DE2336708C3

DE2336708C3 - Ophthalmische Linse mit progressiv sich ändernder Brechkraft

Info

Publication number: DE2336708C3
Application number: DE2336708A
Authority: DE
Inventors: Bernard F. Joinville-Le-Pont Maitenaz
Original assignee: Essilor International Compagnie Generale dOptique SA
Current assignee: EssilorLuxottica SA
Priority date: 1972-07-26
Filing date: 1973-07-19
Publication date: 1981-03-12
Also published as: ATA650873A; US3910691A; RO72099A; DE2336708B2; NL176811B; DE2336708A1; CA981075A; AU471562B2; JPS5220271B2; JPS4959652A; NL176811C; BR7305631D0; GB1403675A; IT991863B; FR2193989B2; AT328765B; CS167393B2; AU5851173A; FR2193989A2; BE802400A

Description

unangenehm ist, sondern auch Schwierigketten für den praktischen Einsatz solcher Linsen ergibt

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine ophthalmische Linse der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der das dynamische Sehen verbessert ist

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch eine ophthalmische linse mit progressiv sich ändernder Brechkraft der eingangs genannten Art gelöst, die sich dadurch kennzeichnet, daß in jedem Punkt der asphärischen Oberfläche der Schnitt dieser asphärischen Oberfläche mit einer im wesentlichen vertikalen Ebene parallel zu der Ebene der ombilLschen Kurve eine Kurve ist, deren Krümmung Ca,·, in dem betreffenden Punkt der Beziehung genügt:

ICa₁, -

U 3,5/1

wobei Ca, die Krümmung der ombilischen Kurve in demjenigen Punkt dieser Kurve ist, der auf dem gleichen horizontalen Schnitt wie der betreffende Punkt liegt wenn die Linse in der Gebrauchsstellung ist und wobei A der Zuwachs an Brechkraft in Dioptrien zwischen den Zentren für Weitsicht und für Nahsicht ist

Mittels dieser Maßnahmen wird — wie weiter unten näher erläutert ist — die Änderungsgeschwindigkeit der durch die Linse betrachtenden Verformung vertikaler oder horizontaler Linien für einen gegebenen Wer· der Winkelgeschwindigkeit des über die asphärische Oberfläche der Linse streichenden Strahlenbündels vermindert was zu einer wesentlich angenehmeren Situation bei dynamischem Sehen führt Man erhält dadurch eine Linse, die für den Großteil der Benutzer wesentlich angenehmer zu tragen ist und durch die somit ein echter technischer Fortschritt gegenüber den bisher bekannten Linsen mit progressiv sich ändernder Brechkraft erreicht wird.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert und zwar zeigt

F i g. 1 schematisch ein Auge, vor dem eine Linse mit progressiv sich ändernder Brechkraft angebracht ist. wobei die in Betracht gezogenen Parameter zum Berechnen der durch die Linse in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Auges eingeführten Verzeichnung gezeigt sind;

F i g. 2 im oberen Teil die Form, die eine durch eine übliche Linse mit progressiv sich ändernder Brechkraft betrachtete Gerade annimmt, und die sich horizontal verschiebt aber parallel zu sich selbst bleibt, und. im unteren Teil, eine grafische- Darstellung der Änderungen des horizontalen Abstands zwischen dem Bild eines Punktes der beweglichen vertikalen Geraden und der Lage, die das Bild dieses Punktes einnehmen würde, wenn es keine Verzeichnung in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Auges während des horizontalen Oberstreichens der Linse gäbe:

Fig. 3 eine der Fig. 2 analoge Darstellung für eine horizontale Gerade, die sich vertikal verlagert während tie zu sich selbst parallel bleibt:

F i g. 4 schematisch und perspektivisch die asphärische Oberfläche einer Linse mit progressiv sich ändernder Brechkraft gemäß der Erfindung;

F i g. 5 eine Stirnansicht einer asphärischen Linse nach der Erfindung mit einem Zuwachs an Brechkraft von 1,50 D zwischen den Zentren für Weitsicht und Nahsicht;

F i g. 6 eine grafische darstellung der Minimalwerte und Maximalwerte der Krümmungsradien der vertikalen Schnitte der asphärischen Oberfläche der in F i g. 5 gezeigten 1 jnse in Abhängigkeit vom Krümmungsradius der vertikalen ombilischen Kurve, längs deren der Zuwachs an Brechkraft erfolgt;

Fig.7a und 7b Tafeln, die in Millimeter die Abweichungen in bezug auf eine Referenzkugel bzw. die Krümmungen von Vertikalschnitten der asphärischen Oberfläche einer Linse nach der Erfindung zeigen, die einen Zuwachs an Brechkraft von 1,50 D hat für verschiedene Punkte der asphärischen Oberfläche mit regelmäßigen gegenseitigen Winkelabständen;

F i g. 8 eine grafische Darstellung, welche zeigt, wie die Krümmung von zwei Vertikalschnitten der durch die Tafeln der Fig.7a und 7b definierten asphärischen Oberfläche sich ändert, wobei die beiden Ebenen parallel zur Ebene der vertikalen ombilischen Kurve und 10 bzw. 20 Millimeter von dieser entfernt verlaufen;

Fig.9 eine der Fig.8 analoge Darstellung, in der zum Vergleich gezeigt ist wie die Krümmung eines Vertikalschnitts der asphärischen FI?. ..e einer konventionellen Linse mit progressiv sich ändernder Brechkraft sich ändert;

F i g. 10 eine der F i g. 3 entsprechende grafische Darstellung für den Fall einer durch die Tafeln der F i g. 7a und 7b definierten Linse nach der Erfindung;

F i g. 11 a und 11 b den F i g. 7a und 7b ähnliche Tafeln für der. Fall einer erfindungsgemäßen Linse, deren Zuwachs an Brechkraft 2,50 Dbeträgt;

Fig. 12 und 13 den Fig.8 und 10 entsprechende Darstellungen für den Fall einer durch die Tafeln der F i g. 1 la und 1 Ib definierten Linse nach der Erfindung.

Bevor die Erfindung selbst beschrieben wird, sei anhand der F i g. 1 bis 3 die beim dynamischen Sehen durch ophthalmische Linsen mit progresiv sich ändernder Brechkraft auftretende Verzeichnung erläutert und zwar für den Fall einer sich horizontal in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse der Linse verlagernden aber parallel zu sich selbst bleibenden vertikalen Geraden, und für den Fall einer sich gleichfalls in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse der Linse vertikal verlagernden aber parallel zu sich selbst bleibenden horizontalen Geraden.

In F i g. 2 stellen die Linien V₁, V₂, V,... V₇, die Bilder der durch eine bekannte Linse mit progressiv sich ändernder Brechkraft gesehenen oben erwähnten vertikalen Geraden entsprechend verschiedenen von dieser während der Verlagerung eingenommenen, aufeinanderfolgenden Stellungen dar. Die Bilder Vi bis Vr sind diejenigen, die erhalten werden, während das Auge den Mittelpunkt der Linie betrachtet und während das zum Abbilden dieses Mittelpunkts dienende Strahlenbündel den mittleren Horizontalschnitt der Linie -'.racht. während der horizontalen Verlagerung der vertikalen Geraden.

Um die Natur e'er durch die Linse während des horizontalen seitlichen Bestreichens erzeugten Deformation zu erfassen, muß untersucht werden, wie sich für einen Punkt P de«· vertikalen Geraden der horizontale Abstand ex zwisch.n dem verzeichneten Bild P(i- 1, 2. 3... 7) des Punktes P und der Lage P₀ ändert, die das Bild des Punktes P einnehmen würde, wenn keine Verzeichnung vorhanden wäre. In Fig.2 ist dieser Abstand ex-für den Fall des Bildes Pi des Punktes P der vertikalen Geraden angegeben, wenn deren Bild sich bei V₂ befindet. Die aufeinanderfolgenden Werte ei, ei, ei... ej, des Abstandes ex, gemessen für den Punkt Pder Geraden sind in der grafischen Darstellung im unteren Teil der Fig.2 eingetragen. Die so erhaltene Kurve 1 zeigt, wie der Abstand ersieh in Abhänpigkeit von dem

Winkel ω* der Augenachse mit der optischen Achse der Linse (Fig. 1) während des horizontalen seitlichen Bestreichens ändert.Tatsächlich hängt, wie F i g. I zeigt, der Wert von e^(oder von er wie weiter unten gezeigt ist) von dem Abstand d zwischen der Linse und der ·> Ebene ab, in der sich die vertikale Gerade (oder die horizontale Gerade wie weiter unten anhand der F i g. 3 gezeigt ist) verlagert. Darum ist es vorzuziehen, den Abstand ex (oder eyj infolge der Verzeichnung in prismatischen Dioptrien zu berechnen. Bekanntlich in entspricht eine Abweichung ed, (oder ed,) von I prismatische Diopirie einem Abstand e.y(oder e^gleich I cm für eine Distanz c/von I m.

In der grafischen Darstellung der Fig. 2 verdeutlichen die Maximalabstände ei und c? die Bedeutung der ι > Verzeichnung des Bildes der vertikalen Geraden. Die Amplitude dieser Deformationen ist bestimmend für die Annehmlichkeit des statischen Sehens bei seitlicher Betrachtung. Im Gegensatz hierzu hängt die Annehmlichkeit des dynamischen Sehens nicht von der :n Amplitude der Abweichungen ex ab. sondern von dem Ausmaß ihrer Änderungen für eine gegebene Bewegung des seitlichen Bestreichens. Praktische Versuche haben diese wesentliche Erkenntnis bestätigt, daß je rascher die Deformation eines Bildes ihren Wert bei einer >i Bewegung des Bestreichens mit gegebener Winkelgeschwindigkeit ändert, diese Deformation um so mehr von dem Auge empfunden und damit die Annehmlichkeit des dynamischen Sehens um so geringer ist. Infolgedessen ist diejenige Größe, die für die Annehm- in lichkeit des dynamischen Sehens als in erster Linie repräsentativ angesehen werden kann, nicht mehr der Maximalwert von ev, sondern der Maximalwert von deVdojx, d. h. der maximale Winkel ix_m„, den die Tangente an die Kurve I mit der X-Achse bildet. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Winkel *_ma, derjenige Winkel ist, den die Tangente an die Kurve 1 in demjenigen Punkt der Kurve bildet, der dem Fall entspricht, wo die vertikale Gerade sich in der vertikalen Mittelebene der Linse befindet. Zusammenfassend ergibt sich also, daß je kleiner der Winkel (c_mr um s<j giüuci uic Aiiiicmiiiiciikcu ucb üynamiii-iicii Sehens ist.

Was vorstehend für horizontale Relativbewegungen erläutert wurde, gilt in gleicher Weise für vertikale Relativbewegungen. Im letzteren Falle sind die visuellen Folgen der Verzeichnung jedoch noch schwerwiegender, weil die Vergrößerung sich in vertikaler Richtung infolge der Änderung der Brechkraft längs der vertikalen oder annähernd vertikalen ombilischen >o Kurve ändert, nämlich im Progressionsmeridian, für den Fall der Linse mit progressiver Brechkraft. Wie aus Fig.3 ersichtlich ist, die für eine bekannte Linse progressiver Brechkraft die aufeinanderfolgenden Bilder H\, //2, //3... H₁, einer horizontalen Geraden zeigt, die sich vertikal in einer senkrecht zur optischen Achse der Linse liegenden vertikalen Ebene parallel zu sich selbst verlagert, müßte diese horizontale Gerade in einem gegebenen Zeitpunkt ihrer Bewegung tatsächlich auch dann bei We und nicht bei H°f, gesehen werden, wenn keine Verzeichnung vorläge, weil während des vertikalen Bestreichens der Linse durch das zur Abbildung des Mittelpunktes der von dem Auge gesehenen Geraden dienende Strahlenbündel die Brechkraft und infolgedessen die vertikale Vergrößerung zugenommen hat, während die horizontale Gerade sich aus ihrer dem Bild H* entsprechenden Stellung in die dem Bild Hf, entsprechende Stellung bewegt hat

Tatsächlich erblickt das Auge zu dem vorerwähnten gegebenen Zeitpunkt die horizontale Gerade in der letztgenannten Lage Hf, und nicht in der Lage W^ als Folge der Verzeichnung. Man kann daher für einen Punkt Q der horizontalen Geraden, der zu einem gegebenen Zeitpunkt von dem Auge durch die Linse bei Qe. gesehen wird, den Abstand ermessen, dessen Anteil Qo <?'o eine Folge der Vergrößerung ist, während der Anteil ζ>Ό Qf, eine Folge der Verzeichnung ist. Wie im Falle des Punktes Pder bewegbaren vertikalen Geraden der F i g. 2, kann man auch für den Punkt Q der horizontalen Geraden, wenn diese sich vertikal parallel zu sich selbst verlagert, die Kurve 2 der Änderung von ad,, ausgedrückt in prismatischen Dioptrien, in Abhängigkeit von dem Winkel Wy, den die Blickachse mit der optischen Achse der Linse bildet, zeichnen. Diese Kurve 2 ist in der grafischen Darstellung enthalten, die sich im rechten Teil der Fig. 3 befindet. In dieser grafischen Darstellung stellt die strichpunktiert ausgezogene Kurve 3 die Änderungen von QoQO in Abhängigkeit von on dar.

Wie schon weiter oben anhand der horizontalen Verlagerungen erläutert wurde, bestimmt sich die Annehmlichkeit des Sehens bei vertikalen Relativbewegungen durch die Größe des Maximalwinkels ß_ml,. den die Tangente an die Kurve der Änderungen von eA_y in Abhängigkeit von ω_η ζ. B. die Kurve 2 der grafischen Darstellung der Fig. 3, bildet. Genauer gesagt ist die Annehmlichkeit des dynamischen Sehens um so größer, je kleiner der Winkel ß_mu ist. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel ist der Winkel β maximal, wenn die bewegliche horizontale Gerade durch die horizontale Mittelebene der Linse geht, und im typischen Beispiel der bekannten Linse mit progressiver Brechkraft liegt die Größe des Winkels /)_m« in der Größenordnung von 34°.

Der Vollständigkeit halber muß hinzugefügt werden, daß die Aufteilung in vertikale und horizontale Bewegung eine künstliche ist, während die Bewegung des Kopfes oder der Augen des Brillenträgers im allgemeinen in einer gegenüber der Vertikalen und der

n t . . . . .e . ι - . .. IVHUlUlIg C! lUl(

Die globale Verzeichnung beim dynamischen Sehen erscheint daher als Kombination der beiden vorstehend analysierten Komponenten in horizontaler und vertikaler Richtung. Die Annehmlichkeit des dynamischen Sehens hängt daher davon ab, daß gleichzeitig die vertikale dynamische Verzeichnung und die horizontale dynamische Verzeichnung auf ein Minimum gebracht werden, d. h. die gleichzeitige Verminderung der Winkel ocmax und ß_mix- Diese Verminderung ist äußerst wichtig, denn es wurde gezeigt, daß das Gehirn zwar rasch die Verzeichnung bei statischem Sehen kompensiert, aber nur geringfügig oder sehr langsam eine Kompensation der Verzeichnung des dynamischen Sehens vornimmt, die daher wesentlich langer als erhebliche visuelle Behinderung andauert.

Die Untersuchungen, die auf dem Gebiet der in der deutschen Offenlegungsschrift 20 44 639 beschriebenen Linsenoberflächen gemacht worden sind, haben gezeigt daß für einen angenehmen Gebrauch bei dynamischem Sehen es nicht ausreichend ist, einfach Oberflächen zu verwenden, deren Schnitte S; durch horizontale Ebenen Kurven sind, deren Krümmungsradius mit zunehmendem Abstand von dem Schnittpunkt A, des Schnittes 5/ mit der im wesentlichen vertikalen ombilischen Kurve MMi abnimmt (zunehmende Krümmung), wenn der Krümmungsradius der ombilischen Kurve MMj im

Punkt Aj größer als der Krümmungsradius des besonderen kreisförmigen Horizontalschnitts Ci ist, und deren Krümmungoradius mit wachsendem Abstand von dem Punkt /4, wächst (abnehmende Krümmung), wenn der Krümmungsradius der ombilischen Kurve MMi im ί Punkt Ai kleiner als der Krümmungsradius des genanten Horizontalschnitts C₂ ist (F ί g. 4). Durch die Tatsache, daß die durch das Zentrum für Weitsicht A\ und das Zentrum für Nahsicht A) verlaufenden Horizontalschnitte der Oberfläche gleichfalls ombilisehe Kurven und/oder Kurven sind, längs deren die vertikale Komponente des prismatischen Effekts konstant ist, und weiter durch die Tatsache, daß die Oberfläche in ihren seitlichen Bereichen wenigstens einen Vcrtikalschnitt aufweist, längs dessen die horizon- ι > tale Komponente des prismatischen Effekts konstant ist, wird ein wesentlich angenehmeres Tragen bei statischem Sehen gewährleistet, während das dynamische Sehen noch nicht befriedigend ist.

Gemäß der Erfindung wurde nach langen Bemühun- ·?< > gen herausgefunden, daß ein befriedigender Zustand bei dynamischem Sehen zu erreichen ist, wenn in jedem Punkt B,j die asphärische Oberfläche der Linse mit sich progressiv verändernder Brechkraft der Schnitt dieser asphärischen Oberfläche durch eine im wesentlichen 2> vertikale Ebene n, parallel zu der Ebene π der ombilischen Kurve MM\ eine Kurve Zj ist, deren Krümmung Cg,-, in dem betrachteten Punkt By der Bedingung entspricht:

JO

|cb„ - G₁I < 3,5 A, (I)

wobei CU, die Krümmung der ombilischen Kurve in dem Punkt Aj dieser ombilischen Kurve ist, der auf dem gleichen Horizontalschnitt 5,· wie der betreffende Ϊ5 Punkt Ba liegt (bei Gebrauchsstellung der Linse), und A der Zuwachs an Brechkraft in Dioptrien zwischen den Zentren für Weitsicht A\ und Nahsicht 43,(F i g. 4) ist. Vorzugsweise gilt:

40

IC₈₁₇- C J < 3/1. (3)

Diese neuen Bedingungen (1) und (2) oder (1) und (3) für asphärische Oberflächen von Linsen mit progressiv sich ändernder Brechkraft nach der Erfindung ermöglichen es. Linsen zu erhalten, die das Betrachten bei dynamischem Sehen in vertikaler Richtung angenehm machen.

Es wäre interessant die Maximaldifferenz zwischen den Krümmungen Ce,y und C*,· noch kleiner als 3A zu machen, aber diese Bedingung wäre schon bald zu schwierig mit der Charakteristik bzw. den Charakteristiken in Einklang zu bringen, die in der deutschen Offenlegungsschrift 2044 639 beschrieben sind. Im übrigen hat die Erfahrung gezeigt, daß, wenn die oben angeführten Bedingungen für angenehmes dynamisches Sehen in vertikaler Richtung erfüllt sind, auch die Betrachtung bei dynamischem Sehen in horizontaler Richtung durchaus befriedigend ist

Angenommen den Wert 3Λ, so läßt sich die Bedingung (1) auch in folgender Form schreiben:

3A

_Kj

3A.

(4)

Wenn mit R,- der Krümmungsradius der ombilischen Kurve MMj im Punkt A,-und mit /?,>-der Krümmungsradius des Vertikalschnitts 2/im Punkt Bgbezeichnet wird,

65 kann die vorstehend angegebene Beziehung (4) auch wie folgt geschrieben werden:

3 Λ

Als Beispiel: für eine Linse mit progressiv sich ändernder Brechkraft, deren Zuwachs A 1,50 D beträgt. gemessen zwischen den Zentren für Weitsicht A\ und Nahsicht Ai mit gegenseitigem Abstand von beispielsweise 25 mm, und wenn der Krümmungsradius der ombilischen Kurve MM\ im Schnittpunkt A₁ dieser ombilischen Kurve mit einem Horizontalschnitt 5, der asphärischen Lindenoberfläche 60 mm beträgt, sollen die Krümmungsradien von Vertikalschnitten Σ\. Z^, Zj, Σ* und Zi der asphärischen Oberfläche in den Punkten Bn, Bn, Bij, Bn und Ba (Fig.5) zwischen einem Minimalwert R~~ und einem Maximalwert /?_.. liegen, der durch die Ausdrücke gegeben ist:

= 0,047 m = 47 mm

(- 4,5

- = 0,082 m = 82 mm

0,060

- 4,5

In der grafischen Darstellung der F i g. 6 bezeichnen die voll ausgezogenen Kurven 4 und 5 in Abhängigkeit vom Krümmungsradius Ri der ombilischen Linie MM\ die Werte der minimalen bzw. maximalen Krümmungsradien, zwischen denen die Krümmungsradien Ry der Vertikalschnitte der asphärischen Oberfläche einer Linse nach der Erfindung liegen sollen, die einen Zuwachs an Brechkraft von I^OD zwischen den Punkten A\ und A3 hat

Lediglich beispielshalber ist nachstehend das Verfahren zum Berechnen und Herstellen einer asphärischen Oberfläche einer Linse mit sich progressiv verändernder Srecnkraft beschrieben, die einen Zuwachs von I^OD hat Wie in der deutschen Offenlegungsschrift 20 44 639 beschrieben, weiß man, daß in erster Annäherung diese asphärische Oberfläche als von einer Familie von konischen Schnitten umhüllt betrachtet werden kann, welche die horizontalen Schnitte 5, senkrecht zur ombilischen Kurve MM\ bilden. Zum Berechnen einer solchen asphärischen Oberfläche geht man wie folgt vor: man beginnt von klassischen, optischen Berechnungen ausgehend, mit dem, was man als Gerippe der Oberfläche bezeichnen könnte, wobei dieses Gerippe beispielsweise umfaßt:

a) die ombilische Kurve MM\, deren Profil für die gewünschte Progression der Brechkraft längs dieser ombilischen Kurve gewählt ist; und eventuell

b) zwei weitere (nicht dargestellte) ombilische Kurven, die senkrecht zu der Kurve MMi durch das Zentrum für Weitsicht At und das für Nahsicht A3 gehen. Im übrigen kann man die zusätzliche Bedingung stellen, daß für die beiden Punkte, die sich jeweils im gleichen Abstand von der ombilischen Kurve MMi auf den beiden weiteren ombilischen Kurven befinden, die seitlichen Zuwachsraten eine gleiche horizontale Komponente haben, oder mit anderen Worten, daß in diesen beiden Punkten die Senkrechte auf die asphärische Oberfläche gleiche Winkel mit der die ombilische

Kurve MM\ enthaltenden Ebene bildet. Im übrigen kann man auch die zusätzliche Bedingung stellen, daß längs dieser beiden anderen ombilischen Kurven die Tangentialebenen der asphärischen Oberfläche einen im wesentlichen konstanten Winkel mit der Ebene bilden, die das optische Zentrum Jer Linse enthält und senkrecht zur Kurve MM\ verläuft, mit anderen Worten, daß längs der beiden anderen ombilischen Kurven die Vertikalkomponente des prismatischen Effekts konstant ist. Nachdem dies festgelegt ist, wird ein Ordinator verwendet, der die Familien konischer Schnitte berechnet, welche die festgelegten Elemente des Gerüstes aufweisen und den obigen Bedingungen entsprechen. Die Berechnung der asphärischen Oberfläche erfolgt dann mit Bezug auf eine Basiskugel, die z. B. einen Radius von 82,02 mm hat, wobei die asphärische Oberfläche mittels einer Tafel vnn Ahwpirhiinupn gegenüber dieser Kugel bestimmt wird, bezogen auf die Radien dieser Kugel, die durch eine große Anzahl regelmäßig verteilter und durch ihre shärischen Koordinaten V_x und V_y bestimmter Punkte gehen. Für jede Familie von den obigen Bedingungen entsprechenden Schnitten 5, liefert der Ordinator unmittelbar im gleichen Bezugssystem die Tafel der Abbildungsfehler, die Tafel der prismatischen Effekte und, von diesen ausgehend, die Verzeichnungen (Verzeichnungen des itatischen Sehens). Man nimmt dann eine Auswahl und eventuell Interpolationen vor, um restliche Fehler zu korrigieren; hier können dann die horizontalen Schnitte Si aufhören konische Schnitte zu sein. Von diesem Stadium gehen darin die weiteren Schritte zum Herstellen einer asphärischen Oberfläche gemäß der Erfindung aus; tatsächlich kann der Ordinator auch programmiert werden, um in dem gleichen Bezugssystem die Krümmungsradien zu liefern oder, vorzugsweiie, den Wert der Krümmungen der Schnitte der •sphärischen Oberfläche durch vertikale Ebenen parallel zu der die ombilische Kurve MM\ enthaltenden Ebene. Jeder Familie von Horizontalschnitten Si entspricht daher eine TaH, weiche die Krümmungswerte der vertikalen Schnitte der asphänschen Oberfläche angibt. Man wählt dann unter den Familien von Krümmungen diejenigen, für die die Tafel mit den Krümmungen der Vertikalschnitte derart ist, daß für alle horizontalen Linien dieser Tafel der Unterschied zwischen jeder der Zahlen der vertikaKolonnen der

Tafel, entsprechend z. B. V_x=2,8°, 5,6°, 8,4° und der

Zahl, die sich auf der gleichen horizontalen Linie in der vertikalen Kolonne entsprechend V_x=OP befindet, höchstens das 3,5fache des Zuwachses A, ausgedrückt in Dioptrien, und vorzugsweise höchstens 3A beträgt

Der Ordinator liefert dann für die gewählte Oberfläche die Tafel der Abweichungen in mm, bezogen auf die Basis — bzw. Referenzkugel. Die F i g. 7a und 7b stellen dar, die Tafel der Abweichungen in mm, bezogen auf eine Referenzkugel mit 82,02 mm Radius, bzw. die Tafel der Krümmungen der Vertikalschnitte der asphänschen Oberfläche einer Linse nach der Erfindung mit einem Zuwachs A an Brechkraft von 1,50 D. Wie bereits erwähnt, sind die Oberflächen gemäß der Erfindung symmetrisch in bezug auf die Ebene, die die ombilische Kurve MM\ enthält Aus diesem Grunde ist in der Zeichnung nur die Hälfte der Tafeln wiedergegeben, die symmetrisch in bezug auf die Kolonne V₁=V sind. Auch sei darauf hingewiesen, daß die in der Zeichnung wiedergegebenen Tafeln nur eine relativ kleine Anzahl von Werten enthalten, während die tatsächlich in dt>r Praxis zur Verwendung kommenden Tafeln eine wesentlich größere Anzahl enthalten, im allgemeinen mehr als 2000. Von der Tafel der Abweichungen bzw. der Abstände

ί gemäß F i g. 7a (die jedoch in der Praxis eine sehr große Anzahl von Werten enthält) ausgehend, schneidet man aus einem Block von Spezialstahl ein Modell der asphärischen Oberfläche mit einer Maschine, mit Diamant-Schleifscheibe, welche durch Abarbeiten die

ίο auf der Tafel enthaltenen Abstände in einer großen Anzahl von Punkten der Oberfläche verwirklicht. An einem Block von lichtbrechendem Material wird diese Oberfläche reproduziert, oder an einem Block, der zum Erzeugen eines Modells dient, das die Reproduktion der Linse durch Gießen aus polymerisierbarem MaterL*¹ bzw. Kunststoff ermöglicht. Diese Oberfläche wird dann geglättet und darauf mit einer weichen Polierbürste

g In der grafischen Darstellung der F i g. 8 zeigen die Kurven 6, 7 und 8, wie sich die Krümmung der ombilischen Linie MM\ bzw. des Vertikalschnitts Σ\ο bzw. der Krümmung des Vertikalschnitts Σχ der durch die Tafeln der Fig. 7a und 7b bestimmten asphärischen Oberfläche in Abhängigkeit von dem Winkel V_y ändert.

Die Schnitte Σ\α und Σχ> liegen in 10 mm bzw. 20 mm Abstand von der Ebene der ombilischen Kurve MM\, wobei diese Werte von 10 und von 20 mm Werten von V_x von 7° und 14° entsprechen. Wie aus Fig.8 hervorgeht liegt die Krümmung dieser Vertikalschnitte

jo selbstverständlich immer zwischen den in der obigen

Beziehung (4) angegebenen Grenzen, also den Grenzen,

die in Fig.8 durch die gestrichelten Kurven 9 und 10 wiedergegeben sind.

F i g. 9 zeigt zum Vergleich, wie sich die Krümmung

eines Vertikalschnitts (Kurve 12) in 20 mm Abstand von der ombilischen Kurve MM% der asphärischen Oberfläche einer Linse nach der deutschen Offenlegungsschrift 20 44 639 in Abhängigkeit von V, ändert In F i g. 9 gibt weiter die Kurve 11 die Änderung der Krümmung der ombilischen Kurve MM\ an, während die Kurven 13 und 14 die durch die weiter oben definierte Beziehung (4) gegebenen Grenzen darstellen. Wie deutlich aus F i g. 9 ersichtlich ist geht die Krümmung dieses Vertikalschnitts (Kurve 12) über die durch die Erfindung festgelegten Grenzen hinaus.

In der grafischen Darstellung nach Fig. 10 ist die Kurve 15 unter den gleichen Bedingungen wie die der F i g. 3 gezeichnet jedoch für den Fall einer Linse nach der Erfindung die durch die Tafel der F i g. 7a definiert ist Wie ersichtlich beträgt der Winkel ßmx ungefähr 7,5°, also um etwa 5,2inal weniger als der in Fig.3 für eine bekannte Linse angegebene Wert Man erhält daher, wie weiter oben erläutert wurde, ein gegenüber der bekannten Linse deutlich verbessertes dynamisches Sehen.

Nachstehend ist ein weiteres Beispiel einer asphärischen Oberfläche für eine Linse mit einem Zuwachs A an Brechkraft von 2J50 D gegeben. In F i g. 6 zeigen die strichpunktierten Kurven 16 und 17 in Abhängigkeit von dem Krümmungsradius R,- der ombilischen Kurve MIWi die Werte der Radien minimaler und maximaler Krünunang, zwischen denen die Krümmungsradien Rg der Vertikalschnitte der asphärischen Oberfläche liegen. Die Fig. 11a und 11b, die den Fig.7a und 7b des

es vorhergehenden Beispiels entsprechen, steilen eine Tafel der Abweichungen für eine große Anzahl von Punkten der asphärischen Oberfläche der Linse gegenüber einer Referenzkugel mit Radios von

82,02 mm in mm aufgetragen, sowie eine weitere Tafel für die gleichen Punkte wie die der Tafel in F i g, 11a dar, welche die Krümmungen der Vertikalschnitte der asphärischen Oberfläche angibt. Wie beim vorhergehenden Beispiel kann man feststellen, daß für jede horizontale Zeile der Tafel 1 Ib die Differenz zwischen einem beliebigen Wert der Kolonnen V_x =2,8°, 7,6°, 8,4",... und dem Wert, der sich in der gleichen Zeile in der Kolonne V₁=O" befindet, deutlich unterhalb des dreifachen Wertes von dem Zuwachs A befindet, also im vorliegenden Beispiel unter 7,50.

Fig. 12 ist eine der F i g. 8 entsprechende Darstellung. Hier zeigen die Kurven 18, 19 und 20, wie sich die Krümmung der ombilischen Kurve MMi, des Vertikalichnitts 2io und des Vertikalschnitts 2m ändert, wobei die beiden Schnitte I₁₀ und I₂₀ im Abstand von 10 mm und von 20 mm von der Ebene der ombilischen Kurve ΚΛΚΛ. ÜAtT^n P i ir IO voirrt auoh <TOCti*ir>Kollo l^nrwan TI -O- O· ·- —·β· --—· β--«■·""»■·>- ·««■ ·-■■ -'

und 22, weiche die Grenzen für die Krümmung entsprechen^ der oben angeführten Beziehung (4) angeben. Wie ersichtlich, liegen die Krümmungen der beiden Vertikalschnitte innerhalb der durch die Erfindung gegebenen Grenzen.

In der grafischen Darstellung der Fig. 13 wurde die Kurve 23 unter den gleichen Bedingungen erstellt wie in den grafischen Darstellungen der F i g. 3 und 10. F i g. 13 zeigt, daß der Winkel ß_max, der für die Annehmlichkeit bei dynamischem Sehen in vertikaler Richtung maßgebend ist, im wesentlichen 12° beträgt, woraus eine Verbesserung gegenüber dem Sehen durch bekannte

■> Linsen mit progressiv sich ändernder Brechkraft resultiert, für die der Wert des Winkels ß_max '56° erreichen kann, bei einem Zuwachs A = 2,50 D.

Im vorstehenden sowie in den Zeichnungen wurde davon ausgegangen, daß die ombilische Linie MM, in

ίο einer im wesentlichen vertikalen Ebene verläuft. Bekanntlich ist es jedoch ebenso möglich, — um der Konvergenz des Blicks beim Beobachten eines sich dem Brillenträger nähernden Objekts Rechnung zu tragen — die Linse mit progressiv sich ändernder Brechkraft nach

r> der Erfindung in einem Brillengestell so zu montieren, daß die ombilische Kurve MMi um einige Grade gegenüber der Vertikalen von oben nach unten und von

ist. Im übrigen ist es möglich, wie in der französichen Patentschrift 15 09 090 beschrieben, eine Linse mit progressiv sich ändernder Brechkraft nach der Erfindung so auszuführen, daß die, wie vorstehend angegeben, geneigte Ebene der ombilischen Kurve MMi im wesentlichen eine schiefe bzw. geneigte Symmelrieebe- 2-1 ne für die asphärische Oberfläche der Linse darstellt.

Hierzu 10 Blatt Zcichnun»cn

Claims

Patentansprüche:

1. Ophthalmische Linse mit progressiv sich ändernder Breehkraft die eine asphärische Oberfläche aufweist, deren Schnitt mit einer im wesentlichen vertikalen, die optische Achse der Linse enthaltenden Ebene eine ombilische Kurve ist, & h. eine Kurve für deren jeden Punkt die beiden Hauptkrümmungsradien der Oberfläche gleich sind und deren Krümmung sich mindestens zwischen zwei Punkten, von denen der eine das Zentrum für Weitsicht und der andere das Zentrum für Nahsicht ist, derart ändert, daß ein progressiver Zuwachs an Brechkraft der Linse gewährleistet ist, wenn das in das Auge des Trägers einfallende Strahlenbündel die Oberfläche der Linse zwischen dem Zentrum für Weitsicht und dem Zentrum für Nahsicht, der ombilischen Kurve folgend, bestreicht, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Punkt (B₁Jder asphärischen Oberfläche der Schnitt dieser asphärischen Oberfläche mit einer im wesentlichen vertikalen Ebene {πJ parallel zu der Ebene (π) der ombilischen Kurve (MM\) eine Kurve (2J ist, deren Krümmung C^ in dem betreffenden Punkt (BiJ der Beziehung genügt:

ICb₁, - Qj < 3,5 A

wobei Ci₁ d'^a. Krümmung der ombilischen Kurve (MMi) in demjenigen Punkt (A■)dieser Kurve ist, der auf dem gleichen horizontalen Schnitt (SJ wie der betreffende Punkt (BiJ liegt, wenn die Linse in der Gebrauchsstellung ist, und wobt. A der Zuwachs an Breehkraft in Dioptrien zwischen den Zentren für Weitsicht (A\) und für Nahsicht (A₃) ist

2. Ophthalmische Linse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

C - C₁.1 < 3 A

ist.

Die Erfindung betrifft eine ophthalmische Linse mit progressiv sich ändernder Brechkraft, die eine asphäriiche Oberfläche aufweist deren Schnitt mit einer im wesentlichen senkrechten, die optische Achse der Linse enthaltenden Ebene eine obmilische Kurve ist, d. h. eine Kurve, für die in jedem Punkt die beiden Hauptkrümmungsradien der Oberfläche gleich sind, wobei deren Krümmung sich mindestens zwischen zwei Punkten, von denen der eine das Zentrum für Weitsicht und der andere das Zentrum für Nahsicht ist, derart ändert, daß lin progressiver Zuwachs an Brechkraft der Linse f ewährleistet ist. wenn ein in das Auge des Trägers lintretendes Strahlenbündel der ombilischen Kurve folgend, zwischen dem Zentrum für Weitsicht und dem Zentrum für Nahsicht über die Oberfläche der Linse streicht.

Bei den in den deutschen Patentschriften Il 51 955 und 11 98 703 beschriebenen Linsen mit progressiv sich ändernder Breehkraft sind die auf Astigmatismus und Bildfeldwölbung beruhenden Abbildungsfehler längs der ombilischen Linie Null, und sie sind gleichfalls Null oder sehr schwach in einer länglichen schmalen Zone, die sich längs der ombilischen Linie zwischen den Zentren für Weitsicht und Nahsicht erstreckt und deren Längsmittellinie diese ombilische Linie ist In den beiderseits dieser, von den genannten Abbildungsfeh-

lern freien Zone gelegenen Zonen ergibt die Linse jedoch Abbildungsfehler mit sehr störender Verzeichnung. Diese Verzeichnung läßt ein durch die Linse betrachtetes regelmäßiges Gitter außerhalb der von Abbildungsfehlern freien Zone der Linse deformiert und

ίο verzeichnet erscheinen.

In der DE-OS 2044 639 wird eine ophthalmische Linse der eingangs genannten Art beschrieben, bei der zur Verringerung des Astigmatismus in den seitlichen Zonen der Linse ohne die Qualität der Sicht durch die Mittelzone zu ändern, die Krümmungsradien der asphärischen Oberfläche mit Hilfe von horizontalen Schnitten bestimmt werden. Von den Schnittkurven ist dort nur eine einzige ein Kreis mit dem Radius /?2 eines Punktes der ombilischen Kurve (Meridians). Die KrünüTiurigsradien der anderen Kurven an einem beliebigen Punkt seitlich des Meridians variieren in Abhängigkeit von der Entfernung des betreffenden Punktes vom Meridian. Je nachdem, ob der Krümmungsradius des Meridians am Schnittpunkt mit der Kurve kleiner oder größer ist als der Radius R2, vergrößert sich der Krümmungsradius dieser Kurven mit dem Abstand vom Meridian bzw. verkleinert sich.

Mit diesen Maßnahmen wird ein Kompromiß verwirklicht in dem man es zuläßt daß die Abbildungs fehler aufgrund von Astigmatismus und Bildfeldwöl bung in der oben erwähnten länglichen und schmalen Zone einen gewissen Wert erreichen, der natürlich unterhalb der Toleranzschwelle des Trägers liegt während gleichzeitig die Verzeichnung über die Gesamtfläche der Linse erheblich vermindert wird. Dies gestattet insbesondere die Betrachtung eines regelmäßigen Gitters ohne merkliche Verformung der horizontalen und vertikalen Linien der seitliche ί Teile des Gitters. Während mit Linsen nach der vorgenannten Druck schrift die Sicht für den Fall statischen Sehens durch die seitlichen Partien der Linse ganz wesentlich verbessert wird, hat sich doch gezeigt, daß diese Linsen nicht voll befriedigend sind, wenn es sich um dynamisches Sehen handelt wie es in täglichen Leben vorkommt. In der vorliegenden Beschreibung steht der Begriff »Statisches Sehen« für den Fall eines einen Objektpunkt durch die Linse betrachtenden Auges, bei dem das in das Auge eintretende Strahlenbündel zum Formen des Objektbildes stets auf die gleiche Stelle der Linsenoberfläche

"λ trifft während unter den Begriff »Dynamisches Sehen« alle diejenigen Fälle fallen, wo beim Betrachten eines Objektpunktes durch die Linse das zum Formen des Objektbildes dienende Strahlenbündel infolge einer Relativbewegung zwischen dem Auge und der Linse über die Linsenoberfläche streicht. Eine solche Relativbewegung kann als Folge davon auftreten, daß das von dem Auge durch die Linse betrachtete Objekt beweglich ist und das Auge bei starrer Haltung des die Brille tragenden Kopfes gedreht wird, oder dadurch.

daß beim Betrachten eines festen Objekts der die Brille tragende Kopf gedreht wird, während das Auge auf das Objekt fixiert bleibt. Auf diese Weise entsteht beim Betrachten gerader vertikaler oder horizontaler Linien durch eine Linse nach der deutschen Patentschrift, wenn während der Betrachtung das Strahlenbündel horizontal bzw. vertikal über die Linsenoberfläche streicht, beim Betrachter der Eindruck, daß die vertikalen oder horizontalen Linien sich verformen, was nicht nur