JP5543254B2 - Laser scanning imaging device - Google Patents
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Description
この発明は、レーザ光を被撮影対象部に対して走査投影して、被走査対象部の撮影画像を構築させるレーザ走査型撮影装置に関するものである。 The present invention relates to a laser scanning type imaging apparatus that scans and projects laser light onto an object to be imaged to construct a captured image of the object to be scanned.
現在、レーザ走査技術を利用した眼撮影装置の代表としては、共焦点レーザ走査型検眼鏡(SLO;Scanning Laser Ophthalmoscope、以下SLOと省略する)と光干渉断層計(OCT:Optical Cohernce Tomograph、以下OCTと省略する)がある(特許文献1〜3参照)。
At present, representative examples of an eye imaging apparatus using a laser scanning technique include a confocal laser scanning ophthalmoscope (SLO; Scanning Laser Ophthalmoscope, hereinafter abbreviated as SLO) and an optical coherence tomograph (OCT: Optical Coherence Tomography, hereinafter referred to as OCT). (Refer to
このSLOは、主に眼底の蛍光撮影に用いられる機器で、レーザ発光ダイオードで発生するレーザ光をスキャナにより被撮影対象部に走査投影する照明光学系と、被撮影対象部で反射したレーザ光や蛍光物質による蛍光を受光素子に導く受光光学系を備えている。また、SLOは、スキャナによるレーザ光の1走査周期ごとに受光素子の出力信号から被撮影対象部の1フレーム分の観察画像を構築する画像構築部を有している。 This SLO is an apparatus mainly used for fluorescence imaging of the fundus oculi, and includes an illumination optical system that scans and projects laser light generated by a laser light emitting diode onto an object to be imaged, a laser beam reflected by the object to be imaged, A light receiving optical system that guides fluorescence from the fluorescent material to the light receiving element is provided. Further, the SLO has an image constructing unit that constructs an observation image for one frame of the object to be imaged from the output signal of the light receiving element for each scanning period of the laser beam by the scanner.
このSLOによる眼底の蛍光撮影では、患者にICG(インドシアニングリーン)やフルオロセインナトリウムなどの蛍光剤を静脈に注射する。この蛍光剤の注射に伴いSLOは、蛍光剤の励起波長のレーザ光を患者の眼底に照射して、眼底の蛍光剤を励起し、眼底から蛍光を発生させる。しかも、SLOは、眼底血管から発生する蛍光を受光して蛍光造影を行う。 In this fluorescence imaging of the fundus using SLO, a fluorescent agent such as ICG (Indocyanine Green) or sodium fluorescein is injected into a vein. Along with the injection of the fluorescent agent, the SLO irradiates the fundus of the patient with laser light having an excitation wavelength of the fluorescent agent to excite the fluorescent agent on the fundus and generate fluorescence from the fundus. In addition, the SLO receives fluorescence generated from the fundus blood vessel and performs fluorescence contrast.
また、その他にも病眼に蓄積するリポスチンなどの物質の蛍光を捉える自家蛍光造影や眼底の赤外光観察などにも用いられる。但し、これらの眼底撮影は従来からある、眼底カメラでも行う事ができる。 In addition, it is also used for autofluorescence imaging that captures the fluorescence of substances such as lipostin accumulated in diseased eyes and infrared light observation of the fundus. However, these fundus images can also be taken with a conventional fundus camera.
ところで、蛍光撮影時に眼底血管に流れる蛍光剤の量は時間の経過と共に変化するので、眼底血管から発生する蛍光の蛍光量は刻一刻と変化する。そして、眼底血管からの血液の漏れや眼底に新生血管がある場合には、時間の経過と共にこの血液の漏れた部分や新生血管から蛍光が発生する。 By the way, since the amount of the fluorescent agent that flows into the fundus blood vessel during fluorescence imaging changes with time, the amount of fluorescence generated from the fundus blood vessel changes every moment. When blood leaks from the fundus blood vessel or there is a new blood vessel on the fundus, fluorescence is generated from the leaked portion or the new blood vessel over time.
従って、眼底カメラでは、眼底血管からの血液の漏れや新生血管等の有無を検査するために、時間の経過に伴う眼底血管の静止画を連続して撮影するようにしている。 Therefore, the fundus camera continuously captures still images of the fundus blood vessel over time in order to inspect for blood leakage from the fundus blood vessel and the presence or absence of new blood vessels.
しかし、上述したように眼底血管から発生する蛍光の蛍光量は刻一刻と変化するので、眼底カメラによる眼底の蛍光撮影では次の撮影に必要な露光量や照明光量を予測して頻繁に調整することが必要であり、熟練者でなければ診断に適した画像を撮影する事は難しいのが現状である。 However, as described above, since the fluorescence amount of the fluorescence generated from the fundus blood vessel changes every moment, in the fundus fluorescence photographing by the fundus camera, the exposure amount and the illumination light amount necessary for the next photographing are predicted and frequently adjusted. At present, it is difficult for an expert to take an image suitable for diagnosis.
それに対し、SLOでの撮影は、連続した走査により、動画としての撮影が可能で、動画としてリアルタイムに観察している動画をそのまま撮影するため、露光量の調整などが簡単で、熟練者でなくても簡単に撮影を行う事が出来る。 On the other hand, in SLO shooting, it is possible to shoot as a moving image by continuous scanning, and the moving image that is being observed in real time is directly captured as a moving image. But you can easily shoot.
しかし、SLOは動画として情報を取得しているため、動画1フレームの眼底像を静止画として取り出した場合、もともと静止画で撮影する眼底カメラより暗くノイズの多い画像になる。これは、1画素当たりの露光時間が眼底カメラと比べて短い事に起因しており、装置の原理上避けられない事である。 However, since SLO acquires information as a moving image, when a fundus image of one frame of moving image is taken out as a still image, the image becomes darker and more noisy than a fundus camera that originally captured a still image. This is because the exposure time per pixel is shorter than that of the fundus camera, which is unavoidable due to the principle of the apparatus.
そこで、SLOでは、複数枚の眼底像を連続して撮像すると共に、この撮像した複数枚の眼底像の画像信号を加算平均処理などによって処理して合成することにより、スペックルノイズなどのランダムノイズの除去を行った眼底像を構築して、眼底像の画質を向上させている。 Therefore, in SLO, a plurality of fundus images are continuously captured, and the image signals of the captured fundus images are processed and synthesized by an averaging process or the like, thereby generating random noise such as speckle noise. By constructing a fundus image that has been removed, the image quality of the fundus image is improved.
即ち、この加算平均処理では、ランダムノイズのある眼底像を時間の経過に伴いn回サンプリングして、このn回のサンプリングにより得られた眼底像の画像信号を加算して、加算した画像信号を1/nにしても、画像信号の大きさに変化は無い。しかし、出現がランダムなランダムノイズはn回のサンプリングした画像信号の全てに同じノイズが出現していないため、ノイズの大きさは元のノイズより小さくなり、S/N比が向上することになる。このような原理により加算平均処理では、眼底像の画像信号からランダムノイズの除去を行うことができる。 That is, in this averaging process, the fundus image with random noise is sampled n times as time passes, and the image signals of the fundus image obtained by the n times of sampling are added, and the added image signal is obtained. Even if it is 1 / n, there is no change in the magnitude of the image signal. However, random noise with random appearance does not appear in all of the image signals sampled n times, so the magnitude of the noise is smaller than the original noise and the S / N ratio is improved. . Based on this principle, random noise can be removed from the image signal of the fundus image in the addition averaging process.
また、眼底反射光と参照光から干渉を得て、干渉信号を画像処理して断層像を得るOCTにおいても、断層像に多くのスペックルノイズが含まれるため、断層像を加算平均して画像の品質を向上させている。 Also, in OCT that obtains interference from fundus reflection light and reference light and obtains a tomographic image by processing the interference signal, the tomographic image includes a lot of speckle noise. Has improved the quality.
しかし、眼球は常に固視微動と呼ばれる微小運動を続けており、撮像される眼底は振動しているため、撮像された眼底像にぶれが生じる。このような眼底像を複数撮像して加算平均処理を行った場合、眼底像に映っている血管の位置が画像毎にずれることになり、血管のコントラストはむしろ悪化して、ピンボケのような写真となってしまう。 However, since the eyeball always continues a minute movement called fixation fixation micromotion, and the fundus to be imaged vibrates, the imaged fundus image is blurred. When a plurality of such fundus images are taken and the averaging process is performed, the position of the blood vessel shown in the fundus image is shifted from image to image, and the contrast of the blood vessel is rather deteriorated. End up.
また、眼底の微小エリアを拡大観察する場合にも固視微動の影響では分解能が低下してしまう。更に、OCTにおいても患者の固視微動により、眼底上の走査位置がずれてしまい、断層位置の異なる画像となるため、加算平均処理を行っても画像の品質を上げる事が出来なくなる。 In addition, when magnifying and observing a minute area of the fundus, the resolution decreases due to the influence of the fixational micromotion. Further, in OCT, the scanning position on the fundus is shifted due to the patient's fixation fine movement, resulting in an image having a different tomographic position. Therefore, even if the averaging process is performed, the image quality cannot be improved.
これらを防ぐため、被検眼の視線方向を検出し、この検出結果から視線方向のずれによる眼底像の動きを除去するというトラッキング処理が行われている。このトラッキングの状態を良くするためには、ズレを検出するためのサンプリング周波数を高くし、制御の周波数も高める必要がある。 In order to prevent these, a tracking process is performed in which the line-of-sight direction of the eye to be examined is detected, and the movement of the fundus image due to the shift in the line-of-sight direction is removed from the detection result. In order to improve the tracking state, it is necessary to increase the sampling frequency for detecting the deviation and increase the control frequency.
例えば、サンプリングとスキャナによる位置補正が1秒間に5回とした場合(5Hz)、サンプリングで得られた眼底像のズレ量(検出結果)は、次のサンプリング時の位置補正に適用される事になる。しかし、補正が行なわれるまでの0.2秒間の固視微動により新たなズレが発生し、ズレ量は収束しない状態でトラッキングが続けられる事となる。 For example, when sampling and position correction by the scanner are performed 5 times per second (5 Hz), the amount of deviation (detection result) of the fundus image obtained by sampling is applied to position correction at the next sampling. Become. However, a new shift occurs due to 0.2 second fixation fine movement until correction is performed, and tracking is continued in a state where the shift amount does not converge.
そこで、サンプリングと位置補正を1秒間に10回(10Hz)とすれば、補正が行われる間隔は0.1秒となり、その間に発生するズレ量も小さくなるため、トラッキングの状態はより収束に近づく。そして、両者の間隔をどんどん短くしていけば、固視微動が起きても撮影されている眼底像は止まって見えるように映す事が出来るようになる。但し、補正は0.1秒(10Hz)で行われても、ズレ量を検出するサンプリングが0.2秒(5Hz)の場合では、トラッキングのズレ量を収束に近づけることは出来ない。つまり、補正の間隔を短くしてもサンプリングの間隔を短くしなければトラッキングの状態は良くならない。 Therefore, if sampling and position correction are performed 10 times per second (10 Hz), the correction interval is 0.1 seconds, and the amount of deviation generated during that time is small, so the tracking state is closer to convergence. . If the distance between the two is made shorter and shorter, the fundus image being photographed can appear to stop even if the fixation is caused. However, even if the correction is performed in 0.1 seconds (10 Hz), the tracking shift amount cannot be brought close to convergence if the sampling for detecting the shift amount is 0.2 seconds (5 Hz). In other words, even if the correction interval is shortened, the tracking state is not improved unless the sampling interval is shortened.
トラッキングには幾つかの方法が既に知られているが、代表的な手法としては、乳頭の半分の大きさの微小スポットを高速回転させ、前後左右位置で検出される信号が同じになる様にスキャナを制御して常に乳頭を撮影エリアの所定の位置に捉える特定部位追従走査方法(特許文献4参照)や、撮影された画像から数点の特徴点を検出して画像間の特徴点の変化量をキャンセルするようにスキャナを制御して常に同じエリアを撮影する変化量キャンセル走査方法などがある。 Several methods are already known for tracking, but a typical method is to rotate a small spot half the size of the nipple at high speed so that the signals detected at the front, rear, left and right positions are the same. A specific part tracking scanning method (see Patent Document 4) that always controls the scanner to capture the nipple at a predetermined position in the imaging area, or changes in feature points between images by detecting several feature points from the captured image. There is a change amount canceling scanning method in which the scanner is controlled so as to cancel the amount and the same area is always photographed.
前者の特定部位追従走査方法の場合、高い周波数で乳頭の位置をサンプリングしているので、スキャナの補正制御も高い周波数で行えば画面が止まったように見えるトラッキングを行う事ができる。しかし、撮影光学系の他に乳頭をサーチするためのモジュールが別途必要となるため、複雑で高価な機構構成となる。 In the former specific part tracking scanning method, since the position of the nipple is sampled at a high frequency, tracking can be performed so that the screen appears to be stopped if the correction control of the scanner is also performed at a high frequency. However, since a module for searching the nipple is required in addition to the photographing optical system, the mechanism configuration is complicated and expensive.
後者の変化量キャンセル走査方法の場合、撮影した画面からズレ量を検出しているため、サンプリング周波数は撮影画像のフレームレートと同じとなる。このため、補正制御を高い周波数で行っても、サンプリング周波数で画面が振れて見えるようなトラッキングの状態となる。 In the case of the latter change amount cancel scanning method, since the amount of deviation is detected from the captured screen, the sampling frequency is the same as the frame rate of the captured image. For this reason, even if correction control is performed at a high frequency, the tracking state is such that the screen appears to shake at the sampling frequency.
さらに、SLOの撮影画像で高い解像力を得ようとする場合、スキャンのピッチを細かくしていくため、撮影時間が延び、フレームレートは遅くなる。この結果、トラッキングの状態はますます悪くなる。しかし、この方法は、ズレ量の検出に新たな機構構成が不要であり、前者よりシンプルで安価に機器を構成できる。 Further, when trying to obtain a high resolving power with an SLO captured image, since the scan pitch is made finer, the imaging time is extended and the frame rate is decreased. As a result, the tracking state becomes worse. However, this method does not require a new mechanism configuration for detecting the amount of deviation, and the device can be configured more simply and cheaper than the former.
また、SLOで解像度の高い画像を撮影する場合は、走査ピッチを細かくして撮影するため、動画のフレームレートは低くなるので、この状態の動画画面は、画像の上と下(または左右)での撮影の時間的な差が大きくなる。そのため、画像全体で均一なフォーカスやアライメントの調整を行う事が困難となる。 In addition, when shooting a high-resolution image with SLO, the video frame rate is low because the scanning pitch is fine, so the video screen in this state is taken on the top and bottom (or left and right) of the image. The time difference of becomes larger. This makes it difficult to adjust the focus and alignment uniformly throughout the image.
このように撮影画像からズレ量を検出して、トラッキングを行う構成のSLOにおいて、トラッキングのサンプリング周波数を撮影のフレームレートより高くすることが出来ず、トラッキングの状態が良くない。 Thus, in the SLO configured to detect the shift amount from the photographed image and perform tracking, the tracking sampling frequency cannot be made higher than the photographing frame rate, and the tracking state is not good.
更に、前記のようにレーザ走査技術を利用した眼撮影装置では、静止画画質向上のための画像処理が、本来の効果を得難い状況となっている。また、動画撮影時にも高解像度の撮影ではフォーカスやアライメントの調整が困難である。 Further, in the eye photographing apparatus using the laser scanning technique as described above, it is difficult to obtain the original effect of image processing for improving the still image quality. In addition, it is difficult to adjust the focus and alignment when shooting a moving image with high resolution.
そこで、この発明は、フォーカスやアライメントの調整を容易にできると共に、撮影用の動画のトラッキングの状態を良くできるレーザ走査型撮影装置を提供することを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a laser scanning type imaging apparatus capable of easily adjusting the focus and alignment and improving the tracking state of moving images for imaging.
この目的を達成するため、この発明のレーザ走査型撮影装置は、撮影用のレーザ光を出射させるレーザ光発生手段と、前記レーザ光を走査する走査手段を備え且つ前記走査手段により被撮影対象部にレーザ光を走査投影する照明光学系と、前記被撮影対象部からの反射光及び又は蛍光を受光して受光手段に導く受光光学系と、前記走査手段による前記レーザ光の前記受光手段の出力信号から前記被撮影対象部の観察画像を構築する画像構築部と、前記走査手段の走査を作動制御する制御回路と、を備えている。しかも、前記制御回路は、前記レーザ光の1走査周期ごとに異なる複数の走査グループの走査パターンで前記走査手段を前記走査グループ毎に順に作動制御することにより、前記レーザ光の異なる走査パターンによる前記被撮影対象部の動画用画像を前記走査グループ毎に順に前記画像構築部により構築させると共に、前記複数の走査グループで取得された異なる動画用画像を合成させることにより、前記被撮影対象部の1動画用画像を形成させるようになっている。さらに、前記制御回路は、前記走査手段を制御して、通常走査パターンの走査で前記被撮影対象部の画像を基準画像として取得した後、前記被撮影対象部の動画用画像を前記複数の異なる走査パターンの走査グループで順次取得する際、前記複数の走査グループの一つで前記被撮影対象部を走査している間に、前記走査中の走査グループより前の走査グループで取得された動画用画像と前記基準画像とのズレ量を検出して、前記ズレ量に基づいて前記走査中の走査グループより後の走査グループの走査開始位置の補正処理を実行させるようになっている。 In order to achieve this object, a laser scanning type photographing apparatus of the present invention comprises a laser light generating means for emitting laser light for photographing, and a scanning means for scanning the laser light. an illumination optical system for scanning projecting a laser beam, said light receiving optical system for guiding the light receiving means receives the reflected light and or fluorescence from the imaging target portion, an output of said light receiving means of said laser beam by said scanning means An image constructing unit configured to construct an observation image of the imaging target unit from a signal; and a control circuit configured to control operation of scanning of the scanning unit. Moreover, the control circuit, by actuating controls the scanning means in a scanning pattern of a plurality of scan group that different for each scanning cycle of the laser beam in order for each of the scan group, by different scanning patterns of said laser beam The moving image of the object to be imaged is constructed in order by the image construction unit for each scanning group, and different moving image images acquired in the plurality of scanning groups are combined, thereby One moving image is formed. Further, the control circuit controls the scanning unit to acquire an image of the object to be imaged as a reference image by scanning with a normal scanning pattern, and thereafter, the moving image of the object to be imaged is different from the plurality of images. When sequentially acquiring a scan pattern in a scan group, the moving image acquired in a scan group before the scan group that is being scanned while scanning the portion to be imaged in one of the plurality of scan groups The amount of deviation between the image and the reference image is detected, and based on the amount of deviation, correction processing of the scanning start position of the scanning group after the scanning group being scanned is executed .
この構成によれば、フォーカスやアライメントの調整を容易に行うことができると共に、撮影用の動画のトラッキングの状態を良くできる。 According to this configuration, it is possible to easily adjust the focus and alignment, and to improve the tracking state of the moving image for shooting.
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
[構成]
図1は、この発明に係るレーザ走査型撮影装置としてのレーザ走査型検眼鏡SLOの撮影光学系の一例を示したものである。この撮影光学系は、照明光学系(照明光投影光学系)1および受光光学系2を有する。
<照明光学系1>
この照明光学系1は、レーザ光発生手段である照明光発生部3と、受光光学系2と共用される共通光学系4を有する。
・照明光発生部3
この照明光発生部3は、第1光源5,第2光源6,ダイクロイックミラー(第1の光分離手段)7およびリレーレンズ8,絞り9,リレーレンズ10を有する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Constitution]
FIG. 1 shows an example of an imaging optical system of a laser scanning ophthalmoscope SLO as a laser scanning imaging apparatus according to the present invention. The photographing optical system includes an illumination optical system (illumination light projection optical system) 1 and a light receiving
<Illumination
The illumination
・ Illumination
The illumination
この第1光源5には、赤外蛍光励起用の励起波長λ1が790nmの赤外蛍光励起用照明光(レーザ光)を発生させて、この赤外蛍光励起用照明光によりICG(インドシアニングリーン)を励起させ、このICGから蛍光を発生させる赤外発光ダイオードが赤外蛍光励起用光源として用いられている。また、第2光源6には、可視蛍光励起用の励起波長λ2が473nmの可視蛍光励起用照明光(レーザ光)を発生させて、この可視蛍光励起用照明光によりフルオロセインナトリウムを励起させて、このフルオロセインナトリウムから蛍光を発生させる可視発光ダイオードが可視蛍光励起用光源として用いられている。
The first
また、ダイクロイックミラー7は、赤外蛍光励起波長(λ=790nm)の照明光束を透過し、可視蛍光励起波長(λ=473nm)の照明光束を反射するようになっている。
The
そして、第1光源5から出射された赤外蛍光励起波長(λ=790nm)の照明光束は、ダイクロイックミラー7を透過した後、リレーレンズ8,絞り9,リレーレンズ10を介してダイクロイックミラー(第2の光分離手段)11に導かれた後、このダイクロイックミラー11を透過して共通光学系4に導かれるようになっている。この際、絞り9は、第1光源5からの照明光束を設定された径のレーザスポット光にする。
The illumination light beam having the infrared fluorescence excitation wavelength (λ = 790 nm) emitted from the first
また、第2光源6から出射された可視蛍光励起波長(λ=473nm)は、ダイクロイックミラー7で反射させられた後、リレーレンズ8,絞り9,リレーレンズ10によりダイクロイックミラー11に導かれ、このダイクロイックミラー11を透過して共通光学系4に導かれるようになっている。この際、絞り9は、第2光源6からの照明光束を設定された径のレーザスポット光にする。
The visible fluorescence excitation wavelength (λ = 473 nm) emitted from the second
更に、ダイクロイックミラー11は、被検眼Eから共通光学系4に入射して導かれる赤外光および可視光を反射するようになっている。
・共通光学系4
この共通光学系4は、リレーレンズ12,レゾナントミラー(水平スキャナ即ち水平走査手段)13,リレーレンズ14,15,ガルバノミラー(垂直スキャナ即ち垂直走査手段)16,瞳補正ミラー17,18,リレーレンズ19,20,ハーフミラー21,22,合焦レンズ23,ハーフミラー24,25および対物レンズ26を有する。
Furthermore, the
・ Common
The common
しかも、瞳補正ミラー17,18は、合焦レンズ23及び対物レンズ26の光軸O方向(図1の左右方向)に一体的に移動調整可能に設けられている。この移動調整は、図2の補正駆動モータM1により行われるようになっている。この補正駆動モータM1に、パルスモータ等を用いるが、パルスモータ以外のモータであっても良い。また、合焦レンズ23はパルスモータ等の合焦駆動モータM2により光軸方向に移動調整可能に設けられている。尚、眼底像からの反射光束等をハーフミラー22を介して取り出して撮影する周知の外部撮影装置(図示せず)を設けることもできる。
Moreover, the pupil correction mirrors 17 and 18 are provided so as to be integrally movable and adjustable in the optical axis O direction (left and right direction in FIG. 1) of the focusing
そして、ダイクロイックミラー11を透過した赤外蛍光励起用照明光や可視蛍光励起用照明光は、絞り9により設定された径のスポット照明光となっていて、リレーレンズ12,レゾナントミラー(水平走査手段)13,リレーレンズ14,15,ガルバノミラー(垂直走査手段)16,瞳補正ミラー17,18,リレーレンズ19,20,ハーフミラー21,22,合焦レンズ23,ハーフミラー24,25を介して対物レンズ26に導かれ、対物レンズ26から被検眼Eに投影されるようになっている。
The infrared fluorescent excitation illumination light and the visible fluorescent excitation illumination light transmitted through the
この際、レゾナントミラー12はスポット照明光を水平走査し、ガルバノミラー16はスポット照明光を垂直走査するようになっている。
At this time, the
また、照明光学系1は、被検眼に固視させる内部固視光源27,アライメント光源28,合焦用のスプリット光束投影光学系29を有する。
The illumination
この内部固視光源27からの固視光束は、リレーレンズ27a,ハーフミラー21,22,合焦レンズ23,ハーフミラー24,25を介して対物レンズ26に導かれ、対物レンズ26から被検眼Eの眼底Erに投影されるようになっている。この固視光束を被検眼に視認させることで、被検眼Eの視認方向を固定させるようになっている。この構成には周知の構成を採用できるので、その詳細な説明は省略する。
The fixation light beam from the internal
また、アライメント光源28からのアライメント光束は、ハーフミラー24,25を介して対物レンズ26に導かれ、対物レンズ26から被検眼Eの角膜に投影されて、被検眼Eの角膜にアライメント輝点の像を形成させるようになっている。この構成にも周知の構成を採用できるので、その詳細な説明は省略する。
The alignment light beam from the
更に、スプリット光束投影光学系29からのスプリット光束は、ハーフミラー25を介して対物レンズ26に導かれ、対物レンズ26から被検眼Eの眼底Erに投影されて、被検眼Eの眼底Erにスプリット像を形成させるようになっている。この被検眼Eの眼底Erに形成されるスプリット像は、合焦レンズ23を光軸方向に駆動調整することで一致させて、被検眼Eの眼底Erに後述するAPD(受光素子)を合焦させることができる。このスプリット光束投影光学系29には、周知の技術が採用できるので、その詳細な説明は省略する。
<受光光学系2>
この受光光学系2は、共通光学系4と受光手段としての受光部30を有する。この受光部30は、絞り31,リレーレンズ32,第3,第4のダイクロイックミラー(第3、第4の光分離手段)33,34を有する。
Further, the split luminous flux from the split luminous flux projection
<Light receiving
The light receiving
そして、被検眼Eで反射する反射光および被検眼Eで発生する蛍光は、共通光学系4に入射して、この共通光学系4を介してダイクロイックミラー11まで導かれた後に、ダイクロイックミラー11で反射して受光部30に導かれる。この受光部30に導かれた光は、絞り31,リレーレンズ32を介して第3のダイクロイックミラー33に導かれる。
The reflected light reflected by the eye E and the fluorescence generated by the eye E enter the common
この第3のダイクロイックミラー33は、820nmより短い波長の光束を透過し且つ820nm〜900nmの波長の光束を反射するようになっている。また、第4のダイクロイックミラー34は、450nm〜700nmの波長の光束を透過し且つ700nm〜820nmの波長の光束を反射するようになっている。
The third
また、受光部30は、第1〜第3のAPD(アバランシェフォトダイオード)35,36,37を第1〜第3の受光素子(受光手段)として有する。そして、第1のAPD35は820nm〜900nmの赤外波長の光束を受光し、第2のAPD36は700nm〜820nmの赤外波長の光束を受光し、第3のAPD37は450nm〜700nmの可視波長の光束を受光する。
The
尚、図1の撮影光学系(照明光学系1,受光光学系2等)が被検眼Eに対してアライメントされたときにおいて、撮影光学系(照明光学系1,受光光学系2等)の光学部材と被検眼Eの眼底Erとの共役位置は黒丸で示し、撮影光学系(照明光学系1,受光光学系2等)の光学部材と被検眼Eの瞳孔Epとの共役位置は白丸で示した。
<画像データ処理回路38>
また、レーザ走査型検眼鏡は、図2に示した検眼鏡(装置本体)側の画像データ処理回路38を制御回路として有する。
When the photographing optical system (illumination
<Image
Further, the laser scanning ophthalmoscope has the image
この画像データ処理回路38は、第1の画像信号処理回路である第1の画像構築部39と、第2の画像信号処理回路である第2の画像構築部40と、第3の画像信号処理回路である第3の画像構築部41を有する。また、画像データ処理回路38は、図2に示したようにミラー駆動制御回路42を有する。
The image
そして、図1,図2に示したように、第1のAPD35からの画像信号は第1の画像構築部39に入力され、第2のAPD36からの画像信号は第2の画像構築部40に入力され、第3のAPD37からの画像信号は第3の画像構築部41に入力されるようになっている。
(a).第1の画像構築部39
この第1の画像構築部39は、図3に示したように、第1のAPD35からの画像信号が入力されるADC(アナログデジタル変換器)43、ADCでデジタル信号に変換されたデジタル画像信号を記憶させる画像メモリ44と、画像メモリ44に対して画像データの書込や読出等の制御を行わせる調停回路(書込・読出・停止制御調整部、即ち書込・読出・停止制御調整回路)45を有する。
1 and 2, the image signal from the
(A). First
As shown in FIG. 3, the first
また、第1の画像構築部39は、画像データの書込アドレスを生成させる書込アドレス生成部(書込アドレス生成回路)46と、読出アドレス生成部(読出アドレス生成回路)47を有する。この書込アドレス生成部46で生成された書込アドレス及び読出アドレス生成部47で生成された読出アドレスは、調停回路45に入力されて、調停回路45による画像メモリ44への画像データの書き込みや、画像メモリ44に書き込まれた(記憶された)画像データの読出に用いられる。
The first
更に、第1の画像構築部39は、同期信号生成部(同期信号生成回路)48を有する。
Further, the first
また、第1の画像構築部39は外部接続のためのPCインターフェース49を有する。このPCインターフェース49には、図2のパソコン50の画像処理回路(図示せず)が接続される。
・ミラー駆動制御回路42
このミラー(スキャナ)駆動制御回路42は、図3に示したように、レゾナントミラー(水平スキャナ)駆動回路51と、ガルバノミラー(垂直スキャナ)駆動回路52と、ロウカウンター53と、ピクセルクロック生成回路54と、カラムカウンター55を有する。
The first
Mirror
As shown in FIG. 3, the mirror (scanner) drive
このレゾナントミラー駆動回路51は水平駆動信号を出力してレゾナントミラー13を水平方向に高速で振動駆動走査させ、ガルバノミラー駆動回路52は垂直駆動信号を出力してガルバノミラー16を垂直方向に回動駆動させるようになっている。
・ロウカウンター53
また、ロウカウンター53は、レゾナントミラー13の水平方向への1水平走査ごとに、ガルバノミラー駆動回路52に垂直駆動信号を入力すると共に、レゾナントミラー13の水平方向への水平走査回数をカウントする。
The resonant
・
The
しかも、ロウカウンター53の値は単純に順次増加されるのではなく、図4のレーザ走査パターン例に示されるとおり、同じ場所を走査しない様な2グループ以上の走査パターンで、各走査パターンの走査が1周期ごと個別に行われる用に、大きな値で加算され1周期の走査が終わったら、先頭から少しずれた位置にデクリメントされ、次の周期のロウ加算が再開される。
In addition, the value of the
そして、ロウカウンター53からガルバノミラー駆動回路52に垂直駆動信号が入力されると、ガルバノミラー駆動回路52はガルバノミラー16を垂直方向に一定の設定角度だけ回動させるようになっている。
・ピクセルクロック生成回路54
レゾナントミラー13は水平方向への高速走査を行い停止しない。このためある特定の位置を走査したときにレゾナントミラー駆動回路51から同期パルスが出力される。同期パルスが出力されると、ピクセルクロック生成回路54からドット位置を決めるピクセルクロックPCLが出力され、カラムカウンター55へ入力される。
When a vertical drive signal is input from the row counter 53 to the galvano
Pixel
The
レゾナントスキャナは、角速度がω=COS(ω’・t)で与えられるため、走査範囲の端において低速で運動し、中心部で高速に運動をする。このため、ピクセルクロック生成回路54は、サンプル点を等間隔に保つために、周辺部でパルス間隔が広く且つ中心部付近でパルス間隔が狭くなったピクセルクロックPCLを出力させるため回路である。
Since the angular scanner has an angular velocity given by ω = COS (ω ′ · t), the resonant scanner moves at a low speed at the end of the scanning range and moves at a high speed at the center. For this reason, the pixel
また、カラムカウンター55は現在の水平位置を保持するカウンタで、画像メモリ44へ画素データを書き込む際のアドレス計算に使用される。前記の様にレゾナントミラー駆動回路51から出力される同期信号により、水平方向の位置決めを行う回路の動作が開始されるが、それと同時に垂直方向のスキャンを行うガルバノミラーの位置決めを行うロウカウンター53の値も更新される。
・カラムカウンター55
また、カラムカウンター55は現在の水平位置を保持するカウンタで、画像メモリ44へ画素データを書き込む際のアドレス計算に使用される。前記の様にレゾナントミラー駆動回路51から出力される同期信号により、水平方向の位置決めを行う回路の動作が開始されるが、それと同時に垂直方向のスキャンを行うガルバノミラーの位置決めを行うロウカウンター53の値も更新される。
(b).第2,第3の画像構築部40,41
この第2,第3の画像構築部40,41の構成も第1の画像構築部39と同じ構成を有しているので、その説明は省略する。
The
・
The
(B). Second and third
Since the configurations of the second and third
また、画像データ処理回路38は、図2の制御回路60により作動制御されるようになっている。この制御回路60は、電源スイッチ61のオン操作により動作を開始して制御クロックを発生させ、画像データ処理回路38に制御クロックを入力する。しかも、制御回路60にはモード切替スイッチ62が接続されている。このモード切替スイッチ62により、制御回路60が赤外蛍光撮影モードと可視蛍光撮影モードに切り換えられるようになっている。尚、制御回路60は、電源スイッチ61のオン操作による電源投入時に、赤外蛍光撮影モードと可視蛍光撮影モードのいずれかになるように設定しておくが、通常、赤外蛍光撮影モードに設定しておく。そして、制御回路60は、赤外蛍光撮影モードのときに第1光源5を点灯させ、可視蛍光撮影モードのときに第2光源6を点灯させるようになっている。また、モード切換操作はパソコン50で行うようにすることもできる。
The image
更に、制御回路60は、補正駆動モータM1および合焦駆動モータM2を駆動制御するようになっている。また、制御回路60は、ONさせられると、内部固視光源27,アライメント光源28,スプリット光束投影光学系29の光源29aを点灯させるようになっている。
[作用]
次に、このような構成のレーザ走査型検眼鏡の制御回路60及び画像データ処理回路38による制御について説明する。
(1).撮影の基本制御動作
制御回路60は、電源スイッチ61をONさせると作動して、前眼部照明光源(図示せず),第1,第2光源5,6,内部固視光源27,アライメント光源28,スプリット光束投影光学系29の光源29a等を点灯させる。
(i).アライメント
この前眼部照明光源(図示せず)の点灯により、被検眼Eの前眼部が前眼部照明光源により照明され、被検眼Eの前眼部からの反射光束が図示しない前眼部撮影光学系等により撮影されて、被検眼Eの前眼部像は図示しないモニタ(液晶表示器等の表示装置)に表示される。この構成は周知であるので、図示および詳細な説明は省略する。しかも、この前眼部照明時に制御回路60はアライメント光源28を点灯させる。
Further, the
[Action]
Next, control by the
(1). Basic Control Operation for Shooting The
(I). Alignment By turning on the anterior ocular segment illumination light source (not shown), the anterior segment of the eye E is illuminated by the anterior segment illumination light source, and the reflected light beam from the anterior segment of the eye E is not illustrated. The anterior segment image of the eye E is captured by a photographing optical system or the like and displayed on a monitor (display device such as a liquid crystal display) (not shown). Since this configuration is well known, illustration and detailed description are omitted. Moreover, the
これにより、アライメント光源28からのアライメント光束は、ハーフミラー24,25を介して対物レンズ26に導かれ、対物レンズ26から被検眼Eの角膜に投影されて、被検眼Eの角膜にアライメント輝点像を形成させる。そして、このアライメント輝点像が被検眼Eの瞳孔の中心に位置するようにレーザ走査型検眼鏡(装置本体)を上下・左右方向に移動調整することにより、対物レンズ26の光軸を被検眼Eの光軸に一致させる。しかも、これに伴い、レーザ走査型検眼鏡(装置本体)を前後に移動調整して、レーザ走査型検眼鏡(装置本体)の作動距離、即ち対物レンズ26の被検眼Eに対する作動距離を調整する。
As a result, the alignment light beam from the
このような移動調整による対物レンズ26の被検眼Eに対するアライメントは手動又は自動で行うことができるが、アライメント状態の検出やアライメントを自動的に行う構成には、周知のものが採用できる。
Although the alignment of the
そして、対物レンズ26の被検眼Eに対するアライメントが完了すると、内部固視光源27およびスプリット光束投影光学系29のスプリット指標(図示せず)が被検眼Eの眼底Erと共役になる。
(ii).被検眼Eの固視および合焦制御
この状態で内部固視光源27からの固視光(固視標)は、リレーレンズ27a,ハーフミラー21,22,合焦レンズ23,ハーフミラー24,25,対物レンズ26を介して被検眼Eの眼底Erに投影される。これにより、内部固視光源27からの固視光を被検眼Eに視認させて、被検眼Eの向きを固定させる。
When the alignment of the
(Ii). Fixation control and focusing control of eye E In this state, fixation light (fixation target) from internal
この際、合焦用のスプリット光束投影光学系29から合焦操作に用いるスプリット指標(スプリット指標光束)はハーフミラー25及び対物レンズ26を介して被検眼Eの眼底Erに投影される。
At this time, the split index (split index beam) used for the focusing operation is projected from the focusing split beam projection
一方、スプリット光束投影光学系29からのスプリット指標光束は対物レンズ26,ハーフミラー25,24,合焦レンズ23を介してハーフミラー22に導かれ、ハーフミラー22により図示しない撮影光学系のCCD(二次元の受光素子)に導かれる。
On the other hand, the split index light beam from the split light beam projection
このCCD(図示せず)からは画像信号が出力されて制御回路60に入力され、この制御回路60に入力された画像信号に基づいて眼底像がスプリット指標像と共にパソコン50の図示しない表示装置(液晶表示器等のモニター)に表示される。
An image signal is output from the CCD (not shown) and input to the
この制御回路60は、パソコン50の図示しない表示装置に表示されたスプリット指標像が一致するように、CCDからの画像信号(出力信号)に基づいて合焦駆動モータM2を作動制御して、合焦レンズ23を光軸方向に移動調整させる。この合焦制御は周知であるのでその詳細な説明は省略する。
The
そして、このような合焦操作が終わると、第1,第2光源5,6及び第1〜第3のAPD35〜37が被検眼Eの眼底Erと略共役になる。
When the focusing operation is completed, the first and second
また、制御回路60は、補正駆動モータM1の駆動制御により、瞳補正ミラー17,18を合焦レンズ23及び対物レンズ26の光軸O方向(図1の左右方向)に移動調整する。この移動調整は、被検眼Eに投影されるスポット照明光の波長λの長さの相違を補正して、被検眼Eの瞳孔Epとレゾナントミラー13及びガルバノミラー16を共役にする。この制御は周知であるので、その詳細な説明は省略する。
(iii).被検眼の照明
また、上述したように、電源スイッチ61をONさせると、制御回路60は制御動作を開始して、レーザ走査型検眼鏡が作動する。これにより制御回路60は、制御クロックを発生させ、画像データ処理回路38に制御クロックを入力する。
Further, the
(Iii). As described above, when the
この画像データ処理回路38は制御回路60から入力される制御クロックにより動作して、レゾナントミラー駆動回路51およびガルバノミラー16の動作を開始する。そして、レゾナントミラー駆動回路51は水平駆動信号を出力してレゾナントミラー13を水平方向に高速で振動駆動走査させ、ガルバノミラー駆動回路52は垂直駆動信号を出力してガルバノミラー16を垂直方向に回動駆動させる。尚、画像データ処理回路38やレゾナントミラー13及びガルバノミラー16の作動制御の詳細は後述する。
The image
そして、赤外蛍光撮影モードが優先になっている場合、電源スイッチ61をONさせられると、制御回路60は第1光源5を点灯させる。この場合、第1光源5から波長λが790nmの赤外蛍光励起波長の照明光(赤外光)を出射させられる。また、可視蛍光撮影モードが優先になっている場合には、電源スイッチ61をONさせられると、制御回路60は第2光源6を点灯させる。この場合、第2光源6から波長λが473nmの可視蛍光励起波長の照明光(可視光)を出射させる。尚、通常は赤外蛍光撮影モードを優先に設定しておく。
When the infrared fluorescent photographing mode is prioritized, the
このような第1光源5又は第2光源6から出射された照明光(照明光束)は、ダイクロイックミラー7を透過した後、リレーレンズ8,絞り9,リレーレンズ10を介してダイクロイックミラー(第2の光分離手段)11に導かれ、このダイクロイックミラー11を透過して共通光学系4に導かれる。この際、絞り9は、第1光源5からの照明光束を設定された径のスポット光(スポット照明光)にする。
Illumination light (illumination light beam) emitted from the first
そして、ダイクロイックミラー11を透過したスポット照明光は、共通光学系4を介して被検眼Eに投影される。即ち、スポット照明光は、リレーレンズ12,レゾナントミラー(水平走査手段)13,リレーレンズ14,15,ガルバノミラー(垂直走査手段)16,瞳補正ミラー17,18,リレーレンズ19,20,ハーフミラー21,22,合焦レンズ23,ハーフミラー24,25を介して対物レンズ26に導かれ、対物レンズ26から被検眼Eに投影され、被検眼Eがスポット照明光により走査照明する。
The spot illumination light transmitted through the
この投影に際して、従来のスポット照明光(レーザ照明光)の走査は、通常、レゾナントミラー13により1水平走査される毎に、ガルバノミラー16により垂直方向に1ピッチ(スポット照明光の直径)だけ走査される。しかし、本実施例において実際には、後述するように同じ場所を走査しない複数のレーザ走査パターンがある。このガルバノミラー16による垂直方向へのスポット照明光の走査数は、水平走査線の縦方向への本数が1フレーム分の画像が得られる回数だけガルバノミラー駆動回路52により実行される。
In this projection, the conventional spot illumination light (laser illumination light) is normally scanned by one pitch (diameter of spot illumination light) in the vertical direction by the
このようなレゾナントミラー13やガルバノミラー16の基本制御、即ちスポット照明光の走査の基本制御には周知の動作制御プログラムが用いられる。本実施例は、このようなスポット照明光の走査の基本制御に基づいて、後述するように改良が加えられている。
(iV).眼底像の画像構築の概要
赤外蛍光撮影モードになっている場合、(iii)におけるようなスポット照明光の被検眼Eに対する走査照明は、第1光源5から波長λが790nmの赤外蛍光励起波長の照明光(赤外光)で行われる。従って、赤外蛍光撮影モードの時に、被検者(患者)の静脈にICG(インドシアニングリーン)を注射(静注)して、赤外蛍光励起波長のスポット照明光で被検眼Eを走査照明すると、被検眼Eの眼底血管に流れる蛍光剤が励起されて蛍光を発生(発光)させる。この蛍光の波長λは826nm以上になる。
A well-known operation control program is used for such basic control of the
(IV). Outline of image construction of fundus image In the case of the infrared fluorescence imaging mode, the scanning illumination for the eye E with spot illumination light as in (iii) is performed by infrared fluorescence excitation with the wavelength λ of 790 nm from the first
また、可視蛍光撮影モードになっている場合には、(iii)におけるようなスポット照明光の被検眼Eに対する走査照明は、第2光源6から波長λが473nmの可視蛍光励起波長の照明光(可視光)で行われる。従って、可視蛍光撮影モードの時に、被検者(患者)の静脈にフルオロセインナトリウムを注射(静注)して、可視蛍光励起波長のスポット照明光で被検眼Eを走査照明すると、被検眼Eの眼底血管に流れる蛍光剤が励起されて蛍光を発生(発光)させる。この蛍光の波長λは513nmになる。
In the case of the visible fluorescent photographing mode, the scanning illumination for the eye E with the spot illumination light as in (iii) is the illumination light (visible fluorescence excitation wavelength) having a wavelength λ of 473 nm from the second
そして、(iii)におけるようなスポット照明光の被検眼Eに対する走査照明に伴い、被検眼Eの眼底Erからの眼底画像用光束(反射光、又は、反射光及び蛍光)は上述した共通光学系4を介してダイクロイックミラー11に導かれる。そして、眼底画像用光束は、ダイクロイックミラー11で反射させられた後に、リレーレンズ32を介してダイクロイックミラー33に導かれる。
Then, in accordance with the scanning illumination of the eye E with the spot illumination light as in (iii), the fundus image light flux (reflected light or reflected light and fluorescence) from the fundus Er of the eye E is the common optical system described above. 4 to the
この眼底画像用光束は、波長λが820〜900nmのものが第3のダイクロイックミラー33で反射させられて、第1のAPD35に受光され、残りは第3のダイクロイックミラー33を透過する。
The fundus image luminous flux having a wavelength λ of 820 to 900 nm is reflected by the third
この第3のダイクロイックミラー33を透過した眼底画像用光束は、波長λが700〜820nmのものが第4のダイクロイックミラー34で反射させられて、第2のAPD36に受光され、残りは第4のダイクロイックミラー34を透過する。この第4のダイクロイックミラー34を透過した眼底画像用光束は、波長λが450〜700nmのものが第3のAPD37に受光される。
The fundus image light flux that has passed through the third
そして、この第1〜第3のAPD35〜37からは画像信号が出力され、この画像信号が画像データ処理回路38に入力される。この画像データ処理回路38は、第1〜第3のAPD35〜37から入力される画像信号に基づいて眼底像(眼科画像)を構築する。
(2).実施例における画像構築の詳細
第1〜第3のAPD35〜37からは画像信号は画像データ処理回路38により同じ処理が行われるので、第1のAPD35からの画像信号の処理についてのみ説明し、第2,第3のAPD36,37からの画像信号の処理については説明を省略する。
[I].画像データの基本的な記憶制御
ここで、第1のAPD35からの画像信号の処理について説明するにあたり、図3Aに示したように、上述したスポット照明光(スポットレーザ光)により水平走査している垂直方向における位置を垂直走査位置Pviとし、スポット照明光(スポットレーザ光)により水平走査している水平方向への位置を水平走査位置Phjとし、垂直走査位置Pviにおける水平走査位置Phjのスポット照明光の位置をPijとする。また、図3Bに示したように、画像メモリ44の垂直走査位置のためのアドレスをMviとし、画像メモリ44の水平走査位置のためのアドレスをMhjとし、実際の画像ドットデータの記憶のためのアドレスはMijとする。
Image signals are output from the first to
(2). Details of image construction in the embodiment Since the image
[I]. Basic Storage Control of Image Data Here, in describing the processing of the image signal from the
そして、上述したように、制御回路60により画像データ処理回路38が作動させられると、画像データ処理回路38のピクセルクロック生成回路54からドット位置を決めるピクセルクロックPcLが出力される。このピクセルクロックPcLがカラムカウンター55及び第1のAPD35に対応するADC43に入力される。
As described above, when the image
このカラムカウンター55からは、スポット照明光(スポットレーザ光)により水平走査している現在の垂直方向における垂直走査位置Pviの垂直位置信号Sviが出力され、この垂直位置信号Sviが調停回路45に入力される。この調停回路45は、垂直位置信号Sviを受けて、画像メモリ44のアドレスMijに画像ドットデータを記憶させる制御をする。
The column counter 55 outputs a vertical position signal Svi of the vertical scanning position Pvi in the current vertical direction that is horizontally scanned by spot illumination light (spot laser light), and the vertical position signal Svi is input to the
一方、第1のAPD35からの画像信号は画像データ処理回路38の第1のAPD35に対応するADC43に入力される。このADC43は、第1のAPD35からの画像信号をピクセルクロックPcLに基づいてA/D変換(アナログデジタル変換)して、変換されたデジタルの画像ドットデータを調停回路45で指示されたアドレスMijに記憶させる。
On the other hand, the image signal from the
基本的には、このようにして第1のAPD35からの画像信号に基づくデジタルの画像ドットデータを画像メモリ44に記憶させる。
[II].画像データの実際の処理制御1
ところで、レゾナントミラー駆動回路51は、レゾナントミラー13を水平方向へ高速振動させて、レゾナントミラー13の振動を停止させない。この結果、スポット照明光がレゾナントミラー13により水平方向に高速走査させられ停止しない。
Basically, digital image dot data based on the image signal from the
[II]. Actual processing control of
Incidentally, the resonant
このため、ある特定の位置を走査したときにレゾナントミラー駆動回路51から同期パルスが出力される。同期パルスが出力されると、ピクセルクロック生成回路54からドット位置を決めるピクセルクロックPcLが出力され、カラムカウンター55へ入力される。
For this reason, a synchronous pulse is output from the resonant
また、レゾナントミラー13の振動は角速度ω=COS(ω’・t)で与えられるため、レゾナントミラー13によるスポット照明光の走査範囲の端ではスポット照明光が低速で走査され中心部で高速に走査されるようにする。このためには、レゾナントミラー13によるスポット照明光の走査範囲の端ではピクセルクロックPcLが低速になり、中心部で高速になるようにする。即ち、ピクセルクロック生成回路54は、サンプル点を等間隔に保つために周辺部ではパルス間隔が広く、中心部付近ではパルス間隔が狭くなったピクセルクロックPcLを出力する。
Further, since the vibration of the
更に、カラムカウンター55は現在の水平位置を保持するカウンタで、画像メモリ44へ画素データを書き込む際のアドレス計算に使用される。前記の様にレゾナントミラー駆動回路51から出力される同期信号により、水平方向の位置決めを行う回路の動作が開始されるが、それと同時に垂直方向のスキャンを行うガルバノミラー16の位置決めを行うロウカウンター53の値も更新される。
Further, the
従って、本実施例では、ロウカウンター53の値は単純に順次増加する制御を行うのではなく、図4A,図4Bのレーザ走査パターン例に示されるとおり、同じ場所を走査しない様な2グループ以上の走査パターンとなるように制御する。即ち、図4Aの走査パターンと図4Bの走査パターンによる走査が1周期ごと個別に行われるように制御する。
Therefore, in this embodiment, the value of the
この図4Aでは上述した垂直走査位置Pviを一つ置きに間引いた垂直走査位置PAvi(i=1,2,3・・・n−2,n−1,n)で水平走査を行い、図4Bでは上述した垂直走査位置Pviを図4Aで間引いた垂直走査位置PBvi(i=n+1,n+2,n+3・・・2n−2,2n−1,2n)で水平走査を行うように制御している。この結果、図4Bにおける垂直走査位置PBvi(i=n+1,n+2,n+3・・・2n−2,2n−1,2n)は図4Aの垂直走査位置PAvi(i=1,2,3・・・n−2,n−1,n)に対して一つずれた位置になる。 In FIG. 4A, horizontal scanning is performed at vertical scanning positions PAvi (i = 1, 2, 3... N−2, n−1, n) obtained by thinning every other vertical scanning position Pvi described above. Then, control is performed to perform horizontal scanning at the vertical scanning position PBvi (i = n + 1, n + 2, n + 3... 2n−2, 2n−1, 2n) obtained by thinning out the above-described vertical scanning position Pvi in FIG. 4A. As a result, the vertical scanning position PBvi (i = n + 1, n + 2, n + 3... 2n−2, 2n−1, 2n) in FIG. 4B corresponds to the vertical scanning position PAvi (i = 1, 2, 3... n-2, n-1, n) are shifted by one position.
このように図4Aの垂直走査位置PAviの大きな値(大きな間隔)で加算され1周期の走査が終わったら、図4Bのように図4Aの先頭の垂直走査位置から少しずれた位置にデクリメントされ、次の周期のロウ加算が再開される。尚、図4Aの垂直走査位置PAvi(i=1,2,3・・・n−2,n−1,n)は図3Aの垂直走査位置Pviのi=1,3,5,・・・の奇数位置に対応し、図4Bの垂直走査位置PBvi(i=1,2,3・・・n−2,n−1,n)は図3Aの垂直走査位置Pviのi=2,4,6,・・・の偶数位置に対応する。この結果、図4Aと図4Bの走査パターンを合成すると、図4CのようにPviはi=1,n+1,2,n+2,3,n+3・・・2nの位置となる。
[III].画像データの処理制御2
また、眼底像(眼科画像)は、第3のダイクロイックミラー33,34により受光波長ごとに分解されて、受光部である第1〜第3のAPD35〜37により受光波長ごとに受光される。そして、第1〜第3のAPD35〜37からの画像信号は、第1〜第3の画像構築部39〜41のADC43にそれぞれ入力されてA/D変換される。この各第1〜第3の画像構築部39〜41は、ADC43によりA/D変換された画像ドットデータをフレーム毎に記憶させる画像メモリ44と、画像メモリ44に記憶された画像データを読み出す読出アドレス生成部47を有する。
Thus, when one cycle of scanning is completed by adding a large value (large interval) of the vertical scanning position PAvi in FIG. 4A, the position is slightly decremented from the top vertical scanning position in FIG. 4A as shown in FIG. 4B. The row addition for the next cycle is resumed. Note that the vertical scanning positions PAvi (i = 1, 2, 3... N−2, n−1, n) in FIG. 4A are i = 1, 3, 5,... Of the vertical scanning positions Pvi in FIG. 4B, the vertical scanning position PBvi (i = 1, 2, 3... N-2, n-1, n) in FIG. 4B corresponds to i = 2, 4, and 4 in the vertical scanning position Pvi in FIG. 3A. This corresponds to the even positions of 6,. As a result, when the scanning patterns of FIG. 4A and FIG. 4B are combined, Pvi is positioned at i = 1, n + 1, 2, n + 2, 3, n + 3... 2n as shown in FIG.
[III]. Image
Further, the fundus image (ophthalmologic image) is decomposed for each light reception wavelength by the third
このため、第1〜第3の画像構築部39〜41は、眼底走査をする際に図4Aに示したフィールドと図4Bに示したフィールドの2つの走査フィールドに分けて、図4Aの走査グループ(フィールド)1と図4Bの走査グループ(フィールド)2により画像を構築し、高速フレームレートの動画を構築する事ができる。
For this reason, the first to third
この図4Aに示す走査グループ1と図4Bに示す走査グループ2の走査によって得られる各フィールドの画像を合成すると、図4Cに示したような1フレーム分の走査パターンとなる。そして、図4Aに示す走査グループ1の走査パターンで図5の眼底像(画像)Er1が構築され、図4Bに示す走査グループ2の走査によって図5の眼底像(画像)Er2が構築される。
When the images of the respective fields obtained by the scanning of
この眼底像Er1では、乳頭部70と黄斑部71および眼底血管72,73等の特徴部に加えて、例えば眼底出血部74a〜74dが撮像されている。また、眼底像Er2では、乳頭部70と黄斑部71および眼底血管72,73等の特徴部に加えて、例えば眼底出血部75a〜75dが撮像されている。そして、図5の眼底像(画像)Er1と眼底像Er2を合成することにより、合成した眼底像Er3が得られる。この眼底像Er3では、乳頭部70と黄斑部71および眼底血管72,73等の特徴部に加えて、眼底出血部74a〜74d及び眼底出血部75a〜75dを含む画像が構築されている。尚、この実施例において走査グループ1,2は、水平走査線の数が通常の走査パターンの走査線の数の半分となる間隔で走査している。
In the fundus oculi image Er1, for example,
この画像データの処理制御では、図4Aの走査グループ1と図4Bの走査グループ2の走査パターンとしたが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、図6に示したように3つのフィールドに分けた走査グループ1〜3で眼底を走査して眼底像を構築するようにしても良い。尚、スポット照明光による眼底の走査は、走査グループ1が図6の垂直走査位置Pvi(i=1,2,3・・・n)で行われ、走査グループ2が図6の垂直走査位置Pvi(i=n+1,n+2,n+3・・・2n)で行われ、走査グループ3が図6の垂直走査位置Pvi(i=2n+1,2n+2,2n+3・・・3n)で行われる。この場合には、走査グループ1〜3で眼底を走査してそれぞれ得られた各フィールドの眼底像を画像処理により合成することで、1フレーム分の眼底像を構築できる。この場合において走査グループ1〜3は、水平走査線の数が通常の走査パターンの走査線の数の1/3となる間隔で走査している。このように走査グループの数Xに応じて走査線の間隔が1/Xとなる走査を行う。
[IV].画像データの実際の処理制御3
次に、図7に示したように、眼底Erを高速走査のために4つのフィールド(走査グループ)に分けて、この4つのフィールド即ち4つの走査グループで眼底Erを高速走査した場合について説明する。
In this image data processing control, the scanning patterns of the
[IV]. Actual processing control of
Next, as shown in FIG. 7, a case will be described in which the fundus Er is divided into four fields (scanning groups) for high-speed scanning, and the fundus Er is scanned at high speed in these four fields, that is, four scanning groups. .
尚、本実施例では、図2に示すようにトラッキング開始スイッチTsを設け、このトラッキング開始スイッチTsのON・OFF信号を制御回路60に入力させるようにする。そして、このトラッキング開始スイッチTsをONさせて、このON信号を制御回路60に入力させることにより、制御回路60によりトラッキングがスタートするようになっている。
<走査グループ>
(A).眼底の高速走査のための走査パターンのグループ分け
ここで、通常の眼底の全走査ラインを図7の(1,n+1,2n+1,3n+1,3・・・n,2n,3n,4n)としたとき、高速走査のために全走査ラインの垂直方向における水平走査位置を、
・走査グループ1
第1垂直走査位置(1,2,3・・・n)
・走査グループ2
第2垂直走査位置(n+1,n+2,n+3・・・2n)
・走査グループ3
第3垂直走査位置(2n+1,2n+2,2n+3・・・3n)
・走査グループ4
第4垂直走査位置(3n+1,3n+2,3n+3・・・4n)
の4つの垂直走査位置の走査グループ(フィールド)に分けて、高速走査パターンIの走査グループとする。
In this embodiment, a tracking start switch Ts is provided as shown in FIG. 2, and an ON / OFF signal of the tracking start switch Ts is input to the
<Scanning group>
(A). Scanning pattern grouping for fast fundus scanning Here, when all normal fundus scanning lines are (1, n + 1,2n + 1,3n + 1,3... N, 2n, 3n, 4n) in FIG. , Horizontal scanning position in the vertical direction of all scanning lines for high-speed scanning,
First vertical scanning position (1, 2, 3,... N)
Second vertical scanning position (n + 1, n + 2, n + 3... 2n)
Third vertical scanning position (2n + 1, 2n + 2, 2n + 3... 3n)
Fourth vertical scanning position (3n + 1, 3n + 2, 3n + 3... 4n)
These four vertical scanning positions are divided into scanning groups (fields) to form a high-speed scanning pattern I scanning group.
そして、この高速走査パターンIの4つの走査グループ1〜4を予め制御回路60の図示しないメモリに記憶させておくものとする。そして、図8では走査タイミングS0〜S4により走査グループS0〜S4の走査が切り換えられるようになっている。
The four
即ち、走査タイミングが
・S0
全走査ライン(1,n+1,2n+1,3n+1,3・・・n,2n,3n,4n)による通常走査
・S1
走査グループ1による高速走査
・S2
走査グループ2による高速走査
・S3
走査グループ3による高速走査
・S4
走査グループ4による高速走査
を実行するようになっている。
That is, the scanning timing is · S0
Normal scanning by all scanning lines (1, n + 1, 2n + 1, 3n + 1, 3... N, 2n, 3n, 4n) S1
High-speed scan by
High-speed scan by
High-speed scan by
High-speed scanning by the
尚、以下の説明においてS1〜S4は、高速走査グループパターンIの走査回数がn回目の場合、nS1〜nS4となる。
<基準画像BEr>
(B).図8の走査タイミングS0での基準画像BErの取得
このような設定において、トラッキング開始スイッチTsをONさせてトラッキングをスタートさせ、眼底の撮影を開始させて、先ず全走査ラインによる通常走査パターンの眼底像(画像)を基準画像として取得させる。
In the following description, S1 to S4 are nS1 to nS4 when the number of scans of the high-speed scanning group pattern I is n.
<Reference image BEr>
(B). Acquisition of the reference image BEr at the scanning timing S0 in FIG. 8 In such a setting, the tracking start switch Ts is turned on to start tracking, and photographing of the fundus is started. First, the fundus of the normal scanning pattern by all the scanning lines is started. An image (image) is acquired as a reference image.
即ち、制御回路60は、トラッキング開始スイッチTsがONさせられると、画像データ処理回路38のミラー駆動制御回路42を動作制御して、ミラー駆動制御回路42によりレゾナントミラー13およびガルバノミラー16を作動制御して、図8の走査タイミングS0で図1のレゾナントミラー13およびガルバノミラー16によりスポット照明光を通常走査パターンで被検眼Eの眼底に投影し走査させる。この走査は、図7の全走査ライン(1,n+1,2n+1,3n+1,3・・・n,2n,3n,4n)により通常走査パターンの眼底像(画像)を図8Aの基準画像BErとして画像データ処理回路38により取得して、この基準画像BErを画像データ処理回路38の画像メモリ44にメモリ(記憶)させる。
<高速走査グループパターンIによる眼底走査>
(C).高速走査により取得された眼底像の基準画像BErに対するズレ量検出
この基準画像BErを取得した後に制御回路60は、画像データ処理回路38のミラー駆動制御回路42を動作制御して、ミラー駆動制御回路42による図1の眼底Erの走査パターンを通常走査パターンから図8の高速走査グループパターンIに変更制御(切替制御)する。
That is, when the tracking start switch Ts is turned on, the
<Fundus scan with high-speed scan group pattern I>
(C). Detection of deviation amount of fundus image acquired by high-speed scanning with respect to reference image BEr After acquiring the reference image BEr, the
そして、制御回路60は、走査パターンを高速走査グループパターンIに変更制御すると、図8の高速走査グループパターンI(1回目),I(2回目),高速走査グループパターンI(3回目)・・・高速走査グループパターンI(n回目)のように順次繰り返し制御する。
When the
ここで、走査グループ1〜4は、上述したようにスポット照明光(スポットレーザ光)により図1の眼底Erを走査する。そして、走査グループ1が図7の垂直走査位置Pvi(i=1,2,3・・・n)で行われ、走査グループ2が図7の垂直走査位置Pvi(i=n+1,n+2,n+3・・・2n)で行われ、走査グループ3が図7の垂直走査位置Pvi(i=2n+1,2n+2,2n+3・・・3n)で行われ、走査グループ4が図7の垂直走査位置Pvi(i=3n+1,3n+2,3n+3・・・4n)で行われる。
Here, the
尚、図8に示したように、高速走査グループパターンI(1回目)の走査グループ1〜4による走査タイミング1S1〜1S4、高速走査グループパターンI(2回目)の走査グループ1〜4による走査タイミング2S1〜2S4、高速走査グループパターンI(3回目)の走査グループ1,2による走査タイミング3S1,3S2等における、眼底走査について説明する。
(i).高速走査グループパターンI(1回目)による眼底走査
(i−1).走査タイミング1S1(眼底像Er1の検出)
上述した制御回路60は、走査タイミングS0で基準画像BErが取得されると、高速走査グループパターンI(1回目)の走査タイミング1S1で走査グループ1による眼底Erの走査を実行し、眼底像Er1(画像)を取得する。
(i−2).走査タイミング1S2(眼底像Er2の検出)
(眼底像Er2の検出と、基準画像BErに対する最初の眼底像Er1の第1のズレ量Δx1の検出と次の走査の補正処理)
また、制御回路60は、眼底像Er1(画像)が取得されると、高速走査グループパターンI(1回目)の走査タイミング1S2で走査グループ2による眼底Erの走査を実行し、眼底像Er2(画像)を取得する。
As shown in FIG. 8, the scanning timings 1S1 to 1S4 by the
(i) Fundus scanning with high-speed scanning group pattern I (first time)
(i-1). Scanning timing 1S1 (detection of fundus image Er1)
When the reference image BEr is acquired at the scanning timing S0, the
(i-2). Scanning timing 1S2 (detection of fundus image Er2)
(Detection of fundus image Er2, detection of first shift amount Δx1 of first fundus image Er1 with respect to reference image BEr, and correction process for next scanning)
In addition, when the fundus image Er1 (image) is acquired, the
一方、パソコン50又は制御回路60は、走査タイミング1S2で走査グループ2による眼底像Er2(画像)を取得している間に、眼底像Er1(画像)の特徴点を画像処理にて抽出し、基準画像BErと走査グループ1により得られた眼底像Er1の第1のズレ量Δx1(図8A参照)を検出する。
On the other hand, the
そして、制御回路60は、高速走査グループパターンI(1回目)の走査グループ3のスポット照明光による走査(スキャン)をする前に、検出された第1のズレ量Δx1に基づいてスキャンのためのシフト補正処理1を行わせる。即ち、検出された第1のズレ量Δx1をキャンセルするような補正をするように、ガルバノミラー駆動回路52を介してガルバノミラー16の走査開始位置をシフトし、ピクセルクロック生成回路54でピクセルクロックPcLのタイミングのシフトを行わせる。
(i−3).走査タイミング1S3(眼底像Er3の検出)
(眼底像Er3の検出と、基準画像BErに対する最初の眼底像Er2の第2のズレ量Δx2の検出と次の走査の補正処理)
更に、制御回路60は、眼底像Er2(画像)が取得されると、シフト補正処理1に基づいて高速走査グループパターンI(1回目)の走査タイミング1S3で走査グループ3による眼底Erの走査を実行し、眼底像Er3(画像)を取得する。
Then, the
(i-3). Scanning timing 1S3 (detection of fundus image Er3)
(Detection of fundus image Er3, detection of second shift amount Δx2 of first fundus image Er2 with respect to reference image BEr, and correction process for next scanning)
Further, when the fundus oculi image Er2 (image) is acquired, the
一方、パソコン50又は制御回路60は、走査タイミング1S3で走査グループ3による眼底像Er3(画像)を取得している間に、眼底像Er2(画像)の特徴点を画像処理にて抽出し、基準画像BErと走査グループ2により得られた眼底像Er2の第2のズレ量Δx2(図8B参照)を検出する。
On the other hand, the
そして、制御回路60は、高速走査グループパターンI(1回目)の走査グループ4のスポット照明光による走査(スキャン)をする前に、検出された第2のズレ量Δx2に基づいてスキャンのためのシフト補正処理2を行わせる。即ち、検出された第2のズレ量Δx2をキャンセルするような補正をするように、ガルバノミラー駆動回路52を介してガルバノミラー16の走査開始位置をシフトし、ピクセルクロック生成回路54でピクセルクロックPcLのタイミングのシフトを行わせる。
(i−4).走査タイミング1S4(眼底像Er4の検出)
(眼底像Er4の検出と、基準画像BErに対する最初の眼底像Er3の第3のズレ量Δx3の検出と次の走査の補正処理)
また、制御回路60は、眼底像Er3(画像)が取得されると、シフト補正処理2に基づいて高速走査グループパターンI(1回目)の走査タイミング1S4で走査グループ4による眼底Erの走査を実行し、眼底像Er4(画像)を取得する。
The
(i-4). Scanning timing 1S4 (detection of fundus image Er4)
(Detection of fundus image Er4, detection of third deviation amount Δx3 of first fundus image Er3 with respect to reference image BEr, and correction process for next scanning)
Further, when the fundus oculi image Er3 (image) is acquired, the
一方、パソコン50又は制御回路60は、走査タイミング1S4で走査グループ4による眼底像Er4(画像)を取得している間に、眼底像Er3(画像)の特徴点を画像処理にて抽出し、基準画像BErと走査グループ3により得られた眼底像Er3の第3のズレ量Δx3をズレ量Δx1と同様に検出する。
On the other hand, the
そして、制御回路60は、高速走査グループパターンI(2回目)の走査グループ1のスポット照明光による走査(スキャン)をする前に、検出された第3のズレ量Δx3に基づいてスキャンのためのシフト補正処理3を行わせる。即ち、検出された第3のズレ量Δx3をキャンセルするような補正をするように、ガルバノミラー駆動回路52を介してガルバノミラー16の走査開始位置をシフトし、ピクセルクロック生成回路54でピクセルクロックPcLのタイミングのシフトを行わせる。
(ii).高速走査グループパターンI(2回目)による眼底走査
この高速走査グループパターンIによる1回目の走査が終了すると、図8の高速走査グループパターンI(2回目)の走査タイミング2S1〜2S4による走査グループ1〜4の走査が実行される。
(ii−1).走査タイミング2S1(眼底像Er1′の検出)
(眼底像Er1′の検出と、基準画像BErに対する眼底像Er4の第4のズレ量Δx4の検出と次の走査の補正処理)
上述した制御回路60は、高速走査グループパターンI(1回目)の走査タイミング1S4で走査グループ4による眼底像Er4(画像)を取得すると、シフト補正処理3に基づいて高速走査グループパターンI(2回目)の走査タイミング2S1で走査グループ1による眼底Erの走査を実行し、眼底像Er1′(画像)を取得する。
Then, the
(ii). Fundus scanning by the high-speed scanning group pattern I (second time) When the first scanning by the high-speed scanning group pattern I is completed, the scanning timings 2S1 to 2S4 of the high-speed scanning group pattern I (second time) in FIG. Scans of
(ii-1). Scanning timing 2S1 (detection of fundus oculi image Er1 ')
(Detection of fundus image Er1 ′, detection of fourth shift amount Δx4 of fundus image Er4 with respect to reference image BEr, and correction process for next scanning)
When the above-described
一方、パソコン50又は制御回路60は、高速走査グループパターンI(2回目)の走査タイミング2S1で走査グループ1による眼底像Er1′(画像)を取得している間に、高速走査グループパターンI(1回目)の走査グループ4で得られた眼底像Er4(画像)の特徴点を画像処理にて抽出し、基準画像BErと高速走査グループパターンI(1回目)の走査グループ4により得られた眼底像Er4の第4のズレ量Δx4をズレ量Δx1と同様に検出する。
On the other hand, the
そして、制御回路60は、高速走査グループパターンI(2回目)の走査グループ2のスポット照明光による走査(スキャン)をする前に、検出された第4のズレ量Δx4に基づいてスキャンのためのシフト補正処理4を行わせる。即ち、検出された第4のズレ量Δx4をキャンセルするような補正をするように、ガルバノミラー駆動回路52を介してガルバノミラー16の走査開始位置をシフトし、ピクセルクロック生成回路54でピクセルクロックPcLのタイミングのシフトを行わせる。
(ii−2).走査タイミング2S2(眼底像Er2′の検出)
(眼底像Er2′の検出と、基準画像BErに対する2回目の眼底像Er2′の第1のズレ量Δx1′の検出と次の走査の補正処理)
また、制御回路60は、眼底像Er1′(画像)が取得されると、シフト補正処理4に基づいて高速走査グループパターンI(2回目)の走査タイミング2S2で走査グループ2による眼底Erの走査を実行し、眼底像Er2′(画像)を取得する。
The
(ii-2). Scanning timing 2S2 (detection of fundus image Er2 ')
(Detection of fundus oculi image Er2 ', detection of first deviation amount Δx1' of fundus oculi image Er2 'for the second time with respect to reference image BEr, and correction processing for next scanning)
Further, when the fundus image Er1 ′ (image) is acquired, the
一方、パソコン50又は制御回路60は、高速走査グループパターンI(2回目)の走査タイミング2S2で走査グループ2による眼底像Er2′(画像)を取得している間に、高速走査グループパターンI(2回目)の走査グループ4により得られた眼底像Er1′(画像)の特徴点を画像処理にて抽出し、基準画像BErと走査グループ1により得られた眼底像Er1′の第1のズレ量Δx1′を検出する。
On the other hand, the
そして、制御回路60は、高速走査グループパターンI(2回目)の走査グループ3のスポット照明光による走査(スキャン)をする前に、検出された2回目の第1のズレ量Δx1′に基づいてスキャンのためのシフト補正処理1′を行わせる。即ち、検出された第1のズレ量Δx1′をキャンセルするような補正をするように、ガルバノミラー駆動回路52を介してガルバノミラー16の走査開始位置をシフトし、ピクセルクロック生成回路54でピクセルクロックPcLのタイミングのシフトを行わせる。
(ii−3).走査タイミング2S3(眼底像Er2′の検出)
(眼底像Er2′の検出、基準画像BErに対する2回目の眼底像Er2′の第2のズレ量Δx2′の検出と次の走査の補正処理)
更に、制御回路60は、眼底像Er2′(画像)が取得されると、シフト補正処理1′に基づいて高速走査グループパターンI(2回目)の走査タイミング2S3で走査グループ3による眼底Erの走査を実行し、眼底像Er3′(画像)を取得する。
Then, the
(ii-3). Scanning timing 2S3 (detection of fundus oculi image Er2 ')
(Detection of fundus oculi image Er2 ′, detection of second deviation amount Δx2 ′ of fundus oculi image Er2 ′ for the second time with respect to reference image BEr, and correction processing for next scanning)
Further, when the fundus oculi image Er2 ′ (image) is acquired, the
一方、パソコン50又は制御回路60は、高速走査グループパターンI(2回目)の走査タイミング2S3で走査グループ3による眼底像Er3′(画像)を取得している間に、眼底像Er2′(画像)の特徴点を画像処理にて抽出し、基準画像BErと走査グループ2により得られた眼底像Er2′の第2のズレ量Δx2′を検出する。
On the other hand, the
そして、制御回路60は、高速走査グループパターンI(2回目)の走査グループ4のスポット照明光による走査(スキャン)をする前に、検出された2回目の第2のズレ量Δx2′に基づいてスキャンのためのシフト補正処理2′を行わせる。即ち、検出された2回目の第2のズレ量Δx2′をキャンセルするような補正をするように、ガルバノミラー駆動回路52を介してガルバノミラー16の走査開始位置をシフトし、ピクセルクロック生成回路54でピクセルクロックPcLのタイミングのシフトを行わせる。
(ii−4).走査タイミング2S4(眼底像Er4′の検出)
(眼底像Er4′の検出、基準画像BErに対する2回目の眼底像Er3′の第3のズレ量Δx3′の検出と次の走査の補正処理)
また、制御回路60は、眼底像Er3′(画像)が取得されると、シフト補正処理2′に基づいて高速走査グループパターンI(2回目)の走査タイミング2S4で走査グループ4による眼底Erの走査を実行し、眼底像Er4′(画像)を取得する。
Then, the
(ii-4). Scanning timing 2S4 (detection of fundus oculi image Er4 ′)
(Detection of fundus oculi image Er4 ', detection of third deviation amount Δx3' of fundus oculi image Er3 'for the second time with respect to reference image BEr, and correction processing for next scanning)
When the fundus image Er3 ′ (image) is acquired, the
一方、パソコン50又は制御回路60は、高速走査グループパターンI(2回目)の走査タイミングS4で走査グループ4による眼底像Er4′(画像)を取得している間に、眼底像Er3′(画像)の特徴点を画像処理にて抽出し、基準画像BErと走査グループ3により得られた眼底像Er3′の第3のズレ量Δx3′をズレ量Δx1と同様に検出する。
On the other hand, the
そして、制御回路60は、高速走査グループパターンI(3回目)の走査グループ1のスポット照明光による走査(スキャン)をする前に、検出された2回目の第3のズレ量Δx3′に基づいてスキャンのためのシフト補正処理3′を行わせる。即ち、検出された2回目の第3のズレ量Δx3′をキャンセルするような補正をするように、ガルバノミラー駆動回路52を介してガルバノミラー16の走査開始位置をシフトし、ピクセルクロック生成回路54でピクセルクロックPcLのタイミングのシフトを行わせる。
(iii).高速走査グループパターンI(3回目)〜(n回目)による眼底走査
(基準画像BErに対する2回目の眼底像Er4′の第4のズレ量Δx4′の検出と次の走査の補正処理)
上述した制御回路60は、高速走査グループパターンI(2回目)の走査タイミング2S4で走査グループ4による眼底像Er4′(画像)を取得すると、シフト補正処理3′に基づいて高速走査グループパターンI(3回目)の走査タイミング3S1で走査グループ1による眼底Erの走査を実行し、眼底像Er1′′(画像)を取得する。
Then, the
(iii). Fundus scanning by high-speed scanning group pattern I (third time) to (n-th) (detection of the fourth deviation amount Δx4 ′ of the second fundus image Er4 ′ with respect to the reference image BEr and correction processing of the next scanning)
When the above-described
一方、パソコン50又は制御回路60は、高速走査グループパターンI(3回目)の走査タイミング3S1で走査グループ1による眼底像Er1′′(画像)を取得している間に、高速走査グループパターンI(1回目)の走査グループ4で得られた眼底像Er4′(画像)の特徴点を画像処理にて抽出し、基準画像BErと高速走査グループパターンI(2回目)の走査グループ4により得られた眼底像Er4の第4のズレ量Δx4′をズレ量Δx1と同様に検出する。
On the other hand, the
そして、制御回路60は、高速走査グループパターンI(3回目)の走査グループ2のスポット照明光による走査(スキャン)をする前に、検出された2回目の第4のズレ量Δx4′に基づいてスキャンのためのシフト補正処理4′を行わせる。即ち、検出された第4のズレ量Δx4′をキャンセルするような補正をするように、ガルバノミラー駆動回路52を介してガルバノミラー16の走査開始位置をシフトし、ピクセルクロック生成回路54でピクセルクロックPcLのタイミングのシフトを行わせる。
Then, the
また、高速走査グループパターンI(3回目)の走査タイミング3S2以降の走査も、高速走査グループパターンI(2回目)走査タイミング2S1〜高速走査グループパターンI(3回目)の走査タイミング3S1と同様な走査タイミングで走査グループ1〜4の走査が実行され、取得した眼底像の基準画像BErに対するズレ量を高速走査グループパターンI(2回目)の走査タイミング2S1〜高速走査グループパターンI(3回目)の走査タイミング3S1におけるのと同様にして検出して、次の走査のためのズレ量のシフト補正処理を行う。
Further, scanning after the scanning timing 3S2 of the high-speed scanning group pattern I (third time) is also performed in the same manner as the scanning timing 3S1 of the high-speed scanning group pattern I (second time) scanning timing 2S1 to the high-speed scanning group pattern I (third time). The scans of the
このように本実施例では、次の走査グループによる走査開始前に、前の走査グループにより得られた眼底像(眼科画像)が被検眼Eの固視微動により通常走査による基準画像(基準眼底像)に対してどの程度ズレているかを検出させるようにしている。このズレの検出には乳頭部70を特徴点として、前の走査グループにより得られた眼底像(眼科画像)の乳頭部70が被検眼Eの固視微動により通常走査による基準画像(基準眼底像)の乳頭部70に対してどの程度ズレているかで、ズレ量を検出させている。
As described above, in this embodiment, the fundus image (ophthalmologic image) obtained by the previous scanning group is converted into the reference image (reference fundus image by normal scanning due to fixation eye movement of the eye E before the start of scanning by the next scanning group. ) To detect the degree of deviation. For detection of this deviation, the
このように走査(スキャン)のためのシフト補正処理1は高速走査グループパターンI(1回目)の走査グループ2のスキャンが行われている間に進められ、シフト補正処理2は高速走査グループパターンI(1回目)の走査グループ3のスキャンが行われている間に進められ、シフト補正処理3は高速走査グループパターンI(1回目)の走査グループ4のスキャンが行われている間に進められ、
シフト補正処理4は高速走査グループパターンI(2回目)の走査グループ1のスキャンが行われている間に進められる。
As described above, the
The
また、走査(スキャン)のためのシフト補正処理1′は高速走査グループパターンI(2回目)の走査グループ2のスキャンが行われている間に進められ、シフト補正処理2′は高速走査グループパターンI(2回目)の走査グループ3のスキャンが行われている間に進められ、シフト補正処理3′は高速走査グループパターンI(2回目)の走査グループ4のスキャンが行われている間に進められ、シフト補正処理4′は高速走査グループパターンI(3回目)の走査グループ1のスキャンが行われている間に進められる。
Further, the shift correction processing 1 'for scanning (scanning) is performed while the
そして、高速走査グループパターンI(1回目)では、シフト補正処理1に基づくスポット照明光による走査は走査グループ3のスキャンにおいて反映され、シフト補正処理2に基づくスポット照明光による走査は走査グループ4のスキャンにおいて反映される。また、高速走査グループパターンI(2回目)では、シフト補正処理3に基づくスポット照明光による走査は走査グループ1のスキャンにおいて反映され、シフト補正処理4に基づくスポット照明光による走査は走査グループ4のスキャンにおいて反映される。同様に、高速走査グループパターンI(3回目)では、シフト補正処理1′に基づくスポット照明光による走査は走査グループ1のスキャンにおいて反映され、シフト補正処理2′に基づくスポット照明光による走査は走査グループ2のスキャンにおいて反映される。
In the high-speed scanning group pattern I (first time), the scanning with the spot illumination light based on the
そして、高速走査グループパターンI(1回目)では、走査グループ1,2とトラッキングが行われた走査グループ3,4の各フィールドの画像を画像処理により合成して、高解像度の画像を一枚構築してモニターに表示する。また、高速走査グループパターンI(2回目)では、トラッキングが行われた走査グループ1〜4の各フィールドの画像を画像処理により合成して、高解像度の画像を一枚構築してモニターに表示する。同様に、高速走査グループパターンI(n回目)では、トラッキングが行われた走査グループ1〜4の各フィールドの画像を画像処理により合成して、高解像度の画像を一枚構築してモニターに表示する。
In the high-speed scanning group pattern I (first time), the images of the
このような制御及び画像処理により、通常スキャン画像と変わらない解像度の画像を、通常スキャンでの4倍のサンプリング周波数でトラッキングを行われた動画を得ることできる。 By such control and image processing, it is possible to obtain a moving image in which an image having a resolution that is the same as that of a normal scan image is tracked at a sampling frequency four times that of the normal scan.
このように通常スキャン画像に対して走査グループ1〜4によるフレームレートが異なる動画を同時に得ることが出来るため、画像処理を行う画像の位置補正や撮影位置のトラッキング精度を向上し、クオリティの高い診断用の画像を提供できる。
As described above, since it is possible to simultaneously obtain moving images having different frame rates from the
尚、ズレ量検出のための特徴点は、乳頭部70としているが、乳頭部70以外の眼底血管72,73や眼底出血部74a〜74d,75a〜75d等にすることもできるし、これらを複数組み合わせることもできる。この特徴点の決定は、基準画像を撮像した時点で、眼底像のなかの光量がある程度の面積があれば制御回路60により容易に設定できる。
The feature point for detecting the amount of deviation is the
また、上述した実施例では、最初に撮影した眼底像を基準画像としているが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、高速走査グループパターンI(n回目)の画像のズレ量検出のための基準画像としては、高速走査グループパターンI(n回目)の数回前(例えば1つ前又は2つ前等)に高速走査グループパターンIで撮影されて構築された眼底像を用いても良い。
(e).他の方法によるズレ量の検出
また、上述した例では、各フィールドの走査(スキャン)が終わった段階で、ズレ量を検出してシフト補正処理を行うようにしているが、各フィールドの前半のスキャンが終わった段階でズレ量の検出を行うようにしても良い。このズレ量を検出するための特徴点が乳頭部70であれば、この乳頭部70が眼底像の上下方向の略中央部に位置するような眼底像を撮像する際に、ズレ量を確実に検出できる。
In the above-described embodiment, the fundus image captured first is used as the reference image, but is not necessarily limited thereto. For example, the reference image for detecting the shift amount of the image of the high-speed scanning group pattern I (n-th) is several times before the high-speed scanning group pattern I (n-th) (for example, one or two before). A fundus image constructed by photographing with the high-speed scanning group pattern I may be used.
(E). In the above example, the shift amount is detected and the shift correction processing is performed at the stage where the scanning of each field is completed. The amount of misalignment may be detected at the stage where scanning is completed. If the feature point for detecting the amount of deviation is the
このようにすることで、ズレ量を検出の時間を早くできるので、シフト補正処理およびこれによるフィードバック制御を速くできる。 By doing so, the time for detecting the shift amount can be shortened, so that the shift correction processing and the feedback control by this can be accelerated.
例えば、2枚目の眼底像の撮像時の後半にはシフト処理によるスキャンの補正制御が可能となる。 For example, scanning correction control by shift processing can be performed in the latter half of the time when the second fundus image is captured.
尚、この実施例でもズレ量検出のための特徴点は、乳頭部70としているが、乳頭部70以外の眼底血管72,73や眼底出血部74a〜74d,75a〜75d等にすることもできるし、これらを複数組み合わせることもできる。この特徴点の決定は、基準画像を撮像した時点で、眼底像のなかの光量がある程度の面積があれば制御回路60により容易に設定できる。
In this embodiment, the feature point for detecting the deviation amount is the
この場合、特徴点が眼底血管72であれば、眼底血管72の長さをある程度の検出した時点でズレ量を検出できるので、乳頭部70を特徴点としてズレ量を検出する場合よりも速い時点でシフト補正処理によるフィードバック制御をできる。
In this case, if the feature point is the
尚、SLOで解像度の高い画像を撮影する場合は、走査ピッチを細かくして撮影するため、動画のフレームレートは低くなり、この状態の動画画面は、画像の上と下(または左右)での撮影の時間的な差が大きくなるため、画像全体で均一なフォーカスやアライメントの調整を行う事が困難となる。しかし、本実施例のように基本画像の他に走査本数を少なくし且つ走査位置をずらした複数の走査グループで眼底像を撮像することにより、各走査グループのフレームレートの周波数を高くできる。しかも、基本画像に対する他の走査グループの撮影画像とからズレ量を検出して、このズレ量に基づくトラッキングを行って、高い周波数のフレームレートの走査グループで眼底像を撮像するので、各走査グループの前半と後半の眼底像のズレおよび各走査グループでの眼底像のズレを少なくるすことができる。そして、このようなズレの少ない複数の眼底像を合成して1フレーム分の眼底像を構築させることにより、走査ピッチを細かくして撮影したときのズレのない眼底像を得ることができる。 Note that when shooting high-resolution images with SLO, the frame rate of the moving image is low because the scanning pitch is set fine, and the moving image screen in this state is the upper and lower (or left and right) shooting images. Since the time difference becomes large, it becomes difficult to perform uniform focus and alignment adjustment on the entire image. However, the frequency of the frame rate of each scanning group can be increased by capturing fundus images with a plurality of scanning groups in which the number of scans is reduced and the scanning positions are shifted in addition to the basic image as in this embodiment. In addition, since the amount of deviation is detected from a captured image of another scan group with respect to the basic image, tracking based on this amount of deviation is performed, and a fundus image is captured with a scan group with a high frequency frame rate. The difference between the first half and the second half of the fundus image and the deviation of the fundus image in each scanning group can be reduced. Then, by combining a plurality of fundus images with little deviation and constructing a fundus image for one frame, it is possible to obtain a fundus image without deviation when photographing with a fine scanning pitch.
以上説明したように、この発明の実施の形態のレーザ走査型撮影装置は、撮影用のレーザ光を出射させるレーザ光発生手段(照明光発生部3)と、前記レーザ光を走査する走査手段(レゾナントミラー13,ガルバノミラー16)を備え且つ前記走査手段(レゾナントミラー13,ガルバノミラー16)により被撮影対象部(眼底)にレーザ光を走査投影する照明光学系1と、前記被撮影対象部で反射されたレーザ光を受光して受光手段(受光部30)に導く受光光学系2と、前記走査手段(レゾナントミラー13,ガルバノミラー16)による前記レーザ光の1走査周期ごとに前記受光手段(受光部30)の出力信号から前記被撮影対象部(眼底)の1フレーム分の観察画像を構築する画像構築部(第1〜第3の画像構築部35〜37)と、前記走査手段(レゾナントミラー13,ガルバノミラー16)の走査を作動制御する制御回路(画像データ処理回路38)と、を備えている。しかも、前記制御回路(画像データ処理回路38)は、前記レーザ光の1走査周期ごとに異なり且つ前記被撮影対象部の同じ場所を走査しない複数の走査パターンで前記走査手段(レゾナントミラー13,ガルバノミラー16)を作動制御することにより、前記レーザ光の異なる走査パターンによる前記被撮影対象部(眼底)の動画用画像を前記画像構築部(第1〜第3の画像構築部39〜41)により複数構築させると共に、前記複数の動画用画像を合成させることにより、前記被撮影対象部の1撮影画像を形成させる。
As described above, the laser scanning type photographing apparatus according to the embodiment of the present invention includes the laser light generating means (illumination light generating section 3) for emitting laser light for photographing, and the scanning means for scanning the laser light ( An illumination
この構成によれば、フォーカスやアライメントの調整を容易に行うことができると共に、撮影用の動画のトラッキングの状態を良くできる。 According to this configuration, it is possible to easily adjust the focus and alignment, and to improve the tracking state of the moving image for shooting.
また、この発明の実施の形態のレーザ走査型撮影装置において、前記複数の動画用画像は夫々フレームレートが異なる。 In the laser scanning type photographing apparatus according to the embodiment of the present invention, the plurality of moving image images have different frame rates.
この構成によれば、フレームレートの異なる複数の動画画像(眼底像)を撮像することにより、複数の動画画像間のズレ量を検出して、このズレ量に基づく撮像のための走査位置を補正できるので、各走査グループの前半と後半の眼底像のズレおよび各走査グループでの眼底像のズレを少なくすることができる。そして、このようなズレの少ない複数の眼底像を合成して1フレーム分の眼底像を構築させることにより、走査ピッチを細かくして撮影したときのズレのない眼底像を得ることができる。 According to this configuration, by capturing a plurality of moving image images (fundus images) having different frame rates, a shift amount between the plurality of moving image images is detected, and a scanning position for imaging based on the shift amount is corrected. Therefore, the shift of the fundus image in the first half and the latter half of each scan group and the shift of the fundus image in each scan group can be reduced. Then, by combining a plurality of fundus images with little deviation and constructing a fundus image for one frame, it is possible to obtain a fundus image without deviation when photographing with a fine scanning pitch.
更に、この発明の実施の形態のレーザ走査型撮影装置において、前記複数の動画用画像は夫々異なる波長の信号により構築される。 Further, in the laser scanning type photographing apparatus according to the embodiment of the present invention, the plurality of moving image images are constructed by signals having different wavelengths.
また、この発明の実施の形態のレーザ走査型撮影装置において、前記受光手段(受光部30)は、異なる波長を受光可能な複数の受光素子(第1〜第3APD35〜37)を有する。
In the laser scanning imaging apparatus according to the embodiment of the present invention, the light receiving means (light receiving unit 30) includes a plurality of light receiving elements (first to
また、この発明の実施の形態のレーザ走査型撮影装置において、前記レーザ光発生手段(照明光発生部3)は波長の異なる複数のレーザ光を照射できる。 In the laser scanning type photographing apparatus according to the embodiment of the present invention, the laser light generation means (illumination light generation unit 3) can irradiate a plurality of laser lights having different wavelengths.
1・・・照明光学系
2・・・受光光学系
3・・・照明光発生部(レーザ光発生手段)
13・・・レゾナントミラー(レゾナントスキャナ、走査手段)
16・・・ガルバノミラー(走査手段)
30・・・受光部(受光手段)
35・・・第1のAPD(受光素子)
36・・・第2のAPD(受光素子)
37・・・第3のAPD(受光素子)
38・・・画像データ処理回路(制御回路)
39・・・第1の画像構築部
40・・・第2の画像構築部
41・・・第3の画像構築部
DESCRIPTION OF
13 ... Resonant mirror (resonant scanner, scanning means)
16 ... Galvano mirror (scanning means)
30. Light receiving part (light receiving means)
35 ... 1st APD (light receiving element)
36: Second APD (light receiving element)
37 ... Third APD (light receiving element)
38... Image data processing circuit (control circuit)
39 ... 1st
Claims (6)
前記レーザ光を走査する走査手段を備え且つ前記走査手段により被撮影対象部にレーザ光を走査投影する照明光学系と、
前記被撮影対象部からの反射光及び又は蛍光を受光して受光手段に導く受光光学系と、
前記走査手段による前記レーザ光の前記受光手段の出力信号から前記被撮影対象部の観察画像を構築する画像構築部と、
前記走査手段の走査を作動制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、前記レーザ光の1走査周期ごとに異なる複数の走査グループの走査パターンで前記走査手段を前記走査グループ毎に順に作動制御することにより、前記レーザ光の異なる走査パターンによる前記被撮影対象部の動画用画像を前記走査グループ毎に順に前記画像構築部により構築させると共に、前記複数の走査グループで取得された異なる動画用画像を合成させることにより、前記被撮影対象部の1動画用画像を形成させるレーザ走査型撮影装置であって、
前記制御回路は、前記走査手段を制御して、通常走査パターンの走査で前記被撮影対象部の画像を基準画像として取得した後、前記被撮影対象部の動画用画像を前記複数の異なる走査パターンの走査グループで順次取得する際、前記複数の走査グループの一つで前記被撮影対象部を走査している間に、前記走査中の走査グループより前の走査グループで取得された動画用画像と前記基準画像とのズレ量を検出して、前記ズレ量に基づいて前記走査中の走査グループより後の走査グループの走査開始位置の補正処理を実行させることを特徴とするレーザ走査型撮影装置。 Laser light generating means for emitting laser light for photographing;
An illumination optical system that includes a scanning unit that scans the laser beam, and that scans and projects the laser beam onto the object to be imaged by the scanning unit;
A light receiving optical system that receives reflected light and / or fluorescence from the object to be imaged and guides it to a light receiving means;
An image construction unit for constructing the observation image of the subject to be imaged object unit from the output signal of the light receiving means of said laser beam by said scanning means,
A control circuit for controlling the scanning of the scanning means;
Equipped with a,
Wherein the control circuit, by actuating controls the scanning means in a scanning pattern of a plurality of scan group that different for each scanning cycle of the laser beam in order for each of the scan group, the object according to different scanning patterns of said laser beam The moving image of the shooting target part is constructed in order by the image construction unit for each scanning group, and different moving picture images acquired by the plurality of scanning groups are combined to form one moving picture of the shooting target part. A laser scanning imaging device for forming an image for use ,
The control circuit controls the scanning unit to acquire an image of the object to be imaged as a reference image by scanning with a normal scanning pattern, and then converts the moving image of the object to be imaged into the plurality of different scanning patterns. When sequentially acquiring in the scanning group, the moving image image acquired in the scanning group before the scanning group being scanned while scanning the target object with one of the plurality of scanning groups, A laser scanning imaging apparatus , wherein a deviation amount from the reference image is detected, and correction processing of a scanning start position of a scanning group subsequent to the scanning group being scanned is executed based on the deviation amount .
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