DE102004062277B4

DE102004062277B4 - Brillenglasvorrichtung mit elektroadaptivem Bereich, Brille, Verwendung und Verfahren zum Betreiben der Brillenglasvorrichtung

Info

Publication number: DE102004062277B4
Application number: DE102004062277.9A
Authority: DE
Inventors: Gregor Esser; Helmut Altheimer; Dr. Wehner Edda; Dr. Müller Werner; Jochen Brosig; Dr. Uttenweiler Dietmar
Original assignee: Rodenstock GmbH
Current assignee: Rodenstock GmbH
Priority date: 2004-12-23
Filing date: 2004-12-23
Publication date: 2021-08-26
Anticipated expiration: 2024-12-24
Also published as: EP1828834A1; US7600872B2; WO2006074717A1; JP2008525829A; US20080170203A1; DE102004062277A1

Abstract

Brillenglasvorrichtung mit zumindest einem elektro-adaptiven Bereich, in welchem optische Eigenschaften der Brillenglasvorrichtung elektrisch steuerbar sind, wobei- die Brillenglasvorrichtung derart ausgelegt ist, daß die optischen Eigenschaften in einem vorbestimmten oder vorbestimmbaren Steuerbereich unabhängig von den optischen Eigenschaften in einem Umgebungsbereich, elektrisch steuerbar sind,- es sich bei dem Steuerbereich und bei dem Umgebungsbereich jeweils um einen Teilbereich des elektro-adaptiven Bereichs handelt,- der Steuerbereich und der Umgebungsbereich keine gemeinsamen Bereiche aufweisen,- sich der geometrische Schwerpunkt des Steuerbereichs an der Position des Durchblickpunktes befindet,- der Steuerbereich eine elektro-adaptive Gradientenlinse bildet, wobei der Brechungsindex vom geometrischen Zentrum radial nach außen- zu oder abnimmt und- der Steuerbereich eine Fläche zwischen etwa 10mm2und 100mm2aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brillenglasvorrichtung, eine Brille, eine Verwendung von zumindest einer Brillenglasvorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben eines elektro-adaptiven Bereichs zumindest eines Brillenglases.
Aus dem Stand der Technik sind Brillengläser mit elektro-adaptiven Elementen bekannt. Bei einem elektro-adaptiven Element kann es sich beispielsweise um einen dünnen Flüssigkristallfilm handeln, welcher an einer Fläche, beispielsweise der augenseitigen Fläche, eines Brillenglases angebracht ist. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung an den Flüssigkristallfilm kann eine Brechungsindexänderung des Flüssigkristallfilms erzeugt und gesteuert werden. Wird der Flüssigkristallfilm beispielsweise an der augenseitigen Fläche eines Brillenglases angeordnet, wobei der Flüssigkristallfilm die augenseitige Fläche im wesentlichen vollständig bedeckt, kann beispielsweise eine Brechungsindexänderung der vollständigen augenseitigen Fläche des Brillenglases herbeigeführt werden. Ist der Flüssigkristallfilm hingegen lediglich an einem Teilbereich der augenseitigen Fläche des Brillenglases angeordnet, resultiert eine Brechungsindexänderung in dem Flüssigkristallfilm in einer Brechungsindexänderung in dem Teilbereich der augenseitigen Fläche des Brillenglases, an welchem der Flüssigkristallfilm angeordnet ist.
Mit den bekannten Vorrichtungen ist jedoch lediglich möglich, kleine Brechungsindexänderungen herbeizuführen, wodurch beispielsweise erforderliche Brechungsindizes für einen Presbyopen nicht erzielt werden können. Um höhere Brechungsindexänderungen zu erreichen kann beispielsweise die Dicke der Flüssigkristallschicht erhöht werden, was jedoch das optische Erscheinungsbild und insbesondere die Durchsichtigkeit der Brille negativ beeinflußt und zudem die Verwendung hoher elektrischer Spannungen zur Steuerung der Brechungsindexänderung der Flüssigkristallschicht erforderlich macht. Ferner weisen dicke Flüssigkristallschichten sehr langsame Reaktionszeiten auf.
Alternativ ist aus dem Stand der Technik beispielsweise bekannt, Flüssigkristalle mit Fresnel-Linsen zu kombinieren, um die Dicke der Flüssigkristallschichten zu reduzieren. Hierbei verschlechtern jedoch Störflanken zwischen benachbarten Wirkflanken die Abbildungsqualität.
Dokument US 5 359 444 A betrifft Brillengläser mit einer elektro-adaptiven Fläche, wobei die optischen Eigenschaften der Brille anhand der elektro-adaptiven Fläche veränderbar sind und insbesondere an eine detektierte Blickentfernung des Brillenträgers angepasst werden können.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Brillenglasvorrichtung mit einem elektro-adaptiven Element mit verbesserten optischen Leistungen anzugeben. Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine entsprechende Brille sowie eine Verwendung einer entsprechenden Brillenglasvorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben eines elektro-adaptiven Bereichs anzugeben.
Diese Aufgaben werden durch die Brillenglasvorrichtung gemäß der Ansprüche 1 und 2, die Brille gemäß Anspruch 14, die Verwendung von zumindest einer Brillenglasvorrichtung gemäß Anspruch 15 sowie das Verfahren zum Betreiben eines elektro-adaptiven Bereichs gemäß Anspruch 16 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Brillenglasvorrichtung mit zumindest einem elektro-adaptiven Bereich, in welchem optische Eigenschaften der Brillenglasvorrichtung elektrisch steuerbar sind, bereitgestellt, wobei

- die Brillenglasvorrichtung derart ausgelegt ist, daß die optischen Eigenschaften in einem vorbestimmten oder vorbestimmbaren Steuerbereich unabhängig von den optischen Eigenschaften in einem Umgebungsbereich, elektrisch steuerbar sind;
- es sich bei dem Steuerbereich und bei dem Umgebungsbereich jeweils um einen Teilbereich des elektro-adaptiven Bereichs handelt,
- der Steuerbereich und der Umgebungsbereich keine gemeinsamen Bereiche aufweisen, wobei sich der geometrische Schwerpunkt des Steuerbereichs an der Position des Durchblickpunktes befindet,
- der Steuerbereich eine elektro-adaptive Gradientenlinse bildet, wobei der Brechungsindex vom geometrischen Zentrum radial nach außen- zu oder abnimmt und
- der Steuerbereich eine Fläche zwischen 10 mm² und 100 mm² aufweist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Brillenglasvorrichtung mit zumindest einem elektro-adaptiven Bereich, in welchem optische Eigenschaften der Brillenglasvorrichtung elektrisch steuerbar sind, bereitgestellt, wobei

- die Brillenglasvorrichtung derart ausgelegt ist, daß die optischen Eigenschaften in einem vorbestimmten oder vorbestimmbaren Steuerbereich unabhängig von den optischen Eigenschaften in einem Umgebungsbereich, elektrisch steuerbar sind;
- es sich bei dem Steuerbereich und bei dem Umgebungsbereich jeweils um einen Teilbereich des elektro-adaptiven Bereichs handelt,
- der Steuerbereich und der Umgebungsbereich keine gemeinsamen Bereiche aufweisen, wobei sich der geometrische Schwerpunkt des Steuerbereichs an der Position des Durchblickpunktes befindet,
- der Steuerbereich eine elektro-adaptive Gradientenlinse bildet, wobei der Brechungsindex vom geometrischen Zentrum radial nach außen- zu oder abnimmt und
- der Steuerbereich in einem Mikro- bis Millisekundenbereich veränderbar ist.

Somit umfaßt der elektro-adaptive Bereich zwei gesonderte Bereiche, den Steuerbereich und den Umgebungsbereich, wobei es sich bei dem Umgebungsbereich im wesentlichen um den elektro-adaptiven Bereich ohne den Steuerbereich handelt. Vorteilhafterweise ist eine erfindungsgemäße Brillenglasvorrichtung derart ausgelegt, daß ein Teilbereich des elektro-adaptiven Bereichs, welcher als Steuerbereich bezeichnet wird, gezielt elektrisch ansteuerbar ist. Die elektrische Ansteuerung kann durch elektrischen Strom und/oder elektrische Spannung erfolgen, um die optischen Eigenschaften des Steuerbereichs zu steuern. Insbesondere sind die optischen Eigenschaften des Umgebungsbereichs, d.h. des verbleibenden elektro-adaptiven Bereichs, im wesentlichen von der Änderung der optischen Eigenschaften des Steuerbereichs unabhängig.
Anhand der Brillenglasvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden daher nicht die optischen Eigenschaften, wie beispielsweise der optische Brechungsindex, des gesamten elektro-adaptiven Bereiches gesteuert, sondern lediglich die optischen Eigenschaften des Steuerbereichs. Folglich kann in dem Steuerbereich, d.h. in einem Teilbereich des elektro-adaptiven Bereichs, eine maximale Brechungsindexänderung erreicht werden, welche bei herkömmlichen Vorrichtungen lediglich über den gesamten elektro-adaptiven Bereich erreicht wird. Vorteilhafterweise ist daher, verglichen mit dem Stand der Technik, eine vergleichbare Brechungsindexänderung über eine kleinere Fläche, nämlich der Fläche des Steuerbereichs, erzielbar. Hierdurch ist in dem Steuerbereich eine größere optische Wirkung (Brechkraft) erzeugbar als dies bei herkömmlichen Vorrichtungen, welche die maximale Brechungsindexänderung bzw. den zur Verfügung stehenden Brechungsindexhub über den gesamten elektro-adaptiven Bereich verteilen.
Der elektro-adaptive Bereich kann vorzugsweise eine dünne Flüssigkristallschicht aufweisen. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung kann der Brechungsindex des Flüssigkristalls verändert werden. Dabei ist die Änderung des Brechungsindex aufgrund von Materialeigenschaften des Flüssigkristalls bzw. aufgrund der angelegten Spannung beschränkt. Folglich kann bei vorbestimmter elektrischer Spannung, welche an dem elektro-adaptiven Bereich angelegt wird, ein bestimmter Wirkungsanstieg über den Bereich des elektro-adaptiven Elements erreicht werden. Wird jedoch die gleiche Spannung an einen vorzugsweise kleinen Teilbereich des elektro-adaptiven Bereichs, den Steuerbereich, angelegt, kann die gleiche Brechungsindexzunahme über eine kleinere räumliche Ausdehnung erzeugt werden, wodurch eine größere optische Wirkung erreicht wird, als dies beispielsweise über den gesamten elektro-adaptiven Bereich möglich ist.
Vorzugsweise umfaßt die Brillenglasvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch eine Steuereinrichtung. Mittels der Steuereinrichtung kann der vorbestimmte oder vorbestimmbare Steuerbereich des elektro-adaptiven Bereichs gezielt gewählt bzw. angesteuert werden. In anderen Worten kann anhand der Steuereinrichtung eine elektrische Spannung bzw. ein elektrischer Strom derart angelegt werden, daß die optischen Eigenschaften in dem Steuerbereich gesteuert werden können. Insbesondere kann mittels der Steuereinrichtung die Position bzw. die Größe des Steuerbereichs bestimmt bzw. gesteuert werden. Vorzugsweise können mittels der Steuereinrichtung die optischen Eigenschaften des Steuerbereichs, beispielsweise durch Variationen der angelegten elektrischen Spannung bzw. des angelegten elektrischen Stroms, gesteuert werden. Die optischen Eigenschaften des Umgebungsbereiches bleiben dabei im wesentlichen unbeeinflußt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eines Aspekts, können Position, Größe und/oder die optischen Eigenschaften des Steuerbereichs zeitlich verändert bzw. gesteuert werden. Zeitlich veränderbar heißt in diesem Sinne vorzugsweise, daß ein Zeitraum, in welchem Position, Größe und/oder die optischen Eigenschaften des Steuerbereichs veränderbar bzw. steuerbar sind im Mikro- bis Millisekunden-Bereich liegt. Insbesondere können Position, Größe und/oder die optischen Eigenschaften des Steuerbereichs derart schnell geändert bzw. verändert bzw. gesteuert werden, daß beispielsweise die Position des Steuerbereichs an die Position eines Durchblickpunktes angepaßt werden kann bzw. können. Bei dem Durchblickpunkt handelt es sich im Sinne dieser Erfindung um einen Schnittpunkt eines Sehstrahls bzw. Fixierlinie mit der augenseitigen Fläche der Brillenglasvorrichtung gemäß der in der DIN EN ISO 13666:1998 angegeben Definition. Hinsichtlich weiterer Fachbegriffe wird auf einschlägige Normen, insbesondere die DIN EN ISO 13666:1998 verwiesen. Ferner hinsichtlich verwendeter Fachbegriffe wird ferner auf das Buch „Optik und Technik der Brille“ von Heinz Dieps und Ralf Blendowske verwiesen, welches 2002 bei Optische Fachveröffentlichung GmbH, Heidelberg, erschienen ist und insoweit ein integraler Bestandteil der vorliegenden Anmeldung darstellt.
Es ist auch möglich, daß die Anpassung der Brillenglasvorrichtung an einen Brillenträger durch einen Optiker durchgeführt wird, wobei beispielsweise die optischen Eigenschaften der Brillenglasvorrichtung an die Rezeptwerte des Trägers angepaßt werden. Bei Verschlechterung der Sehleistung beispielsweise über einen Zeitraum von Monaten oder Jahren kann diese Verschlechterung der Sehleistung von einem Optiker durch Änderung der optischen Eigenschaften der Brillenglasvorrichtung angepaßt werden. Insbesondere bedeutet zeitlich veränderbar im Sinne dieser Erfindung, daß über einen Zeitraum von Monaten bzw. Jahren optische Eigenschaften der Brillenglasvorrichtung vorzugsweise regelmäßig beispielsweise von einem Optiker an veränderte Sehfehler eines Benutzers angepaßt werden.
Ferner ist es möglich, daß der Optiker die Brillenglasvorrichtung einmalig auf die Bedürfnisse des Benutzers der Brillenglasvorrichtung einstellt, wobei beispielsweise ein nicht umkehrbarer Prozeß durchgeführt wird. Insbesondere können die optischen Eigenschaften des Steuerbereichs permanent geändert werden. Beispielsweise wird die Brillenglasvorrichtung mit vorbestimmten optischen Eigenschaften gefertigt und beim Verkauf beispielsweise durch den Optiker einmalig an die Rezeptwerte des Benutzers angepaßt, was ebenfalls zeitlich veränderbar bedeutet.
Vorzugsweise ist der elektro-adaptive Bereich an einer augenseitigen Fläche, an einer objektseitigen Fläche und/oder zwischen der augenseitigen Fläche und der objektseitigen Fläche angeordnet, wobei besonders bevorzugt der elektro-adaptive Bereich im wesentlichen flächenartig gestaltet ist.
Weiterhin vorzugsweise umfaßt die Brillenglasvorrichtung eine Eye-tracking-Einrichtung, welche ausgelegt ist, durch Detektion einer Augenposition bzw. - bewegung einen Sehstrahl zu ermitteln. Hierbei kann mittels der Brillenglasvorrichtung bzw. der Eye-tracking-Einrichtung ein Durchblickpunkt bestimmt werden, wobei der Durchblickpunkt einem Schnittpunkt des Sehstrahls und der augenseitigen Fläche des elektro-adaptiven Bereichs entspricht. Die Position des Steuerbereichs ist derart steuerbar, daß der Steuerbereich den Durchblickpunkt umfaßt. Der geometrische Schwerpunkt des Steuerbereichs befindet sich an der Position des Durchblickpunktes.
Bei dem geometrischen Schwerpunkt des Steuerbereichs handelt es sich um den Punkt, der dem Massenschwerpunkt des Steuerbereichs entspricht, unter der Annahme, daß der Steuerbereich im wesentlichen flächenartig ist, d.h. im wesentlichen zweidimensional ist, und der Steuerbereich eine im wesentlichen konstante Dichte aufweist. Der Vektor GSP des geometrische Schwerpunkts kann anhand des Flächenintegrals über die Fläche des Steuerbereichs berechnet werden: $GSP = \int_{F l \ddot{a} c h e} r ρ d F,$
wobei es sich bei p insbesondere um eine konstante Einheitsflächendichte des Steuerbereichs, bei dF um ein Flächenelement und bei r um einen Ortsvektor der Fläche des Steuerbereichs handelt. Folglich kann der geometrische Schwerpunkt analog dem Massenschwerpunkt berechnet werden, wobei anstelle einer konstanten Massen-Volumen-Dichte eine konstante Massen-Flächen-Dichte verwendet wird und als Masse des Steuerbereichs eine Einheitsmasse angenommen wird. Vorteilhafterweise kann in einer bevorzugten Ausführungsform der Brillenglasvorrichtung der vorliegenden Erfindung im wesentlichen zu jedem Zeitpunkt die Blickrichtung des Benutzers festgestellt werden und im wesentlichen an dem Durchblickpunkt der Brillenglasvorrichtung die optischen Eigenschaften des Steuerbereichs im wesentlichen an die Rezeptwerte des Benutzers angepaßt werden. Es ist daher nicht notwendig, die optischen Eigenschaften des gesamten elektro-adaptiven Bereichs an die Rezeptwerte des Benutzers anzupassen. Vielmehr ist es lediglich notwendig, in einem kleinen Teilbereich des elektro-adaptiven Bereichs, dem Steuerbereich, die optischen Eigenschaften an die Rezeptwerte anzupassen. Da die optischen Eigenschaften lediglich in dem Steuerbereich angepaßt werden, ist vorteilhafterweise die Anpassung der optischen Eigenschaften sehr flexibel. Beispielsweise kann eine hohe optische Wirkung aufgrund der kleinen Fläche des Steuerbereichs erreicht werden. Die Brillenglasvorrichtung ist vorzugsweise derart ausgelegt, daß die Anpassung der Position des Steuerbereichs an den Durchblickpunkt sehr schnell durchgeführt werden kann. Die Anpassung der optischen Eigenschaften des Steuerbereichs kann somit in einer Zeitspanne erfolgen, in welcher das Auge bewegt wird. Folglich ist für den Benutzer die Anpassung bzw. Steuerung der optischen Eigenschaften im wesentlich nicht erkennbar. Insbesondere ergibt sich für den Benutzer im wesentlichen die gleiche Wahrnehmung, als ob die optischen Eigenschaften im gesamten elektro-adaptiven Bereich angepaßt wären.
Eine erfindungsgemäße Brillenglasvorrichtung gestattet vorzugsweise die Korrektur von Abbildungsfehlern eines Auges eines Trägers, wobei die Korrekturwirkung in dem Steuerbereich aufgebracht wird. Es ist aber weiterhin auch möglich, daß die Brillenglasvorrichtung vorgegebene optische Eigenschaften aufweist, welche in dem Steuerbereich verändert werden. Beispielsweise kann in dem Steuerbereich ein bereits vorhandener Brechungsindex der Brillenglasvorrichtung erhöht werden. Es ist aber vorteilhafterweise auch möglich, daß Abbildungsfehler, welche beispielsweise in dem Brillenglas der Brillenglasvorrichtung vorhanden sind, ausgeglichen werden. Somit sind beispielsweise bei der Herstellung der Brillenglasvorrichtung bzw. des Brillenglases der Brillenglasvorrichtung größere Fehlertoleranzen erlaubt, da diese in dem Steuerbereich elektronisch im wesentlichen ausgeglichen werden können.
Vorzugsweise können Position, Größe und/oder die optischen Eigenschaften des Steuerbereichs mittels zumindest einer elektrisch leitfähigen Elektrode geregelt bzw. gesteuert werden. Besonders bevorzugt umfaßt die Brillenglasvorrichtung eine Vielzahl von elektrisch leitfähigen Elektroden, wobei die elektrisch leitfähigen Elektroden vorzugsweise in bzw. an dem elektro-adaptiven Bereich angeordnet sind. Vorzugsweise bedeckt der elektro-adaptive Bereich die augenseitige Fläche bzw. die objektseitige Fläche der Brillenglasvorrichtung bzw. des Brillenglases der Brillenglasvorrichtung nicht vollständig, wobei jedoch vorzugsweise eine Vielzahl von elektrisch leitfähigen Elektroden vorzugsweise regelmäßig angeordnet sind und eine augenseitige Fläche bzw. eine objektseitige Fläche der Brillenglasvorrichtung bzw. des Brillenglases der Brillenglasvorrichtung im wesentlichen vollständig bedecken.
Bevorzugt ist der Steuerbereich des elektro-adaptiven Bereichs im wesentlichen kreisförmig, besonders bevorzugt weist der Steuerbereich eine Fläche zwischen etwa 35 mm² und 55 mm² auf.
Vorzugsweise entspricht der Steuerbereich zwischen etwa 0,2% bis etwa 3,6%, besonders bevorzugt zwischen etwa 0,7% bis etwa 2,0% der Gesamtfläche des elektro-adaptiven Bereichs, bei einem Standardbrillenglas, welches einen Durchmesser von etwa 60mm bis etwa 80mm aufweist. Der Flächenanteil des Steuerbereichs an der Gesamtfläche des elektro-adaptiven Bereichs nimmt bei einer größeren Gesamtfläche des elektro-adaptiven Bereichs entsprechend ab.
Vorzugsweise ist die Größe des Steuerbereichs derart gewählt, daß der Steuerbereich im wesentlichen einen Bereich bzw. eine Fläche der Brillenglasvorrichtung bzw. des Brillenglases der Brillenglasvorrichtung umfaßt, welcher bzw. welche von einem Öffnungsstrahlengang eines Auges eines Benutzers für direktes Sehen durchstoßen wird. Beispielsweise weist der Öffnungsstrahlengang eine im wesentlichen kegelförmige Form auf.
Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung ausgelegt, den Steuerbereich derart zu steuern, dass in einer standardisierten Gebrauchsstellung der Brillenglasvorrichtung eine Projektion des Steuerbereichs auf die Oberfläche der Scheitelpunktkugel im wesentlichen eine Fläche zwischen etwa 35mm² und 55mm², aufweist, wobei es sich bei der Scheitelpunktkugel um eine Kugel handelt, deren Mittelpunkt mit dem Augendrehpunkt zusammenfällt und deren Radius gleich einem Abstand des Augendrehpunkts von dem Scheitelpunkt in einer standardisierten Gebrauchsstellung der Brillenglasvorrichtung ist.
Bei der standardisierten Gebrauchsstellung der Brillenglasvorrichtung handelt es sich um eine Stellung, bei welcher der Abstand zwischen Augendrehpunkt und Scheitelpunkt des Brillenglases etwa 28,5 mm beträgt mit einem Hornhautscheitelabstand von etwa 15 mm. Die Vorneigung des Brillenglases bzw. der Brillenglasvorrichtung beträgt etwa 8°, der Fassungsscheibenwinkel etwa 0°. Ferner wird ein standardisierter Brillenträger mit einer standardisierten Pupillendistanz von etwa 63 mm angenommen.
Vorzugsweise weist der Steuerbereich des elektro-adaptiven Bereichs diffraktive optische Eigenschaften auf. Beispielsweise kann in dem Steuerbereich ein Amplitudengitter mittels lokaler Strukturen dynamisch erzeugt werden, welche periodisch alternierenden Bereichen von maximaler Transmission und nicht durchlässigen Gitterpunkten bzw. Gitterflächen entsprechen. Alternativ kann beispielsweise ein lokal adaptives Phasengitter erzeugt werden, indem über eine lokale Veränderung des Brechungsindex eine Phasenmodulation der transmittierten Welle erreicht wird, sodass durch konstruktive Interferenz im Beugungsmaximum erster Ordnung eine diffraktive Strahlablenkung erfolgt. Vorzugsweise wird die lokale diffraktive Struktur aus im wesentlichen konzentrischen Ringen gebildet, so daß durch eine im wesentlichen rotationssymmetrische Brechkraftverteilung ein im wesentlichen stetiger Übergang zu einer inhärenten Wirkung der Brillenglasvorrichtung erzeugt wird.
Besonders bevorzugt weist der Steuerbereich des elektro-adaptiven Bereichs im wesentlichen die Eigenschaften einer Gradientenlinse auf. Hierbei kann der Brechungsindex vorzugsweise vom Durchblickpunkt bzw. vom geometrischen Schwerpunkt, d.h. im wesentlichen der Mitte des Steuerbereichs, radial nach außen zu- bzw. abnehmen. Der Brechungsindex ist hierbei eine Funktion des radialen Abstands vom geometrischen Schwerpunkt bzw. der Mitte des Steuerbereichs.
Weiterhin vorzugsweise umfaßt die Brillenglasvorrichtung eine Vielzahl von elektro-adaptiven Elementzellen, wobei der Steuerbereich des elektro-adaptiven Bereichs zumindest eine elektro-adaptive Elementzelle besonders bevorzugt eine Vielzahl von elektro-adaptiven Elementzellen umfaßt. Beispielsweise kann der elektro-adaptive Bereich eine im wesentlichen flächige Schicht eines Flüssigkristalls umfassen bzw. im wesentlichen aus einer im wesentlichen flächigen Schicht eines Flüssigkristalls bestehen, wobei beispielsweise ein Elektrodengitter an dem im wesentlichen flächigen Flüssigkristall angeordnet ist. Eine Elementzelle entspricht dann im wesentlichen einem Raumbereich des Flüssigkristalls, in welchem durch Anlegen einer elektrischen Spannung an dem Elektrodengitter ein vorbestimmter Brechungsindex erreicht werden kann. Insbesondere handelt es sich bei einer elektro-adaptiven Elementzelle um eine kleinste Flächeneinheit, welche durch das Elektrodengitter angesteuert werden kann, d.h. um die kleinste Flächeneinheit, in welcher ein vorbestimmter optischer Brechungsindex erreicht werden kann.
Alternativ ist es auch möglich, daß lediglich eine geringe Anzahl von Elektroden an bzw. in dem Flüssigkristall angeordnet ist, und eine Spannung derart an die Elektroden angelegt werden kann, daß in dem Steuerbereich eine im wesentlichen kontinuierliche Verteilung des Brechungsindex des Flüssigkristalls erreicht wird.
Alternativ ist es auch möglich, daß der elektro-adaptive Bereich eine Vielzahl von elektro-adaptiven Elementzellen umfaßt, wobei jede elektro-adaptive Elementzelle im wesentlichen eine abgegrenzte Einheit bildet. Jede der elektro-adaptiven Elementzellen kann beispielsweise eine im wesentlichen unabhängige Electro-Wetting-Zelle sein, d.h. eine Zelle nach dem sogenannten Electro-Wetting-Prinzip, sein, wobei jede der elektro-adaptiven Elementzellen mit Spannung durch eine Elektrode versorgt wird. Jede der elektro-adaptiven Elementzellen nach dem Electro-wetting-Prinzip umfaßt beispielsweise zwei im wesentlichen transparente Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Brechungsindizes und gleicher Dichte wobei eine der Flüssigkeiten nicht polar und die andere polar ist. Durch Anlegen einer Spannung an der Electro-Wetting-Zelle kann eine Mikrolinse aufgrund der Form der beiden nicht mischbaren Flüssigkeiten gebildet wird. Die Größe einer solchen Zelle nach dem Electro-Wetting-Prinzip kann im wesentlichen der Größe des Steuerbereichs entsprechen. Es ist aber auch möglich, daß der Steuerbereich eine Vielzahl solcher Linsen umfaßt, wobei die optischen Eigenschaften des Steuerbereichs dadurch verändert werden, daß Spannungen an den Zellen nach dem Electro-Wetting-Prinzip angelegt bzw. gesteuert werden.
Vorzugsweise sind die elektro-adaptiven Elementzellen in die Brillenglasvorrichtung, besonders bevorzugt in das Brillenglas der Brillenglasvorrichtung eingebettet.
Weiterhin bevorzugt sind die elektro-adaptiven Elementzellen an einer Fläche der Brillenglasvorrichtung, besonders bevorzugt an einer Fläche des Brillenglases der Brillenglasvorrichtung angeordnet.
Besonders bevorzugt sind die elektro-adaptiven Elementzellen im wesentlichen regelmäßig angeordnet, so daß die Brillenglasvorrichtung, besonders bevorzugt das Brillenglas der Brillenglasvorrichtung, im wesentlichen vollständig von elektro-adaptiven Elementzellen bedeckt ist. In anderen Worten liegt jeder Durchblickpunkt in einer elektro-adaptiven Elementzelle, so daß sich zwischen den Elementzellen im wesentlichen kein Freiraum befindet.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Brille mit zumindest einer Brillenglasvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung von zumindest einer Brillenglasvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Brille, wobei die optischen Eigenschaften des Steuerbereichs des elektro-adaptiven Bereichs individuellen Brillenträgerdaten eines Brillenträgers angepaßt werden.
Vorzugsweise kann eine Position und/oder eine Größe des Steuerbereichs jeweils entsprechend einer Blickrichtung, d.h. entsprechend einem Durchblickpunkt des Benutzers der Brillenglasvorrichtung angepaßt werden. Vorteilhafterweise können daher in dem Steuerbereich, welcher im wesentlichen den Durchblickpunkt umfaßt, die optischen Eigenschaften der Brillenglasvorrichtung im wesentlichen an Rezeptwerte des Brillenträgers angepaßt werden. Weiterhin vorteilhafterweise kann die Position des Steuerbereiches im wesentlichen in einem Zeitraum verändert werden, in welchem der Durchblickpunkt durch Änderung der Blickrichtung verändert wird. In anderen Worten bewegt sich die Position des Steuerbereichs im wesentlichen simultan mit der Position des Durchblickpunktes.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben zumindest eines elektro-adaptiven Bereichs zumindest einer erfindungsgemäßen Brillenglasvorrichtung mit den Schritten:

- Bereitstellen zumindest einer Brillenglasvorrichtung;
- Steuern des Steuerbereichs des zumindest einen elektro-adaptiven Bereichs, derart, daß die optischen Eigenschaften des Steuerbereichs den Rezeptwerten eines Brillenträgers im wesentlichen entsprechen.

Vorzugsweise werden gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren die optischen Eigenschaften des Steuerbereichs des elektro-adaptiven Bereichs individuellen Brillenträgerdaten eines Brillenträgers entsprechend angepaßt.
Vorzugsweise umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren folgende weitere Schritte:

- Detektieren eines Sehstrahls mittels eines Eye-tracking-Systems;
- Ermitteln eines Durchblickpunkts, wobei es sich bei dem Durchblickpunkt um den Schnittpunkt des Sehstrahls mit der augenseitigen Fläche des elektro-adaptiven Bereichs handelt;
- Positionieren des Steuerbereichs derart, daß der Steuerbereich die Position des Durchblickpunkts im wesentlichen umfaßt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von begleitenden Zeichnungen bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft beschrieben. Es zeigt

1 eine Frontansicht einer bevorzugten Brille umfassend eine Brillenglasvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine Frontansicht einer Brillenglasvorrichtung gemäß 1;
3 eine bevorzugte Ausführungsform des Steuerbereichs gemäß 1;
4 eine Schnittansicht entlang der Linie II der 1 einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit herkömmlicher Krümmung der Brillenglasvorrichtung;
5 eine Schnittansicht entlang der Linie II der 1 einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit großer Krümmung der Brillenglasvorrichtu ng.

1 zeigt eine schematische Frontansicht einer bevorzugten Brille 1 mit einer Brillenglasvorrichtung 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Brillenglasvorrichtung 10 umfaßt ein herkömmliches Brillenglas 12 mit einem elektro-adaptiven Bereich 14. Der elektro-adaptive Bereich 14 wird beispielsweise durch Anbringen einer dünnen Schicht eines Flüssigkristalls an eine augenseitige Fläche 16 des Brillenglases 12 erzeugt. Ferner umfaßt der elektro-adaptive Bereich 14 ein Elektrodengitter, welches aus einer Vielzahl von Elektroden 18 besteht. Weiterhin ist in 1 ein Steuerbereich 20 dargestellt. Der Steuerbereich 20 stellt einen Teilbereich des elektro-adaptiven Bereichs 14 dar, wobei der Steuerbereich 20 in dieser bevorzugten Ausführungsform vorzugsweise neun elektro-adaptive Elementzellen 22 umfaßt. Ferner ist in 1 der geometrische Schwerpunkt GSP des Steuerbereichs 20 dargestellt, welcher im wesentlichen mit einem Durchblickpunkt DP zusammenfällt. Ein verbleibender Bereich des elektro-adaptiven Bereichs 14 ist der Umgebungsbereich 24.
Die bevorzugte Brillenglasvorrichtung 10 umfaßt weiterhin eine Eye-Tracking-Einrichtung 26, welche ausgelegt ist, eine Blickrichtung eines Auges (nicht gezeigt) zu detektieren und den Durchblickpunkt DP aus der Blickrichtung zu bestimmen. Eine Steuereinrichtung 28 ist im wesentlichen ausgelegt, aus der Vielzahl von elektro-adaptiven Elementzellen 22 des elektro-adaptiven Bereichs 14 diejenigen elektro-adaptiven Elementzellen 22 vorzugsweise mit elektrischem Strom bzw. elektrischer Spannung zu versorgen, welche im wesentlichen von dem Steuerbereich 20 umfaßt sind. In der vorliegenden Ausführungsform umfaßt der Steuerbereich 20 beispielsweise neun elektro-adaptive Elementzellen 22, wobei die Steuereinrichtung 28 im wesentlichen diejenigen elektro-adaptiven Elementzellen 22 über die Elektroden 18 mit elektrischer Spannung bzw. elektrischem Strom aus einer Batterie 30 versorgt, welche im wesentlichen an die elektro-adaptive Elementzelle 22 angrenzen, welche den Durchblickpunkt DP umfaßt. Vorzugsweise weisen die elektro-adaptiven Elementzellen 22 der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt auf. Der Steuerbereich 20 weist daher ebenfalls einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt auf, wobei die elektro-adaptive Elementzelle 22 im Zentrum des Steuerbereichs 20 den Durchblickpunkt DP umfaßt.
2 zeigt die Brillenglasvorrichtung 10 der 1, wobei sich die Position des Durchblickpunkts DP hinsichtlich der 1 geändert hat. Entsprechend der veränderten Position des Durchblickpunktes DP wurde auch die Position des Steuerbereichs 20 verändert. Wieder umfaßt der Steuerbereich 20 neun elektro-adaptive Elementzellen 22, welche im wesentlichen in Form eines Quadrats angeordnet sind, wobei die zentrale Elementzelle 22, d.h. die Elementzelle 22, welche im wesentlichen an dem geometrischen Schwerpunkt GSP des Steuerbereichs 20 angeordnet ist, den Durchblickpunkt DP umfaßt. Der Durchblickpunkt DP und der geometrische Schwerpunkt GSP des Steuerbereichs 20 sind im wesentlichen gleich.
Vorzugsweise bildet der Steuerbereich 20 eine elektro-adaptive Gradientenlinse. Der Brechungsindex nimmt hierbei vom Zentrum, d.h. im wesentlichen vom geometrischen Schwerpunkt GSP, radial nach außen zu bzw. ab. Der Brechungsindex n ist hierbei eine Funktion des radialen Abstands r vom geometrischen Schwerpunkt GSP. Beispielsweise kann diese Funktion folgendermaßen gewählt werden: $n (r) = \sum_{i} a_{i} \cdot r^{i}$
Bevorzugt ist, wenn a₀ ungefähr dem Brechungsindex des Brillenglases 12 entspricht, d.h. a₀ ≈ n_G, a₁ sollte möglichst klein sein, vorzugsweise gilt |a₁| ≤10 und a₂ sollte sich im folgenden Bereich bewegen $a_{2} \leq \frac{(Z + D)}{d_{M}},$
wobei gilt:

n_G = Brechungsindex des Brillenglases 12,
Z = Zusatzwirkung,
d_M = Dicke der Flüssigkristallschicht und
D = Wirkung des Brillenglases 12

₂

Die Zusatzwirkung Z, beispielsweise einer Flüssigkristallschicht des Steuerbereichs 20 errechnet sich näherungsweise allgemein nach: $Z \approx D_{2 Z} + \frac{D_{1 Z}}{1 - \frac{d_{M}}{a_{0}} D_{1 Z}} - \frac{2 a_{2} d_{M}}{1 - \frac{d_{M}}{a_{0}} D_{1 Z}} = D_{2 Z} + D_{1 Z} N e - 2 a_{2} d_{M} N e, mit$

D1Z =: Flächenbrechwert der Vorderfläche des Steuerbereichs 20,
D2Z =: Flächenbrechwert der Rückfläche des Steuerbereichs,
dm =: Mittendicke des Steuerbereichs 20 und
Ne =: Eigenvergrößerung des Steuerbereichs 20.

Weist der Steuerbereich 20 vorzugsweise eine Schicht aus Flüssigkristall mit einer Schichtdicke d_m ≈ 20 µm und einem Durchmesser von etwa 4 mm auf und beträgt der maximale Brechungsindexhub Δn ≈ 0,25, so wird näherungsweise eine Zusatzwirkung von Z≈2,5 dpt erzielt.
Zur Erzeugung der Zusatzwirkung muß a₀ nicht mit dem Brechungsindex n_G des Brillenglases 12 zusammenfallen, sondern kann im wesentlichen beliebig gewählt werden. Entspricht die Zusatzwirkung a₀ etwa dem Brechungsindex n_G des Brillenglases 10, treten störende Reflexe nicht auf, welche bei einer großen Differenz zwischen a₀ und dem Brechungsindex n_G des Brillenglases 12 vorhanden sein können. Vorzugsweise gilt daher: a₁ ≈ 0 und $a_{2} \approx \frac{- Z}{2 \cdot d_{M}},$
besonders bevorzugt gilt: $a_{1} = 0 und a_{2} = \frac{- Z}{2 \cdot d_{M}} .$
Vorteilhafterweise ist es auch möglich, Abbildungsfehler höherer Ordnung zu korrigieren. In herkömmlichen Brillengläsern ist dies nur bedingt möglich, da jede Durchblickstelle bereits einen bestimmten Brechungsindex für das blickende Auge aufweisen muß und daher keine Freiheitsgrade vorhanden sind, um beispielsweise Koma und/oder sphärische Aberration zu korrigieren. Mittels der vorliegenden Erfindung ist es vorteilhafterweise möglich, im wesentlichen an der Durchblickstelle bzw. an dem Durchblickpunkt DP nicht nur eine Fehlsichtigkeit eines Brillenträgers zu korrigieren, sondern auch optische Fehler des Brillenglases 12 an dem Durchblickpunkt DP zu korrigieren bzw. optische Eigenschaften des Brillenglases 12 an dem Durchblickpunkt zu verändern.
Abbildungsfehler höherer Ordnung können beispielsweise mittles folgender Verfahren berechnet werden.

- Vorgabe einer Blickrichtung, eines Objektpunktes und/oder eines Punktes auf der Vorder- oder Rückfläche des Brillenglases. Anhand eines dieser Punkte und des Augendrehpunktes 36 (4) ist ein Strahlengang eindeutig definiert und anhand von Strahldurchrechnung kann ein Hauptstrahl HS ( 4) berechnet werden.
- Berechnung einer Lage einer Aperturblende, indem eine Eintrittspupille des Auges 32 (4) je nach Blickrichtung um den Augendrehpunkt 36 (4) rotiert wird. Die Mitte der Aperturblende liegt auf dem Hauptstrahl HS ( 4). Folglich ergibt sich für jede Blickrichtung eine neue Lage der Aperturblende.
- Berechnung des Öffnungsstrahlengangs SG (4), durch Berechnung von Strahlen ausgehend von einem Objekt (nicht gezeigt) mit unterschiedlichen Öffnungswinkeln.
- Berechnung einer Wellenfront in der Eintrittspupille aus dem genannten Strahlen und entsprechenden optischen Weglängen.
- Darstellung der Wellenfront mittels Zernikepolynome.
- Berechnung von Abbildungsfehlern anhand von Koeffizienten der Zernikepolynome, wobei für jede Blickrichtung unter anderem Astigmatismus, Brechungsindex, Koma und/oder sphärische Aberration erhalten werden.

Zur Korrektur von Abbildungsfehlern höherer Ordnung können die Koeffizienten a_i mit i > 2 verwendet werden. Es können sowohl die Abbildungsfehler höherer Ordnung korrigiert werden, welche durch das Brillenglas 12 erzeugt werden, als auch diejenigen, welche das Auge 32 selbst aufweist. Vorteilhafterweise kann dadurch ein Visus von 2,0 oder größer erzeugt werden.
Ferner kann das Brechungsindexprofil, d.h. eine Brechungsindexverteilung des adaptiven Bereichs, abhängig vom Abstand vom Durchblickpunkt DP bzw. vom geometrischen Schwerpunkt GSP, so gesteuert werden, daß der Brechungsindex des Umgebungsbereichs 24 im wesentlichen dem Brechungsindex des Brillenglases 12 entspricht und ein im wesentlichen sprunghafter, d.h. nicht stetiger Übergang des Brechungsindex vom Steuerbereich 20 auf den Umgebungsbereich 24 vorliegt. Folglich hat auch die Wirkung und somit das gesehene Bild einen Sprung. Dieser Bildsprung ist von Bifokalgläsern bekannt und stellt kein Problem dar.
Es ist aber auch möglich, daß der Brechungsindexübergang vom Steuerbereich 20 zum Umgebungsbereich 24 im wesentlichen stetig verläuft. Vorteilhafterweise tritt dabei kein Bildsprung auf.
Weiterhin vorzugsweise kann gegebenenfalls auch eine Astigmatismuskorrektur durch den Steuerbereich 20 des elektro-adaptiven Bereichs 14 durchgeführt werden.
Weiterhin vorteilhafterweise kann das Brillenglas 12 lediglich einfache sphärische oder torische Flächen aufweisen und Abbildungsfehler bzw. Sehfehler des Benutzers des Brillenglases 12 bzw. der Brillenglasvorrichtung 10 anhand des Steuerbereichs 20 des elektro-adaptiven Bereichs 14 durchgeführt werden. Der Verlauf des Gradienten des Brechungsindex n sieht vorzugsweise folgendermaßen aus: $n (u, v) = \sum_{i, j = 0}^{n} a_{i j} u^{i} v^{j}$

u =: Abstand vom Durchblickpunkt DP in Richtung einer sphärischen Wirkung,
v =: Abstand vom Durchblickpunkt DP in Richtung einer astigmatischen Wirkung.

Damit gelten, analog zu der radialen Brechungsindexfunktion, wie oben beschrieben, folgende Näherungsformeln für die ersten Entwicklungsglieder der Potenzreihe: $a_{10} \approx a_{01} \approx 0$
und $a_{02} \approx - \frac{Z_{s p h} + Z_{c y l}}{2 d_{M}} und a_{20} \approx - \frac{Z_{s p h}}{2 d_{M}} .$
Vorzugsweise gilt $a_{10} = a_{01} = 0 und$
$a_{02} = - \frac{Z_{s p h} + Z_{c y l}}{2 d_{M}} und a_{20} = - \frac{Z_{s p h}}{2 d_{M}} .$
Höhere Glieder der Potenzreihen haben im wesentlichen keinen Einfluß auf die optische Wirkung in der Mitte des Steuerbereichs 20 und können zur Korrektur verbleibender Abbildungsfehler verwendet werden.
Zur Erzeugung der Zusatzwirkung muß a₀ bzw. a₀₀ nicht mit dem Brechungsindex n_G des Brillenglases 12 zusammenfallen, sondern kann beliebig gewählt werden, wobei jedoch bei einem großer Wert der Differenz von n_G - a₀ eventuell störende Reflexe auftreten können.
Weiterhin müssen die elektro-adaptiven Elementzellen 22 keinen im wesentlichen quadratischen Querschnitt aufweisen. Vielmehr ist es möglich, daß die elektro-adaptiven Elementzellen 22 beispielsweise einen sechseckigen Querschnitt aufweisen, wie schematisch in 3 dargestellt. Der elektro-adaptive Bereich 14 umfaßt dabei vorzugsweise eine Vielzahl von elektro-adaptiven Elementzellen 22, welche gleichmäßig, d.h. im wesentlichen ohne Zwischenraum zwischen den einzelnen elektro-adaptiven Elementzellen 22, in bzw. an dem elektro-adaptiven Bereich 14 angeordnet sind. In dem Steuerbereich 20 des elektro-adaptiven Bereichs 14 wird lediglich eine vorbestimmte Anzahl, beispielsweise neunzehn elektro-adaptive Elementzellen 22 von der Steuereinrichtung 28 mit elektrischer Spannung bzw. elektrischem Strom versorgt. Vorzugsweise sind achtzehn elektro-adaptive Elementzellen 22 im wesentlichen symmetrisch um eine zentrale elektro-adaptive Elementzelle 22 angeordnet, wobei die zentrale elektro-adaptive Elementzelle 22 den Durchblickpunkt DP umfaßt. Der Steuerbereich 20 des elektro-adaptiven Bereichs 14 weist daher einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf.
Anstelle eines Flüssigkristallfilms und eines Elektrodengitters ist es auch möglich, daß der elektro-adaptive Bereich 14 eine Vielzahl von elektro-adaptiven Elementzellen 22 aufweisen, wobei jede elektro-adaptive Elementzelle 22 nach dem Electro-Wetting-Prinzip funktioniert.
4 zeigt eine Schnittansicht der bevorzugten Ausführungsform der Brillenglasvorrichtung 10 gemäß 1 entlang der Linie II. Ferner zeigt 4 schematisch ein Auge 32, wobei ein Öffnungsstrahlengang SG eingezeichnet ist. Der Öffnungsstrahlengang SG schneidet das Brillenglas 12 bzw. den elektro-adaptiven Bereich 14 in einem Durchblickbereich 34, wobei der Durchblickbereich 34 im wesentlichen mit dem Steuerbereich 20 übereinstimmt. Der Durchblickpunkt DP fällt im wesentlichen mit dem geometrischen Schwerpunkt GSP des elektro-adaptiven Bereiches 14 zusammen. Ferner zeigt 4 den Umgebungsbereich 24 des elektro-adaptiven Bereichs 14, welcher im wesentlichen der Bereich des elektro-adaptiven Bereichs 14 ist, welcher nicht von dem Steuerbereich 20 umfaßt wird.
Die Fläche des Steuerbereichs 20 ist bei im wesentlichen gleichem bzw. im wesentlichen konstantem Öffnungsstrahlengang SG abhängig von einem Krümmungsradius R der augenseitigen Fläche 16 des Brillenglases 12. Dies hat insbesondere große Bedeutung bei sogenannten Sportbrillen, bei denen insbesondere im Randbereich des Brillenglases 12 ein kleiner Krümmungsradius R auftreten kann, wie dies beispielsweise in 5 dargestellt ist. Dadurch wird die Fläche des Durchblickbereichs 34, verglichen zur herkömmlichen Brillengläsern 12, wie beispielsweise in 4 dargestellt, beispielsweise verkleinert. Folglich wird auch der Steuerbereich 20 des elektro-adaptiven Bereichs 14 verkleinert, da der Steuerbereich im wesentlichen dem Durchblickbereich 34 entspricht. Insbesondere wird der Steuerbereich 20 im wesentlichen an den Durchblickbereich 34 angepaßt. In 4 und 5 ist daher lediglich der Durchblickbereich 34 eingezeichnet, nicht jedoch der Steuerbereich 20. Die Größe des Steuerbereichs 20 und daher auch die Größe des Durchblickbereichs 34 entspricht im wesentlichen einer Schnittfläche des Brillenglases 12 mit dem im wesentlichen kegelförmigen Öffnungsstrahlengang SG.
Bezugszeichenliste

1: Brille
10: Brillenglasvorrichtung
12: Brillenglas
14: elektro-adaptiver Bereich
16: augenseitige Fläche
18: Elektrode
20: Steuerbereich
22: elektro-adaptive Elementzelle
24: Umgebungsbereich
26: Eye-tracking System
28: Steuereinrichtung
30: Batterie
32: Auge
34: Durchblickbereich
36: Augendrehpunkt
DP: Durchblickpunkt
GSP: geometrischer Schwerpunkt
SG: Öffnungsstrahlengang
HS: Hauptstrahl
R: Krümmungsradius

Claims

Brillenglasvorrichtung mit zumindest einem elektro-adaptiven Bereich, in welchem optische Eigenschaften der Brillenglasvorrichtung elektrisch steuerbar sind, wobei - die Brillenglasvorrichtung derart ausgelegt ist, daß die optischen Eigenschaften in einem vorbestimmten oder vorbestimmbaren Steuerbereich unabhängig von den optischen Eigenschaften in einem Umgebungsbereich, elektrisch steuerbar sind, - es sich bei dem Steuerbereich und bei dem Umgebungsbereich jeweils um einen Teilbereich des elektro-adaptiven Bereichs handelt, - der Steuerbereich und der Umgebungsbereich keine gemeinsamen Bereiche aufweisen, - sich der geometrische Schwerpunkt des Steuerbereichs an der Position des Durchblickpunktes befindet, - der Steuerbereich eine elektro-adaptive Gradientenlinse bildet, wobei der Brechungsindex vom geometrischen Zentrum radial nach außen- zu oder abnimmt und - der Steuerbereich eine Fläche zwischen etwa 10mm² und 100mm² aufweist.
Brillenglasvorrichtung mit zumindest einem elektro-adaptiven Bereich, in welchem optische Eigenschaften der Brillenglasvorrichtung elektrisch steuerbar sind, wobei - die Brillenglasvorrichtung derart ausgelegt ist, daß die optischen Eigenschaften in einem vorbestimmten oder vorbestimmbaren Steuerbereich unabhängig von den optischen Eigenschaften in einem Umgebungsbereich, elektrisch steuerbar sind, - es sich bei dem Steuerbereich und bei dem Umgebungsbereich jeweils um einen Teilbereich des elektro-adaptiven Bereichs handelt, - der Steuerbereich und der Umgebungsbereich keine gemeinsamen Bereiche aufweisen, - sich der geometrische Schwerpunkt des Steuerbereichs an der Position des Durchblickpunktes befindet, - der Steuerbereich eine elektro-adaptive Gradientenlinse bildet, wobei der Brechungsindex vom geometrischen Zentrum radial nach außen- zu oder abnimmt und - der Steuerbereich in einem Mikro- bis Millisekundenbereich veränderbar ist.
Brillenglasvorrichtung nach Anspruch 1, wobei Position, Größe und/oder die optischen Eigenschaften des Steuerbereichs zeitlich veränderbar ist oder sind.
Brillenglasvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der elektro-adaptive Bereich an einer augenseitigen Fläche, einer objektseitigen Fläche und/oder zwischen der augenseitigen Fläche und der objektseitigen Fläche der Brillenglasvorrichtung angeordnet ist.
Brillenglasvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der elektro-adaptive Bereich flächenartig gestaltet ist.
Brillenglasvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei - die Brillenglasvorrichtung eine Eye-tracking-Einrichtung umfaßt, welche ausgelegt ist, durch Detektion einer Augenposition und/oder -bewegung einen Sehstrahl des Auges zu ermitteln, - die Eye-tracking-Einrichtung ausgelegt ist, einen Durchblickpunkt zu bestimmen, wobei der Durchblickpunkt ein Schnittpunkt des Sehstrahls mit einer augenseitigen Fläche des elektro-adaptiven Bereichs entspricht und - die Position des Steuerbereichs derart steuerbar ist, daß der Steuerbereich den Durchblickpunkt umfaßt.
Brillenglasvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Position, Größe und/oder die optischen Eigenschaften des Steuerbereichs mittels zumindest einer elektrisch leitfähigen Elektrode gesteuert werden kann oder können.
Brillenglasvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Brillenglas eine Vielzahl von elektrisch leitfähigen Elektroden umfaßt.
Brillenglasvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung ausgelegt ist, den Steuerbereich derart zu steuern, daß in einer standartisierten Gebrauchsstellung der Brillenglasvorrichtung eine Projektion des Steuerbereichs auf die Oberfläche der Scheitelpunktkugel eine Fläche zwischen etwa 10mm² und 100mm², insbesondere zwischen etwa 35mm² und 55mm², aufweist, wobei es sich bei der Scheitelpunktkugel um eine Kugel handelt, deren Mittelpunkt mit dem Augendrehpunkt zusammenfällt und deren Radius gleich einem Abstand des Augendrehpunkts von dem Scheitelpunkt in einer standardisierten Gebrauchsstellung der Brillenglasvorrichtung ist.
Brillenglasvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Steuerbereich diffraktive optische Eigenschaften aufweist.
Brillenglasvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Steuerbereich die Eigenschaften einer Gradientenlinse aufweist.
Brillenglasvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, ferner umfassend eine Vielzahl von elektro-adaptiven Elementzellen, wobei der Steuerbereich zumindest eine elektro-adaptive Elementzelle umfaßt.
Brillenglasvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Steuerbereich eine Vielzahl von elektro-adaptiven Elementzellen umfaßt.
Brille umfassend zumindest eine Brillenglasvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
Verwendung von zumindest einer Brillenglasvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 in einer Brille, wobei die optischen Eigenschaften des Steuerbereichs individuellen Brillenträgerdaten eines Brillenträgers entsprechend angepaßt werden.
Verfahren zum Betreiben eines elektro-adaptiven Bereiches einer Brillenglasvorrichtung umfassend die Schritte: - Bereitstellen einer Brillenglasvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13; - Steuern des Steuerbereichs des elektro-adaptiven Elements, derart, daß die optischen Eigenschaften des Steuerbereichs vorbestimmten Rezeptwerten eines Brillenträgers entsprechen, wobei - sich der geometrische Schwerpunkt des Steuerbereichs an der Position des Durchblickpunktes befindet und - der Steuerbereich eine elektro-adaptive Gradientenlinse bildet, wobei der Brechungsindex vom geometrischen Zentrum radial nach außen- zu oder abnimmt.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die optischen Eigenschaften des Steuerbereichs individuellen Brillenträgerdaten eines Brillenträgers entsprechend angepaßt werden.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, ferner umfassend die Schritte: - Detektieren eines Sehstrahls mittels eines Eye-tracking-Systems; - Ermitteln eines Durchblickpunktes, wobei es sich bei dem Durchblickpunkt um den Schnittpunkt des Sehstrahls mit der augenseitigen Fläche des elektro-adaptiven Bereichs handelt; - Positionieren des Steuerbereichs derart, daß der Steuerbereich die Position des Durchblickpunktes umfaßt.