JP5410241B2 - 眼鏡レンズ用視覚シミュレーション装置、眼鏡レンズ用視覚シミュレーション方法及び眼鏡レンズ用視覚シミュレーションプログラム - Google Patents

Description

本発明は、眼鏡レンズの見え方をシミュレーションするための眼鏡レンズ用視覚シミュレーション装置、その方法及びシミュレーションプログラムに関する。

従来、眼鏡レンズ等のレンズの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。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レンズの見え方を確認できるので、製造された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。
従来では、ＣＲＴの表示画面に、実際に眼鏡レンズを通して見た画像に相当する画像が出力され、その中に眼鏡フレームの玉型形状が表示されるものがある（特許文献１）。
特許文献１では、眼鏡フレームの玉型形状内に出力された画像の任意の領域を選択し、選択された視野画像のみを出力する。

特開平１１−１８３８５６号公報（図４、５）

特許文献１では、眼鏡フレームの玉型形状を表示することによって、実際に使用する眼鏡レンズの光学性能、特に、累進屈折率力レンズの非点収差や歪曲収差が眼鏡レンズを眼鏡フレームに入れた後にどの部分にどのように発生するかが画面から確認できる。
しかし、人の視野に比べると、ＣＲＴの表示画面の大きさは一般的に小さいので、表示画面には眼鏡フレームに嵌め込まれた眼鏡レンズを通して見える画像が縮小されて表示される。そのため、観察される対象物の画素は粗くなり、解像度が落ちるので、実際よりも、ぼけた状態で表示されることになる。また、像の歪曲についても、全体が縮小されることによって実際の感覚とは異なるものになる。
特許文献１では、眼鏡フレームの玉型形状内に出力された画像を選択し、その選択した画像を拡大して表示することができるが、これは、単純に、部分的に拡大表示することにより、細かく確認することを目的としており、眼鏡装着者がレンズを装着した際の、実際にＣＲＴの画面上での見え方までも考慮されていない。

本発明は、表示部の画面の大きさにかかわらず、眼鏡フレームの玉型に加工された眼鏡レンズの全域を通した見え方と、眼鏡を装着した実際の見え方とを体験できる眼鏡レンズ用視覚シミュレーション装置、眼鏡レンズ用視覚シミュレーション方法及び眼鏡レンズ用視覚シミュレーションプログラムを提供することを目的とする。

本発明の眼鏡レンズ用視覚シミュレーション装置は、眼鏡装用者の眼の処方を含む眼鏡レンズの設計事項に関するレンズ設計データを取得するレンズ設計データ取得手段と、前記レンズ設計データに基づいて眼鏡レンズを設計するレンズ設計手段と、シミュレーションの原画像データを取得する原画像データ取得手段と、前記眼鏡レンズを装着する眼鏡フレームの玉型形状データとレイアウト情報とを含む枠入れデータを取得する枠入れデータ取得手段と、前記原画像データ取得手段で取得された原画像データに対して画像処理を行い、前記枠入れデータにより加工されたレンズを介して見たときの画像を表す画像データを作成する画像処理手段と、前記画像処理手段で作成された画像データに基づき画像を表示する画面を有する表示部と、眼鏡装着者から前記表示部の画面までの距離と前記画面の寸法とを含む視野の部分拡大情報を取得する部分拡大情報取得手段と、を備え、前記画像処理手段は、前記玉型形状データによる視野角の全体を前記表示部の画面に表示する全域表示モードと、前記部分拡大情報取得手段から入手された眼鏡装着者から前記表示部の画面までの距離と前記画面の寸法により決定される視野の部分を表示する部分表示モードと、を有し、前記表示部の画面は平面表示画面であり、その平面表示画面の水平方向の寸法をＤｈとし、鉛直方向の寸法をＤｖとし、眼鏡装着者と前記平面表示画面との間の寸法をＬとし、前記平面表示画面に表示される画像に対応する視野角のうち水平方向をθｈ、鉛直方向をθｖとしたとき、
ｔａｎ（θｖ／２）／ｔａｎ（θｈ／２）＝Ｄｖ／Ｄｈ 式（１）
Ｌ＊ｔａｎ（θｈ／２）＝Ｋ＊Ｄｈ 式（２）
Ｋは定数であり、０．３５≦Ｋ≦０．７５
の関係を満たすことを特徴とする。

この発明によると、レンズ設計データ取得手段で、レンズの設計事項に関するレンズ設計データを取得し、原画像データ取得手段でシミュレーションする原画像データを取得し、枠入れデータ取得手段で眼鏡フレームの玉型形状データとレイアウト情報を取得し、部分拡大情報取得手段で、眼鏡装着者から前記表示部の画面までの距離と前記画面寸法とを含む視野角の部分拡大情報を取得する。そして、レンズ設計データに基づいて、レンズ設計手段でレンズを設計し、画像処理手段で、レンズを介して見た画像を作成し、画面に表示させる。ここで、前記画像処理手段において、全域表示モードを設定することで、実際に使用する眼鏡レンズの全体の光学性能を眼鏡フレーム玉型の全体が表示された画面から確認できる。一方、表示部の画面の大きさにもよるが、全域表示モードでは実際に眼鏡フレームを通して見える画像が縮小されて表示される。そのため、本発明では、部分拡大情報取得手段で取得された部分拡大情報に基づいて部分表示モードを設定する。すると、眼鏡装着者から表示部の画面までの距離と画面寸法とにより決定される視野角の部分が拡大されて表示部の画面に表示されるので、実際に眼鏡レンズを通して見える画像が実寸大でそのまま見えることになり、実際の感覚と同じになる。
従って、本発明では、眼鏡フレーム玉型形状でのレンズ全体を通した見え方と、眼鏡レンズによるボケやユガミといった実際の見え方とを体験できることになる。

本発明では、式（１）により、表示画面の水平方向と鉛直方向との比率が一定である条件が求められ、さらに、式（２）からＬ＊ｔａｎ（θｈ／２）とＤｈとが必ずしも等しいものに限定されるものではなく一定範囲にあるものが許容されることが求められる。この定数KはK=0.5において、表示される画像が視野角に対して１倍、すなわち実寸大であることを意味している。K<0.5は拡大、K>0.5は縮小を意味している。発明者らは、実質的に実際の見え方との差異を感じない許容範囲として上記の条件を見いだした。
この構成の発明では、前述の式に基づいて、眼鏡装着者から表示部の画面までの距離と画面寸法とにより視野角の部分が正確に決定されるので、部分表示モードによる画像表示をより正確にすることができる。

さらに、前記画像処理手段は、前記部分表示モードで表示される画像が前記眼鏡フレーム内に占める位置及び大きさを表す拡大位置画像を作成する拡大位置画像作成手段を備える構成が好ましい。
この構成の発明によれば、拡大位置画像作成手段によって、部分表示モードで表示される部分表示が全体表示のどの部位に該当するかがわかるので、シミュレーション画像とともに拡大位置画像を合わせて表示することで、利便性が向上する。

前記画像処理手段は、前記全域表示モードと前記部分表示モードとの切り替えの信号を受けて前記全域表示モードまたは前記部分表示モードのいずれか一方を前記表示部に表示させる構成が好ましい。
この構成の発明によれば、全域表示モードと部分表示モードとが択一に画面に表示されるので、画面が見やすくなる。

前記レンズは、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。
本発明のシミュレーション装置では、対象物の距離に合わせた遠用部、中間部及び近用部を備え、これらの領域によって見え方が異なる累進屈折力レンズにおいて、リアルタイムによる擬似体験をすることができる。

本発明の眼鏡レンズ用視覚シミュレーション方法は、眼鏡装用者の眼の処方を含む眼鏡レンズの設計事項に関するレンズ設計データを取得する設計データ取得工程と、シミュレーションの原画像データを取得する原画像データ取得工程と、前記レンズ設計データに基づいてレンズを設計するレンズ設計工程と、前記眼鏡レンズを装着する眼鏡フレームの玉型形状データとレイアウト情報を含む枠入れデータを取得する枠入れデータ取得工程と、前記原画像データ取得工程で取得された原画像データに対して画像処理を行い、前記枠入れデータにより加工されたレンズを介して見たときの画像を表す画像データを作成する画像処理工程と、前記画像処理工程で作成された画像データに基づき画像を表示部で表示する表示工程と、を備え、前記画像処理工程は、前記玉型形状データによる視野角の全体を前記表示部の平面表示画面に表示する全域表示モードと、予め取得された眼鏡装着者から前記表示部の平面表示画面までの距離と画面の寸法とにより決定される視野の部分を表示する部分表示モードとを切り替え、前記平面表示画面の水平方向の寸法をＤｈとし、鉛直方向の寸法をＤｖとし、眼鏡装着者と前記平面表示画面との間の寸法をＬとし、前記平面表示画面に表示される画像に対応する視野角のうち水平方向をθｈ、鉛直方向をθｖとしたとき、
ｔａｎ（θｖ／２）／ｔａｎ（θｈ／２）＝Ｄｖ／Ｄｈ 式（１）
Ｌ＊ｔａｎ（θｈ／２）＝Ｋ＊Ｄｈ 式（２）
Ｋは定数であり、０．３５≦Ｋ≦０．７５
の関係を満たすことを特徴とする。
この構成の発明では、前述と同様の効果を奏することができる。

本発明のシミュレーションプログラムは、前述の構成の眼鏡レンズ用視覚シミュレーション方法を実行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、眼鏡使用者は、リアルタイムによる擬似体験を短時間で実行することができる。

本発明の一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。 前記実施形態の全体を通しての動作を示すフローチャート。 眼鏡装着者から表示部の画面までの距離と視野角との関係を示す概略図。 眼鏡装着者から表示部の画面までの距離と視野角との関係を示す概略図。 眼鏡フレームによる視野角に対応する表示対象画面を示す図。 眼鏡フレーム全域でのシミュレーション画像を示す図。 部分拡大されたシミュレーション画像を示す図。

以下、本発明の一実施形態の眼鏡レンズ用視覚シミュレーション装置を図面に基づいて説明する。
〔眼鏡レンズ用視覚シミュレーション装置の構成〕
図１に、本実施形態に係る眼鏡レンズ用視覚シミュレーション装置１の概略構成を示す。
眼鏡レンズ用視覚シミュレーション装置１は、例えば眼鏡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、この眼鏡レンズ用視覚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。
眼鏡レンズ用視覚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。表示部１３は、水平方向の寸法がＤｈと鉛直方向の寸法がＤｖの平面矩形状の表示画面１３Ａを有する。
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、例えば顧客データや、シミュレーションの対象となる原画像、眼鏡フレームの形状などの各種データなどを格納、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などとしてもよい。

ここで、顧客データは、レンズ使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、処方データ及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データに特定される顧客データの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遠視・近視・乱視などの屈折異常の有無、調節力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、データ取得手段１６１と、データ作成手段１６２とを備えている。

データ取得手段１６１は、利用者が入力部１２にした入力操作による入力信号を認識し、入力信号に基づく各種データを取得する。また、データ取得手段１６１は、記録部１４から各種データを取得する。
データ取得手段１６１は、レンズ設計データを取得するレンズ設計データ取得手段１６３と、シミュレーションする原画像データを取得する原画像データ取得手段１６４と、前記眼鏡レンズを装着する眼鏡フレームの玉型形状データとレイアウト情報を含む枠入れデータを取得する枠入れデータ取得手段１６５と、視野角の部分拡大情報を取得する部分拡大情報取得手段１６６と、を有する。

部分拡大情報取得手段１６６は、眼鏡装着者から表示部１３の画面までの距離と画面寸法とを含む視野角の部分拡大情報を取得する。ここで、部分拡大情報として、表示画面１３Ａの水平方向の寸法Ｄｈ、鉛直方向の寸法Ｄｖ、眼鏡装着者の眼球回旋中心Ｏと表示画面１３Ａの中心との間の寸法Ｌ、拡大位置が含まれる。表示画面１３Ａの寸法Ｄｈ，Ｄｖはパソコンの表示画面で決定される数値であり、この数値を予め入力部１２を通して入力する。眼鏡装着者の眼球回旋中心Ｏと表示画面１３Ａの中心との間の寸法Ｌはパソコンと眼鏡装着者との間の距離を任意に定め、この距離を入力部１２を通して入力するものでもよいが、寸法Ｌを既知の値として予め入力しておき、その既知の寸法だけ離れた位置に眼鏡装着者を座らせるものでもよい。例えば、通常、パソコンを操作する際の画面と操作者との距離は一定の寸法、例えば６０ｃｍであるため、その距離だけ離れた位置に眼鏡装着者を座らせるものでもよい。
眼鏡フレームにおける拡大位置は入力部１２の操作、例えば、マウスの操作により任意の複数箇所、例えば、左部、中央部及び右部のいずれかに設定可能としてもよく、あるいは、所定位置、例えば、中央部に予め固定するものでもよい。

データ作成手段１６２は、データ取得手段１６１にて取得した各種データから新たなデータを作成する。
データ作成手段１６２は、レンズ設計データに基づいて玉型加工前のレンズ（設計レンズ）を設計するレンズ設計手段１７０と、原画像データ取得手段１６４で取得されたデータに対して画像処理を行う画像処理手段１６７とを備える。
画像処理手段１６７は、設計レンズに玉型加工を施した加工済みレンズを介して画像データを見た状態を示す画像作成手段１６８と、拡大位置画像作成手段１６９とを有する。
画像作成手段１６８は、所定の眼鏡フレームにより視野角の全体を表示部１３の表示画面１３Ａに表示する全域表示モードと、部分拡大情報取得手段１６６から入手された情報により決定される視野角の部分を拡大して表示する部分表示モードと、を有するものであり、全域表示モードと部分表示モードとの切り替えは入力部１２からの信号を受けていずれか一方を表示部１３に表示させる。
拡大位置画像作成手段１６９は、部分拡大情報取得手段１６６から入手された情報に基づいて、部分表示モードで表示される部分画像がフレーム玉型内で占める位置及び大きさを表す拡大位置画像を作成する。この拡大位置画像Ｓはシミュレーション画像の所定位置、例えば、下部右隅に表示される（図７参照）。

〔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多焦点レンズである。
まず、裸眼画像データ作成工程Ｓ１１０において、データ作成手段１６２が、記録部１４からシミュレーションの原画像及び顧客の視覚データを読み込む。なお、本実施形態の原画像は累進多焦点レンズの見え方をシミュレーションするために窓や手前に新聞が表示された画像である（図５参照）。原画像は一例であってこれに限定されず、他の風景や人、物などの画像を原画像としてもよい。
続いて、データ作成手段１６２は、顧客の視覚データ、つまり、顧客の裸眼の視力や乱視度数、斜位、輻輳力などに対応した状態に原画像を画像処理する。
例えば、画像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、原画像を歪ませたりすることで、顧客の視覚に対応した裸眼での画像データが作成される。作成された裸眼画像データは、記録部１４に記録される。

フレーム選択工程Ｓ１１１において、顧客が入力部１２を操作して眼鏡フレームを選択し、同時にフィッティング条件を入力する。枠入れデータ取得手段１６５は、選択された眼鏡フレームの形状を記録部１４から取得する。
次に、レンズ設計工程Ｓ１１２において、レンズ設計データ取得手段１６３が、記録部１４からレンズ設計データを読み込み、レンズ設計手段１７０が、読み込んだレンズ設計データに基づいて玉型加工前のレンズ（設計レンズ）を設計する。
この際、枠入れデータ取得手段１６５により取得された眼鏡フレームの玉型形状とレイアウト情報を加味して、レンズの厚さや表面形状の調整を行うこともできる。

その後、画像処理工程を経て表示部１３に画像が表示される。画像処理工程の実施にあたり、まず、全域表示モードと、部分表示モードとを入力部１２で選択し、この選択信号を画像作成手段１６８が受ける（Ｓ１１３）。
例えば、「全域表示モード」を選択する場合では、レンズ透過画像データ作成工程Ｓ１１４から表示工程Ｓ１１６に従って処理される。
レンズ透過画像データ作成工程Ｓ１１４では、フレーム選択工程Ｓ１１１で選択されたフレームの玉型形状内において、レンズを透してみた原画像の見え方を光線追跡などの手法によって計算し、レンズ透過画像データを作成する。

次に、合成画像データ作成工程Ｓ１１５を実行する。ここでは裸眼画像データにフレーム玉型の形状を描画し、その内側にレンズ透過画像を埋め込み、フレーム玉型形状の外側は裸眼画像、内側はレンズ透過画像として一つに合成した画像を作成する。そして、表示工程Ｓ１１６において、表示部１３の表示画面１３Ａに表示する（図６参照）。

Ｓ１１３において、「部分表示モード」を選択すると、拡大視野決定工程Ｓ１２１が実行される。この拡大視野決定工程Ｓ１２１では、部分拡大情報取得手段１６６で取得された情報に基づいて視野角が決定される。視野角を決定する手順について図３及び図４に基づいて説明する。
図３及び図４は、それぞれ、眼鏡装着者から表示部１３の画面までの距離と視野角との水平方向の関係を示す。
図３において、眼鏡装着者の眼球回旋中心Ｏと表示画面１３Ａの中心との間の寸法はＬであり、表示画面１３Ａに対応する視野角のうち水平方向はθｈｓであり、鉛直方向はθｖｓである。また、表示画面１３Ａに表示される部分画像に対応する視野角のうち水平方向はθｈであり、鉛直方向はθｖである。観察者の視野の全域をカバーする球状スクリーンのような特殊なものを除き、通常のコンピュータの画像表示装置では、眼鏡フレーム玉型の水平方向における視野角θｆｈは水平方向の表示画面の視野角θｈｓより大きい。同様に、眼鏡フレーム玉型の鉛直方向における視野角θｆｖは水平方向の表示画面の視野角θｖｓより大きい。
フレームに嵌め込まれたレンズの屈折作用により、レンズを通して観察される表示対象範囲角度θｍｈ（θｍｖ）はマイナスレンズでは図３に示すようにフレーム玉型の視野角θｆｈ（θｆｖ）より拡大、プラスレンズでは逆に縮小される。これらのレンズの屈折による多少の拡大縮小はあるものの、眼鏡レンズＸを装着した状態のフレーム玉型全域での画面表示は実際に眼鏡レンズを通して見る画像より縮小されている。

ここで、表示画面１３Ａの縦横の比率と、表示画面１３Ａに表示される部分画像の水平方向視野角θｈ及び鉛直方向視野角θｖの比率とは等しいから、式（１）を導き出すことができる。さらに、部分画像の見え方が実際のものと比べ違和感を生じないようにするため、式（２）（３）が導かれる。
ｔａｎ（θｖ／２）／ｔａｎ（θｈ／２）＝Ｄｖ／Ｄｈ 式（１）
Ｌ＊ｔａｎ（θｈ／２）＝Ｋ＊Ｄｈ 式（２）
Ｌ＊ｔａｎ（θｖ／２）＝Ｋ＊Ｄｖ 式（３）
なお、式（２）（３）において、Ｋは定数である。本実施形態では、眼鏡レンズＸを装着した状態の表示が実際に眼鏡レンズを通して見る表示と実質的に同じであるために、０．３５≦Ｋ≦０．７５であり、特に、眼鏡レンズＸを装着した状態の表示が実際に眼鏡レンズを通して見る表示と物理的に同一とするにはＫ＝０．５が最も好ましい。この定数Ｋは入力部１２を通じて所定値が入力されている。
本実施形態では、式（１）（２）を満たすように、視野角θｈと距離Ｌとを設定し、あるいは、式（１）（３）を満たすように、視野角θｖと距離Ｌとを設定する。距離Ｌが予め設定されているのであれば、必然的に視野角θｈ（θｖ）が決定される。なお、Ｋ＝０．５以外の場合には、部分画像は表示画面１３Ａの寸法に合うように拡大あるいは縮小されて表示される。
そのため、図４に示される通り、表示対象範囲角度θｍｈ（θｍｖ）を表示画面の視野角θｈｓ（θｖｓ）に近づけることで、表示画面の解像度が向上する。

その後、拡大位置決定工程Ｓ１２２を実施する。この拡大位置決定工程Ｓ１２２は、入力部１２からの入力操作により、拡大する眼鏡レンズの部位、例えば、眼鏡レンズの中央部を設定する。
拡大する眼鏡レンズの部位が決定されたら、その部位の拡大した画像をＳ１１４によって作成するとともに、拡大位置画像を作成する拡大位置画像データ作成工程Ｓ１２３を実施する。
この拡大位置画像データ作成工程Ｓ１２３では、眼鏡フレームＦの中に拡大する眼鏡レンズの部位Ｐを四角で表示する画像を作成する（図７参照）。
その後、合成画像データ作成工程Ｓ１１５で、拡大位置画像作成工程Ｓ１２３で作成された画像と、Ｓ１１４で作成した眼鏡レンズの部位を拡大したシミュレーション画像とを合成し、その合成した画像を表示工程Ｓ１１６で表示画面１３Ａに表示する。組み込んだ画像は、シミュレーション画像の下部右隅に拡大位置画像が表示されている（図７参照）。

〔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）原画像データ取得手段１６４で取得されたシミュレーション原画像データに対してシミュレーションを行いレンズを介して見たときの画像データを作成する画像処理手段１６７と、画像処理手段１６７で作成された処理画像データを表示する表示画面１３Ａを有する表示部１３と、眼鏡装着者から前記表示部の表示画面１３Ａまでの距離Ｌと画面寸法Ｄｈ，Ｄｖとを含む視野角の部分拡大情報を取得する部分拡大情報取得手段１６６と、を備えて眼鏡レンズ用視覚シミュレーション装置を構成する。画像処理手段１６７は、眼鏡フレーム玉型による視野角の全体を表示部１３の表示画面１３Ａに表示する全域表示モードと、部分拡大情報取得手段１６６から入手された眼鏡装着者から表示部１３の表示画面１３Ａまでの距離Ｌと画面寸法Ｄｈ，Ｄｖと定数Ｋとにより決定される視野角の部分を表示する部分表示モードとを有する。そのため、全域表示モードを設定することで、実際に使用する眼鏡レンズ全体の光学性能、特に累進屈折力レンズのレンズ全体でのボケ量の分布やユガミを眼鏡フレーム全体が表示された画面から確認できる一方、全域表示モードでは実際に眼鏡フレームを通して見える画像が縮小されて表示されるため、部分表示モードを設定することで、部分拡大表示を表示画面１３Ａにすることで、実際に眼鏡レンズを通して見える各部分での画像がほぼ実寸大で見えることになる。この部分拡大表示では、全域表示での縮小による個々の観察対象物の解像度の低下が十分低く抑えられ、像のユガミの変化もないので、各部分での実際のボケやユガミを体験できる。
従って、眼鏡フレーム玉型のレンズの全体を通した見え方と、眼鏡レンズを装着しての各部分の実際の見え方とを体験できる。

（２）表示部１３の表示画面１３Ａの水平方向の寸法をＤｈとし、鉛直方向の寸法をＤｖとし、表示画面１３Ａに表示される部分画像に対応する視野角のうち水平方向をθｈとし、鉛直方向をθｖとしたとき、
ｔａｎ（θｖ／２）／ｔａｎ（θｈ／２）＝Ｄｖ／Ｄｈ 式（１）
Ｌ＊ｔａｎ（θｈ／２）＝Ｋ＊Ｄｈ 式（２）
Ｋは定数であり、０．３５≦Ｋ≦０．７５の関係を満たす構成としたことから、部分表示モードによる画像表示を実質的に正確に行うことができる。

（３）画像処理手段１６７は、部分表示モードで表示される画像の一部が全域表示モードで表示される画像に該当する部分を表示する拡大位置画像Ｓを拡大位置画像作成手段１６９で作成したので、拡大位置画像作成手段１６９によって、部分表示モードで表示される部分の全体表示での該当箇所がわかることになり、シミュレーション画像と合わせて表示することで、利便性が向上する。

（４）拡大位置画像作成手段１６９で作成される拡大位置画像Ｓは部分表示モードで表示されるシミュレーション画像の隅部に表示されるので、シミュレーション画像を見る際に拡大位置画像Ｓが邪魔することがないから、見やすくなる。
（５）拡大位置画像Ｓは眼鏡フレームＦの中に該当部位Ｐを矩形状として表示するものにしたので、画像自体が簡略化され、見やすくなる。

（６）画像処理手段１６７は全域表示モードと部分表示モードとの切り替えの信号を受けていずれか一方を選択的に表示部１３に表示させるので、全域表示モードと部分表示モードとが混在して表示されることがないので、画面が見やすくなる。

（７）眼鏡レンズを累進屈折力レンズとしたので、対象物の距離に合わせた遠用部、中間部及び近用部の領域によって見え方が異なる累進屈折力レンズにおいて、リアルタイムによる擬似体験をすることができる。

シミュレーション画像の実施例について図５から図７に基づいて説明する。
実施例では、基礎データとして、人の視野が内側で６０°、外側で９５°、上方で６０°、下方で７０°とし、視野角が水平方向で１５５°、鉛直方向で１３０°とした。表示部１３としてパソコンを用い、その表示画面１３Ａが１４インチ（Ｄｈ285ｍｍ、Ｄｖ213ｍｍ）、画面と眼鏡装着者との距離Ｌが４００〜５００ｍｍであり、視野角が水平方向θｈｓで３９°〜３２°、鉛直方向θｖｓで３０°〜２４°である。眼鏡フレームの形状は、横寸法が55ｍｍ、縦寸法が32ｍｍ、眼の回旋中心からの距離が25ｍｍとし、視野角は水平方向θｆｈが９８°であり、鉛直方向θｆｖが６５°である。眼鏡レンズとして、遠用部に近視処方がある累進屈折力レンズ（処方度数Ｓ-2.00(D) Add 2.00(D)）を用いた。

図５は眼鏡フレームによる視野角θｆｈ（θｆｖ）に対応する表示対象画面を示す。図５に示される通り、眼鏡フレームから見た表示は広い範囲である。
最もよい視覚シミュレーションは、一般的に人がもつ視野と同じ条件で表示できる表示装置により表示することがよいが、このような装置は、現状では、開発されているとしても、大きさ、コスト、解像度の関係で広く実用化されていない。そのため、一般的に使用されるパソコンの表示画面で表示されることが望まれる。
パソコンの表示画面１３Ａでは、水平方向の視野角θｈｓが５０°〜３５°であるため、人の水平方向の視野角の１５５°に対して１／３〜１／４となる。

通常、パソコンの１４インチの表示画面１３Ａから約４０ｃｍの距離で観察すると、表示画面１３Ａの水平方向の視野角θｈｓは約４０°である。
図６は、全域表示モードで表示部１３の表示画面１３Ａで表示された眼鏡フレーム全域でのシミュレーション画像である。図６において、眼鏡フレームＦは表示画面１３Ａの枠いっぱいに表示されており、実際に使用する眼鏡レンズ全体の光学性能を眼鏡フレームＦの全体に表示された画面から確認できる。この眼鏡フレームの全域表示モードにおいて、フレーム玉型の縦横比と表示画面１３Ａの縦横比が一致しない場合は、フレームの視野角の縦横比を崩さないようにしながら、フレーム玉型全体が画面内に収まるように表示サイズを調整すると良い。なお、図６では、累進屈折力レンズの特徴である中間領域から近用領域側方でのボケを色あせた状態で表示している。
しかし、眼鏡フレームの水平方向視野角θｆｈが９８°であるのに対して、図６で示される表示画面１３Ａの水平方向の視野角θｈｓが４０°であるため、図６で示される画像は約４０％縮尺されたものとなる。そのため、図６で示される画像では、鮮明度が落ち、シミュレーションの目的である眼鏡レンズを透してのボケ具合が正確に表示されていない。つまり、累進屈折力レンズの遠用部Ｅ１、中間部Ｅ２及び近用部Ｅ３のいずれにおいても文字等の表示が実際の表示より小さく、解像度が悪いものとなる。

図７は、部分表示モードで部分拡大されたシミュレーション画像が表示画面１３Ａに表示されたものが示されており、この表示画面１３Ａの下部右隅には拡大位置画像作成工程Ｓ１２３で作成された拡大位置画像Ｓが合わせて表示されている。この拡大位置画像Ｓは矩形状に形成された枠Ｓ１の内部に眼鏡フレームＦの模式図が表示され、この眼鏡フレームＦの中に拡大する眼鏡レンズの部位Ｐを四角で表示する画像を作成する。
図７では、表示対象範囲角度θｍｈ（θｍｖ）を表示画面１３Ａの視野角θｈｓ（θｖｓ）に近づけた状態が示されており、図６に比べると、文字が大きく表示され、ボケが少なく、画像が鮮明であることがわかる。

実施例では、式（１）（２）を満たすＫは、０．３５≦Ｋ≦０．７５の要件を満たす。
表示対象範囲角度θｍｈが表示画面１３Ａの水平方向の視野角θｈｓ４０°に近い５５°となり、約７３％の縮小となるが、見え方が実際の見え方とほぼ同じであった。
このように、２つの表示モードを併用することにより、通常の大きさの表示画面１３Ａを有する表示部１３を使用した装置において、眼鏡レンズの見え方の正確な理解をすることができる。

〔実施形態の変形〕
なお、本発明は、上述した各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。
例えば、前記実施形態では、累進屈折力レンズの中間領域から近用領域側方でのボケを色あせた状態で表示したが、ボケの表示は必ずしも設けることを要しない。

さらに、本発明では、画像処理手段１６７によって、全域表示モードで作成したシミュレーション画像と部分表示モードで作成したシミュレーション画像とを１つの表示画面１３Ａに隣接表示するものでもよい。そして、表示画面１３Ａは正面矩形状に限定されるものではなく、それ以外の形状、例えば、円形や三角形であってもよい。
また、本発明は、前記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、及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及び手順は、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。

本発明は眼鏡レンズの見え方をシミュレーションするための装置、方法及びシミュレーションプログラムに利用することができる。

１…眼鏡レンズ用視覚シミュレーション装置、１２…入力部、１３…表示部、１３Ａ…表示画面、１４…記録部、１５…メモリ、１６…処理部、１６１…データ取得手段、１６２…データ作成手段、１６３…レンズ設計データ取得手段、１６４…原画像データ取得手段、１６５…枠入れデータ取得手段、１６６…部分拡大情報取得手段、１６７…画像処理手段、１６８…画像作成手段、１６９…拡大位置画像作成手段、１７０…レンズ設計手段

Claims (6)

1. 眼鏡装用者の眼の処方を含む眼鏡レンズの設計事項に関するレンズ設計データを取得するレンズ設計データ取得手段と、
   前記レンズ設計データに基づいて眼鏡レンズを設計するレンズ設計手段と、
   シミュレーションの原画像データを取得する原画像データ取得手段と、前記眼鏡レンズを装着する眼鏡フレームの玉型形状データとレイアウト情報とを含む枠入れデータを取得する枠入れデータ取得手段と、
   前記原画像データ取得手段で取得された原画像データに対して画像処理を行い、前記枠入れデータにより加工されたレンズを介して見たときの画像を表す画像データを作成する画像処理手段と、
   前記画像処理手段で作成された画像データに基づき画像を表示する画面を有する表示部と、
   眼鏡装着者から前記表示部の画面までの距離と前記画面の寸法とを含む視野の部分拡大情報を取得する部分拡大情報取得手段と、を備え、
   前記画像処理手段は、前記玉型形状データによる視野角の全体を前記表示部の画面に表示する全域表示モードと、前記部分拡大情報取得手段から入手された眼鏡装着者から前記表示部の画面までの距離と前記画面の寸法により決定される視野の部分を表示する部分表示モードと、を有し、
   前記表示部の画面は平面表示画面であり、その平面表示画面の水平方向の寸法をＤｈとし、鉛直方向の寸法をＤｖとし、眼鏡装着者と前記平面表示画面との間の寸法をＬとし、前記平面表示画面に表示される画像に対応する視野角のうち水平方向をθｈ、鉛直方向をθｖとしたとき、
   ｔａｎ（θｖ／２）／ｔａｎ（θｈ／２）＝Ｄｖ／Ｄｈ 式（１）
   Ｌ＊ｔａｎ（θｈ／２）＝Ｋ＊Ｄｈ 式（２）
   Ｋは定数であり、０．３５≦Ｋ≦０．７５
   の関係を満たすことを特徴とする眼鏡レンズ用視覚シミュレーション装置。
2. 請求項１に記載された眼鏡レンズ用視覚シミュレーション装置において、
   前記画像処理手段は、前記部分表示モードで表示される画像が前記眼鏡フレーム内に占める位置及び大きさを表す拡大位置画像を作成する拡大位置画像作成手段を備えることを特徴とする眼鏡レンズ用視覚シミュレーション装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の眼鏡レンズ用視覚シミュレーション装置において、
   前記画像処理手段は、前記全域表示モードと前記部分表示モードとの切り替えの信号を受けて前記全域表示モードまたは前記部分表示モードのいずれか一方を前記表示部に表示させることを特徴とする眼鏡レンズ用視覚シミュレーション装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の眼鏡レンズ用視覚シミュレーション装置において、
   前記レンズは、累進面を有する累進屈折力レンズである
   ことを特徴とする眼鏡レンズ用視覚シミュレーション装置。
5. 眼鏡装用者の眼の処方を含む眼鏡レンズの設計事項に関するレンズ設計データを取得する設計データ取得工程と、
   シミュレーションの原画像データを取得する原画像データ取得工程と、
   前記レンズ設計データに基づいてレンズを設計するレンズ設計工程と、
   前記眼鏡レンズを装着する眼鏡フレームの玉型形状データとレイアウト情報を含む枠入れデータを取得する枠入れデータ取得工程と、
   前記原画像データ取得工程で取得された原画像データに対して画像処理を行い、前記枠入れデータにより加工されたレンズを介して見たときの画像を表す画像データを作成する画像処理工程と、
   前記画像処理工程で作成された画像データに基づき画像を表示部で表示する表示工程と、を備え、
   前記画像処理工程は、前記玉型形状データによる視野角の全体を前記表示部の平面表示画面に表示する全域表示モードと、予め取得された眼鏡装着者から前記表示部の平面表示画面までの距離と画面の寸法とにより決定される視野の部分を表示する部分表示モードとを切り替え、前記平面表示画面の水平方向の寸法をＤｈとし、鉛直方向の寸法をＤｖとし、眼鏡装着者と前記平面表示画面との間の寸法をＬとし、前記平面表示画面に表示される画像に対応する視野角のうち水平方向をθｈ、鉛直方向をθｖとしたとき、
   ｔａｎ（θｖ／２）／ｔａｎ（θｈ／２）＝Ｄｖ／Ｄｈ 式（１）
   Ｌ＊ｔａｎ（θｈ／２）＝Ｋ＊Ｄｈ 式（２）
   Ｋは定数であり、０．３５≦Ｋ≦０．７５
   の関係を満たすことを特徴とする眼鏡レンズ用視覚シミュレーション方法。
6. 請求項５に記載の眼鏡レンズ用視覚シミュレーション方法を実行させることを特徴とする眼鏡レンズ用視覚シミュレーションプログラム。