DE69635251T2

DE69635251T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Simulation des optischen Systems des menschlichen Auges

Info

Publication number: DE69635251T2
Application number: DE69635251T
Authority: DE
Inventors: Hua Qi
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1995-03-29
Filing date: 1996-03-25
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2016-03-26
Also published as: EP0734683B1; EP0734683A3; AU698887B2; EP0734683A2; CA2172471A1; CA2172471C; AU4829596A; DE69635251D1; US5677750A

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum Simulieren eines optischen Okularsystems, um ein Netzhautbild zu simulieren, welches von einem menschlichen Auge über eine optische Linse erzeugt wird, nach dem Anspruch 1, und betrifft auch ein Verfahren zum Simulieren eines optischen Okularsystems nach dem Anspruch 23.
Optische Linsen umfassen intraokulare Linsen, Brillenglaslinsen, Kontaktlinsen usw., die weit verbreitet für menschliche Augen zur Aufrechterhaltung der normalen Sehfähigkeit verwendet werden. Ein einfacher Weg, um eine optische Linse zu ermitteln, die besonders dafür geeignet ist, um Fehler in der Sichtfähigkeit des menschlichen Auges zu korrigieren, besteht für einen Patienten darin, eine optische Linse zu tragen, um eine subjektive Bewertung der korrigierten Sicht zu erreichen. Andere objektive Verfahren, die nach dem Stand der Technik verfügbar sind, sind in der Praxis weniger nützlich.
Das optische System des menschlichen Auges basiert auf einer Augenhornhaut, einer Linse und einer Netzhaut. Wenn die Linse trübe oder lichtundurchlässig wird, und zwar aufgrund eines Grauen Stars, wird Licht, welches in das Auge eintritt, durch die Linse blockiert, was zu einer reduzierten Sehfähigkeit oder möglicherweise Verlust der Sehfähigkeit führt. Die Behandlung des Verlustes der Sehfähigkeit wird durch eine Operation vorgenommen, um die beeinflußte Linse zu beseitigen und eine künstliche intraokulare Linse (IOL) in das Auge zu implantieren. Da die intraokulare Linse die Fokuslänge selbst nicht einstellen kann, geht der Implantation eine Auswahl einer intraokularen Linse voraus, deren Brennweite oder Fokuslänge in einem entfernten Bereich, einem mittleren Bereich oder einem Nahbereich liegt. Die Sichtfähigkeit, die wiedergewonnen wird, und zwar durch die implantierte intraokulare Linse, kann durch Abschätzen der Größe eines Bildes usw. bewertet werden, und zwar mit Berechnungen basierend auf dem Gullstrand-Augenmodell.
Jedoch ist der Patient nicht fähig, direkt die wiedergewonnene Sehfähigkeit wahrzunehmen oder zu erkennen und ist häufig auch insofern ängstlich, ob die Sehfähigkeit durch die implantierte intraokulare Linse wiedergewonnen wird. Der Augenarzt besitzt keine Einrichtung, um exakte Bewertungen der wiedergewonnenen Sehfähigkeit zu erlangen. Wenn die implantierte intraokulare Linse nicht zufriedenstellend ist, muß erneut eine Operation vorgenommen werden, um die implantierte intraokulare Linse zu entfernen und um eine ander intraokulare Linse zu implantieren. Um die zweite Operation zu vermeiden, müssen sowohl der Patient als auch der Augenarzt über die wiedergewonnene Sehfähigkeit objektiver Bescheid wissen, bevor eine intraokulare Linse implantiert wird.
Brillengläser und Kontaktlinsen, die die Augen besser anpassen, und zwar mit einer reduzierten oder verzerrten Sicht, können ausgewählt werden, wenn Bilder durch die Linse betrachtet werden und bestimmt werden, und zwar nicht nur durch subjektive Bewertungen, die durch eine Prüfperson vorgenommen werden, sondern auch durch objektive Beurteilungen. Wenn der Prüfling ein Kind ist, ist es schwierig, eine korrekte Auswahl eines Brillenglases oder einer Kontaktlinse vorzunehmen, und zwar basierend auf lediglich subjektiven Sehmessungen.
Der Brechungsindex des optischen Materials einer Linse oder ähnlichem hängt von der Wellenlänge des Lichtes ab, welches durch die Linse hindurch verläuft. Der Brechungsindex wird größer, wenn die Wellenlänge des Lichtes, welches durch die Linse hindurch verläuft, kürzer wird. Aufgrund dieser Erscheinung ist die Linse mit einem optischen Defekt behaftet, der auch als chromatische Abberation bezeichnet wird.
Die Brechungsindices von unterschiedlichen optischen Materialien variieren in unterschiedlicher Weise abhängig von der Wellenlänge des Lichtes. Für all die unterschiedlichen optischen Materialien wird der Brechungsindex größer, wenn die Wellenlänge des Lichtes, welches durch die Linse hindurchgeht, kürzer wird. Jedoch ist der Grad, in welchem sich der Brechungsindex von optischem Material zu optischem Mate rial unterscheidet, verschieden. Der Grad, in welchem der Brechungsindex variiert, hängt von der Wellenlänge des Lichtes ab und wird durch die dispersive Leistung wiedergegeben (dispersive power). Im allgemeinen werden die Eigenschaften einer Linse durch die Abbe-Zahl angegeben, welche den reziproken Wert der dispersiven Leistung darstellt.
Je kleiner die Abbe-Zahl ist, desto größer ist der Grad, in welchem der Brechungsindex abhängig von der Wellenlänge des Lichtes variiert. Daher besitzen Brillenglaslinsen, die hergestellt und verkauft werden, eine kleinere chromatische Abberation an ihrem Randbereich bzw. der Randkante, d.h. es entstehen kleinere Farbringe, wenn die Abbe-Zahl, die an diesen angezeigt wird, größer ist. Im allgemeinen wird ein optisches Material für die Verwendung als Brillenglas oder Brillenglaslinse bevorzugt, wenn dessen Abbe-Zahl 40 beträgt oder größer ist. Wenn der Grad eines Brillenglases bzw. einer Linse 1/10 oder mehr von der Abbe-Zahl ist, dann leidet das Brillenglas oder die Brillenglaslinse in signifikanter Weise an einer chromatischen Abberation.
Wenn der Anwender des Brillenglases eine Brillenglaslinse auswählt, ist es für ihn schwierig, eine intuitive Wahrnehmung der tatsächlichen Wirkungen der chromatischen Abberation zu erfahren, und zwar basierend auf lediglich der Abbe-Zahl der Augenglaslinse.
Wenn der Anwender Augengläser trägt, wird ein Bild in dem Sichtfeld durch die Brillengläser in einer hoch begrenzten zentralen Zone fokussiert und nicht in anderen umgebenden Zonen.
Wenn jedoch der Anwender sein Auge schwenkt, ist es möglich, daß ein Bild in einem weiteren Bereich bzw. einer weiteren Zone fokussiert wird. Um daher exakt die optischen Eigenschaften einer Brillenglaslinse zu erkennen, ist es für den Anwender erforderlich, ein Szenenbild in einem weiten Bereich zu betrachten und zu erkennen, der fokussiert durch die Brillenglaslinse durch Schwenken des Auges gesehen werden kann.
Die chromatische Abberation einer Brillenglaslinse wird klarer erkannt, wenn der Anwender sein Auge über einen größeren Winkel schwenkt. Es ist daher für den Anwender wünschenswert, ein Szenenbild zu betrachten, welches Farbringe enthält, die durch die chromatische Abberation verursacht werden, die gesehen werden können, indem das Auge um den Randbereich der Brillenglaslinse geschwenkt wird.
Wenn der Anwender das Auge schwenkt, während er ein Brillenglas trägt, variiert das optische Okularsystem und das Netzhautbild variiert abhängig von dem Winkel in gleicher Weise, durch den das Auge geschwenkt wird. Wenn der Anwender die Art nicht versteht, in welcher das Bild gesehen wird, wenn er das Auge schwenkt, ist der Anwender nicht dazu imstande, vollständig die Eigenschaften der Brillengläser zu verstehen.
Wenn die Brillenglaslinse aus einer Multifokallinse besteht, und wenn der Anwender sein Auge schwenkt, schwankt die An, in welcher ein Bild durch die Brillenglaslinse gesehen wird, ausgeprägt, und der Abstand bis zu einem Objekt hin, der durch das Brillenglas gesehen wird, weicht ab, und zwar mit dem Winkel, über welchen das Auge geschwenkt wird. Wenn der Anwender beispielsweise eine Multifokal-Brillenglaslinse trägt mit einem zentralen Weitsichtabschnitt und einem unteren Nahsichtabschnitt, sieht der Anwender ein entferntes Objekt durch den zentralen Fernsichtabschnitt und sieht ein nahes Objekt durch den unteren Nahsichtabschnitt, nachdem er das Auge nach unten geschwenkt hat.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gerät zum Simulieren eines optischen Okularsystems zu schaffen, um ein Netzhautbild zu simulieren, welches wahrgenommen würde, wenn eine intraokulare Linse implantiert wäre.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Gerät zum Simulieren eines optischen Okularsystems zu schaffen, um ein Netzhautbild zu simulieren, welches Farbringe enthält, die durch eine chromatische Abberation verursacht werden, die wahrgenommen würden, wenn eine solche Brillenglaslinse getragen werden würde.
Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Simulieren eines optischen Okularsystems zu schaffen, um ein Netzhautbild zu simulieren, welches Farbringe enthält, die durch eine chromatische Abberation bewirkt werden, die wahrgenommen würden, wenn eine solche Brillenglaslinse getragen werden würde.
Ein noch anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Gerät und ein Verfahren zum Simulieren eines optische Okularsystems zu schaffen, um ein Bild zu simulieren, welches gesehen werden würde, und zwar in einem weiten Winkelbereich, in dem das Auge geschwenkt wird, wenn eine optische Linse, wie beispielsweise eine Brillenglaslinse getragen werden würde.
Ein noch weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Gerät für und ein Verfahren zum Simulieren eines optischen Okularsystems zu schaffen, um ein Netzhautbild zu simulieren, welches abhängig von einem Winkel wahrgenommen werden würde, über welchen das Auge geschwenkt werden würde.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Gerät wird die oben genannte Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gerätes ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 21.
In Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die oben genannten Ziele durch die Merkmale des Anspruches 22 erreicht.
Um die oben genannten Ziele zu erreichen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Gerät zum Simulieren eines optischen Okularsystems geschaffen, um ein Netzhautbild zu simulieren, welches durch ein menschliches Auge durch eine optische Linse erzeugt wird, mit einer die Punktausbreitungsfunktion berechnenden Rechen einrichtung zum Berechnen einer Punktausbreitungsfunktion basierend auf optischen Systemdaten, welche Daten eines Lichtquellen-Anzeigebildschirmes enthalten, der in einer gegebenen Position angeordnet ist, Daten der optischen Linse und Daten des menschlichen Auges enthalten, welches eine Hornhaut, eine Pupille und eine Netzhaut enthält, und mit einer Netzhautbild-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Netzhautbildes basierend auf den Bilddaten, die in einer gegebenen Position angeordnet sind, und anhand der Punktausbreitungsfunktion.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch ein Gerät zum Simulieren eines optischen Okularsystems geschaffen, um ein Netzhautbild zu simulieren, welches durch ein menschliches Auge über eine optische Linse erzeugt wird, mit einer Punktausbreitungsfunktion-Berechnungseinrichtung zum Berechnen von Punktausbreitungsfunktionen in Bezug auf eine Vielzahl von Wellenlängen basierend auf optischen Systemdaten, welche Daten eines Lichtquellen-Anzeigebildschirms enthalten, der in einer gegebenen Position angeordnet ist, optische Systemdaten der optischen Linse und des menschlichen Auges in Bezug auf die Wellenlängen enthält, und mit einer Netzhautbild-Berechnungseinrichtung zum Berechnen von monochromatischen Netzhautbildern in Bezug auf die Wellenlängen basierend auf originalen Bilddaten und den Punktausbreitungsfunktionen in Bezug auf die Wellenlängen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch ein Verfahren zum Simulieren eines optischen Okularsystems geschaffen, um ein Netzhautbild zu simulieren, welches durch ein menschliches Auge über eine optische Linse erzeugt wird, umfassend die Schritte gemäß Aufteilen von Original-Bilddaten, die in einer gegebenen Position angeordnet sind, in monochromatische Bilddaten in Bezug auf eine Vielzahl von Wellenlängen, Berechnen von Punktausbreitungsfunktionen in Bezug auf die Wellenlängen basierend auf optischen Systemdaten, welche Daten eines Lichtquellen-Anzeigebildschirms enthalten, der in einer gegebenen Position angeordnet ist, und optische Systemdaten der optischen Linse und des menschlichen Auges in Bezug auf die Wellenlängen enthalten, Berechnen von monochromatischen Netzhautbildern in Bezug auf die Wellenlängen, basierend auf den monochromatischen Bilddaten und den Punktausbreitungsfunktionen in Bezug auf die Wellenlängen, und Kombinieren oder Verbinden der monochromatischen Netzhautbilder in Bezug auf die Wellenlängen in ein Netzhautbild.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner ein Gerät zum Simulieren eines optischen Okularsystems geschaffen, um ein Netzhautbild zu simulieren, welches durch ein menschliches Auge durch eine optische Linse erzeugt wird, mit einer Punktausbreitungsfunktion-Berechnungseinrichtung zum Berechnen von Punktausbreitungsfunktionen in Bezug auf eine Vielzahl von Sichtpunkten auf einem Lichtquellen-Anzeigebildschirm, der in einer gegebenen Position angeordnet ist, basierend auf optischen Systemdaten der optischen Linse und des menschlichen Auges, wenn das menschliche Auge geschwenkt wird, um ein Bild der Sichtpunkte auf einer Netzhaut des menschlichen Auges zu fokussieren, und mit einer Szenenbild-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Szenenbildes in einem Bereich, der gesehen werden kann, wenn das menschliche Auge geschwenkt wird, basierend auf Bilddaten und den Punktausbreitungsfunktionen in Bezug auf die Sichtpunkte.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch ein Gerät zum Simulieren eines optischen Okularsystems geschaffen, um ein Netzhautbild zu simulieren, welches durch ein menschliches Auge durch eine optische Linse erzeugt wird, mit einer Punktausbreitungsfunktion-Berechnungseinrichtung zum Berechnen von Punktausbreitungsfunktionen, basierend auf Schwenkzustand-optischen Systemdaten, welche Daten des Lichtquellen-Anzeigebildschirms enthalten, der so positioniert ist, um das durch die optische Linse eintretende Licht auf einer Netzhaut des menschlichen Auges zu fokussieren, Daten der optischen Linse enthält, die in einem Pfad der Ausbreitung des Lichtes von dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm angeordnet ist, und Daten des menschlichen Auges enthält, wenn das menschliche Auge über einen optionalen Winkel geschwenkt wird, und mit einer Netzhautbild-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Netzhautbildes, welches durch die Bilddaten erzeugt wird, die durch den Lichtquellen-Anzeigebildschirm und die Punktausbreitungsfunktionen dargestellt werden. Die Erfindung ergibt sich aus den anhängenden unabhängigen Ansprüchen 1 und 22.
Es werden nun bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand eines Beispiels unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen zeigen:
1 ein Blockdiagramm, welches die Prinzipien eines Gerätes zum Simulieren eines optischen Okularsystems gemäß der vorliegenden Erfindung wiedergibt;
2 ein schematisches Diagramm eines optischen Okularsystems mit einer Intraokularlinse;
3 ein schematisches Diagramm, welches die Prinzipien der Lichtstrahlverläufe wiedergibt;
4 ein Blockdiagramm, welches die Prinzipien eines Gerätes zum Simulieren eines optischen Okularsystems darstellt, mit einer Einrichtung zum Verarbeiten von Daten abhängig von einer chromatischen Abberation;
5 ein schematisches Diagramm eines optischen Okularsystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 ein Blockdiagramm eines Gerätes zum Simulieren eines optischen Okularsystems gemäß der ersten Ausführungsform;
7 ein schematisches Diagramm eines optischen Okularsystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 eine Ansicht von Randolt-Ringen, die als ein Bild verwendet werden;
9 eine Ansicht eines monochromatischen Netzhautbildes, welches aus F-Linienmonochromatischen Bilddaten erzeugt wird;
10 eine Ansicht eines Netzhautbildes, zusammengesetzt aus kombinierten monochromatischen Netzhautbildern;
11 ein Blockdiagramm, welches die Prinzipien eines Gerätes zum Simulieren eines optischen Okularsystems darstellt, mit einer Einrichtung zum Verarbeiten von Daten, abhängig von der Schwenkung eines menschlichen Auges;
12 eine Ansicht eines Lichtquellen-Anzeigebildschirms;
13 eine Ansicht eines menschlichen Auges;
14(A), 14(B) und 14(C) Diagramme, welche die Art veranschaulichen, in welcher ein optisches Okularsystem variiert, wenn man den Lichtquellen-Anzeigebildschirm betrachtet;
15 ein Blockdiagramm, welches die Prinzipien eines Gerätes zum Simulieren eines optischen Okularsystems zeigt, mit einer Einrichtung zum Verarbeiten von Daten, abhängig von der chromatischen Abberation und der Schwenkung eines menschlichen Auges;
16 ein Blockdiagramm, welches die Prinzipien eines Gerätes zum Simulieren eines optischen Okularsystems darstellt, mit einer Einrichtung zum Verarbeiten von Daten, abhängig von dem Winkel, über welchen ein menschliches Auge geschwenkt wird;
17(A) ein schematisches Diagramm, welches die Positionsbeziehung zwischen einem menschlichen Auge und einem Lichtquellen-Anzeigebildschirm wiedergibt, wenn das menschliche Auge nicht geschwenkt ist;
17(B) ein schematisches Diagramm, welches die Positionsbeziehung zwischen einem menschlichen Auge und einem Lichtquellen-Anzeigebildschirm wiedergibt, wenn das menschliche Auge nach unten geschwenkt wird;
18 ein Blockdiagramm, welches die Prinzipien eines anderen Gerätes zum Simulieren eines optischen Okularsystems veranschaulicht, mit einer Einrichtung zum Verarbeiten von Daten, abhängig von dem Winkel, über den ein menschliches Auge geschwenkt wird;
19 ein schematisches Diagramm eines optischen Okularsystems zum Ableiten von optischen Bezugs-Systemdaten;
20 ein schematisches Diagramm eines optischen Okularsystems, welches geschwenkt oder gedreht worden ist;
21 eine Ansicht eines Netzhautbildes, wenn das menschliche Auge um 15° geschwenkt wurde;
22 eine Ansicht eines Netzhautbildes, wenn das menschliche Auge um 30° geschwenkt wurde; und
23 ein Blockdiagramm einer Hardware-Anordung einer Work Station zum Implementieren des Gerätes zum Simulieren eines optischen Okularsystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden gemäß der Darstellung in 1 optische Systemdaten 10 eines optischen Okularsystems, welches eine Hornhaut, eine Pupille, eine intraokulare Linse, eine Netzhaut etc. enthält, bestimmt. Die optischen Systemdaten der intraokularen Linse sind bestimmt, abhängig von der verwendeten intraokularen Linse. Die optischen Systemdaten einer Hornhaut, einer Pupille, einer Netzhaut etc. sind bestimmt, und zwar unter Verwendung des Gullstrand-Augen modells. Ferner können meßbare Daten direkt von dem Anwender erhalten oder gemessen werden, für welchen das Gerät zum Simulieren eines optischen Okularsystems verwendet wird.
Basierend auf den optischen Systemdaten 10 bestimmt eine PSF (Punktausbreitungsfunktion)-Berechnungseinrichtung 1 eine PSF 2. Eine PSF ist eine Funktion, welche eine Verteilung auf einer Bildebene des Lichtes wiedergibt, welches von einem bestimmten Punkt emittiert wird. Die PSF wird an späterer Stelle noch in Einzelheiten beschrieben.
Die Netzhautbild-Berechnungseinrichtung 4 bewirkt eine Faltungsintegration von Bilddaten 3 mit der PSF 2, wobei Netzhaut-Bilddaten 5 bestimmt werden. Die Bilddaten 3 umfassen digitale Bilddaten einer Sichtmarkierung, wie beispielsweise Randolt-Ringen oder ähnlichem. Die Netzhaut-Bilddaten 5 werden in Anzeigedaten durch die Anzeigesteuereinrichtung 6 umgewandelt, welche ein Netzhautbild an einer Anzeigeeinheit 7 basierend auf den Anzeigedaten darstellt. Das Netzhautbild, welches an der Anzeigeeinheit 7 dargestellt wird, umfaßt ein Bild, welches tatsächlich auf der Netzhaut eines menschlichen Auges ausgebildet werden würde, und liefert somit eine exakte objektive Anzeige, wie das Bild gesehen wird. Das dargestellte Netzhautbild ist verwischt, und zwar verglichen mit der Sichtmarkierung, die durch die Bilddaten 3 wiedergegeben wird.
2 zeigt ein optisches Okularsystem mit einer intraokularen Linse. Wie in 2 gezeigt ist, umfaßt das optische Okularsysten eine Hornhaut 11, eine Pupille 12, eine intraokulare Linse 13 und eine Netzhaut 14. Die Hornhaut 11 besitzt eine Außenfläche S1 und eine Innenfläche S2. Die Pupille 12 besitzt eine Pupillenfläche S3. Die intraokulare Linse 13 besitzt eine konvexe Fläche S4 und eine ebene Fläche S5. Die Netzhaut 14 besitzt eine Netzhautfläche S6. Die optischen Systemdaten des optischen Okularsystems, welches in 2 gezeigt ist, enthalten Krümmungsradien der Oberflächen S1 bis S6, Fläche-zu-Fläche-Abstände von einer Fläche zur anderen, effektive Radien und Brechungsindices.
Eine PSF wird mit Hilfe der optischen Systemdaten des optischen Okularsystems ermittelt, welches in 2 gezeigt ist. Eine PSF ist eine Funktion, welche eine Verteilung auf einer Bildebene von Licht wiedergibt, welches von einem Punkt an einem bestimmten Objekt emittiert wird, und kann dadurch ermittelt werden, indem man n Lichtstrahlen zeichnet oder zieht, die sich von dem Punkt zu der Bildebene hin erstrecken, und zwar in jeweiligen Richtungen und in gleichmäßigen Intervallen beabstandet, und indem man die Dichte der Lichtstrahlen bestimmt, welche die Bildebene kreuzen. Im allgemeinen wird die PSF anhand der Fokussierungstheorie der geometrischen Optik bestimmt. Es muß jedoch die Fokussierungstheorie der Wellenoptik an optischen Systemen mit kleinen Abberationen und optischen Systemen, die ein Defraktionselement enthalten, angewendet werden, und die PSF wird mit Hilfe eines Fresnel-Integrals in solchen optischen Systemen bestimmt.
Die Prinzipien der Lichtstrahl-Spurauftragung werden nun weiter unten beschrieben. Wenn die Richtungs-Cosinuswerte von einfallenden Lichtstrahlen, die auf eine bestimmte Brechungsfläche auftreffen (z.B. auf die Oberfläche S1, S2 ... in 2) und die Schnittpunkte zwischen den einfallenden Strahlenunterbrechungs- oder Beugungsfläche gegeben sind, können Vektoren von Normalen bestimmt werden und es können Richtungs-Cosinuswerte von austretenden Lichtstrahlen mit Hilfe des Snell'schen Gesetzes abgeleitet werden, so daß die Austrittslichtstrahlen bestimmt oder festgelegt werden. Die Austrittslichtstrahlen sind Einfallslichtstrahlen, die auf die nächste Brechungsoberfläche auftreffen. Dieser Prozeß wird so lange wiederholt, bis die Schnittpunkte zwischen den Lichtstrahlen und der endgültigen Fläche oder Oberfläche (Bildebene, z.B. die Netzhautoberfläche S6 der Netzhaut 14 in 2) bestimmt worden sind, woraufhin die Lichtstrahl-Spuraufzeichung oder -Spurverfolgung vervollständigt ist.
Ein spezifischer Prozeß zum Bestimmen von Austrittslichtstrahlen in Bezug auf einfallende Lichtstrahlen wird nun weiter unten beschrieben. 3 zeigt die Prinzipien der Lichtstrahl-Spurverfolgung oder -Spuraufzeichung. Ein Lichtstrahl Q_k wird von einer Fläche k zu einer Fläche (k+1) nach rechts hin gelenkt, wird durch die Fläche (k+1) in einen Lichtstrahl Q_k+1 gebeugt. Es werden Vektorbeziehungen gemäß den folgenden Gleichungen (1) bei der in 3 gezeigten geometrischen Konfiguration und auf der Grundlage des Beugungs- oder Brechungsgesetzes, d.h. des Snell'schen Gesetzes befriedigt:
worin bedeuten:

sr: _k: Krümmungsradius der Fläche k, der positiv ist, wenn die Krümmung auf der rechten Seite der Fläche vorhanden ist;
c: _k = 1/r_k: Krümmung der Fläche k;
t: _k: Abstand zwischen den Scheitelpunkten der Fläche k und der Fläche k+1
v: _k: das Verhältnis des Brechungsindex eines Mediums auf der linken Seite der Fläche k zu dem Brechungsindex eines Mediums auf der rechten Seite der Fläche k (v_k = N_k/N_k+1);
Q: _k: Einheitsvektor (X_K, Y_K, Z_K) (Richtungscosinus), welcher die Richtung des Lichtstrahls in dem Medium auf der rechten Seite der Fläche k anzeigt;
T: _k: Vektor (x_K, y_K, z_K), der von einem Scheitelwert der Fläche k zu einem Punkt darauf verläuft, auf den das Einfallslicht bzw. der Einfallslichtstrahl auftrifft;
E: _k: der Einheitsvektor, der zum Zentrum der Krümmung an dem Punkt darauf gerichtet verläuft, an welchem der Einfallslichtstrahl auftrifft;
M: _k+1: Vektor (M_k+1,x,M_k+1,y,M_k+1,z), der sich von dem Scheitelpunkt der Fläche k+1 senkrecht zu dem Einheitsvektor Q_k erstreckt;
ξ_k+1:: Cosinus des Einfallswinkels an der Fläche k+1; und
ξ': _k+1: Cosinus des Brechungswinkels an der Fläche k+1.

Aus den Gleichungen (1) werden Übertragungs- oder Überführungsgleichungen entsprechend dem Medium auf der linken Seite zur rechten Seite der Fläche k+1 und die Brechung an der Fläche k+1 abgeleitet. Spezifischer ausgedrückt, wenn Q_k (X_k, Y_k, Z_k) und E_k (x_k, y_k, z_k) gegeben sind, kann Ek+1 (x_k+1, y_k+1, z_k+1) der Fläche k+1 gemäß den folgenden Gleichungen (2) abgeleitet werden:
Wenn E_k+1 (x_k+1, y_k+1, z_k+1) bestimmt worden ist, kann die Richtung Q_k+1 (x_k+1, y_k+1, z_k+1) eines gebeugten Lichtstrahls, d.h. eines Austrittslichtstrahls, der die Fläche k+1 verläßt, gemäß der folgenden Formeln (3) bestimmt werden:
Auf diese Weise wird der Lichtstrahl übertragen und wird durch sukzessive Flächen des optischen Okularsystems gebrochen oder gebeugt, wobei Koordinaten bestimmt werden, wo der Lichtstrahl die letzte Bildebene kreuzt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird entsprechend den obigen Darlegungen das Netzhautbild anhand von Daten eines optischen Okularsystems simuliert, welches eine optische Linse enthält, wie beispielsweise eine intraokulare Linse oder ähnliches. Es läßt sich daher die wiedergewonnene Sehfähigkeit eines Patienten, die durch eine Implantation einer intraokularen Linse erreicht werden würde, in einfacher Weise abschätzen, ohne tatsächlich die intraokulare Linse an dem Patienten implantiert zu haben.
Da ein Netzhautbild bestimmt werden kann, kann die Sichtfähigkeit oder Sehfähigkeit objektiv ermittelt werden, und es ergibt sich die Möglichkeit der Auswahl einer geeigneteren intraokularen Linse.
4 zeigt in Blockschaltform die Prinzipien eines Gerätes für die Simulation eines optischen Okularsystems, mit einer Einrichtung zum Verarbeiten von Daten, abhängig von einer chromatischen Abberation.
Wie in 4 gezeigt ist, werden originale Bilddaten 101, die simuliert werden sollen, welche eine Sichtmarke repräsentieren, einer Bildaufteileinrichtung 102 zugeführt. Die Bildaufteileinrichtung 102 teilt die zugeführten originalen Bilddaten 101 spektralmäßig in eine Vielzahl von monochromatischen Bilddaten 103a ~ 103c der jeweiligen Wellenlängen auf. Alle der monochromatischen Bilddaten 103a ~ 103c sind Bilddaten, die erzeugt werden, wenn lediglich das Spektrum einer bestimmten Wellenlänge aus den ursprünglichen Bilddaten 101 extrahiert wird. Spezifischer ausgedrückt werden die ursprünglichen Bilddaten 101 in eine Vielzahl von Bilddaten in Form von jeweiligen Spektralkomponenten bei allen vorbestimmten Wellenlängen aufgeteilt und solche Bilddaten werden dann als monochromatische Bilddaten 103a ~ 103c der vorbestimmten Wellenlängen erzeugt. Die vorbestimmten Wellenlängen können in einer gewünschten Weise erstellt werden und können beispielsweise aus Wellenlängen bestehen, die in einem Intervall nm in dem Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtes beabstandet sind.
Wenn die Original-Bilddaten 101 aus Einzelfarben-Daten bestehen, wie beispielsweise aus Schwarz-undWeiß-Bilddaten, dann sind die Bilder, die aus den jeweiligen Spektralkomponenten der Original-Bilddaten 101 erhalten werden, in der Gestalt untereinander identisch. In diesem Fall brauchen die Original-Bilddaten 101 nicht spektral aufgeteilt zu werden, sondern können direkt als monochromatische Bilddaten 103a 103c der vorbestimmten Wellenlängen betrachtet werden. Daher kann auf die Bildaufteileinrichtung 102 verzichtet werden. Gemäß dieser Ausführungsform wird jedoch angenommen, daß die Original-Bilddaten 101 für die Simulation spektral aufgeteilt werden.
Das Simulationsgerät besitzt eine Vielzahl von Netzhautbildgeneratoren 110a 110c zum Verarbeiten der jeweiligen monochromatischen Bilddaten 103a ~ 103c. Der Netzhautbildgenerator 110a zum Verarbeiten der monochromatischen Bilddaten 103a enthält optische Systemdaten 114, welche Daten eines Lichtquellen-Anzeigebildschirms enthalten, um ein Bild, welches simuliert werden soll, darzustellen, enthält Daten einer optischen Linse und Daten eines menschlichen Auges inclusive einer Hornhaut, Pupille, einer Linse und einer Netzhaut. Die optischen Daten des menschlichen Auges werden grundsätzlich unter Verwendung des Gullstrand-Augenmodells bestimmt, wobei die Okulare Achsenlänge abhängig von der Sehkraft des Anwenders der optischen Linse abgeleitet wird. Der Brechungsindex des optischen Okularsystems ist ein Brechungsindex in Bezug auf die Wellenlänge der monochromatischen Bilddaten 103a. Auf diese Weise werden die optischen Systemdaten 114 in Bezug auf das Licht mit einer Wellenlänge generiert, welches in ein menschliches Auge mit einer bestimmten Sehkraft eintritt. Meßbare Daten können direkt am Anwender gemessen werden, für welchen das Gerät zum Simulieren eines optischen Okularsystems verwendet wird.
Der Netzhautbildgenerator 110a besitzt auch eine PSF-Berechnungseinrichtung 113 zum Ermitteln einer PSF 112 basierend auf den optischen Systemdaten 114. Die PSF 112 ist eine Funktion, welche eine Verteilung des von einem bestimmten Punkt emittierten Lichtes auf einer Bildebene repräsentiert. Der Netzhaut bildgenerator 110a enthält ferner eine Netzhautbild-Berechnungseinrichtung 111 zum Bewirken einer Faltungsintegration an den monochromatischen Bilddaten 103a mit der PSF 112, wobei monochromatische Netzhautbilddaten 104a abgeleitet werden. Ein Netzhautbild, welches durch die monochromatischen Netzhautbilddaten 104a repräsentiert wird, ist verwischt, und zwar verglichen mit der Sichtmarkte.
In ähnlicher Weise verarbeiten die Netzhautbildgeneratoren 110b, 110c die monochromatischen Bilddaten 103b, 103c, um monochromatische Netzhautbilddaten 104b bzw. 104c zu erzeugen.
Das Simulationsgerät enthält ferner eine Netzhautbild-Verbindungseinrichtung 104, um die erzeugten monochromatischen Netzhautbilddaten 104a ~ 104c in Netzhautbilddaten 106 zu verbinden. Da die monochromatischen Netzhautbilddaten 104a ~ 104c jeweils unterschiedliche Wellenlängen aufweisen, repräsentieren die Netzhautbilddaten 106 ein Netzhautbild, welches Bildkomponenten enthält, die an unterschiedlichen Positionen aufgrund der chromatischen Abberation dargestellt werden. Die Netzhautbilddaten 106 werden auch der Anzeigesteuereinrichtung 107 zugeführt, die dann ein Netzhautbild basierend auf den zugeführten Netzhautbilddaten 106 an dem Anzeigebildschirm einer Anzeigeeinheit 108 darstellt. Das an der Anzeigeeinheit 108 dargestellte Netzhautbild enthält Bildkomponenten, die aufgrund der chromatischen Abberation erzeugt werden, und liefern damit eine exakte objektive Anzeige, wie die Sichtmarke gesehen wird.
Es wird nun im Folgenden mehr in Einzelheiten ein Simulationsprozeß beschrieben, der durch das Simulationsgerät, welches in 4 gezeigt ist, ausgeführt wird.
Es werden originale Farbbilddaten einer Sichtmarke erzeugt, die zum Zwecke der Simulation dargestellt werden sollen, und es werden optische Systemdaten für die Simulation erstellt. Bei dem weiter unten gegebenen Beispiel werden die ursprünglichen Farbbilddaten in monochromatische Bilddaten von drei Spektrallinien, d.h. einer F-Linie, einer d-Linie und einer C-Linie zum Zwecke der Simulation aufgeteilt.
Die Abbe-Zahl ν_d in Bezug auf die d-Linie wird gemäß der folgenden Gleichung (4) definiert:
worin n_d der Brechungsindex eines Mediums in Bezug auf die d-Linie (589 nm), n_F der Brechungsindex eines Mediums in Bezug auf die F-Linie (486 nm) und n_c der Brechungsindex eines Mediums in Bezug auf die C-Linie (656 nm) bedeuten.
5 zeigt ein optisches Okularsystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das optische Okularsystem, welches in 5 gezeigt ist, enthält Brillengläser zum Korrigieren der Sicht eines Anwenders. Ein Lichtstrahl 36, der von einem Lichtquellen-Anzeigebildschirm 20 emittiert wird, der originale Bilddaten darstellt, verläuft durch eine Brillenglaslinse 21 und betritt ein menschliches Auge 30. Das menschliche Auge 30 liegt dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm 20 direkt gegenüber und besitzt eine Hornhaut 31 an seiner Front. Das menschliche Auge 30 besitzt eine Pupille 32, die hinter der Hornhaut 31 positioniert ist, um die Menge des Lichtes einzuschränken, die in das menschliche Auge 30 eintritt, eine Linse 33, die hinter der Pupille 32 positioniert ist, einen gläsernen Flüssigkeitskörper 34, welcher hinter der Linse 33 positioniert ist, und eine Netzhaut 35, die hinter dem gläsernen Flüssigkeitskörper (vitreous humor) 34 positioniert ist. Der Mensch könnte das Licht erfassen, welches in das menschliche Auge 30 eingetreten ist und könnte ein Bild erkennen, welches durch das Licht erzeugt wird, und zwar mit Hilfe der Netzhaut 35.
Basierend auf dem optischen Okularsystem, welches in 5 gezeigt ist, werden optische Systemdaten in Bezug auf vorbestimmte Lichtwellenlängen generiert, die das menschliche Auge 30 betreten. Zuerst wird der Abstand bis hin zu dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm 20 ermittelt. Dieser Abstand wird angenommenermaßen als unendlich weit betrachtet, und daher betreten parallele Lichstrahlen von dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm 20 die Brillenglaslinse 21.
Die Brillenglaslinse 21 besteht aus einer Linse mit einem Grad, der von der Sehkraft des Anwenders der Brillenglaslinse 21 abhängt. Die Abbe-Zahl der Brillenglaslinse 21 wird bestimmt, wenn das Material der Brillenglaslinse 21 spezifiziert wurde. Die Brillenglaslinse 21 besitzt eine konvexe Frontfläche und eine konkave rückwärtige Fläche. Die Krümmungsradien dieser konvexen Frontfläche und konkaven hinteren Fläche der Brillenglaslinse 21 und die Dicke der Brillenglaslinse 21 sind gleich den entsprechenden Designwerten einer Linse, die simuliert werden soll. Ein Abstand von der Brillenglaslinse 21 bis hin zur Hornhaut 31 wird erstellt.
Es werden optische Daten in Bezug auf das menschliche Auge 30 unter Verwendung des Gullstrand'schen Augenmodells erzeugt. Da jedoch das optische Okularsystem für sichtkorrigierte Brillengläser simuliert wird, muß das menschliche Auge 30 weitsichtig sein oder nahsichtig sein. Daher wird lediglich die Okular-Achsenlänge des menschlichen Auges 30 oder die Krümmung der konvexen Fläche der Hornhaut 31 auf einen Wert eingestellt, der von der Sehkraft des Anwenders abhängig ist. Die Abbe-Zahl des optischen Systems des menschlichen Auges 30 ist unendlich. Auf diese Weise werden optische Systemdaten in Bezug auf das menschliche Auge 30 mit irgendeiner optionalen Sehkraft in Bezug auf vorbestimmte Wellenlängen des Lichtes erzeugt.
Nachdem die ursprünglichen Bilddaten und die optischen Systemdaten in der oben beschriebenen Weise erzeugt worden sind, wird das optische Okularsystem auf der Grundlage der generierten Daten simuliert.
6 zeigt in Blockform ein Gerät zum Simulieren eines optischen Okularsystems gemäß der ersten Ausführungsform. Wie in 6 gezeigt ist, besitzt das Simulationsgerät eine Bildaufteil-Einrichtung 202 zum Aufteilen der ursprünglichen Bilddaten 201 in monochromatische Bilddaten 203a ~ 203c der drei Farben, d.h. der C-Linie (rot), der d-Linie (gelb) und der F-Linie (blau). Die monochromatischen d-Linie-Bilddaten sind tatsächlich gelbe Bilddaten, werden jedoch als grüne Bilddaten gehandhabt.
Das Simulationsgerät besitzt auch Netzhautbild-Generatoren 210a ~ 210c, in welchen jeweilige PSF-Berechnungseinrichtungen die PSFs für die jeweiligen Wellenlängen basierend auf den optischen Systemdaten berechnen, die in Bezug auf die C-Linie bzw. die d-Linie bzw. die F-Linie generiert worden sind. Die Netzhautbild-Generatoren 210a ~ 210c besitzen jeweilige Netzhautbild-Berechnungseinrichtungen, zur Durchführung einer Faltungsintegration an den monochromatischen Bilddaten 203a 203c mit den entsprechenden PSFs, um monochromatische Netzhautbilddaten 204a 204c in Bezug auf die jeweiligen Wellenlängen zu erzeugen. Wenn angenommen wird, daß eine Lichtintensitätsverteilung eines idealen Bildes an der Bildebene wiedergegeben wird durch f (y,z) und eine PSF an einem Punkt (y, z) durch p (x, y, u, v) wiedergegeben wird, läßt sich die Lichtintensität an dem Punkt (y, z) auf der Netzhaut 35 durch die folgende Gleichung (5) ausdrücken:
worin p (u, v, u – y, v – z) ein Wert der PSF an einem Punkt ist, der von einem Punkt (u, v) um (u – y, v – z) beabstandet ist und worin a ein Radius der Ausbreitung der PSF ist. Wenn die Lichtintensitäten an allen Punkten auf der Netzhaut 35 entsprechend der Gleichung (5) bestimmt worden sind, werden die monochromatischen Netzhautbilddaten 204a ~ 204c in Bezug auf die jeweiligen Wellenlängen erzeugt. Die Netzhautbilder, die basierend auf den monochromatischen Netzhautbilddaten 204a ~ 204c dargestellt werden, haben ihre Koordinatenpositionen zueinander verschoben, was sich aufgrund der chromatischen Abberation ergibt.
Die monochromatischen Bilddaten 204a ~ 204c, die auf diese Weise erzeugt wurden, werden in Netzhautbilddaten 206 mit Hilfe der Netzhautbild-Verbindungseinrichtung 205 verbunden. Die Netzhautbilddaten 206 werden der Anzeigesteuereinrichtung 207 zugeführt, die dann ein Netzhautbild basierend auf den zugeführten Netzhautbilddaten 206 an den Anzeigebildschirm einer Anzeigeeinheit 208 darstellt. Da das Netzhautbild, welches an der Anzeigeeinheit 208 dargestellt wird, Bildkomponenten enthält, die aufgrund der chromatischen Abberation erzeugt werden, können die Wir kungen der chromatischen Abberation auf das Bild, welches auf der Netzhaut gebildet wird, und zwar durch die Lichtstrahlen, die durch das optische Okularsystem hindurch verlaufen sind, an dem Anzeigebildschirm der Anzeigeeinheit 208 simuliert werden.
Bei der oben erläuterten ersten Ausführungsform liegt das menschliche Auge direkt dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm gegenüber, d.h. das Licht von dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm verläuft durch die zentrale Zone der Brillenglaslinse in das menschliche Auge hinein. Es ist jedoch möglich, ein optisches Okularsystem zu simulieren, wenn das menschliche Auge geschwenkt oder gedreht wird. Wenn das menschliche Auge gedreht wird, wird Licht, welches von dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm emittiert wird, auf den Randbereich der Brillenglaslinse in einem bestimmten Winkel auftreffen, wodurch die chromatische Abberation der Brillenglaslinse verursacht wird, die eine große Wirkung auf das dort hindurch verlaufende Licht hat. Eine spezifische Simulation eines optischen Okularsystems in Verbindung mit einem menschlichen Auge, welches geschwenkt oder gedreht wird, wird nun weiter unten beschrieben.
7 zeigt ein optisches Okularsystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dem in 7 gezeigten optischen Okularsystem wird das menschliche Auge aus seiner vorwärtsblickenden Position geschwenkt oder gedreht.
In 7 erstreckt sich eine geradlinige Bezugsachse 37 durch das Zentrum einer Brillenglaslinse 21a und das Zentrum O, um welches ein menschliches Auge 30a gedreht wird. Ein Lichtquellen-Anzeigebildschirm 20a ist unter der Bezugsachse 37 positioniert. Ein Lichtstrahl 36a, welcher von dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm 20a emittiert wird, verläuft durch die Brillenglaslinse 21a, und zwar in schräger Weise, und betritt das menschliche Auge 30a. Das menschliche Auge 30a betrachtet direkt den Lichtquellen-Anzeigebildschirm 20a und besitzt eine Hornhaut 31a an seiner Front. Das menschliche Auge 30a besitzt eine Pupille 32a, die hinter der Hornhaut 31a positioniert ist, um die Lichtmenge einzuschränken, die das menschliche Auge 30a betritt, enthält eine Linse 33a, welche hinterhalb der Pupille 32a positioniert ist, einen gläsernen Flüssigkeitskörper 34a, der hinter der Linse 33a positioniert ist, und eine Netzhaut 35a, welche hinter dem gläsernen Flüssigkeitskörper 34a positioniert ist.
Das in 7 gezeigte optische Okularsystem besitzt vielfältige Flächen, welche dessen Komponenten zugeordnet sind, die oben angesprochen wurden. Spezifischer ausgedrückt besitzt die Brillenglaslinse 21a eine Frontfläche S1 und eine rückwärtige Fläche S2. Die Hornhaut 31a besitzt eine Frontfläche S3 und eine rückwärtige Fläche S4. Die Pupille 32a besitzt eine Pupillenfläche S5. Die Linse 33a besitzt eine erste Frontfläche S6, eine erste rückwärtige Fläche S7, eine zweite Frontfläche S8 und eine zweite rückwärtige Fläche S9. Die Netzhaut 35a besitzt eine Netzhautfläche S10. Diese Flächen S1 ~ S10 haben vielfältige Daten, die in der weiter unten gezeigten Tabelle 1 beschrieben sind. Tabelle 1
In der oben angegebenen Tabelle 1 sind die Krümmungsradien, die effektiven Radien, die Dicken und die Dicken-Zwischensummen in [mm] ausgedrückt. Die Abbezahl der Brillenglaslinse beträgt ν_d = 32.
Die Richtung, in welcher sich das Licht von dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm 20a ausbreitet, ist winkelmäßig von der Bezugsachse 37 um einen Winkel θ von 30° beabstandet. Da das Licht von dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm 20a durch die Brillenlinse 21a gebrochen wird, wird das menschliche Auge 30a um einen Winkel α von 27,7° gedreht.
Die originalen Bilddaten, die dazu verwendet werden, um das optische Okularsystem zu simulieren, welches in 7 gezeigt ist, werden anhand eines Bildes einer sichtbaren Marke erzeugt, welche Randolt-Ringe umfaßt.
8 zeigt ein Bild der Randolt-Ringe 40. Die Randolt-Ringe 40 umfassen einen Ring 41 für die Sehkraft 0,2, einen Ring 42 für die Sehkraft 0,3, einen Ring 43 für die Sehkraft 0,4, einen Ring 44 für die Sehkraft 0,5, einen Ring 45 für die Sehkraft 0,6, einen Ring 46 für die Sehkraft 0,7, einen Ring 47 für die Sehkraft 0,8, einen Ring 48 für die Sehkraft 0,9 und einen Ring 49 für die Sehkraft 1,0. Die Randolt-Ringe 40 besitzen eine Gesamtgröße von 250 x 250 Pixeln, die in Intervallen von 0,001 mm beabstandet sind. Die Randolt-Ringe 40 sind in Schwarz gegen einen weißen Hintergrund gezeichnet.
Die Bilddaten der Randolt-Ringe 40 werden in monochromatische Bilddaten von drei Spektrallinien, d.h. der F-Line, der d-Linie und der C-Linie zum Zwecke der Simulation aufgeteilt.
9 zeigt ein monochromatisches Netzhautbild 50, welches aus den monochromatischen Bilddaten der F-Linie erzeugt wurde. Das monochromatische Netzhautbild 50 umfaßt Netzhautbilder 51 ~ 59 entsprechend den jeweiligen Randolt-Ringen 41 49, die in 8 gezeigt sind. Tatsächlich werden die Netzhautbilder 51 ~ 59 als verwischte Bilder gesehen mit kontinuierlich variiender Dichte. In 9 ist eine kontinuierlich variierende Dichte von jedem der Netzhautbilder 51 ~ 59 durch Konturlinien ausgedrückt, und zwar in solcher Weise, daß die Dichte progressiv zum Zentrum der Netzhautbilder hin größer wird oder progressiv zum äußeren Rand der Netzhautbilder hin kleiner wird.
Monochromatische Netzhautbilder, die aus den monochromatischen Bilddaten der d-Linie und der C-Linie erzeugt werden, sind im wesentlichen die gleichen wie das monochromatische Netzhautbild 50, welches in 9 gezeigt ist, mit der Ausnahme, daß deren Koordinaten entlang der Y-Achse sich geringfügig voneinander unterscheiden.
10 zeigt ein Netzhautbild 50a, welches aus monochromatischen Netzhautbildern zusammengesetzt ist, die miteinander verbunden sind. In 10 sind die monochromatischen Netzhautbilder durch Profile von idealen Netzhautbildern angezeigt, jedoch bestehen sie tatsächlich aus verwaschenen oder verwischten Bildern um die Konturlinien, wie in 9 gezeigt ist.
Das Netzhautbild 50a ist zusammengesetzt aus den Netzhautbildern 51a ~ 59a der F-Linie (blau), den Netzhautbildern 51b ~ 59b der d-Linie (grün), und den Netzhautbildern 51c ~ 59c der C-Linie (rot). Wie in 10 gezeigt ist, sind diese Netzhautbilder der F-Linie, der d-Linie und der C-Linie zueinander verschoben. Die Abschnitte der Netzhautbilder der F-Linie (blau), die aus einer Überlappungsbeziehung der anderen Netzhautbilder heraus verschoben sind, sind gelb gefärbt (komplementär zu blau). Die Abschnitte der Netzhautbilder der d-Linie (grün), die aus einer Überlappungsbeziehung zu den anderen Netzhautbildern heraus verschoben sind, sind purpurfarbig coloriert (komplementär zu grün). Die Abschnitte der Netzhautbilder der C-Linie (rot), die aus der Überlappungsbeziehung zu den anderen Netzhautbildern heraus verschoben sind, sind blaß wasserfarben (pale aqua) coloriert (komplementär zu rot). Der Grad, in welchem die Farben der Netzhautbilder voneinander verschoben sind, hängt von der Abbe-Zahl ab. Wenn daher ein Anwender eine Brillenglaslinse trägt, die eine unterschiedliche Abbe-Zahl hat, kann der Grad einer Verschiebung in den Farben aufgrund der chromatischen Abberation objektiv erkannt werden.
Bei dieser Ausführungsform sind die originalen Bilddaten in monochromatische Bilddaten von drei Spektrallinien aufgeteilt und es werden die Netzhautbilddaten aus den monochromatischen Bilddaten erzeugt. Jedoch können die originalen Bilddaten in monochromatische Bilddaten in einer größeren Zahl an Spektrallinien aufgeteilt werden, und diese monochromatischen Bilddaten können in Netzhautbilddaten kombiniert werden.
Beispielsweise können die originalen Bilddaten in monochromatische Bilddaten in Spektralintervallen von 5 nm in einem Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm aufgeteilt werden, und die monochromatischen Netzhautbilddaten, die anhand der aufgeteilten Bilddaten erzeugt werden, können in endgültige Netzhautbilddaten kombiniert oder zusammengeführt werden. Die Farbanpassungsfunktionen werden dazu verwendet, um die monochromatischen Netzhautbilddaten zu verbinden oder zu kombinieren.
In einem RGB trichromatischen System, welches Farbanpassungsfunktionen verwendet, wird der Wert eines Stimulus, der an Fotorezeptoren zu einem Zeitpunkt angewendet wird, zu welchem Licht bei einer bestimmten Wellenlänge die Netzhaut erreicht, durch die Intensitäten der drei Spektrallinien angezeigt, d.h. R (700 nm), G (546.3 nm) und B (435.8 nm). Anders ausgedrückt machen es die Farbanpassungs funktionen möglich, die Intensitäten der Lichter R, G, B zu spezifizieren, und zwar für den Ersatz des Lichtes in irgendeiner optionalen Farbe mit drei Lichtern R, G, B, um es dem menschlichen Auge zu ermöglichen, die Farbe zu erfassen.
In dem RGB trichromatischen System kann einer der drei Werte möglicherweise negativ sein. Es ist daher allgemeine Praxis, ein XYZ trichromatisches System zu verwenden, welches Bezugsstimuli X, Y, Z verwendet, mit der Fähigkeit einer Farbanpassung durch Hinzufügen von positiven Werten zu den Bezugsstimuli R, G, B. Spezifischer ausgedrückt werden die Stimulus-Werte in Bezug auf die F-Linie, die d-Linie und die C-Linien in dem XYZ trichromatischen System bestimmt und werden danach in entsprechende Werte in dem RGB trichromatischen System zum Bestimmen der Intensitäten der RGB-Spektrallinien umgewandelt. Anders ausgedrückt werden die monochromatischen Netzhaut-Bilddaten in Daten der RGB-Spektrallinien umgewandelt, und es werden die Intensitäten an den Koordinaten der RGB-Spektrallinien addiert, um die Netzhautbilddaten zu erzeugen.
Da die originalen Bilddaten in viele monochromatische Bilddaten aufgeteilt werden, wird ein Bild, welches durch eine Simulation erzeugt wird, sehr dicht zu einem Bild gebracht bzw. an dieses angepaßt, welches tatsächlich auf der Netzhaut ausgebildet wird.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform enthält das optische Okularsystem eine Brillenglaslinse als optische Linse, die durch einen Anwender getragen werden soll. Jedoch kann das optische Okularsystem auch eine Kontaktlinse oder eine intraokulare Linse als eine optische Linse enthalten, um ein simuliertes Bild zu erzeugen. Die Verwendung solch eines optischen Okularsystems ist zum Auswählen einer geeigneten Kontaktlinse oder einer geeigneten intraokularen Linse effektiv.
Bei der oben erläuterten Ausführungform werden die ursprünglichen Bilddaten in monochromatische Bilddaten der d-Linie, der F-Linie und der C-Linie aufgeteilt, die dazu verwendet werden, um eine Abbe-Zahl in Bezug auf die d-Linie zu definieren, wobei diese monochromatischen Bilddaten verarbeitet werden, um monochromatische Netzhaut-Bilddaten zu generieren. Jedoch können die ursprünglichen Bilddaten auch in monochromatische Bilddaten anderer Spektrallinien aufgeteilt werden. Beispielsweise können die ursprünglichen Bilddaten in monochromatische Bilddaten einer e-Linie (540.07 nm) einer F'-Linie (479,99 nm), und einer C'-Linie (643.85 nm) aufgeteilt werden, die dazu verwendet werden, um eine Abbe-Zahl in Bezug auf die e-Linie zu definieren, und diese monochromatischen Bilddaten werden dann verarbeitet, um monochromatische Netzhaut-Bilddaten zu erzeugen. Die Abbe-Zahl ν_e in Bezug auf die e-Linie wird gemäß der folgenden Gleichung (6) definiert:
Bei der oben erläuterten Ausführungsform ist ein Lichtquellen-Anzeigebildschirm in einer unendlich weiten Entfernung positioniert. Jedoch kann der Lichtquellen-Anzeigebildschirm stattdessen in einem engen Abstand positioniert sein.
Eine Vielzahl der Netzhautbilder, die mit Hilfe der optischen Systemdaten erzeugt werden, die eine Vielzahl von optischen Linsen mit unterschiedlichen Abbe-Zahlen repräsentieren, können gleichzeitig an der Anzeigeeinheit dargestellt werden. Solch ein Anzeigemodus erlaubt es dem Anwender, in einfacher Weise unterschiedliche Betrachtungen zu vergleichen, die durch die optische Linse erhalten werden, und zwar aufgrund von deren unterschiedlichen Abbe-Zahlen.
Bei der oben erläuterten Ausführungsform werden optische Systemdaten in Bezug auf eine Vielzahl von Wellenlängen erstellt und verwendet, es werden monochromatische Netzhautbilddaten in Bezug auf jeweilige Wellenlängen aus den ursprünglichen Bilddaten erzeugt, und es werden die monochromatischen Netzhautbilddaten in Netzhautbilddaten kombiniert. Demzufolge kann ein Netzhautbild, welches die chromatische Abberation einer optischen Linse wiedergibt, die durch einen Anwender getragen werden soll, simuliert werden. Als ein Ergebnis kann ein Anwender objektiv die unterschiedlichen Ansichten eines Bildes bestätigen, die durch unterschiedliche Abbe-Zahlen der optischen Linse verursacht werden, ohne tatsächlich solche optischen Linsen als Brillenglaslinsen zu tragen.
11 zeigt in Blockform die Prinzipien eines Gerätes zum Simulieren eines optischen Okularsystems, inclusive einer Einrichtung zum Verarbeiten von Daten, abhängig vom Drehen eines menschlichen Auges. Das Simulationsgerät, welches in 11 gezeigt ist, enthält einen Lichtquellen-Anzeigebildschirm, der so groß ist, daß der Anwender den Lichtquellen-Anzeigebildschirm nicht in seiner Gesamtheit sehen kann, wenn er nicht sein Auge dreht. Der Lichtquellen-Anzeigebildschirm stellt eine Matrix von Sichtpunkten dar. Das Simulationsgerät enthält auch eine Vielzahl von PFS Berechnungseinheiten 310a ~ 310c, die den jeweiligen Sichtpunkten oder Sehpunkten zugeordnet sind. Wenn beispielsweise der Lichtquellen-Anzeigebildschirm in eine vertikale Anordnung von m Pixeln oder Sichtpunkten und eine horizontale Anordnung von n Pixeln oder Sichtpunkten aufgeteilt werden kann, d.h. eine Matrix von m x n Pixeln oder Sichtpunkten, dann enthält das Simulationsgerät m x n PSF Berechnungseinheiten.
Die PSF Berechnungseinheiten 310a ~ 310c enthalten jeweils optische Systemdaten 313a ~ 313c, die erzeugt werden, wenn der Anwender sein Auge gedreht hat, um Bilder der entsprechenden Sichtpunkte auf der Netzhaut zu fokussieren. Die optischen Systemdaten 313a ~ 313c enthalten Positionsdaten der entsprechenden Sichtpunkte, Daten einer optischen Linse mit Krümmungen einer konvexen und einer konkaven Oberfläche, einem Brechungsindex derselben und Daten eines menschlichen Auges, inclusive einer Hornhaut, einer Pupille, einer Linse, einer Netzhaut und dem Winkel, über welchen das menschliche Auge gedreht wurde. Die Daten der optischen Linse können durch entsprechende Designwerte der Linse bestimmt werden. Die Daten des menschlichen Auges werden grundsätzlich unter Verwendung des Gullstrand'schen Augenmodells bestimmt, wobei die Okularachsenlänge abhängig von der Sehkraft des Anwenders der optischen Linse bestimmt wird. Ferner können meßbare Daten direkt von dem Anwender durch Messen erhalten werden, für den das Gerät zum Simulieren eines optischen Okularsystems verwendet wird.
Basierend auf den optischen Systemdaten 313a ~ 313c ermitteln die PSF Berechnungseinrichtungen 312a ~ 312c die jeweiligen PSFs 311a ~ 311c. Jede der PSFs 311a ~ 311c ist eine Funktion, welche eine Verteilung auf einer Bildebene des Lichtes repräsentiert, welches von einem bestimmten Sichtpunkt emittiert wird.
Das Simulationsgerät enthält auch eine Szenenbild-Berechnungseinrichtung 302 zum Bewirken einer Faltungsintegration an Bilddaten 301, die auf dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm dargestellt werden, und zwar mit den PSFs 311a ~ 311c, wodurch Szenenbilddaten 303 erzeugt werden. Das Simulationsgerät enthält ferner eine Anzeige-Steuereinrichtung 304 zur Anzeige eines Bildes, welches die Szenenbilddaten 303 repräsentiert, und zwar an der Anzeigeeinheit 305. Die Anzeigeeinheit 305 stellt nun auf deren Anzeigebildschirm ein Gesamtbild dar, welches sichtmäßig durch den Anwender erfaßt oder erkannt werden kann, wenn er das Auge vertikal und horizontal bewegt.
Ein Simulationsprozeß, der durch das Simulationsgerät ausgeführt wird, welches in 11 gezeigt ist, wird nun mehr in Einzelheiten weiter unten beschrieben.
Es werden Bilddaten, die für eine Simulation dargestellt werden sollen, erzeugt. Die Bilddaten werden auf dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm in einem Bereich dargestellt, der fokussiert werden kann, wenn der Anwender sein Auge dreht. 12 zeigt den Lichtquellen-Anzeigebildschirm, der mit 20b bezeichnet ist. Der Lichtquellen-Anzeigebildschirm 20b umfaßt eine ebene Fläche, die sich senkrecht zu der X-Achse erstreckt, und besitzt ein Zentrum, welches auf der X-Achse positioniert ist. Der Lichtquellen-Anzeigebildschirm 20b ist in einem unendlich weiten Abstand von dem menschlichen Auge positioniert. Der Lichtquellen-Bildschirm 20b besteht aus einer Y-Achsen-Anordnung von m Pixeln (y_l ~ y_m) und einem Z-Achsen-Array von n Pixeln (z_l ~ z_n). Daher besitzt der Lichtquellen-Anzeigebildschirm 20b eine Matrix von m x n Sichtpunkten. Die Bilddaten von irgendeiner optischen Konfiguration werden dadurch erzeugt, indem eine Lichtintensität auf jeden der Sichtpunkte auf dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm 20b aufgebracht wird. Das Licht, welches auf jeden der Sichtpunkte aufgebracht ist, kann aus einem monochromatischen Licht oder aus Lichtern bestehen, die jeweils eine Vielzahl an Wellenlängen enthalten.
13 zeigt ein menschliches Auge 30b, und zwar gesehen von dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm 20b aus in der positiven Richtung der X-Achse. Das Zentrum, um welches das menschliche Auge 30b herum gedreht wird, ist auf der X-Achse positioniert. Wenn daher das menschliche Auge 30b parallel zur X-Achse gerichtet wird, sieht das menschliche Auge 30b das Zentrum des Lichtquellen-Anzeigebildschirms 20b. Zum Sehen eines optischen Sichtpunktes auf dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm 20b wird das menschliche Auge 30b in Richtungen der Y-Achse und der Z-Achse gedreht. Wenn das menschliche Auge 30b in der Richtung der Y-Achse um einen Winkel α_y gedreht wird und auch in einer Richtung der Z-Achse über einen Winkel α_Z, dann sind die Winkel α_y, α_Z allen den Sichtpunkten auf dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm 20b zugeordnet.
Die 14(A), 14(B) und 14(C) zeigen die Art, in welcher das optische Okularsystem des menschlichen Auges 30b variiert, wenn der Lichtquellen-Anzeigebildschirm 20b gesehen wird. In den 14(A), 14(B) und 14(C) ist der Winkel, über welchen das menschliche Auge 30b in der Richtung der Z-Achse gedreht wird, konstant, und der Winkel, über welchen das menschliche Auge 30b in der Richtung der Y-Achse gedreht wird, wird variiert oder verändert.
14(A) zeigt das optische Okularsystem zum Zeitpunkt, wenn das menschliche Auge 30b ein oberes Ende des Lichtquellen-Anzeigebildschirms 20b sieht. Das menschliche Auge 30b wird nach oben gedreht und wird direkt mit einem Sichtpunkt (y_m, z_i) an dem oberen Ende des Lichtquellen-Anzeigebildschirms 20b konfrontiert. Daher verläuft ein Lichtstrahl 38a von dem oberen Ende des Lichtquellen-Anzeigebildschirms 20b schräg nach unten zu einer Brillenglaslinse 21b, die vor dem menschlichen Auge 30b positioniert ist. Der Lichtstrahl 38a, der durch die Brillenglaslinse 21b hindurch verlaufen ist, tritt in das menschliche Auge 30b ein, wobei ein Bild auf der Netzhaut desselben gebildet wird, welches sichtmäßig wahrgenommen wird. Das menschliche Auge 30b wird dann in einer negativen Richtung der Y-Achse gedreht.
14(B) zeigt das optische Okularsystem zu dem Zeitpunkt, wenn das menschliche Auge 30b das Zentrum des Lichtquellen-Anzeigebildschirms 20b sieht. Das menschliche Auge 30b wird nicht gedreht und ist direkt mit dem Zentrum des Lichtquellen-Anzeigebildschirms 20b konfrontiert. Ein Lichtstrahl 38b von dem Zentrum des Lichtquellen-Anzeigebildschirms 20b verläuft senkrecht zu der Brillenglaslinse 21b. Der Lichtstrahl 38b, der durch die Brillenglaslinse 21b hindurch verlaufen ist, betritt das menschliche Auge 30b, wobei ein Bild auf der Netzhaut desselben gebildet wird, welches sichtbar wahrgenommen wird. Das menschliche Auge 30b wird dann weiter in der negativen Richtung der Y-Achse gedreht.
14(C) zeigt das optische Okularsystem zu einem Zeitpunkt, wenn das menschliche Auge 30b ein unteres Ende des Lichtquellen-Anzeigebildschirms 20b sieht. Das menschliche Auge 30b wird nach unten gedreht und liegt direkt einem Sichtpunkt (y_o, z_i) gegenüber, und zwar an dem unteren Ende des Lichtquellen-Anzeigebildschirms 20b. Daher verläuft ein Lichtstrahl 38c von dem unteren Ende des Lichtquellen-Anzeigebildschirms 20b schräg nach oben zu der Brillenglaslinse 21b. Der Lichtstrahl 38c, der durch die Brillenglaslinse oder Brillenlinse 21b hindurch verlaufen ist, betritt das menschliche Auge 30b, wobei ein Bild auf der Netzhaut desselben gebildet wird, welches visuell wahrgenommen wird.
Auf diese Weise werden die optischen Systemdaten an all den Sichtpunkten erzeugt, wenn das menschliche Auge 30b in der Richtung der Y-Achse gedreht wird. Wenn das menschliche Auge 30b gedreht wird, variieren die Werte der verschiedenen Daten. Beispielsweise variiert der Abstand von der Brillenglaslinse zur Hornhaut, wenn das menschliche Auge 30b gedreht wird. Wenn die Brillenglaslinse aus einer Multifokallinse besteht, variieren die Krümmungsradien der konkaven und konvexen Oberflächen der Linse ebenfalls mit der Position, an welcher das Licht auf die Linse auftrifft.
Der Winkel, der zwischen den Lichtstrahlen 38a, 38c gebildet wird, und zwar von dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm und der X-Achse, ist strikt nicht der gleiche wie der Winkel α_y, da die Richtung des Lichtes variiert, wenn dieses durch die Brillenglaslinse 21b hindurch verläuft.
In den 14(A) bis 14(C) ist das menschliche Auge 30b vertikal in der Richtung der Y-Achse gedreht, während der Winkel, über welchen das menschliche Auge 30b in der Richtung der Z-Achse auf dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm geschwenkt wird, konstant bleibt. Es werden jedoch optische Systemdaten, die all den Sichtpunkten entsprechen, erzeugt, wenn das menschliche Auge 30b auch in der Richtung der Z-Achse gedreht wird, wobei die Sichtpunkte von z_i bis z_n abgetastet werden, als auch in der Richtung der Y-Achse. Basierend auf den optischen Systemdaten, die auf diese Weise erzeugt werden, bestimmen die PSF-Berechnungseinrichtungen die PSFs in Bezug auf die jeweiligen Sichtpunkte, wodurch dann m x n PSFs erzeugt werden.
Die Szenenbild-Berechnungseinrichtung bewirkt eine Faltungsintegration an den Bilddaten, die auf dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm dargestellt werden, und zwar mit den PSFs gemäß der Gleichung (5), wodurch Szenenbilddaten 303 (siehe 11) erzeugt werden. Die erzeugten Szenenbilddaten sind repräsentativ für aufeinanderfolgende Bilder, die auf der Netzhaut gebildet werden, wenn die Person, welche die Brillengläser trägt, ihre Augen dreht, um herumzublicken.
Auf diese Weise können somit Bilder, die von einem Menschen visuell wahrgenommen werden, wenn dieser seine Augen dreht, um herumzublicken, simuliert werden. Selbst wenn die Brillenglaslinse aus einer Multifokallinse besteht, ist es möglich, eine objektive Erkenntnis über die Eigenschaften der Linse zu erhalten. Als Konsequenz kann der Anwender der Brillengläser in einfacher Weise eine Brillenglaslinse auswählen, die am besten zu seinen Augen paßt. Zum Designen oder Bewerten einer komplexen optischen Linse, wie beispielsweise einer progressiven Multifokallinse können optische Systemdaten solch einer optischen Linse eingespeist werden, um in exakter Weise die Eigenschaften der Linse zu verstehen.
Während angenommen wurde, daß der Lichtquellen-Anzeigebildschirm eine flache Fläche aufweist, die in einem unendlichen weiten Abstand bei der zuvor erläuterten Ausführungsform positioniert ist, kann der Lichtquellen-Anzeigebildschirm auch dicht an dem optischen Okularsystem positioniert sein. Wenn der Lichtquellen-Anzeigebildschirm dicht bei dem optischen Okularsystem positioniert ist, wird das optische Okularsystem unter der Annahme simuliert, daß die Lichtstrahlen, die von dem optischen Okularsystem emittiert werden, dispergieren.
Bei der oben erläuterten Ausführungsform wird lediglich ein Szenenbild an der Anzeigeeinheit dargestellt. Es können jedoch eine Vielzahl von Szenenbildern, die unter Verwendung der optischen Systemdaten einer Vielzahl von optischen Linsen erzeugt wurden, die unterschiedliche Spezifikationen haben, gleichzeitig auf dem Anzeigebildschirm der Anzeigeeinheit dargestellt werden.
15 zeigt in Blockform die Prinzipien eines Gerätes zum Simulieren eines optischen Okularsystems, inclusive einer Einrichtung zum Verarbeiten der Daten, abhängig von der chromatischen Abberation und dem Drehen eines menschlichen Auges. Das Simulationsgerät, welches in 15 gezeigt ist, enthält einen Lichtquellen-Anzeigebildschirm, der so groß ist, daß der Anwender den Lichtquellen-Anzeigebildschirm in seiner Gesamtheit nicht sehen kann, wenn er nicht sein Auge dreht. Der Lichtquellen-Anzeigebildschirm stellt eine Matrix von Sichtpunkten dar.
Es werden originale Bilddaten 401 erzeugt, die für ein originales Bild repräsentativ sind, welches an dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm dargestellt wird. Die originalen Bilddaten 401 werden der Bildteiler-Einrichtung 402 zugeführt. Die Bildteiler-Einrichtung 402 teilt die zugeführten originalen Bilddaten 401 spektralmäßig auf, und zwar in eine Vielzahl von monchromatischen Bilddaten 403a ~ 403c der jeweiligen Wellenlängen. Jedes der monochromatischen Bilddatenelemente 403a ~ 403c besteht aus Bilddaten, die erzeugt werden, wenn lediglich das Spektrum einer bestimmten Wellenlänge aus den ursprünglichen Bilddaten 401 extrahiert wird. Spezifischer aus gedrückt werden die ursprünglichen Bilddaten 401 in eine Vielzahl von Bilddaten in Form von jeweiligen Spektralkomponenten an allen vorbestimmten Wellenlängen aufgeteilt, und solche Bilddaten werden als monochromatische Bilddaten 403a ~ 403c der vorbestimmten Wellenlängen erzeugt. Die vorbestimmten Wellenlängen können in einer gewünschten Weie erstellt werden und können beispielsweise Wellenlängen sein, die in mehreren nm in dem Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtes beabstandet sind.
Wenn die ursprünglichen Bilddaten 401 aus Einzelfarbendaten bestehen, wie beispielsweise aus Schwarz-und-Weiß-Bilddaten, dann sind die Bilder, die von den jeweiligen Spektralkomponenten der ursprünglichen Bilddaten 401 erhalten werden, in der Gestalt untereinander identisch. In diesem Fall brauchen die ursprünglichen Bilddaten 401 nicht spektralmäßig aufgeteilt zu werden, sondern können direkt als monochromatische Bilddaten 403a ~ 403c der vorbestimmten Wellenlängen betrachtet werden. Daher braucht eine Bildteilereinrichtung 402 dafür nicht vorgesehen zu werden.
Das Simulationsgerät umfaßt auch eine Vielzahl an Szenenbildgeneratoren 410a 410c zum Verarbeiten der jeweiligen monochromatischen Bilddaten 403a ~ 403c. Der Szenenbild-Generator 410a besitzt PSF-Berechnungseinheiten 412 ~ 414, die den jeweiligen Sichtpunkten auf dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm zugeordnet sind. Wenn beispielsweise der Lichtquellen-Anzeigebildschirm in eine vertikale Anordnung von m Pixeln oder Sichtpunkten und in eine horizontale Anordnung von n Pixeln oder Sichtpunkten aufgeteilt werden kann, d.h. in eine Matrix von m x n Pixeln oder Sichtpunkten, dann enthält das Simulationsgerät m x n PSF Berechnungseinheiten.
Die PSF Berechnungseinheiten 412 ~ 414 enthalten jeweils optische Systemdaten 412c, 413c, 414c, die erzeugt werden, wenn ein Anwender sein Auge dreht, um Bilder von entsprechenden Sichtpunkten auf der Netzhaut zu fokussieren. Die optischen Systemdaten 412c, 413c, 414c enthalten Positionsdaten der entsprechenden Sichtpunkte, Daten einer optischen Linse inclusive der Krümmungen der konvexen und konkaven Oberflächen derselben, einen Brechungsindex derselben und Daten eines menschlichen Auges, inclusive einer Hornhaut, einer Pupille, einer Linse, einer Netzhaut und dem Winkel, über welchen das menschliche Auge gedreht wird. Die Daten der optischen Linse können durch entsprechende Designwerte der Linse bestimmt werden. Die Daten des menschlichen Auges werden grundsätzlich unter Verwendung des Gullstrand'schen Augenmodells ermittelt, wobei die Okularachsenlänge abhängig von der Sehkraft des Anwenders der optischen Linse bestimmt wird. Der Brechungsindex von jedem der Medien des optischen Okularsystems ist ein Brechungsindex in Bezug auf Licht einer bestimmten Wellenlänge, welches bei diesem auftritt oder angewendet wird.
Die PSF Berechnungseinheiten 412 ~ 414 besitzen jeweilige PSF Berechnungseinrichtungen 412b, 413b, 414b zum Bestimmen der PSFs 412a bzw. 413a bzw. 414a, basierend auf den optischen Systemdaten 412c, 413c, 414c. Jede der PSFs 412a, 413a, 414a ist eine Funktion, welche eine Verteilung auf einer Bildebene des Lichtes repräsentiert, welches von einem bestimmten Sichtpunkt emittiert wird. Der Szenenbildgenerator 410a enthält auch eine Szenenbild-Berechnungseinrichtung 411, um eine Faltungsintegration an den entsprechenden monochromatischen Bilddaten 403a mit den PSFs 412a, 413a, 414a zu bewirken, wodurch dann monochromatische Szenenbilddaten 404a erzeugt werden.
Die anderen Szenenbildgeneratoren 410b, 410c sind identisch mit dem Szenenbildgenerator 410a und erzeugen in ähnlicher Weise monochromatische Szenenbilddaten 404b bzw. 404c, basierend auf den optischen Systemdaten bei den entsprechenden Wellenlängen.
Das Simulationsgerät enthält auch eine Szenenbild-Verbindungseinrichtung 405 zum Verbinden oder Kombinieren der monochromatischen Szenenbilddaten 404a 404c in Szenenbilddaten 406. Das Simulationsgerät enthält ferner eine Anzeige-Steuereinrichtung 407 zum Darstellen eines Bildes, welches durch die Szenenbilddaten 406 repräsentiert wird, und zwar an einer Anzeigeeinheit 408. Die Anzeigeeinheit 408 stellt nun auf ihrem Anzeigebildschirm ein Gesamt-Szenenbild dar, welches Wirkungen der chromatischen Abberation enthält, die visuell durch den Anwender wahrgenommen werden können, wenn dieser das Auge vertikal und horizontal bewegt.
Ein Simulationsprozeß, der durch das Simulationsgerät gemäß 15 ausgeführt wird, wird nun mehr in Einzelheiten weiter unten beschrieben.
Es werden ursprüngliche Bilddaten erzeugt, die für eine Simulation dargestellt werden sollen. Die ursprünglichen Bilddaten werden auf dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm in einem Bereich dargestellt, der fokussiert werden kann, wenn der Anwender sein Auge dreht.
Die originalen Bilddaten werden zu dem Zweck erzeugt, um ein Bild auf dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm 20b darzustellen, der in 12 gezeigt ist.
Die originalen Bilddaten werden spektralmäßig in monochromatische Bilddaten aufgeteilt, und zwar von vorbestimmten Wellenlängen, die durch drei Spektrallinien einer d-Linie (He), einer F-Linie (H) und einer C-Linie (H) oder einer e-Linie, einer F'-Linie und einer C'-Linie repräsentiert sein können. Die originalen Bilddaten können in monochromatische Bilddaten spektralmäßig aufgeteilt werden, und zwar von mehr Wellenlängen, welche die oben angegebenen Wellenlängen enthalten, oder auch in monochromatische Bilddaten in Intervallen von 5 nm in einem Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm.
Die optischen Systemdaten, die verwendet werden sollen, wenn der Lichtquellen-Anzeigebildschirm betrachtet wird, während der Anwender sein Auge dreht, werden in Bezug auf die Wellenlängen erzeugt. Um die optischen Systemdaten zu erzeugen, ist es erforderlich, die Brechungsindices der Brillenglaslinse bei den jeweiligen Wellenlängen zu kennen. Der Brechungsindex einer optischen Linse wird durch das Material derselben bestimmt. Im Allgemeinen werden die Eigenschaften einer Linse durch die Abbe-Zahl angegeben, welche der reziproke Wert der Dispersionsleistung ist. Es gibt zwei Typen von Abbe-Zahlen, d.h. eine Abbe-Zahl in Bezug auf die d-Linie, und eine Abbe-Zahl in Bezug auf die e-Linie. Während die Abbe-Zahl in Bezug auf die e- Linie geringfügig kleiner ist als die Abbe-Zahl in Bezug auf die d-Linie, tun sie auch den Grad der Dispersion in gleicher Weise kund.
Je kleiner die Abbe-Zahl ist, desto größer ist der Grad, in welchem der Brechungsindex variiert, und zwar abhängig von der Wellenlänge des Lichtes. Anders ausgedrückt besitzen Brillenglaslinsen, die hergestellt und verkauft werden, eine kleinere chromatische Abberation an deren Rändern, d.h. kleinere Farbringe, wenn die Abbe-Zahl, welche diese angibt, größer ist. Im Allgemeinen wird ein optisches Material für die Vewendung als Brillenglaslinse bevorzugt, wenn dessen Abbe-Zahl 40 beträgt oder größer ist (in Bezug auf die d-Linie). Wenn der Grad einer Brillenglaslinse gleich ist 1/10 oder mehr von der Abbe-Zahl, dann leidet die Brillenglaslinse in signifikanter Weise an einer chromatischen Abberation.
Der Brechungsindex einer optischen Linse, die simuliert werden soll, und zwar bei irgendeiner gewünschten Wellenlänge, kann aus der Abbe-Zahl berechnet werden. Unter Verwendung der Brechungsindices bei den jeweiligen Wellenlängen werden optische Systemdaten erzeugt, die zu verwenden sind, wenn die Sichtpunkte auf dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm betrachtet werden, während der Anwender sein Auge dreht. Die optischen Systemdaten werden in der gleichen Weise erzeugt, wie dies oben unter Hinweis auf die 14(A) bis 14(C) beschrieben wurde.
Es werden dann vielfältige Daten für das optische Okularsystem erstellt, wobei das Auge gedreht wird, wie in 7 gezeigt ist. Die Daten in Bezug auf die Brillenglaslinse 21a enthalten Krümmungsradien der konvexen und konkaven Oberflächen derselben und einen Brechungsindex derselben. Die Daten in Bezug auf das menschliche Auge 30a enthalten Krümmungsradien der verschiedenen Flächen der Hornhaut und der Linse, Brechungsindices der Hormhaut 31a, der Linse 33a und des glasartigen Flüssigkeitskörpers 34a (vitreous humor). Die Brechungsindices, die das menschliche Auge 30a betreffen, werden unter Verwendung des Gullstrand'schen Augenmodells bestimmt, und der Brechungsindex der Brillenglaslinse 21a wird anhand von tatsächlichen Messungen ermittelt. Die Abstände zwischen der Hornhaut 21a, der Pupille 32a, der Linse 33a und der Netzhaut 35a werden erstellt. Die Daten, welche das menschliche Auge betreffen, werden grundsätzlich unter Verwendung der Daten des Gullstrand'schen Augenmodells bestimmt, und der Abstand bis hin zur Netzhaut von der Hornhaut aus oder die Krümmung der konvexen Fläche der Hornhaut wird abhängig von der Sehkraft des zu simulierenden menschlichen Auges erstellt.
Danach werden die Positionen der Sichtpunkte auf dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm erstellt. Durch Ziehen von Lichtstrahlen von den Positionen der Sichtpunkte aus wird es möglich, den Winkel θ zu bestimmen, der zwischen dem Lichtstrahl 36a, welcher auf die Brillenglaslinse 21a auftrifft, und der Bezugsachse 37a gebildet wird und dem Winkel α, über welchen das Auge gedreht wird.
Die optischen Systemdaten bei einer gewünschten Wellenlänge können somit in der oben beschriebenen Weise ermittelt werden. Die optischen Systemdaten werden bei allen vorbestimmten Wellenlängen ermittelt. Auf diese Weise können optische Systemdaten mit dem menschlichen Auge, welches auf irgendeinen optischen Sichtpunkt gerichtet ist, bei allen Sichtpunkten ermittelt werden, und zwar in Bezug auf die jeweiligen Wellenlängen.
Die monochromatischen Bilddaten werden einer Faltungsintegration mit den PSFs unterworfen, die bei den jeweiligen Wellenlängen berechnet wurden, wodurch dann monochromatische Szenenbilddaten erzeugt werden. Wenn angenommen wird, daß eine Lichtintensitätsverteilung auf einem idealen Bild auf der Bildebene durch f(y, z) wiedergegeben wird und eine PSF an einem Punkt (y, z) durch p (x, y, u, v) wiedergegeben wird, kann die Lichtintensität an dem Punkt (y, z) auf der Netzhaut durch die oben angegebene Formel (5) ausgedrückt werden. Unter Verwendung der Gleichung (5) werden die Lichtintensitäten an den Punkten auf der Netzhaut in Bezug auf jeden der Winkel bestimmt, über den das Auge gedreht wird, um dadurch die monochromatischen Szenenbilddaten zu ermitteln. Die monochromatischen Szenenbilddaten werden für alle Wellenlängen erzeugt.
Alle die erzeugten monochromatischen Szenenbilddaten werden miteinander verbunden. In einem RGB trichromatischen System, welches Farbanpassungsfunktionen verwendet, wird der Wert eines Stimulus, der an Fotorezeptoren aufgebracht wird, und zwar zum Zeitpunkt, wenn Licht mit einer bestimmten Wellenlänge die Netzhaut erreicht, durch die Intensitäten von drei Spektrallinien angezeigt, d.h. R (700 nm), G (546.3 nm) und B (435.8 nm). Anders ausgedrückt machen es die Farbanpassungsfunktionen möglich, die Intensitäten der Lichter R, G, B zum Ersetzen des Lichtes in einer optionalen Farbe zu spezifizieren, und zwar mit drei Lichtern R, G, B, um dem menschlichen Auge die Möglichkeit zu bieten, die Farbe wahrzunehmen.
Wenn das ursprüngliche Bild in Bilder von drei Farben aufgeteilt wird, werden die Bilder so betrachtet, daß sie Farben an den drei Spektrallinien R (700 nm), G (546.3 nm) und B (435.8 nm) aufweisen. Wenn beispielsweise das ursprüngliche Bild in drei Farben der d-Linie, der F-Linie und der C-Linie aufgeteilt wird, werden die d-Linie, die F-Linie und die C-Linie als Spektrallinien für G, B, R betrachtet. Wenn das ursprüngliche Bild in drei Farben der e-Linie, der F'-Linie und der C'-Linie aufgeteilt wird, werden die e-Linie, die F'-Linie und die C'-Linie als spektrale Linien für G, B, R betrachtet. Wenn auf diese Weise das Bild an der Anzeigeeinheit dargestellt werden soll, können die drei Farben den R-, G-, B-Punkten einer CRG (Kathodenstrahlröhre) jeweils entsprechen.
Die erzeugten Szenenbilddaten sind für aufeinanderfolgende Bilder repräsentativ, die auf der Netzhaut ausgebildet werden, wenn die Person, welche die Brillengläser trägt, ihre Augen dreht, um herumzuschauen. Die dargestellten Bilder enthalten Effekte der chromatischen Abberation der Brillenglaslinse.
Auf diese Weise können Bilder simuliert werden, die von einem Menschen visuell wahrgenommen würden, wenn dieser seine Augen drehen würde, um herumzuschauen, wobei die Effekte der chromatischen Abberation enthalten sind. Selbst wenn die Brillenglaslinse aus einer multifokalen Linse besteht, ist es möglich, eine objektive Erkennung der Eigenschaften der Linse zu erreichen, welche die Effekte der chroma tischen Abberation enthält. Als eine Konsequenz kann ein Anwender der Brillengläser in einfacher Weise eine Brillenglaslinse bzw. ein Brillenglas auswählen, welches am besten zu seinen Augen paßt. Zu Designen oder Bewerten einer komplexen optischen Linse, wie beispielsweise einer progressiven Multifokallinse, können optische Systemdaten solch einer optischen Linse eingespeist werden, um in exakter Weise die Eigenschaften der Linse zu verstehen.
16 zeigt in Blockform die Prinzipien eines Geräts zum Simulieren eines optischen Okularsystems mit einer Einrichtung für die Verarbeitung von Daten, abhängig von dem Winkel, über den ein menschliches Auge gedreht wird.
Wie in 16 gezeigt ist, werden eine Vielzahl von optischen Drehzustand-Systemdaten 511 bei jeweiligen Winkeln, über die das menschliche Auge gedreht wird, in einer Speichereinrichtung 510 für optische Systemdaten gespeichert. Die optischen Drehzustand-Systemdaten 511 enthalten Daten in Bezug auf die Position eines Lichtquellen-Anzeigebildschirms, optische Daten in Bezug auf eine optische Linse und optische Daten in Bezug auf das menschliche Auge, inclusive Winkeln, über die das menschliche Auge gedreht wird, über eine Hornhaut, eine Pupille und eine Netzhaut desselben.
Die die optische Linse betreffenden Daten werden basierend auf Designwerten der verwendeten Linse bestimmt. Die das menschliche Auge betreffenden Daten werden grundsätzlich anhand des Gullstrand'schen Augenmodells bestimmt, wobei die Okularachsenlänge oder die Krümmung der konvexen Fläche der Hornhaut abhängig von der Sehkraft des Anwenders der optischen Linse bestimmt werden. Ferner können meßbare Daten direkt vom Anwender erhalten werden bzw. an diesem gemessen werden, für den das Gerät zum Simulieren eines optischen Okularsystems verwendet wird.
Die die Position des Lichtquellen-Anzeigebildschirms betreffenden Daten werden abhängig von dem Winkel erstellt, durch den ein menschliches Auge hindurch gedreht wird. Spezifischer ausgedrückt wird der Abstand von dem menschlichen Auge zu dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm auf eine Strecke eingestellt, bei der ein Bild, welches auf dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm dargestellt wird, auf der Netzhaut fokussiert wird. Wenn die optische Linse aus einer Multifokallinse besteht, variiert der Abstand abhängig von dem Winkel, über den das menschliche Auge gedreht wird. Wenn die optische Linse beispielsweise eine Multifokallinse ist, und zwar mit einem zentralen Weitsichtabschnitt und einem unteren Nahsichtabschnitt, wird der Lichtquellen-Anzeigebildschirm in einem unendlich weiten Abstand positioniert, wenn das menschliche Auge nicht gedreht ist, und wird in einem Abstand von mehreren zehn Zentimetern von dem menschlichen Auge positioniert, wenn das menschliche Auge nach unten gedreht wird.
Wenn ein Winkel, der simuliert werden soll, in welchem das menschliche Auge gedreht wird, durch eine Eingabeoperation eines Operators angezeigt wird, wählt die optische Systemdaten-Wähleinrichtung 505 einen Datensatz der optischen Drehzustand-Systemdaten 511 entsprechend dem angegebenen Winkel aus der Speichereinrichtung 510 für die optischen Systemdaten aus. Die PSF Berechnungseinrichtung 504 bestimmt eine PSF 503 basierend auf den ausgewählten optischen Drehzustand-Systemdaten 511. Die PSF 503 ist eine Funktion, welche eine Verteilung auf der Bildebene von dem Licht wiedergibt, welches von einem bestimmten Punkt emittiert wird.
Es werden optionale Bilddaten 501 erzeugt, die für ein Bild repräsentativ sind, welches an dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm dargestellt werden soll. Eine Netzhautbild-Berechnungseinrichtung 502 bewirkt eine Faltungsintegration der Bilddaten 501 mit der PSF 503, wobei Netzhaut-Bilddaten 506 abgeleitet werden. Die Bilddaten 501 umfassen digitale Bilddaten einer Sichtmarke, wie beispielsweise von Randolt-Ringen oder ähnlichem. Die Netzhaut-Bilddaten 506 werden durch die Anzeige-Steuereinrichtung 507 in Anzeigedaten umgewandelt, die dann einer Anzeigeeinheit 508 zugeführt werden, um ein Netzhautbild basierend auf den zugeführten Anzeigedaten darzustellen.
Das Netzhautbild, welches an der Anzeigeeinheit 508 dargestellt wird, umfaßt ein Bild, welches tatsächlich auf der Netzhaut eines menschlichen Auges erzeugt werden würde, und damit wird eine exakte objektive Anzeige geliefert, auf welche Art das Bild gesehen wird. Durch Auswählen eines Winkels, über den das menschliche Auge gedreht wird, kann das Netzhautbild in dem ausgewählten Winkel an der Anzeigeeinheit 508 dargestellt werden.
Der Abstand bis zu einem Lichtquellen-Anzeigebildschirm, der zum Simulieren eines Netzhautbildes in Bezug auf eine Bifokallinse erstellt wird, die einen zentralen Weitsichtabschnitt und einen unteren Nahsichtabschnitt aufweist, wird nun weiter unten beschrieben.
Die 17(A) und 17(B) zeigen die Positionsbeziehung zwischen einem menschlichen Auge und einem Lichtquellen-Anzeigebildschirm, wenn das menschliche Auge nicht gedreht wird und gedreht wird. In den 17(A) und 17(B) erstreckt sich die gerade Bezugsachse 37c durch das Zentrum einer Brillenglaslinse 21c und das Zentrum 0, um welches ein menschliches Auge 30c über einen Winkel α zwischen der Bezugsachse 37c und einer geraden Linie gedreht wird, die sich durch das Zentrum 0 und das Zentrum der Netzhaut erstreckt. Die optische Linse 21c besitzt einen zentralen Weitsichtabschnitt und einen unteren Nahsichtabschnitt.
17(A) zeigt das menschliche Auge 30c, wenn es nicht gedreht ist. Das menschliche Auge 30c sieht einen Lichtquellen-Anzeigebildschirm 20c durch den zentralen Weitsichtabschnitt der optischen Linse 21c. Der Abschnitt t₀ zwischen dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm 20c und der optischen Linse 21c ist unendlich groß. Indem man bewirkt, daß ein Lichtstrahl in diese Position verläuft, können optische Drehzustand-Systemdaten erhalten werden, wenn das menschliche Auge 30c nicht gedreht ist.
17(B) zeigt das menschliche Auge 30c, wenn es um einen Winkel α nach unten gedreht ist. Das menschliche Auge 30c betrachtet den Lichtquellen-Anzeige bildschirm 20d über den unteren Nahsichtabschnitt der optischen Linse 21c. Der Abstand t₁ zwischen dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm 20c und der optischen Linse 21c beträgt mehrere zehn Zentimeter. Indem man einen Lichtstrahlverlauf in dieser Position bewirkt, können optische Drehzustand-Systemdaten erhalten werden, wenn das menschliche Auge 30c über den Winkel α gedreht ist.
Eine Anzahl solcher optischer Drehzustand-Systemdaten werden bei geringfügig unterschiedlichen Winkeln α erzeugt. Während das menschliche Auge 30c in den 17(A) und 17(B) vertikal gedreht ist, können optische Drehzustand-Systemdaten auch erzeugt werden, wenn das menschliche Auge 30c sowohl vertikal als auch horizontal gedreht wird. Diese optischen Drehzustand-Systemdaten werden in der Speichereinrichtung 510 für optische Systemdaten gespeichert (siehe 16).
Der Winkel θ, der zwischen der Richtung, in welcher das Licht von dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm 20d auf die optische Linse 21c trifft, und der Bezugsachse 37c gebildet ist, ist nicht der gleiche wie der Winkel α, da das Licht gestreut wird und Änderungen in seiner Ausbreitungsrichtung auftreten, wenn es durch die optische Linse 21c hindurchtritt.
Wenn einer der optischen Drehzustand-Systemdatensätze ausgewählt wird und eine PSF daraus erzeugt wird, so wird eine PSF bei irgendeinem optionalen Winkel festgelegt, in welchem das menschliche Auge gedreht wurde.
Die Netzhautbild-Berechnungseinrichtung bewirkt eine Faltungsintegration an den Bilddaten, die an dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm mit der PSF dargestellt werden, wodurch Netzhautbilddaten erzeugt werden. Wenn angenommen wird, daß eine Lichtintensitätsverteilung eines idealen Bildes auf der Bildebene wiedergegeben wird durch f(y, z) und eine PSF an einem Punkt (y, z) durch p (x, y, u, v) wiedergegeben wird, kann die Lichtintensität an dem Punkt (y, z) auf der Netzhaut durch die oben angegebene Gleichung (5) ausgedrückt werden.
Die auf diese Weise erzeugten Netzhautbilddaten werden der Anzeige-Steuereinrichtung zugeführt, die ein Netzhautbild an der Anzeigeeinheit darstellt. Es kann somit ein Netzhautbild, welches erzeugt würde, wenn die optische Linse getragen würde, bei einem ausgewählten Winkel simuliert werden, um den das menschliche Auge gedreht wird. Die zu simulierenden Bilddaten werden bei einem Abstand zum Fokussieren eines entsprechenden Bildes an der Netzhaut zu allen Zeitpunkten erstellt, selbst wenn die optische Linse eine Multifokallinse ist. Demzufolge können Bilder simuliert werden, die durch eine Multifokallinse gesehen werden, wenn das Auge seinen Sichtpunkt verschiebt, und zwar von der Fernsicht zur Nahsicht hin.
In 16 werden eine Vielzahl von optischen Drehzustand-Systemdaten im voraus in der Speichereinrichtung für die optischen Systemdaten abgespeichert. Es können jedoch optische Drehzustand-Systemdaten auch anhand der optischen Systemdaten errechnet werden, die erzeugt werden, wenn das menschliche Auge nicht gedreht wird.
18 zeigt in Blockform die Prinzipien eines anderen Gerätes zum Simulieren eines optischen Okularsystems, inclusive einer Einrichtung zum Verarbeiten von Daten abhängig von dem Winkel, um den ein menschliches Auge gedreht wird.
Wie in 18 gezeigt ist, werden optische Bezugs-Systemdaten 612 erzeugt, wenn das menschliche Auge nicht gedreht wurde. Die optischen Bezugs-Systemdaten 612 enthalten Daten, welche die Position eines Lichtquellen-Anzeigebildschirms betreffen, der auf einer Fortsetzung einer Bezugslinie positioniert ist, enthält optische Daten, die eine optische Linse betreffen, und optische Daten, die das menschliche Auge betreffen, inclusive einer Hornhaut, einer Pupille und einer Netzhaut desselben.
Die optischen Daten, welche die optische Linse betreffen, werden basierend auf Designwerten der verwendeten Linse bestimmt. Die optischen Daten, die das menschliche Auge betreffen, werden grundsätzlich unter Verwendung des Gullstrand'schen Augenmodells bestimmt, wobei die Okularachsenlänge oder die Krümmung der konvexen Fläche der Hornhaut abhängig von der Sehkraft des Anwenders der optischen Linse bestimmt werden. Ferner können meßbare Daten direkt am Anwender gemessen werden, für den das Gerät zum Simulieren eines optischen Okularsystems verwendet wird.
Basierend auf den optischen Bezugs-Systemdaten 612 errechnet die optische Drehzustand-Systemdaten-Berechnungseinrichtung 613 optische Drehzustand-Systemdaten 611a bei irgend einem optionalen Winkel, über den das menschliche Auge gedreht wurde. Die PSF-Berechnungseinrichtung 604 bestimmt eine PSF 603 basierend auf den berechneten optischen Drehzustand-Systemdaten 611a.
Die Bilddaten 601, die für ein Bild, welches an dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm darzustellen ist, repräsentativ sind, werden generiert. Die Netzhautbild-Berechnungseinrichtung 602 bewirkt eine Faltungsintegration an den Bilddaten 601 mit der PSF 603, wodurch Netzhautbilddaten 606 abgeleitet werden. Die Bilddaten 601 umfassen digitale Bilddaten einer Sichtmarke, wie beispielsweise von Randolt-Ringen oder ähnlichem. Die Netzhautbilddaten 606 werden durch eine Anzeige-Steuereinrichtung 607 in Anzeigedaten umgewandelt, die einer Anzeigeeinheit 608 zugeführt werden, um ein Netzhautbild basierend auf den zugeführten Anzeigedaten darzustellen. Das Netzhautbild, welches an der Anzeigeeinheit 608 dargestellt wird, umfaßt ein Bild, welches tatsächlich auf der Netzhaut eines menschlichen Auges ausgebildet werden würde, und liefert damit eine exakte objektive Anzeige, auf welche Weise das Bild gesehen wird. Die optische Drehzustand-Systemdaten-Berechnungseinrichtung 613 kann einen Winkel auswählen, der simuliert werden soll, über den ein menschliches Auge gedreht wird, und es wird ein Netzhautbild an der Anzeigeeinheit 603 dargestellt, und zwar von den Bilddaten, die in einem Abstand entsprechend dem ausgewählten Winkel erstellt wurden.
Das Netzhautbild, welches für den Anwender der monofokalen Brillengläser durch das Simulationsgerät simuliert wird, wird nun spezifisch weiter unten beschrieben. Bei der Simulation besitzt die Brillenglaslinse einen Brechungsindex von 1.50 und einen Grad von -6,00, und das menschliche Auge wird über 15° und 30° gedreht.
19 zeigt ein optisches Okularsystem zum Ableiten von optischen Bezugs-Systemdaten. In 19 verläuft ein Lichtstrahl 36c, welcher von einem Lichtquellen-Anzeigebildschirm 20c emittiert wird, der ein Bild basierend auf Bilddaten darstellt, durch eine Brillenglaslinse 21c und betritt ein menschliches Auge 30c. Das menschliche Auge 30c liegt dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm 20c direkt gegenüber und besitzt eine Hornhaut 31c an seiner Front. Das menschliche Auge 30c enthält auch eine Pupille 32c, die hinter der Hornhaut 31c positioniert ist, um die Lichtmenge einzuschränken, die in das menschliche Auge 30c eintritt, ferner eine Linse 33c, die hinter der Pupille 32c positioniert ist, einen glasartigen Flüssigkeitskörper 34c, der hinter der Linse 33c positioniert ist, und eine Netzhaut 35c, die hinter dem glasartigen Flüssigkeitskörper 34c positioniert ist. Ein Mensch detektiert oder erfaßt das Licht, welches in das menschliche Auge 30c eingetreten ist und erkennt über die Netzhaut 35c ein Bild, welches durch das Licht erzeugt wird.
Die optischen Bezugs-Systemdaten des Lichtes, welches in das menschliche Auge 30c eintritt, werden basierend auf dem oben erläuterten optischen Okularsystem generiert. Der Abstand des Lichtquellen-Anzeigebildschirms 20c von dem menschlichen Auge 30c wird als unendlich weit angenommen, und damit betreten parallele Lichtstrahlen von dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm 20c die Brillenglaslinse 21c.
Die Brillenglaslinse 21c umfaßt eine Linse mit einem Brechungsindex von 1,50 und einem Grad von -6,00. Die Brillenglaslinse 21c besitzt eine vordere konvexe Fläche und eine hintere konkave Fläche. Die Krümmungsradien dieser vorderen konvexen Fläche und hinteren konkaven Fläche der Brillenglaslinse 21c und die Dicke der Brillenglaslinse 21c sind gleich entsprechenden Designwerten einer Linse, die simuliert werden soll. Ein Abstand von der Brillenglaslinse 21c bis hin zur Hornhaut 31c wird erstellt oder festgelegt.
Die optischen Daten in Bezug auf das menschliche Auge 30c werden grundlegend unter Verwendung des Gullstrand'schen Augenmodells erzeugt. Da jedoch das optische Okularsystem für eine Sicht simuliert wird, welche durch Brillengläser mit dem Grad von -6,00 korrigiert wird, muß das menschliche Auge 30c nahsichtig sein. Daher wird lediglich die Okulare Achsenlänge des menschlichen Auges 30c auf einen Wert eingestellt, der von der Sehkraft des Anwenders abhängig ist. Auf diese Weise werden optische Bezugs-Systemdaten erzeugt, welche das menschliche Auge 30c betreffen, und zwar mit irgendeiner optionalen Sehkraft.
Das optische Okularsystem, welches in 19 gezeigt ist, besitzt vielfältige Oberflächen, die dessen Komponenten zugeordnet sind, die oben angegeben wurden. Spezifischer ausgedrückt besitzt die Brillenglaslinse 21c eine Frontfläche S11 und eine rückwärtige Fläche S12. Die Hornhaut 31c besitzt eine Frontfläche S13 und eine rückwärtige Fläche S14. Die Pupille 32c besitzt eine Pupillenfläche S15. Die Linse 33c besitzt eine erste Frontfläche S16, eine erste rückwärtige Fläche S17, eine zweite Frontfläche S18 und eine zweite rückwärtige Fläche S19. Die Netzhaut 35c besitzt eine Netzhautoberfläche S20. Diese Flächen S11 ~ S20 haben verschiedene Daten, und zwar in Form von erzeugten optischen Bezugs-Systemdaten, die in der unten gezeigten Tabelle 2 beschrieben sind. Tabelle 2
In der oben angegebenen Tabelle 2 sind die Krümmungsradien, die effektiven Radien, die Dickenwerte und die Dicken-Zwischensummen in [mm] ausgedrückt. Basierend auf den oben angegebenen optischen Bezugs-Systemdaten werden die optischen Drehzustand-Systemdaten abgeleitet, wenn das menschliche Auge über einen optionalen Winkel gedreht wird. Zum Bestimmen der optischen Drehzustand-Systemdaten wird die Richtung fixiert, in welcher Licht von dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm emittiert wird, und die Position der Brillenglaslinse wird um das Zentrum gedreht, um welches das menschliche Auge gedreht wird, und zwar in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung, in welcher das menschliche Auge gedreht wird, um die Berechnungen zu vereinfachen.
20 zeigt ein optisches Okularsystem, welches nach unten hin geschwenkt wurde. Das von dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm emittierte Licht wandert in einer Richtung parallel zu der X-Achse, und die Brillenglaslinse wird um das Zentrum 0 gedreht, um welches sich das menschliche Auge dreht, und zwar in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung, in welcher das menschliche Auge gedreht wird.
In 20 erstreckt sich die gerade Bezugsachse 37d durch das Zentrum einer Brillenglaslinse 21c und das Zentrum 0, um welches ein menschliches Auge 30c gedreht wird. Ein Lichtquellen-Anzeigebildschirm 20c ist unter der Bezugsachse 37d positioniert. Ein Lichtstrahl 36d, der von dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm 20c emittiert wird, verläuft schräg durch einen unteren Abschnitt der Brillenglaslinse 21c und betritt das menschliche Auge 30c. Das menschliche Auge 30c wird gedreht und liegt direkt dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm 20c gegenüber, und besitzt eine Augenhornhaut 31c an seiner Front. Das menschliche Auge 30c besitzt auch eine Pupille 32c, die hinter der Augenhornhaut 31c positioniert ist, um die Lichtmenge einzuschränken, die in das menschliche Auge 30c eintritt, eine Linse 33c, die hinter der Pupille 32c positioniert ist, einen glasartigen Flüssigkeitskörper 34c, der hinter der Linse 33c positioniert ist, und eine Augennetzhaut 35c, die hinter dem glasartigen Flüssigkeitskörper 34c positioniert ist.
Wenn die Brillenglaslinse 21c gedreht wird, fällt der Lichtstrahl von dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm 20c schräg auf den unteren Abschnitt der Brillenglaslinse 21c. Daher ist die Richtung des Lichtes, welches in die Brillenglaslinse 21c eintritt, und die Richtung des Lichtes, welches die Brillenglaslinse 21c verläßt, geringfügig verschieden. Daher unterscheidet sich der Winkel θ, der zwischen dem Lichtstrahl 36d von dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm 20c und der Bezugsachse 37d gebildet ist, von dem Winkel α, über welchen das menschliche Auge 35c gedreht wird, geringfügig. Wenn beispielsweise die Brillenglaslinse 21c aus einer Negativ-Meniskuslinse besteht, dann ist der Winkel α kleiner als der Winkel θ.
Es lassen sich die optischen Drehzustand-Systemdaten, wenn das menschliche Auge um 15° und 30° gedreht wird, aus den optischen Bezugssystemdaten in der Tabelle 2 berechnen. Basierend auf den berechneten optischen Drehzustand-System daten, berechnet die PSF Berechnungseinrichtung eine PSF. Die PSF wird dann einer Faltungsintegration unterworfen, um dadurch Netzhautbilddaten zu erzeugen.
Die Netzhautbilder, die anhand der Bilddaten erzeugt werden, welche die Randolt-Ringe repräsentieren, die in 8 gezeigt sind, wenn das menschliche Auge um 15° bzw. um 30° gedreht wird, werden nun im Folgenden beschrieben.
21 zeigt ein Netzhautbild 50d, wenn das menschliche Auge um 15° gedreht wurde. Das Netzhautbild 50d enthält Netzhautbilder 51d ~ 59d entsprechend den jeweiligen Randolt-Ringen 41 ~ 49, die in 8 gezeigt sind. Tatsächlich werden die Netzhautbilder 51d ~ 59d als verschwommene oder verwischte Bilder gesehen mit einer sich kontinuierlich ändernden Dichte. In 21 ist solch eine sich kontinuierlich ändernde Dichte von jedem der Netzhautbilder 51d ~ 59d durch Konturlinien in solcher Weise ausgedrückt, daß die Dichte zu dem Zentrum der Netzhautbilder hin progressiv größer wird, oder zu dem äußeren Rand der Netzhautbilder hin progressiv kleiner wird.
22 zeigt ein Netzhautbild 50e, wenn das menschliche Auge um 30° gedreht wurde. Das Netzhautbild 50e umfaßt Netzhautbilder 51e ~ 59e entsprechend den jeweiligen Randolt-Ringen 41 ~ 49, die in 8 gezeigt sind. Tatsächlich werden die Netzhautbilder 51e ~ 59e als verschwommene oder verwischte Bilder mit einer sich kontinuierlich ändernden Dichte gesehen. Die Netzhautbilder 51e ~ 59e sind in einem größeren Ausmaß verwischt als die Netzhautbilder 51d ~ 59d, die erzeugt werden, wenn das menschliche Auge um 15° gedreht wurde.
Wenn Netzhautbilder bei unterschiedlichen Winkeln, über die das menschliche Auge gedreht wird, in der oben beschriebenen Weise simuliert werden, können jegliche Änderungen in der Art, in welcher das Netzhautbild gesehen wird, und zwar aufgrund der Änderungen in dem Winkel, um den das menschliche Auge gedreht wurde, objektiv erkannt werden. Dieser Prozeß ist speziell zum Vergleichen von Bildern wirksam, die durch Nahsichtabschnitte und Fernsichtabschnitte einer Multifokallinse gesehen würden.
Monofokallinsen und Multifokallinsen erzeugen Bilder, die unterschiedlich an ihren Randbereichen aussehen, obwohl die Bilder in den Zentralbereichen derselben gleichartig aussehen. Wenn Bilder simuliert werden, die durch diese monofokale und multifokale Linse erzeugt werden, während das menschliche Auge gedreht wird, kann der Unterschied zwischen der Art, in welcher die Bilder durch die monofokale Linse und die multifokale Linse gesehen werden, in einfacher Weise wahrgenommen werden. In ähnlicher Weise können Bilder, die durch monofokale sphärische und asphärische Linsen erzeugt werden, in einfacher Weise miteinander durch Simulation verglichen werden.
Eine Hardware-Anordnung zur Durchführung der oben erläuterten Simulationsprozesse wird nun weiter unten kurz beschrieben. 23 zeigt in Blockform die Hardware-Anordnung einer Work Station zum Implementieren des Gerätes zum Simulieren eines optischen Okularsystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie in 23 gezeigt ist, umfaßt die Work Station einen Prozessor 61, eine Grafik-Steuerschaltung 64, eine Anzeigeeinheit 65, eine Maus 66, ein Keyboard 67 und ein Festplattenlaufwerk (HDD) 68, ein Floppy Disk-Laufwerk (FDD) 69, einen Drucker 70 und eine Magnetbandvorrichtung 71. Diese Komponenten der Work Station sind über einen Bus 72 miteinander verbunden.
Der Prozessor 61 steuert die Work Station in ihrer Gesamtheit. Die Work Station umfaßt auch einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 62, der ein Systemprogramm speichert, welches dafür erforderlich ist, um die Work Station zu starten, einen Speicher (RAM) mit wahlfreiem Zugriff als Hauptspeicher 63 zum Speichern eines Simulationsprogrammes zum Ausführen eines Simulationsprozesses.
Die Grafik-Steuerschaltung 64 enthält einen Videospeicher, wandelt Netzhaut-Bilddaten oder Szenenbilddaten, die durch einen Simulationsprozeß erhalten wurden, in ein Anzeigesignal um und schickt das Anzeigesignal zu der Anzeigeeinheit 65, um ein entsprechendes Bild dort darzustellen. Die Maus 66 besteht aus einer Zeigervorrichtung zum Steuern eines Cursors, der an der Anzeigeeinheit 65 dargestellt wird, und um verschiedene Icons und Menues auszuwählen.
Das Festplattenlaufwerk 68 speichert das Systemprogramm und das Simulationsprogramm, die in den Hauptspeicher 63 geladen werden, wenn die Work Station eingeschaltet wird. Das Festplattenlaufwerk 68 speichert zeitweilig simulierte Daten usw.
Das Floppy Disk Laufwerk 69 liest Daten, wie beispielsweise originale Bilddaten von einer Diskette 69a oder sichert solche Daten auf eine Diskette 69a.
Der Drucker 70 wird verwendet, um die PSFs, die Netzhaut-Bilddaten und die Szenenbilddaten zu drucken.
Die Magnetstreifenvorrichtung 71 wird dazu verwendet, um simulierte Daten auf einem Magnetstreifen zu sichern.
Anstelle der Work Station kann ein Personal Computer mit hoher Performance oder ein Computer für allgemeine Zwecke verwendet werden.

Claims

Gerät zum Simulieren eines optischen Okularsystems, um ein Netzhautbild zu simulieren, welches von einem menschlichen Auge (30) über eine optische Linse erzeugt wird, mit: einer Bildaufteileinrichtung (102) zum Aufteilen von ursprünglichen Bilddaten, die in einer gegebenen Position angeordnet sind, in monochromatische Bilddaten in Bezug auf eine Vielzahl von Wellenlängen; einer Punktausbreitungsfunktions-Berechnungseinrichtung (113) zum Berechnen von Punktausbreitungsfunktionen in Bezug auf die Vielzahl der Wellenlängen, basierend auf optischen Systemdaten (114), welche Daten eines Lichtquellen-Anzeigebildschirms enthalten, der in einer gegebenen Position angeordnet ist, und optische Systemdaten der optischen Linse und des menschlichen Auges in Bezug auf die Wellenlängen enthalten; und einer Netzhautbild-Berechnungseinrichtung (111) zum Berechnen von monochromatischen Netzhautbildern in Bezug auf die Wellenlängen, basierend auf monochromatischen Bilddaten (103a–103b) und den Punktausbreitungsfunktionen in Bezug auf die Wellenlängen, und einer Netzhautbild-Verbindungseinrichtung (105; 205) zum Verbinden der monochromatischen Netzhautbilder in Bezug auf die Wellenlängen in ein Netzhautbild.
Gerät nach Anspruch 1, bei dem die die Punktausbreitungsfunktion berechnende Recheneinrichtung (113) ferner eine Einrichtung zum Berechnen der Punktausbreitungsfunktionen aufweist, basierend auf den optischen Systemdaten in Bezug auf einen Winkel, über welchen das menschliche Auge geschwenkt wird, wobei der Winkel durch einen Parameter gegeben wird.
Gerät nach Anspruch 1, bei dem die Wellenlängen wenigstens eine Kombination aus Wellenlängen einer e-Linie, einer F'-Linie und einer C'-Linie oder eine Kombination aus Wellenlängen einer d-Linie, einer F-Line und einer C-Linie umfassen.
Gerät nach Anspruch 2, ferner mit einer Anzeigesteuereinrichtung (107) zum Darstellen des Netzhautbildes an einer Anzeigeeinheit (108).
Gerät nach Anspruch 4, bei dem die Anzeigesteuereinrichtung (107) eine Einrichtung zum Darstellen einer Vielzahl an Netzhautbildern umfasst, die basierend auf den optischen Systemdaten einer Vielzahl von optischen Linsen erzeugt werden, die unterschiedliche Abbe-Zahlen aufweisen, und zwar gleichzeitig an der Anzeigeeinheit (108).
Gerät nach Anspruch 1, bei dem die Netzhautbild-Verbindungseinrichtung (205) ferner eine Einrichtung zum Erzeugen des Netzhautbildes enthält, indem die Intensitäten von Rot-, Grün- und Blau-Primärfarben der monochromatischen Netzhautbilder in Bezug auf die Wellenlängen mit Farbanpassungsfunktionen bestimmt werden.
Gerät nach Anspruch 1, bei dem die die Punktausbreitungsfunktion berechnende Berechnungseinrichtung die Punktausbreitungsfunktionen in Bezug auf eine Vielzahl von Sichtpunkten an einem Lichtquellen-Anzeigebildschirm berechnet, der in einer gegebenen Position angeordnet ist, basierend auf den optischen Systemdaten der optischen Linse und des menschlichen Auges (30), wenn das menschliche Auge (30) zum Fokussieren eines Bildes der Sichtpunkte auf einer Netzhaut des menschlichen Auges (30) geschwenkt wird; und eine Szenenbild-Berechnungseinrichtung (302; 411), die dafür ausgelegt ist, ein Szenenbild in einem Bereich zu berechnen, der gesehen werden kann, wenn das menschliche Auge (30) geschwenkt oder gedreht wird, basierend auf Bilddaten und den Punktausbreitungsfunktionen in Bezug auf die Sichtpunkte.
Gerät nach Anspruch 7, ferner mit einer Anzeigesteuereinrichtung (304) zum Darstellen des Szenenbildes auf einer Anzeigeeinheit (305).
Gerät nach Anspruch 8, bei dem die Anzeigesteuereinrichtung (304) eine Einrichtung zum Darstellen einer Vielzahl an Szenenbildern aufweist, die basierend auf den optische Systemdaten einer Vielzahl von optischen Linsen mit unterschiedlichen Abbe-Zahlen erzeugt werden, gleichzeitig an der Anzeigeeinheit (305).
Gerät nach Anspruch 7, mit: einer Szenenbild-Verbindungseinrichtung (405) zum Verbinden der monochromatischen Szenenbilder in Bezug auf die Wellenlängen in ein Szenenbild.
Gerät nach Anspruch 7, mit: einer Bildaufteileinrichtung (402) zum Aufteilen der ursprünglichen Bilddaten, die in einer gegebenen Position angeordnet sind, in monochromatische Bilddaten in Bezug auf die Wellenlängen.
Gerät nach Anspruch 11, bei dem die Wellenlängen wenigstens eine Kombination aus Wellenlängen einer e-Linie, einer F'-Linie und einer C'-Linie oder eine Kombination der Wellenlängen einer d-Linie, einer F-Line und einer C-Linie umfassen.
Gerät nach Anspruch 12, ferner mit einer Anzeigesteuereinrichtung zum Anzeigen des Szenenbildes an einer Anzeigeeinheit (408).
Gerät nach Anspruch 10, bei dem die Szenenbild-Verbindungseinrichtung (405) eine Einrichtung zum Erzeugen des Szenenbildes aufweist, indem die Intensitäten von Rot-, Grün- und Blau-Primärfarben der monochromatischen Szenenbilder in Bezug auf die Wellenlängen mit Farbanpassungsfunktionen bestimmt werden.
Gerät nach Anspruch 1, bei dem die die Punktausbreitungsfunktion berechnende Einrichtung ferner eine Einrichtung zum Berechnen der Punktausbreitungsfunktionen basierend auf optischen Schwenkzustandssystemdaten aufweist, welche Daten eines Lichtquellen-Anzeigebildschirmes enthalten, der so positioniert ist, um das Licht, welches durch die optische Linse einfällt, auf einer Netzhaut (35a) des menschlichen Auges (30) zu fokussieren, Daten der optischen Linse enthält, die in dem Ausbreitungspfad des Lichtes von dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm angeordnet ist, und Daten des menschlichen Auges (30) enthält, wenn das menschliche Auge (30) über einen optischen Winkel gedreht oder geschwenkt wird; und die Netzhautbild-Berechnungseinrichtung ferner eine Einrichtung zum Berechnen eines Netzhautbildes enthält, welches durch Bilddaten generiert wird, die durch den Lichtquellen-Anzeigebildschirm dargestellt werden, und durch die Punktausbreitungsfunktionen.
Gerät nach Anspruch 15, ferner mit einer Anzeigesteuereinrichtung zur Darstellung des Netzhautbildes an einer Anzeigeeinheit.
Gerät nach Anspruch 15, bei dem die optische Linse aus einer Monofokallinse oder einer Multifokallinse besteht.
Gerät nach Anspruch 15, bei dem die optische Linse aus einer monofokalen sphärischen Linse oder einer monofokalen asphärischen Linse besteht.
Gerät nach Anspruch 1, ferner mit: einer Speichereinrichtung (510) für optische Systemdaten, um optische Schwenkzustandssystemdaten (511) zu speichern, welche Daten eines Lichtquellen-Anzeigebildschirms enthalten, der so positioniert ist, um das durch die optische Linse einfallende Licht auf einer Netzhaut eines menschlichen Auges (30) zu fokussieren, Daten der optischen Linse enthält, die in einem Ausbreitungspfad des Lichtes von dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm angeordnet ist, und Daten des menschlichen Auges (30) enthalten, wenn das menschliche Auge über einen optionalen Winkel geschwenkt oder gedreht wird; einer optischen Systemdaten-Wähleinrichtung (505) zum Auswählen von Daten aus den optischen Schwenkzustandssystemdaten (511) aus der optischen Systemdaten-Speichereinrichtung (510); und einer Punktausbreitungsfunktions-Berechnungseinrichtung, die dafür ausgebildet ist, um Punktausbreitungsfunktionen basierend auf den ausgewählten optischen Schwenkzustandssystemdaten (511) zu berechnen.
Gerät nach Anspruch 1, bei dem die optische Systemdaten-Berechnungseinrichtung ferner eine Einrichtung zum Berechnen von optischen Schwenkzustandssystemdaten umfasst, welche Daten eines Lichtquellen-Anzeigebildschirms enthalten, der so positioniert ist, um das Licht, welches durch die optische Linse einfällt, auf einer Netzhaut des menschlichen Auges (30) zu fokussieren; Daten der optischen Linse enthält, die in dem Ausbreitungspfad des Lichtes von dem Lichtquellen-Anzeigebildschirm angeordnet ist, und Daten des menschlichen Auges (30) enthält, wenn das menschliche Auge über einen optischen Winkel geschwenkt oder gedreht wird, basierend auf optischen Referenzsystemdaten, welche Daten des Lichtquellen-Anzeigebildschirmes, Daten der optischen Linse und Daten des menschlichen Auges (30) enthalten; eine Punktausbreitungsfunktions-Berechnungseinrichtung, die ferner eine Einrichtung zum Berechnen von Punktausbreitungsfunktionen basierend auf den berechneten optischen Schwenkzustandssystemdaten enthält.
Gerät nach Anspruch 20, bei dem die optischen Referenzsystemdaten aus optischen Systemdaten bestehen, die erzeugt werden, wenn das menschliche Auge (30) nicht geschwenkt oder verdreht ist.
Verfahren zum Simulieren eines optischen Okularsystems zum Simulieren eines Netzhautbildes, welches durch ein menschliches Auge (30) über eine optische Linse erzeugt wird, mit den Schritten gemäß Aufteilen von ursprünglichen Bilddaten, die in einer gegebenen Position angeordnet sind, in monochromatische Bilddaten in Bezug auf eine Vielzahl von Wellenlängen; Berechnen von Punktausbreitungsfunktionen in Bezug auf die Wellenlängen basierend auf optischen Systemdaten (114), inklusive von Daten eines Lichtquellenbildschirmes, der in einer gegebenen Position angeordnet ist, und basierend auf optischen Systemdaten der optischen Linse und des menschlichen Auges (30) in Bezug auf die Wellenlängen; Berechnen von monochromatischen Netzhautbildern in Bezug auf die Wellenlängen, basierend auf den monochromatischen Bilddaten und den Punktausbreitungsfunktionen in Bezug auf die Wellenlängen; und Verbinden der monochromatischen Netzhautbilder in Bezug auf die Wellenlängen in ein Netzhautbild.