JP6224908B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、眼底撮像装置及び方法に関し、特に、眼底に照射光を走査する事で眼底画像を得る眼底撮像装置及び撮像方法に関するものである。

近年、眼底を撮像する機器として、高解像度あるいは動画を取得する共焦点レーザ走査検眼鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ：ＳＬＯ）など、照射光を走査して眼底を撮像する眼底撮像装置が盛んに用いられている。このような眼底撮像装置では、撮像開始から終了までに多少の時間がかかる。このため、固視微動と呼ばれる不随意的な眼球運動や固視不良による眼球運動あるいは顔の動きに伴う眼の動きの影響を受けやすくなり、眼底の動きを追尾する眼底追尾がより重要になっている（特許文献１）。

また、このような眼科用の撮像装置は、近年において、照射レーザの高ＮＡ化等によってさらなる高解像度化が進められている。しかしながら、眼底を撮像する場合には、角膜や水晶体等の眼の光学組織を通して撮像をしなければならない。高解像度化が進むに連れて、これら角膜や水晶体の収差の影響が撮像画像の画質に大きく影響するようになってきた。そこで、眼の収差を測定し、その収差を補正する補償光学系であるＡＯ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃｓ）を光学系に組み込んだ、ＡＯ−ＳＬＯやＡＯ−ＯＣＴの研究が進められている。例えば、非特許文献１に、ＡＯ−ＯＣＴの例が示されている。これらＡＯ−ＳＬＯやＡＯ−ＯＣＴは、一般的にはシャックハルトマン波面センサ方式によって眼の波面を測定し、測定した波面を補正するように可変形状ミラーや、空間位相変調器を駆動している。それらを通して眼底の撮像を行うことにより、ＡＯ−ＳＬＯやＡＯ−ＯＣＴは高分解能な撮像が可能となる。

米国特許７７５８１８９号公報

Ｙ．Ｚｈａｎｇ ｅｔ ａｌ，Ｏｐｔｉｃｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ，Ｖｏｌ．１４，Ｎｏ．１０，１５Ｍａｙ２００６

撮影装置の撮影分解能が向上することに伴って、撮影する眼底の動きに追従する追尾の精度も同時に向上させる必要があるが、眼の動きは複雑であり特許文献１で用いられているような従来の光軸調整手段を用いただけでは高精度で追従する事が困難である。

本発明は、上記課題に鑑み、高い撮影分解能を有する撮像装置においても高精度な眼球追尾を実現し、高画質な眼底像の撮像を可能とするものである。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る撮像装置は、
被検査物に走査手段を介してビームを照射し、前記ビームの戻り光に基づき前記被検査物の画像を撮像する撮像手段と、
前記被検査物で発生する収差を測定する収差測定手段と、
前記測定した収差に応じて前記収差の補正を行う収差補正手段と、
前記被検査物の動き量を検出する検出手段と、
前記検出された動き量と所定の閾値とを比較する比較手段と、
前記走査手段による前記ビームの照射位置の変更と、前記収差補正手段による前記ビームの照射位置の変更との少なくとも何れを実行するかを決定する決定手段と、
前記比較手段による比較結果に基づいて、前記決定手段による決定に従って、前記ビームの照射位置を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明により、眼球運動の影響が少なく高分解能な眼底の画像を撮影する事が可能となる。

第一の実施形態における眼底撮像装置の構成の模式図である。 第一の実施形態における眼底撮像装置の機能模式図である。 第一の実施形態における手順フロー概略図である。 第一の実施形態における詳細な手順フロー概略図である。 第一の実施形態におけるＧＵＩ模式図である。 第一の実施形態における詳細な手順フロー概略図である。 第二の実施形態における眼底撮像装置の構成の模式図である。 第二の実施形態における眼底撮像装置の機能模式図である。 第二の実施形態における手順フロー概略図である。

本発明を実施するための形態を、以下の実施例により説明する。但し、本発明は以下の実施例の構成によって何ら限定されるものではない。

［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、第一の眼底撮像装置を追尾装置として用い、第二の眼底撮像装置をＡＯ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃｓ）−ＳＬＯ装置として用い、眼底に追尾装置ビームとＡＯ−ＳＬＯビームを同時に入射し、追尾データをＡＯ−ＳＬＯに反映し、安定した高画質なＡＯ−ＳＬＯ画像を取得した例について述べる。

＜装置の全体構成＞
本実施形態の眼底撮像装置の光学概要図について、図１を用いて説明する。
本実施例で用いる眼底撮像装置は、第一の眼底撮像装置、第二の眼底撮像装置と、内部固視灯装置を有している。

第一の眼底撮像装置は、接眼レンズユニット１００、ＳＬＯ１２０により構成されている。レーザ光源１２１は、半導体レーザやＳＬＤ光源（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）が好適に用いることができる。用いる波長は、眼底観察として被検者の眩しさの軽減と分解能維持のために、７００ｎｍ〜１０００ｎｍの近赤外の波長域が好適に用いられる。本実施の形態においては、波長７８０ｎｍの半導体レーザを用いる。レーザ光源１２１から出射されたレーザはファイバ１２２を介して、ファイバコリメータ１２３から平行なビーム（計測光）となって出射される。

出射されたビームは、レンズ１２４、ＳＬＯスキャナ（Ｙ）１２５、リレーレンズ１２６、１２７を経由し、ＳＬＯスキャナ（Ｘ）１２８に導かれる。当該ビームは、更に、スキャンレンズ１０１と接眼レンズ１０２を通り、被検眼Ｅに入射される。ここで、本実施形態では、ＳＬＯスキャナ（Ｘ）（Ｙ）１２８、１２５としてガルバノスキャナを用いている。

以後、本実施形態における座標は、眼軸方向をｚ、眼底画像に対し水平方向をｘ、垂直方向をｙとする。本実施形態ではｘ方向が主走査方向でｙ方向が副走査方向となる。

被検眼Ｅに入射したビームは、被検眼Ｅの眼底Ｅａに点状のビームとして照射される。このビームが、被検眼Ｅの眼底Ｅａ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１２９まで戻る。眼底Ｅａに照射されているビームが反射散乱した光のうち、瞳孔周辺部を通った光（反射光）が、リングミラー１２９によって反射され、レンズ１３０を経由しアバランシェ・フォトダイオード（以下、ＡＰＤと記述する）１３１に受光される。

第二の眼底撮像装置は、前述した第一の眼底撮像装置と同様の構成からなる接眼レンズユニット１００と、ＡＯ装置を有するＡＯ−ＳＬＯユニット１４０とから構成されている。光源１４１は、波長８４０ｎｍのＳＬＤ光源を用いている。本実施形態では眼底撮像と波面測定のための光源を共用しているが、それぞれを別光源とし、光路の途中で合波する構成としても良い。

光源１４１から出射された光は、ファイバ１４２を通ってファイバコリメータ１４３により、平行な測定光として照射される。照射された測定光はビームスプリッタ１４４を透過し、補償光学系に導光される。

該補償光学系は、ビームスプリッタ１４５、収差を測定する波面センサ１４６、波面補正デバイス１４８および、それらに導光するための反射ミラー１４７−１〜４から構成される。反射ミラー１４７−１〜４は、少なくとも被検眼Ｅの瞳と波面センサ１４６、波面補正デバイス１４８とが光学的に共役関係になるように設置されている。また、本実施形態では、波面補正デバイス１４８として液晶素子を用いた空間位相変調器を用いている。

測定光は波面補正デバイス１４８に入射して反射し、反射ミラー１４７−３に出射する。同様に、被検眼Ｅの眼底Ｅａから帰ってきた光も波面補正デバイス１４８に入射した後、反射ミラー１４７−２に出射する。また、測定光は、ＡＯ−ＳＬＯスキャナ（Ｘ）１４９、ＡＯ−ＳＬＯスキャナ（Ｙ）１５２によって２次元に走査される。本実施形態ではＡＯ−ＳＬＯスキャナ（Ｘ）１４９として高速な共振スキャナ（主走査用のスキャナ）、ＡＯ−ＳＬＯスキャナ（Ｙ）１５２としてガルバノスキャナ（副走査用のスキャナ）を用いている。

ＡＯ−ＳＬＯスキャナ（Ｘ）、（Ｙ）１４９、１５２で走査された測定光は、ビームスプリッタ１０４で反射し、スキャンレンズ１０１、接眼レンズ１０２を通り被検眼Ｅに入射する。被検眼Ｅに入射した測定光は、眼底Ｅａで反射あるいは散乱し、同一光路を通り、ビームスプリッタ１４５によって一部は波面センサ１４６に入る。波面センサ１４６はビームの波面を測定するもので、シャックハルトマンセンサを用いている。ビームスプリッタ１４５を透過した反射散乱光は、今度はビームスプリッタ１４４によって一部が反射され、ファイバコリメータ１５３、ファイバ１５４を通して、光電子増倍管であるＰＭ（Ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ Ｔｕｂｅ）から成る光強度センサ１５５に導光される。

導光された光は光強度センサ１５５で電気信号に変換され、制御部（不図示）によって画像化の処理が行われる。そして制御部が、ＡＯ−ＳＬＯスキャナ（Ｘ）１４９である共振スキャナと、ＡＯ−ＳＬＯスキャナ１５２であるガルバノスキャナを微小角度回転させると、眼底Ｅａの撮像対象領域からの光強度情報が得られ、眼底画像として画像が構成されて、制御部の制御により表示装置（図２参照）に表示される。なお、微小角度とはＳＬＯ１２０のスキャン角度と比べた場合に小さいとの意味である。

また、波面センサ１４６、波面補正デバイス１４８は制御部に接続されている。制御部は、波面センサ１４６の測定結果によって取得された波面を基に、収差のない波面へと補正するような変調量（補正量）を計算し、波面補正デバイス１４８にその変調を指令する。波面の測定と波面補正デバイス１４８への指示は繰り返し処理され、常に最適な波面となるようにフィードバック制御が行われる。その結果被検眼において発生した収差の除去或いは低減が実行される。本実施形態では波面補正デバイス１４８として画素数６００×６００の反射型液晶空間位相変調器を用いた。波面補正デバイス１４８の他の例としては、膜状のミラーとそのミラーを駆動する複数のアクチュエータから構成される可変形状ミラーがある。本例のような液晶空間位相変調器も可変形状ミラーも、反射面もしくは透過部において局所的に光の方向を変えることが可能で、透過もしくは反射する光の波面を変化させることが可能である。

内部固視灯１６０は、光源１６１、レンズ１６２で構成される。光源１６１として複数の発光ダイオード（ＬＤ）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は、制御部の制御により撮像したい部位に合わせて変更される。光源１６１からの光は、レンズ１６２を介し、ダイクロイックミラー１０３により被検眼Ｅに導かれる。光源１６１から出射される光は５２０ｎｍで、制御部により所望のパターンが表示される。

＜機能構成＞
本実施形態の機能構成に関して、図２を用い説明する。各機能部材を制御する制御部（ＰＣ）２００は表示装置２１２、ＣＰＵ２０１、記録装置ＨＤＤ２０２と、各装置の制御部である固視灯制御部２０３、ＳＬＯ制御部２１０とＡＯ−ＳＬＯ制御部２０９から構成されている。ＣＰＵ２０１からの指示の下、固視灯表示する表示装置２０４（図１の光源１６１に対応）は固視灯制御部２０３の制御により、ＳＬＯ装置のＸ，Ｙスキャナ２０５（図１のＳＬＯスキャナ１２５と１２８に対応）とＳＬＯ光源２０６（図１のレーザ光源１２１に対応）はＳＬＯ制御部２１０の制御により、ＡＯ−ＳＬＯ装置のＸ，Ｙスキャナ２０８（図１のＡＯ−ＳＬＯスキャナ１４９と１５２に対応）とＡＯ−ＳＬＯ光源２０７（図１の光源１４１に対応）はＡＯ−ＳＬＯ制御部２０９の制御により各装置が動作する。補償光学の構成要素である、波面センサ１４６および波面補正デバイス１４８もＡＯ−ＳＬＯ制御部２０９により制御される。

また、被検眼Ｅからの信号は、ＡＯ−ＳＬＯの受光部材ＰＭ２１４（図１の光強度センサ１５５に対応する）、ＳＬＯの受光部材ＡＰＤ２１５（図１のＡＰＤ１３１に対応する）を介して、得られる。得られた信号はＣＰＵ２０１で画像化され、表示装置２１２に表示される。

＜フロー＞
以上の装置を用い、第一の眼底装置ＳＬＯ装置を追尾に用い、追尾結果をＡＯ−ＳＬＯ装置のスキャナおよび波面補正デバイスにフィードバックする事で所望位置のＡＯ−ＳＬＯ画像を安定して取得する。そのフローを図３に示す。なお、特に記載がない場合は、ＣＰＵ２０１によって実行される処理である。

先ず、第一の眼底撮像装置により、固視灯１６１を点灯して被検眼Ｅに提示した状態で、レーザ光源１２１からレーザを出力してＡＰＤ１３１で反射光を受光することでＳＬＯ眼底画像を取得する（ステップ３０１）。該第一の眼底撮像装置は、被検眼の眼底全体の眼底画像を撮像する手段として機能している。

操作者の入力装置（不図示）からの指示に基づき、ＳＬＯ画像内にＡＯ−ＳＬＯの撮像範囲を決定する（ステップ３０２）。当該処理はＣＰＵ２０１において第一のビームであるＡＯ−ＳＬＯ光が照射される被検眼の第一の範囲を設定する第一の範囲設定手段として機能するモジュール領域により実行される。当該第一の範囲は予め撮像された眼底画像に基づいて設定される。設定されたＡＯ−ＳＬＯ光による撮像範囲を、ＣＰＵ２０１のメモリに保存する（ステップ３０３）。

撮像された眼底画像から追尾の為のテンプレートを少なくとも１つ抽出する（処理Ａ：ステップ３０４）。即ち、第一の範囲設定手段で設定された第一の範囲に基づいて、第二のビームである追尾用のＳＬＯ光が照射される被検眼の第二の範囲がテンプレートとして設定、抽出される。この第二の範囲の設定はＣＰＵ２０１において第二の範囲設定手段として機能するモジュール領域により実行される。抽出したテンプレートの周囲の一定範囲を追尾スキャン範囲とする（ステップ３０５）。

眼底画像の撮像を開始し（ステップ３０６）、ＡＯ−ＳＬＯ装置とＳＬＯ装置を動作させる。ＡＯ−ＳＬＯ装置は、ｘ、ｙスキャナ２０８を駆動させステップ３０２で決定された撮像範囲をスキャンし（ステップ３０７）、ＡＯ−ＳＬＯ信号を取得し、信号を画像化する（ステップ３０９）。即ち、第一のビームたるＡＯ−ＳＬＯ光による戻り光に基づいて、被検眼の第一の画像であるＡＯ−ＳＬＯの画像を生成する。当該画像生成は、ＣＰＵ２０１において第一の生成手段として機能するモジュール領域により実行される。その後、該ＡＯ−ＳＬＯの画像をＨＤＤ２０２に保存する（ステップ３１０）。

本実施例では、ステップ３０８で収差補正処理を行っている。収差補正処理は、波面センサからの信号をもとに収差の測定を行い、その収差測定結果に応じて波面補正デバイスを駆動することによって収差を補正する。

本実施例では、測定した波面をZernike関数にモデル化して各次数にかかる係数を算出し、その係数を元に波面補正デバイス１４８の変調量を算出する。変調量の算出においては、波面補正デバイス１４８がZernike各次数の形状を形成するための基準変調量を元に、測定された全てのZernike次数の係数に関して基準変調量を乗算し、さらにそれらをすべて積算することによって最終的な変調量を得る。一般的に眼用に補償光学を構築する場合には、測定した波面をZernike関数の１次から６次程度の次数の範囲をモデル化のために使用する。例えば、Zernikeの１次は水平垂直の進行方向を表し、２次はフォーカスや乱視を表す。

ステップ３０８は上記処理をある程度繰り返して、収差量が任意の閾値以下に低下するまで続ける。また、撮影と全く同期せずに収差補正の処理を行う構成も可能である。
同時に、ＳＬＯ装置のＸ，Ｙスキャナ２０５を用い、ステップ３０５で決定した範囲を走査させ（ステップ３１１）、ＳＬＯ画像を取得する。即ち、前述した第二のビームの被検眼からの戻り光に基づいて、追尾のための被検眼の第二の画像が生成される。当該画像の生成は、ＣＰＵ２０１において第二の生成手段として機能するモジュール領域により実行される。

取得したＳＬＯ画像において、テンプレートマッチングを行い、テンプレートの座標とマッチングした座標を比較する事で、眼球の動き（移動量と向き）を算出する（処理Ｂ：ステップ３１２）。この算出処理は、ＣＰＵ２０１において第二の画像に基づいて被検眼の動きを検出する検出手段として機能するモジュール領域により実行される。なお、当該検出手段は、テンプレートとして抽出された領域画像と、この段階で得られている新たに生成された第二の画像とを比較することで動きの検出をなしており、当該比較を行う被検眼の動きを検出する手段も包含している。

次に、検出された被検眼の動き量である移動量と、移動量における規定値（ｍ）μｍとの比較を行う（ステップ３１３）。該規定値（ｍ）は当該ステップ３１３の比較工程にて動き量と比較される所定の閾値に対応する。また、当該比較工程はＣＰＵ２０１において比較手段として機能するモジュール領域により実行される。ここで、移動量が規定値（ｍ）を超えていない場合は、ステップ３１４に進み、超えている場合はＡＯ−ＳＬＯ装置の撮影範囲補正に反映される（ステップ３１３のＹｅｓ）。この撮影範囲の補正は検出された被検眼の動きに基づいて行われ、当該処理はＣＰＵ２０１において第一の範囲を補正する補正手段として機能するモジュール領域により実行される。即ち、ここで述べる規定値（ｍ）は、眼球の動きに関して追尾を実行して撮像範囲を調整する必要があるか否かを判定するための基準値として設定される。また、該規定値（ｍ）は標準の値が予め定められているが、被検眼ごとに設定する、記録装置ＨＤＤ２０２に格納されたデータより読み出す等、種々態様により被検眼に応じて設定しても良い。

ステップ３１４（処理Ｃ）で行なわれる当該撮影範囲の補正、即ち撮影範囲の修正は、走査手段たるスキャナの走査範囲の補正および収差補正デバイスによるチルト補正により行われる。なお、本実施形態ではビームの照射範囲たる走査範囲の補正はビームの照射方向の変更により好適に行われるが、本発明は当該変更様式に限定されるものではない。
ＡＯ−ＳＬＯの撮像が終了したら、処理を終了させる（ステップ３１５のＹｅｓ）。

ステップ３０４の処理Ａについて、図４（ａ）を用いて、説明する。ＳＬＯ画像とＳＬＯ撮像禁止エリアを読みだす（ステップ４０１）。禁止エリア外のＳＬＯ画像からテンプレートを抽出する（ステップ４０２）。テンプレートの座標と画像をメモリに保存する（ステップ４０３）。

処理Ｂについて、図４（ｂ）を用いて、説明する。テンプレート画像と座標をメモリから読みだす（ステップ４１０）。読みだしたテンプレート画像と新規に取得したＳＬＯ画像を用い、テンプレートマッチングを行う（ステップ４１１）。マッチングしたマッチング画像と座標をメモリに保存する（ステップ４１２）。テンプレート座標とマッチング座標から眼底の動き（移動量と方向）を算出する（ステップ４１３）。

処理Ｃについて、図４（ｃ）を用いて説明する。ステップ３１２で算出した眼球の移動量を読みだす（ステップ４１４）。本例では、眼底の移動量が一定範囲内の場合には収差補正デバイスで撮影位置を調整し、一定の範囲を超える場合にはビーム走査手段の走査範囲を調整する。より詳細には、ステップ４１５で眼の移動量が一定の閾値（ｎ）μｍを超えているかを判断し、（ｎ）μｍ超えている場合にはステップ４１６に進みスキャナの走査中心を被検眼の移動量を基に調整して、ビームの照射範囲の調整をする。当該ステップ４１５の操作も、本発明における比較工程の一態様として把握される。眼移動量が閾値（ｎ）を超えていない場合には、ステップ４１７において収差補正デバイスに対してチルトを指示する。即ち、ここで述べた閾値（ｎ）は、被検眼の追尾操作に関して、ガルバノスキャナ等を動作させて撮像範囲を変化させて追尾を行ったほうが好適であるか、或いは収差補正デバイスによってチルトを与えることによって追尾を行ったほうが好適であるかを判断する基準値として設定される。更に当該閾値（ｎ）は、比較工程における所定の閾値の一態様に対応する。ここで、収差補正デバイスに対してチルトを指示する場合には、即座に収差補正デバイスを駆動しても良いし、ステップ３０８のＡＯ処理の際に波面センサが測定した波面に眼移動量に対応したZernike1次の収差を加算したうえで補正デバイスを駆動するように制御しても良い。以上のステップ４１５は、ステップ３１３での比較結果に応じて、ビームの照射方向の変更による照射範囲の変更と、収差補正手段によるビームの照射範囲の変更との少なくとも何れを実行するかを決定する決定工程に対応し、ＣＰＵ２０１において決定手段として機能するモジュール領域により実行される。また、ステップ４１６及び４１７はビームの照射範囲を調整する調整工程に対応し、ＣＰＵ２０１において調整手段として機能するモジュール領域により実行される。眼の移動に対して以上の処理を行ったら、ステップ４１８で撮影範囲をスキャンするように制御する。

また、処理Ｃの他例について図６を用いて説明する。ステップ３１２において算出された眼球の移動量の履歴を保存しておき、ステップ６０１でその履歴を読みだす。読みだした移動量の履歴から眼の動きを周波数分解する（ステップ６０２）。より詳細には、検出された位置情報をフーリエ変換等で周波数分解して眼の動きの成分を高周波成分と低周波成分とに分離して取得する。なお、この分離に際しては、特定の閾値より大きい値からなる部分を高周波成分とし、小さい値からなる部分を低周波成分としているが、この特定の閾値は装置構成、被検者等に応じて変更されることが好ましい。本実施形態では初期値として、この特定の閾値を１０Ｈｚとしている。一般的に眼の動きは低周波で動き即ち振幅の大きいドリフトと呼ばれるものと、周波数が高く振幅の小さいトレモアと呼ばれるもの、突発的に大きく移動するサッケードと呼ばれるものによって大部分が占められている。そこで、微小高周波の動きと大低周波の動きを前述した様式にて分解し、それぞれ異なる装置で補正する。ステップ６０３で高周波成分を補正するように、収差補正デバイスにチルトの指示を与える。本例においても即時に補正を行っても良いし、ＡＯの制御のタイミングで補正するように制御しても良い。また、一般的に収差補正デバイスは大きな動きは不可能であるので、さらに動きの量を判断して、可能な範囲に限定して収差補正デバイスに指示して、残りは別のデバイスを制御することによって補正する方法も可能である。ステップ６０４で低周波成分を補正するようにスキャナ走査の中心位置を設定する。

このようにＡＯ−ＳＬＯの撮像が行われている間も追尾を行う事で、所望の位置の画像を取得する事が出来る。これにより、画像の重ね合せによる視細胞解析、血管をモニタする事による血流解析が可能となる。撮像中、表示装置２１２には図５の様な画像が表示される。初期に取得したＳＬＯ画像５０１上に最新の追尾画像５０５と最新のＡＯ−ＳＬＯの撮像画像５０７と固視灯位置５０６を同一画面に表示し、眼球の移動量をグラフ化した５０４、波面センサ情報５０３、ＡＯ−ＳＬＯ画像５０２、が表示装置に表示される。本実施例では、最新の情報の表示方法として、初期に取得した広画角を撮像したＳＬＯ画像５０１と固視灯表示５０６を眼球の動きに合わせて動かして表示している。表示方法として、広画角のＳＬＯ画像５０１上で、最新の追尾画像５０５とＡＯ−ＳＬＯ画像が動く表示方法でも良い。

被検眼の固視微動は、上述したようにトレモア、ドリフト、及びサッケードの各成分の合成からなる。このため、従来のように単一の光軸調整手段であるガルバノスキャナで該固視微動の影響を受けた画像を補正しようとしても追従精度上難点がある。これに対して例えば他の光軸調整手段によって追従精度を高めることも考えられるが、例えば共振スキャナについては固定位置に制御することが難しくトラッキングに用いることができない。これに対して収差補正デバイスはもともとチルト成分を補正することから光軸調整機能も有し、微小な光軸調整が可能である。本発明では従来共振スキャナを用いてスキャンを行っていた方向についてのトラッキングをこの収差補正デバイスによって行い、複数の方向でのトラッキングの追従精度を高めている。

以上のように、複数のデバイスを撮影位置調整に用いることにより、分解能が高いＡＯ−ＳＬＯにおいても精度の高い追尾が可能となり、高画質なＡＯ−ＳＬＯ画像を得る事が出来る。即ち、本発明によれば、補償光学の波面補正装置である収差補正デバイスを撮影位置調整手段にも用いることにより、高精度な眼球追尾を実現し、高画質な眼底像の撮像が可能となる。

［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。
本実施形態では、ＡＯ−ＳＬＯ画像から眼底位置を算出し、眼底位置データをＡＯ−ＳＬＯの撮影範囲制御に反映し、安定した高画質なＡＯ−ＳＬＯ画像を取得した例について述べる。
＜装置の全体構成＞
本実施形態の眼底撮像装置の光学概要図について、図７を用いて説明する。
ＡＯ−ＳＬＯと内部固視灯装置に関しては、第一の実施形態と同様の構成の為、説明は割愛する。

ただし、本例においては収差補正用のための波面測定光を入射する。レーザ光源１７０は半導体レーザやＳＬＤ光源（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）が好適に用いることができる。用いる波長は、ＡＯ−ＳＬＯとなるべく近い７００ｎｍ〜１０００ｎｍの近赤外の波長域が好適に用いられる。本実施の形態においては、波長７６０ｎｍのＳＬＤを用いた。レーザ光源１７０から出射されたレーザはファイバ１７１を介して、ファイバコリメータ１７２から平行なビーム（計測光）となって出射される。出射されたビームは、ＡＯ−ＳＬＯの測定光と同様にビームスプリッタ１０４、スキャンレンズ１０１と接眼レンズ１０２を通り、被検眼Ｅに入射される。ビームスプリッタ１０４は例えば、波面測定光は５０%透過し、ＡＯ−ＳＬＯ測定光は１００％反射するように構成すれば、ＡＯ−ＳＬＯの信号光を最小限の損失で受光することが可能となる。

波面センサであるシャックハルトマンセンサ１４６の直前のビームスプリッタ１４５は、波面測定光を１００％反射し、ＡＯ−ＳＬＯ測定光を１００％透過するようにすれば、波面測定および眼底撮影共に高い効率で測定する事が可能となる。

眼底Ｅａから反射散乱した波面測定光は、ＡＯ−ＳＬＯと同様の経路でビームスプリッタ１４５まで到達し、波面センサ１４６に入射する。波面センサ１４６は入射した波面測定光から収差を測定し、その収差を基にＡＯ制御をおこなう。

＜機能構成＞
本実施形態の機能構成に関して、図８を用い説明する。各機能部材を制御する制御部（ＰＣ）２００は表示装置２１２、ＣＰＵ２０１、記録装置ＨＤＤ２０２と、各装置の制御部である固視灯制御部２０３、ＡＯ−ＳＬＯ制御部２０９から構成されている。ＣＰＵ２０１からの指示の下、固視灯表示する表示装置２０４（図７の光源１６１に対応）は固視灯制御部２０３の制御により、ＡＯ−ＳＬＯ装置のＸ，Ｙスキャナ２０８（図７のＡＯ−ＳＬＯスキャナ１４９と１５２に対応）とＡＯ−ＳＬＯ光源２０７（図７の光源１４１に対応）と波面測定光源８０１（図７の光源１７０に対応）はＡＯ−ＳＬＯ制御部２０９の制御により各装置が動作する。補償光学の構成要素である、波面センサ１４６および波面補正デバイス１４８もＡＯ−ＳＬＯ制御部２０９により制御される。

また、被検眼Ｅからの信号は、ＡＯ−ＳＬＯの受光部材ＰＭ２１４（図７の光強度センサ１５５に対応する）を介して得られる。得られた信号はＣＰＵ２０１で画像化され、表示装置２１２に表示される。

＜フロー＞
以上の装置を用い、ＡＯ−ＳＬＯ画像から位置情報を算出し、その位置変化をＡＯ−ＳＬＯ装置のスキャナおよび波面補正デバイスにフィードバックする事で所望位置のＡＯ−ＳＬＯ画像を安定して取得する。そのフローを図９に示す。なお、特に記載がない場合は、ＣＰＵ２０１によって実行される処理である。

先ず、操作者の入力装置（不図示）からの指示に基づき、ＳＬＯ画像内にＡＯ−ＳＬＯの撮像範囲を決定する（ステップ９０１）。実際には、固視灯１６１の点灯位置を変更することで撮影位置を調整する。

ステップ９０２で撮影を開始する。このステップで波面測定光が眼底に照射される。ステップ９０３で一連のＡＯ処理が実行される。具体的には、波面センサからの信号をもとに波面補正デバイスを駆動することによって収差を補正する。当該ステップは上記処理をある程度繰り返して、収差量が任意の閾値以下に低下するまで続ける。一定閾値まで低下した段階で収差補正デバイスの状態を維持しても良いし、ＡＯ−ＳＬＯ撮影中のＡＯ処理を継続する構成も可能である。

ステップ９０４で基準となるＡＯ−ＳＬＯ画像を取得する。取得した画像は基準画像として保存される。この基準画像全体がテンプレートとして利用される。

ＡＯ−ＳＬＯ装置は、Ｘ、Ｙスキャナ２０８を駆動させステップ９０１で決定された撮像範囲をスキャンし、ＡＯ−ＳＬＯ信号を取得して信号を画像化する（ステップ９０５）。即ち、第一のビームたるＡＯ−ＳＬＯ光による戻り光に基づいて、被検眼の第一の画像であるＡＯ−ＳＬＯの画像を生成する。その後、該ＡＯ−ＳＬＯの画像をＨＤＤ２０２に保存する（ステップ９０６）。

ＡＯ−ＳＬＯ画像を更に得ようとする場合、取得したＡＯ−ＳＬＯ画像において、テンプレートマッチングを行い、テンプレートの座標とマッチングした座標を比較する事で、眼球の動き（移動量と向き）を算出する（処理Ｂ：ステップ９０８）。なお、当該検出手段は、テンプレートとして保存されている基準画像と、この段階で得られている新たに生成された画像とを比較することで動きの検出をなしており、当該比較を行う被検眼の動きを検出する手段も包含している。処理Ｂであるステップ９０８の動作は、第一の実施形態の処理Ｂの動作と同様である。

また、一般的にＡＯ−ＳＬＯ画像は撮影範囲が小さいので大きく目が動いてしまうと撮影画像が基準画像の撮影範囲外に移動してしまう可能性があるので、顔位置や瞳位置確認用のモニタ機能等で眼の大きな動きを測定しても良い。さらに、波面センサ１４６を用いても、瞳位置の平行移動および回転が検出可能であるので、眼底画像と併せて波面センサの測定値も位置情報算出に用いることにより、精度の高い位置検出が可能となる。

ここで算出された移動量はＡＯ−ＳＬＯ装置の撮影範囲補正に反映される。当該補正は、走査手段たるスキャナの走査範囲の補正および収差補正デバイスにより行われる（処理Ｃ：ステップ９０９）。処理Ｃであるステップ９０９の動作は、第一の実施形態の処理Ｃの動作と同様である。

ここで、眼底の移動量が任意の閾値（ｏ）μｍ以上で合った場合（ステップ９１０）には、収差の状態が大きく変化していると考えられるので、ステップ９１１に進みＡＯ処理が再度実行される。ＡＯ処理はステップ９０３と同様である。ただし、ＡＯ−ＳＬＯ撮影中もＡＯ処理を行う構成であれば、このステップは必要ない。即ち、ここで述べる任意の閾値（ｏ）μｍは、撮像範囲が移ることによって収差が変化して好適な画像が得られるか否かを判定するための閾値であって、当該閾値以下の移動量である場合には得られる画像は診断に使用可能な眼底画像が得られると認められることとなる。

その後ステップ９０５に進み、ＡＯ−ＳＬＯ撮像が継続される。
ＡＯ−ＳＬＯの撮像が終了したら、処理を終了させる（ステップ９０７のＹｅｓ）。

以上のように、ＡＯ−ＳＬＯと別の眼底撮像手段を用いなくても撮影位置の追尾が可能となる。複数のデバイスを撮影位置調整に用いることにより、分解能が高いＡＯ−ＳＬＯにおいても精度の高い追尾が可能となり、高画質なＡＯ−ＳＬＯ画像を得る事が出来る。

（その他の実施形態）
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。

更に、本件は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形、変更して実施することができる。例えば、上記の実施形態では、被測定物が眼の場合について述べているが、眼以外の皮膚や臓器等の被測定物に本発明を適用することも可能である。この場合、本発明は眼科装置以外の、例えば内視鏡等の医療機器としての態様を有する。従って、本発明は眼科装置に例示される検査装置として把握され、被検眼は被検査物の一態様として把握されることが望ましい。

Ｅ：被検眼
１２０：ＳＬＯ装置
１４０：ＡＯ−ＳＬＯ装置
１６０：内部固視灯装置
５０１：眼底画像

Claims (15)

1. 被検査物に走査手段を介してビームを照射し、前記ビームの戻り光に基づき前記被検査物の画像を撮像する撮像手段と、
   前記被検査物で発生する収差を測定する収差測定手段と、
   前記測定した収差に応じて前記収差の補正を行う収差補正手段と、
   前記被検査物の動き量を検出する検出手段と、
   前記検出された動き量と所定の閾値とを比較する比較手段と、
   前記走査手段による前記ビームの照射位置の変更と、前記収差補正手段による前記ビームの照射位置の変更との少なくとも何れを実行するかを決定する決定手段と、
   前記比較手段による比較結果に基づいて、前記決定手段による決定に従って、前記ビームの照射位置を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 前記検出手段による前記動き量の検出は、前記ビームの戻り光に基づいて行われることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記検出手段による前記動き量の検出は、前記被検査物に前記ビームとは異なる第二のビームを照射し、前記第二のビームの戻り光に基づいて生成された前記被検査物の第二の画像に基づいて行われることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記第二のビームを照射する第二のビーム照射手段を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記収差は、前記収差を測定するための測定光を前記被検査物に照射して得られる前記被検査物からの戻り光に基づいて測定されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の撮像装置。
6. 前記検出手段は前記検出された動き量を周波数によって分解し、前記制御手段は前記分解された周波数によって前記走査手段および前記収差補正手段を制御することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の撮像装置。
7. 前記検出手段は前記検出された動き量を、振幅が大きく周波数が低い変化と、振幅が小さく周波数が高い変化に分解し、
   前記決定手段は、前記振幅が大きく周波数が低い変化に対しては前記走査手段による前記ビームの照射位置の変更を実行することに決定し、前記振幅が小さく周波数が高い変化に対しては前記収差補正手段による前記ビームの照射位置の変更を実行することに決定する、ことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
8. 前記制御手段は、前記比較手段により前記動き量が前記所定の閾値より大きいと判定された場合に前記ビームの照射位置の変更を実行することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の撮像装置。
9. 前記制御手段は、前記比較手段により前記動き量が前記所定の閾値以下であると判定された場合に前記ビームの照射位置を変更しないことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の撮像装置。
10. 前記決定手段は、前記動き量が前記所定の閾値より大きい場合には前記走査手段による前記照射位置の変更を実行することに決定し、前記動き量が前記所定の閾値以下の場合には前記収差補正手段による前記ビームの照射位置の変更を実行することに決定することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の撮像装置。
11. 前記決定手段は、前記動き量に基づいて、前記走査手段による前記照射位置の変更と、前記収差補正手段による前記ビームの照射位置の変更との何れを実行するかを決定することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の撮像装置。
12. 前記制御手段による前記ビームの照射位置の制御は、前記走査手段による前記ビームの照射位置の変更と前記収差補正手段による前記ビームの照射位置の変更との少なくとも何れかによる前記被検査物の動きへの追尾操作を実行することを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の撮像装置。
13. 前記被検査物は人間の眼であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の撮像装置。
14. コンピュータを、請求項１から１３のいずれか一項に記載の撮像装置の各手段として作動させることを特徴とするプログラム。
15. 請求項１４に記載のプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。

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