(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の光路に沿って光線を誘導するためのシステムおよび装置を提供する。【解決手段】装置の一実施形態は、ベース組立体２０、入射光線１１の光学軸に対して第一角度でセットされかつ第一光路に沿って光線を誘導するために作動可能である第一反射面、および入射光線の光学軸に対して第一角度と異なる第二角度でセットされかつ第二光路に沿って光線を誘導するために作動可能である第二反射面を含み、第一反射面および第二反射面は共通軸に沿って線状に移動するために作動可能であり、かつ入射光線が相互上に入射するように、前記ベース組立体は共通軸に沿って第一および第二反射面を線状に再設置するために作動可能である。この装置は、起動力を付与して第一および第二反射面を再設置するためにベース組立体に作動可能に連結された運動手段を更に含んでよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース組立体、
入射光線の光学軸に対して第一角度でセットされかつ第一光路に沿って光線を誘導するように作動可能である第一反射面、および
入射光線の光学軸に対して第一角度と異なる第二角度でセットされかつ第二光路に沿って光線を誘導するように作動可能である第二反射面を含み、
第一反射面および第二反射面は共通軸に沿って線状に移動するように作動可能であり、かつ
入射光線が相互上に入射するように、前記ベース組立体は共通軸に沿って第一および第二反射面を線状に再設置するように作動可能である、光線を操縦するための装置。
【請求項２】
第一および第二角度は予め画定され、かつ相互に対して固定されている、請求項１の装置。
【請求項３】
第二光路は第一光路と相違する、請求項１の装置。
【請求項４】
第一および第二反射面は相互に対して固定関係で配置されている、請求項１の装置。
【請求項５】
前記ベース組立体は、第一および第二反射面を線状に再設置するように作動する運動手段を含む、請求項１の装置。
【請求項６】
前記運動手段はソレノイドである、請求項１の装置。
【請求項７】
第一および第二反射面は精密鏡である、請求項１の装置。
【請求項８】
前記光線は外科レーザービームである、請求項１の装置。
【請求項９】
第一光路は第一出力ポートに通じ、かつ第二光路は第二出力ポートに通じている、請求項１の装置。
【請求項１０】
第一および第二出力ポートはレーザープローブへ光線を光学的に連結するように作動する、請求項１の装置。
【請求項１１】
複数の出力ポートへ光線を操縦するためのシステムであって、
光線を提供するように作動する光源、および
光線を操縦するための装置を含み、
前記装置が、
ベース組立体、
入射光線の光学軸に対して第一角度にセットされかつ第一光路に沿って光線を誘導するように作動可能である第一反射面、および
入射光線の光学軸に対して第一角度と異なる第二角度にセットされかつ第二光路に沿って光線を誘導するように作動可能である第二反射面を含み、
第一反射面および第二反射面は共通軸に沿って線状に移動するように作動し、かつ
入射光線が相互上に入射するように、前記ベース組立体は共通軸に沿って第一および第二反射面を線状に再設置するように作動可能である、システム。
【請求項１２】
第一および第二角度は予め画定され、かつ相互に対して固定されている、請求項１１のシステム。
【請求項１３】
第二光路は第一光路と相違する、請求項１１のシステム。
【請求項１４】
第一および第二反射面は相互に対して固定関係で配置されている、請求項１１のシステム。
【請求項１５】
前記ベース組立体は、第一および第二反射面を線状に再位置決めするように作動する運動手段を含む、請求項１１のシステム。
【請求項１６】
前記運動手段はソレノイドである、請求項１１のシステム。
【請求項１７】
第一および第二反射面は精密鏡である、請求項１１のシステム。
【請求項１８】
前記光源は外科レーザービームである、請求項１１のシステム。
【請求項１９】
前記光源は外科レーザービームである、請求項１１のシステム。
【請求項２０】
第一光路は第一出力ポートに通じ、かつ第二光路は第二出力ポートに通じている、請求項１１のシステム。
【請求項２１】
第一および第二出力ポートはレーザープローブへ光線を光学的に連結するように作動する、請求項２０のシステム。
【請求項２２】
前記レーザープローブはエンドレーザープローブであり、外科部位へ光線を運ぶように作動する、請求項２１のシステム。
【請求項２３】
外科部位は網膜を含む、請求項２２のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光線（optical beam)操縦装置に関する。更に詳細には、本発明は眼科外科システムに使用されるレーザーシステムにおける光線操縦装置に関する。更に詳細には、本発明は外科レーザービームを複数の出口ポートへ誘導するための複数の分離位置の鏡組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
人間の目は軽い疾患から視力の完全喪失まで多くの病気にかかる。コンタクトレンズおよび眼鏡は或る疾患を補償することができ、眼科手術は他の疾患に必要とされる。概ね、眼科手術は、硝子体網膜手術等の後分節処置と、白内障手術等の前分節処置とに分類される。最近は、前後分節処置を結合した処置が開発されている。
【０００３】
眼科手術に使用される外科器具は、前分節処置または後分節処置専用であるが両処置を支持するものもある。いずれの場合にも、外科器具は、しばしば、広範囲の外科処置の実施に使用され得る多くの全般的機能を遂行する。
【０００４】
網膜に対するレーザー手術は、多くの眼科疾患の処置における標準的ケアである。レーザー光凝固法により処置される疾患は、増殖性糖尿病網膜症、糖尿病黄斑水腫、嚢形黄斑水腫、網膜静脈閉塞、脈絡膜新生血管形成、中心性漿液性脈絡網膜症、網膜断裂症、および他の損傷を含む。
【０００５】
想像できるように、これらのタイプの網膜手術の複雑さは全く多様であり、かつこれに付随してこれらの手術に使用される外科装置は、これらの手術に関連する多様な全機能を遂行するために必要とされる。往々にして、外科レーザーシステムは、一つの外科レーザーシステムが多くのタイプの手術または処置に使用でるように、種々のタイプの外科または他の治療に関連する機能を機能的に遂行する。特に、かかる外科レーザーシステムにおける有用な特徴は、複数の外科レーザープローブとの連結を支持するために複数のレーザー出力ポートを設けることである。複数のレーザー出力ポート、および複数の外科レーザープローブは、外科医に付加的柔軟性を付与し、かつ一つのプローブを外して他のプローブを連結しなければならないことによる遮断を伴うことなく、異なる処置／適応間の切り換えのための外科効率を高める。しかしながら、コスト、煩雑、および安全性の観点から各ポートへ専用のレーザービームを供給するために複数の外科レーザーを有すること、または単一レーザービームを各レーザーポートのために複数の専用路へ分割することは望ましくないので、かかる複数ポート外科レーザーシステムは、複数出力から選択的に単一レーザービームを操縦するために信頼できる転換機構を必要とする。
【０００６】
高レベルの精度および安定性がレーザービームをファイバ発射台（出力ポート）へ収斂するために必要である。ビームを複数の異なる出力点へ操縦できるようにするためにその精度は反復可能である必要がある。従来ビーム屈折マウントは伝統的に鏡の反射面を所望角度まで回転させかつ所望場所へレーザービームを運ぶために傾斜する。このビーム屈折マウントの運動は能動または受動いずれであってもよい。能動システムは、能動フィードバックにより角度および傾斜を制御するために動力制御システムを使用する。受動システムは、単純であり、かつ硬質ストッパ付きソレノイド等の簡単な運動装置を使用して、反射鏡面の所望角度および傾斜を設定する。これらの解決策の問題は、共に操縦しているレーザービームの平面において鏡の反射面を移動させ、かつ従って、多様な自由度で反射面の場所を精確に制御しなければならないことである。このレベルの精度を達成するために、従来システムは、典型例として、精確なビーム位置決め策を必要とし、エンコーダ、能動フィードバックループ、および精確ストッパ付き回転装置を使用し、結果的に操作中に反射面の位置を定常的に修正する複雑かつ高価な形態となり、そのためにエラーが発生し易くかつ／または頻繁な調整を必要とする。
【０００７】
従って、従来技術ビーム操縦装置およびシステムの問題点を減少または解消できる複数光路に沿ってレーザービームを誘導するための複数の分離位置の鏡組立体に対するニーズが存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来技術ビーム操縦装置およびシステムの問題点を減少または解消する複数光路に沿ってレーザービームを誘導するための複数の分離位置の鏡組立体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の複数の分離位置の鏡組立体の実施形態は、実質的に上記ニーズおよび他の問題に対応する。本発明の実施形態は、複数の光路に沿って光線を誘導するためのシステムおよび装置を含む。装置の一実施形態は、光線を操縦するための装置であり、複数の分離位置の鏡組立体であって、ベース組立体、入射光線の光学軸に対して第一角度でセットされかつ第一光路に沿って光線を誘導するように作動可能である第一反射面、および入射光線の光学軸に対して第一角度と異なる第二角度でセットされかつ第二光路に沿って光線を誘導するように作動可能である第二反射面を含み、第一反射面および第二反射面は共通軸に沿って線状に移動するように作動可能であり、かつ入射光線が相互上に入射するように、前記ベース組立体は共通軸に沿って第一および第二反射面を線状に再設置するように作動可能であることを特徴とする。
【００１０】
好適形態において、第一および第二角度は予め画定され、かつ相互に対して固定されている。好適形態において、第二光路は第一光路と相違する。好適形態において、第一および第二反射面は相互に対して固定関係で配置されている。
【００１１】
複数の分離位置の鏡組立体は、機動力を付与して第一および第二反射面を線状に再設置するために前記ベース組立体に作動可能に連結された運動手段を更に含んでよい。前記運動手段は、例えば、ソレノイドであってよい。第一および第二反射面は、相互に対して固定関係であってよくかつ前記ベース組立体に作動可能に連結されかつ一体化されていてよい。第一および第二反射面は当業者に既知の精密鏡であってよい。前記複数の分離位置の鏡組立体は、第一および第二反射面に固定関係で付加され、かつ複数の付加的光路に沿って光線を誘導するように作動する付加的反射面を更に含んでよい。前記光線は外科レーザービーム等のレーザービームであってよい。
【００１２】
本発明による複数の分離位置の鏡組立体は、例えば、複数のレーザープローブを連結するために複数の出力ポートを有する、眼科外科レーザーシステムに装備されてよい。複数の光路は、各々が出力ポートへ通じる光路であってよく、光線は手持ち式プローブの光フィイバへ誘導される。かかるシステムは、当業者に既知でしる。第一および第二反射面は線状にのみ移動し、かつ光学的に無視できる回転運動するか回転運動をしないものである（即ち、第一および第二の所定角度は光線の望ましくない屈曲を素子するために必要に応じて固定維持される）。
【００１３】
本発明による複数の光路に沿って光線を誘導するためのシステムおよび装置の他の実施形態は、外科レーザーを制御するための複数ポート外科コンソールを含んでよい。例えば、本発明の実施形態は、カリフォルニア州、IrvineのAlcon Manufacturing, Ltd.により製造されたNGLレーザー外科システム等の当業者に既知の複数の出力ポート/光路を有するいずれの眼科外科システムにも装備できる。本発明の実施形態は眼科または他の外科に使用するためにいずれの外科機械またはシステムにも組合せることができる。本発明の教示により設計される複数の光路に沿って光線を誘導するためにシステムおよび装置の他の使用は当業者に既知であり、かつ本発明の範囲に属することが意図されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の好適実施形態が図面に示され、各図において対応する同様部については同様参照番号が使用されている。
【００１５】
本発明の種々の実施形態は複数光路に沿って光線を選択的に誘導するためのシステムおよび装置を提供する。複雑かつ繊細な構成要素、精確な位置決め構成およびエンコーダ、フィードバックループ、および／または精確ストッパ付き回転装置と共に単一または複数の鏡を使用する従来ビーム操縦システムと異なり、本発明の実施形態は、唯一の自由度が必要とされかつ操作中の調整を必要としない光路に垂直に関節結合する、複数の固定された反射面／鏡を有する線状移動設計を有する。本発明の実施形態は各光路に対して異なる鏡を含み、その上に光線を誘導することが望ましい。鏡は入射光線に対して固定した角度です位置決めされかつ光線に対してその固定角度を維持するように直線方向にのみ移動する。本発明の実施形態は、そのようにして、光線に対して所定の固定角度にある一つの自由度に対して反射面の角度および傾斜を正確に維持するために必要とされる精度要求を少なくする。
【００１６】
図１Ａ−Ｄは本発明の複数の分離位置にある鏡組立体の一実施形態の作用を示す機能本位のブロック図である。ビーム操縦システム１０は光源１２を含み、外科レーザー、および鏡組立体１４であってよい。鏡組立体１４は複数の反射面１６を有し、精密光学鏡、かつベース組立体２０であってよい。反射面１６は、各々が入射光線１１の光学軸に対して所定の固定角度でセットされ光路に沿って光線１１を誘導するために作動可能である。各反射面１６は入射光線１１に対して異なる所定角度で固定でき、かつ異なる光路に沿って光線１１を誘導できる。外科レーザーシステムにおいて、各光路は光学ポートへ通じていてよく、光線１１は外科部位に送るために手持ち型プローブ内で光フィイバケーブルに光学的に連結されてよい。
【００１７】
図１Ａ−Ｄから理解されるように、反射面１６は相互に対して固定関係にあり、かつ、この事例において、共通軸１９に沿って、入射光線１１に対して垂直に線状に移動するように作動可能である。反射面１６を作動可能に連結できる鏡組立体１４は、光線１１が一つの反射面１６または他の反射面１６上に選択的に入射するように、反射面１６を線状に再位置決めするために作動可能である。このようにして、本発明による複数の分離位置の鏡組立体は、所望路に沿って入射光線１１を誘導できる（例えば所望出力ポートへ）。入射光線１１は、外科レーザービーム等のレーザービームであってよい。
【００１８】
鏡組立体１４は、例えば、ボールベアリング組立体、または当業者に既知の他の精密スライド機構によりマウント１８に作動可能に取付けられてよい。ビーム操縦システム１０は、更に、反射面１６を再位置決めするための起動力を付与するために鏡組立体１４に作動可能に連結された運動手段（図４および５に示されたような）を含んでよい。この運動手段は、例えば、ソレノイド、または当業者に既知の線運動を付与する他の機構であってよい。反射面１６はベース組立体２０／鏡組立体１４に作動可能に連結されかつベース組立体２０／鏡組立体１４に一体化されてよい。ベース組立体２０は鏡組立体１４に一体化されるかまたは作動可能に取付けられてよい。図１Ａ−Ｄには三つの反射面１６が示されているが、鏡組立体１４は相互に固定関係で、かつ複数の光路に沿って光線１１を誘導するために作動可能である、それ以上またはそれ以下の数の反射面１６を含んでよい。特に、鏡組立体１４は、一実施形態において、二つの光路に沿って光線１１を誘導するために二つの反射面１６を有しよい。
【００１９】
本発明の他の実施形態は、複数の出力ポートを有する外科レーザーシステムを含み、レーザービーム（例えば、光線１１）は、図１Ａ−Ｄのビーム操縦システムにより所望ポートへ誘導される。光線１１は、出力ポートでエンドレーザープローブ等のレーザープローブに光学的に連結され、かつ外科部位へレーザープローブにより運ばれる。かかるシステムにおいて、ポートは、機械的転換機構またはボタンまたは外科レーザーシステム上の他の制御機構（例えば、ポートに連結されたプローブにより、ポートが選択されかつ自ら位置決めされて、鏡組立体１４が、ポートの光路に対応する反射面１６により選択されたポートへ誘導される）。
【００２０】
図２および３は、二つの反射面および二つの出力ポートを有する本発明による、複数の光路に沿って光線を操縦するためのシステムの一実施形態の作用を示す概略図である。操縦システム１００は、鏡／ベース組立体１１０、反射面１２０および１２２、ならびに運動手段１６０を含む。図２および３に示されたように、操縦システム１００は眼科外科レーザーシステム内に装備され、かつレーザービーム１３０を、鏡組立体１１０の位置に依存して、レーザー１９０から二つの光路のいずれかに沿って出力ポート１４０または出力ポート１４５のいずれかへ誘導する。図１Ａ−Ｄの鏡組立体１４を参照して説明したように、鏡組立体１１０は反射面１２０／１２２を再位置決めするために共通軸に沿って直線方向に移動するように作動可能であり（一つの自由度）、そのようにして一方または他方が入射レーザービーム１３０を受けかつレーザービーム１３０を出力ポート１４０または１４５のいずれかへ誘導する。
【００２１】
図２および３では、入射レーザービーム１３０に対して垂直に示されているが、鏡組立体１１０および反射面１２０／１２２の直線運動は、操縦システム１００が装備されるレーザーシステムまたはシステム１００の形態または特定用途の必要に応じて入射レーザービーム１３０の光学軸に対していずれの角度であってよい。更に、図２および３において光線１３０は操縦鏡１５０または１５５へ誘導されて出力ポート１４０／１４５に到達するが、その代わりに、反射面１２０／１２２が、光線を光路に沿って誘導する分野における当業者に既知の光路の形態に依存して干渉操縦鏡１５０／１５５を伴うことなく、または複数の干渉光学要素を伴って、鏡レーザービーム１３０を出力ポート１４０／１４５へ誘導する。鏡組立体１１０／反射面１２０／１２２は、運動手段１６０により直線方向へ移動し、運動手段１６０はソレノイドまたは当業者に既知の線形運動を付与する他の機構であってよい。
【００２２】
反射面１２０／１２２は、所定の固定した角度で各々がセットされるそれぞれ異なる面であり、入射レーザービーム１３０の光学軸に対して相互に相違し、かつ相互に対して固定関係であってよい。反射面１２０／１２２は、レーザービーム１３０に対して固定角度で線状にのみ移動する。反射面１２０／１２２は、好適には、光学的に無視できる回転運動をするかまたは回転運動をしないのが好ましい（即ち、レーザービーム１３０に対する反射面１２０／１２２の角度はレーザービーム１３０の望ましくない屈曲を阻止するために、必要に応じて固定維持される。
【００２３】
典型的装備のレーザービーム１３０は、直径が約２ｍｍである。反射面１２０／１２２は直径が約７ｍｍであり、反射面１２０／１２２の位置決めの誤差に幾らかのマージンを提供する。反射面１２０／１２２はレーザービーム１３０の光学軸に対して固定角度であり、かつ反射面１２０／１２２は入射レーザービーム１３０に対してそれぞれの固定角度を維持するように線状にのみ移動するので、レーザービーム１３０と反射面１２０／１２２間の直径の相違は反射面１２０／１２２の位置的誤差に対するマージンを提供でき、そのようにしてレーザービーム１３０は反射面１２０／１２２が意図した位置から僅かに外れていても、所望位置へ誘導される。このようにして、鏡組立体１１０の装備により導入される不精確は、解消され、また他の僅かな線形誤差は、レーザービーム１３０の操縦に悪影響を与えない。鏡組立体１１０は、このように、その運動範囲の終端に軟質ストッパを含んでよく、それにより必要な精度を維持しながら繊細な光学要素を損傷する振動および機械的応力を阻止する。
【００２４】
図４および５は、本発明による複数の光路に沿って光線を誘導するための装置の一実施形態の作用を更に詳細に示す拡大概略図である。操縦装置３００は、鏡組立体１１０、反射面１２０／１２２、運動手段１６０およびフレーム２００を含む。フレーム２００は鏡組立体１１０および運動手段１６０を作動可能に支持しかつ連結する。フレーム２００は鏡組立体１１０の直線運動を案内するためのスライド２１０を含む。スライド２１０は精密ボールベアリング組立体、または鏡組立体１１０を移動時に線状に精確に案内するように作動可能な当業者に既知のいずれかの精密スライド機構を含んでよい。運動手段１６０は精密ボールベアリング、または鏡組立体１１０の円滑かつ精確な運動をするために作動可能な当業者に既知の他の精密スライド機構により鏡組立体１１０に作動可能に連結されてよい。
【００２５】
本発明は、特定図面を参照して説明されたが、その主旨および必須の特徴から逸脱することなく他の特定形態または変形形態に具体化できる。従って、上記実施形態はあらゆる点で解説を目的とし特許請求の範囲を限定するものでない。本明細書で使用されているかもしれない用語、『実質的』および『略』は、対応する用語かつ／または用語間の関連性から工業的に許容される誤差を含む。かかる工業的許容誤差は１％未満から５０％までの範囲であり、限定的でないが、構成要素値、集積回路プロセス変化、温度変化、上昇下降時間、かつ／または熱ノイズに対応する。かかる対象物間の相対性は、数％の差から大きな差までに及ぶ。同様に、『連結』の用語は対象物間の直接的結合、かつ／または干渉物を介した間接的結合を含み（例えば、干渉物は、限定的でないが、構成要素、素子、回路、かつ／またはモジュールを含む）、間接的結合について、干渉物は信号情報を変更しないで電流レベル、圧力レベル、かつ／または電力レベルを調整できる。同様に、『作動可能である』の用語は、一つまたはそれ以上の対応する機能を遂行するための、一つまたはそれ以上の動力接続、入力、出力等を含み、かつ一つまたはそれ以上の対象物への推論できる連結を含む。
【００２６】
本発明は、レーザー眼科外科の一般的分野に関して説明されたが、レーザーサブシステムを制御することが望ましいいずれの外科システムにも同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】Ａ−Ｄは本発明の複数の分離した位置の鏡組立体の一実施形態の作用を示す機能本位のブロック図である。
【図２】本発明の複数の光路に沿って光線を誘導するためのシステムの一実施形態の作用を示す概略図である。
【図３】本発明の複数の光路に沿って光線を誘導するためのシステムの一実施形態の作用を示す概略図である。
【図４】本発明の複数の光路に沿って光線を誘導するための装置の一実施形態の作用および線状運動を更に詳細に示す拡大概略図である。
【図５】本発明の複数の光路に沿って光線を誘導するための装置の一実施形態の作用および線状運動を更に詳細に示す拡大概略図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０，１００    ビーム操縦システム
１１    光線
１２    光源
１４    鏡組立体
１６    反射面
２０    ベース組立体
１１０    鏡／ベース組立体
１２０，１２２    反射面
１３０    レーザービーム
１４０，１４５    出力ポート
１５０，１５５    操縦鏡
１６０    運動手段
【図１】
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【図２】
2008023328.tif 000004
【図３】
2008023328.tif 000005
【図４】
2008023328.tif 000006
【図５】
2008023328.tif 000007
【外国語明細書】
2008023328000001.pdf