(57)【要約】【課題】  透光体でのエネルギー密度をより低減させ、広視野コンタクトレンズを使用する際の設定スポットサイズの適用範囲を拡大することができる眼科用レーザ治療装置を提供すること。【解決手段】  レーザ光源からのレーザ光を導光するファイバと、ファイバから出射したレーザ光を眼底に照射するパーフォーカルの導光光学系であって、レーザ光のスポットサイズを変倍する変倍光学系を持つ導光光学系を備える眼科用レーザ治療装置において、ファイバの入射端よりレーザ光源側の光路にファイバ出射ＮＡを少なくとも２段階で変えるＮＡ可変光学系と、変倍光学系で変倍するスポットサイズの設定信号を入力する入力手段と、スポットサイズの設定信号に基づいてＮＡ可変光学系の駆動を制御し、導光光学系の光路でのレーザ光のケラレを回避したファイバ出射ＮＡに切換える制御手段と、を備えること。【選択図】      図７
2007159740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源からのレーザ光を導光するファイバと、該ファイバから出射したレーザ光を眼底に照射するパーフォーカルの導光光学系であって、患部に照射されるレーザ光のスポットサイズを変倍する変倍光学系を持つ導光光学系を備える眼科用レーザ治療装置において、前記ファイバの入射端より前記レーザ光源側の光路にファイバ出射ＮＡを少なくとも２段階で変えるＮＡ可変光学系と、前記変倍光学系で変倍するスポットサイズの設定信号を入力する入力手段と、該入力されたスポットサイズの設定信号に基づいて前記ＮＡ可変光学系の駆動を制御し、前記導光光学系の光路でのレーザ光のケラレを回避したファイバ出射ＮＡに切換える制御手段と、を備えることを特徴とする眼科用レーザ治療装置。
【請求項２】
請求項１の制御手段は、前記スポットサイズの変倍と前記導光光学系の光路でのレーザ光のケラレを回避する範囲との関係に基づいて、ファイバ出射ＮＡを大きくするように前記ＮＡ可変光学系を駆動制御することを特徴とする眼科用レーザ治療装置。
【請求項３】
請求項１又は２の眼科用レーザ治療装置において、前記変倍光学系はスポットサイズを少なくとも５０〜５００μｍにて変更可能な光学系であり、前記ＮＡ可変光学系はスポットサイズを５０μｍとしたときに適用するファイバ出射ＮＡに対して少なくとも２倍に拡大可能な光学系を持つことを特徴とする眼科用レーザ治療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を患者眼に導光照射する眼科用レーザ治療装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光源からのレーザ光をファイバにより導光し、ファイバから出射したレーザ光を変倍光学系（ズーム光学系）を介して患者眼の眼底等に導光照射する導光光学系を備え、導光光学系としてファイバ出射端面像を患部に結像させるパーフォカル（同焦点）タイプを用いる光凝固用レーザ治療装置が知られている。この種の装置においては、変倍光学系によるレーザ光の凝固スポットサイズを５０〜１０００μｍの間で適宜選択し、眼底の光凝固を行う。凝固スポットサイズは、空気中を基準に設定される。眼底でのスポットサイズ（ビーム径）は、一般に眼球の屈折力を打ち消すように配置される接触型の負のコンタクトレンズ（例えば、ゴールドマン型の３ミラーレンズ、倍率１．０８倍程度）を用いる場合は、設定スポットサイズと同程度となる。
【０００３】
光凝固時のスポットサイズが小さい場合、角膜や水晶体等の透光体では、レーザ光束は充分大きく、透光体でのエネルギー密度は低くなる。一方、スポットサイズを大きするに従って、透光体でのレーザ光束は小さくなり、エネルギー密度が高めになる。角膜や水晶体等でのエネルギ密度を下げる方法としては、ファイバ出射端後の導光光学系内にできるだけ焦点距離の短い光学素子を配置し、ファイバ出射端に対して、ニアフィールドの結像位置とファーフィールドの結像位置との距離（以下、Ｓｐ値と呼ぶこととする）を小さくする方法が知られている（例えば、特許文献１、２）。
【０００４】
また、眼底光凝固に際しては、接触型の負のコンタクトレンズの他、下記非特許文献１に示されているような広視野倒像コンタクトレンズ（接触型の正のコンタクトレンズ）が使用される。一般的に、透光体上でのビーム径は、眼底上でのスポットサイズより大きい方が好ましいことが知られている（例えば、非特許文献２）。
【非特許文献１】池田  誠宏、「Quadrashpericレンズを用いた網膜光凝固」、眼科診療プラクティス  ３  レーザ治療の実際、第１版、１９９３年１月１日、文光堂、Ｐ５５
【非特許文献２】David Dewy,Corneal and retinal energy density with various laser beam delibery systems and contact lenses,SPIE, Vol.1423,Ophthalmic Technologies,1991,P105-116
【特許文献１】特開平６−２９４９３９号公報
【特許文献２】特開平９−１４５９９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、非特許文献１のように、おおよそ２倍の広視野倒像コンタクトレンズを使用すると、変倍光学系による設定スポットサイズに対して眼底でのスポットサイズが２倍程度になるとと共に、比較的大きな凝固サイズを用いた場合、コンタクトレンズの集光系の特性から透光体でのエネルギ密度が高くなる。特にパーフォカルタイプの装置の場合に、この傾向は顕著となる。このため、設定スポットサイズは２００μｍ（眼底では約４００μｍ）程度までにすべきとされており、広視野倒像コンタクトレンズを使用する際のスポットサイズの適用範囲が限られていた。
【０００６】
この問題に対して、上記のように、大きなスポットサイズを使用したときのＳｐ値を小さく、透光体での光束径を広げる方法が考えられるが、ファイバ出射後の導光光学系によりＳｐ値を小さくするには限界がある。Ｓｐ値をより小さくしようとすると、ファイバ出射後の導光光学系に配置するレンズの焦点距離をより短くしなければならず、そのためにはレンズ径の極めて小さいレンズを使用する必要がある。焦点距離の短いレンズの製造は難しく、また、焦点距離の短いレンズを用いると導光光学系の軸出し調整が一層難しくなる。さらに、Ｓｐ値を小さくすると、光学系の歪曲収差により照射スポットに歪みが生じやすくなる。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、角膜や水晶体等でのエネルギー密度をより低減させ、広視野倒像コンタクトレンズを使用する際に設定するスポットサイズの適用範囲を拡大することができる眼科用レーザ治療装置を提供することを技術課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
（１）  レーザ光源からのレーザ光を導光するファイバと、該ファイバから出射したレーザ光を眼底に照射するパーフォーカルの導光光学系であって、患部に照射されるレーザ光のスポットサイズを変倍する変倍光学系を持つ導光光学系を備える眼科用レーザ治療装置において、前記ファイバの入射端より前記レーザ光源側の光路にファイバ出射ＮＡを少なくとも２段階で変えるＮＡ可変光学系と、前記変倍光学系で変倍するスポットサイズの設定信号を入力する入力手段と、該入力されたスポットサイズの設定信号に基づいて前記ＮＡ可変光学系の駆動を制御し、前記導光光学系の光路でのレーザ光のケラレを回避したファイバ出射ＮＡに切換える制御手段と、を備えることを特徴とする。
（２）  （１）の制御手段は、前記スポットサイズの変倍と前記導光光学系の光路でのレーザ光のケラレを回避する範囲との関係に基づいて、ファイバ出射ＮＡを大きくするように前記ＮＡ可変光学系を駆動制御することを特徴とする。
（３）  （１）又は（２）の眼科用レーザ治療装置において、前記変倍光学系はスポットサイズを少なくとも５０〜５００μｍにて変更可能な光学系であり、前記ＮＡ可変光学系はスポットサイズを５０μｍとしたときに適用するファイバ出射ＮＡに対して少なくとも２倍に拡大可能な光学系を持つことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、角膜や水晶体等でのエネルギー密度をより低減させ、広視野倒像コンタクトレンズを使用する際に設定するスポットサイズの適用範囲を拡大することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に図面を用いて、本発明の実施形態を説明する。
図１は患者眼の光凝固を行う眼科用レーザ治療装置の外観図である。１は装置本体であり、光凝固に使用する治療用のレーザ光源やエイミング光に使用する光源、エイミング光及び治療用レーザ光を光ファイバ２に入射させる光学系が収納されている。
【００１１】
３はレーザ出力や照射時間等のレーザ照射条件や装置の必要な設定を行うコントロール部である。４は患者眼を観察しながらレーザ光を患者眼の患部に照射するスリットランプデリバリであり、光ファイバ２に導光されたレーザ光を照射するレーザ照射部５、患者眼をスリット照明する照明部６、双眼の顕微鏡部４ａを備える。８はレーザ照射のトリガ信号を送出するフットスイッチである。
【００１２】
レーザ照射部５には、患者眼眼底上に結像するレーザ光のスポット像（光ファイバの出射端面像）の径（倍率）を変えるためのスポット径調節ツマミ５ａが設けられている。スポット径調節ツマミ５ａを使用することにより、レーザ光のスポット径を５０μｍから１０００μｍまで変えることができる。
【００１３】
図２は本実施形態の光学系を説明する模式図である。レーザ光源１０からのレーザ光は集光レンズ１２によりファイバ２の入射端面に集光され、ファイバ２内に入射する。集光レンズ１２とレーザ光源１０の間にはダイクロイックミラー１１が配置され、エイミング用の光源１５から出射された可視のレーザ光はコリメータレンズ１６を介した後、ダイクロイックミラー１１によりレーザ光源１０からのレーザ光と同軸にされる。６０は駆動ユニットであり、６１は駆動ユニット６０に取り付けられたガラス板（ＮＡ可変光学系）である。７０は制御部であり、コントロール部３と接続される。駆動ユニット６０は制御部７０と接続され、制御部７０の指令信号に基づいて、駆動ユニット６０を動作させる。このとき、制御部７０はコントロール部３での設定又はスポット径調節ツマミ５ａによるスポットサイズの設定信号に基づいて指令を出す。これら駆動ユニット６０とガラス板６１、制御部７０により、ＮＡ可変光学系を制御する制御手段が構成される。駆動ユニット６０は、ガラス板６１を矢印方向に動かすことにより、レーザ光源１０と集光レンズ１２との間にガラス板６１を挿脱し、レーザ光のファイバ２への入射ＮＡを可変させる。ガラス板６１が光路に挿入されるとファイバ入射ＮＡは拡大し、ガラス板６１が光路から抜かれるとファイバ入射ＮＡは減少する（元に戻る）。これらの動作及び原理についての詳細は後述する。本実施形態で使用する治療用のレーザ光源１０は、１０６４ｎｍの基本波を発振するNd：YAG レーザから、その２倍波（５３２ｎｍ  直線偏光）である緑色光を得るものを使用している。またエイミング用の光源１５には６３５ｎｍの赤色光を発する半導体レーザを使用している。
【００１４】
光ファイバ２によりレーザ光源１０からのレーザ光はレーザ照射部５に導かれる。光ファイバ２の出射端面２ａから出射されるレーザ光のエネルギ分布は、光ファイバ２を使用することで略均一化される。レーザ照射部５内部には光ファイバ２から出射されるレーザ光をターゲット（患者眼Ｅの眼底、虹彩等）へ導光するための照射光学系２０を備える。照射光学系２０は集光レンズ２１、レンズ２３、変倍光学系としてのズームレンズ２２、２４、レーザ光の出射方向を変えるための可動ミラー２６を備え、ズームレンズ２２、２４はスポット径調節ツマミ５ａを使用することにより、光軸Ｌ上を移動し、レーザ光の結像倍率（スポットサイズ）を変える。光凝固用の変倍光学系としては、スポットサイズを少なくとも５０〜５００μｍの間にて変えられることが好ましい。スポット径調節ツマミ５ａによるスポットサイズの設定値はポテンショメータ２５により検知され、スポットサイズの設定信号は制御部７０に入力される。ツマミ５ａ、ポテンショメータ２５、制御部７０により一連の入力手段が形成される。また、制御部７０とコントロール部３でも入力手段が担われる。可動ミラー２６で反射されたレーザ光は、コンタクトレンズ３５を介して患者眼Ｅの眼底に照射される。コンタクトレンズ３５に選ぶものによって、眼底等の拡大率が異なるため、装置本体１での設定スポットサイズにコンタクトレンズ３５の倍率を掛けたものが、眼底でのスポットサイズとなる。なお、可動ミラー２６は図示を略すマニピュレータによって移動され、レーザ光の照射位置が変えられる。
【００１５】
照明部６には照明光源４０が配置され、照明光源４０からの照明光はコンデンサーレンズ４１、スリット４２、投影レンズ４３を介した後、分割ミラー４５ａ、４５ｂで反射されて患者眼Ｅを照明する。４４は分割ミラーで反射される照明光の光路長を補正する補正レンズである。また、双眼の顕微鏡部４ａは対物レンズ５０、変倍光学系５１、保護フィルター５２、正立プリズム群５３、視野絞り５４、接眼レンズ５５を備える。
【００１６】
以上のような構成を備えるレーザ治療装置の原理及び動作について説明する。図３及び図４は、レーザ照射部５に配置された導光光学系の模式図（光線図）である。このときのファイバ出射ＮＡ（開口数）は０．０８としている。図３はスポットサイズが比較的小さい場合（５０μｍ）を示し、図４はスポットサイズが比較的大きい場合（２００μｍ）を示している。図３（ａ）は軸上光束Ｌ１を示した図であり、図３（ｂ）は軸外光束Ｌ２を示した図である。図４（ａ）は軸上光束Ｌ３を示した図であり、図４（ｂ）は軸外光束Ｌ４を示した図である。図３の各レンズは図２のものを模式的に示したものであり、その役割は同じである。ここで示しているレンズのサイズは簡便のため、デフォルメしている。
【００１７】
ファイバ２の出射端面２ａから出射されたレーザ光は集光レンズ２１で集光され、ズームレンズ２２、レンズ２３、ズームレンズ２４を通過する。レーザ光は可動ミラー２６で反射され、患者眼Ｅに接触されたコンタクトレンズ３５を通って、眼底へと照射される。ズームレンズ２２、２４が連動して動くことにより、レーザ光のスポットサイズが変更される。図３では説明の簡便のため、可動ミラー２６を点線で示し、ミラーによる反射のない直線的な光線図としている。また、コンタクトレンズ３５、患者Ｅの図示や屈折も省略している。ここでは、患者眼Ｅの眼底に相当する照射面Ｆを用いている。
【００１８】
図３では、スームレンズ２２が出射端面２ａ側に動き、ズームレンズ２４がターゲット面Ｆ（眼底）側に動くことで、照射面Ｆでのスポットサイズを小さくしている。図３（ａ）の軸上光束Ｌ１は、出射端面２ａの光軸中心から出射され、導光光学系の光軸Ｌと同軸で照射面Ｆへと導かれる。軸上光束Ｌ１は、照射面ＦのスポットＳの中心部Ｓ１に集光される。図３（ｂ）の軸外光束Ｌ２は、出射端面２ａの軸外から出射され、照射面Ｆへと導かれる。軸外光束Ｌ２は、照射面ＦのスポットＳの周辺部Ｓ２に集光される。出射端面２ａは照射面Ｆと共役となっているため、出射端面２ａから出射した光束は照射面Ｆのそれぞれに対応する位置に集光する。また、光束Ｌ２のうち出射端面２ａから光軸に平行に出射された光線（光束Ｌ２の中心光線：主光線）は、照射面ＦからＳｐの距離だけ離れたファーフィールド結像面Ｎで光軸と交わる。同様に、出射端面２ａから光軸と平行に出射された光線は結像面Ｎで集光する。
【００１９】
このようにして出射端面２ａの像が小さいサイズのスポットＳとして、照射面Ｆに結像される。照射面Ｆはファイバ出射端面２ａのニアフィールド結像面となっている。また、出射端面２ａから平行に出射された光線はファーフィールド結像面である結像面Ｎで結像する。
【００２０】
図４では、スームレンズ２２が照射面Ｆ側に動き、ズームレンズ２４が出射端面２ａ側に動くことで、照射面Ｆでのスポットサイズを大きくしている。図３の場合と同様に、出射端面２ａの中心からの照射光が、軸上光束Ｌ３となり、照射面ＦのスポットＳの中心部Ｓ１へと導かれる。また、出射端面２ａの軸外からの照射光が、軸外光束Ｌ４となり、照射面ＦのスポットＳの周辺部Ｓ２へと導かれる。
【００２１】
このようにして、大きいサイズのスポットＳが照射面Ｆに形成される。照射面Ｆは出射端面２ａと共役とされ、ファイバ出射端面２ａのニアフィールド結像面である。軸外光束Ｌ４の主光線と光軸Ｌとの交点はファイバ出射端面２ａのファーフィールド結像面となる。
【００２２】
図４（ｂ）のＭは、図４の光学系でレンズ２１を小さくしたと想定した場合の最外の軸外光束の主光線の一部分である。この主光線Ｍが光軸Ｌと交わった点と、照射面Ｆの中心点との距離がこのときのＳｐ値、Ｓｐ２となる。図示するように、スポットＳが同じ大きさであっても、軸外の主光線が光軸Ｌに対して、外側から照射面Ｆに入射されると、透光体Ｔではのビーム径は広がる。従って、透光体Ｔ上でのレーザ光のエネルギー密度も低下する。このようにして、照射面Ｆに対して設定したスポットサイズが大きい場合、Ｓｐ値を小さくすると透光体Ｔでのエネルギー密度が低減できることがわかる。よって、照射レーザ光のスポットサイズが大きい場合、照射面Ｆの手前（透光体Ｔ）での光束が細くなるため、Ｓｐ値はできるだけ小さい方が好ましいとされる。つまり、透光体Ｔでの光束が広いことが好ましい。このような傾向は、図示した光学系以外でも一般に起こるものである。
【００２３】
図３、４で形成されたそれぞれのスポットＳでの光束のふるまいを比較すると、照射面Ｆより手前側、つまり、角膜や水晶体等の透光体Ｔでの光束径に違いがある。眼底でのスポットＳが小さい場合は、透光体Ｔでの光束が太くなり、スポットＳが大きい場合に透光体Ｔでの光束が細くなる。透光体Ｔでのレーザ光のエネルギー密度は、光束が太い場合より細い方が上昇する。このとき、透光体Ｔに何らかの混濁等があると、そこでレーザ光が吸収され、透光体組織に熱損傷を与える可能性がある。
【００２４】
そこで、スポットサイズが大きくても、透光体Ｔでの光束径が細くならない導光光学系の設計として、ニアフィールド結像面とファーフィールド結像面の距離（Ｓｐ値）をできるだけ小さくする方法がある。この場合、集光レンズ２１とズームレンズ２２の焦点距離を短いものに変更するが、レンズの焦点距離を短くすると、レンズ径が自体が小さくなり、製造上の困難性を伴う。また、レンズ２１、２２の屈折度が増すため、中心軸が多少ズレるだけで、ファイバ２から出射されたレーザ光が光軸から逸れてしまう。このため、軸出し作業に手間がかかる。また、レンズ２１、２２が小さくなるために、レンズ上やレンズ内でのレーザ光のエネルギー密度が増し、レンズ２１、２２が損傷する可能性が高くなる。以上のようなことから、導光光学系のＳｐ値を小さくする設計は簡単なことではなく、限界がある。
【００２５】
この対応として、透光体Ｔでの光束径を太くするために、ファイバ２の出射ＮＡを広げる方法が考えられる。例えば、出射端面２ａでの出射ＮＡを０．０８から０．１６にした場合、軸上光束や軸外光束等のレーザ光束は約２倍となる。図５は、図４（スポットサイズ＝２００μｍ）に対してＮＡを０．１６としたときの光線図である。図示するように、軸上光束Ｌ３及び軸外光束Ｌ４の出射端面２ａでのＮＡが広がっている。透光体Ｔでの光束径もＮＡ０．０８（図３の場合）と比べて広くなっている。このため透光体Ｔでのエネルギー密度が低減される。このとき、図４（ｂ）、図５（ｂ）で示されるそれぞれのＳｐ値は変わっていない。つまり、Ｓｐ値を変えずに、透光体Ｔでのエネルギー密度を低減させている。
【００２６】
しかし、ファイバ出射ＮＡの拡大を小スポットサイズのときも固定しておくと、レーザ光の光束が太くなり、レーザ光がミラー２６やレンズ２３，２４でケラレて効率的なレーザ光が患者眼に照射できなくる。図６は、図３のスポットサイズが小さいときに対して、ＮＡを０．１６としたときの光線図である。図示するように、軸上光束Ｌ１及び軸外光束Ｌ２の出射端面２ａでのＮＡが広がっている。このとき、レンズ２３、ズームレンズ２４、可動ミラー２６では、出射端面２ａから出射されたレーザ光はケラレており、照射面Ｆに充分なエネルギー強度のレーザ光が照射されていない。このように、ファイバ２の出射ＮＡを広げると、スポットサイズが大きいときは、透光体Ｔでのエネルギー密度が低減されるが、スポットサイズが小さいときは導光光学系でケラレが起きてしまう。このケラレをなくすためには、レンズ２３、ズームレンズ２４、可動ミラー２６を大きくする必要が生じるが、レンズ２３、２４を大きくするとスリットランプデリバリ自体が大きくなってしまう。また、可動ミラー２６を大きくすると、術者の視野を狭めることとなる。これは、図１の観察光学系と導光光学系が同軸とされる部分で、双眼である観察光学系の右眼と左眼との間に可動ミラー２６が置かれる構成となっていることによる。従って、可動ミラー２６をある程度のサイズ以上にすることは容易なことではない。
【００２７】
そこで、変倍光学系により変えられるスポットサイズが小スポットのときはファイバ２の出射ＮＡを小さくして、ファイバ２から後の導光光学系による光束のケラレを無くす。一方、大スポットに変えたときはファイバ２の出射ＮＡを広げ、透光体Ｔでのエネルギー密度を低減する。
【００２８】
図７は、ファイバ２の入射前にレーザ光のＮＡを可変させる手段について説明する図である。図７（ａ）は入射ＮＡが０．０８のときを示し、図７（ｂ）は入射ＮＡが０．１６のときを示した図である。図７（ａ）では、レーザ光源１０から出射されたレーザ光が集光レンズ１２で集光され、ファイバ２へと入射されている。図７（ｂ）では、スポットサイズの設定によるＮＡ変更信号を受けた制御部７０が駆動ユニット６０を動作させ、ガラス板６１をレーザ光源１０と集光レンズ１２の間に挿入している。ガラス板６１はレーザ光源１０から出射したレーザ光の中心光軸に対して傾けられているため、ガラス板６１を透過するレーザ光は屈折される（横ずれが起きる）。また、ガラス板６１はレーザ光を中心光軸から偏心させる程度の厚み、ここでは１．６ｍｍを持っているため、図７（ａ）のときに対して集光レンズ１２に入射するレーザ光の光軸をずらすとができる。ガラス板６１で光軸に対して横ずれしたレーザ光は集光レンズ１２により、ファイバ２へと入射される。このとき、ファイバ２へと入射されるレーザ光は集光レンズ１２の周辺側を通るため、ファイバ２への入射角（入射ＮＡ）はガラス板６１がないときよりも大きくなる。これにより、ファイバ２の出射端面２ａでの出射角（出射ＮＡ）も大きくなる。このときの出射ＮＡは、入射ＮＡに対応している。つまり、入射ＮＡ０．０８のならば、ほぼ出射ＮＡ０．０８に、入射ＮＡ０．１６ならば、ほぼ出射ＮＡ０．１６となる。このようにして、コントロール部３の操作によって、ファイバの出射ＮＡを切り換えることができる。図７の例のようにファイバ入射ＮＡ（ファイバ出射ＮＡ）の切換えを２段階で行う場合、その入射ＮＡの切換えは、レーザ光がケラレないスポットサイズで行うことが好ましい。例えば、スポットサイズ１００μｍ以上で入射ＮＡを広くする。
【００２９】
このようなＮＡの切り換えを以下に説明する。術者がスポット径調節ツマミ５ａを調節し、所望のスポットサイズを選択する。選択されたスポットサイズに応じて、ズームレンズ２２、２４が移動される。このとき、ポテンショメータ２５からスポットサイズの設定信号が制御部７０へ入力される。制御部７０はスポットサイズの設定信号に応じてガラス板６１を光路に挿入するか否かを決定する。例えば、スポットサイズが１００μｍ未満の場合は、ガラス板６１を光路から外したままとする。スポットサイズが１００μｍ以上の場合は、ガラス板６１を光路に挿入してファイバ出射ＮＡを０．１６に変える。これにより、導光光学系（特にＳｐ値）を変更することなく、また、導光光学系でのレーザ光のケラレを回避しつつ、角膜や水晶体でのエネルギ密度を低減したレーザ照射が行える。
【００３０】
なお、以上説明した実施形態では、傾けたガラス板６１を光路に対して横切るように駆動させて、挿脱させたが、これに限るものではない。回転駆動を用いる方法であってもよい。例えば、金属製等の円盤に穴あき部分を２箇所つくり、一方にのみガラス板を貼り付け、光軸に対して角度を付けて回転させる構成としてもよい。また、ガラス板に穴をあけ、ガラス板事態を回転させる構成としてもよい。
【００３１】
また、図７ではファイバ出射ＮＡの２段階の切換えとしたが、大スポットのときにより角膜等でのエネルギ密度を低減するためには、さらに多段階に切換えられる構成とし（例えば、ガラス板６１の厚みを変えたものを準備する、ガラス板の角度を変える等。）、大スポットにするほどファイバ出射ＮＡを大きくすれば良い。さらに好ましくは連続可変としても良い。図８により、ＮＡ可変光学系の変容例を説明する。
【００３２】
図８（ａ）に示すように、レンズユニットを光路上に挿脱する構成としてもよい。例えば、レーザ光源１０と集光レンズ１２の間に、凹レンズ８０と凸レンズ８１を同軸となるように組み合せたユニットをつくり、挿脱させてもよい。この場合、凹レンズ８０で光束を広げ、凸レンズ８１で集光レンズ１２までの光束を略平行光束とすればよい。また、集光レンズ１２と、光路上に挿入したレンズ８０、８１のいずれか一方を光軸方向に動かして、ファイバ入射ＮＡを変更する構成としてもよい。このようにすれば、ファイバ入射ＮＡを連続的に変化させることができる。
【００３３】
また、図８（ｂ）に示すように、凸レンズ８２、８３を組み合せたユニットをつくり、挿脱する構成でもよい。この場合は、凸レンズ８２、８３を別々に駆動させ、凸レンズ８２、８３の中心軸を通る場合と周辺を通る場合を制御し、ファイバ入射角を可変とする構成としてもよい。
【００３４】
また、ガラス板やレンズだけを用いる方法でなくてもよい。例えば、図８（ｃ）に示すように、レーザ光源側に１／２波長板８４を置き、集光レンズ側にＰＢＳ８５を置き、レーザ光の偏光方向によって、集光レンズ１２の周辺側に光を導く構成としてもよい。ＰＢＳ８５は、偏光ビームスプリッタの略であり、Ｐ偏光は通過させるが、Ｓ偏光は反射する特性を持っている。ＰＢＳ８５は、偏光方向によって反射特性が異なるビームズプリッタにミラーを接合し、構成されている。１／２波長板８４を駆動、制御し、ＰＢＳ８５へと導かれるレーザ光の偏光方向を切換える。ＰＢＳ８５に入射されるレーザ光がＰ偏光であれば通過させ、光軸上の集光レンズ１２へと導かれる。ＰＢＳ８５に入射されるレーザ光がＳ偏光であれば、集光レンズ１２の周辺部へと導かれる。このようにして、レーザ光の偏光方向を１／２波長板の制御で切り換えることで、入射ＮＡを切換えてもよい。
【００３５】
また、例えば、図８（ｄ）に示すように、ロンボイドプリズム８６をレーザ光源１０と集光レンズ１２の光路上で動かす構成としてもよい。プリズム８５は、その中心部では入射光をそのまま通過させ、周辺部では反射させることにより、光軸を平行移動させることができるため、プリズム８６の移動に伴ってレーザ光の光軸をずらすことができる。従って、ロンボイドプリズム８６を動かして、ファイバ２への入射ＮＡを変化させることができる。
【００３６】
次に、コンタクトレンズ３５に広視野倒像レンズを用いた場合の照射レーザ光のスポットサイズの設定について説明する。図９は、広視野倒像レンズ１００を患者眼Ｅにあてた状態を示した模式図である。１１０は患者眼の眼底を示し、１１１は角膜、１１２は水晶体である。１１３は虹彩である。１０１は広視野倒像レンズ１００のカバーであり、このカバー１００の中にはレンズ１０２、１０３が取付けられている。これらレンズ１０２、１０３により、眼底１１０は、２倍程度に拡大される。術者はレンズ１００を持ち、患者眼Ｅの角膜１１１に押しあてることで、患者眼Ｅを保持してレーザ光を照射する。レンズ１００は、眼底１１０を広く観察、照明するために、虹彩１１３辺りで入射レーザ光の光束が最も細くなる構造となっている。このため、角膜１１１、水晶体１１２等の透光体でのスポットサイズが小さくなり、眼底に照射するレーザ光のスポットサイズをあまり大きくできない。
【００３７】
そこで、先に述べた本発明の実施形態で、広視野倒像レンズ１００を用いた光凝固時にどの程度まで照射レーザ光のスポットサイズが拡大可能であるかを説明する。まず、ファイバ出射ＮＡを変化させると、透光体でのビーム径がどのような変化が生じるかを、図１０を使用して説明する。図１０では、照射レーザ光のＮＡを５段階で変化させた場合の透光体上でのビーム径を計算した結果を示している。ここでは、広視野倒像レンズ１００を用いた場合のビーム径を算出している。図１０では、ＮＡ０．０８からＮＡ０．４まで、ＮＡを０．０８ずつ変化させている。図１０（ａ）、（ｂ）のいずれの図でも横軸は照射レーザ光の眼底でのスポットサイズを表している。ここでは、２倍程度の広視野倒像レンズ１００を用いるいるため、眼底でのスポットサイズは装置本体１で設定したスポットサイズの２倍程度となっている。図１０（ａ）、（ｂ）の縦軸は各透光体上でのビーム径を表している。図１０（ａ）は角膜上、図１０（ｂ）は水晶体上のビーム径についてのグラフである。
【００３８】
図１０（ａ）、（ｂ）に示されるように、照射レーザ光のスポットサイズが大きくなるに従って、各透光体でのビーム径が小さくなる傾向が分かる。図上の「角膜上＝網膜上」、「水晶体上＝網膜上」のラインは、透光体上でのビーム径が眼底上でのスポットサイズと同じ大きさになる部分を示している。このラインは、一般的に言われている目安であり、先に挙げた日特許文献２にも記載されている。図示するように、ＮＡを大きくするに従って、各透光体での光束（ビーム径）が大きくなる傾向にある。ビーム径が大きくなることで、透光体上でのエネルギー密度が低下する。すなわち、ＮＡ０．０８の場合は適用可能な眼底でのスポットサイズは４００μｍ（多くとも５００μｍ、設定スポットサイズで２００〜２５０μｍ）程度までであったが、２倍のＮＡ０．１６にした場合は６００μｍ（設定スポットサイズで３００μｍ）まで適用可能になり、３倍のＮＡ０．２４にした場合は７００μｍ（設定スポットサイズで３５０μｍ）程度まで適用可能となる。さらに、４倍のＮＡ０．３２にした場合は８００μｍ（設定スポットサイズで４００μｍ）まで適用可能になり、５倍のＮＡ０．４にした場合は９００μｍ（設定スポットサイズで４５０μｍ）まで適用可能となる。
【００３９】
しかしながら、導光光学系の可動ミラー２６等のサイズの問題から、ＮＡを大きくするには限界がある。図１１は、ＮＡを変えたときの照射レーザ光のスポットサイズと可動ミラー２６位置での光束径の関係を示す図である。図１１の縦軸は照射レーザ光のビーム径であり、横軸は可動ミラー２６位置での光束の半径を表している。図１１でも図１０と同様にＮＡを５段階で変化させている。図１１の横軸に水平なラインは可動ミラー２６の限界サイズを示したものである。例えば、可動ミラー２６の限界サイズを２０ｍｍとすれば、この限界を示すラインは１０ｍｍとなる。このラインを超えるとレーザ光はケラレてしまう。図示するように、ＮＡを大きくするに従って適用できる設定スポットサイズも大きくなる。すなわち、ＮＡ０．０８の場合は最小の５０μｍ（眼底で１００μｍ）までカバーできているが、２倍のＮＡ０．１６では１００μｍ（眼底で２００μｍ）以上が適用可能であり、ＮＡ０．２４では１５０μｍ（眼底で３００μｍ）以上が適用可能であり、ＮＡ０．３２では２００μｍ（眼底で４００μｍ）以上が適用可能であり、ＮＡ０．４では２５０μｍ（眼底で５００μｍ）以上が適用可能である。ここで説明したＮＡとスポットサイズの対応は、本実施形態の光学系に関してのものであり、他の光学系であれば、これらＮＡとスポットサイズの対応は多少異なる。
【００４０】
以上のようなことから、ファイバ出射ＮＡは、ファイバより後の導光光学系、特に、可動ミラー２６でレーザ光がケラレることを回避する範囲との関係で変更することが必要となる。図７で示したように、ＮＡ０．８とＮＡ０．１６の２段階の切換えの構成においては、設定スポットサイズ５０μｍ以上〜１００μｍ（眼底で１００〜２００μｍ）未満まではＮＡ０．０８とし、１００μｍ（眼底で２００μｍ）以上の場合にＮＡ０．１６に切換える。さらにＮＡ０．２４が追加された３段階の切換えの構成においては、さらに設定スポットサイズが１５０μｍ（眼底で３００μｍ）以上の場合にＮＡ０．３２に切換える。同様に、さらにＮＡ０．３２が追加された４段階の切換えの構成においては、設定スポットサイズが２００μｍ（眼底で４００μｍ）以上の場合にＮＡ０．２４に切換える。さらにＮＡ０．４が追加された５段階の切換えの構成においては、設定スポットサイズが２５０μｍ（眼底で５００μｍ）以上の場合にＮＡ０．４に切換える。ＮＡを連続可変の構成においは、さらに切換えのステップを細かくすることができる。スポットサイズの変倍と導光光学系の光路でのレーザ光のケラレを回避する範囲との関係は、制御部７０が持つメモリに予め記憶しておけば良い。
【００４１】
このスポットサイズとＮＡの対応に基づいて、先に述べた実施形態のように、術者がスポット径調節ツマミ５ａにより所望するスポットサイズを選択すると、その設定信号が制御部７０に入力され、それに応じて適したＮＡが切換えられる。ここでのスポットサイズとＮＡの関係性の定義は、可動ミラー２６のサイズやデリバリの設計等に依存し変わってくる。
【００４２】
上記の実施形態では、スポット径調節ツマミ５ａの操作によって自動的にスポットサイズの設定信号が制御部７０に入力されるものとしたが、操作パネル３に設けられたスイッチによってスポットサイズの選択信号が入力される構成としても良い。この場合、レーザ照射部５側に配置したポテンショメータ２５やその通信ケーブルを省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】眼科用レーザ治療装置の外観図である。
【図２】本実施形態の光学系を説明する模式図である。
【図３】スポットサイズが比較的小さい場合のレーザ照射部５に配置された導光光学系の模式図（光線図）である。
【図４】スポットサイズが比較的大きい場合のレーザ照射部５に配置された導光光学系の模式図（光線図）である。
【図５】図４（スポットサイズ＝２００μｍ）に対してＮＡを０．１６としたときの光線図である。
【図６】図３のスポットサイズが小さいときに対して、ＮＡを０．１６としたときの光線図である。
【図７】ファイバ２の入射前にレーザ光のＮＡを可変させる手段について説明する図である。
【図８】ＮＡ可変光学系の変容例を説明する図である。
【図９】広視野倒像レンズ１００を患者眼Ｅにあてた状態を示した模式図である。
【図１０】照射レーザ光のＮＡを５段階で変化させた場合の透光体上でのビーム径を計算した結果を示した図である。
【図１１】ＮＡを変えたときの照射レーザ光のスポットサイズと可動ミラー２６位置での光束径の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
２  光ファイバ
２ａ  ファイバ出射端面
３  コントロール部
４  スリットランプデリバリ
５ａ  スポット径調節ツマミ
１０  レーザ光源
１２  集光レンズ
２０  照射光学系
２５  ポテンショメータ
２６  可動ミラー
６０  駆動ユニット
６１  ガラス板
１００  広視野倒像レンズ
【図１】
2007159740.tif 000003
【図２】
2007159740.tif 000004
【図３】
2007159740.tif 000005
【図４】
2007159740.tif 000006
【図５】
2007159740.tif 000007
【図６】
2007159740.tif 000008
【図７】
2007159740.tif 000009
【図８】
2007159740.tif 000010
【図９】
2007159740.tif 000011
【図１０】
2007159740.tif 000012
【図１１】
2007159740.tif 000013