(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
収束電磁放射によって物質を処理する装置であって、
−  電磁放射の放射源と、
−  前記放射を前記物質上またはその中に導き収束させる光学構成要素と、
−  前記電磁放射の光路内にパターンを生成するユニットと、
−  前記光路内において前記放射の焦点の位置よりも手前にある部分反射性の面であって、前記パターンが、前記光学構成要素の少なくとも一部分を通って、その上に画像として結像される部分反射性の面と、
−  前記部分反射性の面によって反射された前記画像を受け取り、前記焦点の位置の情報を含む前記画像に対応した第１の電気信号を生成する少なくとも１つの検出器と、
−  前記第１の電気信号を受け取り、前記画像の大きさの変化を前記放射の発散の変化の関数として確定し、それから前記焦点の位置に応じた第２の電気信号を生成するようにプログラムされたコンピュータと、
−  前記光路内に配置された、前記第２の電気信号を受け取って前記第２の信号に応じて前記電磁放射の発散を変化させる発散調節要素と、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記部分反射性の面が、前記電磁放射が前記装置から出る個所に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記物質が眼内組織であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記放射源がレーザ、好ましくはフェムト秒レーザであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記部分反射性の面が、前記眼内組織である角膜に押し付けられる圧平面であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記パターンが２つ以上の点を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記発散調節要素が、調節可能なレンズを有する望遠鏡、可変形ミラー、および可変形レンズの１つを備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
２つの検出器を含み、それら検出器の一方が前記放射源によって射出された放射を検出し、それら検出器の他方が前記部分反射性の面によって反射された放射を検出することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記パターンを生成する前記ユニットが、前記発散調節要素より後方で前記電磁放射の前記光路内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記パターンが、マトリックスの形に配置された点を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
収束電磁放射によって物質を処理する方法であって、
−  放射源を用いて、処理する前記物質上に導かれる電磁放射を生成することと、
−  前記放射を前記物質上またはその中に収束させることと、
−  前記電磁放射を用いてパターンを生成することと、
−  前記放射の焦点よりも手前に配置された部分反射性の面の上に前記パターンの画像を結像させることと、
−  少なくとも１つの検出器を用いて、前記部分反射性の面によって反射された前記画像を検出することと、
−  検出された、前記焦点の位置の情報を含む前記画像を表す第１の電気信号を発生することと、
−  前記第１の電気信号をコンピュータで処理し、前記画像の大きさの変化を前記放射の発散の変化の関数として確定し、それから前記焦点の位置に応じた第２の電気信号を生成することと、
−  前記第２の電気信号に応じて前記放射の発散を調節することと、を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、収束電磁放射によって物質を処理する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
当装置は、詳細には、放射源としてたとえばレーザまたはＬＥＤによって生成される電磁放射を、処理する物質上またはその中に導き、前記電磁放射を、成形し、収束させる光学システムに関する。この場合、物質の処理は、たとえば、半導体、またはさらに金属材料などでたとえば実施されるタイプのミクロ範囲での物質のパターン形成であり得る。本発明は、特に眼科用光学システムに使用することができ、特に、レーシックなど、屈折率矯正角膜手術に使用することができる。
【０００３】
収束電磁放射を用いて物質を処理するとき、通常、焦点を正確に配置することが、特に電磁放射の方向（通常「ｚ−方向」と呼ばれる）において、決定的に重要である。焦点の位置は、通常「焦点位置」と呼ばれる。この用語は、上で説明した放射方向内の焦点の場所（いわゆる焦点の深さ）だけでなく、より一般的に、収束放射の位置および向き、すなわち、例として、システムの光軸に対する放射の変位、またはシステムの光軸に対する角度位置も含む。
【０００４】
米国特許出願公開第２００２／０１７１０２８号明細書は、焦点制御用の装置を記載し、その装置では、反射光を、結像光路内の第２のビームと干渉させ、干渉測定および制御が行われる。
【０００５】
また、米国特許第６，６６６，８５７Ｂ２号では、焦点制御は、干渉計波面制御を用いて行われている。人間の眼の光切除中の能動的波面制御が、アダプティブ・ミラーの組合せによって達成される。
【０００６】
米国特許出願公開第２００４／００２１８５１号では、レーザおよびそれに続くビーム成形光学機構からなる光学的配列が、未知のレンズの焦点長を測定するために使用される。焦点長の測定は、様々な距離で基準面に合焦させることによって行われる。放射の後方反射部分が検出される。次いで、点の直径が、それぞれの距離に関して評価される。焦点長が、「ニュートン」の関係式ＺＺ’＝ｆ２を用いて求められる。回折格子は、詳細には説明しないが、放射の後方反射部分を分離するために使用される。また、焦点長を計算するために、ジョーンズ行列形式が使用される。その方法は１％の精度を有する。
【０００７】
国際公開第２００７／０９６１３６Ａ１号は、測定すべき焦点上の部分反射性の面と、前記面によって反射された画像を記録するカメラと、カメラによって記録された画像を評価するコンピュータとを有する光学システムの焦点位置を検出する装置を記載する。光学要素が、光学システムの光路内、収束結像システムの前に配置され、前記光学要素が、焦点位置によって前記画像に影響を及ぼす。焦点位置は、収束光学機構の諸要素によって制御される。
【０００８】
以下では、本発明が、特にいわゆるｆｓレーシック（フェムト秒レーシック）に関して記載され、説明されているが、焦点位置の正確な制御が望まれる場合に、他の種類の物質の処理に関して本発明を使用することによって、同様な成果が得られる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、収束電磁放射による物質の処理において、簡単かつ信頼性の高い方式での焦点位置の制御、特に閉ループ制御を可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態では、本発明は、収束電磁放射によって物質を処理する装置であって、
−  電磁放射の放射源と、
−  前記放射を前記物質上またはその中に導き収束させる光学構成要素と、
−  前記電磁放射の光路内にパターンを生成するユニットと、
−  前記光路内において前記放射の焦点の位置よりも手前に配置されている部分反射性の面であって、前記パターンが、前記光学構成要素の少なくとも一部分を通って、その上に画像として結像される部分反射性の面と、
−  前記部分反射性の面によって反射された前記パターンの前記画像を受け取り、前記焦点の位置の情報を含む前記画像に対応した第１の電気信号を生成する少なくとも１つの検出器と、
−  前記第１の電気信号を受け取り、前記画像の大きさの変化を前記放射の発散の変化の関数として確定し、それから前記焦点の位置に応じた第２の電気信号を生成するようにプログラムされたコンピュータと、
−  前記光路内に配置された、前記第２の電気信号を受け取って前記第２の信号に応じて前記電磁放射の発散を変化させる発散調節要素と、を備える。
【００１１】
そのような装置を使用することによって、発散調節要素を介して焦点位置を制御し、または閉ループで制御することが可能になり、それは、コンピュータが、画像処理中に焦点位置の情報を抽出し、それによって、実際の焦点位置が所望の正規焦点位置に対応していない場合、信号を生成し、発散調節要素がその信号に従って、実際の焦点位置を正規の焦点位置に対応させるように、ビームの発散を変化させるからである。ビームの発散の変化は、収束手段（すなわち用語の狭い意味での収束光学機構）を作動させる必要が全くなしに焦点位置を変化させる効果を有する。ビームの発散が増せば、焦点はビームの方向に移動し、ビームの発散が減れば、焦点はビームの向きとは反対方向に移動する。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記部分反射性の面は、電磁放射も処理する物質の方向に装置から出る、装置上の場所に配置されている。
【００１３】
別の本発明の好ましい実施形態は、処理する物質が眼内組織、好ましくは角膜であるとして考案されている。本発明がそのように適用されるとき、装置は、たとえばいわゆる「フラップ」を、特にフェムト秒レーザを用いて生成するために使用される。ｆｓレーシック処置においてフラップを生成するために角膜が切断されるとき、切断は、焦点位置を制御することによって、特に正確な態様で、可能な限り平らに行う必要があり、すなわち、切断は焦点の深さに忠実であるべきである。この場合、通常、ガラス板が、いわゆる圧平面で角膜に押し付けられ、それによって、眼球を固定し、角膜の基質内でフラップを切るための基準面を得る。次いで、レーザの収束パルスが、圧平面に対して通常約１００μｍの深さで、角膜内に平らな切断を行う。切断部の縁では、「ヒンジ」以外は、切断深さを浅くすることによりフラップの縁を切り離すことができ、その結果、フラップを脇に折り返すことができる。
【００１４】
上記の発明は、正確かつ一定不変な切断深さの調節を可能にし、それによって、従来技術で時々生じ、当該処置中に発生する焦点位置の変化に起因する切断深さの望ましくない変化から起こり得る問題を克服する。本発明によって、切断深さの変化は、数μｍに減らすことができる。
【００１５】
当今ｆｓレーシックで使用されている通常のシステムでは、いわゆる圧平面に対する、すなわち、それによって上記のガラス板が角膜を確定した平面に抑え込む面に対する切断深さは、通常、治療に先立って、供試体に切断を実施することによって調節される。
【００１６】
本発明は、そのような供試体による切断深さの決定にも拘らず、予め設定した切断深さの望ましくない変化がそれでも起こり得るという知見に基づいている。切断深さの望ましくない変化は、それぞれの供試体により切断深さを決定する間の時間経過の間、ならびに手術自体の間（すなわち切断を行っている間）に生じ得、そのような望ましくない変化は特に、
−  特にレーザ構成要素または他の光学構成要素の熱変化、およびさらにレーザ・ビーム方向のドリフトに起因するレーザ・ビームの発散の変化と、
−  やはり特に熱変化に起因する、収束に使用される光学構成要素の変化と、
−  圧平面を確定するために眼球に押し付けられる、ガラス板の表面の製造精度不良と
によって生じる。
【００１７】
従来技術では、たとえば上記の供試体を使用して、ひとたび切断深さが事前設定されると、焦点位置に影響するその後の構成要素の変化は、もはや認識されず、特に、もはや修正されない。本発明は、この欠点を克服し、選択的に、
−  特に熱影響によって生じるレーザ・ビームの発散の変化の認識と、
−  特に熱影響によって生じる収束光学機構の収束特性の変化の認識と、
−  レーザ・ビームの形状の変化の認識と、
−  ビーム方向の変化の認識と、
−  上記の圧平面およびその寸法に関する製造精度不良の認識と、
−  物質処理箇所、すなわち特にｆｓレーシックにおける切断部の直前の個所までの光路の検査と、
さらに、
−  特に手術中の、レーザまたは光路内のシステム不具合の認識と
を可能にする。
【００１８】
本発明のさらに好ましい実施形態が、従属請求項に記載されている。
【００１９】
以下に、本発明の実施形態が、図面を参照して、より詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】収束電磁放射によって物質を処理する装置の概略図である。
【図２】電磁放射の光路内のマスクの実施形態の図である。
【図３】ビームの発散の変化がパターンに及ぼす影響の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１に示される収束電磁放射によって物質を処理する装置は、フェムト秒レーシック処置においていわゆるフラップを切り出すこと、すなわち、ここでは物質Ｍで示される眼の角膜に切断を行うことに関する。
【００２２】
この種の用途に知られているタイプのフェムト秒レーザが、放射源１０として働く。フェムト秒レーザによって射出される放射１２が、２つの偏向ミラー１４を経由して、ビームの直径を拡大するビーム拡大器１６へ送られる。拡大されたレーザ・ビームが、発散調節要素１８、すなわち、それを用いてレーザ・ビームの発散を増減することができるユニットに導入される。発散調節要素として使用することができる構成要素は、特に、調節可能なレンズを有する望遠鏡、可変形ミラーのシステムまたは可変形レンズである。その後、レーザ・ビームは、パターン発生器２０、たとえば、より詳細に下記に説明するタイプのシャドー・マスクを通過する。パターン発生器２０は、ビームの断面全体に亘るビーム強度の非一様分布を生成する。図２は、正方形の角に４つの点を有するパターンを生成するために使用されるシャドー・マスクを例示的に示す。図示の孔以外の構造も、パターンの生成に適している。発散調節要素１８を用いてレーザ・ビームの発散を変化させることにより、マスクの後方にビームによって生成されるマスクの画像、すなわちパターンの大きさが変化する。パターン発生器は、好ましくは、光路の内外へ回動させられるように構成されている。
【００２３】
マスクを通過した後、発散が調節された拡大済みレーザ・ビームは、ビーム・スプリッタ２２に入射する。ビームの一部分が、図１のビーム・スプリッタ２２によって下方に偏向され、レンズＬ１を通って第１の検出器Ｄ１に達する。レーザ・ビームの別の一部分が、ビーム・スプリッタ２２を直進して通過する。この部分ビームが、シャッタ２４に入射し、前記シャッタ２４が開いていれば、ビームを眼Ｍに対して案内し配置する偏向ユニット２６に入射する。収束光学機構が、レンズ２８によって概略的に示されている。ガラス板が、ｆｓレーシック処置のフラップ切り出しの通常の手法として、（下側）圧平面３０を介して眼Ｍの角膜に押し付けられる。レーザ・ビームの焦点Ｆは、収束光学機構（レンズ２８）によって調節され、フラップの切り出し中、焦点は、角膜内において、ビーム方向に実質的に垂直であり、角膜の表面に対してたとえば１００μｍの深さにある平面内に配置される。
【００２４】
レーザ・ビームの発散が、発散調節要素１８を用いて変化させられると、光学構成要素の他の調節が変化しないままであっても、焦点Ｆの位置は、図１の２重矢印によって表記されているように変化する。
【００２５】
ガラス板の圧平面３０が部分反射性であり、それによって、パターン発生器２０によって圧平面３０上に生成されたパターンの画像が、反射して戻され、ビーム・スプリッタ２２およびレンズＬ２を経由して第２の検出器Ｄ２に送られる。反射性圧平面は、処理される物質が許容する限り焦点Ｆに近接して配置される。
【００２６】
２つの検出器Ｄ１、Ｄ２は、高解像度電子カメラであり、パターン発生器２０によって生成され、それら検出器によって記録されたパターンの画像から電気信号を生成し、前記電気信号は、画像処理のためにコンピュータＣへ伝送される。
【００２７】
ビーム・スプリッタ２２の機能の結果として、第１の検出器Ｄ１は、部分反射性の面３０で反射されたのではなく、放射源１０から第１の検出器Ｄ１へ送られたパターン画像を受け取る。第２の検出器Ｄ２は、部分反射性の面３０から反射して戻されたパターン画像を受け取る。レンズＬ１およびＬ２は、最大解像度を達成するように検出器上に画像を形成する。
【００２８】
検出器Ｄ１およびＤ２に関する光学構成要素の上記の配列によって、両検出器が受け取るパターン画像は、前記ビームがパターン発生器２０を通過するとき、装置の全ての光学構成要素の光学的状態の情報、特にビームの発散の情報を含む。第１の検出器Ｄ１は、ビーム・スプリッタ２２以前の光路に関するこの情報を検出し、第２の検出器Ｄ２は、放射源１０から圧平面３０までの光路内の全ての構成要素に関するこの情報を検出する。
【００２９】
パターン発生器２０は、たとえば、光路内に挿入するように整合された孔を有する板（シャドー・マスク）として構成することができる。シャドー・マスクが変位可能であることは、図１に２重矢印によって示され、シャドー・マスクが光路から移動される位置が、参照番号２０’によって示されている。
【００３０】
また、シャドー・マスクの代わりに、光路内に止まり、選択的に、ビームを自由に通させ、または光路内にマスクを形成させるように制御することができる電気光学手段を用いることもでき、前記マスクがパターンの発生に使用される。
【００３１】
焦点Ｆの位置の制御または閉ループ制御を行うための図１による装置の機能は、以下の通りである。
【００３２】
始めに説明したように、焦点位置の望ましくない変位が、放射源１０によって射出された放射の光路内の構成要素の光学特性の変化に起因して、当該タイプの装置には生じ得、前記変化は、特に熱影響によって生じる。焦点位置の変化は、特にビームの発散が変化するときに生じる。レーザ・ビームの発散が変化するとき、検出器Ｄ１、Ｄ２上のマスクの画像（すなわち、マスクによって生成されるパターンの画像）が、発散が増加したか減少したかによって、大きくなったり小さくなったりする。画像の特性、特に圧平面３０上に形成されるマスクの画像の大きさが、焦点位置の測定値でもあり、すなわち、圧平面上に形成される放射パターンの画像が、焦点Ｆの位置の情報を含み、放射パターンはパターン発生器２０によって生成される。コンピュータＣ内の画像処理手段が、発散調節要素１８に対する制御信号を計算するためにこの情報を使用することができ、その制御信号は、焦点Ｆが所望の位置を取るようにビームの発散を制御するために使用される。
【００３３】
図２は、４つの点Ｐを有するシャドー・マスクの例を示す。図３は、圧平面３０上のこのシャドー・マスクの画像が、放射の発散の変化に応じてどのように変化し得るかを示す。これら変化が、たとえば図３の２重矢印によって示されている。たとえば、発散が対称的に変化するとき、点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の最初の位置が、それぞれの位置Ｐ１’、Ｐ２’、Ｐ３’、およびＰ４’へ内向きに移動することがあり、それは、焦点Ｆが圧平面３０に近付いていることを意味する。しかし、所望の焦点位置が、最初の点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４の位置に対応する場合、この最初の位置は、発散を変化させることによって（たとえば、光学構成要素の特性に応じて発散を増加させることによって）再確立することができる。これは、閉ループ方式に従って実施することができ、その結果、事前の手術上の測定、たとえばシステムの光学上の較正と、手術の終了との間の時間経過において、所望の焦点の深さが高精度で常に維持される。
【００３４】
上記から、面３０上のマスクの画像が焦点Ｆの位置の情報を含むことが分かる。前記面上のパターンの画像を、発散調節要素１８を用いて発散を調節することによって、変化させることができることも分かる。
【００３５】
これら関数的依存関係を利用して、図１による光学装置を焦点位置に関して較正することが可能になり、すなわち、試験用眼球などを使用して、予想される変化範囲において、面３０上の画像を各焦点位置に実験的に割り付けることが可能になる。次いで、この画像が、検出器Ｄ２によって記録され、たとえば焦点位置を特定する焦点の深さなどのデータと共にコンピュータＣに格納される。画像処理のために、コンピュータＣは、実験的（経験的）に得られたデータをその中に格納しておくことができ、そのデータでは、個々の焦点位置がそれぞれのパターン画像に割り付けられている。この関数的割付けは、たとえば、表形式で、または経験的に得られる数学関数によって実施することができる。装置の所与の光学システムに対して、パターンの画像の大きさの変化は、放射の発散の変化の一意的関数であり、さらに、焦点位置の変化はまた、画像の大きさの変化の一意的関数であり、したがって、発散の変化の一意的関数である。これら関数的依存関係は、既述のように、予め、所与の光学システム、すなわち図１による装置に対して経験的に確定し、コンピュータＣに格納することができる。
【００３６】
閉ループでは、発散調節要素１８が調節要素として働く。閉ループの擾乱変量は、検出器の画像に基づいて求められる。たとえば、長さの情報（寸法）、たとえば図３による諸点の間の寸法は、マスクの画像から得ることができる。内挿によって、解析の基として使用される量を、検出器Ｄ１、Ｄ２の画素の寸法より精密にすることができる。
【００３７】
図３によれば、たとえば、中実点と中空点との距離を、コンピュータＣにおいて画像処理によって確定することができ、焦点位置の変化に対する該距離の変化を含む経験的に得られた関数を使用して、発散調節要素１８を用いて生じさせる発散の変化を介して、格納されている関数から計算される点の位置、したがって、所望の焦点位置を再確立することができる。これは全て、最初に実験的（経験的）に確定された基準状態に関して相対的に行われ、その基準状態では、焦点位置が、たとえば試験用眼球などに基づいて測定されており、この焦点位置が、たとえばｆｓレーシック処置におけるフラップ切り出しの所望の切断深さを正確に示す。この所望の基準深さが、その場合、図２および３によるパターン画像の点の極めて特定の寸法に結び付けられており、コンピュータＣは、所望の焦点位置に対応する点間隔が手術前および手術中に維持されるように、発散調節要素１８を制御する。
【００３８】
擾乱変量は、特に、放射源１０からビーム・スプリッタ２２までの放射光路上の光波長の熱的変化、この光路に沿う発散の変化、またはさらに光学構成要素の他の変化である。それは、両方の検出器Ｄ１、Ｄ２上の画像の変化に至り、検出器Ｄ１上の変化は、それら擾乱変量に関する情報の全てを既に含んでいる。
【００３９】
ビーム・スプリッタ２２から圧平面３０までの光路中に生じる光学構成要素の変化、特に熱的条件による変化、またはさらに圧平面３０の不正確な位置決めは、検出器Ｄ２上の画像の変化に至り、検出器Ｄ１によって記録される画像にはなんら影響しない。
【００４０】
これは、コンピュータを、擾乱変量を評価するために使用することもでき、擾乱の場所を可能性高く突き止めることができ、すなわち擾乱を特定の光学構成要素に関連付けることができることを意味する。
【００４１】
上記のシステムは、上記の焦点位置の制御に加えて、他の本質的な事項において、向上した作動信頼性の態様の下にシステムを監視することもできる。たとえば、監視機能は、コンピュータを用いて、ビームの中断、ビームの楕円率の変化、汚染、光学システムの欠陥などを検出するために実行することができる。これらは全て、２つの検出器Ｄ１、Ｄ２の１つに表れるパターン画像に影響し、たとえば、上記のパラメータが所定の正規値から逸脱することによって手術を中断する必要がある場合など、患者にとってのあらゆる危険性を排除するために評価することができる。
【００４２】
コンピュータＣにおける画像処理に必要なコンピュータ作業を可能な限り抑制するために、可能な限り単純な形式の、パターン発生器２０によって生成されるパターンを選択することが望ましい。これは、図２に示された比較的単純なマスクを使用することによって達成することができる。図示の点の配列に基づくと、それぞれ２つのピークを有する個々の１次元分布を、列および行を合計することによって生成することができる。これらのピークの間隔は、大した計算作業なしに、（内挿により）画素間隔より高い局所的分解能によって求めることができる。
【００４３】
シャドー・マスクは、たとえば、金属板、黒色フィルム、ホログラフィ要素、レンズ配列などに孔を設けることによって実現することができる。単純なマスクは、大した計算作業のない、殆どリアル・タイムの画像処理によって処理することができるが、他方、より複雑なマスクは、より多数の制御機能およびエラー解析を可能にする。
【００４４】
図１に関して先に説明した実施形態の修正形態として、検出器Ｄ１および関連レンズＬ１を省略し、またはそれをミラーによって置き換えることが可能である。検出器Ｄ１がミラーによって置き換えられた場合、ビーム偏向機構を追加することができ、そのビーム偏向機構は、ビームを焦点Ｆへ通すか、ビームを遮断してミラーへ向けるかのいずれかを行う。
【００４５】
図１による実施形態の別の修正形態を、検出器Ｄ２および関連レンズＬ２を省略し、またはミラーによって置き換えるように考案することができる。シャッタ２４が閉じている場合、これにより、出射するビームのビーム分布を測定することができる。シャッタ２４が開いている場合、検出器Ｄ１上に既に存在する画像分布に、第２のビーム分布（面３０によって反射された）が重なり合う。２つの画像を、互いに関して処理することができ、たとえば、一方の画像を他方から差し引くことができる。そうすることにより、２つの画像を互いに空間的に分離することができ、それによって画像処理が単純化される。
【００４６】
検出器Ｄ１および関連レンズＬ１が省略された場合、シャッタ２４を回動ミラーによって置き換え、それによって、時間をずらしてミラーの角度状態に応じて、ここで対象とする画像を、１つだけの検出器Ｄ２（カメラ）によって記録することができる。
【００４７】
パターン発生器に関してライン・パターンが予め定められているとき、検出器として２次元カメラを使用する代わりに、この目的のためにライン・スキャン・カメラを使用することも可能である。
【００４８】
同様に、焦点位置は、その位置およびその角度に関して、偏向ミラー１４の構成によって制御することができる。また、焦点位置、すなわちビーム方向に垂直に延在する平面内の焦点の場所は、圧平面３０上のパターンの画像に影響を及ぼし、コンピュータＣで画像を処理することによって、偏向ミラーを用いて焦点位置を制御するために使用することができ、その偏向ミラーは、コンピュータＣによって制御可能なモータ可調節要素として実装される。このために、コンピュータＣは、発散に関連して焦点の深さに基づいて上記に説明してきたのと同様に、やはり経験的（実験的）にプログラムすることができ、それによって、コンピュータＣは、コンピュータによって予め定められた所望の値に、ビーム方向に対して直角に焦点位置を調節するように、偏向ミラー１４を制御する。この所望の焦点位置が、フラップを切り出している間、一定の焦点の深さによって確定される平面内に維持される。
【００４９】
上記は、焦点Ｆの位置での放射の方向に対しても同じように当て嵌まり、その方向も面３０上のパターンの画像に表れ、したがって、その方向は、焦点の深さと発散との関係に関して上記に行われた言及と同様に、コンピュータＣを用いて偏向ミラー１４を制御することによって制御かつ閉ループ制御を受けさせることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１０  放射源
１２  放射
１４  ミラー
１６  ビーム拡大器
１８  発散調節要素
２０  パターン発生器
２２  ビーム・スプリッタ
２４  シャッタ
２６  ビーム案内機構
２８  収束機構
３０  圧平面
Ｆ  焦点
Ｌ１  レンズ
Ｌ２  レンズ
Ｄ１  検出器
Ｄ２  検出器
Ｃ  コンピュータ
３２  パターン
Ｐ  点
３４  信号
Ｍ  物質
【図１】
0005763771.tif 000002
【図２】
0005763771.tif 000003
【図３】
0005763771.tif 000004