(57)【要約】レンズを含む光学システムにおける収差を最初に測定することによって、例えば、人間の眼（３０）の内側にある光可調レンズを、適切な強度パターンの適切な量の放射で照射するための方法及び器具である。収差をゼロにするパターンで放射をレンズ上に入射するために、変更用放射源（１２）を位置合わせする。入射する放射の質は、照射の強度及び持続時間を制御することによって制御される。パターンは、レンズが照射されている間に制御され、モニターされる。
2004513383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学システムにおける光可調レンズの屈折パワーをレンズ変更用照射を用いて変更する方法において、
レンズを含むシステムにおける少なくとも一つの光学的収差を測定し、
収差の矯正に対応するパターンでレンズ上に照射を入射させるように、変更用照射源を位置決めし、
入射する照射の量を制御することによって、収差を矯正することを特徴とする方法。
【請求項２】
入射する照射の量は、照射の強度及び持続時間を制御することによって制御されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
入射する照射のパターンは、レンズが照射されている間に制御され、モニターされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
変更された屈折パワーを固定するべく、レンズ全体を照射するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
光学システムは、眼内に移植された眼内レンズとして、光可調レンズを備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
光学システムは、眼内に移植されるべき体外（ｅｘ−ｖｉｖｏ）のカスタマイズされた眼内レンズ（有水晶体又は無水晶体）として、光可調レンズを備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
光学システムは、眼のシステム（例えば、眼）及び眼のアプリケーションにおいて使用されるべきカスタマイズされたコンタクトレンズとして、光可調レンズを備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
光学システム（例えば、顕微鏡、望遠鏡、カメラレンズ、マシンビジョンシステム、ビデオ監視装置、衛星画像装置など）は、画像の品質を改善するべく、システムに存在する収差をゼロにするために使用することのできる少なくとも一つの光可調屈折エレメントを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
入射する照射は、その光源から得られた紫外線光であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
紫外線光源は、紫外線光をレンズ上に方向付ける光導体の受光端部上に出力が方向付けられた複数の発光ダイオードを備えることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
光導体は、光ファイバーであることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
紫外線光源は、パルス状の紫外線光レーザの出力からなることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
紫外線光は、パルス状の紫外線光レーザから得られることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
紫外線光源は、連続出力の紫外線光を生成することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
連続出力の紫外線光は、アークランプから得られることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
連続出力の紫外線光は、重水素放出ランプから得られることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
連続出力の紫外線光は、連続出力のレーザから得られることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
連続出力の紫外線光は、連続出力の発光ダイオードから得られることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
収差に対応するパターンは、測定された収差と逆位相であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
パターンを生成し、それを光可調レンズの面に投影するために、紫外線面発光レーザアレイが使用されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
パターンは、予め決定された強度プロフィールを有するアポダイジングフィルターを通じて紫外線光を投影することにより得られることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
パターンは、空間光変調器を通じて紫外線光を投影することにより得られることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
パターンは、紫外線光をデジタル光プロセッサーから反射させることにより得られることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
パターンは、光のフィードバックにより得られることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２５】
光のフィードバックは、シャックハートマンセンサーから得られることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
光のフィードバックは、シャックハートマンセンサーから得られることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
紫外線光は、３５０〜３８０ｎｍの範囲の波長を有し、９．７５〜１２．２５ｍＷ／ｃｍ２の強度で適用されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項２８】
光可調レンズの変更された屈折パワーは、パターン化された放射によって固定されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項２９】
パターン化されていない放射は、「トップハット」強度プロフィールを有することを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項３０】
パターン化されていない放射は、半径が増加するに従って減少する強度プロフィールを有することを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項３１】
半径（ｒ）は、式１−ｒ２／ｒｍａｘ２によって増加することを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３２】
光学システムは、眼に移植された眼内レンズとして光可調レンズを備え、虹彩が十分に広がっていない状態で、パターン化されていない放射がゴニオレンズを通じて投影されることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
関連出願の説明
本出願は、２０００年９月２６日に出願された米国特許出願番号第６０／２３５４５７号明細書、２０００年９月２６日に出願された米国特許出願番号第６０／２３５４５４号明細書及び２００１年２月１５日に出願された米国特許出願番号第６０／６２９１５１号明細書に基づくものである。
【０００２】
発明の背景
＜発明の分野＞
本発明は、光学デバイスの製造後における特性変更に関し、特に光可調レンズ（ｌｉｇｈｔ ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ ｌｅｎｓ）の照射に関する。
【０００３】
＜背景情報＞
白内障手術の手順には、前水晶体嚢（ａｎｔｅｒｉｏｒ ｌｅｎｓ ｃａｐｓｕｌｅ）を切開し、白内障にかかった水晶体を取り除いて、その代わりに眼内レンズ（ＩＯＬ）を移植することが含まれる。一般的に、眼内レンズには２つのタイプのものがある。一方のタイプは、目の天然の水晶体に取って代わるものであり、通常は、白内障にかかった水晶体に取って代わるものである。他方のタイプは、残存する水晶体を補うために使用され、永久的な矯正レンズとして機能する。このタイプのレンズ（有水晶体眼内レンズと称される）は、前眼房又は後眼房に移植され、目の屈折異常を矯正する。理論的には、正視（すなわち、無限遠から出た光が網膜上で点集束すること）に必要とされるパワーは、どちらのタイプのＩＯＬについても正確に計算することができる。移植されるレンズのパワーは、患者が付加的な矯正措置（例えば、眼鏡やコンタクトレンズ）無しで見ることができるように、手術前における眼の長さと角膜の曲率の測定に基づいて選択される。残念ながら、測定誤差、及び／又は、レンズの位置の変化及び創傷治癒に起因して、この手順を経験した患者の約半数は、術後の矯正無しで最良の視力を享受することはできないであろう（ブランドサーなど、Ａｃｔａ Ｏｐｔｈａｌｍｏｌ Ｓｃａｎｄ ７５：１６２−１６５（１９９７）；オオシカなど、Ｊ Ｃａｔａｒａｃｔ Ｒｅｆｒａｃｔ Ｓｕｒｇ ２４：５０９−５１４（１９９８））。このようなＩＯＬのパワーは、いったん移植されると調整できないのが一般的であるため、患者は、眼鏡やコンタクトレンズのような付加的矯正レンズの使用を甘受しなければならないのが典型的である。移植されたレンズが、より適切なレンズパワーを有するものに交換されることは滅多にない。
【０００４】
前述した問題に対する解決策は、光可調レンズ（ｌｉｇｈｔ ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ ｌｅｎｓ）である。光可調レンズは、組立て及び人間の眼の中への挿入後に、その屈折特性を修正可能な光学デバイスである。このようなレンズは、１９９９年１０月１３日に出願され、２０００年７月２０日に公開された国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ９９／４１６５０に詳細に記載されており、当該出願の開示を参考として本明細書に取り入れる。光可調レンズは、ポリマーマトリクス中に分散された屈折変調組成を有する。レンズが眼の中に移植され、屈折の安定化が生じた後、１週間から４週間で、予め存在していた光学的収差又は外科的処置によって生じた光学的収差が測定される。斯かる光学的収差（例えば、球面収差、非点収差、プリズムなど）を矯正するため、相当量の放射を光可調レンズに付加し、これにより、レンズの外形又は屈折率の変化を通じて或いはその両方を通じて、光学特性を修正する。屈折パワーを選択的に且つ空間的に修正するために、レンズの一部に１回又は数回の照射が露出された後、修正されたレンズを「固定（ｌｏｃｋ ｉｎ）」するべく、レンズ全体が照射される。
【０００５】
移植された調整可能な眼内レンズの屈折特性を、原位置で修正するのに十分な強度を有する照射源は、網膜上の一点に集束される高強度を生成することにより網膜に永久的な損傷を与える可能性のあるレーザのようなコヒーレント光源、或いは、眼への損傷を避けるべく１／１０００程度にまで減衰させる必要のある高出力のインコヒーレント光源である。従って、照射源としては、例えば眼に移植した後の原位置で、眼内レンズを修正する必要がある。
【０００６】
また、残存する収差をより厳密に補償するためには、より正確にレンズを修正する必要があると共に、患者の虹彩が十分に広がっていない状態で、固定用の放射が虹彩の背後にあるレンズを確実に照射する必要がある。
【０００７】
発明の概要
本発明は、人間の眼の内側の光可調レンズを、適切な量の放射及び空間的に定義された強度パターンで照射する方法及び機器を提供する。本明細書で述べるデザインと同様の実施形態は、他の用途の光可調レンズ材料を照射するのにも使用可能である。例えば、本発明は、他のタイプの光学システム（例えば、顕微鏡、望遠鏡、カメラレンズ、ｅｘ−ｖｉｖｏ、カスタムオーダーの眼内レンズ（ＩＯＬ）、及びカスタムオーダーのコンタクトレンズなど）を矯正する収差共役（ｃｏｎｊｕｇａｔｏｒ）としても使用可能である。移植後の患者の視力を矯正するべく、光可調レンズを正確に照射することによって、患者は術後に眼鏡を装着する必要が無い。もちろん、調節能力を失った年寄りの患者は、近見視力に対してある種の矯正用眼鏡を装着することを望む。本発明の実施形態によれば、移植の後、屈折安定が生じるまで必要な時間（１〜４週間）待ち、照射前、照射中、照射後に眼内の収差を測定する。照射源は眼の視線（ＬＯＳ）軸に正確に位置決めされ、照射の強度及び持続時間が正確に制御され、照射強度パターンが制御され、モニターされる。医者にとっては使用するのが容易で、患者にフレンドリーな方法及び器具が提供される。
【０００８】
球面パワー、非点収差、より高次の収差（例えば、コマ、三つ葉、３次の球面など）など種々の形式の矯正が必要とされる。患者の視力を矯正するには、異なる量及びパターンの照射が必要とされる。従って、放射を変更するレンズを具備する光学システムにおける光可調レンズを照射するための方法及び器具において、本発明は、以下の改良を提供するものである。つまり、レンズを含む光学システム（例えば、眼）における収差（予め存在する収差及び外科手術や創傷治癒によって引き起こされた収差を含む）を測定し、収差を効率良くゼロにする空間的に定義された強度パターンでレンズ上に照射を入射させるように、変更用照射源を位置決めする。照射の強度及び持続時間を制御することによって、入射する放射の大きさを制御する。パターンは、レンズが照射されている間に制御され、モニターされる。
【０００９】
本発明の特定の実施形態は、光可調眼内レンズを照射するためのエネルギー源を提供する。光可調レンズを変更するための有用な照射源は、パルス状のＵＶレーザ、アークランプ、アーク放出ランプのような連続出力（ＣＷ）ＵＶ光源、ＣＷレーザ、又はＣＷＬＥＤである。本発明の一実施形態において、レンズを照射するために、拡張された紫外線光（ＵＶ）源、例えば、ＵＶ発光ダイオード（ＬＥＤ）が提供される。ＵＶＬＥＤの出力特性は、厳密なスポットに集光されず、全出力強度が制限されるため、この光源を本用途に対して魅力的なものとする。これらの特徴は両方とも、眼内構造に対する潜在的なリスクを弱める。
【００１０】
本発明の他の実施形態によれば、変更用の光が生成され、収差を補償するパターン、例えば、測定された収差と逆位相とされたパターンで光可調レンズ上に投影される。本実施形態の特定の形式によれば、ＵＶ強度パターンを生成し、それを光可調レンズの面に投影するために、ＵＶ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）アレイが使用される。このような配列は、光学システムがより小さくなり、より軽くなり、異なる照射強度パターンを生成する上でより他目的であり、他のＵＶパターニングシステムよりも複雑でないという利点を与える。光効率は他のシステムよりも高く、熱をあまり生じず、光源の動作寿命が長い。
【００１１】
本発明の他の実施形態において、変更用の光のパターンは、予め決められた強度プロフィールを有するアポダイジングフィルターを使用することによって得られる。さらに他の実施形態においては、空間光変調器（ＳＬＭ）やデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）を使用することができる。このようなデバイスは、オリジナルのレンズを変更するためにＬＡＳＩＸ手順において使用されてきたが、光可調レンズの屈折変調組成に対する変更用の光のパターンを提供するのにこれらを用いることは類まれである。いずれにしても、測定された光学収差を矯正するために生成される必要な光のパターンは、波面センサーをフィードバックして使用することにより、例えば、シャックハートマンセンサーから得ることができる。このようなセンサーは、変形可能なミラー（ＤＭ）と共に、天体望遠鏡の収差を矯正するために広く使用されてきた。本発明におけるその使用は類まれである。
【００１２】
いったん、光可調レンズが所望の程度に変更されれば、レンズ全体を適切な波長の光で照射し、光可調レンズ内に残存する任意の屈折変調組成を均一に且つ完全に光重合させる（すなわち、効率良く屈折変化の駆動力を取り除く）ことによって、レンズの光学特性は光学的に固定される。
【００１３】
さらに、光可調眼内レンズを固定するための照射における特定の関心事は、患者の虹彩が十分に広がっていない状態で、虹彩の背後にあるレンズを照射するという能力である。本発明の他の実施形態によれば、ゴニオレンズがこの問題を解決するために使用される。ゴニオレンズは、元来、虹彩の背後又は前方を極めて大きな角度で観察するために開発された。それは、さもなければ眼内構造によって遮られる網膜の部分を観察するのにも使用される。光可調レンズの屈折変更を固定するために本発明において使用することは、類まれである。
【００１４】
実施形態の説明
一般的に、光可調レンズは、第１のポリマーマトリクス及びその中に分散された屈折変調組成（ｒｅｆｒａｃｔｉｏｎ ｍｏｄｕｌａｔｉｎｇ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）を備えている。第１のポリマーマトリクスは、光学エレメントの骨組みを形成し、その物性の多くの原因となっているのが通常である。屈折変調組成は、刺激誘導重合（ｓｔｉｍｕｌｕｓ−ｉｎｄｕｃｅｄ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）、好適には光重合が可能な単一の化合物又は化合物の組合せとされる。本明細書において使用する「重合」という語句は、屈折変調組成の少なくとも一つの成分が反応して、同種の成分又は異種の成分と少なくとも一つの共有結合又は物理的結合を形成する反応を意味する。第１のポリマーマトリクス及び屈折変調組成の独自性は、前記光学エレメントの最終用途に依存するものである。しかしながら、一般的な習慣によれば、第１のポリマーマトリクス及び屈折変調組成は、屈折変調組成を含む成分が第１のポリマーマトリクス内で拡散できるように選択される。換言すれば、遊離性のある（ｌｏｏｓｅ）第１のポリマーマトリクスは、より大きな屈折変調組成の成分と対を成す傾向にあり、密着性のある（ｔｉｇｈｔ）第１のポリマーマトリクスは、より小さな屈折変調組成の成分と対を成す傾向にある。
【００１５】
適切なエネルギー源（例えば、熱又は光）に露出されることにより、屈折変調組成は、光学エレメントの露出領域において、第２のポリマーマトリクスを形成するのが典型的である。第２のポリマーマトリクスの存在により、光学エレメントの当該部分の物性は変化し、その屈折能力が変調される。露出の後、露出されていない領域の屈折変調組成は、時間の経過と共に露出領域に移動し、膨張反応又は形状変化を引き起こす。露出領域への屈折変調組成の移動量は、時間に依存するものであり、正確に制御することができる。仮に十分な時間が許容されるのであれば、屈折変調組成の成分は、光学エレメント（すなわち、露出された領域を含む第１のポリマーマトリクス）の至る所で再平衡し再分配される。前記領域がエネルギー源に再び露出されると、前記領域に移動していた屈折変調組成（屈折変調組成が再平衡することを許容されている場合よりも少ないかもしれない）は、重合し、第２のポリマーマトリクスをさらに形成することになる。斯かる工程（拡散を許容する適切な時間間隔の後における露出）は、光学エレメントの露出領域が所望する特性（例えば、パワー、屈折率、又は形状）に到達するまで繰り返される。この時点で、光学エレメント全体をエネルギー源に露出し、残存する露出領域外の屈折変調組成の成分を当該成分が露出領域に移動し得る前に重合することにより、所望のレンズ特性に「固定（ｌｏｃｋ ｉｎ）」する。換言すれば、自由に拡散可能な屈折変調組成の成分は、もはや利用できないため、光学エレメントのエネルギー源へのその後の露出は、そのパワーをさらに変化させることはできない。国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ９９／４１６５０から引用した図１は、固定された後の屈折変調（従って、レンズパワーの変調）を図示するものである。
【００１６】
実施形態に係る照射システムは、いくつかの主要部から構成される。すなわち、１）照射源、２）ビーム強度シェーパー（ｂｅａｍ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｓｈａｐｅｒ）、３）ビーム配送システム、４）位置合わせ方法、５）校正エレメント、６）診断エレメント、及び７）固定エレメントから構成される。各々について、以下により詳細に説明する。
【００１７】
＜照射源＞
照射源は、照射される物質の感光性と相性が良くなければならない。本実施形態では、感光性樹脂／光重合開始剤（ｐｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｏｒ）システムが、波長３２５ｎｍ〜３８０ｎｍのＵＶ放射に感度が良いため、照射源はＵＶ光源とされている。ＵＶ光源は、レーザ、光ダイオード、或いは、ＵＶスペクトルを有する種々のタイプのランプとすることができる。前記照射源は、連続出力（ＣＷ）又はパルス出力とすることができる。本実施形態に係る照射源は、中心波長３６５ｎｍで±１０ｎｍ（全値幅）のビームを生成する干渉フィルタが取り付けられたＣＷ水銀アークランプとされている。本システムに使用するのに適した他の方法は、以降の「移植可能な可調レンズを照射する方法」の見出しを付した欄でより十分に説明する。
【００１８】
＜ビーム強度シェーパー＞
ビーム強度シェーパーの性質は、電子ビーム、マイクロ波、無線周波、音響又は光のように、使用する放射のタイプに依存する。本実施形態では、照射源がアークランプであるため、光学レンズ及びアポダイジングフィルタ（ａｐｏｄｉｚｉｎｇ ｆｉｌｔｅｒ）が使用される。本発明に係る方法は、カスタマイズされた照射パターンが光可調レンズにおけるカスタマイズされた屈折変化を生成することを許容する。アポダイズされたパターン（ａｐｏｄｉｚｅｄ ｐａｔｔｅｒｎ）は、いくつかの方法によって生成され、互いに異なる形式となり得る。例えば、所望の透過パターンは、写真用フィルム上に結像されたり、パターン生成機を使用して基板上に光化学的にエッチングされたり、或いは、化学蒸着（ＣＶＤ）を使用して適切な基板上にクロムを付着させた静的なマスクパターンとすることができる。このタイプの静的パターンは、連続的又はハーフトーン構造のいずれかとされる。さらに、所望のパターンは、適切な空間光変調器（ＳＬＭ；例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）やデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ））や、パターンを回転させたり移動させたりすることや、或いは、露出される放射の強度プロフィールや積分時間を動的に変化させる他の方法によって生成されるような動的なものとすることも可能である。いくつかのレーザは、自然にアポダイズされ、光可調レンズにおけるパワーや非点収差を修正するための更なる強度変調を必要としない。一実施形態において述べたように、写真用フィルムマスクが使用される。写真用フィルムは、従来のスライドプロジェクターと同様のＵＶ投影システムにおいて、３次元の強度プロフィールを生成するべく、２つのガラス製スライド間に配置される。その主要な構成要素は、ＵＶ光源、集光光学系、視野レンズ（ｆｉｅｌｄ ｌｅｎｓ）、アポダイジングフィルタ、及び、投影光学系である。照射プロフィールを生成する方法は、以降の「照射強度プロフィールを生成する方法」の見出しを付した欄でより十分に説明する。
【００１９】
空間的に定義された可変の強度パターンを生成する可能性のある照射源は、ＵＶ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）である。静的マスクや動的な光変調器（例えば、ＬＣＤやＤＭＤ）を使用することに比べ、ＶＣＳＥＬは、単にレーザアレイ、レンズマトリクスアレイ及び投影光学系を必要とするのみである。従って、コストがより低く、複雑さがより小さいという利点を有する。制御されたＶＣＳＥＬ２次元レーザアレイは、マスク又はＳＬＭ、及び、光可調レンズやフィルムを照射するための関連する集光光学系を具備する光源に取って代わるものである。ＵＶ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）の使用は、本発明の実施形態を構成し、以降の「ＵＶ−ＶＣＳＥＬ　ＵＶパターン生成器」の見出しを付した欄でより十分に説明する。
【００２０】
＜ビーム配送システム＞
ビーム配送（ｄｅｌｉｖｅｒｙ）システムは、配送するビームのタイプに依存する。本実施形態では、ＵＶ透過可能な光学系が使用されるため、ＵＶビームが配送される。図２、図３及び図５に示す例は、一般に臨界照明システムと呼ばれる。これらの例において、集光レンズは、積分器（すなわち、ライトガイド）の出力をアポダイジングフィルタ上に結像する。干渉フィルタは、光路（ｏｐｔｉｃａｌ ｔｒａｉｎ）に配置され、光を所望の波長にフィルタリングする。視野レンズは、光学システムの主光線の向きを変えるために使用され、積分器からの光の損失を最小化する。対物レンズは、アポダイジングフィルタ（強度パターン）を光可調レンズ上に結像する。他の照明形式は、ケーラー照明（Ｋｏｈｌｅｒ ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ）と呼ばれ、光源（ライトガイドの出力開口）が対物レンズ上に結像し、視野レンズを有さないものである。どちらのタイプの照明デザインも使用することができる。投影システムの他の実施形態においては、集光レンズを光学系（ｏｐｔｉｃａｌ ｓｅｔｕｐ）から取り除くことができ、マスクに衝突する規則的なフィールド（すなわち、頂部が平坦なビーム強度プロフィール（ｆｌａｔ ｔｏｐ ｂｅａｍ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｐｒｏｆｉｌｅ））を生成するべく、適切な拡散エレメント（例えば、ホログラフィック拡散エレメント）がアポダイジングフィルタに隣接して配置される。投影光学系は、前述した他の投影システムと同様に、アポダイジングフィルタを光可調レンズ上に結像する。
【００２１】
＜位置合わせ方法＞
内部の位置合わせエレメントを具備しない照射システムの例を、ウサギ１０の眼に使用するとして、図２に示す。アークランプ１２から出力した光は、球面反射鏡１６によって、積分器（図２の場合、液体が満たされた中空の導波管１４の形態である光ファイバー）内に送出される。ライトガイドの頂部が平坦な出力は、チューブ１８内に収容された光学マスク生成器上に集光され、所望の照射パターンを生成する。図２において、ウサギの頭部は、スタンド２２を有する台２０に固定されている。光学チューブ１８は、微調整クランプ２６によってアーム２４に接続されている。アーム２４は、スタンド２２から延出し、粗調整クランプ２８によってスタンド２２に固定されている。所望の照射／マスクパターンは、光可調レンズにおける所望の屈折変化及び照射と物質との相互作用に依存する。この関係は、我々がノモグラム（ｎｏｍｏｇｒａｍ）と呼んでいる数学的な記述である。
【００２２】
位置合わせ方法には、光可調レンズ上における照射パターンの正確な配置が含まれる。この場合、光可調レンズは、眼に移植された眼内レンズである。人間の患者若しくは他の対象物の最も可能性のある２つの位置は、図３において横たわったウサギ１０として図示されているように卓上に横たわっている状態か、或いは、図４において人間の患者３０として図示されているように椅子に座っている状態である。図３を参照すれば、光源ファイバー１４からのＵＶ光は、光学マスク生成チューブ１８を通って、ミラー３２でビームスプリッター３４に向けて方向転換され、さらにそこからウサギの眼へと向けられる。ビームスプリッター３４は、ビームスプリッター３４に垂直に位置決めされた外科手術用の顕微鏡３６を通じ、移植されたウサギの光可調レンズの観察と、手術の観察とを可能にする。
【００２３】
患者が椅子に座っている場合、彼又は彼女の頭部は、顎及び額を支持するヘッドレスト３８に配置される。光源ファイバー１４からのＵＶ光は、光学マスク生成チューブ１８を通って、ビームスプリッター４０で方向転換され、そこから患者の眼へと向けられる。ビームスプリッター４０は、それ自体の観察光学系（図示せず）を有するスリットランプ４２と共に操作され、照射光源を患者に対して位置決めすることを可能にする。
【００２４】
スリットランプは、ハンドヘルド型、携帯型及び卓上型を含む数多くの構成の内、任意のものを具備することができる。全てのものが、ある程度適用可能である。患者が卓上に横たわっている場合、図３の外科手術用顕微鏡３６に類似する構成が適切な構成である。
【００２５】
いったん頭部が安定した状態で保持されると、照射源の光軸と同軸に位置決めされ同焦点とされたビデオカメラ又は可視光顕微鏡が、投影されるマスク／強度パターンを光可調レンズに位置決めするべく使用される。角膜又は光可調レンズで反射する内部又は外部の光源を、照射源を光可調レンズに対して位置決めするための角度位置決め補助として使用することができる。前記反射光は、ビデオカメラ、可視光顕微鏡、又は他のセンサーによって視認することができる。
【００２６】
照射処置中の患者の眼の如何なる動きをも補償するべく、７００〜８００ｎｍの範囲におけるレーザポイント光源の形式の固定光（ｆｉｘａｔｉｏｎ ｌｉｇｈｔ）が、患者が視認するために提供される。これは、処置前に測定される収差と、光可調レンズに配送される線量（ｄｏｓｅ）とが、患者の視軸又は視野方向（ＬＯＳ）に沿うことを確実にする。
【００２７】
＜校正エレメント＞
校正エレメントは、照射ビームのパワー及び／又は強度プロフィールをモニターするセンサーである。ビームスプリッターは、測定用のビームのサンプルを提供するために使用される。光学パワー又は非点収差のような単純な収差に対し、強度プロファイルは、与えられたマスク／パターン積分器で固定され、露出の全てのパワー及び時間を測定することだけが必要とされる。カスタマイズされた強度プロフィールには、投影された露出の強度プロフィール及び時間をモニターすることが必要である。ＵＶ放射には、強度をモニターするべくＵＶＣＣＤカメラを使用することができる。
【００２８】
図２〜図４のチューブ１８において、マスクを光可調レンズ上に結像するための光学系の例は、図５の照明光学デザインである。照射源４６、例えば、液体が満たされた光学的導波管からのＵＶ光４４は、ＰＬＣＸ−２５．４−３８．６−ＵＶレンズ４８から構成されるシリカ光学系を通るように方向付けられる。前記ＵＶレンズは、化合物ＰＬＣＸ−２５．４−４６．４−ＵＶレンズセット５２から本実施形態では２１５ｍｍだけ分離されたＰＬＣＸ−２５．４−３０．９−ＵＶレンズ５０から１ｍｍの間隔を隔てて配置される。ＵＶ光４４は、マスク５４を通り、可変空間５６を経た後に光路グラディウム（ｇｒａｄｉｕｍ）ＣＰＸ−２５−６０レンズ５８を通って、可変空間６２を越えて光可調レンズ６０に達する。
【００２９】
＜診断エレメント＞
ここで述べる診断エレメントは、照射前、照射中及び／又は照射後に、光可調レンズ内の収差を測定するために使用される。眼内収差を測定するために利用できる多くの機器が存在する。眼鏡に対する患者の処方を決定するために使用されるのと同様の機器が、光可調レンズにおける光学パワー及び非点収差の誤差を測定するために使用することができる。眼の高次の収差と同様に光学パワー及び非点収差を測定するためのいくつかの機器が存在する。今日使用される最も一般的な波面センサーは、スキーマー（Ｓｃｈｅｍｅｒ）ディスク、シャックハートマン（Ｓｈａｃｋ Ｈａｒｔｍａｎｎ）波面センサー及びタルボット（Ｔａｌｂｏｔ）干渉計である。光可調レンズへの波面センサーの適用については、以降の「組立て後のパワー変更が可能なレンズへの波面センサーの適用」の見出しを付した欄でより十分に議論する。診断機器は、スタンドアロンの機器とすることも可能である一方、照射システムに組み込むことも可能である。診断が照射システムに組み込まれた場合には、照射中において、より迅速に診断を実行することが可能である。
【００３０】
特定の実施形態において、ａ）シャックハートマン波面センサーが眼内の収差を測定するために使用され、ｂ）次に、照射に対する光可調レンズの応答のノモグラムが、測定された収差を矯正するために必要とされる強度プロフィールを決定するのに活用され、ｃ）必要とされる強度プロフィールが、プログラミング可能なマスク生成器（例えば、デジタルミラーデバイス）上に配置され、ｄ）投影光学系における収差及び光源における不均一性を補償するためのデジタルミラーデバイスを矯正するために、閉ループ操作において校正カメラが使用され、ｅ）光可調レンズが処方された期間だけ照射され、ｆ）規定時間の後、適切な矯正がなされることを確実にするため、眼内の収差が再測定される。もし必要であるならば、前記工程は、矯正が許容可能な屈折限界（ｄｉｏｐｔｒｉｃ ｌｉｍｉｔｓ）内に入るまで繰り返される。
【００３１】
シャックハートマン波面センサーを用いた実施形態を図６に概略的に図示する。波面センサーについての更なる詳細は、図７ａの側面図及び図７ｂの平面図に示す。斯かる図７ａ及び図７ｂは、側面及び上面からシャックハートマン波面センサーを示すことによって、本実施形態についてのいくつかの外形寸法を与える。
【００３２】
図６においては、図示の便宜上、ＣＣＤの結像光路をシステムの側面に描画している。実際には、ＣＣＤカメラ６４は、システムの頂部に取り付けられている。波長７８０ｎｍの平行レーザビーム６６は、網膜上に集光される。ＣＣＤカメラ６４及び赤の固定光（ｒｅｄ ｆｉｘａｔｉｏｎ ｌｉｇｈｔ）６８は、外科医がシャックハートマン波面センサー７０を患者のＬＯＳに対して位置決めできるようにする。画像は、眼に対してセンサーを前後に動かすことによってフォーカスされ、波面センサーが患者の眼の瞳孔で結像されることを確実にする。レーザ光６６は、網膜で反射し、出射する波面は眼の収差に関する情報を含んでいる。人間の眼の収差を測定するためにシャックハートマン波面センサーを用いる理論は、文献に十分に記載されているため、ここでは簡単な説明に留めることにする。レンズレットアレイ（ｌｅｎｓｌｅｔ ａｒｒａｙ）７２は、網膜で反射した波面を多くのサブアパーチャー（ｓｕｂ ａｐｅｒｔｕｒｅ）に分割し、理想的な「収差の無い」波面に対する波面の傾きを測定する。測定された傾きは、収差のある波面（ａｂｅｒｒａｔｅｄ ｗａｖｅｆｒｏｎｔ）を再構築するのに使用され、これにより、前記傾きは、各次元が特定の光学的収差を表し、対応する係数が屈折異常（ｄｉｏｐｔｒｉｃ ｅｒｒｏｒ）における収差の大きさを表すゼルニケ（Ｚｅｒｎｉｋｅ）非球面のセットに適合させられる。次に、これら構成要素の各々の厳格さ（ｓｅｖｅｒｉｔｙ）は、本発明の技術を通じて解析され、矯正される。
【００３３】
＜固定エレメント＞
いったん収差が矯正されると、固定用の照射が適用される。固定用の照射は、同じ照射システムを適用してもしなくても良い。これらの場合において、虹彩が十分に広がっていない状態で、虹彩の背後にある光可調レンズを照射する必要がある。本発明の他の実施形態によれば、この目的のために、ゴニオレンズ（ｇｏｎｉｏ ｌｅｎｓ）が使用されるが、これについては、以降の「光可調レンズを固定するためのゴニオレンズ」の見出しを付した欄でより十分に説明する。
【００３４】
以下に、種々の実施形態についての更なる詳細について説明する。
【００３５】
＜移植可能な可調レンズを照射する方法＞
光学エレメント、例えば、光可調レンズを照射するのに使用されるエネルギーの一形式は、波長３２０ｎｍ〜４００ｎｍのＵＶ照射である。例えば、波長３２５ｎｍで動作するヘリウムカドミウム（ＨｅＣｄ）レーザや、輝線スペクトルが波長３３４ｎｍ及び３６５ｎｍにフィルタリングされた水銀（Ｈｇ）アークランプが本発明において使用される。波長３５５ｎｍで動作する３重周波数レーザダイオード励起半導体ＹＡＧレーザ、波長３５０ｎｍ〜３６０ｎｍの範囲で動作するアルゴンイオンレーザ、重水素放出ランプ、及び、狭帯域の分光フィルタと共に動作する広帯域キセノン水銀ランプを含むこれらのＵＶ光源は、光可調物質及びレンズ上においてＵＶ照射試験を実施するための光源として有用である。
【００３６】
これらの光源のそれぞれに関しては、潜在的な安全性の問題がある。レーザのようなコヒーレント光源を用いる場合には、光源が網膜上の一点に集光され、永久的な損傷を引き起こす高強度を生成し得るという潜在的な問題がある。アークランプのような分散されたインコヒーレント光源は、厳密なスポットに集光されないという観点から魅力的である。しかしながら、これらの光源は、十分な放射照度出力を有するため、光可調レンズを照射するのに使用するためには、１／１０００程度にまで減衰させなければならない。このように、ランプの不適切な使用や、機械的又は電気的な故障は、眼の構造に高強度、ひいては損傷を与える結果となる。
【００３７】
より安全な光源は、一点に集光されず、眼内レンズの材料を露光／照射するのに十分なパワーのみを有する光源である。そのより広い観点において、本発明の実施形態によれば、０．１〜１００ｍＷ／ｃｍ２の強度を生じる照射を使用することができ、３５０ｎｍ〜３８０ｎｍの波長範囲の０．６〜０．８ミリワット（ｍＷ）の全ＵＶ出力は、所望するパワーの変化を生成するのに十分である。光学的な透過による減衰及び角膜での透過による減衰のため、本実施形態において必要とされるＵＶ光源の全出力は、およそ２．５〜３．５ｍＷである。６．０ｍｍの直径を有するレンズに対して、光源は、９．７５〜１２．２５ｍＷ／ｃｍ２の強度で照射するものとされる。
【００３８】
本発明によれば、ＵＶＬＥＤを、光可調レンズを照射するための適切なエネルギー源とすることができる。例えば、０．７５〜１ｍＷの光出力パワーを有し、中心波長３７０ｎｍで半値幅±１０ｎｍの、市場で入手可能なＵＶＬＥＤを使用することができる。市場で入手可能なＵＶＬＥＤは、分散光源であり、液体を満たした光ファイバーに結合するために十分に小さい寸法に集光することが可能である。分光出力を図８に示す。機械的パッケージの説明及びＵＶＬＥＤからの放射プロフィールを図９ａ及び図９ｂに示す。ベンダー（Ｓａｎｄｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）の仕様書ＵＶＬＥＤの光学的及び電気的特性を表１に示す。
【表１】
2004513383.tif 000003
【００３９】
一実施形態においては、２〜１０個のＵＶＬＥＤが直径５ｍｍの光ファイバーに結合される。他の実施形態においては、４〜８個のＵＶＬＥＤが直径５ｍｍの光ファイバーに結合される。眼内に移植された光可調レンズにおいて、安全で且つ十分なパワーレベルを生成するために必要とされれば、ＵＶＬＥＤは加算或いは減算することが可能である。
【００４０】
特定の実施例において、光可調レンズは、患者の眼に移植され、術後の眼の屈折が安定化することが許容される。患者の眼の収差の解析は、標準の屈折矯正技術及び／又は波面センサーを用いてなされる。予め得たノモグラムと共に、測定した眼の収差についての知識は、光源としてＵＶＬＥＤを用いて光可調レンズを矯正することにより患者の視力を矯正するための所望する照射プロフィール及び照射量の計算を可能にする。
【００４１】
ＵＶＬＥＤは、患者の光可調レンズの光学特性を変更するために、照射システムで使用するのに適切で安全な光源である。ＵＶＬＥＤは、制限された明るさと制限された寸法とを有する。取り得る最大放射照度は、アメリカ規格協会（ＡＮＳＩ）のガイドラインに基づいて維持され、光可調レンズ上における最小スポットのサイズは、光ファイバーの出力像とされる。
【００４２】
＜照射強度プロフィールを生成する方法＞
光可調レンズの定式化に応じて、適切な周波数の光の露光は、屈折変調組成が照射された体積へ拡散し、レンズの屈折パワーに付随する変化を生成することを生じさせる（図１）。光可調レンズのパワーの主な変化は、影響を及ぼされた領域における膨張又は収縮が原因である。しかし、光可調レンズのような閉じられた熱力学システムの屈折率は単位体積当たりの粒子数に比例するため、屈折率の局部集中されたいくらかの変化も同様に生じる可能性がある。例えば、レンズが、図１４に示すようなプロフィールで照射された場合、照射された領域における分子は重合し、照射された領域と未照射領域との間に化学ポテンシャルの差異を生じさせ、照射された領域と未照射領域との間に拡散勾配を効果的に構成する。熱力学的平衡を回復させるため、未露光領域における屈折変調組成は、中心に向って拡散し、局部集中された膨張とレンズパワーの増加を生じさせる。レンズが、図１５に示すようなパターンで照射された場合、分子はレンズの中央部から外部に拡散し、レンズ中心でのレンズパワーを効果的に減少させる。この膨張は、レンズの縁部における境界条件や、レンズの不均一な厚み、或いは、照射に対するレンズ材料の非線形の応答のため、必ずしも照射の線形関数ではない。照射プロフィール、振幅及び露光時間は、ＩＯＬにおける正しい量の変化を生じさせるべく、各患者毎に誂えなければならない。これは、ＩＯＬのパワー変化、非点収差、球面収差及び他の不規則なことを含んでいる。これは、カスタマイズされた照射と呼ばれる。
【００４３】
本発明の一実施形態によれば、レンズ、例えば、ＩＯＬを形成するポリマーマトリクスに分散された屈折変調組成を備えた組成に対して、カスタマイズされた照射強度プロフィールを生成するために、空間光変調器を使用することができる。空間光変調器は、当業者に知られた任意の適切なものとすることが可能である。一実施形態において、空間光変調器は、液晶ディスプレイやデジタル光プロセッサーである。
【００４４】
例えば、ＵＶの電磁照射、スペクトルの可視又は近赤外領域は、市販のビデオ／コンピューター投影システムで使用されているものと同様の投影システムを用いることにより、レンズ上に容易に投影される。とは言っても、これらのプロジェクターは、プロジェクターで使用されるフィルムに取って代わる液晶ディスプレイやデジタル光プロセッサーを使用している。液晶ディスプレイは、透過又は反射モードのいずれにおいても動作することができる。これらは、光の偏光面を回転させるため、偏光及び検光子を光学システムに組み込まなければならない。
【００４５】
デジタル光プロセッサーは、典型的には一辺が１７ミクロンの極小の角型ミラーのアレイから構成される。これらは、ビームの強度を変調するというよりもむしろ、ビームがスクリーン上にある時間を変調する。極小ミラーは６０ｋＨｚの周波数で±１０°傾斜する。ミラーがオン位置に駆動されると、ミラーに入射する光は投影レンズ中に反射する。ミラーがオン位置で無い場合、光はビームダンプに反射し、スクリーンに到達しない。６０ｋＨｚフレームのそれぞれに対して、各ミラーはＯＮ又はＯＦＦのいずれかとなる。従って、ミラーの動作はバイナリーである。デジタル光プロセッサー上での均一な照明に対して、レンズに付加されるエネルギー密度プロフィールは、各ミラーが駆動される回数に比例し、ビームの強度には比例しない。
【００４６】
一定の入射強度を使用し、露光時間を空間的に変化させる方法は、いくつかの利点を有する。すなわち、ａ）前記方法は、強度しきい値レベル（いかなる効果も生じない最小の照射レベル）よりも小さい露光レベルを生成する試みを回避し、ｂ）前記方法は、強度レベルに対する物質効率を補償する必要性を回避し、ｃ）前記方法は、ノモグラム（光強度、プロフィール及び持続時間に対するＩＯＬの応答を詳述する描画）をより容易に開発するものである。
【００４７】
他の実施形態によれば、ＩＯＬ上に照射パターンを投影するべく、従来のフィルム投影型システムにおいて、写真乾板又はフィルムが使用される。一例として、図１０ｂは、１−ｒ２／ｒｍａｘ２の光学密度プロフィールを有するアポダイジングマスク（図１０ａ）を通った光ファイバー出力の投影後の水銀アークランプからの３６５ｎｍラインのビームプロフィールを示す。本実施形態によれば、このような強度プロフィールが光可調レンズの照射用に使用され、レンズにおける望ましい光学パワーの変化を生成する。それぞれ異なる強度プロフィールは、新しい個々のマスクが投影システムに配置されることを必要とする。
【００４８】
カスタマイズされた照射強度プロフィールを生成するべく、液晶ディスプレイ又はデジタル光プロセッサーを用いることにより、カスタマイズされた写真用マスクを作製する時間及び費用を削減することができる。カスタマイズされた照射強度プロフィールの各々は、コンピュータースクリーン上で生成され、液晶ディスプレイ又はデジタル光プロセッサープロジェクターに転送される。コンピュータースクリーン上の可変パターンは、強度パターンの３次元像を表す式で生成することができる。式のパラメーターは、患者の屈折及びノモグラムを用いて、ユーザー又は医者によって変更可能である。また、医者は、彼／彼女自身の経験に基づいて、パターン／式を調整することが可能である。一実施形態において、ＩＯＬのカスタマイズされた照射用の照射強度プロフィールの形状を計算するために、患者の屈折に加えて波面解析システムを使用することができる。
【００４９】
一例として、本実施形態における手順は、通常、前水晶体嚢を切開し、白内障にかかった水晶体を取り除いて、光可調レンズを移植することを含んでいる。創傷治癒及びこれに続く屈折の安定化の後、眼の収差が、従来の屈折矯正技術（ピンぼけ及び非点収差）によって、波面解析（ピンぼけ、非点収差、コマ収差、球面収差及び他のより高次の収差）によって、及び／又は、角膜の地形図（より高次の収差）によって測定される。術後の治癒の後の眼内における収差及びそれらの空間的分布についての知識は、特定の波長、強度プロフィール及び持続時間の光に対する光可調レンズの応答を表すノモグラムによって、患者の視力が矯正されることを許容する。眼内収差のタイプ、大きさ及び空間分布を決定した後、この情報は、光の正しい強度プロフィール及び持続時間を出力するノモグラムと協動するコンピュータープログラムに入力される。必要とされる強度プロフィールの情報は、最終的にデジタル光プロセッサー／投影システムの出力を決定する個々のミラーを制御するべくデジタル光プロセッサーに入力され、パターンが光可調レンズ上に投影される。いったん、光可調レンズが照射され、露光領域への屈折変調組成の分散が生じると、眼は再び屈折させられる。更なる光可調レンズの変更が必要とされるなら、ノモグラム及びデジタル光プロセッサーパターン生成器を用いる手順が繰り返される。いったん所望の収差が矯正されれば、レンズを光学的に固定し（ｐｈｏｔｏｌｏｃｋ）、光可調レンズにおける更なる拡散及びこれに続く屈折変化を効率良く禁止するべく、レンズ全体が照射される。
【００５０】
他の実施形態において、デジタル光プロセッサーは、光可調レンズのＵＶ照射用照射プロフィール／マスクを生成する目的で使用される。インフォーカス　インコーポレイテッド（Ｉｎｆｏｃｕｓ Ｉｎｃ．）で販売されているような市販のデジタル光プロセッサープロジェクターは購入することができ、光学系及び光源を取り除き、ＵＶ光源及びレンズシステムで置き換えることが可能である。光学系及び光源は、試験的ＩＯＬを照射するために取り替えることができる。ＭａｔＬａｂ（数学の問題を解き、画像を生成するための市販のコンピュータープログラム）又は３次元強度プロフィール及び当該プロフィールの２次元強度の投影を視認するための他のグラフィックスプログラムに対して、スクリプトを生成することができる。コンピューターを変更された市販のプロジェクターに接続し、試験的ＩＯＬを計算されたプロフィールで照射することができる。平坦なディスク及びレンズは、光可調レンズ材料から形成され、一つ又はそれより多くの照射ノモグラムを生成するべく、種々のパターン、強度レベル及び露光時間で照射される。典型的な強度パターンは、１−ｒ２／ｒｍａｘ２又はガウス分布（ここで、ｒはＩＯＬ上のオプティカルゾーンの半径である）に近似する。典型的な強度レベルは、２〜１０ｍＷ／ｃｍ２の範囲にあり、典型的な露光時間は、１０〜６０秒の範囲にある。患者の屈折データは、ＩＯＬにおける光学パワーと非点収差を矯正するために、ノモグラムと共に使用することができる。球面収差やコマ収差のようなより高次の収差に対しては、波面センサーは必要とされる。しかし、より時間のかかる標準の屈折技術は、球面収差を測定するために使用されてきたし使用することが可能である。
【００５１】
＜ノモグラムの例＞
この固定用の照射の例は、「トップハット（ｔｏｐ ｈａｔ）」強度プロフィール（図１３）である。このタイプのプロフィールの明らかな特徴は、等しい量の強度がレンズに適用されるということである。更なる例として、光学的に固定する強度（Ｉ）プロフィールは、図１４に示すように、式Ｉ＝Ｉ０（１−ｒ２／ｒｍａｘ２）に相当するものとされる。ここで、Ｉ０はビームのピーク強度であり、ｒはレンズの半径であり、ｒｍａｘはレンズ上の像ビームの半径である。このようなプロフィールは、網膜を保護するために、ＵＶを吸収する添加剤が光可調レンズ内に配置される場合に有用である。光可調レンズは、その直径を横切る種々の厚みを有するため、光可調レンズにＵＶを吸収する種類のものを加えることにより、固定用の照射がレンズの裏面に到達するのを防止することができる。このような状況は、屈折変調組成を光可調レンズの裏面から前面に向かって拡散させる。この作用は、裏面を平坦化し、効率良くレンズパワーを変化させることに影響する。光可調レンズ面にＩ＝Ｉ０（１−ｒ２／ｒｍａｘ２）のプロフィールを配置し、光可調レンズの中央の最も厚い部分とより薄い縁部とに十分な強度を完全に浸透させることにより、光学的に固定することが可能となる。
【００５２】
処理ノモグラム（ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｎｏｍｏｇｒａｍ）は、その最も単純な形式において、プロットされた屈折パワー変化対照射量のＸＹプロットを表す。これらの要求を満足するために開発された応答がノモグラムである。単純なパワーの矯正に対して、ノモグラムは、単にｘ、ｙプロット上の曲線となる。処理ノモグラムの例として、７０重量％の架橋シリコンマトリクス、３０重量％のメタクリル樹脂エンドキャップド（ｅｎｄｃａｐｐｅｄ）ジメチルシロキサン屈折変調組成、及び、１重量％の光重合開始剤から構成される２４個の光可調レンズ（＋２０Ｄの公称パワー）が挙げられる（光可調レンズ組成に関する更なる詳細は、ＰＣＴ／ＵＳ９９／４１６５０を参照）。８個のレンズからなる第１のセットは、図５に示す投影システムと図１５に示すビーム強度プロフィールとを用いて、１０ｍＷ／ｃｍ２で３０秒間照射された。８個の光可調レンズからなる第２及び第３のセットは、第１のセットと同じ投影システム、強度プロフィール及び強度条件を用いて照射された。但し、第２のセットは、５秒の間隔を隔てて３０秒間の露光で２回照射され、第３のセットは、５秒の間隔を隔てて３０秒間の露光で３回照射された点で異なる。照射から２４時間後、光可調レンズシステムは、光可調レンズのパワー変化における安定化によって証明される熱力学的平衡に到達した。斯かる実験の結果を表２に示す。
【表２】
2004513383.tif 000004
【００５３】
正のパワー変化の例として、上記したレンズ同じ組成で組立てられた８個の光可調レンズ（＋２０Ｄの公称パワー）を挙げることができる。これら８個の光可調レンズは、５秒の間隔を隔てた２回の３０秒間の照射量と、図１４に示す強度パターンとを用いて５ｍＷ／ｃｍ２で露光された。斯かる実験の結果及び２４時間後の最終的なパワー変化を表２に記載する。
【００５４】
＜ＵＶ−ＶＣＳＥＬ　パターン生成器＞
ＶＣＳＥＬは、単一エレメントのレーザ、１次元アレイ又は２次元アレイとすることが可能である。各レーザエレメントは、狭い光錐（ｃｏｎｅ ｏｆ ｌｉｇｈｔ）における頂面から略四角のレーザビームを放射する。斯かるデバイスについての研究の殆どは、通信用途のため、近赤外領域に属するものである。いくつかの可視アレイは、スキャニング及び画像検出の用途で開発されている。２次元アレイに対する充填比は、リードに必要とされる空間のため、通常は小さい。９０％よりも大きな充填比を得るため、レンズアレイをＶＣＳＥＬアレイの頂部上に配置することができる。斯かるレーザは、極めて高い高調周波数を有する。レーザの強度を制御することが困難である場合には、露光のエネルギーは、パルス幅変調又は他の変調方法によって制御することができる。各レーザにおける強度又は平均的エネルギーを空間的に制御することによって、効率の良いビーム強度プロフィールを生成することが可能である。このパターン／プロフィールは、光可調レンズ上に又はフィルム上に結像され、所望の屈折パターンを生成する。利点は、直接的な且つ瞬間的な又は略瞬間的な照射パターンの制御を行える点であり、パターンの組合せを増加させることができる。
【００５５】
種々のタイプの空間光変調器及び標準のディスプレイ又は投影光学系によって同じビームプロフィールのバリエーションを達成することができるため、本実施形態に係るＵＶ−ＶＣＳＥＬの副産物は単純さにある。パッケージングサイズの問題は、照射システムが波面センサーや数タイプの視認及びビデオ機能と結合された場合により重要である。
【００５６】
ＶＣＳＥＬは、結像及びスキャニング用途で使用（他の波長において）されてきたが、光可調レンズやフィルムを照射する用途では使用されてこなかった。このようなＵＶ−ＶＣＳＥＬアレイは、Ｐｈｏｔｏｍｉｓｓ Ｓｐｅｃｔｒａ，２００１年３月，ｐ．３０に記載されており、参考として本明細書に取り入れる。
【００５７】
図１１を参照すれば、ＶＣＳＥＬにおいては、その構造を通じて、横方向よりもむしろ垂直方向に光は伝搬する。この方向付けにより、レーザキャビティは、レーザ光の波長に合致するように成長することができる。このような小さなキャビティにより、デバイスの利得バンド幅は、単一の縦モードを支持することができるのみである。この特定のＶＣＳＥＬにおいて、酸化物層は、レーザキャビティの上下に直接的に成長し、デバイスに案内するゲイン及び指数の両方を提供する。
【００５８】
＜光可調レンズを固定するためのゴニオレンズ＞
本発明の一実施形態によれば、ゴニオレンズは、光可調レンズの虹彩によって遮られた部分を照射することによって、光可調レンズを固定するために使用される。本実施形態の利点は、虹彩の背後で遮られたレンズの部分に到達するように、大きな角度で容易に放射を伝送することができるという点にある。
【００５９】
ゴニオレンズは、通常、一端において、眼の曲率半径にきっちりと合致する半径を有する一塊のガラスである。ジェル又は粘弾性材料が、角膜の光学パワーを取り除く又は大幅に低減するための流体をマッチングするインデックスとして使用される。他端のレンズは、網膜で直接視認することを可能にする。ファセットミラー（ｆａｃｅｔｅｄ ｍｉｒｒｏｒｓ）は、一塊のガラスの側面で研磨され、虹彩の上方又は下方から眼の側面を観察可能にする。レーザを眼内にフォーカスするため、又は、他の光学機器のフォーカスの手助けをするため、分離されたレンズがファセットの上方に配置される。眼の領域がファセット間で失われ、ファセットが一緒になるため、ゴニオレンズは、完全な被覆（ｃｏｖｅｒａｇｅ）を提供するために回転する。ゴニオレンズのこの用途において、同じ失われた領域が生じる。このように、ゴニオレンズは、虹彩の背後において照射を固定する完全な被覆を提供するために回転しなければならない。
【００６０】
ゴニオレンズには、１〜４つのファセットが付属している。本実施形態では、最も良好な光被覆を与え、完全な被覆を得るために最も少ない回転量しか必要としないという理由により、４つのミラーのゴニオレンズが選択されている。図１２は、４つのミラーのゴニオレンズを示しており、各ミラーは６２°に位置している。４つの６２°ミラーは、３６０°の視界を与え、そのことによって前眼房の３６０°の投影を単に僅かなレンズ回転で得ている。このようなゴニオレンズは、Ｏｐｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｓ．Ａ． Ｍｅｄｉｃａｌ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｏｄｅｌ ０４ＧＦＡ、又は、Ｔｈｏｒｐｅ ４−ｍｉｒｒｏｒ ｇｏｎｉｏ ｌａｓｅｒ ｌｅｎｓ Ｍｏｄｅｌ ＯＴ４Ｍｇａから入手することができる。Ｒｉｔｃｈ Ｔｒａｂｅｃｕｌｏｐａｓｔｙ ｌａｓｅｒ Ｌｅｎｓ Ｍｏｄｅｌ ＯＲＴＡのような他の４つのミラーの構成も、単一のミラー又は２つのミラーレンズと同様に使用することができる。例として、Ｍａｇｉｃ Ｖｉｅｗ Ｇｏｎｉｏ ｌａｓｅｒ ｌｅｎｓ Ｍｏｄｅｌ ＯｍＶＧＬやＳｉｎｇｌｅ Ｍｉｒｒｏｒ Ｇｏｎｉｏ ｌａｓｅｒ ｌｅｎｓ Ｍｏｄｅｌ ＯＳＮＧＡは、共に単一の６２°ミラーを有し、ｔｗｏ ｍｉｒｒｏｒ ｇｏｎｉｏ ｌａｓｅｒ ｌｅｎｓ Ｍｏｄｅｌ ０２ＭＡは、２つの対向する６２°のミラーを有している。ゴニオレンズは、照射源からの均一の光線を、眼の虹彩の下で、光可調レンズの縁部に潜り込ませ、レンズ全体の固定を可能にする。
【００６１】
＜概要＞
本発明及びその利点を詳細に説明してきたが、添付した請求項で定義しているように、本発明の精神及び範囲から離れることなく、種々の変化、置き換え及び変更が可能であることが理解されるであろう。さらに、本発明の範囲は、明細書で述べた特定の実施形態に係るプロセス、機械、製品、物質組成、手段、方法及び／又はステップに制限されることはない。当業者にとっては、本発明の開示から、本明細書で記載した対応する実施形態と実質的に同じ機能を有し、実質的に同じ効果を奏する現存する又は将来開発されるであろうプロセス、機械、製品、物質組成、手段、方法及びステップを本発明に従って利用できることを迅速に理解するであろう。従って、添付した請求項は、そのようなプロセス、機械、製品、物質組成、手段、方法又はステップの範囲内にあるものを含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係るレンズの中心が照射され、次に変更されたパワーを固定するべくレンズ全体が照射されることを概略的に説明する図である。
【図２】図２は、内部の位置合わせエレメントを具備しない照射システムの例を概略的に説明する図である。
【図３】図３は、外科手術用の顕微鏡の構成における照射システムの例を概略的に説明する図である。
【図４】図４は、スリットランプの構成における照射システムの例を概略的に説明する図である。
【図５】図５は、マスクを光可調レンズ上に結像するための光学デザインの例を概略的に説明する図である。
【図６】図６は、シャックハートマン波面センサーの実施形態を概略的に説明する図である。
【図７ａ】図７ａは、シャックハートマン波面センサーの側面を概略的に説明する図である。
【図７ｂ】図７ｂは、シャックハートマン波面センサーの平面を概略的に説明する図である。
【図８】図８は、ＵＶ発光ダイオードの分光出力を示す。
【図９ａ】図９ａは、ＵＶ発光ダイオードの機械的説明及び照射パターンを示す。
【図９ｂ】図９ｂは、ＵＶ発光ダイオードの機械的説明及び照射パターンを示す。
【図１０ａ】図１０ａは、光可調レンズの光学パワーを矯正するための照射プロフィールの例である。
【図１０ｂ】図１０ｂは、光可調レンズの光学パワーを矯正するための照射プロフィールの例である。
【図１１】図１１は、本発明において使用することができる面発光レーザの概略図である。
【図１２】図１２は、本発明において使用することができるゴニオレンズである。
【図１３】図１３は、本発明において使用される、「トップハット」強度プロフィールを有するノモグラムである。
【図１４】図１４は、本発明において使用される他のノモグラムである。
【図１５】図１５は、本発明において使用される、「トップハット」強度プロフィールを有する更に他のノモグラムである。
【図１】
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【図２】
2004513383.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004513383.tif 000010
【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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