JP2012513604A - 光学レンズの光学効果をシミュレーションするための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、第１の光学レンズによる景観（scene）の第１の画像を撮影するために第１のカメラを使用するステップであって、前記第１の光学レンズが第１の眼科用レンズデザイン（構造、設計）による光学特性を有し、前記第１のカメラが人間の眼の光学特性をシミュレーションするように調整されたオプティクスを有するステップと、潜在的装着者が彼の観察能力上の第１の光学レンズの光学効果を視覚化できるように潜在的装着者による観察のために第１の画像を表示装置に表示するステップと、を備える潜在的装着者のための光学レンズの光学効果をシミュレーションする方法に関する。第１のカメラの位置、第１の光学レンズ及び表示装置は、潜在的装着者の頭部によって定められる参照フレームに対して固定されており、潜在的装着者の頭部は、景観に対して移動可能である。

Description

本発明は、潜在的装着者のために光学レンズの光学効果をシミュレーションする方法及び装置に関する。

伝統的に、眼科用レンズを装着者に処方する方法には、異なる光学特性を有する眼科用レンズを視力欠陥を有する潜在的装着者に合わせるステップと、装着者のために最善の光学性能を提供するレンズを選択するステップと、を備える。この種の技術は、装着者が眼鏡をかけて脱ぐことを行う必要があるといった欠点を有しており、特定の視力欠陥を修正するために最適な光学レンズを含まないレンズの中の限定的な選択に晒されることもある。

この種の問題を解決するために、眼科用レンズの光学効果をシミュレーションする仮想現実技術に基づいた様々な解決案が提案されてきた。例えば、国際公開第ＷＯ２００７／０５６７９５号パンフレットは、選択された眼科用のレンズデザインのためのシミュレーション・データを回復するステップと、シミュレーション・データを処理して光学欠陥をシミュレーションする仮想出力画像を生成するステップとを含む、選択された眼科用のレンズデザインにおける光学欠陥をシミュレーションする方法を記載する。

国際公開第ＷＯ２００７／０５６７９５号パンフレット

レンズデザイン国際公開第ＷＯ２００７／０５６７９５号パンフレットに示されているシステムの欠点は、平均的な質の出力画像を提供するために複雑なデータの処理技術及び高度の算出力を必要とすることである。これは、仮想シミュレーション方法の実施のために非常に高い経費と複雑なシステムとに繋がる。

したがって、それは、より単純化されており、より複雑でないデータ処理技術及び複合系（complex systems）を必要とする光学レンズの光学効果をシミュレーションする方法を提供するのに有利である。

上述の一以上の問題をより解決するために、本発明の第１の態様によれば、潜在的装着者のために光学レンズの光学効果をシミュレーションする方法が提供されている。この方法は、第１のカメラを使用して第１の光学レンズを介して景観の第１の画像を撮影するステップであって、前記第１の光学レンズが第１の眼科用レンズデザインに応じた光学特性を有し、前記第１のカメラが人間の眼の光学特性をシミュレーションするように調整されたオプティックスを備えているステップと、第１のカメラを使用して第１の光学レンズを介して景観の第１の画像を撮影するステップであって、前記第１の光学レンズが第１の眼科用レンズデザインに応じた光学特性を有し、前記第１のカメラが人間の眼の光学特性をシミュレーションするように調整された光学部品を備えているステップと、潜在的装着者が観察能力（viewing ability）上に前記第１の光学レンズの光学効果を視覚化するように、潜在的装着者による観察のため表示装置に前記第１の画像を表示するステップと、を備える。第２のカメラの位置、第２の光学レンズ、表示装置の第１及び第２のスクリーンは、参照フレームに関して固定される。

実施形態において、方法は、前記第１の光学レンズを前記第１の眼科用レンズデザインと異なると共に更なる眼科用レンズデザインに応じた光学特性を有する更なる光学レンズに交換するステップと、前記更なる光学レンズを介して、前記第１のカメラを用いて景観の更なる画像を撮影するステップと、潜在的装着者が前記第１の光学レンズにより提供される光学効果と前記更なる光学レンズにより提供される光学効果とを比較できるように、潜在的装着者による観察のため前記表示装置に更なる画像を表示するステップとを更に備える。第１の画像及び更なる画像は、同時に、又は、順次見られることが可能である。

方法が、前記第１の画像の少なくとも一部分と、前記更なる画像の少なくとも一部分とを含む合成画像を提供するステップと、装着者が前記合成画像において、前記第１の光学レンズの視覚効果と前記更なる光学レンズの視覚効果とを比較できるように前記表示装置に前記合成画像を表示するステップと、を更に含むことができる。全体の第１の画像及び更なる画像か互いと比較されてもよい。また、第１の画像の同じ部分及び更なる画像が互いと比較されてもよい。

方法が、第２のカメラを用いて第２の光学レンズを介して景観の第２の画像を同時に撮影するステップであって、前記第２の光学レンズが第２の眼科用レンズデザインに応じた光学特性を有するステップと、前記第１及び第２のカメラが一対の人間の眼をシミュレーションするために、前記第２の光学レンズが人間の眼の光学条件をシミュレーションするように調整された光学部品を備えるステップと、第１の眼を介する装着者による観察のため前記表示装置の第１のスクリーンに前記第１の画像を表示するステップと、第１の眼を介して、装着者による観察のため前記表示装置の第１のスクリーンに前記第１の画像を表示するステップと、第２の眼を介して装着者による同時観察のため前記表示装置の第２のスクリーンに前記第２の画像を同時に表示して前記第１及び第２の画像における両眼復元を可能にするステップと、第２の眼を介して装着者による同時観察のため前記表示装置の第２のスクリーンに前記第２の画像を同時に表示して前記第１及び第２の画像における両眼復元を可能にするステップとを備えることができる。前記第２のカメラの位置、前記第２の光学レンズ、及び前記表示装置の前記第１及び第２のスクリーンが参照フレームに対して固定されている。好ましくは第２の眼科用レンズデザインは、第１の眼科用レンズデザインと同一である。

本発明の実施形態において、前記カメラ又は各カメラが、潜在的装着者の頭部の運動に続く一連の画像を撮り、潜在的装着者が該前記カメラ又は各カメラで周囲の景観をスキャン（scan）できる。

本発明の第二態様によれば、潜在的装着者のための光学レンズの光学効果をシミュレーションするための装置が提供される。装置は、人間の眼の光学特性をシミュレーションするように配置された光学部品を有する第１のカメラと、第１の眼科用レンズデザインに応じた光学特性を有する第１の光学レンズと、潜在的装着者が観察能力上で前記第１の光学レンズの効果が視覚化できるように、前記第１の光学レンズを用いて景観の画像を撮影するように調整されていると共に潜在的装着者による観察のため前記画像を表示する表示装置に画像データを伝送するように動作可能である第１のカメラと、を備える。前記第１のカメラの位置、前記第１の光学レンズ及び前記表示装置が、景観に対して移動可能な潜在的装着者の頭部によって定義される参照フレームに関して固定される。

装置が、前記第１のデザインと異なる更なるデザインに応じた光学特性を有する更なる光学レンズと、前記第１の光学レンズを配置するための支持体と、又は、代替的に、前記カメラと撮像される景観との間に更なる光学レンズ、を更に含むことができる。

本発明の具体例において、装置は、前記第１の画像の少なくとも一部と、前記更なる画像の少なくとも一部とを含む合成画像を提供するように動作可能な画像結合器を含むことができる。前記合成画像において、装着者が前記第１の光学レンズにより提供される光学効果と前記更なる光学レンズの光学効果とを比較できるように、前記表示装置が前記合成画像を表示するように動作され得る。

装置は、第２のカメラ及び前記第２の光学レンズであって、前記第１及び第２のカメラが一対の人間の眼をシミュレーションするように、前記第２のカメラが人間の眼の光学条件をシミュレーションするように調整された光学部品を備えており、第２の光学レンズが第２の眼科用レンズデザインに応じた光学特性を有し、前記第２のカメラが前記第２の光学レンズを介して景観の第２の画像を同時に撮影するように配置される第２のカメラ及び前記第２の光学レンズと、第１の眼を介して潜在的装着者による観察のため前記第１の画像を表示する第１のスクリーンと、第２の眼を介して潜在的装着者による同時観察のため前記第２の画像を表示するための第２のスクリーンとを含み、前記第１及び第２の画像の両眼復元が可能である表示装置と、を更に備える。前記第２のカメラの位置、前記第２の光学レンズ、前記表示装置の前記第１及び第２のスクリーンは、参照フレームに関して固定される。

本発明の実施形態において、潜在的装着者が、前記カメラ又は各カメラによって、周囲の景観がスキャンできるように、該前記カメラ又は各カメラは、潜在的装着者の頭部の動きを追って一連の画像が取得できるように動作可能である。

前記カメラ又は各カメラは、好ましくはビデオ・カメラである。例えば、前記カメラ又は、各カメラは、ＣＣＤタイプ・カメラでもよい。

本発明の実施形態において、前記表示装置は、ヘッド・マウンテッド・ディスプレイ（ＨＭＤ）装置でもよい。本発明の別の実施形態において、前記表示装置が、例えばＰＣタブレット、ＰＤＡ等携帯用のＰＣディスプレイスクリーンであることができる。

また、本発明は、一つ又はそれ以上の記憶されたシーケンスの指令（ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）を備えるコンピュータプログラム製品に関する。その指令は、プロセッサーにアクセス可能であると共に、プロセッサーによって実行されるとき、前述の方法の異なる実施形態におけるステップをプロセッサーに実行させる。

本発明は、前述のコンピュータプログラム製品における指令の一つ又はそれ以上のシーケンスを保持するコンピュータ読取可能な記録媒体に関する。

具体的に特別な記載されていない限り、次の解説において明らかであるように、明細書解説の全般において、用いる「算出（ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）」、「計算（ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ）」、「生成（ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ）」等の用語は、コンピュータ、コンピューティングシステム又は類似の電子計算装置の動作又はプロセスを意味していることを理解されたい。コンピュータ、コンピューティングシステム又は類似の電子計算装置は、コンピューティングシステムのレジスタ及び／又はメモリ内の電子的な量のような物理的な量で表されるデータを、計算システムのメモリ、レジスタ又は他のそのような情報記憶装置、情報伝送装置又は情報表示装置内の物理的な量で同様に示される他のデータに操作（ｍａｎｉｐｕｌａｔｅ）及び／又は変換（ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）する。

本発明に係る実施形態は、本明細書中の動作を実行するための装置を含んでもよい。その装置は、所望の目的のために特別に構成され得る。また、この装置は、コンピュータに格納されたコンピュータプログラムによって選択的に活性化又は再設定された一般的な用途のコンピュータ又はデジタルシグナルプロセッサ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ:ＤＳＰ）であり得る。そのようなコンピュータプログラムはコンピュータ読取可能な記録媒体内に格納されていてもよい。コンピュータ読取可能な記録媒体は、例えば、限定はされないが、フロッピー（登録商標）ディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌe ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｉｅｓ）、ＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｉｅｓ）、磁気カード又は光カード、又は電子的な指示を格納するのに適した他のタイプの記録媒体であり、コンピュータシステムバスに連結され得る。

本明細書中に示されているプロセス及び表示は、いかなる特定のコンピュータ又は他の装置に固有に関連しているものではない。様々な一般的な用途のシステムが、本明細書中の示唆にしたがってプログラムと共に用いられ得る。または、所望の方法を実行するためのより細分化された装置を構成することが便利であることが証明され得る。様々なこれらのシステムのための所望の構造は、以下の説明から理解される。更に、本発明の実施形態は、任意の特定のプログラム言語を参照して説明されてはいない。本明細書において説明されているように、様々なプログラム言語が本発明の教えを履行するために用いられ得ることを理解されたい。

本発明の第１実施形態に係る光学レンズの光学効果をシミュレーションする装置の略図である。 人間の眼の光学的機能の模式的なモデルである。 図１のカメラの光学セットアップ、カメラオプティックス及び光学レンズのブロック線図である。 実景観の画像のスケーリングを例示する。 実景観の画像の閉じ込めを例示する。 本発明の第１実施形態に係る表示装置の斜視図である。 図４Ａの装置上の実景観及びその景観の画像を例示する。 本発明の第１実施形態に係る表示装置のスクリーン上のユーザ・インタフェースの図である。 本発明の第２実施形態に係る一対の光学レンズの光学効果をシミュレーションする装置の略図である。 本発明の第２実施形態の表示装置の斜視図である。

本発明の第１実施形態に係る光学レンズの光学効果をシミュレーションする装置が、図１〜図４Ｂに関連して記載されている。

図１に関して、光学レンズの光学効果をシミュレーションする装置１００は、カメラ１０１の前に配置したカメラ光学部品１０２を備えるＣＣＤ（電荷結合素子）タイプのビデオカメラ１０１と、バレル（図示せず）によって、カメラ光学部品１０２の前で支えられている複数の光学レンズ１０５とを含む。

バレルが、テストされる光学レンズ１０５を収納して、光学レンズが手動で、又は、自動的に、別の光学レンズに交換されることができる。別の光学レンズによって、一度に１つの光学レンズがカメラ光学部品１０２の前に配置されることができる。バレルは、各光学レンズ１０５を円形の支持体上に保持できる。円形の支持体は、回転して個々の光学レンズをカメラ光学部品１０２の前に置くように配置される。バレル支持体は、直線形であってもよく、直線形の支持体において、レンズがカメラ光学１０２の前で一つずつ配置される。バレルは、デザインの異なる系統の光学レンズを保持している他のチャージャー（charger）により置き換えられることが可能であるチャージャーの形であることもできる。

カメラ１０１は、画像データをプロセッサ１０６へ送るように配置される。プロセッサ１０６は、画像ミキサーを含むと共に、画像データを表示装置１０７に伝送する。表示装置１０７は、潜在的装着者による観察のためカメラから得られた画像を表示するスクリーンを備えている。本実施形態において、装置１００は、制御モニタ１０８を含む。制御モニタ１０８によって、オペレータがユーザー・ディスプレイ・スクリーン１０７に送られる画像を見ることができる。カメラ１０１は、実景観１０３の画像を撮影するように配置される。カメラ１０１は、少なくとも６４０×４８０画素のＶＧＡ（ビデオ・グラフィックスアレイ）画質を有するカラー画像への再現を可能にするＣＣＤ又はＣＭＯＳビデオ・タイプ・カメラである。本発明の別の実施形態において、異なる画像画質（image definitions）が提供され得る。例えば３２０×２００画素のＱＶＧＡ画質は、例えば、ＰＤＡが表示装置として用いられるところで使うことができる。

図２Ａ及び図２Ｂに関して、カメラ・レンズ１０２は、カメラ１０１を有する構成で配置され、瞳孔径、焦点特性、被写界深度（field depth）及び視野角に関して人間の眼の光学特性をシミュレーションする。図２Ａは、レンズ及び瞳孔で構成される人間の眼のモデル表現を例示する。眼における光焦点化の位置（light focalisation）Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは、直線よりもむしろ曲線に沿って配布される。人間の眼の場合、眼の網膜１１は球形であるので、これは問題とならない。しかしながら、ＣＣＤタイプ・センサの場合、画質の低下が生じ得る。画像の品質は、全体の視野（field of view）において、中心窩視品質（foveal quality）を提供しなければならない。こうして、視野の方向に関係なく、ユーザは上質の画像をみることができる。カメラ光学システムは、ほぼ５〜７ｍｍの直径の光学瞳孔をシミュレーションして、眼の被写界深度に類似する被写界深度を提供する。このために、特にＣＣＤマイクロ・カメラのために設計されたカメラ対物レンズがカメラ光学部品１０２として使われ得る。カメラ光学部品１０２は、光学レンズ１０５のサイズに応じて、拡大・縮小されてテストされる。図２Ｂは、ＣＣＤカメラ１０１、光学部品又は対物レンズ１０２及び、テストされる光学レンズ１０５を含む光学セットアップを例示する。光学レンズ１０５を通過している光は光学部品１０２によって、ＣＣＤカメラ１０１における焦点化位置上に集光される。光学セットによって、光学レンズ１０５を介して観られた景観の実映像（real image）が得られる。

テストされる光学レンズのセットは、それぞれが特定の光学デザインに応じた光学特性を有する複数の光学レンズ１０５１、１０５２、１０５３を含む。様々な光学効果を提供するために、各デザインは、他の光学レンズのデザインと異なる。

ビデオ・カメラ１０１は、画像のビデオストリーム（video stream）を提供する。カメラ１０１は、移動して周囲の景観を走査することができ、その結果、周囲の環境の一連の画像を提供する。カメラは、ユーザの動きを追うように動作可能であることができる。

プロセッサ１０６は、カメラ１０１から得られる画像にテキスト及び視覚効果を挿入又は重畳する手段と、２台のビデオ、ビデオ及び画像を混合して、一つ以上の全画像を一緒に結合し、又は異なる画像の異なる部分を一緒に結合するための画像ミキサー手段と、を含む。このような挿入された視覚的な特徴は、光学レンズをテストする際に、テストされる特定の光学レンズに関連した情報をユーザに伝達しするために用いられ得る。

表示装置１０７は、カメラ１０１から得られた画像のユーザによる観察に適している如何なる装置であることができる。好ましくは、表示装置１０７は、単眼視野（monocular field of view）（Ｖ（垂直）：＋３０°，−５０° Ｈ（水平）：＋４０°（鼻側（nasal side）），−５０°（こめかみ側(temporal side)））を提供する携帯型であり、潜在的装着者に許容可能な視覚的な感覚を提供する。

ビデオ・カメラ１０１の位置、テストされる光学レンズ１０５１、１０５２及び１０５３、並びに表示装置１０７は、潜在的装着者（図示せず）の頭部により定義される関連フレームに対して固定されている。潜在的装着者の頭部は景観１０３に対して移動可能であり、観察パラメータ（viewing parameters）が変化しない間に、頭部の動きによる景観１０３の現実的の観察が実現できる。

カメラ１０１によって撮られた実景観１０３の画像は、表示装置１０７のスクリーン上にうまくはまるように拡大・縮小されることができ、図４Ａに示すように、示された視野が、カメラ１０１及び光学部品１０２の視野に相関している。あるいは、画像は、切り取られて表示装置１０７のスクリーンに収まる。表示装置１０７のスクリーンは、光学レンズのテストに関連して得られた画像の部分が表示装置１０７上に表示される切り取られた画像に含まれることを確実にする。

本発明の第１実施形態において、表示装置は、図４Ａにて図示したように、ＰＣタブレットのタッチスクリーンである。タッチスクリーン１０７は、ユーザ及びオペレータ（operator）の両方による相互作用（interaction）を許容する手段として機能する。タッチスクリーン１０７は、テストされる光学レンズ１０５を介してカメラ１０１によって観られる景観１０３を表示する。典型的に、カメラにより映し出された景観は、光学レンズをテストする装着者の視界の範囲内にある。実景観とタッチスクリーン上に映し出された景観との間の関係は図４Ｂに図示されている。

タッチスクリーンは、カメラ１０１から画像を表示するためだけでなく、ユーザ・インタフェースとして使うことができる。例えば、図４Ｃに図示したように、タッチスクリーンであるスクリーンが、例えば、シミュレーション装置を制御してバレル（barrel）を表す制御特徴体１１７と、スクリーン上の光学レンズ１１５を表すレンズ特徴体とによって、テストされる光学レンズ１０５を交換し又は選択するのに用いられることが可能である。さらに、テキストは、スクリーン又はキーボード入力を介して手動で加えられることが可能である。

使用中は、景観１０３は、光学部品１０２とテストされるレンズ１０５、例えばレンズ１０５２とを介してカメラ１０１によって観られる。ビデオ・カメラ１０１によって撮影された画像はカメラ１０１からプロセッサ１０６に伝送される。プロセッサ１０６において、潜在的レンズ使用者による観察前に、オーバレイが画像上に重ねられることができる。関係するならオーバレイ含んでいる画像は、潜在的装着者により観察されるための表示装置１０７に表示される。その後、潜在的装着者は、光学効果と、光学レンズ１０５２により提供される映像（vision）結果的な品質とを評価する。ユーザ・スクリーン１０及び、オペレータ・スクリーン１０８上に表示される画像において、領域ＦＶは光学レンズデザインにおける遠視野領域（far view zone）、すなわち、長距離観察に適合するレンズの部分に対応する。ＮＶは、近視野領域（near view zone）、すなわち近視野映像（near view vision）に適合する光学の部分に対応する。

カメラが移動するにつれて、画像のビデオストリームが、テストされている光学レンズを介して潜在的装着者に周囲のビデオ映像（video view）を提供する表示装置１０７に提供される。

その後、テストされる光学レンズ１０５２は、異なる構造に応じた光学特性を有する異なる光学レンズ１０５３に交換されることができる。それから、プロセスが繰り返され、光学部品１０２及び新たなレンズ１０５３を介して、カメラ１０１によって撮られた一連の画像が潜在的装着者に提供される。これによって、ユーザが、光学レンズ１０５３により提供される映像の品質と、光学レンズ１０５２により提供される映像の品質とが比較できる。光学レンズ１０５２を介して提供される画像と、光学レンズ１０５３を介して提供される画像とは、順次、又は、同時に観られ得る。後者の場合、同時に画像を観察するために、景観の画像は、光学レンズ１０５２によって撮られ、その後にメモリに格納され得る。その後、同景観の画像が光学レンズ１０５３によって撮られる。引き続き、光学レンズ１０５３によって撮られる景観又は画像の一部が光学レンズ１０５２によって撮られる画像又は画像の一部と同時に表示装置１０７上に表示される。これによって、潜在的装着者は視覚的な効果が直接的に比較できる。

テストされる光学レンズ１０５は、必要なだけ交換することができ、潜在的装着者に観察能力（viewing ability）に対する光学効果の範囲で提供し、潜在的ユーザが眼鏡のための光学レンズを選択する際に、情報化された選択をすることを可能とする。

表示装置１０７上の画像を観察するときに、もし潜在的装着者が単焦点レンズ（unifocal lenses）を使用する場合には、潜在的装着者は画像が投影されている平面を鮮明に観るために画像を観察する際に、単焦点レンズを着用することができる。潜在的眼鏡装着者がプログレッシブレンズ（progressive lenses）を着用する場合には、２つのレンズの光学効果の累積（accumulation）を回避するためにそれらを外さなければならない。

以下において、本発明の別の実施形態が、図５及び６に関して記載されている。図５に関して、レンズの光学効果をシミュレーションするための装置２００は、それぞれが、カメラ２０１及び２１１のそれぞれの前で配置したカメラオプティックス２０２及び２１２を備える２つのＣＣＤ（電荷結合素子）又はＣＭＯＳタイプ・ビデオ・カメラ２０１及び２１１を含む。複数の光学レンズ２０５及び２１５は、それぞれのバレル（図示せず）によって、各カメラ光学部品２０２及び２１２の正面に支持されている。

各カメラ２０１及び２１１用のバレルは、テストされる光学レンズ２０５及び２１５を収容し、光学レンズが他の異なる光学レンズと手動又は自動的に交換できるように配置される。他の異なる光学レンズは、一度に１つの光学レンズが各カメラ光学２０２及び２１２の前に配置されることを可能にする。バレルは、第１のカメラ２０１のための光学レンズ２０５と、第２のカメラ２１１のための光学レンズ２１５とを同時に交換するように構成されることができる。

第１のカメラ２０１及び第２のカメラ２０２は画像データをプロセッサ２０６に伝送するように配置されている。プロセッサ２０６は、画像ミキサーを含む。プロセッサ２０６は、画像データを潜在的装着者により観察されるために各カメラから得られた画像を表示するための表示装置２０７に伝送する。

プロセッサ２０６は、テキスト及び視覚的な効果を画像上に挿入し、又は重ねるための手段と、２台のビデオ又は一台のビデオ及び一台の画像を混合し、又は一つ以上の全画像（whole images）を一緒に結合し、又は異なる画像の部分を一緒に結合するための画像ミキサー手段とを含む。このよう加えられた特徴は、テストされる特定の光学レンズと関連した情報をユーザに伝達するために用いられることができ、光学レンズのテストに役立つ。

カメラ２０１及び２１１の各々は、ＣＣＤ、又は、ＣＭＯＳタイプ・ビデオ・カメラであり得る。カメラ２０１及び２１１は、少なくとも６４０×４８０画素のＶＧＡ（ビデオ・グラフィックス配列）画質を有するカラー画像への再現を可能にする。本発明はカメラの特定の構成に限定されず、異なる解像度の別のカメラが使うことができる。

カメラ光学部品２０２及び２１２は、それぞれのカメラ２０１及び２１１と共に配列され、各々が瞳孔径、焦点特性、被写界深度、及び視野角といった人間の眼の光学特性をシミュレーションする。第１のカメラ２０１、その対応オプティックス２０２、第２のカメラ２１１、及びその対応光学部品２１２が互いに又は観察される景観に対して配列され、それらが景観を観察する一対の人間の眼をシミュレーションする。

本実施形態において、表示装置は、図４Ａにて図示した第１実施形態における表示装置１０７と類似するタッチスクリーンＰＣタブレットである。第１のカメラ２０１及び第２のカメラ２０２によって撮影された景観２０３の画像は、対応する画像２０８及び２１８を提供する。画像２０８及び２１８はプロセッサ２０６によって、単一画像に合成されて表示装置２０７に表示されるようにすることができる。あるいは、画像２０８及び２１８の両方とも、表示装置２０７上に表示され得る。幾つかの実施形態において、装置は、それぞれの画像２０８及び２１８の表示のために、２台の別々の表示装置を備えることができる。

テストされる光学レンズのセットの各々が、カメラ２０１のための一組の光学レンズ２０５１、２０５２、２０５３を含む。カメラ２０１のための一組の光学レンズ２０５１、２０５２、２０５３は、特定の光学構造に応じた光学特性を有する。カメラ２１１のための一組の光学レンズ２１５１、２１５２、２１５３のぞれぞれは、特定の光学構造に応じた光学特性を有し、光学レンズ２０５１、２０５２及び２０５３それぞれの光学デザインに対応する。同じデザインの光学レンズは、カメラ２０１及び２１１の前に同時に配置される。

前述の実施形態のように、テストされる一対光学のレンズ２０５２及び２１５２は、異なるデザインに対応した光学特性を有する一対の別の光学レンズ２０５３及び２１５３に交換され得る。それから、そのプロセスが繰り返され、潜在的装着者に光学部品２０２及び２１２と新たなレンズ２０５３及び２１５３とを介して、カメラ２０１及び２１１で撮影された連続画像が提供される。これによって、ユーザが光学レンズ２０５３及び２１５３により提供される映像の画質と、光学レンズ２０５２及び２１５２により提供される映像の画質とを比較できる。一対の光学レンズ２０５２、２１５２を介して得られた画像と、一対の光学レンズ２０５３、２１５３を介して得られた画像とが表示装置１０７上で、順次に又は同時に観られることが可能である。

更なる実施形態においては、表示装置２０７が頭部マウント式表示装置（ＨＭＤ）となる。図６を参照すると、第１のカメラ２０１及びその関連光学部品２０２は、ＨＭＤの右側におけるユーザの右眼の視野の軸（axis of vision）に沿って配置され、そして、第２のカメラ２１１及びその関連光学部品２０２は、ＨＭＤの左側におけるユーザの左眼の視野の軸に沿って配置される。テストされるレンズ２０５を保持しているバレルはそれぞれのオプティックス２０２及び２１２の前のＨＭＤ２０７に取り付けられる。

ＨＭＤ２０７は、２枚のスクリーン２０８及び２１８を備えている。第１のカメラ２０１及び第２のカメラ２０２によって撮影される景観１０３の画像は、プロセッサ２０６を介して対応するスクリーン２０８及び２１８に送られる。一枚のスクリーン２０８はユーザの右眼の視線上におけるＨＭＤにおいて配置され、ユーザの右眼の視野の軸におけるＨＭＤ上に配置されたカメラ２０１によって撮られた画像を表示する。他のスクリーン２１８はユーザの左眼の視線上において配置され、ユーザの左眼の視野の軸においてＨＭＤ上に配置されるカメラ２１１によって撮影された画像を表示する。２台のカメラ２０１及び２１１を介した景観１０３の両眼再生（binocular reproduction）が生成され、ユーザに実景観の立体的な眺めを提供する。

カメラ２０１及び２１１の位置、テストされる光学レンズ２０５２、２１５２、及びディスプレイスクリーン２０８、２１８は、ＨＭＤを着用しているユーザの頭部により定義される参照フレームに関して固定され、ユーザの頭部は周囲の景観に関して移動可能であり、観察パラメータが変化しない間に頭部の動きによる景観の現実的な観察が得られ得る。このように、具現されるレンズ・タイプの間におけるより正確な比較を可能にする観察パラメータを変えずに、ユーザは自由に頭の方向を変えて動き回ることができる。この種の構成は移動式の光学的評価システムを提供し、例えば視野の範囲のような要因（factor）を変える効果を考慮して、製造される光学レンズの動的な評価を可能にする。

ユーザが頭部を動かすにつれて、カメラは、画像のビデオストリームを提供している頭部の動きを追う。カメラによって、ユーザは光学レンズ２０５及び２１５を介して周囲を走査できる。

前述の実施形態のように、テストされる一対の光学レンズ２０５２及び２１５２は、異なるデザインに対応する光学特性を有する一対の別の光学レンズ２０５３及び２１５３に変えることができる。その後、このプロセスが繰り返され、潜在的装着者に光学部品２０２及び２１２、新たなレンズ２０５３及び２１５３を介して、カメラ２０１及び２１１によって撮影された一連の画像を提供する。これによって、ユーザが光学レンズ２０５３及び２１５３により提供された映像の画質と光学レンズ２０５２及び２１５２により提供された映像の画質とを比較できる。一対の光学レンズ２０５２及び２１５２により提供された画像と、一対の光学レンズ２０５３及び２１５３により提供された画像とを、それぞれのディスプレイスクリーン２０８及び２１８上で順次観察することが可能である。

本発明の実施形態に係る光学レンズの効果をシミュレーションする方法は、光学レンズによって観られる実景観の再現を可能にし、以下の特徴を提供する。
・プリズム効果の再生（Reproduction of prismatic effects）
・屈折光学効果の再生（Reproduction of dioptric effects）
・広い視野（Wide field of view）、そして、
・２つのデザインの違いを視覚化するのに十分な画像解像度

光学レンズ及びカメラの使用によって、光学レンズによる歪みやぼけ（blurring）の解像度のシミュレーションが、複雑で時間がかかる算出及び高コストのプロセスを伴うことなく実時間で得られる。

これまで、本発明を特定の実施形態を参考して記載したが、本発明は、その特定実施形態に制限されず、本発明の範囲内にある変更例は当業者に明らかである。

例えば、前述の実施形態においては、カメラが、ＣＣＤタイプ・ビデオ・カメラであったが、カメラが実景観の撮像に適した他のタイプの如何なるカメラでありえる。例えば、カメラは、ＣＭＯＳタイプ・カメラでもよい。

さらに、表示装置は、例えば携帯型コンピュータ・スクリーン、ＰＤＡ又は類似なものに投影された画像がその上に投影できる如何なる適切な表示装置であることができる。

多くの更なる修正例及び変更例は、前述の例示された実施形態を参照して従来技術において通じていることを示唆する。前述の実施形態は一例に過ぎず、本発明の範囲は特許請求の範囲のみによって決定される。特に、異なる実施形態から異なる特徴は、必要に応じて、交換されることができる。

請求項において、「備える」という語は他の要素又はステップを除外せず、「一つ」、又は、「単一」という用語は、複数を除外しない。異なる特徴が相互に異なる従属クレームにおいて記載されることで、これらの組合せが都合よく使われることができないことを示唆しない。請求項のいかなる参照符号も、本発明の範囲を制限するとして解釈されてはならない。

Claims (15)

1. 第１のカメラを使用して第１の光学レンズを介して景観の第１の画像を撮影するステップであって、前記第１の光学レンズが第１の眼科用レンズデザインに応じた光学特性を有し、前記第１のカメラが人間の眼の光学特性をシミュレーションするように調整された光学部品を備えているステップと、
   潜在的装着者が観察能力（viewing ability）上に前記第１の光学レンズの光学効果を視覚化するように、潜在的装着者による観察のため表示装置に前記第１の画像を表示するステップと、を備え、
   前記第１のカメラの位置、前記第１の光学レンズ、前記表示装置の第１及び第２のスクリーンは、景観に対して移動可能な潜在的着用者の頭部により定義される参照フレームに関して固定される、潜在的装着者のための光学レンズの光学効果をシミュレーションする方法。
2. 前記第１の光学レンズを前記第１の眼科用レンズデザインと異なると共に更なる眼科用レンズデザインに応じた光学特性を有する更なる光学レンズに交換するステップと、
   前記更なる光学レンズを介して、前記第１のカメラを用いて景観の更なる画像を撮影するステップと、
   潜在的装着者が前記第１の光学レンズにより提供される光学効果と前記更なる光学レンズにより提供される光学効果とを比較できるように、潜在的装着者による観察のため前記表示装置に更なる画像を表示するステップとを更に備える、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１の画像の少なくとも一部分と、前記更なる画像の少なくとも一部分とを含む合成画像を提供するステップと、
   潜在的装着者が前記合成画像において、前記第１の光学レンズの視覚効果と前記更なる光学レンズの視覚効果とを比較できるように前記表示装置に前記合成画像を表示するステップと、を更に含む、請求項２に記載の方法。
4. 第２のカメラを用いて第２の光学レンズを介して景観の第２の画像を同時に撮影するステップであって、前記第２の光学レンズが第２の眼科用レンズデザインに応じた光学特性を有するステップと、
   前記第１及び第２のカメラが一対の人間の眼をシミュレーションするために、前記第２の光学レンズが人間の眼の光学条件をシミュレーションするように調整された光学部品を備えるステップと、
   第１の眼を介する潜在的装着者による観察のため前記表示装置の第１のスクリーンに前記第１の画像を表示するステップと、
   第２の眼を介して潜在的装着者による同時観察のため前記表示装置の第２のスクリーンに前記第２の画像を同時に表示して前記第１及び第２の画像における両眼復元を可能にするステップと、を更に備え、
   前記第２のカメラの位置、前記第２の光学レンズ、及び前記表示装置の前記第１及び第２のスクリーンが参照フレームに対して固定されている、請求項１〜３の何れか一項に記載の方法。
5. 前記カメラ又は各カメラが、潜在的装着者の頭部の動きを追って一連の画像を取得し、潜在的装着者が該前記カメラ又は各カメラで周囲の景観をスキャン（scan）できる、請求項１〜４の何れか一項に記載の方法。
6. 人間の眼の光学特性をシミュレーションするように配置された光学部品を有する第１のカメラと、
   第１の眼科用レンズデザインに応じた光学特性を有する第１の光学レンズと、
   潜在的装着者が観察能力（viewing ability）上で前記第１の光学レンズの効果が視覚化できるように、前記第１の光学レンズを用いて景観の画像を撮影するように調整されていると共に潜在的装着者による観察のため前記画像を表示する表示装置に画像データを伝送するように動作可能である第１のカメラと、を備え、
   前記第１のカメラの位置、前記第１の光学レンズ及び前記表示装置が、景観に対して移動可能な潜在的装着者の頭部によって定義される参照フレームに関して固定される、潜在的装着者のための光学レンズの光学効果をシミュレーションするための装置。
7. 前記第１の眼科用レンズデザインと異なる更なる眼科用レンズデザインに応じた光学特性を有する更なる光学レンズと、
   前記第１の光学レンズを配置するための支持体と、又は
   代替的に、前記カメラと撮像される景観との間に更なる光学レンズ、
   を更に含む、請求項６に記載の装置。
8. 前記第１の画像の少なくとも一部と、
   前記更なる画像の少なくとも一部と
   を含む合成画像を提供するように動作可能な画像結合器を含み、
   前記合成画像において、潜在的装着者が前記第１の光学レンズにより提供される光学効果と前記更なる光学レンズの光学効果とを比較できるように、前記表示装置が前記合成画像を表示するように動作され得る、請求項６または７に記載の装置。
9. 第２のカメラ及び前記第２の光学レンズであって、前記第１及び第２のカメラが一対の人間の眼をシミュレーションするように、前記第２のカメラが人間の眼の光学条件をシミュレーションするように調整された光学部品を備えており、
   前記第２の光学レンズが第２の眼科用レンズデザインに応じた光学特性を有し、前記第２のカメラが前記第２の光学レンズを介して景観の第２の画像を同時に撮影するように配置される第２のカメラ及び前記第２の光学レンズと、
   第１の眼を介して潜在的装着者による観察のため前記第１の画像を表示する第１のスクリーンと、第２の眼を介して潜在的装着者による同時観察のため前記第２の画像を表示するための第２のスクリーンとを含み、前記第１及び第２の画像の両眼復元が可能である表示装置と、を更に備え、
   前記第２のカメラの位置、前記第２の光学レンズ、前記表示装置の前記第１及び第２のスクリーンは、参照フレームに関して固定される、
   請求項６〜８の何れか一項に記載の装置。
10. 潜在的装着者が、前記カメラ又は各カメラによって、周囲の景観がスキャンできるように、該前記カメラ又は各カメラは、潜在的装着者の頭部の動きを追って一連の画像が取得できるように動作可能である、請求項６〜９の何れか一項に記載の装置。
11. 前記カメラ又は各カメラは、ＣＣＤタイプのカメラである、請求項６〜１０の何れか一項に記載の装置。
12. 前記表示装置は、ヘッド・マウンテッド・ディスプレイ（ＨＭＤ）装置である、請求項６〜１１の何れか一項に記載の装置。
13. 前記表示装置が、ＰＣタブレットである、請求項６〜１１の何れか一項に記載の装置。
14. データ処理装置にロードされたとき、前記データ処理装置に請求項１〜５の何れか一項に記載の方法におけるステップを実行させる一組の指令を備えるデータ処理装置のためのコンピュータ・プログラム製品。
15. コンピュータシステムに請求項１〜５の何れか一項に記載の方法を実行させることが可能なコンピュータ実行指令を保持するコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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