JP5901124B2 - 撮像装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置およびその制御方法に関する。

近年、眼底の断層像が取得できるＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置が重要になっている。それは、眼底の断層構造が非侵襲で高分解能に観察できる事が要因の一つである。中でも高速で高感度に測定のできるＳＤ−ＯＣＴ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｄｏｍａｉｎ）が市場の中心である。これらＳＤ−ＯＣＴ装置には眼底カメラやＳＬＯ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ）が装備され、高機能化が進んでいる。

一方、早期診断、早期治療から微小の腫瘍や異常を検出する為、断層像の高画質化が求められている。高画質化を達成するための手段として、眼球の移動にＯＣＴビームを追従させる装置（特許文献１）が公開されている。特許文献１では、ＯＣＴ装置に眼球の移動を検出する為の装置を付加している。その装置は眼底の視神経乳頭を追尾し、リアルタイムで追尾用スキャナを制御する事で、所望の場所の断層像の取得が容易になるとしている。

特表２００４−５１２１２５

ただし、眼球の運動には様々なものがあり、以下のように分類される。高速な直線状の動きであるマイクロサッケード、ややゆっくりとした動きのドリフト、そして、ドリフトしている際に高速で微小振動するトレモアである。この運動の移動速度、頻度は各個人に依存するが、マイクロサッカードは数ｍｍ/ｓｅｃ程度とも言われ、１００μｍ/ｓｅｃ程度のドリフトとは桁違いの速さである。マイクロサッケードの周期は数秒間に１、２回程度である。ドリフトは常に動き続けている。トレモアは振幅５μｍの小さい動きではあるが１００Ｈｚ程度の周期で運動している。

このうち、眼底画像を用いて眼球の運動を検出するとき、マイクロサッケードは眼底画像を撮像する時間内に起こる場合がある。この現象が発生したときの眼底画像をもとにスキャナを動かすと、想定外の位置にスキャナを移動することになる。そこで、眼底画像から突発的な眼の動きを検知し、そのような状況にならないようにする必要がある。

本発明の目的は、断層画像を取得する際に、計測光を被検体の動きに合わせる装置において、計測光の走査を適切に行うことにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る撮像装置の制御方法は、異なる時間に被検眼の第１及び第２の眼底画像を取得する工程と、前記第１の眼底画像から複数の特徴画像を抽出する工程と、前記第２の眼底画像において、前記第１の眼底画像から抽出した複数の特徴画像に対応する複数の特徴画像を探索する工程と、前記抽出した前記複数の特徴画像の位置関係と前記探索した複数の特徴画像の位置関係との空間変化があるか否かを判断する工程と、前記空間変化が所定の条件を満たすと判断された場合に前記第１の眼底画像及び前記第２の眼底画像に基づいて前記被検眼を追尾する工程と、前記空間変化が前記所定の条件を満たさないと判断された場合に前記第１の眼底画像と前前記第１及び第２の眼底画像とは異なる時間に取得された前記被検眼の第３の眼底画像とに基づいて前記被検眼を追尾する工程と、を有することを特徴とする。
また、上記課題を解決するために、本発明に係る撮像装置の制御方法は、異なる時間に被検眼の第１及び第２の眼底画像を取得する工程と、前記第１の眼底画像から複数の特徴画像を抽出する工程と、前記第２の眼底画像において、前記第１の眼底画像から抽出した前記複数の特徴画像に対応する複数の特徴画像を探索する工程と、前記抽出した複数の特徴画像の位置関係と前記探索した複数の特徴画像の位置関係との空間変化があるか否かを判断する工程と、前記空間変化が所定の条件を満たすと判断された場合に前記第１の眼底画像及び前記第２の眼底画像に基づいて前記被検眼を追尾する工程と、を有することを特徴とする。

また、上記課題を解決するために、本発明に係る撮像装置は、異なる時間に被検眼の第１及び第２の眼底画像を取得する眼底画像撮像部と、前記第１の眼底画像から複数の特徴画像を抽出する抽出手段と、前記第２の眼底画像において、前記第１の眼底画像から抽出した前記複数の特徴画像に対応する複数の特徴画像を探索する探索手段と、前記抽出した複数の特徴画像の位置関係と前記探索された複数の特徴画像の位置関係と、の空間変化があるか否かを判断する判断手段と、前記空間変化が所定の条件を満たすと判断された場合に前記第１の眼底画像及び前記第２の眼底画像に基づいて前記被検眼を追尾し、前記空間変化が前記所定の条件を満たさないと判断された場合に前記第１の眼底画像と前記第１及び第２の眼底画像とは異なる時間に取得された前記被検眼の第３の眼底画像とに基づいて前記被検眼を追尾する制御手段と、を有することを特徴とする。
また、上記課題を解決するために、本発明に係る撮像装置は、異なる時間に被検眼の第１及び第２の眼底画像を取得する眼底画像撮像部と、前記第１の眼底画像から複数の特徴画像を抽出する抽出手段と、前記第２の眼底画像において、前記第１の眼底画像から抽出した前記複数の特徴画像に対応する複数の特徴画像を探索する探索手段と、前記抽出した複数の特徴画像の位置関係と前記探索された複数の特徴画像の位置関係と、の空間変化があるか否かを判断する判断手段と、前記空間変化が所定の条件を満たすと判断された場合に前記第１の眼底画像及び前記第２の眼底画像に基づいて前記被検眼を追尾する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、断層像を取得するときに適切な走査の制御をすることができる。

本発明の実施例１における光断層撮像装置の光学系構成の概略図である。 本発明の実施例１における信号処理のフローチャートである。 本発明の実施例１におけるパターンマッチングを説明するための図である。 本発明の実施例２における信号処理のフローチャートである。

［実施例１］
以下、本発明の実施例１について説明する。本実施例では、内部固視灯を有し、眼底画像の取得にＳＬＯ撮像部を用い、ＳＬＯ撮像部で取得した眼底画像から眼球の移動量を求め、結果をＯＣＴ撮像部に反映し、断層像を取得する。

（ＯＣＴ撮像部の構成）
図１は、本実施例における撮像装置の光学系構成の概略図である。光源として、低コヒーレント光源１０１を用いる。光源１０１はＳＬＤ光源（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）や、ＡＳＥ光源（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）を用いることができる。低コヒーレント光としては、８５０ｎｍ近傍および１０５０ｎｍ近傍の波長が眼底撮像に用いられる。本実施例では、中心波長８４０ｎｍ、波長半値幅４５ｎｍのＳＬＤ光源を用いる。

低コヒーレント光源１０１から出射される低コヒーレント光はファイバを経由して、ファイバカプラ１０２に入り、計測光（ＯＣＴビーム）と参照光に分けられる。ここではファイバを用いた干渉計構成を記載しているが、空間光光学系でビームスプリッタを用いた構成としてもかまわない。

計測光は、ファイバ１０３を介して、ファイバコリメータ１０４から平行光となって出射される。出射された計測光は、ＯＣＴスキャナ（Ｙ）１０５、リレーレンズ１０６、１０７を経由し、さらにＯＣＴスキャナ（Ｘ）１０８を通り、ダイクロイックビームスプリッタ１０９を透過しスキャンレンズ１１０、ダイクロイックミラー１１１、そして、接眼レンズ１１２を通り被検眼１２１を照射する。ここで、ＯＣＴスキャナ（Ｘ）１０８および（Ｙ）１０５は、ガルバノスキャナを用いている。被検眼１２１における計測光は、網膜で散乱および反射され戻り光として、同一光路を通りファイバカプラ１０２に戻る。

参照光は、ファイバカプラ１０２からファイバコリメータ１１３に導かれ、平行光となり出射される。出射された参照光は、分散補正ガラス１１４を通り、光路長可変ステージ１１５上の参照ミラー１１６により反射される。参照ミラー１１６により反射された参照光は、同一の光路をたどり、ファイバカプラ１０２に戻る。

ファイバカプラ１０２で、戻ってきた戻り光および参照光が合波光となり、ファイバコリメータ１１７に導かれる。合波光は、分光器によって、波長毎の強度情報となって計測される。ファイバコリメータ１１７、グレーティング１１８、レンズ１１９、ラインセンサ１２０によって、分光器が構成されている。ラインセンサ１２０によって計測された波長毎の強度情報は、ＰＣ１２５に転送され、被検眼の断層像として生成される。

ＯＣＴ測定においては、固視を安定させるため、固視灯１５０を用いる。固視灯１５０は発光ダイオード（ＬＥＤ）がマトリックス状に配置されたものを用いる。発光ダイオードの点灯位置を、ＰＣ１２５の制御により撮像したい部位に合わせて変更する。発光ダイオードは５００ｎｍの波長で、固視灯から出射されたビームは、レンズ１５１とダイクロイックミラー１１１を経由し、被検眼１２１に照射される。ダイクロイックミラー１１１は、スキャンレンズ１１０と接眼レンズ１１２の間に位置し、短波長（５００ｎｍ程度）の光とＯＣＴビーム，ＳＬＯビーム（７００ｎｍ以上）を波長分離する。

（ＳＬＯ撮像部の構成）
次に、眼底画像を取得するＳＬＯ撮像部の光学系構成に関して説明する。レーザ光源１３０は、半導体レーザやＳＬＤ光源を用いることができる。この波長は、ダイクロイックビームスプリッタ１０９によって、ＯＣＴ用の低コヒーレント光源１０１の波長と分離できればよい。一般的には眼底画像の画質として良好な、７００ｎｍ〜１０００ｎｍの近赤外の波長域が用いられるが、本実施例においては、波長分離の可能な波長７６０ｎｍの半導体レーザを用いる。

レーザ光源１３０から出射されたレーザビーム（ＳＬＯビーム）はファイバ１３１を介して、ファイバコリメータ１３２から平行光となって出射され、穴空きミラー１３３、レンズ１３４を介し、ＳＬＯスキャナ（Ｙ）１３５に導かれる。レンズ１３６、１３７を介し、ＳＬＯスキャナ（Ｘ）１３８を通過し、ダイクロイックビームスプリッタ１０９で反射され、ターゲットの被検眼１２１に入射する。ダイクロイックビームスプリッタ１０９は、ＯＣＴビームを透過し、ＳＬＯビームを反射するように構成しておく。ＯＣＴ撮像部と同様、ＳＬＯ撮像部のスキャナはガルバノスキャナを用いている。被検眼１２１に入射したＳＬＯビームは、被検眼１２１の眼底に照射される。このビームが、被検眼１２１の眼底で反射あるいは散乱され、同一光路をたどり、穴あきミラー１３３まで戻る。穴あきミラー１３３の位置は、被検眼１２１の瞳孔位置と共役になっており、眼底に照射されているビームの内、後方散乱した光のうち、瞳孔周辺部を通った光が、穴あきミラー１３３によって反射され、レンズ１３９により光検出素子１４０上に結像する。光検出素子１４０は例えばＡＰＤ（アバランシェホトダイオード）である。光検出素子１４０の強度情報に基づき，眼底の平面画像を生成する。本実施例では、眼底にあるスポット径のビームを照射しスキャンする事で眼底画像を得るＳＬＯを用いたが、ラインビームを用いるＬＳＬＯ（Ｌｉｎｅ ＳＬＯ）構成であっても構わない。

ＰＣ１２５は、ＯＣＴスキャナ、光路長可変ステージ１１５、ラインセンサ１２０、ＳＬＯスキャナ、光検出素子１４０、固視灯１５０などの制御・データ取得を行うだけでなく、信号処理やデータの取り出し・保存などを行う。

（信号処理）
図２のフローチャートを用いて信号処理について説明する。ここは、ＳＬＯ撮像部とＯＣＴ撮像部が同じフレームレートの場合である。ＳＬＯ撮像部とＯＣＴ撮像部による撮像はほぼ同じタイミングで行われ、ＳＬＯ撮像部からの眼底画像を基に、ＯＣＴ撮像部による断層像の撮像での撮像位置を制御する。

Ｓ１工程で、測定を開始する。この状態では撮像装置が起動されていて、被検眼１２１が測定位置に配置されている。そして、ＯＣＴ撮像部で撮像するモードが選択されている。モードとは測定範囲、測定位置、繰り返し回数などである。ここは、網膜上の同じ位置を５０回撮像するモードを例にとって説明する。

Ｓ２工程で、眼底画像と断層像の撮像前調整を行う。断層像の撮像の前に撮像装置と被検眼のアライメントが必要となる。ＳＬＯ撮像部によって取得した眼底画像を見ながら、眼底画像が明瞭に見えるように被検眼１２１と撮像装置（特に光学系）の距離およびスキャンレンズ１１０の位置の調整を行う。次に所望の領域が測定できるように固視灯の点灯位置を移動させる。さらにＯＣＴ撮像部による断層像の撮像で必要な範囲を含むように光路長可変ステージ１１５の調整を行う。この工程でＳＬＯ撮像部による眼底画像から複数の特徴領域を抽出してテンプレートとして保存する。ここでは４つの領域を抽出する場合について説明するが、２か所以上であれば良い。なお、後述するように眼底画像を４つの象限に分割してパターンマッチングを行う場合対角に位置する象限中から特徴領域を抽出することが好ましく、この状態でのマイクロサッケードを好適に検出するためには、更に他の象限から特徴領域を抽出して、３か所以上の特徴領域を用いることがより好ましい。抽出する領域が多いほど正確にマイクロサッケードなどの急激な動きを正確に検出できる可能性が高くなるが、計算時間が増える。なお、以上の特徴画像を抽出する工程は、本発明においてＰＣ１２５の抽出手段として機能する領域により実行される。

ここで、特徴領域の抽出について、第１の眼底画像にあたる図３の眼底画像３０１を用いて説明する。眼底画像は縦６００×横８００画素とする。スキャナによる走査は図３（ａ）の左上から始まり、ｘ軸を一往復させる毎にｙ軸を一ステップ移動させ、右下まで測定を行う。いわゆるｘ軸がファストスキャンで、ｙ軸がスロースキャンである。眼底画像３０１には、乳頭３０２および血管３０３がある。取得した眼底画像は中心を原点として、ｘ、ｙ軸によって第１から第４まで４つの象限に分けられている。そして特徴領域はそれぞれの象限から１つずつ抽出する。特徴領域としては血管の分岐の場合で説明するが、当然乳頭など他の特徴であってもよい。特徴領域の大きさは、例えば５０×５０画素である。第１から第４の象限は、それぞれ３０４−３０７で示した領域である。特徴領域をテンプレートとして保存して、Ｓ３工程に進む。

Ｓ３工程で、撮像スイッチが押されたかどうかの判断を行う。撮像スイッチが押されていればＳ４工程に進み、断層像撮像に移る。押されていなければＳ２工程の撮像前調整に戻り、撮像前の調整とテンプレートの抽出を行う。

Ｓ４工程で、眼底画像と断層像を取得する。まず、眼底画像はＳＬＯ撮像部によって取得する。ＳＬＯスキャナ（Ｘ）１３８がファストスキャン、ＳＬＯスキャナ（Ｙ）１３５がスロースキャンであり、ｘｙ平面の２次元の眼底画像が得られる。なおｘ方向に８００画素、ｙ方向に６００画素であるとする。

一方断層像はＯＣＴ撮像部によって取得する。ＯＣＴスキャナ（Ｘ）１０８がｘ軸を往復するファストスキャン、ＯＣＴスキャナ（Ｙ）１０５はｙ軸で一定の値である。その結果、ｘｚ平面の２次元の断層像が得られる。なお、１回の撮像につき分光器からの出力を１０００ライン得る。信号処理は、分光器の出力は波長に対して等間隔なので、波数に対して等間隔になるように変換する。次に、フーリエ変換を行う。必要部分を切り出して、ｘｚ平面の断層像（ｘ方向に１０００画素、ｚ方向に５００画素）となる。

Ｓ５工程で、複数のテンプレートに対するパターンマッチングを行う。まず、第２の眼底画像として取得した眼底画像と各象限のテンプレートとのパターンマッチング処理を行う。パターンマッチングは一般的な方法を用いればよくここでは述べない。そして、各象限のマッチングした検出領域の座標として、その領域の中心座標（ｘ_ｉ（ｔ），ｙ_ｉ（ｔ））を出力する。なおｉは１−４の整数でそれぞれ４つの象限を示し、ｔはテンプレートを抽出したときからの時間である。このように、テンプレートと一致、マッチングする検出領域の有無或いは数をパターンマッチングにより検出する。マッチングしたものがない場合にはエラーを出力する。このエラーでは、すべてのテンプレートとマッチングしない場合や、１つのテンプレートとマッチングしない場合などがある。ここでは、１つ以上マッチングしない場合をエラーとする。なお、本発明において、前述した検出領域を検出する工程は、ＰＣ１２５において前述した特徴画像に対応する当該検出領域即ち探索領域を探索する工程を実施する探索手段として機能する領域により実行される。

なお、エラーの発生を表示し、検者が被検者に動かないように注意できるようにしてもよい。また、エラーが生じているとの判断は、例えば特徴領域の縦横各々の画素数に対して所定の倍率を乗算得られる画素数、或いは所定の画素数を加算して得られる画素数等の、所定の値よりも中心座標がシフトしている等によってなされることが好ましい。

Ｓ６工程で、マッチングのエラーが無いか判断する。エラーが無ければＳ７工程に進み、エラーがあればＳ４工程に戻る。なお、マッチングしない場合の原因として、眼が動き眼底画像にテンプレートと一致する部分が無い場合、テンプレートとして抽出した特徴領域で撮像中にマイクロサッケードなどが発生した場合、瞼を閉じた場合などである。エラーが発生した画像においては、同時に取得している断層像も同様に不適切な画像である可能性が高く、この断層像は取得した数にカウントしない。換言すれば、計算された空間変化が所定の値より大きい場合に、特徴領域との一致の検出に用いた検出領域を得た際の眼底画像と同時に取得した断層像は、廃棄される。以上の廃棄は、本発明においてＰＣ１２５において廃棄手段として機能する領域により実行される。また、抽出された特徴画像と、探索された抽出済みの特徴画像との位置関係により空間変化の有無が判断されるが、当該工程はＰＣ１２５における判断手段として機能する領域によって実行される。

Ｓ７工程で、マッチングした座標値間の空間変化を検出し、以下の数式を用いてこの変化の大きさを計算する。空間変化としては、特徴領域とマッチングするとして選択された検出領域の間での距離とこれら検出領域の対になるものを各々結んで得られる線分の交差によって形成される角度（線分のなす角）の変化として検出される。まず、距離は各象限のマッチングした検出領域間の距離とする。例えば、ｉ象限とｊ象限のマッチングした座標値間の距離は、数式１にて表わすことができる。

テンプレートを４つ用いる場合には、それらで形成する四角形の対角線の長さがその四角形の辺より長い。さらに、Ｙ方向では取得時間が異なる。そのため、ここでは、第１象限と第３象限の対角線のｒ_１３（ｔ）を用いる。当然、第２象限と第４象限の対角線であってもよいし、両方用いてもよいし、距離の長い方であってもよい。通常、マイクロサッケードの場合はどちらであっても検出できるはずである。ここで、距離変化は数式２のように表わすことができる。

次に、ｉ象限とｊ象限のマッチングした検出領域を結ぶベクトルを数式３のように表現する。

第１象限と第３象限、第２象限と第４象限における検出領域を結ぶそれぞれの対角線のなす角θ３０８は数式４で表わすことができる。

従って、対角線のなす角θの変化は数式５で表わすことができる。

Ｓ８工程で、閾値との比較を行う。閾値との比較は距離と角度それぞれであり、式６−１、６−２のように表わされる。

以上述べたように、空間変化は、複数の検出領域の内の選択された検出領域の間の距離または選択された検出領域の間を結ぶ２つの線分のなす角の変化として求められる。また、この場合、複数の特徴領域が４か所以上であり、空間変化の計算は、少なくとも１対の検出領域の間での距離の変化であるとして求められることが好ましい。或いは、複数の特徴領域が４か所以上であり、空間変化の計算は、眼底画像において対角に位置する検出領域の間を結ぶ２本の対角線のなす角の変化として求められることが好ましい。

ここで、ドリフトで眼が動いた場合を図３（ｂ）で説明する。マッチングした検出領域は第１象限から第３象限まで順に３０９−３１２のようになる。ドリフトの場合、眼底画像は全体的に、平行移動または回転移動する。そのため、マッチングした検出領域間の距離および対角線のなす角に変化はない。この場合は、Ｓ９工程に進む。一方図３（ｃ）のようにマイクロサッケードが破線で示す領域３１３に発生した場合を考える。血管が不自然に引き延ばされたようになっている。このとき、マッチングした座標値間の距離および２本の対角線のなす角３０８は、当初の値と異なり、数式６−１、６−２を満たさない。なお比較する値は、数式１および数式４においてｔ＝０の時の値の数％であったりする。

この条件を満たさない場合、眼はすでに第一象限３０４および第二象限３０５のマッチングした検出領域の座標とは異なる位置に移動している。そのため、この眼底画像を用いてスキャナを補正しても所望の場所を撮像できる可能性が小さい。Ｓ４工程に戻り眼底画像を取り直し、眼の位置を確認する。ただし、第３象限３０６と第４象限３０７を用いて移動量を計算すれば、所望の領域を取得できる可能性はある。

Ｓ９工程で、ＯＣＴスキャナの走査様式（走査開始位置、走査範囲等）を制御し、得られる断層画像を補正する。ＯＣＴスキャナの補正は、まずＯＣＴスキャナの移動量を計算することによって行われる。ここでは、４つの検出領域の重心に対しての変化量であるとする。テンプレートとマッチングした４つの領域の重心を（ｘ_ｍ(ｔ)，ｙ_ｍ（ｔ））とすると、数式７のような関係がある。

従って、抽出領域に対する検出領域の移動量は数式８のように表わすことができる。

移動量を計算したのち、ＯＣＴスキャナを補正する。ＯＣＴスキャナの補正はｘ方向およびｙ方向のオフセット量を変化させることによって行う。すなわち、特徴領域に対する検出領域の移動量を、検出領域の重心の移動として空間変化を計算することも可能である。

Ｓ１０工程で、終了条件を満たしているか判断する。終了条件とは必要な枚数（５０枚）が撮像できたか、または、測定を始めてあらかじめ設定した所定時間以上（例えば２分）経過した場合にはエラーを出力して終了をする。終了条件を満たしていない場合はＳ４工程に戻って撮像を行う。Ｓ４からＳ１０までの時間は例えば１回あたり４０ｍｓｅｃ程度である。すなわち、５０枚連続で撮影できれば２秒かかることになる。

Ｓ１１工程で、終了する。測定が終了すれば、被検眼を検査位置から外してもらい、後処理などを行う。後処理では、取得した各断層像の確認や、重ね合わせ処理などを行う。あるいは必要に応じてＳ１に戻り、別のモードで測定を行う。

このように、眼底画像を略リアルタイムで解析することによって、マイクロサッケードが発生したかどうかを検出することができる。これによって、想定外の位置へのスキャナの移動を排除することができる。このようにスキャナを眼の動きに追尾させながら、さらに、無駄な撮像を排除して、所望の画像を必要枚数過不足なく得られる確率が向上する。

なお、以上に述べた、眼底画像において、予め取得した複数の特徴領域と各々一致する複数の検出領域の座標値の計算、計算された前記複数の座標値の間における空間変化の計算、及びこの計算の結果に基づいて断層像撮像部が被検眼の断層像を撮像するために行う測定光の走査の制御、は、各々前述したＰＣ１２５における座標値計算手段、空間変化計算手段、及び走査制御手段として各々機能する領域によって実行される。

［実施例２］
ここでは、実施例１との差異のみについて説明する。実施例１との違いは、ＳＬＯ撮像部による眼底画像とＯＣＴ撮像部による断層像の撮像が、互いに無関係に行われているものとする。それぞれの撮像フレーム数が異なる場合、撮像のタイミングはそれぞれ独立に行った方が無駄にならない。この信号処理について図４のフローチャートを用いて説明する。なお、眼底画像と断層像のフローチャートにおいて、一部共通の処理を用いているが、両者の時間的なタイミングを示すものではない。

（信号処理）
Ｓ１工程で、測定を開始する。この状態では撮像装置が起動されていて、被検眼が測定位置に配置されている。

Ｓ２工程で、眼底画像および断層像の撮像前調整を行う。この過程で４つのテンプレートを抽出しておく。

Ｓ３工程で、撮像スイッチが押されているかどうかを判断する。押されている場合は、眼底画像の撮像はＡ１工程、断層像の撮像はＢ１工程に進む。

まず、眼底画像の撮像ループを説明する。眼底画像の撮像は１フレームあたり５ｍｓｅｃであるとする。

Ａ１工程で、眼底画像を撮像する。眼底画像はＳＬＯ撮像部によって取得する。ＳＬＯスキャナ（Ｘ）１３８がファストスキャン、ＳＬＯスキャナ（Ｙ）１３５がスロースキャンであり、ｘｙの２次元の眼底画像が得られる。結果としてｘ方向に８００画素、ｙ方向に６００画素の画像が得られる。

Ａ２工程で、眼底画像とテンプレートのマッチング評価を行う。テンプレートとマッチングしないものがあればエラーを出力する。

Ａ３工程で、エラーの有無を判断する。マッチング評価によって、エラーがある場合は、Ａ６工程に進む。その時、ＯＣＴスキャナを補正しないので移動量は現在の値をそのまま出力する。エラーがない場合はＡ４工程に進む。

Ａ４工程で、空間変化を検出する。マッチングした検出領域から数式２、数式５によって空間変化を検出する。

Ａ５工程で、閾値比較と比較する。数式６−１および６−２を満たすかどうかを評価する。

Ａ６工程で、移動量計算を行う。空間変化が閾値より小さい場合は、数式８に基づいて移動量を計算する。空間変化が閾値より大きい場合は移動量を現在の値のまま出力する。

次に、断層像の撮像ループを説明する。ＯＣＴ撮像部による撮像は１フレームあたり２５ｍｓｅｃであるとする。

Ｂ１工程で、ＯＣＴスキャナの補正を行う。ＯＣＴスキャナの補正はＡ６工程からの移動量の計算結果を参照することによって行う。ＯＣＴスキャナの補正はｘ方向、ｙ方向ともにオフセットを変える。なお、ｘ方向に１０００ラインのデータを取得するときは、２００ライン毎に補正が更新されることになる。

Ｂ２工程で、ＯＣＴスキャナの移動（正確には角度の変更）を行う。ＯＣＴスキャナの移動はｘ方向に一ステップである。

Ｂ３工程で、ラインデータを取得する。

Ｂ４工程で、断層像が取得できたかどうかを判断する。すべてのラインのデータの取得が完了していれば、Ｂ１０工程に進む。このときｘに１０００画素、ｚに５００画素の断層像を得ることができる。終了していなければＢ１工程に戻る。

Ｓ１０工程で、所望の枚数の取得が終わったかどうかを判断する。所望の枚数を取得していない場合、眼底画像撮像はＡ１に戻る。一方断層像撮像はＢ１に戻る。それぞれの撮像が終わった場合または、測定時間が規定より長くなった場合には終了処理を行う。

Ｓ１１工程で、終了する。

このように、眼底画像を略リアルタイムで解析することによって、想定外の位置へのスキャナの移動を排除することができる。また、ＳＬＯ撮像部による眼底画像の取得がＯＣＴ撮像部による断層像の取得より十分早ければより細かなスキャナの補正が可能になる。

（その他の実施例）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (28)

1. 走査手段により被検眼で測定光を走査して前記被検眼の断層画像を取得する工程と、
   異なる時間に前記被検眼の第１及び第２の眼底画像を取得する工程と、
   前記第１の眼底画像から複数の特徴画像を抽出する工程と、
   前記第２の眼底画像において、前記第１の眼底画像から抽出した前記複数の特徴画像に対応する複数の特徴画像を探索する工程と、
   前記抽出した複数の特徴画像の位置関係と前記探索した複数の特徴画像の位置関係との空間変化があるか否かを判断する工程と、
   前記空間変化が所定の条件を満たすと判断された場合に、前記第１の眼底画像と前記第２の眼底画像とのずれ量を低減するように前記走査手段を制御する工程と、
   前記空間変化が前記所定の条件を満たさないと判断された場合に、前記第１の眼底画像と前記第１及び第２の眼底画像とは異なる時間に取得された前記被検眼の第３の眼底画像とのずれ量を低減するように前記走査手段を制御する工程と、
   を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
2. 前記抽出する工程において抽出される前記複数の特徴画像が３か所以上であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置の制御方法。
3. 前記空間変化が、前記探索された複数の特徴画像において選択された特徴画像の間の距離又は前記探索された複数の特徴画像の間を結ぶ２つの線分のなす角の変化として前記空間変化を算出する工程を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置の制御方法。
4. 前記複数の特徴画像が４か所以上であり、前記空間変化の計算は、少なくとも１対の前記探索された特徴画像の間での距離の変化として求められることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置の制御方法。
5. 前記複数の特徴画像が４か所以上であり、前記空間変化の計算は、前記眼底画像において対角に位置し、且つ前記探索された複数の特徴画像の間を結ぶ２本の対角線のなす角の変化として求められることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置の制御方法。
6. 前記探索された複数の特徴画像において選択された特徴画像の間の距離に基づいて、前記空間変化を算出する工程を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置の制御方法。
7. 前記探索された複数の特徴画像の間を結ぶ２つの線分のなす角に基づいて、前記空間変化を算出する工程を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置の制御方法。
8. 前記抽出した複数の特徴画像に対する前記探索した複数の特徴画像の移動量を、前記探索された複数の特徴画像の重心の移動として前記空間変化を計算することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の撮像装置の制御方法。
9. 前記空間変化が所定の値より大きいと判断された場合に、前記特徴画像との一致の探索にて得られる前記特徴画像を得た際の前記眼底画像と同時に取得した断層画像を廃棄することを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の撮像装置の制御方法。
10. 走査手段により被検眼で測定光を走査して前記被検眼の断層画像を取得する工程と、
    異なる時間に前記被検眼の第１及び第２の眼底画像を取得する工程と、
    前記第１の眼底画像から複数の特徴画像を抽出する工程と、
    前記第２の眼底画像において、前記第１の眼底画像から抽出した前記複数の特徴画像に対応する複数の特徴画像を探索する工程と、
    前記抽出した複数の特徴画像の位置関係と前記探索した複数の特徴画像の位置関係との空間変化があるか否かを判断する工程と、
    前記空間変化が所定の条件を満たすと判断された場合に、前記第１の眼底画像と前記第２の眼底画像とのずれ量を低減するように前記走査手段を制御する工程と、
    前記空間変化が前記所定の条件を満たさないと判断された場合に、前記第２の眼底画像が取得されるタイミングで取得された前記断層画像を廃棄する工程と、
    を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
11. 走査手段により被検眼で測定光を走査して前記被検眼の断層画像を取得する工程と、
    異なる時間に前記被検眼の第１及び第２の眼底画像を取得する工程と、
    前記第１の眼底画像から複数の特徴画像を抽出する工程と、
    前記第２の眼底画像において、前記第１の眼底画像から抽出した前記複数の特徴画像に対応する複数の特徴画像を探索する工程と、
    前記抽出した複数の特徴画像の位置関係と前記探索した複数の特徴画像の位置関係との空間変化があるか否かを判断する工程と、
    前記空間変化が所定の条件を満たすと判断された場合に前記第１の眼底画像と前記第２の眼底画像とのずれ量を低減するように前記走査手段を制御する工程と、
    を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
12. 前記空間変化が閾値未満である場合に前記空間変化が前記所定の条件を満たすと判断され、前記空間変化が閾値以上である場合に前記空間変化が所定の条件を満たさないと判断されることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載の撮像装置の制御方法。
13. 前記空間変化が所定の条件を満たすと判断された場合に、前記断層画像の取得の終了前に、前記第１の眼底画像と前記第２の眼底画像とのずれ量を低減するように前記断層画像の取得時において前記走査手段が制御されることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか一項に記載の撮像装置の制御方法。
14. 走査手段により被検眼で測定光を走査して前記被検眼の断層画像を取得する工程と、
    異なる時間に前記被検眼の第１及び第２の眼底画像を取得する工程と、
    前記第１の眼底画像から複数の特徴画像を抽出する工程と、
    前記第２の眼底画像において、前記第１の眼底画像から抽出した前記複数の特徴画像に対応する複数の特徴画像を探索する工程と、
    前記探索する工程における探索結果に基づいて前記第１の眼底画像と前記第２の眼底画像とのずれ量を低減するように前記走査手段を制御する動作を実行しないことを決定する工程と、
    を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
15. 前記探索結果が所定の条件を満たす場合に前記第１の眼底画像及び前記第２の眼底画像に基づいて前記動作を実行する工程と、
    前記探索結果が前記所定の条件を満たさない場合に前記第１の眼底画像と前記第１の眼底画像及び第２の眼底画像とは異なる時間に取得された前記被検眼の第３の眼底画像とのずれ量を低減するように前記走査手段を制御する工程と、
    を更に有することを特徴とする請求項１４に記載の撮像装置の制御方法。
16. 前記探索結果を示す値が閾値未満である場合に前記探索結果が前記所定の条件を満たすと判断し、前記探索結果を示す値が前記閾値以上である場合に前記探索結果が前記所定の条件を満たさないと判断する工程を更に有することを特徴とする請求項１５に記載の撮像装置の制御方法。
17. 請求項１乃至１６の何れか一項に記載の撮像装置の制御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。
18. 走査手段により被検眼で測定光を走査して断層画像を取得する断層画像取得部と、
    異なる時間に前記被検眼の第１及び第２の眼底画像を取得する眼底画像取得部と、
    前記第１の眼底画像から複数の特徴画像を抽出する抽出手段と、
    前記第２の眼底画像において、前記第１の眼底画像から抽出した前記複数の特徴画像に対応する複数の特徴画像を探索する探索手段と、
    前記抽出した複数の特徴画像の位置関係と前記探索された複数の特徴画像の位置関係と、の空間変化があるか否かを判断する判断手段と、
    前記空間変化が所定の条件を満たすと判断された場合に前記第１の眼底画像及び前記第２の眼底画像とのずれ量を低減するように前記走査手段を制御し、前記空間変化が前記所定の条件を満たさないと判断された場合に前記第１の眼底画像と前記第１及び第２の眼底画像とは異なる時間に取得された前記被検眼の第３の眼底画像とのずれ量を低減するように前記走査手段を制御する制御手段と、
    を有することを特徴とする撮像装置。
19. 前記探索された複数の特徴画像において選択された特徴画像の間の距離に基づいて、前記空間変化を算出する算出手段を更に有することを特徴とする請求項１８に記載の撮像装置。
20. 前記探索された複数の特徴画像の間を結ぶ２つの線分のなす角に基づいて、前記空間変化を算出する算出手段を更に有することを特徴とする請求項１８に記載の撮像装置。
21. 前記制御手段は、前記空間変化が所定の値より大きいと判断された場合に、前記特徴画像との一致の探索にて得られる前記特徴画像を得た際の前記眼底画像と同時に取得した断層画像を廃棄することを特徴とする請求項１８乃至２０の何れか一項に記載の撮像装置。
22. 走査手段により被検眼で測定光を走査して断層画像を取得する断層画像取得部と、
    異なる時間に前記被検眼の第１及び第２の眼底画像を取得する眼底画像取得部と、
    前記第１の眼底画像から複数の特徴画像を抽出する抽出手段と、
    前記第２の眼底画像において、前記第１の眼底画像から抽出した前記複数の特徴画像に対応する複数の特徴画像を探索する探索手段と、
    前記抽出した複数の特徴画像の位置関係と前記探索された複数の特徴画像の位置関係と、の空間変化があるか否かを判断する判断手段と、
    前記空間変化が所定の条件を満たすと判断された場合に前記第１の眼底画像と前記第２の眼底画像とのずれ量を低減するように前記走査手段を制御し、前記空間変化が前記所定の条件を満たさないと判断された場合に前記第２の眼底画像が取得されるタイミングで取得された前記断層画像を廃棄する制御手段と、
    を有することを特徴とする撮像装置。
23. 走査手段により被検眼で測定光を走査して断層画像を取得する断層画像取得部と、
    異なる時間に前記被検眼の第１及び第２の眼底画像を取得する眼底画像取得部と、
    前記第１の眼底画像から複数の特徴画像を抽出する抽出手段と、
    前記第２の眼底画像において、前記第１の眼底画像から抽出した前記複数の特徴画像に対応する複数の特徴画像を探索する探索手段と、
    前記抽出した複数の特徴画像の位置関係と前記探索された複数の特徴画像の位置関係と、の空間変化があるか否かを判断する判断手段と、
    前記空間変化が所定の条件を満たすと判断された場合に前記第１の眼底画像と前記第２の眼底画像とのずれ量を低減するように前記走査手段を制御する制御手段と、
    を有することを特徴とする撮像装置。
24. 前記空間変化が閾値未満である場合に前記空間変化が前記所定の条件を満たすと判断され、前記空間変化が閾値以上である場合に前記空間変化が所定の条件を満たさないと判断されることを特徴とする請求項１８乃至２３の何れか一項に記載の撮像装置。
25. 前記制御手段は、前記空間変化が所定の条件を満たすと判断された場合に、前記断層画像取得部による前記断層画像の取得の終了前に、前記第１の眼底画像と前記第２の眼底画像とのずれ量を低減するように前記断層画像の取得時において前記走査手段を制御することを特徴とする請求項１８乃至２４の何れか一項に記載の撮像装置。
26. 走査手段により被検眼で測定光を走査して断層画像を取得する断層画像取得部と、
    異なる時間に前記被検眼の第１及び第２の眼底画像を取得する眼底画像取得部と、
    前記第１の眼底画像から複数の特徴画像を抽出する抽出手段と、
    前記第２の眼底画像において、前記第１の眼底画像から抽出した前記複数の特徴画像に対応する複数の特徴画像を探索する探索手段と、
    前記探索手段による探索結果に基づいて前記第１の眼底画像と前記第２の眼底画像とのずれ量を低減するように前記走査手段を制御する動作を実行しないことを決定する決定手段と、
    を有することを特徴とする撮像装置。
27. 前記探索結果が所定の条件を満たす場合に前記第１の眼底画像及び前記第２の眼底画像に基づいて前記動作を実行し、前記探索結果が前記所定の条件を満たさない場合に前記第１の眼底画像と前記第１の眼底画像及び第２の眼底画像とは異なる時間に取得された前記被検眼の第３の眼底画像とのずれ量を低減するように前記走査手段を制御する動作を実行する手段を更に有することを特徴とする請求項２６に記載の撮像装置。
28. 前記探索結果を示す値が閾値未満である場合に前記探索結果が前記所定の条件を満たすと判断し、前記探索結果を示す値が前記閾値以上である場合に前記探索結果が前記所定の条件を満たさないと判断する判断手段を更に有することを特徴とする請求項２７に記載の撮像装置。

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