JPH01238858A - 眼科用レーザ手術装置 - 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））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、角層表面（表皮及び
実質の一部）を紫外レーデで整形するりシェイピング手
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。

リシェイビ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長方形状に整形し
、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りシェイピ
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、従来のレーデ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能機である
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つる構成
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の対物レンズの物価の近傍の第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、互いに交換しろる
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ロバターンを配置し、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
してスリット開ロバ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ロバターンと一体的に
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０２　を
円柱レンズ５２の回転角の％で回転させるとよい。

またリシェイビ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
ビングできる。

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ロバターンを配置し、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。

そしてスリット開ロバ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ロバ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
エイピングできる。

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１９３ｎ＋ｎ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、ａＸ
ｂの長方形を有する（例えばａｍ５ａｕ＊５ｂ＝２０ｕ
）ｏ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ｂｘｂ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ｃｘｃ（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２
４はエキシマレーザ光源ｌＯ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（ｂｘｂ）の光路内にはアッ
テネータ−３０が配置されている。アッテネータ−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３１．３２．３３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１００〜５００ｍＪあり、パルス幅１ナノ
秒であるから１０〜５９ＭＷに相等する。このためアッ
テネータ−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、エキシマレーザト０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ａｘ、１（
例えばａ　＝　５　ａｍ　）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ＣＸＣの
ビーム径をもつ正方形断面２０３のレーｆｌｙ”−ムＬ
Ｂに整形される。この例の場合、アッテネータ−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ｌＯを射出後
、理想的なビームＬＢ。

に対して、垂直方向にθ２、水平方向にθＨの広がり角
をもち、かつθ、≠θ、（θ器〉θＬ　）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
５、θ８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θＬ１０
五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２００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Ｌ
Ｂがその゛垂直方向りでは理想レーザビームＬＢｏ　に
対し広がり角θ、で、その水平方向Ｈでは広がり角θ８
で入射するとき、円柱凸レンズ２３を矢印２７方向に光
軸０１　にそって移動させ、２３′の位置に配置し、こ
の円柱凸レンズ２３′からの射出光の広がり角が垂直方
向Ｌ１水平方向Ｈとともに０３となるようにする。広が
り角θ８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０１　　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２
８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ＬＢ、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θ５、θ、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２２０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２
６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の物価円柱マイナス屈折面２２０
ａ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、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２１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、トーリックレンズ２２０の像側円柱プラス屈折面
２２０ｂ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θＨをもつレーザ
ビームが入射したとき、このビームを光軸０．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、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にレ
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θ８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−可視透過型のグイクロイッ
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、その先軸０２　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０２
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５
２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）の物価近傍の第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
更とり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２ｆｌ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
Ｘスリット長＝ｄＸφ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９
５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ｄＸｅ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Ｆ１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ＩＯ３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ＦＩ　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ル−ザ光の波長をλ
とするとき となるため焦点Ｆ１　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Ｆ１　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輻ｄを変
えることにより直線状集光線の線幅Ｓｄ　は となるため、直線状集光線の線幅Ｓ、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９Ｓは円柱レンズ５２と一
体的に光軸０２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０２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
０、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８１．１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
王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としてはりシェイピング用のパター
ンとして、第１４ＡＥＥ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間ロバターン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、これら王者は
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、の２倍の位置２Ｆ＋　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１０
３とから成るエキスパンダー系とエキシマレーザ−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１０
５から構成されており、ミラー１０５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０１゜。と照射光学系２の光軸○、
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ＦＩ　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−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２Ｆｔ　に位置付けられる。

イメージローテーター５を光軸０２　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レーデ光によるパターン像をアライメントし
、アッテネータ−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ＩＯ３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Ｆ１　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−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２Ｆｉに位置付けられ
る。

パターン８４が選択されたときは、イメージローチータ
ー５を光軸０２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−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１５８ＥＩ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、イメージローチーター
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２Ｆｔ　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２Ｆｉ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＋　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、ＸｅＣｊ２レーザやＸ
ｅＦ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５２０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−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り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Ｆ１　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
やり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りシェイピング手
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５Ａｌｌ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一部を示す立面図、 第５Ｂ図は第５Ａ図に示された円柱エキスパンダ一部の
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一部を
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一部の
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図はり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、リシエイピング用の第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図はり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（及び輻）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ｆ　光ｓ　）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）Ｆｌ　・・・
対物レンズの像側焦点位置２Ｆ、・・・対物レンズの像
側焦点位置の２倍の位置２Ｆ、・・・対物レンズの物側
焦点位置の２倍の位置■・・・第１の位置 ■・・・第２の位置 第３図 第６Ａ図 第７図　　第８図　　第９図 第１０図 υｂ 第１１図　　　第１２図　　第１３図

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. （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ザ光を結像する
   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焦点側の近傍である第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. （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. （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. （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. （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. （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. （７）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. （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. （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焦
   点側の近傍である第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. （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. （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. （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. （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のいずれか
    に記載の眼科用レーザ手術装置。
14. （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. （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. （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。