(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レ−ザビ−ムにより角膜をアブレ−ションして屈折異常を矯正するレ−ザ手術装置において、光軸上に配置された円錐形のプリズム面を持つ光学素子と、開口径が可変な第１のアパ−チャと、該第１のアパ−チャが所定の径のときに通過するビ−ム外周が前記光学素子により光軸上で交差する位置に配置した第２のアパ−チャと、該第２のアパ−チャを手術眼の角膜に投影する投影レンズと、前記第１のアパ−チャの開口径を変える駆動手段と、該駆動手段の駆動を制御する制御手段と、を備え前記第１のアパ−チャを通過するレ−ザビ−ムの形状を変えることにより遠視矯正を行うことを特徴とする角膜レ−ザ手術装置。
【請求項２】
請求項１の角膜レ−ザ手術装置はさらに、前記第２のアパ−チャの開口径を変える駆動手段と、該駆動手段の駆動を制御する制御手段を持ち、角膜のアブレ−ション領域の径の変更を行うことができることを特徴とする角膜レ−ザ手術装置。
【請求項３】
請求項２の制御手段は近視矯正のプログラム記憶手段を備えることを特徴とする角膜レ−ザ手術装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は角膜の屈折異常を矯正する角膜レ−ザ手術装置にかかわり、さらに詳しくは遠視眼の角膜曲率半径を小さくする遠視矯正を行うことができる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、レ−ザビ−ムで角膜の表面を切除しその曲率を変えることによって眼球の屈折異常を矯正しようとする手法（Ｐｈｏｔｏ−ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  Ｋｅｒａｔｅｃｔｏｍｙ）が注目されている。しかし、現在行われているのは近視矯正ばかりで、遠視矯正はほとんど行われていない。その理由は次の点にある。近視矯正は図１に示すように角膜中央部を深く、周辺部を浅く凸レンズ状に切除すれば良いため、通常の円形可変アパ−チャを使用してレ−ザのアブレ−ション領域を変えることにより比較的容易にできる。これに対して、遠視矯正は図２のように中央部を浅く、周辺部を深くして、凹レンズ状に切除しなければならないので、レ−ザビ−ム中央を円形のアパ−チャでさえぎり、しかもその大きさを変えるという通常のアパ−チャでは困難なことを行わなければならないからである。
【０００３】
この困難なアパ−チャ制御を行うため、現在までにいくつかの方法が提案されてきた。特公平４−３３２２０号（ＧＢ  ８６０６８２１）「レ−ザを使用する表面の整形」（出願人  サミット）には、特殊なマスクを使用して中央部より周辺部を深くアブレ−ションし、凹レンズ状に切除する方法が示されている（図３参照）。この方法で使用されるマスクはレ−ザ光に対して予め定められた形状（プロファイル）の抵抗を持ち、その形状はマスク材料の厚さあるいは組織を変えることによって作られている。このマスクを通して角膜にレ−ザビ−ムを照射すると、レ−ザビ−ムの一部が選択的に吸収され、他の部分がこのマスクの形状にしたがって角膜表面へ透過し、その表面を選択的にアブレ−ションする。遠視矯正のマスクは、中央部で吸収が多く透過を少なくし、周辺部で吸収が少なく透過が多くなるように形成されている。
【０００４】
また、特開昭６４−８６９６８号（ＦＲ  ８７０８９６３）「眼の角膜手術を行う装置」（出願人  ＩＢＭ）には、ロ−ブ状のアパ−チャを回転または並進の変位をさせながら、レ−ザを照射する装置が示されている（図４参照）。この方法で使用されるロ−ブ状のアパ−チャは所定の形状になっており、このアパ−チャによるレ−ザビ−ムのロ−ブ像を間欠的に多数重ね合わせて角膜切除を行い、結果として屈折矯正に必要な切除分をアブレ−ションして角膜の曲率を変化させるというものである。従って、遠視矯正のアパ−チャは角膜中央部に対して角膜周辺部に相当する部分は幅が広くなっているので、周辺部がより多くアブレ−ションされるようになっている。
【０００５】
特開昭６４−８６９６８号と類似するものとして、特開平２−８４９５５（ＳＵ  ４４５７７７２）「眼の屈折異常を矯正するための装置」（出願人  メゾトラスレボイ・ナウチノ−テフ＝チェコスキ・コムプレクス“ミクロヒルルギア・グラザ”）にもある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこれらの遠視矯正方法には以下のような欠点がある。
前者の特殊なマスクを使用する方法では、矯正を行う眼球の角膜曲率と矯正度数によりマスクの形状が異なってくるため、術前の角膜曲率、矯正度数に対し、各々違った形状のマスクが必要であり、多数のマスクの形状を用意しなければならない。また、矯正の角膜切除量はマスク形状に左右されるため、マスク形状の精度が重要な要素となるので、製造が難しくなるという欠点があった。
【０００７】
また、後者のロ−ブ像を変位させる方法では、上と同様に矯正前の角膜曲率、矯正度数により、ロ−ブ状のアパ−チャの形状が変わってくるため、アパ−チャの種類が非常に多数になってしまうという欠点がある。
【０００８】
本発明の目的は上記欠点に鑑み、多数のマスクやアパ−チャを用意しなくても、簡単な構成で角膜曲率を小さくし、遠視矯正が可能な屈折矯正用のレ−ザ手術装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の装置は、次のような特徴を持つ。
【００１０】
（１）  レ−ザビ−ムにより角膜をアブレ−ションして屈折異常を矯正するレ−ザ手術装置において、光軸上に配置された円錐形のプリズム面を持つ光学素子と、開口径が可変な第１のアパ−チャと、該第１のアパ−チャが所定の径のときに通過するビ−ム外周が前記光学素子により光軸上で交差する位置に配置した第２のアパ−チャと、該第２のアパ−チャを手術眼の角膜に投影する投影レンズと、前記第１のアパ−チャの開口径を変える駆動手段と、該駆動手段の駆動を制御する制御手段と、を備え前記第１のアパ−チャを通過するレ−ザビ−ムの形状を変えることにより遠視矯正を行うことを特徴とする。
【００１１】
（２）  （１）の角膜レ−ザ手術装置はさらに、前記第２のアパ−チャの開口径を変える駆動手段と、該駆動手段の駆動を制御する制御手段を持ち、角膜のアブレ−ション領域の径の変更を行うことができることを特徴とする。
【００１２】
（３）  （２）の制御手段は近視矯正のプログラム記憶手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
【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５は本発明の装置の光学系配置略図である。
【００１４】
１は角膜表面をアブレ−ション切除するレ−ザビ−ムを示し、レ−ザ光源より出射される。本実施例では１９３ｎｍの波長を持つエキシマレ−ザを使用している。２は開口径が可変な第１の円形アパ−チャである。レ−ザ光源から円形アパ−チャ２までの光学系は省略しているが、ビ−ムを拡大するイクスパンダ、光量分布を補正する補正光学系やビ−ムを反射させるミラ−が配置される。３は円錐形のアキシコンレンズであり、アキシコンレンズ３は円錐形のプリズム面を持ちその頂点が光軸上に置かれる。アキシコンレンズ３を通過するビ−ムは、そのプリズム面により内側方向に曲げられて一旦交差した後、中央部が抜けるように円環状に分離する。すなわち、アパ−チャ２を通過したレ−ザビ−ムの外周部は、アキシコンレンズ３により円環状に分離されたビ−ムの内周部となり、アパ−チャ２からのビ−ムの中心部は円環状に分離されたビ−ムの外周部となる。
【００１５】
４はアパ−チャ２と同様に開口径が可変な第２の円形アパ−チャである。アパ−チャ４は、アパ−チャ２およびアキシコンレンズ３に対して、アパ−チャ２の開口を最大にしたとき、アパ−チャ２の最外周を通る光束がアキシコンレンズ３により曲げられて光軸と交差するＡ点位置に置かれる。５は投影レンズであり、投影レンズ５はアパ−チャ４と角膜６を共役にする。したがって、投影レンズ５の倍率により拡大もしくは縮小されてその大きさは変化するが、アパ−チャ４上でのビーム形状の像と同形状の像が角膜６上にできる。
【００１６】
なお、アパ−チャ２とアキシコンレンズ３は、近視矯正を行うときにはアパ−チャ２を最大開口にした状態に置き、アパ−チャ４の開口径をラ−ジアブレ−ションの周知の如く制御してこれを行ってもよいが、アパ−チャ２とアキシコンレンズ３を光路外に移動したうえで、アパ−チャ４の開口径を制御するようにしてもよい。
【００１７】
以上のような光学系を持つ装置を使用した遠視矯正を説明する。
図示しないアライメント機構により、術眼をレ−ザ装置に対して所定の位置に置く。デ−タ入力装置に入力されたアブレ−ション量を決定する入力情報に基づいて、第１アパ−チャ駆動装置および第２アパ−チャ駆動装置によりアパ−チャ２およびアパ−チャ４の開口径を制御しながら、レ−ザビ−ムを術眼に照射する。
【００１８】
術眼を図２のようにアブレ−ションするには、アパ−チャ４の径を第２アパ−チャ駆動装置によりレ−ザビ−ムの外径が角膜のアブレ−ション領域の外径に一致するように調整する。
【００１９】
レ−ザ光源を出射したレ−ザビ−ム１は、アパ−チャ２、アキシコンレンズ３を通過してアパ−チャ４へ到達するが、アパ−チャ２を最大開口にしてアブレ−ションを開始する。前述したようにアパ−チャ２上の最外周光がアパ−チャ４上の中心であるＡ点を通るためアパ−チャ４上でのビーム形状は分離せず、図６に示すように一様な円形となる。このアパ−チャ４上でのビーム形状が投影レンズ５により角膜６上に投影され、角膜６を一様な円形にアブレ−ションする。
【００２０】
次に、制御装置は矯正度数と角膜のアブレ−ション領域の外径に基づいて決定されたプログラムにしたがって、アパ−チャ２の開口を順次変えながら、アブレ−ションを繰り返す。アパ−チャ２の径を第１アパ−チャ駆動装置により図７のように小さくすると、アパ−チャ２上の最外周光はＡ点より手前（レ−ザ光源側）で交差し、アパ−チャ４上でのビーム形状は中央部が円形に抜けて図８に示すようなリング状になり、アパ−チャ４上でのビーム形状は投影レンズ５により角膜に投影されるので、角膜６はリング状にアブレ−ションされ、中央部は非アブレ−ション領域となる。
【００２１】
アパ−チャ２の開口径を最大径から徐々に小さくしながらアブレ−ションしていくと、図６のようにすべてアブレ−ションされる状態から、中央部のアブレ−ションされない領域が徐々に広がっていき、ついにはアパ−チャ４の開口をビームが通過しなくなりアブレ−ションされない状態になる。この結果、角膜６は図２のように中央部が浅く、周辺部が深い凹レンズ状にアブレ−ションされ、遠視眼の矯正が行われる。
【００２２】
なお、アパ−チャ２の開口径は、上記実施例では大から小に変えたが、小から大に変えてもよい。また、アパ−チャ４の開口径を調節することにより外周のアブレ−ションした部分としない部分との境界を滑らかにすることができる。
【００２３】
さらに、実施例ではイクスパンダ、光量分布を補正する補正光学系を用いているが、本発明者が特願平２−４１６７６７号（１９９０年１２月２８日出願  発明の名称レ−ザビ−ムによるアブレ−ション装置）において提案したようなスキャン方式にも応用可能である。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、術前角膜曲率及び矯正度数ごとに異なる多数のマスクやアパ−チャを用意しなくても、簡単な機構により角膜を凹レンズ状に切除して角膜曲率を小さくし、遠視の矯正を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】近視矯正のための被検眼角膜の切除部分を示す図である。
【図２】遠視矯正のための被検眼角膜の切除部分を示す図である。
【図３】遠視矯正のためのアパ−チャ制御を行った切除方法の１例を示す図である。
【図４】遠視矯正のためのアパ−チャ制御を行った切除方法の別例を示す図である。
【図５】実施例の装置の光学系配置略図である。
【図６】アパ−チャ２を最大開口にしたときのアパ−チャ４上でのビ−ム形状を示す図である。
【図７】アパ−チャ２の径を小さくしたときのビ−ムの状態を示した図である。
【図８】アパ−チャ２の径を小さくしたときのアパ−チャ４上でのビ−ム形状を示す図である。
【符号の説明】
１  レ−ザビ−ム
２  アパ−チャ
３  アキシコンレンズ
４  アパ−チャ
５  投影レンズ
６  角膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図７】
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