(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼（１）の、屈折性の視力障害を補正するための装置であって、コヒーレント光源（４）と、該コヒーレント光源（４）のビームを形成および偏向するためのビーム変形装置（５）と、眼（１）の視路における波面を分析するための波面分析装置（２）と、前記眼（１）の表面を分析するためのトポグラフィ分析ユニット（２’）と、前記波面分析装置（２）および前記トポグラフィ分析ユニット（２’）と接続された制御ユニット（３）とを有する装置において、
前記制御ユニット（３）は、前記コヒーレント光源（４）およびビーム変形装置（５）とバスを介して接続されており、前記波面分析装置（２）および前記トポグラフィ分析ユニット（２’）のデータからビ―ム変形に必要なパラメータを検出し、収差が部分的にのみ修正されるように、前記ビーム変形装置（５）およびコヒーレント光源（４）を制御し、
前記コヒーレント光源（４）は、スポット・スキャニング・エキシマレーザシステムであり、
前記制御ユニット（３）は、コヒーレント光源（４）の発射位置を、前記波面分析装置（２）および前記トポグラフィ分析ユニット（２’）から求められたデータによって計算する、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記制御ユニット（３）は、波面分析装置（２）の信号を処理するため、およびトポグラフィ分析ユニット（２’）の信号を処理するため、およびコヒーレント光源（４）を制御するため、およびビーム変形装置（５）を制御するために設けられている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
ビーム変形装置（５）は、ビームにより眼内レンズおよび／または水晶体および／または眼（１）の角膜および／またはコンタクトレンズおよび／または埋め込み可能コンタクトレンズおよび／または眼鏡レンズを加工処理するように構成されている、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
前記コヒーレント光源（４）は所期のように収差を形成し、当該収差は、自然には創造されないまたは殆ど創造されない視特性を可能にする、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
眼（１）の屈折性視力障害を補正する補正素子（６）の作製方法であって、該補正素子（６）は請求項１から４までのいずれか１項記載の装置を使用して作製される作製方法において、
眼（１）の視路を、波面分析を用いて検出し、かつ眼（１）のトポグラフィを分析し、
眼（１）の視力障害を補正することとなる理想光学システムを計算し、
前記補正素子（６）は、眼内レンズおよび／またはコンタクトレンズおよび／または埋め込み可能コンタクトレンズおよび／または眼鏡レンズであり、
前記補正素子（６）は、スポット・スキャニング・エキシマレーザシステムであるコヒーレント光源（４）を使用した加工処理によって作製され、当該補正素子（６）は屈折性および／または回折性の構造を有しており、当該構造は個別の非連続的な収差を補正し、
さらに、前記補正素子（６）を作製するためのコヒーレント光源（４）の発射位置を、波面分析およびトポグラフィ分析から求められたデータによって計算する、
ことを特徴とする作製方法。
【請求項６】
理想光学システムを、波面分析およびトポグラフィ分析から検出されたデータに基づいて作製する、請求項５記載の作製方法。
【請求項７】
前記補正素子（６）を使用することによって、眼（１）の古い光学システムを計算された理想光学システムにする、請求項５または６記載の作製方法。
【請求項８】
前記コヒーレント光源（４）は所期のように収差を形成し、当該収差は、自然には創造されないまたは殆ど創造されない視特性を可能にする、請求項５から７までのいずれか１項記載の作製方法。
【請求項９】
請求項５から８までのいずれか一項記載の作製方法に従い、及び／または請求項１から４までのいずれか一項記載の装置によって作製された理想光学システムにおいて、
光学システムは、埋め込みに適した、および／または付着に適した、および／または切除に適した材料から成る補正素子（６）を含み、当該補正素子（６）は屈折性および／または回折性の構造を有しており、当該構造は個別の非連続的な収差を補正する、
理想光学システム。
【請求項１０】
光学システムで使用される補正素子（６）は、眼内レンズまたは水晶体または眼（１）の角膜またはコンタクトレンズまたは埋め込み可能コンタクトレンズまたは眼鏡レンズである、請求項９記載の理想光学システム。
【請求項１１】
前記コヒーレント光源（４）は所期のように収差を形成し、当該収差は、自然には創造されないまたは殆ど創造されない視特性を可能にする、請求項９または１０記載の理想光学システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、人の眼の視力障害を補正する方法および装置に関する。
【０００２】
眼科学では角膜を弱視の場合に組織の切除することにより形成することが公知である。ここで眼の視路における収差についてのデータは患者の問診を介し、標準化された補正レンズによって患者の目の前で補正することにより、患者の視力の主観的印象に従って得られる。その他に、眼の外部輪郭をストライプまたはリングプロジェクトシステクによって測定する方法もある。これは例えば、Qrbtek, Tomey または Technomed社により製作されている。
【０００３】
ＤＥ１９７０５１１９Ａ１には、Shack-Hartmann-Sensorsの改善方法が記載されている。この方法により波面を、星測定のための天文学の領域で測定することができる。
【０００４】
ＤＥ１９７２７５７３Ｃ１には、従来技術に対して価値のある、とりわけレンズの表面を、表面のレーザ処理によって成形する装置および方法が記載されている。
【０００５】
従来技術の欠点は、レンズの補正が、視力障害の原因、例えば角膜表面の不規則性または視路での収差についての最適でないデータに基づいて行われることである。そのため補正が幾何光学系の標準レンズ公式に相応してのみ行われる。
【０００６】
本発明の課題は、視力障害のある眼における視路の収差も含めた全ての屈折性視力障害を完全に補正することのできる方法および装置を提供することである。
【０００７】
この課題は独立請求項による装置および方法によって解決される。本発明の有利な構成は従属請求項に記載されている。
【０００８】
とりわけ前記課題は、眼の視力障害を補正するための装置によって解決される。この装置は、コヒーレント光源と、このコヒーレント光源のビームを成形および偏向するためのビーム変形装置とを有する。ここでは波面分析装置が眼の視路の波面を分析するため設けられている。この装置によって、眼内収差の分析から得られたデータを、補正すべき眼の既存の光学システムの補正に関与させることができる。このことにより眼の光学システムの補正がさらに精確になる。
【０００９】
眼として特にヒトの眼が重要であるが、他の生物の目を補正することも考えられる。視力障害はとりわけ屈折性視力障害、例えば近視、遠視、角膜表面の不規則または視路での収差である。
【００１０】
コヒーレント光源として有利にはレーザ、屈折性レーザ、特に有利にはスポット・スキャニング・エキシマレーザシステムが設けられている。その他に別のスペクトル領域にあるレーザ光によるスポット・スキャナも考えられる。これは例えば周波数５倍化されたＹＡＧレーザ、３μｍでのＩＲレーザであり、２．９４μｍで照射するErbium:ＹＡＧレーザ、またはフェムト秒レーザ（ＦＳレーザ）である。
【００１１】
ビーム変形装置は有利にはビームを成形する装置と、ビームを偏向および配向する装置とからなる。ビームを成形する装置として有利にはレンズシステム、回折構造体、および屈折素子が使用される。ビームを偏向および配向する装置として有利にはスキャナ装置、プリズムおよびミラーが使用される。
【００１２】
波面分析装置として有利にはShack-Hartmann-センサが使用される。ここでは、波面を分析するための方法に基づくセンサが取り扱われる。このセンサは例えば天文学で使用される。この波面分析装置により、眼から発する全ての波面を測定することができ、視力障害についての情報を眼の視路での眼内収差も含めて得ることができる。
【００１３】
本発明の別の実施例では、トポグラフィ分析ユニットが眼の表面の分析のために付加的に設けられる。この分析は、どのような湾曲と輪郭を眼表面、すなわち角膜が有するかという情報を提供する。このことによりシステムでは眼の屈折性視力障害についての完全なデータが得られる。場合により理想的でない眼ないし角膜の表面輪郭、および眼内収差を分析することができ、システムにおいて眼の光学システムの補正の際に使用される。このことにより、眼の視力障害を完全に補正することができ、通常のヒトの眼の視力を超える視力を達成することもできる。
【００１４】
また収差を部分的に補正し、他の視力補助器との組合せで初めて包括的補正を行うこともできる。有利には所期のように収差を形成し、自然には創造されないまたは殆ど創造されない視特性を可能にすることもできる。この収差は、所定の能力（例えば空間視、順応）に対して所期のように使用することができる。
【００１５】
本発明の別の実施例ではさらに制御ユニットが、波面分析ユニットの信号を処理するため、および／または局所分析ユニットの信号を処理するため、および／またはコヒーレント光源を制御するため、および／またはビーム変形装置を制御するために設けられる。この制御ユニットによって、分析ユニットにより検出されたデータを評価することができる。波面分析ユニットの信号およびトポグラフィ分析ユニットの信号とを制御ユニットで別個に処理し、評価することが可能であり、または両方のデータ集合を１つのステップで処理することが可能である。制御ユニットは有利には複数の個々の制御ユニットからなる。
【００１６】
これらのデータは有利には理想光学システムを形成するために用いる。これらのデータから、ビーム変形に必要なパラメータが検出される。これらのパラメータは有利には別のステップでコヒーレント光源の制御に使用することができ、これにより例えばビームの振幅、パルス持続時間、およびエネルギーを予め検出することができる。さらに有利にはこれらのパラメータはビーム変形装置の制御にも使用され、これによりビームの偏向を介してビームの目的点および幾何形状を所期のように設定することができる。
【００１７】
このことにより有利な実施例では、とりわけ発射位置を個々の素子の作製のために計算できる。
【００１８】
本発明の別の有利な実施例の装置では、ビーム変更装置が次のように構成されている。すなわち、ビームにより眼内レンズおよび／または水晶体および／または眼の角膜および／またはコンタクトレンズおよび／または埋め込み可能コンタクトレンズ（ＩＣＬ）および／または眼鏡レンズを加工処理できるように構成されている。有利には制御ユニットにより制御されたビームによって、レンズシステムの素子ないし部材を、視力障害ないし収差が完全に補正されるように加工処理することができる。このような素子は有利には眼内レンズ（ＩＯＬ）であり、相応の手術の前に作製される。特に有利にはこのような素子はＩＣＬ（埋め込み可能コンタクトレンズ）であり、水晶体に載置される。このＩＯＬないしＩＣＬは、眼の収差も含めた視力障害についての全体情報に基づき、これらが既存の視力障害を全て補正するように成形することができる。補正を有利には制御装置により制御されるビームを用いて、水晶体自体で行うことも考えられる。
【００１９】
さらに角膜の処理による補正を行うことも考えられる。有利には患者固有に、屈折性視力障害から生じる全てのエラー、例えば収差、非対称性シリンダ、および角膜不規則性について全てを補正するコンタクトレンズを個別に作製する。その他に個別の眼鏡レンズを作製することもできる。このためにエキシマ・スポット処理加工の他に光学工業の方法、例えばシングルポイント・ダイヤモンド・チューニング法を使用することができる。このために該当する光学システムの全ての素子を視力障害の補正に使用することができる。
【００２０】
同じように個々に（部分的に）補正された素子を組み合わせて使用することもできる。このことはとりわけ、素子についての理論的に可能な補正がこの素子を過度に負荷することとなる場合、およびこのような負荷がとりわけ医学的に適切とは見なされない場合に有利である。
【００２１】
前記課題はさらに本発明による眼の視力障害を補正する方法によって解決される。ここでは眼の視路が波面分析によって検出され、眼の視力障害を補正することとなる理想的なレンズシステムが計算される。特に有利にはこの方法は、本発明の装置を使用して適用される。この方法では、理想的な光学システムに移行するために光学システムの補正を計算するのに、視路の眼内収差が使用できる。
【００２２】
特に有利には本発明の別の方法では付加的に、眼のトポグラフィが分析される。これによりこの方法においてさらに眼の視覚障害についての別の情報、とりわけ収差、非対称性シリンダおよび角膜不規則性についての情報が得られる。
【００２３】
別の有利な方法では、理想的な光学システムを作製するための発射位置が、波面分析および／またはトポグラフィ分析から求められたデータを用いて計算される。このようにして有利にはレーザスポット・エキシマ法を光学システムの個々の素子を作製するために使用できる。発射位置は使用すべき材料に応じて、および製造コストを考慮して最適化される。
【００２４】
本発明の別の方法では、眼の古い光学システムが算出された理想的光学システムに変形される。このために古い光学システムの素子を直接加工処理するか、または相応に補正された素子が作製され使用され、古い素子は新しい素子と交換される。この方法により、眼の古い（エラーのある）光学システムを理想的な（新しい）光学システムに移行することができる。とりわけ有利にはこの新しいレンズないしＩＣＬはエキシマレーザによるスポットスキャニング法にしたがって作製される。
【００２５】
有利には光学システムは素子として、水晶体および／または眼内レンズおよび／または眼の角膜および／またはコンタクトレンズおよび／またはＩＣＬおよび／または少なくとも１つの眼鏡レンズを含む。屈折性外科手術を用いて例えば眼の角膜を変形し、既存の視力障害を補正することができる（例えば角膜表面を、光屈折性角膜切除を介して、ＰＲＫ、角膜の内部組織層の切除、またはレーザを用いたin situ 角膜曲率整形術、ＬＡＳＩＫ）。これらの素子は回転幾何形状の補正を有するだけでなく、患者の視力障害を補正するための個別の構造を有する。従って眼内レンズまたはコンタクトレンズ、とりわけＩＣＬを作製することができる。これらはいったんレンズシステムに取り入れられれば、眼の視力障害をこれまでのように粗く補正するだけでなく、それを超えて全ての不規則性、非対称性およびビーム歪みを共に補正する。これにより通常のヒトの眼の能力を超える視力を達成することができる。さらにこの方法により眼鏡レンズを作製することができ、このレンズも同様に眼の視力障害ないし古い光学システムの全ての不規則性、非対称性およびビーム歪みを共に補正する。
【００２６】
本発明の特に有利な方法では、理想光学システムの個々の光学素子、とりわけレンズが第１のステップで理想光学システムを検査するために作製され、第２のステップでこれら個々の素子が除去され、他の素子、例えば角膜が相応に変形される。この方法により許容度を高めることができる。なぜなら、一度検出された発射位置を光学素子、例えばレンズに取り付けることができ、この（計画された）補正が直ちに、完全に補正された眼が比較的後で見るようになるという印象を伝える。観察者は、相応に補正された光学システムの作用を主観的に検査し、補正された視特性ないし超視力をさらに角膜への介入の前に評価することができる。第２のステップで次にレンズを理想光学システムから取り出し、有利には角膜を理想的に変形し、これにより相応に補正された視力を達成する。有利には暫定的光学素子は、観察者が暫定的眼鏡フレームで光学システムに挿入することのできるレンズである。とりわけ有利には発射パターンが前もって設けられる材料は湿式コンタクトレンズである。
【００２７】
ここではこのコンタクトレンズを、治療すべき患者の球形シリンダ状収差がすでにこのレンズによって補正されるように選択すると有利である。治療レーザにより次に前もって測定された高次の収差がこのコンタクトレンズで補正される。特に有利にはソフトコンタクトレンズは、角膜のそれにほぼ相当する屈折力と切除特性を有する。このことにより暫定的光学素子の発射位置は後で固有の光学素子、とりわけ角膜に相当する。有利には暫定的光学素子、とりわけコンタクトレンズは同心に配向され、波面測定の基準軸並びに眼の軸と一致する。例えばＰＭＭＡのような材料を暫定的光学素子の切除材料として使用するのが有利である。ここではとりわけこの材料と角膜との比較で、切削深度の差の他に２つの媒体の屈折率の差が考慮される。この一定の係数は数学的に非常に良好に検出し、変換することができる。
【００２８】
この方法により、暫定的レンズを同じ波面補正を形成するデータにより射つことができる。これは例えば意図的な後での角膜の変形である。このために有利にはレンズはフレームに架設され、このレンズは眼と接する必要はない。特に有利には（暫定的）レンズの作製は光学システムでの波面の測定中に行う。ここでは有利には暫定的レンズを加工処理し、次に再度波面を後で測定し、このことをシステム全体の収差が検出されなくなるまで反復的に繰り返す。特に有利にはこのような手段では、患者の目を例えば糸十字で固定する。暫定的レンズと角膜との間隔をゼロにし、コンタクトレンズにより眼の上で作業し、コンタクトレンズを特に有利には、これが眼にある間、反復的に加工処理する。有利には加工処理は相応の部分加工ステップの実行後に中断され、視力テストを実行する。これにより最良の視力に反復的に近似することが、患者の直接的支援とエキシマレーザの使用により可能である。特に有利には種々異なる次の収差を個別に改善する。１．乱視、２．結像エラー、３．...。
【００２９】
特に有利にはこのために外球面と内球面を有する眼鏡を作製する。ここでは少なくともこれら面の１つに付加的パターンが設けられ、そのパターンの変換関数は波面の不均一な歪みと位相共役であり、この波面は光学システムないし眼に起因するものである。このことによりこのような眼鏡によりこの特別に検出された補正を行うことができる。
【００３０】
有利な方法ではこのような眼鏡を作製するために、正視者の平均値と眼の波面の平均値を検出し、外面および内面の半径を計算する。この半径は正視者のこの平均値の補正を表すものであり、面の少なくとも１つは曲率半径により作製され、この面は先行のステップで補正された正視者の波面の最大偏差のオーダーで変更されており、次に表面の偏差が光学システムないし眼の波面の不規則歪みのパターンに相応して投入される。
【００３１】
別の有利な方法では、表面のこの不規則性が材料切削または材料被覆により表面に適用される。この切削はレーザ照射により、熱的プロセスまたは非熱的プロセスにより、例えば切除によって行われる。
【００３２】
表面への被覆は層として行うことができる。
【００３３】
特に有利には表面が種々異なるセクタで精確に眼に適合される。これにより例えば２つの領域を形成し、これらの領域において補償を眼の順応状態に依存して、眼が相応する領域を使用する場合には選択することができる。
【００３４】
特に有利には表面を、眼鏡のレベルが眼の光学システムの基本レベルから幾何的にシフトしてもこれが補償されるように変化する。
【００３５】
さらに前記課題は、本発明の方法および／または本発明の装置によって作製される理想光学システムによって解決される。ここで光学システムは、埋め込みに適した、および／または付着に適した、および／または切除に適した材料、とりわけプラスチックまたはガラスを含む。本発明のレンズシステムの材料を選択することにより、素子を使用する際の互換性が保証される。このような材料は例えばＰＭＭＡ、アクリル、シリコンまたはこれら材料の化合物である。
【００３６】
本発明の別の実施例では理想的光学システムが設けられる。この光学システムは、屈折性および／または回折性の構造を有している。屈折性および／または回折性の構造は、これまでビーム形成でしか使用されていない。ミニレンズシステムが入射するビームを偏向および変形し、これにより特別のビーム分布が目標面で達成される。この種の屈折性および／または回折性の構造を光学システムの個々の素子に使用することにより、弱視の所期の補正が理想的に達成される。この構造を使用することにより、個別の非連続的な収差を補正することができ、また光学システムに通常の人の眼が有していない特性を付与することができる。
【００３７】
本発明の課題はさらに、（理想的な）屈折性および／または回折性の構造を有する、レンズシステムの素子によって解決される。このような素子は眼内レンズ、変形された角膜、コンタクトレンズ、ＩＣＬまたは眼鏡レンズである。
【００３８】
本発明の有利な構成を以下、図面に基づき詳細に説明する。
【００３９】
図１は、眼の視路の収差を補正するための本発明の装置の実施例に対するブロック回路図である。
【００４０】
図２は、別個に視力障害検出を行う装置（図２ａ）と、全てのエラーが重ね合わされている場合の装置（図２ｂ）の概略図である。
【００４１】
図１には、眼の視力障害を補正するための本発明の装置の実施例に対するブロック回路図が示されている。波面分析ユニット２とトポグラフィ分析ユニット２’とが制御ユニット３と接続されている。制御ユニット３はバスを介してレーザ４およびビーム変形装置５と接続されている。ビーム変形装置５の後方にはレンズ６が図示されている。波面分析ユニット２とトポグラフィ分析ユニット２’の前方には眼１が図示されている。
【００４２】
動作状態で波面分析ユニット２とトポグラフィ分析ユニット２’のビームは眼１を走査し、得られた信号を制御ユニット３に伝送する。制御ユニット３では信号が処理され、この眼１に対する理想光学システムが計算される。図示の実施例では光学システムの素子として理想レンズ６が示されている。とりわけ制御ユニット３では信号から得られたデータに基づき、レーザ関連データを考慮して、全ての発射位置が計算される。この発射位置はレーザ４に対して理想レンズ６の作製に必要である。制御ユニット３はこれに基づきレーザ４を制御し、ビーム７のエネルギーとパルス速度を決定する。ビーム７はビーム変形装置５によって偏向される。ビーム変形装置５ではビーム７が、算出された発射位置にしたがって制御ユニット３の設定によりスキャナおよびレンズシステムを介して変形され、偏向される。その結果、生レンズ上で材料を制御されたレーザビーム７によって切削研磨することにより、顧客固有のレンズ６が作製される。制御ユニット３はまた有利には複数の部分制御ユニットとして構成する構成することもでき、これらは装置の個々の構成部材と接続することができる。
【００４３】
このようにしてヒトの眼の視力障害を完全に補正するための有利な方法および装置が得られる。本発明の適用において人の眼の完全な補正を可能にする測定および加工処理方法が組み合わされる。ここでは角膜の表面を精確に検出する方法が使用され、さらなる視路において網膜までに発生する結像エラーを記録する。この測定結果を計算器支援して評価すると、計算と関連して、理想的に補正された角膜表面が得られる。有利にはスポット・スキャニング・エキシマレーザシステクによりトポグラフィ的に支援されて、患者固有のレンズを作製し、および／または角膜を理想的に補正変形することができる。
【００４４】
とりわけ補正を光学システムの素子の変形により行うことができる。水晶体の濁りと視力障害のある患者の視力を改善するには、眼内レンズを完全に補正することで十分である。このような場合、コンタクト手術の他に屈折性手術を実行する必要はない。
【００４５】
図２には概略的に、別個の視力障害検出のための装置（図２ａ）と、全てのエラーが重ね合わされた装置（図２ｂ）の概略が示されている。ここでは光学システムが眼と４つの光学素子により示されている。これらの光学素子により個々の視力エラーを補正することができる。これは個々の光学素子を個々の視力エラーの補正に個別に使用することによる。従って例えば第１の光学素子により球面収差を補正し、第２の光学素子により乱視を補正し、第３の光学素子により結像エラーを補償することができる。このために個々の光学素子が順次、補正パラメータにより検出された発射位置によって加工処理され、個別に変形される。有利には各（部分）補正後に視力テストを実行し、変化を主観的にも検査する。
【００４６】
図２ｂにはこれに対して、どのように全てのエラーの重ね合わせが１つの光学素子に作用するかが示されており、上に述べた補償が下の場合では１つの光学素子に転用されることとなる。すなわち個々の光学素子の個々の補正を設定した後、これらが１つの暫定的光学素子に転用される。この補正の基礎となる発射位置は次に別のステップで例えば角膜に転用され、この暫定的光学素子を省略することができる。
【００４７】
このようにして人の眼の視力障害を補正するための装置および方法が得られる。この装置ないし方法は全ての屈折性視力障害を、視力障害のある眼の視路の収差も含めて完全に補正することができる。ここで個々のエラーは反復的補正によっても、１つまたは複数の暫定的光学素子で前もって実行し、観察者が判断することができる。その際に眼に侵襲を行う必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、眼の視路の収差を補正するための本発明の装置の実施例に対するブロック回路図である。
【図２】  図２は、別個に視力障害検出を行う装置（図２ａ）と、全てのエラーが重ね合わされている場合の装置（図２ｂ）の概略図である。
【図１】
0005026647.tif 000002
【図２ａ】
0005026647.tif 000003
【図２ｂ】
0005026647.tif 000004