(57)【要約】【課題】眼の不随意運動によらず、撮像者が意図した撮像位置の画像を得る。【解決手段】検査装置の制御方法において、被検査物の所定の撮像範囲の画像を、被検査物の動きを測定する際の基準画像として取得する工程と、基準画像として取得する工程とは異なる時間において取得される複数の被検出画像と、基準画像との位置ずれを検出する工程と、位置ずれを検出する工程によって検出された位置ずれに統計処理を施して位置ずれの中心位置を演算する工程と、中心位置と、中心位置を演算する工程の後に得られる被検出画像とに基づいて被検査物の画像の取得位置を補正する工程と、を配する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物の所定の撮像範囲の画像を、前記被検査物の動きを測定する際の基準画像として取得する工程と、
前記基準画像として取得する工程とは異なる時間において取得される複数の被検出画像と、前記基準画像との位置ずれを検出する工程と、
前記位置ずれを検出する工程によって検出された位置ずれに統計処理を施して前記位置ずれの中心位置を演算する工程と、
前記中心位置と、前記中心位置を演算する工程の後に得られる前記被検出画像とに基づいて前記被検査物の画像の取得位置を補正する工程と、を含むことを特徴とする撮像方法。
【請求項２】
前記被検査物の画像の群を重ね合せて前記基準画像を得る重ね合わせる工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像方法。
【請求項３】
前記画像の群における各々の相対位置のずれ量を演算して前記ずれ量を補正する工程を含み、前記重ね合せる工程は前記補正する工程の後に行われることを特徴とする請求項２に記載の撮像方法。
【請求項４】
前記画像の群は、複数の前記被検査物の画像より画質指標を用いて抽出された画像からなることを特徴とする請求項２又は３に記載の撮像方法。
【請求項５】
前記中心位置にオフセット量を加えて、前記所定の撮像範囲の内において取得しようとする画像の位置を設定する工程を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の撮像方法。
【請求項６】
前記被検査物の画像を得る工程は、照明光を前記被検査物の上で走査する工程と、前記被検査物からの前記照明光の反射光の強度を検出する工程と、前記強度を基に画像を生成する工程とを含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の撮像方法。
【請求項７】
前記反射光の波面分布を検出する工程と、前記波面分布を補正する工程と、を含むことを特徴とする請求項６に記載の撮像方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の撮像方法の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。
【請求項９】
被検査物の所定の撮像範囲の画像を、前記被検査物の動きを測定する際の基準画像として取得する画像取得手段と、
前記基準画像として取得する取得手段とは異なる時間において取得される複数の被検出画像と、前記基準画像との位置ずれを検出するずれ検出手段と、
前記ずれ検出手段によって検出された位置ずれに統計処理を施して前記位置ずれの中心位置を演算する演算手段と、
前記中心位置と、前記演算手段の後に得られる前記被検出画像とに基づいて前記被検査物の画像の取得位置を補正する取得位置補正手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
前記画像取得手段とは異なる第二の画像を取得する第二の画像取得手段を有し、
前記取得位置補正手段は、前記中心位置と、前記中心位置の演算後に得られる前記被検出画像とに基づいて前記第二の画像の取得位置を補正することを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記被検査物は眼の眼底であって、
前記画像取得手段は前記眼底において前記所定の撮像範囲の前記基準画像、および前記所定の撮像範囲を所定の数に分割して得られる領域の画像である被検出画像を取得し、
前記第二の画像取得手段は、照明光を前記眼底の上で走査して前記所定の撮像範囲より狭い画角で前記基準画像より高精細な画像を得ることを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼底に例示される被検査物を撮像する撮像方法、撮像装置および該撮像方法を実行するプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、眼科用の撮像装置として、ＳＬＯ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ  Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ：走査型レーザ検眼鏡）や、ＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：光干渉断層装置）が用いられる。ＳＬＯは、例えば眼底へ照射されるレーザ光を２次元的に走査し、その反射光を受光して画像化して眼底の画像を得ている。また、ＯＣＴは、低コヒーレンス光の干渉を利用して例えば眼底における網膜の断層画像を生成するイメージング装置である。これら装置は、特に眼底の画像あるいは眼底の近傍の断層像を得る目的で用いられている。
【０００３】
このような眼科用の撮像装置は、近年、照射レーザの高ＮＡ化等によって、高解像度化が進められている。
【０００４】
しかしながら、眼底を撮像する場合には、角膜や水晶体等の眼の光学組織を通して撮像をしなければならない。そのため、高解像度化が進むに連れて、これら角膜や水晶体の収差による撮像画像の画質への影響が顕著になってきた。
【０００５】
そこで、眼の収差を測定し、その収差を補正する補償光学（Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃｓ：ＡＯ）機能を光学系に組み込んだ、ＡＯ−ＳＬＯやＡＯ−ＯＣＴの研究が進められている。収差の測定では、一般的にはシャックハルトマン方式の波面センサーによって、眼の収差が表現される波面分布を測定する。シャックハルトマン方式とは、眼に照明光を入射させ、マイクロレンズアレイを通してその反射光を分光かつ集光してＣＣＤカメラで受光し、複数の集光位置から反射光の波面分布を測定するものである。測定した波面分布に対しては、これを補正する可変形状ミラーや空間位相変調器といった波面補正装置を光路上に配して、その補正を行っている。このような補償光学系を通して眼底の撮像を行うことにより、ＡＯ−ＳＬＯやＡＯ−ＯＣＴでは、眼の収差の影響を低減した高分解能な撮像が可能となる。
【０００６】
また、これらの眼科用の撮像装置では、眼の動きによって、眼底の撮像位置が意図した位置にならないという課題も存在する。眼底撮像時において、被検者の視線が固定されるように、固視標と呼ばれる指標を提示し、この指標を被検者に注視させることで眼の動きを小さくする事が一般的に行われている。しかし、このような状態であっても、固視微動と言われる眼の動きが常に生じている。この固視微動は、視覚を維持するために眼球が不随意的に常に繰り返している微小な運動のことである。また、固視標を注視し続ける事は集中力の維持や疲労等の問題で難しい。更に、眼に疾患をもっている被検者では、視力低下や視野狭窄などがあって、眼の動きが大きくなってしまう。
【０００７】
このような眼の動きへの対応として、眼の動きを測定し、この動きに追尾（トラッキングとも言う）するように眼底へのレーザ光の照射位置をリアルタイムに変更する眼底追尾技術がある。
【０００８】
特許文献１には、この追尾技術の一例が開示されている。この追尾技術では、基準となる画像としてリファレンスイメージ（以降、基準画像と称する。）をまず設定する。その後、撮像により時々刻々得られるターゲットイメージ（以降、被検出画像を称する。）と、基準画像との相対的な位置ずれを演算する。照明光であるレーザ光は、スキャナーによって被検眼上での走査位置が変更され、このレーザ光の走査によって平面的な画像を得ている。この演算された相対的な位置ずれを入力して、眼底にて該レーザ光の走査するスキャナーの動作位置を補正することで、眼の動きへの追尾が可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】ＵＳ２０１５／００７７７１０Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
撮像者は、固視標の位置に対応した眼底位置を撮像する意思を持って、装置を使用する。しかしながら、前述した眼の動きの中には、サッケードと呼ばれ不随意的に生じる大きな動きがある。例えば前述した追尾技術を用いた場合に、このサッケードが生じた時に取得した画像を基準画像とした場合を考える。この場合、一時的に意図する位置を大きく外れた位置を中心とする画像が基準画像とされ、この中心位置を追尾の目標位置として追尾機能が働くこととなる。その結果、適切な相対的な位置ずれを得ることができなくなり、撮像者が意図した位置と大きく異なる位置を撮像することになってしまう。
【００１１】
本発明はこのような状況に鑑みて為されたものであって、眼の不随意運動によらず、撮像者が意図した撮像位置の画像を得ることができる撮像方法、撮像装置および該撮像方法を実行するプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る撮影方法は、
被検査物の所定の撮像範囲の画像を、被検査物の動きを測定する際の基準画像として取得する工程と、
前記基準画像として取得する工程とは異なる時間において取得される複数の被検出画像と、前記基準画像との位置ずれを検出する工程と、
前記位置ずれを検出する工程によって検出された位置ずれに統計処理を施して前記位置ずれの中心位置を演算する工程と、
前記中心位置と、前記中心位置を演算する工程の後に得られる前記被検出画像とに基づいて前記被検査物の画像の取得位置を補正する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、眼の不随意運動によらず、撮像者が意図した撮像位置の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例１に係る眼底撮像装置の構成を示す模式図である。
【図２】ＷＦ−ＳＬＯ画像における基準画像と被検出画像との関係を説明する図である。
【図３】従来の追尾機能を動作させた場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】眼の動き、ＡＯ−ＳＬＯの撮像可能な範囲、およびＡＯ−ＳＬＯの撮像画角の関係を模式的に表した図である。
【図５】本発明の実施例１に係る追尾機能を動作させた場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施例２に係る追尾機能を動作させた場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施例３におけるＡＯ−ＳＬＯの画像の画角を模式的に表した図である。
【図８】本発明の実施例３に係る追尾機能を動作させた場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施例４に係る追尾機能を動作させた場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施例に係る眼底撮像装置における操作画面の表示例を示す図である。
【図１１】本発明の一実施例に係る眼底撮像装置における処理全体のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。なお、以下で述べる実施例は特許請求の範囲に関わる本発明を限定するものではなく、また、本実施例で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。
【００１６】
本発明は、被検眼の動きを測定して、撮像位置を補正する眼底撮像方法、および眼底撮像装置に関する。より詳細には、本発明では、眼の運動による継時的な照明光照射位置のずれを検知して、眼の運動の影響を補正するように照明光の照射方向を変更することで眼底での撮像位置を補正する追尾機能を、眼底撮像方法および装置に配している。
【００１７】
［実施例１］
以下、本発明の実施例１に係る眼底撮像方法が搭載された走査型レーザ検眼鏡（ＳＬＯ）について、その構成を示す模式図である図１を用いて説明する。
【００１８】
図１において、撮像構成は二つある。一方は、補償光学系を用いた高精細画像を得るための走査型レーザ検眼鏡のＡＯ−ＳＬＯ（Adaptive Optics −SLO）である。他方は、補償光学系を用いない走査型レーザ検眼鏡のＷＦ−ＳＬＯ（Wide Field −SLO）である。ＷＦ−ＳＬＯは、ＡＯ−ＳＬＯに対して画質的には劣るが、撮像画角が広いという特徴を有している。
【００１９】
ここで、ＡＯ−ＳＬＯの主要構成について図１を用いて更に詳細に説明する。
本実施例では、光源１０１として、波長８４０ｎｍのＳＬＤ光源（Ｓｕｐｅｒ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  Ｄｉｏｄｅ）を用いた。なお、光源１０１の波長は特に制限されるものではないが、眼底撮像用としては被検者の眩しさの軽減と分解能維持のために、８００〜１５００ｎｍ程度が好適に用いられる。また、本実施例においては、光源１０１にＳＬＤ光源を用いたが、その他の光源を用いる事も可能である。
【００２０】
光源１０１から照射された光は、単一モード光ファイバー１０２を通って、コリメータレンズ１０３により、平行光線（照明光１０５）として照射される。
【００２１】
照射された照明光１０５はビームスプリッターからなる光分割部１０４を透過し、収差補正を行うための補償光学系に導光される。補償光学系は、光分割部１０６、波面測定装置１１５、波面補正装置１０８、およびそれらに導光するための反射ミラー１０７−１〜４から構成される。ここで、反射ミラー１０７−１〜４は、少なくとも被検眼１１１の瞳と波面測定装置１１５、および該瞳と波面補正装置１０８とが光学的に共役関係になるように配置されている。また、光分割部１０６として、本実施例ではビームスプリッターを用いている。
【００２２】
光分割部１０６を透過した照明光１０５は、反射ミラー１０７−１、２で反射されて波面補正装置１０８に入射する。波面補正装置１０８で反射された照明光１０５は、反射ミラー１０７−３に向けて出射される。
【００２３】
本実施例では、波面補正手段を有する波面補正装置１０８として液晶素子を用いた反射型液晶空間位相変調器を用いた。しかし、波面補正装置としては、ミラーの形状が可変となっている可変形状ミラー（デフォーマブルミラーとも言う。）を用いてもよく、波面が補正できるものであれば、いずれのものを用いてもよい。
【００２４】
図１において、反射ミラー１０７−３、４で反射された照明光１０５は、走査光学系１０９によって、１次元もしくは２次元に被検眼１１１の眼底上で走査される。本実施例では走査光学系１０９に主走査用（眼底の水平方向）と副走査用（眼底の鉛直方向）として２つのスキャナー１０９−１、２（本実施例ではガルバノスキャナー）を用いた。なお、この走査光学系１０９として、より高速な撮像のために主走査用に共振スキャナーを用いることもある。また、走査光学系１０９内の各スキャナーを光学的な共役状態にするために、各スキャナーの間にミラーやレンズといった光学素子を配置する場合もある。これら走査光学系１０９のスキャナーは各々追尾制御部２０２に接続されており、通常の照明光の走査に加えて、眼の運動の影響を取得画像において補正するように照明光の走査位置の変更の指示を受け付ける。
【００２５】
走査光学系１０９で走査された照明光１０５は、接眼レンズ１１０−１および１１０−２を通して被検眼１１１に照射される。被検眼１１１に照射された照明光１０５は、眼底で反射もしくは散乱される。接眼レンズ１１０−１、２の位置を調整することによって、被検眼１１１の視度にあわせて照明光１０５の最適な照射を行うことが可能となる。なお、本実施例では、接眼部として接眼レンズ１１０−１、２を用いたが、これらを球面ミラー等で構成してもよい。
【００２６】
被検眼１１１の眼底の網膜から反射もしくは散乱された反射光は、入射した時の経路を逆向きに進行し、一部は光分割部１０６によって波面測定装置１１５に反射され、光線の波面分布を測定するために用いられる。なお、本実施例では、波面測定手段を有する波面測定装置１１５としてシャックハルトマンセンサーを用いた。しかし、波面測定装置はそれに限定されるものではなく、曲率センサーのような他の波面測定手段や、結像させた点像から波面収差を逆計算で求めるような方法を適用した装置を用いてもよい。
【００２７】
図１において、光分割部１０６を透過した反射光は光分割部１０４によって反射され、コリメータ１１２、および光ファイバー１１３を通して光強度センサー１１４に導光される。反射光は光強度センサー１１４で電気信号に変換され、制御部１１７によって検出された光の強度が配列化されて、該強度に基づいて画像に構成される。構成された画像は、眼底画像としてディスプレイ１１８に表示される。
【００２８】
波面測定装置１１５は補償光学制御部１１６に接続され、測定した光の波面分布を補償光学制御部１１６に伝える。波面補正装置１０８も補償光学制御部１１６に接続されており、これを経る光に対して補償光学制御部１１６から指示された空間的な位相変調を行う。より詳細には、補償光学制御部１１６は波面測定装置１１５で測定された波面分布を基に、収差のない波面分布へと補正するような補正量を計算し、波面補正装置１０８に補正条件を指令する。
【００２９】
なお、ＡＯ−ＳＬＯでは、光学系の一部に被検眼が含まれていることで、光学系が不確定な状態となっている。このため、一般的に１回の波面分布の測定および補正では、小さな収差の波面分布に到達することは困難である。従って、波面分布の測定と補正とを繰り返して実行し、撮像可能な収差まで収束するまでこの繰り返しを継続している。これによって、照明光が眼底に至るまでの光路の収差を小さくでき、眼底に集光するスポットの大きさを小さくでき、空間的な分解能が高い画像を得る事が可能となる。
【００３０】
次に、ＷＦ−ＳＬＯについて説明する。ＷＦ−ＳＬＯの構成は、基本的には、これまで説明してきたＡＯ−ＳＬＯと同じである。ＷＦ−ＳＬＯは、ＡＯ−ＳＬＯに対して、波面測定装置や波面補正装置や補償光学制御部が無いことにおいて異なっている。また、ＷＦ−ＳＬＯで撮像する画像の画角は、ＡＯ−ＳＬＯの画角よりも広くなっている。また、ＷＦ−ＳＬＯで撮像する画像の解像度は、ＡＯ−ＳＬＯの解像度よりも劣っている。つまり、ＷＦ−ＳＬＯは低解像度で広画角な画像が得られ、ＡＯ−ＳＬＯは高解像度で狭画角な画像が得られる。また、上述した眼の不随意運動はＡＯ−ＳＬＯの画角を超える場合があり、追尾のための情報を得るためには広画角なＷＦ−ＳＬＯの画像を通常用いている。
【００３１】
図１に示す構成におけるＷＦ−ＳＬＯ２０１において使用している光源の波長は、９００ｎｍとなっている。ＡＯ−ＳＬＯ中にダイクロイックミラー２００があり、ＷＦ−ＳＬＯ２０１からの照明光とＡＯ−ＳＬＯの照明光１０５とが合波されて、被検眼１１１に照射される。被検眼１１１に照射された光は、眼のレンズである水晶体によって、眼底上に集光される。この集光された光が、眼底で反射され、装置に戻ってくる。被検眼１１１より戻ってきた光は、ダイクロイックミラー２００により、光りの波長の帯域に応じて、ＷＦ−ＳＬＯ２０１の光とＡＯ−ＳＬＯの光とに分離され、各々の光学系に導光される。
【００３２】
ＷＦ−ＳＬＯ２０１により取得される画像（ＷＦ画像と呼ぶ）の一例を図２に示す。同図に示すように、眼底画像において、視神経乳頭３００、血管３０１、および中心窩の存在する領域３０３が同時に画像化されている。
【００３３】
また、眼の動きを小さくするために被検者に注視させる固視標が、被検者の眼に対して表示される。固視標は、例えば有機ＥＬディスプレイ（不図示）を用いて表示される。固視標の形状は十字型が一般的であるが、丸形状でもよいしリング形状でもよい。この固視標の位置や大きさは、変更できることが好ましい。この固視標の表示位置を変えることで、被検者が注視する方向、すなわち眼の向きを変更する。これによって、ＷＦ−ＳＬＯ２０１とＡＯ−ＳＬＯの光が眼底上で集光する箇所を変更し、撮像する位置を変更できるようになっている。
【００３４】
ここで、図１０を用いて、ディスプレイ１１８に表示される画像等の詳細な内容について説明する。また、表示内容に付随して、撮像者の撮像手順やこれに応じた走査型レーザ検眼鏡（ＳＬＯ）等の眼底撮像装置の挙動についても説明する。
【００３５】
ディスプレイ１１８には、後述する各種画像等を含めたディスプレイ全体の画像７００が表示される。実際の眼底画像等の撮影に際しては、不図示の前眼部カメラを用いて、被検眼１１１の前眼部の画像を撮像する。この画像が前眼部画像として前眼部表示画面７０１に表示される。
【００３６】
固視標位置画面７０２は、固視標の表示位置を表示する。また、該固視標位置画面７０２に表示される印７０２-１、２は、実際に被検眼に提示される固視標の位置を示す。撮像者が制御部１１７に接続されているマウス等を用いて、固視標位置画面７０２の任意の位置に表示される指標を移動させてクリック動作をすると、上述した有機ＥＬディスプレイ上のその位置に対応した場所に固視標が移動する。この固視標を被検者が注視する事で、被検眼を所望の向きに向かせる事ができ、眼底の撮像位置を変更できる。
【００３７】
ＷＦ−ＳＬＯリアルタイム表示画面７０３では、ＷＦ−ＳＬＯ２０１によって撮像された画像がリアルタイムに表示される。ＷＦ−ＳＬＯリアルタイム表示画面７０３の中の矢印は、ある瞬間の被検者の眼の動きによる、眼底の移動の方向および量を表している。また、同表示中の丸は乳頭を模擬しており、そこから伸びている二本の曲線はアーケード血管を模擬している。これらも眼の動きに対応して移動する。また、ＷＦ−ＳＬＯリアルタイム表示画面７０３に重畳表示される枠９００（９００−１、２）は、ＡＯ−ＳＬＯで撮像する領域であるＡＯ−ＳＬＯ撮像枠である。
【００３８】
本実施例では後述の追尾機能によって、被検眼の動きが検出され、常に眼底の同じ位置をＡＯ−ＳＬＯで撮影できるようになっている。そのため、この追尾の操作に対応して、ＡＯ−ＳＬＯ撮像枠９００も９００−１から９００−２に移動している。撮像者は、トラッキングＯＮボタン７１０やトラッキングＯＦＦボタン７１１をクリックする事で、任意にトラッキングのＯＮやＯＦＦを切り替えられる。
【００３９】
起動ボタン７０８は、ＷＦ−ＳＬＯ２０１の撮像において照明光を眼底に合焦させるオートフォーカス機能を起動するボタンである。撮像者は、ＷＦ−ＳＬＯ２０１の撮像が開始されたら、この起動ボタン７０８をクリックし、眼底にオートフォーカスして良好なＷＦ−ＳＬＯ画像を得ることが可能となっている。本実施例における実際のオートフォーカスの操作では、画像のコントラストがピークとなるように、不図示のフォーカスレンズの位置を変更する。
【００４０】
ここで、ＷＦ−ＳＬＯによる静止画の記録について述べる。
ＷＦ−ＳＬＯ静止画表示画面７０５には、所定の時間分のＷＦ−ＳＬＯの動画を基に作成されたＷＦ−ＳＬＯ静止画が表示される。この所定の時間は、ＷＦ−ＳＬＯ記録時間指示部７０７に数値を入力することで指定される。ＷＦ−ＳＬＯ記録開始ボタン７０９がクリックされると、ＷＦ−ＳＬＯの動画の記録が開始され、指示された時間分の動画が記録される。ＷＦ−ＳＬＯ静止画はその動画の各フレームを重ね合せる事で作成され、各フレームに含まれるランダムノイズが相殺されて、ランダムノイズが低減される。この重ね合わされた画像が、ＷＦ−ＳＬＯによる静止画となり、画像７００上のＷＦ−ＳＬＯ静止画表示画面７０５に表示される。
【００４１】
ＡＯ−ＳＬＯリアルタイム表示画面７０４では、ＡＯ−ＳＬＯによって撮像された画像がリアルタイムに表示される。
【００４２】
ＡＯ−ＳＬＯは、眼底上での撮像位置を調整するためのステアリングと呼ぶ機能を有している。該ステアリングは、スキャナー１０９−１、１０９−２による照明光１０５の走査位置にオフセット値を重畳させる事で、撮像位置を任意に調整する機能である。予め、撮像する複数の位置が決まっている場合に、ステアリングを用いれば、被検者に目を意図的に動かしてもらう必要が無くなる。具体的には、撮像予定位置の情報に基づいて、スキャナー１０９−１、１０９−２による照明光１０５の走査位置を変える事で、複数の位置の撮像を自動で行うことが可能となる。また、撮像者の意図と異なる位置が撮像されている時にも、このステアリングの機能を用いて、撮像位置の調整を行う事もできる。
【００４３】
本実施例では、ステアリング操作ボタン７１４を用いて、このステアリングの操作を実行する。撮像者は、このボタン（矢印部分）をクリックする事で、被検眼１１１の眼軸に直交した平面のＸＹ等の二方向に撮像位置を変更する事が可能となっている。この撮像位置の変更は、ＷＦ−ＳＬＯ静止画表示画面７０５の中の、ＡＯ−ＳＬＯ撮像枠９００（９００−１、３）の位置に反映される。即ち、このステアリング操作で、ＡＯ−ＳＬＯ撮像枠９００は、例えば、枠９００−１の位置から枠９００−３の位置に変更される。
【００４４】
ＡＯ−ＳＬＯフォーカス調整ボタン７１２、７１３は、ＡＯ−ＳＬＯのフォーカスを調整するボタンであり、これをクリックすることによって、照明光１０５の眼底での合焦位置を変更する事が可能である。本実施例では、この操作に応じて、波面補正装置１０８のフォーカス成分にオフセットを付与する。これにより、眼底の視細胞の層や血管の層など、撮像者の意図する層の撮像が可能となっている。なお、本実施例では波面補正装置１０８を主にフォーカス調整を行う例を示しているが、これらボタンによって接眼レンズ１１０の位置調整を行い、これによってフォーカス調整を行うこととしてもよい。また、これら構成を組み合わせてもよい。
【００４５】
ＡＯ−ＳＬＯ静止画表示画面７０６には、所定の時間分のＡＯ−ＳＬＯの動画を基に作成されたＡＯ−ＳＬＯ静止画が表示される。この所定の時間は、ＡＯ−ＳＬＯ記録時間指示部７１５に数値を入力することで指定される。ＡＯ−ＳＬＯ記録開始ボタン７１６がクリックされると、この記録を開始し、指示された時間分の動画を記録する。ＡＯ−ＳＬＯ静止画はその動画の各フレームを重ね合せる事で作成され、各フレームに含まれるランダムノイズが相殺されて、ランダムノイズが低減される。この重ね合わされた画像が、ＡＯ−ＳＬＯによる静止画となり、画像７００上のＡＯ−ＳＬＯ静止画表示画面７０６に表示される。
【００４６】
次に、本実施例に係る眼底撮像装置における処理全体のフローチャートを示す図１１を用いて、撮像者の操作、装置の処理、画面表示の流れについて説明する。なお、同図中の左の列が撮像者の操作、真ん中の列が装置の処理、右の列が画面表示を示している。
【００４７】
まず、ステップＳ１３０１にて、撮像者が装置の電源をＯＮした後に、制御部１１７によって撮像プログラムが起動される。次に、ステップＳ１３０２にて、制御部１１７は、装置の立上げ処理、固視標の表示、ＷＦ−ＳＬＯの撮像の開始、およびＡＯ−ＳＬＯの撮像の開始の各操作を行う。なお、立上げ処理には、上述した不図示の眼底カメラ等を用いた前眼部画像の撮像の開始の操作も含まれる。
【００４８】
これらの処理の直後に、ステップＳ１３０３において、ディスプレイ１１８上の前眼部表示画面７０１、固視標位置画面７０２、ＷＦ−ＳＬＯリアルタイム表示画面７０３、およびＡＯ−ＳＬＯリアルタイム表示画面７０４による各々の画像の表示が実行される。これら各画面においては、フローチャートにおける最終ステップであるステップＳ１３２０に至るまで、画像更新が継続される。
【００４９】
ステップＳ１３０３の後のステップＳ１３０４では、撮像者が、前眼部表示画面７０１に表示される前眼部像を参照しながら、不図示の位置調整機構によって可能となっている装置の接眼部と被検眼との位置調整を行う。位置調整機構としては、例えばジョイスティックが例示されるが、他の公知の手段を用いても構わない。続くステップＳ１３０５で、撮像者がオートフォーカス機能を起動する起動ボタン７０８をクリックすると、ステップＳ１３０６において、眼底撮像装置はＷＦ−ＳＬＯのオートフォーカスを開始する。
【００５０】
オートフォーカスが一旦終了した後、ステップＳ１３０７で撮像者がＷＦ−ＳＬＯ記録開始ボタン７０９をクリックする。この操作に応じて、ステップＳ１３０８では、眼底撮像装置が改めてＷＦ−ＳＬＯのオートフォーカスを行い、当該操作終了後に、ＷＦ−ＳＬＯ静止画が取得される。このＷＦ−ＳＬＯ静止画は、ＷＦ−ＳＬＯ静止画表示画面７０５に表示される。
【００５１】
これと同時に、後述する追尾操作（トラッキング）を開始する。ステップＳ１３０９では、ＷＦ−ＳＬＯ静止画表示画面７０５にＷＦ−ＳＬＯ静止画が表示される。また、この表示の操作と共にトラッキングＯＮボタン７１０が点灯し、操作者にトラッキングがＯＮになっている事を通知する。
【００５２】
ステップＳ１３１０では、撮像者による固視標位置画面７０２での指標の移動およびクリック、もしくは、ＷＦ−ＳＬＯ静止画表示画面７０５上で指標の移動およびクリックによって、ＡＯ−ＳＬＯにより撮像する眼底上の位置を指定する。ステップＳ１３１１では、眼底撮像装置が、この位置の指定に対応した固視標の提示位置の変更を行う。この際、フォーカスが所望の層に追従するように、ＷＦ−ＳＬＯ２０１におけるオートフォーカスが再度行われ、フォーカス状態の追従も行われる。
【００５３】
ステップＳ１３１２では、ＷＦ−ＳＬＯ静止画表示画面７０５の表示画像、これに重畳表示されるＡＯ−ＳＬＯ撮像枠９００、およびＡＯ−ＳＬＯリアルタイム表示画面７０４の画像を見ながら、撮像者がステアリング操作ボタン７１４をクリックする。このクリックによって、ＡＯ−ＳＬＯの撮像位置を調整する。また、この操作に伴って、ＡＯ−ＳＬＯフォーカス調整ボタン７１２および７１３をクリックして、ＡＯ−ＳＬＯのフォーカス位置を調整する。更にこれら動作に対応して、ステップＳ１３１３では、眼底撮像装置が、ＡＯ−ＳＬＯの撮像位置とフォーカス状態とを変更、調整する。
【００５４】
これらの調整の後に、ステップＳ１３１４で、撮像者がＡＯ−ＳＬＯ記録開始ボタン７１６をクリックすると、ステップＳ１３１５で、眼底撮像装置は高精細な画像を得るために画角を縮小すると共に画素ピッチを狭める。その後、ステップＳ１３１６からＳ１３１９の、ＡＯ−ＳＬＯ撮像位置の変更、ＡＯ−ＳＬＯ画像の取得、ＡＯ−ＳＬＯ画像の位置合わせ、およびＡＯ−ＳＬＯ静止画の表示、の操作が繰り返される。以上により、ステアリング動作を用いた撮像位置の変更と、ＡＯ−ＳＬＯによる静止画記録、撮像した画像の位置合わせ、位置合わせ後の画像の結合、ＡＯ−ＳＬＯによる静止画の表示が繰り返される。これらの撮像操作の繰り返しが完了すると、ステップＳ１３２０にて一連の撮像が終了する。
【００５５】
次に、眼の運動に伴って継時的に移動する眼底における撮像領域の位置変化を検知して、この位置変化を補正するように照明光の向きを変更して、撮像位置（照明光の走査位置）を補正する追尾機能について説明する。
【００５６】
まず、従来の追尾機能を動作させた場合についての処理手順を、図３に示すフローチャートを用いて説明する。なお、ここで述べる処理は、追尾制御部２０２によって制御、実行される。
【００５７】
ステップＳ１００で、追尾機能を動作させる眼底追尾プログラムを開始する。続くステップＳ１０１で、ＷＦ−ＳＬＯ２０１を用いて、図２に示すＷＦ−ＳＬＯ画像の全体を画像化した基準画像３０５を取得する。更に、ステップＳ１０２で、ＷＦ−ＳＬＯ２０１を用いて、被検出画像３０６−１を取得する。本例において、被検出画像３０６−１は、ＷＦ−ＳＬＯ画像（基準画像３０５）の一部の領域となっている。被検出画像３０６−１の取得後、ステップＳ１０３で、基準画像３０５と被検出画像３０６−１との相対的な位置ずれを検出する。検出アルゴリズムは、位相限定相関法を用いる。
【００５８】
なお、本例では位相限定相関法を用いているが、検出アルゴリズムは他の如何なる方法でも構わない。相対的な位置ずれの検出結果は、図２中のＸ方向（眼底の水平方向）の検出値ΔＸと、Ｙ方向（眼底の鉛直方向）の検出値ΔＹとして求められる。ＡＯ−ＳＬＯにおける追尾動作において、これら検出値は、ＷＦ−ＳＬＯにおける測定光の照射位置の補正ではなく、ＡＯ−ＳＬＯにおける測定光の照射位置の補正に用いられる。ステップＳ１０４では、検出したΔＸをＡＯ−ＳＬＯのスキャナー１０９-１が眼底に照明光１０５を照射する際の位置補正の補正値として指令し、ΔＹをＡＯ−ＳＬＯのスキャナー１０９−２の位置補正の補正値として指令する。これによって、ＡＯ−ＳＬＯの撮像位置は、眼の運動に対してＸ方向（眼底の水平方向）もＹ方向（眼底の鉛直方向）も補正され、撮像位置の追尾ができる。
【００５９】
ステップＳ１０４での処理が終わると、フローはステップＳ１０２に移行して、この追尾する操作を繰り返す。この繰り返しの際には、被検出画像３０６−２、３０６−３、３０６−４、および３０６−５と示される順に、被検出画像を次々に変更していく。被検出画像３０６−５に対する処理が終了すると、被検出画像３０６−１に対応する画像を新たな被検出画像とするように画像の取得位置が基に戻る。その後、被検出画像３０６−２、３、４、および５に対応する位置での画像取得とその後の処理とが順次実行される。即ち、被検出画像３０６の位置を変更していく動作を、被検出画像３０６−１〜３０６−５各々に対して順次繰り返す。
【００６０】
ここで述べた例では、ＷＦ−ＳＬＯ画像のフレーム更新期間をＴとすると、撮像位置のずれの検出およびＡＯ−ＳＬＯにおける照明光１０５の照射位置に対する位置補正の指令が、更新期間Ｔの間に５回できる。被検出画像として基準画像３０５と同様の撮像範囲の画像を用いるのではなく、このように被検出画像３０６をＷＦ−ＳＬＯ画像の一部とする事で、位置ずれの検出および位置補正の指令の出力の単位時間当たりの頻度を増やすことが可能となる。これにより、眼の動きに対して追尾する際の時間遅れを短くする効果が得られ、眼の動きに対する追尾の残差を小さくする効果が得られる。
【００６１】
ステップＳ１０２からＳ１０４の操作の繰り返しと並行して、ＡＯ−ＳＬＯを用いたＡＯ−ＳＬＯ画像の取得が行われる。以上で述べた追尾機能が通常通り動作し、眼の動きに対しスキャナー１０９−１、２による照明光１０５の照射位置が追従していれば、このΔＸおよびΔＹを用いたＡＯ−ＳＬＯ画像の取得においても適宜照射位置の補正が実行される。従って、良好なＡＯ−ＳＬＯの画像が得られる。ＡＯ−ＳＬＯ画像が取得されるまで上述した繰り返しは行われ、ステップＳ１０５にて、眼底追尾プログラムを終了する。
【００６２】
ここで、従来の追尾機能について、詳細に説明する。
図４は、眼の動き４００、ＡＯ−ＳＬＯ画像の撮像可能な範囲５００、およびＡＯ−ＳＬＯ画像の撮像画角５０１の関係を模式的に表した図となっている。同図において、眼の動き４００の軌跡は、矢印によって模式的に表されている。なお、実際には、被検眼眼底におけるＡの位置にある点（撮像画角５０１Ａの中心）がこの矢印に沿って観察画面上を移動している。これに対して、ＡＯ−ＳＬＯの撮影光学系等は被検眼に対して動いておらず、従って撮像可能な範囲５００も位置移動を行わない。
【００６３】
ここで、眼の不随意的な動き４００には、トレマ４０１、ドリフト４０２、フリック４０３、およびサッケード４０４といった種類がある。トレマ４０１は、被検眼の非常に小さな振幅の高周波の動きである。ドリフト４０２は、被検眼の小さな滑らかな動きである。フリック４０３は、被検眼の小さな跳ぶような動きである。サッケード４０４は跳躍運動とも呼ばれ、被検眼の大きな跳ぶような動きである。
【００６４】
ＡＯ−ＳＬＯによる撮像可能な範囲５００は、同図において、眼底上でＬ×Ｌのサイズとなっている。光学系の構成によってこの範囲５００外の画像を得ようとすると、眼底からの反射光の画像情報が部分的に無くなってしまう所謂ケラレの発生や、光学系の収差が大きい部分を経た光に基づいた画像化が生じる。その結果として、生成される画像では、著しい画質の劣化が起こり得る。なお、ここで示す例では、ＡＯ−ＳＬＯにおける撮像画角５０１は、眼底上でＭ×Ｍのサイズとなっている。
【００６５】
従来の追尾機能では、ステップＳ１００の眼底追尾プログラムが開始されると、その直後のステップＳ１０１で取得されるＷＦ−ＳＬＯ画像が基準画像３０５になる。その際、不図示の固視標の提示によって被検眼の固視が促されており、基準画像３０５は眼底上の所望の範囲における略中心部の画像として得られる。そして、基準画像取得時においてＡＯ−ＳＬＯによって画像を得ようとする撮像位置は、同様の固視標の提示によって撮像画角５０１Ａ内の点、より理想的には撮像位置中心が点Ａの位置に存在することを前提とし、以降の追尾のプログラムは、この基準画像３０５が取得され、且つＡＯ−ＳＬＯの撮像位置が画角５０１Ａとなっていることを前提として実行される。
【００６６】
しかし、実際には、基準画像取得時の瞬間の眼の動きが、眼の動き４００の内のいずれの位置にあるかは不定である。即ち、基準画像３０５の取得時に、ＡＯ−ＳＬＯにおいて撮像すべき撮像画角が不随意運動により意図した画角５０１Ａの位置からずれる可能性が有る。具体的には、撮像中心が、点Ａの位置ではなく、図４に示される点Ｂの位置（画角５０１Ｂ）や、点Ｃの位置（画角５０１Ｃ）、或いは点Ｄの位置（画角５０１Ｄ）に存在している可能性がある。即ち、この点Ｂの位置や点Ｃの位置に画像を得るべき撮像画角５０１が存在する状態で得られたＷＦ−ＳＬＯ画像を、基準画像として追尾プログラムの目標位置に設定してしまうことが実際には起こり得る。
【００６７】
この場合、ＷＦ−ＳＬＯ２０１およびＡＯ−ＳＬＯの装置側で定められた撮影用のフレームは動かないが、サッケード等によりフレーム内に存在する眼底の領域は動いてしまう。従って、サッケード発生時においてＡＯ−ＳＬＯで撮像する撮像画角の中心は、サッケードが生じて本来意図してない眼底の領域に対して取得したＷＦ−ＳＬＯ画像を基準として定めた撮像可能な範囲５００における点Ａの位置となる。その結果、本来得ようとしていた画角５０１Ａに対応する眼底の領域はＡＯ−ＳＬＯで撮像可能な範囲５００の外にはみ出してしまい、良好な追尾が行われない。また、はみ出した領域では得た画像情報に基づいて画像を生成するため、著しい画質の劣化がおこってしまう。ここで、追尾を精度よく行おうとした場合、より細かく位置補正を行うために撮像可能な範囲５００の寸法であるＬの値を撮像画角５０１の寸法のＭに対して相対的に小さくすることも考えられる。しかし、撮像可能な範囲５００の寸法のＬに対して、撮像画角５０１の寸法のＭが占める割合が大きいと、ここで述べた画角のはみ出しといった問題の発生頻度が大きくなる。
【００６８】
また、上述したように、ＡＯ−ＳＬＯには撮像箇所を調整するためのステアリングと呼ぶ機能を有している。上述したように、ステアリングでは、スキャナー１０９−１、２による照明光１０５の照射位置にオフセット値を重畳させる事で、撮像位置を任意に調整する機能である。予め、撮像する複数の位置の撮像位置が決まっている場合に、この撮像位置の情報を基にステアリングによってスキャナー１０９−１、２による照明光１０５の照射位置を変えることができる。よって、被検者に目を意図的に動かしてもらうことなく、スキャナー１０９−１、２各々の位置を変えて複数の撮像位置での撮像を自動で行う事が可能となる。また、撮像者の意図と異なる位置が撮像されている時にも、このステアリングの機能を用いて、撮像位置の調整を行う事もできる。
【００６９】
しかし、例えば、眼の動き４００の中で点Ｄの位置の時にＷＦ−ＳＬＯ画像の基準画像３０５が設定されると、図中Ｙ方向のステアリングと追尾とを合わせて行える照射位置調整の許容量は図中のＨの量に制限されてしまう。ここで、点Ｄの位置での図中Ｙ方向の位置をＪとすると、Ｈ＝（Ｌ−Ｍ）／２−Ｊの式が成立する。
【００７０】
例えば、撮像可能な範囲のＹ方向の寸法Ｌに対して、撮像画角のＹ方向の寸法Ｍが寸法Ｌの５０％で、Ｙ方向の寸法Ｊが寸法Ｌに対して２０％だとする。この場合、ステアリングと追尾とを合わせた照明光照射位置の補正の許容量Ｈは、撮像可能な範囲におけるＹ方向の寸法Ｌの５％と小さくなってしまう。
【００７１】
以上を勘案した本実施例で用いる追尾機能について、次に説明する。図５は、本実施例に係る追尾機能の動作時の処理手順を示すフローチャートである。なお、同図に示す一連の処理は、追尾制御部２０２によって制御され、実行される。
【００７２】
ここで、本実施例の特徴部分はステップＳ２０２〜Ｓ２０６において実行される処理である。具体的には、本実施例の特徴は、眼の動きを検出してデータとして格納し、眼の動きの略中心位置を演算し、この中心位置を追尾機能の動作時における目標位置として設定することにある。
【００７３】
以下、フローチャートにおける各処理について説明する。ステップＳ２００で、追尾機能を動作させる眼底追尾プログラムを開始する。続くステップＳ２０１で、ＷＦ−ＳＬＯ２０１を用いて、図２に示すＷＦ−ＳＬＯ画像の全体を画像化した基準画像３０５を取得する。更に、ステップＳ２０２で、被検出画像３０６−１を取得する。本実施例において被検出画像３０６−１は、ＷＦ−ＳＬＯ画像（基準画像）の一部の領域となっている。被検出画像３０６−１の取得後、ステップＳ２０３で、基準画像３０５と被検出画像３０６−１の相対的な位置ずれを検出する。検出アルゴリズムは、位相限定相関法を用いる。
【００７４】
即ち、ステップＳ２０１では、被検眼眼底における基準画像３０５に対応する所定の撮像範囲の画像を、該眼底の動きを測定する際の基準画像として取得する。この操作は、ＷＦ−ＳＬＯ２０１および制御部１１７を含む取得手段と機能する諸構成により実行される。ステップＳ２０２では、所定の撮像範囲の内に含まれる領域として、異なる時間に各々取得される複数の被検出画像である３０６−１〜３０６−５を取得する。この操作も、ＷＦ−ＳＬＯ２０１および制御部１１７を含む諸構成により実行される。なお、ここでは被検出画像は基準画像３０５をＹ方向に並ぶ複数の帯状に分割して得ているが、被検出画像の抽出様式はこれに限定されない。時分割的に所定の撮像範囲の領域より被検出画像を抽出、取得することとし、その際に連続して同じ領域の画像を得なければよい。ステップＳ２０３では、基準画像３０５とのこれら被検出画像各々との位置ずれを検出する。この操作は、制御部１１７におけるずれ検出手段として機能する構成により実行される。
【００７５】
なお、本実施例では位相限定相関法を用いているが、検出アルゴリズムは他の如何なる方法でも構わない。相対的な位置ずれの検出結果は、図２中のＸ方向（眼底の水平方向）の検出値ΔＸと、Ｙ方向（眼底の鉛直方向）の検出値ΔＹとして求められる。ステップＳ２０４では、検出値のΔＸとΔＹを追尾制御部２０２の所定のデータ格納領域に格納する。格納後、フローはＳ２０２に戻り、次の被検出画像３０６−２を取得する。以下、ステップＳ２０３およびＳ２０４において、被検出画像３０６−１の場合と同様の操作が実行される。即ち、ステップＳ２０２〜Ｓ２０４の各操作を被検出画像３０６の範囲を変更しながら繰り返し、眼の動きのデータをデータ格納領域に蓄積する。蓄積する期間や回数は、例えば１秒間であったり、例えば１００サンプリングであったりと任意でよい。
【００７６】
任意の数のデータを蓄積した後、ステップＳ２０５で、これら相対的な位置ずれのデータより、図４の中におけるＸ方向およびＹ方向での略中心位置を演算する。即ち、ステップＳ２０４において検出された位置ずれに対して以降に詳述する統計処理を施すことにより、基準画像３０５におけるずれの中心位置を演算する。この操作は、制御部１１７および追尾制御部２０２において演算手段として機能する構成において実行される。
【００７７】
なお、本実施例においてこの略中心位置の座標を演算する際に用いた統計処理における演算アルゴリズムは、平均化処理である。しかし、本実施例では平均化処理を用いたが、略中心位置を求めるものであれば、如何なる演算アルゴリズムでも構わない。例えば、中央値を演算しても、最頻値を演算してもよいし、メジアンランクを採用してもよいし、二乗平均平方根でもよい。位置を滞在時間で積分して平均化処理をしてもよい。また、各々の演算の際に、如何なるフィルタを適用してもよい。空間的なフィルタ処理を入れても、時間的なフィルタ処理を入れても、検出値の絶対値に対してでも、周波数成分に対してカットオフフィルタ処理やバンドパスフィルタ処理や移動平均処理を入れてもよい。即ち、蓄積された相対位置或いは相対的な位置ずれの各データに対して統計処理に基づくこれらの演算を行うことで、図４中の眼の動きの略中心として、被検眼における点Ａの位置を特定することができる。
【００７８】
点Ａの位置を特定後、ステップＳ２０６で、追尾の操作における目標位置を、Ｘ座標をＸ０に、Ｙ座標をＹ０に設定する。即ち、以降の追尾操作における基準画像を、このＸ０、Ｙ０を中心とするＷＦ−ＳＬＯの全体画像に設定する。これにより、追尾機能の目標位置が、眼の動きの略中心に設定される。ＡＯ−ＳＬＯ画像の眼底での撮像可能な範囲５００は、この基準画像における座標中心（Ｘ０、Ｙ０）に基づくＸＹ座標系において指定される。その際、指定される座標は、撮影可能な範囲５００の中心であり且つ撮像画角５０１Ａの中心の点Ａの位置として指定される。従って、ＡＯ−ＳＬＯにおいて画像を得る際に随時位置補正する場合における初期画像の取得位置が撮像画角５０１Ａで得られる画像となる。
【００７９】
以降、ステップＳ２０７で被検出画像３０６を取得し、ステップＳ２０８で目標位置を中心として生成される基準画像３０５と被検出画像３０６の相対位置を演算する。この演算の方法は位相限定相関法を用いる。検出アルゴリズムは他の如何なる方法でも構わない。即ち、ステップＳ２０７以降、中心位置が演算による取得後は、その後に得られる被検出画像３０６とこの中心位置とに基づいて画像の取得位置（照明光の照射位置）の補正が行われる。この操作は、追尾制御部２０２において取得位置補正手段として機能する構成により実行される。相対位置の検出結果は、図２中のＸ方向（眼底の水平方向）の検出値ΔＸと、Ｙ方向（眼底の鉛直方向）の検出値ΔＹである。
【００８０】
ステップＳ２０９で、ΔＸ＋Ｘ０を補正後のスキャナー１０９−１による照明光１０５の照射位置として指令し、ΔＹ＋Ｙ０をスキャナー１０９−２による照明光１０５の照射位置として指令する。これによって、ＡＯ−ＳＬＯの撮像位置は、眼の運動に対して、Ｘ方向（眼底の水平方向）についてもＹ方向（眼底の鉛直方向）についても追尾の操作が実行できる。ステップＳ２０９が終わると、フローはステップＳ２０７に戻り、ステップＳ２０７〜Ｓ２０９の操作が繰り返される。この際、被検出画像３０６の位置を、３０６−１〜３０６−５の中で変更して、各々の画像取得に応じて追尾の操作を繰り返す。
【００８１】
この操作は従来の追尾機能と同様であり、本実施例では基準画像として用いる画像が従来と異なっている。このように被検出画像を基準画像内で細かく分割して得る操作によって得られる効果は、従来の追尾機能と同様である。即ち、眼の動きに対して追尾する際の時間遅れを短くし、眼の動きに対する追尾の残差を小さくするという効果が得られる。
【００８２】
ステップＳ２０７からＳ２０９の操作の繰り返しと並行して、ＡＯ−ＳＬＯを用いて、画像を取得する。本実施例によれば、良好な画質のＡＯ−ＳＬＯ画像が安定して得られる撮影可能な範囲５００の略中心位置に撮像すべき撮像画角５０１を設定した上で追尾機能が働くことにより、眼の動きに対し追尾機能が効果的に働いて良好なＡＯ−ＳＬＯ画像が得られる。
【００８３】
所望のＡＯ−ＳＬＯ画像の取得後、追尾を行う必要が無くなり、ステップＳ２１０にて眼底追尾プログラムを終了する。
【００８４】
ここで、本実施例で用いる追尾機能の効果について説明する。
上述したように、従来の追尾機能では、眼の動き４００の中で点Ｄの位置の時に得られるＷＦ−ＳＬＯ画像を基準画像３０５と設定する場合が起こり得た。この場合、図４中のＹ方向のステアリングと追尾を合わせた位置補正の許容量は、図中のＨの量に制限されてしまっていた。本実施例で用いた追尾機能では、ＡＯ−ＳＬＯにおいて眼の動きが撮影可能な範囲５００の略中心の図４における点Ａの位置にある時に、ＷＦ−ＳＬＯにおける目標位置を定める画像を得ることが可能となっている。
【００８５】
この場合、図４中におけるＹ方向のステアリングと追尾を合わせた照明光１０５の照射位置補正のための許容量は、図中のＩの量に拡大する事ができている。即ち、Ｉ＝（Ｌ−Ｍ）／２の数式が成立する。従来の追尾機能ではＨ＝（Ｌ−Ｍ）／２−Ｊであったので、本実施例に係る追尾機能によればステアリングと追尾とを合わせた上述した許容量はＪ（＝Ｉ−Ｈ）だけ拡大できている。
【００８６】
例えば、撮像可能な範囲５００のＹ方向の寸法Ｌに対して、撮像画角のＹ方向の寸法Ｍが５０％で、Ｙ方向の許容量となる寸法Ｊがその２０％だとする。この場合、従来の追尾機能では、ステアリングと追尾を合わせた位置補正の許容量Ｈは、寸法Ｌの５％と小さくなってしまう。これに対して、本発明の追尾機能を適用すると、ステアリングと追尾とを合わせた位置補正の許容量Ｉは、寸法Ｌの２５％を確保できる事になる。ＡＯ−ＳＬＯでは、演算されたＷＦ−ＳＬＯ基準画像の中心位置に上述したオフセット量を加えて、所定の範囲の基準画像内において取得しようとする画像の位置を設定する。この場合、本実施例によれば追尾およびオフセットの操作において十分な余地を保持してこれらを実行することが可能となる。
【００８７】
なお、以上に述べた効果では、図４中におけるＹ方向での効果についてのみの説明とした。しかし、本実施例では、Ｘ方向についても、追尾機能の目標位置を眼の動きの略中心に設定できる。従って、Ｘ方向についてもステアリングと追尾とを合わせた照明光の照射位置の位置補正の許容量の増加が可能であり、Ｙ方向の場合と同様の効果が得られる。
【００８８】
ここで、装置の光学系の構成などによって、撮像可能な範囲は限られている。この範囲を超えた場合は、眼底からの反射光の画像情報が無くなってしまうケラレや、光学系の収差が大きい部分を経た光を基に画像化してしまうことにより、著しい画質の劣化が起こってしまう。本発明が課題とするように、眼が大きく動いたときの画像を基準画像とし、追尾の目標位置が該画像に対して設定された場合、この目標位置が撮像可能な範囲の外になってしまう。装置の撮像可能な範囲が限られる中で、このような目標位置の設定が行われた場合には、ケラレが想定より大きくなる、収差の大きい情報が極端に増加する等が生じ、当然良好な画像は得られない。
【００８９】
これに対し、上述したように、本実施例では固視微動の略中心の位置の情報を得て、この略中心の位置を追尾の目標位置と設定し、これにより意図した撮像位置の画像を得る事が可能となっている。従って、撮像する範囲を、装置の撮像可能な範囲に確実におさめることが可能となり、その結果としてケラレや画質劣化といった問題も回避することが可能となる。即ち、本実施例に係る構成により、眼が大きく動いた場合の位置に基づいて追尾の目標位置が設定されることによって生じる可能性が有る画質低下を抑制できる。
【００９０】
なお、上述した実施例では、眼底画像の取得、被検出画像との位置ずれ検出、および中心位置の演算をＷＦ−ＳＬＯ２０１により取得された画像に基づいて実行している。また、第二の画像取得手段としてのＡＯ−ＳＬＯにおける画像取得位置の補正を、該中心位置と中心位置の演算後に得られる被検出画像とにより行っている。
【００９１】
［実施例２］
実施例２は、実施例１と同様で、眼の運動に伴って継時的に移動する眼底における撮像領域の位置変化を検知して、この位置変化を補正するように照明光の向きを変更して、眼底での撮像位置を補正する追尾機能を、眼底撮像方法および装置に配している。
【００９２】
以下、本発明の実施例２について、主に実施例１と異なる点について、説明する。本実施例では、実施例１において当初得ていた基準画像に関して、座標（Ｘ０、Ｙ０）を求める際に、目標位置を設定した後で相対位置を得る際に用いる基準画像の画質を同時に向上させておく点において異なっている。なお、本実施例２に係る眼底撮像装置における構成は実施例１の装置構成と同じであるため、ここでの説明は省略する。以下、本実施例について、追尾機能を動作させた場合の処理手順を示すフローチャートである図６を用いて説明する。
【００９３】
ステップＳ３００で、追尾機能を動作させる眼底追尾プログラムを開始する。続くステップＳ３０１で、ＷＦ−ＳＬＯ２０１を用いて、図２に示すＷＦ−ＳＬＯ画像の全体を画像化した基準画像３０５と同等の基準元画像を取得する。なお、本実施例では、基準画像の元となる画像の取得を繰り返した後にこれら画像に基づいて実施例１の基準画像を決定することから、ステップＳ３０１にて取得する画像を以下では基準元画像と称する。
【００９４】
ステップＳ３０２では、取得した基準元画像の画質が良好か否かを判定する。画質が不良であれば取得画像を基準元画像に適さないとしてフローはステップＳ３０１に戻り、基準元画像の再取得を行う。このステップＳ３０１およびＳ３０２の操作は、良好な基準元画像が得られるまで繰り返される。後述するステップＳ３０５では相対位置の演算を行うが、その際に基準元画像の画質が不良であると、相対位置の演算の精度不良が起こってしまう。本実施例では、この精度不良の発生を防ぐために、画質指標を用いて適当な画質を有する画像を選別し抽出することとしている。
【００９５】
なお、本実施例では、基準元画像の平均輝度が所定値以上になっているか否かによって画質の判定を行っている。しかし、画質の判定はこの方法によらず、この他に、コントラストやヒストグラムやノイズの量が良好かで判定してもよく、その他の画質指標を用いてもよい。
【００９６】
基準以上の画質を有する基準元画像が得られると、フローはステップＳ３０３に進みこの基準元画像が格納される。続くステップＳ３０４では、実施例１のステップＳ２０２と同様に、被検出画像３０６−１を取得する。ステップＳ３０５で基準元画像に対する被検出画像３０６−１の相対的な位置ずれの演算を行う。相対的な位置ずれは、図２中のＸ方向（眼底の水平方向）の検出値ΔＸと、Ｙ方向（眼底の鉛直方向）の検出値ΔＹとして求められる。ステップＳ３０６では、演算された相対的な位置ずれ量であるΔＸとΔＹを追尾制御部２０２の所定のデータ格納領域に格納する。
【００９７】
ずれ量格納後、ステップＳ３０７で相対的な位置ずれの演算が十分に行われたか否かを判定する。本実施例では、演算回数が所定の量以上であるか否かを以て判定している。
【００９８】
なお、判定の基準は演算の回数に限定されず、他の基準であってもよい。例えば、所定の時間演算を行ったか否かで判定してもよいし、相対位置の時間周波数が所定の範囲の時間周波数を網羅するかで判定してもよい。或いは、眼の動きをよりよく捉えるための、他の判定基準を用いてもよい。
【００９９】
ステップＳ３０７において相対的な位置ずれの演算がまだ不十分であると判定されると、フローはステップＳ３０４に戻り、ステップＳ３０４〜Ｓ３０７の操作を繰り返す。この際、実施例１と同じく、被検出画像３０６−１を被検出画像３０６−２の位置の画像へと変更する。
【０１００】
ステップＳ３０７で相対的な位置ずれの演算が十分に行われたと判定されると、フローはステップＳ３０８に移行する。ステップＳ３０８で、基準元画像の格納数が十分か否かを判定する。後述するステップＳ３１０およびＳ３１１では、複数の基準元画像のお互いの相対位置を補正して、これら基準元画像の群の重ね合せ処理をする。この際に、用いる基準元画像は、十分にランダムノイズを低減する枚数とする必要がある。本実施例では、基準元画像の格納数が１６枚以上の条件を満たせば、フローはステップＳ３０９に移行することとしている。また、条件を満たさない場合には、フローはステップＳ３０１に戻って、条件を満足するまで、ステップＳ３０１〜Ｓ３０８の操作を繰り返す。
【０１０１】
ステップＳ３０９では、格納された基準元画像同士の相対的な位置ずれを演算する。ステップＳ３１０では、ステップＳ３０９の演算結果に基づいて、基準元画像同士の相対的な位置ずれを補正して、重ね合せ処理を行う。これにより、各々の基準元画像が有するランダムノイズが打ち消し合い、ノイズの低減が実現できる。ステップＳ３１１では、重ね合せ処理を行うことで得られた画像を基準画像に設定する。
【０１０２】
これによって、後述するステップＳ３１５で実施する基準画像と被検出画像との相対的な位置ずれの演算時に、ノイズが低減されて画質が向上した基準画像を用いる事ができる。従って、相対的な位置ずれの演算の精度が向上する。
【０１０３】
以降に実行されるステップＳ３１４からＳ３１７の操作は、実施例１におけるＳ２０７からＳ２１０で行われる操作と同様である。従って、ここでは、その説明を省略する。
【０１０４】
本実施例では、基準元画像を位置合わせした上で、重ね合せてランダムノイズの低減を実施し、その結果として基準画像を得ている。しかし、位置合わせを省いた場合であっても、重ね合せの処理を行えばランダムノイズの低減効果は減ってしまうものの、基準画像の画質向上といった効果は得られる。
【０１０５】
［実施例３］
実施例３は、実施例１と同様で、眼の運動に伴って継時的に移動する眼底における撮像領域の位置変化を検知して、この位置変化を補正するように照明光の向きを変更して、眼底での撮像位置を補正する追尾機能を、眼底撮像方法および装置に配している。実施例３では、これら追尾機能を活用して、複数のＡＯ−ＳＬＯ画像を効率的に取得し、これにより合成画像を相対的に短い時間で得るものである。
【０１０６】
以下、本発明の実施例３について説明する。本実施例では、実施例１で述べたステアリングでの撮影手順と、それに関係した眼底追尾プログラムにおける基準画像の設定方法が特徴となっている。なお、本実施例３に係る眼底撮像装置における構成は実施例１の装置構成と同じであるためここでの説明は省略する。
【０１０７】
図７は、本実施例で得られるＡＯ−ＳＬＯの画像の画角を模式的に表した物である。
ＡＯ−ＳＬＯの撮像１回の画角６００に対して、ステアリングを用いて撮像部位を移して４か所の撮像（画角６００−１〜６００−４での撮像）を行っている。画角６００−１〜６００−４は、図中の領域６０２で重なり合っている。この領域６０２の画像を用いて、画角６００−１から６００−４の位置合わせを行い、画像を結合する事で、結合画像６０１を得ている。結合画像６０１は、ディスプレイ１１８に提示される。このような画像の結合より、より広い画角のＡＯ−ＳＬＯの画像が得られる。本実施例では、各々の画角６００を撮像する際に、実施例１で述べた追尾機能を動作させる眼底追尾プログラムを用いている。より詳細には、撮像位置を切り替える毎に、追尾操作で用いる基準画像と目標位置とを順次設定している。
【０１０８】
以下、本実施例について、追尾機能を動作させた場合の処理手順を示すフローチャートである図８を用いて説明する。なお、図５に示した実施例１における追尾処理の各ステップと同様のステップに関しては、同様の参照番号を付記することとしてここでの詳細な説明を省略する。
【０１０９】
本実施例におけるステップＳ２００〜Ｓ２０９で行われる操作は、実施例１の場合の操作と同じである。ステップＳ２０７〜Ｓ２０９の操作が繰り返される間は、図４における点Ａの位置を基準として、スキャナー１０９−１、１０９−２によるＡＯ−ＳＬＯ画像の取得のための照明光１０５の照射位置の補正が行われている。
【０１１０】
この状態で、ステップＳ２１１において撮影位置（画角６００）が設定される。ステップＳ２１２では、例えば設定された撮影位置である画角６００−１に対応するように、スキャナー１０９−１、１０９−２各々のオフセット量を演算し、各々に対する位置指令にその演算結果が反映される。この際の演算では、光学系の収差による撮影位置の変化も反映させることが好ましい。
【０１１１】
位置指令に応じてスキャナー１０９−１、１０９−２が照明光１０５の照射位置を変更した後、ステップＳ２１３において、設定された撮像画角６００−１での眼底画像の撮像を行う。ステップＳ２１４では、全ての撮像位置の撮像が完了したかを判定する。本実施例の場合には、図７に示す撮像位置の全て（撮像画角６００−１〜６００−４）での撮像が完了しているか否かが判定される。完了していなければ、ステップＳ２１１に戻り、撮像位置を次の位置に変更して、その後ステップＳ２１１〜ステップＳ２１３の操作を繰り返す。全ての撮像位置（画角６００）が撮像されているとステップＳ２１４で判定されると、フローはステップＳ２１５に移行する。
【０１１２】
ステップＳ２１５では、取得した画像（画角６００−１〜４）の全てについて画像処理を行って結合し、結合画像６０１を生成する。結合画像６０１が生成された後、フローはステップＳ２１０に移行し、追尾プログラムを終了させる。
【０１１３】
本実施例によれば、４か所の撮像位置の画像を撮像する場合であって、基準画像の設定や追尾機能の目標位置の設定は１回となっている。従って、４か所の撮像ごとにこれらをする方法よりも、処理コストが少なく、トータルの撮像時間が少なくなっている。これにより、被検者の撮像に関わる拘束時間を小さくできる。
【０１１４】
［実施例４］
実施例４も、実施例３と同様に追尾機能を活用して、複数のＡＯ−ＳＬＯ画像を効率的に取得し、これにより合成画像を相対的に短い時間で得るものである。本実施例は、実施例３とは、撮像位置（画角６００）を変更するたびに、基準画像と追尾操作において決定される目標位置とを再設定している点で異なっている。
【０１１５】
以下、本実施例について、追尾機能を動作させた場合の処理手順を示すフローチャートである図９を用いて説明する。なお、図８に示した実施例３における追尾処理の各ステップと同様のステップに関しては、同様の参照番号を付記することとしてここでの詳細な説明を省略する。
【０１１６】
本実施例では、ステップＳ２１３で所定の位置（画角６００−１に対応）でのＡＯ−ＳＬＯ画像の撮像がなされた後に、ステップＳ２１４で全ての撮像位置（画角６００−１〜６００−４）の撮像が完了したか否かを判定する。完了していなければ、フローはステップＳ２１１に戻り、撮像位置を次の画角に対応する位置に変更して、ステップＳ２１１以降の操作を繰り返す。この際、ステップＳ２０１〜２０６の操作によって、基準画像取得と追尾機能による目標位置の再設定とが実行される。
【０１１７】
基準画像を設定してから、時間が経過してしまうと、ＷＦ−ＳＬＯ画像の画質が変化し、その影響により位置検出の精度が低下することが考えられる。本実施例では、実施例３との場合と比較し、ＡＯ−ＳＬＯ画像を撮像するタイミングに時間的に最近の基準画像を用いることで、位置検出の精度を向上させる効果を得ている。また、同様に、眼の動きについても最近の情報を得る事が可能となり、追尾操作に要する時間の短縮化の効果も期待できる。
【０１１８】
［その他の実施例］
上述した実施例では、追尾機能で作用させるスキャナーとして、主走査用と副走査用に２つのガルバノスキャナー１０９−１、２を用い、これらによる照明光１０５の照射位置を変更させた。
【０１１９】
これとは異なり、主走査用のスキャナーとして、共振スキャナーを用いる例もある。該共振スキャナーは走査速度が高速である反面、所定の周期を有する往復運動しかできず、眼の動きの様々な周波数（ＤＣ成分を含む）に応じて動かす事ができない。このため、追尾機能のために、主走査の方向に動作するガルバノスキャナーを追加する例がある。この構成においても、上述した実施例の構成や方法を適用することで、同様の効果が得られる。
【０１２０】
また、追尾機能で除去できなかった眼の動きの成分の補正のために、画像を取得した後に、画像処理による位置合わせ（レジストレーションとも言う）を実施する例もある。これにより、画像同士の相対位置のずれを小さくでき、重ね合せた時の位置ずれによって画像がボケる等の現象の防止が行える。
【０１２１】
なお、上述した実施例では、眼底画像の取得、被検出画像との位置ずれ検出、および中心位置の演算をＷＦ−ＳＬＯ２０１により取得された画像に基づいて実行している。また、第二の画像取得手段としてのＡＯ−ＳＬＯにおける画像取得位置の補正を、該中心位置と演算後に得られる被検出画像とにより行っている。しかし、基準画像等の取得はＷＦ−ＳＬＯによらず種々の眼底画像を得る装置によって取得可能であり、第二の画像取得手段もＡＯ−ＳＬＯに限定されない。また、照明（測定）光を走査する走査型レーザ検眼鏡のＡＯ−ＳＬＯとして実施例を挙げたが、光干渉断層像を取得できるＯＣＴに対しても本発明は適用可能である。即ち、ＯＣＴにＷＦ−ＳＬＯを付加的に設けて、本発明の追尾機能を持たせることでも同様の効果を得る事ができる。
【０１２２】
また、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、更に種々の変形、変更を行って実施することも可能である。例えば、上述した実施例では、被検査物が被検眼眼底の場合について述べているが、被検眼の眼底以外の部位であってもよい。また、被検眼眼以外の皮膚や臓器等の被検査物であっても、高精細狭画角の画像の取得と、その追尾に用いるために低精細広画角の画像を取得する構成であれば本発明を適用することが可能である。この場合、本発明は眼科装置以外の、例えば内視鏡等の医療機器としての態様を有する。従って、本発明は眼科装置に例示される検査装置として把握され、被検眼は被検査物の一態様として把握されることが望ましい。
【０１２３】
また、本発明は、上述した実施例の機能（例えば、上述した各部の処理を各工程に対応させたフローチャートにより示される処理）を実現するソフトウェアのプログラムコード、或いはこれを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給することによっても実現できる。この場合、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が、コンピュータが読み取り可能に記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することにより、上述した機能を実現することもできる。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によって実現することもできる。
【符号の説明】
【０１２４】
１０１：光源
１０８：波面補正装置
１０９：走査光学系
１１１：被検眼
１１４：光強度センサー
１１５：波面測定装置
１１６：補償光学制御部
１１７：制御部
２０１：ＷＦ−ＳＬＯ
２０２：追尾制御部
３０５：基準画像
３０６：被検出画像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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