JP3328100B2

JP3328100B2 - 眼光学系のシミュレーション装置

Info

Publication number: JP3328100B2
Application number: JP08785495A
Authority: JP
Inventors: 華祁
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1995-04-13
Filing date: 1995-04-13
Publication date: 2002-09-24
Anticipated expiration: 2017-09-24
Also published as: JPH08280620A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は眼光学系のシミュレーシ
ョン装置に関し、特に眼鏡レンズ等の光学レンズを装用
したときの網膜像をシミュレーションする眼光学系のシ
ミュレーション装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】正常な視力を維持するために、眼鏡レン
ズ等の光学レンズが使用される。眼鏡レンズは、光学的
特性の異なるものが多数販売されている。眼鏡レンズの
分類を光学的仕様別に大きく分けると、１つのレンズ内
において１つの焦点を有する単焦点レンズと、１つのレ
ンズ内において複数の焦点を有する多焦点レンズとに分
けられる。さらに、単焦点レンズは球面レンズと非球面
レンズとに分けられる。非球面レンズの設計はメーカに
よって異なる。同様に、多焦点レンズにおいても多くの
種類に分けられる。例えば二重焦点レンズ、三重焦点レ
ンズ、累進多焦点レンズがあり、これらのレンズはさら
に細分化される。

【０００３】光学レンズの選定の際には、これらの多種
多様の光学的仕様のレンズから装用者に適したレンズを
選定することになる。その選定における判断材料として
は、装用者に適したレンズ度数を有する複数種のレンズ
を用意して実際に装用するか、あるいは眼鏡店の店員が
装用者の要望を聞くことによって、店員が選定する方法
があった。

【０００４】ところが、装用者に適した度数を有する複
数種の光学的仕様別のレンズを眼鏡店で所有すること
は、種類が膨大となり実際には困難である。一方、店員
が装用者に希望を聞いて選定する方法は、店員の熟練を
要する。さらに、店員には、装用者にとって実際にどの
ように見えるかを知ることはできないため、常に正確な
判断をすることは困難である。

【０００５】このような問題点を解決するために、眼鏡
等を装用した時の網膜像をシミュレーションできる眼光
学系のシミュレーション装置がある。まず第１の眼光学
系のシミュレーション装置では、光源画面からの平行光
線を光学レンズ及び角膜等の光学系内を追跡し、ＰＳＦ
（Point Spread Function ）を求める。ＰＳＦとは、物
体上の一点から発した光が像面上どのように分布するか
を表す関数である。このＰＳＦと原画像データとから網
膜像データを演算する。このようにして得られた網膜像
データを、表示装置の画面に表示することによって、ど
のように画像が見えるかを客観的に判断することができ
る。このような例として本出願人は特願平７−２６９３
６号を出願している。

【０００６】さらに押し進めて、光の色収差の影響を考
慮にいれた第２の眼光学系のシミュレーション装置も考
えられている。つまり、レンズ等の光学材料の屈折率は
波長に依存し、短波長ほど高い値となる。そこで、複数
の波長におけるＰＳＦを求め、原画像データと各波長ご
とのＰＳＦにより、波長ごとの単色網膜像データを生成
する。これらの単色網膜像データを合成することによ
り、色収差をも含めた網膜像のシミュレーションを行う
ことができる。このような例として本出願人は特願平７
−７１５０２号を出願している。

【０００７】一方、上記の第１の眼光学系のシミュレー
ション装置では、人眼が一定の方向を向いているときに
網膜に焦点を結ぶことのできる範囲の画像しかシミュレ
ーションすることができない。ところが、現実に眼鏡を
装用した時には、眼を回旋することにより広い範囲の任
意の像に焦点を結ばせることが可能である。そこで、人
眼を回旋させて見渡すことのできる範囲の情景画像をシ
ミュレーションすることができる第３の眼光学系のシミ
ュレーション装置が考えられている。

【０００８】第３の眼光学系のシミュレーション装置で
は、眼を回旋することにより全体を見渡すことができる
ような大きな光源画面を想定し、光源画面上に格子状に
整列した視点を設定する。この視点を見たときのＰＳＦ
をそれぞれ求め、全ての視点に対応するＰＳＦを用いて
網膜像を生成するようにしている。これにより、眼を回
旋させて周辺を見渡した場合の情景画像をシミュレーシ
ョンすることができる。このような例として本出願人は
特願平７−７１５０３号を出願している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、色収差の影響
が顕著に現れるのは回旋角度が大きい場合であるのに反
し、従来の眼光学系のシミュレーション装置は、眼を回
旋させて周辺を見渡した場合の情景画像を、色収差まで
を考慮してシミュレーションすることはできなかった。
従って、情景画像の見え方をシミュレーションしても、
その光学レンズの色収差の影響を含めた特性を正確に認
識することができなかった。

【００１０】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、眼鏡等の光学レンズを装用した際の人眼の回
旋を伴う広い角度の情景を、色収差の影響を含めてシミ
ュレーションできる眼光学系のシミュレーション装置を
提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、光学レンズを装用したときの網膜像をシ
ミュレーションする眼光学系のシミュレーション装置に
おいて、所定の位置に置かれた光源画面に複数の視点が
定められ、複数設定された波長それぞれにおいて、前記
視点における像が網膜に焦点を結ぶように人眼が回旋し
た状態での前記光学レンズ及び前記人眼に関する光学系
データに基づいて、前記視点ごとのＰＳＦ（Point Spre
ad Function ）を演算するＰＳＦ演算手段と、原画像デ
ータと、それぞれの前記波長に対応する前記視点ごとの
前記ＰＳＦによってたたみ込み積分を行い、人眼が回旋
することにより見渡した場合に網膜に写し出される像の
前記波長に対応した像を連続的に表示した前記波長ごと
の単色情景画像を演算する情景画像演算手段と、前記波
長ごとの前記単色情景像を合成し、情景画像を生成する
情景画像合成手段と、を有することを特徴とする眼光学
系のシミュレーション装置が提供される。

【００１２】

【作用】ＰＳＦ演算手段は、所定の位置に置かれた光源
画面に複数の視点が定められ、複数設定された波長それ
ぞれにおいて、視点における像が網膜に焦点を結ぶよう
に人眼が回旋した状態での光学レンズ及び人眼に関する
光学系データに基づいて、視点ごとのＰＳＦ（Point Sp
read Function ）を演算する。情景画像演算手段は、原
画像データと、それぞれの波長に対応する視点ごとのＰ
ＳＦによってたたみ込み積分を行い、人眼が回旋するこ
とにより見渡した場合に網膜に写し出される像の波長に
対応した像を連続的に表示した波長ごとの単色情景画像
を演算する。情景画像合成手段は、波長ごとの単色情景
像を合成し、情景画像を生成する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の眼光学系のシミュレーション装置
の原理図である。このシミュレーション装置では、人眼
を回旋させなければ全体を見渡すことのできない程の十
分大きな光源画面を想定する。光源画面には、格子状に
整列した視点が設定されている。そして、この光源画面
上に描かれる原画像データ１を設定する。

【００１４】画像分解手段２は、原画像データ１を複数
設定された波長ごとの単色画像データ３ａ〜３ｃに分解
する。この単色画像データ３ａ〜３ｃは、原画像データ
１から一定の波長のスペクトルのみを抽出することによ
り得られる画像データである。つまり、原画像データ１
をスペクトル分解し、予め設定されている波長のスペク
トルにより得られる画像データを全ての波長において求
めることにより、各波長ごとの単色画像データ３ａ〜３
ｃが生成される。この時設定される波長は任意に設定す
ることができ、例えば、可視光の波長領域において、数
ｎｍ間隔に設定することができる。

【００１５】なお、原画像データ１が白黒のデータのよ
うに、一定の色で描かれている場合には、スペクトル分
解した際に各スペクトルにより得られる像の形状は全て
同じとなる。このときは、原画像データ１を分解せず
に、そのまま各波長の単色画像データ３ａ〜３ｃとする
ことができる。つまり、この場合は画像分解手段２が不
要となる。

【００１６】このように生成された単色画像データ３ａ
〜３ｃそれぞれに対応して情景画像生成部１０ａ〜１０
ｃが設けられている。情景画像生成部１０ａには、光源
画面に設定された視点それぞれに対応してＰＳＦ（Poin
t Spread Function ）算出部１２〜１４が設けられてい
る。例えば、光源画面を縦方向をｍ、横方向をｎに分解
する場合にはｍ×ｎ個のＰＳＦ算出部が設けられる。

【００１７】各ＰＳＦ算出部１２〜１４には、対応する
視点における像が網膜に焦点を結ぶように人眼を回旋さ
せた状態での光学系データ１２ｃ，１３ｃ，１４ｃが設
定されている。この光学系データ１２ｃ，１３ｃ，１４
ｃは、対応する視点の位置データ、光学レンズに関する
データ、及び人眼に関するデータである。光学レンズに
関するデータは、レンズの凸面の曲率、凹面の曲率、屈
折率等である。これらのデータは、そのレンズの設計値
から求めることができる。人眼に関するデータは、角
膜、瞳孔、水晶体、網膜、及び回旋角度等のデータであ
る。これらのデータは、基本的にはグルストランドの模
型を使用して求め、眼軸長、若しくは角膜の凸面の曲率
半径の値を装用者の視力に応じて決定する。このときの
各媒体の屈折率は、対応する波長の光のおける屈折率で
ある。

【００１８】ＰＳＦ演算手段１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ
は、光学系データ１２ｃ，１３ｃ，１４ｃを基にＰＳＦ
１２ａ，１３ａ，１４ａを求める。ＰＳＦ１２ａ，１３
ａ，１４ａはある視点から発した光が像面上にどのよう
に分布するかを表す関数である。情景画像演算手段１１
は、対応する単色画像データ３ａをＰＳＦ１２ａ，１３
ａ，１４ａによってたたみ込み積分を行い、単色情景画
像データ４ａを求める。

【００１９】同様に、他の情景画像生成部１０ｂ，１０
ｃにおいても、対応する波長における光学系データを基
に単色情景画像データ４ｂ，４ｃを生成する。情景画像
合成手段５は、生成された単色情景画像データ４ａ，４
ｂ，４ｃを合成し情景画像データ６を生成する。表示制
御手段７は、情景画像データ６から得られる像を表示装
置８に表示する。これにより、色収差の影響が加味され
たうえで、視線を上下左右に動かして認識することので
きる全体の情景が表示画面上に表示される。このように
して、色収差の影響を含めた情景画像のシミュレーショ
ンを行うことができる。

【００２０】次に、本発明の眼光学系のシミュレーショ
ン装置におけるシミュレーションの手順をさらに詳しく
説明する。まず、シミュレーションによる表示対象とな
る原画像データを設定する。この原画像データは、人眼
を回旋することにより焦点を合わせることのできる範囲
内の光源画面上に描かれる。

【００２１】図２は光源画面を示す図である。光源画面
２０には、格子状に整列した複数の視点が設定されてい
る。この光源画面２０は、Ｘ軸に垂直な平面であり、中
心部がＸ軸上にある。そして、Ｙ軸方向にｍ個（ｙ₁〜
ｙ_m）に分解し、Ｚ軸方向にｎ個（ｙ₁〜ｙ_n）に分解
している。従って、光源画面上に、ｍ×ｎ個の視点が設
けられる。この光学画面２０上の各視点において光の強
度を与えることにより、任意の形状の原画像データが設
定される。

【００２２】原画像データは予め設定された波長ごとに
のスペクトルに分解される。この時に設定される波長
は、ｄ線（Ｈｅ）、Ｆ線（Ｈ）、Ｃ線（Ｈ）の３つであ
ってもよいし、ｅ線、Ｆ’線、Ｃ’線の３つであっても
よい。また、前期の波長を含むさらに多くの波長に分解
するか、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍまでの５ｎｍ間隔のス
ペクトルに分解することも可能である。

【００２３】さらに、人眼が回旋しながら光源画面を見
る際の光学系データを波長ごとに設定する。このとき設
定すべき光学系データを得るには、眼鏡レンズの各波長
における屈折率が必要である。光学レンズの屈折率は材
質により特定されるものであり、一般的には、分散能の
逆数であるアッベ数を用いてレンズの特性が示されてい
る。アッベ数には、ｄ線を基準とするものと、ｅ線を基
準とするものがある。なお、最近ではｅ線（Ｈｇ）を基
準としたアッベ数が多く用いられているが、ｅ線を基準
とした場合とｄ線を基準とした場合との違いは、ｅ線を
基準とした場合の方が値が若干小さくなるのみであり、
分散の度合いを表す意味においては同じである。

【００２４】ｄ線を基準とするアッベ数ν_dは、以下の
式で定義される。

【００２５】

【数１】ν_d＝（ｎ_d−１）／（ｎ_F−ｎ_C）ここで、ｎ_dはｄ線（５８９ｎｍ）に対する媒質の屈折
率であり、ｎ_FはＦ線（４８６ｎｍ）に対する媒質の屈
折率であり、ｎ_CはＣ線（６５６ｎｍ）に対する媒質の
屈折率である。

【００２６】一方、ｅ線を基準とするアッベ数（ν_e）
は、以下の式で定義される。

【００２７】

【数２】ν_e＝（ｎ_e−１）／（ｎ_F'−ｎ_C'）ここで、ｎ_eはｅ線（５４０．０７ｎｍ）、ｎ_F'はＦ’
線（４７９．９９ｎｍ）、ｎ_C'はＣ’線（６４３．８５
ｎｍ）の屈折率である。

【００２８】このアッベ数は、値が小さいほど波長の変
化に伴う屈折率の変化が大きい。逆に言えば、各種製造
販売されている眼鏡レンズに表示されているアッベ数が
大きいほど、そのレンズの周辺での色収差、すなわち色
ズレが少ない。一般に、眼鏡レンズとして用いる場合、
アッベ数については４０以上が望ましい（ｄ線を基準と
した場合）とされており、逆に色収差の影響が顕著にな
るのは、レンズの度数がアッベ数の１／１０以上の場合
であるとされている。

【００２９】以上のようなアッベ数から、シミュレーシ
ョンの対象となる光学レンズの任意の波長に対する屈折
率を算出することができる。そして、各波長における屈
折率を用いて、人眼が回旋し光源画面に設定された視点
を見たときの光学系データを作成する。

【００３０】図３は光源画面を見る時の光学系の変化を
示す図である。この図は、Ｚ軸方向の回旋角度を一定に
し、Ｙ軸方向の角度を変化させる場合を示している。こ
こで、人眼の回旋中心Ｏと眼鏡レンズの中心点とを結ぶ
直線を基準軸３７とする。

【００３１】（Ａ）は、光源画面の上端を見るときの光
学系である。人眼３０は上方向に回旋し、光源画面２０
の任意の上端の視点（ｙ_m，ｚ_i）に対し真っ直ぐに向
いている。つまり、基準軸３７から角度α₁だけ上方向
に回旋している。従って、光源画面２０の上端の光３６
ａは、眼鏡レンズ２１に対し斜め上の方向から入射す
る。この眼鏡レンズ２１を通過した光３６ａが人眼に入
射し、画像が認識される。この状態から、人眼３０がＹ
軸の負の方向に回旋する。

【００３２】（Ｂ）は、光源画面の中央を見るときの光
学系である。人眼３０は回旋せず、光源画面２０の中央
に対し真っ直ぐに向いている。つまり、基準軸３７と人
眼の視線の方向は一致している。従って、光源画面２０
の中央の光３６ｂは、眼鏡レンズ２１に対し垂直に入射
する。この眼鏡レンズ２１を通過した光３６ｂが人眼に
入射し、画像が認識される。この状態から、さらにＹ軸
の負の方向に回旋する。

【００３３】（Ｃ）は、光源画面の下端を見るときの光
学系である。人眼３０は下方向に回旋し、光源画面２０
の下端に対し真っ直ぐに向いている。つまり、基準軸３
７から角度α₂だけ下方向に回旋している。従って、光
源画面２０の下端の光３６ｃは、眼鏡レンズ２１に対し
斜め下の方向から入射する。この眼鏡レンズ２１を通過
した光３６ｃが人眼に入射し、画像が認識される。

【００３４】このようにして、Ｙ軸方向に回旋した場合
の、全ての視点のおける光学系データが求められる。こ
のように、人眼が回旋した場合には、各種データの値が
変化する。例えば、眼鏡レンズから角膜までの距離が回
旋に伴い変化する。また、眼鏡レンズが多焦点レンズで
あれば、レンズに光が入射する位置の変化にともない、
凹面、凸面の曲率半径も変化する。

【００３５】図３には、光学画面上のＺ軸の値を一定に
し、人眼が上下方向の回旋する場合の光学系を示してい
るが、さらにＺ軸の値をｚ₁からｚ_nまで変化させるこ
とにより、光源画面の左右方向に回旋する場合も含め
て、全ての視点に対応する光学系データを求められる。

【００３６】次に、人眼が回旋した状態における光学系
データについて詳しく説明する。図４は人眼が回旋した
状態の光学系を示す図である。この例は、基準軸３７よ
り下の方向にある視点を見ている場合である。視点から
出力された光３６は、眼鏡レンズ２１の下方向の周辺部
を斜めに通過し、人眼３０に入射する。人眼３０は回旋
し、視点に対し真っ直ぐに向いており、前面にレンズの
働きをする角膜３１を有している。角膜３１の後方には
瞳孔３２があり、入射光の光量を絞る働きをする。瞳孔
３２の後方にはレンズの働きをする水晶体３３がある。
水晶体３３の後方は硝子体３４があり、その後方に網膜
３５が位置している。

【００３７】この光学系において、眼鏡レンズ２１に関
するデータとして、凸面と凹面の曲率半径、及び屈折率
を設定する。人眼３０に関するデータとしては、角膜と
水晶体との各面の曲率半径、および角膜３１、水晶体３
３、硝子体３４の屈折率を設定する。なお、人眼３０内
の屈折率はグルストランドの模型から求め、眼鏡レンズ
２１の屈折率は実際に測定をして求める。さらに人眼３
０内の角膜、瞳孔３２、水晶体３３、および網膜３５の
それぞれの間の距離を設定する。人眼に関するデータは
基本的にグルストランドの模型のデータを使用し、網膜
までの距離か、角膜の凸面の曲率を、シミュレーション
の対象とする人眼の視力に合わせて設定する。

【００３８】そして、光源画面の視点の位置を設定す
る。その位置からの光の光線追跡を行うことにより、眼
鏡レンズ２１に入射する光３６と基準軸３７との成す角
度θ、および回旋角度αを求めることができる。なお、
光３６と基準軸３７との成す角度θと回旋角度αは同じ
ではない。それは、光３６が眼鏡レンズ２１を通過する
際に光の進行方向が若干変化するからである。

【００３９】以上のように、任意の波長における光学系
データを得ることができる。この光学系データを、予め
設定された全ての波長において求める。これにより、人
眼が任意の視点を向いた状態での光学系データを、設定
された波長ごとに全ての視点においてもとめることがで
きる。

【００４０】さらに各単色画像データを、対応する波長
によって求められたＰＳＦによってたたみ込み積分を行
い、単色情景画像データを求める。像面での理想像の光
強度分布をｆ（ｙ，ｚ）、点（ｙ，ｚ）におけるＰＳＦ
をｐ（ｘ，ｙ，ｕ，ｖ）とすると、網膜上の点（ｙ，
ｚ）における光強度は、以下の式で表すことができる。

【００４１】

【数３】

【００４２】ここで、ｐ（ｕ，ｖ，ｕ−ｙ，ｕ−ｚ）は
各点（ｕ，ｖ）から（ｕ−ｙ，ｖ−ｚ）離れた点におけ
るＰＳＦの値である。また、ａはＰＳＦの広がり半径で
ある。この式を用い、網膜上の点の光強度を、人眼の回
旋角度ごとに求めることにより、単色情景画像データを
得ることができる。この単色情景画像データを、全ての
波長において求める。

【００４３】次に、生成された全ての単色情景画像デー
タを合成する。基本的な等色関数であるＲＧＢ等色系で
は、特定の波長の光が網膜に達したときに、眼細胞に対
しどの程度の刺激が与えられるかを、Ｒ（７００．ｎ
ｍ）、Ｇ（５４６．３ｎｍ）、Ｂ（４３５．８ｎｍ）の
３色のスペクトル線の強度で示している。言い換える
と、この等色関数により、任意の色の光を３色の光（Ｒ
ＧＢ）で置き換えて人間に感知させるための、ＲＧＢの
光の強度を特定することができる。

【００４４】ただし、ＲＧＢ等色系には、３つの値のう
ち１つが負の値になる場合がある。そのため、一般的に
は、ＲＧＢによる原刺激の正量の加法混色によって等色
することができるような原刺激Ｘ、Ｙ、Ｚを用いたＸＹ
Ｚ等色系が用いられる。この場合、Ｆ線、ｄ線、Ｃ線そ
れぞれにおいてＸＹＺ等色系で刺激値を求めた後、ＲＧ
Ｂ等色系の値に変換することにより、ＲＧＢのスペクト
ル線の強度を求める。つまり、各単色情景画像データを
ＲＧＢのスペクトル線のデータに変換し、ＲＧＢのスペ
クトル線ごとに各座標値ごとの強度を加算することによ
り、情景画像データが作成される。

【００４５】なお、原画像が、３色に分解されている場
合には、それぞれの色の像をＲ（７００．ｎｍ）、Ｇ
（５４６．３ｎｍ）、Ｂ（４３５．８ｎｍ）の３色のス
ペクトル線とみなす。例えば、ｄ線、Ｆ線、Ｃ線の３色
に分解した場合には、ｄ線、Ｆ線、Ｃ線をそれぞれＧ、
Ｂ、Ｒのスペクル線とみなす。また、ｅ線、Ｆ’線、
Ｃ’線の組み合わせの場合には、ｅ線、Ｆ’線、Ｃ’線
をそれぞれＧ、Ｂ、Ｒのスペクル線とみなす。これよ
り、表示装置に画面表示する際に、３つの色をＣＲＴ(C
athode Ray Tube)のＲＧＢの各ドットに対応させること
ができ、容易に画面表示をすることができる。

【００４６】以上のようにして得られる情景画像データ
は、眼鏡を掛けた人が眼を回旋させることにより周囲を
見渡した場合に、網膜に映し出される像を連続的に表示
したものであり、この像は、色収差の影響も考慮された
ものである。

【００４７】このようにして、眼を回旋させることによ
り広い範囲を見渡した場合に人間が認識する像を、色収
差を考慮してシミュレーションすることができる。従っ
て、多焦点レンズの場合でも、そのレンズの色収差の影
響を含めた特性を正確に認識することが可能である。こ
の結果、眼鏡の装用者は、容易に自分に合ったレンズを
選定することができる。一方、累進多焦点レンズのよう
な複雑な光学系のレンズの設計や評価をする際にも、そ
のレンズの光学系のデータを入力すれば、そのレンズの
特性を正確に知ることができる。

【００４８】次に上記のようなシミュレーションを行う
ためのハードウェアについて簡単に説明する。図５は上
記のシミュレーションを行うワークステーションのハー
ドウェアのブロック図である。

【００４９】図に示すように、ワークステーションは、
プロセッサ６１、グラフィック制御回路６４及び表示装
置６５と、マウス６６、キーボード６７、ハードディス
ク装置（ＨＤＤ）６８、フロッピーディスク装置（ＦＤ
Ｄ）６９、プリンタ７０、磁気テープ装置７１から構成
されている。これ等の要素はバス７２によって結合され
ている。

【００５０】プロセッサ６１はワークステーション全体
を統括的に制御する。読み取り専用メモリ６２には立ち
上げ時に必要なプログラムが格納される。メインメモリ
６３にはシミュレーションを行うためのシミュレーショ
ンプログラム等が格納される。

【００５１】グラフィック制御回路６４はビデオメモリ
を含み、得られた情景画像データを表示信号に変換し
て、表示装置６５に表示する。マウス６６は表示装置上
のマウスの制御、各種のアイコン、メニューを選択する
ポインティングデバイスである。

【００５２】ハードディスク装置６８にはシステムプロ
グラム、シミュレーションプログラムが格納され、電源
投入後にメインメモリ６３にローディングされる。ま
た、シミュレーションデータ等を一時的に格納する。

【００５３】フロッピーディスク装置６９は原画像デー
タ等の必要なデータをフロッピィ６９ａから入力した
り、必要に応じてフロッピィ６９ａにセービィングす
る。プリンタ装置７０はＰＳＦ、情景画像データ等をプ
リントアウトするのに使用する。

【００５４】磁気テープ装置７１は必要に応じて、シミ
ュレーションデータを磁気テープにセービィングするの
に使用する。なお、ワークステーション以外に高性能の
パーソナルコンピュータ、あるいは一般の汎用コンピュ
ータを使用することもできる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、眼を回
旋させることにより見渡すことのできる範囲に設定され
た画像データから複数設定された波長ごとの単色情景画
像データを作成し、作成された単色情景画像データを合
成することにより情景画像を生成するようにしたため、
眼鏡等の光学レンズを装用した際の人眼の回旋を伴う広
い角度の情景を、色収差の影響を含めてシミュレーショ
ンできるようになった。この結果、多焦点レンズのよう
に複雑な光学系を有する光学レンズであっても、色収差
の影響を含めたレンズ特性を客観的に認識することが可
能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の眼光学系のシミュレーション装置の原
理図である。

【図２】光源画面を示す図である。

【図３】光源画面を見る時の光学系の変化を示す図であ
る。

【図４】人眼が回旋した状態の光学系を示す図である。

【図５】本発明のシミュレーションを行うためのワーク
ステーションのハードウェアのブロック図である。

【符号の説明】

１原画像データ２画像分解手段３ａ，３ｂ，３ｃ単色画像データ４ａ，４ｂ，４ｃ単色情景画像データ５情景画像合成手段６情景画像データ７表示制御手段８表示装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃ情景画像生成部１１情景画像演算手段１２，１３，１４ＰＳＦ算出部１２ａ，１３ａ，１４ａＰＳＦ１２ｂ，１３ｂ，１４ｂＰＳＦ演算手段１２ｃ，１３ｃ，１４ｃ光学系データ

フロントページの続き (56)参考文献特開平３−121412（ＪＰ，Ａ) 特開平４−50813（ＪＰ，Ａ) 特開平６−201990（ＪＰ，Ａ) 特開平７−100107（ＪＰ，Ａ) 特開平６−215084（ＪＰ，Ａ) 特開平２−198547（ＪＰ，Ａ) 特開平４−195019（ＪＰ，Ａ) 特開平２−305544（ＪＰ，Ａ) 特開平１−40926（ＪＰ，Ａ) 特開平４−327831（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−10740（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−85917（ＪＰ，Ａ) ＰａｂｌｏＡｒｔａｌ，ＪａｖｉｅｒＳａｎｔａｍａｒｉａ，ＪｕｌｉａｎＢｅｓｃｏｓ，Ｏｐｔｉｃａｌ−ｄｉｇｉｔａｌｐｒｏｃｅｄｕｒｅｆｏｒｔｈｅｒｅｔｉｎａｌｉｍａｇｅｓｏｆａｐｏｉｎｔｔｅｓｔ，ＯＰＴＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＲＲＩＮＧ，Ｖｏｌ．28，Ｎｏ．６，ｐ. 687−690 ＲａｆａｅｌＮａｖａｒｒｏ，ＭａｎｕｅｌＦｅｒｒｏ，ＰｂｌｏＡｒｔａｌ，ＩｓｍａｅｌＭｉｒａｎｄａ，Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｔｒａｎｓｆｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｅｙｅｓｏｆｉｍｐｌａｎｔｅｄｗｉｔｈｉｎｔｒａｏｃｕｌａｒｌｅｎｓｅｓ，ＡＰＰＬＩＥＤＯＰＴＩＣＳ，Ｖｏｌ．32，Ｎｏ．31，ｐ．6359− 6367 金子俊一、大矢倫子、大多庸悟，視覚におけるぼけ特性のモデル化とそれによる両眼立体表示，情報処理学会第40回全国大会講演論文集（▲Ｉ▼）ｐ．109− 110 祁華、根津孝也、下條朗、平山典夫、池田五郎、大沼一彦，眼光学系の像のシミュレーション，視覚の科学，日本眼光学学会，1994年８月25日，第15巻、第３号，ｐ．171−176 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 3/00 - 3/16 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光学レンズを装用したときの網膜像をシ
ミュレーションする眼光学系のシミュレーション装置に
おいて、所定の位置に置かれた光源画面に複数の視点が定めら
れ、複数設定された波長それぞれにおいて、前記視点に
おける像が網膜に焦点を結ぶように人眼が回旋した状態
での前記光学レンズ及び前記人眼に関する光学系データ
に基づいて、前記視点ごとのＰＳＦ（Point Spread Fun
ction ）を演算するＰＳＦ演算手段と、原画像データと、それぞれの前記波長に対応する前記視
点ごとの前記ＰＳＦによってたたみ込み積分を行い、人
眼が回旋することにより見渡した場合に網膜に写し出さ
れる像の前記波長に対応した像を連続的に表示した前記
波長ごとの単色情景画像を演算する情景画像演算手段
と、前記波長ごとの前記単色情景像を合成し、情景画像を生
成する情景画像合成手段と、を有することを特徴とする眼光学系のシミュレーション
装置。
【請求項２】光学レンズを装用したときの網膜像をシ
ミュレーションする眼光学系のシミュレーション装置に
おいて、所定の位置に置かれた光源画面に複数の視点が定めら
れ、複数設定された波長それぞれにおいて、前記視点に
おける像が網膜に焦点を結ぶように人眼が回旋した状態
での前記光学レンズ及び前記人眼に関する光学系データ
に基づいて、前記視点ごとのＰＳＦ（Point Spread Fun
ction ）を演算するＰＳＦ演算手段と、所定の位置に置かれた原画像データを、複数設定された
波長ごとの単色画像データに分解する画像分解手段と、それぞれの前記波長に対応する、前記単色画像データと
前記視点ごとの前記ＰＳＦによってたたみ込み積分を行
い、人眼が回旋することにより見渡した場合に網膜に写
し出される像の前記波長に対応した像を連続的に表示し
た前記波長ごとの単色情景画像を演算する情景画像演算
手段と、前記波長ごとの前記単色情景像を合成し、情景画像を生
成する情景画像合成手段と、を有することを特徴とする眼光学系のシミュレーション
装置。
【請求項３】前記複数設定された波長は、少なくとも
ｅ線、Ｆ’線、Ｃ’線の組み合わせ、またはｄ線、Ｆ
線、Ｃ線の組み合わせを含むことを特徴とする請求項２
記載の眼光学系シミュレーション装置。
【請求項４】前記情景画像を表示装置に表示する表示
制御手段をさらに有することを特徴とする請求項２記載
の眼光学系のシミュレーション装置。
【請求項５】前記情景画像合成手段は、波長ごとの前
記単色情景画像に対するＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）
の原色の強度を等色関数を用いて求めることにより、前
記情景画像を生成することを特徴とする請求項２記載の
眼光学系のシミュレーション装置。