(57)【要約】【課題】収差による影響を適切に抑制することが可能な眼科用レーザ手術装置および収差補正方法を提供する。【解決手段】眼科用レーザ手術装置は、パルスレーザ光を患者眼の組織内に集光させることで患者眼を処置する。眼科用レーザ手術装置は保持機構４０を備える。保持機構４０は、レーザ光の光路上に設置される光学素子の少なくともいずれかを、パルスレーザ光の光軸に交差する方向に移動可能な状態で保持する。保持機構４０によって保持されている光学素子が、光軸に交差する方向に移動されることで、パルスレーザ光の収差が補正される。【選択図】図２
2017176777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルスレーザ光を患者眼の組織内に集光させることで前記患者眼を処置する眼科用レーザ手術装置であって、
レーザ光の光路上に設置される光学素子の少なくともいずれかを、前記パルスレーザ光の光軸に交差する方向に移動可能な状態で保持する保持機構を備え、
前記保持機構によって保持されている前記光学素子が、前記光軸に交差する方向に移動されることで、前記パルスレーザ光の収差が補正されることを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
【請求項２】
請求項１に記載の眼科用レーザ手術装置であって、
前記保持機構は、
前記パルスレーザ光のビーム径を拡大させるビームエキスパンダが備える複数のレンズの一部を、前記光軸に交差する方向に移動可能な状態で保持することを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の眼科用レーザ手術装置であって、
前記保持機構によって保持されている光学素子を前記光軸に交差する方向に移動させるアクチュエータと、
前記アクチュエータの駆動を制御する制御部と、
をさらに備えたことを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
【請求項４】
請求項３に記載の眼科用レーザ手術装置であって、
前記パルスレーザ光の光源から前記患者眼へ延びる光路から分岐した光路上に設けられ、前記パルスレーザ光の特性を測定する測定器をさらに備え、
前記制御部は、前記測定器によって測定された結果に応じて前記アクチュエータの駆動を制御することを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれかに記載の眼科用レーザ手術装置であって、
前記パルスレーザ光の光路のうち、前記眼科用レーザ手術装置の本体と前記患者眼の間に介在するインターフェースの少なくとも一部を撮影する撮影手段をさらに備え、
前記制御部は、前記撮影手段によって撮影された画像から、装着されている前記インターフェースの状態を検出し、検出した前記インターフェースの状態に応じて前記アクチュエータの駆動を制御することを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
【請求項６】
パルスレーザ光を患者眼の組織内に集光させることで前記患者眼を処置する眼科用レーザ手術装置であって、
前記パルスレーザ光の光路上に設置されると共に、前記パルスレーザ光の収差を変更する収差変更部と、
前記パルスレーザ光の光源から前記患者眼へ延びる光路から分岐した光路上に設けられ、前記パルスレーザ光の特性を測定する測定器と、
を備え、
前記測定器によって測定された結果に応じて前記収差変更部が動かされることで、前記パルスレーザ光の収差が補正されることを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
【請求項７】
パルスレーザ光を患者眼の組織内に集光させることで前記患者眼を処置する眼科用レーザ手術装置であって、
前記パルスレーザ光の光路上に設置されると共に、前記パルスレーザ光の収差を変更する収差変更部と、
前記パルスレーザ光の光路のうち、前記眼科用レーザ手術装置の本体と前記患者眼の間に介在するインターフェースの少なくとも一部を撮影する撮影手段と、
を備え、
前記撮影手段によって撮影された画像から判別される前記インターフェースの状態に応じて前記収差変更部が動かされることで、前記パルスレーザ光の収差が補正されることを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
【請求項８】
パルスレーザ光を患者眼の組織内に集光させることで前記患者眼を処置する眼科用レーザ手術装置の収差を補正する収差補正方法であって、
前記パルスレーザ光の光路上に設置される光学素子の少なくともいずれかを、前記パルスレーザ光の光軸に交差する方向に移動させることで、前記パルスレーザ光の収差を補正する補正ステップ
を含むことを特徴とする収差補正方法。
【請求項９】
請求項８に記載の収差補正方法であって、
前記パルスレーザ光の光源から前記患者眼へ延びる光路から分岐した光路上に設けられた測定器によって、前記パルスレーザ光の特性を測定する測定ステップをさらに含み、
前記補正ステップでは、前記測定ステップにおいて測定された前記パルスレーザ光の特定に応じて前記光学素子が移動されることを特徴とする収差補正方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の収差補正方法であって、
前記患者眼の収差に近似した収差を発生させるヌルレンズを、前記パルスレーザ光の光路に設置する設置ステップをさらに含み、
前記測定ステップでは、前記ヌルレンズが前記パルスレーザ光の光路に設置された状態で前記パルスレーザ光の特性が測定されることを特徴とする収差補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、パルスレーザ光を患者眼の組織内に集光させることで患者眼を処置する眼科用レーザ手術装置、および、眼科用レーザ手術装置における収差補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、患者眼における複数のターゲット位置の各々にパルスレーザ光を集光させることで、組織を処置（例えば、切断または破壊）する眼科用レーザ手術装置が知られている。例えば、特許文献１が開示する装置では、レーザ光源から出射させたパルスレーザ光が、ＸＹ走査部、リレー光学素子、対物レンズ、およびインターフェース等を経て、患者眼の組織内に集光される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−３７４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
眼科用レーザ手術装置では、種々の影響でパルスレーザ光に収差が発生し得る。例えば、製造誤差、インターフェースの取り付け誤差、ミラーの歪み、または光学素子を支持するベースの撓み等によって収差が発生する場合がある。収差が発生すると、手術の品質が低下し得る。
【０００５】
本開示は、収差による影響を適切に抑制することが可能な眼科用レーザ手術装置および収差補正方法を提供することを典型的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示における眼科用レーザ手術装置の１つの態様は、パルスレーザ光を患者眼の組織内に集光させることで前記患者眼を処置する眼科用レーザ手術装置であって、レーザ光の光路上に設置される光学素子の少なくともいずれかを、前記パルスレーザ光の光軸に交差する方向に移動可能な状態で保持する保持機構を備え、前記保持機構によって保持されている前記光学素子が、前記光軸に交差する方向に移動されることで、前記パルスレーザ光の収差が補正される。
【０００７】
本開示における眼科用レーザ手術装置の１つの態様は、パルスレーザ光を患者眼の組織内に集光させることで前記患者眼を処置する眼科用レーザ手術装置であって、前記パルスレーザ光の光路上に設置されると共に、前記パルスレーザ光の収差を変更する収差変更部と、前記パルスレーザ光の光源から前記患者眼へ延びる光路から分岐した光路上に設けられ、前記パルスレーザ光の特性を測定する測定器と、を備え、前記測定器によって測定された結果に応じて前記収差変更部が動かされることで、前記パルスレーザ光の収差が補正される。
【０００８】
本開示における眼科用レーザ手術装置の１つの態様は、パルスレーザ光を患者眼の組織内に集光させることで前記患者眼を処置する眼科用レーザ手術装置であって、前記パルスレーザ光の光路上に設置されると共に、前記パルスレーザ光の収差を変更する収差変更部と、前記パルスレーザ光の光路のうち、前記眼科用レーザ手術装置の本体と前記患者眼の間に介在するインターフェースの少なくとも一部を撮影する撮影手段と、を備え、前記撮影手段によって撮影された画像から判別される前記インターフェースの状態に応じて前記収差変更部が動かされることで、前記パルスレーザ光の収差が補正される。
【０００９】
本開示における収差補正方法の１つの態様は、パルスレーザ光を患者眼の組織内に集光させることで前記患者眼を処置する眼科用レーザ手術装置の収差を補正する収差補正方法であって、前記パルスレーザ光の光路上に設置される光学素子の少なくともいずれかを、前記パルスレーザ光の光軸に交差する方向に移動させることで、前記パルスレーザ光の収差を補正する補正ステップを含む。
【００１０】
本開示に係る眼科用レーザ手術装置および収差補正方法によると、収差による影響が適切に抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態の眼科用レーザ手術装置１の構成を示す図である。
【図２】光軸を含む断面で見た場合の下流側ＬＢＥ１２の断面図である。
【図３】可動リング部材４５、ネジ４６Ａ，４６Ｂ、ガイド部４７Ａ，４７Ｂ、および第４レンズ５４をパルスレーザ光の光軸の方向から見た図である。
【図４】第２実施形態の眼科用レーザ手術装置１の構成を示す図である。
【図５】第２実施形態の下流側ＬＢＥ１２の断面図である。
【図６】ＩＦレンズ７０の装着状態の一例を示す模式図である。
【図７】変容例の眼科用レーザ手術装置１の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜概要＞
本開示で例示する眼科用レーザ手術装置は、パルスレーザ光の光路上に設置される光学素子の少なくともいずれかを、パルスレーザ光の光軸に交差する方向に移動可能な状態で保持する保持機構を備える。保持機構によって保持されている光学素子が光軸に交差する方向に移動されることで、収差が補正される（つまり、不要な収差が減少する）。その結果、収差による影響が適切に抑制される。
【００１３】
保持機構は、ビームエキスパンダが備える複数のレンズの一部を、光軸に交差する方向に移動可能な状態で保持してもよい。この場合には、ＸＹ走査部等の他の光学素子を移動させる場合に比べて、収差の影響がより容易に抑制される。ただし、ビームエキスパンダのレンズ以外の光学素子を移動させて収差を補正することも可能である。また、レンズ以外の光学素子を、光軸に交差する方向に移動させることで、収差を補正してもよい。
【００１４】
眼科用レーザ手術装置は、保持機構によって保持されている光学素子を光軸に交差する方向に移動させるアクチュエータを備えてもよい。アクチュエータの駆動は制御部によって制御されてもよい。この場合には、サービスマン等が手動で光学素子を移動させる場合に比べて、より容易に、かつ高精度で光学素子が移動される。
【００１５】
眼科用レーザ手術装置は、パルスレーザ光の特性を測定する測定器を備えてもよい。制御部は、測定器によって測定された結果に応じてアクチュエータの駆動を制御してもよい。この場合、パルスレーザ光の特性に応じてより適切に収差が補正される。また、必須ではないが、制御部は、パルスレーザ光の特性を監視しながらリアルタイムで光学素子を移動させることも可能である。
【００１６】
眼科用レーザ手術装置は、本体と患者眼の間に介在するインターフェースの少なくとも一部を撮影する撮影手段を備えてもよい。制御部は、撮影手段によって撮影された画像から、装着されているインターフェースの状態を検出し、検出した状態に応じてアクチュエータの駆動を制御してもよい。この場合、眼科用レーザ手術装置は、インターフェースの取り付け誤差、およびインターフェース自体の製造誤差等の少なくともいずれかに起因して発生する収差を、より適切に補正することができる。なお、「装着されているインターフェースの状態」とは、例えば、パルスレーザ光の光軸に対するインターフェースの偏心量、光軸に対するインターフェースの傾き、またはインターフェースの製造誤差（交差）等の少なくともいずれかであってもよい。
【００１７】
本開示で例示する眼科用レーザ手術装置は、収差変更部と測定器を備える。収差変更部は、パルスレーザ光の光路上に設置されると共に、パルスレーザ光の収差を変更する。測定器は、パルスレーザ光の光源から患者眼へ延びる光路から分岐した光路上に設けられ、パルスレーザ光の特性を測定する。測定器によって測定された結果に応じて収差変更部が動かされることで、パルスレーザ光の収差が補正される。従って、本開示における技術によると、パルスレーザ光の特性に応じて適切に収差が補正される。なお、この場合には、収差変更部の構成は適宜変更できる。例えば、収差変更部は、光学素子の少なくとも一部を光軸に交差する方向に移動させることで収差を変更してもよい。また、収差変更部は、光学素子の少なくとも一部を光軸方向に移動させることで収差を変更してもよい。また、収差変更部は、パルスレーザ光を透過させる板の角度を変えることで収差を変更してもよい。
【００１８】
本開示で例示する眼科用レーザ手術装置は、収差変更部と撮影手段を備える。撮影手段は、パルスレーザ光の光路のうち、眼科用レーザ手術装置の本体と患者眼の間に介在するインターフェースの少なくとも一部を撮影する。撮影手段によって撮影された画像から判別されるインターフェースの状態に応じて収差変更部が動かされることで、パルスレーザ光の収差が補正される。従って、本開示における技術によると、インターフェースの状態に応じて適切に収差が補正される。なお、この場合にも、収差変更部の構成は適宜変更できる。例えば、収差補正部は、光学素子の少なくとも一部を光軸方向に移動させてもよいし、パルスレーザ光を透過させる板の角度を変えてもよい。
【００１９】
本開示で例示する収差補正方法では、パルスレーザ光の光路上に設置される光学素子の少なくともいずれかが光軸に交差する方向に移動されることで、収差が補正される。従って、収差の影響が適切に抑制される。なお、光学素子を移動させる方法は、アクチュエータによって自動で移動させる方法でもよいし、サービスマンまたは工場の作業者等が手動で移動させる方法でもよい。手動で移動させる場合には、アクチュエータを眼科用レーザ手術装置に設ける必要が無いので、装置構成が簡素化される。
【００２０】
光学素子は、測定されたパルスレーザ光の特性に応じて移動されてもよい。この場合、パルスレーザ光の特性に応じてより適切に収差が補正される。
【００２１】
患者眼の収差に近似した収差を発生させるヌルレンズが、パルスレーザ光の光路に設置されてもよい。パルスレーザ光の特性は、ヌルレンズが設置された状態で測定されてもよい。この場合、実際に患者眼にパルスレーザ光を照射しなくても、レーザ光源から集光位置までの光路全体における収差が測定されて光学素子が移動される。従って、収差が容易に補正される。
【００２２】
＜第一実施形態＞
以下、本発明の典型的な実施形態の１つである第１実施形態について、図１から図３を参照して説明する。本実施形態で例示する眼科用レーザ手術装置１は、患者眼の組織（角膜および水晶体等）を処置することができる。なお、「処置」とは、患者眼の組織の切断、破砕等を行うことを示す。以下、第１実施形態の眼科用レーザ手術装置１の各構成について、レーザ光源２側（つまり、パルスレーザ光の光路の上流側）から、インターフェース１７側（つまり、パルスレーザ光の光路の下流側）に順に説明する。
【００２３】
レーザ光源２は、パルスレーザ光を出射する。本実施形態では、レーザ光源２によって出射されたパルスレーザ光が、患者眼の組織内で集光されると、集光位置（スポット）でプラズマが発生し、組織の切断・破砕等が行われる。以上の現象は、光破壊（ｐｈｏｔｏｄｉｓｒｕｐｔｉｏｎ）と言われる場合もある。レーザ光源２には、例えば、フェムト秒からピコ秒オーダーのパルス幅のパルスレーザ光を出射するデバイスを使用することができる。以下では、レーザ光源２によって出射されるパルスレーザ光の光軸に沿う方向をＺ方向とする。Ｚ方向に垂直に交差する方向のうちの１つをＸ方向とする。Ｚ方向およびＸ方向に共に垂直に交差する方向をＹ方向とする。
【００２４】
ズームエキスパンダ３は、光路におけるレーザ光源２とＸＹ走査部８，９（後述する）の間（詳細には、本実施形態ではレーザ光源２と高速Ｚ走査部４（後述する）の間）に設けられている。ズームエキスパンダ３は、レーザ光源２から出射されたパルスレーザ光のビーム径を変更することができる。制御部３０（後述する）は、ズームエキスパンダ３を駆動してパルスレーザ光のビーム径を変更することで、対物レンズ１５（後述する）から患者眼に向けて出射されるパルスレーザ光の開口数ＮＡを調整することができる。ビーム径が大きくなると開口数ＮＡは大きくなり、ビーム径が小さくなると開口数ＮＡは小さくなる。
【００２５】
高速Ｚ走査部４（本実施形態ではエキスパンダ）は、光路におけるレーザ光源２とＸＹ走査部８，９の間（詳細には、本実施形態ではズームエキスパンダ３とＸＹ走査部８，９の間）に設けられている。一例として、本実施形態の高速Ｚ走査部４は、負の屈折力を有する光学素子（本実施形態ではレンズ）５と、光学素子５を光軸に沿って移動させる高速Ｚ走査駆動部６とを備える。光学素子５とＸＹ走査部８，９の間には、レンズ７が設けられている。レンズ７は、高速Ｚ走査部４を経たレーザ光をＸＹ走査部８，９に導光させる。
【００２６】
光学素子５が光軸に沿って移動すると、パルスレーザ光の集光位置がＺ方向に移動する。従って、制御部３０は、高速Ｚ走査駆動部６を駆動制御して光学素子５を移動させることで、集光位置をＺ方向に走査させることができる。また、本実施形態の高速Ｚ走査部４はＸＹ走査部８，９よりも光路の上流側に設けられている。この場合、ＸＹ方向に走査されていない状態のレーザ光が光学素子５に入射する。従って、高速Ｚ走査部４がＸＹ走査部８，９よりも光路の下流側に設けられている場合に比べて、光学素子５の小型化が容易である。よって、本実施形態の高速Ｚ走査部４は、Ｚ走査部２５（後述する）よりも高速で集光位置をＺ方向に走査させることができる。
【００２７】
ＸＹ走査部８，９は、光軸に交差するＸＹ平面上でパルスレーザ光を走査する。本実施形態では、ＸＹ走査部８，９は、Ｘ走査部８およびＹ走査部９を備える。Ｘ走査部８は、レーザ光源２から出射されたパルスレーザ光をＸ方向に走査する。Ｙ走査部９は、Ｘ走査部８によってＸ方向に走査されたパルスレーザ光を、さらにＹ方向に走査する。本実施形態では、Ｘ走査部８およびＹ走査部９には共にガルバノミラーが採用されている。しかし、光を走査する他のデバイス（例えば、ポリゴンミラー、音響光学素子（ＡＯＭ）等のスキャナ）を、Ｘ走査部８およびＹ走査部９の少なくともいずれかに採用してもよい。また、Ｘ走査部８およびＹ走査部９の少なくともいずれかが、複数のスキャナを備えていてもよい。一例として、本実施形態の眼科用レーザ手術装置１は、Ｘ走査部８を２つのガルバノミラーによって構成することで、パルスレーザ光の主光線を、Ｘ方向の走査量に関わらず、Ｙ走査部９の所定箇所に入射させる。その結果、Ｙ走査部９の所定箇所は、ＸＹ走査部８，９によって走査される全てのパルスレーザ光の主光線が通過するピボット点となる。
【００２８】
ラージビームエキスパンダ（以下、「ＬＢＥ」という場合もある）１０は、ＸＹ走査部８，９と対物レンズ１５の間に設けられている。本実施形態のＬＢＥ１０は、ＸＹ走査部８，９を通過したパルスレーザ光のビーム径を拡大させる。また、本実施形態のＬＢＥ１０は、上流側ＬＢＥ１１と下流側ＬＢＥ１２によって、ＸＹ走査部８，９におけるピボット点（本実施形態では、Ｙ走査部９における走査面の所定箇所）と、対物レンズ１５の物側焦点とを共役関係に結ぶ。また、上流側ＬＢＥ１１の物側焦点が、ＸＹ走査部８，９におけるピボット点に一致するように、上流側ＬＢＥ１１とＸＹ走査部８，９の位置関係が保たれている。従って、上流側ＬＢＥ１１から出射されるパルスレーザ光のテレセントリックの性能が保たれる。なお、図１では、上流側ＬＢＥ１１は１つのレンズによって表されているが、上流側ＬＢＥ１１は複数の光学素子によって構成されていてもよい。他の光学素子についても、図示された光学素子の数とは異なる数の光学素子によって構成されていてもよい。
【００２９】
対物レンズ１５は、ＬＢＥ１０の下流側ＬＢＥ１２よりも光路の下流側に配置されている。対物レンズ１５を通過したパルスレーザ光は、インターフェース１７を経て患者眼Ｅの組織に集光される。
【００３０】
インターフェース１７は、パルスレーザ光の光路のうち眼科用レーザ手術装置１の本体と患者眼の間に介在し、患者眼に結合される。本実施形態では、ユーザは、手術する部位および術式等に応じて、複数種類のインターフェース１７を使い分けることができる。一例として、本実施形態における複数種類のインターフェース１７には、液浸インターフェースおよび圧平インターフェースが含まれる。
【００３１】
液浸インターフェースは、液浸レンズと眼固定部（本実施形態ではサクションリング）を備える。眼固定部が患者眼に接触すると、患者眼の表面と眼固定部の間に密閉空間が形成される。密閉空間内の気体が排出されることで、眼固定部が患者眼に吸引固定される。眼固定部が患者眼に固定されると、液浸レンズは、患者眼の表面（角膜）から離間した状態で配置される。患者眼の透明組織（例えば角膜等）との間の屈折率差が空気よりも小さい物質（例えば、水または粘弾性物質等の液体、または弾性体）が、液浸レンズと患者眼の間の空間に注入される。その結果、患者眼の透明組織と空気の間の屈折率差の影響（例えば収差の発生等）が抑制される。
【００３２】
圧平インターフェースは、コンタクトレンズと眼固定部を備える。眼固定部が患者眼に吸引固定されると、コンタクトレンズが患者眼の表面（角膜を含む）に接触する。つまり、患者眼の角膜が圧平される。その結果、角膜の表面の形状が、コンタクトレンズの後面（患者眼側の面）の形状に変形される。よって、パルスレーザ光の照射位置が適切に設定される。また、コンタクトレンズと角膜の間に空気が介在する場合に比べて、光の屈折による悪影響（例えば、角膜における収差の発生等）が抑制される。
【００３３】
ダイクロイックミラー１４は、光路における対物レンズ１５と下流側ＬＢＥ１２の間に設けられている。本実施形態のダイクロイックミラー１４は、レーザ光源２からのパルスレーザ光の大部分を反射し、且つ、後述する断層画像撮影部２１および正面画像撮影部２２からの光の大部分を透過する。その結果、これらの複数の光の光軸が同軸とされる。
【００３４】
断層画像撮影部２１は、患者眼の組織、およびインターフェース１７の少なくとも一部の断層画像を撮影することができる。本実施形態では、光干渉の技術によって断層画像を撮影するＯＣＴユニットが、断層画像撮影部２１として用いられている。本実施形態の断層画像撮影部２１は、光源、光分割器、参照光学系、走査部、および検出器を備える。光源は、断層画像を取得するための光を出射する。光分割器は、光源によって出射された光を、参照光と測定光に分割する。参照光は参照光学系に入射し、測定光は走査部に入射する。参照光学系は、測定光と参照光の光路長差を変更する構成を有する。走査部は、測定光を撮影対象において二次元方向に走査させる。検出器は、撮影対象によって反射された測定光と、参照光学系を経た参照光との干渉状態を検出する。眼科用レーザ手術装置１は、測定光を走査し、反射測定光と参照光の干渉状態を検出することで、撮影対象の深さ方向の情報を取得する。取得した深さ方向の情報に基づいて、撮影対象の断層画像を取得する。ＯＣＴユニットには種々の構成を用いることができる。例えば、ＳＳ−ＯＣＴ、ＳＤ−ＯＣＴ、ＴＤ−ＯＣＴ等のいずれをＯＣＴユニットとして採用してもよい。また、眼科用レーザ手術装置１は、光干渉以外の技術を用いて断層画像を撮影してもよい。
【００３５】
正面画像撮影部２２は、患者眼、およびインターフェース１７の少なくとも一部の正面画像を撮影することができる。本実施形態の正面画像撮影部２２は、可視光または赤外光によって照明された患者眼を撮影し、モニタ（図示せず）に表示させることができる。術者等は、モニタを見ることで、患者眼を正面から観察することができる。
【００３６】
ダイクロイックミラー２３は、断層画像撮影部２１の光軸と正面画像撮影部２２の光軸を同軸とする。ダイクロイックミラー２３を経た光は、前述したダイクロイックミラー１４によって、レーザ光源２から出射されたパルスレーザ光と同軸とされる。
【００３７】
Ｚ走査部２５は、パルスレーザ光の集光位置（スポット）をＺ方向に走査させる。一例として、本実施形態のＺ走査部２５は、ＸＹ走査部８，９と上流側ＬＢＥ１１とを含む光学ユニットを光軸に沿って移動させることで、上流側ＬＢＥ１１と対物レンズ１５との間の光路長を変化させる。その結果、スポットがＺ方向に走査される。なお、Ｚ走査部２５の構成は適宜変更できる。例えば、眼科用レーザ手術装置１は、ＸＹ走査部８，９よりも下流側に位置する光学素子（例えば、上流側ＬＢＥ１１、下流側ＬＢＥ１２、および対物レンズ１５）の少なくともいずれかを光軸方向に移動させることで、スポットをＺ方向に走査してもよい。また、高速Ｚ走査部４のみを用いてスポットをＺ方向に走査することも可能である。
【００３８】
測定器２６は、パルスレーザ光の特性を測定することができる。測定器２６には、例えば、パルスレーザ光の波面を測定する波面センサ、または、パルスレーザ光の空間的な強度分布を測定するビームプロファイラ等を用いることができる。
【００３９】
測定器２６は、レーザ光源２から患者眼へ延びるパルスレーザ光の光路から分岐した光路上に設けられる。一例として、第１実施形態では、レーザ光源２とズームエキスパンダ３の間の光路上に分岐ミラー２７が設置される。測定器２６は、分岐ミラー２７によって分岐された光路上に設置される。つまり、第１実施形態では、レーザ光源２と、レーザ光源２から最も近い光学素子（本実施形態ではズームエキスパンダ３）の間の光路が分岐され、分岐された光路上に測定器２６が設けられる。本実施形態では、対物レンズ１５から外部に一旦照射された後、照射前の光路と同じ光路を戻るパルスレーザ光が、測定器２６によって測定される。ただし、測定器２６を設置する位置は適宜変更できる。
【００４０】
なお、第１実施形態で例示する収差補正方法は、例えば、眼科用レーザ手術装置１の製造時およびメンテナンス時等に実施することができる。収差補正作業を行う作業者は、作業を行う際に測定器２６を設置してから作業を行う。また、作業が終了すると、測定器２６を取り外す。分岐ミラー２７は設置されたままなので、分岐ミラー２７によって分岐される光路がずれてしまうことが抑制される。ただし、分岐ミラー２７も着脱可能に設けられていてもよい。
【００４１】
制御部３０は、眼科用レーザ手術装置１の各種動作（例えば、レーザ光源２の動作、走査部８，９，２５の動作等）を制御する。制御部３０は、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、およびＲＡＭ３３等を備える。ＣＰＵ３１は各種処理を司る。ＲＯＭ３２には、眼科用レーザ手術装置１の動作を制御するための各種プログラムおよび初期値等が記憶されている。ＲＡＭ３３は各種情報を一時的に記憶する。
【００４２】
図２および図３を参照して、本実施形態の保持機構４０について説明する。保持機構４０は、パルスレーザ光の光路上に設置される光学素子の少なくともいずれかを、パルスレーザ光の光軸に交差する方向（本実施形態では、光軸に垂直に交差する方向）に移動可能な状態で保持する。
【００４３】
一例として、本実施形態の保持機構４０は、パルスレーザ光のビーム径を拡大させるビームエキスパンダに設けられている。この場合、ＸＹ走査部８，９等の他の光学素子を移動させる場合に比べて、より容易に収差の影響が抑制される。詳細には、本実施形態では、ＬＢＥ１０のうち、スポットをＺ方向に走査させる場合でも光軸方向への移動が行われない下流側ＬＢＥ１２に保持機構４０が設けられている。従って、本実施形態では、光軸に交差する方向と光軸に沿う方向の両方向に光学素子を移動させる機構を備える必要が無いので、装置構成が簡略化される。ただし、光軸に交差する方向に移動させる光学素子を変更することも可能である。例えば、ズームエキスパンダ３の光学素子を、光軸に交差する方向に移動させることで、収差が補正されてもよい。複数のレンズによって構成される対物レンズ１５の少なくとも一部を、光軸に交差する方向に移動させてもよい。
【００４４】
図２に示すように、本実施形態の下流側ＬＢＥ１２は５つの光学素子（上流側から順に、第１レンズ５１、第２レンズ５２、第３レンズ５３、第４レンズ５４、および第５レンズ５５）を備える。本実施形態の保持機構４０は、第４レンズ５４を移動可能に保持する。詳細には、下流側ＬＢＥ１２は鏡筒４１を備える。鏡筒４１は略円筒状であり、５つのレンズ５１〜５５を内側に保持する。第４レンズ５４以外の４つのレンズは鏡筒４１に固定されており、移動しない。ただし、光学素子の数、それぞれの光学素子の形状等が変更できることは言うまでもない。
【００４５】
鏡筒４１の内側には、環状の可動リング部材４５が設けられている。可動リング部材４５は、内側に第４レンズ５４を固定する。本実施形態の第４レンズ５４は、光軸に交差する方向に移動することでコマ収差が変化するように設計されている。可動リング部材４５の外周面には、後述するネジ４６Ａが接触する窪みと、ネジ４６Ｂ（図３参照）が接触する窪みが形成されている。さらに可動リング部材４５の外周面には、外側に向けて突出する柱状のガイド部４７Ａおよびガイド部４７Ｂ（図３参照）が設けられている。
【００４６】
鏡筒４１には、ネジ４６Ａが挿入されるネジ孔４２Ａが形成されている。また、図示しないが、鏡筒４１には、ネジ４６Ｂが挿入されるネジ孔も形成されている。鏡筒４１には、ガイド部４７Ａが挿通されるガイド孔４３Ａが形成されている。また、図示しないが、鏡筒４１には、ガイド部４７Ｂが挿通されるガイド孔も形成されている。
【００４７】
図３に示すように、ネジ４６Ａがネジ穴４２Ａに嵌め込まれた状態において、ネジ４６Ａとガイド部４７Ａを結ぶ直線Ｐは、第４レンズ５４の中心を通る。可動リング部材４５は、図示しない付勢部材（例えばバネ等）によって、ガイド部４７Ａからネジ４６Ａに向かう方向に付勢されている。また、ネジ４６Ｂがネジ穴に嵌め込まれた状態において、ネジ４６Ｂとガイド部４７Ｂを結ぶ直線Ｑも、第４レンズ５４の中心を通る。可動リング部材４５は、図示しない付勢部材（例えばバネ等）によって、ガイド部４７Ｂからネジ４６Ｂに向かう方向に付勢されている。
【００４８】
ネジ４６Ａが回転すると、可動リング部材４５および第４レンズ５４は、直線Ｐに沿って移動する。また、ネジ４６Ｂが回転すると、可動リング部材４５および第４レンズ５４は、直線Ｑに沿って移動する。直線Ｐと直線Ｑは交差している。従って、ネジ４６Ａとネジ４６Ｂが回転されることで、第４レンズ５４は、光軸に直行する平面（つまり、直線Ｐと直線Ｑを共に含む平面）に沿って移動する。
【００４９】
第１実施形態における収差補正方法について説明する。第１実施形態では、作業者（例えば、眼科用レーザ手術装置１を製造する工場の作業者、または、眼科用レーザ手術装置１のメンテナンスを行うサービスマン等）が手動で収差を補正する。つまり、本実施形態で例示する収差補正方法は、手術中でない間に眼科用レーザ手術装置１のメンテナンスおよび調整等を行うために行われる。
【００５０】
まず、作業者は、レーザ光源２から集光位置へ向けて延びる光路から分岐した光路上に、測定器２６を設置する。本実施形態では、作業者は、レーザ光源２とズームエキスパンダ３の間に分岐ミラー２７を設置して光路を分岐させると共に、分岐した光路上に測定器２６を設置する。
【００５１】
次いで、作業者は、患者眼の収差に近似した収差を発生させるヌルレンズ３６を、パルスレーザ光の光路（詳細には、インターフェース１７よりも下流側）に設置する。さらに、作業者は、ヌルレンズ３６よりも光路の下流側に反射ミラー３７を設置する。
【００５２】
次いで、作業者は、レーザ光源２からレーザ光を出射させる。レーザ光源２から出射されたパルスレーザ光は、装置本体内の光路上の全ての光学素子を通過した後、インターフェース１７およびヌルレンズ３６を通過して、反射ミラー３６によって反射される。反射されたパルスレーザ光は、反射される前に通過したすべての光学素子を逆方向に通過した後、測定器２６に入射する。なお、測定器２６に入射させるレーザ光は、パルスレーザ光でなく連続波であってもよい。連続派を入射させた場合でも、パルスレーザ光を入射させる場合と同様にレーザ光の特性が測定されるためである。
【００５３】
作業者は、測定器２６によってレーザ光の特性を測定する。作業者は、測定されたレーザ光の特性に応じてネジ４６Ａ，４６Ｂを回転させることで、第４レンズ５４を光軸に交差する方向に移動させる。その結果、収差（本実施形態ではコマ収差）が補正（減少）される。例えば、作業者は、測定器２６として波面センサを使用し、波面センサによって測定されたコマ収差が減少するように、波面センサの測定結果を見ながら第４レンズ５４を移動させてもよい。また、作業者は、測定器２６としてビームプロファイラを使用し、ビームプロファイラによって測定されたビームの集光スポットの形状が真円に近づくように第４レンズ５４を移動させてもよい。ビームプロファイラを使用する場合には、ビームプロファイラよりも光路の上流側に集光レンズを設置される。また、光学素子（本実施形態では第４レンズ５４）の移動距離と収差の変化量の対応関係が、計算式、テーブル、またはマニュアル等によって予め規定されていてもよい。この場合、作業者は、光学素子の移動距離が、補正したい収差の大きさに予め対応付けられている距離となるように、光学素子を移動させてもよい。
【００５４】
また、作業者は、光破壊の測定結果に応じて光学素子を移動させてもよい。例えば、作業者は、試し打ち用の試験物質内にパルスレーザ光を集光させて、光破壊の発生の有無を観察する。次いで、作業者は、極力低いレーザエネルギーで光破壊が生じるように、光学素子を適宜移動させながら試験物質内に複数回パルスレーザ光を照射させる。この場合でも収差は適切に補正される。
【００５５】
＜第２実施形態＞
第１実施形態とは異なる典型的な実施形態の１つである第２実施形態について、図４および図５を参照して説明する。第２実施形態では、実際に患者眼にパルスレーザ光を照射しながら収差が自動的に補正される。以下の第２実施形態の説明では、第１実施形態と同様の構成については第１実施形態と同じ番号を付し、その説明を省略または簡略化する。
【００５６】
図４に示すように、第２実施形態の眼科用レーザ手術装置１は、インターフェース１７から装置の外部に向けて出射されたパルスレーザ光の反射光の特性を測定するのではなく、レーザ光源２から装置の外部に向けて出射されるパルスレーザ光を途中で分岐させて、測定器２６によって測定する。一例として、第２実施形態の測定器２６は、ダイクロイックミラー１４を透過したパルスレーザ光を測定する。ダイクロイックミラー１４を透過するパルスレーザ光のビーム径は拡大されているので、第２実施形態では、測定器２６よりも光路の上流側に縮小光学系が設けられていてもよい。第２実施形態の眼科用レーザ手術装置１は、ヌルレンズ３６および反射ミラー３７（図１参照）を用いずに、実際に患者眼Ｅにパルスレーザ光を照射しながら、インターフェース１７よりも上流側の光学素子によって発生する収差を測定器２６によってリアルタイムで測定する。なお、測定器２６の設置位置を変更することも可能である。例えば、対物レンズ１５とインターフェース１７の間の光路が分岐されて測定器２６が設置されてもよい。
【００５７】
図５に示すように、第２実施形態の眼科用レーザ手術装置１は、保持機構４０によって保持されている光学素子（本実施形態では第４レンズ５４）を光軸に交差する方向に移動させるアクチュエータ６０を備える。第２実施形態のアクチュエータ６０は、ネジ４６Ａ，４６Ｂを回転させるモータである（図５では、ネジ４６Ｂを回転させるアクチュエータは省略されている）。しかし、モータ以外のアクチュエータが用いられてもよいことは言うまでもない。制御部３０は、モータであるアクチュエータ６０の回転量を制御することで、第４レンズ５４の移動量を調整することができる。
【００５８】
第２実施形態では、制御部３０は、測定器２６によって測定されたパルスレーザ光の特定に応じてアクチュエータ６０の駆動を制御する。例えば、制御部３０は、波面センサによって測定されたコマ収差が減少するようにアクチュエータ６０の駆動を制御してもよい。また、制御部３０は、ビームプロファイラによって測定されたビームの形状が真円に近づくようにアクチュエータ６０の駆動を制御してもよい。また、光学素子（本実施形態では第４レンズ５４）の移動距離と収差の変化量の対応関係が、計算式またはテーブル等によって予め規定されていてもよい。この場合、制御部３０は、光学素子の移動距離が、補正したい収差の大きさに予め対応付けられている距離となるように、アクチュエータ６０の駆動を制御してもよい。
【００５９】
＜第３実施形態＞
典型的な実施形態の１つである第３実施形態について、図６を参照して説明する。第２実施形態の眼科用レーザ手術装置１は、撮影部によって撮影された画像から、装置本体に対して装着されたインターフェース１７の状態を検出する。眼科用レーザ手術装置１は、検出されたインターフェース１７の状態に応じて、光学素子（本実施形態では第４レンズ５４）を光軸に交差する方向に移動させることで、収差を減少させる。以下の第３実施形態における眼科用レーザ手術装置１の装置構成には、第２実施形態と同様の構成を採用できる（ただし、第３実施形態では測定器２６は必須ではない）。従って、第３実施形態における装置構成の説明は省略する。
【００６０】
図６を参照して、装着されたインターフェース１７の状態を検出する方法の一例について説明する。第３実施形態では、一例として、断層画像撮影部２１（図４参照）によって撮影された断層画像から、インターフェース１７の状態が検出される。装置本体に対して適切な位置に、且つ適切な角度でインターフェース１７が装着されると、収差の影響は低下する。
【００６１】
図６は、インターフェース１７に含まれるＩＦレンズ７０（例えば、液浸インターフェースに含まれる液浸レンズ、または、圧平インターフェースに含まれるコンタクトレンズ等）の、装置本体に対する装着状態の一例を示す。図６に示す例では、ＩＦレンズ７０の前面７１（つまり、ＩＦレンズ７０の２つのレンズ面のうち、レーザ光の上流側に位置する面）の中心７３が、装置本体の基準軸Ｓ（例えば、パルスレーザ光の光軸）と一致している。しかし、図６では、装置本体に対するＩＦレンズ７０の角度が最適な角度に対してずれている（チルトしている）。この場合、基準軸Ｓと、ＩＦレンズ７０の前面７１の交点では、基準軸Ｓに対する前面７１の角度が垂直とならない。その結果、前面７１によってパルスレーザ光に発生する収差が増加する。また、装置本体に対するＩＦレンズ７０の角度が最適であっても、ＩＦレンズ７０の中心７３が基準軸Ｓからずれている（偏心している）場合には、収差が増加する。
【００６２】
前述したように、本実施形態のＩＦレンズ７０の後面７２は、患者眼の透明組織との間の屈折率差が空気との屈折率差よりも小さい物質に接触するか、または患者眼に直接接触する。従って、ＩＦレンズ７０の後面７２による収差の影響は小さい。よって、第３実施形態では、ＩＦレンズ７０の前面７１を含む断層画像が断層画像撮影部２１によって撮影される。制御部３０は、ＩＦレンズ７０の前面７１を含む断層画像から、装置本体に対する前面７１の状態を検出する。その結果、装置本体に対するＩＦレンズ７０の偏心およびチルトの状態が適切に検出される。
【００６３】
ただし、インターフェース１７の装着状態の検出方法は適宜変更できる。例えば、制御部３０は、ＩＦレンズ７０の前面７１の状態と後面７２の状態を共に断層画像から検出してもよい。また、正面画像撮影部２２によって撮影された正面画像からインターフェース１７の状態が検出されてもよい。例えば、制御部３０は、インターフェース１７の少なくとも一部（例えば、インターフェース１７のエッジ）を含む正面画像から、装置本体に対するインターフェース１７の偏心量のみを検出してもよい。この場合でも収差の影響は減少する。また、正面画像撮影部２２は、ＩＦレンズ７０または患者眼によって反射された輝点を含む正面画像を撮影してもよい。この場合、制御部３０は、輝点の位置に基づいてインターフェース１７の装着状態を検出してもよい。また、眼科用レーザ手術装置１は、装着されたインターフェース１７の位置および角度の少なくともいずれかを検出するセンサ（例えば磁気センサ等）を用いて、インターフェース１７の状態を検出してもよい。また、制御部３０は、インターフェース１７の製造誤差（例えば、ＩＦレンズ７０の前面７１の製造誤差）を、断層画像等を用いて検出してもよい。また、制御部３０は、シャインプルーク画像、ＳＬＯ画像等に基づいてインターフェース１７の状態を検出してもよい。
【００６４】
装着されたインターフェース１７の状態に基づいてアクチュエータ６０の駆動を制御する方法の一例について説明する。第３実施形態では、ＩＦレンズ７０のずれ量に対するゼルニケ変化量を見積もるためのアルゴリズムが構築されている。例えば、図６に示す例では、ＩＦレンズ７０の前面７１は球面に沿った形状である。従って、球面の中心Ｏを通り且つ基準軸Ｓに平行な直線Ｔと、前面７１との交点７４が、基準軸Ｓと一致すれば、収差の影響は低下する。一例として、第３実施形態では、交点７４と基準軸Ｓのずれ量に対して、収差の変化量（例えば、ゼルニケ変化量等）がアルゴリズムによって対応付けられている。なお、アルゴリズムは計算式であってもよいし、テーブルデータ等であってもよい。
【００６５】
また、第３実施形態では、光軸に交差する方向に移動させる光学素子（本実施形態では第４レンズ５４）の移動量に対する収差変化量を見積もるためのアルゴリズムが構築されている。制御部３０は、交点７４と基準軸Ｓのずれ量、および、ずれている方向を画像から検出し、検出したずれ量から、発生している収差をアルゴリズムに基づいて見積もる。制御部３０は、見積もった収差を補正するための第４レンズ５４の移動量を、アルゴリズムに基づいて見積もる。制御部３０は、見積もった移動量と、ずれている方向に従って、アクチュエータ６０の駆動を制御する。その結果、収差の影響が適切に抑制される。
【００６６】
上記実施形態で開示された技術は一例に過ぎない。従って、上記実施形態で例示されたた技術を変更することも可能である。例えば、上記実施形態では、光学素子を光軸に交差する方向に移動させることで、主にコマ収差が補正される。しかし、コマ収差と共に、またはコマ収差とは別に、異なる収差が補正されてもよい。例えば、光学素子を光軸に交差する方向に移動させることで、非点収差が補正されてもよい。また、非点収差とコマ収差が共に補正されてもよい。例えば、眼科用レーザ手術装置１は、光軸に交差する方向に移動することでコマ収差および非点収差が共に変化するレンズと、光軸に交差する方向に移動することでコマ収差および非点収差の一方が変化するレンズを共に備えていてもよい。この場合、より高精度にコマ収差と非点収差が補正される。
【００６７】
第２実施形態の眼科用レーザ手術装置１（図４参照）は、患者眼Ｅにパルスレーザ光を照射しながら、ダイクロイックミラー１４を透過したパルスレーザ光の特性を測定器２６によってリアルタイムで測定し、測定結果に応じて収差を補正する。しかし、患者眼Ｅにパルスレーザ光を照射しながらリアルタイムでパルスレーザ光の特性を測定する構成は、図４で例示した構成に限定されない。以下説明する変容例では、上記実施形態と同様の構成には同一の番号を付し、説明を省略または簡略化する。
【００６８】
図７に示す変容例の眼科用レーザ手術装置１は、パルスレーザ光の一部を反射させる反射板８１を光路の途中に備える。図７に示す例では、下流側ＬＢＥ１２とダイクロイックミラー１４の間の光路上に反射板８１が設けられている。反射板８１の反射面は、光軸に対して垂直に設けられている。ただし、反射板８１の位置は変更してもよい。例えば、対物レンズ１５とインターフェース１７の間の光路上に反射板８１が設けられていてもよい。なお、図７に示す例では、反射板８１としてλ／４波長板が用いられている。
【００６９】
図７に示す例では、ＬＢＥ１０を患者眼Ｅに向けて通過したパルスレーザ光の大部分は反射板８１を透過するが、一部は反射板８１によって反射される。反射板（λ／４波長版）８１によってパルスレーザ光が反射されることで、パルスレーザ光の偏光方向は変化する。
【００７０】
また、図７に示す例では、レーザ光源２とズームエキスパンダ３の間の光路に偏光ビームスプリッタ８２が設けられている。偏光ビームスプリッタ８２は、レーザ光源２から下流側へ進むパルスレーザ光をほぼ透過させる一方で、反射板８１によって反射されて偏光方向が変わったパルスレーザ光をほぼ反射させる。測定器２６は、偏光ビームスプリッタ８２によって反射された戻り光が入射する位置に配置されている。図７に例示する眼科用レーザ手術装置１は、患者眼Ｅにパルスレーザ光を照射しつつ、反射板８１によって光路を上流側へ向けて戻る戻り光の特性を測定器２６によって測定することができる。従って、図７に例示する眼科用レーザ手術装置１は、患者眼Ｅにパルスレーザ光を照射しつつ、パルスレーザ光の収差をリアルタイムで測定することができる。
【００７１】
第２実施形態および第３実施形態では、制御部３０がアクチュエータ６０の動作を制御することで、第４レンズ５４が自動的に移動される。しかし、第２実施形態および第３実施形態においても、作業者が手動で第４レンズ５４を移動させてもよい。この場合、例えば第３実施形態では、制御部３０は、インターフェース１７の装着状態の検出結果に基づいて、第４レンズ５４の移動距離および移動方向を作業者に提示してもよい。制御部３０は、眼科用レーザ手術装置１に組み込まれている必要は無い。例えば、パーソナルコンピュータの制御部が、上記実施形態で例示した制御部３０の処理と同様の処理を行ってもよい。
【００７２】
上記実施形態において、「パルスレーザ光の光軸に交差する方向」は、光軸に垂直に交差する方向である。しかし、保持機構４０によって保持されている光学素子が移動可能な方向は、光軸に垂直に交差する方向に限定されない。
【００７３】
また、上記実施形態では、パルスレーザ光の光軸に交差する方向に光学素子が移動されることで収差が変更される。つまり、保持機構４０が収差変更部として機能する。しかし、収差変更部の構成を変更しても、パルスレーザ光の収差は補正され得る。例えば、収差変更部は、光学素子の少なくとも一部を光軸方向に移動させることで収差を変更してもよい。また、収差変更部は、パルスレーザ光を透過させる板の角度を変えることで収差を変更してもよい。複数の収差変更部が用いられてもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１    眼科用レーザ手術装置
２    レーザ光源
１０    ＬＢＥ
１２    下流側ＬＢＥ
１５    対物レンズ
１７    インターフェース
２１    断層画像撮影部
２２    正面画像撮影部
２６    測定器
２７    分岐ミラー
３０    制御部
３１    ＣＰＵ
３６    ヌルレンズ
３７    反射ミラー
４０    保持機構
６０    アクチュエータ
【図１】
2017176777.tif 000003
【図２】
2017176777.tif 000004
【図３】
2017176777.tif 000005
【図４】
2017176777.tif 000006
【図５】
2017176777.tif 000007
【図６】
2017176777.tif 000008
【図７】
2017176777.tif 000009