JP4609581B2 - シミュレーション装置、シミュレーションプログラムおよびシミュレーションプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、レンズによる見え方をシミュレーションするためのシミュレーション装置、シミュレーションプログラムおよびシミュレーションプログラムを記録した記録媒体に関する。

従来、眼鏡レンズ等のレンズによる見え方を表示装置の表示領域上でシミュレーションするシミュレーション装置が知られている（特許文献１、特許文献２）。これらの特許文献１，２は、累進屈折力レンズ、その他のレンズを装着した場合の揺れ、歪み、ボケ等を伴う見え方をシミュレーションするものである。
これらの特許文献１，２で示される従来例では、対象物に対して視線を向けるときに主に頭を動かす人（以下、ヘッドムーバーと称する）と、主に目を動かす人（以下、アイムーバーと称する）とがあるという視覚動作特性が考慮されていない。

レンズ使用者の視覚動作特性を図１０と図１１とに基づいて説明する。
図１０は鉛直方向（上下方向）でのレンズ使用者の頭と目の動きを示す概略図である。図１０（Ａ）はレンズ使用者が自然な水平視の状態が示され、図１０（Ｂ）はレンズ使用者が下方にある対象物Ｏを見ている状態が示されている。図１０（Ａ）の状態と比べ、図１０（Ｂ）の状態では、レンズ使用者の頭Ｈの前傾角θと眼球Ｉの回旋角αが存在する。

図１１は水平方向（横方向）での頭と目の動きを示すものであり、（Ａ）はレンズ使用者が水平面内において正面を見ている状態が示され、（Ｂ）は水平面内で右側にある対象物Ｏを見ている状態が示されている。図１１（Ａ）の状態と比べ、図１１（Ｂ）の状態では、レンズ使用者の頭Ｈの横方向の回転角θと眼球Ｉの回旋角αが存在する。
この頭の動きθと眼の動きαとの比率がθ＞＞αとなるレンズ使用者がヘッドムーバーであり、θ＜＜αとなるレンズ使用者がアイムーバーである。人は、ヘッドムーバー、アイムーバーに明確に二分されるものではなく、中間的なヘッドムーバー、アイムーバーも存在する。このヘッドムーバー、アイムーバーというレンズ使用者の視覚動作特性は、累進屈折力レンズの設計の際に考慮すべきものである。
このヘッドムーバー、アイムーバーの視覚動作特性は、人が無意識に行う癖である。一方、一般に人は観察対象物を凝視する場合にはそちらに顔を正対させる、すなわちその場合は完全なヘッドムーバーの行動をとることも知っておく必要がある。

一般に、累進屈折力レンズは、そのレンズのほぼ半分から上方に位置する遠方を見るための領域である遠用部と、この遠用部から離れて下方に位置する近方を見るための近用部と、遠用部と近用部との間で屈折力が累進的に変化する累進部とを有する。累進屈折力レンズはレンズの側方部、主には累進部、近用部の側方に光学歪み（非点収差や歪曲収差等）をもち、その部分では像がボケたり、歪んだりして見える。非点収差は像のボケの原因となり、大きくなるとボケでその部分ではものがハッキリ見えなくなる。一般的に非点収差の大きさが０．５ディオプトリー以下の部分はボケをあまり感じずに使用できるとされ、「明視領域」と呼ばれている。累進屈折力レンズの設計にはタイプがあり、遠用部と近用部の明視領域が広いものをハード設計と称し、その逆に、遠用部と近用部の明視領域とが狭いものをソフト設計と称する。

ハード設計は遠用部、近用部の明視領域が広いので見やすいというメリットがある反面、累進部の側方に大きな非点収差が発生し、累進部の明視領域が狭く頭を動かしたときに不快な揺れが大きいというディメリットがある。
ソフト設計は遠用部や近用部の明視領域は狭いというディメリットがある反面、累進部の非点収差や歪みが少ないため、累進部の明視領域が広く揺れが小さいというメリットがある。
ヘッドムーバーのレンズ使用者はソフト設計の累進屈折力レンズが適しており、アイムーバーのレンズ使用者はハード設計の累進屈折力レンズが適している。
これらのヘッドムーバーやアイムーバーの視覚動作特性を考慮した従来例がある。この従来例は、頭と目の動きの観点から分類をおこない、この分類に基づいて眼鏡レンズ、特に累進屈折力レンズの設計を推奨する方法である（特許文献３）。

特開２０００−１０７１２９号公報 特開２００２−４５３３６号公報 特表２００３−５２３２４４号公報

しかしながら、特許文献３で示される従来例では、アイムーバー用やヘッドムーバー用の眼鏡レンズを推奨することはできても、その設計がレンズ使用者本人に合っているどうかを確認する手段まで開示されていない。
レンズ使用者にレンズが合っているかを確認する方法として、トライアルレンズ、あるいは装用テストレンズと呼ばれる各設計毎の代表的なレンズを準備し、そのレンズ使用者の屈折異常を矯正するための検眼レンズを入れた検眼用の枠の中に重ねて入れて装用体験をさせる方法が考えられる。
しかし、この方法では代表的なヘッドムーバーやアイムーバーの設計のトライアルレンズによる擬似体験は可能であるとしても、ヘッドムーバーやアイムーバーの程度の異なるすべてのケースに対応することは事実上困難である。

本発明は、上記問題に鑑み、レンズ使用者が目視する際の頭と眼球の動きに関する視覚動作特性を考慮したレンズによる見え方をシミュレーションできるシミュレーション装置、シミュレーションプログラムおよびシミュレーションプログラムを記録した記録媒体を提供することを目的とする。

本発明のシミュレーション装置は、レンズ設計データを取得する設計データ取得手段と、前記レンズ設計データに基づいてレンズを設計するレンズ設計手段と、レンズ使用者の視覚に対応した画像データを取得する画像データ取得手段と、レンズ使用者が様々な観察目標物に視線を移動する際の頭と眼球の動きに関する視覚動作特性データを取得する視覚動作特性データ取得手段と、前記レンズ設計手段で設計された設計レンズを介して見た前記画像データである処理画像データを作成する画像処理手段と、レンズ使用者の視覚に対応した画像データにおいて前記画像処理手段が前記設計レンズを介して見た状態となるように画像処理をして処理画像データを作成する処理の対象となる領域を移動させる画像移動手段と、前記視覚動作特性データに基づいて前記画像移動手段で移動される処理画像データの移動量を制御する画像データ制御手段と、前記処理画像データを表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする。

この発明によると、シミュレーション装置のレンズ設計手段は、設計データ取得手段が取得したレンズ設計データに基づいてレンズを設計する。この際、設計されるレンズの縁の形状は、玉型加工前の形状（一般には円形）であっても良いし、加工される玉型形状であっても良い。画像データ取得手段は、レンズ使用者の視覚に対応した画像データを取得する。視覚動作特性データ取得手段はレンズ使用者が様々な観察目標物に視線を移動する際の頭と眼球の動きに関する視覚動作特性データを取得する。ここで、視覚動作特性データは、例えば、レンズ使用者の頭の位置姿勢を検出する装置を頭部に取り付け、レンズ使用者に上下、左右の対象物を繰り返し見てもらい、頭と眼球の動きを検出することにより、数値化することができる。
そして、画像処理手段によって、レンズ設計手段で設計された設計レンズに加工済みレンズを介して前記画像データを見た状態を示す処理画像データを作成し、この処理画像データを表示手段で表示する。

さらに、前記視覚動作特性データ取得手段で取得された視覚動作特性データを画像データ制御手段が受領すると、この画像データ制御手段は画像移動手段に信号を送り、この画像移動手段は所定の移動量だけ処理画像データを移動する。この移動された処理画像データを表示手段で表示する。
この表示手段では、画像移動手段で移動させる前の処理画像データと移動手段で移動した後の処理画像データとの双方が表示される。

本発明では、レンズ使用者の頭と眼球の動きに関する視覚動作特性に応じて処理画像データを移動させるので、レンズ使用者毎の視覚動作特性に応じたレンズによる見え方をシミュレーションすることができる。

本発明のシミュレーション装置では、前記視覚動作特性データは、レンズ使用者が様々な観察目標物に視線を移動する際の、頭の回旋量と眼球の回旋量との割合であることが好ましい。
この発明によれば、レンズ使用者の視覚動作特性は、主に頭の回旋量と眼球の回旋量との割合に応じて定まるものであるため、個々のレンズ使用者に応じた視覚動作特性に基づいてレンズによる見え方をシミュレーションすることができる。

本発明のシミュレーション装置では、前記画像データ制御手段は、前記視覚動作特性データ取得手段で取得された頭の回旋量に応じて処理画像データを移動させる標準モードを有することが好ましい。
この発明によれば、個々のレンズ使用者の視覚動作特性に応じてレンズによる見え方をシミュレーションすることができる。

本発明のシミュレーション装置では、前記画像データ制御手段は、前記視覚動作特性データ取得手段で取得された頭の回旋量と眼球の回旋量との合計値に応じて処理画像データを移動させる凝視モードを有することが好ましい。
この発明によれば、ヘッドムーバー、アイムーバーに関わらず、レンズ使用者が凝視しようとして視線を動かすときの見え方がシミュレーションできる。

本発明のシミュレーション装置において、前記レンズは、遠方を見るための遠用部、近方を見るための近用部、および前記遠用部と前記近用部との間で屈折力が累進的に変化する累進部、を備えた累進屈折力レンズであることが好ましい。
本発明のシミュレーション装置では、個々のレンズ使用者の視覚動作特性に応じて累進屈折力レンズによる見え方を確認することができる。

そして、本発明では、前記レンズ設計手段は、前記遠用部および/または前記近用部が広いレンズと、前記遠用部および／または前記近用部が狭いレンズとの２種類のレンズを設計する構成が好ましい。
この構成の発明では、遠用部や近用部の明視領域が広いという特徴を有するハード設計をした累進屈折力レンズと、遠用部や近用部の明視領域が狭い特徴を有するソフト設計をした累進屈折力レンズとのいずれが適しているかをレンズ使用者がシミュレーション装置を通じて確認することができる。

本発明のシミュレーションプログラムは、演算手段を前述のシミュレーション装置として機能させることを特徴とする。
この発明によれば、シミュレーションプログラムにより、演算手段を上記のようなシミュレーション装置として機能させている。これにより、レンズ使用者は、視覚動作特性に応じたレンズによる見え方を容易に比較することができる。

本発明のシミュレーションプログラムを記録した記録媒体は、上述のシミュレーションプログラムが演算手段にて読取可能に記録されたことを特徴とする。
この発明によれば、記録媒体には、上記したようなシミュレーションプログラムが演算手段に読取可能に記録されている。これにより、この記録媒体を演算手段に読み取らせることで、前述のようなシミュレーションプログラムを演算手段に実施させることができる。

以下、本発明の一実施形態にかかるシミュレーション装置を図面に基づいて説明する。
〔シミュレーション装置の構成〕
図１に、本実施形態に係るシミュレーション装置１の概略構成を示す。
シミュレーション装置１は、例えば眼鏡レンズの販売店などに設置される。
なお、本実施形態において、このシミュレーション装置１としては、パーソナルコンピュータを例示するが、これに限定されず、例えば携帯用電話機器などの他の演算手段を用いてもよい。
シミュレーション装置１は、図１に示すように、入力部１２と、表示手段としての表示部１３と、画像記録手段としての記録部１４と、メモリ１５と、処理部１６と、などを備えている。

入力部１２は、例えばキーボードやマウスなどで、入力操作される図示しない各種操作ボタンや操作つまみなどを有している。
これらの操作ボタンや操作つまみなどの入力操作は、シミュレーション装置１の動作内容の設定や、シミュレーション装置１に記憶する情報の設定などの設定事項の設定入力である。
そして、入力部１２は、設定事項の入力操作により、設定事項に対応する信号を処理部１６へ適宜出力して設定入力させる。
なお、入力操作としては、操作ボタンや操作つまみなどの操作に限らず、例えば表示部１３に設けられたタッチパネルによる入力操作や、音声による入力操作などにより、各種設定事項を設定入力する構成としてもよい。

表示部１３は、処理部１６にて制御され、処理部１６から入力される画像情報の信号を図示しない表示領域に画面表示させる。
この表示部１３としては、例えば液晶パネルや有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）、ＦＥＤ（Field Emission Display）、電気泳動ディスプレイパネルなどが例示できる。

記録部１４は、例えば顧客データや、シミュレーションの対象となる原画像、シミュレーションされた画像データ、視覚動作特性データ、などの各種データを格納、すなわち読み出し可能に記憶する。
記録部１４としては、ＨＤ（Hard Disk）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、光ディスク、メモリカードなどの記録媒体に読み出し可能に記憶するドライブやドライバなどを備えた構成などとしてもよい。

ここで、顧客データは、レンズ使用者である顧客から注文されたレンズの処方などに関するデータである。この顧客データは、顧客ＩＤデータと、処方データと、レンズ形状設計データと、などを関連付けて１つのデータとして構成される。
なお、処方データおよびレンズ形状設計データにより、本発明のレンズ設計データが構築されている。

顧客ＩＤデータは、顧客データを特定するための固有情報であり、顧客データ毎に設定される情報である。この顧客データとしては、例えば顧客ごとに設定される顧客番号、顧客の氏名などに関する顧客個人情報などを例示できる。

処方データは、顧客ＩＤデータに特定される顧客データの顧客の視覚やレンズの処方に関するデータである。この処方データには、顧客の視覚に関する視覚データ、設計するレンズの処方に関するレンズ処方データなどが記録されている。
視覚データには、例えば顧客の視力や乱視の有無などの顧客の裸眼における視覚に関する情報が記録されている。また、レンズ処方データには、レンズの度数、加入度数、球面度数、乱視度数、乱視軸、プリズム度数、近用内寄せ量などに関するデータが記録されている。

レンズ形状設計データは、レンズの形状に関するデータである。例えばレンズ素材の屈折率やアッベ数、レンズ屈折面（前面、後面）の座標値データ、レンズ中心厚などの厚みデータ、累進帯長などの設計パラメータに関するデータなどが記録されている。また、レンズ上の各点における屈折作用（屈折力、プリズム作用など）のデータを含めることもできる。

メモリ１５は、入力部１２で入力操作される設定事項、音声情報や画像情報などを適宜読み出し可能に記憶する。また、メモリ１５には、シミュレーション装置１全体を動作制御するＯＳ（Operating System）上に展開される各種プログラムなどを記憶している。なお、メモリ１５としては、ＨＤ、ＤＶＤ、光ディスクなどの記録媒体に読み出し可能に記憶するドライブやドライバなどを備えた構成としてもよい。

処理部１６は、図示しない各種入出力ポート、例えば入力部１２が接続されるキー入力ポート、表示部１３が接続される表示ポート、記録部１４が接続される記憶ポート、メモリ１５が接続されるメモリポートなどを有する。
そして、処理部１６は、各種プログラムとして、図１に示すように、データ取得手段１６１と、データ作成手段１６２と、などを備えている。

データ取得手段１６１は、利用者が入力部１２にした入力操作による入力信号を認識し、入力信号に基づく各種データを取得する。また、データ取得手段１６１は、記録部１４から各種データを取得する。
データ取得手段１６１は、レンズ設計データを取得する設計データ取得手段１６３と、顧客の視覚に対応した画像データなどの画像を取得する画像データ取得手段１６４と、レンズ使用者が様々な観察目標物に視線を移動する際の頭と眼球の動きに関する視覚動作特性データを取得する視覚動作特性データ取得手段１６５と、を有する。

データ作成手段１６２は、データ取得手段１６１にて取得した各種データから新たなデータを作成する。
データ作成手段１６２は、レンズ設計データに基づいて玉型加工前のレンズ（設計レンズ）を設計するレンズ設計手段１６６と、設計レンズに玉型加工を施した加工済みレンズを介して画像データを見た状態を示す処理画像データを作成する画像処理手段１６７と、画像処理手段１６７で作成された処理画像データを移動する画像移動手段１６８と、視覚動作特性データ取得手段１６５で取得された視覚動作特性データに基づいて画像移動手段１６８で移動される処理画像データの移動量を制御する画像データ制御手段１６９と、を有する。
この画像データ制御手段１６９は、視覚動作特性データ取得手段１６５で取得された視覚動作特性データのうち視線移動位置を指定する視線移動位置指定モードと、視覚動作特性データ取得手段１６５で取得された眼球の回旋量に応じて処理画像データを移動させる標準モードと、視覚動作特性データ取得手段１６５で取得された頭の回旋量と眼球の回旋量との合計値に応じて処理画像データを移動させる凝視モードとを有するものであり、これらのモードは入力部１２からの信号により切り替えられる。

〔シミュレーション装置の動作〕
以下、図２および図３を参照してシミュレーション装置１の動作について説明する。
なお、本実施形態において、レンズは、遠方を見るための遠用部、近方を見るための近用部および前記遠用部と前記近用部との間で屈折力が累進的に変化する累進部を備えた累進屈折力レンズである。
まず、別途の装置を利用して、移動する観察目標物をレンズ使用者が目視する際の頭と眼球の動きに関する視覚動作特性データを得る。この装置としては、例えば、株式会社ニコン・エシロールの「バリラックス視紋測定システム」を利用することができる。
視覚動作特性データは、レンズ使用者の頭の位置姿勢を検出する装置を頭部に取り付け、レンズ使用者に上下、左右の対象物を繰り返し見てもらい、頭と眼球の動きを検出することにより、数値化することができる。
例えば、頭の回旋角度θと目の回旋角度αとをθ：α＝４：６というように定量化する。この視覚動作特性データは入力部１２を操作することで記録部１４に記憶する。

図２は、本発明に係るシミュレーション装置の動作を示すフローチャートである。
まず、画像データ作成工程Ｓ１１０において、データ作成手段１６２が、記録部１４からシミュレーションの原画像５０（図４参照）および顧客の視覚データを読み込む。原画像５０は観察仮想空間の一例で、オフィスをイメージしたものである。左右の窓ＬＷ，ＲＷからの景色、壁の時計ＣＬ、机上のパソコンＰＣ、手元の書類ＤＣ、机上に立てられた書籍ＢＫが、平面的に表現されているがそれらのオブジェクトは実際に３次元空間に立体データとして配置されている。なお、原画像５０は一例であってこれに限定されず、他の風景や人、物などの画像を原画像５０としてもよい。
続いて、データ作成手段１６２は、顧客の視覚データ、すなわち、顧客の裸眼の視力や乱視度数、斜位、輻輳力などに対応した状態に原画像５０を画像処理する。
例えば、画像の輪郭をぼやけさせたり、輪郭を多重にしたり、色を滲ませたり、原画像５０を歪ませたりすることで、顧客の視覚に対応した画像データ５１（図５参照）が作成される。作成された画像データ５１は、記録部１４に記録される。
次に、レンズ設計工程Ｓ１１１において、設計データ取得手段１６３が、記録部１４からレンズ設計データを読み込み、レンズ設計手段１６６が、読み込んだレンズ設計データに基づいて玉型加工前のレンズ（設計レンズ）を設計する。なお、更にこのレンズを玉型加工後の形状にカットしたものに縁形状を設計しても良い。

重畳工程Ｓ１１２では、画像データ取得手段１６４が、記録部１４から画像データ５１を読み込み、画像処理手段１６７が、図６（Ａ）に示すように、読み込んだ画像データ５１に設計レンズの画像に関するレンズ画像データ６０を重畳させる。この例ではレンズ画像データ６０は円形であるが、玉型加工前の設計レンズを介して見た画像と考えても良いし、円形の玉型に加工された設計レンズを介して見た画像と考えても良い。
続く、抜出工程Ｓ１１３では、画像処理手段１６７が、図７（Ａ）に示すように、画像データ５１とレンズ画像データ６０とが重畳する重畳部分を抜き出す。このとき、レンズの処方度数によって抜き出す範囲を調整する。すなわちマイナス処方のレンズであれば、レンズの屈折により透過画像が縮小されるためレンズの縁よりも大きな範囲で抜き出す必要があるし、プラス処方のレンズではレンズ縁よりも小さい範囲で抜き出せば良い。いずれにしても多少余裕をもって大きめに抜き出し、後述の画像処理を行った後に、レンズの縁からはみ出す部分をカットするのが良い。
画像処理工程Ｓ１１４では、画像処理手段１６７が、設計レンズを介して画像データ５１を見た状態になるように重畳部分６１に画像処理を施して処理画像データ６２を得る（図８（Ａ）および図９（Ａ）参照）。得られた処理画像データ６２は、記録部１４に記録される。

表示工程Ｓ１２０において、記録部１４に記録された処理画像データ６２が呼び出されて表示部１３で表示される。
表示部１３で表示される画像は、図８（Ａ）および図９（Ａ）に示されるように、破線６３がレンズに表示される。破線６３は、累進屈折力レンズである設計レンズの遠用部、累進部および近用部と、光学的歪みにより利用できない部分（レンズ下部の左右）と、の境界を示す。処理画像データ６２は、破線６３を境に、レンズ画像データ６０の見え方が異なるように画像処理されている。なお、図８および図９では、累進屈折力レンズによる見え方の特長である、近用部での像の拡大や累進部での像の歪曲は省略して描かれている。また波線６３は累進屈折力レンズの実際の使用において明確に認識されるものではなく、必ずしもシミュレーション上では必要でないが、それを設けることによってより明確にシミュレーションの結果が理解できる。

表示工程Ｓ１２０の後の画像移動工程Ｓ１２１を実施する。画像移動工程Ｓ１２１の手順が図３に示されている。
図３において、まず、視線移動位置の指定を実行する（Ｓ２１）。この視線移動位置指定工程では、例えば、図６に示される通り、レンズを透した視野を図６（Ａ）の左の位置から図６（Ｂ）の右の位置へ水平に移動させてシミュレーションを行う際に、その視線移動位置を指定する。この視線の移動位置は、図６では、右側に表示される書籍ＢＫ上の窓枠ＲＷの縁位置を、入力部１２を構成するマウスのカーソルにより指し示すような簡便な方法により行われるのが望ましい。

その後、入力部１２を通じて画像データ制御手段１６９で標準モードあるいは凝視モードを設定する（Ｓ２２）。例えば、画像データ制御手段１６９で標準モードを設定する。
そして、視覚動作特性データの記録部１４からの呼び出し工程を実行し（Ｓ２３）、処理画像データ６２の移動量を計算する（Ｓ２４）。
処理画像データの移動量計算工程Ｓ２４においては、記録部１４から呼び出された視覚動作特性データと、視線移動位置指定工程で指定された移動量とから処理画像データ６２の移動量を求める。
例えば、頭の回旋角度θと目の回旋角度αとがθ：α＝４：６であり、全体として画面の角度を３０°移動させる場合には、頭の回旋量は右方向に３０°×０．４＝１２°となり、その頭の回旋角度１２°に伴う画像データの直線上の移動を計算する。通常、レンズ使用者がヘッドムーバーである場合には頭の回旋角度が大きくなり、アイムーバーである場合には頭の回旋角度が小さくなる。

画像データ移動量計算工程Ｓ２４で計算された量だけ処理画像データ６２を移動させる（Ｓ２５）。処理画像データ６２は、図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）の順番で連続する。レンズ使用者がヘッドムーバーである場合には処理画像データ６２が図７（Ａ）から図７（Ｃ）まで移動するが、アイムーバーである場合には処理画像データ６２が図７（Ａ）から図７（Ｂ）までしか移動しない。

これらの処理画像データ６２は表示部１３で表示される（Ｓ２７）。この際、レンズを透して表示部１３で表示される処理画像データ６２は図７の処理画像データ６２に累進屈折力レンズの光学特性による見え方が記録部１４から呼び出されたレンズ設計データにより画像処理され（Ｓ２６）、その結果が表示される。
例えば、ソフト設計の累進屈折力レンズは図８（Ａ）、図８（Ｂ）、図８（Ｃ）の順番で表示される。図８では、累進屈折力レンズは、その遠用部と近用部の明視領域が比較的狭くされ、側方の非点収差・像の歪みを抑えたイメージで表示される。図中、７０は、レンズ装用者の視線の透過位置、すなわち、視線の中心を示す。図８（Ｂ）および図８（Ｃ）では、視線の中心７０は書籍ＢＫを指している。
図８を用いて、ヘッドムーバーとアイムーバーによるシミュレーションの違いについて説明する。ヘッドムーバーの場合は、右側の窓の外や書籍ＢＫが正面に見える図８（Ｃ）まで視線は正面に保ったまま移動する。一方、アイムーバーの場合は目の回旋を主体とするため、途中の図８（Ｂ）まで頭を動かし、残りを眼の回旋でレンズの側方を使い見ようとする。従って、アイムーバーの場合、書籍ＢＫと窓枠ＲＷ内の一部を設計レンズの側方部で見ることになる。このように、ヘッドムーバーの見え方は図８（Ａ）から図８（Ｃ）への変化であり、アイムーバーの見え方は図８（Ａ）から図８（Ｂ）である。

ハード設計の累進屈折力レンズは図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）の順番で表示される。図９では、累進屈折力レンズは、ソフト設計のものに比べ大きな非点収差が存在しているため、図９では破線６３が二重に表示されている。図中、７０は、レンズ装用者の視線の透過位置、すなわち、視線の中心を示す。図９（Ｂ）および図９（Ｃ）では、視線の中心７０は書籍ＢＫを指している。
図９では、図８と同様に、ヘッドムーバーの場合は、書籍ＢＫの一部を設計レンズの中央部を介して見、アイムーバーの場合は、書籍ＢＫを設計レンズの側方部で見ることになる。このように、ヘッドムーバーの見え方は図９（Ａ）から図９（Ｃ）であり、アイムーバーの見え方が図９（Ａ）から図９（Ｂ）である。移動の前後の処理画像データ６２は記録部１４で記憶される。
これらの図８および図９に基づいてヘッドムーバーとアイムーバーとの適合性について説明する。
ヘッドムーバーは大きな視野移動があるため、図８のような揺れの少ないソフト設計が適するものであり、図９のようなハード設計では累進部での大きなひずみによる揺れが大きな視野移動により、よりひどく感じられる。
逆に、アイムーバーの場合は、図９で示される遠用部および近用部が広いハード設計が、少し頭部を回すだけで後は目の回旋で側方を使いはっきり見ることができるので好都合である。また、視野移動が小さくて済むことも大きな歪みによる揺れを感じにくくする効果がある。なお、ヘッドムーバーとアイムーバーとははっきり分けられるものではなく、ほとんどのレンズ使用者は両方の要素を異なる比率でもっている。また、累進屈折力レンズも明確なハード設計やソフト設計のものばかりではなく、両要素を併せ持った中間タイプもたくさん存在する。

モード設定Ｓ２２に戻り、入力部１２を通じて画像データ制御手段１６９で凝視モードを設定すると、視覚動作特性データにかかわらず、頭の回旋量と眼球の回旋量との合計値に応じて処理画像データ６２を移動させる。つまり、頭の回旋角度θと目の回旋角度αとがθ：α＝４：６であっても、完全なヘッドムーバーと同じように、全体として画面の角度を３０°移動させる。これにより、図８（Ｃ）や図９（Ｃ）の処理画像データ６２が表示される。

図２に戻り、動作履歴を再生するか否かを選択する（Ｓ１２２）。動作履歴を再生する場合には、入力部１２を通じて画像データ制御手段１６９を作動させる。すると、記録部１４で記録されている移動前後の処理画像データ６２、つまり、図８（Ａ）と図８（Ｂ）または図８（Ｃ）との画像、あるいは、図９（Ａ）と図９（Ｂ）または図９（Ｃ）との画像が交互に繰り返して表示部１３で表示される。動作履歴の再生を中止する場合には、入力部１２を通じて画像データ制御手段１６９を作動する。動作履歴を再生しない場合には、入力部１２を通じて画像データ制御手段１６９を終了操作する。

〔本実施形態の作用効果〕
本実施形態はヘッドムーバー、アイムーバーといった視覚動作特性を考慮してレンズ設計を行うときのレンズ評価や、使用者がレンズを購入のまえに自分の視覚動作特性にあったレンズを選択するときなどに使用するシミュレーション装置である。
以上の本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
（１）シミュレーション装置１は、レンズ使用者が様々な観察目標物に視線を移動する際の頭と眼球の動きに関する視覚動作特性データを取得する視覚動作特性データ取得手段１６５と、この視覚動作特性データ取得手段１６５で取得された視覚動作特性データに基づいて画像移動手段１６８で移動される処理画像データ６２の移動量を制御する画像データ制御手段１６９と、処理画像データ６２を表示する表示部１３とを備えた。そのため、この表示部１３で処理画像データ６２の移動前と移動後との双方が表示されるので、レンズ使用者毎の視覚動作特性に応じたレンズによる見え方をシミュレーションすることができる。

（２）視覚動作特性データ取得手段１６５で取得される視覚動作特性データは、レンズ使用者の頭の回旋角度θと目の回旋角度αとの割合であるから、個々のレンズ使用者の視覚動作特性に応じたレンズによる見え方をシミュレーションすることができる。

（３）画像データ制御手段１６９は、頭の回旋角度θに応じて処理画像データ６２を移動させる標準モードと、頭の回旋角度θと目の回旋角度αとの割合にかかわらず両者の合計値に応じて処理画像データ６２を移動させる凝視モードとを有し、これらのモードを選択する構成とした。そのため、標準モードを設定することで、レンズ使用者のヘッドムーバーやアイムーバーに応じたレンズによる見え方をシミュレーションすることができる他、凝視モードを設定することで、ヘッドムーバー、アイムーバーに関わらずレンズ使用者がものを凝視しようとして視線を動かすときの見え方がシミュレーションできる。

（４）遠用部および/または前記近用部が広いレンズと、前記遠用部および／または前記近用部が狭いレンズとの２種類のレンズのデータを有するから、ハード設計をした累進屈折力レンズと、ソフト設計をした累進屈折力レンズとのいずれが適しているかをレンズ使用者がシミュレーション装置を通じて確認することができる。

（５）動作履歴を再生する工程を実施するので、一度入力したデータを元に、表示部１３で移動前と移動後との処理画像データ６２の双方を繰り返して表示することができる。

〔実施形態の変形〕
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲で以下に示される変形をも含むものである。
前記実施形態では、モード設定を標準モードと凝視モードの２つとしたが、標準モードから凝視モードに自動的に切り替わる標準モードと凝視モードの組合せも可能である。すなわち、標準モードで視線を動かして大まかに対象物を認識し、ハッキリ見ようとして顔をそれに正対させるという日常ありがちな観察行動がそれによってシミュレーションできる。その場合の表示画像を図８で説明すると、図８（Ａ）から図８（Ｂ）まで画像が変わり、そこで一拍おいてから更に図８（Ｃ）へと画像が変わっていくことになる。

前記実施形態において、眼鏡レンズを累進屈折力レンズの場合で説明したが、本発明では、単焦点レンズでも利用することができる。この場合、処理画像データ６２に破線６３を表示することを要しない。仮に、累進屈折力レンズの場合であっても、遠用部、累進部および近用部と、光学的歪みにより利用できない部分との境界を破線６３で表示することを必ずしも要しない。顧客は、破線６３がなくても各領域の面積の変化による見え方の違いを確認することができる。

また、前記実施形態では、処理画像データ６２を左右（水平）に移動させるものとしたが、本発明では、上下や斜めに移動させるものでもよい。
さらに、本発明は、前記実施形態で示されるような、シミュレーション装置１として構成されるだけでなく、コンピュータなどの演算手段をシミュレーション装置１として機能させるシミュレーションプログラム、およびこのシミュレーションプログラムが演算手段にて読取可能に記録されたＣＤ−ＲＯＭ、メモリカードなどの記録媒体としても構成する
ことができる。

本発明の一実施形態に係るシミュレーション装置の構成を示す概略図。 前記実施形態に係るシミュレーション装置の動作を示すフローチャート。 画像移動工程の手順を示すフローチャート。 シミュレーションの原画像を示す図。 シミュレーション装置の画像データを示す図。 視線移動位置指定工程を説明する図。 画像データを移動させる工程を説明する図。 ソフト設計の累進屈折力レンズを表示した場合を説明する図。 ハード設計の累進屈折力レンズを表示した場合を説明する図。 鉛直方向（上下方向）でのレンズ使用者の頭と目の動きを示す概略図。 水平方向（横方向）でのレンズ使用者の頭と目の動きを示す概略図。

１…シミュレーション装置、１３…表示部（表示手段）、１４…記録部、６２…処理画像データ、１６３…設計データ取得手段、１６４…画像データ取得手段、１６５…視覚動作特性データ取得手段、１６６…レンズ設計手段、１６７…画像処理手段、１６８…画像移動手段、１６９…画像データ制御手段

Claims (8)

1. レンズ設計データを取得する設計データ取得手段と、
   前記レンズ設計データに基づいてレンズを設計するレンズ設計手段と、
   レンズ使用者の視覚に対応した画像データを取得する画像データ取得手段と、
   レンズ使用者が様々な観察目標物に視線を移動する際の頭と眼球の動きに関する視覚動作特性データを取得する視覚動作特性データ取得手段と、
   前記レンズ設計手段で設計された設計レンズを介して見た前記画像データである処理画像データを作成する画像処理手段と、レンズ使用者の視覚に対応した画像データにおいて前記画像処理手段が前記設計レンズを介して見た状態となるように画像処理をして処理画像データを作成する処理の対象となる領域を移動させる画像移動手段と、
   前記視覚動作特性データに基づいて前記画像移動手段で移動される処理画像データの移動量を制御する画像データ制御手段と、
   前記処理画像データを表示する表示手段と、
   を備えたことを特徴とするシミュレーション装置。
2. 請求項１に記載のシミュレーション装置において、
   前記視覚動作特性データは、レンズ使用者が様々な観察目標物に視線を移動する際の、頭の回旋量と眼球の回旋量との割合である
   ことを特徴とするシミュレーション装置。
3. 請求項２に記載のシミュレーション装置において、
   前記画像データ制御手段は、前記視覚動作特性データ取得手段で取得された頭の回旋量に応じて処理画像データを移動させる標準モードを有する
   ことを特徴とするシミュレーション装置。
4. 請求項２に記載のシミュレーション装置において、
   前記画像データ制御手段は、前記視覚動作特性データ取得手段で取得された頭の回旋量と眼球の回旋量との合計値に応じて処理画像データを移動させる凝視モードを有する
   ことを特徴とするシミュレーション装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載のシミュレーション装置において、
   前記レンズは、遠方を見るための遠用部、近方を見るための近用部、および前記遠用部と前記近用部との間で屈折力が累進的に変化する累進部、を備えた累進屈折力レンズである
   ことを特徴とするシミュレーション装置。
6. 請求項５に記載のシミュレーション装置において、
   前記レンズ設計手段は、前記遠用部および/または前記近用部が広いレンズと、前記遠用部および／または前記近用部が狭いレンズとの２種類のレンズを設計する
   ことを特徴とするシミュレーション装置。
7. 演算手段を請求項１から請求項６までのいずれかに記載のシミュレーション装置として機能させる
   ことを特徴とするシミュレーションプログラム。
8. 請求項７に記載のシミュレーションプログラムが演算手段にて読取可能に記録された
   ことを特徴とするシミュレーションプログラムを記録した記録媒体。

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