專利名稱：眼底圖像獲取設(shè)備及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種眼底圖像獲取設(shè)備及其控制方法。特別地，本發(fā)明涉及用于測量眼運(yùn)動的眼底圖像獲取設(shè)備及其控制方法。
背景技術(shù)：
近年來，用于測量眼運(yùn)動的設(shè)備已受到關(guān)注。在可以測量眼運(yùn)動的情況下，將這種技術(shù)應(yīng)用于視野檢查或用以獲得分辨率更高的圖像的眼底斷層圖像獲取設(shè)備，因而可以進(jìn)行更精確的眼底檢查。為了測量眼運(yùn)動，存在諸如角膜反射法(普爾欽圖像)和搜索線圈法等的各種方法。除此之外，正研究簡單且對于被檢體幾乎不產(chǎn)生負(fù)擔(dān)的根據(jù)眼底圖像測量眼運(yùn)動的方法。為了使用眼底圖像精確地測量眼運(yùn)動，需要進(jìn)行以下步驟從眼底圖像中提取特征點(diǎn)，在要處理的圖像中搜索并檢測特征點(diǎn)，然后計算特征點(diǎn)的移動量。這些步驟需要以高速進(jìn)行處理。特征點(diǎn)的提取步驟從眼運(yùn)動的測量穩(wěn)定性、精確性和再現(xiàn)性的角度來看是重要的。作為眼底圖像的特征點(diǎn)，使用黃斑或視神經(jīng)乳頭(以下稱為乳頭)等。由于患病眼睛等在大多情況下具有不完整的黃斑或乳頭，因此可以使用血管作為眼底圖像的特征點(diǎn)。專利文獻(xiàn)I公開了血管的特征點(diǎn)的提取方法。引用列表_6] 專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開2001-7024
發(fā)明內(nèi)容
摶術(shù)問是頁為了根據(jù)眼底圖像精確地檢測眼運(yùn)動，使用專利文獻(xiàn)I所述的方法來提取眼底的特征點(diǎn)，并且對圖像進(jìn)行比較，以使得可以計算所獲得的圖像之間的眼運(yùn)動量。然而，在無法充分保證諸如血管等的特征點(diǎn)的亮度的情況下，存在提取特征點(diǎn)花費(fèi)時間或提取失敗的問題，因而無法進(jìn)行追蹤。因此，本發(fā)明的目的是獲得具有追蹤用的充分亮度的眼底圖像。另外，本發(fā)明的另一目的是設(shè)置與所提取的特征點(diǎn)的亮度相對應(yīng)的圖像獲取條件。此外，本發(fā)明的另一目的是通過使用具有適當(dāng)亮度的特征點(diǎn)來進(jìn)行追蹤處理。_4] 用于解決問題的技術(shù)方案為解決上述問題，本發(fā)明的眼底圖像獲取設(shè)備是具有通過使用從被檢眼的眼底圖像中提取出的特征圖像來檢測被檢眼的運(yùn)動的功能的眼底圖像獲取設(shè)備。該眼底圖像獲取設(shè)備包括眼底圖像獲取單元，用于基于第一圖像獲取條件來拍攝第一眼底圖像；提取單元，用于從所述第一眼底圖像中提取特征圖像；評價單元，用于評價所提取的特征圖像；以及設(shè)置單元，用于基于所述評價單元的評價結(jié)果來設(shè)置第二圖像獲取條件，其中，所述眼底圖像獲取單元基于所述設(shè)置單元所設(shè)置的第二圖像獲取條件來拍攝第二眼底圖像。此外，根據(jù)本發(fā)明的眼底圖像獲取設(shè)備的控制方法是具有通過使用從被檢眼的眼底圖像中提取出的特征圖像來檢測被檢眼的運(yùn)動的功能的眼底圖像獲取設(shè)備的控制方法。該控制方法包括以下步驟拍攝步驟，用于基于初始圖像獲取條件來利用眼底圖像獲取單元拍攝眼底圖像；提取步驟，用于從所拍攝的眼底圖像中提取特征圖像；評價步驟，用于評價所提取的特征圖像；以及設(shè)置步驟，用于基于所述評價步驟的評價結(jié)果來設(shè)置新的圖像獲取條件，其中，所述拍攝步驟包括利用所述眼底圖像獲取單元來拍攝新眼底圖像。發(fā)明的有益.效果根據(jù)本發(fā)明，可以獲得具有追蹤用的充分亮度的眼底圖像。以下通過參考附圖對典型實施例的說明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。


圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的示例I的眼底照相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例I的設(shè)備的功能塊的示意圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例I的控制流程圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的示例I的控制流程中的處理A的流程圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的示例I的控制流程中的處理B的流程圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的示例I的控制流程中的處理C的流程圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明的示例I的控制流程中的處理D的流程圖。圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的示例I的幀頻和亮度差的圖。圖9A是示出根據(jù)本發(fā)明的示例I的眼底圖像的示意圖。圖9B是示出根據(jù)本發(fā)明的示例I的眼底圖像的示意圖。圖9C是示出根據(jù)本發(fā)明的示例I的眼底圖像的示意圖。圖9D是示出根據(jù)本發(fā)明的示例I的眼底圖像的示意圖。圖9E是示出根據(jù)本發(fā)明的示例I的眼底圖像的示意圖。圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的示例I的眼底圖像的亮度差計算的示意圖。圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的示例2的OCT設(shè)備和SLO設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖12是根據(jù)本發(fā)明的示例2的設(shè)備的功能塊的示意圖。圖13是根據(jù)本發(fā)明的示例2的控制流程圖。圖14是根據(jù)本發(fā)明的示例2的眼底圖像的亮度差計算的示意圖。圖15是根據(jù)本發(fā)明的示例2的控制流程中的處理E的流程圖。圖16A是示出根據(jù)本發(fā)明的示例2的SLO眼底圖像的示意圖。圖16B是示出根據(jù)本發(fā)明的示例2的SLO眼底圖像的示意圖。圖16C是示出根據(jù)本發(fā)明的示例2的SLO眼底圖像的示意圖。圖16D是示出根據(jù)本發(fā)明的示例2的SLO眼底圖像的示意圖。圖16E是示出根據(jù)本發(fā)明的示例2的SLO眼底圖像的示意圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將根據(jù)附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。示例 I以下說明本發(fā)明的示例I。在本示例中，為了解決上述問題而對以下示例進(jìn)行說明。也就是說，獲得了眼底圖像，并提取了特征點(diǎn)(也稱為特征圖像)。此后，計算出特征點(diǎn)的亮度。因而，通過確定眼底圖像獲得條件(即，曝光時間)，即使在被檢眼沒有處于良好狀態(tài)(例如，患病眼睛)的情況下，也能夠測量出眼運(yùn)動。設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)
參考圖I來說明根據(jù)本示例的眼底圖像獲取設(shè)備。眼底照相機(jī)I經(jīng)由連接單元40設(shè)置了能夠以視頻速率進(jìn)行攝像的數(shù)字單鏡頭反光照相機(jī)50作為用作信號獲得單元的眼底圖像獲取單元。通過使用數(shù)字單鏡頭反光照相機(jī)50，對曝光時間進(jìn)行控制，以使得可以對眼底圖像獲得速度進(jìn)行控制。穿孔鏡12布置在與被檢眼E相對的物鏡11的光路上。在穿孔鏡12的入射方向的光路上，配置有中繼透鏡13、黑點(diǎn)板14、中繼透鏡15、環(huán)縫板16、熒光激發(fā)濾色器17以及鏡18。此外，在鏡18的入射方向上，配置有聚光透鏡19、由氙管構(gòu)成的攝像光源20、聚光透鏡21以及由紅外發(fā)光二極管構(gòu)成的觀察光源22。注意，在圖中，光路由實線表示。在穿孔鏡12的背后，配置了調(diào)焦透鏡24、熒光阻擋濾片25、攝像透鏡26以及數(shù)字單鏡頭反光照相機(jī)50。注意，整個眼底照相機(jī)I由控制單元205 (參見圖2，圖I未示出)進(jìn)行控制。在數(shù)字單鏡頭反光照相機(jī)50中，在與物鏡11背后的光路相同的光路上，配置有快速返回鏡51、焦平面快門(未示出)以及二維傳感器53。此外，在快速返回鏡51的反射方向上，布置了五棱鏡54和接目鏡55。二維傳感器53接收到的光信號由信號處理基板52進(jìn)行處理。然后，信號經(jīng)由線纜傳送至計算機(jī)(PC) 56并顯示在顯示器57上。此外，PC 56連接至存儲稍后所述的數(shù)據(jù)的外部存儲裝置(HDD) 58。功能塊圖2示出根據(jù)本示例的眼底圖像獲取設(shè)備的功能塊。眼底圖像獲取設(shè)備包括CPU203(與圖I所示的PC 56相對應(yīng))，用于對整個設(shè)備進(jìn)行控制并且還進(jìn)行圖像處理等；控制單元205(圖I所示的眼底照相機(jī)I內(nèi))，用于控制眼底圖像的獲得；眼底攝像單元201 (眼底圖像獲取單元，與圖I所示的眼底照相機(jī)I和數(shù)字單鏡頭反光照相機(jī)50相對應(yīng))，用于拍攝眼底圖像；顯示單元202 (與圖I所示的顯示器57相對應(yīng))，用于顯示設(shè)備的狀態(tài)；以及HDD (記錄單元)204(與圖I所示的外部存儲裝置58相對應(yīng))，用于記錄眼底圖像和圖像獲取條件等。當(dāng)觀察眼底并拍攝眼底的圖像時，CPU 203向控制單元205發(fā)出圖像獲取條件的指示從而拍攝眼底的圖像。在拍攝了眼底的圖像之后，將該圖像從眼底攝像單元201發(fā)送至CPU 203，并進(jìn)行圖像處理等。此后，確定圖像獲取條件，并將圖像獲取條件的指示發(fā)出至控制單元205，從而拍攝眼底的圖像。然后，CPU 203對所拍攝圖像進(jìn)行分析以測量眼運(yùn)動等，將所拍攝圖像顯示在顯示單元202上并且同時或稍后存儲在記錄單元204中。處理流稈圖3示出使用上述功能來測量恒定時間段內(nèi)的眼運(yùn)動的整體流程。
首先，通過利用初始圖像獲取條件來對設(shè)備進(jìn)行初始化，開始該處理(步驟301)。接著，在攝像步驟中，使用眼底攝像單元201，利用初始(或第一)圖像獲取條件來拍攝并獲得(第一)眼底圖像(步驟302)。本示例中的初始圖像獲取條件包括20Hz的幀頻和IOmm的眼底直徑。CPU 203從獲得的第一眼底圖像中提取特征點(diǎn)(以下稱為模板)(步驟303)。上述用于從所拍攝眼底圖像中提取特征點(diǎn)的提取步驟由CPU 203中具有作為提取單元的功能的部分來進(jìn)行。將所提取模板的模板信息(模板ID編號、模板圖像以及相對于眼底圖像中的基準(zhǔn)位置的坐標(biāo)(模板坐標(biāo))等)存儲在HDD 204中。在本示例中，存儲優(yōu)選至少三個模板信息的多個模板信息(步驟311)。此后，在處理C中測量亮度以對模板圖像進(jìn)行評價(步驟304)。以256灰度級對所接收到的信號的亮度進(jìn)行處理?；诹炼葴y量的結(jié)果，計算適當(dāng)?shù)膸l，并基于所計算出的幀頻來設(shè)置圖像獲取條件(處理D)(步驟310)。以所設(shè)置的幀頻來獲得圖像，并在(步驟305)所獲得的圖像中進(jìn)行模板匹配(處理A)(步驟306)，以檢測匹配坐標(biāo)從而測量眼運(yùn)動(處理B)(步驟307)。將眼運(yùn)動量、圖像、測量時間和前眼部的實時監(jiān)視圖像等顯示在顯示單元202上(步驟308)。重復(fù)步驟305 步驟308的處理，直至眼運(yùn)動的測量的結(jié)束(直至獲得了新圖像)。當(dāng)指示結(jié)束測量時，處 理結(jié)束(步驟309)。接著，參考圖4來說明作為部分流程的處理A (步驟306):關(guān)于模板匹配，讀取存儲在HDD 204中的模板圖像(步驟402)，以在新獲得的眼底圖像中進(jìn)行模板匹配(步驟404)。由于模板匹配是一般處理，因此省略對其的詳細(xì)說明。在模板匹配結(jié)束之后，將作為匹配結(jié)果所獲得的坐標(biāo)、即匹配坐標(biāo)存儲在HDD 204中(步驟405)。針對存儲在HDD 204中的各模板進(jìn)行該處理。接著，參考圖5來說明處理B (步驟307)。從HDD 204中讀取模板坐標(biāo)和匹配坐標(biāo)(步驟502)，并針對各模板計算坐標(biāo)差(步驟503)，從而根據(jù)該坐標(biāo)差來計算眼底圖像中的眼移動距離。參考圖6來說明處理C(步驟304)。讀取所獲得的模板圖像(步驟602)。提取圖像的最外周部的各像素的亮度或亮度信息(步驟603)。測量相鄰像素之間的亮度差(在本發(fā)明中，亮度差是表示以256灰度級對信號進(jìn)行處理時的數(shù)值的數(shù)值差)(步驟604)。選擇亮度差最大的前三個位置的位置(步驟605)，并且計算這三個位置的亮度差平均值(步驟606)。將亮度差信息(所選擇的位置、位置的亮度值以及所計算出的亮度差平均值)存儲在HDD 204中(步驟608)。通過上述步驟，對所提取的模板(特征點(diǎn))進(jìn)行評價。因此，CPU 203包括用作基于亮度信息來進(jìn)行處理C的評價單元的部分。將該評價單元所進(jìn)行的評價結(jié)果暫時存儲在作為存儲單元的HDD 204中。注意，上述處理可以在所提取的多個模板圖像的每一個中進(jìn)行或者僅在特定圖像(例如在最初提取的模板圖像)中進(jìn)行。參考圖7來說明處理D (步驟310)。讀取存儲在HDD 204中的亮度差信息(步驟702)，并且基于該亮度差信息來確定幀頻(步驟703)。換句話說，基于上述的評價單元所進(jìn)行的評價結(jié)果來設(shè)置新的圖像獲取條件或第二圖像獲取條件。因此，CPU 203包括用作進(jìn)行處理D的設(shè)置單元的部分。關(guān)于幀頻的確定，例如，預(yù)先存儲與圖8所示的圖相對應(yīng)的表，并且將亮度差信息的值與該表相關(guān)聯(lián)以確定適當(dāng)?shù)膸l。作為眼底圖像獲取單元的眼底攝像單元201基于上述設(shè)置單元所設(shè)置的新的圖像獲取條件來拍攝新的(第二)眼底圖像，然后進(jìn)行稍后所述的追蹤測量。
注意，上述步驟303與根據(jù)本發(fā)明的用于從所拍攝初始眼底圖像中提取特征點(diǎn)的提取步驟相對應(yīng)。此外，處理C與用于評價所提取的特征點(diǎn)的評價步驟相對應(yīng)，并且處理D與用于基于評價單元所進(jìn)行的評價結(jié)果來設(shè)置新的圖像獲取條件的設(shè)置步驟相對應(yīng)。這里，在本發(fā)明中，將用于拍攝第一眼底圖像的上述初始圖像獲取條件定義為第一圖像獲取條件，并且將處理D中所定義的用于拍攝新的眼底圖像或第二眼底圖像的條件定義為第二圖像獲取條件。然而，本說明書中的“第一”和“第二”為了方便起見是指表示次數(shù)的值，而不應(yīng)被解釋為是對次數(shù)或圖像獲取條件的進(jìn)一步設(shè)置的限制。換句話說，根據(jù)處理D的次數(shù)或其重復(fù)次數(shù)，將新設(shè)置的條件和所獲得圖像定義為第二條件和圖像，并且將定義為前提條件的條件和作為前提條件所獲得的圖像分別定義為第一圖像獲取條件和第一圖像。追蹤測量具體示例以下說明與上述處理相對應(yīng)的具體示例。說明了如下的具體示例，其中在該具體示例中，使用眼底照相機(jī)1，以使得通過能 夠獲得眼底直徑為IOmm的眼底圖像的光學(xué)系統(tǒng)來對患病眼睛進(jìn)行20秒的追蹤測量。圖9A示出通過初始圖像獲取條件所獲得的眼底圖像。通過對850nm的紅外光進(jìn)行O. 05秒的曝光(與20Hz的幀頻相對應(yīng))來獲得眼底圖像901。由于對患病眼睛進(jìn)行了測量，因此眼底圖像的亮度差較小。從眼底圖像901中提取模板。提取血管的交叉部作為模板。從眼底圖像901中提取血管的所有交叉部。由于患病眼睛具有較小的亮度差，因此如圖9B的附圖標(biāo)記902所示，僅提取了模板的一個位置。在所提取的模板中，對圖像亮度進(jìn)行評價。按照如下進(jìn)行亮度的評價。如圖10所示，將模板圖像1001分割為多個分割區(qū)域1002，并且提取最外周的分割區(qū)域1002的亮度。然后，確定相鄰區(qū)域之間的亮度差。圖10所示的三個位置a、b和c的亮度差分別是5、3和7。這三個位置的亮度差的平均值為5。將該亮度差與圖8所示的圖相關(guān)聯(lián)，因此確定出適當(dāng)?shù)膸l為3Hz。圖9C示出當(dāng)將幀頻設(shè)置為3Hz時所獲得的眼底圖像。在新獲得的眼底圖像904中，由于幀頻下降，因此確保了能夠模板匹配的亮度。在眼底圖像904中進(jìn)行模板匹配，從而檢測到匹配圖像905。從圖9B確定模板坐標(biāo)Z0，從圖9D確定匹配坐標(biāo)Z1，并且根據(jù)各組坐標(biāo)來確定變化，從而計算出眼運(yùn)動量。CPU 203包括用作本發(fā)明中的檢測單元的部分，其中該檢測單元用于檢測與作為新拍攝的眼底圖像之前所提取的特征點(diǎn)的模板相對應(yīng)的新模板的位置或坐標(biāo)。對圖9CT9E所示的上述模板匹配進(jìn)行重復(fù)，以測量眼球在測量期間相對于基準(zhǔn)位置移動了多遠(yuǎn)，并且將上述結(jié)果實時或在測量之后顯示在監(jiān)視器上。這里，CPU 203還用作計算單元，以基于先前檢測到的位置或坐標(biāo)來計算從先前的眼底圖像到新眼底圖像的移動距離。如上所述，當(dāng)進(jìn)行模板匹配時，基于模板的亮度值來使眼底圖像的獲得速度最優(yōu)化。因而，可以進(jìn)行即使對沒有處于良好狀態(tài)的被檢眼(例如，患病眼睛)也能夠進(jìn)行測量的可靠的模板匹配。注意，在評價單元評價出特征點(diǎn)的亮度較低或亮度差低于預(yù)定值因而無法獲得適當(dāng)圖像的情況下，將幀頻設(shè)置得低于初始圖像獲取條件的幀頻。此外，在評價出亮度較高或亮度差等于或高于上述預(yù)定值的情況下，將幀頻設(shè)置得高于初始圖像獲取條件的幀頻。此夕卜，這里所述的預(yù)定值是表示與通過指定所獲得模板中的各特征點(diǎn)而使得能夠進(jìn)行模板匹配的亮度值或亮度差有關(guān)的值，并且優(yōu)選地將該預(yù)定值與圖8所示的亮度差-幀頻一起預(yù)先在CPU 203中設(shè)置為數(shù)據(jù)表。示例 2以下說明本發(fā)明的示例2。在示例2中，說明了以下示例。也就是說，使用掃描激光檢眼鏡(SLO)來拍攝眼底圖像，并且以與示例I相同的方法、根據(jù)SLO眼底圖像來測量眼運(yùn)動。將眼運(yùn)動的測量結(jié)果實時反饋給眼底斷層圖像獲取設(shè)備(光學(xué)相干斷層成像(OCT)設(shè)備)，從而獲得高分辨率的3D OCT圖像。注意，在以下示出設(shè)備結(jié)構(gòu)的附圖中，由虛線來表示光路。OCT設(shè)各的結(jié)構(gòu)參考圖11來說明OCT設(shè)備的概略圖。
作為低相干光源1101，可以適當(dāng)?shù)厥褂贸l(fā)光二極管(SLD)光源或放大自發(fā)輻射(ASE)光源。作為適合于低相干光的波長，可以適當(dāng)?shù)厥褂?50nm及其附近以及1050nm及其附近的波長來拍攝眼底圖像。在本示例中，使用850nm及其附近的波長。從低相干光源1101發(fā)射出的低相干光經(jīng)由光纖入射至光纖I禹合器1102,并被分割成測量光束和參考光束。盡管這里說明了使用光纖的干涉儀的結(jié)構(gòu)，但也可以采用在空間光光學(xué)系統(tǒng)中使用分束器的結(jié)構(gòu)。測量光束經(jīng)由光纖1103而從光纖準(zhǔn)直器1104輸出作為準(zhǔn)直光束。此外，測量光束穿過OCT掃描器(Y) 1105、中繼透鏡1106和1107、0CT掃描器(X) 1108、二色分光器1109、掃描透鏡1110、分色鏡1111以及接目鏡1112，從而入射至被檢眼e。作為用作掃描單元的OCT掃描器(X)和(Y)，使用檢電掃描器。入射的測量光束被視網(wǎng)膜反射，并沿著同一光路行進(jìn)以返回至光纖耦合器1102。參考光束從光纖稱合器1102被引導(dǎo)至光纖準(zhǔn)直器1113,并輸出作為準(zhǔn)直光束。所輸出的參考光束穿過色散校正玻璃1114并被光路長度可變臺1115上的參考鏡1116所反射。參考鏡1116所反射的參考光束沿著同一光路行進(jìn)以返回至光纖耦合器1102。所返回的測量光束和參考光束在光纖耦合器1102中進(jìn)行合成并被引導(dǎo)至光纖準(zhǔn)直器1117。這里，將該合成光稱為干涉光。光纖準(zhǔn)直器1117、光柵1118、透鏡1119和線傳感器1120構(gòu)成了分光器。該分光器將干涉光轉(zhuǎn)換為經(jīng)過測量的各波長的強(qiáng)度信息。將線傳感器1120的各元件所檢測到的干涉光的各波長的強(qiáng)度信息發(fā)送至計算機(jī)(未示出)，其中在該計算機(jī)中，對強(qiáng)度信息進(jìn)行處理從而生成斷層圖像。上述的OCT設(shè)備與本發(fā)明的用作斷層圖像獲得單元的第二眼底圖像獲取單元相對應(yīng)。SLO設(shè)備的結(jié)構(gòu)接著，同樣參考圖11來說明用于獲得眼底圖像的SLO攝像單元的光學(xué)結(jié)構(gòu)。作為激光源1130，可以適當(dāng)?shù)厥褂冒雽?dǎo)體激光或SLD光源。該光源中要使用的波長并沒有限制，只要該波長可以利用二色分光器1109而與OCT用的低相干光源的波長進(jìn)行分離即可，但是為了觀察眼底的圖像質(zhì)量而適當(dāng)?shù)厥褂?0(Tl000nm的近紅外波長范圍。在本示例中，使用760nm的近紅外光作為測量光束。從激光源1130所發(fā)射的激光經(jīng)由光纖1131而從光纖準(zhǔn)直器1132輸出作為準(zhǔn)直光束，并且入射至柱面透鏡1133。盡管本示例中使用了柱面透鏡，但并沒有特別限制，只要該光學(xué)元件可生成線束即可?？梢允褂貌捎昧搜苌涔鈱W(xué)兀件的鮑威爾棱鏡或線束成形器。
由柱面透鏡1133所擴(kuò)展的光束經(jīng)由中繼透鏡1134和1135穿過環(huán)形鏡1136的中心，并穿過中繼透鏡1137和1138，由此被引導(dǎo)至SLO掃描器(Y) 1139。作為SLO掃描器(Y) 1139，使用檢電掃描器。此外，光束被二色分光器1109所反射，并穿過掃描透鏡1110和接目鏡1112，從而入射至被檢眼e。二色分光器1109被配置為發(fā)送OCT光束并反射SLO光束。入射至被檢眼e的光束作為線形光束來照射被檢眼e的眼底。該線形光束由被檢眼e的眼底所反射或散射，并沿著同一光路行進(jìn)以返回至環(huán)形鏡1136。環(huán)形鏡1136被配置在與被檢眼e的瞳孔位置共軛的位置處。在照射眼底的線束的背向散射光中，穿過瞳孔周邊的光由環(huán)形鏡1136所反射并由透鏡1150在線傳感器1151上形成圖像。將線傳感器1151的各元件所檢測到的強(qiáng)度信息發(fā)送至計算機(jī)(未示出)，其中在該計算機(jī)中，對強(qiáng)度信息進(jìn)行處理從而生成眼底圖像。在本發(fā)明中，上述的SLO設(shè)備用作第一眼底圖像獲取單元，其中該第一眼底圖像獲取單元用于對確定幀頻時的眼底圖像進(jìn)行拍攝。在本示例中，將SLO設(shè)備作為使用線束的線掃描SLO(下面稱為L-SL0)的結(jié)構(gòu)來進(jìn)行說明。當(dāng)然，SLO設(shè)備也可以是飛點(diǎn)SL0。可以通過控制SLO掃描器(Y) 1139來改變SLO圖像的獲得速度。功能塊
圖12示出根據(jù)本示例的系統(tǒng)的功能塊。該系統(tǒng)包括CPU1201 (與上述的計算機(jī)相對應(yīng))，用于控制整個系統(tǒng)；控制單元1202和1203(圖11未示出)，用于分別控制L-SLO和OCT設(shè)備；線傳感器1204和1205(與圖11所示的1151和1120相對應(yīng))，用于分別獲得SLO圖像和OCT圖像；顯示單元1206(圖11未示出)，用于顯示系統(tǒng)的狀態(tài)；以及記錄單元1207(以下稱為HDD，圖11未示出)，用于記錄眼底圖像和圖像獲取條件等。當(dāng)拍攝眼底圖像時，CPU 1201向控制單元1202和1203發(fā)出圖像獲取條件的指示從而拍攝眼底圖像。在拍攝到眼底圖像之后，線傳感器1204和1205將圖像信號發(fā)送至CPU 1201，并進(jìn)行圖像處理。之后，將眼底圖像顯示在顯示單元1206上，并將眼底圖像同時或稍后存儲在HDD 1207中。處理流稈圖13示出用于使用上述功能來測量OCT設(shè)備正拍攝眼球的斷層圖像期間的眼運(yùn)動的整體流程。注意，在以下說明中，僅簡要說明與示例I相同的處理。使SLO設(shè)備進(jìn)行工作從而獲得眼底圖像(SL0圖像)(步驟1302)。從SLO圖像中提取模板(步驟1303)。在提取模板之后，存儲模板信息的圖像和坐標(biāo)(步驟1304)。與示例I相同，測量模板圖像的亮度(步驟1305)。根據(jù)該亮度來計算適當(dāng)?shù)膸l(步驟1306)。注意，針對SLO圖像的幀頻和針對OCT圖像的幀頻預(yù)先記錄有相互的數(shù)據(jù)互換性，因此在幀頻的設(shè)置時反映該互換性。記錄OCT設(shè)備的掃描基準(zhǔn)位置(步驟1307)，并且開始OCT設(shè)備的測量(步驟1308)。以處理D中所確定出的幀頻來獲得OCT圖像(步驟1309)。之后，進(jìn)行處理A (模板匹配)(步驟1310)和處理B (眼移動量的計算)(步驟1311)，進(jìn)行處理E(向著OCT設(shè)備的反饋)(步驟1312)，并且在OCT設(shè)備正連續(xù)測量斷層圖像期間對步驟1301Γ1313進(jìn)行重復(fù)。在OCT攝像結(jié)束之后，眼運(yùn)動的測量結(jié)束(步驟1314)。在本示例中，CPU 1201作為計算單元來進(jìn)行處理B，以計算眼移動量。OCT控制單元1203基于所計算出的眼移動量，對諸如作為掃描單元的OCT掃描器(Y) 1105和OCT掃描器(X) 1108的掃描位置等的掃描位置和條件進(jìn)行校正。CPU 1201包括用作用于進(jìn)行這種校正的校正單元的部分。參考圖15來說明處理E (步驟1312)(向著OCT設(shè)備的反饋)。CPU 1201讀取OCT設(shè)備的掃描位置數(shù)據(jù)(步驟1502)，并根據(jù)眼移動量來計算要施加至OCT掃描器1105和1108的電壓(步驟1503)。在CPU 1201將輸入電力傳送至OCT控制單元1203 (步驟1504)之后，對表示掃描器移動的信號進(jìn)行確認(rèn)(步驟1505)。然后，存儲掃描位置的改變信息(基于眼移動量校正掃描位置用的信息)(步驟1506)。對改變狀態(tài)、OCT圖像、SLO圖像(匹配區(qū)域和模板位置的顯示)以及剩余時間等進(jìn)行顯示(步驟1507)。追蹤測量具體示例以下說明與上述處理相對應(yīng)的具體示例。
通過L-SLO來拍攝IOmmX 8mm的眼底圖像，并進(jìn)行20秒的追蹤測量。OCT設(shè)備控制照相機(jī)從而以70k的A掃描進(jìn)行工作，B掃描圖像(IOmm的眼底掃描范圍和20 μ m的激光斑直徑)由1000個線構(gòu)成，并且獲得280個B掃描圖像和視網(wǎng)膜的3D圖像。測量時間為4秒。圖16A示出L-SLO所獲得的SLO圖像1601。在SLO圖像1601中，如圖16A所示，血管以復(fù)雜的方式從視神經(jīng)乳頭延伸至端部。在獲得了 SLO圖像1601之后，從SLO圖像1601中提取模板圖像(圖16B所示的1603)。存儲模板圖像1603和模板坐標(biāo)XO (-25，-200)。坐標(biāo)的原點(diǎn)(0，0)是SLO圖像1601的中心。測量模板圖像1603的亮度差。本示例中的平均亮度差的值為100。如從圖8可以理解，亮度值100的適當(dāng)幀頻為70Hz。圖16C示出以70Hz的幀頻所獲得的SLO圖像1604。通過使用SLO圖像1604，進(jìn)行模板匹配。結(jié)果如圖16D所示。在檢測到匹配圖像1605之后，存儲匹配圖像1605的坐標(biāo)X I (-25，-250)。之后，如圖16E所示，根據(jù)模板圖像1603和匹配圖像1605之間的坐標(biāo)差來計算眼移動量(移動距離)。參考圖14來說明模板圖像的亮度的測量。從所獲得的SLO圖像1706中提取模板圖像1702。以1701所表示的10 μ m的間距來對所提取的模板圖像1702進(jìn)行分割。測量分割得到的各區(qū)域的亮度。計算圖像端部的三個間距區(qū)域的亮度值的總和，并且計算相鄰的三個間距區(qū)域的亮度差。計算亮度差較大的十個位置的平均亮度差。顯示單元1206對SLO圖像獲得速度、OCT圖像、眼運(yùn)動測量結(jié)果、剩余測量時間和圖像獲取條件等進(jìn)行顯示，因此用戶可以對操作進(jìn)行確認(rèn)。如上所述，用于獲得眼底圖像的幀頻是根據(jù)模板圖像的亮度值所確定的。因而，可以提高眼運(yùn)動的測量速度，并且可以通過在獲得OCT圖像時反映眼運(yùn)動來獲得分辨率更高的3D視網(wǎng)膜斷層圖像。其它示例在示例I和示例2中，提取血管的模板，但也可以通過提取黃斑和乳頭的模板來獲得相同的效果。使用眼底照相機(jī)和SLO設(shè)備來獲得眼底圖像，但也可以使用其它設(shè)備來獲得眼底圖像。即使在流程中的步驟順序與各示例所述的步驟順序不同或者使用了其它流程的情況下，也可以通過基于模板的亮度確定用于獲得眼底圖像的幀頻，來獲得相同的效果。在上述示例中，在確定了幀頻之后，使用初始模板圖像來進(jìn)行以不同幀頻所獲得的圖像之間的模板匹配。然而，可以在確定了幀頻之后再次提取模板，并且可以使用幀頻確定后的模板圖像來進(jìn)行以相同的幀頻所獲得的圖像之間的模板匹配。在模板亮度的計算方法中，使用了圖8所示的圖。然而，可以基于其它屬性信息來改變要使用的圖，從而計算出精度更高的幀頻。因而，可以期望得到進(jìn)一步的效果。此外，使用如圖10和14所示的分割方法來選擇模板圖像的亮度，但也可以采用其它的亮度計算方法。此外，當(dāng)進(jìn)行同一被檢體的再檢查時，可以通過使用前次測量時的圖像數(shù)據(jù)(特別地，幀頻)來設(shè)置更精確的匹配區(qū)域。可以通過使用SN比作為模板的亮度信息來獲得相同的效果。示例2中使用了 OCT設(shè)備，但通過使用用于視野檢查等的眼科設(shè)備也可以確認(rèn)得到相同的效果。此外，針對該眼科設(shè)備實時進(jìn)行眼運(yùn)動校正，但通過在測量結(jié)束之后進(jìn)行校正或測量后處理也可以獲得該效果。此外，還可以通過進(jìn)行以下處理來實現(xiàn)本發(fā)明。也就是說，經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)或各種類型的存儲介質(zhì)來向系統(tǒng)或設(shè)備提供用于實現(xiàn)上述示例的功能的軟件(程序)，并且系統(tǒng)或設(shè)備的計算機(jī)(CPU或MPU)讀取并執(zhí)行該程序。 附圖標(biāo)記列表I :眼底照相機(jī)50 :數(shù)字單鏡頭反光照相機(jī)其它實施例還可以通過讀出并執(zhí)行記錄在存儲器裝置上的程序以進(jìn)行上述實施例的功能的系統(tǒng)或設(shè)備的計算機(jī)(或者CPU或MPU等裝置)和通過下面的方法來實現(xiàn)本發(fā)明的各方面，其中，系統(tǒng)或設(shè)備的計算機(jī)通過例如讀出并執(zhí)行記錄在存儲器裝置上的程序以進(jìn)行上述實施例的功能來進(jìn)行上述方法的各步驟。由于該原因，例如經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)或者通過用作存儲器裝置的各種類型的記錄介質(zhì)(例如，計算機(jī)可讀介質(zhì))將該程序提供給計算機(jī)。在這種情況下，系統(tǒng)或設(shè)備以及存儲有該程序的記錄介質(zhì)也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)盡管已經(jīng)參考典型實施例說明了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于所公開的典型實施例。所附權(quán)利要求書的范圍符合最寬的解釋，以包含所有這類修改、等同結(jié)構(gòu)和功倉泛。本申請要求于2011年6月17日提交的日本專利申請2010-137945的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用包含于此。
權(quán)利要求
1.一種眼底圖像獲取設(shè)備，包括 眼底圖像獲取單元，用于基于第一圖像獲取條件來拍攝第一眼底圖像； 提取單元，用于從所述第一眼底圖像中提取特征圖像； 評價單元，用于評價所述特征圖像；以及 設(shè)置單元，用于基于所述評價單元的評價結(jié)果來設(shè)置第二圖像獲取條件， 其中，所述眼底圖像獲取單元基于所述第二圖像獲取條件來拍攝第二眼底圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的眼底圖像獲取設(shè)備，其中，所述評價單元基于所述特征圖像的亮度信息來評價所述特征圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的眼底圖像獲取設(shè)備，其中，所述第一圖像獲取條件包括所述眼底圖像獲取單元進(jìn)行攝像用的幀頻。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的眼底圖像獲取設(shè)備，其中，在所述評價單元評價出所述特征圖像的亮度低于預(yù)定值的情況下，設(shè)置比所述第一圖像獲取條件的幀頻低的幀頻；并且在所述評價單元評價出所述特征圖像的亮度等于或高于所述預(yù)定值的情況下，設(shè)置比所述第一圖像獲取條件的幀頻高的幀頻。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的眼底圖像獲取設(shè)備，其中，還包括 檢測單元，用于從所述眼底圖像獲取單元所拍攝的新眼底圖像中檢測與所述特征圖像相對應(yīng)的位置；以及 計算單元，用于基于所檢測到的位置來確定所述新眼底圖像的移動量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的眼底圖像獲取設(shè)備，其中， 所述眼底圖像獲取單元包括 第一眼底圖像獲取單元，用于獲得確定攝像用的幀頻所根據(jù)的眼底圖像；以及 第二眼底圖像獲取單元，用于獲得斷層圖像， 其中，所述第二眼底圖像獲取單元包括斷層圖像獲得單元，用于通過使用來自掃描單元的測量光束對眼底進(jìn)行掃描，來獲得所述斷層圖像；以及 所述眼底圖像獲取設(shè)備還包括校正單元，用于基于所述計算單元所計算出的移動量來校正所述掃描單元的掃描條件。
7.—種控制方法，包括以下步驟 拍攝步驟，用于基于初始圖像獲取條件來利用眼底圖像獲取單元拍攝眼底圖像； 提取步驟，用于從所拍攝的眼底圖像中提取特征圖像； 評價步驟，用于評價所提取的特征圖像；以及 設(shè)置步驟，用于基于所述評價步驟的評價結(jié)果來設(shè)置新的圖像獲取條件， 其中，所述拍攝步驟包括基于所述設(shè)置步驟中所設(shè)置的所述新的圖像獲取條件、利用所述眼底圖像獲取單元來拍攝新眼底圖像。
全文摘要
提供了一種眼底圖像獲取設(shè)備，其中，在根據(jù)眼底圖像精確地檢測眼運(yùn)動的情況下，即使無法確保血管等的特征圖像的充分亮度，也可以通過模板匹配來進(jìn)行眼球追蹤。眼底圖像獲取設(shè)備包括眼底攝像單元，用于獲得眼底圖像；提取單元，用于從所述眼底圖像獲取設(shè)備所拍攝的初始眼底圖像中提取特征圖像；評價單元，用于對經(jīng)由提取所獲得的特征點(diǎn)的亮度信息進(jìn)行評價；以及設(shè)置單元，用于對所述眼底圖像獲取設(shè)備進(jìn)行攝像用的幀頻進(jìn)行設(shè)置。基于所述評價單元的評價結(jié)果來確定幀頻。
文檔編號A61B3/12GK102946791SQ201180029929
公開日2013年2月27日 申請日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月17日
發(fā)明者牧平朋之 申請人:佳能株式會社