保持することを
確実にする。これに対し、第２の中継望遠鏡１６０が平
凹面レンズ１２２を介して絞り１２６の像を受像する場
合には、第２の中継望遠鏡１６０に対する絞り１２６の
見掛けの位置（すなわち、レンズ素子１２２１Ｃよって
つくられる虚像の位置）は絞り１２６の実際の軸線方向
の移動よりも軸線方向に非常に少ししか移動しないこと
になる。その結果、絞り１２６の移動にともなう第２の
中継望遠鏡１６０の自動調節を可能にすることは必要で
ないかも知れない。

上記したように、光学システムを収容するアーム１５０
は連結されている。

本発明は目の角膜の表面を整形するのに特に適用できる
ように記載したけれど、本発明はレーザビームによって
除去することができる任意の物体の表面の何形（整形）
に等しく適用できるということは理解されよう。か（し
て、本発明はレンズまたはミラーの表面を整形するため
に使用でき、あるいは湾曲したまたは平らな物体上の表
面被膜に正確に何形された窓を形成するのにも使用でき
る。

第２２図は人間の目の角膜を整形する、あるいは潰瘍を
角膜からエロージョンする本発明の方法を実行する装置
を示す。レーザおよび関連する制御回路はハウジング１
７０内に含まれている。所望の標準形状および寸法のビ
ームをビーム整形用光学装置に入る前に提供するビーム
形成用光学装置もまた、レーザ電源および制御回路と一
緒にハウジング１７０内に含まれている。

ビーム横断面にわたり実質的に均一な強さのビームを提
供することが重要である。エキシマレーザの出力は第１
の横断面＠線にわたっては実質的に均一であるけれど、
この第１の軸線を横切る第２の横断面軸線にわたっては
ビームの縁部において僅かに強さが低下する。それ故、
開口がレーザ出力に配置され、ビームの不均等な縁部を
マスクし、このマスク形成用光学装置に送られたビーム
は実質的に均一な横断面を有する。

レーザビームはハウジング１７０かも垂直方向に放射さ
れ、連結アームに対する支持体１７２に入る。アームの
第１のセクション１７４は１つの自由度を有するだけの
ジヨイントを介して支持体１７２に関して枢動する。ア
ームの第２のセクションは２つの自由度を有するジョイ
ン）１８０によって結合された第１のセクション１７４
に対し直角な方向に延在する。ジヨイント１７６は支持
体１７２内からの光を第１のセクション１７４に沿って
反射するための単一の平面ミラー（図示せず）を含む。

第２２図中の拡大図は上部から見たジヨイント１８０の
部分を示す。２つのアームセクション１７４および１７
８はカップリング１８２によって結合されている。カッ
プリング１８２は各アームセクションに関してその軸線
のまわりに回転するように構成されている。２つの固定
の平面ミラー１８４．１８６がカップリング１８２内で
第１のアームセクション１７４の軸線に平行な光を、ア
ームセクションに関するカップリング１８２０角度位置
に関係なく、第２のアームセクション１７８の軸線に沿
うように反射するように配置されている。この機能のた
めに、各アームの回転軸線がそれぞれのミラーの中心領
域を通り、ミラー１８４．１８ｔ５が、それぞれのアー
ムセクションの軸線に沿って一方に入射する光を他方の
ミラーに反射してアームセクションの軸線に沿って反射
されるように互いに位置付けることが重要である。

同様に、３つの自由度を有するナックルジヨイント１８
８は３つの平面ミラーを有し、アームセクション１７８
からナックルジヨイントを介して接眼レンズ１９０に光
が通ることを可能にする。

第１のアームセクション１７４は第２１図の第１の中継
望遠鏡１５６を含む。第２のアームセクション１７８は
第２１図のビーム寸法制御手段１５８および第２の中継
望遠鏡１６０を含む。

ビーム寸法制御手段１５８はぎざ付きリング１９４を有
するアーム１９２０幅広部分に収容されている。このリ
ング１９４０回転によりビーム寸法制御手段１５８はビ
ーム寸法を変化させるように作動される。ぎざ付きリン
グ１９４はモータ１９６によって、烟動され、従って遠
隔で、および、ある〜・は自動的に作動できる。

アームおよび終端ナックルの連結ジヨイントは接眼レン
ズ１９０が正しい位置に容易に操作され、頭が１９８で
示されている患者の目に関して配向されることを可能に
する。

第２２図に示すように、患者は顔を上側にして手術テー
ブル２００上に横たわっている。手術テーブル２００は
患者の頭を垂直方向に移動しないように支持する。所望
ならば、側部支持体２０２．２０４を頭の横方向への移
動を抑制するために用意してもよい。

速結されたアームセクション１７４，１７８は米［シガ
ン州のプルームフィールド・ヒルＱレーザ・メカニズム
ズから入手できる標準のレーザアームを好便に変形した
ものである。このアームはビーム寸法制御手段および中
継望遠鏡を組み込むために変形されねばならず、また、
アームのジヨイントに設けられたミラーのあるものを取
替える必要があるかも知れない。しかしなか、元のミラ
ーあるいは元のミラーの取付具に取付けられた別のミラ
ーを使用することによって、アームのジヨイントにおけ
る反射が第２１図に示した素子によって提供されるビー
ム光学装置を変更しないことを確実にすることができる
。

使用時に、この装置は患者の目に供給されるべき窒素ガ
ス源および患者の目の上に接眼レンズをクランプするよ
うに吸引を行なうための吸引手段とともに使用される。

これらは両方ともハウジング１７０内に位置付けされて
いる。謎素はまた、ＡｒＦレーザの場合にレーザ波長に
不透明なガスのアームを追い払うためにも使用できる。

このアームはまた、目にＳ’５Ｅ’を送給するためにも
使用できる。

接眼レンズは第２３図では拡大されて示されており、弾
性的に変形可能な、ゴムあるいはグラスチックのような
可礎性物質よりなるカップ２０６を含み、眼球の上に配
置されたときに排気されてクランプする。

接眼レンズ１９０は半反射性ミラー２０８を有する窓を
含み、この窓を介して目は外科用顕微鏡２１０を使用し
て観察できる。この顕微鏡２１０は任意の好便な手段に
よりミラーの上に支持されている。外科用顕微鏡２１０
は接眼レンズ１９０に接続してもよいが、しかしより一
般的には接眼レンズから分離され、天井からのアーム（
図示せず）によって、あるいはカンチレバー（図示せず
）によって支持される。

恐う＜ナックルジヨイント１８８内の別のミラー（図示
せず）がグロヒロメータまたは角膜計のような自動測定
装置２１２の同時の接続を可能にする。測定装置２１２
の出力はライン２１４を介してコンピュータ（図示せず
）に接続される。コンピュータはレーザの動作を制御し
て所望の角膜の形状を得るように調節される。

かくして、所望の角膜の形状は最初にコンピュータに入
力され、動作中にコンピュータに提供された角膜の形状
の測定値が所望の最終形状への進行を指示するのに使用
され、コンピュータはレーザシステムに制御信号を出力
する。コンピュータはマイクロプロセッサに基づいたも
のであり、かつ・・ウジフグ１フ０内に少なくとも一部
分が位置付けできることが好ましい。

整形用レーザ放射線の波長は重要であり、代表的には１
９３　ｎｍの程度である。勿論、１５７ｎｍ（フッ素レ
ーザに対して）まで下側のより短か〜・波長あるいは１
５μｍまでのより長い波長も使用できろ。主として問題
の波長に関して、十分なレーザエネルギが角膜の下側に
浸透して細ＩＱ！織を損傷させないようにすることが重
要である。

従って、５００　ｎｍ乃至１４００　ｎｍの範囲は目の
下側の細胞組織がこれら波長によって簡単に損傷を受け
るので、さけるべきである。

再び第２５図を参照すると、吸引カップ２０６は目２１
６の強膜上に嵌合し、角膜表面２１８を邪魔しない状態
にしている。可撓管２２０がカップ２０６を真空吸引し
、カップを適所に保持するのに十分な力で、しかし角膜
の形状を歪ませない力で目にカップをクランク゛するよ
うにしている。

第２３図に示すように、ミラー２０８はレーザの光学シ
ステムが慰者から横方向に延在することを可能にし、ナ
ックルジヨイント１８８は接眼しンズのハウジングの端
面２２２に固定される。

別の方法として、ミラー２０８を除去し、光学システム
を患者から前方へ真直ぐに延在させてもよい。さらに別
の方法として、第２３図に示したのと同様のミラーユニ
ット（図示せず）が使用できるが、しかし角膜表面２１
８と整列される２つの光学システムが接続できるように
する半反射性または波長選択性ミラーを有する。この構
成は操作者が使用する顕微鏡または他の観察装置、ある
いは自動角膜計の他にレーザからの光学システムが接続
されることを可能にする。

第２２図および第２５図の装置を使用する第１の方法に
おいては自動フィードバック制御は存在せず、ライン２
１４は必要とされない。この方法における測定装置２１
２は「写真角膜鏡」あるいは「コーニアスコープ」のよ
うな商業的に入手できる角膜計である。これら装置は角
膜表面にパターン、通常は同心のリング、の像を形成す
るように働く。この方法で使用される角膜計は角膜の中
心部分に映像される線の数を増大させるように僅かに変
更されることが好ましく、従って中心部分の曲率に関す
る入手情報の量を増大させることが好ましい。

この方法では、角膜計２１２は図示するようにナックル
ジヨイント１８８に接続しても、あるいは必要なときに
外科用顕微鏡２１０に対して図示した位置を占有するよ
うに移動可能であってもよく、操作者が必要な場合に角
膜計２１２または顕微鏡２１０をその位置に移動できる
ようにしてもよい。

吸引カップ２０６は通常、初めに患者の目２１６に取付
けられ、その後接眼レンズのハウジング１９０に取付け
られる。次に、窒素供給源が作動される。角膜計２１２
は吸引カップが角膜の形状に影響を与えないことをチェ
ックするために使用される。目の可視検査が顕微鏡を用
いて行なわれることが好ましい。次に、ビーム寸法制御
手段がぎざ付きリング１９４を介して作動され、ビーム
による角膜への照射の所望の面積を選択する。レーザが
オンとなり、好ましくは、５Ｈｚのような比較的遅いパ
ルス速度で動作するように設定される。

所定の時間、通常は３０秒またはこれより短かい時間の
杼過後、レーザはオフとなり、ビーム寸法制御手段１５
８は放射のための異なる面積を定めるように調節され、
レーザが再びオンになる。

このプロセスは角膜の所定の面積の一連の露光が所定の
パルス数となるように繰返される。明らかなように、面
積の寸法および形状とパルスの数の選択は角膜に実行さ
れる整形の性質を決定する。

パラメータは角膜の整形に対する所望の最終補正の７５
％を行なうように選択される。角膜は角膜計２１２を使
用して貴び測定され、なされるべき残りの正確な補正が
決定される。レーザ装置が今記載したのと同じ態様で再
び作動され、パラメータはなされるべき残りの補正の７
５％を行なうように選択される。このプロセスはなされ
るべき残りの補正が許容限界内にあるとみなされるまで
繰返される。

この神続する近似プロセスは比較的ゆっくりであり、掃
作者に不満を与えるが、レーザを制御するのにフィード
バック制御回路を必要としないという利点がある。

一定周波数のパルス速度が使用される場合には、露光当
りのパルスの数は時間に比例し、所定数のパルスが角膜
によって受光されたことを確実にするのに単に各露光の
継続時間を測定するだけで十分であるということは理解
されよう。

この方法の変形例では、ビーム寸法制御手段１５８のぎ
ざ付きリング１９４はモータ駆動され、モータ１９６お
よびレーザの両方がハウジング１７０内に位置付けされ
たマイクロプロセッサの制御下にある。この場合に、マ
イクロプロセッサはレーザをオン、オフする手続きおよ
びビーム寸法制御手段１５８を調節する手続きを実行す
る。

より好ましくは、レーザは連続的にパルス化され、一方
マイクロプロセッサはビーム寸法制御手段１５８を所定
の時間−ビーム寸法曲線に従うように調節する。これは
レーザがパルス化されている間、ビーム寸法が連続的に
調節される周期を含んでもよい。放射される領域と放射
されない領域との境界が角膜の表面上を比較的滑らかに
移動するビーム寸法制御手段の連続する調節は表面を比
較的滑らかに整形する。

時間−ビーム寸法曲線は上記したように所望の最終補正
の７５％を行なうようにレーザのパルス速度、ビーム波
長および強さに関して選択される。

レーザの厳密な制御が必要である。この目的のため、第
１図に示すようにレーザエネルギのパルスを受けている
表面の光学的または他の検査からの情報を受信するフィ
ードバック装置８６が用意されている。フィードバック
路８８はレーザ１０を制御するための制御回路２２と連
通している。

従って、例えば、レーザによって供給されるパルスの実
際の継続時間および振幅は各パルスによって所望の度合
の表面のエロージョ／が生じるように調整できる。過度
のエロージョンの場合には、引続くパルスは相当に減ぜ
られるかまたは禁止される。好都合にも、警報装＃（図
示せず）がフィードバック装置８６とともに用意されて
おり、整形の予期しないエロージョンが生じる場合には
この装置８６のそれ以上の動作を禁止し、そして誤り状
態を指示する。

第２４図はフィードバック制御動作中の制御回路２２の
動作のフローチャートである。制御回路２２はマイクロ
プロセッサまたはマイクロコンピュータによって少なく
とも一部分は提供されることが好ましい。

鄭２２図および第２３図の装置を使用する第２の方法に
おいては、レーザのフィードバック制御およびその光学
システムが用意されている。角膜計２１２は第２２図に
示すように接続されており、ライン２１４は角膜計２１
２の出力をハウジング１７０内のコンピュータに供給す
るように接続され、かつ使用される。再び、角膜計２１
２は角膜の中心領域における曲率に関する情報を最も通
常の角膜計によって提供されるよりも多く提供するよう
に構成されている。角膜に関する角膜計出力はライン２
１４を介してコンピュータに出力される前に機械読取り
可能な形式に変換される。

この方法で使用される装置においては、ビーム寸法制御
手段１５８のぎざ付きリング１９４はモータ駆動され、
駆動モータ１９６はコンピュータによって制御される。

吸引カップ２０６および接眼レンズは第１の方法のよう
に取付けられ、窒素ガス流が流れ始める。

ライン２１４かもの入力はコンピュータに角膜の現在の
形状を計算させる。操作者はキーボード（図示せず）に
より所望の最終形状を入力し、これはコンピュータのメ
モリ装置（ＲＡＭ）に記憶される。コンピュータは現在
の形状と所望の最終形状との差を計算し、かつ角膜上の
一連の点のそれぞれにおいて必要なエロージョンの深さ
を計算する。得られるエロージョンの深さは供給される
レーザパルスの数に直接関係するから、コンピュータは
各点に供給されるべきであるパルスの数を−計算する。

しかしながら、コンピュータプログラムはコンピュータ
によって計算されたパルスの数が、使用するレーザビー
ムの強さおよび波長が与えられている場合に、所望の形
状を達成するのに実際に必要とするパルスの数の７５Ｘ
だけであるように設計されている。

各点で必要なパルスの数から、コンピュータはどの一連
の放射面積が各面積に対して必要な放射のパルス数とと
もに必要であるかを計算する。これは角膜の隣接する点
に対して必要なパルスの数の差に基づいて計算される。

かくして、１つの面積が他の面積より多いＩＣＩＱのパ
ルスを必要とする場合には、コンピュータによって取り
出された一連の放射面積は第１の点をカバーするが第２
の点ヲカバーしない、かつＩＱＧのパルスを放射される
面積を含む筈である。

コンピュータが放射シーケンスを決定すると、コンピュ
ータは測定された現在の角膜の形状、必要とする計算さ
れた補正、および計算された放射シーケンスをプリンタ
またはディスプレイを介して出力する。これらは手術を
監督する外科医によって検討され、確認される。

コンピュータ出力が確認された後、操作者は放射シーケ
ンスを開始する信号をコンピュータに入力する。コンピ
ュータはモータ１９６を駆動して放射の面積をシーケン
スの最初の面積に設定する。

レーザが作動される。コンピュータコントロールは代表
的には５０Ｈｚであるより早いレーザパルス速度が使用
されるようにする。

コンピュータは放射軸線のシーケンスから連続する時間
−ビーム寸法曲線を計算し、第１の方法に関して記載し
たように、それによってモータ１９６を駆動することが
好ましい。放射シーケンスの終りに、コンピュータは角
膜計２１２からの入力を使用して新しい角膜の形状およ
び今必要な補正を計算する。すべてが計画に従って行な
われている場合には、前に計算した補正の７５％が行な
われる。コンピュータは、必要な計算された補正が所定
の許容限界内に入るまで上記したプロセス（その計算を
出力し、操作者からの確認を待つことを含む）を繰返す
。

角膜計はコンピュータにより連続的に監視されることが
好ましく、その結果任意の時間に過度のエロージョンが
生じた場合には、これは検出され、レーザは自動的にオ
フとなる。

角膜計入力が連続的に監視される場合には、コンピュー
タは放射シーケンスを計算して単一の放射シーケンスに
おいてなされるベキ完全な補正を実行し、それによって
レーザおよびビーム寸法を制御し、角膜計入力は放射シ
ーケンスを進行している間に再び計算し、補正する。こ
の場合に、コンピュータは初めに投影される時間−ビー
ム寸法曲線を計算する。しかしながら、エロージヨン中
の角膜計入力が、任意の点におけるエロージョンの深さ
が予期される量より多いまたは少ないと〜・うことを示
す場合には、時間−ビーム寸法曲線が適当な面積に供給
されるパルスの数を減少または増加するように再び計算
され、予期された童のエロージョンからのずれを補正す
る。

角膜潰瘍を除去する場合には、この装置の動作方法は同
じであるけれど、エロージヨンの物体は最小限の整形に
より潰瘍細胞を除去するべきである。従って、レーザエ
ネルギのパルスの寸法、形状および数がその目的で制御
され、ビームの寸法および形状はすべてのパルスに対し
て一定にとどまる。

本発明の原理は種々の実験によってテストされた。

１つの実験においては、６乃至１０ρ豚または提供者の
目のパッチが変化する面積の放射でエロージヨンされ、
角膜の整形（何形）を行なった。

かかる実験において、目は第２２図に示す装置の接眼レ
ンズ１９０の出口開口に置かれた（吸引カップあるいは
測定装置２１２なしに）。ビーム寸法制御手段は大きな
放射面積および５Ｈｚのパルス化レーザビームを６０秒
の間提供するように設定された。その後ビーム寸法制御
手段は僅かに減少した放射面積を提供するように調節さ
れ、レーザは５Ｈｚでさらに３０秒の間パルス化された
。

放射面積が再び減少され、この手順は増大する深さのエ
ロージヨンの同心のリングを提供するように繰返された
。

目は電子顕微鏡検査を行なうために化学的に固定された
。′４１．（子顕微鏡による検査の結果、角膜基質の表
面に一連の段部があることが分った。別のケースでは、
異なるパルスエネルギ密度を使用したので、段部の高さ
が変化した。段部の高さは２５乃至１１０００ｎの鮮囲
であった。

驚いたことに１パルス当り二ロージョンされた角膜基質
の深さは上側の上皮層がレーザによって除去されたか、
またはレーザを使用する前に他の手段によって除去され
たかに依存して変化するということが見出された。上皮
を除去するのにレーザが使用された場合には、角膜基質
のエロージヨンされた深さは大きかった。この理由は明
らかではないが、しかし涙の膜の作用を包含するものと
思われる。

第２２図の接眼レンズもまた、それに接続されたかつ目
に取付けられた吸引カップ２０６と一緒にテストされた
。これらテストはうさぎおよび提供者の目について、な
らびにゼラチンからつくった見せかけの目について行な
われた。これらテストにおいては低い放射強１隻のみが
使用され、実験的耐摩を含まなかった。

提案した方法が医学上の用途に適しているということを
保証するために、目の治ゆをテストする実験が猿につい
て行なわれた。これら実験において、放射面積は一定に
保持され、３鞘の直径の円筒形凹部が生きている猿の目
に種々の深さに研削された。６ケ月後、２匹の猿が臨床
技術を用いて検査された。４つの凹部のうち３つは透明
であった。第４の凹部（最も深い７０〜１００μｍの深
さのもの）は不透明ではな（て僅かに輝きがあった。

電子鴎微蜘検査は、透明な目は角膜基質の乱れが最小限
でありかつ凹部の面積をおおう上皮が良好に再成長して
いるので治ゆしているということを示した。上皮は良好
に固着しかつしっかりと配向された基部膜を有していた
。この場合の基部膜は再成長上皮の細胞によって下側に
蓋かれており、この細胞はまた、レーザによって角膜表
面に形成された擬似膜を破壊していた。その上、基質の
新しい表面はボーマン（Ｂｏｗｍａｎ　）　　の膜のよ
うな構造体を形成するように再構成されていた。

これら実験を繰返すのに有用な背景情報はマーシャル等
の「ホトーアブレイテイプ・リブロファイリング・オブ
・ザ・コーニア・ユーシング・エキシマ・レーザ：ホト
リフラクティブ・ケラテクトミイ」レーザ・イン・オフ
サルモロシイ、１９８６年第１巻第２１頁〜＠４８頁に
見出すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による凸状湾曲物体の表面を整形する方
法を実施するための装置の概略構成図、第２図は一連の
パルスにより表面の耐摩がどのようにして生じるかを示
す概略図、第３図はパルスを供給する面積の寸法を変え
ることによって異なる形状が得られることを示す概略図
、第４図は表面の曲率を減少させるのに必要な一連の段
階を示す概略図、第５図は表面の曲率を増大させるため
に一連の段階においてパルスにさらされなければならな
い面積を示す概略図、第６図は表面の円筒形曲率を減少
させる照射面積を段階的に示す概略図、第７図は表面の
円筒形曲率を増大させる照射面積を段階的に示す概略図
、第８図は環形の照射が得られる構成を示す概略図、第
９図は第８図に示す素子の斜視図、第１０図は調節可能
な幅のスリットを生じさせる構成を示す概略図、第１１
図は第９図に示す装置の変形例を示す斜視図、第１２図
は第１０図のスリットとは反対のスリットを生じさせる
のに使用できる４５度のミラー構成を示す概略図、第１
５図は一定エネルギ密度の可変寸法スポットを生じさせ
る構成を示す概略図、第１４図は一定エネルギ密度の可
変寸法のスポットを生じさせる他の構成を示す概略図、
第１５図は８ｇ１４図の構成を組み込んだ他の構成を示
す概略図、第１６図は第１４図の構成に使用する４つの
開口の形状を示す概略図、第１７図はビーム形成用光学
システムの断面図、第１８図は第１７図。　　の光学シ
ステムを別の方向から見た断面図、第１９図は他のビー
ム形成用光学システムの断面図、第２０図は中継望遠鏡
の断面図、第２１図はレーザから目の角膜への光学シス
テムを示す概略図、第２２図は測定および整形用のレー
ザ装置を示す構成図、第２３図は吸引カップと光学シス
テムの下流の端部の構成図、第２４図はフィードバック
制御回路の動作を説明するフローチャートである。 １０：レーザ １２：ビーム形成用光学システム １６：物体 １８：開口 ２０：電源ユニット ２２：制御回路 ８６：フィードバック装置 代理人の氏名　　倉　内　基　弘　　：い　−。 図面′）浄書（内容に変更なし） 手続補正書（方式） 昭和６１年１２月　５日 特許庁長官　黒　１）明　雄　殿 事件の表示　昭和６１年物　願第２１５５８９　　号発
明の名称　　レーザを使用する表面のエロージヨン補正
をする者

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学軸線に関して表面を正確に位置決めするため
   の位置決め手段と、 前記光学軸線に沿つて前記位置決め手段によつて位置決
   めされた表面にレーザエネルギのパルスを送給してこの
   表面をエロージヨンするように動作するレーザ手段と、 レーザエネルギのパルスが送給される前記表面の面積の
   寸法を制御しかつ変化させる制御手段とを具備すること
   を特徴とする表面をエロージヨンするためのレーザシス
   テム。
2. （２）前記パルスが送給される前記表面の面積の形状を
   制御しかつ変化させる第２の制御手段を具備する特許請
   求の範囲第１項記載のレーザシステム。
3. （３）前記制御手段による前記面積の寸法の変化がパル
   スのエネルギ密度を実質的に変化させない特許請求の範
   囲第１〜２項のいずれかに記載のレーザシステム。
4. （４）前記制御手段が、レーザ手段によつて提供される
   レーザビームを受け入れ、ビームの発散の領域あるいは
   集束の領域を提供し、そしてビームを平行にするための
   光学システムと、前記領域のビームに沿つて軸線方向に
   移動可能なビーム付形用絞り手段とを含み、該絞り手段
   がビーム付形用窓あるいはビーム付形用絞り部分を有し
   、前記窓を通過するあるいは前記絞り部分に当る合計の
   ビーム横断面の割合が前記領域におけるビームの軸線方
   向への前記絞り手段の移動によつて変化するように構成
   されている特許請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載
   のレーザシステム。
5. （５）前記窓あるいは絞り部分の像をエロージヨンされ
   るべき表面に集束する他の光学システムを具備している
   特許請求の範囲第４項記載のレーザシステム。
6. （６）前記制御手段が、ビーム部分を発散させ、ビーム
   強度が非常に減少した中間領域を残すための真直ぐな側
   面の凹面状光学素子を含む特許請求の範囲第１〜３項の
   いずれかに記載のレーザシステム。
7. （７）前記制御手段が、上流および下流に第１および第
   ２のズームシステムを備えた光学絞りを含み、前記ズー
   ムシステムが同時の調節のために結合されている特許請
   求の範囲第１〜３項のいずれかに記載のレーザシステム
   。
8. （８）光学素子の表面形状の関数であるパラメータを測
   定するための測定装置と、 前記パラメータに対する所望の値を定める入力を受信す
   る手段と、 前記パラメータの測定値と前記所望の値とを比較するた
   めの比較手段と、 前記レーザパルスが供給される表面の面積を特に決定す
   るように働く制御信号を前記比較から得られたフィード
   バック信号から発生させ、前記光学素子のパラメータの
   所望の値を得るようにする制御信号発生回路 とを有する前記表面が光学素子の表面であるときに使用
   するための特許請求の範囲第１〜７項のいずれかに記載
   のレーザシステム。
9. （９）レーザ手段がレーザエネルギのパルスを表面に送
   給するように動作する光学軸線に関して前記表面を正確
   に位置付けする段階と、 前記パルスが送給される表面の面積の寸法がこれらパル
   スの送給前に制御下において調節され、それによつて前
   記パルスによつてエロージヨンされる表面の面積の寸法
   を選択する段階と、 レーザが作動されて前記光学軸線に沿つてレーザエネル
   ギのパルスを送給する段階 とからなることを特徴とするレーザエネルギによつて表
   面をエロージヨンする方法。
10. （１０）前記パルスが速給される表面の面積の形状が制
    御下で調節され、それによつて前記パルスによつてエロ
    ージヨンされる面積の形状を選択するようにした特許請
    求の範囲第９項記載の方法。
11. （１１）前記パルスによつてエロージヨンされるべき面
    積の寸法が前記レーザを作動させる段階中制御下におい
    て変化される特許請求の範囲第９〜１０項のいずれかに
    記載の方法。
12. （１２）前記エロージヨンされるべき面積の寸法を調節
    する段階に続いてエロージヨンされるべき前記面積の寸
    法が前記レーザを作動させる段階中実質的に一定に保持
    される特許請求の範囲第９〜１０項のいずれかに記載の
    方法。
13. （１３）前記パルスのエネルギ密度が前記エロージヨン
    される面積の寸法を変化させる段階中実質的に一定に保
    持される特許請求の範囲第１１項記載の方法。
14. （１４）エロージヨンプロセス中ガス流が前記表面に導
    入されてレーザビームと前記表面との相互作用から生じ
    る残渣を除去する特許請求の範囲第９〜１３項のいずれ
    かに記載の方法。
15. （１５）前記ガスが窒素である特許請求の範囲第１４項
    記載の方法。