CN107407823A - 焦点调节辅助透镜 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种焦点调节辅助透镜，其具有透镜主体和各向同性地均匀配置于上述透镜主体的点，在可见光区域，基于上述点的点部与该点部以外的非点部的平均透过率的差为2％以上50％以下。

Description

焦点调节辅助透镜
技术领域
本发明涉及一种焦点调节辅助透镜。
背景技术
以往，已知有自动对焦点进行调节的眼镜。例如，存在一种眼镜，其具有检测两眼所注视的位置的距离的装置、可调节焦点距离的透镜和基于检测到的距离信息来调节透镜系统的焦点距离的装置(例如参照专利文献1)。
专利文献
专利文献1：日本特开2000-249902号公报
发明内容
然而，专利文献1所述的眼镜需要用于检测距离的视线方向检测器和改变透镜的焦点距离的装置等多个部件，因而眼镜的结构非常复杂。
因此，本发明的目的在于，提供一种能够以简便的结构辅助焦点调节的透镜。
本发明的一个实施方式中的焦点调节辅助透镜具有透镜主体和各向同性地均匀配置于上述透镜主体的点(Dot)。在可见光区域中，基于上述点的点部与该点部以外的非点部的平均透过率的差为2％以上50％以下。
根据本发明，能够以简便的结构辅助焦点调节。
附图说明
图1为焦点调节响应时间的验证实验的结果的一个例子的示意图。
图2为光学模拟模型的一个例子的示意图。
图3为设置于透镜表面的点状结构的一个例子的示意图。
图4为在各相位差中对比度与散焦量之间的关系的一个例子的示意图。
图5为散焦量与模糊之间的关系的一个例子的示意图。
图6为用于说明散焦量和相位差对视认性产生的影响的图。
图7为在各遮光率中对比度与散焦量之间的关系的一个例子的示意图。
图8为黑色和灰色的条纹图像的一部分截面的示意图。
图9为在图8所示的截面中的光谱强度的一个例子的示意图。
图10为用于说明对比度降低时的视认性的图。
图11为实验A的结果的示意图。
图12为实验B的结果的示意图。
图13为用于说明在透镜中设计参数与对比度之间的关系的图。
图14为在透镜A中波长与反射率之间的关系的示意图。
图15为在透镜B中波长与反射率之间的关系的示意图。
图16为在透镜C中波长与反射率之间的关系的示意图。
图17为使用了透镜A～C的关于焦点调节和近视力的实验结果的示意图。
图18为用于说明透镜A的安装例的图。
图19为用于说明实验2的考察的图。
图20为实施例1中的眼镜的一个例子的主视图。
图21为实施例1中的眼镜的一个例子的侧视图。
图22为在佩戴实施例1中的眼镜时透镜的A-A端面的一个例子的示意图。
图23为实施例2中的隐形眼镜的一个例子的示意图。
图24为实施例3中的观测设备光学系统的一个例子的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。但是，以下进行说明的实施方式仅仅是示例，并不意图排除以下未明确表示的各种变形或技术应用。即，本发明在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变形并实施。此外，在以下的附图的记载中，对相同或类似的部分标记相同或类似的符号来表示。附图为模式性的图，并不一定与实际的尺寸或比例等相一致。附图相互间有时会含有彼此的尺寸的关系或比例不同的部分。
[实施方式]
在对本发明中的透镜进行说明前，对发明本发明中的透镜的经过进行说明。发明人们发现，通过在透镜的第1部分和第2部分中设置相位的差异或设置透过率的差异，会变得更容易对焦，或近视力会得到提高。首先，对得到该发现的实验等进行说明。首先，第1实验为发明人们发现了如果受试者佩戴在表面排列有微米量级的几何学结构的透镜，则容易对焦(称作第1假说)，第1实验即为发明人们为了证实该第1假说而进行的多个实验。以下，将该透镜称作第1透镜。此外，发明人们发现了如果受试者佩戴设置于透镜的点部(dotportion)和非点部在透过率上存在差异的透镜，则容易提高近视力(称作第2假说)，第2实验即为发明人们为了证实该第2假说而进行的实验。首先，对第1实验进行说明。
<焦点调节响应时间的验证实验>
使用调节多导记录器(Accommodo Poly-Recorder)验证通过第1透镜观察时的焦点调节响应时间(ART:Accommodation Response Time)。在该实验中，作为第1透镜，使用表面形成为蜂窝结构的透镜。ART为当在近点、远点、近点、远点……之间反复移动目标时，对焦于目标所需的时间。调节多导记录器为根据与置于远处和近处的目标对焦所需的时间长度来诊断对焦功能的装置。
在该实验中，对11名受试者通过效果来测定，并使用具有蜂窝结构的透镜(表面为蜂窝结构的透镜)和不具有蜂窝结构的透镜(一般的球面透镜)来测量目标从近点移动至远点时(以下也称作ART松弛)的ART和目标从远点移动至近点时(以下也称作ART紧张)的ART。
图1为焦点调节响应时间验证实验的结果的一个例子的示意图。图1(A)表示ART松弛的实验结果的一个例子。如图1(A)所示，在ART松弛中，佩戴了具有蜂窝结构的透镜的受试者的ART与佩戴了不具有蜂窝结构的透镜的受试者的ART相比，可缩短约14.2％。
图1(B)表示ART紧张的实验结果的一个例子。如图1(B)所示，在ART紧张中，佩戴了具有蜂窝结构的透镜的受试者的ART与佩戴了不具有蜂窝结构的透镜的受试者的ART相比，可缩短约10.5％。从图1所示结果来看，可以说具有蜂窝结构的透镜更容易对焦。
<光学模拟>
接着，为了寻求如果佩戴第1透镜则更容易对焦的原因，对光学模拟进行说明，该光学模拟是使用使微点(microdot)周期性地排列的透镜作为第1透镜而进行的。
图2为光学模拟模型的一个例子的示意图。图2所示的模型使用10μm的点光源作为光源，并使用开口直径为3mm的透镜。该透镜的3mm为平均瞳孔直径，如图3所示，在透镜表面具有将蜂窝结构简化为圆形的结构。
此外，透镜焦点为150mm，聚焦位置A’距离透镜300mm。输入图像的1像素尺寸为10μm。此外，关于光源的波长(以下，称作基准波长)，作为一个例子，使用在被认为眼睛的灵敏度较高的波长区域内的546nm。
图3为设置于透镜表面的点状结构的一个例子的示意图。图3所示的结构为对蜂窝结构进行简化而成的结构，圆形的间距为410μm，圆形的半径为170μm，光的透过率为100％～50％。应予说明，图3所示的结构的白色部分为高折射区域，黑色部分为低折射区域。使相对基准波长的高折射区域与低折射区域的相位差在0～π/2之间变化。
图4为在各相位差中对比度与散焦量之间的关系的一个例子的示意图。在图4所示的图表中，相对基准波长的相位差越大，则对比度降低。此外，散焦的量基本不影响对比度的降低。
图5为散焦量与模糊之间的关系的一个例子的示意图。图5所示的图表为后述图9的图表所示的线的微分值的最大值，表示模糊的程度。在图5所示的图表中，具有蜂窝结构的透镜相比普通透镜，从聚焦到散焦的微分值的减小幅度更小。因而，具有蜂窝结构的透镜相比普通透镜，散焦时模糊的变化幅度较小，因此可以说散焦感较轻。
图6为用于说明散焦量和相位差对视认性产生的影响的图。图6表示在聚焦时(z＝0mm)、散焦时(z＝50mm)在各相位差下图2所示的成像位置的图像。如图6所示，在聚焦时，虽然当相对基准波长的相位差Φ＝π/4时，图像的视认性不易受到影响，但当相位差Φ＝π/2时，形成视认性较差的图像。此外，在散焦时，各相位差下的图像的视认性均较差。
在此，在聚焦时，虽然使用点状结构来增大相位差，从而使对比度降低，但如果为某个特定范围内的相位差，则视认性不会受到太大的影响。
图7为在各遮光率下对比度与散焦量之间的关系的一个例子的示意图。在图7所示的图表中，可知如果降低遮光率，则对比度也下降。因而，在要降低对比度的情况下，除了相位差，降低遮光率也较为有效。应予说明，图7所示的图表中使用的第1透镜为排列有使遮光率下降的微点的透镜。
接着，对使透镜具有相位差不会使图像产生模糊，而是使对比度下降的情况进行说明。图8为黑色和灰色的条纹图像的一部分的截面的示意图。在图8所示的右侧放大图的截面中，从左侧开始计算黑色、灰色、黑色的各边界上的光谱强度，并调查该截面中的亮度差。
具体而言，在图8所示的截面中，调查通过各透镜进行聚焦时成像的截面的亮度差，上述各透镜在图2所示的模型中的相位差不同。图9为在各透镜下图8所示的截面中的光谱强度的一个例子的示意图。如图9所示，在各透镜下，灰色部分的光谱强度增强(亮度提高)，黑色部分的光谱强度减弱(亮度降低)。此外，由图9所示的图表可知，相位差越大，则黑色部分与灰色部分的亮度差越减小，从而对比度降低。
此外，在图9中显示了散焦量为30mm时的模糊后的截面中的光谱强度作为参考。如果从区域AR102内的各倾斜来看，不论相位差的变化如何，倾斜都较为陡峭且固定，不会如模糊后的截面般倾斜变缓。因此可知，增大相位差并不会产生模糊，而使对比度降低。
综合上述实验，在第1透镜中，通过该透镜的光(例如基准波长)产生了相位差，其结果为，光发生衍射，从而使对比度降低。此外，相位差越大，则对比度越是下降。使对比度降低虽然不会产生模糊，但可能对视认性产生影响。特别是，虽然使对比度在指定范围内降低不会对视认性产生影响，但一旦使对比度超出指定范围地降低，则视认性会变差。应予说明，即使对透镜进行遮光对比度也会降低是由于光的衍射现象。
在此，发明人们通过上述实验，终于得到了新的假说，该假说为在第1透镜中，在不会产生模糊的同时，对比度会下降，因此变得更容易对焦。
图10为用于说明对比度降低时的视认性的图。图10(A)表示在图2所示的实验中，在相对基准波长的相位差Φ＝0的成像位置的图像。图10(B)表示在相对基准波长的相位差Φ＝π/5的成像位置的图像。
虽然对图10(A)及(B)所示的两幅图像进行比较，但视认性没有太大变化。根据图4，在Φ＝π/5的情况下，虽然聚焦时对比度降低约超过10％，但视认性没有降低多少。
基于以上情况，发明人们为了证实对比度的降低会使对焦变得容易这一新的第1假说而进行了实验。
<第1假说证实实验>
实验内容如下所述。
(实验A)
·测量受试者从闭眼放松的状态(约5秒左右)到对焦于PC(Personal Computer)的显示器所显示的各测试图像所需要的时间(ART)。从受试者到显示器约40cm。例如使用显示器的功能，将各测试图像的对比度设定为100％、95％、90％、85％、80％。
·测量次数：每个对比度的测试图像测量20次
·测量顺序：随机
·受试者：4名
图11为实验A的结果的示意图。如图11所示，将100％对比度的测试图像的平均ART设为100％，并将各对比度的测试图像的平均ART的％表示图表化。
在图11所示的例子中，直至85％对比度的测试图像，平均ART以一定比例缩短。具体而言，随着对比度下降5％，平均ART缩短约5％。但是，从85％对比度的测试图像到80％对比度的测试图像，平均ART缩短1.7％。即，认为虽然将对比度降低至85％以下，但平均ART的缩短率也会收敛。
(实验B)
·实验条件与实验A相同，不同的地方在于，在100％对比度的测试图像中，佩戴图3所示的第1透镜作为眼镜的透镜，并测量ART。
图12为实验B的结果的示意图。如图12所示，安装第1透镜的一方在同样的100％对比度的测试图像中的ART缩短。即，可以说是通过利用第1透镜降低对比度，能够缩短ART。
因而，由实验A可知，对比度的降低可有效缩短ART，进而，由实验B可知，在佩戴使对比度降低的透镜的情况下，也同样地能够缩短ART。
在此，在为了辅助焦点调节而佩戴使对比度降低的透镜作为眼镜的情况下，由于对比度的降低，视认性会产生问题。因此，从视认性的观点来对应将对比度降低至何种程度进行研究。在使用与对比度的降低相关的相位差的降低进行研究的情况下，根据图6，到相位差为π/4左右为止，在视认性上没有问题。根据图4，当相位差为π/4时，对比度为80％左右。
因而，如果比较考量由对比度的降低引起的ART的缩短和确保视认性的问题，则对比度可优选为从100％降低至80％左右，也就是说，如果换算为相对基准波长的相位差Φ，则该相位差Φ优选为在0<Φ≦π/4左右之间的值。
此外，例如如果着眼于ART，则根据图11，即使对比度从80％增加至85％，平均ART的缩短率也没有太大变化，但如果将对比度增加至85％以上，则平均ART的缩短率从约85％变为约90％。缩短率越小表示平均ART越短。应予说明，当对比度为85％时，与其相对应的相位差Φ为π/5。因此，从ART和视认性的观点来看，相位差Φ更优选设置为在π/5<Φ≦π/4之间的值。
<透镜设计>
对为了容易对焦而使对比度降低的透镜进行研究。虽然为了降低对比度，也可如图7所示，使遮光率降低，但在此对以下情况进行研究：通过对透过透镜的光(例如基准波长)设置相位差，在确保视认性的同时，使对比度降低。
图13为用于说明透镜的设计参数与对比度之间关系的图。在图13所示的例子中，作为透镜的设计参数的一个例子，其包含：高折射区域(白色点状的区域)的占有率、相位差(高折射层的膜厚)、间距宽度和形状。此外，在设计参数内，记载有对应该设计参数的图案结构的例子。
使高折射区域的占有率从100％降低至0％时，当占有率为约50％时，对比度降至最低。因而，如果将该占有率设为50％左右，则能够降低对比度，进而能够使高折射区域的膜厚变薄。如果考虑到透镜的制造，则相比起改变膜厚，改变占有率更易于制造，因此将占有率设置为约40％以上60％以下，利用该占有率尽可能地降低对比度即可。
接着，将相对基准波长的相位差作为透镜的设计参数的一个例子。图13所示的相位差与对比度之间的关系为，将相位差Φ＝0的对比度标准化为1时的图表，与图4所示的实测值的关系相比有所不同。在实际的透镜设计时，可使用图4所示的关系和图3所示的关系中的任意一个关系，也可使用和对比度与相位差之间的关系近似的公式来进行设计。应予说明，在图13所示的例子中，如果考虑视认性，则可使对比度降低至80％到85％左右的值。
接着，在间距宽度中，如果间距宽度增大，则进入瞳孔直径3mm内的涂层数减少。因而，为了在防止涂层数减少的同时使对比度降低，间距宽度为300～500μm较为合适。
最后，在形成为凸部的点状形状中，使其形状等产生变化。例如，改变圆的配置，将圆设为蜂窝形状、三角形、四角形。凸部的形状和配置均对降低对比度有效，该结论通过实验得到确认。应予说明，凹部也可为点形状。
应予说明，上述透镜设计仅仅是一个例子，只要是具有用于辅助焦点调节而使对比度降低的机构的透镜，均被包含于本发明之内。
接着，对上述第2实验进行说明。发明人们发现，如果受试者佩戴上述第1透镜，则除了更易于对焦的效果以外，还有提高近视力的效果。其中，发明者们着眼于作为近视力的提高而广为人知的针孔效应，进而着眼于相当于针孔的点部与不是点的非点部在光的透过率上的差异。于是，为了调查点部和非点部在透过率上的差异所产生的影响，发明人们进行了第2实验。以下，对第2实验进行说明。
<透过率的差异所产生的影响>
在第2实验中，在点部和非点部使用在可见光区域(例如380nm～780nm)的平均透过率分别不同的3个透镜。
图14为透镜A的波长和反射率之间的关系的示意图。图15为透镜B的波长和反射率之间的关系的示意图。图16为透镜C的波长和反射率之间的关系的示意图。虽然在图14～16所示的例子中使用反射率，但也可以使用透过率。透过率通过透过率＝1-反射率来计算。以下，以透过率为例进行说明。
图14所示的透镜A为新开发的透镜，作为材料可使用二氧化锆(氧化锆，化学式：ZrO2)，并设计为透过点部和非点部的基准波长的相位差为π/4。此外，透镜A设置为在可见光区域中，点部和非点部之间的平均透过率的差为2.4％。平均透过率t_ave通过以下公式(1)进行计算。
[数1]
t(λ)：透过率(％)
进而，在透镜A中，在可见光区域内的指定区域(400nm附近和580nm附近)的平均透过率的差大于在可见光区域内的指定区域以外的其他区域的平均透过率的差。从另一观点来看，在透镜A中，在指定区域(400nm附近和580nm附近)的点部与非点部在峰值时透过率的差为4％以上。此外，基本上在点部透过率较高，在非点部透过率较低。
此外，通过在点部使光透过、在非点部使光反射，可产生由点部引起的针孔效应。由此，焦点深度扩大，因而模糊的部分变得清晰可见。此外，可见光区域内的指定区域至少包含蓝色波长区域即可。由此，能够在产生针孔效应的同时，通过防蓝光(blue light cut)来抑制眼睛疲劳。
图15所示的透镜B为已在市面上出售的具有微小的蜂窝结构的图案的透镜。在透镜B中，在可见光区域中，点部与非点部之间的平均透过率的差为0.5。
图16所示的透镜C为用于与图14所示的透镜A进行比较而被开发的透镜，其可使用二氧化锆作为材料，并被设计为透过点部与非点部的基准波长的相位差为π/5。此外，在透镜C中，在可见光区域中，点部与非点部之间的平均透过率的差设置为1.8％。
进而，透镜C在可见光区域内的指定区域(400nm附近和580nm附近)的平均透过率的差大于在可见光区域内的指定区域以外的其他区域的平均透过率的差。从另一观点来看，在透镜C中，在指定区域(400nm附近和580nm附近)的点部与非点部在峰值时透过率的差为4％以上。
图17为使用了透镜A～C的关于焦点调节和近视力的实验结果的示意图。在图17所示的实验中，年龄层为二十几岁到五十几岁的10名男女受试者分别佩戴透镜A～C，并对各透镜进行与近视力相关的实验。
图17所示的近视力的平均上升值表示在受试者佩戴各透镜的情况下，与不佩戴各透镜的情况相比，其近视力平均上升的程度。在透镜A中，近视力上升0.14，与此相对，在透镜B和C中，近视力上升0.11。
图17所示的近视力效果表现者表示在受试者中近视力提高的人的比例。在透镜A中75％的人近视力提高，与此相对，在透镜B和C中60％的人近视力提高。
根据图17所示的近视力平均上升值和近视力效果表现者可知，透镜A在提高近视力方面比透镜B和C更为有效。此外，如果比较透镜A和透镜C，可见在可见光中点部与非点部的平均透过率的差的区别较大，认为由于该区别，对提高近视力的影响也不同。因此，根据透镜A与透镜C的平均透过率，认为对提高近视力产生影响的平均透过率的阈值约为2.0％左右。因此可以说，如果平均透过率的差不足2.0％，则近视力没怎么提高，如果平均透过率的差为2.0％以上，则近视力大幅提高。
此外，在进行图案化使Cr金属形成为非点部后，如果点部与非点部的平均透过率的差超过50％，则点的图案形状变得可目视，会对视认性产生不良影响。因此，认为在易于对焦、提高近视力且不损害视认性的情况下，平均透过率的差应为2％至50％。
图17所示的长时间的使用评价表示长时间佩戴各透镜的受试者对眼部疲劳进行的主观性评价。受试者按照没有产生眼部疲劳的顺序对各透镜进行排序。该排序的结果为，第一位为透镜A，第二位为透镜C，第三位为透镜B。因而，透镜A与其他透镜相比，具有不易造成眼部疲劳的效果。
应予说明，在图17所示的透镜A中，使用调节多导记录器来进行焦点响应调节时间的实验。根据该实验可确认，在受试者佩戴透镜A的情况下，与不佩戴透镜A时相比，焦点响应调节时间平均缩短8％。
<透镜A的安装>
图18为用于说明透镜A的安装例的图。可假定图18所示的透镜A用于例如眼镜的透镜。在图18所示的透镜A中，相位差层的材料为二氧化锆，非点部的膜厚形成为29.8nm，以使基准波长中的相位差为π/4。
此外，AR(Anti-Reflection)层(也称作防反射膜图案。)以图18所示的表格的从上往下的顺序，依次层压于基材的硬涂层上。例如，在硬涂层上层压膜厚为26.0nm的二氧化硅(化学式：SiO2)，并且，在其上层压膜厚为7.4nm的二氧化锆。
根据图18所示的AR层，能够产生如图14所示的平均透过率的差。此外，如图14所示的平均透过率的差，除了可通过图案部与非图案部的透过率(反射率)之差产生以外，还可通过使用色素或金属等有色材料的图案产生。例如，也可通过设置于透镜表面的色素图案来产生平均透过率的差。
作为设置于透镜表面的色素层，例如如果为染料，可列举：カヤセットブルー906(日本化药株式会社制)、カヤセットブラウン939(日本化药株式会社制)、カヤセットレッド130(日本化药株式会社制)、Kayalon Microester Red C-LS conc(日本化药株式会社制)、Kayalon Microester Red AQ-LE(日本化药株式会社制)、Kayalon Microester Red DX-LS(日本化药株式会社制)、Dianix Blue AC-E(ダイスタージャパン株式会社制)、DianixRed AC-E01(ダイスタージャパン株式会社制)、Dianix Yellow AC-E new(ダイスタージャパン株式会社制)、Kayalon Microester Yellow C-LS(日本化药株式会社制)、KayalonMicroester Yellow AQ-LE(日本化药株式会社制)、Kayalon Microester Blue C-LS conc(日本化药株式会社制)、Kayalon Microester Blue AQ-LE(日本化药株式会社制)、Kayalon Microester Blue DX-LS conc(日本化药株式会社制)等。
作为色素层，例如如果为颜料，可列举：喹吖啶酮CI 122、酞菁CI 15、异吲哚啉酮CI 110、无机(inorganic)CI 7、酞菁、单偶氮萘酚AS(monoazo-naphthol AS)、碳系颜料等。
作为色素层，例如如果为金属，可列举铬、铝、金、银等。
此外，该平均透过率的差也可通过组合AR层和色素图案来产生。
通过将图18所示的透镜A用于例如眼镜透镜，佩戴该眼镜透镜的用户的视认性不会受到损害，易于对焦，且近视力得到提高。此外，也具有不易造成眼部疲劳的效果。
<实验2的考察>
图19为用于说明实验2的考察的图。图19(A)为使用无色的一般透镜时各波长的焦点、色差和焦点深度之间的关系的示意图。色差是指根据光的波长，在视网膜上成像的焦点距离不同。如图19(A)所示，例如，当红色在视网膜上聚焦时，在绿、蓝的情况下，波长越短，越会在视网膜前聚焦。由此，焦点间的距离会变长，并产生严重的色差，从而产生模糊。虽然为了修正该色差，大脑会进行图像修正或睫状肌轻微运动从而进行对焦，但该对焦会对眼睛造成负担。应予说明，图19(A)所示的D11表示红色波长的焦点深度的例子，D12表示绿色波长的焦点深度的例子，D13表示蓝色波长的焦点深度的例子。
图19(B)为使用透镜A时各波长的焦点、色差和焦点深度之间的关系的示意图。通过透镜A，可在阻断蓝色波长的同时，利用由点部产生的针孔效应扩大蓝色波长的焦点深度。也就是说，蓝色波长的焦点深度从D13扩大至D23。
在此，对针孔效应进行简单说明。如图19(B)所示，通过设置有对蓝色波长产生针孔效应的图案P的透镜A，蓝色波长的光被聚集并进入眼睛。这样一来，对焦的面的范围(焦点深度)扩大，在无针孔效应的状态下模糊可见的范围减少。焦点深度扩大是指由上下的光线形成的角度变小(变尖锐)。此外，通过扩大焦点深度，避免调节眼睛焦点的肌肉被过度使用，因此具有缓和眼部肌肉紧张的效果。
此外，如图19(B)所示，通过利用针孔效应扩大蓝色波长的焦点深度，蓝色波长的对焦位置扩大，色差变小。因而，更易于对焦，并且能够减少模糊。因此，可以说通过点状的图案导致的对比度下降(或基准波长的相位差)以及点部与非点部之间的光透过率的差，对焦变得容易，且近视力得到提高。应予说明，增大焦点深度不限于是蓝色波长区域，也可以通过透镜A选择性地阻断绿色或红色的波长区域，并聚集射入眼睛的光的量。此外，虽然在透镜A中，使用点部的图案来产生针孔效应，但图案的形状不限制为点，也可为蜂窝形状等。此外，点间的间距宽度在要增强针孔效应的情况下，可允许达到1500μm左右。因此，如果考虑图13所示的例子，点等的图案间的间距宽度可适用300～1500μm。
以下，对使用具有在图13所示的透镜设计中被说明为优选的范围内的参数的透镜和/或具有图14所示的特性的透镜A的实施例进行说明。
[实施例1]
使用图20～21，对眼镜整体的结构进行说明。图20为表示实施例1中的眼镜100的一个例子的主视图。图21为表示实施例1中的眼镜100的一个例子的侧视图。
图20～21所示的眼镜100为护目镜(eyewear)的一个例子，且具有透镜110和框架120。框架120具有例如镜腿130、脚套(temple tip)132和前框170。
前框170支承一对透镜110。此外，前框170具有例如框边122、眉间部(例如中梁(bridge))124、尾端件(end piece)126、铰链128和一对鼻托140。一对透镜110为用于辅助焦点调节的透镜。
应予说明，根据眼镜100的种类，存在通过使用一枚透镜而没有框架的中梁部分的情况。在此情况下，将一枚透镜的眉间部分作为眉间部。
一对鼻托140包含右鼻托142和左鼻托144。框边122、尾端件126、铰链128、镜腿130和脚套132分别左右成一对地设置。应予说明，铰链128不限于使用螺钉，也可使用例如弹簧。
框边122保持透镜110。尾端件126设置于框边122的外侧，通过铰链128以镜腿130可旋转的方式对其进行保持。镜腿130按压使用者的耳朵上部，并夹持该部位。脚套132设置于镜腿130的前端。脚套132接触使用者的耳朵上部。应予说明，脚套132并不一定是眼镜100的必要结构。
图22为在佩戴实施例1中的眼镜时透镜110的A-A端面的一个例子的示意图。应予说明，为了易于理解，图22所示的凸部并不是实际的尺寸，而是进行了放大并记载。实际的凸部为例如μm水平的尺寸，在透镜上存在无数个。
图22(A)为焦点调节辅助用的透镜110A的一个例子的示意图。图22(A)所示的透镜110A作为使对比度降低的机构，具有图案结构，该图案结构为在透镜主体上具有多个凸部200A。作为图案结构的例子，为具有图13所记载的优选参数的图案结构中的任意一个。通过该图案结构，对透过的光(例如基准波长)设置相位差，并使对比度降低。应予说明，通过凸部200A，在凸部200A之间产生凹部202A。在上文中已描述，凸部200A实际为μm水平的结构，在透镜主体上存在无数个。凸部200A的形状没有特别的限制。
凸部200A可通过蒸镀于透镜主体而形成。对于蒸镀方法，使用公知的技术即可。凸部200A的材料的透明性越高且折射率越高越优选，例如可为氧化钛、氧化锆、氧化铝、氮化硅、氧化硅、氮化镓、氧化镓等无机化合物，或聚碳酸酯、丙烯酸系树脂、聚氨酯系树脂、烯丙基系树脂、环硫系树脂等有机化合物。
应予说明，虽然相位差由凸部200A的材质和厚度H决定，但在决定了材质后再决定厚度H以形成期望的相位差即可。
图22(B)为焦点调节辅助用的透镜110B的一个例子的示意图。图22(B)所示的透镜110B作为使对比度降低的机构，具有图案结构，该图案结构为在透镜主体上具有多个凸部200B。通过该图案结构，对透过的光设置相位差，并使对比度降低。应予说明，与图22(A)同样地，通过凸部200B，在凸部200B之间生成凹部202B。此外，凸部200B实际为μm水平的结构，在透镜主体上存在无数个。凸部200B的形状没有特别的限制。
在图22(B)所示的透镜110B的情况下，透镜主体和凸部200B为同样的材质。由此，如图22(A)所示，相比通过蒸镀等来添加凸部200A，使用加工技术并使用凸部200B来进行成形可降低成本并实现批量生产。
图22(C)为焦点调节辅助用的透镜110C的一个例子的示意图。图22(C)所示的透镜110C作为使对比度降低的机构，在透镜主体的内部设置有具有图22(A)或(B)所示的图案结构的膜厚层M102。由此，膜厚层M102被包含于透镜主体，因此，能够防止膜厚层M102的劣化，并长久地维持焦点调节的辅助效果。
图22(D)为焦点调节辅助用的透镜110D的一个例子的示意图。图22(D)所示的透镜110D作为使对比度降低的机构，在透镜主体的内部设置有具有图22(A)或(B)所示的图案结构的薄片M104。由此，通过使薄片M104附着于透镜主体的表面，可对以往的透镜简单地添加焦点调节的辅助效果。
上述图22所示的透镜包含使对比度降低的机构，上述机构使射入透镜主体的光产生第1相位和第2相位，并通过该第1相位和第2相位的相位差来降低对比度。此外，图22所示的透镜也可在凸部200和凹部202之间，或在图案部和非图案部之间设置光透过率的差。由此，能够在使对焦易于进行同时，实现近视力的提高。
应予说明，在图22(A)和(B)所示的透镜中，图案结构可设置于透镜的外侧表面(-Y方向)、内侧表面(Y方向)或者设于两面。此外，透镜主体或图案结构可为透明也可着色。此外，也可在透镜表面层压防止损伤的硬涂层或防反射涂层。
[实施例2]
在实施例2中，对将上述透镜的功能应用于隐形眼镜的情况进行说明。图23为实施例2中的隐形眼镜的一个例子的示意图。图23所示的隐形眼镜300具有上述使对比度降低的机构以及对图案部与非图案部的光透过率设置差异的机构。例如，在隐形眼镜300中，在隐形眼镜的表面或内部设置薄片，该薄片具有对基准波长设置相位差的图案，并且该图案部与非图案部的透过率存在差异。由此，能够起到上述效果。
[实施例3]
在实施例3中，对将上述透镜的功能应用于观测设备光学系统的情况进行说明。图24为实施例3中的观测设备光学系统的一个例子的示意图。图24所示的观测设备光学系统400为显微镜等的透镜，其具有上述使对比度降低的机构以及对图案部与非图案部的光透过率设置差异的机构。例如，在观测设备光学系统400中，在隐形眼镜的表面或内部设置薄片，该薄片具有对基准波长设置相位差的图案，并且该图案部与非图案部的透过率存在差异。由此，能够起到上述效果。
[变形例]
除图22所示的透镜以外，本发明也可使用通过改变遮光率而使对比度降低的透镜。
此外，本发明中的透镜也可应用于渐进式(老花眼)透镜。由此，佩戴渐进式透镜的用户能够在焦点移动时轻松地进行对焦。此外，由于易于对焦，因此在摇晃的场所也能够轻松地阅读书籍。
此外，本发明中的透镜也可应用于运动用的太阳镜等。由此，佩戴该太阳镜的用户在进行球类运动时，更容易追踪球的动向。
此外，本发明中的透镜除了应用于眼镜用的透镜以外，也可应用于照相机用的透镜等。此外，点不限于圆形，也可包含多边形。
此外，也可使用如下透镜：在透镜主体内部的指定位置以不损害视认性的方式插入多个微小的玻璃珠，以改变光的折射率，从而产生相位差，并使对比度降低。
此外，也可使用如下透镜：对于使用光学特性会发生变化的材质的透镜主体，局部地改变其光学特性，并通过改变指定位置的光的折射率来产生相位差或者局部地改变遮光率来降低对比度。
虽然在上文中使用实施例和变形例对本发明进行了说明，但本发明的技术范围不限定于上述实施例和变形例所记载的范围。可以对上述实施例和变形例添加各种修改或改进对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。而添加了这样的修改或改进的实施方式也可包含于本发明的技术范围中，这点从权利要求书的记载来看也是显而易见的。
符号说明
100 眼镜
110 透镜
300 隐形眼镜
400 观测设备光学系统

Claims (14)

1.一种焦点调节辅助透镜，其具有：
透镜主体；和
点，所述点各向同性地均匀配置于所述透镜主体，
在可见光区域中，基于所述点的点部与该点部以外的非点部的平均透过率的差为2％以上50％以下。
2.如权利要求1所述的焦点调节辅助透镜，其中，所述可见光区域内的指定区域中所述点部与所述非点部的平均透过率的差大于所述可见光区域以外的所述指定区域以外的区域中所述点部与所述非点部的平均透过率的差。
3.如权利要求2所述的焦点调节辅助透镜，其中，所述指定区域至少包含蓝色波长区域。
4.如权利要求1所述的焦点调节辅助透镜，其中，所述点部与所述非点部具有光学相位差Φ。
5.如权利要求4所述的焦点调节辅助透镜，其中，对于546nm的波长，所述相位差Φ为0<Φ≦π/4。
6.如权利要求5所述的焦点调节辅助透镜，其中，对于546nm的所述波长，所述相位差Φ为π/5<Φ≦π/4。
7.如权利要求1所述的焦点调节辅助透镜，其中，所述平均透过率的差由形成于所述透镜主体的表面的防反射膜图案产生。
8.如权利要求1所述的焦点调节辅助透镜，其中，所述平均透过率的差由形成于所述透镜主体的表面的色素图案产生。
9.如权利要求1所述的焦点调节辅助透镜，其中，所述平均透过率的差通过使用形成于所述透镜主体的表面的防反射膜图案和色素图案而形成。
10.如权利要求4所述的焦点调节辅助透镜，其中，所述相位差通过切削所述透镜主体的表面而成形，或者通过使用金属模具或纳米压印技术而与所述透镜主体一同成形。
11.如权利要求4所述的焦点调节辅助透镜，其中，
所述焦点调节辅助透镜具有产生所述相位差或所述平均透过率的差的机构，
所述机构由薄膜形成，该薄膜设置于所述透镜主体的表面或所述透镜主体内部。
12.一种护目镜，其具有：
如权利要求1至11中任一项所述的焦点调节辅助透镜；和
框架，所述框架支承所述焦点调节辅助透镜。
13.一种隐形眼镜，其中，所述隐形眼镜为如权利要求1至11中任一项所述的焦点调节辅助透镜。
14.一种观测设备光学系统，其中，所述观测设备光学系统包含如权利要求1至11中任一项所述的焦点调节辅助透镜。
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Address after: Kawabata Erdingmu 26 Fandi 4, Qianqiao City, Kuokuma Prefecture, Japan

Applicant after: Jingzi Holding Company

Address before: Kawabata Erdingmu 26 Fandi 4, Qianqiao City, Kuokuma Prefecture, Japan

Applicant before: Crystal posture Co

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