光断層画像撮像装置及びその制御方法
【課題】光干渉を利用した光断層画像撮像装置によって得られる２次元断層像を用いた３次元断層画像の生成において被検眼の移動による断層画像の変動を高精度に補正する。
【解決手段】光の干渉を用いて眼底の断層画像を撮像する光断層画像撮像装置は、計測光を第１の方向に走査することで計測光の光軸方向に沿った断層情報が第１の方向に沿って並ぶ２次元断層画像を取得し、当該走査を第１の方向と異なる第２の方向へ移動させながら繰り返して３次元断層画像を形成するための複数の２次元断層画像を取得する。このとき、Ｎ個の２次元断層画像ごとに１つの２次元眼底画像が取得されるように、２次元断層画像の撮像に同期して２次元眼底画像が取得される。そして取得された２次元眼底画像から抽出した特徴点の２次元眼底画像での変動を補正する補正量を算出し、この補正量で当該２次元眼底画像に同期したＮ個の２次元断層画像を形成する断層情報の位置を補正し３次元断層画像を得る。
【解決手段】光の干渉を用いて眼底の断層画像を撮像する光断層画像撮像装置は、計測光を第１の方向に走査することで計測光の光軸方向に沿った断層情報が第１の方向に沿って並ぶ２次元断層画像を取得し、当該走査を第１の方向と異なる第２の方向へ移動させながら繰り返して３次元断層画像を形成するための複数の２次元断層画像を取得する。このとき、Ｎ個の２次元断層画像ごとに１つの２次元眼底画像が取得されるように、２次元断層画像の撮像に同期して２次元眼底画像が取得される。そして取得された２次元眼底画像から抽出した特徴点の２次元眼底画像での変動を補正する補正量を算出し、この補正量で当該２次元眼底画像に同期したＮ個の２次元断層画像を形成する断層情報の位置を補正し３次元断層画像を得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査物の断層画像を撮像する光断層画像撮像装置及びその制御方法に関し、特に眼科診療等に用いられる低コヒーレント光干渉光学系を有する光断層画像撮像装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、眼科用機器として、様々な光学機器が使用されている。中でも、眼を観察する光学機器として、
・前眼部撮影機、
・眼底カメラ、
・共焦点レーザ走査検眼鏡（Scanning Laser Ophthalmoscope：ＳＬＯ）、
・低コヒーレント光による光干渉を利用した光断層画像撮像装置である光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ：Optical Coherence Tomography）等、様々な機器が使用されている。
【０００３】
特に、この低コヒーレント光による光干渉を利用した光断層画像撮像装置は、眼底の断層画像を高解像度に得る装置であり、現在、網膜の専門外来では必要不可欠な装置になりつつある。以下、このような光断層画像撮像装置を、ＯＣＴ装置と記す。
【０００４】
ＯＣＴ装置は低コヒーレント光を、網膜に代表されるサンプルに照射し、そのサンプルからの反射光を干渉計を用いることで、高感度に測定する装置である。また、ＯＣＴ装置は低コヒーレント光を、サンプル上にスキャンすることで、断層画像を得ることができる。特に、網膜の断層画像は眼科診断に広く利用されている。
【０００５】
ところで、ＯＣＴ装置により断層画像を撮像する際に、連続的に複数の断層画像を取得することによって、眼底網膜の３次元構造の画像を取得することができる。しかしながら、３次元構造の画像の取得においては、複数の断層画像をスキャンしながら撮像するため、１断層像の取得に比べて撮像時間が長くなる。そのため、撮像中に眼球が動いた場合、取得する画像に変形または変位を生じることとなる。被検者が一点を見続けているつもりでも、固視微動と呼ばれる不随意的な眼球運動により、常に眼球は動いており、結果として、撮像位置の変位が起こってしまう。このような課題に対して、特許文献１においては、ＯＣＴ装置による３次元断層画像を深さ方向に積算して作成した画像を用いて、別手段により撮影された、眼底表面の２次元画像に対して位置合わせし、ずれを補正することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７―１３０４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記したように、ＯＣＴ装置を用いて網膜の３次元構造の画像を取得する際、撮像中に被検眼が動いた場合に眼底表面像に対する位置合わせをすることによって、ずれ補正をすることは特許文献１に示されている。しかしながら、ＯＣＴ装置の高解像度化、高再現性への要望の高度化によって、より高精度なずれ防止が望まれている。眼球運動は、視線の方向の動きの２方向だけではなく、眼球の視軸周りに眼球が回転する回旋運動も存在する。すなわち、３自由度を持った動きとなっている。特許文献１では、各断層画像毎の（走査毎の）上記３自由度の変化は、考慮されていない。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、光干渉を利用した光断層画像撮像装置によって得られる断層画像を用いた３次元断層画像の生成において、撮像中の被検眼の移動による断層画像の変動をより高精度に補正可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の一態様による光断層画像撮像装置は以下の構成を備える。すなわち、
計測光と参照光の干渉を用いて眼底の断層画像を撮像する光断層画像撮像装置であって、
前記計測光を第１の方向に走査することにより前記計測光の光軸方向に沿った断層情報が前記第１の方向に沿って並ぶ断層画像を取得し、前記第１の方向への走査を前記第１の方向とは異なる第２の方向へ移動させながら繰り返すことで３次元断層画像を形成するための複数の断層画像を取得する第１取得手段と、
Ｎ個の前記断層画像ごとに１つの２次元眼底画像が取得されるように、前記第１取得手段における断層画像の撮像に同期して２次元眼底画像を取得する第２取得手段と、
前記第２取得手段で取得された２次元眼底画像から特徴点を抽出し、当該特徴点の２次元眼底画像での変動を補正するための補正量を算出する算出手段と、
前記算出手段で算出された２次元眼底画像の補正量を用いて当該２次元眼底画像に同期した前記Ｎ個の断層画像における前記断層情報の位置を補正して３次元断層画像を生成する生成手段とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光干渉を利用した光断層画像撮像装置により得られる断層画像を用いた３次元断層画像の生成において、撮像中の被検眼の移動による断層画像の変動をより高精度に補正することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第一実施形態の光断層画像撮像装置の光学系の構成図。
【図２】第一実施形態の光断層画像撮像装置の制御部のブロック図。
【図３】第一実施形態の光断層画像撮像装置のスキャナ走査信号波形を示す図。
【図４】実施形態による画像補正を説明するための概念図。
【図５】第一実施形態による補正処理を示すフローチャート。
【図６】第二実施形態による光断層画像撮像装置の光学系の構成図。
【図７】第二実施形態による光断層画像撮像装置の制御部のブロック図。
【図８】第二実施形態による光断層画像撮像装置のスキャナ走査信号波形を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
［第一実施形態］
本実施形態の光断層画像撮像装置は、第１の方向に沿った断層画像の撮像を第２の方向に沿ってその撮像位置を移動させながら繰り返して複数の断層画像を取得する第１取得部と、２次元眼底画像を取得する第２取得部と、これらを制御する制御部とを有する。本実施形態では、このような第１取得部としてＯＣＴ撮像部が、第２取得部としてＳＬＯ撮像部が用いられる。以下、各構成について詳細に説明する。
【００１３】
＜ＯＣＴ撮像部光学構成＞
本実施形態の第１取得部としてのＯＣＴ撮像部の光学構成を図１を用いて説明する。図１は、第一実施形態における光断層画像撮像装置の光学系の構成図となっている。低コヒーレント光源１１５としては、ＳＬＤ光源（Super Luminescent Diode）や、ＡＳＥ光源（Amplified Spontaneous Emission）などが用いられる。なお、ＳＳ光源（SweptSource）を用いることもでき、その場合は、図１の構成とは異なり、全体構成をＳＳ−ＯＣＴの形態とする必要があるが、そのような構成は当業者には明らかである。低コヒーレント光源１１５が生成する低コヒーレント光としては、眼底撮像に好適な、８５０ｎｍ近傍および１０５０ｎｍ近傍のいずれかの波長の光が用いられる。本実施形態においては、中心波長８４０ｎｍ、波長半値幅４５ｎｍのＳＬＤ光源が用いられるものとする。
【００１４】
低コヒーレント光源１１５から出射される低コヒーレント光がファイバを経由して、ファイバカプラ１１０に入り、計測光と参照光に分けられる。ここではファイバを用いた干渉計構成を記載しているが、空間光光学系でビームスプリッタを用いた構成としてもかまわない。
【００１５】
計測光は、ファイバ１０９を介して、ファイバコリメータ１０８から平行光となって出射される。さらに計測光は、ＯＣＴスキャナ（Ｙ）１０７、リレーレンズ１０６、１０５を経由し、さらにＯＣＴスキャナ（Ｘ）１０４を通り、ダイクロイックビームスプリッタ１０３を透過しスキャンレンズ１０２、接眼レンズ１０１を通り被検眼１００に入射する。ここで、ＯＣＴスキャナ（Ｘ）１０４およびＯＣＴスキャナ（Ｙ）１０７には、ガルバノスキャナが用いられる。被検眼１００に入射した計測光は、網膜で反射し、同一光路を通りファイバカプラ１１０に戻る。なお、本実施形態では、Ｘ方向、Ｙ方向を図１に示すように設定している。計測光と参照光から得られる干渉光により光軸方向に沿うＺ方向の断層情報（Ａスキャン画像）が得られる。そして、ＯＣＴスキャナ（Ｘ）１０４によるＸ方向への走査により、断層情報（Ａスキャン画像）がＸ方向に並ぶ、Ｘ−Ｚ面の２次元断層画像であるＢスキャン画像が得られる。そして、ＯＣＴスキャナ（Ｙ）１０７によるＹ方向への走査により、Ｙ方向に並ぶ複数のＢスキャン画像が取得され、これらを接続することで３次元断層画像が得られることになる。
【００１６】
参照光は、ファイバカプラ１１０からファイバコリメータ１１６に導かれ、平行光となり出射される。ファイバコリメータ１１６より出射された参照光は、分散補正ガラス１１７を通り、光路長可変ステージ１１８に設けられた参照ミラー１１９により反射される。参照ミラー１１９により反射された参照光は、同一の光路をたどり、ファイバカプラ１１０に戻る。
【００１７】
ファイバカプラ１１０に戻ってきた計測光および参照光は、ファイバカプラ１１０により合波され、ファイバコリメータ１１１に導かれる。ここでは合波された光を干渉光と呼ぶ。ファイバコリメータ１１１、グレーティング１１２、レンズ１１３、ラインセンサ１１４によって、分光器が構成されている。干渉光は、分光器によって、波長毎の強度情報となって計測される。すなわち、本実施形態のＯＣＴ撮像部は、スペクトラルドメイン方式となっている。
【００１８】
＜ＳＬＯ撮像部光学構成＞
つづいて、第２取得部としてのＳＬＯ撮像部の光学構成を同じく図１を用いて説明する。
【００１９】
レーザ光源１２９は、半導体レーザやＳＬＤ光源が好適に用いることができる。なお、レーザ光源１２９の波長は、波長分離手段であるダイクロイックビームスプリッタ１０３によって低コヒーレント光源１１５が出力する光の波長と分離できる波長であればよい。但し、眼底観察像の画質として、７００ｎｍ〜１０００ｎｍの近赤外の波長域が好適に用いられる。本実施形態においては、レーザ光源１２９として波長７６０ｎｍの光を出力する半導体レーザが用いられる。
【００２０】
レーザ光源１２９から出射されたレーザはファイバ１２８を介して、ファイバコリメータ１２７から平行光となり、シリンダーレンズ１２６に入射する。シリンダーレンズ１２６は、入射された平行光をＸ方向に広がるライン状のビームを出力する。本実施形態ではシリンダーレンズを用いているが、ラインビーム生成可能な光学素子であれば特に制約はなく、パウエルレンズや回折光学素子を用いたラインビームシェイパーを用いることができる。
【００２１】
シリンダーレンズ１２６でＸ方向に延びるライン状に広げられたビーム（ＳＬＯビーム）は、リレーレンズ１２５、１２４によって、リングミラー１２３の中心を通り、リレーレンズ１２１、１２２を通り、ＳＬＯスキャナ（Ｙ）１２０に導かれる。ＳＬＯスキャナ（Ｙ）１２０は、ガルバノスキャナを用いている。さらにダイクロイックビームスプリッタ１０３で反射され、スキャンレンズ１０２と接眼レンズ１０１を通り、被検眼１００に入射する。ダイクロイックビームスプリッタ１０３は、ＯＣＴビーム（ＯＣＴ撮像部の計測光）を透過し、ＳＬＯビームを反射するように構成しておく。本実施形態においては、８００ｎｍ以上を透過し、７７０ｎｍ未満の波長を反射する膜構成のものを用いる。
【００２２】
被検眼１００に入射したＳＬＯビームは、被検眼の眼底に、Ｘ方向に延びるライン状のビーム（ラインビーム）で照射される。このライン状のビームが、被検眼の眼底で反射あるいは散乱され、同一光路をたどり、リングミラー１２３まで戻る。リングミラー１２３の位置は、被検眼の瞳孔位置と共役になっており、眼底に照射されているラインビームが後方散乱した光のうち、瞳孔周辺部を通った光が、リングミラー１２３によって反射され、レンズ１３０によりラインセンサ１３１上に結像する。本構成では、ラインビームを用いるラインスキャンＳＬＯ構成でＳＬＯ撮像部を記載したが、当然ながら、フライングスポットＳＬＯで構成しても構わない。この場合、レーザ光源１２９からの光をＸ，Ｙ方向へスキャンさせることになる。
【００２３】
＜制御部構成＞
本実施形態の光断層画像撮像装置の制御部の構成を図２を用いて説明する。図２は、本実施形態に係る光断層画像撮像装置の制御部のブロック図である。
【００２４】
２０１は中央演算装置（以下、ＣＰＵ）であり、表示装置２０２、固定ディスク２０３、主記憶装置２０４、ユーザインターフェース２０５、フォーカスモータドライバ２０６、ＯＣＴステージコントローラ２０７に接続されている。さらに、ＣＰＵ２０１は、走査波形を生成する制御波形生成器２０８と接続され、制御波形生成器２０８を経由して、ＯＣＴスキャナドライバ（Ｘ）２０９とＯＣＴスキャナドライバ（Ｙ）２１０、ＳＬＯスキャナドライバ（Ｙ）２１１を制御する。なお、ＣＰＵ２０１には、ＯＣＴ撮像部のラインセンサ１１４として、ＯＣＴラインセンサカメラ２１２が接続され、ＳＬＯ撮像部のラインセンサ１３１としてＳＬＯラインセンサカメラ２１３が接続されている。
【００２５】
さらに、制御部による各スキャナを制御するためのスキャナ走査信号波形を、図３を用いて説明する。ＯＣＴスキャナ（Ｘ）１０４を制御するためのＯＣＴ（Ｘ）走査信号３０１は、図示されるような、三角波となっている。ＯＣＴスキャナ（Ｙ）１０７を制御するためのＯＣＴ（Ｙ）走査信号３０２は、ＯＣＴ（Ｘ）走査信号３０１の１周期毎に走査位置を順次ずらしていくような、ステップ信号となっている。ＯＣＴスキャナ（Ｘ）１０４とＯＣＴスキャナ（Ｙ）１０７によるＯＣＴビームの走査によって、３次元のＯＣＴ撮像を行う。これらの走査信号により、低コヒーレント光源１１５からの光（ＯＣＴビーム）を第１の方向（Ｘ方向）に走査して行われる第１の方向に沿った２次元断層画像の撮像が、第１の方向と異なる第２の方向（Ｙ方向）へ、その撮像位置を移動させながら繰り返される。こうして、３次元断層画像を形成するための複数の２次元断層画像（Ｂスキャン画像）を取得する第１取得処理が行われることになる。本実施形態では、このようにして得られた断層画像の位置を、当該断層画像の撮像に同期して取得されたＳＬＯ画像から検出した眼球の変動に基づいて補正し、高精度な３次元断層画像を得る（詳細は後述する）。なお、本実施形態ではＯＣＴ（Ｙ）１０７の走査量を３次元データを取得するために、ある一定の振幅でステップ駆動を実施した。しかしながら、ＯＣＴ（Ｙ）１０７の走査量、すなわちＯＣＴ（Ｙ）走査信号３０２の振り幅を０（ゼロ）として、同一部位を繰り返し撮像する構成にしても構わない。その場合、同一位置の複数のＢスキャン画像が得られる。この目的は同一部位のＢスキャン画像を繰り返し取得し、取得した画像を加算平均することによって高画質なＢスキャン画像を得ることである。この際にＳＬＯ画像から求めた眼球の変動量がある一定の閾値を超えていた場合、変動量が閾値を超えたときのＢスキャン画像は加算平均しない処理をすることにより、より高画質なＢスキャン画像を得ることができる。
【００２６】
ＳＬＯスキャナ（Ｙ）１２０を制御するためのＳＬＯ（Ｙ）走査信号３０３は、ＯＣＴ（Ｘ）走査信号３０１と同一の走査波形となっている。すなわち、ＯＣＴスキャナ（Ｘ）１０４が１つのＢスキャン画像を撮像するために１走査する間に、ＳＬＯスキャナ（Ｙ）１２０が１走査され、１つのＳＬＯ画像が取得されるように制御されている。それぞれ、走査の軸は異なるが、Ｂスキャン走査時間とＳＬＯ走査時間が同一になるように波形が構成されている。これらの画像の取得のためのラインセンサ１１４（２１２）、１３１（２１３）のための同期信号がトリガ信号３０４である。このトリガ信号３０４の立ち上がりによって、ＯＣＴ用のラインセンサ１１４およびＳＬＯ用のラインセンサ１３１の双方によるデータ取得が行われる。このようにして、第２取得部としてのＳＬＯ撮像部は、第１取得部としてのＯＣＴ撮像部により１個の断層画像が取得されるごとに１つの２次元眼底画像が取得されるように、ＯＣＴ撮像部による断層画像の撮像に同期して２次元眼底画像を取得する。
【００２７】
ＯＣＴ画像およびＳＬＯ画像にそれぞれ必要な解像度もしくは画素数、走査速度との関係で、それぞれのラインセンサに必要な読み出し周波数を設定しておく。実際の撮像に際しては、被検眼に対して、フォーカス調整や、眼底の断層画像表示位置調整が実施される。このとき、ＣＰＵ２０１は、フォーカスモータドライバ２０６によって、フォーカス調整する。フォーカス調整は、接眼光学系の移動によって実施される。フォーカス調整に際しては、検者（操作者）が表示装置２０２に表示されるＳＬＯ画像のコントラストを確認しながらユーザインターフェース２０５を操作する。すなわち、フォーカス調整はマニュアルで行われる。また、眼底断層画像の表示位置調整に関しては、同様に図２の表示装置２０２で検者が確認しながら、ＯＣＴステージコントローラ（Ｚ）２０７により、光路長可変ステージ１１８を動作させることにより実現する。動作指示は、ユーザインターフェース２０５から入力する。これらの調整の完了後に、図２のユーザインターフェース２０５より、撮像指示を行う。
【００２８】
検者により撮像指示が行われると、図３に示した、３次元走査波形を図２の制御波形生成器２０８により生成させ、３次元走査波形を作る。そして、３次元の画像を形成するための複数のＢスキャン画像（Ｘ方向に沿った断層画像）とそれぞれのＢスキャン画像に対応するＳＬＯ画像（２次元眼底画像）が収録される。収録に際しては、図３のトリガ信号３０４の立ち上がりに応じて、ＯＣＴラインセンサカメラ２１２から断層画像を、ＳＬＯラインセンサカメラ２１３から２次元眼底画像を取得し、収録する。図３の３０５は、ＯＣＴのＢスキャン画像およびＳＬＯ画像の画像収録時間をあらわしており、矢印の範囲の時間でデータを収録している。データ収録時には随時、ＣＰＵ２０１によって、ＯＣＴラインセンサカメラ２１２およびＳＬＯラインセンサカメラ２１３による収録データを固定ディスク２０３に保存する。こうして固定ディスク２０３には、断層画像（Ｂスキャン画像）とこれに同期して取得された２次元眼底画像（ＳＬＯ画像）が対応づけて収録される。以上で、画像取得が完了する。
【００２９】
＜画像補正時処理＞
次に、取得した画像の補正時の処理を図４、図５を用いて説明する。図４は本実施形態の画像補正について説明するための図である。ＳＬＯ画像４０１は、ＳＬＯ撮像部によって撮像された眼底の２次元画像（２次元眼底画像）である。ＳＬＯ画像４０１から、眼球運動を計測するための特徴点４０２〜４０５を抽出する。これらの特徴点を用いて画像補正を行う。特徴点として、例えば血管交差部や、血管分岐部を用い、これらを含む領域を抽出する。本実施形態においては、ＳＬＯ画像の中心を基準にしたときに、各象限に特徴点があるように４点設定している。この特徴点を抽出するＳＬＯ画像を基準ＳＬＯとする。基準ＳＬＯは、事前に取得したＳＬＯ画像を用いていもよいし、３次元断層画像を構成するＢスキャン画像に対応するＳＬＯ画像の中から選択（たとえば、１枚目のＳＬＯ画像を選択）してもよい。また、ここでは、４点の特徴点を用いたが、かならずしも４点である必要はなく、同一直線上にない、３点以上であればよい。
【００３０】
図５は、本実施形態の補正処理を示すフローチャートである。なお、以下の各処理は、ＣＰＵ２０１によって実行される。
【００３１】
ステップ５０１において、ＣＰＵ２０１は、上述した撮影動作により、複数のＢスキャン画像と、それぞれに対応する複数の２次元眼底画像を収録する。ステップ５０２では、ＣＰＵ２０１は、基準とするＳＬＯ画像から、図４の特徴点４０２〜４０５に相当する複数の特徴点を抽出する。基準とするＳＬＯ画像上での特徴点座標を記憶しておく。具体的には、基準座標、特徴点の座標（XiRef，YiRef）（ｉは、特徴点の番号）である基準位置、特徴点の形状を記憶する。
【００３２】
ステップ５０３で、ＣＰＵ２０１はＢスキャン画像と同時に取得したＳＬＯ画像中ですべての特徴点の位置（Xi，Yi）を求める。特徴点の位置の検出には、例えば上記特徴点の形状を用いた周知のパターンマッチング処理を適用することができる。ステップ５０４で、ＣＰＵ２０１は１つのＢスキャン画像の補正量を求める。具体的には、各特徴点の変位をもとに式１により写像の座標を求め、求めた座標と取得済み特徴点の画像座標との差が最小になるような線形補正量を算出する。線形補正量は、以下の線形写像式における変倍率（Magnification）、回転量（θ）、平行移動量（ShiftX、ShiftY）のそれぞれを、最小二乗法（式２を最小にする補正量を求める）により求める。
【００３３】
【数１】
【数２】
（但し、ｎは特徴点数）
【００３４】
すなわち、ｎ個の特徴点の移動量を最小の誤差で表現できる線形補正量を求めていることになる。ステップ５０５で、ＣＰＵ２０１は、求めた線形補正量を用いて、ズレを考慮したＢスキャン画像の取得位置を求める（式３）。
【００３５】
【数３】
【００３６】
眼球運動がないと仮定したときの、Ｂスキャン画像を構成するＡスキャン画像の位置を（X，Y）とすると、式３によって、Ｂスキャン画像の取得時の補正量を適用した位置が求められる。ここではＢスキャン画像を構成するすべてのＡスキャン画像の位置を、対応する２次元眼底画像について算出された補正量を適用して求める。ステップ５０６で、全てのＢスキャン画像について処理したか否かを確認し、未処理のＢスキャン画像があれば、ステップ５０３にもどり、次のＢスキャン画像の処理を実施する。すべてのＢスキャン画像について、上述した処理を繰り返し実行すると、３次元断層データを構成するＢスキャン画像の取得時の眼球位置に基づいた位置に補正をすることができる。すべてのＢスキャン画像の補正処理が終了した場合は、ステップ５０７において、補正されたＢスキャン画像を用いて３次元断層画像を生成する。こうして、３次元断層画像を形成する複数のＢスキャン画像の各々と同期して取得された２次元眼底画像を元に、複数のＢスキャン画像の相対位置が調整され、３次元断層画像が生成される。このため、３次元ずれに関して高精度な補正が可能となる。
【００３７】
以上説明した実施形態では、すべてのＢスキャン画像を有効としたが、各Ｂスキャン画像の補正量（Magnification，θ，ShiftX，ShiftY）が、一定の閾値を越える場合、当該Ｂスキャン画像を使用しないようにしても良い。補正量が一定の閾値を越せる場合とは、例えば、大きな眼球運動があったことを示していると考えられる。なお、この判定は、基準画像からの変動ではなく、各Ｂスキャン画像の前の画像（直前のＢスキャン画像や所定走査数だけ過去のＢスキャン画像）と比較して、補正量がある一定の閾値を超えるか否かにより行われても良い。本処理を加えることによって、１つのＢスキャン画像中にマイクロサッケード等の大きな眼球運動があった場合にも適切にデータを省くことが可能となる。
【００３８】
また、１枚のＢスキャン画像に対して１枚の２次元眼底画像を取得して補正量を取得したが、２枚以上のＢスキャン画像に対して１枚の２次元眼底画像を取得するようにしても良い。すなわち、Ｎ枚のＢスキャン画像に対して１枚の２次元眼底画像を取得して補正量を取得し、この補正量に基づいて当該Ｎ枚のＢスキャン画像を補正するようにしてもよい。このとき、Ｎ枚のＢスキャン画像に適用する補正量をどのように決定するかは種々の方法が考えられる。たとえばＮ枚のＢスキャン画像のいずれか１枚と同期してＳＬＯ撮像部に２次元眼底画像を取得させ、取得した２次元眼底画像から上述した方法で補正量を算出して、当該Ｎ枚のＢスキャン画像の全てにこれを適用しても良い。ここで、Ｎ枚のＢスキャン画像のいずれか１枚とは、Ｎ枚のＢスキャン画像の先頭のＢスキャン画像とすることができる。更に、Ｎ枚のＢスキャン画像を取得する期間をＳＬＯビームの一走査期間として、Ｎ枚のＢスキャン画像に対して１枚の２次元眼底画像を取得し、当該Ｎ枚のＢスキャン画像に対する補正量をこの１枚の２次元眼底画像から得るようにしてもよい。
【００３９】
［第二実施形態］
次に、第二実施形態における光断層画像撮像装置について説明する。
【００４０】
＜ＯＣＴ撮像部光学構成＞
第二実施形態のＯＣＴ撮像部を、図６を用いて説明する。低コヒーレント光源６１８には、たとえば、中心波長８４０ｎｍ、波長半値幅４５ｎｍのＳＬＤ光源（Super Luminescent Diode）が用いられる。低コヒーレント光源６１８から出射された低コヒーレント光はファイバを経由して、ファイバカプラ６１３に入り、計測光と参照光に分けられる。
【００４１】
計測光は、ファイバ６１２を介して、ファイバコリメータ６１１から平行光となって出射され、スキャナ（Ｙ）６１０、ダイクロイックビームスプリッタ６０９、リレーレンズ６０８、６０７、リングミラー６０６、リレーレンズ６０５、６０４を通る。さらに、計測光はスキャナ（Ｘ）６０３を通り、スキャンレンズ６０２、接眼レンズ６０１を通り、被検眼６００に入射する。被検眼６００に入射した計測光は、網膜で反射し、同一光路を通りファイバカプラ６１３に戻る。スキャナ（Ｙ）６１０を動かすことによって、計測光は、被検者が正立しているとしたときの鉛直方向（Ｙ方向）に走査される。スキャナ（Ｘ）６０３を動かすことによって、計測光は、被検者が正立しているとしたときの水平方向（Ｘ方向）に走査される。
【００４２】
参照光は、ファイバカプラ６１３からファイバコリメータ６１９に導かれ、平行光となり照射される。照射された参照光は、分散補償ガラス６２０を通り、光路長可変ステージ６２１上の参照ミラー６２２により反射される。参照ミラー６２２により反射された参照光は、同一の光路をたどり、ファイバカプラ６１３に戻る。
【００４３】
ファイバカプラ６１３に戻ってきた計測光および参照光は、ファイバカプラ６１３により合波され、ファイバコリメータ６１４に導かれる。ここでは合波された光を干渉光と呼ぶ。ファイバコリメータ６１４、透過型回折格子６１５、レンズ６１６、ラインセンサ６１７によって、分光器が構成されている。干渉光は、分光器によって、波長毎の強度情報となって計測される。
【００４４】
＜ＳＬＯ撮像部光学構成＞
ＳＬＯ撮像部の光学構成を同じく図６を用いて説明する。レーザ光源６２８は、波長７６０ｎｍの半導体レーザを用いている。レーザ光源６２８から出射されたレーザ光はファイバ６２７を介して、ファイバコリメータ６２６から平行光となって出射され、シリンダーレンズ６２５に入射する。レーザ光は、シリンダーレンズ６２５でＹ方向へ延びるライン状に広げられ、ダイクロイックビームスプリッタ６０９によって、反射される。このダイクロイックビームスプリッタ６０９には、８００ｎｍ以上の波長を透過し、７７０ｎｍ未満の波長を反射する様な膜構成のものが用いられる。ダイクロイックビームスプリッタ６０９によって反射されたビームは、リレーレンズ６０８、６０７を通り、リングミラー６０６の中心部を通り、さらにリレーレンズ６０５、６０４を通り、ＯＣＴ撮像部と共用されている、スキャナ（Ｘ）６０３を通る。そして、このビームは、スキャンレンズ６０２、接眼レンズ６０１を経由して、被検眼６００に入射する。こうして、ＯＣＴ撮像部とＳＬＯ撮像部は、スキャナ（Ｘ）を共通の走査機構として用いて、Ｘ方向への走査を行うことになる。
【００４５】
被検眼６００の眼底には、鉛直方向（Ｙ）方向に伸びるラインビームとして投影されている。被検眼６００の眼底にて、反射、散乱されたビームは、同一の光路をたどり、リングミラー６０６まで戻る。リングミラー６０６は、被検眼の瞳孔位置と共役になっており、眼底に照射されているラインビームが後方散乱した光のうち、瞳孔周辺部を通った光が、リングミラー６０６によって反射され、レンズ６２３によりラインセンサ６２４上に結像する。以上のように、本実施形態のＳＬＯは、ラインビームを用いるラインスキャンＳＬＯ構成となっている。ここで、第二実施形態では、スキャナ（Ｘ）６０３をＳＬＯ撮像部とＯＣＴ撮像部で共用している。そのため、被験者が正立しているときの鉛直軸方向（Ｙ方向）に伸びるＳＬＯ撮像部のラインビームとＯＣＴ撮像部の計測光のビームが、Ｘ方向に確実に同期して走査されることになる。なお、ＳＬＯ撮像部のラインビームとＯＣＴ撮像部の計測光のラインビームは、かならずしも同じＸ座標に位置しなくてもよく。Ｘ方向にずれていても構わない。言い換えると、ＳＬＯ撮像部のラインビームとＯＣＴ撮像部のラインビームの走査時間が同期できていれば十分である。
【００４６】
＜制御部構成＞
つづいて、制御部の構成について図７を用いて用いて説明する。図７は、本実施形態における光断層画像撮像装置の制御部のブロック図である。
【００４７】
中央演算装置（以下、ＣＰＵ）７０１は、表示装置７０２、固定ディスク７０３、主記憶装置７０４、ユーザインターフェース７０５と接続されている。さらに、ＣＰＵ７０１は、フォーカスモータドライバ７０６と、ＯＣＴステージコントローラ７０７と接続されている。ＣＰＵ７０１は、さらに走査波形を生成する制御波形生成器７０８と接続され、制御波形生成器７０８を経由して、スキャナドライバ（Ｘ）７０９とスキャナドライバ（Ｙ）７１０を制御する。ＯＣＴ撮像部のラインセンサ６１７として、ＯＣＴラインセンサカメラ７１１が接続され、ＳＬＯ撮像部のラインセンサ６２４としてＳＬＯラインセンサカメラ７１２が接続されている。
【００４８】
続いて、第二実施形態による撮像時の制御方法を、図７および図８を用いて説明する。眼底の３次元画像の撮像時には、図８に示される制御波形を用いることにより各スキャナを制御する。
【００４９】
ＯＣＴ撮像部の計測ビームとＳＬＯ撮像部のビームをＸ方向に走査させるためのスキャナ（Ｘ）６０３を制御するためのＯＣＴ（Ｘ）走査信号８０１は、図８に示されるような、三角波となっている。ＯＣＴ撮像部の計測ビームをＹ方向に変位させるためのスキャナ（Ｙ）６１０を制御するためのスキャナ（Ｙ）走査信号８０２は、スキャナ（Ｘ）走査信号８０１の１周期毎に走査位置を順次ずらしていくような、ステップ信号となっている。スキャナ（Ｘ）６０３とスキャナ（Ｙ）６１０によるビームの走査によって、３次元のＯＣＴ撮像を行うことができる。またＳＬＯ画像は、スキャナ（Ｘ）６０３の走査によって、Ｂスキャン画像と同期して取得される。これらの取得のための各ラインセンサのための同期信号が、トリガ信号８０３であり、このトリガ信号８０３の立ち上がりによって、ＯＣＴ用のラインセンサ６１７およびＳＬＯ用のラインセンサ６２４の双方によるデータ取得が行われる。このようにして、第２取得部としてのＳＬＯ撮像部は、第１取得部としてのＯＣＴ撮像部により１個の断層画像が取得されるごとに１つの２次元眼底画像が取得されるように、ＯＣＴ撮像部による断層画像の撮影に同期して２次元眼底画像を取得する。
【００５０】
ＯＣＴラインセンサ６１７およびＳＬＯラインセンサ６２４には、ＯＣＴ画像およびＳＬＯ画像にそれぞれ必要な解像度もしくは画素数、走査速度との関係で必要な、読み出し周波数が設定されている。実際の撮像に際しては、被検眼６００に対して、フォーカス調整や、眼底の断層画像表示位置調整が実施される。このときは、フォーカスモータドライバ７０６によって、接眼光学系が移動され、フォーカス調整が行われる。フォーカス調整に際しては、検者が表示装置７０２に表示されるＳＬＯ画像のコントラストを確認しながらユーザインターフェース７０５を操作する。また、眼底断層画像の表示位置調整に関しては、同様に図７の表示装置７０２を検者が確認しながら、図７のＯＣＴステージコントローラ（Ｚ）７０７により、図６の光路長可変ステージ６２１を動作させることにより実現する。動作指示は、ユーザインターフェース７０５から入力する。検者は、これらの調整の完了後に、ユーザインターフェース７０５より、撮像指示を行う。
【００５１】
撮像指示が行われると、ＣＰＵ７０１は、図８に示した３次元走査波形を制御波形生成器７０８により生成させ、３次元断層画像を生成するための複数のＢスキャン画像とそれぞれのＢスキャン画像に対応するＳＬＯ画像を収録する。収録に際しては、トリガ信号８０３の立ち上がりを元に、ＯＣＴラインセンサカメラ７１１（６１７）、ＳＬＯラインセンサカメラ７１２（６２４）がそれぞれ撮像を行ってデータを収録する。図８の８０４は、ＯＣＴ撮像部のＢスキャン画像およびＳＬＯ撮像部のＳＬＯ画像の収録時間をあらわしており、矢印の範囲の時間でデータを収録している。データ収録時には随時、ＣＰＵ７０１によって、ＯＣＴラインセンサカメラ７１１およびＳＬＯラインセンサカメラ７１２による収録データを固定ディスク７０３に保存する。以上で、画像取得が完了する。なお、第一実施形態と同様に、固定ディスク７０３には、断層画像（Ｂスキャン画像）とこれに同期して取得された２次元眼底画像（ＳＬＯ画像）が対応づけて収録される。
【００５２】
＜画像補正時処理＞
つづいて、第二実施形態による画像の補正について説明する。第二実施形態による画像の補正時の処理を、第一実施形態で用いた図４、図５を用いて説明する。第二実施形態では、線形写像式において、回転及び倍率を、第１の方向（Ｘ方向）と第２の方向（Ｙ方向）の２軸に分けて算出する。なお、以下の各処理は、ＣＰＵ７０１により実行される。
【００５３】
ステップ５０１では、図６〜図８を用いて説明した処理により、複数のＢスキャン画像と２次元眼底画像（ＳＬＯ画像）が固定ディスク７０３に収録される。ステップ５０２では、ＣＰＵ７０１は、基準とするＳＬＯ画像から、図４の特徴点４０２〜４０５に相当する複数の特徴点を抽出し、基準とするＳＬＯ画像上での特徴点座標を保管しておく。具体的には、基準座標、特徴点の座標（XiRef，YiRef）（ｉは、特徴点の番号）、特徴点の形状を記憶する。
【００５４】
ステップ５０３で、ＣＰＵ７０１は、Ｂスキャンと同時に取得したＳＬＯ画像中ですべての特徴点の位置（Xi，Yi）を求める。ステップ５０４で、ＣＰＵ７０１は、１つのＢスキャン画像の補正量を求める。より具体的には、各特徴点の変位をもとに式４により写像の座標を求め、求めた座標と取得済み特徴点の画像座標との差が最小になるような、線形補正量を求める。線形補正量は、回転量θx、θy、変倍量MagnificationX、MagnificationY、平行移動量ShiftX、ShiftYであり、ＣＰＵ７０１はそれぞれを最小二乗法（式５が最小となるような線形補正量を求める）により求める。
【００５５】
【数４】
【数５】
（但し、ｎは特徴点数）
【００５６】
すなわち、ｎ個の特徴点の移動量を最小の誤差で表現できる線形補正量を求めていることになる。第一実施形態との画像の補正処理上の差異は、回転、倍率の補正量を第１の方向（Ｘ）と第２の方向（Ｙ）のそれぞれの軸に分けて算出する点である。なお、第二実施形態において第一実施形態で説明した補正量の算出方法を用いても良いし、第一実施形態において第二実施形態で説明される補正量の算出方法を用いても良い。
【００５７】
ステップ５０５で、求めた線形補正量から、式６を用いて、ズレを考慮したＢスキャン画像の取得位置を求める。
【数６】
【００５８】
眼球運動がないと仮定したときの、Ｂスキャン画像を構成するＡスキャン画像の位置を（X，Y）とすると、式６によって、Ｂスキャン画像の取得時の補正量を適用した位置が求められる。ここではＢスキャン画像を構成するすべてのＡスキャン画像の位置を補正量を適用して求める。ステップ５０６で、すべてのＢスキャン画像について処理を終えたかどうかを確認し、未処理のＢスキャン画像があれば、ステップ９０３にもどり、次のＢスキャン画像の処理を実施する。
【００５９】
すべてのＢスキャン画像の補正処理が終了すると、ステップ５０７において、ＣＰＵ７０１は、補正処理されたＢスキャン画像により３次元断層画像を生成する。その後、本処理を終了する。すべてのＢスキャン画像について、上述した処理を繰り返し実行すると、３次元断層データを構成するＢスキャン画像の取得時の眼球位置に基づいた位置に補正をすることができる。したがって、ステップ５０７では、相対位置が調整された複数のＢスキャン画像（断層画像）により３次元断層画像が生成される。
【００６０】
以上記載した実施形態では、すべてのＢスキャン画像を有効としたが、各Ｂスキャン画像の補正量のなかで、θxとθy、MagnificationXとMagnificationYの差がある一定の閾値以上の場合に、画像中で大きな眼球運動があったと判定し、該当するＢスキャン画像を無効データとして、結果データから削除する処理を加えてもよい。本処理を加えることによって、１つのＢスキャン画像中にマイクロサッケード等の大きな眼球運動があった場合にも適切にデータを省くことが可能となる。
【００６１】
なお、第一実施形態で説明したように、Ｎ個の断層画像（Ｂスキャン画像）に対して１枚の２次元眼底画像（ＳＬＯ画像）が取得されるようにしても良い。
【００６２】
なお、上記実施形態において、Ｓ５０３〜Ｓ５０７の各処理はパーソナルコンピュータ等の情報処理装置により実行されてもよい。その場合、固定ディスク２０３，７０３に格納された断層画像と２次元眼底画像が情報処理装置に提供され、情報処理装置がこれらの画像を用いて３次元断層画像を生成することになる。
【００６３】
なお、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査物の断層画像を撮像する光断層画像撮像装置及びその制御方法に関し、特に眼科診療等に用いられる低コヒーレント光干渉光学系を有する光断層画像撮像装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、眼科用機器として、様々な光学機器が使用されている。中でも、眼を観察する光学機器として、
・前眼部撮影機、
・眼底カメラ、
・共焦点レーザ走査検眼鏡（Scanning Laser Ophthalmoscope：ＳＬＯ）、
・低コヒーレント光による光干渉を利用した光断層画像撮像装置である光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ：Optical Coherence Tomography）等、様々な機器が使用されている。
【０００３】
特に、この低コヒーレント光による光干渉を利用した光断層画像撮像装置は、眼底の断層画像を高解像度に得る装置であり、現在、網膜の専門外来では必要不可欠な装置になりつつある。以下、このような光断層画像撮像装置を、ＯＣＴ装置と記す。
【０００４】
ＯＣＴ装置は低コヒーレント光を、網膜に代表されるサンプルに照射し、そのサンプルからの反射光を干渉計を用いることで、高感度に測定する装置である。また、ＯＣＴ装置は低コヒーレント光を、サンプル上にスキャンすることで、断層画像を得ることができる。特に、網膜の断層画像は眼科診断に広く利用されている。
【０００５】
ところで、ＯＣＴ装置により断層画像を撮像する際に、連続的に複数の断層画像を取得することによって、眼底網膜の３次元構造の画像を取得することができる。しかしながら、３次元構造の画像の取得においては、複数の断層画像をスキャンしながら撮像するため、１断層像の取得に比べて撮像時間が長くなる。そのため、撮像中に眼球が動いた場合、取得する画像に変形または変位を生じることとなる。被検者が一点を見続けているつもりでも、固視微動と呼ばれる不随意的な眼球運動により、常に眼球は動いており、結果として、撮像位置の変位が起こってしまう。このような課題に対して、特許文献１においては、ＯＣＴ装置による３次元断層画像を深さ方向に積算して作成した画像を用いて、別手段により撮影された、眼底表面の２次元画像に対して位置合わせし、ずれを補正することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７―１３０４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記したように、ＯＣＴ装置を用いて網膜の３次元構造の画像を取得する際、撮像中に被検眼が動いた場合に眼底表面像に対する位置合わせをすることによって、ずれ補正をすることは特許文献１に示されている。しかしながら、ＯＣＴ装置の高解像度化、高再現性への要望の高度化によって、より高精度なずれ防止が望まれている。眼球運動は、視線の方向の動きの２方向だけではなく、眼球の視軸周りに眼球が回転する回旋運動も存在する。すなわち、３自由度を持った動きとなっている。特許文献１では、各断層画像毎の（走査毎の）上記３自由度の変化は、考慮されていない。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、光干渉を利用した光断層画像撮像装置によって得られる断層画像を用いた３次元断層画像の生成において、撮像中の被検眼の移動による断層画像の変動をより高精度に補正可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の一態様による光断層画像撮像装置は以下の構成を備える。すなわち、
計測光と参照光の干渉を用いて眼底の断層画像を撮像する光断層画像撮像装置であって、
前記計測光を第１の方向に走査することにより前記計測光の光軸方向に沿った断層情報が前記第１の方向に沿って並ぶ断層画像を取得し、前記第１の方向への走査を前記第１の方向とは異なる第２の方向へ移動させながら繰り返すことで３次元断層画像を形成するための複数の断層画像を取得する第１取得手段と、
Ｎ個の前記断層画像ごとに１つの２次元眼底画像が取得されるように、前記第１取得手段における断層画像の撮像に同期して２次元眼底画像を取得する第２取得手段と、
前記第２取得手段で取得された２次元眼底画像から特徴点を抽出し、当該特徴点の２次元眼底画像での変動を補正するための補正量を算出する算出手段と、
前記算出手段で算出された２次元眼底画像の補正量を用いて当該２次元眼底画像に同期した前記Ｎ個の断層画像における前記断層情報の位置を補正して３次元断層画像を生成する生成手段とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光干渉を利用した光断層画像撮像装置により得られる断層画像を用いた３次元断層画像の生成において、撮像中の被検眼の移動による断層画像の変動をより高精度に補正することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第一実施形態の光断層画像撮像装置の光学系の構成図。
【図２】第一実施形態の光断層画像撮像装置の制御部のブロック図。
【図３】第一実施形態の光断層画像撮像装置のスキャナ走査信号波形を示す図。
【図４】実施形態による画像補正を説明するための概念図。
【図５】第一実施形態による補正処理を示すフローチャート。
【図６】第二実施形態による光断層画像撮像装置の光学系の構成図。
【図７】第二実施形態による光断層画像撮像装置の制御部のブロック図。
【図８】第二実施形態による光断層画像撮像装置のスキャナ走査信号波形を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
［第一実施形態］
本実施形態の光断層画像撮像装置は、第１の方向に沿った断層画像の撮像を第２の方向に沿ってその撮像位置を移動させながら繰り返して複数の断層画像を取得する第１取得部と、２次元眼底画像を取得する第２取得部と、これらを制御する制御部とを有する。本実施形態では、このような第１取得部としてＯＣＴ撮像部が、第２取得部としてＳＬＯ撮像部が用いられる。以下、各構成について詳細に説明する。
【００１３】
＜ＯＣＴ撮像部光学構成＞
本実施形態の第１取得部としてのＯＣＴ撮像部の光学構成を図１を用いて説明する。図１は、第一実施形態における光断層画像撮像装置の光学系の構成図となっている。低コヒーレント光源１１５としては、ＳＬＤ光源（Super Luminescent Diode）や、ＡＳＥ光源（Amplified Spontaneous Emission）などが用いられる。なお、ＳＳ光源（SweptSource）を用いることもでき、その場合は、図１の構成とは異なり、全体構成をＳＳ−ＯＣＴの形態とする必要があるが、そのような構成は当業者には明らかである。低コヒーレント光源１１５が生成する低コヒーレント光としては、眼底撮像に好適な、８５０ｎｍ近傍および１０５０ｎｍ近傍のいずれかの波長の光が用いられる。本実施形態においては、中心波長８４０ｎｍ、波長半値幅４５ｎｍのＳＬＤ光源が用いられるものとする。
【００１４】
低コヒーレント光源１１５から出射される低コヒーレント光がファイバを経由して、ファイバカプラ１１０に入り、計測光と参照光に分けられる。ここではファイバを用いた干渉計構成を記載しているが、空間光光学系でビームスプリッタを用いた構成としてもかまわない。
【００１５】
計測光は、ファイバ１０９を介して、ファイバコリメータ１０８から平行光となって出射される。さらに計測光は、ＯＣＴスキャナ（Ｙ）１０７、リレーレンズ１０６、１０５を経由し、さらにＯＣＴスキャナ（Ｘ）１０４を通り、ダイクロイックビームスプリッタ１０３を透過しスキャンレンズ１０２、接眼レンズ１０１を通り被検眼１００に入射する。ここで、ＯＣＴスキャナ（Ｘ）１０４およびＯＣＴスキャナ（Ｙ）１０７には、ガルバノスキャナが用いられる。被検眼１００に入射した計測光は、網膜で反射し、同一光路を通りファイバカプラ１１０に戻る。なお、本実施形態では、Ｘ方向、Ｙ方向を図１に示すように設定している。計測光と参照光から得られる干渉光により光軸方向に沿うＺ方向の断層情報（Ａスキャン画像）が得られる。そして、ＯＣＴスキャナ（Ｘ）１０４によるＸ方向への走査により、断層情報（Ａスキャン画像）がＸ方向に並ぶ、Ｘ−Ｚ面の２次元断層画像であるＢスキャン画像が得られる。そして、ＯＣＴスキャナ（Ｙ）１０７によるＹ方向への走査により、Ｙ方向に並ぶ複数のＢスキャン画像が取得され、これらを接続することで３次元断層画像が得られることになる。
【００１６】
参照光は、ファイバカプラ１１０からファイバコリメータ１１６に導かれ、平行光となり出射される。ファイバコリメータ１１６より出射された参照光は、分散補正ガラス１１７を通り、光路長可変ステージ１１８に設けられた参照ミラー１１９により反射される。参照ミラー１１９により反射された参照光は、同一の光路をたどり、ファイバカプラ１１０に戻る。
【００１７】
ファイバカプラ１１０に戻ってきた計測光および参照光は、ファイバカプラ１１０により合波され、ファイバコリメータ１１１に導かれる。ここでは合波された光を干渉光と呼ぶ。ファイバコリメータ１１１、グレーティング１１２、レンズ１１３、ラインセンサ１１４によって、分光器が構成されている。干渉光は、分光器によって、波長毎の強度情報となって計測される。すなわち、本実施形態のＯＣＴ撮像部は、スペクトラルドメイン方式となっている。
【００１８】
＜ＳＬＯ撮像部光学構成＞
つづいて、第２取得部としてのＳＬＯ撮像部の光学構成を同じく図１を用いて説明する。
【００１９】
レーザ光源１２９は、半導体レーザやＳＬＤ光源が好適に用いることができる。なお、レーザ光源１２９の波長は、波長分離手段であるダイクロイックビームスプリッタ１０３によって低コヒーレント光源１１５が出力する光の波長と分離できる波長であればよい。但し、眼底観察像の画質として、７００ｎｍ〜１０００ｎｍの近赤外の波長域が好適に用いられる。本実施形態においては、レーザ光源１２９として波長７６０ｎｍの光を出力する半導体レーザが用いられる。
【００２０】
レーザ光源１２９から出射されたレーザはファイバ１２８を介して、ファイバコリメータ１２７から平行光となり、シリンダーレンズ１２６に入射する。シリンダーレンズ１２６は、入射された平行光をＸ方向に広がるライン状のビームを出力する。本実施形態ではシリンダーレンズを用いているが、ラインビーム生成可能な光学素子であれば特に制約はなく、パウエルレンズや回折光学素子を用いたラインビームシェイパーを用いることができる。
【００２１】
シリンダーレンズ１２６でＸ方向に延びるライン状に広げられたビーム（ＳＬＯビーム）は、リレーレンズ１２５、１２４によって、リングミラー１２３の中心を通り、リレーレンズ１２１、１２２を通り、ＳＬＯスキャナ（Ｙ）１２０に導かれる。ＳＬＯスキャナ（Ｙ）１２０は、ガルバノスキャナを用いている。さらにダイクロイックビームスプリッタ１０３で反射され、スキャンレンズ１０２と接眼レンズ１０１を通り、被検眼１００に入射する。ダイクロイックビームスプリッタ１０３は、ＯＣＴビーム（ＯＣＴ撮像部の計測光）を透過し、ＳＬＯビームを反射するように構成しておく。本実施形態においては、８００ｎｍ以上を透過し、７７０ｎｍ未満の波長を反射する膜構成のものを用いる。
【００２２】
被検眼１００に入射したＳＬＯビームは、被検眼の眼底に、Ｘ方向に延びるライン状のビーム（ラインビーム）で照射される。このライン状のビームが、被検眼の眼底で反射あるいは散乱され、同一光路をたどり、リングミラー１２３まで戻る。リングミラー１２３の位置は、被検眼の瞳孔位置と共役になっており、眼底に照射されているラインビームが後方散乱した光のうち、瞳孔周辺部を通った光が、リングミラー１２３によって反射され、レンズ１３０によりラインセンサ１３１上に結像する。本構成では、ラインビームを用いるラインスキャンＳＬＯ構成でＳＬＯ撮像部を記載したが、当然ながら、フライングスポットＳＬＯで構成しても構わない。この場合、レーザ光源１２９からの光をＸ，Ｙ方向へスキャンさせることになる。
【００２３】
＜制御部構成＞
本実施形態の光断層画像撮像装置の制御部の構成を図２を用いて説明する。図２は、本実施形態に係る光断層画像撮像装置の制御部のブロック図である。
【００２４】
２０１は中央演算装置（以下、ＣＰＵ）であり、表示装置２０２、固定ディスク２０３、主記憶装置２０４、ユーザインターフェース２０５、フォーカスモータドライバ２０６、ＯＣＴステージコントローラ２０７に接続されている。さらに、ＣＰＵ２０１は、走査波形を生成する制御波形生成器２０８と接続され、制御波形生成器２０８を経由して、ＯＣＴスキャナドライバ（Ｘ）２０９とＯＣＴスキャナドライバ（Ｙ）２１０、ＳＬＯスキャナドライバ（Ｙ）２１１を制御する。なお、ＣＰＵ２０１には、ＯＣＴ撮像部のラインセンサ１１４として、ＯＣＴラインセンサカメラ２１２が接続され、ＳＬＯ撮像部のラインセンサ１３１としてＳＬＯラインセンサカメラ２１３が接続されている。
【００２５】
さらに、制御部による各スキャナを制御するためのスキャナ走査信号波形を、図３を用いて説明する。ＯＣＴスキャナ（Ｘ）１０４を制御するためのＯＣＴ（Ｘ）走査信号３０１は、図示されるような、三角波となっている。ＯＣＴスキャナ（Ｙ）１０７を制御するためのＯＣＴ（Ｙ）走査信号３０２は、ＯＣＴ（Ｘ）走査信号３０１の１周期毎に走査位置を順次ずらしていくような、ステップ信号となっている。ＯＣＴスキャナ（Ｘ）１０４とＯＣＴスキャナ（Ｙ）１０７によるＯＣＴビームの走査によって、３次元のＯＣＴ撮像を行う。これらの走査信号により、低コヒーレント光源１１５からの光（ＯＣＴビーム）を第１の方向（Ｘ方向）に走査して行われる第１の方向に沿った２次元断層画像の撮像が、第１の方向と異なる第２の方向（Ｙ方向）へ、その撮像位置を移動させながら繰り返される。こうして、３次元断層画像を形成するための複数の２次元断層画像（Ｂスキャン画像）を取得する第１取得処理が行われることになる。本実施形態では、このようにして得られた断層画像の位置を、当該断層画像の撮像に同期して取得されたＳＬＯ画像から検出した眼球の変動に基づいて補正し、高精度な３次元断層画像を得る（詳細は後述する）。なお、本実施形態ではＯＣＴ（Ｙ）１０７の走査量を３次元データを取得するために、ある一定の振幅でステップ駆動を実施した。しかしながら、ＯＣＴ（Ｙ）１０７の走査量、すなわちＯＣＴ（Ｙ）走査信号３０２の振り幅を０（ゼロ）として、同一部位を繰り返し撮像する構成にしても構わない。その場合、同一位置の複数のＢスキャン画像が得られる。この目的は同一部位のＢスキャン画像を繰り返し取得し、取得した画像を加算平均することによって高画質なＢスキャン画像を得ることである。この際にＳＬＯ画像から求めた眼球の変動量がある一定の閾値を超えていた場合、変動量が閾値を超えたときのＢスキャン画像は加算平均しない処理をすることにより、より高画質なＢスキャン画像を得ることができる。
【００２６】
ＳＬＯスキャナ（Ｙ）１２０を制御するためのＳＬＯ（Ｙ）走査信号３０３は、ＯＣＴ（Ｘ）走査信号３０１と同一の走査波形となっている。すなわち、ＯＣＴスキャナ（Ｘ）１０４が１つのＢスキャン画像を撮像するために１走査する間に、ＳＬＯスキャナ（Ｙ）１２０が１走査され、１つのＳＬＯ画像が取得されるように制御されている。それぞれ、走査の軸は異なるが、Ｂスキャン走査時間とＳＬＯ走査時間が同一になるように波形が構成されている。これらの画像の取得のためのラインセンサ１１４（２１２）、１３１（２１３）のための同期信号がトリガ信号３０４である。このトリガ信号３０４の立ち上がりによって、ＯＣＴ用のラインセンサ１１４およびＳＬＯ用のラインセンサ１３１の双方によるデータ取得が行われる。このようにして、第２取得部としてのＳＬＯ撮像部は、第１取得部としてのＯＣＴ撮像部により１個の断層画像が取得されるごとに１つの２次元眼底画像が取得されるように、ＯＣＴ撮像部による断層画像の撮像に同期して２次元眼底画像を取得する。
【００２７】
ＯＣＴ画像およびＳＬＯ画像にそれぞれ必要な解像度もしくは画素数、走査速度との関係で、それぞれのラインセンサに必要な読み出し周波数を設定しておく。実際の撮像に際しては、被検眼に対して、フォーカス調整や、眼底の断層画像表示位置調整が実施される。このとき、ＣＰＵ２０１は、フォーカスモータドライバ２０６によって、フォーカス調整する。フォーカス調整は、接眼光学系の移動によって実施される。フォーカス調整に際しては、検者（操作者）が表示装置２０２に表示されるＳＬＯ画像のコントラストを確認しながらユーザインターフェース２０５を操作する。すなわち、フォーカス調整はマニュアルで行われる。また、眼底断層画像の表示位置調整に関しては、同様に図２の表示装置２０２で検者が確認しながら、ＯＣＴステージコントローラ（Ｚ）２０７により、光路長可変ステージ１１８を動作させることにより実現する。動作指示は、ユーザインターフェース２０５から入力する。これらの調整の完了後に、図２のユーザインターフェース２０５より、撮像指示を行う。
【００２８】
検者により撮像指示が行われると、図３に示した、３次元走査波形を図２の制御波形生成器２０８により生成させ、３次元走査波形を作る。そして、３次元の画像を形成するための複数のＢスキャン画像（Ｘ方向に沿った断層画像）とそれぞれのＢスキャン画像に対応するＳＬＯ画像（２次元眼底画像）が収録される。収録に際しては、図３のトリガ信号３０４の立ち上がりに応じて、ＯＣＴラインセンサカメラ２１２から断層画像を、ＳＬＯラインセンサカメラ２１３から２次元眼底画像を取得し、収録する。図３の３０５は、ＯＣＴのＢスキャン画像およびＳＬＯ画像の画像収録時間をあらわしており、矢印の範囲の時間でデータを収録している。データ収録時には随時、ＣＰＵ２０１によって、ＯＣＴラインセンサカメラ２１２およびＳＬＯラインセンサカメラ２１３による収録データを固定ディスク２０３に保存する。こうして固定ディスク２０３には、断層画像（Ｂスキャン画像）とこれに同期して取得された２次元眼底画像（ＳＬＯ画像）が対応づけて収録される。以上で、画像取得が完了する。
【００２９】
＜画像補正時処理＞
次に、取得した画像の補正時の処理を図４、図５を用いて説明する。図４は本実施形態の画像補正について説明するための図である。ＳＬＯ画像４０１は、ＳＬＯ撮像部によって撮像された眼底の２次元画像（２次元眼底画像）である。ＳＬＯ画像４０１から、眼球運動を計測するための特徴点４０２〜４０５を抽出する。これらの特徴点を用いて画像補正を行う。特徴点として、例えば血管交差部や、血管分岐部を用い、これらを含む領域を抽出する。本実施形態においては、ＳＬＯ画像の中心を基準にしたときに、各象限に特徴点があるように４点設定している。この特徴点を抽出するＳＬＯ画像を基準ＳＬＯとする。基準ＳＬＯは、事前に取得したＳＬＯ画像を用いていもよいし、３次元断層画像を構成するＢスキャン画像に対応するＳＬＯ画像の中から選択（たとえば、１枚目のＳＬＯ画像を選択）してもよい。また、ここでは、４点の特徴点を用いたが、かならずしも４点である必要はなく、同一直線上にない、３点以上であればよい。
【００３０】
図５は、本実施形態の補正処理を示すフローチャートである。なお、以下の各処理は、ＣＰＵ２０１によって実行される。
【００３１】
ステップ５０１において、ＣＰＵ２０１は、上述した撮影動作により、複数のＢスキャン画像と、それぞれに対応する複数の２次元眼底画像を収録する。ステップ５０２では、ＣＰＵ２０１は、基準とするＳＬＯ画像から、図４の特徴点４０２〜４０５に相当する複数の特徴点を抽出する。基準とするＳＬＯ画像上での特徴点座標を記憶しておく。具体的には、基準座標、特徴点の座標（XiRef，YiRef）（ｉは、特徴点の番号）である基準位置、特徴点の形状を記憶する。
【００３２】
ステップ５０３で、ＣＰＵ２０１はＢスキャン画像と同時に取得したＳＬＯ画像中ですべての特徴点の位置（Xi，Yi）を求める。特徴点の位置の検出には、例えば上記特徴点の形状を用いた周知のパターンマッチング処理を適用することができる。ステップ５０４で、ＣＰＵ２０１は１つのＢスキャン画像の補正量を求める。具体的には、各特徴点の変位をもとに式１により写像の座標を求め、求めた座標と取得済み特徴点の画像座標との差が最小になるような線形補正量を算出する。線形補正量は、以下の線形写像式における変倍率（Magnification）、回転量（θ）、平行移動量（ShiftX、ShiftY）のそれぞれを、最小二乗法（式２を最小にする補正量を求める）により求める。
【００３３】
【数１】
【数２】
（但し、ｎは特徴点数）
【００３４】
すなわち、ｎ個の特徴点の移動量を最小の誤差で表現できる線形補正量を求めていることになる。ステップ５０５で、ＣＰＵ２０１は、求めた線形補正量を用いて、ズレを考慮したＢスキャン画像の取得位置を求める（式３）。
【００３５】
【数３】
【００３６】
眼球運動がないと仮定したときの、Ｂスキャン画像を構成するＡスキャン画像の位置を（X，Y）とすると、式３によって、Ｂスキャン画像の取得時の補正量を適用した位置が求められる。ここではＢスキャン画像を構成するすべてのＡスキャン画像の位置を、対応する２次元眼底画像について算出された補正量を適用して求める。ステップ５０６で、全てのＢスキャン画像について処理したか否かを確認し、未処理のＢスキャン画像があれば、ステップ５０３にもどり、次のＢスキャン画像の処理を実施する。すべてのＢスキャン画像について、上述した処理を繰り返し実行すると、３次元断層データを構成するＢスキャン画像の取得時の眼球位置に基づいた位置に補正をすることができる。すべてのＢスキャン画像の補正処理が終了した場合は、ステップ５０７において、補正されたＢスキャン画像を用いて３次元断層画像を生成する。こうして、３次元断層画像を形成する複数のＢスキャン画像の各々と同期して取得された２次元眼底画像を元に、複数のＢスキャン画像の相対位置が調整され、３次元断層画像が生成される。このため、３次元ずれに関して高精度な補正が可能となる。
【００３７】
以上説明した実施形態では、すべてのＢスキャン画像を有効としたが、各Ｂスキャン画像の補正量（Magnification，θ，ShiftX，ShiftY）が、一定の閾値を越える場合、当該Ｂスキャン画像を使用しないようにしても良い。補正量が一定の閾値を越せる場合とは、例えば、大きな眼球運動があったことを示していると考えられる。なお、この判定は、基準画像からの変動ではなく、各Ｂスキャン画像の前の画像（直前のＢスキャン画像や所定走査数だけ過去のＢスキャン画像）と比較して、補正量がある一定の閾値を超えるか否かにより行われても良い。本処理を加えることによって、１つのＢスキャン画像中にマイクロサッケード等の大きな眼球運動があった場合にも適切にデータを省くことが可能となる。
【００３８】
また、１枚のＢスキャン画像に対して１枚の２次元眼底画像を取得して補正量を取得したが、２枚以上のＢスキャン画像に対して１枚の２次元眼底画像を取得するようにしても良い。すなわち、Ｎ枚のＢスキャン画像に対して１枚の２次元眼底画像を取得して補正量を取得し、この補正量に基づいて当該Ｎ枚のＢスキャン画像を補正するようにしてもよい。このとき、Ｎ枚のＢスキャン画像に適用する補正量をどのように決定するかは種々の方法が考えられる。たとえばＮ枚のＢスキャン画像のいずれか１枚と同期してＳＬＯ撮像部に２次元眼底画像を取得させ、取得した２次元眼底画像から上述した方法で補正量を算出して、当該Ｎ枚のＢスキャン画像の全てにこれを適用しても良い。ここで、Ｎ枚のＢスキャン画像のいずれか１枚とは、Ｎ枚のＢスキャン画像の先頭のＢスキャン画像とすることができる。更に、Ｎ枚のＢスキャン画像を取得する期間をＳＬＯビームの一走査期間として、Ｎ枚のＢスキャン画像に対して１枚の２次元眼底画像を取得し、当該Ｎ枚のＢスキャン画像に対する補正量をこの１枚の２次元眼底画像から得るようにしてもよい。
【００３９】
［第二実施形態］
次に、第二実施形態における光断層画像撮像装置について説明する。
【００４０】
＜ＯＣＴ撮像部光学構成＞
第二実施形態のＯＣＴ撮像部を、図６を用いて説明する。低コヒーレント光源６１８には、たとえば、中心波長８４０ｎｍ、波長半値幅４５ｎｍのＳＬＤ光源（Super Luminescent Diode）が用いられる。低コヒーレント光源６１８から出射された低コヒーレント光はファイバを経由して、ファイバカプラ６１３に入り、計測光と参照光に分けられる。
【００４１】
計測光は、ファイバ６１２を介して、ファイバコリメータ６１１から平行光となって出射され、スキャナ（Ｙ）６１０、ダイクロイックビームスプリッタ６０９、リレーレンズ６０８、６０７、リングミラー６０６、リレーレンズ６０５、６０４を通る。さらに、計測光はスキャナ（Ｘ）６０３を通り、スキャンレンズ６０２、接眼レンズ６０１を通り、被検眼６００に入射する。被検眼６００に入射した計測光は、網膜で反射し、同一光路を通りファイバカプラ６１３に戻る。スキャナ（Ｙ）６１０を動かすことによって、計測光は、被検者が正立しているとしたときの鉛直方向（Ｙ方向）に走査される。スキャナ（Ｘ）６０３を動かすことによって、計測光は、被検者が正立しているとしたときの水平方向（Ｘ方向）に走査される。
【００４２】
参照光は、ファイバカプラ６１３からファイバコリメータ６１９に導かれ、平行光となり照射される。照射された参照光は、分散補償ガラス６２０を通り、光路長可変ステージ６２１上の参照ミラー６２２により反射される。参照ミラー６２２により反射された参照光は、同一の光路をたどり、ファイバカプラ６１３に戻る。
【００４３】
ファイバカプラ６１３に戻ってきた計測光および参照光は、ファイバカプラ６１３により合波され、ファイバコリメータ６１４に導かれる。ここでは合波された光を干渉光と呼ぶ。ファイバコリメータ６１４、透過型回折格子６１５、レンズ６１６、ラインセンサ６１７によって、分光器が構成されている。干渉光は、分光器によって、波長毎の強度情報となって計測される。
【００４４】
＜ＳＬＯ撮像部光学構成＞
ＳＬＯ撮像部の光学構成を同じく図６を用いて説明する。レーザ光源６２８は、波長７６０ｎｍの半導体レーザを用いている。レーザ光源６２８から出射されたレーザ光はファイバ６２７を介して、ファイバコリメータ６２６から平行光となって出射され、シリンダーレンズ６２５に入射する。レーザ光は、シリンダーレンズ６２５でＹ方向へ延びるライン状に広げられ、ダイクロイックビームスプリッタ６０９によって、反射される。このダイクロイックビームスプリッタ６０９には、８００ｎｍ以上の波長を透過し、７７０ｎｍ未満の波長を反射する様な膜構成のものが用いられる。ダイクロイックビームスプリッタ６０９によって反射されたビームは、リレーレンズ６０８、６０７を通り、リングミラー６０６の中心部を通り、さらにリレーレンズ６０５、６０４を通り、ＯＣＴ撮像部と共用されている、スキャナ（Ｘ）６０３を通る。そして、このビームは、スキャンレンズ６０２、接眼レンズ６０１を経由して、被検眼６００に入射する。こうして、ＯＣＴ撮像部とＳＬＯ撮像部は、スキャナ（Ｘ）を共通の走査機構として用いて、Ｘ方向への走査を行うことになる。
【００４５】
被検眼６００の眼底には、鉛直方向（Ｙ）方向に伸びるラインビームとして投影されている。被検眼６００の眼底にて、反射、散乱されたビームは、同一の光路をたどり、リングミラー６０６まで戻る。リングミラー６０６は、被検眼の瞳孔位置と共役になっており、眼底に照射されているラインビームが後方散乱した光のうち、瞳孔周辺部を通った光が、リングミラー６０６によって反射され、レンズ６２３によりラインセンサ６２４上に結像する。以上のように、本実施形態のＳＬＯは、ラインビームを用いるラインスキャンＳＬＯ構成となっている。ここで、第二実施形態では、スキャナ（Ｘ）６０３をＳＬＯ撮像部とＯＣＴ撮像部で共用している。そのため、被験者が正立しているときの鉛直軸方向（Ｙ方向）に伸びるＳＬＯ撮像部のラインビームとＯＣＴ撮像部の計測光のビームが、Ｘ方向に確実に同期して走査されることになる。なお、ＳＬＯ撮像部のラインビームとＯＣＴ撮像部の計測光のラインビームは、かならずしも同じＸ座標に位置しなくてもよく。Ｘ方向にずれていても構わない。言い換えると、ＳＬＯ撮像部のラインビームとＯＣＴ撮像部のラインビームの走査時間が同期できていれば十分である。
【００４６】
＜制御部構成＞
つづいて、制御部の構成について図７を用いて用いて説明する。図７は、本実施形態における光断層画像撮像装置の制御部のブロック図である。
【００４７】
中央演算装置（以下、ＣＰＵ）７０１は、表示装置７０２、固定ディスク７０３、主記憶装置７０４、ユーザインターフェース７０５と接続されている。さらに、ＣＰＵ７０１は、フォーカスモータドライバ７０６と、ＯＣＴステージコントローラ７０７と接続されている。ＣＰＵ７０１は、さらに走査波形を生成する制御波形生成器７０８と接続され、制御波形生成器７０８を経由して、スキャナドライバ（Ｘ）７０９とスキャナドライバ（Ｙ）７１０を制御する。ＯＣＴ撮像部のラインセンサ６１７として、ＯＣＴラインセンサカメラ７１１が接続され、ＳＬＯ撮像部のラインセンサ６２４としてＳＬＯラインセンサカメラ７１２が接続されている。
【００４８】
続いて、第二実施形態による撮像時の制御方法を、図７および図８を用いて説明する。眼底の３次元画像の撮像時には、図８に示される制御波形を用いることにより各スキャナを制御する。
【００４９】
ＯＣＴ撮像部の計測ビームとＳＬＯ撮像部のビームをＸ方向に走査させるためのスキャナ（Ｘ）６０３を制御するためのＯＣＴ（Ｘ）走査信号８０１は、図８に示されるような、三角波となっている。ＯＣＴ撮像部の計測ビームをＹ方向に変位させるためのスキャナ（Ｙ）６１０を制御するためのスキャナ（Ｙ）走査信号８０２は、スキャナ（Ｘ）走査信号８０１の１周期毎に走査位置を順次ずらしていくような、ステップ信号となっている。スキャナ（Ｘ）６０３とスキャナ（Ｙ）６１０によるビームの走査によって、３次元のＯＣＴ撮像を行うことができる。またＳＬＯ画像は、スキャナ（Ｘ）６０３の走査によって、Ｂスキャン画像と同期して取得される。これらの取得のための各ラインセンサのための同期信号が、トリガ信号８０３であり、このトリガ信号８０３の立ち上がりによって、ＯＣＴ用のラインセンサ６１７およびＳＬＯ用のラインセンサ６２４の双方によるデータ取得が行われる。このようにして、第２取得部としてのＳＬＯ撮像部は、第１取得部としてのＯＣＴ撮像部により１個の断層画像が取得されるごとに１つの２次元眼底画像が取得されるように、ＯＣＴ撮像部による断層画像の撮影に同期して２次元眼底画像を取得する。
【００５０】
ＯＣＴラインセンサ６１７およびＳＬＯラインセンサ６２４には、ＯＣＴ画像およびＳＬＯ画像にそれぞれ必要な解像度もしくは画素数、走査速度との関係で必要な、読み出し周波数が設定されている。実際の撮像に際しては、被検眼６００に対して、フォーカス調整や、眼底の断層画像表示位置調整が実施される。このときは、フォーカスモータドライバ７０６によって、接眼光学系が移動され、フォーカス調整が行われる。フォーカス調整に際しては、検者が表示装置７０２に表示されるＳＬＯ画像のコントラストを確認しながらユーザインターフェース７０５を操作する。また、眼底断層画像の表示位置調整に関しては、同様に図７の表示装置７０２を検者が確認しながら、図７のＯＣＴステージコントローラ（Ｚ）７０７により、図６の光路長可変ステージ６２１を動作させることにより実現する。動作指示は、ユーザインターフェース７０５から入力する。検者は、これらの調整の完了後に、ユーザインターフェース７０５より、撮像指示を行う。
【００５１】
撮像指示が行われると、ＣＰＵ７０１は、図８に示した３次元走査波形を制御波形生成器７０８により生成させ、３次元断層画像を生成するための複数のＢスキャン画像とそれぞれのＢスキャン画像に対応するＳＬＯ画像を収録する。収録に際しては、トリガ信号８０３の立ち上がりを元に、ＯＣＴラインセンサカメラ７１１（６１７）、ＳＬＯラインセンサカメラ７１２（６２４）がそれぞれ撮像を行ってデータを収録する。図８の８０４は、ＯＣＴ撮像部のＢスキャン画像およびＳＬＯ撮像部のＳＬＯ画像の収録時間をあらわしており、矢印の範囲の時間でデータを収録している。データ収録時には随時、ＣＰＵ７０１によって、ＯＣＴラインセンサカメラ７１１およびＳＬＯラインセンサカメラ７１２による収録データを固定ディスク７０３に保存する。以上で、画像取得が完了する。なお、第一実施形態と同様に、固定ディスク７０３には、断層画像（Ｂスキャン画像）とこれに同期して取得された２次元眼底画像（ＳＬＯ画像）が対応づけて収録される。
【００５２】
＜画像補正時処理＞
つづいて、第二実施形態による画像の補正について説明する。第二実施形態による画像の補正時の処理を、第一実施形態で用いた図４、図５を用いて説明する。第二実施形態では、線形写像式において、回転及び倍率を、第１の方向（Ｘ方向）と第２の方向（Ｙ方向）の２軸に分けて算出する。なお、以下の各処理は、ＣＰＵ７０１により実行される。
【００５３】
ステップ５０１では、図６〜図８を用いて説明した処理により、複数のＢスキャン画像と２次元眼底画像（ＳＬＯ画像）が固定ディスク７０３に収録される。ステップ５０２では、ＣＰＵ７０１は、基準とするＳＬＯ画像から、図４の特徴点４０２〜４０５に相当する複数の特徴点を抽出し、基準とするＳＬＯ画像上での特徴点座標を保管しておく。具体的には、基準座標、特徴点の座標（XiRef，YiRef）（ｉは、特徴点の番号）、特徴点の形状を記憶する。
【００５４】
ステップ５０３で、ＣＰＵ７０１は、Ｂスキャンと同時に取得したＳＬＯ画像中ですべての特徴点の位置（Xi，Yi）を求める。ステップ５０４で、ＣＰＵ７０１は、１つのＢスキャン画像の補正量を求める。より具体的には、各特徴点の変位をもとに式４により写像の座標を求め、求めた座標と取得済み特徴点の画像座標との差が最小になるような、線形補正量を求める。線形補正量は、回転量θx、θy、変倍量MagnificationX、MagnificationY、平行移動量ShiftX、ShiftYであり、ＣＰＵ７０１はそれぞれを最小二乗法（式５が最小となるような線形補正量を求める）により求める。
【００５５】
【数４】
【数５】
（但し、ｎは特徴点数）
【００５６】
すなわち、ｎ個の特徴点の移動量を最小の誤差で表現できる線形補正量を求めていることになる。第一実施形態との画像の補正処理上の差異は、回転、倍率の補正量を第１の方向（Ｘ）と第２の方向（Ｙ）のそれぞれの軸に分けて算出する点である。なお、第二実施形態において第一実施形態で説明した補正量の算出方法を用いても良いし、第一実施形態において第二実施形態で説明される補正量の算出方法を用いても良い。
【００５７】
ステップ５０５で、求めた線形補正量から、式６を用いて、ズレを考慮したＢスキャン画像の取得位置を求める。
【数６】
【００５８】
眼球運動がないと仮定したときの、Ｂスキャン画像を構成するＡスキャン画像の位置を（X，Y）とすると、式６によって、Ｂスキャン画像の取得時の補正量を適用した位置が求められる。ここではＢスキャン画像を構成するすべてのＡスキャン画像の位置を補正量を適用して求める。ステップ５０６で、すべてのＢスキャン画像について処理を終えたかどうかを確認し、未処理のＢスキャン画像があれば、ステップ９０３にもどり、次のＢスキャン画像の処理を実施する。
【００５９】
すべてのＢスキャン画像の補正処理が終了すると、ステップ５０７において、ＣＰＵ７０１は、補正処理されたＢスキャン画像により３次元断層画像を生成する。その後、本処理を終了する。すべてのＢスキャン画像について、上述した処理を繰り返し実行すると、３次元断層データを構成するＢスキャン画像の取得時の眼球位置に基づいた位置に補正をすることができる。したがって、ステップ５０７では、相対位置が調整された複数のＢスキャン画像（断層画像）により３次元断層画像が生成される。
【００６０】
以上記載した実施形態では、すべてのＢスキャン画像を有効としたが、各Ｂスキャン画像の補正量のなかで、θxとθy、MagnificationXとMagnificationYの差がある一定の閾値以上の場合に、画像中で大きな眼球運動があったと判定し、該当するＢスキャン画像を無効データとして、結果データから削除する処理を加えてもよい。本処理を加えることによって、１つのＢスキャン画像中にマイクロサッケード等の大きな眼球運動があった場合にも適切にデータを省くことが可能となる。
【００６１】
なお、第一実施形態で説明したように、Ｎ個の断層画像（Ｂスキャン画像）に対して１枚の２次元眼底画像（ＳＬＯ画像）が取得されるようにしても良い。
【００６２】
なお、上記実施形態において、Ｓ５０３〜Ｓ５０７の各処理はパーソナルコンピュータ等の情報処理装置により実行されてもよい。その場合、固定ディスク２０３，７０３に格納された断層画像と２次元眼底画像が情報処理装置に提供され、情報処理装置がこれらの画像を用いて３次元断層画像を生成することになる。
【００６３】
なお、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測光と参照光の干渉を用いて眼底の断層画像を撮像する光断層画像撮像装置であって、
前記計測光を第１の方向に走査することにより前記計測光の光軸方向に沿った断層情報が前記第１の方向に沿って並ぶ２次元断層画像を取得し、前記第１の方向への走査を前記第１の方向とは異なる第２の方向へ移動させながら繰り返すことで３次元断層画像を形成するための複数の２次元断層画像を取得する第１取得手段と、
Ｎ個の前記２次元断層画像ごとに１つの２次元眼底画像が取得されるように、前記第１取得手段における２次元断層画像の撮像に同期して２次元眼底画像を取得する第２取得手段と、
前記第２取得手段で取得された２次元眼底画像から特徴点を抽出し、当該特徴点の２次元眼底画像での変動を補正するための補正量を算出する算出手段と、
前記算出手段で算出された２次元眼底画像の補正量を用いて当該２次元眼底画像に同期した前記Ｎ個の２次元断層画像における前記断層情報の位置を補正して３次元断層画像を生成する生成手段とを備えることを特徴とする光断層画像撮像装置。
【請求項２】
前記第２取得手段は、前記第２の方向へ延びたライン状のビームを前記第１の方向へ走査することで前記２次元眼底画像を取得するものであり、
前記第１取得手段における前記計測光の前記第１の方向への走査と、前記ライン状のビームの前記第１の方向への走査を共通の走査手段により行うことを特徴とする請求項１に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項３】
前記算出手段は、線形写像式を用いて、倍率、回転および平行移動に関する補正量を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項４】
前記線形写像式は、回転及び倍率を、前記第１の方向と前記第２の方向の２軸に分けて算出することを特徴とする請求項３に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項５】
前記生成手段は、前記算出手段により算出された補正量が閾値を超える２次元眼底画像と同期している２次元断層画像を、３次元断層画像の生成に用いないことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項６】
前記第２取得手段は、１つの２次元断層画像ごとに１つの２次元眼底画像を取得することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項７】
計測光と参照光の干渉を用いて眼底の断層画像を撮像する光断層画像撮像装置の制御方法であって、
第１取得手段が、前記計測光を第１の方向に走査することにより前記計測光の光軸方向に沿った断層情報が前記第１の方向に沿って並ぶ２次元断層画像を取得し、前記第１の方向への走査を前記第１の方向とは異なる第２の方向へ移動させながら繰り返すことで３次元断層画像を形成するための複数の２次元断層画像を取得する第１取得工程と、
第２取得手段が、Ｎ個の前記２次元断層画像ごとに１つの２次元眼底画像が取得されるように、前記第１取得工程における２次元断層画像の撮像に同期して２次元眼底画像を取得する第２取得工程と、
算出手段が、前記第２取得工程で取得された２次元眼底画像から特徴点を抽出し、当該特徴点の２次元眼底画像での変動を補正するための補正量を算出する算出工程と、
生成手段が、前記算出工程で算出された２次元眼底画像の補正量を用いて当該２次元眼底画像に同期した前記Ｎ個の２次元断層画像における前記断層情報の位置を補正して３次元断層画像を生成する生成工程とを有することを特徴とする光断層画像撮像装置の制御方法。
【請求項８】
コンピュータを、請求項１乃至６のいずれか１項に記載された光断層画像撮像装置の各手段として機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１】
計測光と参照光の干渉を用いて眼底の断層画像を撮像する光断層画像撮像装置であって、
前記計測光を第１の方向に走査することにより前記計測光の光軸方向に沿った断層情報が前記第１の方向に沿って並ぶ２次元断層画像を取得し、前記第１の方向への走査を前記第１の方向とは異なる第２の方向へ移動させながら繰り返すことで３次元断層画像を形成するための複数の２次元断層画像を取得する第１取得手段と、
Ｎ個の前記２次元断層画像ごとに１つの２次元眼底画像が取得されるように、前記第１取得手段における２次元断層画像の撮像に同期して２次元眼底画像を取得する第２取得手段と、
前記第２取得手段で取得された２次元眼底画像から特徴点を抽出し、当該特徴点の２次元眼底画像での変動を補正するための補正量を算出する算出手段と、
前記算出手段で算出された２次元眼底画像の補正量を用いて当該２次元眼底画像に同期した前記Ｎ個の２次元断層画像における前記断層情報の位置を補正して３次元断層画像を生成する生成手段とを備えることを特徴とする光断層画像撮像装置。
【請求項２】
前記第２取得手段は、前記第２の方向へ延びたライン状のビームを前記第１の方向へ走査することで前記２次元眼底画像を取得するものであり、
前記第１取得手段における前記計測光の前記第１の方向への走査と、前記ライン状のビームの前記第１の方向への走査を共通の走査手段により行うことを特徴とする請求項１に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項３】
前記算出手段は、線形写像式を用いて、倍率、回転および平行移動に関する補正量を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項４】
前記線形写像式は、回転及び倍率を、前記第１の方向と前記第２の方向の２軸に分けて算出することを特徴とする請求項３に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項５】
前記生成手段は、前記算出手段により算出された補正量が閾値を超える２次元眼底画像と同期している２次元断層画像を、３次元断層画像の生成に用いないことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項６】
前記第２取得手段は、１つの２次元断層画像ごとに１つの２次元眼底画像を取得することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項７】
計測光と参照光の干渉を用いて眼底の断層画像を撮像する光断層画像撮像装置の制御方法であって、
第１取得手段が、前記計測光を第１の方向に走査することにより前記計測光の光軸方向に沿った断層情報が前記第１の方向に沿って並ぶ２次元断層画像を取得し、前記第１の方向への走査を前記第１の方向とは異なる第２の方向へ移動させながら繰り返すことで３次元断層画像を形成するための複数の２次元断層画像を取得する第１取得工程と、
第２取得手段が、Ｎ個の前記２次元断層画像ごとに１つの２次元眼底画像が取得されるように、前記第１取得工程における２次元断層画像の撮像に同期して２次元眼底画像を取得する第２取得工程と、
算出手段が、前記第２取得工程で取得された２次元眼底画像から特徴点を抽出し、当該特徴点の２次元眼底画像での変動を補正するための補正量を算出する算出工程と、
生成手段が、前記算出工程で算出された２次元眼底画像の補正量を用いて当該２次元眼底画像に同期した前記Ｎ個の２次元断層画像における前記断層情報の位置を補正して３次元断層画像を生成する生成工程とを有することを特徴とする光断層画像撮像装置の制御方法。
【請求項８】
コンピュータを、請求項１乃至６のいずれか１項に記載された光断層画像撮像装置の各手段として機能させることを特徴とするプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１０９６０（Ｐ２０１２−１０９６０Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５０２６１（Ｐ２０１０−１５０２６１）
【出願日】平成２２年６月３０日（２０１０．６．３０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月３０日（２０１０．６．３０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]