JP5818409B2 - 眼底撮像装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、眼底撮像装置及びその制御方法に関し、特に、眼球運動を計測するための眼底撮像装置及びその制御方法に関するものである。

近年、眼球運動を計測する装置が注目されている。眼球運動の計測が可能になれば、視野検査や、より高精細な画像を取得する眼底断層撮像装置等に応用し、より精度の高い眼底検査が可能になる。
眼球運動を計測するには、角膜反射法（プルキニエ像）、サーチコイル法等、様々な方法がある。なかでも、簡易的で被験者に負担が少ない、眼底画像から眼球運動を計測する方法が検討されている。

眼底画像を用いて精度良く眼球運動を計測するには、眼底画像から特徴点を抽出し、処理対象とする画像において特徴点を探索・検出した後、特徴点の移動量を算出する、以上の工程を高速に処理する必要がある。特徴点の抽出工程は眼球運動の計測安定性・精度・再現性という点で重要である。眼底画像の特徴点として、黄斑や視神経乳頭（以下、乳頭）などが用いられる。患眼等では黄斑や乳頭が不完全な場合が少なくない為、眼底画像の特徴点として、血管が用いられる事もある。血管の特徴点の抽出方法については、特許文献１に開示されている。

特開２００１−７０２４７号公報

眼底画像から精度良く眼球の動きを検出するには特許文献１の様な方法を用い眼底の特徴点を抽出し、画像を比較する事で取得画像間での眼球の動き量を算出する事が可能である。
しかしながら、血管などの特徴点の輝度が十分確保できていないと特徴点の抽出に時間がかかったり、抽出そのものが出来できなかったりして、追尾が出来ない等の問題があった。
従って、本発明は、追尾を行うために十分な輝度の眼底画像を撮像することを目的とする。
また、本発明は、抽出した特徴点の輝度に対応した撮像条件を設定することができることを目的とする。
更にまた、本発明は、適切な輝度を有する特徴点を用いて追尾処理を行うことができることを目的とする。

上述の課題を解決する為、本発明の眼底撮像装置は、少なくとも１つの被検眼の眼底画像を含む第１の眼底画像を取得する第１の眼底画像取得手段と、前記取得された第１の眼底画像から特徴画像を抽出する抽出手段と、前記抽出された特徴画像の輝度情報に基づいて、前記取得された第１の眼底画像とは明るさの異なる少なくとも２つの前記被検眼の眼底画像を含む第２の眼底画像を取得する第２の眼底画像取得手段と、前記取得された第２の眼底画像に基づいて前記被検眼の動きを検出する検出手段と、を有することを特徴としている。

また、本発明の眼底撮像装置の制御方法は、少なくとも１つの被検眼の眼底画像を含む第１の眼底画像を取得する工程と、前記取得された第１の眼底画像から特徴画像を抽出する工程と、前記抽出された特徴画像の輝度情報に基づいて、前記第１の眼底画像とは明るさの異なる少なくとも２つの前記被検眼の眼底画像を含む第２の眼底画像を取得する工程と、前記取得された第２の眼底画像に基づいて前記被検眼の動きを検出する工程と、を有することを特徴とする。

本発明により、追尾を行うために十分な輝度の眼底画像を撮像できる。

本発明の第一の実施形態における眼底カメラの光学系の構成を説明する概略図である。 本発明の第一の実施形態における装置の機能ブロックの概略図である。 本発明の第一の実施形態における制御フロー図である。 本発明の泰一の実施形態における制御フローの処理Ａに関するフロー図である。 本発明の第一の実施形態における制御フローの処理Ｂに関するフロー図である。 本発明の第一の実施形態における制御フローの処理Ｃに関するフロー図である。 本発明の第一の実施形態における制御フローの処理Ｄに関するフロー図である。 本発明の第一の実施形態におけるフレームレートと輝度差を表すグラフである。 本発明の第一の実施形態における眼底画像を説明する概略図である。 本発明の第一の実施形態における眼底画像の輝度差算出に関する概略図である。 本発明の第二の実施形態におけるＯＣＴ装置とＳＬＯ装置の光学系の構成を説明する概略図である。 本発明の第二の実施形態における装置の機能ブロックの概略図である。 本発明の第二の実施形態における制御フロー図である。 本発明の第二の実施形態における眼底画像の輝度差算出に関する概略図である。 本発明の第二の実施形態における制御フローの処理Ｅに関するフロー図である。 本発明の第二の実施形態におけるＳＬＯ眼底画像を説明する概略図である。

本発明を実施するための形態について、図面を用い詳細に説明する。

［第一の実施形態］
以下、本発明の第一の実施形態について説明する。
本実施形態では、上記説明した課題を解決するために、眼底画像を取得し、特徴点を抽出した後、特徴点の輝度を算出し、眼底画像取得条件、つまり、露光時間を決定する事で状態の良くない被検眼（例えば、患眼等）においても、眼球運動を計測できた例について述べる。

（装置の全体構成）
本実施形態における眼底撮像装置に関して、図１を用い説明する。眼底カメラ１には、信号取得部である眼底撮像手段としてビデオレートで撮像可能なデジタル一眼レフカメラ５０が、接続部４０を介し設置されている。デジタル一眼レフカメラ５０を用い、露光時間を制御し、眼底画像取得レートを制御できる。被検眼Ｅと対向する対物レンズ１１の光路上には、孔あきミラー１２が設けられている。孔あきミラー１２の入射方向の光路上には、リレーレンズ１３、黒点板１４、リレーレンズ１５、リングスリット板１６、蛍光エキサイタフィルタ１７、ミラー１８が配列されている。更に、ミラー１８の入射方向には、コンデンサレンズ１９、キセノン管から成る撮像用光源２０、コンデンサレンズ２１、赤外発光ダイオードから成る観察用光源２２が配置されている。尚、図上における光路は実線で示している。
孔あきミラー１２の背後には、フォーカスレンズ２４、蛍光バリアフィルタ２５、結像レンズ２６、デジタル一眼レフカメラ５０が配列されている。なお、眼底カメラ１は、制御部２０５（図２参照、図１においては不図示）により全体が制御される。

デジタル一眼レフカメラ５０内には、対物レンズ１１の背後の光路と同一光路上に、クイックリターンミラー５１、フォーカルプレーンシャッタ（図示せず）、二次元センサ５３が配置されている。また、クイックリターンミラー５１の反射方向には、ペンタプリズム５４、接眼レンズ５５が設けられている。二次元センサ５３で受光した信号は信号処理基盤５２で処理され、ケーブルを介し、コンピュータ（ＰＣ）５６へ転送され、ディスプレイ５７に表示される。また、ＰＣ５６には外部記録装置（ＨＤＤ）５８が接続されており、後述のデータ等が記録される。

（機能ブロック）
図２に、本実施形態における眼底撮像装置の機能ブロックを示す。装置全体を制御し、画像処理等も行うＣＰＵ２０３（図１のＰＣ５６に対応する）、眼底画像取得を制御する制御部２０５（図１の眼底カメラ１内）、眼底画像を撮像する眼底画像撮像部２０１（眼底撮像手段、図１の眼底カメラ１＋デジタル一眼レフカメラ５０に対応する）、装置の状態を表示する表示部２０２（図１のディスプレイ５７に対応する）、眼底画像や撮像条件等を記録するＨＤＤ（記録部）２０４（図１の外部記録装置５８に対応する）、により構成されている。眼底の観察時及び撮像時には、ＣＰＵ２０３より制御部２０５に撮像条件が指令され、眼底が撮像される。眼底が撮像された後、眼底画像撮像部２０１からＣＰＵ２０３に画像が送られ、画像処理等がなされた後、撮像条件を決定し、制御部２０５に撮像条件を指令し、眼底が撮像される。そして、ＣＰＵ２０３にて、撮像された画像の解析を行うことで眼球運動などを計測し、表示部２０２で表示され、同時又はその後、記録部２０４に保存される。

（処理フロー）
上述の機能を用い、一定時間の眼球運動を計測する全体のフローを図３に示す。
まず、装置を初期撮像条件で初期化することから開始する（ステップ３０１）。

次に、撮像工程において、眼底画像撮像部２０１を用い、初期（或いは第１の）撮像条件にて、（第１の）眼底画像を撮像、取得する（ステップ３０２）。本実施形態における初期撮像条件は、フレームレート２０Ｈｚで眼底の直径１０ｍｍである。ＣＰＵ２０３は、取得した第１の眼底画像から特徴点（以下、テンプレートと記す）を抽出する（ステップ３０３）。以上の撮像された眼底画像から特徴点を抽出する抽出工程は、ＣＰＵ２０３の抽出手段としての機能を有する部分により実施される。抽出したテンプレートのテンプレート情報（テンプレートの識別番号、テンプレート画像、眼底画像内の基準位置に対する座標（テンプレート座標）等）をＨＤＤ２０４に保存する。本実施形態においては，複数のテンプレート情報、好適には、少なくとも３つのテンプレート情報が保存される（ステップ３１１）。その後、処理Ｃでテンプレート画像を評価するために輝度を測定する（ステップ３０４）。輝度は受光した信号を２５６階調に信号処理する。輝度の測定結果に基づき、適切なフレームレートを算出し、撮像条件を算出したフレームレートに基づいて設定（処理Ｄ）する（ステップ３１０）。設定されたフレームレートで画像の取得を行い、取得した画像において（ステップ３０５）、テンプレートマッチング（処理Ａ）を行い（ステップ３０６）、マッチング座標を検出し、眼球運動を計測（処理Ｂ）する（ステップ３０７）。眼球運動量、画像、計測時間、前眼部のリアルタイムモニタ画像等を表示部２０２に表示する（ステップ３０８）。ステップ３０５から３０８の処理を、眼球運動の計測が終了（新規画像が取得される）するまで繰り返し、計測の終了が指示されると処理を終了する（ステップ３０９）。

次に、部分的なフローである処理Ａ（ステップ３０６）について、図４を用い説明する。テンプレートマッチングはＨＤＤ２０４に保存されたテンプレート画像を読み出し（ステップ４０２）、新規に取得される眼底画像内でテンプレートマッチングを実施する（ステップ４０４）。テンプレートマッチングは、一般的な処理であるのでその詳細な説明は省略する。テンプレートマッチング終了後、マッチングした座標、つまりマッチング座標をＨＤＤ２０４に保存する（ステップ４０５）。この処理は、ＨＤＤ２０４に保存されているテンプレート毎に行われる。

次に、処理Ｂ（ステップ３０７）について、図５を用い説明する。ＨＤＤ２０４からテンプレート座標とマッチング座標を読み出し（ステップ５０２）、各テンプレート毎の座標差を算出し（ステップ５０３）、座標差から眼底画像における眼球の移動距離を算出する。

処理Ｃ（ステップ３０４）について、図６を用い説明する。取得したテンプレート画像を読み出し（ステップ６０２）、画像の最外周部の各画素における輝度或いは輝度情報を抽出し（ステップ６０３）、各々に隣接する画素の輝度差（本発明において輝度差とは、２５６階調で信号を処理した際の数値における数値差を表す）を計測する（ステップ６０４）。輝度差が大きい上位３箇所の位置を選択し（ステップ６０５）、上位三箇所の輝度差平均を算出する（ステップ６０６）。輝度差情報（選択した位置、それぞれの輝度値，算出した輝度差平均値）をＨＤＤ２０４に保存する（ステップ６０８）。以上のステップにより、抽出されたテンプレート（特徴点）の評価が行われる。したがって、ＣＰＵ２０３は、輝度情報に基づいてこれら処理Ｃを実行する評価手段として機能する部分を有する。この評価手段による評価結果は、一旦記憶手段たるＨＤＤ２０４に保存されることとなる。なお、以上の処理は、抽出した複数のテンプレート画像のそれぞれの画像で行っても良く、特定の、例えば最初に抽出されたテンプレート画像のみで行っても良い。

処理Ｄ（ステップ３１０）について、図７を用い説明する。ＨＤＤ２０４に保存されている輝度差情報を読み出し（ステップ７０２）、輝度差情報に基づいて、フレームレートを決定する（ステップ７０３）。換言すれば、前述した評価手段による評価結果に基づいて、新たな或いは第２の撮像条件が設定される。従って、ＣＰＵ３０２は、これら処理Ｄを実行する設定手段として機能する部分を有する。フレームレートの決定は、例えば、図８のグラフに対応するようなテーブルが予め記憶されており、輝度差情報の値をテーブルに対応させ、適切なフレームレートを決定する。眼底撮像手段たる眼底撮像部２０１は、以上の設定手段により設定された新たな撮像条件に基づいて、新たな（第２の）眼底画像を撮像し、後述する追尾計測が行われる。

なお、以上に述べたステップ３０３は、撮像された初期の眼底画像から特徴点を抽出する本発明における抽出工程に対応する。また、処理Ｃは抽出された特徴点を評価する評価工程に対応し、処理Ｄは評価手段による評価結果に基づいて新たな撮像条件を設定する設定工程に対応する。ここで、以上に述べた第１の眼底画像を撮像する初期の撮像条件は第１の撮像条件と規定し、処理Ｄによって規定された新たな或いは第２の眼底画像を撮像する条件は、第２の撮像条件として本発明では規定される。しかし、ここで述べる第１及び第２は便宜上の回数を示す値であり、更なる回数或いは撮像条件の設定を制限するものではない。すなわち、処理Ｄの回数、或いは繰り返しに準じて、新たに設定される条件及び得られる画像を第２の条件及び画像とし、その前提として定められた条件及び得られている画像を各々第１の撮像条件及び第１の画像と規定する。

（追尾計測：具体例）
以上の処理に相当する具体例を以下に示す。
眼底カメラ1を用い、患眼を、眼底直径１０ｍｍの眼底画像を取得できる光学系で、２０秒間追尾計測したときの具体例である。

初期撮像条件で取得した眼底画像を図９（a）に示す。眼底画像９０１は、８５０ｎｍの赤外光で、０．０５秒間露光し（フレームレート２０Ｈｚに相当する）、取得している。患眼を測定した為、眼底画像の輝度差が小さくなっている。眼底画像９０１からテンプレートを抽出する。テンプレートとして、血管の交叉部を抽出しており、眼底画像９０１から血管交叉部を全て抽出する。患眼で輝度差が小さい為、抽出されたテンプレートは図９（b）９０２に示す一箇所だけであった。抽出されたテンプレートにおいて、画像輝度を評価する。輝度の評価は図１０のようにテンプレート画像１００１を複数の分割エリア１００２に分割し、最外周の分割エリア１００２の輝度を抽出し、隣接するエリアとの輝度差を求める。図１０の三箇所の輝度差はa：５、b：３、c：７で、三箇所の輝度差の平均は５であった。この輝度差を図８のグラフに対応させ、適切なフレームレートとして３Hzを求める。

フレームレートを３Hzに設定し、取得した眼底画像を図９の（c）に示す。新たに取得された眼底画像９０４はフレームレートを低下させた事でテンプレートマッチングが可能な輝度が確保されている。眼底画像９０４でテンプレートマッチングを行い、マッチング画像９０５を検出する。図９の（b）からテンプレート座標Ｚ0、図９の（d）からマッチング座標Ｚ1、の各々の座標から変化を求め、眼球運動量を算出する。ＣＰＵ２０３は本発明における検出手段として機能する部分を有し、新たに撮像された眼底画像より先に抽出した特徴点たるテンプレートに対応した新たなテンプレートの位置、座標を検出する。上述の図９（c）〜（e）のテンプレートマッチングを繰り返し、計測中に眼球が基準位置からどの程度移動したか計測し、上述の結果をリアルタイム又は測定後にモニタに表示する。

ここで、ＣＰＵ２０３は更に算出手段として機能して、先に検出した位置、座標に基づいて先の眼底画像から新たな眼底画像までの移動距離を算出する。
以上の様にテンプレートマッチングの際に、テンプレートの輝度値から眼底画像の取得レートを最適化する事で、状態の良くない被検眼、例えば患眼等でも測定可能で確実なテンプレートマッチングを行う事が出来る。

なお、評価手段で特徴点の輝度が低い、或いは輝度差が所定値より小さくて適切な画像が得られないと評価された場合には、フレームレートは初期撮像条件のフレームレートよりも低く設定される。また、輝度が高い、或いは輝度差が前述した所定値以上であると評価された場合には、フレームレートは初期撮像条件のフレームレートよりも高く設定される。また、ここで述べる所定値とは、得られたテンプレート中の各特徴点を特定してテンプレートマッチングが可能となる輝度値あるいは輝度差に関する値であって、図８に示す輝度差−フレームレートと共に予めＣＰＵ２０３においてデータテーブルとして設定されていることが好ましい。

［第二の実施形態］
以下、本発明の第二の実施形態について説明する。
第二の実施形態では、眼底撮像取得に、ＳＬＯ（Scanning Laser Opthalmoscope）を用い、ＳＬＯ眼底画像から第一の実施形態と同様の方法により眼球運動の計測を行い、眼球運動の計測結果を眼底断層像撮像（OCT：Optical Coherent Tomography）装置にリアルタイムにフィードバックする事で高精細な３ＤのＯＣＴ画像を取得した例について述べる。尚、以下の装置構成を示す図上における光路は点線で示している。

（ＯＣＴ装置構成）
ＯＣＴ装置の装置概要に関して、図１１を用いて説明する。
低コヒーレント光源１１０１は、ＳＬＤ光源（Super Luminescent Diode）や、ＡＳＥ光源（Amplified Spontaneous Emission）が好適に用いることができる。低コヒーレント光の好適な波長は、８５０ｎｍ近傍および１０５０ｎｍ近傍の波長が眼底撮像には好適に用いられる。本実施形態では、８５０ｎｍ近傍を用いる。低コヒーレント光源１１０１から照射される低コヒーレント光がファイバを経由して、ファイバカプラ１１０２に入り、測定光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。

測定光は、ファイバ１１０３を介して、ファイバコリメータ１１０４から平行光となって照射される。さらに計測光は、ＯＣＴスキャナ（Ｙ）１１０５、リレーレンズ１１０６、１１０７を経由し、さらにＯＣＴスキャナ（Ｘ）１１０８を通り、ダイクロイックビームスプリッタ１１０９を透過しスキャンレンズ１１１０、ダイクロイックミラー１１１１、そして、接眼レンズ１１１２を通り被検眼eに入射する。ここでの走査手段であるＯＣＴスキャナ（Ｘ）および（Ｙ）は、ガルバノスキャナを用いている。入射した測定光は、網膜で反射し、同一光路を通りファイバカプラ１１０２に戻る。

参照光は、ファイバカプラ１１０２からファイバコリメータ１１１３に導かれ、平行光となり照射される。照射された参照光は、分散補正ガラス１１１４を通り、光路長可変ステージ１１１５上の参照ミラー１１１６により反射される。参照ミラー１１１６により反射された参照光は、同一の光路をたどり、ファイバカプラ１１０２に戻る。

ファイバカプラ１１０２で戻ってきた測定光および参照光が合波され、ファイバコリメータ１１１７に導かれる。ここでは合波された光を干渉光と呼ぶ。ファイバコリメータ１１７、グレーティング１１１８、レンズ１１１９、ラインセンサ１１２０によって、分光器が構成されている。干渉光は、分光器によって、波長毎の強度情報となって測定される。ラインセンサ１１２０の各素子で検出された干渉光の波長毎の強度情報は、不図示のコンピュータに送信されて処理が行われ断層画像が生成される。
以上述べたＯＣＴ装置は、本発明における第２の眼底撮像手段に対応し、断層画像取得手段として機能する。

（ＳＬＯ装置構成）
次に、眼底画像を取得するＳＬＯ撮像部の光学構成に関して、同じく図１１を用いて説明する。
レーザ光源１１３０は、半導体レーザやＳＬＤ光源が好適に用いることができる。用いる波長は、ＯＣＴ用の低コヒーレント光源の波長とダイクロイックビームスプリッタ１１０９によって、使用波長同士が分離できる光源であれば制約はないが、眼底観察像の画質として、700ｎｍ〜1000ｎｍの近赤外の波長域が好適に用いられる。本実施の形態では、測定光として760ｎｍの近赤外光を用いる。レーザ光源１１３０から出射されたレーザはファイバ１１３１を介して、ファイバコリメータ１１３２から並行光となって出射され、シリンダーレンズ１１３３に入射する。本実施形態ではシリンダーレンズで記載しているが、ラインビーム生成可能な光学素子であれば特に制約はなく、パウエルレンズや回折光学素子を用いたラインビームシェイパーを用いることができる。

シリンダーレンズ１１３３で広げられたビームは、リレーレンズ１１３４、１１３５によって、リングミラー１１３６の中心を通り、リレーレンズ１１３７、１１３８を通り、ＳＬＯスキャナ（Ｙ）１１３９に導かれる。ＳＬＯスキャナ（Ｙ）１１３９は、ガルバノスキャナを用いている。さらにダイクロイックビームスプリッタ１１０９で反射され、スキャンレンズ１１１０、接眼レンズ１１１２を通り、被検眼eに入射する。ダイクロイックビームスプリッタ１１０９は、ＯＣＴビームを透過し、ＳＬＯビームを反射するように構成されている。被検眼eに入射したビームは、被検眼eの眼底に、ライン状のビームで照射される。このライン状のビームが、被検眼eの眼底で反射あるいは散乱され、同一光路をたどり、リングミラー１１３６まで戻る。

リングミラー１１３６の位置は、被検眼eの瞳孔位置と共役になっており、眼底に照射されているラインビームが後方散乱した光のうち、瞳孔周辺部を通った光が、リングミラー１１３６によって反射され、レンズ１１５０によりラインセンサ１１５１上に結像する。ラインセンサ１１５１の各素子で検出された強度情報は、不図示のコンピュータに送信されて処理が行われ眼底画像が生成される。
以上に述べたＳＬＯ装置は、本発明においてフレームレートを決定する際の眼底画像を撮像する第１の眼底撮像手段として機能する。

本実施形態では、ラインビームを用いるラインスキャンＳＬＯ（以下、Ｌ-ＳＬＯと記す）構成でＳＬＯ装置を記載したが、当然ながら、フライングスポットＳＬＯであっても構わない。ＳＬＯ画像の取得レートはＳＬＯスキャナ（Ｙ）１１３９を制御する事で変更できる。

（機能ブロック）
図１２に、本実施形態におけるシステムの機能ブロックを示す。システム全体を制御するＣＰＵ１２０１（上述のコンピュータに対応する）、Ｌ−ＳＬＯ、ＯＣＴ装置を制御する各々の制御部１２０２、１２０３（図１１においては不図示）、ＳＬＯ画像及びＯＣＴ画像を取得する各々のラインセンサ１２０４、１２０５（それぞれ図１１の１１５１、１１２０に対応する）、システム状態を表示する表示部１２０６（図１１においては不図示）、眼底画像や撮像条件等を記録する記録部１２０７（以下ＨＤＤ、図１１においては不図示）、により構成されている。眼底の撮像時には、ＣＰＵ１２０１より制御部１２０２、１２０３に各々の撮像条件が指令され、眼底が撮像される。眼底が撮像された後、ラインセンサ１２０４、１２０５からＣＰＵ１２０１に画像信号が送られ、画像処理された後、表示部１２０６で表示され、同時又はその後、ＨＤＤ１２０７に保存される。

（処理フロー）
上述の機能を用い、ＯＣＴ装置で眼球の断層像を取得している間の眼球運動を計測する全体のフローを図１３に示す。尚、以下の説明において第一の実施形態と同様の処理については簡単に説明する。
ＳＬＯ装置を作動させ眼底画像（ＳＬＯ画像）を取得する（ステップ１３０２）。ＳＬＯ画像からテンプレートを抽出する（ステップ１３０３）。テンプレート抽出後、テンプレート情報の画像と座標を保存する（ステップ１３０４）。第一の実施形態と同様、テンプレート画像の輝度を測定する（ステップ１３０５）。輝度から適切なフレームレートを算出する（ステップ１３０６）。なお、ＳＬＯ画像についてのフレームレートとＯＣＴ画像についてのフレームレートとは、予め相互のデータ互換性を記録しており、フレームレートの設定時にはこの互換性が反映される。ＯＣＴ装置の走査基準位置を記録し（ステップ１３０７）、ＯＣＴ装置の計測を開始する（ステップ１３０８）。処理Ｄで決定されたフレームレートでＯＣＴ画像を取得する（ステップ１３０９）。その後、処理Ａ（テンプレートマッチング）（ステップ１３１０）、処理Ｂ（眼球移動量算出）を実行し（ステップ１３１１）、処理Ｅ（ＯＣＴへフィードバック）を行い（ステップ１３１２）、ＯＣＴ装置が断層像を継続計測している間はステップ１３０９〜１３１３を繰り返す。ＯＣＴ撮像が終了した後、眼球運動の計測を終了する（ステップ１３１４）。

本形態では、ＣＰＵ１２０１が算出手段として処理Ｂを実施して眼球移動量を算出する。ＯＣＴ制御部１２０３は、算出された眼球移動量に基づいて、走査手段であるＯＣＴスキャナ（Ｙ）１１０５とＯＣＴスキャナ（Ｘ）１１０８のスキャン位置といった走査位置、条件の補正を行う。ＣＰＵ１２０３はこのような補正を行う補正手段として機能する部分を有する。

処理Ｅ（ステップ１３１２）（ＯＣＴ装置へのフィードバック）について、図１５を用いて説明する。ＣＰＵ１２０１にて、ＯＣＴ装置のスキャン位置データを読み出し（ステップ１５０２）、眼球移動量からＯＣＴスキャナ１１０５、１１０８に投入する電圧を算出し（ステップ１５０３）、ＣＰＵ１２０１より投入電力をＯＣＴ制御部１２０３へ転送した後（ステップ１５０４）、スキャナ移動の信号を確認後（ステップ１５０５）、スキャン位置の変更情報（スキャン位置を眼球移動量に基づき補正するための情報）を保存する（ステップ１５０６）。変更状態、ＯＣＴ画像、ＳＬＯ画像（マッチング領域、テンプレート位置表示）、残り時間、等を表示する（ステップ１５０７）。

（追尾計測：具体例）
以上の処理に相当する具体例を以下に示す。
Ｌ-ＳＬＯで眼底１０ｍｍ×８ｍｍの眼底撮像し、２０秒間追尾計測する。ＯＣＴ装置は、カメラを70k A-scanで動作させ、B-scan画像（眼底スキャン範囲１０ｍｍ、レーザスポット径２０μｍ）は１０００lineで構成され、B-scan２８０枚、網膜の３Ｄ画像を取得する。計測時間は４秒となる。

図１６（a）にＬ-ＳＬＯで取得したＳＬＯ１６０１を示す。ＳＬＯ画像１６０１は、図１６（a）のように視神経乳頭から血管が端部に向かって複雑に伸びている。ＳＬＯ画像１６０１を取得した後、ＳＬＯ画像１６０１からテンプレート画像を抽出（図１６（b）の１６０３）する。テンプレート画像１６０３とテンプレート座標Ｘ0（−２５、−２００）を保存する。座標は、ＳＬＯ画像１６０１の中心を（０，０）としている。テンプレート画像１６０３の輝度差を測定する。本実施形態での平均輝度差の値は１００である。図８より、輝度値１００の適切なフレームレートは７０Hzである。図１６（c）にフレームレート７０Hzで取得したＳＬＯ画像１６０４を示す。ＳＬＯ画像１６０４を用い、テンプレートマッチングを行う。結果を図１６（d）に示す。マッチング画像１６０５を検出した後、マッチング座標１６０５の座標Ｘ1（−２５、−２５０）を保存する。その後、図１６（e）の様に、テンプレート画像１６０２とマッチング画像１６０５の座標差から、眼球の移動量（移動距離）を算出する。

テンプレート画像の輝度の測定について、図１４を用い説明する。取得したＳＬＯ画像１７０６からテンプレート画像１７０２を抽出する。抽出したテンプレート画像１７０２を１７０１で示す１０μｍピッチで分割する。分割したエリアの各々輝度を計測する。画像端部の３ピッチエリアの輝度合計を算出し、隣接する３ピッチエリアの輝度差を算出する。輝度差の大きい１０箇所の平均輝度差を算出する。

表示部１２０６に、ＳＬＯ画像取得レート、ＯＣＴ画像、眼球運動計測結果、残りの計測時間、撮像条件、等を表示する事で、ユーザが動作を確認できる。
以上の様に、テンプレート画像の輝度値から眼底画像の取得時のフレームレートを決定する事で眼球運動の計測を高速化でき、眼球運動をＯＣＴ画像の取得に反映する事でより高精細な３Ｄ網膜断層像を取得出来る。

［その他の実施形態］
第一、第二の実施形態では、血管のテンプレートを抽出したが、黄斑や乳頭でも同様の効果が得られる。眼底画像は眼底カメラ、ＳＬＯ装置を用いたが、他の装置を用いて眼底画像を取得しても良い。実施形態で示したフローの順序が異なる、又は、その他のフローでもテンプレートの輝度により眼底画像の取得時のフレームレートを決定する事で同様の効果が得られる。

上述の実施形態では、フレームレートを決定した後、初期のテンプレート画像を用い、フレームレートの異なる画像でテンプレートマッチングを行っていたが、フレームレート決定後、再度テンプレート抽出を行い、フレームレート決定後のテンプレート画像を用い、フレームレートが同じ画像でテンプレートマッチングを行っても良い。

テンプレート輝度の算出方法は図８のグラフを用いたが、その他の属性情報により用いるグラフを変更する事でより精度の高いフレームレートを算出する事で更なる効果が期待できる。更に、テンプレート画像の輝度選択には、図１０、図１４の様な分割方法を用いたが、その他の輝度の算出方法を用いても良い。また、同じ被験者に対する再検査である場合、前回の測定時の撮像データ（特に、フレームレート）を用いる事でより正確なマッチング領域を設定できる。テンプレートの輝度情報として、ＳＮ比を用いても同様の効果が得られる。

第二の実施形態では、ＯＣＴ装置を用いたが、視野検査などの眼科装置でも同様の効果が確認できる。また、眼科機器にリアルタイムで眼球運動の補正を行ったが、測定終了後に補正又は後処理を行っても効果がある。
（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。

１：眼底カメラ
５０：デジタル一眼レフカメラ

Claims (23)

1. 少なくとも１つの被検眼の眼底画像を含む第１の眼底画像を取得する第１の眼底画像取得手段と、
   前記取得された第１の眼底画像から特徴画像を抽出する抽出手段と、
   前記抽出された特徴画像の輝度情報に基づいて、前記取得された第１の眼底画像とは明るさの異なる少なくとも２つの前記被検眼の眼底画像を含む第２の眼底画像を取得する第２の眼底画像取得手段と、
   前記取得された第２の眼底画像に基づいて前記被検眼の動きを検出する検出手段と、
   を有することを特徴とする眼底撮像装置。
2. 前記抽出された特徴画像の前記輝度情報に基づいてフレームレートを決定する決定手段を更に有し、
   前記第２の眼底画像取得手段は、前記決定されたフレームレートで前記第２の眼底画像を取得することを特徴とする請求項１に記載の眼底撮像装置。
3. 前記抽出された特徴画像の輝度値が所定値より低い場合、前記決定手段は前記フレームレートを前記第１の眼底画像の取得時のフレームレートよりも低い値に決定することを特徴とする請求項２に記載の眼底撮像装置。
4. 前記抽出された特徴画像の輝度値が所定値以上である場合、前記決定手段は前記フレームレートを前記第１の眼底画像の取得時のフレームレートよりも高い値に決定することを特徴とする請求項２又は３に記載の眼底撮像装置。
5. 前記決定手段は、前記特徴画像における複数の分割領域の輝度差に基づいて、前記フレームレートを決定することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の眼底撮像装置。
6. 前記抽出された特徴画像の輝度情報に基づいて露光時間を決定する決定手段を更に有し、
   前記第２の眼底画像取得手段は、前記決定された露光時間で前記第２の眼底画像を取得することを特徴とする請求項１に記載の眼底撮像装置。
7. 少なくとも１つの被検眼の眼底画像を含む第１の眼底画像の一部である特徴画像の輝度情報に基づいて、前記第１の眼底画像とは明るさの異なる少なくとも２つの前記被検眼の眼底画像を含む第２の眼底画像を取得する眼底画像取得手段と、
   前記取得された第２の眼底画像に基づいて前記被検眼の動きを検出する検出手段と、
   を有することを特徴とする眼底撮像装置。
8. 前記輝度情報に基づいてフレームレートを決定する決定手段を更に有し、
   前記眼底画像取得手段は、前記決定されたフレームレートで前記第２の眼底画像を取得することを特徴とする請求項７に記載の眼底撮像装置。
9. 前記被検眼に対して光を走査する走査手段を用いて前記被検眼の断層画像を取得する断層画像取得手段と、
   前記検出された動きに基づいて、前記走査手段の走査位置を補正する補正手段と、
   を更に有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の眼底撮像装置。
10. 前記検出手段は、前記取得された第２の眼底画像における特徴画像に基づいて、前記取得された第２の眼底画像における少なくとも２つの眼底画像の間の移動量を前記動きとして検出し、
    前記補正手段は、前記検出された移動量に基づいて、前記走査手段の走査位置を補正することを特徴とする請求項９に記載の眼底撮像装置。
11. 前記第１及び第２の眼底画像は、ＳＬＯ画像であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の眼底撮像装置。
12. 少なくとも１つの被検眼の眼底画像を含む第１の眼底画像を取得する工程と、
    前記取得された第１の眼底画像から特徴画像を抽出する工程と、
    前記抽出された特徴画像の輝度情報に基づいて、前記取得された第１の眼底画像とは明るさの異なる少なくとも２つの前記被検眼の眼底画像を含む第２の眼底画像を取得する工程と、
    前記取得された第２の眼底画像に基づいて前記被検眼の動きを検出する工程と、
    を有することを特徴とする眼底撮像装置の制御方法。
13. 前記抽出された特徴画像の前記輝度情報に基づいてフレームレートを決定する工程を更に有し、
    前記第２の眼底画像を取得する工程において、前記決定されたフレームレートで前記第２の眼底画像を取得することを特徴とする請求項１２に記載の眼底撮像装置の制御方法。
14. 前記決定する工程において、前記抽出された特徴画像の輝度値が所定値より低い場合、前記フレームレートを前記第１の眼底画像の取得時のフレームレートよりも低い値に決定することを特徴とする請求項１３に記載の眼底撮像装置の制御方法。
15. 前記決定する工程において、前記抽出された特徴画像の輝度値が所定値以上である場合、前記フレームレートを前記第１の眼底画像の取得時のフレームレートよりも高い値に決定することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の眼底撮像装置の制御方法。
16. 前記決定する工程において、前記特徴画像における複数の分割領域の輝度差に基づいて、前記フレームレートを決定することを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の眼底撮像装置の制御方法。
17. 前記抽出された特徴画像の輝度情報に基づいて露光時間を決定する工程を更に有し、
    前記第２の眼底画像を取得する工程において、前記決定された露光時間で前記第２の眼底画像を取得することを特徴とする請求項１２に記載の眼底撮像装置の制御方法。
18. 少なくとも１つの被検眼の眼底画像を含む第１の眼底画像の一部である特徴画像の輝度情報に基づいて、前記第１の眼底画像とは明るさの異なる少なくとも２つの前記被検眼の眼底画像を含む第２の眼底画像を取得する工程と、
    前記取得された第２の眼底画像に基づいて前記被検眼の動きを検出する工程と、
    を有することを特徴とする眼底撮像装置の制御方法。
19. 前記輝度情報に基づいてフレームレートを決定する工程を更に有し、
    前記眼底画像を取得する工程において、前記決定されたフレームレートで前記第２の眼底画像を取得することを特徴とする請求項１８に記載の眼底撮像装置の制御方法。
20. 前記被検眼に対して光を走査する走査手段を用いて前記被検眼の断層画像を取得する工程と、
    前記検出された動きに基づいて、前記走査手段の走査位置を補正する工程と、
    を更に有することを特徴とする請求項１２乃至１９のいずれか１項に記載の眼底撮像装置の制御方法。
21. 前記検出する工程において、前記取得された第２の眼底画像における特徴画像に基づいて、前記取得された第２の眼底画像における少なくとも２つの眼底画像の間の移動量を前記動きとして検出し、
    前記補正する工程において、前記検出された移動量に基づいて、前記走査手段の走査位置を補正することを特徴とする請求項２０に記載の眼底撮像装置の制御方法。
22. 前記第１及び第２の眼底画像は、ＳＬＯ画像であることを特徴とする請求項１２乃至２１のいずれか１項に記載の眼底撮像装置の制御方法。
23. 請求項１２乃至２２のいずれか１項に記載の眼底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。