DE2748989A1 - Optische korrekturlinse - Google Patents

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PATENTANWÄLTE Dipl.-Ing. R. BEETZ sen. DIpI.-Ing. K. LAMPRECHT Dr.-Ing. R. BEETZ Jr. DIpI.-Phya. U. HEIORICH

much Rechtsanwalt

Dr.-Ing. W.TIMPE DIpI.-Ing. J. SIEGFRIED

Optische Korrekturlinse

Die Erfindung betrifft eine optische Korrekturlinse nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Diese Linse kann eine solche Form und solche Abmessungen aufweisen, daß sie auf der Cornea des Auges wie eine Kontaktlinse (biegsame oder Glas-Kontaktlinse) getragen werden kann; sie kann in gleicher Weise aber auch auf einem Brillengestell befestigt werden.

Bekanntlich nimmt ab einem bestimmten Alter die Akkomodationsfähigkeit des Auges ab, und es tritt eine

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fehlende Weitsichtigkeit auf, die durch Bifokalgläser oder gegebenenfalls Trifokalgläser korrigiert werden kann, die an das Sehvermögen jedes Einzelnen angepaßt sind (neutrales Glas mit Sammellinse im unteren Teil für Weitsichtige mit normalem Sehvermögen in die Ferne, Glas mit überlagerten Teilen unterschiedlicher Brechkraft für Kurzsichtige); diese Unterschiede der Brechkraft werden gegenwärtig durch Änderungen der Brechzahl des Glases (Bereiche unterschiedlicher Brechzahl sind in das Glas eingebettet) oder durch Änderungen der Krümmung (die fortschreitend sein können) erhalten.

Für die Fernsicht blickt das Auge durch den Mittenteil des Glases, während die Nahsicht durch Drehen des Auges erfolgt, das durch den unteren Teil des Glases blickt. Daher muß das Auge bezüglich des Glases gedreht werden, um beide Sichten zu erlauben. Um diese Erscheinung darzustellen, sind schematisch in einem Schnitt in Fig. 1a ein Auge bei Fernsicht durch ein herkömmliches Bifokalglas und in Fig. 1b das gleiche Auge bei Nahsicht dargestellt.

Diese Glasart hat den Nachteil, daß ihr Träger bei Nahsicht seine Augen nach unten in ihrer Bahn in eine wenig natürliche Stellung drehen muß (Fig. 1b). Das natürliche Verhalten besteht dagegen in einem Absenken des Kopfes, damit jedes Auge die gewünschten Gegenstände gegenüber in natürlicher Stellung in seiner Bahn beobachtet, aber in diesem Fall kann das Bifokalglas, das sich mit dem Kopf gleichzeitig wie das Auge gedreht hat, nicht seine Funktion bei Nahsicht erfüllen, wie aus der Fig. 1c folgt.

Im übrigen ist die Verwendung von Linsen mit zwei Brennpunkten begrenzt; tatsächlich ist die unterschiedliche Korrektur bei Nahsicht und bei Fernsicht nur möglich, wenn

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sich das Auge bezüglich der Korrekturlinse dreht: Dies gilt für Brillengläser und für starre Kontaktgläser, die am Augenlid anliegend bleiben. Dagegen trifft dies für biegsame Linsen nicht zu, deren Ränder unter die Augenlider verlaufen, ohne an diesen anzuliegen, und die auf der Cornea haften; diese vollständige Verbindung zwischen dem Auge und der biegsamen Linse ohne Relativbewegung mit merklicher Amplitude bildet im übrigen einen der wesentlichen Vorteile von biegsamen Linsen, die ihnen erlaubt, von der Mehrzahl der Träger oder Patienten angenommen zu werden.

Die Verwendung dieser biegsamen Linsen ist aber gegenwärtig auf die Korrektur eines einfachen Fehlers beschränkt, der eine optische Brechkraft mit einem einzigen bestimmten Wert erfordert; die Vorteile dieser Linsen können dann nicht ausgenutzt werden, wenn die Korrektur unterschiedlich ist und unterschiedliche Brechkräfte bei Nahsicht und Fernsicht erfordert.

Die Erfindung soll die oben aufgezeigten Nachteile überwinden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine optische Linse anzugeben, die eine unterschiedliche Korrektur bei Nahsicht und bei Fernsicht ohne merkliche Bewegung des Auges bezüglich der Linse erlaubt, wobei das Auge seine natürliche Stellung auf seiner Bahn beibehält; insbesondere soll eine biegsame Linse angegeben werden, die die Vorteile dieser Linsenart ausnutzt und unterschiedliche Korrekturen durchführen kann.

Es gibt bereits Linsen, bei denen ein innerer Hohlraum eine Flüssigkeit enthält (vgl. FR-PS 1 279 252). Damit können aber lediglich Linsen mit optischen Brechkraftzonen von unterschiedlichen Werten erhalten werden; die oben aufgezeigte Aufgabe wird dadurch nicht gelöst,

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und für unterschiedliche Korrekturen muß das Auge durch verschiedene Zonen der Linse blicken, wie dies in den Fig. 1a und 1b dargestellt ist, und es muß sich somit bezüglich dieser Linse drehen, wie dies auch bei den herkömmlichen vollen Linsen der Fall ist.

Die erfindungsgemäße Linse hat zwei transparente Wände, die zwischen sich einen Innenraum begrenzen, und mindestens eine transparente Flüssigkeit einer bestimmten Brechzahl, die in diesem Raum einen Teil einnimmt; erfindungsgemäß haben die beiden Wände eine Form, um einen Innenraum mit einem Knni11nrvolumen verringerter Dicke zu begrenzen, der sich über einer Sicht-Nutzzone Z

(insbesondere die optische Mitte der Linse umgebend) erstreckt, und die Menge der in dem Innenraum enthaltenen Flüssigkeit ist so gewählt, daß diese Flüssigkeit vollständig im unteren Teil der Linse außerhalb des erwähnten Kapillarvolumens ist, wenn sich die Linse in senkrechter Stellung oder in deren Nähe (waagrechte optische Achse oder in deren Nähe) befindet, und daß die Flüssigkeit das Kapillarvolumen unter dem Einfluß der Kapillarkräfte füllt, wenn die Linse eine Neigung bezüglich der Senkrechten um wenigstens einen bestimmten Mindestwinkel Λ aufweist (die optische Achse ist bezüglich der Waagrechten um wenigstens einen Winkel Λ geneigt).

Wie weiter unten noch näher erläutert wird, kann sich somit die Flüssigkeit unter dem Einfluß der Kapillarkräfte verschieben, wenn die Linse geneigt wird: Durch eine einfache Bewegung des Kopfes wird die Linse geneigt; das Kapillarvolumen, das die Nutzzone Z umgibt, füllt sich mit Flüssigkeit, von der es anfänglich frei war; die diese Zone Z durchlaufenden Lichtstrahlen wurden anfänglich lediglich dem optischen Einfluß der Wände ausgesetzt; nach Neigen des Kopfes und ohna jede merkliche Bewegung des Auges bezüglich der Linse werden diese Lichtstrahlen dem optischen Einfluß der Flüssigkeit ausgesetzt, die in den

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Strahlengang der Lichtstrahlen getreten ist.

Bei einer Linse, die für ein Auge bestimmt ist, das eine optische Brechkraft P₁ für Fernsicht und eine höhere optische Brechkraft P, für Nahsicht benötigt, sind die Krümmung der Wände auf der Zone Z und die Brechzahl der Flüssigkeit so gewählt, daß die Linse eine für Fernsicht geeignete Brechkraft P₁ ohne Flüssigkeit im Kapillarvolumen und eine für Nahsicht geeignete Brechkraft P- mit Flüssigkeit im Kapillarvolumen aufweist. Der Träger oder Patient blickt immer durch die Nutzzone Z der Linse ohne Drehung des Auges bezüglich dieser. Wenn er in die Ferne mit nahezu geradeausgerichtetem Kopf blickt, ist die Linse senkrecht oder nahezu senkrecht, und der Kapillarraum ist frei von Flüssigkeit, so daß die die Zone Z durchquerenden Lichtstrahlen der für die Fernsicht geeigneten Brechkraft P₁ unterliegen. Bei Nahsicht dagegen ist der Kopf des Trägers oder Patienten geneigt und die Flüssigkeit füllt den Kapillarraum und gibt der Zone Z eine gegenüber der Brechkraft P₁ höhere und für die Nahsicht geeignete Brechkraft P_.

Die transparenten Wände der Linse können aus einem biegsamen Kunststoff bestehen; die Linse kann auch auf der Cornea des Auges als biegsame Kontaktlinse getragen werden. Die Nahsicht wird ohne jede Relativbewegung der Linse bezüglich des Auges durch die einfache natürliche Bewegung bei der Neigung des Kopfes erzielt.

Die Wände der Linse können in gleicher Weise auch aus einem starren transparenten Material bestehen, wie z. B. Glas oder starrem Kunststoff; die Linse kann dann auf der Cornea des Auges als Kontaktglas getragen oder auf einem Brillengestell befestigt werden.

Die Erfindung sieht also eine optische Korrekturlinse vor, die eine unterschiedliche Korrektur für Nah-

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sieht und Fernsicht ermöglicht.

Diese Linse hat zwei transparente Wände, zwischen denen sich wenigstens eine transparente Flüssigkeit mit einer bestimmten Brechzahl befindet; die Wände sind so gestaltet, daß sie insbesondere in der Höhe der optischen Mitte ein Kapillarvolumen bilden, in das die Flüssigkeit bei einer Neigung der Linse um einen vorbestimmten Winkel gesaugt wird.

nie erfindungsqemäße Linse gewährleistet eine unterschiedliche Korrektur ohne merkliche Bewegung des Auges bezüglich der Linse durch einfaches Neigen des Kopfes; sie ist insbesondere für eine biegsame Kontaktlinse geeignet und kann auf der Cornea des Auges getragen werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der in vergrößertem Maßstab zeigen:

Fig. 1a, 1b, 1c die Verwenduna von herkömmlichen

Bifokalgläsern,

Fig. 2a, 3a, 2b die Funktion der erfindungsgemäßen und 3b Linse in einem Axialschnitt (Fig.

2) sowie in einer Seitensicht (Fig. 3) und in senkrechter Stellung (Fig. a) und in geneigter Stellung (Fig. b),

Fig. 4, 5 und 6 eine biegsame Linse nach der Erfindung auf der Cornea des Auges, und

Fig. 7 und 8 die erfindunqsgemäße Linse auf einem

Brillengestell.

Die schematisch in den Fiq. 2a, 3a, 2b und 3b darge-

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stellte Linse besteht aus zwei transparenten Wänden 1 und 2, deren ringförmige Ränder 1a und 2a zusammengefügt und geklebt sind, um einen Innenraum 3 zu begrenzen, in dem sich eine geeignete Menge transparenter Flüssigkeit 4 mit bestimmter Brechzahl befindet. Diese Flüssigkeit kann nach dem Verkleben durch einen dünnen Kanal eingeführt werden, der sodann verschlossen oder abgedichtet wird.

Die beiden Wände 1 und 2 sind so geformt, daß der Raum 3 ein Kapillarvolumen 3a mit verringerter Dicke in der Höhe einer Mittenzone Z bildet, die die Sicht-Nutzzone darstellt, welche die optische Mitte 0 der Linse umgibt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Kapillarvolumen 3a durch eine innere Uberdicke 5 auf den Wänden (und insbesondere auf der Wand 1) gebildet, die sich über die Zone Z erstreckt.

Die schematisch in den Fig. 2 und 3 dargestellte Linse ist eine Linse mit dünnem Rand, von der die eine Außenfläche konvex und die andere konkav ist. über der Flüssigkeit kann der Innenraum 3 Luft mit Atmosphärendruck enthalten. Die inneren und äußeren Krümmungen der beiden Wände 1 und 2 sind in der Höhe der Zone 7, so ausgeführt, daß ohne Flüssigkeit in dieser Zone eine für Fernsicht des betreffenden Trägers oder Patienten geeignete Brechkraft erzielt wird.

Darüber hinaus sind die beiden Wände außerhalb dieser Zone Z so gestaltet, daß der Innenraum 3 eine größere Randdicke aufweist, um den Einfluß der Kapillarkräfte in dieser Höhe zu verringern und um im unteren Teil des Innenraumes einen FlUssigkeitsvorrat zu bilden.

Wenn die Linse geneigt wird, verschiebt sich die Flüssigkeit durch Schwerkraft im Raum 3; ab einer Mindestneigung OC kommt der Meniskus M der Flüssigkeit an die

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Grenze der Zone Z in der Höhe des Kapillarvolumens 3a, und die Flüssigkeit wird durch den Einfluß der Kapillarkräfte in das Innere dieses Kapillarvolumens 3a gesaugt. Wenn die Linse geneigt wird, kann sich die Flüssigkeit somit zwischen zwei Konfigurationen verschieben: In der einen Konfiguration (Fig. 2a und 3a) entsprechend einer senkrechten Stellung der Linse oder einer Stellung nahe zu dieser (optische Achse A fällt mit der Waagrechten H zusammen oder ist nahe bei dieser), liegt die Flüssigkeit im unteren Teil der Linse außerhalb des Kapillarvolumens und der Zone Z , so daß die diese Zone durchquerenden Lichtstrahlen nicht dem optischen Einfluß der Flüssigkeit ausgesetzt sind. In der anderen Konfiguration (Fig. 2b und 3b) entsprechend einer geneigten Stellung der Linse bezüglich der Senkrechten (optische Achse A bezüglich der Waagrechten H um einen Winkel von wenigstens einem Wert Λ geneigt), füllt die Flüssigkeit das Kapillarvolumen 3a, so daß die die Zone Z durchquerenden Lichtstrahlen dem optischen Einfluß der Flüssigkeit ausgesetzt sind. Die Ausdehnung der Zone Z ist entsprechend dem Maximaldurchmesser der Pupille des Auges gewählt, der die Öffnung des einfallenden und auf die Netzhaut oder Retina gelangenden Strahlenbündels begrenzt .

Es hat sich gezeigt, daß eine Person, die von der Fernsicht zur Nahsicht übergeht, um z. B. zu lesen oder zu schreiben, den Kopf um einen Winkel in der Größenordnung von 50 bis 60° neigt. Die Form der Wände 1 und 2 und der Uberdicken 5 und die Menge der Flüssigkeit sind so eingestellt, daß der Wert des Mindestwinkels Λ ungefähr in der Größenordnung von 30 bis 40° liegt.

Auf diese Weise besitzt die Linse gleichzeitig die für Fernsicht erforderliche Brechkraft (Brechkraft infolge der Wände 1 und 2 allein) und die für Nahsicht erforder-

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liehe Brechkraft (Brechkraft infolge der Wände 1 und 2 und der Flüssigkeit 4). Selbstverständlich wird die Linse in jedem Einzelfall den zu korrigierenden Augenfehlern angepaßt. Z. B. sind für eine einfache Weitsichtigkeit mit normaler Fernsicht (einfacher Akkomodationsfehler für die Nähe) die Innen- und Außenflächen der Wand 1 parallel zueinander auf der Höhe der Zone Z ; ebenso sind die Innen- und Außenflächen der Wand 2 parallel zueinander auf der Höhe dieser Zone Z ; ohne Flüssigkeit ist die Linse neutral und weist keine Korrektur auf (Fernsicht); wenn die Flüssigkeit das Kapillarvolumen 3a füllt, wird die Linse konvergent und korrigiert den Akkomodationsfehler bei Nahsicht.

Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen eine Linse 6 der oben beschriebenen Art, deren Wände aus hydrophilem Kunststoff bestehen und die auf der Cornea des Auges tragbar ist. Die Augenlider bedecken die Ränder der Linse; diese ist vollständig an die Außenlinie der Cornea angepaßt und haftet auf dieser, ohne sich merklich relativ verschieben zu können.

Wenn sich der Kopf in einer ungeneigten Stellung befindet (Fig. 4 und 5), ist die Zone Z um die optische Mitte und gegenüber der Pupille des Auges von Flüssigkeit frei, und die parallelen Lichtstrahlen des Bündels F₁ konvergieren ohne Akkomodation auf der Netzhaut oder Retina.

Wenn der Kopf des Trägers oder Patienten für Nahsicht (Fig. 6) in der Größenordnung von 50° geneigt wird, durchqueren die in der Mittenzone Z verlaufenden Lichtstrahlen die Flüssigkeit, und ihre Konvergenz wird durch die so erzeugte Brechkraft hervorgehoben, und zwar ohne jede Relativverschiebung des Auges zur Linse: Die divergenten Lichtstrahlen des Bündels F_ konvergieren auf der

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Netzhaut oder Retina ohne Akkomodation des Auges oder mit einer mit dessen abgeschwächten Fähigkeiten verträglichen Akkomodation.

Die Fig. 7 und 8 zeigen eine Linse 7 entsprechend dem oben erläuterten Aufbau, deren Wände aus Glas bestehen und die auf einem Brillengestell 10 angebracht ist. Beim Ausführungsbeispiel hat die Wand 8 neben dem Auge einen dünnen unteren Teil 8a und einen dickeren oberen Teil 8b, so daß in der Höhe des oberen Teiles ein Kapillarvolumen 9 mit verringerter Dicke und in der Höhe des dünnen Teiles 8a ein Flüssigkeitsvorrat entsteht.

Die Funktion dieser Linse entspricht den obigen Ausführungsbeispielen; wenn der Kopf für Nahsicht geneigt wird, blickt das auf seiner Bahn in natürlicher Stellung ausgerichtete Auge (ohne merkliche Drehbewegung nach unten) durch die Mittenzone Z der Linse, deren Brechkraft durch den Einfluß der Verschiebung der Flüssigkeit erhöht ist.

Bei den beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispielen umgibt die Zone Z die optische Mitte der Linse. Es können auch Linsen vorgesehen werden, wo dies nicht der Fall ist und die Zone Z merklich unterhalb

der optischen Mitte angeordnet ist: In senkrechter Stellung oder nahe zu dieser wird eine Linse erhalten, die an Fernsicht angepaßt ist, wobei ein sehr weites Sichtfeld ausgenutzt wird, da keine Flüssigkeit im Kapillar volumen (Zone Z ) vorhanden ist; in der geneigten Stellung ist das Sichtfeld für die Nähe beträchtlich gegenüber herkömmlichen Linsen mit Doppel-Brechpunkt erhöht, was auf der Kapillaransaugung der Flüssigkeit in die Höhe der Zone Z beruht.

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Claims (6)

Ansprüche

1. Optische Korrekturlinse,

mit zwei transparenten Wänden, die zwischen sich einen Innenraum begrenzen, und

mit mindestens einer transparenten Flüssigkeit einer bestimmten Brechzahl in einem Teil des Innenraumes,

dadurch gekennzeichnet,

daß die beiden Wände (1, 2) so gestaltet sind, daß sie den Innenraum (3) mit einem Kapillarvolumen (3a) einer verringerten Dicke bilden, das sich in der Sicht-Nutzzone (Z ) erstreckt,

daß die Menge an Flüssigkeit (4) vollständig im unteren Teil der Linse außerhalb des Kapillarvolumens (3a) ist, wenn die Linse in senkrechter Stellung oder nahe zu dieser ist, und

daß die Flüssigkeit (4) das Kapillarvolumen (3a) durch den Einfluß von Kapillarkräften füllt, wenn die Linse eine Neigung bezüglich der Senkrechten von wenigstens einem vorbestimmten Winkel Ot aufweist.

2. Korrekturlinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das Kapillarvolumen (3a) durch eine innere überdicke (5) auf wenigstens einer der Wände (1, 2) gebildet ist, die sich über die Zone (Z ) erstreckt.

3. Korrekturlinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die beiden Wände (1, 2) außerhalb der Zone (Z_o) so gestaltet sind, daß der Innenraum mit größerer Randdicke zur Verringerung der Kapiliarkräfte auf dieser Höhe begrenzt wird, und daß im unteren Teil des Innenraumes ein Flüssigkeitsvorrat entsteht.

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4. Korrekturlinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Form der Wände (1, 2) und die Menge der Flüssigkeit (4) so eingestellt sind, daß der Wert des Winkels OC wenigstens ungefähr in der Größenordnung von 30 bis 40° liegt.

5. Korrekturlinse nach Anspruch 1 für ein Auge, das eine Brechkraft P. bei Fernsicht und eine höhere Brechkraft P_ bei Nahsicht benötigt,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Krümmung der Wände (1, 2) in der Zone (Z ) und die Brechzahl der Flüssiakeit (4) so gewählt sind, daß die Linse in der Höhe dieser Zone (Z ) eine Brechkraft P₁ ohne Flüssigkeit (4) im Kapillarvolumen (3a) und eine Brechkraft P₀ mit Flüssigkeit (4) in Kapillarvolumen (3a) hat.

6. Korrekturlinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß sich das Kapillarvolumen (3a) über die Zone (Z ) erstreckt, die die optische Mitte der Linse umgibt.

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