眼底撮像装置及びその制御方法
【課題】 走査型の眼底撮像装置は走査を行う為、撮像時間がかかり、時間の経過と共に眼球の動きの計測が困難又は精度が低くなるという問題があった。
【解決手段】 本発明は、計測光で眼底の撮像領域を走査することにより眼底画像を取得する眼底画像取得工程と、取得した眼底画像から特徴点を抽出する抽出工程と、撮像領域に特徴点を含む部分領域を設定する設定工程と、部分領域を計測光で走査することにより、部分領域の画像を取得する部分画像取得工程と、特徴点と部分領域の画像とに基づいてテンプレートマッチングを行い、眼底の動きを検出する検出工程とを有する。
【解決手段】 本発明は、計測光で眼底の撮像領域を走査することにより眼底画像を取得する眼底画像取得工程と、取得した眼底画像から特徴点を抽出する抽出工程と、撮像領域に特徴点を含む部分領域を設定する設定工程と、部分領域を計測光で走査することにより、部分領域の画像を取得する部分画像取得工程と、特徴点と部分領域の画像とに基づいてテンプレートマッチングを行い、眼底の動きを検出する検出工程とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、眼底撮像装置及びその制御方法に関し、特に、眼球の動きを計測するための眼底撮像装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、眼球の動きを計測する装置が注目されている。眼球の動きの計測が可能になれば、視野検査や、より高精細な画像を必要とする眼底撮像装置等に応用し、より精度の高い眼底検査が可能になるからである。
【0003】
眼球の動きを計測するには、角膜反射法(プルキニエ像)、サーチコイル法等、様々な方法がある。なかでも、被験者に負担が少ない、眼底画像から眼球の動きを計測する方法が検討されている。
【0004】
眼底画像を用いて精度良く眼球の動きを計測するには、眼底画像から特徴点を抽出し、処理対象とする画像において特徴点を探索・検出した後、特徴点の動き量を算出する工程を高速に処理する必要がある。眼底画像の特徴点として、黄斑や視神経乳頭(以下、乳頭)などが用いられる。患眼等では黄斑や乳頭が不完全な場合が少なくない為、眼底画像の特徴点として、血管が用いられる事もある。血管の特徴点の抽出方法については、特許文献1に開示されている。
【0005】
眼底撮像装置には、一括で全エリアの眼底画像を取得する眼底カメラと、ビームを走査する事で眼底画像を取得する走査検眼鏡がある。走査検眼鏡には、眼底にレーザスポットを照射し、レーザを走査するSLO(Scaning Laser Ophthalmoscope)と、眼底に線状のレーザを照射し、線レーザを走査するL−SLO(Line−Scaning Laser Ophthalmoscope、以下、LSLO)、がある。走査検眼鏡は眼底カメラと比較し、撮像時間がかかるが、高画質(高分解能、高輝度)であると考えられている。LSLOについては、特許文献2に構成詳細が開示されている。一般に、眼球の動きを計測するには、特徴点を検出する必要がある為、高画質で連続撮像が可能な走査検眼鏡が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2001−70247号公報
【特許文献2】特表2005−529669号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献2の様な眼底撮像装置で取得した眼底画像から精度良く眼球の動きを検出するには特許文献1記載の方法を用い眼底の特徴点を抽出し、取得画像の特徴点の位置を比較する事で取得画像間での眼球の動き量を算出する事が可能である。
【0008】
しかしながら、走査型の眼底撮像装置は走査を行う為、撮像時間がかかり、時間の経過と共に眼球の動きの計測が困難又は精度が低くなるという問題があった。
【0009】
本発明は、走査型の眼底撮像装置において、眼球の動き量を高速に計測する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上述の課題を解決する為、本発明の眼底撮像装置は、
計測光で眼底の撮像領域を走査することにより眼底画像を取得する眼底画像取得手段と、取得した眼底画像から複数の特徴画像を抽出する抽出手段と、撮像領域に複数の特徴画像のうち少なくとも1つの特徴画像を含む部分領域を設定する設定手段と、設定した部分領域を計測光で走査することにより、部分領域の画像を取得する部分画像取得手段と、少なくとも1つの特徴画像と部分領域の画像とに基づいてテンプレートマッチングを行い、眼底の動きを測定する測定手段と、を有する。
また、本発明の眼底撮像装置の制御方法は、
計測光で眼底の撮像領域を走査することにより眼底画像を取得する眼底画像取得工程と、取得した眼底画像から複数の特徴画像を抽出する抽出工程と、撮像領域に複数の特徴画像のうち少なくとも1つの特徴画像を含む部分領域を設定する設定工程と、設定された部分領域を計測光で走査することにより、部分領域の画像を取得する部分画像取得工程と、複数の特徴画像と部分領域の画像とに基づいてテンプレートマッチングを行い、眼底の動きを計測する計測工程とを有する。
【発明の効果】
【0011】
本発明により、眼球の動き量を高速に計測することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】第一の実施形態における眼底撮像装置(SLO)の模式図
【図2】第一の実施形態における装置の制御部概略図
【図3】第一の実施形態におけるフローチャート図
【図4】第一、二の実施形態におけるフローチャート図(処理A)
【図5】第一、二の実施形態におけるフローチャート図(処理B)
【図6】第一、二の実施形態におけるフローチャート図(処理C)
【図7】第一の実施形態におけるSLO画像とフローの概略図
【図8】第一の実施形態における眼球計測走査範囲決定指標
【図9】第一の実施形態における眼球計測結果
【図10】第二の実施形態における装置の制御概略図
【図11】第二の実施形態における装置構成の模式図
【図12】第二の実施形態におけるディスプレイ表示例
【図13】第二の実施形態におけるフローチャート図
【図14】第二の実施形態におけるフローチャート図(処理D)
【図15】第二の実施形態におけるSLO画像とフローの概略図
【図16】第二の実施形態における眼球計測走査範囲決定指標
【図17】第三の実施形態におけるフローチャート図
【図18】第三の実施形態におけるSLO画像とフローの概略図
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明を実施するための実施形態について、図面を用い詳細に説明する。
【0014】
[第一の実施形態]
以下、本発明の第一の実施形態について説明する。
本実施形態では、眼底画像を取得し、複数の特徴点(複数の特徴画像とも呼ぶ。)を抽出した後、走査する眼底領域を設定することにより、高速に眼球の動きを計測できる例について述べる。
【0015】
(装置の全体構成)
本実施形態の眼底撮像装置は、SLO撮像部、制御部から構成される。
【0016】
<SLO撮像部>
SLO撮像部の光学構成について、図1を用いて説明する。
レーザ光源101は、半導体レーザやSLD光源(Super Luminescent Diode)が好適に用いることができる。用いる波長は、眼底観察として被検者の眩しさの軽減と分解能維持のために、700nm〜1000nmの近赤外の波長域が好適に用いられる。本実施の形態においては、波長780nmの半導体レーザを用いる。
【0017】
レーザ光源101から出射されたレーザはファイバ102を介して、ファイバコリメータ103から平行なビーム(計測光)となって出射される。出射されたビームは、レンズ104、SLOスキャナ(Y)105、リレーレンズ106、107を経由し、SLOスキャナ(X)108に導かれる。更に、スキャンレンズ109と接眼レンズ110を通り、被検眼eに入射する。SLOスキャナ(X)108は共振スキャナ、SLOスキャナ(Y)105はガルバノスキャナを用いている。以後、実施形態における座標は、眼軸方向をz、眼底画像に対し水平方向をx、垂直方向をyとする。本実施形態ではx方向が主走査方向でy方向が副走査方向となる。
【0018】
被検眼eに入射したビームは、被検眼eの眼底に点状のビームとして照射される。このビームが、被検眼e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111まで戻る。眼底に照射されているビームが後方散乱した光のうち、瞳孔周辺部を通った光(反射光)が、リングミラー111によって反射され、レンズ112を経由しアバランシェ・フォトダイオード(以下、APDと記述する)113に受光される。
【0019】
<制御部>
本実施形態の制御部を、図2を用いて説明する。
中央演算装置(CPU)201は、表示装置202、固定ディスク装置203、主記憶装置(以下、メモリ)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、制御波形生成器208と接続される。CPU201は、走査波形を生成する制御波形生成器208を経由して、SLOスキャナドライバ(X)209(SLOスキャナ(X)108駆動用のドライバ)、SLOスキャナドライバ(Y)210(SLOスキャナ(Y)105駆動用のドライバ)を制御する。また、CPU201には、SLO撮像部のセンサであるAPD207(113)が接続されている。
【0020】
CPU201は、制御波形生成器208を介してSLOスキャナドライバ(X)209(108)、SLOスキャナドライバ(Y)210(105)を制御することにより、被検眼eの眼底をビームにより2次元的に走査する。走査による反射光をAPD207(113)で検出することにより、眼底の2次元画像(SLO画像)を取得する。
【0021】
SLO画像に必要な解像度もしくは画素数に応じて走査速度との関係で必要な、読み出し周波数を初期撮像条件として設定しておく。実際の撮像に際しては、被検眼eに対して、フォーカス調整を実施する。このときは、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。この際に動作するユニットは図1では不図示の接眼光学系の移動によって行われる。フォーカス調整に際しては、検者(操作者)が図2の表示装置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から入力し、実施する。調整の完了後に、ユーザインターフェース205より、撮像指示を行う。
【0022】
<処理>
図3に、本実施形態の処理を示すフローチャートを示す。なお、以下のフローチャートにおける各処理は、CPU201が予めメモリに格納されたプログラムを実行することにより実現する。
【0023】
先ず、ユーザインターフェース205よりの撮像指示に基づき処理を開始し(ステップ301)、CPU201の制御の下に、初期撮像条件にて、SLO画像を取得する(ステップ302:眼底画像取得工程)。取得したSLO画像から、画像の特徴点(本実施形態では二次元の画像であり、以下、テンプレートと記す)を抽出する(ステップ303:抽出工程)。テンプレート情報である、テンプレート識別番号、テンプレート(画像)、テンプレートの座標とサイズをメモリ204に保存する(ステップ304)。次に、処理Aにて、眼球の動き計測のためのビームの眼底の走査範囲を設定する(ステップ305:設定工程)。眼球の動きの計測を開始する(ステップ306)。処理Aで設定された走査範囲をビームで走査することにより走査範囲の画像を撮像し、撮像された眼底画像を取得する(ステップ307:部分画像取得工程)。処理Bで、撮像された眼底画像に対してテンプレートマッチングを実行する(ステップ308)。処理Cにて、ステップ303、ステップ307で取得したテンプレートの画像座標の比較を行い、比較結果に基づいて眼球の動き量を計測、算出する(ステップ309:計測工程)。算出した眼底の動き量をディスプレイに表示し(ステップ310)、眼球の動きの計測が終了か確認後(ステップ311)、終了の場合は処理を終了する(ステップ312)。眼球の動きの計測が終了していない場合には、この部分画像の取得の工程と、先の特徴点に対応した位置を検出する工程と、が繰り返し実行される。なお、以上の工程は、CPU201において、眼底画像取得手段、抽出手段、設定手段、部分画像取得手段、及び計測手段として機能する部分により各々実行される。また、ステップ308で実行される検出工程は、更に設定された走査範囲の画像として取得される部分画像において先の特徴点に対応する領域の位置を検出する検出手段として機能する領域により実行される。
【0024】
部分的なフローである処理A(ステップ305)について、図4を用い説明する。抽出されたテンプレートの大きさと座標情報をメモリ204から読み取る(ステップ402)。初期撮像条件より、眼球の動きの計測時間を読み取る(ステップ403)。眼球の動きの計測時間とテンプレート位置(座標)から、眼球の動き計測のための走査範囲を算出し、設定する(ステップ404)。なお、本実施形態においては、設定される走査範囲は、x方向の走査範囲は変更せず、y方向、即ち計測光の副走査方向について走査範囲を狭くし、部分画像を取得するための部分領域を得ている。
【0025】
次に、部分的なフローである処理B(ステップ305)について、図5を用い説明する。テンプレートの大きさ、座標、眼球の動き計測時間が記録されているメモリ204からテンプレート情報を読み出し(ステップ502)、新規に取得された眼底画像内でテンプレートマッチングを実施する(ステップ503)。本発明におけるテンプレートマッチングは、少なくとも1つのテンプレート(特徴画像)と取得された部分画像(部分領域の画像や眼底画像の一部などとも呼ぶ。)とに基づいて行われる。具体的には、本発明におけるテンプレートマッチングは、取得された部分画像の中の特徴的な画像、所定値以上の輝度を有する部分等について、抽出或いは記録されたテンプレートに一致する部分であるか否かを判別する操作を意味する。また、さらに具体的には、本発明におけるテンプレートマッチングは、取得された部分画像(眼底画像の一部)から、上記テンプレートに類似する画像を探索する操作を意味する。なお、実際の判別や探索の操作については、テンプレートマッチングにおける一般的な処理であるので、その詳細な説明は省略する。テンプレートマッチング終了後、マッチング画像の情報をメモリ204に保存する(ステップ504)。この処理は、取得テンプレート毎に行われる。
【0026】
処理C(ステップ309)について、図6を用い説明する。前回処理のマッチング座標又はテンプレート座標と、今回処理のマッチング座標を読み出し(ステップ602)、各テンプレート毎の座標差を算出し(ステップ603)、座標差から眼底画像における眼球の動き量を算出する。動き量の算出は,一般的な処理であるのでその詳細な説明は省略する。
【0027】
(動き計測:具体例)
以上の処理に相当する具体例を以下に示す。
上述した眼底撮像装置としてのSLO撮像装置を用い、被検眼を、眼底9mm×7mmの眼底画像を取得できる光学系で、20秒間眼球の動き計測したときの具体例である。
初期撮像条件で取得した眼底画像を図7(a)に示す(概略図の為、縮尺が正確ではない)。眼底画像701は、780nmの赤外光で、0.05秒間露光し(フレームレート20Hzに相当する)、取得している。
【0028】
SLO画像701を取得した後、SLO画像701からテンプレートを2点抽出する(図7(b)の視神経乳頭702、黄斑703)。テンプレート702、703の大きさは各々1mm×1mm、0.5mm×0.5mmで、各々のテンプレートの中心座標はA702(−2.5、0)、A703(0.5、0)であり、以上の情報を保存する。座標は、SLO画像701の中心を(0,0)とし、走査範囲は(−4.5,3.5)から(4.5、−3.5)である。各々の画像の大きさと座標から動き計測のためのスキャン範囲を設定する。本実施形態では図7(c)の704のように、座標(−4.4、1.9)から座標(2.15、―1.9)までを眼球の動きの計測中の必要とする走査範囲であるが、スキャナの駆動を簡単にするために本実施形態では(−4.5,1.9)から(4.5,−1.9)とする。ここで、図8は、走査範囲を設定するための指標を説明するための、眼球の動き量に基づいて設定された撮像時間(眼球の動きの計測時間)と計測範囲(眼球計測距離)の関係を表すグラフであり、この情報が予めHDD203に保存されており、CPU201がアクセスすることにより走査範囲を設定する。
【0029】
眼球の動きの計測時、図7(c)で決定した走査範囲を走査し、図7(d)の様に眼底画像705を取得する。テンプレートマッチング処理を行い各画像の一致する箇所を探索し、領域702’、703’を検出する。領域702’、703’の各中心座標A’702(―2.5、−1.0)、A’703(0.5、−1.0)から、眼球の移動距離(0、−1.0)を算出する。以上の工程を、スキャン範囲を変更せず繰り返し行い、20秒間眼球の動きの計測後、終了する。眼球の動きの計測結果をリアルタイムでディスプレイに表示する。計測結果を図9に示す。眼球の動きデータの取得レートは40Hzである。
【0030】
以上の様に、複数の特徴点を含む領域を設定し、その領域、即ち部分領域をスキャンする事で、眼球の動きを高速に計測できる。
【0031】
また、領域を設定する際に、眼底の撮像時間から予測される(あるいは予め記憶された)眼球の移動量(あるいは移動距離)に応じて部分領域の大きさを設定するため、撮像状態に適した領域を設定することができる。
なお、上述した実施形態において、特徴画像の抽出個数については特に限定していない。該特徴画像は後の部分領域を設定する操作を考慮すると、複数抽出されることが好ましい。また、部分領域の設定ついては、後のテンプレートマッチングの操作が可能であるために、少なくとも1つ特徴画像を含んだ部分領域が設定されればよい。
【0032】
[第二の実施形態]
以下、本発明の第二の実施形態について説明する。
本実施形態では、眼底画像を取得し、特徴点を抽出した後、走査する領域を設定することにより、高速に眼球の動きを計測しつつ、OCT(Optical Coherence Tomogarphy)装置にフィードバックする事で高画質のOCT画像(位置ずれの少ない3次元の画像)を取得する例について述べる。
【0033】
(装置の全体構成)
本実施形態の眼底撮像装置は、OCT撮像部、SLO撮像部、制御部から構成される。以下、各構成について詳細に説明する。
【0034】
<OCT撮像部光学構成>
本実施の形態のOCT撮像部の光学構成を図11を用いて説明する。
低コヒーレント光源1101は、SLD光源(Super Luminescent Diode)や、ASE光源(Amplified Spontaneous Emission)が好適に用いることができる。SS光源(Swept Source)も用いることができるが、その場合、本図面の構成とは異なり、当然ながら全体構成をSS−OCTの形態とする必要がある。低コヒーレント光の好適な波長は、850nm近傍および1050nm近傍の波長が眼底撮像には好適に用いられる。本実施の形態においては、中心波長840nm、波長半値幅45nmのSLD光源を用いる。
【0035】
低コヒーレント光源1101から照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1102に入り、測定光(OCTビームとも言う)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。
【0036】
測定光は、ファイバ1103を介して、ファイバコリメータ1104から平行光となって出射される。さらに測定光は、OCTスキャナ(Y)1105、リレーレンズ1106、1107を経由し、さらにOCTスキャナ(X)1108を通り、ダイクロイックビームスプリッタ1109を透過しスキャンレンズ1110、接眼レンズ1111を通り被検眼eに入射する。ここで、OCTスキャナ(X)1108およびOCTスキャナ(Y)1105は、ガルバノスキャナを用いている。被検眼eに入射した測定光は、網膜で反射し、同一光路を通りファイバカプラ1102に戻る。これらOCTスキャナ(Y)1105及びOCTスキャナ(X)1108は、断層画像を取得する際に眼底に対して測定光を走査する走査手段にあたる。また、OCT撮像部は、本発明において断層画像を取得するための断層画像取得手段として機能する。
【0037】
参照光は、ファイバカプラ1102からファイバコリメータ1112に導かれ、平行光となり出射される。出射された参照光は、分散補正ガラス1113を通り、光路長可変ステージ1114上の参照ミラー1115により反射される。参照ミラー1115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1102に戻る。
【0038】
ファイバカプラ1102に戻ってきた測定光および参照光は、ファイバカプラ1102により合波され、ファイバコリメータ1116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1116、グレーティング1117、レンズ1118、ラインセンサ1119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、本実施の形態のOCT撮像部は、スペクトラルドメイン方式となっている。
【0039】
<SLO撮像部光学構成>
眼底画像を取得するSLO撮像部の光学構成に関して、同じく図11を用いて説明する。本実施例で用いるSLO装置はLSLOで、レーザ光源1120は、半導体レーザやSLD光源が好適に用いることができる。用いる波長は、OCT用の低コヒーレント光源の波長とダイクロイックビームスプリッタ1109によって、使用波長同士が分離できる光源であれば制約はないが、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。本実施の形態では、760nmを用いる。レーザ光源1120から出射されたレーザはファイバ1121を介して、ファイバコリメータ1122から平行光となって出射され、シリンダーレンズ1123に入射する。本実施形態ではシリンダーレンズで記載しているが、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。
【0040】
シリンダーレンズ1123でx方向に広げられたビーム(計測光、SLOビームとも言う)は、リレーレンズ1124、1125によって、リングミラー1126の中心を通り、リレーレンズ1127、1128を通り、SLOスキャナ(Y)1129に導かれる。SLOスキャナ(Y)1129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1109で反射され、スキャンレンズ1110、接眼レンズ1111を通り、被検眼eに入射する。ダイクロイックビームスプリッタ1109は、OCTビームを透過し、SLOビームを反射するように構成されている。被検眼eに入射したビームは、被検眼eの眼底に、ライン状のビームで照射される。このライン状のビームが、被検眼e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1126まで戻る。
【0041】
リングミラー1126の位置は、被検眼e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(反射光)が、リングミラー1126によって反射され、レンズ1130によりラインセンサ1131上に結像する。ラインセンサ1131の各素子で検出された強度情報は、不図示のコンピュータに送信されて処理が行われ眼底画像が生成される。
【0042】
ラインビームは眼底に対し、垂直方向(y方向)に走査され、2次元の眼底画像を取得する。
【0043】
<制御部>
次に、制御部について、図10を用いて説明する。
中央演算装置(CPU)1001は、表示装置1004、固定ディスク装置1005、主記憶装置1006、ユーザインターフェース1007とに接続されている。さらにフォーカスモータドライバ1009と、OCTステージコントローラ1010とに接続されている。さらに、CPU1001は、走査波形を生成する制御波形生成器1008と接続され、制御波形生成器1008を経由して、OCTスキャナドライバ(X)1011(OCTスキャン(X)1108駆動用のドライバ)とOCTスキャナドライバ(Y)1012(OCTスキャ(Y)1105駆動用のドライバ)、SLOスキャナドライバ(Y)1013(SLOスキャナ(Y)1129駆動用のドライバ)を制御する。OCT撮像部の分光器のセンサとして、OCTラインセンサーカメラ1002(1119)が接続され、SLO撮像部のセンサとしてLSLOラインセンサーカメラ1003(1131)が接続されている。
【0044】
<処理フロー>
上述の装置を用い、眼球の動きを計測し、OCT装置のスキャナにフィードバックする事で高画質のOCT画像を取得した全体のフローを図13に示す。尚、以下の説明において第一の実施形態と同様の処理については簡単に説明する。
【0045】
SLO画像を取得し(ステップ1302)、SLO画像から特徴点(本実施例においても、テンプレートと記す)を抽出する(ステップ1303)。テンプレート抽出後、テンプレート情報の画像、座標とサイズを保存する(ステップ1304)。本実施例では、血管の分岐点をテンプレートとして用いている。
【0046】
第一の実施例と同様、処理A(走査範囲設定)では、上述のテンプレート抽出領域とOCT測定時間を考慮し、走査範囲を決定する(ステップ1305)。OCTスキャンを開始し(ステップ1306)、同時に処理Aで決定した範囲を走査し、SLO画像を取得する(ステップ1307)。取得したSLO画像を用い、処理Bでテンプレートマッチングを行い(ステップ1308)、処理Cで眼球の動きを算出する(ステップ1309)。更に、処理Dで算出された眼球の動き量に応じ、OCT装置のスキャナを駆動させ、適正位置のOCT画像を取得する(ステップ1310)。以上の操作をOCT撮像が終了するまで繰り返し行う(ステップ1311)。
処理A、B、C、に関する操作は、第一の実施例と同様である為、省略する。
【0047】
処理D(OCT撮像部へのフィードバック)について、図14を用いて説明する。CPU1001は、OCT撮像部のスキャン位置データを、制御波形生成部1008から読み出し(ステップ1402)、SLO画像から求めた眼球の動き量からOCTスキャナ(Y)1105、OCTスキャナ(X)1108に投入する動き量を加味した波形を制御波形生成器1008により生成し(ステップ1403)、生成した波形をOCTスキャナドライバ(X)1011、OCTスキャナドライバ(Y)1012へ転送する(ステップ1404)。そして、制御波形生成器1008からのスキャナ移動の信号を確認後(ステップ1405)、スキャン位置の変更情報(スキャン位置を眼球の動き量に基づき補正するための情報)を保存する(ステップ1406)。変更状態、OCT画像、SLO画像(マッチング領域、テンプレート位置表示)、残り時間、等を表示する(ステップ1407)。
【0048】
(動き計測:具体例)
以上の処理に相当する具体例を以下に示す。
SLO撮像部で眼底9mm×7mmの眼底撮像し、OCT撮像部は、カメラを70k・A−scanで動作させ、B−scan画像(眼底スキャン範囲10mm、レーザスポット径20μm)は1000lineで構成され、計測時間は4秒となる。
【0049】
図15(a)にL-SLOで取得したSLO1501を示す。L−SLO画像を取得した後、L−SLO画像からテンプレートを抽出(図15(b)の1502、1503)する。テンプレート1502、1503の情報を保存する。本実施例における、テンプレート座標は1502(−3、1)、1503(−2,2)である。画像1501の中心を(0,0)とし、テンプレート座標は画像の頂点としている。次に、走査範囲を設定する。本実施形態ではLSLOを用いているので、x方向の長さは一定で、走査範囲はy方向を決定する。測定時間は4秒なので、図16より0.5mm、座標1502と1503を考慮し、走査範囲は図15(c)の1504の様に、y座標+2.5から0.5までとする。本実施形態では、被験物は患眼(散瞳剤無し)である為、実施形態1とは異なる図16のデータから走査範囲を決定した。なお、図16は、走査範囲を設定するための指標を説明するための、眼球の動き量に基づいて設定された撮像時間と計測範囲(眼球計測距離)の関係を表すグラフであり、この情報が予めHDD1005に保存されており、CPU1001がアクセスすることにより走査範囲を設定するために用いられる。即ち、本形態では、部分領域の大きさの設定は断層画像の取得時間に基づいて実施される。
【0050】
次に、OCT撮像部で眼底の撮像が開始されると、同時にLSLOの走査も行う。図15(d)の様に、走査範囲は上述の設定後の範囲で、設定された領域を走査された眼底画像を取得する。画像を取得後、テンプレートマッチングを行い、領域1502’と1503’を検出し、画像情報を保存する。その後、テンプレート1502、1503と領域1502’、1503’の情報(座標)の比較を行い、眼球の動きの計測を行う。眼球の動きの計測結果を反映し、OCTスキャナ(X)1108、OCTスキャナ(Y)1105に投入する波形を生成し、OCT撮像部のOCTスキャナ(Y)1105とOCTスキャナ(X)1108にフィードバックし、安定した位置でOCTスキャンを行う。以上の操作をOCT撮像が行われている間、実施する事で高画質なOCT画像(位置ずれの少ない3次元の画像)が取得できる。
【0051】
以上の結果を、図12に示す様に、リアルタイムに表示部1201に反映させ、SLO画像1202、OCT画像1203、眼球の動きの計測結果1204、残りの計測時間1205、撮像条件1206、等を表示する事で、ユーザが動作を確認できる。
以上の様に、複数の特徴点を含む限定された領域をスキャンする事で、眼球の動きを高速に計測し、OCT装置にフィードバックする事で高画質のOCT画像が取得出来る。
【0052】
[第三の実施形態]
以下、本発明の第三の実施形態について説明する。
本実施形態は眼底撮像装置についての態様であって、眼底画像を取得し、複数の特徴画像を抽出し、前記撮像領域に前記複数の特徴画像の内の少なくとも1つの特徴画像を含む部分領域を設定する設定手段と、
設定した前記部分領域を前記計測光で走査することにより、前記部分領域の画像を取得する部分画像取得手段と、
前記複数の特徴画像と前記部分領域の画像とを用いて各々の画像の類似点を捜索、判別するテンプレートマッチングより、前記眼底の動きを計測する計測手段と、を有する。
【0053】
本形態では、複数の特徴点を抽出した後、走査する領域を設定し、高速で眼球の動きを計測しつつ、OCT装置にフィードバックする事で高画質のOCT画像(位置ずれの少ない3次元の画像)を取得する例について述べる。
【0054】
(装置の全体構成)
本実施形態の眼底撮像装置は、OCT撮像部、SLO撮像部、制御部から構成され、OCT撮像部、SLO撮像部、制御部の装置構成に関しては、第二の実施形態と同様のため、説明を省略する。
【0055】
<処理フロー>
本実施形態における全体のフローを図17に示す。尚、以下の説明において第一の実施形態と同様の処理については簡単に説明する。
【0056】
SLO画像を取得し(ステップ1702)、SLO画像から複数の特徴点(本実施例においても、テンプレートと記す)を抽出する(ステップ1703)。テンプレート抽出後、テンプレート情報の画像、座標とサイズを保存する(ステップ1704)。本実施例では、血管の分岐点をテンプレートとして用いている。
なお、複数の特徴点(特徴画像)の抽出は、計測光が眼底を走査される際の副走査方向、即ち前述したy方向に沿って行われることが好適である。すなわち、特徴点が副走査方向に沿って並ぶように配置されるよう、抽出されることが好ましい。当該態様により抽出操作を行うことで、部分領域を設定する際の設定の自由度が大きくなる。
【0057】
第一の実施例と同様、処理A(走査範囲設定)では、上述の第一のテンプレート抽出領域とOCT測定時間を考慮し、走査範囲を決定する(ステップ1705)。OCTスキャンを開始し(ステップ1706)、同時に処理Aで決定した範囲を走査し、SLO画像を取得する(ステップ1707)。取得したSLO画像を用い、処理Bでテンプレートマッチングを行い(ステップ1708)、処理Cで眼球の動きを算出する(ステップ1709)。更に、処理Dで算出された眼球の動き量に応じ、OCT装置のスキャナを駆動させ、適正位置のOCT画像を取得する(ステップ1710)。以上の操作を他のテンプレートにおいても順次行い(ステップ1711)、更に、次SLO画像を取得し、上述の処理を繰り返し、OCT撮像が終了するまで行う(ステップ1712)。
処理A、B、C、Dに関する操作は、第一の実施例と同様である為、省略する。
なお、処理Aで走査範囲を決定、即ち本発明における部分領域の設定は、特徴点と同様に副走査方向に沿って行われることが好適である。副走査方向に並ぶように部分領域を設定することによって、例えば特徴点の抽出数が少ない場合であっても、これらを部分領域中に好適に含めることが容易となる。また、該部分領域の設定は副走査方向の順に順次設定されることが好ましく、更に当該部分領域より得られるSLO画像と特徴点とのテンプレートマッチングの操作はこれら個々の部分領域毎に行われることが好ましい。このような態様とすることにより、処理Cをより精度良く実施することが可能となる。
【0058】
(動き計測:具体例)
以上の処理に相当する具体例を以下に示す。
SLO撮像部で眼底9mm×7mmの眼底撮像し、OCT撮像部は、カメラを70k・A−scanで動作させ、B−scan画像(眼底スキャン範囲10mm、レーザスポット径20μm)は1000lineで構成され、計測時間は2秒となる。
【0059】
図18(a)にL-SLOで取得したSLO1801を示す。L−SLO画像を取得した後、L−SLO画像からテンプレートを抽出(図18(b)の1802、1803、1804、1805)する。テンプレート1802〜1805の情報を保存する。本実施例における、テンプレート座標は1802(4、5)、1803(3、1.5)、1804(2、2)、1805(1、1.7)である。画像1801の左下の頂点を(0,0)とし、テンプレート座標は画像の中心としている。次に、走査範囲を設定する。本実施形態ではLSLOを用いているので、x方向の長さは一定で、走査範囲はy方向を決定する。測定時間は2秒なので、図16より0.25mm、走査範囲は図18(c)に示した4つの領域1806〜1809を順番に設定するものとする。なお、ランダムに設定してもよい。本実施形態では、被験物は患眼(散瞳剤無し)である為、実施形態2と同様の図16のデータから走査範囲を決定した。
【0060】
次に、OCT撮像部で眼底の撮像が開始されると、同時にLSLOの走査も行う。図18(d)の様に、走査範囲は上述の4つの領域1806〜1809の中から順に1つの領域が設定され、設定された領域を走査された眼底画像を取得する。設定された1つの領域である1806の新たな画像1806’を取得後、テンプレートマッチングを行い、マッチングする領域1802’を検出し、画像情報を保存する。その後、テンプレート1802と領域1802’の情報(座標)の比較を行い、眼球の動きの計測を行う。眼球の動きの計測結果を反映し、OCTスキャナ(X)1108、OCTスキャナ(Y)1105に投入する波形を生成し、OCT撮像部のOCTスキャナ(Y)1105とOCTスキャナ(X)1108にフィードバックし、安定した位置でOCTスキャンを行う。そして、図18(g)に示すように、次の走査範囲1807の新たな眼底画像1807’の取得を行う。画像1806と同様に、マッチング処理を行い1803’を検出し、座標1803と1803’の比較を行う事で、眼球の移動量を算出し、OCT装置にフィードバックする。領域1808、1809に関しても同様の処理を行い眼球の移動量をOCT装置にフィードバックし、領域1809の新たな画像を取得後は、再度、初期の領域1806に該当する領域をスキャンする。以上の走査をOCT撮像が行われている間、実施する事で高画質なOCT画像(位置ずれの少ない3次元の画像)が取得できる。
【0061】
以上の結果を、図12に示す様に、リアルタイムに表示部1201に反映させ、SLO画像1202、OCT画像1203、眼球の動きの計測結果1204、残りの計測時間1205、撮像条件1206、等を表示する事で、ユーザが動作を確認できる。
【0062】
本実施形態では、4点で行ったが、2点以上であれば同様の処理が可能である。また、本実施例ではLSLOを用いたが、第一の実施形態のようにSLOを用いても良い。
【0063】
以上のように、同一SLO画像から複数のテンプレートを抽出し、同一画像のテンプレート毎に眼球運動を検出する事で短時間の眼球運動が検出するとこができる。
【0064】
[その他の実施形態]
第一、第二の実施形態では、特徴点は2点で眼球の動きを計測していたが、2点以上であれば何点でも良く、眼球の動き量、回転、倍率変化を求める為に、可能であれば、3点以上が好ましい。更に、抽出する特徴点は、特徴を持った小領域、すなわち特徴点は、線分でも二次元画像でもよい。これらの特徴点を用いて画像補正を行う。特徴点として、実施形態では血管交差部や、血管分岐部、視神経乳頭と黄斑を用いたが、手術の痕等でも良い。
【0065】
走査型眼底撮像装置では眼球の固視微動による撮像画像の歪みが生じるが、第一、第二、第三の実施形態のように高速スキャンで、スキャンエリアが小さい場合、殆ど歪みは生じない。
【0066】
眼球の動き量は前画像からの動き量で算出していたが、抽出したテンプレートを基準に算出しても良い。更に、走査範囲の指標は、内部固視灯、被験者の状態(患眼、散瞳など)、装置構成と測定条件により変更する事が好ましい。
【0067】
第二、第三の実施形態では、眼球の動きを反映する装置にOCT撮像部を用いたが、視野検査などの眼科装置でも同様の効果が確認できる。また、眼科機器にリアルタイムで眼球の動きの補正を行ったが、測定終了後に補正又は後処理を行っても効果がある。
【0068】
(その他の実施例)
また、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。
【符号の説明】
【0069】
101:光源
105:スキャナ
113:APD
201:CPU
702:テンプレート
1102:ファイバカップラ
【技術分野】
【0001】
本発明は、眼底撮像装置及びその制御方法に関し、特に、眼球の動きを計測するための眼底撮像装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、眼球の動きを計測する装置が注目されている。眼球の動きの計測が可能になれば、視野検査や、より高精細な画像を必要とする眼底撮像装置等に応用し、より精度の高い眼底検査が可能になるからである。
【0003】
眼球の動きを計測するには、角膜反射法(プルキニエ像)、サーチコイル法等、様々な方法がある。なかでも、被験者に負担が少ない、眼底画像から眼球の動きを計測する方法が検討されている。
【0004】
眼底画像を用いて精度良く眼球の動きを計測するには、眼底画像から特徴点を抽出し、処理対象とする画像において特徴点を探索・検出した後、特徴点の動き量を算出する工程を高速に処理する必要がある。眼底画像の特徴点として、黄斑や視神経乳頭(以下、乳頭)などが用いられる。患眼等では黄斑や乳頭が不完全な場合が少なくない為、眼底画像の特徴点として、血管が用いられる事もある。血管の特徴点の抽出方法については、特許文献1に開示されている。
【0005】
眼底撮像装置には、一括で全エリアの眼底画像を取得する眼底カメラと、ビームを走査する事で眼底画像を取得する走査検眼鏡がある。走査検眼鏡には、眼底にレーザスポットを照射し、レーザを走査するSLO(Scaning Laser Ophthalmoscope)と、眼底に線状のレーザを照射し、線レーザを走査するL−SLO(Line−Scaning Laser Ophthalmoscope、以下、LSLO)、がある。走査検眼鏡は眼底カメラと比較し、撮像時間がかかるが、高画質(高分解能、高輝度)であると考えられている。LSLOについては、特許文献2に構成詳細が開示されている。一般に、眼球の動きを計測するには、特徴点を検出する必要がある為、高画質で連続撮像が可能な走査検眼鏡が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2001−70247号公報
【特許文献2】特表2005−529669号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献2の様な眼底撮像装置で取得した眼底画像から精度良く眼球の動きを検出するには特許文献1記載の方法を用い眼底の特徴点を抽出し、取得画像の特徴点の位置を比較する事で取得画像間での眼球の動き量を算出する事が可能である。
【0008】
しかしながら、走査型の眼底撮像装置は走査を行う為、撮像時間がかかり、時間の経過と共に眼球の動きの計測が困難又は精度が低くなるという問題があった。
【0009】
本発明は、走査型の眼底撮像装置において、眼球の動き量を高速に計測する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上述の課題を解決する為、本発明の眼底撮像装置は、
計測光で眼底の撮像領域を走査することにより眼底画像を取得する眼底画像取得手段と、取得した眼底画像から複数の特徴画像を抽出する抽出手段と、撮像領域に複数の特徴画像のうち少なくとも1つの特徴画像を含む部分領域を設定する設定手段と、設定した部分領域を計測光で走査することにより、部分領域の画像を取得する部分画像取得手段と、少なくとも1つの特徴画像と部分領域の画像とに基づいてテンプレートマッチングを行い、眼底の動きを測定する測定手段と、を有する。
また、本発明の眼底撮像装置の制御方法は、
計測光で眼底の撮像領域を走査することにより眼底画像を取得する眼底画像取得工程と、取得した眼底画像から複数の特徴画像を抽出する抽出工程と、撮像領域に複数の特徴画像のうち少なくとも1つの特徴画像を含む部分領域を設定する設定工程と、設定された部分領域を計測光で走査することにより、部分領域の画像を取得する部分画像取得工程と、複数の特徴画像と部分領域の画像とに基づいてテンプレートマッチングを行い、眼底の動きを計測する計測工程とを有する。
【発明の効果】
【0011】
本発明により、眼球の動き量を高速に計測することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】第一の実施形態における眼底撮像装置(SLO)の模式図
【図2】第一の実施形態における装置の制御部概略図
【図3】第一の実施形態におけるフローチャート図
【図4】第一、二の実施形態におけるフローチャート図(処理A)
【図5】第一、二の実施形態におけるフローチャート図(処理B)
【図6】第一、二の実施形態におけるフローチャート図(処理C)
【図7】第一の実施形態におけるSLO画像とフローの概略図
【図8】第一の実施形態における眼球計測走査範囲決定指標
【図9】第一の実施形態における眼球計測結果
【図10】第二の実施形態における装置の制御概略図
【図11】第二の実施形態における装置構成の模式図
【図12】第二の実施形態におけるディスプレイ表示例
【図13】第二の実施形態におけるフローチャート図
【図14】第二の実施形態におけるフローチャート図(処理D)
【図15】第二の実施形態におけるSLO画像とフローの概略図
【図16】第二の実施形態における眼球計測走査範囲決定指標
【図17】第三の実施形態におけるフローチャート図
【図18】第三の実施形態におけるSLO画像とフローの概略図
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明を実施するための実施形態について、図面を用い詳細に説明する。
【0014】
[第一の実施形態]
以下、本発明の第一の実施形態について説明する。
本実施形態では、眼底画像を取得し、複数の特徴点(複数の特徴画像とも呼ぶ。)を抽出した後、走査する眼底領域を設定することにより、高速に眼球の動きを計測できる例について述べる。
【0015】
(装置の全体構成)
本実施形態の眼底撮像装置は、SLO撮像部、制御部から構成される。
【0016】
<SLO撮像部>
SLO撮像部の光学構成について、図1を用いて説明する。
レーザ光源101は、半導体レーザやSLD光源(Super Luminescent Diode)が好適に用いることができる。用いる波長は、眼底観察として被検者の眩しさの軽減と分解能維持のために、700nm〜1000nmの近赤外の波長域が好適に用いられる。本実施の形態においては、波長780nmの半導体レーザを用いる。
【0017】
レーザ光源101から出射されたレーザはファイバ102を介して、ファイバコリメータ103から平行なビーム(計測光)となって出射される。出射されたビームは、レンズ104、SLOスキャナ(Y)105、リレーレンズ106、107を経由し、SLOスキャナ(X)108に導かれる。更に、スキャンレンズ109と接眼レンズ110を通り、被検眼eに入射する。SLOスキャナ(X)108は共振スキャナ、SLOスキャナ(Y)105はガルバノスキャナを用いている。以後、実施形態における座標は、眼軸方向をz、眼底画像に対し水平方向をx、垂直方向をyとする。本実施形態ではx方向が主走査方向でy方向が副走査方向となる。
【0018】
被検眼eに入射したビームは、被検眼eの眼底に点状のビームとして照射される。このビームが、被検眼e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111まで戻る。眼底に照射されているビームが後方散乱した光のうち、瞳孔周辺部を通った光(反射光)が、リングミラー111によって反射され、レンズ112を経由しアバランシェ・フォトダイオード(以下、APDと記述する)113に受光される。
【0019】
<制御部>
本実施形態の制御部を、図2を用いて説明する。
中央演算装置(CPU)201は、表示装置202、固定ディスク装置203、主記憶装置(以下、メモリ)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、制御波形生成器208と接続される。CPU201は、走査波形を生成する制御波形生成器208を経由して、SLOスキャナドライバ(X)209(SLOスキャナ(X)108駆動用のドライバ)、SLOスキャナドライバ(Y)210(SLOスキャナ(Y)105駆動用のドライバ)を制御する。また、CPU201には、SLO撮像部のセンサであるAPD207(113)が接続されている。
【0020】
CPU201は、制御波形生成器208を介してSLOスキャナドライバ(X)209(108)、SLOスキャナドライバ(Y)210(105)を制御することにより、被検眼eの眼底をビームにより2次元的に走査する。走査による反射光をAPD207(113)で検出することにより、眼底の2次元画像(SLO画像)を取得する。
【0021】
SLO画像に必要な解像度もしくは画素数に応じて走査速度との関係で必要な、読み出し周波数を初期撮像条件として設定しておく。実際の撮像に際しては、被検眼eに対して、フォーカス調整を実施する。このときは、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。この際に動作するユニットは図1では不図示の接眼光学系の移動によって行われる。フォーカス調整に際しては、検者(操作者)が図2の表示装置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から入力し、実施する。調整の完了後に、ユーザインターフェース205より、撮像指示を行う。
【0022】
<処理>
図3に、本実施形態の処理を示すフローチャートを示す。なお、以下のフローチャートにおける各処理は、CPU201が予めメモリに格納されたプログラムを実行することにより実現する。
【0023】
先ず、ユーザインターフェース205よりの撮像指示に基づき処理を開始し(ステップ301)、CPU201の制御の下に、初期撮像条件にて、SLO画像を取得する(ステップ302:眼底画像取得工程)。取得したSLO画像から、画像の特徴点(本実施形態では二次元の画像であり、以下、テンプレートと記す)を抽出する(ステップ303:抽出工程)。テンプレート情報である、テンプレート識別番号、テンプレート(画像)、テンプレートの座標とサイズをメモリ204に保存する(ステップ304)。次に、処理Aにて、眼球の動き計測のためのビームの眼底の走査範囲を設定する(ステップ305:設定工程)。眼球の動きの計測を開始する(ステップ306)。処理Aで設定された走査範囲をビームで走査することにより走査範囲の画像を撮像し、撮像された眼底画像を取得する(ステップ307:部分画像取得工程)。処理Bで、撮像された眼底画像に対してテンプレートマッチングを実行する(ステップ308)。処理Cにて、ステップ303、ステップ307で取得したテンプレートの画像座標の比較を行い、比較結果に基づいて眼球の動き量を計測、算出する(ステップ309:計測工程)。算出した眼底の動き量をディスプレイに表示し(ステップ310)、眼球の動きの計測が終了か確認後(ステップ311)、終了の場合は処理を終了する(ステップ312)。眼球の動きの計測が終了していない場合には、この部分画像の取得の工程と、先の特徴点に対応した位置を検出する工程と、が繰り返し実行される。なお、以上の工程は、CPU201において、眼底画像取得手段、抽出手段、設定手段、部分画像取得手段、及び計測手段として機能する部分により各々実行される。また、ステップ308で実行される検出工程は、更に設定された走査範囲の画像として取得される部分画像において先の特徴点に対応する領域の位置を検出する検出手段として機能する領域により実行される。
【0024】
部分的なフローである処理A(ステップ305)について、図4を用い説明する。抽出されたテンプレートの大きさと座標情報をメモリ204から読み取る(ステップ402)。初期撮像条件より、眼球の動きの計測時間を読み取る(ステップ403)。眼球の動きの計測時間とテンプレート位置(座標)から、眼球の動き計測のための走査範囲を算出し、設定する(ステップ404)。なお、本実施形態においては、設定される走査範囲は、x方向の走査範囲は変更せず、y方向、即ち計測光の副走査方向について走査範囲を狭くし、部分画像を取得するための部分領域を得ている。
【0025】
次に、部分的なフローである処理B(ステップ305)について、図5を用い説明する。テンプレートの大きさ、座標、眼球の動き計測時間が記録されているメモリ204からテンプレート情報を読み出し(ステップ502)、新規に取得された眼底画像内でテンプレートマッチングを実施する(ステップ503)。本発明におけるテンプレートマッチングは、少なくとも1つのテンプレート(特徴画像)と取得された部分画像(部分領域の画像や眼底画像の一部などとも呼ぶ。)とに基づいて行われる。具体的には、本発明におけるテンプレートマッチングは、取得された部分画像の中の特徴的な画像、所定値以上の輝度を有する部分等について、抽出或いは記録されたテンプレートに一致する部分であるか否かを判別する操作を意味する。また、さらに具体的には、本発明におけるテンプレートマッチングは、取得された部分画像(眼底画像の一部)から、上記テンプレートに類似する画像を探索する操作を意味する。なお、実際の判別や探索の操作については、テンプレートマッチングにおける一般的な処理であるので、その詳細な説明は省略する。テンプレートマッチング終了後、マッチング画像の情報をメモリ204に保存する(ステップ504)。この処理は、取得テンプレート毎に行われる。
【0026】
処理C(ステップ309)について、図6を用い説明する。前回処理のマッチング座標又はテンプレート座標と、今回処理のマッチング座標を読み出し(ステップ602)、各テンプレート毎の座標差を算出し(ステップ603)、座標差から眼底画像における眼球の動き量を算出する。動き量の算出は,一般的な処理であるのでその詳細な説明は省略する。
【0027】
(動き計測:具体例)
以上の処理に相当する具体例を以下に示す。
上述した眼底撮像装置としてのSLO撮像装置を用い、被検眼を、眼底9mm×7mmの眼底画像を取得できる光学系で、20秒間眼球の動き計測したときの具体例である。
初期撮像条件で取得した眼底画像を図7(a)に示す(概略図の為、縮尺が正確ではない)。眼底画像701は、780nmの赤外光で、0.05秒間露光し(フレームレート20Hzに相当する)、取得している。
【0028】
SLO画像701を取得した後、SLO画像701からテンプレートを2点抽出する(図7(b)の視神経乳頭702、黄斑703)。テンプレート702、703の大きさは各々1mm×1mm、0.5mm×0.5mmで、各々のテンプレートの中心座標はA702(−2.5、0)、A703(0.5、0)であり、以上の情報を保存する。座標は、SLO画像701の中心を(0,0)とし、走査範囲は(−4.5,3.5)から(4.5、−3.5)である。各々の画像の大きさと座標から動き計測のためのスキャン範囲を設定する。本実施形態では図7(c)の704のように、座標(−4.4、1.9)から座標(2.15、―1.9)までを眼球の動きの計測中の必要とする走査範囲であるが、スキャナの駆動を簡単にするために本実施形態では(−4.5,1.9)から(4.5,−1.9)とする。ここで、図8は、走査範囲を設定するための指標を説明するための、眼球の動き量に基づいて設定された撮像時間(眼球の動きの計測時間)と計測範囲(眼球計測距離)の関係を表すグラフであり、この情報が予めHDD203に保存されており、CPU201がアクセスすることにより走査範囲を設定する。
【0029】
眼球の動きの計測時、図7(c)で決定した走査範囲を走査し、図7(d)の様に眼底画像705を取得する。テンプレートマッチング処理を行い各画像の一致する箇所を探索し、領域702’、703’を検出する。領域702’、703’の各中心座標A’702(―2.5、−1.0)、A’703(0.5、−1.0)から、眼球の移動距離(0、−1.0)を算出する。以上の工程を、スキャン範囲を変更せず繰り返し行い、20秒間眼球の動きの計測後、終了する。眼球の動きの計測結果をリアルタイムでディスプレイに表示する。計測結果を図9に示す。眼球の動きデータの取得レートは40Hzである。
【0030】
以上の様に、複数の特徴点を含む領域を設定し、その領域、即ち部分領域をスキャンする事で、眼球の動きを高速に計測できる。
【0031】
また、領域を設定する際に、眼底の撮像時間から予測される(あるいは予め記憶された)眼球の移動量(あるいは移動距離)に応じて部分領域の大きさを設定するため、撮像状態に適した領域を設定することができる。
なお、上述した実施形態において、特徴画像の抽出個数については特に限定していない。該特徴画像は後の部分領域を設定する操作を考慮すると、複数抽出されることが好ましい。また、部分領域の設定ついては、後のテンプレートマッチングの操作が可能であるために、少なくとも1つ特徴画像を含んだ部分領域が設定されればよい。
【0032】
[第二の実施形態]
以下、本発明の第二の実施形態について説明する。
本実施形態では、眼底画像を取得し、特徴点を抽出した後、走査する領域を設定することにより、高速に眼球の動きを計測しつつ、OCT(Optical Coherence Tomogarphy)装置にフィードバックする事で高画質のOCT画像(位置ずれの少ない3次元の画像)を取得する例について述べる。
【0033】
(装置の全体構成)
本実施形態の眼底撮像装置は、OCT撮像部、SLO撮像部、制御部から構成される。以下、各構成について詳細に説明する。
【0034】
<OCT撮像部光学構成>
本実施の形態のOCT撮像部の光学構成を図11を用いて説明する。
低コヒーレント光源1101は、SLD光源(Super Luminescent Diode)や、ASE光源(Amplified Spontaneous Emission)が好適に用いることができる。SS光源(Swept Source)も用いることができるが、その場合、本図面の構成とは異なり、当然ながら全体構成をSS−OCTの形態とする必要がある。低コヒーレント光の好適な波長は、850nm近傍および1050nm近傍の波長が眼底撮像には好適に用いられる。本実施の形態においては、中心波長840nm、波長半値幅45nmのSLD光源を用いる。
【0035】
低コヒーレント光源1101から照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1102に入り、測定光(OCTビームとも言う)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。
【0036】
測定光は、ファイバ1103を介して、ファイバコリメータ1104から平行光となって出射される。さらに測定光は、OCTスキャナ(Y)1105、リレーレンズ1106、1107を経由し、さらにOCTスキャナ(X)1108を通り、ダイクロイックビームスプリッタ1109を透過しスキャンレンズ1110、接眼レンズ1111を通り被検眼eに入射する。ここで、OCTスキャナ(X)1108およびOCTスキャナ(Y)1105は、ガルバノスキャナを用いている。被検眼eに入射した測定光は、網膜で反射し、同一光路を通りファイバカプラ1102に戻る。これらOCTスキャナ(Y)1105及びOCTスキャナ(X)1108は、断層画像を取得する際に眼底に対して測定光を走査する走査手段にあたる。また、OCT撮像部は、本発明において断層画像を取得するための断層画像取得手段として機能する。
【0037】
参照光は、ファイバカプラ1102からファイバコリメータ1112に導かれ、平行光となり出射される。出射された参照光は、分散補正ガラス1113を通り、光路長可変ステージ1114上の参照ミラー1115により反射される。参照ミラー1115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1102に戻る。
【0038】
ファイバカプラ1102に戻ってきた測定光および参照光は、ファイバカプラ1102により合波され、ファイバコリメータ1116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1116、グレーティング1117、レンズ1118、ラインセンサ1119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、本実施の形態のOCT撮像部は、スペクトラルドメイン方式となっている。
【0039】
<SLO撮像部光学構成>
眼底画像を取得するSLO撮像部の光学構成に関して、同じく図11を用いて説明する。本実施例で用いるSLO装置はLSLOで、レーザ光源1120は、半導体レーザやSLD光源が好適に用いることができる。用いる波長は、OCT用の低コヒーレント光源の波長とダイクロイックビームスプリッタ1109によって、使用波長同士が分離できる光源であれば制約はないが、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。本実施の形態では、760nmを用いる。レーザ光源1120から出射されたレーザはファイバ1121を介して、ファイバコリメータ1122から平行光となって出射され、シリンダーレンズ1123に入射する。本実施形態ではシリンダーレンズで記載しているが、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。
【0040】
シリンダーレンズ1123でx方向に広げられたビーム(計測光、SLOビームとも言う)は、リレーレンズ1124、1125によって、リングミラー1126の中心を通り、リレーレンズ1127、1128を通り、SLOスキャナ(Y)1129に導かれる。SLOスキャナ(Y)1129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1109で反射され、スキャンレンズ1110、接眼レンズ1111を通り、被検眼eに入射する。ダイクロイックビームスプリッタ1109は、OCTビームを透過し、SLOビームを反射するように構成されている。被検眼eに入射したビームは、被検眼eの眼底に、ライン状のビームで照射される。このライン状のビームが、被検眼e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1126まで戻る。
【0041】
リングミラー1126の位置は、被検眼e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(反射光)が、リングミラー1126によって反射され、レンズ1130によりラインセンサ1131上に結像する。ラインセンサ1131の各素子で検出された強度情報は、不図示のコンピュータに送信されて処理が行われ眼底画像が生成される。
【0042】
ラインビームは眼底に対し、垂直方向(y方向)に走査され、2次元の眼底画像を取得する。
【0043】
<制御部>
次に、制御部について、図10を用いて説明する。
中央演算装置(CPU)1001は、表示装置1004、固定ディスク装置1005、主記憶装置1006、ユーザインターフェース1007とに接続されている。さらにフォーカスモータドライバ1009と、OCTステージコントローラ1010とに接続されている。さらに、CPU1001は、走査波形を生成する制御波形生成器1008と接続され、制御波形生成器1008を経由して、OCTスキャナドライバ(X)1011(OCTスキャン(X)1108駆動用のドライバ)とOCTスキャナドライバ(Y)1012(OCTスキャ(Y)1105駆動用のドライバ)、SLOスキャナドライバ(Y)1013(SLOスキャナ(Y)1129駆動用のドライバ)を制御する。OCT撮像部の分光器のセンサとして、OCTラインセンサーカメラ1002(1119)が接続され、SLO撮像部のセンサとしてLSLOラインセンサーカメラ1003(1131)が接続されている。
【0044】
<処理フロー>
上述の装置を用い、眼球の動きを計測し、OCT装置のスキャナにフィードバックする事で高画質のOCT画像を取得した全体のフローを図13に示す。尚、以下の説明において第一の実施形態と同様の処理については簡単に説明する。
【0045】
SLO画像を取得し(ステップ1302)、SLO画像から特徴点(本実施例においても、テンプレートと記す)を抽出する(ステップ1303)。テンプレート抽出後、テンプレート情報の画像、座標とサイズを保存する(ステップ1304)。本実施例では、血管の分岐点をテンプレートとして用いている。
【0046】
第一の実施例と同様、処理A(走査範囲設定)では、上述のテンプレート抽出領域とOCT測定時間を考慮し、走査範囲を決定する(ステップ1305)。OCTスキャンを開始し(ステップ1306)、同時に処理Aで決定した範囲を走査し、SLO画像を取得する(ステップ1307)。取得したSLO画像を用い、処理Bでテンプレートマッチングを行い(ステップ1308)、処理Cで眼球の動きを算出する(ステップ1309)。更に、処理Dで算出された眼球の動き量に応じ、OCT装置のスキャナを駆動させ、適正位置のOCT画像を取得する(ステップ1310)。以上の操作をOCT撮像が終了するまで繰り返し行う(ステップ1311)。
処理A、B、C、に関する操作は、第一の実施例と同様である為、省略する。
【0047】
処理D(OCT撮像部へのフィードバック)について、図14を用いて説明する。CPU1001は、OCT撮像部のスキャン位置データを、制御波形生成部1008から読み出し(ステップ1402)、SLO画像から求めた眼球の動き量からOCTスキャナ(Y)1105、OCTスキャナ(X)1108に投入する動き量を加味した波形を制御波形生成器1008により生成し(ステップ1403)、生成した波形をOCTスキャナドライバ(X)1011、OCTスキャナドライバ(Y)1012へ転送する(ステップ1404)。そして、制御波形生成器1008からのスキャナ移動の信号を確認後(ステップ1405)、スキャン位置の変更情報(スキャン位置を眼球の動き量に基づき補正するための情報)を保存する(ステップ1406)。変更状態、OCT画像、SLO画像(マッチング領域、テンプレート位置表示)、残り時間、等を表示する(ステップ1407)。
【0048】
(動き計測:具体例)
以上の処理に相当する具体例を以下に示す。
SLO撮像部で眼底9mm×7mmの眼底撮像し、OCT撮像部は、カメラを70k・A−scanで動作させ、B−scan画像(眼底スキャン範囲10mm、レーザスポット径20μm)は1000lineで構成され、計測時間は4秒となる。
【0049】
図15(a)にL-SLOで取得したSLO1501を示す。L−SLO画像を取得した後、L−SLO画像からテンプレートを抽出(図15(b)の1502、1503)する。テンプレート1502、1503の情報を保存する。本実施例における、テンプレート座標は1502(−3、1)、1503(−2,2)である。画像1501の中心を(0,0)とし、テンプレート座標は画像の頂点としている。次に、走査範囲を設定する。本実施形態ではLSLOを用いているので、x方向の長さは一定で、走査範囲はy方向を決定する。測定時間は4秒なので、図16より0.5mm、座標1502と1503を考慮し、走査範囲は図15(c)の1504の様に、y座標+2.5から0.5までとする。本実施形態では、被験物は患眼(散瞳剤無し)である為、実施形態1とは異なる図16のデータから走査範囲を決定した。なお、図16は、走査範囲を設定するための指標を説明するための、眼球の動き量に基づいて設定された撮像時間と計測範囲(眼球計測距離)の関係を表すグラフであり、この情報が予めHDD1005に保存されており、CPU1001がアクセスすることにより走査範囲を設定するために用いられる。即ち、本形態では、部分領域の大きさの設定は断層画像の取得時間に基づいて実施される。
【0050】
次に、OCT撮像部で眼底の撮像が開始されると、同時にLSLOの走査も行う。図15(d)の様に、走査範囲は上述の設定後の範囲で、設定された領域を走査された眼底画像を取得する。画像を取得後、テンプレートマッチングを行い、領域1502’と1503’を検出し、画像情報を保存する。その後、テンプレート1502、1503と領域1502’、1503’の情報(座標)の比較を行い、眼球の動きの計測を行う。眼球の動きの計測結果を反映し、OCTスキャナ(X)1108、OCTスキャナ(Y)1105に投入する波形を生成し、OCT撮像部のOCTスキャナ(Y)1105とOCTスキャナ(X)1108にフィードバックし、安定した位置でOCTスキャンを行う。以上の操作をOCT撮像が行われている間、実施する事で高画質なOCT画像(位置ずれの少ない3次元の画像)が取得できる。
【0051】
以上の結果を、図12に示す様に、リアルタイムに表示部1201に反映させ、SLO画像1202、OCT画像1203、眼球の動きの計測結果1204、残りの計測時間1205、撮像条件1206、等を表示する事で、ユーザが動作を確認できる。
以上の様に、複数の特徴点を含む限定された領域をスキャンする事で、眼球の動きを高速に計測し、OCT装置にフィードバックする事で高画質のOCT画像が取得出来る。
【0052】
[第三の実施形態]
以下、本発明の第三の実施形態について説明する。
本実施形態は眼底撮像装置についての態様であって、眼底画像を取得し、複数の特徴画像を抽出し、前記撮像領域に前記複数の特徴画像の内の少なくとも1つの特徴画像を含む部分領域を設定する設定手段と、
設定した前記部分領域を前記計測光で走査することにより、前記部分領域の画像を取得する部分画像取得手段と、
前記複数の特徴画像と前記部分領域の画像とを用いて各々の画像の類似点を捜索、判別するテンプレートマッチングより、前記眼底の動きを計測する計測手段と、を有する。
【0053】
本形態では、複数の特徴点を抽出した後、走査する領域を設定し、高速で眼球の動きを計測しつつ、OCT装置にフィードバックする事で高画質のOCT画像(位置ずれの少ない3次元の画像)を取得する例について述べる。
【0054】
(装置の全体構成)
本実施形態の眼底撮像装置は、OCT撮像部、SLO撮像部、制御部から構成され、OCT撮像部、SLO撮像部、制御部の装置構成に関しては、第二の実施形態と同様のため、説明を省略する。
【0055】
<処理フロー>
本実施形態における全体のフローを図17に示す。尚、以下の説明において第一の実施形態と同様の処理については簡単に説明する。
【0056】
SLO画像を取得し(ステップ1702)、SLO画像から複数の特徴点(本実施例においても、テンプレートと記す)を抽出する(ステップ1703)。テンプレート抽出後、テンプレート情報の画像、座標とサイズを保存する(ステップ1704)。本実施例では、血管の分岐点をテンプレートとして用いている。
なお、複数の特徴点(特徴画像)の抽出は、計測光が眼底を走査される際の副走査方向、即ち前述したy方向に沿って行われることが好適である。すなわち、特徴点が副走査方向に沿って並ぶように配置されるよう、抽出されることが好ましい。当該態様により抽出操作を行うことで、部分領域を設定する際の設定の自由度が大きくなる。
【0057】
第一の実施例と同様、処理A(走査範囲設定)では、上述の第一のテンプレート抽出領域とOCT測定時間を考慮し、走査範囲を決定する(ステップ1705)。OCTスキャンを開始し(ステップ1706)、同時に処理Aで決定した範囲を走査し、SLO画像を取得する(ステップ1707)。取得したSLO画像を用い、処理Bでテンプレートマッチングを行い(ステップ1708)、処理Cで眼球の動きを算出する(ステップ1709)。更に、処理Dで算出された眼球の動き量に応じ、OCT装置のスキャナを駆動させ、適正位置のOCT画像を取得する(ステップ1710)。以上の操作を他のテンプレートにおいても順次行い(ステップ1711)、更に、次SLO画像を取得し、上述の処理を繰り返し、OCT撮像が終了するまで行う(ステップ1712)。
処理A、B、C、Dに関する操作は、第一の実施例と同様である為、省略する。
なお、処理Aで走査範囲を決定、即ち本発明における部分領域の設定は、特徴点と同様に副走査方向に沿って行われることが好適である。副走査方向に並ぶように部分領域を設定することによって、例えば特徴点の抽出数が少ない場合であっても、これらを部分領域中に好適に含めることが容易となる。また、該部分領域の設定は副走査方向の順に順次設定されることが好ましく、更に当該部分領域より得られるSLO画像と特徴点とのテンプレートマッチングの操作はこれら個々の部分領域毎に行われることが好ましい。このような態様とすることにより、処理Cをより精度良く実施することが可能となる。
【0058】
(動き計測:具体例)
以上の処理に相当する具体例を以下に示す。
SLO撮像部で眼底9mm×7mmの眼底撮像し、OCT撮像部は、カメラを70k・A−scanで動作させ、B−scan画像(眼底スキャン範囲10mm、レーザスポット径20μm)は1000lineで構成され、計測時間は2秒となる。
【0059】
図18(a)にL-SLOで取得したSLO1801を示す。L−SLO画像を取得した後、L−SLO画像からテンプレートを抽出(図18(b)の1802、1803、1804、1805)する。テンプレート1802〜1805の情報を保存する。本実施例における、テンプレート座標は1802(4、5)、1803(3、1.5)、1804(2、2)、1805(1、1.7)である。画像1801の左下の頂点を(0,0)とし、テンプレート座標は画像の中心としている。次に、走査範囲を設定する。本実施形態ではLSLOを用いているので、x方向の長さは一定で、走査範囲はy方向を決定する。測定時間は2秒なので、図16より0.25mm、走査範囲は図18(c)に示した4つの領域1806〜1809を順番に設定するものとする。なお、ランダムに設定してもよい。本実施形態では、被験物は患眼(散瞳剤無し)である為、実施形態2と同様の図16のデータから走査範囲を決定した。
【0060】
次に、OCT撮像部で眼底の撮像が開始されると、同時にLSLOの走査も行う。図18(d)の様に、走査範囲は上述の4つの領域1806〜1809の中から順に1つの領域が設定され、設定された領域を走査された眼底画像を取得する。設定された1つの領域である1806の新たな画像1806’を取得後、テンプレートマッチングを行い、マッチングする領域1802’を検出し、画像情報を保存する。その後、テンプレート1802と領域1802’の情報(座標)の比較を行い、眼球の動きの計測を行う。眼球の動きの計測結果を反映し、OCTスキャナ(X)1108、OCTスキャナ(Y)1105に投入する波形を生成し、OCT撮像部のOCTスキャナ(Y)1105とOCTスキャナ(X)1108にフィードバックし、安定した位置でOCTスキャンを行う。そして、図18(g)に示すように、次の走査範囲1807の新たな眼底画像1807’の取得を行う。画像1806と同様に、マッチング処理を行い1803’を検出し、座標1803と1803’の比較を行う事で、眼球の移動量を算出し、OCT装置にフィードバックする。領域1808、1809に関しても同様の処理を行い眼球の移動量をOCT装置にフィードバックし、領域1809の新たな画像を取得後は、再度、初期の領域1806に該当する領域をスキャンする。以上の走査をOCT撮像が行われている間、実施する事で高画質なOCT画像(位置ずれの少ない3次元の画像)が取得できる。
【0061】
以上の結果を、図12に示す様に、リアルタイムに表示部1201に反映させ、SLO画像1202、OCT画像1203、眼球の動きの計測結果1204、残りの計測時間1205、撮像条件1206、等を表示する事で、ユーザが動作を確認できる。
【0062】
本実施形態では、4点で行ったが、2点以上であれば同様の処理が可能である。また、本実施例ではLSLOを用いたが、第一の実施形態のようにSLOを用いても良い。
【0063】
以上のように、同一SLO画像から複数のテンプレートを抽出し、同一画像のテンプレート毎に眼球運動を検出する事で短時間の眼球運動が検出するとこができる。
【0064】
[その他の実施形態]
第一、第二の実施形態では、特徴点は2点で眼球の動きを計測していたが、2点以上であれば何点でも良く、眼球の動き量、回転、倍率変化を求める為に、可能であれば、3点以上が好ましい。更に、抽出する特徴点は、特徴を持った小領域、すなわち特徴点は、線分でも二次元画像でもよい。これらの特徴点を用いて画像補正を行う。特徴点として、実施形態では血管交差部や、血管分岐部、視神経乳頭と黄斑を用いたが、手術の痕等でも良い。
【0065】
走査型眼底撮像装置では眼球の固視微動による撮像画像の歪みが生じるが、第一、第二、第三の実施形態のように高速スキャンで、スキャンエリアが小さい場合、殆ど歪みは生じない。
【0066】
眼球の動き量は前画像からの動き量で算出していたが、抽出したテンプレートを基準に算出しても良い。更に、走査範囲の指標は、内部固視灯、被験者の状態(患眼、散瞳など)、装置構成と測定条件により変更する事が好ましい。
【0067】
第二、第三の実施形態では、眼球の動きを反映する装置にOCT撮像部を用いたが、視野検査などの眼科装置でも同様の効果が確認できる。また、眼科機器にリアルタイムで眼球の動きの補正を行ったが、測定終了後に補正又は後処理を行っても効果がある。
【0068】
(その他の実施例)
また、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。
【符号の説明】
【0069】
101:光源
105:スキャナ
113:APD
201:CPU
702:テンプレート
1102:ファイバカップラ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
計測光で眼底の撮像領域を走査することにより眼底画像を取得する眼底画像取得手段と、
前記取得した眼底画像から複数の特徴画像を抽出する抽出手段と、
前記撮像領域に前記複数の特徴画像のうち少なくとも1つの特徴画像を含む部分領域を設定する設定手段と、
設定した前記部分領域を前記計測光で走査することにより、前記部分領域の画像を取得する部分画像取得手段と、
前記少なくとも1つの特徴画像と前記部分領域の画像とに基づいてテンプレートマッチングを行い、前記眼底の動きを計測する計測手段と、
を有することを特徴とする眼底撮像装置。
【請求項2】
前記計測手段は、
前記眼底画像取得手段で取得された新たな眼底画像から、前記少なくとも1つの特徴画像に対応する画像の位置を検出する検出手段と、
前記検出した位置に基づいて、前記複数の特徴画像を抽出した眼底画像に対する前記新たな眼底画像の動き量を求める算出手段と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の眼底撮像装置。
【請求項3】
走査手段により測定光で前記眼底を走査することにより断層画像を取得する断層画像取得手段と、
前記算出手段で算出した動き量に基づいて、前記走査手段を補正する補正手段と、を更に有することを特徴とする請求項2に記載の眼底撮像装置。
【請求項4】
前記断層画像の取得時間に基づいて、前記部分領域の大きさが設定されることを特徴とする請求項3に記載の眼底撮像装置。
【請求項5】
前記眼底画像取得手段は、主走査方向と副走査方向に計測光を走査することにより、前記眼底画像を取得し、
前記設定手段は、前記副走査方向の範囲を所定の範囲に変更することにより部分領域を再度設定することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の眼底撮像装置。
【請求項6】
前記抽出手段は、前記計測光が前記撮像領域を走査する際の副走査の方向に沿って前記複数の特徴画像を抽出することを特徴とする請求項1乃至5何れか1項に記載の眼底撮像装置。
【請求項7】
前記設定手段は、前記計測光が前記撮像領域を走査する際の副走査の方向に沿って前記複数の部分領域を設定することを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の眼底撮像装置。
【請求項8】
前記計測手段は、前記計測光が前記撮像領域を走査する際の副走査の方向順に設定された前記複数の部分領域の各々において前記テンプレートマッチングを行うことにより前記眼底の動きを計測することを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の眼底撮像装置。
【請求項9】
前記テンプレートマッチングは、前記部分領域の画像から前記少なくとも1つの特徴画像に類似する画像の探索であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の眼底撮像装置。
【請求項10】
前記計測手段が、前記眼底画像における前記少なくとも1つの特徴画像の位置と、前記部分領域の画像における前記類似する画像の位置とから前記眼底の動き量を求めることを特徴とする請求項9に記載の眼底撮像装置。
【請求項11】
計測光で眼底の撮像領域を走査することにより眼底画像を取得する眼底画像取得工程と、
取得した眼底画像から複数の特徴画像を抽出する抽出工程と、
前記撮像領域に前記複数の特徴画像のうち少なくとも1つの特徴画像を含む部分領域を設定する設定工程と、
設定された前記部分領域を前記計測光で走査することにより、前記部分領域の画像を取得する部分画像取得工程と、
前記複数の特徴画像と前記部分領域の画像とに基づいてテンプレートマッチングを行い、前記眼底の動きを計測する計測工程とを有することを特徴とする眼底撮像装置の制御方法。
【請求項12】
前記部分画像取得工程と前記検出工程とを繰り返し実行することにより、前記眼底の動き量を計測することを特徴とする請求項11に記載の眼底撮像装置の制御方法。
【請求項13】
前記テンプレートマッチングは、前記部分領域の画像から前記少なくとも1つの特徴画像に類似する画像の探索であることを特徴とする請求項11あるいは12に記載の眼底撮像装置の制御方法。
【請求項1】
計測光で眼底の撮像領域を走査することにより眼底画像を取得する眼底画像取得手段と、
前記取得した眼底画像から複数の特徴画像を抽出する抽出手段と、
前記撮像領域に前記複数の特徴画像のうち少なくとも1つの特徴画像を含む部分領域を設定する設定手段と、
設定した前記部分領域を前記計測光で走査することにより、前記部分領域の画像を取得する部分画像取得手段と、
前記少なくとも1つの特徴画像と前記部分領域の画像とに基づいてテンプレートマッチングを行い、前記眼底の動きを計測する計測手段と、
を有することを特徴とする眼底撮像装置。
【請求項2】
前記計測手段は、
前記眼底画像取得手段で取得された新たな眼底画像から、前記少なくとも1つの特徴画像に対応する画像の位置を検出する検出手段と、
前記検出した位置に基づいて、前記複数の特徴画像を抽出した眼底画像に対する前記新たな眼底画像の動き量を求める算出手段と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の眼底撮像装置。
【請求項3】
走査手段により測定光で前記眼底を走査することにより断層画像を取得する断層画像取得手段と、
前記算出手段で算出した動き量に基づいて、前記走査手段を補正する補正手段と、を更に有することを特徴とする請求項2に記載の眼底撮像装置。
【請求項4】
前記断層画像の取得時間に基づいて、前記部分領域の大きさが設定されることを特徴とする請求項3に記載の眼底撮像装置。
【請求項5】
前記眼底画像取得手段は、主走査方向と副走査方向に計測光を走査することにより、前記眼底画像を取得し、
前記設定手段は、前記副走査方向の範囲を所定の範囲に変更することにより部分領域を再度設定することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の眼底撮像装置。
【請求項6】
前記抽出手段は、前記計測光が前記撮像領域を走査する際の副走査の方向に沿って前記複数の特徴画像を抽出することを特徴とする請求項1乃至5何れか1項に記載の眼底撮像装置。
【請求項7】
前記設定手段は、前記計測光が前記撮像領域を走査する際の副走査の方向に沿って前記複数の部分領域を設定することを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の眼底撮像装置。
【請求項8】
前記計測手段は、前記計測光が前記撮像領域を走査する際の副走査の方向順に設定された前記複数の部分領域の各々において前記テンプレートマッチングを行うことにより前記眼底の動きを計測することを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の眼底撮像装置。
【請求項9】
前記テンプレートマッチングは、前記部分領域の画像から前記少なくとも1つの特徴画像に類似する画像の探索であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の眼底撮像装置。
【請求項10】
前記計測手段が、前記眼底画像における前記少なくとも1つの特徴画像の位置と、前記部分領域の画像における前記類似する画像の位置とから前記眼底の動き量を求めることを特徴とする請求項9に記載の眼底撮像装置。
【請求項11】
計測光で眼底の撮像領域を走査することにより眼底画像を取得する眼底画像取得工程と、
取得した眼底画像から複数の特徴画像を抽出する抽出工程と、
前記撮像領域に前記複数の特徴画像のうち少なくとも1つの特徴画像を含む部分領域を設定する設定工程と、
設定された前記部分領域を前記計測光で走査することにより、前記部分領域の画像を取得する部分画像取得工程と、
前記複数の特徴画像と前記部分領域の画像とに基づいてテンプレートマッチングを行い、前記眼底の動きを計測する計測工程とを有することを特徴とする眼底撮像装置の制御方法。
【請求項12】
前記部分画像取得工程と前記検出工程とを繰り返し実行することにより、前記眼底の動き量を計測することを特徴とする請求項11に記載の眼底撮像装置の制御方法。
【請求項13】
前記テンプレートマッチングは、前記部分領域の画像から前記少なくとも1つの特徴画像に類似する画像の探索であることを特徴とする請求項11あるいは12に記載の眼底撮像装置の制御方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【公開番号】特開2012−125490(P2012−125490A)
【公開日】平成24年7月5日(2012.7.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−281447(P2010−281447)
【出願日】平成22年12月17日(2010.12.17)
【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7月5日(2012.7.5)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年12月17日(2010.12.17)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】
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