JP5141525B2 - シミュレーション装置 - Google Patents

Description

本発明は、眼鏡レンズによる見え方をシミュレーションするための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に関する。

従来、眼鏡レンズによる見え方を表示装置の表示領域上でシミュレーションするシミュレーション装置が知られている（例えば、特許文献１等参照）。
このような装置によれば、シミュレーション画像によって眼鏡レンズによる見え方を確認できるので、製造された眼鏡レンズが顧客に合わないといった不具合を防止することができる。

一方、住宅等の構造物を仮想空間内に構築し、仮想空間内の特定の視点からの構造物の見え方をシミュレーションするシミュレーション装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
このような装置によれば、例えば、視点を住宅内で自由に移動させることで、実際に住宅内を移動するような感覚で、その住宅内の様々な位置・方向での室内の見え方や、照明器具の効果等を擬似体験することができる。なお、このように仮想空間内で視点を移動させることをウォークスルーと呼んでいる。

ここで、特許文献１と特許文献２に記載のシミュレーション装置を組み合わせれば、眼鏡レンズを装用した状態で移動する際の周囲の見え方を表現することができる。

特開２００６−３４３７７８号公報 特開平７−７３３３８号公報

しかしながら、従来のウォークスルーシミュレーションでは、視点の移動が直線的でリアリティに欠けるという問題があった。
例えば、人間が徒歩（歩行、走行等を含む）や、階段の昇降による移動をする際には、ステップ（足運び）に応じた頭部の上下動および左右の振れが発生し、これに伴って視点（眼の位置）も変動する。
従来のウォークスルーシミュレーションでは、視点が方向と速度の指定によって直線的に移動されるので、ステップに応じた視点の変動が表現されず、仮想空間内を滑るような不自然なシミュレーションしかできなかった。

また、眼鏡レンズ、特に累進屈折力レンズによる見え方をシミュレーションする際には、以下のような問題がある。
累進屈折力レンズは、対象物の距離に合わせた遠用部、中間部および近用部を備えているが、一般に、累進屈折力レンズの下方に位置する中間部や近用部には、度数加入による光学的な歪みがあり、プリズム作用による浮き上がり現象が発生する。浮き上がり現象は、累進屈折力レンズの使用を開始した初期において、歩行や階段の昇降時に著しい不快感や不安感をもたらすことが知られている。
視点が直線的に移動する従来のウォークスルーシミュレーションでは、歩行や階段の昇降時における浮き上がり現象を疑似体験させることができず、眼鏡レンズ装用時の視覚ないし感覚を正確に表現できない。

本発明は、上記問題に鑑み、ウォークスルーシミュレーションにおいて、レンズ装用者の動作に応じた視点の変動を表現することができる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を提供することを目的とする。
また、ウォークスルーシミュレーションにおいて、眼鏡レンズ装用時の視覚ないし感覚を正確に表現することができる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を提供することを目的とする。

本発明のシミュレーション装置は、レンズ装用者の視覚に応じた眼鏡レンズを設計する設計手段と、仮想空間を構築する仮想空間構築手段と、前記仮想空間内に視点を設定する視点設定手段と、前記視点における視界を表現する基礎画像を作成する画像作成手段と、前記視覚に応じて前記基礎画像を処理し前記視点における前記レンズ装用者の裸眼での視界を表現する中間画像を作成する中間処理手段と、前記中間画像を処理し前記視点における前記レンズ装用者の前記眼鏡レンズ装用時の視界を表現する装用画像を作成する装用処理手段と、前記装用画像を表示する表示手段と、前記視点を前記仮想空間内において移動させる視点移動手段と、前記視点の移動態様を設定する移動態様設定手段と、を備え、前記視点移動手段は、前記移動態様に応じ前記視点を少なくとも上下方向に周期的に変動させつつ移動させることを特徴とする。

本発明によれば、画像作成手段が仮想空間内に設定された視点における視界を表す基礎画像を作成する。中間処理手段と装用処理手段とが、この基礎画像を処理し、レンズ装用者の眼鏡レンズ装用時の視界を表す装用画像が作成される。
ここで、視点は、視点移動手段によって移動されるが、移動中の各視点位置における装用画像が作成され表示手段に連続的に表示される。
これにより、眼鏡レンズを装用した状態で移動する際の周囲の見え方を表現することができる。

特に、本発明では、移動態様設定手段が設定した移動態様に応じて、視点移動手段が視点を少なくとも上下方向に周期的に変動させつつ移動させるので、例えば、ステップ（足運び）に応じた頭部の上下動、視点の変動を表現することができる。
これにより、シミュレーションのリアリティが飛躍的に向上し、眼鏡レンズを装用して移動する際の、視覚ないし感覚を正確に表現することができる。例えば、眼鏡レンズの光学的な歪み、プリズム作用によって浮き上がり現象が発生した際の感覚を、表示手段を見る者に与えることができる。
このため、本発明のシミュレーション装置によれば、眼鏡レンズ装用時の視覚ないし感覚を確認することができ、実際に製造された眼鏡レンズがレンズ装用者である顧客等に合わないといった不具合を防止することができる。

なお、移動態様設定手段が設定する移動態様としては、例えば、歩行、走行等の徒歩による移動、階段やエスカレータ、梯子等による昇降、自転車やバイク、自動車等の乗り物による移動等、およそ人間の移動手段として考えられる全ての移動態様が想定できる。

本発明のシミュレーション装置において、前記移動態様設定手段は、前記移動態様として徒歩による移動を設定することができることが好ましい。
この発明によれば、通常の生活で最も利用頻度の高い移動態様であり、浮き上がり現象が発生しやすい移動態様でもある、徒歩による移動時の視覚ないし感覚を、シミュレーションによって確認することができる。 よって、実際に製造された眼鏡レンズがレンズ装用者である顧客等に合わないといった不具合をより確実に防止することができる。
なお、本発明でいう徒歩には、移動速度の限定はなく、低速から中速の移動である歩行のみならず高速の移動である走行もまた徒歩に含まれる。

本発明のシミュレーション装置において、前記移動態様設定手段は、前記移動態様として階段の昇降による移動を設定することができることが好ましい。
この発明によれば、通常の生活での利用頻度が比較的高い移動態様であり、浮き上がり現象が最も発生しやすい移動態様でもある、階段の昇降による移動時の視覚ないし感覚を、シミュレーションによって確認することができる。
よって、実際に製造された眼鏡レンズがレンズ装用者である顧客等に合わないといった不具合をより確実に防止することができる。

本発明のシミュレーション装置において、前記移動態様設定手段は、前記レンズ装用者の歩幅を設定する歩幅設定手段と、前記視点の移動速度を設定する速度設定手段と、を有し、前記視点移動手段は、前記歩幅と前記移動速度に応じて、前記視点の前記仮想空間における床面からの高さを周期的に変動させることが好ましい。
人間が移動する際の頭部の上下動は、歩幅および移動速度に大きく影響される。例えば、歩幅が大きいとき、移動速度が早いときには、頭部の上下動が大きくなると考えられる。
本発明によれば、視点移動手段が、視点変動に与える影響が大きい歩幅と移動速度とに応じて、視点の高さを周期的に変動させるので、移動時の視覚ないし感覚を正確に表現することができる。

本発明のシミュレーション装置において、前記移動態様設定手段は、前記レンズ装用者の眼の床面からの高さを基準高さＨとして設定する基準高さ設定手段と、前記歩幅および前記移動速度に基づいて前記レンズ装用者の足運びの周期ωおよび前記視点の上下方向における変動の振幅αを算出するパラメータ算出手段と、を有し、前記視点移動手段は、前記視点の移動開始から時間ｔが経過した時の前記視点の前記仮想空間における床面からの高さｈが、ｈ＝Ｈ＋α・ｓｉｎ（２πｔ／ω）となるように前記視点を上下方向に変動させることが好ましい。

人間が移動する際の頭部の上下動は、その人間の足運びの周期ωと連動した周期的なものとなると考えられる。そして、頭部の上下動は、直立時の眼の高さである基準高さＨを中心として、一定の振幅αで繰り返されると考えられる。
ここで、周期ωは、例えば、ω＝移動速度÷歩幅として単純に算出することができる。また、上述のように、振幅αと歩幅および移動速度とには相関関係があると考えられ、歩幅および移動速度から振幅αを算出することができる。

本発明では、基準高さ設定手段が設定した基準高さＨと、パラメータ算出手段が算出した周期ωおよび振幅αと、に基づいて、視点移動手段が、視点の移動開始から時間ｔが経過した時の視点の高さｈが、ｈ＝Ｈ＋α・ｓｉｎ（２πｔ／ω）となるように視点を上下方向に変動させる。
これにより、単純化された条件式に基づいて、演算量を最小限に抑えつつ、視点の上下方向への変動をシミュレーションすることができる。

本発明のシミュレーション装置において、前記移動態様設定手段が前記階段の昇降による移動を設定する場合、前記歩幅設定手段は、前記階段の段板の奥行きを前記歩幅として設定することが好ましい。
階段の昇降時においては、通常、人間の歩幅は段板の奥行きと等しくなる。 このことに鑑み、本発明では、歩幅設定手段が、階段の段板の奥行きを歩幅として設定する。これにより、眼鏡装用者の歩幅を実際に測定したり、シミュレーション装置に歩幅を入力したりする必要がなくなり、シミュレーション装置の操作を簡便にすることができる。

本発明のシミュレーション装置において、前記視点移動手段は、前記移動態様に応じ前記視点を左右方向に周期的に変動させつつ移動させることが好ましい。
この発明によれば、視点を上下方向のみならず左右方向にも周期的に変動させるので、より現実に近い視覚ないし感覚を表現することができる。
なお、左右方向への周期的な変動としては、例えば、右足を踏み出した場合に視点を右に、左足を踏み出した場合に視点を左に変動させる等の変動が挙げられる。

本発明のシミュレーション装置において、前記眼鏡レンズは、累進面を有する累進屈折力レンズであることが好ましい。
この発明によれば、レンズの下方に度数加入による光学的な歪みがあり、浮き上がり現象が特に問題となりやすい累進屈折力レンズについて、移動時の視覚ないし感覚を、シミュレーションによって確認することができる。
よって、実際に製造された眼鏡レンズがレンズ装用者である顧客等に合わないといった不具合をより確実に防止することができる。

本発明のシミュレーションプログラムは、演算手段を上述のシミュレーション装置として機能させることを特徴とする。
この発明によれば、シミュレーションプログラムにより、演算手段を上記のようなシミュレーション装置として機能させている。これにより、上記したように、眼鏡レンズ装用時の視覚ないし感覚を確認することができ、実際に製造された眼鏡レンズがレンズ装用者である顧客等に合わないといった不具合を防止することができる。

本発明のシミュレーションプログラムを記録した記録媒体は、上述のシミュレーションプログラムが演算手段にて読取可能に記録されたことを特徴とする。
この発明によれば、記録媒体には、上記したようなシミュレーションプログラムが演算手段に読取可能に記録されている。これにより、この記録媒体を演算手段に読み取らせることで、上記のようなシミュレーションプログラムを演算手段に実施させることができる。

以下、本発明に係る第１実施形態のシミュレーション装置を図面に基づいて説明する。

〔シミュレーション装置の構成〕
図１に、本実施形態に係るシミュレーション装置１の概略構成を示す。
シミュレーション装置１は、例えばメガネレンズの販売店などに設置される。
なお、本実施形態において、このシミュレーション装置１としては、パーソナルコンピュータを例示するが、これに限定されず、例えば携帯用電話機器などの他の演算手段を用いてもよい。
シミュレーション装置１は、図１に示すように、入力部１２と、表示手段としての表示部１３と、画像記録手段としての記録部１４と、メモリ１５と、処理部１６と、などを備えている。

入力部１２は、例えばキーボードやマウスなどで、入力操作される図示しない各種操作ボタンや操作つまみなどを有している。
これらの操作ボタンや操作つまみなどの入力操作は、シミュレーション装置１の動作内容の設定や、シミュレーション装置１に記憶する情報の設定などの設定事項の設定入力である。
そして、入力部１２は、設定事項の入力操作により、設定事項に対応する信号を処理部１６へ適宜出力して設定入力させる。
なお、入力操作としては、操作ボタンや操作つまみなどの操作に限らず、例えば表示部１３に設けられたタッチパネルによる入力操作や、音声による入力操作などにより、各種設定事項を設定入力する構成としてもよい。

表示部１３は、処理部１６にて制御され、処理部１６から入力される画像情報の信号を図示しない表示領域に画面表示させる。
この表示部１３としては、例えば液晶パネルや有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）、ＦＥＤ（Field Emission Display）、電気泳動ディスプレイパネルなどが例示できる。

記録部１４は、例えば顧客データなどの各種データを格納、すなわち読み出し可能に記憶する。
記録部１４としては、ＨＤ（Hard Disk）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、光デ
ィスク、メモリカードなどの記録媒体に読み出し可能に記憶するドライブやドライバなどを備えた構成としてもよい。

ここで、顧客データは、レンズ装用者である顧客から注文されたレンズの処方などに関するデータである。この顧客データは、顧客ＩＤデータと、処方データと、レンズ形状設計データと、などを関連付けて１つのデータとして構成される。
なお、処方データおよびレンズ形状設計データにより、本発明のレンズ設計データが構築されている。

顧客ＩＤデータは、顧客データを特定するための固有情報であり、顧客データ毎に設定される情報である。この顧客データとしては、例えば顧客ごとに設定される顧客番号、顧客の氏名などに関する顧客個人情報などを例示できる。

処方データは、顧客ＩＤデータにより特定される顧客データのうち、顧客の視覚やレンズの処方に関するデータである。この処方データには、顧客の視覚に関する視覚データ、設計するレンズの処方に関するレンズ処方データなどが記録されている。
視覚データには、例えば顧客の視力や乱視の有無などの顧客の裸眼における視覚に関する情報が記録されている。また、レンズ処方データには、レンズの度数、加入度数、球面度数、乱視度数、乱視軸、プリズム度数、近用内寄せ量などに関するデータが記録されている。

レンズ形状設計データは、レンズの形状に関するデータである。例えばレンズ素材の屈折率やアッベ数、レンズ屈折面（前面、後面）の座標値データ、レンズ中心厚などの厚みデータ、累進帯長などの設計パラメータ、レンズの玉型形状、玉型サイズ、およびメガネレンズのフレームの形状に関するデータなどが記録されている。また、レンズ上の各点における屈折作用（屈折力、プリズム作用など）のデータを含めることもできる。

メモリ１５は、入力部１２で入力操作される設定事項、音声情報や画像情報などを適宜読み出し可能に記憶する。また、メモリ１５には、シミュレーション装置１全体を動作制御するＯＳ（Operating System）上に展開される各種プログラムなどを記憶している。なお、メモリ１５としては、ＨＤ、ＤＶＤ、光ディスクなどの記録媒体に読み出し可能に記憶するドライブやドライバなどを備えた構成としてもよい。

処理部１６は、図示しない各種入出力ポート、例えば入力部１２が接続されるキー入力ポート、表示部１３が接続される表示ポート、記録部１４が接続される記憶ポート、メモリ１５が接続されるメモリポートなどを有する。
そして、処理部１６は、各種プログラムとして、図１に示すように、仮想空間構築手段１６１と、設計手段１６２と、視点調整手段１７と、画像調整手段１８と、などを備えている。

仮想空間構築手段１６１は、利用者が入力部１２への操作により入力した各種データや、記録部１４から取得した各種データに基づいて、住宅等の構造物を含む仮想空間を構築する。
設計手段１６２は、記録部１４から読み込んだ処方データおよびレンズ形状設計データに基づいて、顧客の視覚に応じた眼鏡レンズを設計する。

視点調整手段１７は、仮想空間内に視点を設定する視点設定手段１７１と、移動態様に応じ視点を上下方向、さらに必要に応じて左右方向に周期的に変動させつつ移動させる視点移動手段１７２と、視点の移動態様を設定する移動態様設定手段１７３と、を有する。
移動態様設定手段１７３は、顧客の歩幅を設定する歩幅設定手段１７４と、視点の移動速度を設定する速度設定手段１７５と、を有する。
また、移動態様設定手段１７３は、顧客の眼の床面からの高さを基準高さＨとして設定する基準高さ設定手段１７６と、歩幅および移動速度に基づいて後述する周期ωおよび上下方向の振幅αを算出するパラメータ算出手段１７７と、を有する。このパラメータ算出手段１７７は、さらに、歩幅および移動速度に基づいて周期２ωおよび水平方向の振幅βを算出できるように構成されている。

画像調整手段１８は、仮想空間内の視点における視界を表現する基礎画像を作成する画像作成手段１８１と、基礎画像を処理し中間画像を作成する中間処理手段１８２と、中間画像を処理し装用画像を作成する装用処理手段１８３と、を有する。
画像調整手段１８によって作成された装用画像は、表示部１３に表示される。

〔シミュレーション装置の動作〕
以下、図２を参照してシミュレーション装置１の動作について説明する。
なお、本実施形態において、眼鏡レンズは累進面を有する累進屈折力レンズである。

まず、設計工程Ｓ１１０において、設計手段１６２が、記録部１４から読み込んだ処方データおよびレンズ形状設計データに基づいて、顧客の視覚に応じた眼鏡レンズを設計する。
次に、仮想空間構築工程Ｓ１２０において、利用者が入力部１２への操作により入力した各種データや、記録部１４から取得した各種データに基づいて、住宅等の構造物を含む仮想空間を構築する。
例えば、あらかじめ記録部１４に記録された標準的な構造物のデータのうち、任意のものを選択し、これを含む仮想空間を構築する。そして、構造物の細部等について、入力部１２を操作して変更を施してもよい。
また、標準的な仮想空間を記録部１４に記録しておき、単純にこれを読み込むこととしてもよい。
本実施形態では、一例として、図３に示すような階段２１を有する建物２を含んだ仮想空間を構築する。

続いて、視点設定工程Ｓ１３０において、視点設定手段１７１が、仮想空間内に視点を設定する。視点設定手段１７１は、入力部１２の操作に基づいて視点を設定することができ、また、記録部１４に記録された標準的な位置を視点として選択することもできる。
例えば、図３にＡで示す位置を視点として設定する。
視点が設定されると、画像表示工程Ｓ１４０が実施される。図２において、画像表示工程Ｓ１４０は、一度しか表示されていないが、実際には、図２に示した最初の実施以降、所定時間おきに繰返し実施される。

（画像表示工程Ｓ１４０）
図４に、画像表示工程Ｓ１４０の概略を示す。
まず、基礎画像作成工程Ｓ１４１において、画像作成手段１８１が、仮想空間内の視点における視界を表現する基礎画像２０１を作成する。
例えば、視点が図３の位置Ａにある場合、図５（Ａ）のような基礎画像２０１が作成される。
次に、中間処理工程Ｓ１４２において、中間処理手段１８２が、顧客の視覚データ、すなわち、顧客の裸眼の視力や乱視度数、斜位、輻輳力などに応じて基礎画像２０１を処理し、視点の位置Ａにおける顧客の裸眼での視界を表現する中間画像２０２を作成する。
例えば、基礎画像２０１の輪郭をぼやけさせたり、輪郭を多重にしたり、色を滲ませたり、歪ませたりすることで、図５（Ｂ）のような中間画像２０２が作成される。

続いて、装用処理工程Ｓ１４３において、装用処理手段１８３が、中間画像２０２を処理し、視点の位置Ａにおける顧客の眼鏡レンズ装用時の視界を表現する装用画像２０３を作成する。
例えば、図５（Ｃ）に示すように、設計工程Ｓ１１０で設計された眼鏡レンズ３を介した視界が表現された装用画像２０３が作成される。
なお、眼鏡レンズ３は、累進面を有する累進屈折力レンズである。図５（Ｃ）における破線３１は、累進屈折力レンズである眼鏡レンズ３の遠用部、中間部および近用部と、光学的歪みにより利用できない部分（レンズ下部の左右）と、の境界を示す。眼鏡レンズ３の遠用部（上部）、中間部および近用部（下部）は、それぞれ見え方が異なるように処理が施され、破線３１で囲まれた部分は見えにくいように処理がされている。（本図においてはそれらの処理についての図示は省略されている。）
最後に表示工程Ｓ１４４において、装用画像２０３が表示部１３に表示される。

最初の画像表示工程Ｓ１４０が実施された後、移動態様設定工程Ｓ１５０において、移動態様設定手段１７３が、視点の移動態様を設定する。

（移動態様設定工程Ｓ１５０）
図６に、移動態様設定工程Ｓ１５０の概略を示す。
まず、速度設定工程Ｓ１５１において、速度設定手段１７５が、視点の移動速度を設定する。速度設定手段１７５は、入力部１２の操作に基づいて移動速度を設定することができ、また、記録部１４に記録された標準的な移動速度を選択することもできる。
次に、基準高さ設定工程Ｓ１５２において、基準高さ設定手段１７６が、顧客の眼の床面からの高さを基準高さＨとして設定する。基準高さ設定手段１７６は、入力部１２の操作に基づいて実際の顧客の目の高さを基準高さＨとして設定することができ、また、記録部１４に記録された標準的な高さを基準高さＨとして選択することもできる。

続いて、移動モード設定工程Ｓ１５３において、移動態様設定手段１７３が、視点の移動方向と、移動モードと、を設定する。
移動方向は、入力部１２の操作に基づいて設定することができ、また、記録部１４に記録された標準的な方向を選択することもできる。
本実施形態において、移動モードは、入力部１２の操作により「徒歩による移動」および「階段の昇降による移動」のいずれかが選択できる。
「徒歩による移動」を選択した場合、歩幅設定工程Ｓ１５４と徒歩パラメータ算出工程Ｓ１５５とが実施される。一方、「階段の昇降による移動」を選択した場合、自動設定工程Ｓ１５６と階段パラメータ算出工程Ｓ１５７とが実施される。

歩幅設定工程Ｓ１５４では、入力部１２の操作または記録部１４に記録された標準的な歩幅の選択により、歩幅設定手段１７４が顧客の歩幅を設定する。標準的な歩幅としては、例えば、走る場合の歩幅、歩く場合の歩幅など、シーンに対応した歩幅があらかじめ記録されていることが好ましい。
徒歩パラメータ算出工程Ｓ１５５では、パラメータ算出手段１７７が、設定された歩幅および移動速度に基づいて、レンズ装用者の足運びの周期ωおよび前記視点の上下方向における変動の振幅αを算出する。
周期ωは、例えば、ω＝移動速度÷歩幅として単純に算出することができる。また、例えば、歩幅が大きいとき、移動速度が早いときには、頭部の上下動が大きくなるので振幅αを大きくする。
また、人が歩くときには、水平方向にも視点が変動する。それ故、好ましい実施態様においては、パラメータ算出手段１７７は、設定された歩幅および移動速度に基づいて、レンズ装用者の視点の左右方向における変動の振幅βを算出する。人の場合、振幅βは、一般に０．５〜２ｃｍ程度である。

自動設定工程Ｓ１５６では、歩幅設定手段１７４が、階段２１の段板２２の奥行きＸ（図３参照）を顧客の歩幅として設定する。
階段パラメータ算出工程Ｓ１５７は、基本的には徒歩パラメータ算出工程Ｓ１５５と同様であるが、階段２１の一段の高さＹが考慮される点が徒歩パラメータ算出工程Ｓ１５５と異なる。具体的には、例えば、高さＹが大きい場合には振幅αを大きくする等の考慮の仕方が挙げられる。
移動態様設定工程Ｓ１５０で設定された数値および算出されたパラメータは、視点移動手段１７２に伝達される。

（視点移動工程Ｓ１６０）
移動態様設定工程Ｓ１５０に続く視点移動工程Ｓ１６０では、視点移動手段１７２が、視点を設定された移動方向に、設定された移動速度で移動させる。
このとき、視点移動手段１７２は、視点の移動開始から時間ｔが経過した時の前記視点の前記仮想空間における床面からの高さｈ（図３参照）が、 ｈ＝Ｈ＋α・ｓｉｎ（２πｔ／ω）となるように前記視点を上下方向に変動させる。

例えば、移動モード設定工程Ｓ１５３において「徒歩による移動」を選択し、速度設定工程Ｓ１５１において歩く程度の移動速度が設定されている場合、高さｈは、時間ｔに対して図７に示すように周期的に変動することとなる。
また、例えば、移動モード設定工程Ｓ１５３において「徒歩による移動」を選択し、速度設定工程Ｓ１５１において走る程度の移動速度が設定されている場合、高さｈは、時間ｔに対して図８に示すように周期的に変動することとなる。
さらに、例えば、移動モード設定工程Ｓ１５３において「階段の昇降による移動」を選択し、移動方向を階段を下りる方向に設定している場合、下の階の床面からの高さｈ’は、時間ｔに対して図９に示すように周期的に変動することとなる。
なお、図９において、階段２１の段板２２を床面とすると、床面からの高さｈは、ｈ＝Ｈ＋α・ｓｉｎ（２πｔ／ω）をほぼ満たす。ただし、階段を下りるための下方向の移動に時間がかかるため、完全にｈ＝Ｈ＋α・ｓｉｎ（２πｔ／ω）とはならない。
ここで、パラメータ算出手段１７７がレンズ装用者の視点の左右方向における変動の振幅βを算出する場合、視点移動手段１７２は、視点を図１０に示すように左右に振幅β、周期２ωで変動させる。なお、上下方向の変動における最下点が水平方向の変動における最振幅点となる。

このような視点移動工程Ｓ１６０中も、所定時間おきに画像表示工程Ｓ１４０が実施されているので、表示部１３には、移動中の各時点における装用画像が連続的に表示される。
視点があらかじめ設定された単位距離だけ移動すると、Ｓ１７０において、移動態様を変更するか否かを選択する。移動態様を変更する場合には（ＹＥＳ）、移動態様設定工程Ｓ１５０と視点移動工程Ｓ１６０が繰り返される。移動態様を変更しない場合には（ＮＯ）、Ｓ１８０において、移動を継続するか否かを選択する。
移動を継続する場合には（ＹＥＳ）、視点移動工程Ｓ１６０が実施され、移動を継続しない場合には（ＮＯ）、シミュレーションを終了する。

〔実施形態の作用効果〕
以上の本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
（１）移動態様設定手段１７３が設定した移動態様に応じて、視点移動手段１７２が視点を少なくとも上下方向に周期的に変動させつつ移動させるので、ステップ（足運び）に応じた頭部の上下動、視点の変動を表現することができる。
これにより、シミュレーションのリアリティが飛躍的に向上し、眼鏡レンズ３を装用して移動する際の、視覚ないし感覚を正確に表現することができる。例えば、眼鏡レンズ３の光学的な歪み、プリズム作用によって浮き上がり現象が発生した際の感覚を、表示部１３を見る者に与えることができる。
このため、本発明のシミュレーション装置によれば、眼鏡レンズ３装用時の視覚ないし感覚を確認することができ、実際に製造された眼鏡レンズ３がレンズ装用者である顧客等に合わないといった不具合を防止することができる。

（２）移動態様設定手段１７３が、移動態様として徒歩による移動を設定することができるので、通常の生活で最も利用頻度の高い移動態様であり、浮き上がり現象が発生しやすい移動態様でもある、徒歩による移動時の視覚ないし感覚を、シミュレーションによって確認することができる。

（３）移動態様設定手段１７３が、移動態様として階段の昇降による移動を設定することができるので、通常の生活での利用頻度が比較的高い移動態様であり、浮き上がり現象が最も発生しやすい移動態様でもある、階段の昇降による移動時の視覚ないし感覚を、シミュレーションによって確認することができる。

（４）視点移動手段１７２が、視点変動に与える影響が大きい歩幅と移動速度とに応じて視点の高さを周期的に変動させるので、移動時の視覚ないし感覚を正確に表現することができる。

（５）視点移動手段１７２が、視点の床面からの高さｈ＝Ｈ＋α・ｓｉｎ（２πｔ／ω）となるように視点を上下方向に変動させるので、単純化された条件式に基づいて、演算量を最小限に抑えつつ、視点の上下方向への変動をシミュレーションすることができる。

（６）視点移動手段１７２が、歩幅と移動速度とに応じて視点を左右方向に周期的に変動させるので、移動時の視覚ないし感覚をより正確に表現することができる。

（７）歩幅設定手段１７４が、階段２１の段板２２の奥行きを歩幅として設定するので、眼鏡装用者の歩幅を実際に測定したり、シミュレーション装置１に歩幅を入力したりする必要がなくなり、シミュレーション装置１の操作を簡便にすることができる。

（８）眼鏡レンズ３を累進屈折力レンズとしたので、レンズの下方に度数加入による光学的な歪みがあり、浮き上がり現象が特に問題となりやすい累進屈折力レンズについて、移動時の視覚ないし感覚を、シミュレーションによって確認することができる。

（９）階段パラメータ算出工程Ｓ１５７において、パラメータ算出手段１７７が、階段２１の一段の高さＹを考慮し、高さＹが大きい場合には振幅αを大きくすることとしたので、階段の昇降時の視覚ないし感覚をより正確に表現することができる。
〔実施形態の変形〕
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲で以下に示される変形をも含むものである。

シミュレーション装置の動作として、仮想空間構築工程Ｓ１２０の前に設計工程Ｓ１１０を実施する構成を例示したが、これに限らない。設計工程Ｓ１１０は、画像表示工程Ｓ１４０の前までに実施されていればよい。
また、移動態様設定工程Ｓ１５０において、基準高さ設定工程Ｓ１５２の前に速度設定工程Ｓ１５１を実施する構成を例示したが、これに限定されない。速度設定工程Ｓ１５１は、移動モード設定工程Ｓ１５３の前までに実施されていればよい。

移動態様設定工程Ｓ１５０において、利用者が移動態様を設定ないし選択する構成としたが、これに限らない。
例えば、移動態様設定手段１７３が、記録部１４から読み込んだ顧客個人情報や、仮想空間における視点の位置に基づいて、自動で移動態様を設定する構成としてもよい。具体的には、例えば、顧客の年齢や性別等の情報に基づいて、標準的な移動速度、歩幅、基準高さＨを自動で設定する。また、例えば、視点が階段２１近傍にあり、視界が階段２１に向いている場合に、自動で移動モードを「階段の昇降による移動」に設定する。
このような構成によれば、面倒な移動態様の設定をすることなく、容易に視点を移動させることができる。

視点があらかじめ設定された単位距離だけ移動すると視点移動工程Ｓ１６０が終了する構成を例示したが、これに限定されない。
例えば、移動態様設定手段１７３や別途の移動目標設定手段を設けることにより、移動目標地点を設定し、視点がその移動目標地点に到達したときに視点移動工程Ｓ１６０が終了することとしてもよい。
また、例えば、入力部１２の特定のボタンが押されている間は視点の移動を継続し、ボタンの押圧が解除されたら視点移動工程Ｓ１６０が終了することとしてもよい。
移動モードとして「徒歩による移動」と「階段の昇降による移動」を例示したが、これに限定されない。例えば、エスカレータ、梯子等による昇降、自転車やバイク、自動車等の乗り物による移動等の各種の移動態様を移動モードとして設定してもよい。

累進屈折力レンズの利用できない部分の境界を破線３１で表示したが、破線３１はなくてもよい。領域ごとに見え方が異なる画像処理がされていれば、顧客は、破線３１がなくても各領域の見え方の違いを確認することができる。
さらに、本発明は、上述の実施形態で示されるような、シミュレーション装置１として構成されるだけでなく、コンピュータなどの演算手段をシミュレーション装置１として機能させるシミュレーションプログラム、およびこのシミュレーションプログラムが演算手段にて読取可能に記録されたＣＤ−ＲＯＭ、メモリカードなどの記録媒体としても構成することができる。

その他、本発明の実施の際の具体的な構造および手順は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などに適宜変更できる。

本発明の実施形態に係るシミュレーション装置の構成を示す概略図。 本発明の実施形態に係るシミュレーション装置の動作の概略を示す図。 本発明の実施形態に係る仮想空間構築工程が構築した仮想空間を示す図。 本発明の実施形態に係る画像表示工程の概略を示す図。 本発明の実施形態に係る画像表示工程で作成される画像を示す図。 本発明の実施形態に係る移動態様設定工程の概略を示す図。 本発明の実施形態に係る視点移動工程における時間ｔと高さｈとの関係を示す図。 本発明の実施形態に係る視点移動工程における時間ｔと高さｈとの関係を示す図。 本発明の実施形態に係る視点移動工程における時間ｔと高さｈ’との関係を示す図。 本発明の実施形態に係る視点移動工程における時間ｔと水平方向の視点の変動との関係を示す図。

符号の説明

１…シミュレーション装置、３…眼鏡レンズ、１３…表示部（表示手段）、２１…階段、２２…段板、１６１…仮想空間構築手段、１６２…設計手段、１７１…視点設定手段、１７２…視点移動手段、１７３…移動態様設定手段、１７４…歩幅設定手段、１７５…速度設定手段、１７６…基準高さ設定手段、１７７…パラメータ算出手段、１８１…画像作成手段、１８２…中間処理手段、１８３…装用処理手段、２０１…基礎画像、２０２…中間画像、２０３…装用画像

Claims (8)

1. レンズ装用者の視覚に応じた眼鏡レンズを設計する設計手段と、
   仮想空間を構築する仮想空間構築手段と、
   前記仮想空間内に視点を設定する視点設定手段と、
   前記視点における視界を表現する基礎画像を作成する画像作成手段と、
   前記視覚に応じて前記基礎画像を処理し前記視点における前記レンズ装用者の裸眼での視界を表現する中間画像を作成する中間処理手段と、
   前記中間画像を処理し前記視点における前記レンズ装用者の前記眼鏡レンズ装用時の視界を表現する装用画像を作成する装用処理手段と、
   前記装用画像を表示する表示手段と、
   前記視点を前記仮想空間内において移動させる視点移動手段と、
   前記視点の移動態様を設定する移動態様設定手段と、
   を備え、
   前記視点移動手段は、前記移動態様に応じ前記視点を少なくとも上下方向に周期的に変動させつつ移動させる
   ことを特徴とするシミュレーション装置。
2. 請求項１に記載のシミュレーション装置において、
   前記移動態様設定手段は、前記移動態様として徒歩による移動を設定することができる
   ことを特徴とするシミュレーション装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のシミュレーション装置において、
   前記移動態様設定手段は、前記移動態様として階段の昇降による移動を設定することができる
   ことを特徴とするシミュレーション装置。
4. 請求項２または請求項３に記載のシミュレーション装置において、
   前記移動態様設定手段は、
   前記レンズ装用者の歩幅を設定する歩幅設定手段と、
   前記視点の移動速度を設定する速度設定手段と、
   を有し、
   前記視点移動手段は、前記歩幅と前記移動速度に応じて、前記視点の前記仮想空間における床面からの高さを周期的に変動させる
   ことを特徴とするシミュレーション装置。
5. 請求項４に記載のシミュレーション装置において、
   前記移動態様設定手段は、
   前記レンズ装用者の眼の床面からの高さを基準高さＨとして設定する基準高さ設定手段と、
   前記歩幅および前記移動速度に基づいて前記レンズ装用者の足運びの周期ωおよび前記視点の上下方向における変動の振幅αを算出するパラメータ算出手段と、
   を有し、
   前記視点移動手段は、
   前記視点の移動開始から時間ｔが経過した時の前記視点の前記仮想空間における床面からの高さｈが、
   ｈ＝Ｈ＋α・ｓｉｎ（２πｔ／ω）
   となるように前記視点を上下方向に変動させる
   ことを特徴とするシミュレーション装置。
6. 請求項４または請求項５に記載のシミュレーション装置において、
   前記移動態様設定手段が前記階段の昇降による移動を設定する場合、
   前記歩幅設定手段は、前記階段の段板の奥行きを前記歩幅として設定する
   ことを特徴とするシミュレーション装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のシミュレーション装置において、
   前記視点移動手段は、前記移動態様に応じ前記視点を左右方向に周期的に変動させつつ移動させる
   ことを特徴とするシミュレーション装置。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のシミュレーション装置において、
   前記眼鏡レンズは、累進面を有する累進屈折力レンズである
   ことを特徴とするシミュレーション装置。

Images