DE1805561B2

DE1805561B2 - Ophthalmische Linse mit starker Brechkraft und vorgegebenem Astigmatismus

Info

Publication number: DE1805561B2
Application number: DE1805561A
Authority: DE
Inventors: Luc Andre Marcel Paris Tagnon
Original assignee: LUNETIERS PARIS Ste
Current assignee: LUNETIERS PARIS Ste
Priority date: 1967-10-30
Filing date: 1968-10-26
Publication date: 1980-03-06
Also published as: DE1805561C3; DE1805561A1; GB1239620A; US3722986A

Description

2. Ophthalmische Linse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fläche im wesentlichen die Form der Grundfläche in der Umgebung des Drehpunktes (P) der Schnittkurven bewahrt, wobei ihre Randteile torisch, und bezüglich der -,0 Hauptebenen symmetrisch, ausgebildet sind.

3. Ophthalmische Linse nach Anspruch 1, die in ihrer Gesamtheit eine unifokale Linse ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fläche zwei einander benachbarte Bereiche (VP und VL) v, aufweist, von denen ein Bereich (VL) für entfernte und der andere Bereich (VP) für nahe Objekte korrigiert ist(Fig. 12).

4. Ophthalmische Linse nach Anspruch 1, die in ihrer Gesamtheit eine unifokale Linse ist, dadurch w> gekennzeichnet, daß die zweite Fläche eine Folge von nebeneinander angeordneten Bereichen aufwcisl. die für um so kleinere Gegenstandsweiten korrigiert sind, je stärker nach unten geneigt die Blickrichtung ist, der die Lage des betreffenden „-, Bereichs entspricht (F i g. 1 3).

5. Ophthalmische Linse nach Anspruch 1, die multifokal ist und deren erste Fläche nebeneinander mehrere Bereiche mit unterschiedlichen Krümmungen hat, die verschiedenen Gegenstandsweiten entsprechen, dadurch gekennzeichnet, daß auch die zweite Fläche eine entsprechende Vielzahl von Bereichen aufweist, die jeweils einem Bereich der ersten Fläche entsprechen, und die jeweils für diejenige Gegenstandsweite korrigiert sind, die auch der Krümmung des zugehörigen Bereichs der ersten Fläche entspricht.

Die Erfindung betrifft eine ophthalmische Linse mit starker Brechkraft und vorgegebenem Astigmatismus mit einer ersten Fläche, die kugelförmig oder torisch ist und mit einer zweiten Fläche, die bezüglich Bildfeldkrümmung und Abweichungen des Astigmatismus von der Konstanz korrigiert ist und die von einer kugelförmigen Grundfläche abgeleitet ist, sofern die erste Fläche eine torische Fläche ist, oder von einer torischen Grundfläche, sofern die erste Fläche kugelförmig ist, wobei der Schnitt der zweiten Fläche mit einer ersten der beiden Hauptebenen der torischen Fläche, die die erste Fläche oder die Grundfläche der zweiten Fläche ist, eine erste Schnittkurve ist, die näherungsweise die Form eines Ellipsenteils hat und bei der in jedem Punkt die sagittalen und tangentialen Krümmungsradien bezüglich der Konstanz des Astigmatismus längs dieser Kurve korrigiert sind, mit einer von der ersten Schnittkurve abweichenden zweiten Schnittkurve der zweiten Fläche mit der zweiten Hauptebene der torischen Fläche und mit Schnittkurven der zweiten Fläche mit den übrigen durch die optische Achse der Linse gehenden Ebenen, deren lineare Abweichungen von der Kreisform in jedem ihrer Punkte progressiv, monoton und stetig von den entsprechenden Werten der ersten Schnittkurve in die Werte der zweiten Schnittkurve übergehen, wenn sich die Ebene um die optische Achse von der Position der ersten Hauptebene zur Position der zweiten Hauptebene dreht.

Eine solche ophthalmische Linse ist in der Literaturstelle »The Optician« 129 (1955) Seiten 577-580 beschrieben. Dort werden Astigmatismus und Bildfeldkrümmungen für ophthalmische Linsen behandelt, wobei diese Linsen torisch und insbesondere kugelförmig-torisch sind. Nach der dort beschriebenen sogenannten Biegungsmethode ist die Korrekturfläche für die Aberrationen eine Drehungsfläche um die Achse des Torus, die einen Schnitt aufweist, dessen Profil derart bestimmt ist, daß die Aberrationen (Abweichungen von der Konstanz) des Astigmatismus und die Bildfeldkrümmung in einer der beiden Hauptebenen der Linse verschwinden. Mit diesem Korrekturverfahren erhält man eine gute Korrektur der Aberrationen des Astigmatismus und der Bildfeldkrümmung in einer der beiden Haupt-Meridianebenender Linse, beispielsweise in der vertikalen Hauptmeridianebene, die die Drehungsachse des Torus enthält. Die Aberrationen in der anderen Hauptmeridianebene der Linse werden aber nur schlecht korrigiert. Dieser Fehler muß dort in Kauf genommen werden, weil ein Biegeverfahren, welches die Aberrationen in einer der beiden Hauptmeridianebenen am besten korrigiert, nicht gleichzeitig die Aberrationen in der anderen Hauptmeridianebene korrigieren kann, der eine davon verschiedene Brechkraft hat.

Durch die Druckschrift »The Optician« 144 (1962)

Seiten 287—290 ist es außerdem bekanntgeworden, eine ophthalmische Linse in unmittelbarer Nähe des progressiven Meridians zu korrigieren.

Aus der Druckschrift »Revue d'Optique« 45 (1966) Seiten 214—220 ist es bekannt, eine ophthalmische Linse dadurch zu korrigieren, daß eine rotations-symmetrische Fläche einer optimalen Korrektur der Konstanz des Astigmatismus unterworfen wird.

Den beschriebenen bekannten ophtha.'mischeri Linsen ist es gemeinsam, daß mit ihnen keine optimale Korrektur der Aberrationen des Astigmatismus und der Bildfeldkrümmung über die gesamte Oberfläche der Linse erreicht wird. Es liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine ophthalmische Linse der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die Aberrationen des Astigmatismus und die Bildfeldkrümmung auf der gesamten Oberfläche der Linse soweit wie möglich reduziert werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Schnittkurven näherungsweise die Form eines Ellipsenteils haben, daß in jedem Punkt der ersten Schnittkurve die sagittalen und tangentialen Hauptkrümmungsradien der zweiten Oberfläche so gewählt sind, wie es in an sich bekannter Weise unter Zugrundelegen einer rotationssymmetrischen zweiten Fläche einer optimalen Korrektur der Konstanz des Astigmatismus auf dieser Kurve entsprechen würde, und daß die sagittalen und tangentialen Krümmungsradien auf der zweiten Schnittkurve in entsprechender Weise für diese Kurve gewählt sind.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht demnach darin, die Verlaufkurve der Linsenoberfläche in zwei die optische Achse enthaltenden Schnittebenen so zu berechnen, daß auf diesen Kurven Abweichungen des Astigmatismus von der Konstanz und Bildfeldwölbung minimal werden. Hierdurch ergeben sich zwei unterschiedliche Schnittkurven. Die Oberfläche im übrigen Bereich der Linse wird dadurch erhalten, daß man die eine Kurve um die optische Achse rotieren läßt, wobei sich die Abweichungen von einer rein sphärischen Fläche so ändern sollen, daß sie stetig und monoton in die der anderen Kurve entsprechenden Abweichungen übergehen.

Bevorzugte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausfühmngsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. I in schematischer Sicht ein mit einem Korrekturglas bewaffnetes Auge, welches sukzessiv einen Punkt im Unendlichen und einen Punkt im Endlichen betrachtet,

Fig. 2 ein Diagramm, welches die Aberrationen bei Fernsicht und bei Verwendung einer sphärischen Linse einer Brechkraft von +12 Dioptrien als Funktion des Winkels zwischen der Sehachse und der Horizontalen darstellt,

F i g. 3 die Berechnung der Abstände zur Erhaltung eines Meridians oder Längenkreises einer Aberrationen korrigierenden Oberfläche für ein optisches Glas nach der Erfindung,

F i g. 4 ein Diagramm, welches die Aberrationen einer astigmatisehen Linse von +12 Dioptrien (zylindrisch + 3 Dioptrien) zeigt,

F i g. 5 eine perspektivische Ansicht einer astigmatisehen Linse, die aus einer konvexen, torischen Oberfläche und aus einer konkaven, sphärischen Oberfläche gebildet wird, zusammen mit ihren 1 iauptpa-F i g. 6 die Korrektion der Aberrationen einer sphärischen Oberfläche durch eine Oberfläche vom Typ sphärisch, korrigiert nach der Erfindung,

Fig.7 den Verlauf einer Aberrationen korrigieren- :■ den Oberfläche des Typs sphärisch, korrigiert nach der Erfindung,

F i g. 8 eine perspektivische Ansicht einer astigmatisehen Linse mit einer konvex-sphärischen sowie einer konkav-torischen Oberfläche,

ίο Fig.9 die Korrektion von Aberrationen einer torischen Oberfläche mittels einer Oberfläche vom Typ torisch, korrigiert nach der Erfindung.

Fig. 10 ein Diagramm mit den Ergebnissen der Korrektur einer astigmatisehen Linse mittels einer

ιί durch Drehung erhaltenen asphärischen Oberfläche,

F i g. 11 ein Diagramm mit den für dieselbe Linse erhaltenen Ergebnissen der Korrektur mittels einer Oberfläche vom Typ sphärisch, korrigiert nach der Erfindung,

Fig. 12 und 13 weitere Ausführungsformen der ophthalmischen Linse.

In der Darstellung der Fig. 1 betrachtet ein Auge 1 einen Punkt im Unendlichen durch sein Korrekturglas 2 mit der Achse 3, die durch sein Rotationszentrum O

2ϊ geht, wobei die Blickrichtung mit der optischen Achse 3 einen Winkel V bildet. Wenn man annimmt, daß für V-O die Korrektion der Ametropie vollkommen ist, gibt ein Punkt im Unendlichen ein Bild R_n, welches durch die Optik des Auges ein Bild Z₀ auf der Retina

3(1 abgibt. Wenn sich nun das Auge um O dreht, ohne seine Akkommodation zu ändern, wird ein Punkt im Unendlichen deutlich gesehen, und zwar unabhängig von V, wenn das Bild R dieses Punktes eine Kugel 5 mit dem Mittelpunkt Ound dem Radius ORo beschreibt.

r> Besitzt das Glas in der Praxis beispielsweise eine sphärische Oberfläche, so ergibt für alle Werte von V. die von O verschieden sind, das vom im Unendlichen befindlichen Objekt ausgehende Strahlenbündel einen sagittalen Brennpunkt 5 und einen tangentialen Brennpunkt Tund der Kreis der engsten Einschnürung liegt bei /. Die Bildfeldkrümmung IR und der Astigmatismus TS sind die Hauptaberrationen, die die Korrektur der Ametropie des Auges stören.

In Fig. 2 sind die Aberrationen einer sphärischen

4Ί Linse einer Brechkraft von + 12 Dioptrien in Abhängigkeit vom Winkel V für eine Beobachtung des Unendlichen aufgetragen. Diese Funktionen stellen nicht die Veränderung der Positionen der verschiedenen Bilder dar, sondern die Variation der Kehrwerte der

ίο Abstände dieser Bilder zu ein und demselben Referenzpunkt.

Um die folgenden Rechnungen zu vereinfachen, wird üblicherweise der Referenzpunkt ausgewählt, der im Schnittpunkt des betrachteten Strahls für eine Beobach-

v> tung des Unendlichen und des Kreises mit dem Mittelpunkt in O und dem Radius OH, dessen Wert praktisch 27 bis 28mm beträgt, liegt (Fig. 1). Dieser Punkt ist der Punkt K für eine Betrachtung des Unendlichen und der Punkt G, wenn das Auge den

Wi Punkt Mbetrachtet. Die Kehrwerte sind also:

^F< = RT

F» =

KR

HR₀-

Für eine Betrachtung des Unendlichen akkommodiert das Auge nicht und Fn ist eine konstante Brechkraft.

F i g. 2 zeigt eine sphärische Linse mit + 12 Dioptrien, die bei einem Winkel V=SO", eine Bildfeldkrümmung c= BC- Fi- Fr=0,65 D und einen Astigmatismus a = AD= Ft- F_s=4,50 Daufweist.

Unter Bezugnahme auf Fig.3 wird beschrieben, wie ein Meridian bzw. ein Längenkreis einer eine Aberration korrigierenden Oberfläche nach dem Stand der Technik bestimmt wird, und zwar beispielsweise zur Korrektur der Aberrationen (Fig. 2) der oben angeführten sphärischen Linse.

Ausgehend vom Zentrum der Linse bestimmt man in Abhängigkeit vom Winkel V beispielsweise den konkaven Meridian. Hierzu bestimmt man nach und nach den tangentialen Krümmungsradius r> des Meridians mittels einer klassischen Berechnung, wohl bemerkt in Abhängigkeit von den Refraktionswinkeln /i, i'\, '2, /': und der Dicke des vom Strahl durchquerten Glases, so daß der Astigmatismus Null wird. Ein zufriedenstellendes Ergebnis wird nur nach einigen Iterationen erhalten, weil die Änderung von r, eine geringe Änderung des sagittalen Krümmungsradius a nach sich zieht, da die Oberfläche durch Drehung erhalten wurde. Ist der Meridian auf diese Weise definiert, so ist es leicht so viele seiner Punkte zu bestimmen, wie man für seine praktische Darstellung benötigt, wobei eine Tabelle der Abstände ε mit der Kugel Q des Radius Rn aufgestellt wird, die auf den entsprechenden Radien dieser Kugel ζ) gezählt werden. Bei Kenntnis dieser Tabelle der Abstände ist es leicht, die benötigte Zeichnung zu vervollständigen, welche es gestattet, die gesamte Oberflächengestalt für die Korrektur der Aberrationen festzulegen, da diese Oberfläche durch Rotation des Meridians erhalten wird. Diese Oberfläche kann geformt, geschliffen und poliert werden, wie es insbesondere in den französischen Patentschriften 12 36 031 und 12 32 982 beschrieben ist.

Anstatt die sphärische, konkave Oberfläche nach der Aufstellung der Abstände t: abzuändern, kann man auch ebenso sphärische konvexe Oberfläche nach einer neuen Tabelle der Abstände abändern, die sich von der ersten Tabelle unterscheidet, aber durch ähnliche Rechenoperationen erhalten wird.

Derartige asphärische Oberflächen gestatten eine große Präzision in der Korrektur der Aberrationen. Die Herstellung ist sehr gut für eine industrielle Produktion geeignet, und zwar entweder direkt durch Verarbeiten des abgekühlten Blocks oder indirekt beispielsweise in einem Gußverfahren, in dem die Linsen aus polymerisierbarem Material, wie es Stand der Technik ist, hergestellt werden.

Wie oben angegeben, werden starke positive Ametropien oft durch einen Astigmatismus kompliziert, der durch eine astigmatische Linse starker Brechkraft korrigiert werden muß. Hierbei stellen sich jedoch, wie beschrieben, Aberrationen entgegen, die die optischen Gläser nach der Erfindung mittels komplexer Oberflächen bzw. Bereiche beträchtlich verringern können.

wobei diese Oberfläche oder Bereiche Aberrationen korrigieren, für die eine Terminologie vorgeschlagen wird.

Eine astigmatische Linse ist im allgemeinen aus einer torischen konvexen oder konkaven Oberfläche zusammengesetzt, die mit einer sphärischen konkaven oder konvexen Oberfläche zusammenwirkt. In einer ersten Überlegung sei eine solche Linse in Fig. 5 dargestellt, die auf einer torischen konvexen Oberfläche mit Hauptstrahlen η und η sowie aus einer sphärischen konkaven Oberfläche mit dem Radius /o besteht. In Fig. 4 sind die sagittalen und tangentialen Brechkräfte einer derartigen, für Aberrationen nicht korrigierten Linse dargestellt, deren erster Meridian eine nominale Brechkraft von 15 Dioptrien und deren zweiter eine Brechkraft von 12 Dioptrien aufweist.

In Punkt A\ ist beispielsweise für einen Winkel Vnahe 30° die tangentiale Brechkraft Fr durch den Punkt Aw dargestellt, während die sagittate Brechkraft durch den Punkt /4|2 beschrieben ist. Aw und An erscheinen in der graphischen Darstellung als Kurven mit verschiedenem Ursprung, da die Linse für einen Grundastigmatismus berechnet ist. Entsprechend erhält man beim zweiten Meridian am Punkt A2 für einen Winkel V nahe 30° charakteristische Punkte /4,2i und A22, die ebenso erkläri werden. Um eine derartige Linse unter dem Gesichtspunkt der Aberrationen zu korrigieren, betrachtet mar sukzessive jeden der beiden Hauptmeridiane M\ und M?

Nach dem ersten Meridian Mi mit einer Brechkrafi von 15 Dioptrinen bestimmt man das Profil de; konkaven Meridians rrt\ derart, daß ein möglichsi konstanter Astigmatismus erzielt wird, was sich in der Kurven Fs- und Fr widerspiegelt, die nahezu Paralleler sind.

Das Profil dieses konkaven Meridians m\ ist durch eine Funktion ει = E\(V) bestimmt, die für jeden Punki dieses Meridian«·, einen entsprechenden Wert auf dei Grundkugel Q ergibt, welcher Wert auf dem entspre chenden Radius dieser Kugel ζ) gezählt wird.

Entsprechend wird bei dem vorgegebenen Beispie die zweite Ebene des Hauptmeridians Mi der Brechkraf 12 Dioptrien bestimmt. Man erhält einen zweiter Meridian mi. der durch eine Tabelle der Abstände 62= Ei(V)besl\mml ist.

Diese beiden Meridiane E(V) und Ei(V) sine Abschnitte der Hauptebenen der Linse der gesuchter korrigierenden Oberfläche. Um diese Oberfläche vollständig zu definieren, kann man auf verschiedene Weise fortfahren, indem beispielsweise ein schiefei Zwischenmeridian m, (F i g. 6) betrachtet wird, der einei Zuordnung von Abständen-i, = E₁(V) entspricht. Inden man auf diese Weise mit mehreren dazwischer angeordneten Meridianen fortfährt, die wie ober beschrieben bestimmt werden und die dazwischenlie genden Werte interpoliert werden, kann man sämtliche Werte erstellen, die es gestatten, die Umrißform dei gewünschten korrigierenden Oberfläche herzustellen so daß diese wie oben angedeutet, hergestellt werdei kann.

Die oben beschriebene Methode zur Bestimmung führt zu Meridianen, bezüglich deren Form bisher nocr keine Hypothese aufgestellt worden ist Die Erfahrunj zeigt, daß bei Gläsern starker Brechkraft die erhalten« Tafeln für die Abstände zu Kurven bzw. Funktionei führen, die sich einer elliptischen Form annähern. Mar kann auf diese Weise ein Beispiel darstellen, weiche: besser die Gestalt einer derartigen Korrekturoberflächi fassen läßt, wie sie dargestellt ist (vgl. F i g. 7). Da es siel

um eine konkave Korrekiuroberfläche handelt, drehen sich diese Ellipsen oder Ellipsenteile um ihre kleine Achse, so daß der Radius r_u der sphärischen konkaven Oberfläche der Linse als Radius des Kreises den Pol P der Korrekturoberfläche berührt.

Daher ist beim ersten Hauptmeridian M\ die Ellipse

E] durch die Parameter a\ und b\ bestimmt, wobei'.' = n>.

"l

Ebenso ist beim zweiten Hauptmeridian M₂ die Ellipse E₂ durch a₂ und bi durch die Gleichung ¹J² = r₀ bestimmt.

Diese beiden Ellipsen sind durch bekannte Rechenoperationen bestimmt. Ein beliebiger Meridian m,- der asphärischen Oberfläche ist also eine Ellipse, die durch

α, und b, bestimmt ist, wobei einerseits ' = r» und

andererseits a,=A(w);b,= S(V^ ist, wobei wden Winkel darstellt, den der betrachtete Meridian beispielsweise mit der ersten Meridianhauptebene einschließt.

Die korrigierende Oberfläche für die Aberrationen erscheint daher als Einhüllende einer Ellipse £* die um ihre kleine Achse gedreht ist und sich zwischen zwei extremen Ellipsen E\ und E2 verformt, wobei immer an ihrer Spitze P derselbe Kreis berührt wird (Berührung höher als erster Ordnung).

Die korrigierende Oberfläche für die Aberration, die soeben in einem besonderen Beispiel beschrieben wurde, erscheint als Kugeloberfläche in ihrem Zentrum, die sich zu ihrer Peripherie hin deformiert, wobei sie als Symmetrieebenen die Ebenen der Hauptmeridiane der astigmatischen korrigierten Linse zuläßt und so einen torischen Charakter in dieser Randzone annimmt. Aus diesem Grunde werden die korrigierenden Oberflächen für die Aberrationen nach der Erfindung, die also der obigen Beschreibung entsprechen, als »sphärisch, korrigiert« bezeichnet.

Bei einem zweiten Beispiel besteht eine astigmatische, nicht korrigierte Linse, deren Aberrationen in der Fig.4 dargestellt sind, aus einer konvexen sphärischen Oberfläche und einer konkaven torischen Oberfläche, wie in F i g. 8 gezeigt.

Die beim ersten Beispiel gegebenen Erklärungen können leicht auf dieses Beispiel übertragen werden. Daraus ergibt sich, daß man leicht eine konkave Oberfläche bestimmen kann, welche die Aberrationen korrigiert (F i g. 9). Nimmt man als Meridian Ellipsen an, so erhält man den Hauptmeridian M\, eine Ellipse E\, die durch die Parameter a\ und b\ sowie durch die

Gleichung ,' = η bestimmt ist, sowie im Hauptmeridian

"1

M₂ eine Ellipse £2, die durch die Parameter a₂ und b₂ und die Gleichung "^: =r₂ definiert ist. In einer beliebigen Meridianebene Mist eine Ellipse E/durch die Parameter

a, und bi sowie durch die Gleichung jr=^ri definiert,

wobei η durch die elliptische Bestimmung der torischen Oberfläche in seinem Gipfelpunkt P festgelegt ist. a,und

b, stellen zwei Funktionen von w dar, welcher Wert zwischen a\ und ar bzw. zwischen b\ und bz variiert In dem Beispiel werden diese Funktionen mittels klassischer Berechnungen ausgewählt, um die Aberrationen in jedem Punkt der Linse zu einem Minimum zu machen.

Es ist ersichtlich, daß die korrigierende Oberfläche für die Aberrationen mit der anfänglichen torischen Oberfläche in der Nähe des Mittelpunkts der Linse verbunden ist und sich zu den Rändern hin weiter entwickelt, wobei sie ihren torischen Charakter und

insbesondere als Symmetrieebenen die Hauptebenen der Linse beibehält. Aus diesem Grund wird diese korrigierende Oberfläche für die Aberration »torisch, korrigiert« genannt.

Es sei festgehalten, daß die optischen Gläser, insbesondere Augengläser nach der Erfindung, die beispielsweise aus einer sphärisch konkaven und torisch-konvexen Grundlinse abgeleitet sind, dadurch erhalten werden können, indem die Aberrationen dieser Grundlinse, sei es durch Verformung ihrer sphärischen Oberfläche in eine »sphärisch, korrigierte Oberfläche« sei es durch Verformung ihrer torischen Oberfläche in eine »torisch, korrigierte Oberfläche« erhalten werden können. Die auf diese Weise erzielten Korrekturen sind einander gleichwertig. Es sind Gesichtspunkte bei der industriellen Herstellung dieser Linsen, die eine Auswahl der Oberflächen erlauben.

Die Erfindung gestattet die Korrektur astigmatischer Linsen hoher Brechkraft. Die Oberflächen optischer Gläser, die wie oben angegeben bestimmt sind, können leicht hergestellt werden, und zwar insbesondere durch die Verfahren und Vorrichtungen, die vorstehend zur Erzielung asphärischer Drehoberflächen nach der Erfindung verwendet werden. Diese Verfahren gestatten es in der Tat, mit Präzision und ohne eine Beschränkung einen beliebigen Oberflächentyp herzustellen.

Die folgende Tabelle gibt beispielsweise Abstände ε in Mikron einer korrigierenden Oberfläche für Aberrationen vom Typ »sphärisch, korrigiert« wieder. Das sind Abstände längs der beiden Hauptmeridiane m\ und m₂ der asphärischen Oberfläche bezüglich der berührenden Kugel, wobei diese Abstände auf den Radien bzw. Fahrstrahlen der Kugel für verschiedene Werte des Winkels V für eine Linse +12 (Zylinder +3) gemessen sind.

V	ί (Mikron)	0	/»:	0
40 ' ^)ra	'»ι	0	1
0°	4	10
1°20	21	43
45 ²°⁴⁰	65	132
4°	150	303
5°20	290	591
6°40	501	1028
so 8°
9°20

Es kann festgestellt werden, daß die Abstände bei m₂ fühlbar sind, was die Notwendigkeit einer besonderen Korrektur für jeden Meridian unterstreicht, insbesondere da bei den bekannten astigmatischen Gläsern die die Aberrationen korrigierende asphärische Oberfläche, die eine durch Drehung erhaltene Oberfläche darstellt, es nicht gestattet, fühlbar die Aberrationen außer für einen einzigen Meridian zu korrigieren.

F i g. 4 zeigt Aberrationen einer derartigen nicht-korrigierten Linse. Aus F i g. 10 geht der geringe Effekt der Korrektur der Aberrationen mittels einer durch Drehung erhaltenen asphärischen Oberfläche hervor.

F i g. 11 zeigt die Resultate, die mittels einer die Aberrationen korrigierenden Oberfläche nach der Erfindung erzielt werden. Diese Figur entspricht der obigen Tabelle der Abstände und zeigt den beträchtli-

chen durch die Erfindung erzielten Gewinn.

Dem Vorstehenden wurde die Beobachtung eines im Unendlichen angeordneten Objekts vorausgesetzt. Da andererseits das Auge zur Akkommodation fähig ist, können derartige sphärische oder astigmatische Linsen für eine Betrachtung naher Gegenstände herangezogen werden. Damit erhält man unterschiedliche Aberrationen, welche gelegentlich ungenügend durch eine Deformation für die Betrachtung eines im Unendlichen angeordneten Gegenstandes korrigiert werden.

Es ist leicht, nach den in Fig. 1 dargestellten Grundlagen eine Linse zu erstellen, die für die Betrachtung einer endlichen Gegenstandsweite d=MN korrigiert ist. Hierzu muß man lediglich die oben angegebenen Verfahrensschritte beachten.

Ebenso kann man optische Gläser herstellen, die auf zumindest einer Oberfläche für Aberrationen korrigierende Ebenen oder Bereiche aufweisen, die jeweils derart bestimmt sind, daß sie die Aberrationen korrigieren, die mehreren Gegenstandsweiten entsprechen. Der einfachste, in F i g. 12 dargestellte Fall ist eine unifokale Linse, deren obere Hälfte für Fernsicht VL und deren untere Hälfte für Nahsicht VP korrigiert ist. Die Trennlinie dieser beiden Oberflächen ist beispielsweise diskontinuierlich, wie bei einem optischen Glas mit zwei Brennpunkten.

Bei einem anderen, komplizierteren Beispiel kann man eine derartige Linse dadurch erhalten, indem das in

Fig. 13 dargestellte Gesetz (5 m, Im, 0,5 m ...) angewandt wird und wobei die Gestalt des Meridians direkt bestimmt wird.

Diese spezifische Korrektur der Aberrationen macht eine Ausrichtung der Linse entsprechend ihrer Verwendung notwendig, ein Nachteil, der auch bei der Verwendung multifokaler und progressiver Linsen auftritt.

Die erfindungsgemäßen Linsen bewirken also für die Kompensierung der Ametropie eines akkommodierfähigen Auges oder eines Auges ohne Akkommodierfähigkeit im Fall einer einzigen Gegenstandsweite, beispielsweise bei Fernsicht, beträchtliche Vorteile.

Will man in allen vorkommenden Fällen die Ametropie oder Fehlsichtigkeit eines Auges kompensieren, das seine Akkommodationsfähigkeit ganz oder teilweise verloren hat, muß man auf eine multifokale Linse zurückgreifen.

Die optischen Gläser nach der Erfindung können entweder direkt durch Zurichten, beispielsweise Schleifen eines Blocks abgekühlten Materials, wie ober dargestellt, erhalten werden oder indirekt beispielsweise mittels einer Gußform, die es gestattet, wenigstens die Außenseite eines optischen Glases, welches die Aberrationen korrigierende Oberfläche aufweist, zu gießen, und zwar vorzugsweise durch Gießen oder Spritzgießen eines polymerisierbaren Stoffes.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ophthalmische Linse mit starker Brechkraft und vorgegebenem Astigmatismus mit einer ersten Fläche, die kugelförmig oder torisch ist und mit einer zweiten Fläche, die bezüglich Bildfeldkrümmung und Abweichungen des Astigmatismus von der Konstanz korrigiert ist und die von einer kugelförmigen Grundfläche abgeleitet ist, sofern die erste Fläche eine torische Fläche ist, oder von einer torischen Grundfläche, sofern die erste Fläche kugelförmig ist, wobei der Schnitt der zweiten Fläche mit einer ersten der beiden Hauptebenen der torischen Fläche, die die erste Fläche oder die Grundfläche der zweiten Fläche ist, eine erste Schnittkurve ist, die näherungsweise die Form einis Ellipsenteib hat und bei der in jedem Punkt die sagittalen und tangentialen Krümmungsradien bezüglich der Konstanz des Astigmatismus längs dieser Kurve 2η korrigiert sind, mit einer von der ersten Schnittkurve abweichenden zweiten Schnittkurve der zweiten Fläche mit der zweiten Hauptebene der torischen Fläche und mit Schnittkurven der zweiten Fläche mit den übrigen durch die optische Achse der Linse gehenden Ebenen, deren lineare Abweichungen von der Kreisform in jedem ihrer Punkte progressiv, monoton und stetig von den entsprechenden Werten der ersten Schnittkurve in die Werte der zweiten Schnittkurve übergehen, wenn sich die Ebene um die jn optische Achse von der Position der ersten Hauptebene zur Position der zweiten Hauptebene dreht, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Schnittkurven näherungsweise die Form eines Ellipsenteils (E_u E₂ bzw. E) haben, daß in jedem r> Punkt der ersten Schnittkurve die sagittalen und tangentialen Hauptkrümmungsradien (r_s- bzw. r,) der zweiten Oberfläche so gewählt sind, wie es in an sich bekannter Weise unter Zugrundelegen einer rotationssymmetrischen zweiten Fläche einer optimalen Korrektur der Konstanz des Astigmatismus auf dieser Kurve entsprechen würde, und daß die sagittalen und tangentialen Krümmungsradien auf der zweiten Schnittkurve (m₂) in entsprechender Weise für diese Kurve gewählt sind. r>