JP2012513604A5 - - Google Patents
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Description
伝統的に、眼科用レンズを装着者に処方する方法には、異なる光学特性を有する眼科用レンズを視力欠陥を有する潜在的装着者に合わせるステップと、装着者のために最善の光学性能を提供するレンズを選択するステップと、を備える。この種の技術は、装着者が複数の眼鏡を着脱するプロセスを踏む必要があるといった欠点を有しており、特定の視力欠陥を修正するために最適な光学レンズを含まない複数のレンズの中から限定的な選択しかできない場合もある。
レンズデザイン国際公開第WO2007/056795号パンフレットに示されているシステムの欠点は、平均的な質の出力画像を提供するために複雑なデータの処理技術及び高度の算出力を必要とすることである。これは、仮想シミュレーション方法の実施のための非常に高い経費と複雑なシステムとに繋がる。
したがって、より単純化されており、より複雑でないデータ処理技術及び複合系(complex systems)を必要とする光学レンズの光学効果をシミュレーションする方法を提供することが有利である。
上述の一以上の問題をより解決するために、本発明の第1の態様によれば、潜在的装着者のために光学レンズの光学効果をシミュレーションする方法が提供されている。この方法は、第1のカメラを使用して第1の光学レンズを介して景観の第1の画像を撮影するステップであって、前記第1の光学レンズが第1の眼科用レンズデザインに応じた光学特性を有し、前記第1のカメラが人間の眼の光学特性をシミュレーションするように調整されたオプティックスを備えているステップと、第1のカメラを使用して第1の光学レンズを介して景観の第1の画像を撮影するステップであって、前記第1の光学レンズが第1の眼科用レンズデザインに応じた光学特性を有し、前記第1のカメラが人間の眼の光学特性をシミュレーションするように調整された光学部品を備えているステップと、潜在的装着者が目視能力(viewing ability)で前記第1の光学レンズの光学効果を視覚化するように、潜在的装着者による観察のため表示装置に前記第1の画像を表示するステップと、を備える。第2のカメラの位置、第2の光学レンズ、表示装置の第1及び第2のスクリーンは、参照フレームに関して固定される。
実施形態において、方法は、前記第1の光学レンズを前記第1の眼科用レンズデザインと異なると共に更なる眼科用レンズデザインに応じた光学特性を有する更なる光学レンズに交換するステップと、前記更なる光学レンズを介して、前記第1のカメラを用いて景観の更なる画像を撮影するステップと、潜在的装着者が前記第1の光学レンズにより提供される光学効果と前記更なる光学レンズにより提供される光学効果とを比較できるように、潜在的装着者による観察のため前記表示装置に更なる画像を表示するステップとを更に備える。第1の画像及び更なる画像は、同時に、又は、順次見ることが可能である。
方法が、前記第1の画像の少なくとも一部分と、前記更なる画像の少なくとも一部分とを含む合成画像を提供するステップと、装着者が前記合成画像において、前記第1の光学レンズの視覚効果と前記更なる光学レンズの視覚効果とを比較できるように前記表示装置に前記合成画像を表示するステップと、を更に含むことができる。第1の画像全体と更なる画像とが互いに比較されてもよい。また、第1の画像の同じ部分と更なる画像とが互いに比較されてもよい。
方法が、第2のカメラを用いて第2の光学レンズを介して景観の第2の画像を同時に撮影するステップであって、前記第2の光学レンズが第2の眼科用レンズデザインに応じた光学特性を有するステップと、前記第1及び第2のカメラが一対の人間の眼をシミュレーションするために、前記第2の光学レンズが人間の眼の光学条件をシミュレーションするように調整された光学部品を備えるステップと、第1の眼を通した装着者による目視のため前記表示装置の第1のスクリーンに前記第1の画像を表示するステップと、第2の眼を通した装着者による同時目視のため前記表示装置の第2のスクリーンに前記第2の画像を同時に表示して前記第1及び第2の画像の両眼による再構築を可能にするステップと、第2の眼を通した装着者による同時観察のため前記表示装置の第2のスクリーンに前記第2の画像を同時に表示して前記第1及び第2の画像における両眼による再構築を可能にするステップとを備えることができる。前記第2のカメラの位置、前記第2の光学レンズ、及び前記表示装置の前記第1及び第2のスクリーンが参照フレームに対して固定されている。好ましくは第2の眼科用レンズデザインは、第1の眼科用レンズデザインと同一である。
本発明の実施形態において、前記カメラ又は各カメラが、潜在的装着者の頭部の動きに追随して一連の画像を撮り、それによって潜在的装着者は該前記カメラ又は各カメラで周囲の景観をスキャン(scan)できる。
本発明の第二態様によれば、潜在的装着者のための光学レンズの光学効果をシミュレーションするための装置が提供される。装置は、人間の眼の光学特性をシミュレーションするように配置された光学部品を有する第1のカメラと、第1の眼科用レンズデザインに応じた光学特性を有する第1の光学レンズと、潜在的装着者が目視能力で前記第1の光学レンズの効果が視覚化できるように、前記第1の光学レンズを用いて景観の画像を撮影するように調整されていると共に潜在的装着者による観察のため前記画像を表示する表示装置に画像データを伝送するように動作可能である第1のカメラと、を備える。前記第1のカメラの位置、前記第1の光学レンズ及び前記表示装置が、景観に対して移動可能な潜在的装着者の頭部によって定義される参照フレームに関して固定される。
装置は、第2のカメラ及び前記第2の光学レンズであって、前記第1及び第2のカメラが一対の人間の眼をシミュレーションするように、前記第2のカメラが人間の眼の光学条件をシミュレーションするように調整された光学部品を備えており、第2の光学レンズが第2の眼科用レンズデザインに応じた光学特性を有し、前記第2のカメラが前記第2の光学レンズを通して景観の第2の画像を同時に撮影するように配置される第2のカメラ及び前記第2の光学レンズと、第1の眼を通した潜在的装着者による目視のために前記第1の画像を表示する第1のスクリーンと、第2の眼を通した潜在的装着者による同時観察のために前記第2の画像を表示するための第2のスクリーンとを含み、前記第1及び第2の画像の両眼による再構築が可能である表示装置と、を更に備える。前記第2のカメラの位置、前記第2の光学レンズ、前記表示装置の前記第1及び第2のスクリーンは、参照フレームに関して固定される。
図2A及び図2Bに関して、カメラオプティクス102は、カメラ101を有する構成で配置され、瞳孔径、焦点特性、被写界深度(field depth)及び視野角に関して人間の眼の光学特性をシミュレーションする。図2Aは、レンズ及び瞳孔で構成される人間の眼のモデル表現を例示する。眼における光焦点化の位置(light focalisation)A、B、C及びDは、直線よりもむしろ曲線に沿って分布する。人間の眼の場合、眼の網膜11は球形であるので、これは問題とならない。しかしながら、CCDタイプ・センサの場合、画質の低下が生じ得る。画像の品質は、全体の視野(field of view)において、中心窩視品質(foveal quality)を提供しなければならない。こうして、視野の方向に関係なく、ユーザは上質の画像をみることができる。カメラ光学システムは、ほぼ5〜7mmの直径の光学瞳孔をシミュレーションして、眼の被写界深度に類似する被写界深度を提供する。このために、特にCCDマイクロ・カメラのために設計されたカメラ対物レンズがカメラ光学部品102として使われ得る。カメラ光学部品102は、光学レンズ105のサイズに応じて、拡大・縮小されてテストされる。図2Bは、CCDカメラ101、光学部品又は対物レンズ102及び、テストされる光学レンズ105を含む光学セットアップを例示する。光学レンズ105を通過している光は光学部品102によって、CCDカメラ101における焦点化位置上に集光される。光学セットによって、光学レンズ105を介して観られた景観の実映像(real image)が得られる。
プロセッサ106は、カメラ101から得られる画像にテキスト及び視覚効果を挿入又は重畳する手段と、2台のビデオ、ビデオ及び画像を混合して、一つ以上の全画像を一緒に結合し、又は異なる画像の異なる部分を一緒に結合するための画像ミキサー手段と、を含む。このような挿入された視覚的な特徴は、光学レンズをテストする際に、テストされる特定の光学レンズに関連した情報をユーザに伝達するために用いられ得る。
表示装置107は、カメラ101から得られた画像のユーザによる目視に適している如何なる装置であることができる。好ましくは、表示装置107は、単眼視野(monocularfield of view)(V(垂直):+30°,−50° H(水平):+40°(鼻側(nasal side)),−50°(こめかみ側(temporal side)))を提供する携帯型であり、潜在的装着者に許容可能な視覚的な感覚を提供する。
ビデオ・カメラ101の位置、テストされる光学レンズ1051、1052及び1053、並びに表示装置107は、潜在的装着者(図示せず)の頭部により定義される関連フレームに対して固定されている。潜在的装着者の頭部は景観103に対して移動可能であり、目視パラメータ(viewing parameters)が変化しない間に、頭部の動きによる景観103の現実的の目視が実現できる。
使用中は、景観103は、光学部品102と、テストされるレンズ105、例えばレンズ1052と、を介してカメラ101によって観られる。ビデオ・カメラ101によって撮影された画像はカメラ101からプロセッサ106に伝送される。プロセッサ106において、潜在的レンズ使用者による目視の前に、オーバレイを画像上に重ねることができる。オーバレイ含んでいる画像は、関連がある場合には潜在的装着者により目視されるための表示装置107に表示される。その後、潜在的装着者は、光学効果と、光学レンズ1052により提供される映像(vision)の結果的な品質とを評価する。ユーザ・スクリーン10及び、オペレータ・スクリーン108上に表示される画像において、領域FVは光学レンズデザインにおける遠視野領域(far view zone)、すなわち、長距離観察に適合するレンズの部分に対応する。NVは、近視野領域(near view zone)、すなわち近視野映像(nearview vision)に適合する光学の部分に対応する。
カメラが移動するにつれて、画像のビデオストリームが、テストされている光学レンズを通して潜在的装着者に周囲のビデオ映像(video view)を提供する表示装置107に提供される。
その後、テストされる光学レンズ1052は、異なる構造に応じた光学特性を有する異なる光学レンズ1053に交換されることができる。それから、プロセスが繰り返され、光学部品102及び新たなレンズ1053を通して、カメラ101によって撮られた一連の画像が潜在的装着者に提供される。これによって、ユーザが、光学レンズ1053により提供される映像の品質と、光学レンズ1052により提供される映像の品質とを比較できる。光学レンズ1052を通して提供される画像と、光学レンズ1053を通して提供される画像とは、順次、又は、同時に観られ得る。後者の場合、同時に画像を目視するために、景観の画像は、光学レンズ1052によって撮られ、その後にメモリに格納され得る。その後、同景観の画像が光学レンズ1053によって撮られる。引き続き、光学レンズ1053によって撮られる景観又は画像の一部が光学レンズ1052によって撮られる画像又は画像の一部と同時に表示装置107上に表示される。これによって、潜在的装着者は視覚的な効果を直接的に比較できる。
テストされる光学レンズ105は、必要なだけ交換することができ、潜在的装着者に目視能力(viewing ability)への一連の光学効果を提供し、潜在的ユーザが眼鏡のための光学レンズを選択する際に、情報化された選択をすることを可能とする。
表示装置107上の画像を目視するときに、もし潜在的装着者が単焦点レンズ(unifocal lenses)を使用する場合には、潜在的装着者は画像を目視する際に、単焦点レンズを着用することができ、それによって画像が投影されている平面を鮮明に観ることができる。潜在的眼鏡装着者がプログレッシブレンズ(progressive lenses)を着用する場合には、2つのレンズの光学効果の累積(accumulation)を回避するためにそれらを外さなければならない。
以下において、本発明の別の実施形態が、図5及び6に関して記載されている。図5に関して、レンズの光学効果をシミュレーションするための装置200は、2つのCCD(電荷結合素子)又はCMOSタイプ・ビデオ・カメラ201及び211を含み、これらCCD(電荷結合素子)又はCMOSタイプ・ビデオ・カメラ201及び211それぞれが、カメラ201及び211のそれぞれの前に配置されたカメラオプティクス202及び212を備える。複数の光学レンズ205及び215は、それぞれのバレル(図示せず)によって、各カメラ光学部品202及び212の正面に支持されている。
各カメラ201及び211用のバレルは、テストされる光学レンズ205及び215を収容し、光学レンズが他の異なる光学レンズと手動又は自動的に交換できるように配置される。他の異なる光学レンズは、一度に1つの光学レンズが各カメラオプティクス202及び212の前に配置されることを可能にする。バレルは、第1のカメラ201のための光学レンズ205と、第2のカメラ211のための光学レンズ215とを同時に交換するように構成することができる。
第1のカメラ201及び第2のカメラ202は画像データをプロセッサ206に伝送するように配置されている。プロセッサ206は、画像ミキサーを含む。プロセッサ206は、画像データを潜在的装着者による目視のために各カメラから得られた画像を表示するための表示装置207に伝送する。
プロセッサ206は、テキスト及び視覚的な効果を画像上に挿入し、又は重ねるための手段と、2台のビデオ又は一台のビデオ及び一台の画像を混合し、又は一つ以上の全画像(whole images)を一緒に結合し、又は異なる画像の部分を一緒に結合するための画像ミキサー手段とを含む。このように加えられた特徴は、テストされる特定の光学レンズと関連した情報をユーザに伝達するために用いられることができ、光学レンズのテストに役立つ。
カメラ光学部品202及び212は、それぞれのカメラ201及び211と共に配列され、各々が瞳孔径、焦点特性、被写界深度、及び視野角といった人間の眼の光学特性をシミュレーションする。第1のカメラ201、その対応オプティックス202、第2のカメラ211、及びその対応光学部品212が互いに又は目視される景観に対して配列され、それらが景観を目視する一対の人間の眼をシミュレーションする。
前述の実施形態のように、テストされる一対の光学レンズ2052及び2152は、異なるデザインに対応した光学特性を有する一対の別の光学レンズ2053及び2153に交換され得る。それから、そのプロセスが繰り返され、潜在的装着者に光学部品202及び212と新たなレンズ2053及び2153とを通して、カメラ201及び211で撮影された連続画像が提供される。これによって、ユーザが光学レンズ2053及び2153により提供される映像の画質と、光学レンズ2052及び2152により提供される映像の画質とを比較できる。一対の光学レンズ2052、2152を通して得られた画像と、一対の光学レンズ2053、2153を通して得られた画像とが表示装置107上で、順次に又は同時に観られることが可能である。
HMD207は、2枚のスクリーン208及び218を備えている。第1のカメラ201及び第2のカメラ202によって撮影される景観103の画像は、プロセッサ206を介して対応するスクリーン208及び218に送られる。一枚のスクリーン208はユーザの右眼の視線上におけるHMDにおいて配置され、ユーザの右眼の視野の軸におけるHMD上に配置されたカメラ201によって撮られた画像を表示する。他のスクリーン218はユーザの左眼の視線上において配置され、ユーザの左眼の視野の軸においてHMD上に配置されるカメラ211によって撮影された画像を表示する。2台のカメラ201及び211を介した景観103の両眼による再構築(binocular reproduction)が生成され、ユーザに実景観の立体的な眺めを提供する。
カメラ201及び211の位置、テストされる光学レンズ2052、2152、及びディスプレイスクリーン208、218は、HMDを着用しているユーザの頭部により定義される参照フレームに関して固定され、ユーザの頭部は周囲の景観に関して移動可能であり、観察パラメータが変化しない間に頭部の動きによる景観の現実的な目視が得られ得る。このように、具現されるレンズ・タイプの間におけるより正確な比較を可能にする目視パラメータを変えずに、ユーザは自由に頭の方向を変えて動き回ることができる。この種の構成は移動式の光学的評価システムを提供し、例えば視野の範囲のような要因(factor)を変える効果を考慮して、製造される光学レンズの動的な評価を可能にする。
ユーザが頭部を動かすにつれて、カメラは、画像のビデオストリームを提供している頭部の動きを追う。カメラによって、ユーザは光学レンズ205及び215を通して周囲を走査できる。
前述の実施形態のように、テストされる一対の光学レンズ2052及び2152は、異なるデザインに対応する光学特性を有する一対の別の光学レンズ2053及び2153に変えることができる。その後、このプロセスが繰り返され、潜在的装着者に光学部品202及び212、新たなレンズ2053及び2153を通して、カメラ201及び211によって撮影された一連の画像を提供する。これによって、ユーザが光学レンズ2053及び2153により提供された映像の画質と光学レンズ2052及び2152により提供された映像の画質とを比較できる。一対の光学レンズ2052及び2152により提供された画像と、一対の光学レンズ2053及び2153により提供された画像とを、それぞれのディスプレイスクリーン208及び218上で順次観察することが可能である。
光学レンズ及びカメラの使用によって、光学レンズによる歪みやぼけ(blurring)の解像度のシミュレーションが、複雑で時間がかかる算出及び高コストのプロセスを伴うことなく即時に得られる。
例えば、前述の実施形態においては、カメラが、CCDタイプ・ビデオ・カメラであったが、カメラは実景観の撮像に適した他のタイプの如何なるカメラであってもよい。例えば、カメラは、CMOSタイプ・カメラでもよい。
さらに、表示装置は、例えば携帯型コンピュータ・スクリーン、PDA又は類似なもの
に投影された画像がその上に投影できる如何なる適切な表示装置であってもよい。
に投影された画像がその上に投影できる如何なる適切な表示装置であってもよい。
多くの更なる修正例及び変更例は、前述の例示された実施形態を参照して従来技術に通じている当業者に教示する。前述の実施形態は一例に過ぎず、本発明の範囲は特許請求の範囲のみによって決定される。特に、異なる実施形態から異なる特徴は、必要に応じて、交換されることができる。
Claims (15)
- 第1のカメラを使用して第1の光学レンズを通して景観の第1の画像を撮影するステップであって、前記第1の光学レンズが第1の眼科用レンズデザインに応じた光学特性を有し、前記第1のカメラが人間の眼の光学特性をシミュレートするように調整された光学部品を備えているステップと、
前記第1の画像を表示装置に伝送して、潜在的装着者がその目視能力(viewing ability)で前記第1の光学レンズの光学効果を視覚化するように、潜在的装着者による観察のため前記表示装置に前記第1の画像を表示するステップと、
前記第1の光学レンズを前記第1の眼科用レンズデザインと異なると共に更なる眼科用レンズデザインに応じた光学特性を有する更なる光学レンズに交換するステップと、
前記更なる光学レンズを通して、前記第1のカメラを用いて景観の更なる画像を撮影するステップと、
前記更なる画像を前記表示装置に伝送して、潜在的装着者が前記第1の光学レンズにより提供される光学効果と前記更なる光学レンズにより提供される光学効果とを比較できるように、潜在的装着者による観察のため前記表示装置に更なる画像を表示するステップと、
前記第1の画像の少なくとも一部分と、前記更なる画像の少なくとも一部分と、を含む合成画像を提供するステップと、
潜在的装着者が、前記合成画像において、前記第1の光学レンズの視覚効果と前記更なる光学レンズの視覚効果とを比較できるように前記表示装置に前記合成画像を表示するステップと、
を備える、潜在的装着者のための光学レンズの光学効果をシミュレートする方法。 - 前記景観の前記第1の画像がメモリに格納されており、前記第1の画像及び前記更なる画像が前記表示装置に伝送されて同時に表示される、請求項1に記載の方法。
- 潜在的装着者がその目視能力で前記第1の光学レンズの光学効果を視覚化するように、潜在的装着者による観察のため前記表示装置に前記第1の画像を表示するステップと、
潜在的装着者が前記第1の光学レンズにより提供される光学効果と前記更なる光学レンズにより提供される光学効果とを比較できるように、潜在的装着者による観察のため前記表示装置に前記更なる画像を表示するステップと、
を更に備える、請求項1又は2に記載の方法。 - 前記景観の前記更なる画像が前記表示装置の更なるスクリーン上に表示される、請求項1〜3の何れか一項に記載の方法。
- 第2のカメラを用いて第2の光学レンズを通して景観の第2の画像を同時に撮影するステップであって、前記第2の光学レンズが第2の眼科用レンズデザインに応じた光学特性を有するステップと、
前記第1及び第2のカメラが一対の人間の眼をシミュレートするために、前記第2の光学レンズが人間の眼の光学条件をシミュレートするように調整された光学部品を備えるステップと、
第1の眼を介する潜在的装着者による観察のため前記表示装置の第1のスクリーンに前記第1の画像を表示するステップと、
第2の眼を通して潜在的装着者による同時観察のため前記表示装置の第2のスクリーンに前記第2の画像を同時に表示して前記第1及び第2の画像における両眼復元を可能にするステップと、を更に備える、請求項1〜4の何れか一項に記載の方法。 - 7
前記カメラ又は各カメラが、潜在的装着者の頭部の動きを追って一連の画像を取得し、潜在的装着者が該前記カメラ又は各カメラで周囲の景観をスキャン(scan)できる、請求項1〜5の何れか一項に記載の方法。 - 請求項1〜6の何れか一項に記載の方法によって得られた第1の及び更なる画像を受信するステップと、
潜在的装着者がその目視能力で前記第1及び更なるの光学レンズの光学効果を視覚化するように、潜在的装着者による観察のため表示装置に前記第1及び更なる画像を表示するステップと、
を備える、潜在的装着者のための光学レンズの光学効果をシミュレートする方法。 - 人間の眼の光学特性をシミュレートするように配置された光学部品を有する第1のカメラと、
第1の眼科用レンズデザインに応じた光学特性を有する第1の光学レンズであって、前記第1のカメラが、前記第1の光学レンズを通して景観を撮像するように調整されているとともに、潜在的装着者による観察のために撮像された画像を表示する表示装置に画像データを伝送するように動作可能であり、それによって潜在的装着者がその目視能力で前記第1の光学レンズの効果を視覚化できる、第1の光学レンズと、
前記第1の眼科用レンズデザインと異なる更なる眼科用レンズデザインに応じた光学特性を有する更なる光学レンズと、
前記第1の光学レンズ又は代替的に前記更なる光学レンズを、前記カメラと撮像される景観との間に配置するための支持体と、
前記第1の画像の少なくとも一部と前記更なる画像の少なくとも一部とを含む合成画像を提供するように動作可能な画像結合器と、
前記合成画像を表示するように動作可能であり、それによって潜在的装着者が前記合成画像における前記第1の光学レンズにより提供される光学効果を前記更なる光学レンズの光学効果と比較できる、表示装置と、
を備える、潜在的装着者のための光学レンズの光学効果をシミュレートするための装置。 - 前記景観の前記画像を格納するように配置されたメモリを更に備える、請求項8に記載の装置。
- 前記表示装置は、前記第1の光学レンズを通して撮影した前記第1の画像を表示するための第1スクリーンと、
前記第1の光学レンズを通して撮影した前記更なる画像を表示するための更なるスクリーンと、
を含む、請求項8又は9に記載の装置。 - 第2のカメラ及び前記第2の光学レンズであって、前記第1及び第2のカメラが一対の人間の眼をシミュレーションするように、前記第2のカメラが人間の眼の光学条件をシミュレーションするように調整された光学部品を備えており、前記第2の光学レンズが第2の眼科用レンズデザインに応じた光学特性を有し、前記第2のカメラが前記第2の光学レンズを通して景観の第2の画像を同時に撮影するように配置される第2のカメラ及び前記第2の光学レンズと、
第1の眼を通して潜在的装着者による観察のため前記第1の画像を表示する第1のスクリーンと、第2の眼を通して潜在的装着者による同時観察のため前記第2の画像を表示するための第2のスクリーンとを含み、前記第1及び第2の画像の両眼復元が可能である表示装置と、を更に備える、
請求項8〜10の何れか一項に記載の装置。 - 潜在的装着者が、前記カメラ又は各カメラによって、周囲の景観がスキャンできるように、該前記カメラ又は各カメラは、潜在的装着者の頭部の動きを追って一連の画像が取得できるように動作可能である、請求項8〜11の何れか一項に記載の装置。
- 前記表示装置は、ヘッド・マウンテッド・ディスプレイ(HMD)装置又はPCタブレットである、請求項8〜12の何れか一項に記載の装置。
- データ処理装置にロードされたとき、前記データ処理装置に請求項1〜7の何れか一項に記載の方法におけるステップを実行させる一組の指令を備えるデータ処理装置のためのコンピュータプログラム。
- コンピュータシステムに請求項1〜7の何れか一項に記載の方法を実行させることが可能なコンピュータ実行指令を保持するコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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