(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームに装着されたキャリアレンズにオクルアーを取り付ける双眼ルーペの製作システムであって、
両端部の先端に被検者の左右のこめかみ領域に当てる一対の接触子を有するカリパーと、
矩形状のマーカーと、
前記マーカーと共に前記カリパーを装着した被験者の正面画像における一対の前記接触子間の画像上の距離を、前記マーカーの同じ前記正面画像上での寸法とその実寸法とから求めたスケールに基づきこめかみ幅実寸法を演算し、前記マーカーと共に前記カリパーを装着した被験者の側面画像から、被験者が掛けた前記フレームの鼻当て部と接する両側の鼻背の中心の点Ｎと前記接触子までの画像上での距離を、前記マーカーの同じ前記側面画像上での寸法とその実寸法とから求めたスケールに基づき鼻−こめかみ間実寸法を演算する中央制御部と、
前記こめかみ幅実寸法と前記鼻−こめかみ間実寸法とから前記フレームの左右のフレーム蔓部の間隔を調整する治具と、
を備え、
前記治具によって調整された前記フレームの前記キャリアレンズ面に前記オクルアーを装着することを特徴とする双眼ルーペの製作システム。
【請求項２】
前記正面画像において、横方向に引いた所定の基準線から左右のこめかみを通る直線に対してそれぞれ下した垂線の距離の平均値を演算して、前記基準線と被験者の顔の中心線とが交わる点から前記平均値分だけ下げた当該中心線上の位置を前記点Ｎと定めることを特徴とする請求項１に記載の双眼ルーペの製作システム。
【請求項３】
前記カリパーは、前記接触子からそれぞれ等しい距離ｄを置いて配置される一対の指標を有し、
前記中央制御部は、前記正面画像から、一対の前記指標間の画像上での距離を前記マーカーの正面画像上での寸法とその実寸法とから求めたスケールに基づき指標間距離実寸法を演算し、該指標間距離実寸法から２倍の前記距離ｄを減算することでも前記こめかみ幅実寸法を演算することを特徴とする請求項１又は２に記載の双眼ルーペの製作システム。
【請求項４】
前記中央制御部は、前記指標がこめかみの面に対して垂直でないときにはその傾斜角に応じて前記距離ｄを補正して前記こめかみ幅実寸法を演算することを特徴とする請求項３に記載の双眼ルーペの製作システム。
【請求項５】
前記治具は、前記フレームを測定した前記こめかみ幅実寸法で調整する第１の基準部材と、前記フレームのブリッジ部から前記フレーム蔓部に平行して前記鼻―こめかみ間実寸法分移動させた位置を前記フレームがこめかみと接する部位と定める第２の基準部材と、を備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の双眼ルーペの製作システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療手術や精密工作作業の際に使用される双眼ルーペの製作システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
双眼ルーペは、着用者が手元の局所的な視覚対象物を拡大して視認する手段として、従来から、医療分野、精密工作、宝石加工等の各分野において広く使用されており、これらの分野では、高い精度で視認できることが要求される。
【０００３】
図１は、レンズ嵌め込み式の双眼ルーペ１０の構成を示しており、着用者の視力を調整する眼鏡と同じ構造のフレーム１と、作業対象の像を拡大するための双眼ルーペ本体であるオクルアー２と、フレーム１に嵌め込まれてオクルアー２を取り付けるためのキャリアレンズ３と、キャリアレンズ３の表面に刳り抜いた開口に挿入されたオクルアー２を固定するための取付部４と、から構成されている。そして、フレーム１は、着用者が耳に掛けて顔に装着するためのフレーム蔓部５と、着用者の鼻背の両側と当たる左右の鼻当て部６と、キャリアレンズ３が嵌め込まれる左右のリムをつなぐブリッジ部７とから成る。
【０００４】
着用者は、図２に示すように前傾姿勢を執って作業するときに、その手元の作業操作箇所Ｗの対象物を拡大して観察するために双眼ルーペ１０を使用する。そのとき、両眼の視線がオクルアー２を通して手先の位置にある作業操作箇所Ｗに集束して高い視認性を確保するために、双眼ルーペ１０の製作時に左右のキャリアレンズ３にオクルアー２を取り付ける際、製作者は、着用者個々に応じて、左右の瞳孔位置やキャリアレンズ３の面に対するオクルアー２の下方装着角度及び内側装着角度を予め測定して、双眼ルーペ１０を製作することが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００５】
ここで、図３を用いてこの場合の下方装着角度について説明すると、下方装着角度ｒは、キャリアレンズ３にオクルアー２を取り付けるときに、キャリアレンズ３面からの垂直線に対する下向きの取り付け角度であり、作業操作箇所Ｗからキャリアレンズ３までの距離Ｍとキャリアレンズ３の中心を通る鉛直線に直交する水平方向距離Ｎとで決まる角度βと、着用者が手術を行うときのキャリアレンズ３の前傾角度αとで求めることができる。また、内側装着角度ｐ、ｑは、図４を用いて説明すると、左右のオクルアー２の先端が作業操作箇所Ｗに集束するように、内側（鼻当て部６側）へのそれぞれの傾斜角度である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５３１１６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
双眼ルーペ１０は、通常の眼鏡とは違ってオクルアー２の重みがあるために、使用中にずれ落ちやすく、その度に元の位置に戻していては作業に集中できない。そのため、双眼ルーペ１０に使用するフレーム１には、ある程度の弾性力を持たせて、着用者の側頭部を両側から締め付けるようにすることで、着用時にフレーム１がずれ落ちることがないようにしている。
【０００８】
しかし、着用者個々に応じた下方装着角度ｒや内側装着角度ｐ、ｑのデータに基づいて双眼ルーペ１０を製作しても実際に着用したとき、フレーム１は着用者の顔幅に押されて、左右のフレーム蔓部５の間隔が拡がるように変形することになる。そして、このような変形により、左右のフレーム蔓部５の間隔が拡がると、それに応じて、フレーム１の左右のキャリアレンズ３を嵌め込んでいる左右のリムの部分も、それぞれが中央のブリッジ部７を支点にして顔の面から離れるに方向に回動することになる。そして、リムの移動でキャリアレンズ３に取り付けられている左右のオクルアー２は、互いに接近する方向に移動することになるため、オクルアー２の集束位置は当該着用者に応じて設定した作業操作箇所Ｗより着用者側に寄ってしまい視線の先と一致しなくなる。
【０００９】
図５を用いて説明すれば、人の顔幅でいちばん寸法の大きい部分は、左右のこめかみ（蟀谷）間であり、フレーム１を着用者１１に装着すると、側頭部の両こめかみの点Ｐ１、Ｐ２間の距離ｔ１（以下、「こめかみ幅」と称す）が大きいほど、フレーム１の蔓部の間隔が拡がって、オクルアーが顔の中心線ＣＬに向けて移動することになる。その結果、内側装着角度ｐ、ｑは小さくなって、左右のオクルアー２の集束位置は当該着用者の作業操作箇所Ｗとは一致しなくなる。
【００１０】
また、図５で、両こめかみの点Ｐ１と点Ｐ２とを含む平面上にあって、顔の中心線ＣＬ上に位置して、点Ｐ１と点Ｐ２とで三角形を形成する点Ｎ（鼻中心点）を設定したとき、この三角形の垂線の距離ｔ２（以下、「鼻―こめかみ間寸法」と称す）にも個人差がある。この場合の点Ｎは、着用者がフレーム１を掛けたとき、鼻当て部６と接する両側の鼻背の中心点でもある。このような鼻−こめかみ間寸法ｔ２は、その寸法が長いほど、オクルアー２は顔の前方に位置することになるために、両オクルアー２が中心線ＣＬ上で交わる集束位置は、作業操作箇所Ｗより前方、すなわち顔面から離れたに場所に位置することになる。
【００１１】
したがって、下方装着角度ｒ１、ｒ２や内側装着角度ｐ、ｑを測定して双眼ルーペを作製しても、実際に着用者に装着したときには、オクルアーの集束位置と作業操作箇所Ｗには誤差が生じて、適切な視界を確保できないことがある。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、双眼ルーペを実際に着用したとき、着用者個々の顔の造作に適合してオクルアーの集束位置と作業操作箇所Ｗとを確実に一致させることができる双眼ルーペの製作システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る双眼ルーペの製作システムは、フレームに装着されたキャリアレンズにオクルアーを取り付ける双眼ルーペの製作システムであって、両端部の先端に被検者の左右のこめかみ領域に当てる一対の接触子を有するカリパーと、矩形状のマーカーと、前記マーカーと共に前記カリパーを装着した被験者の正面画像における一対の前記接触子間の画像上の距離を、前記マーカーの同じ前記正面画像上での寸法とその実寸法とから求めたスケールに基づきこめかみ幅実寸法を演算し、前記マーカーと共に前記カリパーを装着した被験者の側面画像から、被験者が掛けた前記フレームの鼻当て部と接する両側の鼻背の中心の点Ｎと前記接触子までの画像上での距離を、前記マーカーの同じ前記側面画像上での寸法とその実寸法とから求めたスケールに基づき鼻−こめかみ間実寸法を演算する中央制御部と、前記こめかみ幅実寸法と前記鼻−こめかみ間実寸法とから前記フレームの左右のフレーム蔓部の間隔を調整する治具と、を備えて、前記治具によって調整された前記フレームの前記キャリアレンズ面に前記オクルアーを装着する、ことを特徴としている。
【００１４】
この場合、前記正面画像において、横方向に引いた所定の基準線から左右のこめかみを通る直線に対してそれぞれ下した垂線の距離の平均値を演算して、前記基準線と被験者の顔の中心線とが交わる点から前記平均値分だけ下げた当該中心線上の位置を前記点Ｎと定めることができる。
【００１５】
前記カリパーには、前記接触子からそれぞれ等しい距離ｄを置いて配置される一対の指標を設けることで、前記中央制御部は、前記正面画像から、一対の前記指標間の画像上での距離を前記マーカーの正面画像上での寸法とその実寸法とから求めたスケールに基づき指標間距離実寸法を演算し、該指標間距離実寸法から２倍の前記距離ｄを減算することでも前記こめかみ幅実寸法を演算する。これにより、正面画像において、接触子が被験者の髪に隠れる等で特定できないような場合には、指標間の距離からこめかみ幅実寸法を測定することができる。
【００１６】
また、前記中央制御部は、前記指標がこめかみの面に対して垂直でないときには、その傾斜角に応じて前記距離ｄを補正するとよい。
【００１７】
そして、前記治具は、前記フレームを測定した前記こめかみ幅で調整する第１の基準部材と、前記フレームのブリッジ部から前記フレーム蔓部に平行して前記鼻―こめかみ間寸法分移動させた位置を前記フレームがこめかみと接する部位と定める第２の基準部材と、を備えるとよい。これにより、フレームは、着用者の顔の造作に応じて矯正されることになる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る双眼ルーペの製作システムによれば、オクルアーを装着するフレームを着用者のこめかみ幅に調整させた状態でオクルアーを取り付けるために、着用者にとっての最適な視界を提供することができる。そして、撮像した画像において被験者の髪に隠れるなどして接触子がポイントアウトできない場合でも、指標をポイントアウトすることで、こめかみ幅を確実に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】双眼ルーペの全体構成図を示す。
【図２】双眼ルーペを着用して作業をしている状態の説明図を示す。
【図３】キャリアレンズにルーペを取り付ける際の下方装着角度の説明図を示す。
【図４】キャリアレンズにルーペを取り付ける際の内側装着角度の説明図を示す。
【図５】人がフレームを掛けたときの、フレームと人のこめかみ及び鼻との位置関係を説明するために、頭部の上面から見た図を示す。
【図６】カリパーの構成図を示す。
【図７】コンピュータの概略的な構成をブロック図で示す。
【図８】コンピュータによる瞳孔検出処理時に表示されるユーザーインターフェース画面を模式的に示す。
【図９】カスケード型分類プログラムによる処理手順の説明図を示す。
【図１０】コンピュータによるこめかみ幅測定処理時に表示されるユーザーインターフェース画面を模式的に示す。
【図１１】こめかみ幅測定の説明図を示す。
【図１２】コンピュータによる鼻−こめかみ間寸法の測定処理時に表示されるユーザーインターフェース画面を模式的に示す。
【図１３】オクルアーを取り付ける際に用いるフレームの治具の説明図を示す。
【図１４】左右両眼の瞳孔位置から内側装着角度の検出の説明図を示す。
【図１５】図１４の画像の平面からの説明図を示す。
【図１６】図１４の画像の側面からの説明図を示す。
【図１７】左右両眼の瞳孔位置から内側装着角度の検出の説明図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る双眼ルーペの製作システムの実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
本発明に係る双眼ルーペの製作システムは、双眼ルーペ１０の着用者のこめかみ幅ｔ１と鼻−こめかみ間寸法ｔ２とを、カリパー３０を用いて電子的に測定する。
【００２２】
図６は、この測定に用いるカリパー３０の構成を示している。カリパー３０は、一端に測定対象である被験者１１の左右のこめかみ領域に当てる接触子３２を有する一対のアーム３３を備えて、アーム３３どうしはそれぞれの他端を弾性部材３４で接続して構成されている。この弾性部材３４は「Ｕ」字状に湾曲しているために、カリパー３０は被検者の顔の下端部の輪郭に略沿った形状となっている。そして、弾性部材３４は、一対の接触子３２が互いに接近するようアーム３３を付勢しているが、このときの接触子３２間の距離Ｈは、一般的な成人の左右のこめかみ間の寸法より短くなるように設定している。
【００２３】
一対のアーム３３は、それぞれの水平部分３３Ａと垂直部分３３Ｂとが互いに対称となるように配置される。そして、一対のアーム３３の各水平部分３３Ａには、接触子３２の接触面から等しい距離（ｄ）を置いて一対の指標が設けられている。本例では、２通りの指標３５ａ、３５ｂを設けており、接触子３２の接触面からの距離ｄ１、ｄ２がそれぞれ９．０ｍｍと２０．０ｍｍの位置となるように配置されている。そして、各アーム３３の各垂直部分３３Ｂには、互いに高さが等しい位置に指標３６ａ、３６ｂが設けられている。この指標３６ａ、３６ｂの間の距離ｄ３が２０．０ｍｍとなるように設けられている。
【００２４】
このようなカリパー３０を装着した着用者の画像をコンピュータが演算処理を行って、被験者の瞳孔位置を検出すると共に、こめかみ幅ｔ１と鼻―こめかみ間寸法ｔ２とを求める。図７は、このコンピュータの構成を模式的に示している。コンピュータ２０は、モニター２１、入力デバイス２２、プログラムに基づいて所定の演算処理や制御処理を行う中央制御部２３及びカメラ１１とデータ及び信号の授受を行うインターフェース２４を含んで構成される。
【００２５】
そして、中央制御部２３は、メモリ２３ａ、ユーザーインターフェースプログラム２３ｂ、画像処理プログラム２３ｃ、解析プログラム２３ｄ及びこれらプログラムを実行する中央演算処理装置ＣＰＵとを含んでいる。ユーザーインターフェースプログラム２３ｂは、モニター２１にユーザーインターフェース画面を表示し、ユーザーが、マウス等の入力デバイス２２を画面上にて操作することで、コンピュータ２０にコマンドやデータを入力することを可能にするプログラムである。
【００２６】
また、画像処理プログラム２３ｃは、識別対象を上位から順に細分化して分類する処理を行うカスケード分類器であり、本例では、人の画像の中から顔や目を識別する。したがって、画像処理プログラム２３ｃは、予め学習により顔や目の特徴を記憶した顔検出カスケードファイル２３ｅと目検出カスケードファイル２３ｆを備える。
【００２７】
そして、解析プログラム２３ｄは、被験者の画像から瞳孔位置の検出やこめかみ幅ｔ１及び鼻−こめかみ間寸法ｔ２を演算処理によって求めるプログラムである。このとき処理する被験者の画像は、フレーム１を装着した被検者の顔に、カリパー２０の一対の接触子３２を両方のこめかみに当てたときの状態の正面及び側面からの画像をそれぞれカメラ１１によって撮像する。そして、コンピュータ２０は、カメラ１１から被検者の正面及び側面からの画像データが送られてくると、各被検者毎に紐付けしてメモリ２３ａに記憶する。ここでのカメラ１１による撮像の際には、フレーム１のブリッジ部７には、正四角形のマーカー８がクリップで留められている。このマーカー８は、白色アクリル板で構成されて、周縁部及び中央部以外は黒の塗装が施されている。
【００２８】
［瞳孔位置の検出］
コンピュータ２０は画像データの処理が指定されると、中央制御部２３は、ユーザーインターフェースプログラム２３ｂを実行して、モニター２１に図８に示すユーザーインターフェース画面を表示する。
【００２９】
そして、ユーザーは、画面上に表示されている「瞳孔検出」のタグをクリックすると共に、「画像ファイルを開く」ボタンをクリックする。さらに、対象となる被検者の画像データを指定することで、中央制御部２３は、メモリ２３ａから該当の画像データを読み出して、画面の画像表示領域に表示する。
【００３０】
そして、ユーザーがこの画面の入力部に表示されている「瞳孔検出を行う」ボタンや「マーカー検出を行う」ボタンにチェックを入れて「解析開始」ボタンをクリックすると、コンピュータ２０は、画像処理プログラム２３ｃを実行して、瞳孔位置を特定する処理及びマーカー８を検出する処理を行う。
【００３１】
図９（ａ）は、中央制御部２３が画像処理プログラム２３ｃを実行して行う瞳孔位置検出の処理手順を示しており、中央制御部２３は、画像から明るさが鋭敏に、換言すれば不連続に変化している箇所を特定することで瞳孔位置を検出する。この場合に、中央制御部２３は、第１ステージで顔検出カスケードファイル２３ｅを使用して、顔に特有の画像特徴から識別対象が顔に該当するかを判断することで顔検出を行う。次の第２ステージでは、識別対象を細分化して目検出カスケードファイル２３ｆを使用して、目に特有の画像特徴から識別対象が目に該当するかを判断することで目検出を行う。そして、第３ステージでは、目の検出画像を二値化して虹彩の輪郭を検出する。さらに、第４ステージでは、モルフォロジー処理を行って最大輝度の矩形を検出することにより、コンピュータ２０は、着用者の右瞳孔位置ＥＲ及び左瞳孔位置ＥＬを画像表示領域の上辺左隅の点を基準点ＯとするＸ−Ｙ軸での座標（ＸＲ、ＹＲ）及び（ＸＬ、ＹＬ）を画面に表示する。
【００３２】
図９（ｂ）は、画像処理プログラム２３ｂによるマーカー８の検出の処理手順を示しており、中央制御部２３は、第１ステージで顔検出カスケードファイル２３ｅを使用して顔検出を行うことで、マーカー８が存在する領域の絞り込みを行う。次の第２ステージでは、顔の検出画像をポリライン化して角が４個あるものの中から各々の角度が略９０度に近いものを抽出することでマーカー８を認識する。そして、第３ステージで、コンピュータ２０は、マーカー８の中心の座標位置とスケールを画面に表示する。スケールは、１ミリメートルが画像内のいくつのピクセル数に相当しているかを示すもので、図示の例では、中央制御部２３は、予め入力されているマーカー８の実際のサイズに基づいて７．８０（Ｐｉｘ／ｍｍ）算出して表示している。
【００３３】
［こめかみ幅の測定］
こめかみ幅を測定する場合に、ユーザーは、事前にユーザーインターフェース画面の「カリパー寸法」のタブをクリックすることで、中央制御部２３は、カリパー３０のｄ１、ｄ２及びｄ３の各寸法をミリメートル単位で入力する画面（図示せず）を表示し、これによりユーザーは、ｄ１「９ｍｍ」・ｄ２「２０ｍｍ」・ｄ３「２０ｍｍ」を入力する。
【００３４】
こめかみ幅の測定は、ユーザーが図１０に示すユーザーインターフェース画面の「こめかみ幅」のタブをクリックすると共に、「画像ファイルを開く」ボタンをクリックし、測定対象の画像データを指定することで行われる。この場合、中央制御部２３は、指定された画像をメモリ２３ａから読み出して、画面の画像表示領域に表示する。
【００３５】
そして、ユーザーが「解析開始」ボタンをクリックすることで、中央制御部２３は、解析プログラム２３ｄを実行して、こめかみ幅ｔ１を演算する。この場合のユーザーの操作としては、カリパー３０の一対の接触子３２が接触している右こめかみ点Ｐ１及び左こめかみ点Ｐ２をポイントアウトして求める方法１と、対称に配置されている一対の指標３５ａの点Ｐ３及び点Ｐ４をポイントアウトして求める方法２と、同じく指標３５ｂの点Ｐ５及び点Ｐ６をポイントアウトして求める方法３があり、以下にそれぞれ説明する。しかし、何れの方法でも実質的には差がなく、任意の方法を選択可能であるが、ポイントアウトする対象の接触子３２や指標３５ａ、３５ｂが被験者の髪によって隠れていないのが条件である。
【００３６】
方法１では、ユーザーは、被検者の画像において、カリパー３０の一対の接触子３２が接触している右こめかみ点Ｐ１及び左こめかみ点Ｐ２をポイントアウトして、それぞれの「入力開始」ボタンをクリックする。これにより、中央制御部２３は、Ｐ１−Ｐ２間を結ぶ直線Ｋを画像上に表示して、上記の基準点Ｏから点Ｐ１及び点Ｐ２までのそれぞれのＸ座標軸での距離をピクセルの数で求めて表示（“１１０３”、“２５１０”）すると共に、その差をミリメートル単位に換算して、こめかみ幅ｔ１としての“１８０”を表示する。この場合に、ピクセル数をミリメートルに換算するスケール（Ｐｉｘ／ｍｍ）は、マーカー８の検出の際に求めており“７．８”Ｐｉｘ／ｍｍが表示されている。このとき、基準点ＯからＰ１及びＰ２までのそれぞれのＹ座標軸での距離もピクセルの数で求めて表示（“１１９１”、“１１７２”）を表示している。
【００３７】
方法２は、画像において、対称に配置されている一対の指標３５ａの点Ｐ３及び点Ｐ４をポイントアウトして、それぞれの「入力開始」ボタンをクリックする。これにより、中央制御部２３は、基準点Ｏから点Ｐ３及び点Ｐ４までのそれぞれのＸ座標軸での距離をピクセルの数で求めて表示（“１０３７”、“２５８１”）する。そして、このときの差をスケール（Ｐｉｘ／ｍｍ）を用いてミリメートルに換算し、換算した結果から既に入力されている接触子３２の接触面から指標３５ａまでの距離ｄ１（９ｍｍ）の２倍の数値を差し引くことで、方法１と同様にこめかみ幅ｔ１“１８０”が算出される。
【００３８】
ところで、被験者の顔の両側のこめかみをカリパー３０で挟んだとき、両アーム３３は互いに離反する方向に弾性部材３４を支点にして回動するために、その水平部分３３Ａの軸線は傾斜することになる。このため、図１０で示すように、予め入力されている距離ｄ１は、接触子３２が接触している点Ｐ１や点Ｐ２から各指標３５ａまでの実際の距離ｄ１´とは相違してくる。よって、このときの傾斜角度をθとしたとき、距離ｄ１´（＝ｄ１・ｃｏｓθ）を求めて、ｄ１´の２倍の数値を差し引くことで、正確なこめかみ幅ｔ１の数値が得られる。しかし、方法２においては、距離ｄ１は９ｍｍと小さく設定しているために距離ｄ１´との差は無視し得るものとして、上記したように距離ｄ１を用いてこめかみ幅ｔ１を算出している。
【００３９】
方法３は、画像において、対称に配置されている一対の指標３５ｂの点Ｐ５及び点Ｐ６をポイントアウトして、それぞれの「入力開始」ボタンをクリックする。これにより、中央制御部２３は、基準点Ｏから点Ｐ５及び点Ｐ６までのそれぞれのＸ座標軸での距離をピクセルの数で求めて表示（“２５８１”、“２６７２”）する。そして、こめかみ幅ｔ１を演算するが、方法３では、接触子３２の接触面からの距離ｄ２が２０．０ｍｍと大きく離れた位置に設けている指標３５ｂを、ポイントアウトするために、図１１に示す距離ｄ２´（＝ｄ２・ｃｏｓθ）の値は無視できない。よって、中央制御部２３は、こめかみ幅ｔ１を演算する前に、傾斜角度θを求めることになる。
【００４０】
傾斜角度θは、画像において、一対の指標３５ｂのそれぞれの点Ｐ５及び点Ｐ６を通る鉛直線と直線Ｋとが交わる点Ｐ７及び点Ｐ８をポイントアウトすることで、中央制御部２３は左右両方の傾斜角度θ１、θ２を求めて、画面の「角度  右」及び「角度  左」の欄に表示する。尚、図１１では点Ｐ７で説明している。
【００４１】
そして、中央制御部２３は、傾斜角度θ１、θ２を求めると、左の距離ｄ２Ｌ（＝ｄ２・ｃｏｓθ１）及び右の距離ｄ２Ｒ（＝ｄ２・ｃｏｓθ２）を算出する。そして、基準点Ｏから点ｓ５及び点ｓ６までのそれぞれのＸ座標軸での距離（“２５８１”、“２６７２”）の差を求めてミリメートル単位に換算し、換算結果から距離ｄ２Ｌと距離ｄ２Ｒとを差し引くことで、こめかみ幅ｔ１を演算する。
【００４２】
次に、ユーザーは、図１０のインターフェース画面において、左右両目の縁の下位の点Ｐ９と点Ｐ１０とをそれぞれポイントアウトした後に、「入力開始」ボタンをクリックする。これにより、中央制御部２３は、上記の基準点Ｏから点Ｐ９と点Ｐ１０までのそれぞれのＸ座標軸及びＹ座標軸上での距離をピクセルの数で求めて表示する。このとき、画面上には、点Ｐ９と点Ｐ１０とを通る基準線Ｅが表示される。
【００４３】
そして、ユーザーは、点Ｐ９と点Ｐ１０からそれぞれ左右のこめかみを通る直線Ｋへ引いた垂線が交わる点Ｐ１１と点Ｐ１２とをそれぞれポイントアウトした後に、「入力開始」ボタンをクリックする。これにより、中央制御部２３は、上記の基準点Ｏから点Ｐ１１と点Ｐ１２までのそれぞれのＸ座標軸及びＹ座標軸上での距離をピクセルの数で求めて表示する。
【００４４】
そして、中央制御部２３は、点Ｐ９と点Ｐ１１との間のＹ座標軸方向での距離ｙ１と、点Ｐ１０と点Ｐ１２との間のＹ座標軸方向での距離ｙ２との平均値を求めて、その結果をミリメートル単位に換算して、点Ｐ９と点Ｐ１０を通る基準線Ｅと直線Ｋとの間の平均間隔である鼻中心点までの平均距離ｙ“７．２４”を表示する。この場合、マーカー８の中点を通る顔の中心線ＣＬと基準線Ｅとの交点からこの距離ｙだけ下した中心線ＣＬ上の点Ｎを定める。この点Ｎが、図５で説明した、顔の中心線ＣＬ上に位置して、点Ｐ１と点Ｐ２とで三角形を形成すると共に、着用者がフレーム１を掛けたとき、鼻当て部６と接する両側の鼻背の中心となる鼻中心点である。
【００４５】
尚、直線Ｅは、左右両目の下縁を結ぶ横方向の線としたが、両目の上縁であってもよい。また、特に目と限定されるものではなく、フレーム１の上縁の線又は下縁の線であってもよい。要は、直線Ｅを引く際の目印となるものであれば、任意に選択できる。
【００４６】
［鼻−こめかみ間寸法の測定］
鼻−こめかみ間寸法ｔ２を測定する場合に、ユーザーがユーザーインターフェース画面の「鼻とこめかみ」のタブをクリックすると共に、「画像ファイルを開く」ボタンをクリックし、こめかみ幅を測定した被検者の側面からの画像データを指定することで、中央制御部２３は、指定された画像をメモリ２３ａから読み出して、図１２に示す画面の画像表示領域に表示する。この場合、マーカー８は、その平面が撮像されるように、カリパー３０のアーム３３に装着されている。
【００４７】
このとき、中央制御部２３は、こめかみ幅ｔ１の演算時と同様に、画像処理プログラム２３ｃを実行することで、マーカー８の実寸法を基準にしてスケール（Ｐｉｘ／ｍｍ）を求めた結果の“８．０４”を表示している。また、ユーザーインターフェース画面には、こめかみ幅測定時に求めた鼻中心点までの平均距離ｙ“７．２４”を表示している。
【００４８】
そして、ユーザーが「解析開始」ボタンをクリックすると、中央制御部２３は、解析プログラム２３ｄを実行する。このときユーザーが横顔画像でのこめかみの点Ｐ２をポイントアウトして、「入力開始」ボタンをクリックすると、中央制御部２３は、この画像での基準点Ｏからの点Ｐ２までのそれぞれのＸ座標軸及びＹ座標軸での距離をピクセルの数で求めて表示（“１１７４”、“１１６４”）する。
【００４９】
次に、ユーザーが横顔の画像での鼻中心点Ｎをポイントアウトして、「入力開始」ボタンをクリックすると、中央制御部２３は、この画像での基準点Ｏからの鼻中心点ＮまでのそれぞれのＸ座標軸及びＹ座標軸での距離をピクセルの数で求めて表示（“１８７１”、“１２５５”）する。
【００５０】
そして、中央制御部２３は、点Ｐ２から鼻中心点ＮまでのＸ座標軸での距離の差を算出して鼻−こめかみ間寸法ｔ２を演算し、スケール（Ｐｉｘ／ｍｍ）を用いてミリメートル単位に換算して“８６．７”を表示する。
【００５１】
上記で説明した、こめかみ幅測定ｔ１及び鼻−こめかみ間寸法ｔ２の測定において、ミリメートル単位に換算するスケール（Ｐｉｘ／ｍｍ）は、マーカー８の実寸法を基準にして求めているが、指標３６ａ、３６ｂ間の距離ｄ３を基準にして指標３６ａ、３６ｂから求めてもよい。この場合、ユーザーは、ユーザーインターフェース画面から「カリパー寸法」のタブをクリックすることで、距離ｄ１、ｄ２及びｄ３の各数値を入力する画面が表示される。
【００５２】
そして、距離ｄ１、ｄ２及びｄ３の各数値が入力されると、ユーザーが、画面に表示されている指標３６ａ、３６ｂをポイントアウトすることで、中央制御部２３は、指標３６ａ、３６ｂの基準点ＯからのＸ座標軸及びＹ座標軸のそれぞれの数値を取得して、距離ｄ３の実寸法の２０．０ｍｍに基づき、スケール（Ｐｉｘ／ｍｍ）を算出する。
【００５３】
［オクルアーのフレームへの装着］
以上のようにして求めたこめかみ幅ｔ１及び鼻−こめかみ間寸法ｔ２に基づいて、フレーム１のキャリアレンズ３にオクルアー２を装着するが、このときフレーム１は図１３に示す治具４０にセットされた状態でオクルアー２が取り付けられる。
【００５４】
治具４０は、ピン４５によって互いの中点で直角に交差するよう結合される基準部材４１、４２を備えている。基準部材４１は、ピン４５の位置を“０”として左右にスケールを刻む目盛４６が形成されて、両端には長穴内を水平方向にスライドして任意の位置で固定することができる調整ピン４３を備えている。そして、基準部材４２は、ピン４５が摺動可能な長穴４８形成されており、一端にはフレーム１のブリッジ部分７と当接する押圧部４４を備えている。そして、長穴４８の底部には、押圧部４４の位置を“０”とする目盛が設けられている。
【００５５】
このように構成される治具４０は、フレーム１をセットする際、基準部材４１の一対の調整子４３のピン４５からの距離がそれぞれこめかみ幅の２分の１（ｔ１／２）となる位置まで移動して固定され、基準部材４２の押圧部４４はピン４５からの距離が鼻−こめかみ間寸法ｔ２となる位置まで移動して固定される。
【００５６】
このようにこめかみ幅ｔ１及び鼻−こめかみ間寸法ｔ２が設定される治具４０にフレーム１をセットすれば、フレーム１は被検者に適合するこめかみ位置でセットされて、こめかみ幅に応じて変形することになる。よって、この変形した状態でのフレーム１のキャリアレンズ３面上の右瞳孔の座標位置（ＸＲ、ＹＲ）及び左瞳孔の座標位置（ＸＬ、ＹＬ）に、予め測定している下方装着角度ｒ及び内側装着角度ｐ、ｑでオクルアー２を取り付ければ、オクルアー２は個々の着用者個々のこめかみ幅ｔ１及び鼻−こめかみ間寸法ｔ２がフレーム１に反映されているため、製作する双眼ルーペは当該着用者にとっての最適な視界を提供することができる。
【００５７】
［ルーペの下方装着角度の決定］
このときの下方装着角度ｒ及び内側装着角度ｐ、ｑは、種々の方法で求めることができるが、その一例を説明する。この例では、上記のマーカー８を利用して、双眼ルーペの発注者にはマーカー８を装着したフレーム１を着用して作業体勢を再現して貰い、そのときの顔の正面を作業操作箇所Ｗに据え付けたカメラ１１によって撮像して、その画像データをコンピュータ２０がデータ処理することで、下方装着角度ｒ及び内側装着角度ｐ、ｑを測定している。
【００５８】
下方装着角度ｒは、図３で説明したように、キャリアレンズ３の前傾角度αと角度βとで求めることができるが、このとき前傾角度αの求め方について説明する。
【００５９】
着用者が顔を下方に傾けて作業操作箇所Ｗを凝視しているときにマーカー８を正面から捉えた画像は、その下辺は上辺に比べて作業操作箇所Ｗに接近しているために、図１４で実線によって示すように上辺が下辺より短い台形の形状となっている。このとき中央制御部２３が画像で認識しているマーカー８の台形の４隅Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの各座標位置をそれぞれ（Ｘ１、Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ２）、（Ｘ３、Ｙ３）及び（Ｘ４、Ｙ４）で検出している。同時に、中央制御部２３は、正四角形のマーカー８の縦横寸法が予め入力されているために、本来の正四角形でのマーカー８の破線で示す仮想位置での４隅Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの各座標位置をそれぞれ（Ｘ１´、Ｙ１´）、（Ｘ２´、Ｙ２´）、（Ｘ３´、Ｙ３´）及び（Ｘ４´、Ｙ４´）を演算により求めている。
【００６０】
したがって、台形で捉えているマーカー８の高さ寸法ａは（Ｙ１＋Ｙ３）、上辺寸法ｂ１は（Ｘ１＋Ｘ２）、底辺寸法ｂ２は（Ｘ３＋Ｘ４）で表わせる。また、マーカー８が正四角形での縦辺の寸法ａ´は（Ｙ１´＋Ｙ３´）、横辺の寸法ｂ´（Ｘ１´＋Ｘ２´）で表せる。
【００６１】
前傾角度αは、これら寸法値ｂ１、ｂ２、ａ´及びｂ´を用いて、次の式から求めることができる。尚、Ｌは、作業操作箇所Ｗからマーカー８の中心点Ｃまでの距離であり、メジャーによる実測で測定される。
α＝ｓｉｎ−１｛（１／ｂ１−１／ｂ２）×ｂ´／ａ´×Ｌ｝
ここで、前傾角度αを算出する上記式について説明する。図１５は、作業操作箇所Ｗから見たマーカー８の平面図を示している。
（１）図１５で、マーカー８を傾けたときその縦寸法ａ´を斜辺としたときの水平な辺の寸法をΔＬとすると、前傾角度αは次で表される。
α＝ｓｉｎ−１（ΔＬ／ａ´）
（２）そして、ａ´はマーカー８の実測で既知であるからΔＬを求めると、ΔＬをマーカー８の中心ＣでΔＬ１とΔＬ２とに分割すると次の関係が成立する（図１６）。
ｔａｎθ１＝（ｂ１／２）／Ｌ＝（ｂ´／２）／（Ｌ＋ΔＬ１）
∴ΔＬ１＝（ｂ´／ｂ１−１）×Ｌ
ｔａｎθ２＝（ｂ２／２）／Ｌ＝（ｂ´／２）／（Ｌ−ΔＬ２）
∴ΔＬ２＝（１−ｂ´／ｂ２）×Ｌ
（３）よって、ΔＬは以下の通り求められる。
ΔＬ＝ΔＬ１＋ΔＬ２＝｛（ｂ´／ｂ１−１）＋（１−ｂ´／ｂ２）｝×Ｌ＝｛（１／ｂ１−１／ｂ２）×ｂ´×Ｌ｝
（４）ΔＬを求めることで、前傾角度αを求める上記の式は以下の通り成立する。
α＝ｓｉｎ−１（ΔＬ／ａ）＝ｓｉｎ−１｛（１／ｂ１−１／ｂ２）×ｂ´／ａ´×Ｌ｝
ところで、距離Ｌは、メジャーによる測定の他に、レーザー計測機を用いて作業操作箇所Ｗからマーカー８の中心点Ｃにレーザーを照射して測定する方法もある。さらに、このような実測以外にも、撮影の焦点距離ｆと、マーカー８の横寸法ｂ´の実際のサイズ及びカメラ１１によるイメージサイズとから次の演算で求めることができる。
Ｌ＝｛ｆ×（マーカー８の実際のサイズ）｝／（マーカー８のイメージサイズ）
このようにして前傾角度αが求まると、角度βについては、図３で説明したように作業操作箇所Ｗからキャリアレンズ３までの距離Ｍ及びキャリアレンズ３を通る鉛直線に直交する水平方向の距離Ｎを測定することで求めることができるため、下方装着角度ｒを導き出すことができる。
【００６２】
［ルーペの内側装着角度の決定］
左右のルーペ２をキャリアレンズ３に装着するときのそれぞれの内側装着角度ｐ、ｑは、図１７で示すように、着用者の右瞳孔位置及び左瞳孔位置からマーカー８の中心点ＣまでのＸ方向でのそれぞれの距離ｘ１、ｘ２と、同じ中心点Ｃから作業操作箇所Ｗまでの距離Ｌとに基づいて決定する。
【００６３】
着用者の左右両眼の瞳孔位置で中心点ＣからのＸ方向での距離は、顔を傾けた状態でも正面を向けた状態でも同じであり、コンピュータ２０は、上記瞳孔位置の座標から右眼はＸＲで左眼はＸＬを測定している。また、距離Ｌは上記したように種々の方法で求めることができる。したがって、左右の内側装着角度は次の通りとなる。
ｐ＝ｔａｎ−１（Ｌ／ｘ１）
ｑ＝ｔａｎ−１（Ｌ／ｘ２）
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、医療手術や精密作業の際に使用される双眼ルーペの製作システムであって、着用者個々のこめかみ幅や鼻−こめかみ間寸法を考慮して、キャリアレンズ面にオクルアーを装着可能にするものであり、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００６５】
１      フレーム
２      オクルアー
３      キャリアレンズ
５      フレーム蔓部
６      鼻当て部
１０    双眼ルーペ
２０    コンピュータ（第１、第２、第３の測定手段）
３０    カリパー
３２    接触子
３５ａ、３５ｂ    指標
４０    治具
４１、４２    基準部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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