(57)【要約】【課題】本発明は、走査撮像系により得られる動く被写体の歪んだ画像から、被写体の動きを正確に検出する。【解決手段】走査撮像系から得た画像に対して、３つ以上のテンプレートを用いてパターンマッチングを行い、パターンマッチングで求めた各テンプレートの座標変化をアフィン変換で表わし、アフィン変換のパラメータのうち、主走査軸方向の倍率を表すパラメータと、主走査軸方向の仰俯角を表すパラメータを用いて、被写体の相対位置変化と回転角度を算出する。【選択図】図３
2015120090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査撮像系を用いて被写体の動きを検出する被写体動き検出装置であり、
少なくとも３つのテンプレートを用いてパターンマッチングを行う手段と、
パターンマッチングで求めた各テンプレートの位置に基づいて、アフィン変換のパラメータを求める手段と、
前記アフィン変換のパラメータのうち、主走査軸方向の倍率を表すパラメータを用いて、前記被写体の相対位置の変化を求める演算手段を有することを特徴とする
被写体動き検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の被写体動き検出装置において、前記被写体の相対位置の変化は、接眼レンズと眼底の間の、光軸方向の距離の変化によるものであることを特徴とする被写体動き検出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の被写体動き検出装置において、
前記演算手段は、前記アフィン変換のパラメータのうち、主走査軸方向の仰俯角を表すパラメータを用いて、前記被写体の回転角度を求めることを特徴とする被写体動き検出装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の被写体動き検出装置を含み、前記被写体を光で走査することにより断層画像を取得するＯＣＴ装置であって、
前記演算手段により求めた相対位置変化と回転角度に基づいて、前記光の走査する位置を補正する補正手段を有することを特徴とするＯＣＴ装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の被写体動き検出装置において、前記走査撮像系は、ＳＬＯであることを特徴とする被写体動き検出装置。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の被写体動き検出装置を含み、前記被写体を光で走査することにより眼底画像を取得するＳＬＯ装置であって、
前記演算手段により求めた相対位置変化と回転角度に基づいて、前記光の走査する位置を補正する補正手段を有することを特徴とするＳＬＯ装置。
【請求項７】
走査撮像系を用いて被写体の動きを検出する被写体動き検出方法であり、
少なくとも３つのテンプレートを用いてパターンマッチングを行う工程と、
パターンマッチングで求めた各テンプレートの位置に基づいて、アフィン変換のパラメータを求める工程と、
前記アフィン変換のパラメータのうち、主走査軸方向の倍率を表すパラメータを用いて、前記被写体の相対位置の変化を求める演算工程を有することを特徴とする被写体動き検出方法。
【請求項８】
請求項７に記載の被写体動き検出方法において、前記被写体の相対位置の変化は、接眼レンズと眼底の間の、光軸方向の距離の変化によるものであることを特徴とする被写体動き検出方法。
【請求項９】
請求項７に記載の被写体動き検出方法において、
前記演算工程は、前記アフィン変換のパラメータのうち、主走査軸方向の仰俯角を表すパラメータを用いて、前記被写体の回転角度を求めることを特徴とする被写体動き検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体動き検出装置、及び方法、並びに、ＯＣＴ装置に関し、特に走査撮像系で撮像される被写体の動きを検出する被写体動き検出装置、及び方法、並びに、ＯＣＴ装置に関するものである。
【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、共焦点レーザー走査検眼鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ  Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ：ＳＬＯ）や、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。特に、この低コヒーレント光による光干渉を利用したＯＣＴシステムを備えた光断層画像撮像装置は、眼底の断層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ＯＣＴシステムを備えた光断層画像撮像装置を、ＯＣＴ装置と記す。
【０００３】
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、断層像を得ることができる。特に、網膜の断層像は眼科診断に広く利用されている。
【０００４】
従来のＯＣＴ装置は、各断層取得位置において、参照光路長を走査させて取得するいわゆるタイムドメイン方式であったが、近年、各断層取得位置での参照光路長の走査が不要なフーリエドメイン方式に移行し、従来より高速に断層像を取得できるようになった。この高速化にともなって、タイムドメイン方式では、困難であった、眼底の３次元撮像が実施されるようになった。
【０００５】
しかしながら、３次元撮像においては、フーリエドメイン方式といえども、眼底の２次元走査が必要であり、不随意的な被検眼の眼球運動の影響を無視することはできない。この眼球運動の影響を低減するためには、撮影時に、眼球運動を検出し、検出した眼球運動にあわせて網膜上を走査する低コヒーレント光ビームを補正することで低減することができる。眼球運動の検出は、ＯＣＴ装置の撮影と平行して眼底画像を撮影し、その眼底画像中の特徴点の変位を検出することによって実現することができる。
【０００６】
眼底画像の撮像方法には、眼底カメラのような一括撮像式のものと、ＳＬＯのような走査撮像式のものがある。一般に一括撮像式のものよりも、走査撮像式のもののほうが、高コントラスト、高分解能を実現することができる。そのため、高精度な眼球運動検出を行うためには、走査撮像式のものを用いることが望ましい。しかし、走査撮像系では、一枚の取得画像のなかにタイムラグが生じてしまう。つまり、撮り始めと撮り終わりの間に時間経過が発生する。そのため、常に動いている眼底を撮像する際に走査撮像系を用いると、取得画像が歪む。眼底の動きを正確に検出するためには、一枚の画像の中の歪みを、キャンセルしなければならない。
【０００７】
特許文献１では、走査撮像系から得た複数の画像のずれ量を算出し、位置合わせ補正を行う発明が開示されている。ずれ量を算出する際には、平行移動（Δx、Δy）、回転（θ）、倍率（βx、βy）の５つのパラメータを用いる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開2006-235786号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら特許文献１は、一枚の画像の中でのずれの方向が一定の方向である画像同士の位置合わせが目的の発明であり、眼等の動きが複雑な被写体の動きを正しく捉えるという目的に対しては、なんら解決方法を示していない。
【００１０】
本発明は、上記状況を鑑みてなされたものであり、走査撮像系により得られる被写体の動きによる歪んだ画像から、被写体の動きを正確に検出するという課題を解決するために発明されたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の被写体動き検出装置は、走査撮像系を用いて被写体の動きを検出する被写体動き検出装置であり、少なくとも３つのテンプレートを用いてパターンマッチングを行う手段と、パターンマッチングで求めた各テンプレートの位置に基づいて、アフィン変換のパラメータを求める手段と、前記アフィン変換のパラメータのうち、主走査軸方向の倍率を表すパラメータを用いて、前記被写体の相対位置変化を求める演算手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の被写体動き検出方法は、走査撮像系を用いて被写体の動きを検出する被写体動き検出方法であり、少なくとも３つのテンプレートを用いてパターンマッチングを行う工程と、パターンマッチングで求めた各テンプレートの位置に基づいて、アフィン変換のパラメータを求める工程と、前記アフィン変換のパラメータのうち、主走査軸方向の倍率を表すパラメータを用いて、前記被写体の相対位置の変化を求める工程とを有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、走査撮像系により得られる時間的に連続した画像から、一枚の画像を撮影する中で被写体が動くことによる該被写体の像の歪による回転・倍率検出への影響をキャンセルし、被写体の動きを正確に検出することが可能になる。つまり、従来の技術では為し得なかった、高速に複雑な動きを行う被写体の位置検出を正確に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１におけるラインスキャンＳＬＯによる追尾機能付きＯＣＴ装置の光学構成図
【図２】ラインスキャンＳＬＯによる追尾機能付きＯＣＴ装置の制御部のブロック図
【図３】ＳＬＯによる追尾機能付きＯＣＴ装置のフローチャート
【図４】テンプレートのイメージ図
【図５】眼底の動きの三成分説明図
【図６】アフィン変換における各パラメータの説明図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態を、図面を用いて詳細に説明する。
本実施形態では、ラインスキャンＳＬＯを用いて眼底の動きを検出し、ＯＣＴビームの位置を補正するＯＣＴの構成について、図１の光学構成図、図２のブロック図、図３のフローチャート、図４のテンプレートの図を用いて説明する。第一の実施形態では眼底の動き検出装置としてラインスキャンＳＬＯを用いるが、ポイントスキャンＳＬＯ、ＯＣＴのＣスキャンなど、走査撮像系を用いた構成であればいずれを用いてもよい。
【００１６】
図１は、ラインスキャンＳＬＯによる追尾機能付きＯＣＴ装置の光学構成図である。図１に示した装置のうち、最初にＳＬＯ部について説明する。
まず、レーザー光源１２９から出た光が、光ファイバー１２８を通ってファイバーコリメータ１２７に入り、平行光となる。平行光となった光は、シリンドリカルレンズ１２６に入り、線状に広がる。その後リレーレンズ１２４、１２５を通り、リングミラー１２３の中央部にあいた穴を通る。その後リレーレンズ１２１、１２２を通り、ＳＬＯ用Ｙスキャンスキャナ１２０で所定の方向に偏向される。その後リレーレンズ１３５、１３６を通り、ダイクロイックビームスプリッタ１３４を通ってダイクロイックビームスプリッタ１０３に向かう。その後リレーレンズ１０１、１０２を通って被検眼１００に入り、被検眼１００の眼底に線状の光が照射される。Ｙスキャンスキャナ１２０を微少量ずつ動かし、Ｘ方向にのびた線状の光により眼底をＹ方向にスキャンする。
【００１７】
被検眼１００の眼底で散乱した光は１ラインごとに集められる。即ち、眼底で散乱した光は、被検眼１００から出て、リレーレンズ１０１、１０２を通り、ダイクロイックビームスプリッタ１０３で、後述するＯＣＴの眼底散乱光と分けられる。その後ダイクロイックビームスプリッタ１３４で、後述する固視標の光と分けられ、リレーレンズ１３５、１３６を通り、ＳＬＯ用Ｙスキャンスキャナ１２０に当たる。その後リレーレンズ１２１、１２２を通り、リングミラー１２３で、リング状のミラーに当たり、反射する。リングミラー１２３で反射した光は、レンズ１３０を通り、ラインセンサ１３１で検出される。
【００１８】
ラインセンサ１３１で１ラインずつ検出された光の強度情報は、デジタル信号に変換され、図２のＣＰＵ３１３に送られ、ＣＰＵ３１３で処理され、複数ラインの情報が集まって二次元の眼底画像になる。二次元の眼底画像はメモリ３０３またはハードディスク３０４に保存され、またディスプレイ３０５に表示され、検者３１１が見ることができるようになる。
上記の系で取得されたＳＬＯ像は、Ｘ軸方向には一括撮像し、Ｙ方向にスキャンした画像であるので、Ｘ軸を主走査軸、Ｙ軸を副走査軸と呼ぶ。
【００１９】
次に、図１に示した装置のＯＣＴ部について説明する。低コヒーレント光源１１５から出た光は、ファイバーを通ってファイバーカプラー１１０に入り、カプラーの種類に応じた割合で二つに分岐される。分岐された後の二つの光を、それぞれ参照光とサンプル光と呼ぶ。参照光は、ファイバーコリメータ１１６を通って外に出たのち分散補償ガラス１１７を通り、参照ミラー１１９で反射する。参照ミラー１１９は参照光路長を変更するための光路長可変ステージ（ＯＣＴステージ）１１８に固定されている。反射した参照光は上述の経路を逆にたどってファイバーカプラー１１０まで戻る。
【００２０】
サンプル光は、光ファイバー１０９内を通ってファイバーコリメータ１０８に到達し、ファイバーコリメータ１０８から外に出てＯＣＴ用Ｘ補正スキャナ１３８、続いてＯＣＴ用Ｙ補正スキャナ１３７に当たって所定の方向に偏向される。その後リレーレンズ１０６、１０７を通ってＯＣＴ用Ｙスキャンスキャナ１０５、ＯＣＴ用Ｘスキャンスキャナ１０４に当たって所定の方向に偏向される。反射したサンプル光はダイクロイックビームスプリッタ１０３を通って、スキャンレンズ１０２で像面を整えられたのち接眼レンズ１０１で絞られて被検眼１００に入り、被検眼１００の眼底に結像する。被検眼１００の眼底からの反射光は、上述の経路を逆にたどってファイバーカプラー１１０に戻る。
【００２１】
ファイバーカプラー１１０に戻ったサンプル光と参照光はファイバーカプラー１１０で合わさり、干渉が起こる。干渉した光はファイバーコリメータ１１１から出て透過型回折格子１１２で分光され、レンズ１１３を通ってラインセンサ１１４にて受光される。ラインセンサ１１４で受光した光の強度情報は、ＣＰＵ３１３にデジタル信号として送られて、ＣＰＵ３１３が信号処理をおこない、二次元の断層画像となる。このようにして得られる複数の二次元の断層画像は図２のメモリ３０３やハードディスク３０４に保存される。また、ディスプレイ３０５に表示も可能であり、検者３１１が見ることが可能である。なお、ＯＣＴ部をＳＬＯに変更してもよい。
【００２２】
固視標１３２は、眼底と共役な位置となるように配置される。固視標１３２から出た光は、レンズ１３３を通り、ダイクロイックビームスプリッタ１３４を通り、ダイクロイックビームスプリッタ１０３に向かう。その後リレーレンズ１０１、１０２を通り、眼底に結像する。この固視標を被検眼に注視させることにより、眼底の所望の位置の二次元画像を撮像することができ、この固視標の提示位置を変更することにより撮像位置を変更する。
【００２３】
次に、本実施形態のＯＣＴ装置の制御部の構成を図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態に係るＯＣＴ装置の制御部のブロック図である。
中央演算装置（ＣＰＵ）３１３は、ディスプレイ３０５、ハードディスク３０４、メモリ３０３、固視標３１２、ＯＣＴ用Ｘ補正スキャナ３０９（１３８）、及びＯＣＴ用Ｙ補正スキャナ３１０（１３７）に接続されている。さらに、ＣＰＵ３１３は、スキャナを駆動するスキャナ駆動部３１４と接続され、スキャナ駆動部３１４を経由して、ＯＣＴ用Ｘスキャンスキャナ３０６（１０４）とＯＣＴ用Ｙスキャンスキャナ３０７（１０５）、及びＳＬＯ用Ｙスキャンスキャナ３０８（１２０）を制御する。ＯＣＴ部のセンサとして、ＯＣＴセンサ３０２が接続され、ＳＬＯ部のセンサとしてＳＬＯセンサ３０１が接続されている。
【００２４】
上述のＳＬＯ像とＯＣＴ像を同時に取得できる系において、ＳＬＯ像をＣＰＵ３１３で解析し、補正量を求めてＯＣＴビームの走査位置を補正する方法について、図３のフローチャートを用いて述べる。
最初に検者３１１が、被検眼１００に装置全体を大まかにアライメントし、固視標３１２（１３２）を調整し、撮像したい部分が撮像できるように、装置と被検眼１００の位置を調整する。検者３１１がアライメントの終了（撮像の開始）を不図示の入力部から入力することにより、ＣＰＵ３１３はステップ７０１のＳＬＯの撮像開始に進む。
【００２５】
ＳＬＯ像を取得したら、ＣＰＵ３１３はステップ７０２に進み、取得されるＳＬＯ像のうちの１枚である図４の４０１からテンプレートを３つ以上抽出する。図４は眼底画像であるＳＬＯ像とテンプレートの関係を示す概念図である。ここで、テンプレートとは、特徴のある小領域のことであり、形状は線分か任意の二次元図形である。本実施例では、図４の領域４０２、４０３、４０４、４０５をテンプレートとする。抽出方法は公知の方法を用いればよく，特に制限は無い。抽出したテンプレートは、それぞれの領域の画像あるいは領域の特徴量、抽出した画像での代表点の座標位置等がメモリ３０３に保存される。以下、座標という単語は、或る小領域の代表点の座標を指す。テンプレートが定まったら、ＣＰＵ３１３はステップ７０３に進み、ＳＬＯ像を連続して取得するのと並行して、ＯＣＴ像の取得を開始する。
【００２６】
ＯＣＴの撮像位置は、検者３１１がディスプレイ３０５に表示されたＳＬＯ像内に線をひいて指定することができる。検者３１１はまた、ディスプレイ３０５に表示されたＳＬＯ像内に四角形を描いて、四角形の範囲をＯＣＴでスキャンして三次元の網膜像を得ることもできる。いずれにしても、ＯＣＴが撮像できる範囲は、ＳＬＯ像に写っている範囲に限られる。
【００２７】
ＳＬＯとＯＣＴによる撮像が始まったら、ＣＰＵ３１３はステップ７０４に進み、抽出したテンプレート４０２、４０３、４０４、４０５を用いて、連続して取得するＳＬＯ像に対してパターンマッチングを行う。パターンマッチングとは、画像中からテンプレート４０２、４０３、４０４、４０５と最も類似する場所を見つける処理である。最も類似する場所を見つけるには、例えば以下のような方法を用いる。ＳＬＯ画像の一部分をテンプレートと同じ大きさに切り取り、切り取ったＳＬＯ画像とテンプレートとの類似度を計算する。切り取ったＳＬＯ画像とテンプレートの大きさが両方n×mであるとして、切り取ったＳＬＯ画像の輝度値をf[i,j]、テンプレート画像の輝度値をt[i,j]とする。切り取ったＳＬＯ画像とテンプレート画像との類似度を求めるには、次の式を用いる。
【００２８】
【数１】
2015120090.tif 000003
ここで、Ｒは類似度を表し、f-、t-はそれぞれ、切り取ったＳＬＯ画像の輝度の加算平均値と、テンプレートの輝度の加算平均値を表す。次に、ＳＬＯ画像の、先ほど切り取った位置からＸ軸方向に1ピクセル移動した場所を、テンプレートと同じ大きさに切り取り、同じようにテンプレートとの類似度を計算する。これをＸ軸方向、Ｙ軸方向双方に繰り返してＳＬＯ画像のすべての位置について類似度を計算し、最も類似度の高い位置を、最も類似する場所とする。
ＣＰＵ３１３は、パターンマッチングを行うことで、テンプレート４０２、４０３、４０４、４０５の位置の変化を検出する。ＣＰＵ３１３は、このようなパターンマッチングを行う手段として機能する構成を有する。
【００２９】
次に、ＣＰＵ３１３はステップ７０５に進み、それぞれのテンプレートの位置情報の変化から、眼底そのものの動きを分析する。眼底の動きは、図５に示した３種類の成分に分解することができる。図５は眼底の動きを説明するための概念図であり、２枚のＳＬＯ画像の位置が異なることを示している。基準となる画像（破線で示す画像）に対して、比較対照の画像（実線で示す画像）の状態を示している。ここで、３種類の成分とは、図５（ａ）のシフト、図５（ｂ）の回転、図５（ｃ）の倍率変化である。シフトは眼底が上下左右に動く成分であり、回転は眼軸周りに眼が回転する成分である。倍率変化は、眼が眼軸方向に動いた時に、装置との距離が変わって、撮像倍率が変化すること、換言すれば、ＯＣＴの撮像光軸上における該光軸方向の接眼レンズと眼底との距離の変化に起因する。ステップ７０２で、テンプレートを３つ以上抽出したのは、回転と倍率変化を検出するためである。アフィン変換の求めるパラメータは、Ｘ軸方向へのシフトＳｘ、Ｙ軸方向へのシフトＳｙ、回転角度θ、倍率βである。上記４つのパラメータを以下のように求める。
【００３０】
まず、ＣＰＵ３１３は、この３種類の成分を分離するための計算を行う。分離するためには、次のアフィン変換の式を用いる。ここでいうアフィン変換とは、平行移動（シフト）、回転、倍率変化、せん断を含む変換のことである。
【数２】
2015120090.tif 000004
ここで、ｘ、ｙは最初に取得したテンプレートのうちの一つのテンプレートのＸ座標とＹ座標であり、ｘ´、ｙ´は、他のＳＬＯ画像にパターンマッチングをかけて求めた他のＳＬＯ像中での該テンプレートに対応する位置のＸ座標とＹ座標である。
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆについては図６を用いて説明する。上述した系で取得した画像について述べるので、Ｘ軸が主走査軸、Ｙ軸が副走査軸である。
【００３１】
図６は、上述のパラメータを説明するための概念図であり、２枚の異なる状態のＳＬＯ画像を示している。基準となる画像（破線で示す画像）に対して、比較対照の画像（実線で示す画像）の状態を示している。ａは図の（ａ）で表わされる主走査軸であるＸ軸方向の倍率成分、ｄは（ｄ）で表わされる副走査軸であるＹ軸方向の倍率成分を表す。ｂは（ｂ）で表わされるような、Ｘ軸に平行な平行四辺形の歪みを表し、ｃは（ｃ）で表わされるＹ軸に平行な平行四辺形の歪みを表す。ｂの値は、Ｙ軸方向の仰俯角６０１の大きさに関係し、ｃの値は、Ｘ軸方向の仰俯角６０２の大きさに関係する。ｅは（ｅ）で表わされるＸ方向の平行移動成分であり、ｆは（ｆ）で表わされるＹ方向の平行移動成分である。これら６つのパラメータを求める上で、少なくとも３つのテンプレートより得られる（ｘ、ｙ）座標についてのデータ抽出を行う必要がある。３つ以上のテンプレートすべてにおいて上の式を満たすような、パラメータａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆの値を最小二乗法で求める。つまり、a,b,eについては、代表点の座標（x1,y1）で表わされるテンプレートについての誤差をδx1とすると、
【数３】
2015120090.tif 000005
とすると、すべてのテンプレートについての誤差の総和Σ(δx)２が最小になるようなa,b,eを求め、c,d,fについても同様に求める。
【００３２】
ここで、パラメータａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆで表わされた眼球運動の成分が、それぞれ眼球のどんな動きに対応しているのか述べる。ａは、主走査軸方向への倍率変化のパラメータであるので、撮像倍率が変化することに起因する倍率変化を表す。ｄは、倍率変化と、眼底が撮像中にＹ軸方向に運動した量を含む。したがって、純粋な倍率変化としては、ａの値を用いる。ｂは、副走査中に眼球がＸ軸方向に動いた量を表しており、回転は表していない。ｃは純粋な眼球の回転を表しているので、眼球の回転量或いは回転角度としてはｃの値を用いる。ＣＰＵ３１３は、このようなアフィン変換のパラメータを求める手段として機能する構成を有する。
【００３３】
求めた値のうちａ、ｃ、ｅ、ｆを用いて、補正のパラメータを決める。補正するのは、Ｘ軸方向のシフトＳｘと、Ｙ軸方向のシフトＳｙ、一つのθで表わされる回転角度、一つのβで表わすことができる倍率である。つまり、補正の式は以下である。
【数４】
2015120090.tif 000006
（式２）と（式４）から、
【数５】
2015120090.tif 000007
と求められる。
【００３４】
従来例のように、a,b,c,d,e,fすべての値を用いると、一枚の画像を撮像している間のシフトが、回転や倍率として認識され、実際の動きとは異なる補正パラメータを算出してしまうが、上のように構成することによって、実際の動きの値を算出することができる。
【００３５】
これら補正値によって、被写体或いは該被写体より得られたテンプレートの画像により、被写体と撮像系との相対的な位置の変化量である相対位置変化が得られる。ＣＰＵ３１３は、これら補正値及び相対位置の変化を演算する演算手段として機能する構成を有する。
【００３６】
補正値の計算が終わったら、ＣＰＵ３１３はステップ７０６に進み、求めた補正すべき値、β、θ、Ｓｘ、ＳｙをＯＣＴ用Ｘ、Ｙ補正スキャナ１３７、１３８におくり、ＯＣＴビームの走査位置を補正する。ＯＣＴ用Ｘ、Ｙ補正スキャナ１３７、１３８とスキャナ駆動部３１４とＯＣＴ用Ｘ、Ｙスキャンスキャナ１０４、１０５で、分担してビーム走査位置を補正してもよいし、スキャナ駆動部３１４とＯＣＴ用Ｘ、Ｙスキャンスキャナ１０４、１０５のみでビームの走査位置を補正することもできる。ＣＰＵ３１３は、上述した演算手段として機能する構成によって得られた結果に基づいて、上述したように光を走査する際の位置を補正する補正手段として機能する構成も有する。
【００３７】
また、補正値βより、被検眼１００の眼底と、接眼レンズ１０１の間の距離変化を相対位置変化として求めることができる。この距離が大きく変化すると、眼底がＯＣＴ画像からフレームアウトしてしまい、眼底の断層像が得られなくなる。補正値βから求めた眼底と接眼レンズと距離変化を、光路長可変ステージ（ＯＣＴステージ）１１８を動かすことで補正する。これにより、眼底がＯＣＴ画像からフレームアウトすることを防ぐことができる。
【００３８】
以上のように構成することで、眼のような複雑な動きをする被検体の位置を正確に把握することができる被写体動き検出装置が得られる。また、正確に被写体の位置を把握することにより、常に高い精度で撮りたい場所を撮ることのできる該被写体動き検出装置を用いたＯＣＴ装置を提供することができる。
【００３９】
（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】
【００４０】
１００：被検眼
１０１：接眼レンズ
１０２：スキャンレンズ
１０３：ダイクロイックビームスプリッタ
１０４、３０６：ＯＣＴ用Ｘスキャンスキャナ
１０５、３０７：ＯＣＴ用Ｙスキャンスキャナ
１０６、１０７：リレーレンズ
１０８：ファイバーコリメータ
１０９：光ファイバー
１１０：ファイバーカプラー
１１１：ファイバーコリメータ
１１２：透過型回折格子（グレーティング）
１１３：レンズ
１１４：ラインセンサ
１１５：低コヒーレント光源
１１６：ファイバーコリメータ
１１７：分散補償ガラス
１１８：光路長可変ステージ（ＯＣＴステージ）
１１９：参照ミラー
１２０、３０８：ＳＬＯ用Ｙスキャンスキャナ
１２１、１２２：リレーレンズ
１２３：リングミラー
１２４、１２５：リレーレンズ
１２６：シリンドリカルレンズ
１２７：ファイバーコリメータ
１２８：光ファイバー
１２９：レーザー光源
１３０：レンズ
１３１：ラインセンサ
１３２、３１２：固視標
１３３：レンズ
１３４：ダイクロイックビームスプリッタ
１３５、１３６：リレーレンズ
１３７、３１０：ＯＣＴ用Ｙ補正スキャナ
１３８、３０９：ＯＣＴ用Ｘ補正スキャナ
３１３：ＣＰＵ
３１４：スキャナ駆動部
４０１：ＳＬＯ像
４０２、４０３、４０４、４０５：テンプレート
６０１：Ｙ軸方向の仰俯角
６０２：Ｘ軸方向の仰俯角
【図１】
2015120090.tif 000008
【図２】
2015120090.tif 000009
【図３】
2015120090.tif 000010
【図４】
2015120090.tif 000011
【図５】
2015120090.tif 000012
【図６】
2015120090.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成27年5月7日(2015.5.7)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、眼科装置、眼科装置の作動方法、及びプログラムに関し、特に走査撮像系で撮像される被写体の動きを検出する眼科装置、眼科装置の作動方法、及びプログラムに関するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係る眼科装置は、被検眼の第１及び第２の眼底画像を取得するために、前記被検眼の眼底を時間的に連続して撮像する撮像手段と、前記被検眼の３次元断層画像を取得するために、測定光を照射した前記被検眼からの戻り光と前記測定光に対応する参照光とを合成した合成光を受光する受光手段と、を含む撮像系と、前記第１及び第２の眼底画像に基づいて、前記測定光が前記被検眼に照射される照射範囲の回転であって前記被検眼の動きによって生じる回転を補正するための情報を取得する取得手段と、前記取得された情報に基づいて、前記照射範囲の回転を補正する補正手段と、を有することを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、本発明に係る眼科装置の作動方法は、被検眼の第１及び第２の眼底画像を取得するために、前記被検眼の眼底を時間的に連続して撮像する撮像手段と、前記被検眼の３次元断層画像を取得するために、測定光を照射した前記被検眼からの戻り光と前記測定光に対応する参照光とを合成した合成光を受光する受光手段と、を含む撮像系を用いて前記第１及び第２の眼底画像を取得する工程と、前記第１及び第２の眼底画像に基づいて、前記測定光が前記被検眼に照射される照射範囲の回転であって前記被検眼の動きによって生じる回転を補正するための情報を取得する工程と、前記取得された情報に基づいて、前記照射範囲の回転を補正する工程と、を有することを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼の第１及び第２の眼底画像を取得するために、前記被検眼の眼底を時間的に連続して撮像する撮像手段と、前記被検眼の３次元断層画像を取得するために、測定光を照射した前記被検眼からの戻り光と前記測定光に対応する参照光とを合成した合成光を受光する受光手段と、を含む撮像系と、
前記第１及び第２の眼底画像に基づいて、前記測定光が前記被検眼に照射される照射範囲の回転であって前記被検眼の動きによって生じる回転を補正するための情報を取得する取得手段と、
前記取得された情報に基づいて、前記照射範囲の回転を補正する補正手段と、
を有することを特徴とする眼科装置。
【請求項２】
前記取得手段が、前記被検眼の動きのうち前記第１及び第２の眼底画像の大きさの変化を表すパラメータを更に取得し、
前記補正手段が、前記パラメータに基づいて前記測定光と前記参照光との光路長の差を更に補正することを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
【請求項３】
前記取得手段が、前記第１の眼底画像における複数の特徴領域と前記第２の眼底画像とに基づいて、前記被検眼の動きのうち少なくとも回転角度を、前記情報として取得することを特徴とする請求項１又は２に記載の眼科装置。
【請求項４】
前記第１の眼底画像から前記複数の特徴領域を抽出する抽出手段を更に有し、
前記取得手段が、前記抽出された複数の特徴領域と前記第２の眼底画像とに基づいて、前記被検眼の動きによって生じる回転を補正するための情報を取得することを特徴とする請求項３に記載の眼科装置。
【請求項５】
前記複数の特徴領域が、少なくとも３つの特徴領域であることを特徴とする請求項３又は４に記載の眼科装置。
【請求項６】
前記複数の特徴領域の各々は、前記被検眼の眼底画像における血管の分岐或いは交差する部位を含む領域であることを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項に記載の眼科装置。
【請求項７】
前記第２の眼底画像から前記少なくとも３つの特徴領域にそれぞれ対応する特徴領域を探索する探索手段を更に有し、
前記取得手段が、前記探索手段で探索した結果に基づいてアフィン変換のパラメータのうち少なくとも回転角度を、前記情報として取得することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の眼科装置。
【請求項８】
異なるタイミングで被検眼の第１及び第２の眼底画像を取得し、測定光を照射した前記被検眼からの戻り光と前記測定光に対応する参照光とを合成した合成光に基づいて前記被検眼の３次元断層画像を取得する画像取得手段と、
前記第１及び第２の眼底画像に基づいて、前記測定光が前記被検眼に照射される照射範囲の回転であって前記被検眼の動きによって生じる回転を補正するための情報を取得する取得手段と、
前記取得された情報に基づいて、前記照射範囲の回転を補正する補正手段と、
を有することを特徴とする眼科装置。
【請求項９】
前記補正された照射範囲において取得された前記３次元断層画像を表示手段に表示させる表示制御手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の眼科装置。
【請求項１０】
前記異なるタイミングで連続して取得された前記第１及び第２の眼底画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、
前記表示された第１及び第２の眼底画像において四角形の範囲を前記照射範囲として指定する指定手段と、を更に有し、
前記表示制御手段は、前記表示された第１及び第２の眼底画像において前記指定された四角形の範囲を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の眼科装置。
【請求項１１】
前記被検眼において前記測定光を走査する走査手段を更に有し、
前記照射範囲は、前記走査手段により前記測定光が走査される範囲であり、
前記補正手段は、前記取得された情報に基づいて、前記走査手段を制御することにより、前記走査される範囲を補正することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の眼科装置。
【請求項１２】
被検眼の第１及び第２の眼底画像を取得するために、前記被検眼の眼底を時間的に連続して撮像する撮像手段と、前記被検眼の３次元断層画像を取得するために、測定光を照射した前記被検眼からの戻り光と前記測定光に対応する参照光とを合成した合成光を受光する受光手段と、を含む撮像系を用いて前記第１及び第２の眼底画像を取得する工程と、
前記第１及び第２の眼底画像に基づいて、前記測定光が前記被検眼に照射される照射範囲の回転であって前記被検眼の動きによって生じる回転を補正するための情報を取得する工程と、
前記取得された情報に基づいて、前記照射範囲の回転を補正する工程と、
を有することを特徴とする眼科装置の作動方法。
【請求項１３】
前記取得する工程において、前記被検眼の動きのうち前記第１及び第２の眼底画像の大きさの変化を表すパラメータを更に取得し、
前記補正する工程において、前記パラメータに基づいて前記測定光と前記参照光との光路長の差を更に補正することを特徴とする請求項１２に記載の眼科装置の作動方法。
【請求項１４】
前記取得する工程において、前記第１の眼底画像における複数の特徴領域と前記第２の眼底画像とに基づいて、前記被検眼の動きのうち少なくとも回転角度を、前記情報として取得することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の眼科装置の作動方法。
【請求項１５】
前記第１の眼底画像から前記複数の特徴領域を抽出する工程を更に有し、
前記取得する工程において、前記抽出された複数の特徴領域と前記第２の眼底画像とに基づいて、前記被検眼の動きによって生じる回転を補正するための情報を取得することを特徴とする請求項１４に記載の眼科の作動方法。
【請求項１６】
前記複数の特徴領域が、少なくとも３つの特徴領域であることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の眼科装置の作動方法。
【請求項１７】
前記複数の特徴領域の各々は、前記被検眼の眼底画像における血管の分岐或いは交差する部位を含む領域であることを特徴とする請求項１４乃至１６の何れか１項に記載の眼科装置の作動方法。
【請求項１８】
前記第２の眼底画像から前記少なくとも３つの特徴領域にそれぞれ対応する特徴領域を探索する工程を有し、
前記取得する工程において、前記探索する工程で探索した結果に基づいてアフィン変換のパラメータのうち少なくとも回転角度を、前記情報として取得することを特徴とする請求項１２乃至１７の何れか１項に記載の眼科装置の作動方法。
【請求項１９】
異なるタイミングで被検眼の第１及び第２の眼底画像を取得する工程と、
測定光を照射した前記被検眼からの戻り光と前記測定光に対応する参照光とを合成した合成光に基づいて前記被検眼の３次元断層画像を取得する工程と、
前記第１及び第２の眼底画像に基づいて、前記測定光が前記被検眼に照射される照射範囲の回転であって前記被検眼の動きによって生じる回転を補正するための情報を取得する工程と、
前記取得された情報に基づいて、前記照射範囲の回転を補正する工程と、
を有することを特徴とする眼科装置の作動方法。
【請求項２０】
前記補正された照射範囲において取得された前記３次元断層画像を表示手段に表示させる工程を更に有することを特徴とする請求項１２乃至１９の何れか１項に記載の眼科装置の作動方法。
【請求項２１】
前記異なるタイミングで連続して取得された前記第１及び第２の眼底画像を表示手段に表示させる工程と、
前記表示された第１及び第２の眼底画像において四角形の範囲を前記照射範囲として指定する指定手段により指定する工程と、を更に有し、
前記表示させる工程において、前記表示された第１及び第２の眼底画像において前記指定された四角形の範囲を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１２乃至１９の何れか１項に記載の眼科装置の作動方法。
【請求項２２】
前記照射範囲は、前記被検眼において前記測定光を走査する走査手段により前記測定光が走査される範囲であり、
前記補正する工程では、前記取得された情報に基づいて、前記走査手段を制御することにより、前記走査される範囲を補正することを特徴とする請求項１２乃至２１の何れか１項に記載の眼科装置の作動方法。
【請求項２３】
請求項１２乃至２２の何れか１項に記載の眼科装置の作動方法における各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。