DE1572847C - Ophthalmische Linse mit progressiv sich ändernder Brechkraft - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine ophthalmischc Linse mit progressiv sich ändernder Brechkraft, wobei ein Linsenteil einen oberen kugelförmigen Teil mit einer vorgegebenen ersten Brechkraft für Weitsicht, einen unteren kugelförmigen Teil mit einer vorgegebenen zweiten Brechkraft für Nahsicht und einen mittleren Teil, der zwischen den beiden erstgenannten Teilen liegt, vorsieht und dessen Brechkraft sich kontinuierlich vom Wert der ersten Brechkraft zu dem der zweiten Brechkraft längs eines Progressionsmeridians ändert, so daß der mittlere Teil sich mit einer Meridian-Ebene schneidet, die; die optische Achse der Linse enthält, wobei sich der Progressionsmeridian von der Schläfenseite zur Nasenseite der Linse neigt und der mittlere Teil seitlich von Aberrationszonen begrenzt ist.

Zur Erzielung einer progressiv sich ändernden Brechkraft geht man bei derartigen ophthalmischen Linsen von einem kugelförmigen oberen Teil mit einer ersten Brechkraft für Weitsicht aus, an den sich ein mittlerer Teil anschließt, dessen Brechkraft sich kontinuierlich ändert und in die eines unteren Teiles für Nahsicht übergeht, der wiederum, kugelförmig ausgebildet ist. Durch die sich kontinuierlich ändernde Brechkraft der Linse in der Ubergangszonc werden seitlich dieses mittleren Teils Aberrationszonen geschaffen, die für das Sehen nachteilig sind.

Bei einer vorbekannten Linse mit den eingangs angegebenen Merkmalen, bei der also der Progressionsmeridian von der Schläfenseite nach unten zur Nasenseite geneigt verläuft, sind die sich seitlich des mittleren Teils erstreckenden Aberrationszonen bezüglich dieses geneigten Progressionsmeridians symmetrisch aufgebaut. Bei horizontalen Augenbewegungen, wie sie beispielsweise beim Lesen entstehen, werden die Sehstrahlen homologer Punkte der beiden Augengläser also, abgesehen von einem verhältnismäßig schmalen mittleren Bereich, verschieden gebrochen, so daß bei beidäugigem Sehen hier nur dieser schmale Bereich für ein ungestörtes Sehen zur Verfügung steht. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß Punkte, die symmetrisch zu der durch die optische Achse gehenden Senkrechten zur Horizontalen liegen, außerhalb dieses schmalen Bereichs verschiedene. Aberrationswerte aufweisen.

Bei einer anderen bekannten Linse mit senkrecht zur Horizontalen verlaufendem Progressionsmeridian toat man diesen um einen kleinen Abstand zur Nasen- -sehe hin versetzt. Der nützbare Bereich einer aus diesen Linsen hergestellten Brille ist dadurch etwas verbreitert worden, weil das Auge beim Wandern vom Betrachten eines im Unendlichen befindlichen Punktes 'zu einem Nahpunkt sich gleichzeitig nasenseitig und nach unten bewegt. ■;,

Ferner i ist es vörbekännt, den Progressionsmeridian im mittleren Teil zur Nasenseite hin zu krümmen, wodurch ebenfalls eine gewisse Verbreiterung dieses Sichtbereichs erzielt wird.

Ausgehend von der eingangs genannten Linse liegt der Erfindung die Au/gabe zugrunde, diese so weiterzubilden, daß sich im mittleren Bereich der Linse, <>o der also dem Nahbereich entspricht, ein möglichst großes seitliches Gesichtsfeld ergibt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der obere spärische Teil der Linse nach unten in an sich bekannter Weise von der horizontal verlaufenden Meridianebene begrenzt wird und daß die Oberfläche des mittleren Teils so ausgebildet ist, daß die Aberrationen an Stellen mit gleichem horizontalem Abstand J vom Progressionsmeridian im wesentlichen gleich rgroß sind.. C;.,,^ ,,■:,,._;;. Y> .... ■ Bei manchen Xnwendungsfälleri ist es Von Vorteil, wenn die aberrationsfreie Zone für Fernsicht sich schläfenseitig auch hoch bis unterhalb der horizontal verlaufenden Meridianebene erstreckt. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Gegenstands der Erfindung wird daher der nasenseitige obere sphärische Teil nach unten von der horizontal verlaufenden Meridianebene begrenzt, während schläfenseitig die Meridianebene nach unten geneigt ist.
. Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung einer Matrize für eine der vorstehend beschriebenen Linsen ist dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Koordinaten einer ersten und einer zweiten Linsenfläche bestimmt werden, wobei beide Koordinaten längs des Progressionsmeridians undseinerVeflängcrunggleiche Werte aufweisen und wobei die aberrationsfreie Zone der zweiten Linsenfläche -einen kleineren Sektor umfaßt als die aberrationsfreie Zone der ersten Linsenfläche, worauf die Koordinaten des von den Verlängerungen begrenzten, nasenseitigen Teiles der ersten Linsenfläche mit den Koordinaten des von den Verlängerungen begrenzten, schläfenseitigen Teiles der zweiten Linsenfläche durch Nebeneinanderstellen zu den Koordinaten der Oberfläche der Matrize kombiniert werden. Hierzu werden also in einem beliebigen, vorzugsweise in einem Polarkoordinatensystem, zunächst zwei Linsenoberflächen bestimmt, die den gleichen Progressionsmeridian aufweisen. Durch diese Bedingung ist es möglich, die Werte der Endlinse durch eine Kombination von zwei Linsenhälften zu erreichen, von denen die eine Hälfte der ersten Linse und die andere Hälfte der zweiten Linse entstammt. Die beiden Wertetabelleh ergeben also Werte, die sich längs des Progressionsmeridians kontinuierlich aneinander anschließen. Die beiden Linsenflächen unterscheiden sich durch die Größe ihrer aberrationsfreien Zonen und damit auch ihrer Zonen mit Aberrationen. Und zwar wird in der Tabelle der kombinierten Linsen für die schlafenscitigc Hälfte eine Linsenfläche mit einer kleinen aberrationsfreien Zone genommen, während für die nasenseitige Fläche die; entsprechende Linsenfläche eine große aberrationsfreie Zone aufweist. Da in der kombinierten Linsenfläche somit.eine große Zone mit Aberrationen gegeben ist, sind die dort herrschenden übergänge verhältnismäßig sanft und gestatten ein weites schläfenseitiges Sehen. Nasenseitig liegen entsprechend starke Aberrationen vor,;die jedoch auf ein kleines Gebiet beschränkt sind. Dies ist zulässig, da die Nase als das seitliche Sehen begrenzender Schirm wirkt.

Zur Herstellung einer Linse niit überall horizontal verlaufender Meridianebene Wird mit Vorteil eine zweite tinsenfläche verwendet, deren aberrationsfreie Zone von einem Sektor begrenzt ist, der von der optischen Achse der Linse auch schläfenseitig horizontal verläuft, während' dex?entsprechende Sektor der ersten Linsenfläche von der optischen Achse der Linse aus nasenseitig ebenfalls horizontal liegt. In der Kombination dieser beiden Linsenhälften ergibt sich also eine Begrenzung für den oberen kugelförmigen Teil, die durch die Meridianebene gegeben ist, welche die optische Achse der Linse enthält.

Soll eine Brille konstruiert werden, deren Weitsichtzone sich schiäfenseitig zusätzlich nach unten : erstreckt, so wird mit Vorteil eine zweite Linsenfläche verwendet, deren aberrationsfreie Zone von einem

Sektor-begrenzt ist, welcher von der optischen Achse der Linse! aus schläfenseitig nach unten geneigt verläuft; während die aberrationsfreie Zone der ersten Linsenhälfte von der optischen Achse aus wie bei dem f^r vorigen Beispiel nasenseitig horizontal 'verläuft.

■ Die Erfindung ist im folgenden an Hand von Ausführüngsbeispiejen näher erläutert, wobei die bekannten Linsen ebenfalls kurz dargestellt sind. Es zeigt

F ι g 1 schematisch von oben gesehen zwei mit ophthalmisehen Linsen für Fernsicht und Nahsicht bewaffnete Augen zur Darstellung des Verlaufs der • Sehachsen,

Fi g. 2 das linke Glas der F ig. 1 von vorn gesehen, ^ Fi g. 3 bis 5 vorbekannte Linsenformen, ; F ig. 6 eine Linse nach der Erfindung, .-..'..' Fi g. 7 bis 9 eine erste und eine zweite Linse, die zu einer neuen Linse kombiniert werden, ' : F ig. 10 eine andere AusfühTungsform einer zweiten ' Linse und . ;

' ■ · Fi g. 11 eine Darstellung entsprechend F i g. 9, bei der jedoch die Linsen nach Fig. 7 und 10 kombi- \ nieri worden sind. ■■;:

An Hand von F i g. 1 und 2 sei zunächst der Schnittpunkt des Sehstrahls eines mit einer Brille bewaffneten Auges betrachtet, wobei das Auge von der Betrachtung eines im Unendlichen befindlichen . Gegenstandes zu einem Nahpunkt wandert. F i g. 1 zeigt hierzu zwei Augen eines Patienten-mit den Zentren O₁ und "O₂, deren Sehstrahl vom Unendlichen zu einem Punkt P wandert, der etwa 30 cm vom Betrachter entfernt liegt. Aus F i g. 1 ist dabei ersichtlich, daß die Sehstrahlen dabei zueinander .konvergieren. F i g. 2 zeigt die Kurve C, die der Schnittpunkt des Sehstrahls auf der linken Linse nach J^ i g. 1 dabei beschreibt. Dieser Schnittpunkt wandert von einem Punkt Bl, der beim Betrachten des Unendlichen geschnitten wird, auf einer leicht gebogenen Linie zu einem Punkt AX, der der Nahsicht entspricht. Es ist üblich, den optischen Mittelpunkt des Glases auf Bi :; zu legen: ' . ' ·

Es ergibt sich also, daß die Sicht zwischen den Punkten Bl und /41, also beim Wandern des Auges von einem Punkt im Unendlichen zum Punkt P um so besser wird, je besser die im mittleren Bereich relativ geradlinige aberrationsfreie Zone beiderseits der Kurve C zentriert ist. Um dieses Ergebnis zu erreichen, sind mehrere Lösungen bekannt. '

Gemäß F i g. 3 ist ein Meridian MMl des-Glases um einen Winkel / geneigt, wobei die Tangente dieses

Winkels gleich χ ist. Dabei bedeutet α den horizontalen Abstand und ft den vertikalen Abstand der PunkteA1 und Bi (vgl. Fig. 2).

Diese Linse ergibt für den mittleren Sichtbereich gute Verhältnisse, jedoch hat sie den Nachteil, daß auf der nasalen Seite (rechts in F i g. 3) eine für den Blick in die Ferne unzulässige Aberrationszone a über die horizontale Achse X-X hinausreicht. ^ Gemäß F i g. 4 ist auch der Meridian MM1 des Glases um einen Betrag in der Größenordnung von

; ^- zur Nasenseite verlagert worden. Hierbei bleibt

der Blick in die Ferne zwar unbeeinträchtigt, jedoch hält im mittleren Bereich und insbesondere im Nahbereich der Weg der visuellen Achse niemals einen gleichen Abstand von den in der Zeichnung schraffiert angegebenen Aberrationszonen ein, was insbesondere bei horizontalen Augenbewegungen eine erhebliche Beeinträchtigung ergibt. - , ' ' " .''*''» *··>'.'

F i g. 5 zeigt eine weitere vorbekannte Linse," bei der der Meridian im Augenblick der Erzeugung gekrümmt wurde. Obwohl der Meridian MM1 hierbei durch die Punkte A1 und B1 verläuft^ entfernt er sich von der Kurve C um einen unzulässigen Abstand jt. Außerdem ist die mechanische Bearbeitung kompliziert, so daß es nur schwer möglich ist, andere Verformungen des Meridians zu finden? '"* ·'''-','"

F i g. 6 zeigt eine nach der Erfindung ,gefertigte Linse. Dieses Glas wird von zwei Oberflächen mit konstanten Brechkräften ausgehend auf folgende Weise erhalten: Man berechnet zunächst eine .Linse, die an jeder Seite des geneigt verlaufenden Meridians MMl, der sich nach unten zur Nase hin erstreckt, eine sphärische aberrationsfreie obere Zone e_ln + e_{t s} und eine sektorförmige untere Zone e_2n+e_2s enthält (vgl. F i g. 7). Die sektorförmige untere Zone repräsentiert ein Gebiet mit progressiver Brechkraft längs des MeridiansMM1, und zwar von Bl nach AX mit seitlichen Aberrationen und mit einer konstanten Brechkraft von AX nach Ml. Bei der durch diese Werte gegebenen Linse führt die verminderte Amplitude der Ubergangszonen zu beträchtlichen Diskontinuitäten, die starke Aberrationen bewirken, wodurch auch Nebenbilder erscheinen. Das Tragen einer derartigen Linse kann also sehr gefährlich sein, wobei lediglich die der Nase benachbarte Zone durch den von der Nase gebildeten Schirm geschützt ist.

F i g. 8 zeigt eine zweite Linsenfläche F, die im Prinzip auf die gleiche Weise bestimmt wird wie die Fläche £ der Linse nach F. i.g.7. In F. ig, 8 ist die aberrationsfreie obere Zone durch.die Flächen/^+/, „ gegeben. Diese aberrationsfreie Zone ist ,erheblich kleiner ausgebildet als die entsprechende,Zone e_{x s}+e_x „ der Fläche E. Die Werte beider Flächet nach Fi g. 7 und 8 sind längs des Meridians* MM1 einander gleich. Die Zone f_{2 s} +f₂„ weist dasselbe Progressionsgesetz wie die Zone e_2s + e₂„ der-FlächeE auf. Ihre Oberfläche ist jedoch größer,,so daß Aberrationen im Ubergangsbereich zwischen den Zonen f_ls+fi„ und f_2s+fz„ ausgedehnter, dafür aber schwächer, sind. Die Ausbildung, irregärer Streubilder in der schläfenseitigen Zone (f_{2 s}) ist also verringert.

In einem weiteren Schritt werden die Werte der nasenseitigen Zonen der Fläche E der Fig. 7 (e, „+e₂ „) mit den Werten der schläfenseitigen Zonen der FlächeF nach Fig. 8 (f_ls+f_2s) zu einer Wertetabelle für eine Oberfläche kombiniert. Dies zeigt F i g. 9. Das Ergebnis einer derartigen Kombination entspricht der Linse nach F i g. 6,. in der die Aberrationszoneh schraffiert eingezeichnet sind. Daraus ist ersichtlich, daß sich oberhalb der Horizontalen X-X keine Aberrationen befinden .und daß in der Ubergangszone horizontal vom Meridian MMl gleich weit entfernte Punkte etwa gleich starke Aberrationen besitzen. Die linke schraffierte Zone in F i g. 6 entspricht der Aberrationszone f_Zs der FjJ. 8, während die rechte schraffierte Zone der Fi g.'fe der Aberrationszone e₂ „ der F i g. 7 entspricht.

In ähnlicher Weise wird die in Fig. Il dargestellte Linse erhalten. Diese entspricht der Linse nach F i g. 6, wobei der obere sphärische Teil der Linse schläfenseitig, jedoch nicht durch den entsprechenden Teil der Meridianebene X-X, sondern durch den dort nach unten geneigten Sektor Bl-D begrenzt wird. Diese Linse nach Fig. 11 wird durch eine

Kombination 'der. schläfenseitigen bzw. nasenscitigcn ; Linsenhälften nach Fig. 10 bzw. 7 erhalten. Die. Linsenfläche nach F j g. 10 (G) besitzt eine sphärische Zone gi_s + gi„, wobei das Gebiet mit progressiver Brechkraft g_2s;+g₂„gleich groß ausgebildet ist. Durch eine Kombination der Flächen e_x „+e₂„ mit den Flächen g,^-Kg₂, erhält man die Linsenfläche, nach F i g-.i.l. Das so konstruierte Glas gestattet beispielsweise, dem« fahrer eines ^Kraftfahrzeuges die. Beob- -. achtung eines seitlichen Rückspiegels.,.;.','..." JT,¹⁰

Es ist ersichtlich, daß die Flächen der Äberrationszonen je nach dem Verwendungszweck vergrößert oder verkleinert werden können. Auch können diese Zonen verlegt werden. Insbesondere ist es möglich, ihre obere Grenze von der Achse X-X nach unten zu verlegen. . .

Claims (5)

Patentansprüche: ' : 20

1. Ophthalmische Linse mit progressiv sich ändernder Brechkraft, wobei ein Linsenteil einen oberen kugelförmigen Teil mit einer vorgegebenen ersten Brechkraft für Weitsicht, einen unteren kugelförmigen Teil mit einer vorgegebenen zweiten Brechkraft für Nahsicht und einen mittleren Teil, der zwischen den beiden erstgenannten Teilen liegt, vorsieht und dessen Brechkraft sich kontinuierlich vom Wert der ersten Brechkraft zu dem der zweiten Brechkraft längs eines Progressionsmeridians ändert, so daß der mittlere Teil sich mit einer Meridianebene schneidet, die die optische Achse der Linse enthält, wobei sich der Progressionsmeridian von der Schläfenseite zur Nasenseite der Linse neigt und der mittlere Teil seitlich von Aberrationszonen begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der obere sphärische Teil der Linse nach unten in an sich bekannter Weise von der horizontal verlaufenden Meridianebene (X-X) begrenzt wird und daß die Ober- fläche des mittleren Teils (Bl-Al) so.ausgebildet ist, daß die Aberrationen an Stellen mit gleichem ,.,._. horizontalem Abstand vom Progressionsmeridian ,,(MMl) im wesentlichen gleich groß sind. -

2. Linse nach Anspruch 1,,dadurch gekenn-

..'.',. zeichnet, daß der nasenseitige^ ,obere sphärische Teil nach unten, von ader !horizontal verlaufenden Meridianebene (X-X) begrenzt7 wird,- während schläfenseitig die Meridianebene nach unten geneigt ist (vgl. Fi g.l 1).
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3. Verfahren zur Herstellung einer Matrize für

_:*J_eine Linse nach Anspruch 1 oder=.Anspruch2,7 dadurch gekennzeichnet, daß zunächst Vdie Ko_: ordinäten einer ersten und einer zweiten Linsenfläche (E bzw. F, G) bestimmt werden, wobei beide . Koordinaten längs des Prqgressionsmeridians < (Ai-Bl) und seiner Verlängerungen (M-M 1) gleiche Werte aufweisen und wobei die aberrationsfreie Zone (ft_s +f_ln> gij + gin) der zweiten Linsenfläche (F, G) einen kleineren Sektor umfaßt als die aberrationsfreie Zone (e_{t s} -f <?,.„) der ersten Linsenflächc (E), worauf die Koordinaten des von den Verlängerungen (M-Ml) begrenzten, nasenseitigen Teiles der ersten Linsenfläche (E) mit den Koordinaten des von den Verlängerungen begrenzten, schläfenseitigen Teiles der zweiten Linsenfläche (F,G) durch Nebeneinanderstellen zu den Koordinaten der Oberfläche der Matrize kombiniert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aberrationsfreie Zone (i'is + i'in bzw. fi_s+fi„) der ersten bzw. der zweiten Linsenfläche (E bzw. F) von jeweils einem Sektor begrenzt ist, der von der optischen Achse (Bl) der Linse aus schläfenseitig bzw. nascnseitig horizontal verläuft.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aberrationsfreie Zone (Si s+ Si_n) der zweiten Linsenfläche (G) von einem

. Sektor begrenzt ist, der von der optischen Achse (Bl) der Linse aus schläfenseitig nach unten geneigt verläuft, während die aberrationsfreie Zone (i-_ls, ί'ι „) der ersten Linsenhälfte (F.) von der optischen

Achse (Bl) aus nasenseitig horizontal verläuft.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen