DE60114498T2

DE60114498T2 - Darstellung der Leistung eines Brillenglases durch eine Indexanzeige in visuell verständlicher Weise

Info

Publication number: DE60114498T2
Application number: DE60114498T
Authority: DE
Inventors: Dr. Hua Shinjuki-ku Qi
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2000-04-11
Filing date: 2001-04-06
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2021-04-07
Also published as: EP1146328A3; DE60114498D1; US6517201B2; EP1146328A2; US20020041358A1; EP1146328B1; HK1037889A1; ATE308743T1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anzeigen der Leistung einer Brillenglaslinse in direkt verständlicher Weise.
Stand der Technik
Als Verfahren zum Anzeigen eines Brillenglaslinsenleistungsindexes sind bislang Verfahren zum Ableiten einer Durchschnittsbrechkraft und eines Durchschnittsastigmatismus der Oberfläche der Linse und zum Anzeigen ihrer Verteilung durch Konturlinien auf der Oberfläche der Linse bekannt.
Die durchschnittliche Brechkraft und der durchschnittliche Astigmatismus der Oberfläche der Linse zeigen jedoch normalerweise nur die Leistung der gekrümmten Oberfläche der Linse an, und es ist nicht möglich, die Leistung der Linse beim Beobachten der Außenwelt durch die Linse direkt anzuzeigen. Die Erfinder et. al. haben dann einen Vorschlag für ein Simulationsverfahren eines okular-optischen Systems gemacht, um zu simulieren, wie Dinge beim Betrachten der Außenwelt durch eine Brillenglaslinse gesehen werden können, als ein Verfahren, bei dem die Leistung der Linse beim Betrachten der Außenwelt durch die Linse mittels der Sehschärfe einer die Brille tragenden Person in Betracht gezogen wurde. Bei diesem Verfahren handelt es sich um ein Verfahren, bei dem kein optisches Bild, das auf die Netzhautoberfläche der Augen projiziert wird, sondern ein rotationsbasiertes Netzhautbild, das als ein Bild definiert ist, das durch Zusammenfügen von Bildern erhalten wird, die durch die Fovea des Augapfels erfaßt wird, der in Richtung aller Objektpunkte innerhalb eines Blickfeldes gedreht wird; als ein Bild erzeugt und verwendet wird, das von den Augen durch die Brillenglaslinse wahrgenommen wird.
Das rotationsbasierte Netzhautbild und dessen Videobild können eine Fluktuationsverzerrung und Unschärfe darstellen, die beim Betrachten der Außenwelt durch die Brillenglaslinse wahrgenommen werden können. Das rotationsbasierte Netzhautbild ist jedoch ein Resultat, bei dem die Linsenabbildungsleistung auf dem Bild beim Betrachten eines jeden Objektpunkts innerhalb des Bildes reflektiert wird und die Abbildungsleistung an sich nicht direkt anzeigt. Das rotationsbasierte Netzhautbild zeigt beispielsweise das gleiche Ergebnis an, selbst sich wenn eine PSF (Punktstreufunktion) an einem Teil des Bildes unterscheidet, wo Helligkeitsveränderungen geringfügig sind. Dann ist es unmöglich, eine PSF perfekt wiederzugeben, deren Ausmaß in einem Fall eines Originalbildes mit einer geringen Anzahl von Pixeln gering ist.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Anzeigen einer Brillenglaslinsenleistung und eine Vorrichtung zu schaffen, die die Leistung beim Betrachten der Außenwelt durch eine Brillenglaslinse direkt darstellen kann.
Diese Aufgabe wird durch die Ansprüche 1 und 12 gelöst.
Verbesserte Ausführungsformen resultieren aus den Unteransprüchen.
Als eine Einrichtung zum Lösen der vorstehenden Aufgabe, bezieht sich die erste Einrichtung auf ein Verfahren zum Anzeigen einer Brillenglaslinsenleistung, das durch die Schritte des Definierens und Berechnens eines Leistungsindex, der die Leistung der Brillenglaslinse in bezug auf alle Objektpunkte innerhalb eines Blickfeldes anzeigt, wenn die Außenwelt durch die Brillenglaslinse betrachtet wird, und des Anzeigens der Skala des Leistungsindex in einem visuell verständlichen Anzeigemodus gekennzeichnet ist.
Eine zweite Einrichtung betrifft ein Verfahren zum Anzeigen einer Brillenglaslinsenleistung, das durch die Schritte des Definierens und des Ableitens eines Leistungsindex gekennzeichnet ist, der die Leistung der Brillenglaslinse in bezug auf alle Objektpunkte innerhalb eines Blickfelds anzeigt, wenn die Außenwelt durch die Brillenglaslinse betrachtet wird, und des Erzeugens und Anzeigens eines Leistungsindex-Verteilungsbilds, indem eine monochrome Helligkeit oder ein Satz einer RGB-Grund farbenhelligkeit, die entsprechend dem Wert des Leistungsindex des Objektpunkts in dem Blickfeld bestimmte wird, einem jeweiligen entsprechenden Pixel eines Ursprungsbildes oder eines verzerrten Ursprungsbildes verliehen wird, wobei es sich dabei um ein Bild eines Blickfelds handelt, das durch die Brillenglaslinse betrachtet wird.
Eine dritte Einrichtung betrifft das Verfahren zum Anzeigen einer Brillenglaslinsenleistung der ersten oder zweiten Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Erzeugens des Leistungsindex-Verteilungsbilds folgende Schritte umfaßt:
einen Originalbild-Erzeugungsschritt zum Erzeugen eines Bildes innerhalb eines spezifischen Bereichs des Blickfelds, das durch ein Auge mit einem spezifischen Drehpunkt betrachtet wird, als ein Originalbild und zum Berechnen des Abstands von allen Objektpunkten, die jeweils einem Pixel des Drehpunkts entsprechen;
einen Erzeugungsschritt eines verzerrten Originalbildes zum Ableiten einer Verzerrung des Blickfelds, wenn dasselbe durch die Brillenglaslinse betrachtet wird, indem ein Strahlverfolgungsverfahren verwendet wird, um ein verzerrtes Originalbild zu erzeugen, bei dem es sich um ein Bild handelt, das diese Verzerrung enthält, und zum Berechnen der Brillenglaslinsen-Paßposition des Strahls, der von dem Objektpunkt, der jeweils einem Pixel des Originalbildes oder des verzerrten Originalbildes entspricht, emittiert wird;
einen Brillenglasrahmenpositions-Erhaltungsschritt zum Erzeugen eines Brillenglasrahmenmarkierungs-Bildes, das die Position des Brillenglasrahmens auf dem Originalbild oder dem verzerrten Originalbild anzeigt, durch Verwendung der Daten der Brillenglaslinsen-Paßposition des Strahls von dem Objektpunkt, der in dem Erzeugungsschritt des verzerrten Originalbilds erhalten wird;
einen Leistungsindex-Ableitungsschritt zum Ableiten des Leistungsindex in bezug auf alle Objektpunkte, die jeweils einem Pixel des Originalbildes oder des verzerr ten Originalbilds in einem optischen System entsprechen, das die Brillenglaslinse und das Okularmodell aufweist; und
einen Abbildungsschritt zum Erzeugen eines Leistungsindexverteilungs-Bildes, indem eine monochromatische Helligkeit oder ein Satz einer RGB-Grundfarbenhelligkeit, die entsprechend dem Wert des Leistungsindex bestimmt wird, der in dem Leistungsindex-Ableitungsschritt abgeleitet wird, einem jeden entsprechenden Pixel des Originalbildes oder dem verzerrten Originalbilds verliehen wird, und zum Kombinieren desselben mit dem Brillenglasrahmenmarkierungs-Bild, das in dem Brillenglasrahmenpositions-Erhaltungsschritt erzeugt wird.
Eine vierte Einrichtung betrifft das Verfahren zum Anzeigen einer Brillenglaslinsenleistung, wie er bei einer beliebigen der zweiten bis dritten Einrichtung beschrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Erzeugens des Leistungsindex-Verteilungsbilds folgende Schritte aufweist:
einen Schritt zum Erzeugen eines Originalbildes zum Erzeugen und Plazieren von virtuellen Objekten, die durch Computergraphik in einem virtuellen 3-D-Raum erstellt werden, zum Plazieren eines Drehpunkts an einer spezifischen Position innerhalb des virtuellen 3-D-Raums, um ein Bild dieser virtuellen Objekte innerhalb eines Blickfeldes zu erzeugen, bei dem es sich um einen Bereich innerhalb einer spezifischen Pyramide handelt, deren Apex an dem Drehpunkt positioniert ist und deren zentrale Achse entlang einer spezifischen Richtung einer Visierlinie verläuft, und zum Messen von Objektivabständen, bei denen es sich um Abstände von allen Objektpunkten, die jeweils einem Pixel des Originalbildes entsprechen, zu dem Drehpunkt handelt;
einen Schritt zum Erzeugen eines verzerrten Originalbildes zum Verfolgen des zentralen Hauptstrahls, bei dem es sich um einen Hauptstrahl handelt, der von dem Objektpunkt an der Mitte des Blickfeldes emittiert wird und durch eine spezifische Position der Brillenglaslinse gelangt, und dessen zentraler Okulardrehrichtung, bei der es sich um deren Okulardrehrichtung handelt, durch ein Strahlverfolgungsverfahren, wobei ein Strahl, der von einem Objektpunkt emittiert wird und sich in Richtung des Drehpunkts bewegt, als der Hauptstrahl definiert ist, und wobei die Austrittsrichtung des Hauptstrahls von der hinteren Oberfläche der Brillenglaslinse als die Okulardrehrichtung definiert ist; zum Ableiten von Positionen von allen Objektpunkten, die jeweils einem Pixel des Originalbildes in dem Nach-Linse-Blickfeld entsprechen, dessen zentrale Achse die zentrale Okulardrehrichtung sein soll, als die Okulardrehrichtung in bezug auf alle Objektpunkte durch das Strahlverfolgungsverfahren; zum Erzeugen eines verzerrten Originalbildes, bei dem es sich um ein Bild in dem Nach-Linse-Blickfeld handelt, ein eine Verzerrung enthaltendes Bild in bezug auf jeden Objektpunkt; und zum Ableiten der Brillenglaslinsen-Paßposition des Hauptstrahls in bezug auf jeden Objektpunkt;
einen Schritt zum Erhalten einer Brillenglasrahmenposition zum Erzeugen eines Brillenglasrahmenmarkierungs-Bildes, das die Position des Brillenglasrahmens auf dem Originalbild oder dem verzerrten Originalbild anzeigt, durch Verwenden der Daten der Brillenglaslinsen-Paßposition des Hauptstrahls, der in dem Schritt zum Erzeugen des verzerrten Originalbildes berechnet wird;
einen Leistungsindexableitungsschritt zum Einführen eines akkommodationsabhängigen optischen Okularsystems als das Okularmodell und zum Einstellen einer Akkommodationskraft des optischen Okularsystemmodells in bezug auf den Objektpunkt, der jedem Pixel des Originalbildes oder des verzerrten Originalbildes gemäß dem Abstand zum Objektpunkt entspricht, der in dem Schritt zum Erzeugen des Originalbildes berechnet wird, und der Kraft der Brillenglaslinse an der Brillenglaslinsen-Paßposition des Hauptstrahls, der in dem Schritt zum Erzeugen des verzerrten Originalbildes verfolgt wird, um den Brillenglaslinsenleistungsindex in dem kombinierten optischen System der Brillenglaslinse und des optischen Okularsystems abzuleiten, das gemäß der Okulardrehrichtung in bezug auf den Objektpunkt gedreht wird; und
einen Abbildungsschritt zum Erzeugen eines Leistungsindexverteilungsbildes, indem eine monochromatische Helligkeit oder ein Satz einer RGB-Grundfarbenhelligkeit, die entsprechend dem Wert des Leistungsindex der Brillenglaslinse bestimmt wird, einem jeden entsprechenden Pixel des Originalbildes oder des verzerrten Originalbildes verliehen wird, und zum Kombinieren desselben mit dem Brillenglasrahmenmarkierungs-Bild, das in dem Schritt zum Erhalten einer Brillenglasrahmenposition erzeugt wird.
Eine fünfte Einrichtung betrifft das Verfahren zum Anzeigen einer Brillenglaslinsenleistung in bezug auf eine beliebige der ersten bis vierten Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein verbleibender Durchschnittskraftfehler beim Betrachten eines jeweiligen Objektpunkts als der Leistungsindex definiert ist.
Eine sechste Einrichtung betrifft das Verfahren zum Anzeigen einer Brillenglaslinsenleistung in bezug auf eine beliebige der ersten bis vierten Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein verbleibender Astigmatismus beim Betrachten eines jeweiligen Objektpunkts als der Leistungsindex definiert ist.
Eine siebte Einrichtung betrifft das Verfahren zum Anzeigen einer Brillenglaslinsenleistung in bezug auf eine beliebige der ersten bis vierten Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Klarheitsindex, der den Grad der Unschärfe beim Betrachten eines jeden Objektpunkts anzeigt, als der Leistungsindex definiert ist.
Eine achte Einrichtung betrifft das Verfahren zum Anzeigen einer Brillenglaslinsenleistung in bezug auf die siebte Einrichtung, gekennzeichnet durch die Schritte des Ableitens einer Form eines kleinen Kreises, der am Objektpunkt zentriert ist, der durch die Brillenglaslinse betrachtet wird, des Annäherns an eine Ellipse und des Definierens eines Skalenfaktors oder der Verhältnisses von Haupt- und Nebenachsen der angenäherten Ellipse als der Deformationsindex.
Eine neunte Einrichtung betrifft ein Verfahren zum Anzeigen einer Brillenglaslinsenleistung in bezug auf eine beliebige der ersten bis vierten Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Klarheitsindex, der den Grad der Unschärfe beim Betrachten eines jeweiligen Objektpunkts anzeigt, als der Leistungsindex definiert ist.
Eine zehnte Einrichtung betrifft ein Verfahren zum Anzeigen einer Brillenglaslinsenleistung bezogen auf die neunte Einrichtung, gekennzeichnet durch die Schritte des Ableitens einer PSF (Punktverteilungsfunktion) auf einer Netzhaut beim Betrachten eines jeweiligen Objektpunkts, des Ableitens einer angenäherten Ellipse, die den Verteilungsbereich bzw. Streubereich einer Punktverteilungsfunktion (PSF) anzeigt, und des Definierens einer Hälfte einer diagonalen Länge eines umschriebenen Rechtecks der angenäherten Ellipse als der Klarheitsindex.
Eine elfte Einrichtung betrifft ein Verfahren zum Anzeigen der Leistung einer Brillenglaslinse, die Leistung einer Brillenglaslinse anzeigt beim Beobachten der Außenwelt durch die Brillenglaslinse, gekennzeichnet durch die Schritte des Erzeugens und Plazierens von virtuellen Objekten, die durch Computergraphik innerhalb eines virtuellen 3-D-Raums erstellt werden, des Erzeugens einer Geschichte bzw. Berichts von Veränderungen der Position des Auges, der Richtung der zentralen Visierlinie, des Linsensystempaßpunktes, der Deformation von virtuellen Objekten und der Verschiebung von virtuellen Objekten in der Weise einer zeitlichen Aufeinanderfolge, des Erzeugens eines Brillenglaslinsen-Leistungsindex-Verteilungsbildes durch Verwendung des bei einer beliebigen der zweiten bis zehnten Einrichtung beschriebenen Verfahrens zum Anzeigen der Brillenglaslinsenleistung zu einem jeweiligen Zeitpunkt gemäß dieser Geschichte bzw. Berichts und des Überarbeitens eines jeweiligen Brillenglaslinsen-Leistungsindex-Verteilungsbildes, um ein Videobild des Brillenglaslinsen-Leistungsindex-Verteilungsbildes zu erzeugen und anzuzeigen.
Eine zwölfte Einrichtung betrifft eine Brillenglaslinsenleistungsanzeige-Vorrichtung zum Anzeigen einer Brillenglaslinsenleistung beim Betrachten der Außenwelt durch die Brillenglaslinse, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist:
Originalbild-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen und Plazieren von virtuellen Objekten, die durch Computergraphik in einem virtuellen 3-D-Raum erstellt werden, und zum Erzeugen eines Bildes eines spezifischen Winkelbereichs des Blickfeldes, in dem die virtuellen Objekte durch ein Auge beobachtet werden, das seinen Drehpunkt (O) an einer spezifischen Position aufweist und eine spezifische Richtung einer zentralen Visierlinie aufweist, als ein Originalbild, und zum Berechnen von Objektivabständen, bei denen es sich um Abstände von allen Objektpunkten, die jeweils einem Pixel des Originalbildes entsprechen, zum Drehpunkt (O) des Auges handelt;
Einrichtung zum Erzeugen eines verzerrten Originalbildes zum Verfolgen des mittleren Hauptstrahls, bei dem es sich um einen Hauptstrahl handelt, der von dem Objektpunkt an der Mitte des Blickfeldes emittiert wird und durch eine spezifische Position der Brillenglaslinse (L) gelangt, und der mittleren Okulardrehrichtung, bei der es sich um deren Okulardrehrichtung handelt, durch Strahlverfolgung, wobei ein von einem Objektpunkt emittierter Strahl, der durch eine bestimmte Position der Brillenglaslinse (L) gelangt und sich zum Drehpunkt (O) hinbewegt, als ein Hauptstrahl definiert wird und die Austrittsrichtung des Hauptstrahls von der hinteren Oberfläche der Brillenglaslinse (L) als die Okulardrehrichtung definiert ist, und zum Ableiten von Positionen aller Objektpunkte, die jeweils einem Pixel des Originalbildes in einem Nach-Linse-Blickfeld entsprechen, dessen zentrale Achse die zentrale Okulardrehrichtung sein soll, als die Okulardrehrichtung in bezug auf jeden Objektpunkt durch die Strahlverfolgung, und zum Erzeugen eines verzerrten Originalbildes, bei dem es sich um ein eine Verzerrung enthaltendes Bild in bezug auf jeden Objektpunkt handelt, und zum Ableiten der Brillenglaslinsen-Paßposition des Hauptstrahls in bezug auf jeden Objektpunkt;
eine Einrichtung zum Erhalten einer Brillenglasrahmenposition zum Erzeugen eines Brillenglasrahmemarkierungs-Bildes, das die Position des Brillenglasrahmens auf dem Originalbild oder einem verzerrten Originalbild anzeigt, durch Verwenden der Daten der Brillenglaslinsen-Paßposition des Hauptstrahls, der durch der Erzeugung des verzerrten Originalbildes berechnet wird;
eine Einrichtung zum Ableiten eines Leistungsindex zum Einführen eines akkommodationsabhängigen okular-optischen Systemmodells als das Okularmodell und zum Einstellen einer Akkommodationskraft des okular-optischen Systemmodells in bezug auf den Objektpunkt, der einem jeweiligen Pixel des Originalbildes oder des verzerrten Originalbildes gemäß dem Abstand zum Objektpunkt entspricht, der durch die Einrichtung zum Erzeugen eines Originalbildes und die Kraft der Brillenglaslinse an der Brillenglaslinsen-Paßposition des Hauptstrahls berechnet wird, der durch die Einrichtung zum Erzeugen des verzerrten Originalbildes verfolgt wird, um den Brillenglaslinsen-Leistungsindex in dem kombinierten optischen System der Brillenglaslinse und des okular-optischen Systemmodells abzuleiten, das gemäß der Okulardrehrichtung in bezug auf den Objektpunkt gedreht wird; und
Abbildungseinrichtung zum Erzeugen eines Leistungsindex-Verteilungsbildes, indem eine monochromatische Helligkeit oder ein Satzes einer RGB-Grundfarbenhelligkeit, die entsprechend dem Wert des Leistungsindex der Brillenglaslinse bestimmt wird, einem jeweiligen entsprechenden Pixel des Originalbildes oder des verzerrten Originalbildes verliehen wird, und zum Kombinieren desselben mit dem Brillenglasrahmenmarkierungs-Bild, das durch die Einrichtung zum Erhalten einer Brillenglasrahmenposition erzeugt wird.
Eine dreizehnte Einrichtung betrifft eine Brillenglaslinsenleistungsanzeige-Vorrichtung zum Anzeigen einer Brillenglaslinsenleistung beim Betrachten der Außenwelt durch die Brillenglaslinse, wobei die Vorrichtung eine Einrichtung aufweist zum Erzeugen und Plazieren von virtuellen Objekten, die durch Computergraphik innerhalb eines virtuellen 3-D-Raums erzeugt werden, und zum Erzeugen eines Berichts bzw. einer Geschichte von Veränderungen der Position eines Auges, der Richtung der zentralen Visierlinie, des Linsensystem-Paßpunkts, der Deformation von virtuellen Objekten und der Verschiebung von virtuellen Objekten in einer Weise einer zeitlichen Aufeinanderfolge, und zum Erzeugen eines Brillenglaslinsen-Leistungsindexverteilungsbildes durch Verwendung der Vorrichtung zum Anzeigen einer Brillenglaslinsenleistung, die auf den zwölfte Anspruch bezogen ist, zu jedem Zeitpunkt gemäß diesem Bericht, und zum Überarbeiten eines jeden Brillenglaslinsen-Leistungsindexverteilungsbildes, um ein Videobild des Brillenglaslinsen-Leistungsindexverteilungsbildes zu erzeugen und anzuzeigen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHUNG
1 ist ein Flußdiagramm, das die Erzeugung eines Leistungsindexverteilungsbildes darstellt.
2 ist ein Flußdiagramm, das die Erzeugung eines Bildes mit einem durchschnittlichen Kraftfehler und eines Bildes einer Verteilung eines verbleibenden Astigmatismus darstellt.
3 ist ein Flußdiagramm, das die Erzeugung eines Deformationsindexverteilungsbildes darstellt;
4 ist ein Flußdiagramm, das die Erzeugung eines Klarheitsindexverteilungsbildes darstellt;
5 zeigt ein Koordinatensystem eines Blickfelds des bloßen Auges;
6 zeigt ein Koordinatensystem eines Blickfelds, während eine Brillenglaslinse getragen wird;
7 ist ein Diagramm zur Erläuterung einer Deformationsellipse;
8 ist eine Tabelle, die optische Parameter (akkommodationsfrei) des Augenmodells nach Navarro darstellt;
9 ist eine Tabelle, die eine Abhängigkeit der optischen Parameter des Augenmodells nach Navarro von der Akkommodationskraft A darstellt;
10 ist ein Diagramm zur Erläuterung einer PSF;
11 ist ein Diagramm zur Darstellung eines okularoptischen Systems plus Brillenglas während ein Objektpunkt betrachtet wird;
12 ist ein Diagramm, das Verfahren zur Unterteilung der Eintrittspupille darstellt;
13 ist ein Originalbild gemäß einer ersten Ausführungsform;
14 ist ein Bild mit APE (average power error – Durchschnittskraftfehler) gemäß der ersten Ausführungsform;
15 ist ein Bild eines verbleibenden Astigmatismus gemäß einer ersten Ausführungsform;
16 ist ein Deformationsindexbild gemäß einer ersten Ausführungsform;
17 ist ein Klarheitsindexbild gemäß einer ersten Ausführungsform;
18 ist ein Flußdiagramm, das die Erzeugung eines bewegten Bildes eines Leistungsindexbildes darstellt; und
19 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Vorrichtung zum Implementieren des Verfahrens zum Ableiten und Anzeigen der Brillenglaslinsenleistung der vorliegenden Erfindung darstellt.
Ein Verfahren zum Anzeigen einer Brillenglaslinsenleistung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
Das Verfahren zum Anzeigen eines Brillenglaslinsenleistungindex der vorliegenden Ausführungsform betrifft ein Verfahren zum Erzeugen und Anzeigen einer Verteilung eines Brillenglaslinsenleistungsindex, wenn 3-D-Objekte, die durch Computergraphik erzeugt werden, durch die Linse als ein Standbild betrachtet werden. Die Erzeugung der Verteilung des Brillenglaslinsenleistungsindex der ersten Ausführungsform besteht weitgehend aus (1) einem Originalbilderzeugungsschritt, (2) einem Erzeugungsschritt für ein verzerrtes Originalbild, (3) einem Brillenglasrahmenpositions-Erhaltungsschritt, (4) einem Leistungsindex-Ableitungsschritt und (5) einem Abbildungsschritt.
(1) Originalbild-Erzeugungsschritt:
Bei diesem Schritt handelt es sich um einen Schritt des Erzeugens und Plazierens von virtuellen Objekten innerhalb eines virtuellen 3-D-Raums durch Computergraphik, des Erzeugens eines Bildes von virtuellen Objekten innerhalb eines Blickfelds mit einem spezifischen Winkelbereich, der durch ein Auge betrachtet wird, dessen Drehpunkt an einer spezifischen Position positioniert ist und das eine spezifische zentrale Visierlinienrichtung auf weist, als ein Originalbild, und des Messens von Objektabständen, bei denen es sich um Abstände von allen Objektpunkten, die jeweils einem Pixel des Originalbildes entsprechen, bis zum Drehpunkt des Auges handelt. Dies wird nachstehend erläutert.
1) Erzeugen von virtuellen Objekten, die die Basis für das Originalbild bilden:
Zunächst werden virtuelle 3-D-Objekte in einem virtuellen 3-D-Raum durch die bekannte Computergraphiktechnik erzeugt und plaziert. Ein Raum, in dem ein Schreibtisch, ein Stuhl, Möbel und dergleichen plaziert sind, oder ein Raum im Freien, in dem ein Blumenbeet, Bäume, Schilder und dergleichen plaziert sind, wird erzeugt.
2) Erzeugen eines Originalbildes:
Das Bild der virtuellen Objekte, die, wie vorstehend beschrieben, innerhalb eines spezifischen Blickfelds erzeugt werden, wird als ein Originalbild erzeugt. Das spezifische Blickfeld ist ein spezifischer Winkelbereich innerhalb einer Pyramide, deren Apex der Drehpunkt des Auges ist, das sich an einer spezifischen Position befindet und dessen zentrale Achse eine Visierlinie mit einer spezifischen Richtung ist. Das heißt, daß die Pyramide A₁A₂A₃A₄, deren Apex der Drehpunkt O ist und deren zentrale Achse die Richtung der Visierlinie OA ist, als das Blickfeld eingestellt wird, und ein Bild innerhalb dieses Bereichs erzeugt wird, wie in 5 gezeigt ist. Die Koordinate des Ursprungsbildes eines willkürlichen Objektpunkts P(x, y, z) innerhalb der Pyramide des Blickfelds in dem Koordinatensystem, dessen Ursprung 0 ist und dessen x-Achse AO ist, wird angesetzt als U = tanβ = y/x, V = tanγ = z/x.
An dieser Stelle beziehen sich β und γ auf Azimutwinkel von P(x, y, z). Weil eine willkürliche gerade Linie in dem Raum als eine gerade Linie auf der U-V-Ebene projiziert wird, wird eine Projektion ohne Verzerrung erhalten. Das Bild, das jeweils einen Objektpunkt durch diese Projizierverfahren darstellt, wird als das Originalbild eingestellt.
3) Berechnen eines Objektpunktabstands:
Der Abstand von dem Koordinatenwert von P(x, y, z) zum Drehpunkt wird außerdem in dem Originalbilderzeugungsschritt gemessen.
(2) Erzeugungsschritt eines verzerrten Originalbildes:
Eine ein Bild enthaltende Verzerrung, die durch die Brillenglaslinse bewirkt wird, wird erzeugt und die Linsenpaßposition des Hauptstrahls eines jeweiligen Objektpunkts wird in diesem Schritt ermittelt. Hier wird der Strahl, der von einem Objektpunkt emittiert wird und sich in Richtung des Drehpunkts bewegt, nachdem er durch die Brillenglaslinse gelangt ist, wird als der Hauptstrahl definiert. Weil die Ausgangsrichtung des Hauptstrahls von der hinteren Oberfläche der Brillenglaslinse die Richtung ist, in der sich der Augapfel bewegt, um den Objektpunkt zu sehen, wird sie als eine okulare Drehrichtung definiert. Insbesondere der Hauptstrahl von dem Objektpunkt an der Mitte des Blickfelds wird als ein zentraler Hauptstrahl definiert, und die okulare Drehrichtung wird als eine zentrale okulare Drehrichtung definiert.
Bei dem verzerrten Originalbild handelt es sich um ein Bild, das die Position des Objektpunkts darstellt, die einem jeweiligen Pixel des Originalbildes in dem Nach-Linse-Blickfeld entspricht, bei dem es sich um ein Blickfeld handelt, dessen zentrale Achse die zentrale okulare Drehrichtung ist. Der zentrale Hauptstrahl und die zentrale okulare Drehrichtung können durch Verwenden eines Strahlverfolgungsverfahrens ermittelt werden, so daß der Hauptstrahl, der durch einen Punkt auf der Brillenglaslinse gelangt, im voraus eingestellt wird. Die Position eines jeweiligen Objektpunkts in dem Nach-Linse-Blickfeld kann durch die relative Position seiner Okulardrehrichtung zur zentralen Okulardrehrichtung dargestellt werden. Der Hauptstrahl in bezug auf einen jeweiligen Objektpunkt, dessen Brillenglaslinsenpaßpositon und die okulare Drehrichtung kann durch das Strahlverfolgungsverfahren ermittelt werden.
Das heißt, wenn eine Brillenglaslinse L zwischen dem Drehpunkt O und dem Objektpunkt A in der Mitte des Blickfeldes in 5, wie in 6 gezeigt ist, plaziert ist, darf der Augapfel nicht in die OA-Richtung, sondern in die Richtung des Linsenpaßpunktes B gedreht werden, um A zu sehen. Der Strahl ABO ist der zentrale Hauptstrahl, und die Richtung BO, die zentrale Okulardrehrichtung, sollte die zentrale Achse des Nach-Linse-Blickfeldes sein. Die Position des willkürlichen Objektpunkts in dem Bild in dem Nach-Linse-Blickfeld können wie folgt ermittelt werden.
Zunächst wird ein x'-y'-z'-Koordinatensystem, dessen Ursprungspunkt O ist und dessen x'-Achse die BO-Richtung ist, angesetzt. Der Hauptstrahl PQO von einem willkürlichen Objektpunkt P(x, y, z) wird durch das Strahlverfolgungsverfahren ermittelt. Die Azimutwinkel der Linsenpaßposition Q(x', y', z') in einem x'-y'-z'-Koordinatensystem sind β' und γ'. Die Koordinaten in dem Bild des Blickfelds nach dem Passieren durch die Brillenglaslinse sind U' = tanβ' = y'/x', V' = tanγ' = z'/x'. Wenn alle Objektpunkte innerhalb des Blickfelds auf die U'-V'-Ebene projiziert werden, wird das Bild des Nach-Linse-Blickfeldes erzeugt. Auf diesem Bild wird eine willkürliche, gerade Linie innerhalb des Raums nicht immer als eine gerade Linie projiziert. Es stellt sich heraus, daß es sich um ein Bild handelt, das eine durch die Linse bewirkte Verzerrung enthält. Das Bild des Nach-Linse-Gesichtsfeldes wird somit als ein verzerrtes Ursprungsbild be zeichnet. Die Linsenpaßpositionen von allen Hauptstrahlen, die jeweils einem Objektpunkt entsprechen, werden auch in diesem Erzeugungsschritt eines verzerrten Originalbildes ermittelt. Obwohl die Strahlverfolgungsberechnung in bezug auf alle Objektpunkt innerhalb des Blickfelds ausgeführt werden muß, um ihre Okulardrehrichtungen und Paßpositionen auf der Brillenglaslinse zu ermitteln, besteht die Möglichkeit, diese Daten bei einem geringeren Berechnungsaufwand zu erhalten, werden ihre rechnerischen Fehler innerhalb eines bestimmten Bereich durch Verwendung eines mathematischen Verfahrens gesteuert werden, das als Spline-Interpolation bezeichnet wird.
(3) Schritt zum Erhalten einer Brillenglasrahmenposition
Bei diesem Schritt handelt es sich um einen Schritt zum Erzeugen einer Brillenglasrahmenmarkierungs-Bildes, in dem ein Originalbild des Rands des Brillenglasrahmens, eine verborgene Markierung und dergleichen oder deren Position auf dem verzerrten Originalbild durch Verwendung von Informationen der Brillenglaslinsen-Paßposition erzeugt wird, die in dem Schritt zum Erzeugen eines verzerrten Originalbildes ermittelt werden. Es ist möglich, exakt zu erfassen, durch welche Position der Linse das Objekt auf dem Bild betrachtet wird, indem das Bild der Brillenglasrahmenmarkierung und des Originalbildes oder des verzerrten Originalbildes verglichen wird.
(4) Leistungsindexableitungsschritt:
Bei diesem Schritt handelt es sich um einen Schritt zum Ableiten des Abbildungsleistungsindex von allen Objektpunkten, die jeweils einem Pixel des Originalbildes entsprechen. Für jeden Objektpunkt wird der Abbildungsleistungsindex in einem optischen System abgeleitet, bei dem es sich um die Brillenglaslinse handelt, die mit einem Okularmodell verbunden ist, das entlang der Nach-Linse-Richtung des Hauptstrahls gedreht wird. Ein akkommodationsabhängiges Okularmodell wird als ein okularoptisches System eingeführt und seine Akkommodationskraft wird gemäß dem Objektpunktabstand, der in dem Schritt zum Erzeugen des Originalbildes berechnet wird, und gemäß der korrektiven Leistung der Brillenglaslinse am Paßpunkt des Hauptstrahls eingestellt, der in dem Schritt zum Erzeugen des verzerrten Originalbildes verfolgt wird.
Der Abbildungsleistungsindex weist einen verbleibenden Durchschnittskraftfehler, einen verbleibenden Astigmatismus, einen Deformationsindex anzeigenden Grad der Deformation, einen Klarheitsindex anzeigenden Grad der Unschärfe und dergleichen auf. Ein Beispiel für den Klarheitsindex ist eine halbe diagonale Länge zum Umschreiben eines Rechtecks einer Ellipse, wenn der Streubereich der PSF (Punktstreufunktion) der Ellipse angenähert wird.
1) Schritt zum Ableiten eines verbleibenden Durchschnittskraftfehlers und eines verbleibenden Astigmatismus:
Der von einem willkürlichen Objektpunkt P emittierte Strahl wird an einem Punkt Q der Linse gebrochen und bewegt sich in Richtung des Drehpunkts O, wie in 11 gezeigt ist. Der Linsenbrechungseffekt beim Betrachten des Punkts P kann durch die Form der Wellenfront dargestellt werden, die aus dem Punkt P als sphärische Welle oder ebene Welle entstammt (wenn P sich in der Unendlichkeit befindet) und sich entlang dem Hauptstrahl, bei Punkt R, dem Schnittpunkt des Strahls und der Kugel am hinteren Apex (der Kugel, die sich auf dem Drehpunkt O zentriert und durch den hinteren Apex C der Linse gelangt), ausbreitet. Die Form der Wellenfront nahe des Punkts R kann durch den folgenden Ausdruck im allgemeinen in einem lokalen Koordinatensystem ausgedrückt werden, dessen Originalpunkt der Punkt R ist und die x-Achse die RO-Richtung ist:
D_yy, D_yz und D_zz können durch Verwendung des Strahlverfolgungsverfahrens ermittelt werden.
Ferner ergibt sich folgender Ausdruck, wenn die y-z-Achse um einen bestimmten Winkel durch Fixieren der x-Achse gedreht wird:
Das erste Element auf der rechten Seite des vorstehenden Ausdrucks ist der Anteil einer sphärischen Welle; und das zweite Element ist der Bestandteil einer Astigmatismuswelle. An dieser Stelle steht D_max für die maximale Krümmung und D_min für die minimale Krümmung:
Die Durchschnittskrümmung lautet:
Der Anteil des Astigmatismus wird wie folgt definiert:
Der Brechungszustand des Auges mit einem Astigmatismus kann hingegen auch durch die Form der korrektiven Wellenvorderseite am Punkt R ausgedrückt werden. Wenn die weit entfernte, korrektive Wellenvorderseite, die eine astigmatische Kraft und Richtung aufweist, durch den folgenden Ausdruck ausgedrückt wird:
stellt sich die weit entfernte, korrektive Kraft des Auges wie folgt heraus:
und die astigmatische korrektive Kraft stellt sich wie folgt heraus:
Die Wellenvorderseite der Akkommodationskraft kann zudem genauso definiert werden. Obwohl es denkbar ist, daß sich die astigmatische Kraft und/oder ihre Richtung gemäß der Akkommodationskraft ändern kann, wird hier nur der Fall erörtert, in dem keine astigmatische Variation vorliegt. Somit kann die Wellenvorderseite der Akkommodationskraft bei Punkt R wie folgt ausgedrückt werden.
An dieser Stelle ist A die Akkommodationskraft.
Nun kann die Wellenvorderseite des Brillenglaslinse korrigierenden Effekts beim Betrachten des Objektpunkts P durch den nachstehenden Ausdruck ausgedrückt werden: x = xC – xA – xD
Wenn diese als der sphärische Wellenanteil und der astigmatische Anteil angeordnet werden, indem ein jeder Ausdrucks wie vorstehend beschrieben ersetzt und an gepaßt wird und indem eine Drehung der Koordinate ausgeführt wird, ergibt sich folgendes:
Hier, ΔD = Cave + A – Dave
wobei ΔD als der verbleibende Durchschnittskraftfehler definiert ist und ΔD_as als der verbleibende Astigmatismus definiert ist. A nimmt den Wert zwischen 0 und der maximalen Akkommodationskraft A_max ein, um den absoluten Wert von ΔD minimal sein zu lassen. Wenn ΔD positiv ist, wird er als unzureichende Korrektur bezeichnet, und wenn ΔD negativ ist, wird er als Überkorrektur bezeichnet.
Der Schritt zum Ableiten eines verbleibenden Durchschnittskraftfehlers und eines verbleibenden Astigmatismus ist ein Schritt zum Ableiten des verbleibenden Durchschnittskraftfehlers und verbleibenden Astigmatismus für alle Objektpunkte, die jeweils einem Pixel des Originalbildes oder des verzerrten Originalbild mit dem vorgenannten Verfahren entsprechen. Obwohl es den Anschein hat, daß zum Berechnen für alle Objektpunkte ein großer Rechenaufwand erforderlich ist, besteht die Möglichkeit, diese Daten mit einem geringeren Rechenaufwand zu erhalten, während ihre kalkulativen Fehler innerhalb eines bestimmten Bereichs durch Verwendung eines mathematischen Verfahrens, das als Spline-Interpolation bezeichnet wird, gesteuert werden. Die Verteilungsbilder des verbleibenden Durchschnittskraftfehlers und des verbleibenden Astigmatismus werden entlang eines in 2 gezeigten Flußprozesses erzeugt.
2) Deformationsindexableitungsschritt:
Bei diesem Schritt handelt es sich um einen Schritt zum Ableiten eines deformationsindexanzeigenden Grads der Deformation beim Betrachen eines willkürlichen Objektpunkts durch eine willkürliche Position auf der Brillenglaslinse. Bei dieser Erfindung wird die Deformation angesehen wie wenn ein kleiner Kreis, der an einem Objektpunkt zentriert ist, seine Form durch die Brillenglaslinse verändert. In den meisten Fällen kann die Form als eine Ellipse betrachtet werden, so daß der Deformationsindex unter Verwendung der Parameter dieser Ellipse definiert werden kann.
Die deformierte Ellipse wird durch Verfolgen von in der Nähe befindlichen Strahlen des Hauptstrahls von dem Objektpunkt abgeleitet. Wie in 7 gezeigt ist, kann durch Verfolgen eines jeweiligen Hauptstrahls von einem jeweiligen Punkt (dr, θ) auf einem kleinen Kreisorbit des Radius dr, der an einem Objektpunkt P zentriert ist, dessen Position in einem Nach-Linse-Raum (dr'; θ') erhalten werden, und sein geometrischer Ort, d. h. die deformierte Ellipse, kann erhalten werden. Hier steht dr nicht für eine Länge in dem Raum, sondern steht für die Tangente des Differentialwinkels von OP. Es ist praktisch nicht notwendig, alle Hauptstrahlen von Punkten auf dem Kreis zu verfolgen. Wenn der Wert der teilweise abgeleiteten Funktion des Differentialwinkels in dem Nach-Linse-Raum zum Differentialwinkel in dem Objektraum
oder umgekehrt die teilweise abgeleitete Funktion des Differentialwinkels in dem Ob jektraum zum Differentialwinkel in dem Nach-Linse-Raum
erhalten wird, kann die deformierte Ellipse festgelegt werden.
Im Anschluß erfolgt nun die Erläuterung des letzteren Falls, im Rahmen dessen die teilweise abgeleiteten Funktionen umgeschrieben werden als
dμ = Adμ' + Bdν' dν = Cdμ' + Ddν'
Daher gilt:
Es ist offensichtlich, daß p > 0, 0 ≤ e ≤ 1. Daher sollte die Beziehung zwischen der vergrößernden Kraft
und dem Azimut θ' eine Ellipse sein. Diese wird als Deformationsellipse bezeichnet. Die maximale und die minimale vergrößernde Kraft, d. h. die Haupt- und die Nebenachse der Deformationsellipse, sind jeweils
Bei dieser Erfindung werden ein Skalenfaktor √ab, ein Verhältnis der Hauptachse zur Nebenachse
und eine Kombination aus den beiden Werten als ein Deformationsindex anzeigender Grad der Deformation definiert. Hier,
Der Deformationsindex ableitende Schritt ist ein Schritt zum Ableiten der Deformationsindizes für alle Objektpunkte, die jeweils einem Pixel des Originalbildes oder des verzerrten Originalbildes entsprechen, mit dem vorstehend erwähnten Verfahren. Obwohl es den Anschein hat, daß für die Berechnung aller Objektpunkt einer großer rechnerischer Aufwand erforderlich ist, besteht die Möglichkeit, diese Daten mit einem geringeren Berechnungsaufwand zu erhalten, während ihre kalkulativen Fehler inner halb eines bestimmten Bereichs durch ein mathematisches Verfahren gesteuert werden, das als Spline-Interpolation bezeichnet wird. Die Verteilungsbilder des Deformationsindex werden entlang eines Flußprozesses, der in 3 gezeigt ist, erzeugt. Neben der Verfolgung der in der Nähe befindlichen Hauptstrahlen, können
ebenfalls durch Berechnen der Wert der teilweise abgeleiteten Funktion einer Spline-Interpolationsfunktion der Hauptstrahldaten, die zuvor erhalten wurden, erhalten werden.
3) PSF-ableitender Schritt:
Bei diesem Schritt handelt es sich um einen Schritt zum Ableiten einer PSF (Punktstreufunktion) von allen Objektpunkten, die jeweils einem Pixel des Originalbildes entsprechen. Für jeden Objektpunkt, wird ein kombiniertes optisches System eingestellt, das ein akkommodationsabhängiges Model einführt. Das optische System ist die Brillenglaslinse, die mit dem okularen, akkommodationsabhängigen Modell verbunden ist, das in die Nach-Linse-Richtung des Hauptstrahls des Objektpunkts gedreht wird, der in dem Schritt zum Erzeugen des Originalbildes verfolgt wird, und dessen Akkommodationskraft gemäß dem Objektivabstand und der korrektiven Kraft der Brillenglaslinse am Paßpunkt des Hauptstrahls, der in dem Schritt zum Erzeugen des verzerrten Originalbildes verfolgt wird, eingestellt wird. Die PSF zeigt eine Helligkeitsverteilung auf der Netzhaut des akkommodationsabhängigen Okularmodells an, die durch Verfolgen von Strahlen abgeleitet wird, die von dem Objektpunkt emittiert werden, durch das kombinierte optische System gelangen und die Netzhaut erreichen.
a) Einführen eines akkommodationsabhängigen Okularmodells:
Es ist notwendig, ein okularoptisches System einzuführen, um eine PSF auf der Netzhaut abzuleiten. In diesem Fall muß die Akkommodation in Betracht gezogen werden, um Objekte zu sehen bei unterschiedlichen Abständen zu sehen. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird das akkommodationsabhängige Okularmodell von R. Navarro et al. verwendet. Es wird behauptet, daß nicht nur ein achsnaher Wert, sondern auch eine sphärische Aberration und Farbaberration an die Maße des Auges in dem Na varro-Modell angepaßt werden. Diese weist eine einfache Struktur mit vier Oberflächen auf, und von diesen sind drei Oberflächen asphärische Oberflächen einer axial symmetrischen, quadratischen Oberfläche. Weil die Kristallinse keine brechungsindexverteilte Struktur aufweist, gestaltet sich deren Verfolgungsberechnung einfach. Der Radius, die Dicke und der asphärische Grad variieren proportional zum Logarithmus der Akkommodationskraft. 8 zeigt optische Parameter des Okularmodells nach Navarro et al. im akkommodationsfreien Zustand, und 9 zeigt abhängige Formeln der akkommodationsabhängigen Parameter. Diese asphärische Oberfläche wird als y² + z² + (1 + Q)x² – 2Rx = 0 ausgedrückt. Q bezeichnet den Grad der Asphärizität.
b) Berechnung der PSF
A) Bedeutung der PSF:
Wie in 10 gezeigt ist, handelt es sich bei der PSF um eine Funktion, die den Zustand einer Anhäufung von Punkten darstellt, wobei Strahlen, die von einem Punkt eines wesentlichen Objekts ausgestrahlt werden, auf der Bildebene verdichtet werden und durch eine Anzahl von Punkten pro Flächeneinheit dargestellt werden können. Obwohl alle Punkte auf den Bildentstehungspunkt als PSF verdichtet sind und ihre Verteilung sich als eine vertikal gerade Linie herausstellt, wenn das optische System perfekt ist, ist normalerweise eine Form erforderlich, die einer zweidimensionalen Normalverteilung ähnlich ist.
B) PSF-ableitendes Verfahren:
11 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Verfolgen von Strahlen und einer Eintrittspupille in ein optisches System zum Ableiten einer PSF darstellt, wenn der Objektpunkt P durch den Punkt Q auf der Linse betrachtet wird. Der Strahl von dem Objektpunkt P wird am Punkt Q auf der Oberfläche der Linse gebrochen und seine Richtung wird in Richtung eines Drehpunkts O gebogen. Für das Auge hat es den Anschein, als ob sich der Objektpunkt P auf der Verlängerung des Austrittsstrahls QO befände. Somit wird die optische Achse des Augapfels zunächst in der Richtung QO gedreht. Dann wird die Akkommodationskraft gemäß dem Abstand von P zu O und der Brechkraft der Brillenglaslinse am Punkt Q bestimmt. Dabei ist das optische System befestigt, und es ist möglich, eine PSF abzuleiten.
Wie vorstehend beschrieben handelt es sich bei der PSF um die Dichte der Punkte auf der Bildebene der Strahlen, die von dem Objektpunkt emittiert werden, und durch den Mittelpunkt einer großen Anzahl von kleinen Bereichen gelangen, die die gesamte Eintrittspupille unterteilen. Streng genommen ist die Position der Eintrittspupille der zugehörige Punkt auf der Objektseite der Iris. Die Iris ändert jedoch ihre Position, während sich das Auge dreht und akkommodiert. Bei dem Drehpunkt handelt es sich hingegen üblicherweise um einen fixierten Punkt, und der Abstand von dem zugehörigen Punkt der Iris ist im Vergleich zu dem Abstand von dem Objekt sehr klein. Daher ist es sinnvoll, die Eintrittspupille im Falle eines bloßen Auges beim Drehpunkt anzuordnen. In dem Fall, in dem eine Brillenglaslinse getragen wird, befindet sich die Eintrittspupille des gesamten optischen Systems, bei der es sich um den zugehörigen Punkt der Brillenglaslinse des Drehpunkts handelt, an einem Punkt O' auf der Verlängerung der geraden Linie von PQ. Obwohl die Länge PO' leicht variiert, während die Position Q geändert wird, während die korrektive Kraft variiert, wird einfach angenommen, daß PO = PO'.
Es ist wichtig, die Eintrittspupille in eine große Anzahl von gleichmäßig aufgeteilten, kleinen Bereichen zu unterteilen, um eine PSF exakt abzuleiten. Es gibt zwei Arten von Unterteilungsverfahren, nämlich eine Gitterunterteilung und eine Spiralunterteilung, wie in 12 gezeigt ist. Obwohl die Gitterunterteilung es ermöglicht, eine gute Einheitlichkeit zu erhalten, ermöglicht sie, daß nur etwa 70% der vorbestimmten Strahlen verfolgt werden können, weil sie an vier Ecken verlustreiche Bereiche aufweist. Die Spiralunterteilung bewirkt hingegen keine verlustreiche Strahlverfolgung, während die Einheitlichkeit beibehalten bleibt. Daher wird bei der vorliegenden Ausführungsform die Spiralunterteilung übernommen.
Somit kann die PSF abgeleitet werden, indem eine große Anzahl von Strahlen verfolgt wird, die von dem Objektpunkt emittiert werden, und durch die einheitlich un terteilten Punkte der Eintrittspupille gelangen, und indem die Dichte der Punkte auf der Netzhaut berechnet wird. Obwohl Strahlen, die von allen Objektpunkten emittiert werden und durch alle unterteilten Punkte der Eintrittspupille gelangen, verfolgt werden müssen, um mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren eine PSF abzuleiten, ermöglicht die Verwendung des mathematischen Verfahrens der Spline-Interpolation, daß die Position der Punkte auf der Netzhaut bei einem geringeren Rechenaufwand innerhalb eines bestimmten Fehlerbereichs berechnet werden können, und die PSF, bei der es sich um die Dichte der Punkte auf der Oberfläche der Netzhaut handelt, abgeleitet werden kann.
Die PSF, die mit dem vorstehend erwähnten Verfahren abgeleitet werden kann, kann verwendet werden, um exakt, mit Hilfe einer Faltungsoperation mit dem verzerrten Originalbild auszudrücken, wie verschwommen ein Blickfeld sein sollte, wenn eine Brillenglaslinse getragen wird. Es ist jedoch praktisch, die PSF auf diese Weise für eine quantitative Analyse der Bilderzeugungsleistung der Linse zu verwenden, weil deren Berechnungszeit lang ist. Die quantitative Analyse kann ohne weiteres durch Annähern der PSF auf bestimmte Arten der Funktion und durch Verwenden von Parametern dieser Funktion ausgeführt werden. Ein Verfahren zum Annähern der PSF an die zweidimensionale Verteilungsfunktion wird nachstehend beschrieben.
[Ausdruck 1]
An dieser Stelle beziehen sich μ und ν jeweils auf Abweichungen in der vertikalen und horizontalen Richtung auf der Netzhaut, und σ_μ, σ_ν und ρ sind Parameter der Normalverteilung. Diese Parameter weisen die folgende Eigenschaft auf.
–1 < ρ < 1
σ_μ > 0.
σ_ν > 0.
Der geometrische Ort des Punkts, wo der exponentielle Teil des vorstehenden Ausdrucks –1/2 beträgt, ist eine Ellipse, die durch den nachstehenden Ausdruck dargestellt wird:
Diese Ellipse kann verwendet werden, um den Streubereich der PSF anzuzeigen. Das Verhältnis der Längen der Haupt- und Nebenachsen der Ellipse und der Richtung der Hauptachse beziehen sich deutlich auf Größe und Richtung des Astigmatismus.
Um diese Parameter σ_μ, σ_ν und ρ der beiden zweidimensionalen Normalverteilungsfunktion von den Strahlendaten zu erhalten, ist es durchaus denkbar, statistische Wert der Punkte auf der Netzhaut (wobei jeder Punkt einem Unterteilungspunkt auf der Eintrittspupille entspricht) zu ersetzen. Das heißt,
[Ausdruck 2]
An dieser Stelle steht N für eine Anzahl von Strahlen und (μ_i, ν_i) ist die Koordinate des Punkts.
Wenn σ_μ0, σ_ν0 und ρ als Parameter der angenäherte Normalverteilung eingestellt sind, kann zwischen der zweidimensionalen Normalfunktion und der Ist-PSF in einem bestimmten Fall der Verteilung ein großer Unterschied vorliegen. In einem solchen Fall ist es notwendig, eine angemessene, proportionale Konstante k zu bestimmen, um die Parameter zu regulieren und σ_μ = kσ_μ0 sein zu lassen und σ_ν = kσ_ν0, um der Ist-PSF zu entsprechen.
Die Parameter der angenäherten, zweidimensionalen Normalverteilungsfunktion der PSF, die einem Objektpunkt entsprechen, können wie vorstehend erwähnt abgeleitet werden. Obwohl es notwendig ist, die Strahlverfolgung und die statistische Berechnung auszuführen, um σμ, σν und ρ für alle Objektpunkt zu erhalten, kann der Berechnungsaufwand reduziert werden, während der kalkulative Fehler innerhalb eines bestimmten Bereichs unter Verwendung eines mathematischen Verfahrens der Spline-Interpolation gesteuert werden kann.
c) Berechnung des Klarheitsindex anhand der PSF
Der Klarheitsindex zeigt die Skala des Streubereiches der PSF (Punktstreufunktion) an. Je kleiner sie ist, desto feiner ist die Bildqualität und desto visuell klarer ist sie. Der Streubereich einer PSF, die durch die zweidimensionale Normalverteilungsfunktion angenähert wird, kann wie vorstehend erwähnt durch eine Ellipse dargestellt werden. Somit kann der Klarheitsindex dieser PSF als ein Wert definiert werden, der die Größe der Ellipse darstellt. Es gibt mehrere Größen, die auszuwählen sind, wie der Bereich σ_μ + σ_ν, σ_μσ_ν, (σ_μ ² + σ_ν ²)^1/2 etc. Wenn der Bereich der Ellipse als Klarheitsindex definiert ist, wird der Klarheitsindex genullt, wenn die Ellipse auf ein Liniensegment degeneriert wird. Das bedeutet, daß die Bildqualität gut ist, egal, wie groß der verbleibende Astigmatismus ist. Daher ist es nicht angebracht, den Bereich der Ellipse als Klarheitsindex zu definieren. Zudem sollte sichergestellt werden, daß der Klarheitsindex konstant verbleibt, während die Ellipse ohne Veränderung ihrer Form gedreht wird. Dann sind σ_μ + σ_ν und σ_μσ_ν für eine Definition als Klarheitsindex nicht geeignet. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist (σ_μ ² + σ_ν ²)^1/2 was eine halbe diagonale Länge eines umschriebenen Rechtecks bedeutet, als Klarheit definiert. Ein Klarheitsindex-Verteilungsbild wird gemäß einem in 4 gezeigten Flußdiagramm erzeugt.
(5) Abbildungsschritt:
Bei diesem Schritt handelt es sich um einen Schritt zum Erzeugen eines Leistungsindex-Verteilungsbildes und zum Kombinieren desselben mit dem Linsenrahmenmarkierungsbild, das in dem Schritt zum Erhalten einer Rahmenposition erzeugt wird. Das Leistungsindex-Verteilungsbild basiert auf dem Originalbild oder dem verzerrten Originalbild. Für jedes Pixel ist eine monochromatische Helligkeit oder ein Satz einer RGB-Grundfarbenhelligkeit gemäß dem Wert des Leistungsindex des dem Pixel entsprechenden Objektpunkts gegeben, der in dem Schritt zum Erhalten des Leistungsindex abgeleitet wird.
13 ist eine Zeichnung, die das Originalbild gemäß der ersten Ausführungsform darstellt. Ein Ausdruck ist auf einem Schreibtisch angeordnet, und eine weiße Tafel ist etwa 80 cm davor positioniert. Außerdem befindet sich davor in einer Entfernung von 2,5 m eine Wand. 14 ist ein Durchschnittskraftfehler-Verteilungsbild, wenn dieses Blickfeld durch eine Gleitsichtlinse (HOYALUX SUMMIT: die Bezeichnung ist ein Produkt der Hoya Co., Ltd.) von 0,00D ADD2,500D für das rechte Auge betrachtet wird. Das Blickfeld beträgt 96° × 80°. Der Brillenglasrahmen weist eine vertikale Abmessung von 40 mm und eine Breite von 50 mm auf. Auf dem Rahmen sind Zeilen für das Datum sowie ein Ring zum Messen von Nah- und Weitsehkräften angegeben. Die Veränderung der Farbe von Blau, Zyan, Grün bis Gelb bedeutet, daß die Überkorrektur (ΔD weist einen Pluswert auf) zunimmt. Die Veränderung der Farbe von blau zu magenta bedeutet, daß eine unzureichende Korrektur (ΔD weist einen Minuswert auf) ansteigt. In 14 ist der Durchschnittskraftfehler, der einem jeweiligen Pixel entspricht, erneut dem nächsten Wert der Einzelwertsequenz von ... –0,75D, –0,5D, –0,25D, 0,0D, 0,25D, 0,5, ... etc. zugeordnet.
15 ist ein verbleibendes Astigmatismusverteilungsbild des gleichen Blickfelds. Die Veränderung der Farbe von Blau, Zyan, Grün, Gelb, Orange bis Rot bedeutet, daß ein verbleibender Astigmatismus ansteigt. In 15 wird ein verbleibender Astigmatismus, der einem jeweiligen Pixel entspricht, erneut dem nächstliegenden Wert der Einzelwertsequenz von 0,00D, 0,25D, 0,5D, 0,75D, 1,00D ... etc. zugeordnet.
16 ist ein Deformationsindexverteilungsbild des gleichen Blickfelds. Hier, bedeutet der Deformationsindex ein Verhältnis der Hauptachse zur Nebenachse
der Deformationsellipse. Die Veränderung der Farbe von Blau zu Magenta bedeutet, daß ein Deformationsindex ansteigt. Hier, ist der Wert einer monochromatischen Helligkeit N für jedes Pixel eine Ganzzahl, die durch
berechnet wird, und wenn N > 255, dann ist N = 255. Ferner wird der RGB-Wert gegeben durch
17 ist ein Klarheitsindexverteilungsbild des gleichen Blickfelds. Hier steht der Klarheitsindex für die Hälfte der diagonalen Länge eines umschriebenen Rechtecks der Ellipse, die den PSF-Bereich darstellt. Die Bedeutung des Klarheitsindex bezieht sich jedoch nicht auf die Länge der Netzhaut. Sie ist die Tangente eines relativen Sehwinkels. Die Veränderung der Farbe von Blau, Zyan, Grün, Gelb zu Orange bedeutet, daß der Klarheitsindex ansteigt. Hier ist der Wert der monochromatischen Helligkeit N für ein jeweiliges Pixel eine Ganzzahl, die berechnet wird durch N = 4,0 × 10^–3 × P, wobei P der Klarheitsindex ist. Wenn N > 255, dann N = 255. Ferner ist der RGB-Wert gegeben durch
B = 255 – R
Es ist zu ersehen, daß die vorstehend erwähnten Leistungsindexverteilungsbilder die Bilderzeugungsleistung der Brillenglaslinse getreu wiedergeben. Die vorliegende Ausführungsform ermöglicht, daß die Linsenbilderzeugungsleistung bei Betrachtung durch die Brillenglaslinse in Kombination mit einem Bild angezeigt werden kann, das in dem Zustand betrachtet wird, wenn die Linse verwendet wird, und ermöglicht, daß die Linsenleistung während der Verwendung eingeschätzt werden kann.
(Zweite Ausführungsform)
Diese Ausführungsform ist ein Fall des Erhaltens eines Videobildes durch Erzeugen einer großen Anzahl von Standbildern des Leistungsindexverteilungs-Bildes in der ersten Ausführungsform in einem zeitlichen Ablauf durch Verändern der Position des Auges und der Richtung der visuellen Linie. Weil die vorliegende Ausführungsform dementsprechend im wesentlichen mit der ersten Ausführungsform identisch ist, mit Ausnahme der Hinzufügung der Schritte zum Erzeugen eines Berichts bzw. einer Geschichte, wie die Position des Auges, die Richtung der visuellen Linie, die Verschiebung und Deformation der virtuellen Objekte in zeitlicher Aufeinanderfolge zu ändern ist, und zum Bearbeiten der jeweiligen Standbilder zu allen Zeitpunkten des Berichts zu einem Videobild, wird deren Gesamtflußdiagramm in 18 gezeigt, und auf eine ausführliche Beschreibung derselben wird an dieser Stelle verzichtet. Es ist zu beachten, daß ein Bericht bzw. eine Geschichte am Linsenpaßpunkt in dem Bericht natürlich erforderlich ist. Als ein Verfahren zum Erzeugen der Geschichte bzw. des Berichts ermöglicht die Übernahme der Spline-Interpolation, daß ein reibungsloser Bewegungsablauf der visuellen Linie ohne Definieren der Position des Auges, der Blickrichtung und des Linsenpaßpunkts zu allen Zeitpunkten realisiert wird.
Die vorstehend beschriebene, zweite Ausführungsform ermöglicht, daß das Videobild beim Reproduzieren des Falles erhalten wird, in dem die Position des Auges geändert wird, die visuelle Linie bewegt wird und die Paßposition der visuellen Linie auf der Linse geändert wird, wobei es sich um die Leistung beim Betrachten der Außenwelt durch die Gleitsichtlinse handelt. Dementsprechend wird es möglich, die Bilderzeugungsleistung der Brillenglaslinse in dem Modus, der dem der tatsächlichen Verwendung sehr nahe kommt, einzuschätzen. Ferner wird es möglich, dieselbe einzuschätzen, während die Bewegung des visuellen Linie auf der Linse bestätigt wird, indem die Linsenrahmenmarkierung auf dem ein Videobild anzeigenden Bildschirm angezeigt wird.
Anschließend erfolgt eine kurze Erläuterung einer Vorrichtung zum Verkörpern der in den vorstehend erwähnten Ausführungsformen beschriebenen Verfahren. 19 ist ein Blockdiagramm, das den schematischen Aufbau der Vorrichtung zum Verkörpern der Verfahren der Ausführungsformen darstellt. Wie in 19 gezeigt ist, weist die Vorrichtung einen Prozessor 61, einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 62, einen Hauptspeicher 63, einen graphischen Steuerungsschaltkreis 64, eine Anzeige 65, eine Maus 66, eine Tastatur 67, eine Festplattenlaufwerk (HDD) 68, einen externen Speicher (FDD) 69, einen Drucker 70, eine Magnetbandeinheit 71 und dergleichen auf. Diese Bauteile sind über einen Datenbus 72 miteinander verbunden.
Der Prozessor 61 steuert im allgemeinen die gesamte Vorrichtung. Die beim Starten erforderlichen Programme sind in dem Nur-Lese-Speicher 62 gespeichert. Die Programme zum Erzeugen und Anzeigen des Leistungsindexverteilungs-Bildes sind in dem Hauptspeicher 63 gespeichert. Der graphische Steuerschaltkreis 64 enthält einen Vidoespeicher und wandelt die erhaltenen Bilddaten in Anzeigesignale um, die auf der Anzeige 65 angezeigt werden sollen. Die Maus 66 ist eine Zeigevorrichtung zum Auswählen verschiedener Icons und eines Menüs auf der Anzeige. Ein Systemprogramm und Programme zum Erzeugen und Anzeigen des Leistungsindexverteilungs-Bildes sind in dem Festplattenlaufwerk 68 gespeichert und werden in den Hauptspeicher 63 gela den, nachdem die Vorrichtung eingeschaltet worden ist. Sie speichert zudem vorübergehend Daten wie das Leistungsindexverteilungs-Bild.
Die externe Speicherung 69 gibt die erforderlichen Daten als Originalbilddaten durch ein externes Speichermedium 69a ein oder sichert dieselben nach Bedarf auf dem externen Speichermedium 69a. Der Drucker 70 wird beim Ausdrucken des Leistungsindexverteilungs-Bildes und dergleichen verwendet. Die Magnetbandeinheit 71 wird beim Sichern von Programmen und Daten auf ein Magnetband nach Bedarf verwendet. Es ist zu beachten, daß die Vorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Grundaufbau durch Verwenden eines Hochleistungs-Personalcomputers oder eines herkömmlichen Allzweckcomputers konstruiert werden kann.
[Effekt der Erfindung]
Wie vorstehend ausführlich beschrieben, sind das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zum Anzeigen einer Brillenglaslinsenleistung gekennzeichnet durch ein Definieren und Ableiten des Leistungsindex, der die Leistung der Brillenglaslinse in bezug auf alle Objektpunkt innerhalb eines Blickfeldes bei Betrachtung der Außenwelt durch die Brillenglaslinse anzeigt, und durch Anzeigen der Skala des Leistungsindex in dem visuell verständlichen Anzeigemodus. Dadurch wird ermöglicht, daß die Leistung der Brillenglaslinse beim Tragen derselben visuell in der Weise, die dem Zustand der tatsächlichen Verwendung sehr nahe kommt, eingeschätzt werden kann.

Claims

Verfahren zum Anzeigen einer Brillenglaslinsen-Leistung, wobei – ein Leistungsindex definiert und berechnet wird, der die Leistung der Brillenglaslinse in bezug auf alle Objektpunkt innerhalb eines Blickfelds anzeigt, wenn die Außenwelt durch die Brillenglaslinse beobachtet wird, und – eine Skala des Leistungsindex in einem visuell verständlichen Modus angezeigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Definieren und Ableiten eines Leistungsindex, der die Leistung der Brillenglaslinse in bezug auf alle Objektpunkte innerhalb eines Blickfelds anzeigt, wenn die Außenwelt durch die Brillenglaslinse beobachtet wird, und Erzeugen und Anzeigen eines Leistungsindex-Verteilungsbilds, indem eine monochromatische Helligkeit oder ein Satz einer RGB-Grundfarbenhelligkeit, die entsprechend dem Wert des Leistungsindex des Objektpunkts in dem Blickfeld bestimmt wird, einem jeweiligen entsprechenden Pixel eines ursprünglichen Bildes oder eines verzerrten ursprünglichen Bildes verliehen wird, wobei es sich dabei um ein Blickfeld handelt, das durch die Brillenglaslinse gesehen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schritt des Erzeugens des Leistungsindex-Verteilungsbildes folgende Schritte aufweist: einen Originalbild-Erzeugungsschritt zum Erzeugen eines Bildes innerhalb eines spezifischen Bereichs des Blickfeldes, der durch ein Auge mit einem speziellen Drehpunkt betrachtet wird, als ein Originalbild, und zum Berechnen von Abständen von allen jeweils einem Pixel entsprechenden Objektpunkten zu dem Drehpunkt; einen Erzeugungsschritt eines verzerrten Originalbildes zum Ableiten einer Verzerrung des Blickfeldes, wenn dasselbe durch die Brillenglaslinse betrachtet wird, indem ein Strahlverfolgungsverfahren verwendet wird, um ein verzerrtes Originalbild zu erzeugen, bei dem es sich um ein Bild handelt, das diese Verzerrung enthält, und zum Berechnen der Brillenglaslinsen-Paßposition des Strahls, der von dem Objektpunkt, der jeweils einem Pixel des Originalbildes oder des verzerrten Originalbildes entspricht, emittiert wird; einen Brillenglasrahmenpositions-Erhaltungsschritt zum Erzeugen eines Brillenglasrahmenmarkierungs-Bildes, das die Positon des Brillenglasrahmens auf dem Originalbild oder dem verzerrten Originalbild anzeigt, durch Verwendung der Daten der Brillenglaslinsen-Paßposition des Strahls von dem Objektpunkt, der in dem Erzeugungsschritt des verzerrten Originalbilds berechnet wird; einen Leistungsindex-Ableitungsschritt zum Ableiten des Leistungsindex in bezug auf alle Objektpunkte, die jeweils einem Pixel des Originalbildes oder des verzerrten Originalbilds in einem optischen System entsprechen, das die Brillenglaslinse und das Okularmodell aufweist; und ein Abbildungsschritt zum Erzeugen eines Leistungsindexverteilungs-Bildes, indem eine monochromatische Helligkeit oder ein Satz einer RGB-Grundfarbenhelligkeit, die entsprechend dem Wert des Leistungsindex bestimmt wird, der in dem Leistungsindex-Ableitungsschritt abgeleitet wird, einem jeden entsprechenden Pixel des Originalbildes oder dem verzerrten Originalbilds verliehen wird, und zum Kombinieren desselben mit dem Brillenglasrahmenmarkierungs-Bild, das in dem Brillenglasrahmenpositions-Erhaltungsschritt erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schritt des Erzeugens des Leistungsindexverteilungsbildes folgende Schritte aufweist: einen Schritt zum Erzeugen eines Originalbildes zum Erzeugen und Plazieren von virtuellen Objekten, die durch Computergraphik in einem virtuellen 3-D-Raum erstellt werden, zum Plazieren eines Drehpunkts an einer spezifischen Position innerhalb des virtuellen 3-D-Raums, um ein Bild dieser virtuellen Objekte innerhalb eines Blickfeldes zu erzeugen, bei dem es sich um einen Bereich innerhalb einer spezifischen Pyramide handelt, deren Apex an dem Drehpunkt positioniert ist und deren zentrale Achse entlang einer spezifischen Richtung einer Visierlinienrichtung verläuft, als ein Originalbild, und zum Messen von Objektivabständen, bei denen es sich um Abstände von allen Objektpunkten, die jeweils einem Pixel des Originalbildes entsprechen, zu dem Drehpunkt handelt; einen Schritt zum Erzeugen eines verzerrten Originalbildes zum Verfolgen des zentralen Hauptstrahls, bei dem es sich um einen Hauptstrahl handelt, der von dem Objektpunkt an der Mitte des Blickfeldes emittiert wird und durch eine spezifische Position der Brillenglaslinse gelangt, und der zentralen Okulardrehrichtung, bei der es sich um deren Okulardrehrichtung handelt, durch ein Strahlverfolgungsverfahren, wobei ein Strahl, der von einem Objektpunkt emittiert wird, der durch eine bestimmte Position der Brillenglaslinse gelangt und sich in Richtung des Drehpunkts bewegt, als ein Hauptstrahl definiert ist, und wobei die Austrittsrichtung des Hauptstrahls von der hinteren Oberfläche der Brillenglaslinse als die Okulardrehrichtung definiert ist; zum Ableiten von Positionen von allen Objektpunkten, die jeweils einem Pixel des Originalbildes in dem Nach-Linse-Blickfeld entsprechen, dessen zentrale Achse die zentrale Okulardrehrichtung sein soll, als die Okulardrehrichtung zu jedem Objektpunkt durch das Strahlverfolgungsverfahren; zum Erzeugen eines verzerrten Originalbildes, bei dem es sich um ein Bild in dem Nach-Linse-Blickfeld handelt, d. h. ein eine Verzerrung enthaltendes Bild in bezug auf jeden Objektpunkt; zum Berechnen der Brillenglaslinsen-Paßposition des Hauptstrahls in bezug auf jeden Objektpunkt; einen Schritt zum Erhalten einer Brillenglasrahmenposition zum Erzeugen eines Brillenglasrahmenmarkierungs-Bildes, das die Position des Brillenglasrahmens auf dem Originalbild oder dem verzerrten Originalbild anzeigt, durch Verwenden der Daten der Brillenglaslinsen-Paßposition des Hauptstrahls, der in dem Schritt zum Erzeugen des verzerrten Originalbildes verfolgt wird; einen Leistungsindexableitungsschritt zum Einführen eines akkommodationsabhängigen optischen Okularsystems als das Okularmodell und zum Einstellen einer Akkommodationskraft des optischen Okularsystemmodells in bezug auf den Objektpunkt, der jedem Pixel des Originalbildes oder des verzerrten Originalbildes gemäß dem Abstand zum Objektpunkt entspricht, der in dem Schritt zum Erzeugen des Originalbildes berechnet wird, und der Kraft der Brillenglaslinse an der Brillenglaslinsen-Paßposition des Hauptstrahls, der in dem Schritt zum Erzeugen verzerrten Originalbildes verfolgt wird, um den Brillenglaslinsen-Leistungsindex in dem kombinierten optischen System der Brillenglaslinse und des optischen Okularsystems abzuleiten, der gemäß der Okulardrehrichtung in bezug auf den Objektpunkt gedreht wird; und einen Abbildungsschritt zum Erzeugen eines Leistungsindexverteilungs-Bildes, indem eine monochromatische Helligkeit oder ein Satz einer RGB-Grundfarbenhelligkeit, die entsprechend dem Wert des Leistungsindex der Brillenglaslinse bestimmt wird, einem jeden entsprechenden Pixel des Originalbildes oder des verzerrten Originalbildes verliehen wird, und zum Kombinieren desselben mit dem Brillenglasrahmenmarkierungs-Bild in dem Schritt zum Erhalten einer Brillenglasrahmenposition.
Verfahren gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein verbleibender Durchschnittskraftfehler beim Sehen eines jeweiligen Objektpunkts als der Leistungsindex definiert wird.
Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein verbleibender Astigmatismus beim Sehen eines jeweiligen Objektpunktes als der Leistungsindex definiert wird.
Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Deformationsindex, der den Grad der Deformation beim Sehen eines jeweiligen Objektpunkts anzeigt, als der Leistungsindex definiert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei Schritte zum Ableiten einer Form eines kleinen Kreises, der an dem Objektpunkt durch die Brillenglaslinse betrachtet zentriert ist, zum Annähern derselben an eine Ellipse und zum Definieren eines Skalenfaktors oder des Verhältnisses der Haupt- und Nebenachsen der angenäherten Ellipse als der Deformationsindex vorliegen.
Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Klarheitsindex, der den Grad der Unschärfe beim Sehen eines jeden Objektpunkts anzeigt, als der Leistungsindex definiert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei ein Schritt zum Ableiten einer Punktverteilungsfunktion (PSF) auf einer Netzhaut beim Sehen eines jeden Objektpunkts, zum Ableiten einer angenäherten Ellipse, die den Verteilungsbereich einer Punktverteilungsfunktion (PSF) anzeigt, und zum Definieren einer Hälfte einer diagonalen Länge eines umschriebenen Rechtecks der angenäherten Ellipse als der Klarheitsindex vorgesehen sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei Schritte zum Erzeugen und Plazieren von virtuellen Objekten, die durch Computergraphik innerhalb eines virtuellen 3-D-Raums erstellt werden, zum Erzeugen einer Geschichte von Veränderungen der Position des Auges, der Richtung der zentralen Visierlinie, des Linsensystempaßpunktes, der Deformation von virtuellen Objekten und der Verschiebung von virtuellen Objekten in der Weise einer zeitlichen Aufeinanderfolge, zum Erzeugen eines Brillenglaslinsen-Leistungsindex-Verteilungsbildes zu einem jeweiligen Zeitpunkt gemäß dieser Geschichte und zum Überarbeiten eines jeweiligen Brillenglaslinsen-Leistungsindex-Verteilungsbildes vorliegen, um ein Videobild des Brillenglaslinsen-Leistungsindexverteilungsbildes zu erzeugen und anzuzeigen.
Vorrichtung zum Anzeigen der Leistung einer Brillenglaslinse beim Beobachten der Außenwelt durch die Brillenglaslinse, die folgende Merkmale aufweist: Originalbild-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen und Plazieren von virtuellen Objekten, die durch Computergraphik in einem virtuellen 3-D-Raum erstellt werden, und zum Erzeugen eines Bildes eines spezifischen Winkelbereichs des Blickfeldes, in dem die virtuellen Objekte durch ein Auge beobachtet werden, das seinen Drehpunkt (O) an einer spezifischen Position aufweist und eine spezifische Richtung einer zentralen Visierlinie aufweist, als ein Originalbild, und zum Berechnen von Objektivabständen, bei denen es sich um Abstände von allen Objektpunkten, die jeweils einem Pixel des Originalbildes entsprechen, zum Drehpunkt (O) des Auges handelt; Einrichtung zum Erzeugen eines verzerrten Originalbildes zum Verfolgen des mittleren Hauptstrahls, bei dem es sich um einen Hauptstrahl handelt, der von dem Objektpunkt an der Mitte des Blickfeldes emittiert wird und durch eine spezifische Position der Brillenglaslinse (L) gelangt, und der mittleren Okulardrehrichtung, bei der es sich um deren Okulardrehrichtung handelt, durch Strahlverfolgung, wobei ein von einem Objektpunkt emittierter Strahl, der durch eine bestimmte Position der Brillenglaslinse (L) gelangt und sich zum Drehpunkt (O) hinbewegt, als ein Hauptstrahl definiert wird und die Austrittsrichtung des Hauptstrahls von der hinteren Oberfläche der Brillenglaslinse (L) als die Okulardrehrichung definiert ist, und zum Ableiten von Positionen aller Objektpunkte, die jeweils einem Pixel des Originalbildes in einem Nach-Linse-Blickfeld entsprechen, dessen zentrale Achse die zentrale Okulardrehrichtung sein soll, als die Okular drehrichtung in bezug auf jeden Objektpunkt durch die Strahlverfolgung und zum Erzeugen eines verzerrten Originalbildes, bei dem es sich um ein eine Verzerrung enthaltendes Bild in bezug auf jeden Objektpunkt handelt, und zum Berechnen der Brillenglaslinsen-Paßposition des Hauptstrahls in bezug auf jeden Objektpunkt; eine Einrichtung zum Erhalten einer Brillenglasrahmenposition zum Erzeugen eines Brillenglasrahmemarkierungs-Bildes, das die Position des Brillenglasrahmens auf dem Originalbild oder einem verzerrten Originalbild anzeigt, durch Verwenden der Daten der Brillenglaslinsen-Paßposition des Hauptstrahls, der mit der Erzeugung des verzerrten Originalbildes berechnet wird; eine Einrichtung zum Ableiten eines Leistungsindex zum Einführen eines akkommodationsabhängigen optischen Okularsystemmodells als ein Okularmodell und zum Einstellen einer Akkommodationskraft des optischen Okularsystemmodells in bezug auf den Objektpunkt, der einem jeweiligen Pixel des Originalbildes oder des verzerrten Originalbildes gemäß dem Abstand zum Objektpunkt entspricht, der durch die Erzeugung eines Originalbildes und die Kraft der Brillenglaslinse (L) an der Brillenglaslinsen-Paßposition des Hauptstrahls berechnet wird, der durch die Erzeugung des verzerrten Originalbildes verfolgt wird, um den Brillenglaslinsen-Leistungsindex in dem kombinierten optischen System der Brillenglaslinse (L) und des optischen Okularsystemmodells abzuleiten, das gemäß der Okulardrehrichtung in bezug auf den Objektpunkt gedreht wird; und Abbildungseinrichtung zum Erzeugen eines Leistungsindex-Verteilungsbildes, indem eine monochromatische Helligkeit oder ein Satzes einer RGB-Grundfarbenhelligkeit, die entsprechend dem Wert des Leistungsindex der Brillenglaslinse (L) bestimmt wird, einem jeweiligen entsprechenden Pixel des Originalbildes oder des verzerrten Originalbildes verliehen wird, und zum Kombinieren desselben mit dem Brillenglasrahmenmarkierungs-Bild, das durch die Einrichtung zum Erhalten einer Brillenglasrahmenposition erzeugt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Einrichtung zum Erzeugen und Plazieren von virtuellen Objekten, die durch Computergraphik innerhalb eines virtuellen 3-D-Raums erzeugt werden, zum Erzeugen einer Geschichte von Veränderungen der Position eines Auges, der Richtung der zentralen Visierlinie, des Linsensystem-Paßpunkts, der Deformation von virtuellen Objekten und der Verschiebung von virtuellen Objekten in einer Weise einer zeitlichen Aufeinanderfolge, und zum Erzeugen eines Brillenglaslinsen-Leistungsindexverteilungsbildes zu jedem Zeitpunkt gemäß dieser Geschichte und zum Überarbeiten eines jeden Brillenglaslinsen-Leistungsindexverteilungsbildes, um ein Videobild des Brillenglaslinsen-Leistungsindexverteilungsbildes zu erzeugen und anzuzeigen, ausgebildet ist.