DE102009053467A1

DE102009053467A1 - Ophthalmische Linse mit peripherer Brechkraftvariation

Info

Publication number: DE102009053467A1
Application number: DE102009053467A
Authority: DE
Inventors: Daniel Dr. Vazquez Martinez; Helmut Altheimer; Anne Dr. Seidemann; Martin Zimmermann; Dietmar Dr. Uttenweiler
Original assignee: Rodenstock GmbH
Current assignee: Rodenstock GmbH
Priority date: 2008-11-14
Filing date: 2009-11-16
Publication date: 2010-07-08
Anticipated expiration: 2029-11-17
Also published as: DE102009053467B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine ophthalmische Linse, insbesondere in Brillenglas, mit peripherer Brechkraftvariation, ein computerimplementiertes Verfahren, ein Computerprogrammprodukt und ein System zum Optimieren und/oder Fertigen einer solchen ophthalmischen Linse. Insbesondere weist die ophthalmische Linse, vorzugsweise Brillenlinse, eine progressive periphere Brechkraftvariation auf beiden Seiten eines Sehkorridors auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine ophthalmische Linse bzw. Glas bzw. ein Augenglas, insbesondere eine Brillenglas, mit peripherer Brechkraftvariation bzw. -änderung, ein computerimplementiertes Verfahren, ein Computerprogrammprodukt und ein System zum Optimieren und/oder Herstellen solch einer ophthalmischen Linse, insbesondere Brillenglases.
Bisher wurden verschiedene optische Wirkungen bezüglich Verträglichkeit und Komfort ophthalmischer Linsen, insbesondere Brillengläser hinsichtlich ihres Einflusses auf Myopie und/oder Hyperopie sowie deren Progression bzw. Entwicklung in Abhängigkeit der optischen und physiologischen Mechanismen, die eine Progression bzw. ein Voranschreiten, insbesondere Verschlechterung, erklären oder verlangsamen sollen, untersucht.
So wurde insbesondere Myopie als eine Folge eines starken und andauernden Akkommodationsbedarfs auf Grund von übermäßiger Naharbeit untersucht. Gemäß dieser Idee wurde die Verwendung von Gleitsichtgläsern ( WO1999/66366 ; WO2004/068214 ) und Bifokalgläsern ( US2004/6752499 ) vorgeschlagen, um zu verhindern, dass sich die Myopie verstärkt. Wie jedoch in der Studie COMET (Gwiazda, J. et al., Invest Ophthalmol Vis Sci 44, 1492–1500 (2003)) nachgewiesen wurde, ist die Wirkung dieser Art von Behandlung auf die Progression bzw. das Voranschreiten der Myopie sehr gering.
Außerdem wurde Myopie und Hyperopie als eine Folge optischer Abbildungsfehler untersucht. So wurde in verschiedenen Patenten vorgeschlagen, die Progression bzw. das Voranschreiten einer dieser Refraktionsstörungen bzw. -fehler durch Kontrolle der optischen Abbildungsfehler zu minimieren ( US2000/6045578 ; WO2003/0058404 ; WO2004/107024 ; WO2006/113149 ). Es existieren jedoch keine experimentellen Studien, die deren Wirksamkeit beweisen. Zudem ist es in keiner Weise klar, ob die Refraktionsfehler eine Folge von optischen Abbildungsfehlern sind oder umgekehrt (Llorente, L. et al., J Vis 4, 288–298 (2004)).
Außerdem wurde die Kontrolle der Progression bzw. des Voranschreitens von Myopie oder Hyperopie durch gleichzeitiges Bilden eines axialen Bilds auf der Fovea und eines Weiteren vor oder hinter der Netzhaut, das einen Anreiz darstellen würde, zu verhindern, dass die Netzhaut weiter wächst (oder nicht genug wächst), untersucht. Keines der einschlägigen Patente ( WO2006/004440 ; WO2006/034652 ) wurde in die Praxis umgesetzt und zudem erwartet man bei beiden ein schlechtes zentrales bzw. foveales Sehen, da ein Teil des Bildes defokussiert wird. Die Bezeichnung „hinter der Netzhaut” bezieht sich hier auf eine Position, die der Richtung des Lichts folgend, das in das Auge eintritt, weiter von der Hornhaut entfernt ist als die Netzhaut, während „vor der Netzhaut” sich hier auf eine Zwischenposition zwischen der Hornhaut und der Netzhaut bezieht.
Schließlich wurden Myopie und Hyperopie als Folge des peripheren Refraktions- bzw. Brechungsmusters, d. h. des Brechungsmuster an Positionen, die exzentrisch bzw. außermittig zu der Sehachse (der virtuellen Linie, welche die Fovea und das von dem Subjekt bzw. der Person betrachtete Ziel verbindet) sind, untersucht: Somit würde eine insgesamt hyperope periphere Defokussierung das Augenwachstum fördern und folglich würden eine axiale Verlängerung (die zu Myopie führt) und eine insgesamt myope periphere Defokussierung das Augenwachstum verringern (was zu Hyperopie führt). Durch Verwendung des gleichen Mechanismus würde eine auferlegte bzw. aufgezwungene hyperope/myope periphere Defokussierung die Progression bzw. das Voranschreiten von Myopie/Hyperopie verhindern. Das ist die Idee, die hinter mehreren patentierten Linsen bzw. Gläsern steckt ( WO2005/055891 ; WO2007/082268 ; WO2007/092853 ; WO2007/041796 ; WO2007/146673 ). Obwohl es mehrere überzeugende wissenschaftliche Anzeichen für die Wirkung des peripheren Brechungsmusters gibt (Smith, E. L., Invest Ophthalmol Vis Sci 40, 3965–3972 (2005)), lösen diese Patente in therapeutischer Hinsicht nicht angemessen das Problem, Brillenlinsen bzw. -gläser mit einem effektiven peripheren Brechungsmuster herzustellen, die gleichzeitig eine gute und komfortable Sicht in der Hauptblickrichtung bieten.
Das sich aus einem Voranschreiten von Myopie oder Hyperopie ergebende Problem für einen Brillenträger ist der stetig sinkende Tragekomfort für eine einmal angepasste Brille. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit ein Brillenglas sowie ein Verfahren, ein Computerprogrammprodukt und ein System zum Optimieren und/oder Herstellen eines Brillenglases bereitzustellen, mit dem eine anhaltende Verträglichkeit einer Brille verbessert und damit der langfristige Tragekomfort kostengünstig erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Brillenglas sowie ein computerimplementiertes Verfahren, ein Computerprogrammprodukt und System zum Optimieren und Herstellen eines Brillenglases mit den in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche
Somit bietet die Erfindung insbesondere ein Brillenglas, welches umfasst:

– einen zentralen Durchblicksbereich bzw. einen Bereich A1, mit einer im Wesentlichen konstanten Brechkraft, und
– zwei (also einen ersten und einen zweiten bzw. einen temporalen und einen nasalen) durch den zentralen Durchblicksbereich (A1) zumindest teilweise horizontal voneinander getrennte periphere Durchblickbereiche bzw. Bereiche A2 und A3, in denen sich die Brechkraft vom zentralen Durchblicksbereich zumindest teilweise in horizontaler Richtung zum rechten und linken Rand des Brillenglases hin um das gleiche Vorzeichen ändert.

Das heißt insbesondere, dass es eine horizontale Linie durch das Brillenglas gibt, welche jeden der drei Bereiche durchquert und entlang der sich die Brechkraft des Brillenglases ausgehend vom zentralen Durchblicksbereich nach rechts und links, also in den beiden angrenzenden peripheren Durchblicksbereichen, gleichsinnig ändert, d. h. entweder auf beiden Seiten erhöht oder auf beiden Seiten erniedrigt. Die Brechkraft entlang dieser horizontalen Linie weist somit im zentralen Durchblicksbereich zumindest einen lokalen vorzugsweise einen globalen Extremwert auf („global” innerhalb der Brechkraftwerte entlang der Linie).
Besonders bevorzugt ändert sich der Brechwert entlang dieser Linie in den peripheren Durchblicksbereichen vom zentralen Durchblicksbereich bis zum jeweiligen Rand des Brillenglases hin monoton, d. h. ohne Umkehr des Vorzeichens der Änderung, besonders bevorzugt streng monoton, d. h. unter Beibehaltung des Vorzeichens der Änderung.
Vorzugsweise erstreckt sich der zentrale Durchblicksbereich in vertikaler Richtung über zumindest 10 mm, noch mehr bevorzugt über zumindest 20 mm, noch mehr bevorzugt über zumindest 30 mm, am meisten bevorzugt durchgehend von einem oberen Randbereich zu einem unteren Randbereich des Brillenglases. Vorzugsweise bedeutet die „im Wesentlichen konstante Brechkraft” im zentralen Durchblicksbereich, dass die maximale und/oder minimale Brechkraft im zentralen Durchblicksbereich um nicht mehr als etwa 1 dpt, vorzugsweise um nicht mehr als etwa 0,75 dpt, noch mehr bevorzugt um nicht mehr als etwa 0,5 dpt, besonders bevorzugt um nicht mehr als etwa 0,25 dpt, am meisten bevorzugt um nicht mehr als etwa 0,15 dpt vom Mittelwert der Brechkraft im zentralen Durchblicksbereich abweicht.
Die Richtungen „oben” und „unten” am Brillenglas werden insbesondere in üblicher Weise durch dessen Gebrauchsstellung bestimmt bzw. in üblicher Weise durch Markierungen in bzw. an bzw. auf dem Brillenglas festgelegt. Solche Markierungen können in üblicher Weise insbesondere Gravuren und/oder Stempelbilder umfassen und/oder mittels entsprechender Schablonen für das jeweilige Brillenglas reproduziert werden.
Vorzugsweise erstreckt sich der zentrale Durchblicksbereich zumindest teilweise, insbesondere in einem oberen Bereich des Brillenglases, über zumindest etwa 50%, vorzugsweise zumindest etwa 65%, weiter bevorzugt zumindest etwa 80%, noch mehr bevorzugt zumindest etwa 90%, am meisten bevorzugt zumindest etwa 95% der horizontalen Breite des Brillenglases.
Vorzugsweise umfasst der zentrale Durchblicksbereich den gesamten Bereich des Brillenglases oberhalb einer horizontalen Linie, welche in vertikaler Richtung des Brillenglases nicht höher liegt als bei etwa 85%, vorzugsweise etwa 75%, noch bevorzugt etwa 65% der Höhe des Brillenglases. Entlang dieser horizontalen Linie erstreckt sich der zentrale Durchblicksbereich somit durchgehend von einem linken zu einem rechten bzw. von einem temporalen zu einem nasalen Randbereich des Brillenglases. In einem unteren Bereich, insbesondere einem Nahbereich, des Brillenglases hingegen reicht der zentrale Durchblicksbereich des Brillenglases vorzugsweise zumindest teilweise nicht vollständig bzw. durchgängig bis zu den seitlichen Randbereichen, sondern dort schließen sich an den zentralen Durchblicksbereich seitlich die peripheren Durchblicksbereiche an, welche vorzugsweise durch den dazwischen liegenden zentralen Durchblicksbereich zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig voneinander getrennt sind. In einer bevorzugten Ausführungsform bildet der Bereich des zentralen Durchblicksbereichs zwischen den beiden peripheren Durchblicksbereichen einen Korridor, der insbesondere um eine Hauptlinie des Brillenglases herum ausgebildet ist.
Vorzugsweise weicht die Brechkraft im gesamten ersten und/oder zweiten peripheren Durchblicksbereich zumindest etwa 0,15 dpt, vorzugsweise um zumindest etwa 0,25 dpt, weiter bevorzugt um zumindest etwa 0,5 dpt, noch mehr bevorzugt um zumindest etwa 0,75 dpt, am meisten bevorzugt um zumindest etwa 1 dpt vom Mittelwert der Brechkraft im zentralen Durchblicksbereich ab. Vorzugsweise füllen der zentrale Durchblicksbereich und die peripheren Durchblicksbereiche zusammen mit den Grenzlinien zwischen den Bereichen im Wesentlichen das gesamte Brillenglas aus.
Vorzugsweise umfasst der zentrale Durchblicksbereich einen entlang einer Hauptlinie des Brillenglases ausgebildeten Korridor. Dieser Korridor trennt somit vorzugsweise die beiden peripheren Durchblicksbereich horizontal voneinander und verläuft näherungsweise insbesondere entlang einer vertikalen Linie. Dabei weist der Korridor vorzugsweise in jeder seiner vertikalen Positionen eine Breite in horizontaler Richtung des Brillenglases auf, die zumindest 2 mm, vorzugsweise zumindest 3 mm, noch mehr bevorzugt zumindest 4 mm, weiter bevorzugt zumindest 5 mm, besonders bevorzugt zumindest 6 mm, am meisten bevorzugt zumindest 7,5 mm ist. In einem weiteren bevorzugten Aspekt ist die horizontale Breite des Korridors an der schmalsten nicht größer als etwa 15 mm, vorzugsweise nicht größer als etwa 10 mm, noch mehr bevorzugt nicht größer als etwa 8 mm, besonders bevorzugt nicht größer als etwa 6 mm, am meisten bevorzugt nicht größer als etwa 5 mm. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die horizontale Breite des Korridors in einem unteren Bereich des Brillenglases, insbesondere unterhalb von 20%, vorzugsweise 25%, noch mehr bevorzugt 30%, besonders bevorzugt 40% der vertikalen Höhe des Brillenglases nicht größer als etwa 30 mm, vorzugsweise nicht größer als etwa 20 mm, vorzugsweise nicht größer als etwa 15 mm, noch mehr bevorzugt nicht größer als etwa 12 mm, besonders bevorzugt nicht größer als etwa 10 mm, am meisten bevorzugt nicht größer als etwa 8 mm.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform verläuft der Korridor insbesondere in einem Bereich einer vertikalen Höhe zwischen 15% und 35%, vorzugsweise zwischen 10% und 40%, noch mehr bevorzugt zumindest bis 50% der Höhe des Brillenglases im wesentlichen trichterförmig mit einer zunehmenden horizontalen Breite nach oben hin.
Vorzugsweise weist die Brechkraft im gesamten zentralen Durchblicksbereich ein erstes Vorzeichen auf und die periphere Veränderung der Brechkraft in den peripheren Durchblicksbereichen erfolgt in horizontaler Richtung zum rechten bzw. linken Rand des Brillenglases hin in Richtung des anderen Vorzeichens. Damit wird die sphärische Wirkung des Brillenglases insbesondere um den Korridor herum, also insbesondere im Nahbereich, zu den horizontal peripheren Rändern hin abgeschwächt oder sogar umgekehrt.
Vorzugsweise beträgt die maximale Abweichung der Brechkraft in zumindest einem der peripheren Durchblicksbereiche des Brillenglases vom Mittelwert der Brechkraft im zentralen Durchblicksbereich dem Betrag nach zumindest 1 dpt, vorzugsweise zumindest 2 dpt, noch mehr bevorzugt zumindest 3 dpt, am meisten bevorzugt zumindest 4 dpt.
Vorzugsweise ändert sich die Brechkraft in zumindest einem der peripheren Durchblicksbereiche (vorzugsweise in beiden) stetig und der maximale Betrag des Gradienten der Brechkraft in diesem (bzw. in beiden) peripheren Durchblicksbereich beträgt zumindest 0,05 dpt/mm, vorzugsweise zumindest 0,08 dpt/mm, weiter bevorzugt zumindest 0,1 dpt/mm, noch mehr bevorzugt zumindest 0,15 dpt/mm besonders bevorzugt zumindest 0,25 dpt/mm, am meisten bevorzugt zumindest 0,5 dpt/mm. Besonders bevorzugt weist der Gradient der Brechkraft in einem Bereich, insbesondere in allen Bereichen, der peripheren Durchblicksbereichen, der bzw. die nicht weiter vom zentralen Durchblicksbereich entfernt sind als 5 mm einen Betrag von zumindest 0,01 dpt/mm, vorzugsweise zumindest 0,025 dpt/mm, noch mehr bevorzugt zumindest 0,05 dpt/mm, besonders bevorzugt zumindest 0,075 dpt/mm, am meisten bevorzugt zumindest 0,1 dpt/mm auf.
In einem besonderen Aspekt kann ein erfindungsgemäßes Brillenglas, vorzugsweise in einer der bevorzugten Ausführungsformen, insbesondere zur Unterdrückung bzw. zum Mindern bzw. Vorbeugen des Voranschreitens von Myopie und/oder Hyperopie verwendet werden.
In einem weiteren Aspekt bietet die Erfindung ein computerimplementiertes Verfahren zum Optimieren und Herstellen eines Brillenglases für einen Brillenträger insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend:

– Erfassen zumindest eines sphärischen Refraktionsfehlers des Brillenträgers, insbesondere beim Blicken in die Ferne, wobei vorzugsweise auch ein astigmatischer Refraktionsfehler (Zylinder und Achse) erfasst wird; und Optimieren zumindest einer Fläche eines Brillenglases derart, dass die herzustellende Brille aufweist:
– einen zentralen Durchblicksbereich mit einer im Wesentlichen konstanten Brechkraft zur Korrektion des erfassten sphärischen Refraktionsfehlers des Brillenträgers, wobei der zentrale Durchblicksbereich vorzugsweise ausgelegt ist auch den erfassten astigmatischen Refraktionsfehler zu korrigieren, und
– zwei durch den zentralen Durchblicksbereich zumindest teilweise horizontal voneinander getrennte periphere Durchblicksbereiche, in denen sich die Brechkraft vom zentralen Durchblicksbereich zumindest teilweise in horizontaler Richtung zum rechten und linken Rand des Brillenglases hin um das gleiche Vorzeichen ändert. Insbesondere umfasst das Verfahren ein Herstellen des Brillenglases gemäß den optimierten Werten für zumindest eine Brillenglasfläche. Vorzugsweise umfasst das Optimieren ein Minimieren einer Zielfunktion. Hierzu weiter unten näheres ausgeführt.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein System zum Optimieren und vorzugsweise zum Herstellen eines insbesondere erfindungsgemäßen Brillenglases insbesondere nach einer der bevorzugten Ausführungsformen. Dabei ist das System ausgelegt, ein erfindungsgemäßes Verfahren insbesondere nach einer der bevorzugten Ausführungsformen auszuführen.
Außerdem wird ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode bereitgestellt, der, wenn er auf einem Computersystem geladen ist, das System veranlasst, einen oder mehr Schritte gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren insbesondere in einer bevorzugten Ausführungsform davon auszuführen.
Somit biete die Erfindung insbesondere eine ophthalmische Linse, die einen variablen Grad an peripherer Defokussierung in Abhängigkeit von der Augenkonvergenz liefert. Somit ist für mittelweite und/oder mittlere Entfernungen (Hauptblickrichtung) keine absichtliche periphere Defokussierung vorgesehen. Je stärker der Linsenträger jedoch konvergiert (je näher der Brillenräger schaut), desto stärker ist die verursachte periphere Defokussierung. Damit wird beispielsweise die Anregung des axialen Netzhautwachstums in solchen Situationen verhindert/gefördert, in denen das Gesamtsignal von peripherer hyperoper/myoper Defokussierung stärker ist, das heißt bei der Nahsicht.
Insgesamt bietet die Erfindung somit insbesondere eine ophthalmische Linse, vorzugsweise ein Brillenglas, mit einer progressiven periphere Brechkraftvariation auf beiden Seiten eines Sehkorridors. Vorzugsweise erfolgt die periphere Variation der Brechkraft durch einen gleichmäßigen bzw. kontinuierlichen bzw. stetigen Gradienten der Brechkraft. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die periphere Variation der Brechkraft diskontinuierliche Stufen. Vorzugsweise erfolgt die periphere Variation der Brechkraft auf monoton ansteigende Weise. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform erfolgt der monotone Anstieg der Brechkraft zu der Peripherie hin derart, dass der Kreis geringster Zerstreuung (CLC) oder zumindest einer der astigmatischen Fokusse, vorzugsweise beide der astigmatischen Fokusse, an einer Mehrzahl, vorzugsweise an den meisten der exzentrischen Positionen vor der Netzhaut liegen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt die periphere Variation der Brechkraft auf monoton abfallende Weise. Besonders bevorzugt erfolgt der monotone Abfall der Brechkraft zu der Peripherie hin derart, dass der Kreis geringster Zerstreuung (CLC) oder zumindest einer der astigmatischen Fokusse, vorzugsweise beide der astigmatischen Fokusse, an einer Mehrzahl, vorzugsweise an den meisten der exzentrischen Positionen hinter der Netzhaut liegen. Vorzugsweise umfasst die ophthalmische Linse eine Planbrechung und/oder zentrale bzw. foveale Fernabstandsbrechung entlang dem Sehkorridor.
Außerdem betrifft die Erfindung ein computerimplementiertes Verfahren und ein System zum Optimieren und Herstellen einer ophthalmischen Linse gemäß der vorliegenden Erfindung sowie ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der, wenn er auf einem Computersystem geladen ist, das System veranlasst, einen oder mehr Schritte gemäß einem Verfahren der vorliegenden Erfindung auszuführen.
Die Erfindung wird nachfolgenden anhand bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschreiben. Dabei zeigen:
1A ein übliches myopes Auge mit einem längeren Glaskörper als ein emmetropes Auge, wobei die gestrichelte Linie die Bildfläche unter der Annahme einer Korrektur des axialen Defokussierung zeigt;
1B ein übliches hyperopes Auge mit einem kürzeren Glaskörper als ein emmetropes Auge, wobei die gestrichelte Linie die Bildfläche unter der Annahme einer Korrektur des axialen Defokussierung zeigt;
2 die Bildfläche (gestrichelte Linie) beim Blicken in eine mittlere oder mittelferne Entfernung mit weiter entfernten und näheren peripheren Objekten als dasjenige, das die Person gerade ansieht;
3 die Darstellung der resultierenden Bildfläche (gestrichelte Linie) bei erfindungsgemäßen Brillengläsern insbesondere beim Blicken im Bereich eines Korridors bzw. in einem Nahbereich für ein myopes Auge (3A), ein hyperopes Auge (3B) und ein emmetropes Auge (3C) bei einem Risiko entweder myop oder hyperop zu werden;
4 eine beispielhafte Frontalansicht von zwei Brillengläsern mit einem möglichen Design bzw. Verlauf der Hauptlinie, welche in einem unteren Bereich des Brillenglases nasal verschoben verläuft;
5A oben: eine Verteilung des sphärischen Äquivalents (Sph. Äquivalent) in Kartesischen Koordinaten (in Millimetern) eines Brillenglases gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit einer Planokorrektion bzw. einer im wesentlichen konstanten, insbesondere im wesentlichen verschwindenden, Korrektion bzw. Brechkraft in einem Fernbereich bzw. einem oberen Bereich des Brillenglases und in einem Korridor sowie einem lateralen Anstieg der Brechkraft rechts und links vom Korridor; unten: den Verlauf des sphärischen Äquivalents in einem Querschnitt 1–2 entlang der horizontalen Linie der oberen Abbildung bei y = 5 mm;
5B oben: die Verteilung der astigmatischen Wirkung des Brillenglases von 5A im selben Koordinatensystem; unten: den Verlauf des Astigmatismus im Querschnitt bei y = 5 mm;
6A oben: die Verteilung des sphärischen Äquivalents wie in 5A für das selbe Brillenglas; unten: den Verlauf des sphärischen Äquivalents in einem Querschnitt 1–2 entlang der horizontalen Linie der oberen Abbildung bei y = –5 mm;
6B oben: die Verteilung der astigmatischen Wirkung wie in 5B für das selbe Brillenglases; unten: den Verlauf des Astigmatismus im Querschnitt bei y = –5 mm;
7A oben: die Verteilung des sphärischen Äquivalents wie in 5A und 6A für das selbe Brillenglas; unten: den Verlauf des sphärischen Äquivalents in einem Querschnitt 1–2 entlang der horizontalen Linie der oberen Abbildung bei y = –15 mm;
7B oben: die Verteilung der astigmatischen Wirkung wie in 5B und 6B für das selbe Brillenglases; unten: den Verlauf des Astigmatismus im Querschnitt bei y = –15 mm;
8 schematische Darstellungen zweier Brillengläser gemäß bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zur Vorbeugung oder Verhinderung des Voranschreitens von Myopie (a) oder Hyperopie (b) jeweils mit einem zentralen Bereich A1 sowie einem temporalen (T) peripheren Bereich A2 und einem nasalen (N) peripheren Bereich A3;
9 eine Verteilung des sphärischen Äquivalents in Winkelkoordinaten für den Blickwinkel (in Grad) eines Brillenglases gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
10 die Verteilung der astigmatischen Wirkung des Brillenglases von 9 im selben Koordinatensystem;
11A eine Variation des sphärischen Äquivalents entlang einer Linie orthogonal zur Hauptlinie im unteren Bereich bzw. Nahbereich eines Brillenglases gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei sich die Werte des sphärischen Äquivalents in den peripheren Bereichen A2 und A3 gegenüber einem negativen Wert im zentralen Bereich A1 schrittweise ändern;
11B eine Variation des sphärischen Äquivalents entlang einer Linie orthogonal zur Hauptlinie im unteren Bereich bzw. Nahbereich eines Brillenglases gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei sich die Werte des sphärischen Äquivalents in den peripheren Bereichen A2 und A3 gegenüber einem negativen Wert im zentralen Bereich A1 zwischen Bändern schrittweise ändern und innerhalb der Bänder einen Gradienten aufweisen;
12A oben: eine Verteilung des sphärischen Äquivalents in Kartesischen Koordinaten (in Millimetern) eines Brillenglases gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit einer Planokorrektion bzw. einer/einem im wesentlichen konstanten, insbesondere im wesentlichen verschwindenden, Korrektion bzw. sphärischen Äquivalent in einem Fernbereich bzw. einem oberen Bereich des Brillenglases und in einem Korridor sowie einem lateralen Anstieg des sphärischen Äquivalents rechts und links vom Korridor; unten: den Verlauf des sphärischen Äquivalents in einem Querschnitt 1–2 entlang der horizontalen Linie der oberen Abbildung bei y = 5 mm;
12B oben: die Verteilung der astigmatischen Wirkung des Brillenglases von 12A im selben Koordinatensystem; unten: den Verlauf des Astigmatismus im Querschnitt bei y = 5 mm;
13A oben: die Verteilung des sphärischen Äquivalents wie in 12A für das selbe Brillenglas; unten: den Verlauf des sphärischen Äquivalents in einem Querschnitt 1–2 entlang der horizontalen Linie der oberen Abbildung bei y = –5 mm;
13B oben: die Verteilung der astigmatischen Wirkung wie in 12B für das selbe Brillenglases; unten: den Verlauf des Astigmatismus im Querschnitt bei y = –5 mm;
14A oben: die Verteilung des sphärischen Äquivalents wie in 12A und 13A für das selbe Brillenglas; unten: den Verlauf des sphärischen Äquivalents in einem Querschnitt 1–2 entlang der horizontalen Linie der oberen Abbildung bei y = –15 mm;
14B oben: die Verteilung der astigmatischen Wirkung wie in 12B und 13B für das selbe Brillenglases; unten: den Verlauf des Astigmatismus im Querschnitt bei y = –15 mm; und
15 ein beispielhaftes System zur Implementierung eines erfindungsgemäßen Optimierungs- und Herstellungsverfahrens.
Traditionell wurde nur foveales oder zentrales Sehen bei der Untersuchung und Korrektur von Myopie und Hyperopie berücksichtigt. Da beim Menschen die höchste Dichte an Zapfen bei der Fovea vorkommt, wurde der Einfluss des Rests der Netzhaut auf die Mechanismen, die der Entstehung von Refraktionsstörungen bzw. -fehlern zu Grunde liegen, üblicherweise als unwesentlich abgetan. Dessen ungeachtet zeigten die Ergebnisse der Arbeit von Hoogerheide et al. 1971 (Hoogerheide et al., Ophthalmologica 163, 209–215 (1971)), dass der Einfluss des peripheren Brechungsmusters auf die Entstehung von Myopie wichtiger ist als bisher angenommen. Bei dieser Arbeit wurde herausgefunden, dass in einer Gruppe von 442 niederländischen Piloten 77% derjenigen mit einem relativen peripheren hyperopen Muster bezüglich ihres axialen Brechungszustands eine axiale Myopie entwickelten. Dies war jedoch nur bei 6% derjenigen mit einem relativen peripheren myopen Muster der Fall. Neuere Studien (siehe den Bericht in Stone, R. A. und Flitcroft, D. I., Ann Acad Med Singapore 33, 7–15 (2004)) haben bestätigt, dass eine erhebliche Prozentzahl der myopen Augen am Rand bzw. in der Peripherie relativ zum Zentrum hyperop ist, wohingegen das Gegenteil bei den meisten hyperopen Augen der Fall ist. Dies zeigt eine interessante Korrelation zwischen den Vorzeichen von sowohl dem zentralen als auch dem relativen peripheren Brechungszustand. 1A zeigt ein übliches myopes und 1B ein übliches hyperopes Auges mit einem längeren bzw. kürzeren Glaskörper als ein normalsichtiges Auge. Die gestrichelte Linie die Bildfläche unter der Annahme einer korrigierten Axialen Defokussierung. Dabei ist zu erkennen, dass für viele myope Augen diese Fläche eine hyperope Defokussierung in der Peripherie aufweist. Das umgekehrte gilt für viele hyperope Augen, bei denen diese Fläche eine myope Defokussierung in der Peripherie aufweist.
Andererseits hat eine weitere Arbeit aus jüngster Zeit (Smith, E. L., Invest Ophthalmol Vis Sci 40, 3965–3972 (2005)) gezeigt, dass zentrales Sehen weder beim bzw. zum Hervorrufen einer Refraktionssstörung bzw. eines Refraktionsfehlers (Ammetropie), wie Myopie, noch beim bzw. zum Zurückkehren in einen normalen Brechungszustand (Emmetropie) wesentlich ist. Somit spielt das periphere Sehen, obgleich es in unserer täglichen Sehpraxis nur von geringer Bedeutung ist, eine wichtige Rolle in dem Emmetropisierungsprozess, d. h. dem Feedback-Mechanismus, durch den das Auge versucht, seine räumlichen und optischen Merkmale so anzupassen, dass stets ein scharfes zentrales Sehen gegeben ist (Emmetropie). Die vorstehenden Daten und ihre Rolle bei der Progression bzw. beim Voranschreiten von Myopie können dadurch interpretiert werden, dass die Signale betrachtet werden, die von den verschiedenen Teilen der Netzhaut bezüglich des lokalen Vorzeichens einer Defokussierung an jedem dieser Teile gesendet werden. Obwohl die Dichte der meisten Neuronen in der und um die Fovea herum größer ist, stellt die Fovea nur einen sehr kleinen Teil der Netzhaut dar und daher sollte die Anzahl der Netzhautneuronen in der Peripherie höher sein als in der Fovea. Dies würde erklären, dass bzw. warum, obwohl das foveale bzw. zentrale Bild perfekt auf die Netzhaut fokussiert wird, ein hyperopes peripheres Muster das Netzhautwachstum stimulieren würde, wohingegen ein myopes peripheres Muster ein solches Wachstum verlangsamen würde. Somit wird die periphere optische Leistung einer ophthalmischen Linse wirklich wichtig, da sie die Verschlechterung eines gegebenen Brechungszustands entweder fördern oder aufhalten kann, wenngleich sie in beiden Fällen das gleiche gute zentrale Sehen liefert.
Basierend auf den genannten wissenschaftlichen Erkenntnissen wurden mehrere Linsen bzw. Brillengläser patentiert, um ein scharfes zentrales Sehen und gleichzeitig ein peripheres Defokussierungsmuster bereitzustellen, das verhindert, dass sich ein gegebener Brechungszustand verschlechtert ( WO2005/055891 ; WO2007/082268 ; WO2007/092853 , WO2007/041796 ; WO2007/146673 ). Keine dieser Linsen löst jedoch angemessen das Problem, einen guten Kompromiss sowohl zwischen optischen als auch therapeutischen Zielen in allen Hauptblickrichtungen bei Verwendung von Brillengläsern zu liefern. Dies ist ein sehr wichtiger Punkt, da, wenn er nicht erfüllt wird, die resultierenden Linsen nicht ausreichend bequem sind und der Linsenträger, im Allgemeinen ein Kind oder Teenager, ihre Verwendung verweigert.
Die vorliegende Idee beschreibt ein neues Linsendesign, das sich die vorstehend beschriebenen physiologischen und optischen Prinzipien zu Nutze macht und ein effektiver Weg ist, um sowohl ein gutes zentrales Sehen in den Hauptblickrichtungen als auch eine therapeutische Wirkung zu liefern, welche die Progression von Myopie bzw. Hyperopie verhindert und damit zu einer dauerhaft guten Verträglichkeit der Linse bzw. des Glases führt.
Um die theoretischen Grundlagen des neuen Designs zu erläutern, wollen wir jede mögliche Szenerie, die von der Person betrachtet wird, als eine zweidimensionale Verteilung von Abständen von allen Objekten, welche die Szenerie ausmachen, zu dem Auge beschreiben. In einer normalen städtischen Umgebung (wo ca. 70% der Bevölkerung leben) ist beim Sehen auf mittlere Entfernungen eine solche Entfernungskarte bzw. Objektabstandsmodell der Szenerie normalerweise sehr zufällig, wobei so viele Objekte näher und entfernter sind wie von der Person fokussiert werden (im Folgenden nehmen wir axial emmetrop oder emmetropisiert an, d. h. mit einer guten zentralen Sehschärfe). Als ein Ergebnis erzeugen diese Objekte sowohl hyperope als auch myope Stimuli in der peripheren Netzhaut. Angesichts ihrer zufälligen Verteilung erwartet man, dass das Gesamtemmetropisierungssignal von der peripheren Netzhaut näherungsweise Null ist. 2 veranschaulicht die Bildfläche (gestrichelte Linie), die vom Auge gebildet wird, wenn es in eine mittlere Entfernung sieht, während periphere Objekte näher und weiter entfernt sind als die Entfernung in die die Person gerade schaut. Über die Netzhaut verteilt sind sowohl hyperope als auch myope Stimuli.
Das optische Ergebnis ist bei der Nahsicht sehr anders. In diesem Fall (d. h. bei Lesen eines Buchs) ist das Sehfeld in der Regel durch nur ein flaches Objekt ausgefüllt. Somit wird angesichts der üblichen monotonen Merkmale der optischen Augenoberfläche das Bild einer solchen Szenerie eine glatte Oberfläche am bzw. auf dem Auge sein, deren Form von der resultierenden Bildfeldwölbung des Auges für diesen Akkommodationszustand bestimmt wird. Somit wird erwartet, dass abhängig von den relativen Positionen einer solchen Bildoberfläche und der Netzhautoberfläche diese Sehkonfiguration:

1. das Voranschreiten von Myopie steigern kann, wenn ein Großteil der peripheren Bildoberfläche hinter der Netzhaut ist, was einen insgesamt hyperopen Stimulus liefert, der zu einem axialen Netzhautwachstum führt (siehe 1A) („hinter” bezieht sich hier auf eine Position, die der Richtung des Lichts folgend, das in das Auge eintritt, weiter von der Hornhaut entfernt ist als die Netzhaut).
2. das Voranschreiten von Hyperopie steigern kann, wenn ein Großteil der peripheren Bildoberfläche vor der Netzhaut ist, was einen insgesamt myopen Stimulus liefert, der das axiale Netzhautwachstum verhindert bzw. einschränkt (siehe 1B) („vor” bezieht sich hier auf eine Zwischenposition zwischen der Hornhaut und der Netzhaut).
3. die Entwicklung einer Refraktionsstörung verhindern bzw. vermeiden oder verringern kann, wenn ein Großteil der peripheren Bildoberfläche mit der Netzhaut zusammenpasst oder sehr nahe an dieser ist, was keinen insgesamt myopen oder hyperopen Stimulus oder einen sehr schwachen liefert.

Beim Sehen auf weniger nahe Entfernungen wird erwartet, dass die Verteilung von hyperopen und myopen Stimuli auf der peripheren Netzhaut zufälliger ist je weiter entfernt die Person schaut, und weniger zufällig ist je näher sie schaut. Somit wird die Implementierung an bzw. auf einem Brillenglas mit peripherer Brechkraftvariation bzw. -änderung, die dem in Punkt 1 bzw. 2 Beschriebenem entgegenwirkt, immer weniger notwendig je weiter entfernt die Person schaut, und es werden mehr Objekte von dem Auge abgebildet. Dieses Prinzip kann zum Bereitstellen einer Linse, insbesondere eines Brillenglases eingesetzt werden, die bzw. das eine variable periphere Defokussierung abhängig von dem Konvergenzgrad der Augen der Person (dem Grad, der mit der Entfernung der betrachteten Objekte in Verbindung steht) sowie ein bequemes zentrales Sehen entlang der Schnittlinie des Brillenglases mit den Hauptblickrichtungen der Augen liefert, wenn die Augen konvergieren. Die Kombination beider Merkmale verhindert effektiv das Voranschreiten von Myopie bzw. Hyperopie und liefert gleichzeitig ein scharfes zentrales Sehen in den Hauptblickrichtungen mit minimal notwendiger peripherer Defokussierung, was die Tragbarkeit und den Komfort dieser Linsen bzw. Brillengläser verbessert bzw. sicherstellt. In einem Aspekt sieht die Erfindung vor, eine solche Linse, insbesondere ein Brillenglas, für einen nicht therapeutischen Zweck einzusetzen, um die Verträglichkeit und den Tragekomfort beim Verwenden von ophthalmischen Linsen, insbesondere Brillengläsern bzw. einer Brille, über einen langen Zeitraum zu verbessern. In einem Aspekt vermeidet die Erfindung eine unerwünschte Verschlechterung der Sehkraft (Myopie oder Hyperopie) eines Auges, wie sie durch herkömmliche Linsen, insbesondere Brillengläser, verursacht wird.
In Bezug auf frühere Überlegungen bzw. Denkweisen könnte man den Einwand erheben, dass beim Sehen auf große Entfernungen das an bzw. auf der Netzhaut gebildete Bild ebenfalls ziemlich flach ist und dass dies theoretisch auch zu einer insgesamt myopen oder hyperopen peripheren Defokussierung führen könnte. Man sollte jedoch auch berücksichtigen, dass, wenn die durch ein Sehen in die Ferne bewirkte periphere Defokussierung ein Refraktionssproblem wie Myopie hervorrufen kann, ihre Prävalenzraten, also die Quote des Vorherrschens dieser Refraktionsfehler, in vorindustriellen und weniger oder nicht schulisch gebildeten bzw. ausgebildeten Gesellschaften, wo man stärker der Weitsicht als der Nahsicht ausgesetzt war, hätten hoch sein müssen. Dies ist nicht der Fall, weshalb hier darauf geschlossen wird, dass beim Sehen in der Nähe, bei Naharbeitsaktivitäten, eine solche periphere Defokussierung eine große Rolle bei der Entstehung von Brechungsproblemen spielt.
Anhand der Messungen der peripheren Brechungen bei verschiedenen Sehentfernungen, die durch verschiedene mögliche subjektive und/oder objektive Methoden erhalten werden, und der axialen oder fovealen bzw. zentralen Brechung kann eine geeignete periphere Brechkraftvariation entworfen werden, um Myopie oder Hyperopie zu verlangsamen oder zu bekämpfen. Diese Variation kann als ein gleichmäßiger bzw. glatter bzw. stetiger Gradient oder in unterbrochenen bzw. diskontinuierlichen Schritten implementiert werden. In dem Fall einer bereits myopen Person sollte zusätzlich zum Bereitstellen eines guten zentralen Sehens mit der Implementierung der axialen Brechung eine periphere Variation der Brechkraft implementiert werden, so dass die Objekte, die bei bzw. mit unterschiedlichen Exzentrizitätsgraden, also Abständen vom Zentrum, platziert sind, vor der Netzhaut fokussiert werden. 3A veranschaulicht die vorzugsweise resultierende Situation für ein myopes Auge aufgrund einer peripheren Variation der Brechkraft eines Brillenglases. Dabei stellt die gestrichelte Linie die resultierende Bildfläche dar. Auf diese Weise könnte das Voranschreiten von Myopie verhindert, verzögert oder rückgängig gemacht werden. In dem Fall einer bereits hyperopen Person sollte die periphere Variation die exzentrischen Objekte hinter der Netzhaut abbilden (siehe 3B). In dem Fall einer emmetropen Person, bei der es jedoch sehr wahrscheinlich ist, dass sie myop oder hyperop wird, kann eine sanfte bzw. vorsichtige Korrektur für das zentrale Sehen und die periphere Variation der Brechkraft eingebracht werden, so dass die Bilder der exzentrischen Objekte mit der Netzhaut zusammenpassen oder fast zusammenpassen (siehe 3C). In den drei Fällen wird insbesondere berücksichtigt, dass die implementierte Variation der peripheren Brechkraft in Bezug auf die Fovea von dem Konvergenzgrad der Augen der Person abhängt.
Aufgrund des Vorhandenseins von Astigmatismus jenseits des optischen Zentrums der Linse ist normalerweise jedes periphere Bild mit zwei Fokuslinien assoziiert, die das Sturm'sche Intervall begrenzen, das den Kreis geringster Zerstreuung (CLC; CLC = circle of least confusion) oder minimalen Brennpunktdurchmesser enthält. Die Position dieses Kreises geringster Zerstreuung würde dem Fokus einer äquivalenten reinen sphärischen Korrektur entsprechen, die als sphärisches Äquivalent bezeichnet wird. Beim Implementieren des geeigneten peripheren Brechungsmusters kann die Position eines jeden der astigmatischen Fokusse oder des CLC in Bezug auf die Netzhaut verwendet werden, wobei die Wahl abhängig ist von dem Ergebnis der Studien über die therapeutische Effizienz einer jeder dieser Möglichkeiten (i. e. McLean, R. C. and Wallman, J., Invest Ophthalmol Vis Sci 44, 449–457 (2003); Kee, Ch.-S. et al., Invest Ophthalmol Vis Sci 45, 1647–1659 (2004)). Um das Voranschreiten von Myopie zu verhindern, sollte ein geeignetes peripheres Refraktions- bzw. Brechungsmuster zumindest den weiter vorne liegenden der Fokusse vor der Netzhaut platzieren, obwohl es vorteilhafter wäre, den CLC oder beide astigmatische Fokusse in einer solchen Position zu platzieren.
Als nächstes wird erläutert, wie ein graduelles peripheres Muster der Brechkraft wie vorhergehend beschrieben vorzugsweise an einem Brillenglas optisch implementiert wird. Um das zu erklären, werden vorher zwei wichtige Konzepte von ophthalmischem Design beschrieben: die Hauptlinie (HL) (oder: „Main Line of Vision”, MLV) und die Hauptblicklinie (HBL). Unter Hauptlinie wird in üblicher Weise eine im Wesentlichen gerade oder gewunden verlaufende Linie, entlang welcher insbesondere der Brechwert zur fovealen Korrektion vorliegt. Die Hauptlinie verläuft insbesondere im Wesentlichen mittig zum Brillenglas von oben nach unten, d. h. entlang einer im Wesentlichen vertikalen bzw. leicht gekrümmten Richtung. Die Hauptlinie stellt somit insbesondere eine Konstruktionslinie im Koordinatensystem der zu optimierenden (objektseitigen oder augenseitigen) Fläche zur Beschreibung der Sollwerte dar. Der Verlauf der Hauptlinie des Brillenglases, wird so gewählt, dass sie so genau wie möglich der Hauptblicklinie folgt. Ein Verfahren zum Anpassen der Hauptlinie an die Hauptblicklinie wird z. B. in EP 1 277 079 beschrieben. Unter der Hauptblicklinie des Brillenglases wird die Folge der Durchstoßpunkte der Hauptstrahlen durch die jeweilige Brillenglasfläche beim Blick auf eine Linie verläuft, die von Unendlich bis zur Nähe läuft und in derjenigen senkrechten Ebene liegt, die den Abstand der beiden Augendrehpunkte halbiert (s. g. Zyklopenaugenebene). Bei der Brillenglasfläche kann es sich um die objekt- oder augenseitige Fläche handeln (4). Üblicherweise ist die Hauptblicklinie eine Linie, die zum unteren Teil des Glases hin nasal wandert, obwohl andere Designs und Profile dieser Verschiebung abhängig von dem Sehverhalten der Person möglich sind. 4 zeigt den beispielhaften Verlauf der Hauptlinien für zwei Brillengläser bei frontalem Blick zwischen einem Fernbereich FV (far vision) und einem Nahbereich NV (near vision), wobei man die nasale Verschiebung in der unteren Hälfte der Brillengläser erkennen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform eines Brillenglas gemäß der vorliegenden Erfindung ist insbesondere ein Korridor entlang der Hauptlinie ausgebildet, und zwar insbesondere mit der erhaltenen axialen Fernbereichswirkung bzw. -brechung, also insbesondere der für einen Benutzer bzw. Brillenträger bestimmten sphärischen Refraktionskorrektur für den Blick in die Ferne, und einem geringen schiefen oder geringen unerwünschten Astigmatismus, wobei die Breite des Korridors insbesondere ungefähr dem einer mesopischen Pupille entspricht, um ein bequemes zentrales Sehen zu ermöglichen. Auf beiden Seiten der Hauptblicklinie wird eine periphere Variation der Brechkraft implementiert, und zwar am oberen Teil des Glases, insbesondere einem Fernteil des Brillenglases, schwächer und am unteren Teil des Glases, insbesondere einem Nahteil des Brillenglases, stärker (siehe 5).
Eine solche periphere Variation wird für jede Position der Hauptlinie als ein bilateraler monotoner Anstieg oder Abfall der Brechkraft mit zunehmendem Abstand von der Hauptlinie vorzugsweise in ungefähr senkrechten Richtungen zu der Hauptlinie implementiert. Dies ist für einen speziellen Fall in 5–7 gezeigt, wo an jeder Position der Hauptlinie die Brechkraft monoton von der Hauptlinie bis zu der Peripherie des Glases zunimmt oder abnimmt, und zwar abhängig vom Ziel: Sie nimmt zu, wenn es das Ziel ist, eine Progression von Myopie zu verhindern, und sie nimmt ab, wenn es das Ziel ist, die Progression von Hyperopie zu verhindern. Zudem nehmen die maximalen Werte der peripheren Brechkraftvariation vom oberen zum unteren Teil des Brillenglases zu, d. h. wenn die Hauptlinie vom oberen zum unteren Teil des Brillenglases verläuft.
5–7 zeigen ein Beispiel eines Brillenglases gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer Planokorrektion im Fernbereich zu Verhinderung des Voranschreitens von Myopie. Dabei ist in den 5A, 6A und 7A jeweils die Verteilung des sphärischen Äquivalents über das Brillenglas (oben) bzw. in einem Querschnitt (unten) entlang der horizontalen Linie 1–2, also in einem Bereich für die Sicht in die Ferne im oberen Bereich des Brillenglases bei y = 5 mm (5A), in einem Bereich für die Sicht in mittlere Entfernung in einem weiter unten liegenden Bereich des Brillenglases bei y = –5 mm (6A) bzw. in einem Bereich für die Sicht in der Nähe im unteren Bereich des Brillenglases bei y = –15 mm (7A) dargestellt. In den 5B, 6B und 7B sind die jeweils zugehörigen Verteilungen des Astigmatismus auf dem Brillenglas bzw. in den entsprechenden Querschnitten dargestellt.
Die exakte Form des peripheren Profils der Brechkraft und ihre bzw. seine Extremwerte zu jeder Position der Hauptlinie sowie wie der progressive Anstieg des maximalen Werts eines solchen Profils vom oberen zum unteren Teil des Brillenglases beschrieben wird, kann insbesondere abhängen von:

1. der individuellen Fovea und den peripheren Refraktionen jeder Person. Beispielsweise kann basierend auf einigen der wenigen veröffentlichten Arbeiten zu diesem Thema (Wang, Y. et al, Invest Ophthalmol Vis Sci 38, 2134–2143 (1997); Waltman, J. und Winawer, J., Neuron 43, 447–468 (2004)) ein hyperopes Muster des sphärischen Äquivalents von bis zu 3–5 Dioptrien bei 40° Exzentrizität des Sehfelds für myope Personen erwartet werden. Solche Werte und das Profil des peripheren Brechungsmusters können sich jedoch abhängig von der Person ändern und solche Veränderungen sollten vorzugsweise beim Entwerfen der entsprechenden Brillengläser berücksichtigt werden.
2. Anforderungen an das optische Design, wie die Minimierung optischer Abbildungsfehler entlang und außerhalb der Hauptlinie.
3. der Möglichkeit der Berücksichtigung von weicheren Designs mit vorhandenem variablen, peripheren Gradienten der Brechkraft in der gesamten Linse bzw. dem gesamten Brillenglas oder härten Designs (siehe 5–7) mit einem oberen Segment des Brillenglases, wo lediglich die zentrale Fernabstandsbrechung bzw. Fernbereichswirkung berücksichtigt wird. Fachleuten ist klar, dass jegliche analytische oder numerische Beschreibung solcher Profile und Variationen solcher Profile in dieser Idee umfasst sind.

Beim Blick durch anderen Positionen des Brillenglases als denjenigen der Hauptlinie ändert sich das auferlegte periphere Brechungsmuster und kann weniger effektiv werden als beabsichtigt. Vorzugsweise minimieren jedoch zwei Faktoren diesen Effekt::

1. Der Astigmatismus in den Bereichen der Variation der Brechkraft verhindert, dass die Person durch Punkte des Brillenglases schaut, die zu weit von der Hauptlinie entfernt sind, wo die geeignete optische Korrektur für die Person implementiert ist.
2. Das resultierende periphere Brechungsmuster ist hinsichtlich des Voranschreitens von Myopie oder Hyperopie weniger schädlich als ein herkömmliches Einstärkenglas.

In einem bevorzugten Aspekt ist ein peripheres Brechungsprofil gemäß der vorliegenden Erfindung oder einer bevorzugten Ausführungsform davon in der Rückfläche implementiert. In einem anderen Aspekt ist ein peripheres Brechungsprofil gemäß der vorliegenden Erfindung oder einer bevorzugten Ausführungsform davon in der Vorderfläche implementiert. Dies ist besonders vorteilhaft für deren Verwendung als Rohglas, wo weitere Brechungsverfeinerungen auf der Rückfläche implementiert werden können.
Vorzugsweise wird bei dieser Beschreibung der Begriff „Korridor” als der Bereich von im Wesentlichen konstanter Brechkraft und geringem Flächenastigmatismus zwischen den beiden lateralen Bereichen des Brillenglases verstanden, wo ein vorgegebenes peripheres Brechungsmuster implementiert ist. Bezüglich der Form eines solchen Korridors wird insbesondere die Form eines Trichters vorgeschlagen, wie er in 5–7 gezeigt ist, der in seinem oberen Bereich breiter ist und zu einem anderen Bereich von konstanter Breite (vorzugsweise nicht schmäler als der Durchmesser der mesopen Pupille) konvergiert, welcher der Hauptblicklinie (HL bzw. MLV) folgt. Vorzugsweise wird die Breite insbesondere im schmälsten Bereich des Korridors nicht größer als die mesope Pupille gestaltet. Dadurch kann man sich periphere Muster, also die periphere Brechkraftvariation am effizientesten zu Nutze machen. Weiter bevorzugt wird der Korridor nicht schmäler als die mesope Pupille gestaltet. Dadurch wird ein bequemes zentrales Sehen sichergestellt. Einige Variablen bzw. Größen, die bei dem Design des Korridors vorzugsweise berücksichtigt werden, sind:

• der Durchmesser der mesopen Pupille, d. h. der Durchmesser der Pupille bei mittleren Niveaus von Lichtintensität. Solch ein Durchmesser kann bei der Person z. B. vom Arzt oder Optiker gemessen werden oder es kann ein Durchschnittswert zwischen 4 und 5 mm verwendet werden.
• Form der Hauptlinie (HL bzw. MLV): Eine Messvorrichtung oder eine Gruppe von Messvorrichtungen (d. h. Geräte zur Verfolgung des Blicks oder von Kopfbewegungen) kann verwendet werden, um herauszufinden, wie stark die Person konvergiert, um Objekte auf unterschiedlichen Entfernungen und Höhen zu sehen, und um die resultierenden Werte, die in dem Design der Hauptlinie implementiert sind, herauszufinden. Solch eine Hauptlinie kann jedoch auch nur basierend auf dem Pupillenabstand, dem Abstand zwischen den Brillengläsern und den Augen und einigen geometrischen Annahmen zu dem Betrag der Konvergenz entworfen werden, der notwendig ist, um ein Objekt an einer vorgegebenen Position zu fokussieren.
• Höhe des Korridors: Wir können die Höhe des Korridors als den vertikalen Abstand zwischen dem unteren Teil eines solchen Korridors (auch unterer Teil des Brillenglases) und dem vertikalen Punkt der Brillenglases definieren, wo sich das periphere Brechungsmuster von der fovealen bzw. zentralen Korrektur um mehr als 0.25 dpt sphärischen Äquivalents unterscheidet (bei dem Brillenglas von 5–7 wird dies beispielsweise bei y = 5 mm geschehen, wobei y = 0 die optische Mitte des Brillenglases ist). Um eine anhaltend angenehm zu tragende Brille zu erreichen, umfasst der Korridor vorzugsweise zumindest den Bereich des Brillenglases zwischen dessen optischen Mitte und dem unteren Rand. Diese Höhe kann abhängig von den Gewohnheiten der Person modifiziert werden. Wenn die Person beispielsweise sehr viel Zeit vor einem Bildschirm verbringt und Arbeiten auf naher bis mittlerer Entfernung durchführt, kann eine solche Höhe erhöht bzw. zumindest teilweise nach oben verlagert werden, um eine erkennbare periphere Defokussierung bereitzustellen, auch wenn Arbeiten auf naher bis mittlerer Entfernung durchgeführt werden.

Wie bereits erläutert wurde, hängt das exakte Design des peripheren Brechungsmusters von mehreren Variablen ab. Besonders bevorzugt ist jedoch eine Erhöhung/Verringerung des sphärischen Äquivalents von bis zu 3 bis 5 Dioptrien bei 40° Exzentrizität des Sehfelds von der Hauptblicklinie im Bereich des Brillenglases, der für eine Nahsicht entworfen ist. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Brillenglas für zumindest einen Punkt der Hauptlinie eine periphere Variation der Brechkraft, also des sphärischen Äquivalents, derart auf, dass die Erhöhung bzw. Verringerung des sphärischen Äquivalents in einem horizontalen Abstand von 20 mm von diesem Punkt der Hauptlinie in einem Bereich von etwa 1,5 bis 5 Dioptrien, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 2 bis 4 Dioptrien vom Wert des sphärischen Äquivalents an dem entsprechenden Punkt der Hauptlinie abweicht. Dadurch wird ein Voranschreiten von Myopie/Hyperopie besonders effizient verhindert bzw. kontrolliert.
Ein Absolutbetrag der horizontalen Progression bzw. Veränderung der Brechkraft im Bereich von etwa 0,03 bis etwa 0,3 Dioptrie pro Grad, vorzugsweise im Bereich von etwa 0,05 bis etwa 0,2 Dioptrie pro Grad, besonders bevorzugt von etwa 0,1 Dioptrie pro Grad (also insbesondere etwa 1 Dioptrie alle 10 Grad) in horizontaler Blickrichtungsabweichung, insbesondere für alle horizontalen Blickrichtungsabweichung von mehr als 10 Grad vorzugsweise mehr als 8 Grad von der Hauptlinie, für zumindest eine Höhe (also Durchblickshöhe) des Brillenglases ist besonders bevorzugt.
In einem weiteren Aspekt ist es besonders bevorzugt, wenn das Brillenglas zumindest entlang einer horizontalen Linien, insbesondere im unteren Bereich oder in der unteren Hälfte des Brillenglases, einen Betrag der horizontalen Veränderung bzw. Variation der Brechkraft aufweist, der für eine Vielzahl von Punkten, insbesondere für alle Punkte, auf dieser horizontalen Linie mit einem Abstand von zumindest 10 mm, vorzugsweise zumindest 5 mm, von der Hauptlinie des Brillenglases in einem Bereich von etwa 0,03 bis etwa 0,5 Dioptrie/mm, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 0,05 bis etwa 0,3 Dioptrie/mm, noch mehr bevorzugt in einem Bereich von etwa 0,08 bis etwa 0,2 Dioptrie/mm liegt.
Was das periphere Muster auf mittleren Entfernungen betrifft, ist es besonders bevorzugt, nach einem Kompromiss zu suchen, das Ziel der Variation des sphärischen Äquivalents in dem Nahsichtbereich zu erreichen, wobei diese periphere Brechungsvariation entlang dem Bereich, wo der Korridor eine im Wesentlichen konstante Breite aufweist, so konstant wie möglich gehalten wird, und die optischen Abbildungsfehler zu minimieren, wenn solch ein Profil für eine vorgegebene Höhe des Korridors implementiert wird. Es können jedoch auch weiteren Daten von peripheren Brechungsmethoden (siehe z. B. Lundström, L. et al., Opt. Vis. Sci. 82, 298–306 (2005)) (Aberrometrie, Retinoskopie, subjektive Refraktion, exzentrische Photorefraktion, etc.) bei unterschiedlichen Akkommodationszuständen oder die eigene bzw. individuelle Progressionsrate bzw. Rate des Voranschreitens von Myopie/Hyperopie beim Entwerfen des peripheren Brechungsprofils der Brillengläser verwendet werden. Wenn bei einer myopen Person immer noch ein Voranschreiten der Myopie zu verzeichnen ist, nachdem ihr ein Brillenglas mit Erhöhung des sphärischen Äquivalents von 1 dpt alle 10° in dem Nahsichtbereich verschrieben wurde, kann eine solche horizontale Veränderung auf beispielsweise 1,5 dpt alle 10° erhöht werden oder die Höhe des Korridors kann erhöht werden, wenn nachgewiesen ist, dass die Person einen regen Gebrauch von dem Bereich der Linse macht, der für nahe bis mittlere Entfernungen bestimmt ist.
Das Entwerfen von Brillengläsern umfasst vorzugsweise folgende zwei Phasen:

• In einer Phase gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine vorgegebene Abbildung bzw. ein Mapping von Objektvergenzen durch eine Funktion vorgeschlagen, die als „Reziproker Objektabstand” bezeichnet werden soll und die vorzugsweise eine Projektion des zu erzeugenden Refraktionsprofils in dem Objektraum ist, und zwar mit einem Korridor und einem oberen Bereich von im Wesentlichen konstanter Brechkraft (konstante Vergenz des Werts Null in dem Fall einer emmetropen Person) und zwei lateralen Bereich mit einer vorgegebenen Progression bzw. Variation der Brechkraft (in diesem Fall Progression der Objektvergenz).

Die Funktion „Reziproker Objektabstand” wird insbesondere wie folgt beschrieben: Reziproker Objektabstand S[dpt = 1m ] S = f(u, y) = S(u, y), Dimension dpt = 1m
An und/oder entlang und/oder nahe der Hauptblicklinie HL (oder MLV) (u = 0) gilt dabei:
b_HL, a_HL, c, d und m bestimmen oder definieren den Verlauf oder die Position der Hauptblicklinie bzw. Hauptlinie HL und sind vorzugsweise vorbestimmt bzw. vorgegeben.
Wenn c < 0, dann: Nahasymptote (y → –∞) SN = S(u, –∞) = b Fernasymptote (y → ∞) SF = S(u, ∞) = a + b
Die horizontale Variation in der Nahsichtzone wird vorzugsweise mittels einer parabolischen Funktion beschrieben und/oder definiert und/oder bestimmt und/oder genähert: SN(u) = b(u) = bGu2
In einem Aspekt wird b_G im Voraus bereitgestellt oder definiert oder bestimmt, z. B. als ein Startpunkt oder eine Vorbedingung. In einem anderen Aspekt wird b_G basierend auf einem vorgegebenen Wert (u_NZ, S_NZ) bestimmt oder abgeleitet oder berechnet.
Vorzugsweise ändert sich die Fernasymptote nicht wesentlich => S_F ≈ const. SF = const. = aHL + bHL = a(u) + b(u) => a(u) = aHL + bHL – b(u)
Für das in 5 bis 7 gezeigte bevorzugte Brillenglas wurden die folgenden bevorzugten Parameter verwendet: b_HL = 0, a_HL = 0, c = –0.3, d = 7, m = 1, b_G = –0,0069.

• In einer weiteren Phase gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann durch Approximieren bzw. Nähern bzw. Fitten (fitting) einer Rückfläche, die vorzugsweise mit kubischen Spline-Funktionen beschrieben ist, mittels einer Methode der kleinsten Quadrate (least squares method) („Zielfunktion” oder Meritfunktion) das Brillenglas optimiert und erhalten werden, welche die beste Brechkraftverteilung für die vorgeschlagene Funktion oder Objektvergenzen liefert. Bei einer solchen Kleinste-Quadrate-Approximation kann angenommen werden, dass die Person nicht akkommodieren kann, so dass die vorgeschlagene Abbildung von Objektvergenzen vollständig auf die Brechkraftverteilung des Brillenglases übertragen werden kann.

Die „Zielfunktion” (Meritfunktion, die vorzugsweise einen funktionalen Zusammenhang bestimmt, der zu minimieren ist) wird beschrieben als:
bevorzugte allgemeine Formulierung für kleinste Quadrate
(z. B.: Practical Optimization; Gill, Murray, Wright; 1981, ISBN 0-12-283952-8, or NAG-documentation Chapter E04)
In einer bevorzugten Ausführungsform werden zwei oder mehr optische Eigenschaften, beispielsweise refraktive (sphärische) (R_Ist(y_i) – R_Soll(y_i)) und astigmatische (A_Ist(y_i) – A_Soll(y_i)) Abweichung (oder Fehler) in der „Zielfunktion” (Meritfunktion) berücksichtigt. Vorzugsweise werden ein allgemeiner Gewichtungsfaktor (g_i) und/oder ein oder mehr eigenschaftsbezogene Gewichtungsfaktoren (g_ref, g_ast) wie folgt berücksichtigt:
Bezüglich dieses bestimmtes Aspekts wird verwiesen auf „Brillengläser im Sport: Optimierung der Abbildungseigenschaften unter physiologischen Aspekten", Wolfgang Becken; Anne Seidemann; Helmut Altheimer; Gregor Esser; Dietmar Uttenweiler, in: Zeitschrift für Medizinische Physik, Jahrgang 17, Ausgabe. 1, 03–2007, Seite 56–66 (11)) und EP 1 091 233 B1 – „Brillenglas mit astigmatischer Wirkung”, die hierin aufgenommen sind.
Bevorzugte Parameter der in 5 bis 7 gezeigten Linse lauten wie folgt:
Brechzahl = 1.597
Mittendicke = 2.50 mm
Basis- bzw. Grundkrümmung der Vorderfläche = 5.50 dpt
Hornhautscheitelabstand (im Deutschen HSA) = 15 mm
Pupillenabstand = 66 mm
Pantoskopischer Winkel bzw. Neigung = 0°
Durchmesser = 70 mm
Die folgenden optischen Merkmale beziehen sich separat oder in Kombination auf Aspekte bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung. Sie können auf verschiedene Weisen implementiert werden. Die Kombination der folgenden Aspekte ist besonders bevorzugt:
Zumindest drei einzelne bzw. gesonderte Bereiche werden im Brillenglas vorgesehen, wie dies beispielhaft in 8 veranschaulicht ist: ein zentraler Bereich A1 und zwei periphere Bereiche, nämlich ein temporaler peripherer Bereich A2 und ein nasaler peripherer Bereich A3. Dabei liefert vorzugsweise Bereich A1 eine herkömmliche foveale bzw. zentrale Korrektur, wobei die Sphäre und der Zylinder wie herkömmlich beschrieben sind. Insbesondere weist Bereich A1 weist zwei Abschnitte auf: einen oberen Abschnitt, wo er die gesamte Brillenglasbreite umfasst, und einen unteren Abschnitt, wo der Bereich A1 im Wesentlichen entlang der Hauptlinie (HL oder MLV) verläuft bzw. zentriert ist und zwischen dem Bereich A2 und dem Bereich A3 als ein Korridor bzw. Korridoräquivalent platziert ist. Dieser Korridor entspricht dabei nicht notwendigerweise dem Korridor eines herkömmlichen Progressiv- bzw. Gleitsichtglases. Bereich A2 (auf der temporalen Seite des Brillenglases) und Bereich A3 (auf der nasalen Seite des Brillenglases) sind insbesondere zwei laterale optische Bereich, die vorzugsweise die obere Grenze des Brillenglases nicht erreichen und die durch den Bereich A1 voneinander getrennt sind. Sowohl Bereich A2 als auch Bereich A3 zeigen eine Variation der Brechkraft entlang einer geraden Linie orthogonal zu der Hauptlinie (HL oder MLV) von dem Kontaktpunkt mit Bereich A1 bis zu dem Rand der Brillenglases. Diese Variation kann sein: zu stärker positiven (oder schwacher negativen) Werten hin, in dem Fall, dass das Voranschreiten von Myopie verhindert oder gestoppt werden soll (siehe 8.a) oder zu stärker negativen (oder schwächer positiven) Werten hin, in dem Fall, dass das Voranschreiten von Hyperopie verhindert oder gestoppt werden soll (siehe 8.b).
Die folgenden geometrischen und/oder optischen Merkmale können davon abhängig sein oder sich verändern, wie die optischen Merkmale der Linse implementiert sind. Daher bezieht sich die Betrachtung dieser Aspekte auf weitere bevorzugte Ausführungsformen, insbesondere indem einer oder mehrere dieser Aspekte bei der Optimierung bzw. Herstellung des Brillenglases berücksichtigt und insbesondere individuell angepasst wird:

1. Die Proportionen der drei Bereiche im Brillenglas.
2. Die exakte Form der Bereiche A1, A2 und/oder A3.
3. Form und/oder Position der Hauptlinie (HL oder MLV). Besonders bevorzugt wird eine Messvorrichtung oder eine Gruppe von Messvorrichtungen (d. h. Geräte zur Verfolgung des Blicks oder von Kopfbewegungen) bereitgestellt bzw. verwendet, um herauszufinden, wie stark die Person konvergiert, um Objekte auf unterschiedlichen Entfernungen und Höhen zu sehen, und um die resultierenden Werte, die in dem Design der Hauptlinie (HL oder MLV) implementiert sind, herauszufinden. Solch eine Hauptlinie (HL oder MLV) kann jedoch auch nur basierend auf dem Pupillenabstand, dem Abstand zwischen den Linsen und den Augen und einigen geometrischen Annahmen zu dem Betrag der Konvergenz entworfen werden, der notwendig ist, um ein Objekt an einer vorgegebenen Position zu fokussieren.
4. Breite, also horizontale Ausdehnung, des zentralen Bereichs A1 in seinem unteren Abschnitt (Korridor). Besonders bevorzugt wird der Bereich A1 insbesondere in etwa gemäß der Form eines Trichters ausgebildet, der in seinem oberen Bereich breiter ist und zu einem anderen Bereich mit vorzugsweise ungefähr konstanter Breite (vorzugsweise nicht schmäler als der Durchmesser der mesopen Pupille) konvergiert, welcher der Hauptlinie (HL oder MLV) folgt. Insbesondere kann es sinnlos oder ineffizient sein, diese Breite größer zu machen, da man sich dann das periphere Muster nicht mehr so gut zu Nutze machen kann, oder schmäler zu machen, da dann ein bequemes zentrales Sehen verschlechtert würde. Der Durchmesser der Pupille wird vorzugsweise bei mittlerer Lichtintensität bestimmt. Solch ein Durchmesser kann bei der Person z. B. vom Arzt oder Optiker gemessen werden oder es kann ein Durchschnittswert beispielsweise zwischen 4 und 5 mm verwendet werden.
5. Der Übergang des sphärischen Äquivalents zwischen dem zentralen Bereich A1 und den peripheren Bereichen A2 und A3 kann kontinuierlich bzw. stetig und differenzierbar, kontinuierlich bzw. stetig aber nicht differenzierbar oder weder kontinuierlich bzw. stetig noch differenzierbar gewählt werden.
6. Die exakte Form (oder Randbedingungen für die exakte Form) der Isolinien der Brechkraft in den peripheren Bereichen A2 und A3 kann variiert und insbesondere individuell berücksichtigt bzw. angepasst werden. Besonders bevorzugt enden sie an der Innenregion des unteren Abschnitts der Brillenglases im Wesentlichen parallel zu der Hauptlinie (HL oder MLV).
7. Die Größe der Variation des sphärischen Äquivalents in den peripheren Bereichen A2 und A3 in Bezug auf die Brechkraft, die für den zentralen Bereich A1 verschrieben wird. Besonders bevorzugt können jegliche Daten von peripheren Brechungsmethoden (siehe z. B. Lundström, L. et al., Opt. Vis. Sci. 82, 298–306 (2005)) (Aberrometrie, Retinoskopie, subjektive Refraktion, exzentrische Photorefraktion, etc.) bei unterschiedlichen Akkommodationszuständen verwendet werden. Basierend auf der Literatur, die auf diesen Seiten genannt wird, ist jedoch eine Erhöhung/Verringerung des sphärischen Äquivalents von bis zu 3–5 Dioptrien bei 40° Exzentrizität des Sehfelds von der Hauptlinie (HL oder MLV) an dem Bereich der Linse, der für eine Nahsicht entworfen ist, eine gute Strategie, um beispielsweise das Voranschreiten von Myopie/Hyperopie zu verhindern oder zu kontrollieren (eine Progression von 1 Dioptrie alle 10 Grad ist ein guter Kompromiss), da es bei der Nahsicht ist, wo solch ein peripheres Muster am vorteilhaftesten wäre.
8. Die Art und Weise, auf die diese Variation des sphärischen Äquivalents in den peripheren Bereichen A2 und A3 erfolgt, was die Kontinuität und/oder Differenzierbarkeit einer solchen Variation sicherstellt oder nicht.
9. Das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines zusätzlichen, beabsichtigten Astigmatismus in den peripheren Bereichen A2 und A3, um zu verhindern, dass der Benutzer bzw. Brillenträger durch diese Bereiche sieht.
10. Die Technologien, die zur Implementierung der vorhergehend beschriebenen optischen Profile verwendet werden.

Insbesondere basierend auf einem oder mehrerer dieser bevorzugter Randbedingungen bzw. Vorgaben bzw. Einschränkungen und diesen Freiheitsgraden, werden im Folgenden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
Ausführungsform 1
In einer bevorzugten Ausführungsform kann eine Verteilung des sphärischen Äquivalents zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig kontinuierlich bzw. stetig und differenzierbar sein. In einem Aspekt kann diese Art von Design oder Brillenglas wie in Verbindung mit 1 bis 8 oben beschrieben insbesondere mit einer kontinuierlichen bzw. stetigen und differenzierbaren Verteilung des sphärischen Äquivalents über die gesamte Fläche des Brillenglases vorgesehen sein. Zusätzlich zu diesem Design oder Brillenglas wurde ein weiteres bevorzugtes Design oder Brillenglas mit einem stärkeren peripheren Gradienten entwickelt, der die Erfordernisse einer Variation von ca. 1 dpt sphärischen Äquivalents alle 10° des Sehfelds besser erfüllen kann. 9 und 10 zeigen die Verteilung des sphärischen Äquivalents und des Astigmatismus gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in Winkelkoordinaten des Blickwinkels relativ zu der horizontalen und vertikalen Ebene. 12 bis 14 zeigen dieselben Verteilungen in Kartesischen Koordinaten. Diese Ausführungsformen haben den Vorteil einer optischen „Glattheit”, ohne plötzliche Veränderungen der prismatischen Wirkung, und sind relativ leicht herzustellen.
Ausführungsform 2
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das sphärische Äquivalent in separaten Bereichen (z. B. zwei der drei oder mehr als drei Bereiche), vorzugsweise Bereich A1, Bereich A2 und Bereich A3, zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig kontinuierlich bzw. stetig und differenzierbar sein, während das sphärische Äquivalent in dem Übergang (oder an den Grenzen) zwischen den Bereichen nicht kontinuierlich bzw. stetig und/oder nicht differenzierbar ist (oder keine Kontinuitäts- oder Differenzierungsbedingung bzw. -zustand zum Optimieren und/oder Fertigen einer Linse festgelegt ist).
Insbesondere weisen vorzugsweise die peripheren Bereiche A2 und A3 ihr eigenes Design unabhängig von dem des zentralen Bereichs A1 auf (obwohl es einige Herstellungseinschränkungen geben könnte, die der Rück- oder Vorderfläche solcher Bereiche einige Begrenzungen auferlegen könnten).
Das Herstellen unterschiedlicher optischer Designs für die peripheren Bereiche A2 und A3 erlaubt vorzugsweise einen wesentlich geringeren Astigmatismus in diesen Bereichen als bei vorangehenden Designs für die gleiche Größe und Stärke der Variation des sphärischen Äquivalents. Diese Tatsache wird sogar noch deutlicher, wenn nicht einmal Kontinuität bzw. Stetigkeit zwischen dem zentralen Bereich A1 und den peripheren Bereichen A2 und A3 gefordert wird. Ein weiterer Vorteil dieses Designs ist die Tatsache, dass der zentrale Bereich A1 auf eine solche Art und Weise entworfen werden kann, dass der gesamte Bereiche keinen ungewollten Astigmatismus oder Änderung der verschriebenen Brechung aufweist, und zwar hauptsächlich in den Regionen nahe der peripheren Bereiche A2 und A3.
Ein Prisma vorgegebenen Werts kann insbesondere den peripheren Bereichen A2 und A3 hinzugefügt werden, um die plötzliche Änderung der prismatischen Wirkung in dem Übergang zwischen dem Bereich A1 und den Bereichen A2 und A3 zu verhindern oder zu minimieren.
Für die Kontaktzone bzw. den Grenzbereich zwischen dem zentralen Bereich A1 und den peripheren Bereichen A2 und A3 können unterschiedliche Optimierungsalgorithmen implementiert werden, um die optischen und geometrischen Parameter des Brillenglases herauszufinden, die den Mangel an Kontinuität bzw. Stetigkeit oder Differenzierbarkeit der Verteilung des sphärischen Äquivalents an diesen Zonen bzw. Grenzbereichen minimieren, während sie gewisse optische Anforderungen erfüllen, beispielsweise einen vorgegebenen Wert oder Verteilung von Werten des sphärischen Äquivalents in der Region der Bereiche A2 und A3, die an diese Kontaktzone anschließen. Eine Möglichkeit wäre es, dieser anschließenden Region ein konstantes sphärisches Äquivalent aufzuerlegen, das eine Dioptrie positiver ist als die Brechungskorrektur des zentralen Bereichs A1, wenn es die Aufgabe ist, das Voranschreiten von Myopie zu verhindern, zu verlangsamen oder zu stoppen (wenn es die Aufgabe ist, die Progression von Hyperopie zu verhindern, zu verlangsamen oder zu stoppen, dann wäre das Entsprechende, ein konstantes sphärisches Äquivalent aufzuerlegen, das eine Dioptrie negativer ist als die Brechungskorrektur des zentralen Bereichs A1). Eine weitere Möglichkeit ist, eine Verteilung des sphärischen Äquivalents entlang der anschließenden Region zu der Kontaktzone aufzuerlegen, die eine vorgegebene Funktion des horizontalen Abstands zur Hauptlinie (HL oder MLV) ist (die Form dieser Funktion könnte eine solche sein, die 1 Dioptrie alle 10° des Sehfelds oder alle 10 mm der Entfernung von der Hauptlinie (HL oder MLV) ansteigt, wenn es die Aufgabe ist, eine Myopie zu verhindern, zu verlangsamen oder zu stoppen. Wenn es die Aufgabe ist, eine Hyperopie zu verhindern, zu verlangsamen oder zu stoppen, dann könnte die Funktion 1 Dioptrie alle 10° des Sehfelds oder alle 10 mm der Entfernung von der Hauptlinie (HL oder MLV) abnehmen).
Ausführungsform 3
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gibt es keine kontinuierliche bzw. stetige und/oder keine differenzierbare Verteilung des sphärischen Äquivalents in den Bereichen A1, A2 und/oder A3 und keine Kontinuität bzw. Stetigkeit und/oder Differenzierbarkeit in dem Übergang zwischen den Bereichen (oder es ist keine Kontinuitäts- bzw. Stetigkeits- oder Differenzierbarkeitssbedingung zum Optimieren und/oder Fertigen einer Linse festgelegt).
Dieses Konzept ist ähnlich dem von Ausführungsform 2, obwohl wir in diesem Fall annehmen, dass in den Bereichen A2 und A3 Bänder existieren, die nicht kontinuierlich stetig und/oder differenzierbar in ihren Kontakt- bzw. Grenzlinien, also an ihren Übergängen sind. Für die Verteilung des sphärischen Äquivalents in jedem einzelnen der Bänder, wo solch eine Verteilung vorzugsweise kontinuierlich bzw. stetig und insbesondere differenzierbar ist, kann vorgegeben sein:

– ein konstanter Wert des sphärischen Äquivalents mit keinem zusätzlichen beabsichtigten Astigmatismus. Die Sprünge bzw. sprunghafte Änderung der Vergrößerung und der prismatischen Wirkung sollten ausreichen, um zu verhindern, dass der Benutzer bzw. Brillenträger durch diese Bänder blickt (siehe 11A).
– ein konstanter Wert des sphärischen Äquivalents mit einem zusätzlichen beabsichtigten Astigmatismus in jedem einzelnen der Bänder, um zu verhindern, dass der Benutzer bzw. Brillenträger durch diese Regionen blickt.
– ein Gradient des sphärischen Äquivalents (somit wird es immer einen kollateralen bzw. gleichzeitigen Astigmatismus geben) mit keinem zusätzlichen beabsichtigten Astigmatismus (siehe beispielsweise 11B. Eine kontinuierliche bzw. stetige Funktion wäre ebenfalls möglich).
– ein Gradient des sphärischen Äquivalents und einem zusätzlichen beabsichtigten Astigmatismus, falls der Astigmatismus, der durch einen solchen Gradienten erzeugt wird, nicht als „abschreckend” genug angesehen wird.

Mit dieser Ausführungsform kann vorzugsweise jeder ungewollte Astigmatismus in den Bereichen A2 und A3 minimiert und möglichst genau bzw. exakt das periphere Muster bereitgestellt werden, das gewünscht ist. Alle anderen Vorteile von Design 3 treffen auf diesen Fall zu.
Es treffen hier die gleichen Ausführungen zu, wie sie in der Ausführungsform 2 hinsichtlich der Prismenwirkung und der Optimierung der optischen und geometrischen Parameter des Brillenglases gemacht wurden, obwohl sie in diesem Fall für die Grenze zwischen Bereich A1 und den Bereichen A2 und A3 sowie die Grenzen zwischen den unterschiedlichen optischen Bändern der Bereiche A2 und A3 verallgemeinert sind.
Adhäsions- bzw. Haftlinsen bzw. -gläser zum Anbringen auf bzw. an normalen Einstärkengläsern
In dieser Ausführungsform werden insbesondere die optischen Bereiche A2 und A3 dadurch implementiert, dass auf die Vorder- und/oder die Rückfläche eines normalen Einstärkenglases zwei Kunststofflinsen mit den entsprechenden optischen und geometrischen Mustern und Anforderungen aufgebracht werden, die vorhergehend insbesondere in den Ausführungsformen 2 und 3 beschrieben wurden. Diese Linsen werden an den Einstärkengläsern auf eine ähnliche Weise fixiert wie die bereits im Handel erhältlichen HydroTac^TM Linsen (http://www.optxeurope.it/content/view/65/82/lang,en/) oder die 3M^TM Press-On^TM Linsen (http://solutions.3m.com/wps/portal/3M/en_US/MedicalSpecialties/devices/product s/catalog/?PC_7_RJH9U5230GE3E02LECFTDQ80P4_nid=CHT40PQ0W4beGS K95Q855Ngl).
Bevorzugte Technologien zum Implementieren der beschriebenen optischen Profile werden im Folgenden erläutert:

• Formgießen und/oder Schnitzen bzw. Schneiden und Polieren von Brechungsflächen (normales Herstellungsverfahren für ophthalmische Linsen). Beispielsweise im Fall von Design 2 besteht eine Möglichkeit darin, die gleiche Basiskurve bzw. -krümmung für die Vorderfläche aller Bereiche zu haben, zunächst die gesamte Linse mit den Parametern von Bereich A1 zu polieren und dann die Rückflächen der Bereiche A2 und A3 zu polieren (die natürlich eine geringere oder gleiche Dicke wie der Bereich A1 haben sollten). Diese Flächen können entworfen werden, indem zwar die Kontinuität bzw. Stetigkeit aber nicht die Differenzierbarkeit der Dickenprogression in den Kontaktzonen zwischen den Bereichen oder weder die Kontinuität bzw. Stetigkeit noch die Differenzierbarkeit berücksichtigt werden.

Die peripheren Muster der Bereiche A2 und A3 könnten in der Rück- und/oder der Vorderfläche der Linse implementiert werden.

• Mittels eines Gradienten der Brechzahl.
• Durch optische Fresnel-Elemente.
• Durch optoelektronische adaptive optische Vorrichtungen.
• Durch eine beliebige Kombination aller vorhergehenden Technologien.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform (besonderes Design) wird im Folgenden mit Bezug auf 12 bis 14 beschrieben. Die Beschreibung kann sich insbesondere auf die oben beschriebene Ausführungsform 1 beziehen, wobei die Variation des sphärischen Äquivalents stärker ist als diejenige, die in den vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen gezeigt ist. Diese Ausführungsform erfüllt die wahrscheinliche Anforderung einer Variation des sphärischen Äquivalents von 1 dpt alle 10° (beispielsweise) des Sehfelds.
12–14 zeigen Beispiele einer bevorzugten Variation des sphärischen Äquivalents und des Astigmatismus an unterschiedlichen Positionen.
Bevorzugte Parameter dieser Ausführungsformen lauten wie folgt:
Brechzahl = 1.597
Mittendicke = 2.50 mm
Basis- bzw. Grundkrümmung der Vorderfläche = 5.50 dpt
Hornhautscheitelabstand (im Deutschen HSA) = 15 mm
Pupillenabstand = 66 mm
Pantoskopischer Winkel bzw. Neigung = 0°
Durchmesser = 70 mm
Bevorzugte Parameter für die „Reziproker Objektabstand”-Funktion lauten:
b_HL = 0
a_HL = 0
c = –0.3
d = 5
m = 1
Die horizontale Variation in dem Bereich für die Nahsicht wird in diesem Fall vorzugsweise mit einer Gauß-Funktion (beispielsweise) beschrieben:
wobei S_NRand vorzugsweise die ”Reziproker Objektabstand”-Funktion auf und/oder an und/oder nahe dem Rand des Nahsichtbereichs der Linse ist und b_G ein Parameter der Gauß-Funktion zum Spezifizieren der Form der Variation von der Hauptlinie (HL oder MLV) ist. Diese Parameter sind in dieser Ausführungsform (Design) vorzugsweise festgelegt als: SNRand = –8.50 D bG = 4.537
Parameter der Zielfunktion gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden im Folgenden beschrieben. Eine Änderung verglichen mit vorhergehenden Beispielen kann die Verwendung von unterschiedlichen Gewichten (Gewichtungsfaktoren) g_i, g_ref and g_ast der Zielfunktion sein, um dem Erzielen der beabsichtigten Verteilung des sphärischen Äquivalents mehr Wichtigkeit zu verleihen als dem Minimieren des Astigmatismus. Falls erforderlich könnte man wie in dem vorhergehenden Fall die zweidimensionale Verteilung der Gewichte über die Fläche des Brillenglases hinweg vorsehen.
Mit Bezug auf 15 enthält ein exemplarisches System zum Implementieren der Erfindung eine Altzweck- bzw. Universalrechenvorrichtung in Form einer herkömmlichen Rechenumgebung 20 (z. B. Personal Computer), die eine Verarbeitungseinheit 22, einen Systemspeicher 24 und einen Systembus 26 enthält, der verschiedene Systemkomponenten einschließlich des Systemspeichers 24 und der Verarbeitungseinheit 22 koppelt. Die Verarbeitungseinheit 22 kann arithmetische und logische Operationen und/oder Steuer- bzw. Kontrolloperationen durch Zugriff auf den Systemspeicher 24 durchführen. Der Systemspeicher 24 kann Informationen und/oder Instruktionen zur Verwendung in Kombination mit der Verarbeitungseinheit 22 speichern. Der Systemspeicher 24 kann einen flüchtigen und einen nichtflüchtigen Speicher, beispielsweise einen Direktzugriffsspeicher bzw. Random Access Memory (RAM) 28 und einen Festwertspeicher bzw. Read Only Memory (ROM) 30 enthalten. Ein einfaches Eingabe-/Ausgabe-System (BIOS), das die grundlegenden Routinen enthält, die helfen, Informationen zwischen Elementen innerhalb des Personal Computers 20 zu übertragen, beispielsweise beim Start bzw. Hochfahren, kann in dem ROM 30 gespeichert sein. Der Systembus 26 kann eine beliebige Art einer Mehrzahl von Busstrukturen sein, einschließlich eines Speicherbusses oder Speicher-Controllers, eines Peripheriebusses und eines lokalen Busses (local bus), die eine beliebige einer Vielzahl von Busarchitekturen verwenden.
Der Personal Computer 20 kann ferner ein Festplattenlaufwerk 32 zum Lesen aus und Schreiben zu einer Festplatte (nicht gezeigt) und ein externes Plattenlaufwerk 34 zum Lesen aus oder Schreiben zu einem entfernbaren Datenträger bzw. Platte 36 enthalten. Der entfernbare Datenträger kann eine Magnetplatte für ein Magnetplattenlaufwerk oder eine optische Platte bzw. Speicherplatte, wie eine CD ROM, für ein optisches Plattenlaufwerk sein. Das Festplattenlaufwerk 32 und das externe Plattenlaufwerk 34 sind mit dem Systembus 26 durch eine Festplattenlaufwerkschnittstelle 38 bzw. eine externe Plattenlaufwerkschnittstelle 40 verbunden. Die Laufwerke und ihre zugeordneten computerlesbaren Medien bieten eine nichtflüchtige Speicherung computerlesbarer Informationen, Datenstrukturen, Programmmodulen und anderer Daten für den Personal Computer 20. Die Datenstrukturen können relevante Daten der Implementierung des Optimierungs- und Herstellungsverfahrens für ein Brillenglas enthalten, wie es oben detaillierter beschrieben wurde. Die relevanten Daten können in einer Datenbank, beispielsweise einer relationalen oder objektorientierten Datenbank, organisiert sein.
Obwohl die hierin beschriebene exemplarische Umgebung eine Festplatte (nicht gezeigt) und eine externe Platte 42 einsetzt, wird es dem Fachmann ersichtlich sein, dass andere Arten von computerlesbaren Medien, die Daten speichern können, auf die ein Computer zugreifen kann, beispielsweise Magnetkassetten, Flash-Speicherkarten, digitale Videoplatten, Direktzugriffsspeicher, Festwertspeicher und dergleichen, ebenfalls in der exemplarischen Betriebsumgebung verwendet werden können.
Eine Anzahl von Programmmodulen kann auf der Festplatte, der externen Platte 42, dem ROM 30 oder RAM 28 gespeichert werden, einschließlich eines Betriebssystems (nicht gezeigt), eines oder mehrerer Anwendungsprogramme 44, anderer Programmmodule (nicht gezeigt) und Programmdaten 46. Die Anwendungsprogramme können zumindest einen Teil der Funktionalität enthalten, wie es in 1 bis 14 ausführlicher beschrieben ist.
Ein Benutzer kann wie unten erörtert Befehle und Informationen durch Eingabevorrichtungen, wie eine Tastatur 48 und eine Maus 40, in den Personal Computer 20 eingeben. Andere Eingabevorrichtungen (nicht gezeigt) können ein Mikrofon (oder andere Sensoren), ein Joystick, ein Game Pad, ein Scanner oder dergleichen sein. Diese und andere Eingabevorrichtungen können mit der Verarbeitungseinheit 22 durch eine serielle Schnittstelle 52 verbunden sein, die mit dem Systembus 26 gekoppelt ist, oder können durch andere Schnittstellen, wie eine parallele Schnittstelle 54, einen Game Port oder einen Universal Serial Bus (USB), zusammengefasst sein. Desweiteren können Informationen unter Verwendung eines Druckers 56 gedruckt werden. Der Drucker 56 und andere parallele Eingabe-/Ausgabevorrichtungen können durch die parallele Schnittstelle 54 mit der Verarbeitungseinheit 22 verbunden sein. Ein Monitor 58 oder eine andere Art von Anzeigevorrichtung ist ebenfalls über eine Schnittstelle, wie einem Videoeingang/-ausgang 60, mit dem Systembus 26 verbunden. Zusätzlich zu dem Monitor kann die Rechenumgebung 20 andere Peripherieausgabegeräte (nicht gezeigt), wie Lautsprecher oder andere Audioausgänge, enthalten.
Die Rechenumgebung 20 kann mit anderen elektronischen Vorrichtungen, wie einem Computer, einem Telefon (mit Kabel oder kabellos), einem Personal Digital Assistant, einem Fernseher oder dergleichen kommunizieren. Zum Kommunizieren kann die Computerumgebung 20 in einer vernetzten Umgebung unter Verwendung von Verbindungen mit einer oder mehreren elektronischen Vorrichtungen arbeiten. 15 zeigt die Computerumgebung, die mit einem entfernten Computer 62 vernetzt ist. Der entfernte Computer 62 kann eine andere Rechenumgebung, wie ein Server, ein Router, ein Netzwerk-PC, eine gleichartige Vorrichtung oder ein anderer gemeinsamer Netzknoten sein und kann viele oder alle der oben mit Bezug auf die Rechenumgebung 20 beschriebenen Elemente enthalten. Die in 15 gezeigten Logikverbindungen enthalten ein lokales Netzwerk bzw. Local Area Network (LAN) 64 und ein Fernnetzwerk bzw. Wide Area Network (WAN) 66. Solche Netzwerkumgebungen sind gang und gäbe in Büros, unternehmensweiten Computernetzwerken, Intranets und dem Internet.
Bei Verwendung in einer LAN-Netzwerkumgebung kann die Rechenumgebung 20 durch eine Netzwerk-I/O 68 mit dem LAN 64 verbunden sein. Bei Verwendung in einer WAN-Netzwerkumgebung kann die Rechenumgebung 20 ein Modem 70 oder andere Mittel zum Herstellen von Kommunikationen bzw. Verbindungen über das WAN 66 enthalten. Das Modem 70, das intern oder extern zu der Rechenumgebung 20 sein kann, ist über die serielle Schnittstelle 52 mit dem Systembus 26 verbunden. In einer Netzwerkumgebung können Programmmodule, die in Bezug auf die Rechenumgebung 20 gezeigt sind, oder Teile davon in einer entfernten Speichervorrichtung gespeichert sein, die auf dem Computer 62 resident oder durch diesen zugänglich ist. Zudem können andere Daten, die für eine Optimierung und/oder Fertigung einer ophthalmischen Linse gemäß der vorliegenden Erfindung relevant sind, auf dem Computer 62 resident oder über diesen zugänglich sein. Die Daten können beispielsweise in einer objektorientierten oder einer relationalen Datenbank gespeichert sein. Es ist ersichtlich, dass die gezeigten Netzwerkverbindungen exemplarisch sind und andere Mittel zum Herstellen einer Kommunikationsverbindung zwischen den elektronischen Vorrichtungen verwendet werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

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Zitierte Nicht-Patentliteratur

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Claims

Brillenglas, welches umfasst: – einen zentralen Durchblicksbereich (A1), mit einer im Wesentlichen konstanten Brechkraft, und – zwei durch den zentralen Durchblicksbereich (A1) zumindest teilweise horizontal voneinander getrennte periphere Durchblickbereiche (A2, A3), in denen sich die Brechkraft vom zentralen Durchblicksbereich (A1) zumindest teilweise in horizontaler Richtung zum rechten und linken Rand des Brillenglases hin um das gleiche Vorzeichen ändert.
Brillenglas nach Anspruch 1, wobei sich der zentrale Durchblicksbereich (A1) zumindest teilweise über zumindest etwa 50%, vorzugsweise zumindest etwa 65%, weiter bevorzugt zumindest etwa 80%, noch mehr bevorzugt zumindest etwa 90%, am meisten bevorzugt zumindest etwa 95% der horizontalen Breite des Brillenglases erstreckt.
Brillenglas nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zentrale Durchblicksbereich (A1) einen entlang einer Hauptlinie des Brillenglases ausgebildeten Korridor umfasst.
Brillenglas nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Brechkraft im gesamten zentralen Durchblicksbereich (A1) ein erstes Vorzeichen aufweist und wobei die Veränderung der Brechkraft in den peripheren Durchblicksbereichen (A2, A3) in horizontaler Richtung zum rechten bzw. linken Rand des Brillenglases hin in Richtung des anderen Vorzeichens erfolgt.
Brillenglas nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die maximale Abweichung der Brechkraft in zumindest einem der peripheren Durchblicksbereiche (A2; A3) des Brillenglases vom Mittelwert der Brechkraft im zentralen Durchblicksbereich (A1) dem Betrag nach zumindest 1 dpt, vorzugsweise zumindest 2 dpt, noch mehr bevorzugt zumindest 3 dpt, am meisten bevorzugt zumindest 4 dpt beträgt.
Brillenglas nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei sich die Brechkraft in zumindest einem der peripheren Durchblicksbereiche (A2; A3) stetig ändert und der maximale Betrag des Gradienten der Brechkraft in diesem peripheren Durchblicksbereich zumindest 0,05 dpt/mm, vorzugsweise zumindest 0,08 dpt/mm, weiter bevorzugt zumindest 0,1 dpt/mm, noch mehr bevorzugt zumindest 0,15 dpt/mm besonders bevorzugt zumindest 0,25 dpt/mm, am meisten bevorzugt zumindest 0,5 dpt/mm beträgt.
Computerimplementiertes Verfahren zum Optimieren und Herstellen eines Brillenglases für einen Brillenträger insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: – Erfassen zumindest eines sphärischen Refraktionsfehlers des Brillenträgers; und – Optimieren zumindest einer Fläche eines Brillenglases derart, dass die herzustellende Brille aufweist: – einen zentralen Durchblicksbereich (A1) mit einer im Wesentlichen konstanten Brechkraft zur Korrektion des erfassten sphärischen Refraktionsfehlers des Brillenträgers, und – zwei durch den zentralen Durchblicksbereich (A1) zumindest teilweise horizontal voneinander getrennte periphere Durchblicksbereiche (A2, A3), in denen sich die Brechkraft vom zentralen Durchblicksbereich (A1) zumindest teilweise in horizontaler Richtung zum rechten und linken Rand des Brillenglases hin um das gleiche Vorzeichen ändert.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Optimieren ein Minimieren einer Zielfunktion umfasst.
System zum Optimieren eines Brillenglases insbesondere nach einem der vorangegangenen Ansprüche, welches ausgelegt ist ein Verfahren gemäß Anspruch 7 oder 8 auszuführen.
Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der, wenn er auf einem Computersystem geladen ist, das System veranlasst, einen oder mehr Schritte gemäß einem Verfahren nach Anspruch 7 oder 8 auszuführen.