眼科用レーザ手術装置
【課題】 簡単な構成で、レーザスポットのＺ方向の移動速度を向上させ、効率的に手術ができる眼科手術システムを提供する。
【解決手段】 パルスレーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光をターゲット位置に照射させる照射光学系であって，レーザ光のスポットを３次元的に移動させる移動光学系を有する照射光学系と、を備え、レーザ光によって眼球組織を切断又は破砕する眼科用レーザ手術装置において、前記移動光学系は、前記レーザ光をターゲット位置に集光させ前記スポットを形成するための対物レンズと、前記レーザ光を発散光又は収束光として前記対物レンズに向けて導光させるための少なくとも１枚のレンズからなる第１レンズユニットと、該第１レンズユニットと前記対物レンズとの間に置かれ，前記第１レンズユニットと前記対物レンズとの間の光路長を変更させる光路長変更手段と、を備える。
【解決手段】 パルスレーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光をターゲット位置に照射させる照射光学系であって，レーザ光のスポットを３次元的に移動させる移動光学系を有する照射光学系と、を備え、レーザ光によって眼球組織を切断又は破砕する眼科用レーザ手術装置において、前記移動光学系は、前記レーザ光をターゲット位置に集光させ前記スポットを形成するための対物レンズと、前記レーザ光を発散光又は収束光として前記対物レンズに向けて導光させるための少なくとも１枚のレンズからなる第１レンズユニットと、該第１レンズユニットと前記対物レンズとの間に置かれ，前記第１レンズユニットと前記対物レンズとの間の光路長を変更させる光路長変更手段と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、術眼にレーザ光を照射して組織を切断等し除去するための眼科用レーザ手術装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フェムト秒パルスレーザビーム等の超短パルスレーザビームを照射して患者眼（術眼）の水晶体等の組織を切断（破砕）する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の装置は、白内障を治療するために水晶体のターゲット位置（レーザスポット位置）に微小なプラズマを発生させることによって、水晶体組織を機械的に切断、破砕する。これらの組織を除去し、眼内レンズ等を眼内に挿入することで白内障を治療する。患者眼の奥行方向をＺ方向、Ｚ方向に直交する方向をＸＹ方向とすると、レーザスポットをＸＹ方向に移動（走査）させる場合、２つのガルバノミラーを用いる。一方、レーザスポットをＺ方向に移動（走査）する場合、対物レンズ、又は、対物レンズより上流に配置されたビームエキスパンダのレンズをＺ方向（光軸）に沿って移動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１０−５３８６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような、レーザスポットのＺ方向の移動では、レンズ等の光学素子の移動を必要とする。このため、レーザスポットをＺ方向に沿って高速に移動させる場合、レンズの移動における位置精度の高さ、レンズの移動に伴う振動の抑制が要求される。これらに対応するためには、装置構成が複雑化してしまう。
【０００５】
本発明は、簡単な構成で、レーザスポットのＺ方向の移動速度を向上させ、効率的に手術ができる眼科手術システム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】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の構成を有することを特徴とする。
（１） パルスレーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光をターゲット位置に照射させる照射光学系であって，レーザ光のスポットを３次元的に移動させる移動光学系を有する照射光学系と、を備え、レーザ光によって眼球組織を切断又は破砕する眼科用レーザ手術装置において、前記移動光学系は、前記レーザ光をターゲット位置に集光させ前記スポットを形成するための対物レンズと、前記レーザ光を発散光又は収束光として前記対物レンズに向けて導光させるための少なくとも１枚のレンズからなる第１レンズユニットと、該第１レンズユニットと前記対物レンズとの間に置かれ，前記第１レンズユニットと前記対物レンズとの間の光路長を変更させる光路長変更手段と、を備えることを特徴とする。
（２） （１）に記載の眼科用レーザ手術装置は、前記光路長変更手段と前記対物レンズとの間に置かれ，前記光路長変更手段を介して前記対物レンズに向かう前記レーザ光の発散状態または収束状態を変更するための少なくとも１枚のレンズからなる第２レンズユニットを備えることを特徴とする。
（３） （２）に記載の眼科用レーザ手術装置において、前記移動光学系は、前記レーザ光を２次元的に走査するための走査ユニットを有し、該走査ユニットは前記光路長変更手段を経た前記レーザ光を２次元的に走査させることを特徴とする。
（４） （１）乃至（３）の何れかに記載の眼科用レーザ装置において、前記光路長変更手段は、ーザ光の光路を偏向する反射面を持つ第１反射部材と、該第１反射部材の反射面に対して直交する反射面を持ち，前記第１反射部材によって偏向される前のレーザ光の光軸に対して４５度の角度を成す反射面を持つ第２反射部材と、前記第１反射部材によって偏向されたレーザ光を前記第２反射部材に入射させるために２つの反射面を備える反射ユニットであって，前記第１反射部材の反射面と平行な反射面を持つ第３反射部材と、前記第２反射部材の反射面と平行な反射面を持つ第４反射部材と、を備える反射ユニットと、前記第１反射部材により反射されたレーザ光と前記第２反射部材に入射するレーザ光の光路長を変更するために，前記第１反射部材に反射されたレーザ光の光軸方向に沿って前記反射ユニットを移動させる駆動ユニットと、を備えることを特徴とする。
（５） （４）に記載の眼科用レーザ手術装置において、前記第１反射部材は、レーザ光を直角方向に偏向するように配置されている、ことを特徴とする。
（６） （４）又は（５）に記載の眼科用レーザ手術装置において、前記反射ユニットは、直角プリズムである、ことを特徴とする。
（７） （４）乃至請求項６に記載の何れかの眼科用レーザ手術装置において、前記第１反射部材と前記第２反射部材は、一体となった直角プリズムである、ことを特徴とする。
（８） （１）乃至（７）に記載の何れかの眼科用レーザ手術装置において、前記第１レンズユニットは、入射するレーザ光を発散光とする負の屈折力を有する、ことを特徴とする
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、簡単な構成で、レーザスポットのＺ方向の移動速度を向上させ、効率的に手術ができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態である眼科用レーザ手術手術装置の概略構成図である。本実施形態の眼科用レーザ手術装置は、術眼の水晶体をレーザにより切断、破砕する装置である。
【０００９】
眼科用レーザ手術装置１００は、集光点でブレイクダウンを発生させる特性を有するパルスのレーザ光を出射するレーザユニット（レーザ光源）１０、レーザ光を導光しターゲット（眼球組織）に照射するレーザ照射光学系（レーザ照射ユニット）２０、術眼を観察するための観察光学系（観察ユニット）３０、術眼を固定保持するための眼球固定ユニット４０、装置１００を操作するための操作ユニット５０、装置１００の設定・確認等を行う表示手段であるモニタ６０、装置１００を統括・制御する制御部７０、を備えている。
【００１０】
レーザユニット１０は、レーザの集光点（レーザスポット）でプラズマを発生させる（ブレイクダウンを起こす）超短パルスレーザを出射するレーザ光源である。レーザユニット１０としては、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を出射するデバイスが用いられる。パルスレーザの集光点では、プラズマが発生し、ターゲット組織、ここでは、眼球組織である水晶体が切開、破砕される。
【００１１】
照射光学系２０は、パルスレーザのスポットを奥行方向（Ｚ方向、光軸方向）に沿って移動させるためのビームエキスパンダユニット（以下、単にエキスパンダと記す）２１と、パルスレーザ光のスポットをターゲット面で２次元的（光軸に直交するＸＹ方向）に走査（偏向）する光スキャナ（走査ユニット）２２と、レーザの光軸と観察光軸とを合致させるビームスプリッタ２３と、レーザをターゲット面に結像させる（ターゲット面にレーザスポットを形成させる）結像光学系としての対物レンズ２４と、術眼と接触するアプリケータ２５と、を備えている。エキスパンダ２１及び光スキャナ２２によってレーザ光のスポットを術眼の水晶体内で三次元的に移動する移動光学系が構成される。
【００１２】
エキスパンダ２１は、対物レンズ２４の上流（レーザユニット１０側）で、かつ、光スキャナ２２よりも上流に配置される。エキスパンダ２１が備える光学素子を光軸に沿って移動させることによって、レーザのスポット位置をＺ方向に沿って移動させる（詳細は後述する）。光スキャナ２２としては、例えば回転軸が互いに直交する２つのガルバノミラーが用いられる。これにより、レーザスポットが、所定の２次元平面、ここでは、光軸に直交するＸＹ平面上で走査されることとなる。なお、光スキャナとしては、レゾナントミラー、回転プリズム、ポリゴンミラーとガルバノミラーの組合せによるスキャナ、等を用いることもできる。ビームスプリッタ２３は、レーザユニット（レーザ光源）１０から出射されたレーザ光を反射し、照明光及び照明光の反射光を透過する特性を有するダイクロイックミラーとされる。対物レンズ２４は、パルスレーザをミクロンからサブミクロンオーダーの微小なスポット径として、ターゲット面に結像させる役割を持つ。アプリケータ２５は、透光性を有する（透明な）コンタクトレンズであり、術眼の角膜の圧平に用いられる。このとき、術眼の角膜はアプリケータ２５の前面（接触面）から、一定の位置に位置決めされることとなる。従って、アプリケータ２５は、眼球組織を固定保持すると共に、レーザ照射の位置決めをする役割を持つ。
【００１３】
レーザのスポット位置でブレイクダウンが起こることにより、眼球組織にスポットサイズ程度の機械的破壊（亀裂等）が起こる。レーザのスポットは、光スキャナ２２によりＸＹ方向で移動され、エキスパンダ２１によりＺ方向に移動されることにより、３次元的に移動される（位置を変えられる）。眼球組織において、レーザスポットが３次元的に移動され、各スポットが繋げられることにより、眼球組織は３次元的な形状（予め設定されたレーザ照射のパターン）に切断される。レーザ照射のパターンについては詳細を後述する。
【００１４】
観察光学系３０は、２次元撮像素子を有するカメラ３１と、ビームスプリッタ３２、照明光源３３、照明光、術眼での反射光を導光するための導光光学系である光学素子３４、を備えている。ビームスプリッタ３２は、照明光の一部を反射し、術眼からの反射光（照明光）の一部を透過する特性を持つ。本実施形態ではビームスプリッタ３２は、ハーフミラーとされる。照明光源３３は、可視光等の術眼の照明に適した照明光を発光する。カメラ３１の２次元撮像素子は、例えば、照明光の波長に対して感度を有するイメージャとする。なお、照明光源３３は、赤外光を発する光源であってもよい。照明光源が赤外光を発する場合にはカメラ３１は赤外光を好適に受光可能なものが用いられる。なお、観察光学系３０は、対物レンズ２４を共用している。
【００１５】
眼球固定ユニット４０は、吸着リング４１、アプリケータ２５、を備えている。吸着リング４１は、環状の部材であり、前眼部の強膜に当接する形状となっている。吸着リング４１は、図示を略すポンプ等により吸引を受け、吸着リング４１に眼球を吸い付けることで術眼を固定保持する。なお、アプリケータ２５は、眼球固定ユニット４０に共用されている。また、アプリケータは、リング４１の内側に液体を充填する方式でもよい。この場合、レンズ（コンタクトレンズ）と角膜との間に液体が満たされ、角膜はレンズに圧平されない。
【００１６】
操作ユニット５０は、装置１００の設定を行うための入力手段５１と、レーザ照射のトリガ信号を入力するための照射指示スイッチとなるフットスイッチ５２と、を備えている。入力手段５１としては、モニタ６０に表示された設定画面で、手術条件等を指定するポインティングデバイスであるマウス、手術条件等の数値、情報を入力するキーボード、等である。
【００１７】
モニタ６０には、カメラ３１によって撮影された術眼の正面像（観察画像）が写しだされる。また、モニタ６０には、手術条件、レーザの照射パターン、等が表示される。
【００１８】
制御部７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、レーザユニット１０、エキスパンダ２１、光スキャナ２２、カメラ３１、照明光源３３、リング４１、が接続される。また、制御部７０には、制御プログラム、レーザ照射のパターン、設定した手術条件、撮影画像、等を記憶するメモリ７１が接続される。また、メモリ７１には、別の測定装置により取得された測定データ等も記憶される。
【００１９】
次に、レーザスポットのＺ方向の移動について説明する。図２は、レーザスポットをＺ方向に沿って移動させる光学系を説明する図である。図２では、説明の簡便のため、途中光路に設けられる各種光学部材（光スキャナ２２、ミラー２３、アプリケータ２５等）は図示を略した。
【００２０】
エキスパンダ（ビームエキスパンダユニット）２１は、第１レンズユニットであるレンズ駆動，ミラー８１、ミラー８２、反射ユニット８５、第２レンズユニットであるレンズ８０Ｂ、反射ユニット８５を移動させる駆動ユニット８８、を備えている。
【００２１】
レーザユニット１０からのレーザ光のビームＢは、平行光として、エキスパンダ２１に入射する。レンズ８０Ａは、負の屈折力を備えるレンズ（第１レンズユニット）であって少なくとも１枚のレンズからなり、入射した平行光を発散光とする役割を持つ。レンズ８０Ａは、一定の焦点距離を持ち、光軸Ｌ上に固定的に配置されている。このため、レンズ８０Ａからは一定の発散角を持つ発散光が出射される。レンズ８０Ｂは、本実施形態であは正の屈折力を備えるレンズ（第２レンズユニット）であって少なくとも１枚のレンズからなる。このようなレンズ８０Ｂは、入射される発散光の発散状態を変更させ（ビーム径を小さくする方向に変更させ）、光スキャナ２１（図示は略す）、対物レンズ２４へと導光する役割を持つ。レンズ８０Ｂは、一定の焦点距離を持ち、光軸Ｌ上に固定的に配置されている。対物レンズ２４は、一定の焦点距離を持ち、光軸Ｌ上に固定的に配置されている。このため、対物レンズ２４は、入射したレーザ光の発散角（又は収束角）に応じて、レーザスポットのＺ方向での結像位置を変更する。
【００２２】
レンズ８０Ａとレンズ８０Ｂの間には、ミラー８１及びミラー８２と、反射ユニット８５と、が配置される。本実施形態ではミラー８１，８２、及び反射ユニット８５を、レンズ８０Ａと対物レンズ２８との間の光路長を変更させる光路変更手段として機能させるようにしている。ミラー８１は、光軸Ｌ上に固定的に配置される全反射ミラー（第１反射部材）であり、ミラー８１に入射する前のレーザ光の軸を直角に偏向させるように配置される。ミラー８１の反射面は、入射するレーザ光及び出射（反射）するレーザ光の軸（偏向前後のレーザ光の軸）に対して４５度の角度を成している。
【００２３】
レンズ８０Ａによる反射方向には、反射ユニット８５が光軸方向に対して移動可能（光路長を変更可能）に配置される。また、ミラー８２は、反射ユニット８５にて反射されたレーザ光をレンズ８０Ｂに向けて反射させるために光軸Ｌ上に固定的に配置される全反射ミラー（第２反射部材）である。ミラー８２は、ミラー８２の反射面が、ミラー８１の反射面と直交するように配置されている。ミラー８２は、ミラー８２の反射面は、光軸Ｌ（ミラー８１での偏向前のレーザ光の軸）に対して４５度の角度を成すように配置されている。本実施形態では、ミラー８１とミラー８２は、反射面が直交すると共に、光軸Ｌに対してそれぞれ、４５度の角度を成すように配置されている。
【００２４】
反射ユニット８５は、ガラスで作製された直角プリズムである。反射ユニット８５は、ミラー８１の反射面と平行な反射面を持つ反射部（第３反射部材）８６と、ミラー８２の反射面と平行な反射面を持つ反射部（第４反射部材）８７を備えている。反射部８６と反射部８７の反射面は直交している。このため、反射ユニット８５は、直角二等辺三角形の形状をしている。反射部８６の反射面は、ミラー８１により偏向されたレーザ光の軸に対して４５度の角度を成している。反射部８７の反射面は、ミラー８２に入射するレーザ光が４５度の角度となるように反射ユニット８５の位置が決められている。反射部８６及び８７は、直角プリズム内に一体的に形成されている。反射ユニット８５は、ミラー８１からのレーザ光の方向は一致させた状態で、ミラー８２へと反射する機能を有している。なお、直角プリズムにおいて、反射部８６及び８７は、全反射ミラーとなるようにコーティング処理されている。
【００２５】
レンズ８０Ａを通ったレーザ光は、ミラー８１で反射され直角方向に偏向され、反射部８６で反射され直角方向に偏向される。反射部８６にて反射されたレーザ光は、さらに反射部８７で反射され直角方向に偏向され、ミラー８２に向かう。ミラー８２に反射され直角方向に偏向され、レンズ８０Ｂを通過する。これにより、レーザ光は、レンズ８０Ａ通過時の光軸Ｌと同じ方向に偏向されて（戻されて）レンズ８０Ｂへと到る。レーザ光は、対物レンズ２４によってレーザスポットとされる。
【００２６】
反射ユニット８５には、駆動ユニット８８により一方向に移動可能に保持される。駆動ユニット８８は、ステッピングモータとスライダ（レール）等を含んでいる。駆動ユニット８８は、ミラー８１により偏向された後のレーザ光の光軸方向に沿って反射ユニット８５を移動させる。
【００２７】
駆動ユニット８８が、反射ユニット８５を移動させることにより、レンズ８０Ａとレンズ８０Ｂ（対物レンズ２４）の間の光路長が変更される。レンズ８０Ａから出射されたレーザ光は一定の発散角を持つ発散光となっているため、レーザ光の光路長の変更に伴って、レンズ８０Ｂ上でのレーザ光のビーム径が変更される。レンズ８０Ｂの焦点距離は一定であるため、入射したレーザ光のビーム径に応じて、レンズ８０Ｂからのビームの発散角（又は収束角）が異なる。また、対物レンズ２４の焦点距離は一定であるため、対物レンズ２４に入射するレーザ光の発散角によって対物レンズ２４により形成されるレーザスポットの位置（集光位置）がＺ方向上で変わることとなる。
【００２８】
このようなＺ方向の焦点位置の移動について図２を用いて詳細に説明する。図２では、反射ユニット８５の移動による光路長の変更状態を、実線部分と点線部分にて示している。。
【００２９】
反射ユニット８５が、実線で示される位置にあるとき、レンズ８０Ａを出射した発散光は、ミラー８１、反射ユニット８５の反射部８６、反射部８７、ミラー８２、でそれぞれ反射（直角に偏向）され、レンズ８０Ｂに到る。発散光は、レンズ８０Ｂの屈折力によってビームを絞られ下流の光学素子に導光される（出射される）。ここで、レンズ８０Ｂを出射するレーザ光は、平行光とされるものとする。従って、反射ユニット８５の位置では、レンズ８０Ａからレンズ８０Ｂまでの光路長が、レンズ８０Ａの焦点とレンズ８０Ｂの焦点が一致する長さとなっている。レーザ光は、対物レンズ２４によりターゲット面に結像される。このとき、レーザスポットは、対物レンズ２４の焦点距離の位置に形成される。
【００３０】
一方、反射ユニット８５が、点線で示される反射ユニット８５ａの位置に配置される場合、レンズ８０Ａを出射した発散光はミラー８１で反射され、反射ユニット８５ａの反射部で反射される。反射ユニット８５ａ（点線部分）は、反射ユニット８５（実線部分の位置）よりもミラー８１及び８２に近いため、光路長が短くなり、その結果レンズ８０Ｂに向かうレーザ光のビーム径が小さくなる（発散角が小さくなる）。レンズ８０Ｂから出射したレーザ光は、若干発散されて対物レンズ２４に入射する。対物レンズ２４は、発散したビームをより遠くに集光させる。言い換えると、レーザスポットは、反射ユニット８５が実線で示される位置にある場合よりも奥側に形成される。
【００３１】
以上のようにして、反射ユニット８５を一方向に沿って移動させることによってレーザ光の光路長を変更し、レーザスポットの位置をＺ方向に沿って移動させることができる。なお、反射ユニット８５を一体的な部材（直角プリズム）とすることで、部材の配置精度が向上する。直角プリズムである反射ユニット８５は、反射ユニット８５に入射するレーザ光の方向と同じ方向のレーザ光を反射する構成であるため、反射ユニット８５が、ミラー８１により偏向されたレーザ光の軸に対して傾いて（反射ユニット８５の移動方向の面に沿って傾いて）配置されていても、ミラー８２に対して精度よくレーザ光を偏向できる。また、駆動ユニット８８による反射ユニット８５の移動動作において、反射ユニット８５が振動しても、上記の関係が維持される。このため、反射ユニット８５を高速で移動させても、レーザスポットがＸＹ平面上でずれにくい。このため、簡単な構成でレーザスポットのＺ方向の移動を高速化できる。さらに、反射ユニット８５の移動によって、反射ユニット８５に対するレーザ光の往路と復路の両方の光路長を変更することができる。このため、反射ユニット８５の微小な移動により、レーザスポットのＺ方向の位置を大きく（ここでは、２倍）変更できる。これにより、レーザスポットのＺ方向の移動（走査）の頻度が多い照射パターンで一連のレーザ照射の速度を向上でき、手術時間を短くできる。例えば、Ｚ方向でのレーザスポットの位置移動を終えた後に、ＸＹ方向の位置を変えて、ＸＹ上の別の位置でレーザスポットをＺ方向に沿って移動させる照射パターンの高速化が望める。また、第１レンズ群を負の屈折力を持つレンズとすることによって、レーザ光を発散光とでき、第２レンズ群までの光路中でレーザ光が結像することがない。このため、反射ユニット８５にパルスレーザによる損傷が起こりにくい。また、第２レンズ群を正の屈折力を持つレンズとすることによってビーム径を絞ることができる。これにより、レンズ８０Ｂの下流の部材（例えば、光スキャナ２２、対物レンズ２４、等）のサイズを大きくする必要がなく、装置の大型化を抑制できる。
【００３２】
以上のような構成を備える装置の動作について説明する。手術に先立ち、術者は手術条件、パターンを設定する。術者は、患者を手術台等に寝かせ、眼球固定ユニット４０により眼球を固定する。術眼は吸着リンク４１で保持され、アプリケータ２５によって圧平される。フットスイッチ４２が術者によって踏まれると、制御部７０は、トリガ信号に基づいてレーザ照射を開始する。制御部７０は、設定された手術条件及び照射パターンに基づいてレーザを照射する。制御部７０は、照射パターンに基づいてレーザユニット１０を制御すると共に、エキスパンダ２１（駆動ユニット８８）及び光スキャナ２２を制御する。このとき、制御部７０は、レーザスポットを、照射パターンにおける奥側から手前側に向かって移動させながら、レーザ照射を行う。術眼Ｅの水晶体組織（水晶体核及び嚢の一部）は切断、破砕される。レーザ照射が終わると、破砕された水晶体は、別の灌流吸引装置により除去され、術眼Ｅの嚢には眼内レンズが設置され、手術が終わる。
【００３３】
なお、以上の説明では、ミラー８１によって、レーザ光の光軸を直交する方向に偏向する構成としてが、これに限るものではない。反射ユニット８５及びミラー８２の向きがミラー８１に対応し、対物レンズ２４上でのビーム径を変更できる構成であればよい。
【００３４】
なお、以上の説明では、ミラー８１及び８２をミラーで構成したが、これに限るものではない。ミラー８１及び８２の関係を維持して、レーザ光を偏向（反射）できる構成であればよい。ミラー８１及び８２を一体として直角プリズムであってもよい。この場合、プリズムの表面に反射コーティングをすることが好ましい。
【００３５】
なお、以上の説明では、反射ユニット８５を直角プリズムとしたが、これに限るものではない。反射部８６及び８７の関係を維持して、レーザ光の偏向する構成であればよい。個別のミラーにより、反射ユニットを構成してもよい。また、反射ユニット８５を一体的に作製されたコーナーキューブとしてもよい。
【００３６】
なお、以上の説明ではでは、術眼の水晶体を破砕する実施形態を例に挙げたが、これに限るものではない。術眼の眼球にレーザを照射し、組織の切開、破砕を行う構成であればよい。本発明を角膜、虹彩等を切除する装置に利用可能である。
【００３７】
なお、以上の説明では、レンズ８０Ａを負の屈折力を持つレンズ、レンズ８０Ｂを正の屈折力を持つレンズとしたが、この構成に限るものではない。第１レンズユニットは、光路長が変更される光路上においてレーザ光を発散または、収束させる構成であればよく、正の屈折力を持つ構成としてもよい。また、第２レンズユニット群は、対物レンズ２４にレーザ光を導光する構成であれば、負の屈折力を持つ構成であってもよい。第１レンズユニットは、少なくとも１枚のレンズで構成されればよい。同様に、第２レンズユニットは、少なくとも２枚のレンズで構成さればよい。
【００３８】
なお、以上の説明では、第２レンズユニットであるレンズ８０Ｂを用いる構成としたが、これに限るものではない。レンズ８０Ｂは必ずしも必要ない。対物レンズ２４に入射するビームのビーム径が変更される構成であればよい。例えば、ミラー８２の下流の近傍に対物レンズ２４が配置される構成であってもよい。この場合、光スキャナ２２の下流にエキスパンダ２１を配置する構成とする。
【００３９】
なお、以上の説明では、レーザとしてフェムト秒パルス種光レーザを用いたが、これに限るものではない。加熱を伴わず、対象物の材質も選ばず、ミクロンオーダの微細な加工が可能、透明対象物の内部加工が可能、等の特性を持つピコ秒パルス等の超短パルスのレーザビームを発するものであればよい。
【００４０】
以上のように本発明は実施形態に限られず、種々の変容が可能であり、本発明はこのような変容も技術思想を同一にする範囲において含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態である眼科手術システムの概略構成図である。
【図２】レーザスポットをＺ方向に沿って移動させる光学系を説明する図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０ レーザユニット
２１ ビームエキスパンダユニット
２２ 光スキャナ
８０Ａ、８０Ｂ レンズ
８１、８２ ミラー
８５ 反射ユニット
８８ 駆動ユニット
１００ 眼科用レーザ手術装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、術眼にレーザ光を照射して組織を切断等し除去するための眼科用レーザ手術装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フェムト秒パルスレーザビーム等の超短パルスレーザビームを照射して患者眼（術眼）の水晶体等の組織を切断（破砕）する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の装置は、白内障を治療するために水晶体のターゲット位置（レーザスポット位置）に微小なプラズマを発生させることによって、水晶体組織を機械的に切断、破砕する。これらの組織を除去し、眼内レンズ等を眼内に挿入することで白内障を治療する。患者眼の奥行方向をＺ方向、Ｚ方向に直交する方向をＸＹ方向とすると、レーザスポットをＸＹ方向に移動（走査）させる場合、２つのガルバノミラーを用いる。一方、レーザスポットをＺ方向に移動（走査）する場合、対物レンズ、又は、対物レンズより上流に配置されたビームエキスパンダのレンズをＺ方向（光軸）に沿って移動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１０−５３８６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような、レーザスポットのＺ方向の移動では、レンズ等の光学素子の移動を必要とする。このため、レーザスポットをＺ方向に沿って高速に移動させる場合、レンズの移動における位置精度の高さ、レンズの移動に伴う振動の抑制が要求される。これらに対応するためには、装置構成が複雑化してしまう。
【０００５】
本発明は、簡単な構成で、レーザスポットのＺ方向の移動速度を向上させ、効率的に手術ができる眼科手術システム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】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の構成を有することを特徴とする。
（１） パルスレーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光をターゲット位置に照射させる照射光学系であって，レーザ光のスポットを３次元的に移動させる移動光学系を有する照射光学系と、を備え、レーザ光によって眼球組織を切断又は破砕する眼科用レーザ手術装置において、前記移動光学系は、前記レーザ光をターゲット位置に集光させ前記スポットを形成するための対物レンズと、前記レーザ光を発散光又は収束光として前記対物レンズに向けて導光させるための少なくとも１枚のレンズからなる第１レンズユニットと、該第１レンズユニットと前記対物レンズとの間に置かれ，前記第１レンズユニットと前記対物レンズとの間の光路長を変更させる光路長変更手段と、を備えることを特徴とする。
（２） （１）に記載の眼科用レーザ手術装置は、前記光路長変更手段と前記対物レンズとの間に置かれ，前記光路長変更手段を介して前記対物レンズに向かう前記レーザ光の発散状態または収束状態を変更するための少なくとも１枚のレンズからなる第２レンズユニットを備えることを特徴とする。
（３） （２）に記載の眼科用レーザ手術装置において、前記移動光学系は、前記レーザ光を２次元的に走査するための走査ユニットを有し、該走査ユニットは前記光路長変更手段を経た前記レーザ光を２次元的に走査させることを特徴とする。
（４） （１）乃至（３）の何れかに記載の眼科用レーザ装置において、前記光路長変更手段は、ーザ光の光路を偏向する反射面を持つ第１反射部材と、該第１反射部材の反射面に対して直交する反射面を持ち，前記第１反射部材によって偏向される前のレーザ光の光軸に対して４５度の角度を成す反射面を持つ第２反射部材と、前記第１反射部材によって偏向されたレーザ光を前記第２反射部材に入射させるために２つの反射面を備える反射ユニットであって，前記第１反射部材の反射面と平行な反射面を持つ第３反射部材と、前記第２反射部材の反射面と平行な反射面を持つ第４反射部材と、を備える反射ユニットと、前記第１反射部材により反射されたレーザ光と前記第２反射部材に入射するレーザ光の光路長を変更するために，前記第１反射部材に反射されたレーザ光の光軸方向に沿って前記反射ユニットを移動させる駆動ユニットと、を備えることを特徴とする。
（５） （４）に記載の眼科用レーザ手術装置において、前記第１反射部材は、レーザ光を直角方向に偏向するように配置されている、ことを特徴とする。
（６） （４）又は（５）に記載の眼科用レーザ手術装置において、前記反射ユニットは、直角プリズムである、ことを特徴とする。
（７） （４）乃至請求項６に記載の何れかの眼科用レーザ手術装置において、前記第１反射部材と前記第２反射部材は、一体となった直角プリズムである、ことを特徴とする。
（８） （１）乃至（７）に記載の何れかの眼科用レーザ手術装置において、前記第１レンズユニットは、入射するレーザ光を発散光とする負の屈折力を有する、ことを特徴とする
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、簡単な構成で、レーザスポットのＺ方向の移動速度を向上させ、効率的に手術ができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態である眼科用レーザ手術手術装置の概略構成図である。本実施形態の眼科用レーザ手術装置は、術眼の水晶体をレーザにより切断、破砕する装置である。
【０００９】
眼科用レーザ手術装置１００は、集光点でブレイクダウンを発生させる特性を有するパルスのレーザ光を出射するレーザユニット（レーザ光源）１０、レーザ光を導光しターゲット（眼球組織）に照射するレーザ照射光学系（レーザ照射ユニット）２０、術眼を観察するための観察光学系（観察ユニット）３０、術眼を固定保持するための眼球固定ユニット４０、装置１００を操作するための操作ユニット５０、装置１００の設定・確認等を行う表示手段であるモニタ６０、装置１００を統括・制御する制御部７０、を備えている。
【００１０】
レーザユニット１０は、レーザの集光点（レーザスポット）でプラズマを発生させる（ブレイクダウンを起こす）超短パルスレーザを出射するレーザ光源である。レーザユニット１０としては、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を出射するデバイスが用いられる。パルスレーザの集光点では、プラズマが発生し、ターゲット組織、ここでは、眼球組織である水晶体が切開、破砕される。
【００１１】
照射光学系２０は、パルスレーザのスポットを奥行方向（Ｚ方向、光軸方向）に沿って移動させるためのビームエキスパンダユニット（以下、単にエキスパンダと記す）２１と、パルスレーザ光のスポットをターゲット面で２次元的（光軸に直交するＸＹ方向）に走査（偏向）する光スキャナ（走査ユニット）２２と、レーザの光軸と観察光軸とを合致させるビームスプリッタ２３と、レーザをターゲット面に結像させる（ターゲット面にレーザスポットを形成させる）結像光学系としての対物レンズ２４と、術眼と接触するアプリケータ２５と、を備えている。エキスパンダ２１及び光スキャナ２２によってレーザ光のスポットを術眼の水晶体内で三次元的に移動する移動光学系が構成される。
【００１２】
エキスパンダ２１は、対物レンズ２４の上流（レーザユニット１０側）で、かつ、光スキャナ２２よりも上流に配置される。エキスパンダ２１が備える光学素子を光軸に沿って移動させることによって、レーザのスポット位置をＺ方向に沿って移動させる（詳細は後述する）。光スキャナ２２としては、例えば回転軸が互いに直交する２つのガルバノミラーが用いられる。これにより、レーザスポットが、所定の２次元平面、ここでは、光軸に直交するＸＹ平面上で走査されることとなる。なお、光スキャナとしては、レゾナントミラー、回転プリズム、ポリゴンミラーとガルバノミラーの組合せによるスキャナ、等を用いることもできる。ビームスプリッタ２３は、レーザユニット（レーザ光源）１０から出射されたレーザ光を反射し、照明光及び照明光の反射光を透過する特性を有するダイクロイックミラーとされる。対物レンズ２４は、パルスレーザをミクロンからサブミクロンオーダーの微小なスポット径として、ターゲット面に結像させる役割を持つ。アプリケータ２５は、透光性を有する（透明な）コンタクトレンズであり、術眼の角膜の圧平に用いられる。このとき、術眼の角膜はアプリケータ２５の前面（接触面）から、一定の位置に位置決めされることとなる。従って、アプリケータ２５は、眼球組織を固定保持すると共に、レーザ照射の位置決めをする役割を持つ。
【００１３】
レーザのスポット位置でブレイクダウンが起こることにより、眼球組織にスポットサイズ程度の機械的破壊（亀裂等）が起こる。レーザのスポットは、光スキャナ２２によりＸＹ方向で移動され、エキスパンダ２１によりＺ方向に移動されることにより、３次元的に移動される（位置を変えられる）。眼球組織において、レーザスポットが３次元的に移動され、各スポットが繋げられることにより、眼球組織は３次元的な形状（予め設定されたレーザ照射のパターン）に切断される。レーザ照射のパターンについては詳細を後述する。
【００１４】
観察光学系３０は、２次元撮像素子を有するカメラ３１と、ビームスプリッタ３２、照明光源３３、照明光、術眼での反射光を導光するための導光光学系である光学素子３４、を備えている。ビームスプリッタ３２は、照明光の一部を反射し、術眼からの反射光（照明光）の一部を透過する特性を持つ。本実施形態ではビームスプリッタ３２は、ハーフミラーとされる。照明光源３３は、可視光等の術眼の照明に適した照明光を発光する。カメラ３１の２次元撮像素子は、例えば、照明光の波長に対して感度を有するイメージャとする。なお、照明光源３３は、赤外光を発する光源であってもよい。照明光源が赤外光を発する場合にはカメラ３１は赤外光を好適に受光可能なものが用いられる。なお、観察光学系３０は、対物レンズ２４を共用している。
【００１５】
眼球固定ユニット４０は、吸着リング４１、アプリケータ２５、を備えている。吸着リング４１は、環状の部材であり、前眼部の強膜に当接する形状となっている。吸着リング４１は、図示を略すポンプ等により吸引を受け、吸着リング４１に眼球を吸い付けることで術眼を固定保持する。なお、アプリケータ２５は、眼球固定ユニット４０に共用されている。また、アプリケータは、リング４１の内側に液体を充填する方式でもよい。この場合、レンズ（コンタクトレンズ）と角膜との間に液体が満たされ、角膜はレンズに圧平されない。
【００１６】
操作ユニット５０は、装置１００の設定を行うための入力手段５１と、レーザ照射のトリガ信号を入力するための照射指示スイッチとなるフットスイッチ５２と、を備えている。入力手段５１としては、モニタ６０に表示された設定画面で、手術条件等を指定するポインティングデバイスであるマウス、手術条件等の数値、情報を入力するキーボード、等である。
【００１７】
モニタ６０には、カメラ３１によって撮影された術眼の正面像（観察画像）が写しだされる。また、モニタ６０には、手術条件、レーザの照射パターン、等が表示される。
【００１８】
制御部７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、レーザユニット１０、エキスパンダ２１、光スキャナ２２、カメラ３１、照明光源３３、リング４１、が接続される。また、制御部７０には、制御プログラム、レーザ照射のパターン、設定した手術条件、撮影画像、等を記憶するメモリ７１が接続される。また、メモリ７１には、別の測定装置により取得された測定データ等も記憶される。
【００１９】
次に、レーザスポットのＺ方向の移動について説明する。図２は、レーザスポットをＺ方向に沿って移動させる光学系を説明する図である。図２では、説明の簡便のため、途中光路に設けられる各種光学部材（光スキャナ２２、ミラー２３、アプリケータ２５等）は図示を略した。
【００２０】
エキスパンダ（ビームエキスパンダユニット）２１は、第１レンズユニットであるレンズ駆動，ミラー８１、ミラー８２、反射ユニット８５、第２レンズユニットであるレンズ８０Ｂ、反射ユニット８５を移動させる駆動ユニット８８、を備えている。
【００２１】
レーザユニット１０からのレーザ光のビームＢは、平行光として、エキスパンダ２１に入射する。レンズ８０Ａは、負の屈折力を備えるレンズ（第１レンズユニット）であって少なくとも１枚のレンズからなり、入射した平行光を発散光とする役割を持つ。レンズ８０Ａは、一定の焦点距離を持ち、光軸Ｌ上に固定的に配置されている。このため、レンズ８０Ａからは一定の発散角を持つ発散光が出射される。レンズ８０Ｂは、本実施形態であは正の屈折力を備えるレンズ（第２レンズユニット）であって少なくとも１枚のレンズからなる。このようなレンズ８０Ｂは、入射される発散光の発散状態を変更させ（ビーム径を小さくする方向に変更させ）、光スキャナ２１（図示は略す）、対物レンズ２４へと導光する役割を持つ。レンズ８０Ｂは、一定の焦点距離を持ち、光軸Ｌ上に固定的に配置されている。対物レンズ２４は、一定の焦点距離を持ち、光軸Ｌ上に固定的に配置されている。このため、対物レンズ２４は、入射したレーザ光の発散角（又は収束角）に応じて、レーザスポットのＺ方向での結像位置を変更する。
【００２２】
レンズ８０Ａとレンズ８０Ｂの間には、ミラー８１及びミラー８２と、反射ユニット８５と、が配置される。本実施形態ではミラー８１，８２、及び反射ユニット８５を、レンズ８０Ａと対物レンズ２８との間の光路長を変更させる光路変更手段として機能させるようにしている。ミラー８１は、光軸Ｌ上に固定的に配置される全反射ミラー（第１反射部材）であり、ミラー８１に入射する前のレーザ光の軸を直角に偏向させるように配置される。ミラー８１の反射面は、入射するレーザ光及び出射（反射）するレーザ光の軸（偏向前後のレーザ光の軸）に対して４５度の角度を成している。
【００２３】
レンズ８０Ａによる反射方向には、反射ユニット８５が光軸方向に対して移動可能（光路長を変更可能）に配置される。また、ミラー８２は、反射ユニット８５にて反射されたレーザ光をレンズ８０Ｂに向けて反射させるために光軸Ｌ上に固定的に配置される全反射ミラー（第２反射部材）である。ミラー８２は、ミラー８２の反射面が、ミラー８１の反射面と直交するように配置されている。ミラー８２は、ミラー８２の反射面は、光軸Ｌ（ミラー８１での偏向前のレーザ光の軸）に対して４５度の角度を成すように配置されている。本実施形態では、ミラー８１とミラー８２は、反射面が直交すると共に、光軸Ｌに対してそれぞれ、４５度の角度を成すように配置されている。
【００２４】
反射ユニット８５は、ガラスで作製された直角プリズムである。反射ユニット８５は、ミラー８１の反射面と平行な反射面を持つ反射部（第３反射部材）８６と、ミラー８２の反射面と平行な反射面を持つ反射部（第４反射部材）８７を備えている。反射部８６と反射部８７の反射面は直交している。このため、反射ユニット８５は、直角二等辺三角形の形状をしている。反射部８６の反射面は、ミラー８１により偏向されたレーザ光の軸に対して４５度の角度を成している。反射部８７の反射面は、ミラー８２に入射するレーザ光が４５度の角度となるように反射ユニット８５の位置が決められている。反射部８６及び８７は、直角プリズム内に一体的に形成されている。反射ユニット８５は、ミラー８１からのレーザ光の方向は一致させた状態で、ミラー８２へと反射する機能を有している。なお、直角プリズムにおいて、反射部８６及び８７は、全反射ミラーとなるようにコーティング処理されている。
【００２５】
レンズ８０Ａを通ったレーザ光は、ミラー８１で反射され直角方向に偏向され、反射部８６で反射され直角方向に偏向される。反射部８６にて反射されたレーザ光は、さらに反射部８７で反射され直角方向に偏向され、ミラー８２に向かう。ミラー８２に反射され直角方向に偏向され、レンズ８０Ｂを通過する。これにより、レーザ光は、レンズ８０Ａ通過時の光軸Ｌと同じ方向に偏向されて（戻されて）レンズ８０Ｂへと到る。レーザ光は、対物レンズ２４によってレーザスポットとされる。
【００２６】
反射ユニット８５には、駆動ユニット８８により一方向に移動可能に保持される。駆動ユニット８８は、ステッピングモータとスライダ（レール）等を含んでいる。駆動ユニット８８は、ミラー８１により偏向された後のレーザ光の光軸方向に沿って反射ユニット８５を移動させる。
【００２７】
駆動ユニット８８が、反射ユニット８５を移動させることにより、レンズ８０Ａとレンズ８０Ｂ（対物レンズ２４）の間の光路長が変更される。レンズ８０Ａから出射されたレーザ光は一定の発散角を持つ発散光となっているため、レーザ光の光路長の変更に伴って、レンズ８０Ｂ上でのレーザ光のビーム径が変更される。レンズ８０Ｂの焦点距離は一定であるため、入射したレーザ光のビーム径に応じて、レンズ８０Ｂからのビームの発散角（又は収束角）が異なる。また、対物レンズ２４の焦点距離は一定であるため、対物レンズ２４に入射するレーザ光の発散角によって対物レンズ２４により形成されるレーザスポットの位置（集光位置）がＺ方向上で変わることとなる。
【００２８】
このようなＺ方向の焦点位置の移動について図２を用いて詳細に説明する。図２では、反射ユニット８５の移動による光路長の変更状態を、実線部分と点線部分にて示している。。
【００２９】
反射ユニット８５が、実線で示される位置にあるとき、レンズ８０Ａを出射した発散光は、ミラー８１、反射ユニット８５の反射部８６、反射部８７、ミラー８２、でそれぞれ反射（直角に偏向）され、レンズ８０Ｂに到る。発散光は、レンズ８０Ｂの屈折力によってビームを絞られ下流の光学素子に導光される（出射される）。ここで、レンズ８０Ｂを出射するレーザ光は、平行光とされるものとする。従って、反射ユニット８５の位置では、レンズ８０Ａからレンズ８０Ｂまでの光路長が、レンズ８０Ａの焦点とレンズ８０Ｂの焦点が一致する長さとなっている。レーザ光は、対物レンズ２４によりターゲット面に結像される。このとき、レーザスポットは、対物レンズ２４の焦点距離の位置に形成される。
【００３０】
一方、反射ユニット８５が、点線で示される反射ユニット８５ａの位置に配置される場合、レンズ８０Ａを出射した発散光はミラー８１で反射され、反射ユニット８５ａの反射部で反射される。反射ユニット８５ａ（点線部分）は、反射ユニット８５（実線部分の位置）よりもミラー８１及び８２に近いため、光路長が短くなり、その結果レンズ８０Ｂに向かうレーザ光のビーム径が小さくなる（発散角が小さくなる）。レンズ８０Ｂから出射したレーザ光は、若干発散されて対物レンズ２４に入射する。対物レンズ２４は、発散したビームをより遠くに集光させる。言い換えると、レーザスポットは、反射ユニット８５が実線で示される位置にある場合よりも奥側に形成される。
【００３１】
以上のようにして、反射ユニット８５を一方向に沿って移動させることによってレーザ光の光路長を変更し、レーザスポットの位置をＺ方向に沿って移動させることができる。なお、反射ユニット８５を一体的な部材（直角プリズム）とすることで、部材の配置精度が向上する。直角プリズムである反射ユニット８５は、反射ユニット８５に入射するレーザ光の方向と同じ方向のレーザ光を反射する構成であるため、反射ユニット８５が、ミラー８１により偏向されたレーザ光の軸に対して傾いて（反射ユニット８５の移動方向の面に沿って傾いて）配置されていても、ミラー８２に対して精度よくレーザ光を偏向できる。また、駆動ユニット８８による反射ユニット８５の移動動作において、反射ユニット８５が振動しても、上記の関係が維持される。このため、反射ユニット８５を高速で移動させても、レーザスポットがＸＹ平面上でずれにくい。このため、簡単な構成でレーザスポットのＺ方向の移動を高速化できる。さらに、反射ユニット８５の移動によって、反射ユニット８５に対するレーザ光の往路と復路の両方の光路長を変更することができる。このため、反射ユニット８５の微小な移動により、レーザスポットのＺ方向の位置を大きく（ここでは、２倍）変更できる。これにより、レーザスポットのＺ方向の移動（走査）の頻度が多い照射パターンで一連のレーザ照射の速度を向上でき、手術時間を短くできる。例えば、Ｚ方向でのレーザスポットの位置移動を終えた後に、ＸＹ方向の位置を変えて、ＸＹ上の別の位置でレーザスポットをＺ方向に沿って移動させる照射パターンの高速化が望める。また、第１レンズ群を負の屈折力を持つレンズとすることによって、レーザ光を発散光とでき、第２レンズ群までの光路中でレーザ光が結像することがない。このため、反射ユニット８５にパルスレーザによる損傷が起こりにくい。また、第２レンズ群を正の屈折力を持つレンズとすることによってビーム径を絞ることができる。これにより、レンズ８０Ｂの下流の部材（例えば、光スキャナ２２、対物レンズ２４、等）のサイズを大きくする必要がなく、装置の大型化を抑制できる。
【００３２】
以上のような構成を備える装置の動作について説明する。手術に先立ち、術者は手術条件、パターンを設定する。術者は、患者を手術台等に寝かせ、眼球固定ユニット４０により眼球を固定する。術眼は吸着リンク４１で保持され、アプリケータ２５によって圧平される。フットスイッチ４２が術者によって踏まれると、制御部７０は、トリガ信号に基づいてレーザ照射を開始する。制御部７０は、設定された手術条件及び照射パターンに基づいてレーザを照射する。制御部７０は、照射パターンに基づいてレーザユニット１０を制御すると共に、エキスパンダ２１（駆動ユニット８８）及び光スキャナ２２を制御する。このとき、制御部７０は、レーザスポットを、照射パターンにおける奥側から手前側に向かって移動させながら、レーザ照射を行う。術眼Ｅの水晶体組織（水晶体核及び嚢の一部）は切断、破砕される。レーザ照射が終わると、破砕された水晶体は、別の灌流吸引装置により除去され、術眼Ｅの嚢には眼内レンズが設置され、手術が終わる。
【００３３】
なお、以上の説明では、ミラー８１によって、レーザ光の光軸を直交する方向に偏向する構成としてが、これに限るものではない。反射ユニット８５及びミラー８２の向きがミラー８１に対応し、対物レンズ２４上でのビーム径を変更できる構成であればよい。
【００３４】
なお、以上の説明では、ミラー８１及び８２をミラーで構成したが、これに限るものではない。ミラー８１及び８２の関係を維持して、レーザ光を偏向（反射）できる構成であればよい。ミラー８１及び８２を一体として直角プリズムであってもよい。この場合、プリズムの表面に反射コーティングをすることが好ましい。
【００３５】
なお、以上の説明では、反射ユニット８５を直角プリズムとしたが、これに限るものではない。反射部８６及び８７の関係を維持して、レーザ光の偏向する構成であればよい。個別のミラーにより、反射ユニットを構成してもよい。また、反射ユニット８５を一体的に作製されたコーナーキューブとしてもよい。
【００３６】
なお、以上の説明ではでは、術眼の水晶体を破砕する実施形態を例に挙げたが、これに限るものではない。術眼の眼球にレーザを照射し、組織の切開、破砕を行う構成であればよい。本発明を角膜、虹彩等を切除する装置に利用可能である。
【００３７】
なお、以上の説明では、レンズ８０Ａを負の屈折力を持つレンズ、レンズ８０Ｂを正の屈折力を持つレンズとしたが、この構成に限るものではない。第１レンズユニットは、光路長が変更される光路上においてレーザ光を発散または、収束させる構成であればよく、正の屈折力を持つ構成としてもよい。また、第２レンズユニット群は、対物レンズ２４にレーザ光を導光する構成であれば、負の屈折力を持つ構成であってもよい。第１レンズユニットは、少なくとも１枚のレンズで構成されればよい。同様に、第２レンズユニットは、少なくとも２枚のレンズで構成さればよい。
【００３８】
なお、以上の説明では、第２レンズユニットであるレンズ８０Ｂを用いる構成としたが、これに限るものではない。レンズ８０Ｂは必ずしも必要ない。対物レンズ２４に入射するビームのビーム径が変更される構成であればよい。例えば、ミラー８２の下流の近傍に対物レンズ２４が配置される構成であってもよい。この場合、光スキャナ２２の下流にエキスパンダ２１を配置する構成とする。
【００３９】
なお、以上の説明では、レーザとしてフェムト秒パルス種光レーザを用いたが、これに限るものではない。加熱を伴わず、対象物の材質も選ばず、ミクロンオーダの微細な加工が可能、透明対象物の内部加工が可能、等の特性を持つピコ秒パルス等の超短パルスのレーザビームを発するものであればよい。
【００４０】
以上のように本発明は実施形態に限られず、種々の変容が可能であり、本発明はこのような変容も技術思想を同一にする範囲において含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態である眼科手術システムの概略構成図である。
【図２】レーザスポットをＺ方向に沿って移動させる光学系を説明する図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０ レーザユニット
２１ ビームエキスパンダユニット
２２ 光スキャナ
８０Ａ、８０Ｂ レンズ
８１、８２ ミラー
８５ 反射ユニット
８８ 駆動ユニット
１００ 眼科用レーザ手術装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルスレーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光をターゲット位置に照射させる照射光学系であって，レーザ光のスポットを３次元的に移動させる移動光学系を有する照射光学系と、を備え、レーザ光によって眼球組織を切断又は破砕する眼科用レーザ手術装置において、
前記移動光学系は、
前記レーザ光をターゲット位置に集光させ前記スポットを形成するための対物レンズと、
前記レーザ光を発散光又は収束光として前記対物レンズに向けて導光させるための少なくとも１枚のレンズからなる第１レンズユニットと、
該第１レンズユニットと前記対物レンズとの間に置かれ，前記第１レンズユニットと前記対物レンズとの間の光路長を変更させる光路長変更手段と、
を備え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は、前記光路長変更手段と前記対物レンズとの間に置かれ，前記光路長変更手段を介して前記対物レンズに向かう前記レーザ光の発散状態または収束状態を変更するための少なくとも１枚のレンズからなる第２レンズユニットを備えることを特徴とする眼科用レーザ装置。
【請求項３】
請求項２に記載の眼科用レーザ手術装置において、前記移動光学系は、前記レーザ光を２次元的に走査するための走査ユニットを有し、該走査ユニットは前記光路長変更手段を経た前記レーザ光を２次元的に走査させることを特徴とする眼科用レーザ装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の眼科用レーザ装置において、
前記光路長変更手段は、
ーザ光の光路を偏向する反射面を持つ第１反射部材と、
該第１反射部材の反射面に対して直交する反射面を持ち，前記第１反射部材によって偏向される前のレーザ光の光軸に対して４５度の角度を成す反射面を持つ第２反射部材と、
前記第１反射部材によって偏向されたレーザ光を前記第２反射部材に入射させるために２つの反射面を備える反射ユニットであって，
前記第１反射部材の反射面と平行な反射面を持つ第３反射部材と、
前記第２反射部材の反射面と平行な反射面を持つ第４反射部材と、
を備える反射ユニットと、
前記第１反射部材により反射されたレーザ光と前記第２反射部材に入射するレーザ光の光路長を変更するために，前記第１反射部材に反射されたレーザ光の光軸方向に沿って前記反射ユニットを移動させる駆動ユニットと、
を備えることを特徴とする眼科用レーザ装置。
【請求項５】
請求項４に記載の眼科用レーザ手術装置において、
前記第１反射部材は、レーザ光を直角方向に偏向するように配置されている、
ことを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の眼科用レーザ手術装置において、
前記反射ユニットは、直角プリズムである、
ことを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
【請求項７】
請求項４乃至請求項６に記載の何れかの眼科用レーザ手術装置において、
前記第１反射部材と前記第２反射部材は、一体となった直角プリズムである、
ことを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７に記載の何れかの眼科用レーザ手術装置において、
前記第１レンズユニットは、入射するレーザ光を発散光とする負の屈折力を有する、
ことを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
【請求項１】
パルスレーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光をターゲット位置に照射させる照射光学系であって，レーザ光のスポットを３次元的に移動させる移動光学系を有する照射光学系と、を備え、レーザ光によって眼球組織を切断又は破砕する眼科用レーザ手術装置において、
前記移動光学系は、
前記レーザ光をターゲット位置に集光させ前記スポットを形成するための対物レンズと、
前記レーザ光を発散光又は収束光として前記対物レンズに向けて導光させるための少なくとも１枚のレンズからなる第１レンズユニットと、
該第１レンズユニットと前記対物レンズとの間に置かれ，前記第１レンズユニットと前記対物レンズとの間の光路長を変更させる光路長変更手段と、
を備え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は、前記光路長変更手段と前記対物レンズとの間に置かれ，前記光路長変更手段を介して前記対物レンズに向かう前記レーザ光の発散状態または収束状態を変更するための少なくとも１枚のレンズからなる第２レンズユニットを備えることを特徴とする眼科用レーザ装置。
【請求項３】
請求項２に記載の眼科用レーザ手術装置において、前記移動光学系は、前記レーザ光を２次元的に走査するための走査ユニットを有し、該走査ユニットは前記光路長変更手段を経た前記レーザ光を２次元的に走査させることを特徴とする眼科用レーザ装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の眼科用レーザ装置において、
前記光路長変更手段は、
ーザ光の光路を偏向する反射面を持つ第１反射部材と、
該第１反射部材の反射面に対して直交する反射面を持ち，前記第１反射部材によって偏向される前のレーザ光の光軸に対して４５度の角度を成す反射面を持つ第２反射部材と、
前記第１反射部材によって偏向されたレーザ光を前記第２反射部材に入射させるために２つの反射面を備える反射ユニットであって，
前記第１反射部材の反射面と平行な反射面を持つ第３反射部材と、
前記第２反射部材の反射面と平行な反射面を持つ第４反射部材と、
を備える反射ユニットと、
前記第１反射部材により反射されたレーザ光と前記第２反射部材に入射するレーザ光の光路長を変更するために，前記第１反射部材に反射されたレーザ光の光軸方向に沿って前記反射ユニットを移動させる駆動ユニットと、
を備えることを特徴とする眼科用レーザ装置。
【請求項５】
請求項４に記載の眼科用レーザ手術装置において、
前記第１反射部材は、レーザ光を直角方向に偏向するように配置されている、
ことを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の眼科用レーザ手術装置において、
前記反射ユニットは、直角プリズムである、
ことを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
【請求項７】
請求項４乃至請求項６に記載の何れかの眼科用レーザ手術装置において、
前記第１反射部材と前記第２反射部材は、一体となった直角プリズムである、
ことを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７に記載の何れかの眼科用レーザ手術装置において、
前記第１レンズユニットは、入射するレーザ光を発散光とする負の屈折力を有する、
ことを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−７８３９８（Ｐ２０１３−７８３９８Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１８７００（Ｐ２０１１−２１８７００）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００１３５１８４）株式会社ニデック (745)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００１３５１８４）株式会社ニデック (745)
【Ｆターム（参考）】
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