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技術 眼科装置及び眼科装置の制御方法

出願人 キヤノン株式会社
発明者 小野光洋
出願日 2014年1月17日 (7年1ヶ月経過) 出願番号 2014-006920
公開日 2015年7月27日 (5年7ヶ月経過) 公開番号 2015-134084
状態 未査定
技術分野 眼の診断装置
主要キーワード 蓄積データ数 Y座標 相対的移動量 アライメント量 アライメント許容範囲 モジュール領域 アライメント検知 アライメントずれ量
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (12)

課題

自動アライメント時、眼の微動眼振のような大きな動きとの何れの場合であっても、アライメントを可能な眼科装置を提供する。

解決手段

自動アライメント機能を有して被検眼の画像を撮影部により得る眼科装置において、被検眼からのアライメント指標反射像の位置を検出する検出手段と、検出手段により複数回検出された反射像各々のずれ量を検出するずれ量検出手段と、複数のずれ量より任意のずれ量を選択する選択手段と、選択された任意のずれ量に基づいて撮影部と被検眼とのアライメント量を決定する決定手段と、を配する。

概要

背景

眼科装置である眼科撮影装置として、被検眼眼底撮影を行う眼底カメラが広く知られている。また眼底カメラにおいては、被検眼の観察を行い、検査目的に合わせた撮影を行うためのカラー撮影FAG(可視蛍光撮影)やICG近赤外蛍光撮影)等の複数の撮影モードを有する装置が知られている。
眼底カメラによる撮影においては、被検眼と眼底カメラとの作動距離を微妙に調整する必要が生ずるため、被検眼にアライメント指標投影し、その指標角膜反射像を用いてアライメント調整が行われている。

特許文献1には、被検眼の角膜にアライメント指標を投影し、その反射像であるアライメント指標像の位置とピント状態で適正なアライメント位置にあるか否かを判断する眼底カメラが提案されている。

さらに、特許文献2には、このアライメントを自動で検出し装置の位置を調整し撮影を行う眼底カメラが提案されている。

概要

自動アライメント時、眼の微動眼振のような大きな動きとの何れの場合であっても、アライメントを可能な眼科装置を提供する。 自動アライメント機能を有して被検眼の画像を撮影部により得る眼科装置において、被検眼からのアライメント指標の反射像の位置を検出する検出手段と、検出手段により複数回検出された反射像各々のずれ量を検出するずれ量検出手段と、複数のずれ量より任意のずれ量を選択する選択手段と、選択された任意のずれ量に基づいて撮影部と被検眼とのアライメント量を決定する決定手段と、を配する。

目的

本発明はこのような状況に鑑みて為されたものであり、被検眼の動きに対する装置の動きの感度下げながらアライメント精度の低下を抑制する眼科装置及びその制御方法の提供を目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

検眼の画像を得る撮影部と、前記被検眼からのアライメント指標反射像の位置を検出する検出手段と、前記検出手段により複数回検出された前記反射像各々の基準位置からのずれ量を検出するずれ量検出手段と、複数の前記ずれ量に基づいて前記被検眼に対する前記撮影部の相対的移動量を決定する決定手段と、を有することを特徴とする眼科装置

請求項2

前記決定手段は、前記検出手段における3回以上の検出結果の平均に基づいて前記相対的移動量を決定することを特徴とする請求項1に記載の眼科装置。

請求項3

前記決定手段は、前記検出手段による3回以上の検出結果のうち所定の値より大きなずれ量が検出された場合、前記大きなずれ量が検出された場合以降の検出結果を用いて前記相対的移動量を決定することを特徴とする請求項1又は2に記載の眼科装置。

請求項4

前記決定手段は、前記検出手段による3回以上の検出結果において検出頻度の高い位置を、前記相対的移動量を決定する際のずれ量として選択することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の眼科装置。

請求項5

前記決定手段は、前記検出手段による3回以上の検出結果について検出された検出位置によってグループ化し、各グループのなかで検出頻度の高いグループから前記相対的移動量を決定する際のずれ量を選択することを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の眼科装置。

請求項6

前記決定手段は、前記検出手段による3回以上の検出結果について検出された検出位置によってグループ化し、各グループのなかで最も撮影部の移動量が小さいグループから前記相対的移動量を決定する際のずれ量を選択することを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の眼科装置。

請求項7

前記相対的移動量に応じて前記撮影部を前記被検眼に対して相対移動させる移動手段と、前記撮影部に前記被検眼の画像を撮影させる制御手段と、を更に有し、前記移動手段による前記撮影部の相対移動の後に、前記検出手段による前記位置の検出と前記決定手段により相対的移動量の決定とが再度行われ、前記相対的移動量が所定量に収まる場合に前記制御手段は前記撮影部による撮影を実行させることを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の眼科装置。

請求項8

前記相対的移動量に応じて前記撮影部を前記被検眼に対して周期的に相対移動させる移動手段を有し、前記検出手段による前記反射像の位置検出の周期は前記相対移動の周期よりも短い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眼科装置。

請求項9

被検眼からのアライメント指標の反射像の位置を検出する検出工程と、前記検出工程の繰り返しにより複数回検出された前記反射像各々のずれ量を検出するずれ量検出工程と、複数の前記ずれ量に基づいて前記被検眼の画像を撮影する撮影部と前記被検眼とをアライメントするための相対的移動量を決定する決定工程と、を有することを特徴とする眼科装置の制御方法

請求項10

請求項9に記載の眼科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

技術分野

0001

本発明は、眼科医院等で使用される眼科検査装置に例示される眼科装置及びその制御方法、更には当該方法を実行するためのプログラムに関するものである。

背景技術

0002

眼科装置である眼科撮影装置として、被検眼眼底撮影を行う眼底カメラが広く知られている。また眼底カメラにおいては、被検眼の観察を行い、検査目的に合わせた撮影を行うためのカラー撮影FAG(可視蛍光撮影)やICG近赤外蛍光撮影)等の複数の撮影モードを有する装置が知られている。
眼底カメラによる撮影においては、被検眼と眼底カメラとの作動距離を微妙に調整する必要が生ずるため、被検眼にアライメント指標投影し、その指標角膜反射像を用いてアライメント調整が行われている。

0003

特許文献1には、被検眼の角膜にアライメント指標を投影し、その反射像であるアライメント指標像の位置とピント状態で適正なアライメント位置にあるか否かを判断する眼底カメラが提案されている。

0004

さらに、特許文献2には、このアライメントを自動で検出し装置の位置を調整し撮影を行う眼底カメラが提案されている。

先行技術

0005

特開昭62−34530号公報
特許第3569026号公報

発明が解決しようとする課題

0006

眼底像を撮影する際のアライメントを検出する際に、被検眼の動きによって、アライメント指標像も動いてしまう。この際に、アライメントを正確に行おうとすると、アライメント動作のため検査装置の測定系も被検眼の動きに付随して動いてしまう。測定系の動きを押さえるためには、アライメントの許容範囲を広げ、広げた許容範囲内であれば測定系を動かさないという制御が考えられるが、許容範囲を広げてしまうと、アライメントの精度が落ちる恐れがある。

0007

本発明はこのような状況に鑑みて為されたものであり、被検眼の動きに対する装置の動きの感度下げながらアライメント精度の低下を抑制する眼科装置及びその制御方法の提供を目的とする。

課題を解決するための手段

0008

前記課題を解決するために、本発明に係る眼科装置は、被検眼の画像を得る撮影部と、
前記被検眼からのアライメント指標の反射像の位置を検出する検出手段と、
前記検出手段により複数回検出された前記反射像各々のずれ量を検出するずれ量検出手段と、
複数の前記ずれ量に基づいて前記被検眼に対する前記撮影部の相対的移動量を決定する決定手段と、を有することを特徴とする。

発明の効果

0009

本発明によれば、被検眼の動きに対する装置の動きの感度を下げながらアライメント精度の低下を抑制することが可能となる。

図面の簡単な説明

0010

本発明の実施例1に係る眼底撮像装置の全体の構成図である。
図1に示す眼底撮像装置の測定部の構成を示す模式図である。
眼底観察時の画像を模式的に示した図である。
固視微動の様子及び眼振の様子を各々表した模式図である。
本発明の実施例1に係るアライメント制御フロー図である。
本発明の実施例1に係る指標像抽出制御のフロー図である。
本発明の実施例1に係る固視微動の検出結果の例を示す図である。
本発明の実施例1に係る指標像抽出制御結果の例を示す図である。
本発明の実施例2に係る指標像抽出制御のフロー図である。
本発明の実施例2に係る眼振の検出結果の例を示す図である。
本発明の実施例2に係る指標像抽出制御結果の例を示す図である。

0011

本発明を図示の実施例に基づいて以下に詳細に説明する。

0012

撮像装置構成>
本実施例における眼底撮像装置の全体の構成について、図1を用いて説明する。図1は本発明の実施例1に係る眼底撮像装置の側面図であり、測定部100、本体部103、及びカメラ部102を有する。測定部100、より詳細に本実施例のカメラ部102は被検眼の画像を得る撮影部の一態様であって、後述の蓄積電荷読み取り部14を有する。

0013

測定部100は、不図示のモーター制御回路により本体部103に対して3次元的に駆動可能なように構成されており、ジョイスティック104の操作、もしくは後述の制御部により制御可能なように構成されている。

0014

また、あご台105は、被検者のあごと額とを固定することで、被検眼の固定を促す。表示部101(図2における表示部17)はカメラ部102により得られた被検眼の眼底画像を表示する。

0015

図2図1に示した眼科撮影装置である眼底カメラの測定部100の構成を模式的に示している。観察用光源1から被検眼Eの前方に位置する対物レンズ2に至る光路O1上には、観察用光源1、コンデンサレンズ3、撮影用光源4、及びミラー5が配列されている。また、ミラー5の反射方向には、リング状の開口を有する絞り6、リレーレンズ7、及び孔あきミラー8が順次に配列され、眼底照明光学系が構成されている。また、観察用光源は、近赤外光を発するLED光源からなる。

0016

孔あきミラー8の背後の光路O2上には、合焦レンズ9、撮影レンズ10、及び、CCD等から成る撮像素子11が順次に配列され、眼底撮影光学系が構成されている。
また、孔あきミラー9の孔部の近傍の光路O2から左右方向にずれた位置には、指標光束を導くライトガイド12aの出射端が配置され、このライトガイド12aの入射端には、アライメント指標を点灯するためのLED光源13aが接続されている。

0017

ライトガイド12aの出射端の光路O2に対して対称な位置には、ライトガイド12bの出射端が配置され、ライトガイド12bの入射端にはLED光源13aと同様の波長を有するLED光源13bが接続されている。なお、ライトガイド12b及びLED光源13bは配置上ライトガイド12a及びLED光源13aと図中重なることら、同図においてはこれら構成の図示を省略している。これらライドガイド12a、12b及びLED光源13a、13bによりアライメント用指標投影光学系が構成されている。

0018

撮像素子11の出力は蓄積電荷読取部14、及び画像信号処理部15を介して、眼底カメラ全体を制御するシステム制御部16に接続されている。更に、画像信号処理部15には、撮像された画像を表示する表示部17が接続されている。

0019

眼底観察時において、観察用光源1を出射した照明光は、コンデンサレンズ3、及び撮影用光源4を通過しミラー5で反射される。ミラー5で反射された反射光は、絞り6、リレーレンズ7を通過し、孔あきミラー8の周辺部で反射され、対物レンズ2を介して、被検眼Eの眼底Erに照射される。眼底Erの反射光は、対物レンズ2、孔あきミラー8の孔部、合焦レンズ9、及び撮影レンズ10を通過し、撮像素子11の撮像面上に結像し、眼底像として観察される。

0020

ライトガイド12a、12bの出射端から出射するLED光源13a、13bからの指標光束は、アライメント指標Pa、Pbとして対物レンズ2を介して被検眼Eに投影される。被検眼Eと眼底カメラとの作動距離が適正な場合には、被検眼Eの角膜面で反射された指標光束の反射像は平行光となり、照明光束眼底反射光と同じ光路を経て撮像素子11の撮像面上に、それぞれ指標像を形成する。

0021

蓄積電荷読取部14は撮像素子11の光電変換後の蓄積電荷を保持し、蓄積電荷の読み取り、及び保持された電荷クリアを連続的に行いながら信号を読み取り、画像信号処理部15に出力する。

0022

出力された画像は、システム制御部16に送られ、後述のアライメント制御に用いられる。以上の構成は、被検眼からのアライメント指標の反射像の位置を検出する検出手段の一態様として例示される。また、システム制御部では、アライメント指標像Pa’、Pb’から検出したアライメントのずれ方向とずれ量から、測定部100を適正なアライメント位置へ駆動させる制御も行う。即ち、本実施例におけるシステム制御部16は、検出手段により複数回検出された反射像である指標像各々のずれ量を検出するずれ量検出手段として機能するモジュール領域と、ずれ量に基づいて撮影部と被検眼とのアライメント量を決定する決定手段として機能するモジュール領域とを有する。

0023

図3に眼底観察時の画像を模式的に示す。眼底観察時には、観察用光源1により照明された眼底像Er’、アライメント指標Pa、Pbによる角膜面でのアライメント指標像Pa’、Pb’が表示部17に表示される。

0024

また、固視光学系について図2を用いて説明する。被検眼Eと対向している対物レンズ2の背後の光路上には固視光学系の一部としてハーフミラー19が配置されている。該ハーフミラー19の反射方向には、リレーレンズ20と、被検眼Eを固視させるために任意の位置に点灯可能な液晶板21及び光源22とが配置されている。

0025

<眼の動きの説明>
ここで、被検査者の眼の動き(固視微動)によるアライメント指標像Pa、Pbの見え方について図4を用いて説明する。本実施例の眼科検査装置は、前述の固視光学系により、被検者に固視目標を表示することで固視の安定化を図るが、被検者は不随意的に眼の揺れ(固視微動)を起こすことが知られている。

0026

そのため1フレームの画像からアライメントを行おうとすると、この固視微動の動きに追従して測定系が動いてしまうため、正確なアライメントが行えないケース、或いは測定系移動後にアライメントがずれてしまうケース、が発生する恐れがある。

0027

図4(a)において、被検者の固視微動に伴う眼底像中のアライメント指標像の動きを矢印41、42で示している。一般的に固視微動にはトレモアフリックドリフトの3種類の動きがあるとされている。トレモアは、高周期の小さな動きであるため図示しない。矢印41は、ドリフトを示しており、眼が徐々に一定方向に動いていることを示す。矢印42はフリックを示しており、眼が短時間に比較的大きく動いていることを示す。

0028

本実施例のアライメント指標像観察処理に用いるフレームレートは、6[fps]としている。このフレームレートの場合、ドリフトの動きは数フレームで直接的に観察でき、フリックの動きは直接的に観察することは難しく、動きの前後のフレームでの画像の相違により観察ができることになる。

0029

<アライメント制御方法>
次に、アライメント制御方法について図5及び図6を用いて説明する。
図5にアライメント制御のフロー図を示す。このフロー図中のステップごとに説明を後述する。

0030

(S101)指標像位置検出
まず、眼底観察画像からアライメント指標像Pa’、Pb’の位置を検出し、アライメントのずれ量とずれの方向を検出する処理を行う。この処理の詳細は図6を用いて後述するが、複数フレーム分の指標像の位置を検出し、被検眼と測定系の位置のずれ量と方向を被検眼と測定部の平行な平面上で2次元的に検知するステップである。また、これら処理は、前述した検出手段、ずれ量検出手段、及び決定手段により実行される。

0031

本実施例では奥行き方向の検知は、指標像Pa’、Pb’のエッジコントラストから検知できる構成になっているため、この検知処理については本実施例では説明を省略する。

0032

(S102)アライメント判定:
次に検出されたアライメントのずれ量がアライメントずれの許容範囲内か否かを判定する。アライメントずれ量の許容範囲は、前述の測定装置の光学系に依存する。本実施例では、観察画像中の画素値換算で±30画素以内であればアライメント判定を満たす光学系を用いている。しかし、この値は装置の光学系の問題だけでなく、被検眼の個人差が大きく寄与することが分かっているため、被検眼に応じて変更可能とすることが好ましい。

0033

(S103)撮影:
(S102)の結果、アライメントのずれ量が許容範囲内であれば撮影を行うことが可能であるため、アライメント制御フローを終了し撮影を行う。

0034

(S104)測定系駆動:
(S102)の結果、アライメントのずれの許容範囲外で合った場合、(S101)で求められたアライメントずれ方向へ測定系を駆動させる。駆動が終了した後に(S101)へ戻る。また、本実施例では、移動距離は数mm以下の短い距離であるため駆動中に画像を取得しアライメント判定を行うように構成していないが、駆動中の画像を取得し、駆動中の測定部の位置から指標像位置を補正することで、前述の指標像位置検出に用いるように構成してももちろん良い。

0035

次に(S101)指標像位置検出について図6を用いて図中のステップごとに詳細に説明する。

0036

<指標像位置検出>
(S201)指標像抽出:
眼底観察により得られた画像からアライメント指標像Pa’、Pb’を抽出する。指標像は図3に示すように明るい輝点として映るため、明るい部分を抽出することで指標像抽出を行う。抽出された指標像は指標像の中心位置のXY座標データとして保持される。本実施例では、指標像の明るさから抽出を行ったが、指標像が抽出できればよく、例えば指標像を点滅させて、点灯時と消灯時の差分から指標像を抽出するように構成してももちろん良いし、白く丸い指標像をパターンマッチングで抽出してももちろん良い。

0037

(S202)動き量の判定:
次に、前のフレームで検出した位置との差分から、眼の動き量を求める。次に、所定の動き量と比較を行う。所定の動き量とは、前述のフリックに相当する動き量であり、大きく動いた場合、眼が大きく動いたものと判定を行う。また、この値は前述のアライメントずれ量(アライメント量)の許容範囲とも関係しており、大きく動いた結果、アライメント許容範囲から外れないようにするためにアライメント許容範囲よりも小さな値である必要がある。本実施例では、画素値換算で15画素を所定しきい値としている。

0038

(S203)蓄積データクリア
ステップ(S202)動き量の判定において、所定しきい値よりも動き量が大きい場合には、蓄積していた指標像位置をクリアする。

0039

(S204)データ加算
ステップ(S202)動き量の判定において、所定しきい値よりも動き量が小さい場合には、指標像位置を保持する。

0040

(S205)処理完了判定:
所定のデータ数の処理が完了した場合、処理を終了する。本実施例では、6フレーム分の処理が完了した後に処理を完了する。また、ステップ(S202)の判定で蓄積されたデータがクリアされるため、クリアされていない蓄積データ数所定数以上あるかを終了条件にしてももちろん良い。

0041

(S206)平均化:
最後に蓄積データを平均化して、アライメントのずれ量と方向データとして指標像位置検出処理を終了する。

0042

次に、図7図8を用いて、実際のデータに沿った指標像位置検出のフローを説明する。図7に実際のアライメント指標像の位置抽出結果を6フレーム分示す。図中示している値は、2つのアライメント指標像Pa’、Pb’のアライメント基準位置からのずれの平均値プロットしたものである。図8(a)〜(d)は指標像位置検出処理中のメモリ内に保持するデータの動きを示している。

0043

以降ステップごとに701〜706の検出結果が得られた場合を例にとり説明する。

0044

(S201):701のアライメント指標像位置を抽出する。
(S202):動き量の判定を行うが、前フレームはないので動き量は大きく動いた判定にする。
(S203):大きい判定であるため蓄積データのクリアを行う。701は最初のフレームであり蓄積データはないため実質何もしない。
(S204):データを蓄積する。蓄積した結果を図8(a)に示す。701の抽出結果である(61.2,43.2)が蓄積されていることが分かる。
(S205):6フレーム分の処理は完了していないため(S201)へ戻る。

0045

(S201):702のアライメント指標位置を検出する。
(S202):動き量の判定を行う。前フレームとの動き量は6.3画素となり前述のしきい値よりも小さい判定となる。
(S204):データを蓄積する。蓄積した結果を図8(b)に示す。702の抽出結果である(67.1,45.3)が蓄積されていることが分かる。

0046

(S201):703のアライメント指標位置を検出する。
(S202):動き量の判定を行う。前フレームとの動き量は19.1画素となり前述のしきい値よりも大きい判定となる。この703と前の702のフレーム間でフリックに相当する眼の動きが行われたと推測することができ、これ以前のデータを排除することで、より正確なアライメントが可能になる。
(S203):大きい判定であるため蓄積データのクリアを行う。
(S204):データを蓄積する。蓄積した結果を図8(c)に示す。直前の(S204)でデータがクリアされているため703の抽出結果である(55.2,30.4)だけが蓄積されていることが分かる。

0047

以降指標像の位置が704〜705に至るまでの計6データを上述したフローを繰り返すことによって処理する。6フレーム目のデータの蓄積が終了した後、フローは再度S205に進む。

0048

(S205):6フレーム分のデータが処理されたため次ステップ(S206)へ移行する。また、この時点での蓄積されたデータを図8(d)に示す。703〜706に相当する4データが蓄積されている。
(S206):蓄積データを平均化する。本実施例では単純に平均化を行い(53.1,30.0)のアライメントずれ量を得る。

0049

また、処理の説明のため観察画像を取得するタイミングは、画像が取得されるたびに処理が動くように、つまり1フレーム分の画像が取得されるとステップ(S201)以降の処理が実行され、次の1フレーム分の取得タイミングまでにステップ(S205)まで実行できるように構成することが望ましい。

0050

なお本実施例では、平均化手段として単純な平均化を行ったが、時間的に後のフレームの結果の寄与率が上がるように重みづけをした後に平均化しても良い。

0051

また、本実施例のアライメント指標像の位置検出結果では6フレームの結果からアライメントのずれ量と方向を判定するようにしていたが、少なくとも2フレーム、好ましくは3フレームの結果があればフリック等の影響を排除し、アライメント判定を行うことができる。即ち、少なくとも2フレーム以上用いることで本発明の効果が得られるが、より好適な効果を得るためには、用いるフレーム数は3フレーム以上であればよい。従って、検出手段により反射像は複数回検出されることとなり、すれ量検出手段は反射像各々についてずれ量を検出することとなる。また、システム制御部16において選択手段として機能するモジュール領域は、これら複数のずれ量について、例えば前述したしきい値以下の場合等、任意の条件に応じてアライメント量を決定する際に用いるずれ量を選択する。また、決定手段は、この選択された任意のずれ量に基づいてアライメント量を決定する。

0052

本実施例では、画像の観察は前述のように6[fps]で実行され、6フレームごとに測定系を駆動するため、駆動の周期は1[Hz]で実行されることになる。さらに、1度検出を行い2回目以降にステップ(S102)を実行しタイミングでアライメントが許容用に入っていない場合、つまり眼がさらに動いた場合、1度アライメントを合わせる動作を行っているため、1回目は6フレーム分のデータを蓄積させたフレーム数を減らしてももちろん良く、前述のように3フレームあればよい。また、ステップ(S102)での結果をステップ(S201)で用いることでさらに2フレーム分追加すればよい。

0053

本実施例において、決定手段は、検出手段における3回以上の検出結果の平均に基づいてアライメント量を決定している。また、選択手段は、検出手段による3回以上の検出結果のうち所定の値より大きなずれ量が検出された場合、この大きなずれ量が検出された場合以降の検出結果を用いてアライメント量を決定している。更に、該選択手段は、検出手段による3回以上の検出結果において検出頻度の高い位置を、アライメント量を決定する際のずれ量として選択している。

0054

以上のように実施することによって、フリックのような眼の動きを排除し、ドリフトに相当する動きを平均化することでより正確なアライメントが可能になる。

0055

また、前記述したように、本実施例に例示する眼科装置は、アライメント量に応じて撮影部を前記被検眼に対して相対移動させて、測定部100と被検眼とのアライメントを行う移動手段を有する。また、システム制御部16は、撮影部に被検眼の画像を撮影させる制御手段として機能するモジュール領域を有する。該制御手段は、移動手段による撮影部の相対移動と、再度の反射位置の検出とアライメント量の決定とが行われた後、アライメントのずれ量が所定量に収まる場合において撮影部による撮影を実行させることが好ましい。更に、前述したように、移動手段はアライメント量に応じて撮影部を被検眼に対して周期的に相対移動させることが好ましく、この場合には検出手段による反射像の位置検出の周期は相対移動の周期よりも短いことがより好ましい。

0056

このようにして得られたアライメントずれ量と方向に応じて測定部を駆動させることで、小さな眼の動きにつられて測定系が微動することなく、撮影に最適なアライメント位置に測定系を移動することができる。

0057

なお、照明光束の角膜や水晶体による反射光により眼底画像にフレア混入しやすくなり、それは個人差により程度が変わる。更に、アライメント精度が落ちるとこのフレアの混入する割合が高くなることが知られている。また、前述したように、被検眼の動きには個人差があり、その動きが大きい被検眼においてはアライメント検知後、測定系を移動しても眼の動きが大きいため、アライメントが合わない場合が考えられる。本発明によれば、アライメントを精密に行うことが可能となることから、アライメントを自動調整して撮影を自動化した際にもフレアの混入の少ない撮影が可能となり、極力ずれを抑えることでフレアの混入の少ない良好な眼底像が撮影できる。また、眼の動きがアライメントに適した場合のずれ量を用いてアライメントを行うことから、眼の動きが大きい被検者の場合であっても、精密なアライメントを行うことが可能となる。

0058

本実施例は、実施例1に記載の眼科装置において、眼振といったより大きな眼の動きに対応するように変更した眼科検査装置である。

0059

<眼の動きの説明>
被検者によっては、眼球振盪(眼振)と呼ばれる眼球の大きな不随意的往復運動を生じさせている被検眼を有する場合がある。図4(b)において、被検者の眼振に伴う眼底像中のアライメント指標像の動きを矢印43で示している。図示したように被検者により程度の差はあるが、固視微動に比べて動きの量が大きく振り子のような運動を被検眼がしている。このような被検者の場合、1フレームのアライメント指標像から測定系を駆動してもアライメントが合っていなかったり、アライメント指標を見失ったりすることが頻繁に起きる可能性がある。

0060

<指標像位置検出>
本実施例では、前述の実施例1の(S101)指標像位置の部分が異なるため、この指標像位置検出について図9〜11を用いて詳細に説明する。

0061

まず指標像位置検出について図9を用いて図中のステップごとの説明を後述する。

0062

(S301)指標像抽出:
眼底観察により得られた画像からアライメント指標像Pa’、Pb’を抽出するステップであり、実施例1と同じ構成であるため詳細な説明は省略する。

0063

(S302)動き量の判定:
次に、前のフレームで検出した位置との差分から、眼の動き量を求める。ここで、所定の動き量と比較を行う。所定の動き量とは、前述の眼振に相当する動き量であり、本実施例では、画素値換算で30画素をしきい値としている。動き量が当該しきい値を超えた場合、フローはS304へ進む。なお、動き量がしきい値よりも小さいと判定された場合にはフローはS303に進み、後述するデータの加算の処理を行う。

0064

(S304)カテゴリー判断
本ステップでは、(S202)動き量の判定において、所定しきい値よりも動き量が大きい場合には、抽出結果を眼の移動前と区別して保持するために、カテゴリーを作成する。このカテゴリー毎にアライメント指標像の抽出位置を保持することで、眼の動きの傾向を検出することができる。つまり、前述のように振り子のような運動をする場合、振り子の両端で観察されることが多くなるため、両端の検出結果を別カテゴリーで区別し保持することが可能になる。

0065

具体的には、大きな動きの場合、新たなカテゴリーを作成し、抽出データを新たなカテゴリーとする。また、今まで作成したカテゴリー内で検出位置が近いものがあれば、そのカテゴリーとして抽出データを記録する。そのため、本ステップでは、作成されたカテゴリーに当てはまるか否かの判断と、当てはまらない場合、あらたなカテゴリーを作成する処理を行う。その後フローはS303に進む。

0066

(S303)データ加算:
(S302)動き量の判定において、所定しきい値よりも動き量が小さい場合には、全フレームと同じカテゴリーとして指標像位置を保持する。また、(S304)で前フレームと異なるカテゴリーが指定された場合、指定されたカテゴリーとして指標像位置を保持する。さらに、カテゴリー内のフレーム数のカウントインクリメントする。

0067

(S305)処理完了判定:
所定のデータ数の処理が完了した場合、処理を終了する。本実施例では、6フレーム分の処理が完了した後に処理を完了する。また、各カテゴリーの中でのデータ数が所定数以上あるかを終了条件にしてももちろん良い。

0068

(S306)最頻カテゴリー抽出:
前述のステップで作成されたカテゴリー毎のフレーム数データから、もっとも頻度の高いカテゴリーをアライメントずれ量を判断するためのカテゴリーとする。つまり、眼の動きが早い場合に、もっとも頻度が高い位置をアライメント目標とすることで、アライメントを適正に測る確率も高まることになる。

0069

また、本実施例では頻度をみたが、アライメント目標位置に最も近いカテゴリーを選択しても良い。この場合、測定系の動作量も小さいため、動作時間も短くできるとともに、被検者の固視目標位置も変わらないため、被検眼の動きも最小にできるというメリットもある。

0070

(S307)平均化:
最後に選ばれたカテゴリー内の蓄積データを平均化して、アライメントのずれ量と方向データとして処理を終了する。

0071

次に、図10図11を用いて、実際のデータに沿ったアライメント判定のフローの説明をする。図10に実際のアライメント指標像の位置検出結果を6フレーム分示す。図中示している値は、2つのアライメント指標像Pa’、Pb’の平均値をプロットしたものである。図11図10で示した1001から順に1006までの6フレーム分のアライメント指標像Pa’、Pb’の検出位置とアライメント基準位置からのずれを画像上でのXY位置で示している。また、図中の値は、図10同様2つのアライメント指標像Pa’、Pb’の平均値である。以降ステップごとに1001〜1006の検出結果が得られた場合を例にとり説明する。

0072

(S301):1001のアライメント指標位置を検出する。
(S302):動き量の判定を行うが、前フレームはないので大きく動いたとする。よってフローはS304に進む。
(S304):カテゴリー判断をする。最初のフレームのため最初のカテゴリー1を作成する。カテゴリー判断終了後、フローはS303に進む。
(S303):データの蓄積を行う。本ステップまで終了した時点での蓄積されたデータの様子を図11(a)に示す。1001のX位置並びにY位置が記録され、同時にカテゴリーの番号1も記録される。また、カテゴリーの記録では、1のカテゴリーの平均X位置、並びにY位置が記録され、さらにカテゴリー1の頻度に1が記録される。
(S305):処理は完了していないためS301へ戻る。

0073

(S301):1002のアライメント指標位置を検出する。
(S302):動き量の判定を行う。前フレームとの動き量は2.1画素となり前述のしきい値よりも小さい判定となる。よってフローはS303に進む。
(S303):データを蓄積する。蓄積した結果を図11(b)に示す。1002の抽出結果も記録され、カテゴリーの記録では、X平均位置、Y平均位置が更新され、さらにカテゴリー1の頻度がインクリメントされ2が記録される。その後S305を経て再度S301以降の処理が実行される。

0074

(S301):1003のアライメント指標位置を検出する。
(S302):動き量の判定を行う。前フレームとの動き量は71.3画素となり前述のしきい値よりも大きい判定となる。この1003と前の1002のフレーム間で眼が大きく動いたことが推測できる。よってフローはS304に進む。
(S304):ここまで作成されたカテゴリー1とは位置がずれているため、新規にカテゴリー2を作成する。ここで、ずれを判断するしきい値は、前述の(S302)の動きの判定と同じしきい値としている。カテゴリー2作成後、フローはS303に進む。
(S303):データを蓄積する。蓄積した結果を図11(c)に示す。1003の結果が記録されている。また、新たにカテゴリー2が作成され、1003のデータが記録されている。その後S305を経て再度S301以降の処理が実行される。

0075

(S301):1004のアライメント指標位置を検出する。
(S302):動き量の判定を行う。前フレームとの動き量は85.3画素となり前述のしきい値よりも大きい判定となる。よってフローはS304に進む。
(S304):カテゴリー2とは大きくずれているが、カテゴリー1とは位置が近いため、新たなカテゴリーは作成せず、カテゴリー1のデータとして記録を行う。その後フローはS303に進む。
(S303):データを蓄積する。蓄積した結果を図11(d)に示す。1004の結果がカテゴリー1として記録されている。

0076

以降指標像の位置が1005〜1006に至るまでの計六データを上述したフローを繰り返すことによって処理する。6フレーム目のデータの蓄積が終了した後、フローは再度S305に進む。
(S305):6フレーム分のデータが処理されたため次ステップ(S206)へ移行する。

0077

また、この1006までデータを格納した結果を図11(e)に示す。1001から1006のアライメント指標像の抽出結果とカテゴリー分けした結果が記録されるとともに、カテゴリー毎のX平均位置、並びにY平均位置と各カテゴリーに含まれるフレーム数が記録されている。

0078

(S306):カテゴリー1の頻度は4、カテゴリー2の頻度は2であるため、最頻カテゴリーはカテゴリー1となる。
(S307):カテゴリー1のデータを平均する本実施例では単純に平均化を行い(150.0、68.4)のアライメントずれ量を得る。

0079

また、処理の説明のため観察画像を取得するタイミングは、画像が取得されるたびに処理が動くように、つまり1フレーム分の画像が取得されるとステップ(S301)以降の処理が実行され、次の1フレーム分の取得タイミングまでにステップ(S305)まで実行できるように構成することが望ましい。

0080

なお本実施例では、平均化手段として単純な平均化を行ったが、時間的に後のフレームの結果の寄与率が上がるように重みづけをした後に平均化しても良い。

0081

また、本実施例のアライメント指標像の位置検出結果では6フレームの結果からアライメントのずれ量と方向を判定するようにしていたが、少なくとも3フレームの結果があればフリック等の影響を排除し、アライメント判定を行うことができるため、少なくとも3フレーム以上であればよい。

0082

本実施例では、画像の観察は前述のように6[fps]で実行され、6フレームごとに測定系を駆動するため、駆動の周期は1[Hz]で実行されることになる。さらに、1度検出を行い2回目以降にステップ(S102)を実行しタイミングでアライメントが許容用に入っていない場合、つまり眼がさらに動いた場合、1度アライメントを合わせる動作を行っているため、1回目は6フレーム分のデータを蓄積させたフレーム数を減らしてももちろん良く、前述のように3フレームあればよい。また、ステップ(S102)での結果をステップ(S301)で用いることでさらに2フレーム分追加すればよい。

0083

このようにして得られたアライメントずれ量と方向に応じて測定部を駆動させることで、アライメント輝点が検出できる確率の最も高い位置に測定部を駆動することが可能となり、精度の高いアライメント調整を行うことが可能となる。

0084

そのため、大きな眼の動きにつられてアライメント輝点像を見失うことや、測定系が常に動くようなことがなく、眼の動きの頻度を解析することで撮影に最適なアライメント位置に測定系を移動することができ、フレアの混入の少ない良好な撮影が可能となる。

0085

本実施例では、選択手段は、検出手段による3回以上の検出結果について検出された検出位置によってグループ化し、各グループのなかで検出頻度の高いグループからアライメント量を決定する際のずれ量を選択することとしている。しかし、選択手段において、検出手段による3回以上の検出結果について検出された検出位置によってグループ化し、各グループのなかで最も撮影部の移動量が小さいグループからアライメント量を決定する際のずれ量を選択することとしても良い。

0086

[その他の実施例]
実施例1では固視微動によるアライメントへの影響を少なくする実施形態を説明し、実施例2では、眼振によるアライメントへ影響を少なくする実施形態について説明してきたが、これらを組み合わせて実施しても良い。

0087

その場合、実施例1中のステップ(S202)の動きの判定と、実施例2中のステップ(S302)の動きの判定を組み合わせればよく、眼の動きを3段階に分けて検出するように実施すればよい。つまり、眼の動きが大きいもの(実施例2におけるしきい値以上のもの)、眼の動きが中程度(実施例1におけるしきい値以上のもの)、眼の動きがないものの3つに分けて、実施すればよい。

0088

また、被検眼の診断結果として眼振を伴うことが分かっていれば、その診断結果により実施例1と実施例2を設定可能なように実装してもよい。
このように実施することで、眼の動きの大小にかかわらずより正確なアライメントが可能になる。その結果フレアの混入の少ない良好な撮影が可能となる。

実施例

0089

(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。

0090

1観察用光源
2対物レンズ
3コンデンサレンズ
4撮影用光源
5ミラー
6リング状の開口を有する絞り
7リレーレンズ
8孔あきミラー
9 合焦レンズ
10撮影レンズ
11撮像素子
12aライトガイド
12b ライトガイド
13aLED光源
13b LED光源
14蓄積電荷読取部
15画像信号処理部
16システム制御部
17 表示部
18 操作部
19ハーフミラー
20 リレーレンズ
E 被検眼
Er眼底
O1光路
O2 光路
OD視神経乳頭
Paアライメント指標
Pb アライメント指標
Pa’ アライメント指標像
Pb’ アライメント指標像

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