评价和表示眼镜片双目性能的方法技术

公开了一种用于评价和表示眼镜片双目性能的方法和装置。定义一双目性能指数，其表示通过两个镜片上的特定位置进行观察时，该眼镜片对于视场中的物点的双目性能。对于视场中的所有物点，得到双目性能指数。产生并显示该视场的图像，其中根据观看相应物点时双目性能指数的数值，将单色亮度或ＲＧＢ原色彩色亮度的集合赋予各个象素。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种方法和装置，用于以直观的方法表示眼镜片的双目性能。
技术介绍
作为显示眼镜片性能的方法，已知有用于获得镜片表面的平均屈光能力和散光，并且通过镜片表面上的等值线表示分布的方法。不过，通常镜片表面的平均屈光能力和散光仅表示镜片表面的弯曲的特性，不可能直接表示出通过镜片观察外部世界时镜片的性能。本专利技术人提出一种视觉光学系统模拟方法，用于模拟通过眼镜片观察外部的三维世界时如何看到物体，作为一种方法，其中通过镜片观察外部世界时镜片的性能，通过戴眼镜者的视觉敏锐度加以考虑。该方法并非产生和使用投影到眼镜视网膜上的光学图像的方法，而是产生并使用基于旋转的视网膜图像，此基于旋转的视网膜图像被定义为在视场内相对所有物点转动眼球，并结合在视网膜凹处所捕获的图像，而得到的图像。基于旋转的视网膜图像近似为眼睛通过眼镜片所看到的图像。基于旋转的视网膜图像和其运动的视频图像，能够表示通过眼镜片观看外部世界时所能看出的起伏、畸变和模糊。例如，在美国专利申请No.09/415,498(申请日为1999年10月12日)中描述了这种方法。不过，基于旋转的视网膜图像是这样一种效果，其中在观看图像内每个物理点时，在图像上反映出镜片成像特性，并不直接表示镜片自身的成像特性。例如，即使在图像亮度改变很小的部分，点扩展函数(“PSF”)不同，基于旋转的视网膜图像也表示出相同的结果。在初始图像具有很少象素的情况下，基于旋转的视网膜图像不能很好地反映出其范围很小的PSF。为了解决上述问题，本专利技术人提出一种方法，用于以直观的方法表示通过镜片观察外部世界时眼镜片的性能，并显示性能指数。该性能指数不但包括清晰度指数，而且还包括平均放大率误差，剩余散光，畸变指数等。不过，基于旋转的视网膜图像(RRI)和性能指数图像均以单眼视觉为基础。仅使用单眼特性不足以评价视觉性能，因为通常人们使用双眼进行观看。本专利技术人提出了一种方法，用来模仿观察者通过分别设置在右眼和左眼前面的两个眼镜片用双眼观看到的图像。该图像被称为双目联带运动的基于旋转的视网膜图像。与单目的基于旋转的视网膜图像相同，双目联带运动的基于旋转的视网膜图像也具有难于表示其自身视觉特性的问题。本专利技术的目的在于提供一种用于评价眼镜片双目性能的方法。本专利技术不仅仅是从单目视觉到双目视觉的简单的类推。在观察者用其双眼进行观看时，许多因素对视觉特性产生影响。本专利技术提供一种方法，用于表示观察者通过右和左眼镜片观看视场时，眼镜片的双目性能，该方法包括步骤定义一双目性能指数，其表示观看视场中的物点时该眼镜片的双目性能，和对于分布在所述视场上的多个物点，得出双目性能指数，以及以一种视觉上可领会的方式显示所得到的双目性能指数的大小(scale)。本专利技术还涉及一种用于实现本专利技术方法的设备。最佳实施例的详细说明附图说明图1为一表示本专利技术实施例1产生眼镜片的双目性能指数图像的流程图2为一表示肉眼视场坐标的示意图；图3为描述对双目联带运动旋转方向定义的示意图；图4为表示通过眼镜片观察的视场的坐标的示意图；图5为描述对双目会聚角度和垂直倾斜角度(右和左视线的垂直偏移)定义的示意图；图6为描述对双目畸变指数(点畸变指数)定义的示意图；图7为表示Navarro眼睛模型的(未调节)的光学参数的图表；图8表示出描述Navarro眼睛模型的光学参数对调节能力的依赖性的公式；图9为描述PSF的示意图；图10为表示观察者观看物体时眼镜片的视觉光学系统的示意图；图11为表示入瞳分布的示意图；图12为表示双目PSF联合的示意图；图13为第一实施例的初始图像；图14为第一实施例中视线从中通过的镜片凸面上的位置图；图15表示第一实施例中右剩余波前和左剩余波前平均的剩余度的图像；图16表示第一实施例中会聚调节差的图像；图17表示第一实施例中双目垂直偏移的图像；图18表示第一实施例中双目点畸变指数的图像；图19表示第一实施例中双目清晰度指数的图像；图20为表示用于产生双目性能指数图像的视频图像的方法的总流程；以及图21为方框图，表示用于获得并显示本专利技术的眼镜片的双目性能的设备的结构。下面将参照上面的附图，描述本专利技术第一实施例的用于表示眼镜片双目性能的方法。本实施例的用于表示眼镜片双目性能的方法，包括产生并显示观察者通过设置于其眼睛前面的眼镜片观察视场内三维CG物体时，眼镜片双目性能指数的静止图像。此处，将该图像称为双目性能指数图像。该双目性能指数图像是视场的这样一种数字图像，对于图像中的每个象素，单色亮度或者RGB彩色亮度不表示物点的实际颜色或亮度，而表示通过右和左眼镜片用双眼观看该物点时，双目性能指数的值。双目性能指数是一个抽象概念。可以具体为多种类型的量或值。某些量由单目视觉类推而来，如右和左眼镜片的双目剩余矫正误差，双目清晰度指数，双目点畸变指数等。其它的量是特有的，如双目垂直偏移角度，会聚与调节之间的偏离，物象不等指数(aniseikonicindex)等。视场的图像也有多种类型。可以是初始图像，一种用肉眼观察的不包括任何畸变的图像。还可以认为是光学系统物空间中的图像。视场的图像也可以是畸变的初始图像，一种包括镜片所产生的畸变的图像。并且，可以认为是光学系统中像空间中的图像。还存在特殊类型的视场图像。例如，其水平和垂直坐标代表观察者通过眼镜片观看视场中相应物点时眼镜片(右或左)表面上的位置的图像等。这种图像可以帮助直接确定性能存在问题的位置。本实施例的方法包括(1)产生一初始图像的步骤，(2)产生一畸变的初始图像的步骤，(3)得出眼镜框位置的步骤，(4)获得双目性能指数的步骤，以及(5)产生一双目性能指数图像的步骤。(1)产生一初始图像该步骤包括利用计算机图形产生虚物，并将该虚物放在虚拟的三维空间中；在该虚拟三维空间中特定位置处设置双目旋转的中点；在被定义为其顶点处于双目旋转的中点且其中心轴沿特定的中心视线方向延伸的特定的棱锥形区域的视场内，产生该虚物的像作为初始图像；对于多个物点中相应于初始图像一个象素的每一个物点，获得物距，该物距被定义为物点与双目旋转的中点之间的距离。下面将详细地描述该步骤。a.产生用于初始图像的虚物根据一种众所周知的计算机图形方法，在一虚拟的三维空间中产生并设置虚物。例如，可以将桌子、椅子和其它家具设置在虚拟房间中；或者，作为另一个例子，可以将花圃、树和交通信号放置在虚拟的室外场中。b.产生一初始图像将被定义为两个单目旋转中心的中点的双目旋转的中点设置在该虚拟三维空间中特定位置处。然后，产生一初始图像作为在视场中所产生的虚物的像。该视场被定义为其顶点处于双目旋转的中点，且其中心轴沿特定中心视线的方向延伸的棱锥形所限定的特定区域。具体来说，如图2所示，将视场定义为其顶点位于O的棱锥A1A2A3A4，O为右单目旋转中心OR与左单目旋转中心OL的中点，且其中心轴沿垂直于线OROL的中央视线OA的方向延伸。在该视场内产生一图像，并定义为初始图像。在该棱锥视场中，用坐标μ＝y/x和ν＝z/x表示初始图像上任意点P(x，y，z)的位置，其中(x，y，z)为其坐标原点位于O的笛卡儿坐标系统中该点的坐标，且其x轴沿线AO延伸。当用这种方法对视场中的每个物点进行投影时，一般将空间中的任何直线投影为图像上的直线。因而，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表示观察者通过右眼镜片和左眼镜片观察视场时，眼镜片的双目性能的方法，该方法包括以下步骤：定义一双目性能指数，其表示观看视场中的物点时该眼镜片的双目性能，和对于分布在所述视场上的多个物点，得到双目性能指数，以及以一种视觉上可领 会的方式显示所获得的双目性能指数的大小。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：祁华，
申请(专利权)人：保谷株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]