JP2022502671A - 器具なしレンズメータシステム - Google Patents

Abstract

レンズメータシステムは、カメラを有するモバイル機器を備えていてもよい。カメラは、レンズがパターンと接触している間に、カメラから離れたレンズを通るパターンの第１の像を取り込むようにしてもよい。モバイル機器は、第１の像およびパターンの既知の特徴に基づいて、レンズのサイズを決定するようにしてもよい。カメラは、レンズがカメラとパターンとの間の中間位置にある間に、パターンの第２の像を取り込むようにしてもよい。第２の像が理想座標系に変換されて処理されることにより、レンズに起因し得るパターンの歪みが決定されるようになっていてもよい。モバイル機器は、歪みに基づいて、レンズの特性を測定するようにしてもよい。レンズの特性としては、球面度数、円柱度数、および／または非点収差角が挙げられる。

Description

技術分野は、一般的には矯正レンズの処方の決定に関し、より詳細には、一態様において、モバイル機器レンズメータおよびその動作方法に関する。

眼科医、眼鏡レンズ製作者、およびレンズを扱う他の従事者は、従来のレンズメータを使用して、未知の矯正レンズの処方（球面度数、円柱度数、および軸等）を決定することが多い。このようなレンズメータでは通常、当該レンズメータの器具に搭載されたパターンおよび矯正レンズに光源の光を通し、光源の反対の接眼レンズでその光を見る。接眼レンズを通してパターンの歪んだ様子を観察することにより、このような歪みの生成に対して既知の処方に対する歪みの相関が可能となる。

器具は、相互に適当な間隔および構成にて、パターン、矯正レンズ、および接眼レンズを保持する。ただし、器具は通常、大きくて重いため、このような構成は、自宅または現場での使用に対して扱いにくく、望ましくないものとなる。また、このような矯正レンズの処方を決定する従来の方法は、眼科医またはレンズ製作者等の他者に処方情報を伝達する便利な方法を提供しない。たとえば、電話で情報を伝達可能ではあるものの、転記ミスのリスク等の問題が生じるため、個人にとっては、自宅または職場等の都合良い環境で矯正レンズの処方を決定する魅力が薄れる。したがって、未知の矯正レンズの処方を決定しようとする者は、眼科医等の専門家を訪問する必要があるため、当該プロセスの遅延およびコストが増大することになる。

一態様によれば、レンズの特性を決定するプロセスは、矯正レンズを通るパターンの取り込み像を取得することと、取り込み像を理想座標系に変換することと、取り込み像を処理して、基準パターンから取り込み像のパターンへの全体歪みを決定することと、矯正レンズに起因し得る取り込みパターンの歪みを決定することと、矯正レンズの少なくとも１つの特性を測定することとを含む。一実施形態によれば、取り込み像は、パターンを含み、矯正レンズを通過した光により生成された第１の領域と、矯正レンズを通過していない光により生成された第２の領域とを含み、矯正レンズに起因し得る取り込みパターンの歪みを決定することは、第２の領域を参照して、少なくとも部分的に実行される。別の実施形態によれば、パターンは、市松模様であり、第２の領域は、境界を含む。別の実施形態によれば、取り込み像を理想座標系に変換することは、取り込み像の第２の領域における複数の取り込み基準ランドマークを検出することと、複数の理想基準ランドマークから複数の取り込み基準ランドマークへの変換を決定することと、この変換を取り込み像に適用することとを含む。

別の実施形態によれば、パターンは、第１のパターンであり、矯正レンズは、第１の矯正レンズであり、矯正レンズを通るパターンの取り込み像を取得することは、第１の矯正レンズを通る第１のパターンおよび第２のレンズを通る第２のパターンの取り込み像を取得することを含む。

さらに別の実施形態によれば、取り込み像を処理して、基準パターンから取り込み像のパターンへの全体歪みを決定することは、取り込み像において、複数の取り込みパターンランドマークを検出することと、複数の理想パターンランドマークから複数の取り込みパターンランドマークへの変換を決定することと、矯正レンズについて、変換から、球面度数測定結果、円柱度数測定結果、および非点収差角測定結果を決定することとを含む。別の実施形態によれば、変換は、視度行列である。

さらに別の実施形態によれば、矯正レンズを通る少なくとも１つのパターンの取り込み像を取得することは、少なくとも１つのパターンに対するカメラレンズの第１の場所で実行され、少なくとも１つのパターンに対するカメラレンズの第２の場所で、矯正レンズを通る少なくとも１つのパターンの第２の取り込み像を取得することと、第２の取り込み像において、複数の取り込みパターンランドマークを検出することと、複数の理想パターンランドマークから複数の取り込みパターンランドマークへの第２の変換を決定することと、矯正レンズについて、第２の変換から、球面度数測定結果、円柱度数測定結果、および非点収差角測定結果を決定することと、第１の変換および第２の変換から、球面度数測定結果および円柱度数測定結果が極値を有する好適な変換を選択することとをさらに含む。

さらに別の実施形態によれば、取り込み像は、カメラレンズを有するカメラにより取り込まれ、矯正レンズは、カメラレンズおよびパターンに対して既知の場所に位置決めされる。別の実施形態によれば、矯正レンズに起因し得る取り込み像の歪みを決定することは、カメラレンズとパターンとの間の距離を決定することと、当該距離、球面度数測定結果、および円柱度数測定結果を参照して、矯正レンズの少なくとも１つの焦点距離を決定することとを含む。

一実施形態によれば、矯正レンズの少なくとも１つの特性を測定することは、球面度数、円柱度数、および軸度数を少なくとも含む矯正レンズの処方を決定することを含む。別の実施形態によれば、矯正レンズを通るパターンの取り込み像を取得することは、カメラレンズを通して、第１の矯正レンズを通る第１のパターンおよび第２の矯正レンズを通る第２のパターンの取り込み像を取得することを含み、これら２つのパターンは、第１の矯正レンズおよび第２の矯正レンズがカメラレンズならびに第１および第２のパターンに対して既知の場所に位置決めされた場合に、第１の矯正レンズを通る第１のパターンおよび第２の矯正レンズを通る第２のパターンの取り込み像を取得することが実行され得るように、互いに離間している。

別の実施形態によれば、このプロセスは、取り込み像から、当該取り込み像が取り込まれたレンズメータのカメラレンズの第１の場所を決定することと、第１の場所に対する第２の場所への方向を識別することと、レンズメータのユーザを第２の場所にガイドすることと、矯正レンズを通るパターンの第２の取り込み像を取り込むこととをさらに含む。

別の態様によれば、レンズメータは、カメラと、視覚的ディスプレイと、カメラに結合され、矯正レンズを通るパターンの取り込み像を取得することと、取り込み像を理想座標系に変換することと、取り込み像を処理して、基準パターンから取り込み像のパターンへの全体歪みを決定することと、矯正レンズに起因し得る取り込み像の歪みを決定することと、矯正レンズの少なくとも１つの特性を測定することとを行うように構成されたプロセッサと、を備える。

一実施形態によれば、取り込み像は、パターンを含み、矯正レンズを通過した光により生成された第１の領域と、矯正レンズを通過していない光により生成された第２の領域とを含む。別の実施形態によれば、プロセッサは、取り込み像の第２の領域における複数の取り込み基準ランドマークを検出するように構成されることによって、取り込み像を理想座標系に変換することと、複数の理想基準ランドマークから複数の取り込み基準ランドマークへの変換を決定することと、この変換を取り込み像に適用することとを行うようにさらに構成されている。

別の実施形態によれば、プロセッサは、取り込み像を処理することにより、取り込み像において、複数の取り込みパターンランドマークを検出するように構成されることによって、基準パターンから取り込み像のパターンへの全体歪みを決定することと、複数の理想パターンランドマークから複数の取り込みパターンランドマークへの変換を決定することと、矯正レンズについて、変換から、球面度数測定結果、円柱度数測定結果、および非点収差角測定結果を決定することとを行うようにさらに構成されている。別の実施形態によれば、プロセッサは、第１の場所で矯正レンズを通る少なくとも１つのパターンの取り込み像を取得することと、第２の場所で矯正レンズを通る少なくとも１つのパターンの第２の取り込み像を取り込むことと、第２の取り込み像において、複数の取り込みパターンランドマークを検出することと、複数の理想パターンランドマークから複数の取り込みパターンランドマークへの第２の変換を決定することと、矯正レンズについて、第２の変換から、球面度数測定結果、円柱度数測定結果、および非点収差角測定結果を決定することと、第１の変換および第２の変換から、球面度数測定結果および円柱度数測定結果が極値を有する好適な変換を選択することとを行うようにさらに構成されている。さらに別の実施形態によれば、取り込み像は、カメラのカメラレンズを通して取り込まれ、プロセッサは、カメラレンズとパターンとの間の距離を決定するように構成されることによって、矯正レンズに起因し得る取り込み像の歪みを決定することと、当該距離、球面度数測定結果、および円柱度数測定結果を参照して、矯正レンズの少なくとも１つの焦点距離を決定することとを行うようにさらに構成されている。

一実施形態によれば、プロセッサは、球面度数、円柱度数、および軸度数を少なくとも含む矯正レンズの処方を決定するように構成されることによって、矯正レンズの少なくとも１つの特性を測定するようにさらに構成されている。別の実施形態によれば、パターンは、物理的媒体に印刷されている。さらに別の実施形態によれば、パターンは、電子表示装置に表示されている。

いくつかの態様によれば、レンズメータシステムを動作させる方法であって、レンズメータシステムのカメラにより、パターンと接触した矯正レンズを通る当該パターンの第１の像を取り込むことを含む、方法が提供される。また、この方法は、レンズメータシステムのコンピュータ機器により、第１の像およびパターンに基づいて、矯正レンズのサイズを決定することを含む。また、この方法は、カメラにより、矯正レンズがカメラとパターンとの間の中間位置にある間に、矯正レンズを通るパターンの第２の像を取り込むことを含む。また、この方法は、コンピュータ機器により、矯正レンズの決定したサイズを用いて、第２の像におけるパターンの矯正レンズに起因し得る歪みを決定することを含む。また、この方法は、コンピュータ機器により、決定した歪みに基づいて、矯正レンズの少なくとも１つの特性を測定することを含む。

他の態様によれば、カメラと、当該カメラから、パターンと接触した矯正レンズを通る当該パターンの第１の像を取得するように構成されたプロセッサと、を備えたモバイル機器が提供される。プロセッサは、第１の像およびパターンに基づいて、矯正レンズのサイズを決定するようにさらに構成されている。プロセッサは、カメラから、矯正レンズがカメラとパターンとの間の中間位置にある状態で、矯正レンズを通るパターンの第２の像を取得するようにさらに構成されている。プロセッサは、矯正レンズの決定したサイズを用いて、第２の像におけるパターンの矯正レンズに起因し得る歪みを決定するようにさらに構成されている。プロセッサは、決定した歪みに基づいて、矯正レンズの少なくとも１つの特性を測定するようにさらに構成されている。

他の態様によれば、あるサイズの特徴を有するパターンと、モバイル機器と、を備えたレンズメータシステムが提供される。モバイル機器は、カメラと、パターンおよび特徴のサイズと関連付けられた情報を格納したメモリと、カメラを用いて、パターンと接触した矯正レンズを通る当該パターンの第１の像を取り込むように構成されたプロセッサと、を備える。プロセッサは、パターンおよび特徴のサイズと関連付けられた情報を用いることにより、第１の像およびパターンに基づいて、矯正レンズのサイズを決定するようにさらに構成されている。プロセッサは、カメラを用いて、矯正レンズがカメラとパターンとの間の中間位置にある間に、矯正レンズを通るパターンの第２の像を取り込むようにさらに構成されている。プロセッサは、矯正レンズの決定したサイズを用いて、第２の像におけるパターンの矯正レンズに起因し得る歪みを決定するようにさらに構成されている。プロセッサは、決定した歪みに基づいて、矯正レンズの少なくとも１つの特性を測定するようにさらに構成されている。

これらの例示的な態様および実施形態のその他の態様、実施形態、および利点については、以下に詳しく論じる。さらに、上記情報および以下の詳細な説明はともに、種々態様および実施形態の説明例に過ぎず、特許請求の範囲に係る主題の性質および特性を理解するための要旨または枠組みの提供を意図していることが了解されるものとする。「実施形態（ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「例（ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ）」、「一例（ｏｎｅ ｅｘａｍｐｌｅ）」、「別の実施形態（ａｎｏｔｈｅｒ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「別の例（ａｎｏｔｈｅｒ ｅｘａｍｐｌｅ）」、「いくつかの実施形態（ｓｏｍｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔｓ）」、「いくつかの例（ｓｏｍｅ ｅｘａｍｐｌｅｓ）」、「他の実施形態（ｏｔｈｅｒ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔｓ）」、「代替実施形態（ａｎ ａｌｔｅｒｎａｔｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「種々実施形態（ｖａｒｉｏｕｓ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔｓ）」、「一実施形態（ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「少なくとも１つの実施形態（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「本実施形態および他の実施形態（ｔｈｉｓ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔｓ）」等、例および実施形態の特定の言及は、必ずしも相互に排他的ではなく、当該実施形態または例に関して記載の特定の特徴、構造、または特性を示すことを意図するとともに、当該実施形態もしくは例ならびに他の実施形態もしくは例に含まれていてもよい。本明細書において、このような用語の出現は、必ずしもすべてが同じ実施形態または例を参照するものではない。

さらに、本明細書と本明細書に援用する文献との間の用語の使用に矛盾が生じた場合は、援用文献における用語の使用が本明細書の補足となる。解決できない矛盾の場合は、本明細書における用語の使用が優先される。また、添付の図面は、種々態様および実施形態の説明および深い理解をもたらすものであり、本明細書に組み込まれてその一部を構成する。図面は、本明細書のその他の部分と併せて、本明細書に記載の態様および実施形態ならびに特許請求の範囲に係る態様および実施形態の原理および動作を説明するのに役立つ。

本発明の実施形態は、以下の説明または図面に記載の構成の詳細および構成要素の配置に限定されない。本発明の実施形態は、さまざまな方法で実現または実行可能である。また、本明細書において使用する表現および専門用語は、説明を目的としており、何ら限定的とは見なされないものとする。本明細書において、「具備する（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「含む（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「伴う（ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ）」、およびこれらの変形の使用は、その後に記載の項目およびその同等物のほか、付加的な項目を網羅するものである。

以下、原寸に比例した描写を意図しない添付の図面を参照して、少なくとも１つの実施形態の種々態様を論じる。図面は、種々態様および実施形態の説明および深い理解をもたらすものであり、本明細書に組み込まれてその一部を構成するが、如何なる特定の実施形態の限界の規定としても意図したものではない。図面は、本明細書のその他の部分と併せて、本明細書に記載の態様および実施形態ならびに特許請求の範囲に係る態様および実施形態の原理および動作を説明するのに役立つ。図中、さまざまな図面に示す同一または略同一の各構成要素は、同じ番号により表される。明瞭化のため、すべての図面において、すべての構成要素に符号を付しているわけではない。

従来技術のレンズメータを示した図である。 １つまたは複数の実施形態に係る、レンズメータシステムのブロック図である。 １つまたは複数の実施形態に係る、モバイル機器レンズメータのブロック図である。 １つまたは複数の実施形態に係る、モバイル機器レンズメータを動作させる方法のフローチャートである。 １つまたは複数の実施形態に係る、基準パターン群を示した図である。 １つまたは複数の実施形態に係る、図５Ａの基準パターン群の取り込み像を示した図である。 理想座標系への変換後の図５Ｂの取り込み像を示した図である。 １つまたは複数の実施形態に係る、基準パターン群の多くのパターンランドマークおよび取り込み像のパターンを示した図である。 本開示の種々態様に係る、第１の構成の器具なしレンズメータシステムの斜視図である。 本開示の種々態様に係る、第２の構成の器具なしレンズメータシステムの上面斜視図である。 本開示の種々態様に係る、器具なしレンズメータの動作中のモバイル機器のユーザインターフェース図である。 本開示の種々態様に係る、器具なしレンズメータの動作に対して実行し得る例示的な動作のフローチャートである。 本開示の種々態様に係る、器具なしレンズメータの動作に対して実行し得る例示的な動作のフローチャートである。 本開示のいくつかの実施態様の実現に適した器具なしレンズメータシステムの例示的なアーキテクチャを示した図である。

１つまたは複数の実施形態によれば、開示のプロセスおよびシステムによって、携帯電話等のレンズメータ機器は、１つまたは複数の矯正レンズの処方等の特性を決定可能となる。いくつかの実施形態においては、カメラにより矯正レンズを通して、１つまたは複数のパターンの像が取り込まれ、このパターンの歪みの測定によって、専用ソフトウェアを備えた接続コンピュータ機器により、矯正レンズの特性が決定される。本明細書において論じる実施形態は、既知のレンズメータが必要とし、内蔵する器具によって強制される特定の間隔および配置を要することなく、１つまたは複数の矯正レンズの特性を測定するように構成された機器としてレンズメータを記載する。本レンズメータは、特許請求の範囲に係る方法を実行する専用ソフトウェア（たとえば、アプリ）がインストールされたスマートフォンまたはタブレット機器であってもよい。いくつかの運用シナリオにおいては、矯正レンズの特性を決定する処理のすべてがスマートフォンまたはタブレットで（たとえば、スマートフォンまたはタブレットのプロセッサにより）実行される。他の運用シナリオにおいては、スマートフォンまたはタブレットと矯正レンズの特性を決定する処理の一部または全部を実行する１つまたは複数のクラウドサーバ等の１つまたは複数のリモートプロセッサとの間で、カメラ画像または画像メタデータ等のデータがやり取りされるようになっていてもよい。これら他の運用シナリオにおいては、決定された特性を示す情報をリモートプロセッサからスマートフォン、タブレット、ならびに／または他の機器もしくはシステムに伝達可能である。いくつかの実施態様において、レンズメータは、場所が固定され、当該レンズメータに対する矯正レンズおよびパターンの正確な離間および配置の必要なく矯正レンズの特性を測定可能な１つまたは複数の構成要素（たとえば、壁または器具に埋め込まれ、１つまたは複数のローカルおよび／またはリモートプロセッサに対して通信可能に結合されたカメラ）を具備していてもよい。このような構成は、たとえば眼鏡店または眼鏡小売業者等の小売業環境において好適と考えられる。

パターンは、紙に表示されるようになっていてもよいし、ラップトップコンピュータ等の別の機器のディスプレイに表示されるようになっていてもよい。いくつかの実施態様においては、モバイル機器（すなわち、モバイルレンズメータ）および他の機器（たとえば、パターンを表示する他の機器）が対となって、測定プロセス中に通信および相互作用を行えるようになっていてもよい。本明細書において、モバイルレンズメータをモバイル機器自体として示す例は、説明を目的としているに過ぎず、当然のことながら、「モバイルレンズメータ」に関して本明細書に論じる機能は、モバイルレンズメータシステムの一部として、このような他の機器上で実行されるようになっていてもよいし、このような他の機器とともに実行されるようになっていてもよい。

いくつかの実施形態においては、２つのパターンが離間し、当該パターンとレンズメータとの間の略中途に位置決めされて適当に配向した場合の眼鏡フレーム中の一対の矯正レンズの一方を通して、それぞれがモバイルレンズメータに見えるように構成されている。このような構成によれば、モバイルレンズメータ、パターン、および矯正レンズの容易で直感的な位置決めが可能となる。さらに、モバイルレンズメータは、パターンまでの距離を決定するとともに、処方を決定する際に当該距離を考慮するように構成されている。この設計は、要素の手動位置決めを容易化するため、器具が不要となる。一実施形態において、パターンは、物理的媒体またはコンピュータディスプレイに表示された矩形である。いくつかの実施形態において、パターンは、取り込み像の配向に用いられる基準ランドマーク等の特徴を有する境界により囲まれている。

１つまたは複数の実施形態によれば、開示のプロセスおよびシステムは、取り込み像を理想座標系に変換して、像取り込みプロセス中のパターンに対するレンズメータの配向を補償する。いくつかの実施形態において、この変換は、基準パターン群中の基準ランドマークの場所に対する取り込み像中の基準ランドマークの場所を参照して行われる。

１つまたは複数の実施形態によれば、開示のプロセスおよびシステムは、取り込み像を処理して、取り込み像における多くの取り込みパターンランドマークの場所を検出および決定することにより、全体歪みを決定する。このシステムは、（理想座標系における）多くの基準パターンランドマークの場所から、取り込み像における対応する取り込みパターンランドマークに対する歪みを記述した変換を決定する。矯正レンズの測定結果の決定には、球面度数、円柱度数、および非点収差角等の変換の表現（たとえば、視度行列）を使用可能である。矯正レンズに起因する全体歪みの部分は（レンズメータのレンズとは対照的に）、矯正レンズの少なくとも１つの焦点距離を決定することによって、一部が決定されるようになっていてもよい。また、矯正レンズの他の特性が測定されるようになっていてもよい。本実施形態は、球面円柱レンズに限定されず、単焦点レンズ、二焦点レンズ、三焦点レンズ、累進多焦点レンズ、焦点調整可能レンズ、または高次収差を矯正するレンズ等、他の特性を有するレンズに好適と考えられる。

１つまたは複数の実施形態によれば、複数の像の取り込みおよび解析によって、たとえばレンズメータとパターンとの間の中途に矯正レンズが最も近い好適な位置および／または配向にて取り込まれた像を識別するようにしてもよい。

１つまたは複数の実施形態によれば、カメラ、視覚的ディスプレイ、および本明細書に記載のプロセスを実行するように構成されたプロセッサを具備するレンズメータが提供される。このレンズメータは、専用レンズメータであってもよいし、ダウンロード可能なアプリ等のレンズメータソフトウェアを実行するモバイル機器（たとえば、スマートフォンまたはタブレット機器）であってもよい。

図１は、矯正レンズ１３０の処方および／または他の未知の特性を決定する従来の光学レンズメータシステム１００を示している。光源１１０がパターン１２０（たとえば、寸法および配置が既知の印刷パターンを有する透明ターゲット）および矯正レンズ１３０（および、多くの標準および対物レンズ（図示せず））を通って、接眼レンズ１４０の方を向いている。眼を接眼レンズ１４０に接した観察者は、パターン１２０を通過した光が矯正レンズ１３０によって歪む様子を観察可能である。矯正レンズ１３０の歪み効果を測定することにより、ユーザは、矯正レンズ１３０の球面度数、円柱度数、および軸の測定結果等、矯正レンズ１３０の特定の特性を決定することができる。レンズメータシステム１００は、正確に離間および配向した配置にてパターン１２０、矯正レンズ１３０、および接眼レンズ１４０を維持するため、レンズホルダー１５２等の器具１５０を必要とする。レンズメータシステム１００の運用の基礎となる光学的原理として、器具１５０による特定の間隔および配向の維持が必要である。

同様に、デジタルレンズメータの使用によって、単一の矯正レンズを通るパターンを撮像可能であり、これらは、像中の歪みを使用して、矯正レンズの処方および／または他の未知の特性を決定する。従来の光学レンズメータと同様に、現在利用可能なデジタルレンズメータは、正確に離間および配向した配置にて矯正レンズ、レンズメータレンズ、およびパターンを保持する器具を必要とする。

図２は、１つまたは複数の実施形態に係る、レンズメータシステム２００のブロック図である。図２に示す実施形態において、システム２００は、レンズメータ２１０、矯正レンズ２２０、およびパターン２３０を具備する。動作時、レンズメータ２１０は、矯正レンズ２２０を通るパターン２３０の像を取り込む。矯正レンズ２２０は、パターン２３０による放出または反射によってレンズメータ２１０に入る光を歪ませる。歪み効果の測定によって、球面、円柱、および軸の測定結果等、矯正レンズ２２０の１つまたは複数の未知の特性を決定するようにしてもよい。

パターン２３０の取り込み像は、当該パターン２３０近傍の基準ランドマークを用いた理想座標系への変換によって正規化される。この正規化は、レンズメータ２１０、矯正レンズ２２０、およびパターン２３０間で、間隔および配向における回転、傾斜、および距離の相違を補償する。したがって、レンズメータシステム２００には器具が不要である。その後、同じく理想座標系において、正規化パターン２３０を基準パターンと比較可能であり、矯正レンズの歪み効果をレンズメータ２１０自体のレンズの歪み効果から分離可能である。

いくつかの実施形態において、パターン２３０は、コンピュータモニタ、タブレット、または他のモバイル機器等の電子ディスプレイ（図示せず）に表示されるか、または、プロジェクタによって表面に投射される。たとえば、パターン２３０は、レンズメータシステム２００によりアクセス可能なウェブサイト上で提供されていてもよいし、モバイル機器上で動作するモバイルアプリによる提供またはモバイルアプリを通じた提供がなされていてもよい。他の実施形態において、パターン２３０は、紙またはプラスチック等の物理的媒体に印刷される。

いくつかの実施形態においては、２つ以上のパターンの使用により、２つ以上の矯正レンズの特性を同時に決定可能であってもよい。好適な一実施形態においては、２つの離間したパターンが使用され、各パターン２３０が白黒交互の正方形の回転変異型市松格子であり、市松の行の数は列の数と１だけ異なる。この回転変異型の性質により、レンズメータ２１０は、パターン２３０が正しい直立位置で観察されているか、あるいは、側方に回転しているかを判定可能となる。一実施形態において、パターン２３０は、８つの行および７つの列を有する白黒市松デザインである。別の実施形態において、パターン２３０は、１６個の行および１５個の列を有する。また、他の構成または色の組み合わせも可能である。

図３は、いくつかの実施形態に係る、レンズメータ２１０のブロック図である。いくつかの実施形態において、レンズメータ２１０は、専用ソフトウェアを動作させて本明細書に記載の動作を実行する消費者のモバイル機器（たとえば、スマートフォンもしくはタブレット機器）またはコンピュータ（たとえば、ラップトップコンピュータ）である。他の実施形態において、レンズメータ２１０は、専用レンズメータ機器である。レンズメータ２１０は、レンズ３１２を有するカメラ３１０を具備するとともに、プロセッサ３２０、ユーザインターフェース３３０、ネットワークインターフェース３４０、メモリ３５０、およびレンズメータソフトウェア３６０をさらに具備する。いくつかの実施形態において、カメラ３１０は、レンズメータ２１０の不可欠な構成要素である。他の実施形態において、カメラ３１０は、追加の構成要素またはアクセサリであってもよい。プロセッサ３２０は、カメラ３１０に結合され、レンズメータ２１０が実行する像取り込み機能のソフトウェア３６０を実行する。いくつかの実施形態において、レンズメータ２１０の機能は、上位のレンズメータシステムの一部として、他の機器とともに実行されるようになっていてもよい。たとえば、レンズメータ２１０の機能がユーザのスマートフォンにより実行される一実施形態において、このスマートフォンは、ユーザのラップトップコンピュータと対になって、パターンの表示を制御するようにしてもよい。この例において、レンズメータ２１０は、ユーザのスマートフォンおよびラップトップコンピュータの両者を含むものと考えられる。

ユーザインターフェース３３０は、レンズメータ２１０のユーザからの入力を受け付けるとともに、出力を与える。いくつかの実施形態において、ユーザインターフェース３３０は、カメラ３１０のレンズ３１２を通して現在見られる像をユーザに対して表示することにより、ユーザがレンズメータ２１０の位置または配向を調整できるようにする。いくつかの実施形態において、ユーザインターフェース３３０は、相互作用によって像を取り込むための物理的なボタンまたは画面上のボタンをユーザに提供する。他の実施形態においては、パターン２３０が像中に検出され、特定の位置合わせ、サイズ、明暗、および解像度の条件が満たされた場合に、像が自動的に取り込まれる。

また、ユーザインターフェース３３０は、レンズメータ２１０、矯正レンズ２２０、およびパターン２３０のいずれかを異なる絶対位置もしくは配向または互いに異なる位置もしくは配向へと移動させる指示をユーザに与えるようにしてもよい。たとえば、ユーザインターフェース３３０は、レンズメータ２１０およびパターン２３０に対する最適な既知の位置に矯正レンズ２２０が位置決めされるように、ユーザがレンズメータ２１０を位置決めするまで、かつ、レンズメータ２１０で矯正レンズ２２０を通してパターン２３０を観察可能となるように、レンズメータ２１０、矯正レンズ２２０、およびパターン２３０が位置合わせされるまで、「前方移動」、「後方移動」、「レンズメータ前方傾斜」等の命令、グラフィックスおよびイラストにより伝達される指示、またはこのような他の命令を与えるようにしてもよい。いくつかの実施形態において、ユーザインターフェース３３０および／またはレンズメータ２１０の他の構成要素は、記録した音声指示またはレンズメータ２１０の正しい位置からの距離に比例（または、反比例）する周波数で発せられる可聴音等によって、上記のような指示を聞こえるように与えるようにしてもよい。他の実施形態において、ユーザインターフェース３３０は、ユーザがレンズメータ２１０、矯正レンズ２２０、およびパターン２３０を正しく位置決めしたら、たとえば「緑色光」または親指を立てるしぐさのアイコンを表示することによって、ユーザに指示を与えるようにしてもよい。また、ユーザインターフェース３３０は、たとえば矯正レンズの処方情報をユーザの医師に送信する指示を与えることによって、ユーザが他のシステムまたは構成要素と相互作用できるようにしてもよい。

いくつかの実施形態において、ネットワークインターフェース３４０は、ソフトウェア３６０のダウンロードおよびアップグレードへのアクセスを可能にする。いくつかの実施形態においては、以下に記載のプロセスの１つまたは複数のステップがサーバ（図示せず）またはレンズメータ２１０と異なる他の構成要素に実行されるようになっていてもよく、また、ネットワークインターフェース３４０を介して、レンズメータ２１０とサーバとの間でデータが受け渡されるようになっていてもよい。さらに、ネットワークインターフェース３４０は、レンズ特性または処方情報を別のエンティティ（たとえば、ユーザの検眼医または別の矯正レンズ供給業者）に対して自動的にアップロードできるようになっていてもよい。

レンズメータ２１０上で実行されるレンズメータソフトウェア３６０またはレンズメータ２１０と連通した他のシステムによって（たとえば、ネットワークインターフェース３４０を介して）、本明細書に記載のプロセスの一部または全部のほか、他の機能が実行されるようになっていてもよい。

図４は、１つまたは複数の実施形態に係る、矯正レンズの特性を決定するプロセス４００のフローチャートである。このような実施形態は、図２および図３に示すようなシステムを用いて実装されていてもよい。

このプロセスは、ステップ４１０で開始となる。

ステップ４２０においては、矯正レンズを通して、パターンの取り込み像を取得する。像は、カメラ（たとえば、カメラ３１０）によって取り込まれる。いくつかの実施形態において、カメラは、専用レンズメータ機器の一部であるか、または、専用レンズメータ機器に取り付けられている。他の実施形態において、カメラは、モバイル機器（たとえば、スマートフォンまたはタブレット機器）の一部である。いくつかの実施形態において、ユーザは、矯正レンズを通してパターンが見えるように、カメラがパターンに向かって配向した状態でモバイル機器を保持するように指示される。そして、カメラによりパターンの像が取り込まれる。この像は、物理的なボタンまたはモバイル機器の画面上のインターフェース要素のクリック等のユーザ指示に応答して取り込まれるようになっていてもよい。他の実施形態において、この像は、相対的に静的で安定した像が取得されて焦点が合い、レンズメータ、矯正レンズ、およびパターンが適当に位置合わせされた場合に、自動的に取り込まれるようになっていてもよい。たとえば、モバイル機器の加速度計の使用により、カメラが相対的に止まっているものと判定するようにしてもよい。合焦像を取得可能な場合、システムは、既知の画像処理および検出技術の使用によって、像内のパターンの有無を識別しようと試みてもよい。いくつかの実施形態においては、複数の像が取り込まれるようになっていてもよく、また、パターンの焦点が最も合う画像、要素が適当に位置合わせされているか、といった基準に基づいて、複数の像のうちの１つが選択され、さらに処理されるようになっていてもよい。

いくつかの実施形態において、物体は、コンピュータディスプレイに表示された画像であってもよい。物体は、形状が既知で特徴点を容易に検出可能なパターンであってもよい。いくつかの実施形態によれば、市松模様が用いられる。

図５Ａは、眼鏡フレーム内の２つの眼鏡レンズ等、２つの矯正レンズの特性の同時検出に用いられるように、パターン５１０、５２０が位置決めされたパターン群５００を示している。パターン５１０、５２０は、境界５３０内に位置決めされている。境界５３０は、当該境界５３０に対する既知の場所に、境界基準ランドマーク５３２、５３３、５３４、５３５を含む。境界５３０および／または境界基準ランドマーク５３２、５３３、５３４、５３５は、後続ステップにおいて、取り込み像の配向を矯正するのに用いられる。好適な一実施形態においては、４つの境界基準ランドマークが用いられるが、いくつかの実施形態では、２つの境界基準ランドマークしか使用しない場合もある。一実施形態においては、境界５３０の４つの内側隅部それぞれに、境界基準ランドマーク５３２、５３３、５３４、５３５が位置付けられている。境界基準ランドマーク５３２、５３３、５３４、５３５は、コンピュータ画像認識技術により取り込み像において認識可能なマーカであってもよいし、コンピュータ画像認識技術の使用および／またはパターン群５００の既知の形状の参照によって検出される固有ランドマークであってもよい。たとえば、境界５３０が４つの内側隅部を有する矩形であることが知られている場合は、これら４つの内側隅部が境界基準ランドマーク５３２、５３３、５３４、５３５として位置特定され、使用されるようになっていてもよい。

また、パターン５１０、５２０は、複数のパターン基準ランドマーク５１２を含む。矯正レンズがもたらす歪みの性質を決定するため、取り込み像における複数のパターン基準ランドマーク５１２の場所が後続ステップにおいて使用される。いくつかの実施形態においては、市松模様内の正方形の隣接隅部にパターン基準ランドマーク５１２が位置付けられる。パターン基準ランドマーク５１２は、コンピュータ画像認識技術により取り込み像において認識可能なマーカであってもよいし、コンピュータ画像認識技術の使用および／またはパターン群５００の既知の形状の参照によって検出されるランドマークであってもよい。

境界基準ランドマーク５３２、５３３およびパターン基準ランドマーク５１２の場所は、パターン群５００において既知である。これら既知の場所によれば、後続ステップにおいてパターン群５００を基準パターン群として使用可能であり、これに対して、取り込み像における同じ点の場所が比較され得る。

いくつかの実施形態において、レンズメータは、眼鏡フレームの矯正レンズが当該レンズメータとパターン５１０、５２０との間の中途にある場合に動作するように構成されている。パターン５１０、５２０は、矯正レンズがレンズメータと当該パターン５１０、５２０との間の中途にある場合に、当該パターン５１０、５２０それぞれがレンズメータおよび一方の矯正レンズの両者と位置合わせされるように構成されるとともに離間している。このような構成は、たとえばパターン５１０、５２０の中心間の距離が矯正レンズの中心間の距離の２倍の大きさの場合に実現可能である。たとえば、眼鏡フレームの矯正レンズの中心間の距離が７７．５ｍｍである場合、パターン５１０、５２０は、それらの中心間の距離が７７．５×２＝１５５ｍｍとなるように離間していてもよい。

パターン５１０、５２０および／または境界５３０は、レンズメータが矯正レンズを通してパターンの像を取り込んだ場合に、標準サイズの眼鏡フレームの開口が取り込み像中のパターン全体を囲むように、すなわち、パターンに矯正レンズが完全に重なり合うように、サイズ規定および構成されている。そして、眼鏡フレームの開口全体が境界５３０内に含まれる。取り込み像は、矯正レンズを通過した光（すなわち、矯正レンズにより歪んだ光）により生成された１つまたは複数の第１の領域および矯正レンズを避けた光（すなわち、矯正レンズにより歪んでいない光）により生成された１つまたは複数の第２の領域を有するものと考えられる。

このような構成を示した取り込み像５５０が図５Ｂに見られる。パターン５１０は、眼鏡フレーム５４０の開口５４２内に全体が含まれ、パターン５２０は、眼鏡フレーム５４０の開口５４４内に全体が含まれる。取り込み像５５０におけるパターン５１０、５２０は、眼鏡フレーム５４０の矯正レンズにより歪んでいる。そして、眼鏡フレーム５４０の全体が境界５３０内に含まれる。このような構成を採用することにより、矯正レンズに起因する取り込み像中のパターン５１０、５２０の歪みを測定可能である一方、境界基準ランドマーク５３２、５３３は、歪まずに維持される。

当然のことながら、図５Ａおよび図５Ｂに示すパターン群５００は説明を目的としており、パターンおよび／または境界の異なる構成、サイズ、または種類が本開示の範囲内で採用されるようになっていてもよいし、全体として省略されるようになっていてもよい。いくつかの実施形態においては、それぞれがパターンを１つだけ含むようにトリミングあるいは制限された状態の２つ以上の像が取り込まれるようになっていてもよい。他の実施形態においては、両パターンから成る１つの像が取り込まれ、後続ステップで２つの像に分割されて、各パターンが並列処理される。さらに他の実施形態においては、パターンのビデオクリップが取り込まれるようになっていてもよいし、複数の静止像が立て続けに取り込まれるようになっていてもよい。

また、当然のことながら、特性の異なるレンズは、取り込み像中のパターンを異なる様態で歪ませることになる。たとえば、度数が正のレンズは、取り込み像中のパターンを拡大するため、矯正レンズを通るパターンが大きく見えることになる。この状況において、パターンは、取り込み像において大き過ぎるために矯正レンズを埋め尽くしてしまうことがないようにサイズ規定されていてもよい。同様に、度数が負のレンズは、取り込み像中のパターンを縮小するため、矯正レンズを通るパターンが小さく見えることになる。この状況において、パターンは、取り込み像において小さ過ぎるために後のステップで識別および処理できなくなることがないようにサイズ規定されていてもよい。このため、いくつかの実施形態においては、レンズの特性等の検討事項に応じてパターンサイズを設定可能な表示装置にパターンが表示されるようになっていてもよい。いくつかの実施形態において、ユーザには、パターンのサイズ変更またはレンズの特性選択による好適サイズのパターンの表示を行う（表示装置またはレンズメータ２１０を介した）インターフェースが提供されていてもよい。他の実施形態において、パターンは、取り込み像において正しいサイズとなるように、システムによって自動的にサイズ変更されるようになっていてもよい。

図５Ｂの取り込み像５５０に見られるように、境界５３０は、図５Ａに示す水平矩形構成から反時計回りに回転しており、図５Ｂのパターン５１０、５２０および境界５３０は、図５Ａの各対応部分よりも小さい。これらの変化により、基準パターン群５００に対して、取り込み像５５０のパターン群５００を直接比較するのは難しくなる。

したがって、図４に戻り、ステップ４３０では、取り込み像を理想座標系に変換する。いくつかの実施形態において、取り込み像は、図５Ａの基準パターン群５００により表される理想座標系に変換される。この変換では、像の回転、サイズ変更、トリミング、および傾斜によって、像取り込みプロセスによりもたらされた任意の歪みまたは不正確を取り除くようにしてもよい。いくつかの実施形態においては、取り込み像５５０における境界基準ランドマーク５３２’、５３３’、５３４’、５３５’を検出し、画像操作技術を用いて取り込み像５５０を変換することにより、境界基準ランドマーク５３２’、５３３’、５３４’、５３５’が取り込み像において、図５Ａの基準パターン群５００の対応する境界基準ランドマーク５３２、５３３、５３４、５３５と同じ場所に現れるようにすることによって、取り込み像が理想座標系に変換される。境界基準ランドマーク５３２’、５３３’、５３４’、５３５’は、コンピュータ画像認識技術により検出されるようになっていてもよく、境界基準ランドマーク５３２’、５３３’、５３４’、５３５’またはそれぞれを構成するピクセルは、このようなコンピュータ画像認識技術の実行に適した形状、色等の特性を有するように構成されていてもよい。

いくつかの実施形態においては、取り込み像５５０中の境界基準ランドマーク５３２、５３３、５３４、５３５と図５Ａの基準パターン群５００の対応する境界基準ランドマーク５３２、５３３、５３４、５３５との間の距離によって、行列変換が決定される。そして、行列変換は、取り込み像５５０のピクセルの一部または全部への適用によって、変換を有効にする。

理想座標系への変換後に現れる取り込み像５５０が図５Ｃに見られる。この変換後の取り込み像５５０における境界基準ランドマーク５３２’、５３３’、５３４’、５３５’は、図５Ａの基準パターン群５００の境界基準ランドマーク５３２、５３３、５３４、５３５と同じ場所にある。

ステップ４４０においては、取り込み像を処理して、基準パターンから取り込み像のパターンへの全体歪みを決定する。全体歪み（すなわち、矯正レンズのほか、像の取り込みに用いられるカメラのレンズによりもたらされた歪み）は、取り込み像５５０中のパターン５１０、５２０を基準パターン群５００のパターンに対して比較することにより決定されるようになっていてもよい。いくつかの実施形態において、この比較は、取り込み像５５０中の複数のパターン基準ランドマーク５１２’を基準パターン群５００の複数のパターン基準ランドマーク５１２に対して比較することにより実行される。

図６は、基準パターン群５００の複数のパターン基準ランドマーク５１２の場所に重ね合わされた例示的な取り込み像５５０中の複数のパターン基準ランドマーク５１２’の場所を示している。取り込み像中の各パターン基準ランドマーク５１２ａ’、５１２ｂ’と基準パターン群の対応する基準ランドマーク５１２ａ、５１２ｂとの間の距離の使用により、理想座標系から取り込み像への歪み（すなわち、変換）を記述する視度行列Ｐを決定するようにしてもよい。

プレンティスの法則は、レンズにおける誘起プリズム（induced prism）の量を記述する。Ｐの使用により、行列形態のプレンティスの法則をｘ_ｔｅｓｔ＝Ｐｘ_ｒｅｆとして表現可能である。ここで、ｘ_ｔｅｓｔは、取り込み像中のパターン基準ランドマーク５１２ａ’、５１２ｂ’の場所の行列であり、ｘ_ｒｅｆは、基準パターン群の対応する基準ランドマーク５１２ａ、５１２ｂの場所の行列である。

視度行列Ｐは、以下により与えられる。

ただし、
Ｐ_ｘ＝Ｓ＋Ｃｓｉｎ^２θ ［２］
Ｐ_ｙ＝Ｓ＋Ｃｃｏｓ^２θ ［３］
Ｐ_ｔ＝−Ｃｓｉｎθｃｏｓθ ［４］
である。

これを代数的に解くことで、Ｓの値（レンズの球面度数に関する値）、Ｃの値（レンズの円柱度数に関する値）、およびθの値（レンズの非点収差角）を決定することができる。

ＳおよびＣの値は、矯正レンズおよびレンズメータのカメラのレンズの両者により取り込み像中にもたらされる歪みを記述する。したがって、ステップ４５０においては、矯正レンズに起因し得る取り込み像中のパターンの歪みを決定する。特に、矯正レンズがカメラとパターンとの間の中途場所に位置付けられている場合は、以下の式によって、θおよびθ＋９０°に対応する２つの直交軸に沿った矯正レンズの焦点距離ｆ_θおよびｆ_{θ＋９０°}が決定される。

ここで、ｌは、パターンとレンズメータのカメラのレンズとの間の距離である。ｌの値を決定するため、カメラおよび／またはレンズのパラメータが決定されるようになっていてもよいし、データストアから直接アクセス可能であってもよい。いくつかの実施形態において、カメラレンズの焦点距離ｆは、取り込み像またはレンズメータの設定情報におけるメタデータから決定されるようになっていてもよい。パターンの高さｈは、既知であってもよい。距離ｌは、ｆおよび他のパラメータから決定されるようになっていてもよい。物体（たとえば、パターン）からの距離を決定する方法およびシステムについては、２０１６年１月１５日に出願された米国特許出願第１４／９９６，９１７号明細書「ＳＭＡＲＴＰＨＯＮＥ ＲＡＮＧＥ ＦＩＮＤＥＲ」に記載されており、そのすべての開示内容を参照により本明細書に援用する。

ステップ４６０においては、矯正レンズの少なくとも１つの特性を決定する。いくつかの実施形態においては、矯正レンズの球面、円柱、および軸の測定結果の決定により、矯正レンズの処方を決定可能であってもよい。球面の測定結果は、ジオプタで測定されたレンズ度数の量を示す。矯正レンズは、眼のすべての経線における近視または遠視を矯正する特定の球面度数が処方されていてもよい。いくつかの実施形態においては、球面度数に符号が与えられ、負の値が近視の処方を表し、正の値が遠視の処方を表していてもよい。

円柱度数は、非点収差に対して処方されたレンズ度数の量を示す。円柱度数は、非点収差に対する矯正が処方されていない場合、ゼロであってもよい。円柱の測定結果は、矯正レンズが、曲率の追加のない第１の経線と、非点収差を矯正する最大のレンズ曲率を含む第１の経線に垂直な第２の経線とを有することを示す。

軸度数は、円柱の第２の経線の配向を表す。軸度数は、１°〜１８０°の範囲で、９０°が眼の垂直経線に対応し、１８０°が水平経線に対応していてもよい。

また、多焦点（たとえば、二焦点または三焦点）レンズの底部に適用される追加の倍率を表すＡＤＤ値等、矯正レンズの他の値が決定されるようになっていてもよい。

いくつかの実施形態において、矯正レンズの球面、円柱、および軸の測定結果は、以下の式により決定されるようになっていてもよい。
ＳＰＨ＝１０００／ｆ_θ ［７］

ＡＸＩＳ＝１８０°−θ ［９］
ここで、ＡＸＩＳの決定は、矯正レンズの着用者の視点から実行される。

ＳＰＨ、ＣＹＬ、およびＡＸＩＳの値は、レンズメータの画面上の表示、レンズメータのメモリ（たとえば、データベースまたはファイル）への格納、および／またはレンズメータのネットワークインターフェースを介した別の当事者（処方の確認または指定を目的として矯正レンズの所有者と提携している眼科医等）への配送が可能である。たとえば、これらのプロセスは、眼鏡を有するものの、当該眼鏡の処方を知らない人物により実行されるようになっていてもよい。本明細書において論じる方法により得られた情報は、この人物のアイケア専門家に送られるようになっていてもよく、専門家は、この情報を用いて、適正な処方の新たな眼鏡を注文することができる。

プロセス４００は、ステップ４７０で終了となる。

いくつかの実施形態においては、矯正レンズをレンズメータとパターンとの間の中途に位置付ける必要性が抑えられ得る。代わりに、レンズメータが複数の像を取り込みながら、レンズメータおよび／または矯正レンズが相互およびパターンに対して移動するようになっていてもよい。上述の通り、ＳおよびＣの値が像ごとに決定されるようになっていてもよい。矯正レンズがレンズメータとパターンとの間の中途に位置決めされている場合は、ＳおよびＳ＋Ｃが極値（すなわち、極小または極大）を有することが知られている。ＳおよびＳ＋Ｃが極値を生成する像は、本明細書に記載のプロセスの基準として用いられるようになっていてもよい。

また、当然のことながら、ここで与える例は、眼鏡の形態の矯正レンズを含むが、上記プロセスおよびシステムは、特許請求の範囲に係るプロセスの実行のために好適な配向および場所に保持され得ることを前提として、コンタクトレンズ等の他種の矯正レンズに適用可能であってもよい。

いくつかの実施形態においては、取り込み像が理想座標系に変換されない。むしろ、本明細書の種々実施形態において論じる通り、矯正レンズがレンズメータとパターンとの間に配設された第１の像および矯正レンズが除去された点を除いて第１の像と同一の第２の「基準」像という２つの像が取り込まれる。第２の像にはレンズの歪み効果が存在しないため、第１の像を第２の像と直接比較することにより、プロセス４００のステップ４４０に関して論じた技術を用いて歪みの量を決定するようにしてもよい。

（たとえば、式１〜９に関して）上述の通り、器具なしレンズメータの運用においては、矯正レンズをレンズメータカメラと表示パターンとの間の中途に配置することが役立ち得る。ただし、ユーザにとっては、適当な中途場所を見出すのが困難となり得る。

さらに上述の通り、ＳおよびＳ＋Ｃの極値を識別するため、レンズメータが移動中に複数の像を取り込むことにより、矯正レンズが中途場所に位置付けられた複数の像のうちの１つを識別しながら、レンズメータおよび／または矯正レンズが相互およびパターンに対して移動する場合は、レンズメータとパターンとの間の中途に矯正レンズを位置付ける必要性が抑えられ得る。

ただし、複数の像の取り込み、格納、および／または処理によってＳおよびＳ＋Ｃの極値を識別するには、（たとえば、ＣＰＵサイクル、メモリ使用、および／または電力の観点で）演算コストが高くなり得る。

本開示の種々態様によれば、パターンとレンズメータのカメラのレンズとの間の距離ｌ、パターンと矯正レンズとの間の距離ｌ１、および／または矯正レンズとパターンとの間の距離ｌ２（たとえば、ｌ−ｌ１）を決定可能な改良されたレンズメータシステムおよび方法が提供される。これらの決定された距離のうちの１つまたは複数を使用することにより、解析画像の取り込み前の中途場所（たとえば、ｌ１＝ｌ２）での矯正レンズの配置のためのユーザのガイドならびに／またはレンズメータによるレンズメータ、矯正レンズ、およびパターンの相対位置の補償が可能となる。

まず、パターンと接触した矯正レンズにより取り込まれた補完測定像（本明細書においては、接触像または第１の像と称する場合がある）を用いて矯正レンズの絶対的なサイズおよび形状を決定することにより、距離ｌ、ｌ１、および／またはｌ２を決定可能である。図７〜図１１は、接触像を用いた器具なしレンズメータの運用の種々態様を示している。

たとえば、図７は、接触像の取り込みのため、レンズメータ２１０、眼鏡７０４のフレーム７０８に装着された２つの矯正レンズ２２０、およびパターン２３０が配置されたシステム２００の斜視図である。図７の例においては、ラップトップコンピュータ７０２上の表示画像７００にパターン２３０が表示されている。ラップトップコンピュータ７０２は、（本例においては、携帯電話として実装された）レンズメータ２１０と対になっていてもよい。レンズメータ２１０は、ラップトップ７０２から、ラップトップ７０２のディスプレイの表示特性を取得し、画像７００および／またはパターン２３０の表示を制御する指示をラップトップ７０２に与えるようにしてもよい。

たとえば、レンズメータ２１０は、ラップトップ７０２のディスプレイのサイズ（たとえば、高さおよび幅）ならびに／またはディスプレイのピクセルサイズおよび密度を示す寸法情報等、ラップトップ７０２のディスプレイと関連付けられた情報を取得するようにしてもよい。この情報を用いて、レンズメータ２１０は、パターン２３０の特徴の絶対的な物理サイズの調整の決定および／またはラップトップ７０２への指示が可能である。図７の例においては、基準ランドマーク７０６が埋め込まれた画面の幅の単一のパターン２３０が表示されている。本例においては、境界基準ランドマーク５３２、５３３、５３４、および５３５に関して上述した通り、基準ランドマーク７０６が（たとえば、取り込み像の配向および変換のための）境界基準ランドマークとして利用されるようになっていてもよい。本例においては、パターン基準ランドマーク５１２等のパターン基準ランドマークをパターン２３０内に設けること、および／または、パターンの特徴（たとえば、パターンの正方形等の形状の交差隅部）をパターン基準ランドマークとして使用することが可能である。

図７に示す運用においては、矯正レンズ２２０がパターン２３０と接触した状態（たとえば、パターン２３０を表示するラップトップ７０２のディスプレイと接触した状態）で、矯正レンズ２２０中およびフレーム７０８外の矯正レンズ２２０、フレーム７０８、およびパターン２３０の接触像をレンズメータ２１０が取り込む。図示の構成においては、矯正レンズ２２０がパターン２３０と接触しているため、パターン２３０には実質的に、矯正レンズ２２０による歪みがない。したがって、接触像中のパターンの特徴のサイズは既知であり（たとえば、メモリ３５０に格納されており）、（たとえば、フレーム７０８により遮られたパターン２３０の部分によって識別される）パターン２３０に対する矯正レンズ２２０の縁部の場所の使用によって、各矯正レンズの絶対的なサイズおよび形状を決定することができる。

図７の例に示すように、指示７０３は、レンズメータ２１０のディスプレイ上で与えられるようになっていてもよい。他の実施態様においては、ラップトップ７０２または別の機器のディスプレイ上で指示７０３の全部または一部が与えられるようになっていてもよい。図８は、レンズメータ２１０を用いたレンズメータ運用中に与えられ得る指示７０３の一例を示している。図８に示すように、指示７０３には、すべてがレンズメータ２１０のカメラにより取り込まれた１つまたは複数の像に基づいて、境界基準ランドマーク７０６の表示８００と、当該境界基準ランドマーク７０６の表示８００に対して適所の眼鏡７０４の表示８０２（フレーム７０８およびレンズ２２０の表示８０４および８０６を含む）とを含んでいてもよい。図示のように、テキスト指示８０１および／またはグラフィック指示８０３を含むことにより、ユーザに対して、図７の構成のようにパターン２３０にぴったり接した状態で（たとえば、ラップトップ７０２の画面にぴったり接した状態で）眼鏡７０４を配置し、像を取り込む（たとえば、写真を撮る）指示を与えるようにしてもよい。

図８に示すように、矯正レンズ２２０それぞれの外側境界を示すレンズ境界インジケータ８１０が表示されていてもよい。たとえば、眼鏡７０４は、レンズメータ２１０により取り込まれた像において、表示パターン２３０から分離されていてもよく、結果として接続される構成要素の場所および相対サイズに基づいて、レンズ２２０に対応する形状が推測されるようになっていてもよい。推測したレンズ形状に基づいて、レンズ境界インジケータ８１０を生成した後、図８に示すように、スマートフォンのカメラビューに重畳して、レンズが正確に位置特定された旨のフィードバックをユーザに与えることができる。

また、図８は、レンズ２２０の一方または両方が（たとえば、ユーザの指または眼鏡のテンプルアームによって）部分的に遮られるかをレンズメータ２１０が判定する様子を示している。たとえば、形状ミラーリングおよび／または位置合わせ手順を用いて、眼鏡７０４の２つのレンズ２２０のレンズ形状を比較することにより、遮りが検出されるようになっていてもよい。一方のレンズのミラーリング形状が他方のレンズの形状と実質的に異なる場合（たとえば、閾値を超えて小さい場合）に遮りが検出されるようになっていてもよい。

遮りの厳密な位置特定および形状は、レンズメータ２１０によって、非遮りレンズ形状に一致しない遮りレンズ形状の点を選択することにより決定されるようになっていてもよい。そして、これら選択した点により規定される遮り境界８１４をスマートフォンのカメラビューに重畳して、遮りの性質および場所をユーザに知らせることにより、ユーザが対処できるようにすることも可能である。また、付加的な指示８２１を与えることにより、（遮りが検出された場合に）遮りの除去をユーザに指示するようにしてもよいし、レンズの遮りを回避することをユーザに思い出させるようにしてもよい。

上述の通り、矯正レンズ２２０がパターン２３０にぴったり接した図７に構成において、接触像がシステム２００により取り込まれた場合は、パターン２３０の特徴の既知のサイズとの境界（図８においては、境界インジケータ８１０により示す）の比較によって、各矯正レンズ２２０の絶対的なサイズおよび形状を決定することができる。

接触像を取り込んだ後（たとえば、ユーザ動作への応答により、または、上述の通り自動的に）、レンズメータ２１０とパターン２３０との間の略中途の場所への矯正レンズ２２０の移動をユーザに指示するように、指示７０３が変更されるようになっていてもよい。

図９は、矯正レンズ２２０がレンズメータ２１０とパターン２３０との間の中間位置９００に位置付けられるようにユーザが眼鏡７０４を移動させた構成のシステム２００の上面斜視図である。図９は、パターン２３０と矯正レンズ２２０との間の距離ｌ１、矯正レンズ２２０とパターン２３０との間のｌ２、およびカメラとパターンとの間の総距離ｌを示している。

矯正レンズ２２０の移動および位置決め中に取り込まれた像の実時間処理によって、レンズ２２０の形状およびサイズを識別可能であり、接触像中の形状およびサイズとの比較によって、距離ｌ１およびｌ２を決定可能である。これら決定した距離のうちの１つもしくは複数ならびに／または絶対的および／もしくは相対的距離のグラフィックインジケータを（たとえば、レンズメータ２１０のディスプレイにより）実時間でユーザに折り返し報告することによって、パターン２３０と矯正レンズ２２０との間の距離ｌ１および矯正レンズ２２０とパターン２３０との間の距離ｌ２が（たとえば、差異閾値の範囲内で）実質的に同じとなる中途位置等、所望の中間位置９００へとユーザが眼鏡をガイドするのに役立ち得る。

また、レンズ境界インジケータ８１０および／または遮りインジケータ８１４は、矯正レンズ２２０の移動および位置決め中に、レンズメータ２１０により実時間表示されて、基準ランドマーク７０６に対する矯正レンズの位置をユーザに示すとともに、レンズのうちの１つまたは複数が遮られた場合には、ユーザに注意喚起するようにしてもよい。

接触像の処理により、レンズ２２０の既知のサイズに基づいて、距離ｌ１およびｌ２が（たとえば、差異閾値の範囲内で）略同一と判定された場合（たとえば、遮りが検出されない場合）、レンズメータ２１０は、たとえば「緑色光」または親指を立てるしぐさのアイコンを表示することによって、ユーザがレンズメータ２１０、矯正レンズ２２０、およびパターン２３０を正しく位置決めしたことを示すようにしてもよい。矯正レンズ２２０の（たとえば、中途位置における）所望の位置決めが実現された場合は、レンズメータ像（たとえば、レンズ度数測定結果像）を取り込む指示がユーザに与えられるようになっていてもよいし、レンズメータ像を自動的に取り込むことも可能である。レンズ２２０の特性は、取り込んだレンズメータ像を用いることにより、（たとえば、図３に関して上述した通り）測定される。

このように、レンズメータ２１０およびレンズ２２０の位置決め中に得られた情報を（たとえば、上述のようにＳおよびＳ＋Ｃを繰り返し演算および比較する場合に比べて少ない演算および電力で）ユーザに実時間で折り返し報告することによって、ユーザが眼鏡およびスマートフォンの配置をインタラクティブに調整して所望の撮像条件を実現するのに役立ち得る。また、この情報（たとえば、相対距離）は、レンズメータ像の取り込み後、ユーザに対して表示可能である。いくつかの実施態様において、レンズメータはその後、レンズメータ像を再取得または承認するオプションを提供可能である。

また、当然のことながら、図７〜図９は、ラップトップ７０２のディスプレイ全体にわたる共通のパターンを示しているが、種々シナリオにおいては、複数のパターン（たとえば、眼鏡の２つのレンズに対するパターン５１０および５２０等の２つのパターンまたは累進多焦点レンズもしくは多焦点レンズに対する３つ以上のパターン）を使用可能である。ただし、多焦点レンズ、累進多焦点レンズ、または他の複雑なレンズ構成のさまざまな特性を決定するのにも、図７〜図９に関して図示および説明したような単一のパターンを使用可能である（たとえば、取り込み像の副領域解析）。また、当然のことながら、図７〜図９に関して単一の接触像および単一のレンズメータ像を説明しているが、いくつかの状況においては、複数の接触像および／または複数のレンズメータ像の取り込みならびに集約、平均化、あるいは組み合わせおよび／もしくは共通処理によって、より正確な結果を与えることも可能である。たとえば、複数の像の積み重ねあるいは組み合わせによる解析ならびに／または複数の像からの測定結果の平均化あるいは組み合わせが可能である。たとえば、本明細書に記載のレンズ度数推定動作は、取り込み像におけるテストパターンの歪みならびにレンズメータ機器に対するパターンおよびレンズの位置および配向等、複数の量の測定結果の精度による影響を受ける。これらの測定結果は、一部が頻繁に無相関となる誤りの影響を受ける可能性がある。一連の類似像を取得し、導出された推定の測定結果を集約することによって、時間的に無相関のノイズ源の影響を抑えることができる。

図１０は、本技術の種々態様に係る、レンズメータ運用の例示的なプロセスのフロー図である。本明細書においては、説明を目的として、図２、図３、および図７〜図９の構成要素を参照しつつ、図１０の例示的なプロセスを説明する。さらに、本明細書においては、説明を目的として、図１０の例示的なプロセスのいくつかのブロックは、順次すなわち連続して発生するものとして説明する。ただし、図１０の例示的なプロセスの複数のブロックが並列に発生し得る。また、図１０の例示的なプロセスのブロックの図示の順序での実行ならびに／または図１０の例示的なプロセスのブロックのうちの１つもしくは複数の実行が不要である。

図示の例示的なフロー図において、ブロック１０００では、パターン２３０等のパターンを提供する。上述の通り、パターンは、印刷パターンであってもよいし、ラップトップ７０２等のコンピュータ機器により（たとえば、コンピュータ機器自体および／または携帯電話として実装されるレンズメータ機器２１０等のレンズメータ機器との協働により）提供されるようになっていてもよい。

ブロック１００２においては、（たとえば、レンズメータ機器のディスプレイにより）パターンと接触させて（たとえば、ぴったり接した状態で）矯正レンズを配置する指示を与える（たとえば、図７および図９参照）。図１０の例は、単一の矯正レンズに関して説明するが、図１０の動作は、フレームに装着された一対の矯正レンズ等、２つ以上の矯正レンズに対して実行可能である。

ブロック１００４においては、パターンに接触させた状態の矯正レンズを通して、（たとえば、レンズメータのカメラにより）パターンの第１の像（たとえば、接触像）を取得する。本明細書に記載の通り、第１の像は、レンズメータ機器により像を取り込むことによって、自動的に取得されるようになっていてもよいし、ユーザの動作に応じて取得されるようになっていてもよい。

ブロック１００６において、レンズメータは、第１の像を用いて（たとえば、第１の像において、矯正レンズおよび／または矯正レンズのフレームをパターンから分離するとともに、分離像において、接続構成要素の場所を識別することにより、外側境界に対応する点を取得することによって）、矯正レンズの外側境界を識別する。上述の通り、矯正レンズの表示と併せて、図８の境界インジケータ８１０等の境界インジケータが表示されるようになっていてもよい。

ブロック１００８において、レンズメータは、矯正レンズが遮られているかを判定する。矯正レンズが遮られているかの判定には、単一の矯正レンズの不規則な縁部を識別すること、または、眼鏡の２つのレンズのミラーリング形状間の形状差を識別することを含んでいてもよい（たとえば、図８および関連する記述参照）。

矯正レンズが遮られていると判定された場合、ブロック１０１０において、レンズメータは、レンズを遮りするユーザの指の表示８１２と関連付けられた図８の遮りインジケータ８１４等の遮りインジケータとともに第１の像を表示するようにしてもよい。遮りが検出されている間、レンズメータは、遮りが除去されるまで、ブロック１００４、１００６、１００８、および１０１０に連続して戻るようにしてもよい。

矯正レンズが遮られていないと判定された場合は、ブロック１０１２において、第１の像および識別された境界を（たとえば、レンズメータのメモリ３５０等のメモリに）格納するようにしてもよい。

ブロック１０１４においては、識別された境界およびパターンに基づいて、矯正レンズのサイズおよび形状を決定する。たとえば、形状および絶対的なサイズが既知の特徴がパターンに与えられ、接触像におけるパターンの特徴との比較により、矯正レンズの絶対的な寸法を決定できるようになっていてもよい。たとえば、パターンが正方形の市松模様を含み、それぞれの幅がＸｍｍで、矯正レンズの最大寸法がＹ個の正方形に及ぶ場合、矯正レンズの最大寸法は、長さがＸ×Ｙｍｍとなる。また、レンズの１つまたは複数の付加的な寸法も測定可能である。この情報を用いることにより、後続の如何なる像においても、レンズの最大寸法の長さ（像のピクセル）を使用して、（たとえば、ピクセルの立体角が既知である場合に）カメラと矯正レンズとの間の距離を決定することができる。既知のサイズのパターンの特徴と組み合わせて、第２の像から、上述のすべての距離ｌ、ｌ１、およびｌ２を決定することができる。

ブロック１０１８においては、第１のパターンと異なる第２のパターンを提供するようにしてもよい。第２のパターンは、複数のレンズに対するパターン５１０および５２０ならびに／または多焦点レンズもしくは累進多焦点レンズに対する１つもしくは複数の付加的なパターン等、複数のパターンを含んでいてもよい。ただし、必要に応じて、第２のパターンを表示するのではなく、ブロック１０００で表示したパターンを表示し続けることも可能である。

ブロック１０２０において、レンズメータは、レンズメータ機器のカメラとパターンとの間の中途位置等の中間位置９００に矯正レンズを配置する指示を与えるようにしてもよい。

ブロック１０２２においては、矯正レンズが中間位置にある状態で、レンズメータにより、矯正レンズを通るパターン（たとえば、ブロック１０００で提供される第１のパターンまたはブロック１０１８で提供される第２のパターン）の第２の像を取得する。また、第２の像において、矯正レンズの外側境界が識別されるようになっていてもよい。

ブロック１０２４において、レンズメータは、矯正レンズが遮られているかを判定する。

矯正レンズが遮られていると判定された場合、ブロック１０２６において、レンズメータは、レンズを遮るユーザの指の表示８１２と関連付けられた図８の遮りインジケータ８１４等の遮りインジケータとともに第１の像を表示するようにしてもよい。遮りが検出されている間、レンズメータは、遮りが除去されるまで、ブロック１０２２、１０２４、および１０２６に連続して戻るようにしてもよい。

矯正レンズが遮られていないと判定された場合は、ブロック１０２８において、（たとえば、ブロック１０１４で決定した矯正レンズの既知のサイズ、第２の像、および／またはパターンの特徴の既知のサイズを用いることにより）カメラと矯正レンズとの間の距離ｌ１および矯正レンズとパターンとの間の距離ｌ２（たとえば、ｌ−ｌ１）を決定する。

ブロック１０３０において、レンズメータは、当該レンズメータと矯正レンズとの間の距離および矯正レンズとパターンとの間の距離が差異閾値の範囲内で同様であるか（たとえば、距離ｌ１が距離ｌ２に略等しいか）を判定するようにしてもよい。このように、矯正レンズが所望の中間位置（たとえば、中途位置）にあるかが判定されるようになっていてもよい。

矯正レンズが所望の中間位置にないと判定された場合は、ブロック１０３２において、レンズメータにより再位置決め指示が与えられるようになっていてもよい。たとえば、再位置決め指示には、絶対および／もしくは相対距離ｌ１およびｌ２のテキストベースおよび／もしくはグラフィック表示ならびに／または矯正レンズおよび／もしくはレンズメータの移動をユーザに指示するグラフィック矢印もしくはテキスト等のインジケータを含んでいてもよい。

（たとえば、距離ｌ１およびｌ２の演算および比較により決定されるように）矯正レンズが中間位置にない間、レンズメータは、矯正レンズが所望の中間場所となるまで、ブロック１０２２、１０２４、１０２６、１０２８、１０３０、および／または１０３２の動作を連続して繰り返すようにしてもよい。

ブロック１０３０において、矯正レンズが所望の中間位置にあると判定された場合、レンズメータは、ブロック１０３４において、矯正レンズを通るパターンの第２の像を格納するようにしてもよい。また、ブロック１０３０において、レンズメータは、たとえば「緑色光」または親指を立てるしぐさのアイコンを表示することによって、矯正レンズが所望の中間場所に正しく位置決めされたことをユーザに示すようにしてもよい。そして、当該場所での検出またはユーザによる後続の像取り込み動作に応答して、第２の像が自動的に取り込まれ、格納されるようになっていてもよい。このように、ブロック１０３０および１０３２の動作は、最適な測定結果を得るため、カメラとパターンとの間の中途場所に矯正レンズを配置するようにユーザをガイドするのに役立ち得る。ただし、当然のことながら、ブロック１０３０および１０３２の動作は、いくつかのシナリオにおいて省略または遮断されるようになっていてもよく、ブロック１０２８で決定した距離の使用により、カメラとパターンとの間の異なる場所における矯正レンズの位置に起因するパターンの歪みの差異を考慮可能である。

ブロック１０３６においては、第２の像を理想座標系に変換するようにしてもよい。たとえば、第２の像は、図７の基準パターン群７０６により表される理想座標系に変換されるようになっていてもよい。この変換では、第２の像の回転、サイズ変更、トリミング、および傾斜によって、像取り込みプロセスによりもたらされた任意の歪みまたは不正確を取り除くようにしてもよい。いくつかの実施形態においては、第２の像における境界基準ランドマーク７０６を検出し、画像操作技術を用いて第２の像を変換することにより、境界基準ランドマークが第２の像において、基準パターン群の対応する境界基準ランドマーク７０６と同じ場所に現れるようにすることによって、第２の像が理想座標系に変換される。第２の像における境界基準ランドマークは、コンピュータ画像認識技術により検出されるようになっていてもよく、検出された境界基準ランドマークまたはそれぞれを構成するピクセルは、このようなコンピュータ画像認識技術の実行に適した形状、色等の特性を有するように構成されていてもよい。

いくつかの実施形態においては、第２の像中の境界基準ランドマークと基準パターン群の対応する境界基準ランドマーク７０６との間の距離によって、行列変換が決定される。そして、行列変換は、第２の像のピクセルの一部または全部への適用によって、変換を有効にする。

ブロック１０３８においては、第２の像を処理して、基準パターンから取り込み像のパターンへの全体歪みを決定する。全体歪み（すなわち、矯正レンズのほか、像の取り込みに用いられるカメラのレンズによりもたらされた歪み）は、第２の像中のパターンを基準パターンのパターンに対して比較することにより決定されるようになっていてもよい。いくつかの実施形態において、この比較は、第２の像中の５１２’等の複数のパターン基準ランドマークを基準パターン群のパターン基準ランドマーク５１２等の複数の対応するパターン基準ランドマークに対して比較することにより実行される。そして、矯正レンズに起因し得る取り込み像中のパターンの歪みが（たとえば、第２の像ならびにパターンの特徴の既知のサイズおよび／もしくは矯正レンズの決定サイズを用いて決定された距離ｌを使用することにより）決定されるようになっていてもよい。この決定された距離ｌを用いて、矯正レンズに起因し得る取り込み像中のパターンの歪みが決定されるようになっていてもよく、パターンとカメラとの間の中途場所に矯正レンズがある場合（たとえば、ｌ１＝ｌ２＝ｌ／２の場合）は、上式５および６による。矯正レンズが中途場所にない（たとえば、ｌ１≠ｌ２）状況においては、当業者が理解するように、矯正レンズに起因し得る取り込み像中のパターンの歪みを決定する式の修正によって、矯正レンズに起因し得る取り込み像中のパターンの歪みを決定する。

ブロック１０４０においては、レンズメータによって、矯正レンズの少なくとも１つの特性を決定する。たとえば、矯正レンズの球面、円柱、および軸の測定結果の決定により、矯正レンズの処方を決定可能であってもよい。また、多焦点（たとえば、二焦点または三焦点）レンズの底部に適用される追加の倍率を表すＡＤＤ値等、矯正レンズの他の値が決定されるようになっていてもよい。いくつかの実施形態において、矯正レンズの球面、円柱、および軸の測定結果は、上式７、８、および９により決定されるようになっていてもよい。したがって、矯正レンズの少なくとも１つの特性は、矯正レンズの測定サイズに基づいて、少なくとも一部が決定されるようになっていてもよい。

ＳＰＨ、ＣＹＬ、およびＡＸＩＳの値は、レンズメータの画面上の表示、レンズメータのメモリ（たとえば、データベースまたはファイル）への格納、および／またはレンズメータのネットワークインターフェースを介した別の当事者（処方の確認または指定を目的として矯正レンズの所有者と提携している眼科医等）への配送が可能である。たとえば、これらのプロセスは、眼鏡を有するものの、当該眼鏡の処方を知らない人物により実行されるようになっていてもよい。本明細書において論じる方法により得られた情報は、この人物のアイケア専門家に送られるようになっていてもよく、専門家は、この情報を用いて、適正な処方の新たな眼鏡を注文することができる。

本明細書においては、レンズメータの動作が（たとえば、携帯電話またはスマートフォンとして実装された）レンズメータ機器２１０により実行される種々例を説明するが、当然のことながら、レンズメータ動作の一部または全部は、モバイル機器により取り込まれて送信された画像および／または他の情報を用いて、サーバによりリモートで実行されるようになっていてもよい。たとえば、図１１は、携帯電話として実装されたレンズメータ２１０、パターン２３０を表示するラップトップコンピュータ７０２、ならびにネットワーク１１５０を介してレンズメータ２１０および／もしくはラップトップコンピュータ７０２と連通したサーバ１１３０を具備するレンズメータシステムの一実施態様を示している。

上述の通り、本明細書に開示の態様および機能は、これらコンピュータシステムのうちの１つまたは複数のハードウェアまたはソフトウェアとして実装されていてもよい。これらは、現在使用されているコンピュータシステムの多くの例である。これらの例としては、数ある中でも、ネットワーク家電、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、メインフレーム、ネットワーククライアント、サーバ、メディアサーバ、アプリケーションサーバ、データベースサーバ、およびウェブサーバが挙げられる。コンピュータシステムの他の例としては、携帯電話および個人用デジタル補助装置等のモバイルコンピュータ機器ならびに負荷分散装置、ルータ、およびスイッチ等のネットワーク装置が挙げられる。さらには、単一のコンピュータシステム上に態様が設定されていてもよいし、１つまたは複数の通信ネットワークに接続された複数のコンピュータシステム間で態様が分散していてもよい。

たとえば、１つまたは複数のクライアントコンピュータにサービスを提供するように構成された１つまたは複数のコンピュータシステム間で種々態様および機能が分散していてもよい。また、さまざまな機能を実行する１つまたは複数のサーバシステム間で分散した構成要素を含むクライアント−サーバまたは多層システム上で態様が実行されるようになっていてもよい。結果として、例は、任意特定のシステムまたはシステム群上での実行に限定されない。さらには、ソフトウェア、ハードウェア、もしくはファームウェア、またはこれらの任意の組み合わせにおいて態様が実装されていてもよい。このため、多様なハードウェアおよびソフトウェア構成を使用するプロセス、動作、システム、システム要素、および構成要素内で態様が実装されていてもよく、例は、任意特定の分散アーキテクチャにも、ネットワークにも、通信プロトコルにも限定されない。

図３を再び参照して、レンズメータ２１０は、ネットワーク１１５０等のネットワークに接続されたネットワークインターフェース３４０を介して、サーバ１１３０等の他のシステムと相互接続されていてもよく、また、他のシステムとデータを交換するようにしてもよい。ネットワークとしては、コンピュータシステムがデータを交換可能な任意の通信ネットワークが挙げられる。ネットワークを用いてデータを交換するため、レンズメータ２１０およびネットワークは、さまざまな方法、プロトコル、および規格を使用してもよく、数ある中でも、ファイバチャネル、トークンリング、イーサネット、無線イーサネット、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＩＰ、ＩＰＶ６、ＴＣＰ／ＩＰ、ＵＤＰ、ＤＴＮ、ＨＴＴＰ、ＦＴＰ、ＳＮＭＰ、ＳＭＳ、ＭＭＳ、ＳＳ７、ＪＳＯＮ、ＳＯＡＰ、ＣＯＲＢＡ、ＲＥＳＴ、およびウェブサービスが挙げられる。データ転送が安全になるように、レンズメータ２１０は、たとえばＴＳＬ、ＳＳＬ、またはＶＰＮ等の多様なセキュリティ手段を用いることにより、ネットワークを介してデータを送信するようにしてもよい。

１つまたは複数のコンピュータシステムにおいて実行される専用ハードウェアまたはソフトウェアとして、種々態様および機能が実装されていてもよい。図３に示すように、レンズメータ２１０は、カメラ３１０、プロセッサ３２０、ユーザインターフェース３３０、ネットワークインターフェース３４０、メモリ３５０、およびレンズメータソフトウェア３６０を具備する。

プロセッサ３２０は、操作データとなる一連の指示を実行するようにしてもよい。プロセッサ３２０は、ＩｎｔｅｌのＸｅｏｎ、Ｉｔａｎｉｕｍ、Ｃｏｒｅ、Ｃｅｌｅｒｏｎ、Ｐｅｎｔｉｕｍ、ＡＭＤのＯｐｔｅｒｏｎ、ＳｕｎのＵｌｔｒａＳＰＡＲＣ、ＩＢＭのＰｏｗｅｒ５＋、またはＩＢＭのメインフレームチップ等、市販のプロセッサであってもよいが、一方で、如何なる種類のプロセッサ、マルチプロセッサ、またはコントローラであってもよい。プロセッサ３２０は、メモリ３５０、カメラ３１０等の他のシステム要素に接続されている。

メモリ３５０は、レンズメータ２１０の動作中に、プログラムおよびデータの格納に用いられるようになっていてもよい。このため、メモリ３５０は、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）またはスタティックメモリ（ＳＲＡＭ）等、比較的高性能の揮発性ランダムアクセスメモリであってもよい。ただし、メモリ３５０としては、ディスクドライブまたは他の不揮発性記憶装置等、データを格納する任意のデバイスが挙げられる。種々例において、特定の構造、場合によっては一意の構造にメモリ３５０を組み入れることにより、本明細書に開示の機能を実行するようにしてもよい。

また、メモリ３５０としては、プロセッサ３２０により実行可能なプログラムを規定する命令が格納されたコンピュータ読み込みおよび書き込み可能な不揮発性（持続性）データ記憶媒体が挙げられる。また、メモリ３５０は、媒体上または媒体中に記録された情報を含んでいてもよく、この情報は、プログラムの実行時に、プロセッサ３２０により処理されるようになっていてもよい。より具体的に、この情報は、記憶領域の節約またはデータ交換性能の向上を図るように明確に構成された１つまたは複数のデータ構造に格納されていてもよい。命令は、符号化信号として持続的に格納されていてもよく、また、本明細書に記載の機能のいずれかをプロセッサ３２０に実行させるようにしてもよい。媒体は、たとえば数ある中でも、光ディスク、磁気ディスク、またはフラッシュメモリであってもよい。多様な構成要素が記憶媒体と他のメモリ要素との間のデータ移動を管理するようにしてもよく、例は、特定のデータ管理構成要素に限定されない。さらに、例は、特定のメモリシステムにも、データ記憶システムにも限定されない。

また、レンズメータ２１０は、１つまたは複数のユーザインターフェース３３０を具備する。ユーザインターフェース３３０は、入力を受け付けるようにしてもよいし、出力を提供するようにしてもよい。より詳細には、出力機器が外部提示用の情報を提供するようにしてもよい。入力機器が外部源からの情報を受け入れるようにしてもよい。インターフェース機器の例としては、キーボード、マウスデバイス、トラックボール、マイク、タッチスクリーン、印刷デバイス、表示画面、スピーカ、ネットワークインターフェースカード等が挙げられる。

種々態様および機能を実現可能な一種のコンピュータ機器の一例としてレンズメータ２１０を示しているが、態様は、図２および図３に示すようなレンズメータ２１０上の実装に限定されない。図３に示すものとは異なるアーキテクチャまたは構成要素を有する１つまたは複数のコンピュータ上で種々態様および機能が実現されるようになっていてもよい。たとえば、レンズメータ２１０は、たとえば本明細書に開示の特定の動作を実行するように調整された特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等、専用にプログラムされた専用ハードウェアを含んでいてもよい。ただし、ＭｏｔｏｒｏｌａのＰｏｗｅｒＰＣプロセッサによってＭＡＣ ＯＳ Ｓｙｓｔｅｍ Ｘを動作させる複数の汎用コンピュータ機器または独自のハードウェアおよびオペレーティングシステムを動作させる複数の専用コンピュータ機器から成るグリッドを用いて、別の例が同じ機能を実行するようにしてもよい。

レンズメータ２１０は、当該レンズメータ２１０に含まれるハードウェア要素の少なくとも一部を管理するオペレーティングシステムを具備していてもよい。通例は、プロセッサ３２０等のプロセッサまたはコントローラがオペレーティングシステムを実行するが、これは、たとえばＭｉｃｒｏｓｏｆｔ社から入手可能なＷｉｎｄｏｗｓ ＮＴ、Ｗｉｎｄｏｗｓ ２０００（Ｗｉｎｄｏｗｓ ＭＥ）、Ｗｉｎｄｏｗｓ ＸＰ、Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｖｉｓｔａ、またはＷｉｎｄｏｗｓ ７オペレーティングシステム等のＷｉｎｄｏｗｓベースのオペレーティングシステムであってもよいし、Ａｐｐｌｅ Ｃｏｍｐｕｔｅｒから入手可能なＭＡＣ ＯＳ Ｓｙｓｔｅｍ Ｘオペレーティングシステムであってもよいし、多くのＬｉｎｕｘベースのオペレーティングシステム区分（たとえば、Ｒｅｄ Ｈａｔ社から入手可能なＥｎｔｅｒｐｒｉｓｅ Ｌｉｎｕｘオペレーティングシステム、Ｓｕｎ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓから入手可能なＳｏｌａｒｉｓオペレーティングシステム、またはさまざまなソースから入手可能なＵＮＩＸオペレーティングシステム）のうちの１つであってもよい。その他多くのオペレーティングシステムが用いられるようになっていてもよく、また、例は、任意特定の実施態様に限定されない。

プロセッサ３２０およびオペレーティングシステムは、高水準プログラミング言語のアプリケーションプログラムを記述可能なコンピュータプラットフォームを一体的に規定する。これらの構成要素アプリケーションは、通信プロトコル（たとえば、ＴＣＰ／ＩＰ）を用いて通信ネットワーク（たとえば、インターネット）上で通信する実行可能な中間バイトコードまたはインタープリット済みコードであってもよい。同様に、．Ｎｅｔ、ＳｍａｌｌＴａｌｋ、Ｊａｖａ、Ｃ＋＋、Ａｄａ、またはＣ＃（Ｃ−Ｓｈａｒｐ）等のオブジェクト指向プログラミング言語を用いて、態様が実装されていてもよい。また、他のオブジェクト指向プログラミング言語が用いられるようになっていてもよい。あるいは、機能的、スクリプト記述式、または論理的プログラミング言語が用いられるようになっていてもよい。

また、非プログラミング環境（たとえば、ブラウザプログラムのウィンドウ中で見た場合に、グラフィカルユーザインターフェースの態様の描画または他の機能の実行を担うＨＴＭＬ、ＸＭＬ、または他のフォーマットにて生成された文書）において種々態様および機能が実装されていてもよい。さらに、プログラミング要素もしくは非プログラミング要素、またはこれらの任意の組み合わせとして、種々例が実装されていてもよい。たとえば、ＨＴＭＬを用いてウェブページが実装される一方、ウェブページ内から呼び出されるデータオブジェクトは、Ｃ＋＋で記述されていてもよい。このため、上記例は、特定のプログラミング言語に限定されず、任意好適なプログラミング言語を使用することも可能である。したがって、本明細書に開示の機能的構成要素は、多種多様な要素（たとえば、上記機能を実行するように構成された実行可能コード、データ構造、またはオブジェクト）を含んでいてもよい。

上述の実施形態は、モバイル機器のカメラを用いて矯正レンズの特性を決定するプロセスを利用する。多くの異なる用途において、レンズの特性の決定に他の実施形態が用いられるようになっていてもよく、レンズの傷の検出、２つの異なるレンズの特性の比較、検出される回折（すなわち、歪み）の量に基づくレンズの構造的特性の決定、またはレンズの特性の決定を要する他の用途が挙げられる。

以上、少なくとも１つの例の複数の態様を説明したが、当然のことながら、当業者であれば容易に、種々変更、修正、および改良に想到するであろう。たとえば、本明細書に開示の例は、他の背景において用いられるようになっていてもよい。このような変更、修正、および改良は、本開示の一部になることが意図されるとともに、本明細書において論じる例の範囲に含まれることが意図される。したがって、上記説明および図面は、ほんの一例に過ぎない。

１００ レンズメータシステム
１１０ 光源
１２０ パターン
１３０ 矯正レンズ
１４０ 接眼レンズ
１５０ 器具
１５２ レンズホルダー
２００ レンズメータシステム
２１０ レンズメータ
２２０ 矯正レンズ
２３０ パターン
３１０ カメラ
３１２ レンズ
３２０ プロセッサ
３３０ ユーザインターフェース
３４０ ネットワークインターフェース
３５０ メモリ
３６０ レンズメータソフトウェア
５００ パターン群
５１０、５２０ パターン
５１２、５１２’、５１２ａ、５１２ａ’、５１２ｂ、５１２ｂ’ パターン基準ランドマーク
５３０ 境界
５３２、５３２’、５３３、５３３’、５３４、５３４’、５３５、５３５’ 境界基準ランドマーク
５４０ 眼鏡フレーム
５４２、５４４ 開口
５５０ 取り込み像
７００ 表示画像
７０２ ラップトップコンピュータ
７０３ 指示
７０４ 眼鏡
７０６ 境界基準ランドマーク
７０８ フレーム
８００ 表示
８０１ テキスト指示
８０２ 表示
８０３ グラフィック指示
８０４、８０６ 表示
８１０ レンズ境界インジケータ
８１２ 表示
８１４ 遮りインジケータ
８２１ 指示
９００ 中間位置
１１３０ サーバ
１１５０ ネットワーク
ｌ、ｌ１、ｌ２ 距離

Claims (20)

1. レンズメータシステムを動作させる方法であって、
   前記レンズメータシステムのカメラにより、パターンと接触した矯正レンズを通る前記パターンの第１の像を取り込むことと、
   前記レンズメータシステムのコンピュータ機器により、前記第１の像および前記パターンに基づいて、前記矯正レンズのサイズを決定することと、
   前記カメラにより、前記矯正レンズが前記カメラと前記パターンとの間の中間位置にある間に、前記矯正レンズを通る前記パターンの第２の像を取り込むことと、
   前記コンピュータ機器により、前記矯正レンズの決定された前記サイズを用いて、前記第２の像における前記パターンの前記矯正レンズに起因し得る歪みを決定することと、
   前記コンピュータ機器により、決定された前記歪みに基づいて、前記矯正レンズの少なくとも１つの特性を測定することと、
   を含む、方法。
2. 前記パターンが、既知のサイズの複数の特徴を含み、前記矯正レンズの前記サイズを決定することが、
   前記第１の像における前記矯正レンズの外側境界を識別することと、
   前記第１の像における前記外側境界内に位置付けられた既知のサイズの前記特徴の数を決定することとを含み、前記第１の像における前記外側境界内に位置付けられた既知のサイズの前記特徴が、前記パターンとの接触に起因する前記矯正レンズによる歪みを含んでいない、請求項１に記載の方法。
3. 前記方法は、前記矯正レンズが、前記中間位置にある間に、
   前記コンピュータ機器により、前記決定したサイズおよび前記第２の像を用いて、前記矯正レンズと前記カメラとの間の第１の距離を決定することと、
   前記コンピュータ機器により、前記決定したサイズおよび前記第２の像を用いて、前記矯正レンズと前記パターンとの間の第２の距離を決定することと、
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記決定したサイズを用いて前記歪みを決定することが、前記第１の距離および前記第２の距離の少なくとも一方を用いて前記歪みを決定することを含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記方法は、前記レンズメータシステムのディスプレイにより、前記第１の距離および前記第２の距離に基づいて、前記カメラまたは前記矯正レンズを移動させる指示を与えることをさらに含む、請求項３に記載の方法。
6. 前記指示が、前記カメラまたは前記矯正レンズの移動に適応されて、前記カメラと前記パターンとの間の中途位置へと前記中間位置を変更するように、前記レンズメータシステムのユーザをガイドする、請求項５に記載の方法。
7. 前記方法は、
   前記レンズメータシステムのディスプレイにより、前記第１の距離および前記第２の距離の少なくとも１つの表示を与えることと、
   前記第２の像を再取得するオプションを与えることと、
   をさらに含む、請求項３に記載の方法。
8. 前記方法は、
   前記コンピュータ機器により、前記矯正レンズが前記第２の像において遮られているかを判定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記第２の像に基づいて、前記矯正レンズの表示および前記矯正レンズの外側境界、ならびに前記矯正レンズの遮りを示す遮りインジケータを表示することをさらに含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記矯正レンズが、前記第２の像における眼鏡の２つの矯正レンズの一方を含み、前記矯正レンズが遮られているかを判定することが、前記矯正レンズの前記外側境界が前記２つの矯正レンズの他方の形状の鏡像である形状を有するかを判定することを含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記第１の像を取り込むことが、前記矯正レンズが前記パターンと接触している間に複数の第１の像を取り込むことを含み、前記矯正レンズの前記サイズを決定することが、前記複数の第１の像と関連付けられた情報を集約することを含む、請求項１に記載の方法。
12. 前記カメラが、前記コンピュータ機器のカメラを含み、前記コンピュータ機器が、携帯電話を含み、前記方法が、異なるコンピュータ機器のディスプレイにより前記パターンを表示することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
13. 前記異なるコンピュータ機器の前記ディスプレイと関連付けられた情報を、前記異なるコンピュータ機器から前記携帯電話に与えることをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. モバイル機器であって、
    カメラと、
    プロセッサとを備え、前記プロセッサは、
    前記カメラから、パターンと接触した矯正レンズを通る前記パターンの第１の像を取得し、
    前記第１の像および前記パターンに基づいて、前記矯正レンズのサイズを決定し、
    前記カメラから、前記矯正レンズが前記カメラと前記パターンとの間の中間位置にある状態で、前記矯正レンズを通る前記パターンの第２の像を取得し、
    前記矯正レンズの前記決定したサイズを用いて、前記第２の像における前記パターンの前記矯正レンズに起因し得る歪みを決定し、
    前記決定した歪みに基づいて、前記矯正レンズの少なくとも１つの特性を測定する
    ように構成された、モバイル機器。
15. 前記モバイル機器は、ネットワークインターフェースをさらに備え、前記プロセッサが、前記ネットワークインターフェースを介してリモートコンピュータ機器と通信することにより、前記リモートコンピュータ機器による前記パターンの表示を調整するようにさらに構成された、請求項１４に記載のモバイル機器。
16. 前記モバイル機器は、ディスプレイをさらに備え、前記プロセッサが、前記ディスプレイを動作させて、
    前記矯正レンズを前記パターンと接触させて配置し、前記第１の像を取り込む指示を与え、
    前記矯正レンズを前記中間位置に移動させ、前記第２の像を取り込む指示を与える、
    ようにさらに構成された、請求項１４に記載のモバイル機器。
17. レンズメータシステムであって、
    複数のサイズの複数の特徴を有するパターンと、
    モバイル機器とを備え、前記モバイル機器は、
    カメラと、
    前記パターンおよび前記特徴の前記サイズと関連付けられた情報を格納したメモリと、
    プロセッサとを備え、前記プロセッサが、
    前記カメラを用いて、パターンと接触した矯正レンズを通る前記パターンの第１の像を取り込み、
    前記パターンおよび前記特徴の前記サイズと関連付けられた前記情報を用いることにより、前記第１の像および前記パターンに基づいて、前記矯正レンズのサイズを決定し、
    前記カメラを用いて、前記矯正レンズが前記カメラと前記パターンとの間の中間位置にある間に、前記矯正レンズを通る前記パターンの第２の像を取り込み、
    前記矯正レンズの前記決定したサイズを用いて、前記第２の像における前記パターンの前記矯正レンズに起因し得る歪みを決定し、
    前記決定した歪みに基づいて、前記矯正レンズの少なくとも１つの特性を測定する、
    ように構成された、レンズメータシステム。
18. 前記パターンが、印刷パターンを含む、請求項１７に記載のレンズメータシステム。
19. 前記レンズメータシステムは、ディスプレイを有するコンピュータをさらに備え、前記パターンが、前記コンピュータの前記ディスプレイにより表示されるパターンを含む、請求項１７に記載のレンズメータシステム。
20. 前記モバイル機器が、前記ディスプレイに関する寸法情報を前記コンピュータから受信するとともに、前記寸法情報、前記第１の像、および前記パターンの前記特徴の既知のサイズを用いて、前記矯正レンズの前記サイズを決定するように構成された、請求項１９に記載のレンズメータシステム。
    

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