JP3328096B2 - Eye optical system simulation device - Google Patents

Eye optical system simulation device

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JP3328096B2
JP3328096B2 JP07150395A JP7150395A JP3328096B2 JP 3328096 B2 JP3328096 B2 JP 3328096B2 JP 07150395 A JP07150395 A JP 07150395A JP 7150395 A JP7150395 A JP 7150395A JP 3328096 B2 JP3328096 B2 JP 3328096B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は眼光学系のシミュレーシ
ョン装置に関し、特に眼鏡レンズなどの光学レンズを装
用したときの網膜像をシミュレーションする眼光学系の
シミュレーション装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an eye optical system simulation apparatus, and more particularly to an eye optical system simulation apparatus for simulating a retinal image when an optical lens such as a spectacle lens is worn.

【0002】[0002]

【従来の技術】正常な視力を維持するために、眼鏡レン
ズ等の光学レンズが使用される。眼鏡レンズは、光学的
特性の異なるものが多数販売されている。眼鏡レンズの
分類を光学的仕様別に大きく分けると、1つのレンズ内
において1つの焦点を有する単焦点レンズと、1つのレ
ンズ内において複数の焦点を有する多焦点レンズとに分
けられる。さらに、単焦点レンズは球面レンズと非球面
レンズとに分けられる。非球面レンズの設計はメーカに
よって異なる。同様に、多焦点レンズにおいても多くの
種類に分けられる。例えば二重焦点レンズ、三重焦点レ
ンズ、累進多焦点レンズがあり、これらのレンズはさら
に細分化される。
2. Description of the Related Art Optical lenses such as spectacle lenses are used to maintain normal vision. Many spectacle lenses with different optical characteristics are sold. When the classification of spectacle lenses is roughly classified by optical specifications, they are classified into a single focus lens having one focus in one lens and a multifocal lens having a plurality of focuses in one lens. Further, the single focus lens is divided into a spherical lens and an aspheric lens. The design of the aspherical lens varies from manufacturer to manufacturer. Similarly, multifocal lenses are also classified into many types. For example, there are a bifocal lens, a trifocal lens, and a progressive multifocal lens, and these lenses are further subdivided.

【0003】光学レンズの選定の際には、これらの多種
多様の光学的仕様のレンズから装用者に適したレンズを
選定することになる。その選定における判断材料として
は、装用者に適したレンズ度数を有する複数種のレンズ
を用意して実際に装用するか、あるいは眼鏡店の店員が
装用者の要望を聞くことによって、店員が選定する方法
があった。
When selecting an optical lens, a lens suitable for a wearer is selected from lenses having various optical specifications. As a judgment material in the selection, a clerk makes a selection by preparing a plurality of types of lenses having a lens power suitable for the wearer and actually wearing the lens, or a clerk of an eyeglass store listening to the request of the wearer. There was a way.

【0004】ところが、装用者に適した度数を有する複
数種の光学的仕様別のレンズを眼鏡店で所有すること
は、種類が膨大となり、実際には困難である。一方、店
員が装用者に希望を聞いて選定する方法は、店員の熟練
を要する。さらに、店員には、装用者にとって実際にど
のように見えるかを知ることはできないため、常に正確
な判断をすることは困難である。
[0004] However, it is actually difficult to own a plurality of lenses having different powers suitable for the wearer according to optical specifications in a spectacle store because of the large number of types. On the other hand, the method in which the clerk asks the wearer for his / her request and makes a selection requires skill of the clerk. Further, it is difficult for the clerk to always make an accurate judgment because the clerk cannot know what the wearer actually looks like.

【0005】そこで、このような問題点を解決するため
に、光学レンズを装用した時の網膜像をシミュレーショ
ンできる眼光学系のシミュレーション装置がある。眼光
学系のシミュレーション装置では、まず光源画面からの
平行光線を光学レンズ及び角膜等の光学系内において追
跡し、PSF(Point Spread Function )を求める。P
SFとは、物体上の一点から発した光が像面上どのよう
に分布するかを表す関数である。このPSFと画像デー
タとから網膜像データを演算する。このようにして得ら
れた画像データに対する網膜像データを、表示装置の画
面に表示することによって、どのように画像が見えるか
を客観的に判断することができる。このような例として
本出願人は特願平7−26936号を出願している。
In order to solve such a problem, there is an eye optical system simulation apparatus capable of simulating a retinal image when an optical lens is worn. In the eye optical system simulation apparatus, first, a parallel light beam from a light source screen is traced in an optical system such as an optical lens and a cornea to obtain a PSF (Point Spread Function). P
The SF is a function representing how light emitted from one point on the object is distributed on the image plane. Retinal image data is calculated from the PSF and the image data. By displaying the retinal image data corresponding to the image data thus obtained on the screen of the display device, it is possible to objectively determine how the image is viewed. As such an example, the present applicant has filed Japanese Patent Application No. 7-26936.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の眼光学
系のシミュレーション装置では、人眼が一定の方向を向
いているときに網膜に焦点を結ぶことのできる範囲の画
像しかシミュレーションすることができないという問題
点があった。
However, the conventional ophthalmic optical system simulation apparatus can only simulate an image in a range where the retina can be focused when the human eye is facing a certain direction. There was a problem.

【0007】つまり、現実に眼鏡を装用した時には、視
界に入る像のうち焦点を結ぶことができるのは中心部の
ほんの限られた領域であり、その領域以外は焦点を結ぶ
ことができないが、眼を回旋するとにより広い範囲の任
意の像に焦点を結ばせることが可能である。それにも係
わらず、従来のシミュレーション装置では、視線の方向
を固定した状態で焦点を結ぶことができる限られた領域
の画像しかシミュレーションできなかった。
[0007] That is, when the eyeglasses are actually worn, only a limited area in the center can focus on an image that enters the field of view, and other areas cannot focus. Rotating the eye can focus on a wider range of arbitrary images. Nevertheless, with the conventional simulation device, it was possible to simulate only an image in a limited area where the focus can be focused with the direction of the line of sight fixed.

【0008】しかも、眼鏡レンズの中には、多焦点レン
ズのようにレンズの中心部を通して像を見る場合と、レ
ンズの周辺部を通して像を見る場合とで、光学的特性が
大きく異なるレンズも多数ある。従来のシミュレーショ
ン装置では、このような多焦点レンズに関して、レンズ
の特性を十分に理解できるようなシミュレーションを行
うことはできない。従って、結局は、店員の知識に基づ
く曖昧な基準をもとにレンズを選定せざるを得ない。
In addition, among spectacle lenses, there are many lenses, such as a multifocal lens, whose optical characteristics greatly differ between when an image is viewed through the center of the lens and when an image is viewed through the periphery of the lens. is there. A conventional simulation apparatus cannot perform a simulation for such a multifocal lens so that the characteristics of the lens can be sufficiently understood. Therefore, after all, the lens must be selected based on the vague criteria based on the knowledge of the clerk.

【0009】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、眼鏡等の光学レンズを装用した際の人眼の回
旋を伴う広い角度の情景をシミュレーションできる眼光
学系のシミュレーション装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above points, and provides a simulation apparatus for an eye optical system capable of simulating a wide angle scene involving rotation of a human eye when wearing an optical lens such as eyeglasses. The purpose is to do.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、光学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眼光学系のシミュレーション装置に
おいて、所定の位置に置かれた光源画面に複数の視点が
定められ、前記視点における像が網膜に焦点を結ぶよう
に人眼が回旋した状態での前記光学レンズ及び前記人眼
に関する光学系データに基づいて、前記視点ごとのPS
F(Point Spread Function )を演算するPSF演算手
段と、画像データとそれぞれの前記視点における前記P
SFによってたたみ込み積分を行い、人眼が回旋するこ
とにより見渡した場合に網膜に写し出される像を連続的
に表示した情景画像を演算する情景画像演算手段と、を
有することを特徴とする眼光学系のシミュレーション装
置が提供される。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, in an eye optical system simulation apparatus for simulating a retinal image when an optical lens is worn, a light source screen placed at a predetermined position is provided. A plurality of viewpoints are determined, and the PS for each viewpoint is based on the optical lens and optical system data on the human eye in a state where the human eye is rotated so that the image at the viewpoint focuses on the retina.
PSF calculating means for calculating F (Point Spread Function), image data and the P at each viewpoint.
Performs convolution integral by SF, continuous image that is projected on the retina when the human eye was MiWataru by rotation
And a scene image calculating means for calculating the scene image displayed in the image processing apparatus.

【0011】[0011]

【作用】PSF演算手段は、所定の位置に置かれた光源
画面に複数の視点が定められ、前記視点における像が網
膜に焦点を結ぶように人眼が回旋した状態での光学レン
ズ及び人眼に関する光学系データに基づいて、視点ごと
のPSF(Point SpreadFunction )を演算する。情景
画像演算手段は、画像データとそれぞれの視点における
PSFによってたたみ込み積分を行い、人眼が回旋する
ことにより見渡した場合に網膜に写し出される像を連続
的に表示した情景画像を演算する。
The PSF calculation means includes an optical lens and a human eye in a state where a plurality of viewpoints are defined on a light source screen placed at a predetermined position, and the human eye is rotated so that an image at the viewpoint is focused on the retina. Calculates a PSF (Point Spread Function) for each viewpoint based on the optical system data related to. Scenery image calculating means, continuous image that is projected on the retina when subjected to convolution integral by PSF in the image data and the respective viewpoint, the human eye has MiWataru by rotation
Calculate the scene image that is displayed on the screen .

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明の眼光学系のシミュレーション装置
の原理図である。このシミュレーション装置では、人眼
を回旋させなければ全体を見渡すことのできない程の、
十分大きな光源画面を想定する。この光源画面上には、
格子状に整列した視点が設定されている。各視点に対応
してPSF(Point Spread Function )算出部10a〜
10cが設けられている。例えば、光源画面を縦方向を
m、横方向をnに分解する場合にはm×n個のPSF算
出部が設けられる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the eye optical system simulation apparatus according to the present invention. In this simulation device, you can not see the whole without turning the human eye,
Assume a sufficiently large light source screen. On this light source screen,
The viewpoints arranged in a grid are set. PSF (Point Spread Function) calculators 10a to 10c for each viewpoint
10c is provided. For example, when the light source screen is decomposed into m in the vertical direction and n in the horizontal direction, m × n PSF calculation units are provided.

【0013】各PSF算出部10a〜10cには、対応
する視点における像が網膜に焦点を結ぶように人眼を回
旋させた状態での光学系データ13a〜13cが設定さ
れている。この光学系データ13a〜13cは、対応す
る視点の位置データ、凸面、凹面の曲率、屈折率等の光
学レンズに関するデータ、及び角膜、瞳孔、水晶体、網
膜、回旋角度等の人眼に関するデータである。光学レン
ズに関するデータは、そのレンズの設計値から求めるこ
とができる。人眼に関する光学系データは、基本的には
グルストランドの模型を使用して求め、眼軸長の値を装
用者の視力に応じて決定する。なお、測定可能なデータ
については、装用者の眼を実際に測定することもでき
る。
In each of the PSF calculation units 10a to 10c, optical system data 13a to 13c in a state where the human eye is rotated so that the image at the corresponding viewpoint is focused on the retina is set. The optical system data 13a to 13c are position data of a corresponding viewpoint, data on an optical lens such as a curvature of a convex surface and a concave surface, a refractive index, and the like, and data on a human eye such as a cornea, a pupil, a crystalline lens, a retina, and a rotation angle. . Data on the optical lens can be obtained from the design value of the lens. The optical system data on the human eye is basically obtained using a gulstrand model, and the value of the axial length is determined according to the eyesight of the wearer. Note that the measurable data can be obtained by actually measuring the eye of the wearer.

【0014】PSF演算手段12a〜12cは、光学系
データ13a〜13cを基にPSF11a〜11cを求
める。PSF11a〜11cはある視点から発した光が
像面上にどのように分布するかを表す関数である。
The PSF calculating means 12a to 12c obtain PSFs 11a to 11c based on the optical system data 13a to 13c. The PSFs 11a to 11c are functions representing how light emitted from a certain viewpoint is distributed on an image plane.

【0015】情景画像演算手段2は、光源画面上に描か
れる画像データ1をPSF11a〜11cによって、た
たみ込み積分を行い、情景画像データ3を求める。表示
制御手段4は、情景画像データ3から得られる像を表示
装置5に表示する。これにより、視線を上下左右に動か
して認識することのできる全体の像が画面上に表示され
る。
The scene image calculation means 2 performs convolution integration of the image data 1 drawn on the light source screen by the PSFs 11a to 11c to obtain scene image data 3. The display control means 4 displays an image obtained from the scene image data 3 on the display device 5. Thereby, the entire image that can be recognized by moving the line of sight up, down, left, and right is displayed on the screen.

【0016】次に、本発明の眼光学系のシミュレーショ
ン装置におけるシミュレーションの手順をさらに詳しく
説明する。まず、シミュレーションによる表示対象とな
る画像データを設定する。この画像データは、人眼を回
旋することにより焦点を合わせることのできる範囲内の
光源画面上に描かれる。
Next, the procedure of the simulation in the eye optical system simulation apparatus of the present invention will be described in more detail. First, image data to be displayed by simulation is set. This image data is drawn on the light source screen within a range that can be focused by rotating the human eye.

【0017】図2は光源画面を示す図である。光源画面
20には、格子状に整列した複数の視点が設定されてい
る。この光源画面20は、X軸に垂直な平面であり、中
心部がX軸上にある。また、この例では光源画面20は
人眼からは無限遠方に設定されている。そして、Y軸方
向にm個(y1 〜ym )に分解し、Z軸方向にn個(y
1 〜yn )に分解している。従って、光源画面上に、m
×n個の視点が設けられる。この光学画面20上の各視
点において光の強度を与えることにより、任意の形状の
画像データを設定する。なお、この際の光は、単色光で
あっても、複数の波長の光であってもよい。
FIG. 2 shows a light source screen. A plurality of viewpoints arranged in a grid are set on the light source screen 20. The light source screen 20 is a plane perpendicular to the X axis, and has a central part on the X axis. In this example, the light source screen 20 is set at infinity from the human eye. Then, it is decomposed into m pieces (y 1 to y m ) in the Y-axis direction and n pieces (y
It is decomposed into 1 ~y n). Therefore, on the light source screen, m
× n viewpoints are provided. By giving light intensity at each viewpoint on the optical screen 20, image data of an arbitrary shape is set. The light at this time may be monochromatic light or light of a plurality of wavelengths.

【0018】図3は人眼を示す図である。この図は、人
眼40を光源画面の方向(X軸の正の方向)から見た図
である。この時の人眼40の回旋中心をX軸上に設定す
る。従って、人眼40の向きがX軸に平行なときに、光
源画面の中心部を見ていることになる。そして、光源画
面の任意の視点を見る際には、人眼40はY軸、及びZ
軸方向に回旋する。Y軸方向の回旋角度をθy 、Z軸方
向の回旋角度をθz とすると、光源画面上の全ての視点
に対応する回旋角度(θy ,θz )が得られる。
FIG. 3 shows the human eye. This figure is a view of the human eye 40 viewed from the direction of the light source screen (positive direction of the X axis). The rotation center of the human eye 40 at this time is set on the X axis. Therefore, when the direction of the human eye 40 is parallel to the X axis, the user is looking at the center of the light source screen. Then, when viewing an arbitrary viewpoint on the light source screen, the human eye 40 is
Rotate in the axial direction. Assuming that the rotation angle in the Y-axis direction is θ y and the rotation angle in the Z-axis direction is θ z , the rotation angles (θ y , θ z ) corresponding to all viewpoints on the light source screen are obtained.

【0019】図4は光源画面を見る時の光学系の変化を
示す図である。この図は、Z軸方向の回旋角度を一定に
し、Y軸方向の角度を変化させる場合を示している。
(A)は、光源画面の上端を見るときの光学系である。
人眼41は上方向に回旋し、光源画面21の任意の上端
の視点(ym ,zi )に対し真っ直ぐに向いている。従
って、光源画面21の上端の光51は、眼鏡レンズ31
に対し斜め上の方向から入射する。この眼鏡レンズ31
を通過した光51が人眼に入射し、画像が認識される。
この状態から、人眼41がY軸の負の方向に回旋する。
FIG. 4 is a diagram showing changes in the optical system when viewing the light source screen. This figure shows a case where the rotation angle in the Z-axis direction is fixed and the angle in the Y-axis direction is changed.
(A) is an optical system for viewing the upper end of the light source screen.
The human eye 41 rotates upward and is directed straight to a viewpoint (y m , z i ) at an arbitrary upper end of the light source screen 21. Therefore, the light 51 at the upper end of the light source screen 21 is
Incident from above. This spectacle lens 31
The light 51 that has passed through enters the human eye, and the image is recognized.
From this state, the human eye 41 rotates in the negative direction of the Y axis.

【0020】(B)は、光源画面の中央を見るときの光
学系である。人眼42は回旋せず、光源画面22の中央
に対し真っ直ぐに向いている。従って、光源画面22の
中央の光52は、眼鏡レンズ32に対し垂直に入射す
る。この眼鏡レンズ32を通過した光52が人眼に入射
し、画像が認識される。この状態から、さらにY軸の負
の方向に回旋する。
FIG. 2B shows an optical system for viewing the center of the light source screen. The human eye 42 does not rotate, and faces straight toward the center of the light source screen 22. Therefore, the light 52 at the center of the light source screen 22 is perpendicularly incident on the spectacle lens 32. The light 52 that has passed through the spectacle lens 32 enters the human eye, and an image is recognized. From this state, further rotation is performed in the negative direction of the Y axis.

【0021】(C)は、光源画面の下端を見るときの光
学系である。人眼43は下方向に回旋し、光源画面23
の下端に対し真っ直ぐに向いている。従って、光源画面
23の下端の光53は、眼鏡レンズ33に対し斜め下の
方向から入射する。この眼鏡レンズ33を通過した光5
3が人眼に入射し、画像が認識される。
(C) is an optical system for viewing the lower end of the light source screen. The human eye 43 rotates downward and the light source screen 23
Faces straight at the lower end of the. Therefore, the light 53 at the lower end of the light source screen 23 enters the spectacle lens 33 from a diagonally lower direction. Light 5 passing through this spectacle lens 33
3 enters the human eye, and the image is recognized.

【0022】このようにして、Y軸方向に回旋した場合
の、全ての視点における光学系データが求められる。こ
のように、人眼が回旋した場合には、各種データの値が
変化する。例えば、眼鏡レンズから角膜までの距離が、
回旋に伴い変化する。また、眼鏡レンズが多焦点レンズ
であれば、レンズに光が入射する位置の変化にともな
い、凹面、凸面の曲率半径も変化する。
In this manner, the optical system data at all viewpoints when rotating in the Y-axis direction is obtained. Thus, when the human eye rotates, the values of various data change. For example, the distance from the spectacle lens to the cornea is
It changes with rotation. If the spectacle lens is a multifocal lens, the radius of curvature of the concave surface and the convex surface also changes as the position where light enters the lens changes.

【0023】なお、光源画面からの光51,53とX軸
との成す角度は、厳密には回旋角度θyと同じではな
い。それは、光が眼鏡レンズ31,33を通過する際に
方向が変わるからである。
Note that the angle between the light 51, 53 from the light source screen and the X axis is not exactly the same as the rotation angle θy. This is because the direction changes when light passes through the spectacle lenses 31, 33.

【0024】図4には、光学画面上のZ軸方向の回旋角
度を一定にし、人眼が上下方向の回旋する場合の光学系
を示しているが、Z軸方向に回旋し、視点の位置をz1
からzn まで変化させることにより、光源画面の左右方
向に回旋する場合も含めて、全ての視点に対応する光学
系データを求める。そして、PSF演算手段は、以上の
ようにして求められた光学系データに基づき、各視点ご
とにPSFを求める。従って、m×n個のPSFが得ら
れる。
FIG. 4 shows an optical system in the case where the rotation angle in the Z-axis direction on the optical screen is constant and the human eye rotates vertically, but it rotates in the Z-axis direction and the position of the viewpoint is changed. To z 1
To z n, optical system data corresponding to all viewpoints is obtained, including the case where the light source screen is rotated in the left-right direction. Then, the PSF calculating means obtains a PSF for each viewpoint based on the optical system data obtained as described above. Therefore, m × n PSFs are obtained.

【0025】さらに、情景画像演算手段は、光源画面上
に設定された画像データをPSFによって、たたみ込み
積分を行い、情景画像データ3を求める。像面での理想
像の光強度分布をf(y,z)、点(y,z)における
PSFをp(x,y,u,v)とすると、網膜上の点
(y,z)における光強度は、以下の式で表すことがで
きる。
Further, the scene image calculating means performs a convolution integration of the image data set on the light source screen by the PSF to obtain the scene image data 3. Assuming that the light intensity distribution of the ideal image on the image plane is f (y, z) and the PSF at the point (y, z) is p (x, y, u, v), the point (y, z) on the retina is The light intensity can be represented by the following equation.

【0026】[0026]

【数1】 (Equation 1)

【0027】ここで、p(u,v,u−y,u−z)は
各点(u,v)から(u−y,v−z)離れた点におけ
るPSFの値である。また、aはPSFの広がり半径で
ある。この式を用い、網膜上の点の光強度を、人眼の回
旋角度ごとに求めることにより、情景画像データを得る
ことができる。このようにして得られる情景画像データ
は、眼鏡を掛けた人が、眼を回旋させることにより周囲
を見渡した場合に、網膜に映し出される像を連続的に表
示したものである。
Here, p (u, v, uy, uz) is the value of the PSF at a point (uy, vz) apart from each point (u, v). A is the spreading radius of the PSF. By obtaining the light intensity at a point on the retina for each rotation angle of the human eye using this equation, scene image data can be obtained. The scene image data obtained in this way is a continuous display of an image projected on the retina when a person wearing glasses looks around by rotating his or her eyes.

【0028】このようにして、眼を回旋することによ
り、広い範囲を見渡した場合に、人間が認識する像をシ
ミュレーションすることができる。従って、多焦点レン
ズの場合でも、そのレンズの特性を客観的に認識するこ
とが可能である。この結果、眼鏡の装用者は、容易に自
分に合ったレンズを選定することができる。一方、累進
多焦点レンズのような複雑な光学系のレンズの設計や評
価をする際にも、そのレンズの光学系のデータを入力す
れば、そのレンズの特性を正確に知ることができる。
In this way, by rotating the eye, it is possible to simulate an image recognized by a human when looking over a wide range. Therefore, even in the case of a multifocal lens, it is possible to objectively recognize the characteristics of the lens. As a result, the spectacle wearer can easily select a lens that suits him. On the other hand, when designing or evaluating a lens of a complicated optical system such as a progressive multifocal lens, if the data of the optical system of the lens is input, the characteristics of the lens can be accurately known.

【0029】次に上記のようなシミュレーションを行う
ためのハードウェアについて簡単に説明する。図5は上
記のシミュレーションを行うワークステーションのハー
ドウェアのブロック図である。
Next, hardware for performing the above-described simulation will be briefly described. FIG. 5 is a block diagram of the hardware of the workstation for performing the above simulation.

【0030】図に示すように、ワークステーションは、
プロセッサ61、グラフィック制御回路64及び表示装
置65と、マウス66、キーボード67、ハードディス
ク装置(HDD)68、フロッピーディスク装置(FD
D)69、プリンタ70、磁気テープ装置71から構成
されている。これ等の要素はバス72によって結合され
ている。
As shown in the figure, the workstation is:
A processor 61, a graphic control circuit 64, a display device 65, a mouse 66, a keyboard 67, a hard disk device (HDD) 68, a floppy disk device (FD)
D) 69, a printer 70, and a magnetic tape device 71. These elements are connected by a bus 72.

【0031】プロセッサ61はワークステーション全体
を統括的に制御する。読み取り専用メモリ62には立ち
上げ時に必要なプログラムが格納される。メインメモリ
63にはシミュレーションを行うためのシミュレーショ
ンプログラム等が格納される。
The processor 61 controls the whole workstation. The read-only memory 62 stores a program required at the time of startup. The main memory 63 stores a simulation program and the like for performing a simulation.

【0032】グラフィック制御回路64はビデオメモリ
を含み、得られた情景画像データを表示信号に変換し
て、表示装置65に表示する。マウス66は表示装置上
のマウスの制御、各種のアイコン、メニューを選択する
ポインティングデバイスである。ハードディスク装置6
8にはシステムプログラム、シミュレーションプログラ
ムが格納され、電源投入後にメインメモリ63にローデ
ィングされる。また、シミュレーションデータ等を一時
的に格納する。
The graphic control circuit 64 includes a video memory, converts the obtained scene image data into a display signal, and displays it on the display device 65. The mouse 66 is a pointing device for controlling the mouse on the display device and selecting various icons and menus. Hard disk drive 6
8 stores a system program and a simulation program, and is loaded into the main memory 63 after the power is turned on. In addition, simulation data and the like are temporarily stored.

【0033】フロッピーディスク装置69は原画像デー
タ等の必要なデータをフロッピィ69aから入力した
り、必要に応じてフロッピィ69aにセービィングす
る。プリンタ装置70はPSF、情景画像データ等をプ
リントアウトするのに使用する。
The floppy disk device 69 inputs necessary data such as original image data from the floppy 69a, and saves the data to the floppy 69a as necessary. The printer device 70 is used to print out PSF, scene image data, and the like.

【0034】磁気テープ装置71は必要に応じて、シミ
ュレーションデータを磁気テープにセービィングするの
に使用する。なお、ワークステーション以外に高性能の
パーソナルコンピュータ、あるいは一般の汎用コンピュ
ータを使用することもできる。
The magnetic tape device 71 is used to save simulation data to a magnetic tape as required. Note that a high-performance personal computer or a general-purpose computer other than the workstation may be used.

【0035】上記の説明では、光源画面は無限遠方の平
面を想定し光線は平行であるが、光源画面を近方に設定
することもできる。この場合には光線は拡散するものと
してシミュレーションを行う。
In the above description, the light source screen is assumed to be a plane at infinity, and the light rays are parallel. However, the light source screen can be set near. In this case, the simulation is performed assuming that the light beams are diffused.

【0036】また、上記の説明では、一つの情景画像デ
ータを表示装置へ表示する場合のみ説明しているが、仕
様の異なる複数の光学レンズの光学系データを用いて生
成された複数の情景画像を、表示装置の同一の画面内に
表示することもできる。
In the above description, only the case where one scene image data is displayed on the display device is described. However, a plurality of scene images generated using optical system data of a plurality of optical lenses having different specifications are described. Can be displayed on the same screen of the display device.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように本発明では、広い光
源画面を見るときに人眼が回旋することを考慮して回旋
角度ごとのPSFを求め、画像データの各点に対応する
PSFを用いて情景画像を演算するようにしたため、眼
を回旋し広い範囲を見渡した場合に人間が認識する情景
の像をシミュレーションすることができる。
As described above, according to the present invention, the PSF for each rotation angle is determined in consideration of the rotation of the human eye when viewing a wide light source screen, and the PSF corresponding to each point of the image data is used. Since a scene image is calculated in this way, it is possible to simulate an image of a scene that is perceived by a human when the user rotates his eyes and looks over a wide range.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の眼光学系のシミュレーション装置の原
理図である。
FIG. 1 is a principle diagram of an eye optical system simulation apparatus according to the present invention.

【図2】光源画面を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a light source screen.

【図3】人眼を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a human eye.

【図4】光源画面を見る時の光学系の変化を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a change in an optical system when viewing a light source screen.

【図5】本発明のシミュレーションを行うためのワーク
ステーションのハードウェアのブロック図である。
FIG. 5 is a hardware block diagram of a workstation for performing a simulation according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 画像データ 2 情景画像演算手段 3 情景画像データ 4 表示制御手段 5 表示装置 10a,10b,10c PSF算出部 11a,11b,11c PSF 12a,12b,12c PSF演算手段 13a,13b,13c 光学系データ Reference Signs List 1 image data 2 scene image calculation means 3 scene image data 4 display control means 5 display device 10a, 10b, 10c PSF calculation units 11a, 11b, 11c PSF 12a, 12b, 12c PSF calculation means 13a, 13b, 13c Optical system data

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−121412(JP,A) 特開 平1−40926(JP,A) 特開 平4−327831(JP,A) 特開 平6−201990(JP,A) 特開 平7−100107(JP,A) 特開 平6−215084(JP,A) 特開 平2−198547(JP,A) 特開 平4−195019(JP,A) 特開 平2−305544(JP,A) 特開 平4−50813(JP,A) 特開 昭61−85917(JP,A) 特開 昭61−10740(JP,A) Pablo Artal,Javie r Santamaria,Julia n Bescos,Optical−d igital procedure f or the retinal ima ges of a point tes t,OPTICAL ENGINERR ING,Vol.28,No.6,p. 687−690 Rafael Navarro,Ma nuel Ferro,Pblo Ar tal,Ismael Mirand a,Modulation trans fer functions of e yes of implanted w ith intraocular le nses,APPLIED OPIC S,1993年,Vol.32,No.31, p.6359−6367 金子俊一、大矢倫子、大多庸悟,視覚 におけるぼけ特性のモデル化とそれによ る両眼立体表示,情報処理学会第40回全 国大会講演論文集(▲I▼),p.109 −110 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 3/00 - 3/16 JICSTファイル(JOIS)Continuation of the front page (56) References JP-A-3-121412 (JP, A) JP-A-1-40926 (JP, A) JP-A-4-327831 (JP, A) JP-A-6-201990 (JP) JP-A-7-100107 (JP, A) JP-A-6-215084 (JP, A) JP-A-2-198547 (JP, A) JP-A-4-195019 (JP, A) 2-305544 (JP, A) JP-A-4-50813 (JP, A) JP-A-61-85917 (JP, A) JP-A-61-10740 (JP, A) Pablo Artal, Javier Santamaria, Julian Bescos, Optical-digital Procedure for the Retinal Image of a Point Test, Optical Engineering ING, Vol. 28, No. 6, p. 687-690, Rafael Navarro, Manuel Ferro, Pblo Artal, Israel Miranda, Modulation trans fer functions of the Institute of the United States of America. 32, No. 31, p. 6359-6367 Shunichi Kaneko, Rinko Ohya, Yogo Ohta, Modeling of Blur Characteristics in Vision and Binocular Stereoscopic Display Using It, Proc. Of the 40th National Convention of IPSJ (p. I), p. 109 -110 (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) A61B 3/00-3/16 JICST file (JOIS)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光学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眼光学系のシミュレーション装置に
おいて、 所定の位置に置かれた光源画面に複数の視点が定めら
れ、前記視点における像が網膜に焦点を結ぶように人眼
が回旋した状態での前記光学レンズ及び前記人眼に関す
る光学系データに基づいて、前記視点ごとのPSF(Po
int Spread Function )を演算するPSF演算手段と、 画像データとそれぞれの前記視点における前記PSF
よってたたみ込み積分を行い、人眼が回旋することによ
り見渡した場合に網膜に写し出される像を連続的に表示
した情景画像を演算する情景画像演算手段と、 を有することを特徴とする眼光学系のシミュレーション
装置。
1. An ophthalmic optical system simulation apparatus for simulating a retinal image when an optical lens is worn, wherein a plurality of viewpoints are defined on a light source screen placed at a predetermined position, and the image at the viewpoint is focused on the retina. Based on the optical lens and the optical system data on the human eye in a state where the human eye is rotated so as to connect
int Spread Function) to calculate the image data and the PSF at each viewpoint.
Therefore it performs convolution integral, continuously displaying the image to be projected on the retina when the human eye was MiWataru by rotation
And a scene image calculating means for calculating the calculated scene image.
【請求項2】 前記情景画像を表示装置に表示する表示
制御手段をさらに有することを特徴とする請求項1記載
の眼光学系のシミュレーション装置。
2. The eye optical system simulation apparatus according to claim 1, further comprising display control means for displaying the scene image on a display device.
【請求項3】 前記表示制御手段は、仕様の異なる複数
の前記光学レンズの光学系データを用いて生成された複
数の前記情景画像を、同一の画面内に表示することを特
徴とする請求項2記載の眼光学系シミュレーション装
置。
3. The display control unit according to claim 2, wherein the plurality of scene images generated using the optical system data of the plurality of optical lenses having different specifications are displayed on the same screen. 3. The eye optical system simulation apparatus according to 2.
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Pablo Artal,Javier Santamaria,Julian Bescos,Optical−digital procedure for the retinal images of a point test,OPTICAL ENGINERRING,Vol.28,No.6,p.687−690
Rafael Navarro,Manuel Ferro,Pblo Artal,Ismael Miranda,Modulation transfer functions of eyes of implanted with intraocular lenses,APPLIED OPICS,1993年,Vol.32,No.31,p.6359−6367
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