JP3322625B2 - 疑似視覚装置 - Google Patents
疑似視覚装置Info
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- JP3322625B2 JP3322625B2 JP05538498A JP5538498A JP3322625B2 JP 3322625 B2 JP3322625 B2 JP 3322625B2 JP 05538498 A JP05538498 A JP 05538498A JP 5538498 A JP5538498 A JP 5538498A JP 3322625 B2 JP3322625 B2 JP 3322625B2
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
- A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
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Description
の物の見え方を実時間で観察可能な疑似視覚装置に係
り、特に、視線方向を変えて眼鏡レンズの異なる部位を
通して物体を見たときの網膜像をシミュレーションする
ことができる疑似視覚装置に関する。
までは取り扱いが困難であるため、眼球の標準的な光学
モデルとして、種々の模型眼が考えられている。これら
模型眼を用いて、あるいは、模型眼から計算された光学
定数を用いた計算機シミュレーションによって眼球の光
学特性(例えば、眼内レンズを移植したときの各種光学
像の変化など)の研究がなされている。
にあっては、累進多焦点レンズ等の様々なレンズが次々
に開発されている。しかしながら、従来、眼鏡レンズを
装着したときに、被験者にはどのように見えるかを客観
的に観察することはできなかった。このことは、眼鏡レ
ンズの研究開発に大きな妨げとなっていた。
したときの網膜像をシミュレーションする眼光学系のシ
ミュレーション装置(特願平―301887号)を創案
した。この発明は、眼模型レンズを有し、この眼模型レ
ンズとシミュレーションに係る眼鏡レンズとで眼鏡レン
ズを装用した人眼の光学系を模倣するレンズ系と、この
レンズ系が結んだ像を撮影する撮像手段とを備え、上記
眼鏡レンズを装着して、眼鏡レンズを装用したときの網
膜像をシミュレーションするものである。
トを行う場合、一般の光学系(カメラや望遠鏡)との違
いを考慮する必要がある。すなわち、一般の光学系の場
合は、例えばカメラでは、図14(a)に示すように一
度に広い範囲の被写体をフィルム面に撮影する事が出来
るが、眼が広い範囲を見ようとすると、図14(b)に
示すように、眼球がその回旋点を中心にして回転しなが
ら像を捉えていくことになる。これは、眼の網膜上に映
った像がすべて鮮明の像として知覚されるのではなく、
高い分解能を有する中心窩部分の狭い領域しか鮮明に見
えないことに起因している。従って、眼鏡レンズと眼球
を一つの光学系としてシミュレートしようとすると、こ
の眼球の回旋点を中心とした回転運動(眼球運動)を考
慮する必要がある。
理由から眼鏡レンズの利用目的(遠用、近用など)にあ
った立体(三次元)の測定物体(チャート)が必要とな
る。しかしながら、三次元空間に広範囲に測定物体(チ
ャート)を配置することは、設置スペースを確保する必
要があるなど、非常に困難である。
回旋して測定物体を見たときの、各回旋位置での網膜像
をシミュレーションすることができる疑似視覚装置を提
供することにある。
鏡レンズを通して周囲の測定物体を見たときの各回旋位
置での、眼鏡レンズと眼球と測定物体との位置関係を、
所定位置に設置された測定物体に対しても模擬でき、眼
球の各回旋位置での網膜像をシミュレーションすること
ができる疑似視覚装置を提供することにある。
に、本発明の第1の疑似視覚装置は、眼鏡レンズを装着
し眼球を回旋して測定物体を見たときの、各回旋位置で
の網膜像をシミュレーションするための疑似視覚装置で
あって、眼球の光学系に相当する疑似視覚レンズと網膜
に相当する撮像面とを有する疑似視覚カメラと、眼鏡レ
ンズに対し眼球が回旋点を中心として回旋する眼球運動
を模擬するために、上記疑似視覚レンズの回旋点のまわ
りに、上記眼鏡レンズに対して上記疑似視覚カメラを相
対的に回転させる回転機構とを備えたものである。
わりに、眼鏡レンズに対し疑似視覚カメラを相対的に回
転させているので、眼球を回旋したときの眼鏡レンズと
眼球との位置関係を模擬できる。従って、視線方向を変
え、眼鏡レンズの異なる位置を通して測定物体を見たと
きの網膜像の変化などを観察することができる。
は、例えば、疑似視覚レンズの回旋点を通る直交する2
軸(例えば、垂直、水平の2軸)のまわりに、眼鏡レン
ズに対し疑似視覚カメラを相対的に回転させることによ
って得られる。この場合、実際の眼鏡レンズと眼球との
関係のように、眼鏡レンズを固定し、眼鏡レンズに対し
て眼球に相当する疑似視覚カメラを、垂直軸及び水平軸
のまわりに回転させても、逆に、疑似視覚カメラを固定
し、眼鏡レンズを垂直軸及び水平軸のまわりに回転させ
ても、あるいは、疑似視覚カメラ及び眼鏡レンズの一方
を垂直軸のまわりに回転させ、他方を水平軸のまわりに
回転させるようにしてもよい。
鏡レンズを装着し眼球を回旋して測定物体を見たとき
の、各回旋位置での網膜像をシミュレーションするため
の疑似視覚装置であって、眼球の光学系に相当する疑似
視覚レンズと網膜に相当する撮像面とを有する疑似視覚
カメラと、上記各回旋位置での眼鏡レンズと眼球との位
置関係を模擬しつつ、所定位置に設置した上記測定物体
の方向に上記眼鏡レンズを通して上記疑似視覚カメラが
向くように、眼鏡レンズ及び疑似視覚カメラ側に対して
平行移動と回転とを与える機構とを備えたものである。
視覚カメラ側に平行移動と回転とを与えることによっ
て、上記第1の発明と同様に眼球を回旋したときの眼鏡
レンズと眼球との位置関係を模擬させ、さらには、所定
位置の測定物体に対して常に眼鏡レンズを通して疑似視
覚カメラが向くように構成している。眼鏡レンズはプリ
ズムの集合体であって偏向作用を有するため、眼鏡レン
ズを通過する眼鏡の視軸(光軸)は眼鏡レンズによって
折り曲げられる。このため、単に、第1の発明のよう
に、眼鏡レンズと疑似視覚カメラとを相対的に回転させ
ただけでは、眼球と眼鏡レンズと測定物体との位置関係
を模擬することができない。そこで、この第2の発明で
は、眼鏡レンズ及び疑似視覚カメラ側に平行移動と回転
を与えることにより、疑似視覚カメラの視軸(光軸)が
測定物体に対して真正面に向き、且つ眼球を回旋させて
眼鏡レンズを通して測定物体を見たときの、各測定位置
での測定物体の中心に、疑似視覚カメラの視軸(光軸)
を一致できるようにしている。
ラや測定物体などを一次元的なレイアウトによって、眼
球を回旋して眼鏡レンズの異なる部位を通して測定物体
を見たときの網膜像のシミュレーションを行うことがで
き、小さな設置スペースで実施でき、また、設置のため
の設備なども簡素なもので済む。
ズを装着し眼球を回旋して測定物体を見たときの、各回
旋位置での網膜像をシミュレーションするための疑似視
覚装置であって、眼球の光学系に相当する疑似視覚レン
ズと網膜に相当する撮像面とを有する疑似視覚カメラ
と、眼鏡レンズに対し眼球が回旋点を中心として回旋す
る眼球運動を模擬するために、上記疑似視覚レンズの回
旋点のまわりに、上記眼鏡レンズに対して上記疑似視覚
カメラを相対的に回転させる回転機構と、所定位置に設
置した上記測定物体の方向に上記眼鏡レンズを通して上
記疑似視覚カメラが向くように、眼鏡レンズ、疑似視覚
カメラ及び上記回転機構を載置したステージに対して三
次元の回転を与える機構とを備えたものである。
ラ及び上記回転機構を載置したステージに対して三次元
の回転を与える機構を設けることにより、疑似視覚カメ
ラの視軸(光軸)を測定物体に対して常に真正面に向け
ることができる。
鏡レンズを装着し眼球を回旋して測定物体を見たとき
の、各回旋位置での網膜像をシミュレーションするため
の疑似視覚装置であって、眼球の光学系に相当する疑似
視覚レンズと網膜に相当する撮像面とを有する疑似視覚
カメラと、眼鏡レンズに対し眼球が回旋点を中心として
回旋する眼球運動を模擬するために、上記疑似視覚レン
ズの回旋点のまわりに、上記眼鏡レンズに対して上記疑
似視覚カメラを相対的に回転させる回転機構と、所定位
置に設置した上記測定物体の方向に上記眼鏡レンズを通
して上記疑似視覚カメラが向くように、眼鏡レンズ、疑
似視覚カメラ及び上記回転機構を載置したステージに対
して三次元の回転と平行移動とを与える機構とを備えた
ものである。
覚カメラに対して上記第2の発明と同等の運動を実現す
るものであり、そのために、ステージ上で上記第1の発
明と同様に回転機構を用いて眼鏡レンズに対し疑似視覚
カメラを相対的に回転させることによって、眼鏡レンズ
に対する眼球運動を疑似させると共に、ステージに三次
元の平行移動と回転を与えることによって、各回旋位置
での眼鏡レンズと眼球との位置関係を保ったまま、疑似
視覚カメラの視軸(光軸)が測定物体に対して真正面に
向き、且つ眼球を回旋させて眼鏡レンズを通して測定物
体を見たときの、各測定位置での測定物体の中心に、疑
似視覚カメラの視軸(光軸)を一致できるようにしてい
る。
視覚レンズとして、眼鏡レンズと眼球の物側主点位置と
の位置関係を模擬できるように、模型眼より計算された
近軸領域の光学定数に基づいて設計されているものが好
ましい。この疑似視覚レンズを用いると、疑似視覚レン
ズ前面(角膜前面に相当)より物体側の所望の位置に眼
鏡レンズを配置できると共に、疑似視覚レンズ前面より
像側の所望位置に回旋点を配置でき、眼鏡レンズと眼球
との位置設定を正しくシミュレートできる。また、人眼
では、中心窩部分の狭い網膜像しか鮮明に見えず、この
狭い視野の像をシミュレーションするのには、人眼と近
軸領域の光学定数(焦点距離や入射瞳位置など)が特に
大きく変わらない模型眼(グルストランドの精密模型眼
など)に基づいて疑似視覚レンズを設計すれば十分であ
り、比較的に簡単に疑似視覚レンズを製造することがで
きる。
体側より順に負の屈折力を有する前群レンズと、絞り
と、正の屈折力を有する後群レンズとからなり、後群レ
ンズを移動させることにより焦点位置を調節できるよう
に構成されているのが好ましい。このように構成する
と、疑似視覚レンズの入射瞳位置を変化させることな
く、焦点位置を調節できる。
Dを用いると、人間の視力等と同等の特性を実現でき、
また疑似視覚カメラをコンパクトに構成できる。更に、
疑似視覚カメラが撮影した像を表示する表示手段を設け
れば、実時間で網膜像を観察できる。
面を用いて詳述する。
実施形態の斜視図を示す。図1において、1は疑似視覚
カメラであり、疑似視覚カメラ1内には、眼球の光学系
に相当する疑似視覚レンズと、網膜に相当する撮像面と
してのCCDを有するCCDカメラとが設けられてい
る。疑似視覚カメラ1の前方には、図1ないし図3に示
すように、疑似視覚レンズ3に臨ませて、眼鏡レンズ2
が設けられる。眼鏡レンズに対して眼球の回旋点を中心
とした回転運動と同一効果を得る為には、光軸(または
視軸)と像面が常に一定して評価でき、更に眼球の回旋
に合わせて眼鏡レンズの光束の通過する位置を変化させ
ることができる装置構成が必要である。
動)は、図2(c)に示すように、水平方向の回転(眼
球の回旋点を通るZ軸まわりの回転)と垂直方向の回転
(眼球の回旋点を通るY軸まわりの回転)との組み合わ
せで実現できる。この眼球の回転運動を、本実施形態で
は、疑似視覚カメラ1側に水平方向の回転(疑似視覚レ
ンズの回旋点を通るZ軸まわりの回転)を与え、一方、
眼鏡レンズ2側に垂直方向の回転(疑似視覚レンズの回
旋点を通るY軸まわりの回転)を与える構成にしてい
る。
CCDカメラ)1を、図1ないし図2(a)に示すよう
に、回転ステージ7上の載置台6に乗せ、水平方向(左
右方向)の回転を可能にしている。更に、疑似視覚カメ
ラ1は回転ステージ7の回転中心と位置調整ができるよ
うになっており、回転ステージ7の回転中心の位置と疑
似視覚レンズの回旋点の位置を一致させることができ
る。これにより、眼球の回旋点を中心とした水平方向の
回転運動と同―の効果が得られる。
(b)に示すように、支持ロッド8を介して回転ステー
ジ9に取り付けられており、回転ステージ9を回転する
ことにより、眼鏡レンズ2が垂直方向(上下方向)に回
転できる構成となっている。また、図3に示すように、
眼鏡レンズ2の後面から疑似視覚レンズ3の第一面(眼
球の角膜頂点に相当する)までの距離Sも調整できる様
になっており、回転ステージ9の回転中心位置と疑似視
覚レンズ3の回旋点位置を一致させることができる。こ
れにより、眼球の回旋点を中心とした垂直方向の回転運
動と同一の効果が得られる。
適宜、組み合わせて行うことによって、眼球の回旋点を
中心とした回転運動(眼球運動)と同一効果が得られ
る。なお、疑似視覚カメラ1を用いて測定物体を観察す
る一例として、図4には、眼鏡レンズ(多焦点レンズ)
2の近用部を通して、疑似視覚カメラ1が近方の新聞等
の測定物体18を見ている様子を示す。
ジ7と、眼鏡レンズ2を回転させる回転ステージ9を支
持する支持部10とは、ステージ11上に設置されてい
る。なお、眼鏡レンズ2、疑似視覚カメラ1はそれぞれ
上下、左右の各方向に約30度回転することが出来るよ
うになっている。
ートによる評価)では、眼球の回旋に伴って、外界の物
体(チャート)からの光束が眼鏡レンズを通過する位置
が変わったときの、各位置での網膜像を観測する必要が
ある。これを実施するのに、眼球に相当する疑似視覚カ
メラを回旋点のまわりに上下・左右に回転させた場合、
視線を変えることによって目視可能な三次元の空間(上
下・左右の広い範囲で、且つ近くから遠方までに亙る広
い領域)内に、多数枚のチャートを設置しなければなら
ず、これを実現させるのは非常に困難である。
物体)側をある方向に固定し、疑似視覚カメラ1及び眼
鏡レンズ2側に三次元の回転と平行移動を与えて、上記
眼球の回旋に伴う眼球と眼鏡レンズとチャートとの位置
関係を模擬させるようにしている。即ち、上述したよう
に、回転ステージ7による疑似視覚カメラ1の水平方向
の回転と、回転ステージ9による眼鏡レンズ2の垂直方
向の回転とにより、眼鏡レンズに対する眼球の回旋点を
中心とした回転運動を模擬させつつ、眼鏡レンズ2及び
疑似視覚カメラ1を載置したステージ11の下に、回転
・平行移動機構を設けて、眼鏡レンズ2を通して疑似視
覚カメラ1の光軸(視軸)が常に一定方向のチャート
(測定物体)を向くように構成した。
ラ1の光軸(視軸)方向をX方向、眼鏡レンズ2に対し
て左右の方向をY方向、眼鏡レンズ2に対して上下の方
向をZ方向として説明すると、眼鏡レンズ2及び疑似視
覚カメラ1が載置されたステージ11のすぐ下に、Z軸
回転の回転ステージ12、次にY軸回転のゴニオステー
ジ13、次にXY方向の平行移動のXYステージ14、
一番下にZ方向の平行移動のZステージ16を取り付
け、X軸回転は疑似視覚カメラ1に取り込んだ画像を画
像処理して回転を加える構成とした(なお、15はXY
ステージ14の載置板、17は基板である)。
覚カメラ1の光軸(視軸)が常に一定方向のチャート
(測定物体)を向くようにできる。つまり、眼球を回旋
したときの眼球と眼鏡レンズと測定物体との位置関係
を、一定位置の測定物体に対しても、疑似視覚レンズ1
及び眼鏡レンズ2に三次元の回転・直線運動を与えるこ
とで模擬することができる。このことを、次に具体的に
説明する。
ズ等の眼鏡レンズ2を掛けた被験者が姿勢をまっすぐに
保ち、視線を水平にして眼鏡レンズ2の遠用部を通して
測定物体Oを見ている状態を示す。この状態では、眼球
Eの視軸(光軸)Aは、眼鏡レンズ2をそのまま直進し
て透過した直線となり、このときの眼球Eと眼鏡レンズ
2と測定物体Oとの関係を模擬するには、図13(1)
(b)に示すように、疑似視覚カメラ1の視軸(光軸)
aを水平にすれば、視軸(光軸)aが眼鏡レンズ2の遠
用部を直進して測定物体Oの真正面に向かい、模擬でき
る。また、図13(2)には、被験者が図13(1)
(a)の状態から眼球Eを動かさずに、首(頭)を下に
傾けた場合を示すが、この場合も、眼球Eと眼鏡レンズ
2と測定物体Oとの関係は図13(1)(a)と同等で
あり、図13(1)(b)で模擬できる。
に、眼球Eだけを動かして眼鏡レンズ2の近用部を通し
て下方の測定物体Oを見たときには、眼球Eの視軸(光
軸)Aは、図13(1)(a)のように眼鏡レンズ2を
直進して延長した直線A’とはならない。これは、眼鏡
レンズ2がプリズムとして機能し、視軸(光軸)Aが眼
鏡レンズ2で偏向されるからであり、眼球EはA’方向
でなく、A方向を見ていることになる。
Oとの位置関係は変えずに(図13(1)(b)と同じ
状態のまま)、眼球Eの下向きの回転を模擬させるため
に、図13(3)(b)に示すように、眼鏡レンズ2だ
けを疑似視覚レンズの回旋点のまわりに上方に回転させ
た場合、疑似視覚カメラ1の視軸(疑似視覚カメラ1の
撮影方向)aは、直線a’のように眼鏡レンズ2を直進
せず、眼鏡レンズ2で偏向されて測定物体O(固定)に
対し真正面に相対しなくなる。これでは、眼鏡レンズ2
の正当な性能評価はできない。
に、ステージ11上に疑似視覚カメラ1と眼鏡レンズ2
との位置関係(図13(3)(b)の状態)を保ったま
ま、ステージ11の下方のゴニオステージ13を回転し
て、疑似視覚カメラ1の視軸(光軸)aが測定物体O
(固定)に対して真正面に向くようにする。更に、眼球
Eを回転させて眼鏡レンズ2を通して測定物体Oを見た
ときの、各測定位置での測定物体Oの中心点Cに、疑似
視覚カメラ1の視軸(光軸)aが位置するように、ステ
ージ11下のZステージ16によって、疑似視覚カメラ
1及び眼鏡レンズ2を上下に移動調整する。
めに、眼球Eの回転に伴う、眼鏡レンズ2による疑似視
覚カメラ1の視軸(光軸)aの上下方向の偏向を補正す
る方法を述べた。しかし、実際には、眼球Eの上下・左
右方向の回転に伴って、眼鏡レンズ2越しの疑似視覚カ
メラ1の視軸(光軸)aは上下方向のみならず、左右方
向にも偏向する。
Oとの位置関係を模擬するために、眼球E自体の上下の
回転を眼鏡レンズ2の上下の回転で、また眼球E自体の
左右の回転を疑似視覚カメラ1の左右の回転で実現する
一方、眼球E(及び眼鏡レンズ2)と測定物体Oとの位
置関係を、ステージ11の下に設けた、回転ステージ1
2、ゴニオステージ13、XYステージ14、Zステー
ジ16等の三次元の回転・平行移動機構(画像処理する
場合も含む)で実現している。
の回転によって眼球運動の模擬が行われるステージ11
の下の構造は、X、Y、Z軸の各方向の平行移動と回転
機構を持ったものであれば良い。例えば、ステージ11
のすぐ下に、順にY軸回転のゴニオステージ、Z軸回転
の回転ステージ、Z方向の平行移動のZステージ、一番
下にXY方向の平行移動のXYステージを取り付け、X
軸回転は取り込んだ画像処理で回転を加える構成として
もよい。
レンズ3について説明する。眼鏡レンズを通過した光は
眼の瞳(入射瞳)に向かって進むが、図5に示すような
眼の代わりとなる光学系を使う場合において、眼鏡レン
ズ後面と角膜との頂点間距離や瞳の位置(入射瞳の位
置)が移動してしまうと、像の明るさや視野の大きさが
変わってしまう。このため、上記の距離や位置を正しく
設定できる様に考慮する必要がある。しかしながら、既
製の写真レンズや工業用レンズ等では、物側主点の位置
や入射瞳の位置が眼球と比べて後ろ側にあり、頂点間距
離を正しく設定できないなど、眼鏡レンズと眼球の状態
をシミュレートすることができない。つまり、眼鏡レン
ズと既製の写真レンズ等の光学系を使用した網膜像のシ
ミュレートでは、像の明るさや視野の大きさが大きく変
化してしまうため、正しく評価できなくなる。このた
め、頂点間距離や入射瞳の位置が正しく設定できる光学
系が必要となる。
の位置関係が正しくシミュレート出来るように、グルス
トランドの精密模型眼より計算された近軸領域の光学定
数を参考にして疑似視覚レンズ3を設計し製作した。
た模型眼が数多く提案されている(非球面レンズを使っ
たもの(R.Navarro 1985)、水晶体を多層構造としたも
の(O.Pomerantzeff 1984)、屈折率分布のレンズを使
ったもの(J.Warren Blaker 1980))。しかしながら、
これら模型眼は製作するうえで技術的な問題がある。こ
のため、人眼と近軸領域での光学定数(焦点距離や入射
瞳位置など)は特に大きく変わらないことから、グルス
トランドの精密模型眼の近軸領域の光学定数を採用し
た。
メラのシャッター4及びCCD(CCD面)5の配置を
示す。図6に示すように、疑似視覚レンズ3は、物体側
より順に、負の屈折力を有し、レンズL1、L2から構成
される前群レンズ31と、絞り32と、正の屈折力を有
し、レンズL3〜L6から構成される後群レンズ33とか
らなり、全系の物側主点の位置と回旋点(あるいは入射
瞳)の位置が、眼鏡レンズのシミュレートに適した配置
となっている。
7に示すように、光学系の絞り32より後側の後群レン
ズ33を移動させることにより、±3.0D(ディオプ
トリー)の調節力を可能とした。図7(b)が0.0D
の基準位置であり、図7(a)が図7(b)の状態より
後群レンズ33を前方に移動して屈折力を+3.0Dだ
け大きくした状態、図7(c)が図7(b)の状態より
後群レンズ33を後方に移動して屈折力を−3.0Dだ
け小さくした状態である。このように、絞り32後方の
後群レンズ33を移動させることによって屈折力を調整
できるので、凝似視覚レンズ3の焦点位置を変えても、
入射瞳位置は変化しないことになる。また、疑似視覚レ
ンズ3の屈折力を変えられるので、正視眼、近視眼、遠
視眼、老眼の人など、各人の眼の調節力に応じてどのよ
うに見えるかをシミュレーションすることができる。
す。図8において、記号r1,r2,…は、各レンズ面
(絞りも含まれる)の曲率半径であり(図6参照)、r
1〜r2,r2〜r3,…は、各レンズ面間(絞りも含まれ
る)の間隔(光軸上の距離)である(例えば、r1〜r2
はレンズL1の前面r1と後面r2との距離(光軸上のレ
ンズL1の厚さ))。また、n1,n2,…は、それぞ
れレンズL1,L2,…のd線における屈折率であり、ν
1,ν2…は、それぞれレンズL1,L2,…のd線にお
けるアッベ数である。なお、レンズL1の後面とレンズ
L2の前面とは、同じ曲率半径r2で、レンズL1とレン
ズL2は密接されている。また、絞り32とレンズL3前
面との間隔r4〜r5は、上述の疑似視覚レンズ3の調節
力を変えるための後群レンズ33の移動により変化し、
図8での間隔r4〜r5の値1.95mmは図7(b)の
ときの値であり、図7(a)、(c)のときの間隔r4
〜r5の値は、それぞれ、0.95mm、2.95mm
である。また、絞り32は固定の絞りであり、絞り径
は、φ8.5mmである。但し、絞り径はφ8.5,6.
0,4.0,2.0mmに変更可能である。
の光学定数を図9に示す。これにより、疑似視覚レンズ
3前面より物体側10〜20mmの間で任意の位置に眼
鏡レンズ2を配置することができ、また、疑似視覚レン
ズ3前面より像側10〜22mmの間で任意の位置を回
旋点として配置することができる。このように、設置位
置が調整可能であるので、図6の疑似視覚レンズ3にお
ける眼鏡レンズと疑似視覚レンズ3の物側主点と回旋点
との位置関係を、図5における眼鏡レンズと眼球の物側
主点と回旋点との位置関係と同等となるように設置でき
る。なお、回旋点の位置ではなく、入射瞳の位置を、眼
鏡レンズの裏面や疑似視覚レンズ3の物側主点から定め
るようにしてもよい。
D5であり、像面が平面となるため、凝似視覚レンズの
最良像面はCCD面に合わせて平面とした。また、CC
Dカメラはコダック社製の高解像CCDカメラ(コダッ
クメガプラス1.4i)を使用した。CCD5の有効受
光面積は100%で、ピクセルサイズは6.8μm×
6.8μmで、これは空間周波数に換算すると、約15
0Lines/mmに相当し、人眼で換算すると、視力
1.5程度と同等となる。
間周波数が150(Lines/mm)で、MTF(Mo
dulation transfer function)が20〜25%以上ある
ことになるが、人眼の場合は眼球(角膜、水晶体等)の
光学性能だけではなく、綱膜でのMTFや神経回路綱と
大脳における視覚情報処理機構の特性などが含まれるた
め、グルストランドの精密模型眼のMTFよりも若干高
い値をしめすことは分かっている(H.Ohzu et al.,“Op
tical Modulation by the Isolated Human Fovea”,Vis
ion Res 12 231〜251(1972))。これらのことから、高
周波側を少し高い値で設計した。これにより設計した疑
似視覚レンズが精度よく製作されていることが確認でき
れば、製作した疑似視覚レンズによる影響をあまり受け
ることなく、眼鏡レンズの相対的な評価や観察を良好に
行うことができる。
距離は、上記図1のXYステージ14によるX軸方向の
移動によって変えることができるが、XYステージ14
の移動だけでは移動量に限界があり、遠方から近方の測
定物体に対して任意に距離を変化させることは出来な
い。そこで、測定物体側をX軸上に固定し、X軸方向に
おいて眼鏡レンズ2との距離を変えて配置すれば、測定
物体と眼鏡レンズの距離は任意に変えることが出来る。
図10には、上記図1の疑似視覚装置を用いて、遠方か
ら近方の測定物体(チャート)を観察して、眼鏡レンズ
2の性能評価(チャートによる評価)を行う装置を示
す。
21に、図1の疑似視覚装置が設置される。基台20上
には、疑似視覚カメラ1の光軸(視軸)方向であるX軸
方向に沿ってXレール22が配設されており、Xレール
22には、チャートとチャートを照明する照明光学系な
どが設置される。具体的には、Xレール22上には、チ
ャートが取り付けられるコリメータボックス23、拡散
板24、コリメートレンズ25、照明装置26などが配
置される。また、基台20上には、疑似視覚カメラ1が
撮影したチャートの像を表示するためのモニター27が
設けられている。更に、疑似視覚装置の回転ステージ7
やXYステージ14等の回転・平行移動を制御する自動
ステージ制御用、及びモニター27への画像出力用のパ
ーソナルコンピュータ(図示せず)が設けられている。
定を行う場合を、図11により説明する。Xレール22
上には、図示のように、疑似視覚カメラ1側から、コリ
メータボックス23、拡散板24、コリメートレンズ2
5、照明装置26が配置される。眼鏡レンズ2及び疑似
視覚カメラ1側は、上記回転・平行移動機構によって三
次元の平行移動と回転が加えられ、眼鏡レンズ2を通し
た疑似視覚カメラ1の光軸(視軸)方向が常にチャート
を向くように制御されている。照明装置26からの光
を、コリメートレンズ25で平行光とし、拡散板24に
照射する。拡散板24で拡散されて一様となった照明光
が、コリメートボックス23のチャートに照明され、チ
ャートを透過した光(像)がコリメートボックス23の
コリメートレンズによって平行光とされて疑似視覚カメ
ラ1に入射する。
定を行う場合を、図12により説明する。Xレール22
上には、疑似視覚カメラ1側から、拡散板24、コリメ
ートレンズ25、照明装置26を配置し、チャートは拡
散板24に取り付ける。照明装置26からの光を、コリ
メートレンズ25で平行光として拡散板24に照射し、
拡散板24に取り付けたチャートに拡散された一様な照
明光を照射し、チャートを透過した光(像)が疑似視覚
カメラ1に入射する。
1の疑似視覚装置の疑似視覚カメラ1の前方に視力表な
どを設置して、眼鏡レンズの遠用部や近用部を通して像
を観察するようにしてもよい。
トランドの精密模型眼の近軸領域の光学定数に合わせた
ものであり、結像特性を考慮した設計ではない。これに
対し、現在進めているコンピュータによる視覚系の像の
シミュレーションでの画像は、各視線方向の眼鏡レンズ
を通った模型眼の綱膜像を計算したもので、得られた画
像が綱膜上での結像性能を表したものと考えられる。一
方、本実施形態の疑似視覚装置から得られる画像は小さ
な画角(網膜の中心窟付近、5度程度)での画像を取り
込んだものであり、得られた画像が結像性能を表したも
のではなく、本装置での像観察の評価については、あく
までも相対評価となる。
や設計値の解らない眼鏡レンズ等、あらかじめ眼鏡レン
ズの形状が解らない場合は、コンピュータでシミュレー
ションをすることは不可能であるが、本疑似視覚装置に
おいては、測定物体(チャート)と眼鏡レンズを通った
疑似視覚カメラの光軸(視軸)との調整を行うことによ
って、実時間で像を観察することができる。
配慮をその光学設計に取り入れた眼鏡レンズであるが、
従来、それらを正しく評価するレンズメーター等がなか
った。これらへのアプローチとして、コンピュータより
得られた網膜像のシミュレーション結果とあわせて評価
することにより、この疑似視覚装置がより有用なものと
なる。
疑似視覚レンズの回旋点のまわりに、眼鏡レンズに対し
疑似視覚カメラを相対的に回転させているので、眼球を
回旋したときの眼鏡レンズと眼球との位置関係を模擬で
き、視線方向を変え、眼鏡レンズの異なる位置を通して
測定物体を見たときの網膜像が得られる。
平行移動と回転とを与えることによって、眼球を回旋し
たときの眼鏡レンズと眼球との位置関係を模擬させ、さ
らには、所定位置の測定物体に対して眼鏡レンズを通し
て疑似視覚カメラが向くように構成しているため、疑似
視覚カメラや測定物体などを一次元的にレイアウトで
き、眼球を回旋して眼鏡レンズの異なる部位を通して測
定物体を見たときの網膜像のシミュレーションを、小さ
な設置スペースで、また、簡単な設備で行うことができ
る。
斜視図である。
明するための説明図である。
ズとの位置関係を示す図である。
が近方の測定物体を見ている様子を示す斜視図である。
る結像を説明するための説明図である。
と、CCDカメラのシャッター及びCCDの配置を示す
図である。
である。
値データを示す図である。
図である。
の測定物体(チャート)を観察して、眼鏡レンズの性能
評価を行う装置の構成を示す斜視図である。
場合の概略構成を示す斜視図である。
場合の概略構成を示す斜視図である。
測定物体との位置関係を模擬するために、疑似視覚カメ
ラ及び眼鏡レンズ側の回転・平行移動を説明するための
説明図である。
るための説明図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 眼鏡レンズを装着し眼球を回旋して測定
物体を見たときの、各回旋位置での網膜像をシミュレー
ションするための疑似視覚装置であって、 眼球の光学系に相当する疑似視覚レンズと網膜に相当す
る撮像面とを有する疑似視覚カメラと、 眼鏡レンズに対し眼球が回旋点を中心として回旋する眼
球運動を模擬するために、上記疑似視覚レンズの回旋点
のまわりに、上記眼鏡レンズに対して上記疑似視覚カメ
ラを相対的に回転させる回転機構とを備えたことを特徴
とする疑似視覚装置。 - 【請求項2】 眼鏡レンズを装着し眼球を回旋して測定
物体を見たときの、各回旋位置での網膜像をシミュレー
ションするための疑似視覚装置であって、 眼球の光学系に相当する疑似視覚レンズと網膜に相当す
る撮像面とを有する疑似視覚カメラと、 上記各回旋位置での眼鏡レンズと眼球との位置関係を模
擬しつつ、所定位置に設置した上記測定物体の方向に上
記眼鏡レンズを通して上記疑似視覚カメラが向くよう
に、眼鏡レンズ及び疑似視覚カメラ側に対して平行移動
と回転とを与える機構とを備えたことを特徴とする疑似
視覚装置。 - 【請求項3】 眼鏡レンズを装着し眼球を回旋して測定
物体を見たときの、各回旋位置での網膜像をシミュレー
ションするための疑似視覚装置であって、 眼球の光学系に相当する疑似視覚レンズと網膜に相当す
る撮像面とを有する疑似視覚カメラと、 眼鏡レンズに対し眼球が回旋点を中心として回旋する眼
球運動を模擬するために、上記疑似視覚レンズの回旋点
のまわりに、上記眼鏡レンズに対して上記疑似視覚カメ
ラを相対的に回転させる回転機構と、 所定位置に設置した上記測定物体の方向に上記眼鏡レン
ズを通して上記疑似視覚カメラが向くように、眼鏡レン
ズ、疑似視覚カメラ及び上記回転機構を載置したステー
ジに対して三次元の回転を与える機構とを備えたことを
特徴とする疑似視覚装置。 - 【請求項4】 眼鏡レンズを装着し眼球を回旋して測定
物体を見たときの、各回旋位置での網膜像をシミュレー
ションするための疑似視覚装置であって、 眼球の光学系に相当する疑似視覚レンズと網膜に相当す
る撮像面とを有する疑似視覚カメラと、 眼鏡レンズに対し眼球が回旋点を中心として回旋する眼
球運動を模擬するために、上記疑似視覚レンズの回旋点
のまわりに、上記眼鏡レンズに対して上記疑似視覚カメ
ラを相対的に回転させる回転機構と、 所定位置に設置した上記測定物体の方向に上記眼鏡レン
ズを通して上記疑似視覚カメラが向くように、眼鏡レン
ズ、疑似視覚カメラ及び上記回転機構を載置したステー
ジに対して三次元の回転と平行移動とを与える機構とを
備えたことを特徴とする疑似視覚装置。 - 【請求項5】 上記疑似視覚レンズが、上記眼鏡レンズ
と眼球の物側主点位置との位置関係を模擬できるよう
に、模型眼より計算された近軸領域の光学定数に基づい
て設計されていることを特徴とする請求項1乃至4のい
ずれかに記載の疑似視覚装置。 - 【請求項6】 上記模型眼が、グルストランドの精密模
型眼であることを特徴とする請求項5記載の疑似視覚装
置。 - 【請求項7】 上記疑似視覚レンズの光学系が、物体側
より順に負の屈折力を有する前群レンズと、絞りと、正
の屈折力を有する後群レンズとからなり、後群レンズを
移動させることにより焦点位置を調節できるように構成
されていることを特徴とする請求項5又は6記載の疑似
視覚装置。 - 【請求項8】 上記撮像面がCCDからなることを特徴
とする請求項1乃至7のいずれかに記載の疑似視覚装
置。 - 【請求項9】 上記疑似視覚カメラが撮影した像を表示
する表示手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至8
のいずれかに記載の疑似視覚装置。
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JP4014438B2 (ja) * | 2001-06-20 | 2007-11-28 | 株式会社ビジョンメガネ | 眼鏡・コンタクトレンズ度数決定システムおよびその方法 |
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US7010202B1 (en) * | 2003-09-16 | 2006-03-07 | Lockheed Martin Corporation | Variable field of view optical system |
US10039445B1 (en) * | 2004-04-01 | 2018-08-07 | Google Llc | Biosensors, communicators, and controllers monitoring eye movement and methods for using them |
WO2007148291A1 (en) * | 2006-06-20 | 2007-12-27 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | An artificial eye system with drive means inside the eye-ball |
WO2009152582A1 (en) * | 2008-06-17 | 2009-12-23 | The Institute For Eye Research Limited | Physical model eye systems and methods |
JP5352249B2 (ja) * | 2009-01-13 | 2013-11-27 | ホーヤ レンズ マニュファクチャリング フィリピン インク | シミュレーション装置、シミュレーションプログラムおよびシミュレーションプログラムを記録した記録媒体 |
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JP5710923B2 (ja) * | 2009-10-06 | 2015-04-30 | Hoya株式会社 | 多焦点レンズシミュレーション装置及びシミュレーション方法 |
WO2020016631A1 (en) * | 2018-07-16 | 2020-01-23 | Bosch Car Multimedia Portugal S.a. | Artificial eye for calibration of an eye-tracker, eye tracking calibration system and method thereof |
JP7123403B2 (ja) * | 2019-04-04 | 2022-08-23 | 株式会社Qdレーザ | 画像検査装置 |
KR102132214B1 (ko) * | 2019-04-29 | 2020-07-09 | 가톨릭대학교 산학협력단 | 이동형 모델아이 장치 |
WO2021038857A1 (ja) * | 2019-08-30 | 2021-03-04 | 株式会社レクザム | レンズ光学特性測定装置、眼鏡装用状態シミュレーション装置、眼鏡装用状態シミュレーションシステム、レンズ光学特性測定方法、眼鏡装用状態シミュレーション方法、プログラム、及び、記録媒体 |
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US5033103A (en) * | 1988-12-09 | 1991-07-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Model of the lateral inhibition, energy normalization, and noise suppression processes in the retina |
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US5532770A (en) * | 1995-04-18 | 1996-07-02 | Schneider; Richard T. | Apparatus and methods for evaluating vision through an intraocular lens |
US5726443A (en) * | 1996-01-18 | 1998-03-10 | Chapman Glenn H | Vision system and proximity detector |
US5875017A (en) * | 1996-05-31 | 1999-02-23 | Hoya Corporation | Ocular optical system simulation apparatus |
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高良由紀子、長野斗志克、谷口重雄、小沢忠彦、金子雅信,モデル眼を用いた多焦点眼内レンズの網膜像の比較,日本眼科学会雑誌,第98巻、第11号,p.1091〜1096 |
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