JPWO2017051915A1 - 視覚シミュレーション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】視力情報に基づいて視覚シミュレーションをする場合に実際の見え方により近くなるように表示をすることができる視覚シミュレーション装置を提供する。元画像データ（ＧＤ）を視力情報（ＳＩ）に応じて加工し視覚画像データ（ＲＤ）とする視覚画像作成部（１０）と、複数の視覚画像データ（ＲＤ）が視力情報（ＳＩ）に分類されて格納される視覚画像データベース（２０）と、使用者の視力情報（ＳＩ）を入力するための入力部（３０）と、視覚画像データ（ＲＤ）を表示するための表示部（４０）と、入力部（３０）により入力された視力情報（ＳＩ）に対応した視覚画像データ（ＲＤ）を視覚画像データベース（２０）から選択して表示部（４０）に表示する制御部（５０）と、を有することを特徴とする。

Description

本発明は、使用者の視力情報を入力することで使用者の実際の見え方をシミュレーションする視覚シミュレーション装置に関する。

眼科において眼鏡を作成するための視力情報を取得した場合、通常は眼鏡を作成するが、使用者が眼鏡の使用を必要と感じない場合、たとえ客観的に眼鏡の作成が必要な場合であっても、結果的に眼鏡を作成しないこともある。このような場合、保護者や指導者等の第三者が眼鏡の作成及び装用を勧める必要があるが、第三者においては使用者の裸眼での見え方を正確に把握することができないので、眼鏡の必要性について使用者に対して適切なアドバイスが困難であるという問題がある。このため、第三者が使用者の裸眼での見え方を把握するためのシステムが必要である。

従来、眼鏡を必要とする使用者が眼鏡を作成する場合、眼鏡作成前に眼鏡装用時の見え方を擬似体験するための眼鏡レンズ用視覚シミュレーション装置がある（例えば、特許文献１参照）。当該シミュレーション装置は、使用者の目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（視力情報）を取得し、当該レンズ設計データに基づいて、裸眼画像処理手段によってシミュレーション用の画像データを作成している。

特許文献１においては、シミュレーション用の画像データを作成する際、シミュレーションの原画像に対して画像処理を施している。具体的には、画像処理手段が、レンズ設計データに基づいて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など、原画像に対して画像処理を直接施して、裸眼画像と矯正後画像を作成している。

しかしながら、原画像に対して画像処理を直接施す方法では、画像処理手段の性能に左右され、必ずしも実際の見え方と同じにならない場合もあった。特に、レンズ設計データや近視乱視の度数等の視力情報の種類が多くなると、画像処理の種類も多くなる。また、原画像が平面であると、近距離の対象物と遠距離の対象物とは見え方が異なってくるため、画像処理のみで実際の見え方となるようにシミュレーションすることは困難であった。このため、より正確なシミュレーションを行う必要があった。

特開２０１０−１３４４６０号公報

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、視力情報に基づいて視覚シミュレーションをする場合に実際の見え方により近くなるように表示をすることができる視覚シミュレーション装置を提供することにある。

上記課題を解決するため本発明にかかる視覚シミュレーション装置（１）は、元画像データ（ＧＤ）を視力情報（ＳＩ）に応じて加工し視覚画像データ（ＲＤ）とする視覚画像作成部（１０）と、複数の視覚画像データ（ＲＤ）が視力情報（ＳＩ）に分類されて格納される視覚画像データベース（２０）と、使用者の視力情報（ＳＩ）を入力するための入力部（３０）と、視覚画像データ（ＲＤ）を表示するための表示部（４０）と、入力部（３０）により入力された視力情報（ＳＩ）に対応した視覚画像データ（ＲＤ）を視覚画像データベース（２０）から選択して表示部（４０）に表示する制御部（５０）と、を有することを特徴とする。

このように、視覚シミュレーション装置（１）においては、元画像データ（ＧＤ）を様々な視力情報（ＳＩ）に基づいて当該視力情報（ＳＩ）を有する者の実際の見え方になるように予め加工し、得られた視覚画像データ（ＲＤ）を視覚画像データベース（２０）に格納しておき、入力部（３０）から入力された視力情報（ＳＩ）に対応する視覚画像データ（ＲＤ）を制御部（５０）が選択することとする。視覚画像データベース（２０）に格納される視覚画像データ（ＲＤ）は各視力情報（ＳＩ）に基づいて作成されるものであるから、実際の見え方で表示することができる。これにより、第三者が使用者の実際の見え方を正確に把握することができる。第三者が使用者の見え方を把握することができることで、第三者が眼鏡の作成及び装用を使用者に勧める場合に、使用者の裸眼での見え方を正確に把握することができるので、眼鏡の必要性について使用者に対して適切なアドバイスを行うことができる。

また、上記視覚シミュレーション装置（１）において、視力情報（ＳＩ）は、近視又は遠視の強さを表す球面度数（Ｓ）、乱視の強さを表す乱視度数（Ｃ）及び乱視角度（ＡＸ）を有することとしてもよい。視力情報（ＳＩ）として、球面度数（Ｓ）、乱視度数（Ｃ）、乱視角度（ＡＸ）など、一般的なレンズ度数を用いることとすると、汎用性が高くなるので好ましい。さらに、一般に、複数種類の視力情報（ＳＩ）を用いた場合、元画像データ（ＧＤ）に画像処理を施そうとすると、パラメータの増加に伴って画像処理部等の制御部（５０）に大きな負荷がかかる問題が生じるが、上述のように、制御部（５０）が視覚画像データ（ＲＤ）を選択する構成によれば、視力情報（ＳＩ）の種類が多くなっても、単純な制御でいいので制御部（５０）に大きな負荷はかからない。加えて、視力情報（ＳＩ）が複数種類となると、異なる性質の視力情報（ＳＩ）が複合的に関係するため、一般には、元画像データ（ＧＤ）の加工が複合的になり正確な視覚画像データ（ＲＤ）を作成しづらくなるが、上述のように、視覚画像データベース（２０）に予め実際の見え方になるように作成した視覚画像データ（ＲＤ）を格納してあれば、視力情報（ＳＩ）の種類が増えても、表示される画像は正確な視覚画像データ（ＲＤ）であることになる。これにより、第三者が使用者の裸眼の見え方を正確に把握することができる。

また、上記視覚シミュレーション装置（１）において、表示部（４０）には視力情報（ＳＩ）が連続的に配置される目盛（４８ａ）が表示され、制御部（５０）は、目盛（４８ａ）の指示値（Ｐ）を調整することで、指示値（Ｐ）に対応した視覚画像データ（ＲＤ）を視覚画像データベース（２０）から選択することとしてもよい。このように、表示部（４０）の目盛（４８ａ）の指示値（Ｐ）を調整することができれば、使用者の視力情報（ＳＩ）が変化した場合に、使用者の実際の見え方の変化を的確に把握することができる。

また、元画像データ（ＧＤ）には、遠近感を表現するための３次元情報が含まれることとすると好ましい。元画像データ（ＧＤ）に３次元情報を加えることで、視覚画像作成部（１０）による元画像データ（ＧＤ）の加工を視点からの距離ごとに部分的に行いやすくなり、画像全体に歪みが加わることがなくなるので、より正確な視覚画像データ（ＲＤ）を作成しやすくなる。これにより、より簡単に正確な視覚画像データ（ＲＤ）を得ることができることとなる。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態の対応する構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。

本発明にかかる視覚シミュレーション装置によれば、視力情報に基づいて視覚シミュレーションをする場合に実際の見え方により近くなるように表示をすることができる。

視覚シミュレーション装置の全体を示すブロック図である。 視覚画像データベースに格納される視覚画像データを模式的に示す図である。 入力部による入力時に表示される入力画面の一例を示す図である。 表示部における表示の一例を示す図である。 表示部における表示の一例を示す図である。 視覚画像データを表示するためのフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、視覚シミュレーション装置１の全体を示すブロック図である。図１に示す視覚シミュレーション装置１は、視覚画像作成部１０と、記憶媒体２１に記録される視覚画像データベース２０と、入力部３０と、表示部４０と、制御部５０と、を有する。制御部５０は、視覚画像データベース２０や入力部３０から得られた情報を記憶するメモリ５１を具備する。以下、各構成要素について具体的に説明する。

視覚画像作成部１０は、元画像データＧＤを視力情報ＳＩに応じて加工し視覚画像データＲＤとする。視力情報ＳＩとしては、例えば、近視又は遠視の強さを表す球面度数Ｓ、乱視の強さを表す乱視度数Ｃ、及び乱視角度ＡＸ、加入度ＡＤＤなど、一般的なレンズ度数を用いることが好ましい。視力情報ＳＩに処方箋等に記載されている一般的なレンズ度数を用いることとすると、汎用性が高くなるので好ましい。なお、上述の球面度数Ｓ、乱視度数Ｃ、乱視角度ＡＸ、加入度ＡＤＤの全てを用いる必要はなく、例えば、より一般的に用いられる球面度数Ｓ、乱視度数Ｃ、乱視角度ＡＸのみを用いることとしてもよい。

元画像データＧＤは鮮明な画像データを用いる。元画像データＧＤは静止画のみに限るものではなく動画でもよい。元画像データＧＤとしては、平面的な２次元の画像データを用いてもよいが、遠近感を表現するための、例えば３次元ＣＡＤのデータのような３次元情報が含まれるものが好ましい。元画像データＧＤに３次元情報を加えることで、視覚画像作成部１０による元画像データＧＤの加工が正確に行いやすくなる。

また、元画像データＧＤには、例えば、教室のような比較的狭い空間の画像や、運動場のような比較的広い空間の画像など、空間の大きさが異なるシーンの複数種類の画像を用いることが好ましい。これにより、異なる大きさの空間で使用者がいかに見えるかを第三者がより正確に把握することができ、第三者が使用者に対して、より適切なアドバイスを行うことができる。

視覚画像作成部１０による元画像データＧＤに施す加工としては、歪み、ぼかし、滲み、輪郭の多重化等がある。複数種類の視力情報ＳＩを用いる場合、例えば、球面度数Ｓ、乱視度数Ｃ及び乱視角度ＡＸという３種類を用いる場合、元画像データＧＤに対して３種類のパラメータを変更しつつ加工を加え、３種類のパラメータの全ての組み合わせの枚数の視覚画像データＲＤを作成する。

元画像データＧＤに加工を施し視覚画像データＲＤを作成する手順は様々考えられるが、まずは、元画像データＧＤを正視の状態と仮定して、次に視力情報ＳＩに基づいて元画像データＧＤに対して加工を施すとよい。図２は、視覚画像データベース２０に格納される視覚画像データＲＤを模式的に示す図である。図２においては、縦軸に球面度数Ｓ（近視側のみ）を、横軸に乱視度数Ｃを配列した例を示す。本例では、縦軸の球面度数Ｓを０〜−１０．００の間で０．２５おきに配列し、横軸の乱視度数Ｃを−０．２５〜−３．００の間で０．２５おきに配列した例を示す。また、各乱視度数Ｃには、乱視角度ＡＸが０度〜１８０度の間で１５度おきに視覚画像データＲＤが割り当てられる。視覚画像データＲＤは、例えば、視力情報ＳＩが、球面度数Ｓが−３．７５、乱視度数Ｃが−０．２５、乱視角度ＡＸが３０度の場合、使用者の裸眼の視覚画像データはＲＤ１で表すことができる。また、視力情報ＳＩが、球面度数Ｓが−６．００、乱視度数Ｃが−０．５０、乱視角度ＡＸが３０度の場合、使用者の裸眼の視覚画像データはＲＤ２で表すことができる。

視覚画像データベース２０は、大容量の記憶媒体２１に記憶される。また、複数の視覚画像データＲＤは、視力情報ＳＩごとに分類されて視覚画像データベース２０に格納される。また、視覚画像データＲＤは、複数種類の異なる大きさの空間を表した元画像データＧＤを加工した異なるシーンの画像、例えば、前述のように、教室のような比較的狭い空間の画像や、運動場のような比較的広い空間の画像などが、シーンごとに分類されて格納される。このように分類して格納することで、制御部５０が視覚画像データＲＤを検索しやすくなる。

入力部３０は、視力情報ＳＩを入力するためのものである。入力部３０としては、例えばパソコンのキーボードなど、数値データを入力しうるものであれば形態は限定しない。図３は、入力部３０による入力時に表示される、入力画面の一例を示す図である。入力画面は、表示部４０に表示されることとしても、入力部３０のあるパソコンのディスプレイに表示されることとしてもよい。図３の例では、上段に使用者の個人特定情報を記入し、下段に視力情報ＳＩを入力することとしている。上段に「趣味」があるのは、趣味に応じて眼鏡等を用いるシーンを選択する際の参考になるからであり、「主な用途」など、直接に眼鏡等を用いる用途を記入してもかまわない。また、視力情報ＳＩにおいては、右目か左目のいずれかが効き目であるかを選択することができる。

表示部４０は、視覚画像データＲＤを表示するためのものである。表示部４０は、より大画面のものである方が、見え方と共に臨場感のある視覚シミュレーションが可能となるので好ましい。具体的には、大画面で高解像度の液晶やプラズマのディスプレイでもよいが、高解像度であればプロジェクター等を用いてスクリーンに投影するものでもよい。

図４及び図５は、表示部４０における表示の一例を示す図である。図４が矯正した場合の見え方を表す画像であり、図５が矯正をしない場合（裸眼）の見え方を表す画像である。視力の矯正後または正視の場合、図４に示すように、画像表示部４５の画像の各対象物の輪郭は全て正確に見える。これに対して、矯正前の裸眼の状態であると、各対象物の輪郭がにじんだりぼやけたりしていることがわかる。これにより、眼鏡を装着する必要があることを第三者が客観的に把握することができる。

なお、本実施形態では、視点から対象物までの距離が比較的近く且つ各対象物までの距離のばらつきが少ない画像をサンプルとしたが、これに限るものではない。制御部５０は、表示部４０の画像表示部４５に映す画像を、前述の学校の教室や運動場のような各対象物までの距離が近い物と遠いものが混在するシーンに切り替えることができる。各対象物までの距離が多様であると、近視、遠視、乱視の程度によって見え方が異なることを把握することができ、第三者が使用者に対してアドバイスをする場合、より適切な助言が可能となる。

図４及び図５に示すように、表示部４０には、視覚画像データＲＤが表示される画像表示部４５のほか、数値表示部４８が表示される。数値表示部４８は、視力情報ＳＩが連続的に配置される目盛４８ａと、目盛４８ａがどの指標を示しているかを示す指標表示４８ｂとを有する。目盛４８ａの上には、指示値Ｐがスライド可能に表示され、指示値Ｐを目盛４８に沿ってスライドさせることで、他の球面度数Ｓを用いた場合の視覚画像データＲＤが画像表示部４５に表示される。

本実施形態の指標表示４８ｂは、マウス等で画面上で選択することができ、選択した指標表示４８ｂの指標に対応する目盛４８ａが表示される。指標表示４８ｂの具体例として、図中には効き目を示す「Ｖ」、右目を示す「Ｒ」、左目を示す「Ｌ」、球面度数を示す「Ｓ」、乱視度数を示す「Ｃ」が表示されているが、必要に応じて、乱視角度「ＡＸ」や加入度を示す「ＡＤＤ」を表示してもよい。また、図示されている「＋」及び「−」ボタンを使用者が選択することで、目盛４８ａ上の指示値Ｐを＋側もしくは−側に移動することができ、指示値Ｐを段階的に変更することができる。

制御部５０は、入力部３０により入力された視力情報ＳＩに対応した視覚画像データＲＤを、視覚画像データベース２０から選択する。そして、その視覚画像データＲＤを表示部４０に表示する。

図６は、視覚画像データＲＤを表示するためのフローチャートである。図６に示すように、画像選択制御が開始されると、制御部５０は、入力部３０からの入力を待つ（ステップＳ１）。入力部３０により視力情報ＳＩが入力されると、制御部５０は、入力部３０により入力された視力情報ＳＩに対応した視覚画像データＲＤを、視覚画像データベース２０から選択する（ステップＳ２）。そして、選択した視覚画像データＲＤを表示部４０の画像表示部４５に表示する（ステップＳ３）。これを制御終了の指示があるまで繰り返す（ステップＳ４）。なお、入力部３０からの入力は、入力部３０からの入力に限らず、表示部４０に表示された目盛４８の指示値Ｐを動かした場合も該当する。

以上説明したように、本実施形態にかかる視覚シミュレーション装置１は、元画像データＧＤを様々な視力情報ＳＩに基づいて当該視力情報ＳＩを有する者の実際の見え方になるように予め加工し、得られた視覚画像データＲＤを視覚画像データベース２０に格納しておき、入力部３０から入力された視力情報ＳＩに対応する視覚画像データＲＤを制御部５０が選択することとする。視覚画像データベース２０に格納される視覚画像データＲＤは各視力情報ＳＩに基づいて作成されるものであるから、実際の見え方で表示することができる。これにより、第三者が使用者の実際の見え方を正確に把握することができる。そして、第三者が使用者の見え方を把握することができることで、第三者が眼鏡の作成及び装用を使用者に勧める場合に、使用者の裸眼での見え方を正確に把握することができるので、眼鏡の必要性について使用者に対して適切なアドバイスを行うことができる。

また、上記視覚シミュレーション装置１において、視力情報ＳＩは、近視又は遠視の強さを表す球面度数Ｓ、乱視の強さを表す乱視度数Ｃ及び乱視角度ＡＸを有することとしてもよい。視力情報ＳＩとして、球面度数Ｓ、乱視度数Ｃ、乱視角度ＡＸなど、一般的なレンズ度数を用いることとすると、汎用性が高くなるので好ましい。

さらに、一般に、複数種類の視力情報ＳＩを用いた場合、元画像データＧＤに画像処理を施そうとすると、パラメータの増加に伴って画像処理部等の制御部５０に大きな負荷がかかる問題が生じるが、上述のように、制御部５０が視覚画像データＲＤを選択する構成によれば、視力情報ＳＩの種類が多くなっても、単純な制御でいいので制御部５０に大きな負荷はかからない。

加えて、視力情報ＳＩが複数種類となると、異なる性質の視力情報ＳＩが複合的に関係するため、一般には、元画像データＧＤの加工が複合的になり正確な視覚画像データＲＤを作成しづらくなるが、上述のように、視覚画像データベース２０に予め実際の見え方になるように作成した視覚画像データＲＤを格納してあれば、視力情報ＳＩの種類が増えても、表示される画像は正確な視覚画像データＲＤであることになる。これにより、第三者が使用者の裸眼の見え方を正確に把握することができる。

また、視覚シミュレーション装置１において、表示部４０には視力情報ＳＩが連続的に配置される目盛４８ａが表示され、制御部５０は、目盛４８ａの指示値Ｐを調整することで、指示値Ｐに対応した視覚画像データＲＤを視覚画像データベース２０から選択することとしてもよい。このように、表示部４０の目盛４８ａの指示値Ｐを調整することができれば、使用者の視力情報ＳＩが変化した場合に、使用者の実際の見え方の変化を的確に把握することができる。

また、元画像データＧＤには、遠近感を表現するための３次元情報が含まれることとすると好ましい。元画像データＧＤに３次元情報を加えることで、視覚画像作成部１０による元画像データＧＤの加工を視点からの距離ごとに部分的に行いやすくなり、画像全体に歪みが加わることがなくなるので、より正確な視覚画像データＲＤを作成しやすくなる。これにより、より簡単に正確な視覚画像データＲＤを得ることができることとなる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。

Claims (4)

1. 元画像データを視力情報に応じて加工し視覚画像データとする視覚画像作成部と、
   複数の前記視覚画像データが前記視力情報に分類されて格納される視覚画像データベースと、
   使用者の視力情報を入力するための入力部と、
   前記視覚画像データを表示するための表示部と、
   前記入力部により入力された前記視力情報に対応した前記視覚画像データを前記視覚画像データベースから選択して前記表示部に表示する制御部と、
   を有することを特徴とする視覚シミュレーション装置。
2. 前記視力情報は、近視又は遠視の強さを表す球面度数、乱視の強さを表す乱視度数及び乱視角度を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の視覚シミュレーション装置。
3. 前記表示部には前記視力情報が連続的に配置される目盛が表示され、
   前記制御部は、前記目盛の指示値を調整することで、前記指示値に対応した前記視覚画像データを前記視覚画像データベースから選択する
   ことを特徴とする請求項１に記載の視覚シミュレーション装置。
4. 前記元画像データには、遠近感を表現するための３次元情報が含まれる
   ことを特徴とする請求項１に記載の視覚シミュレーション装置。