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Künstliches Augenelement sowie Verfahren und Einrichtung
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zu dessen Herstellung.
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Die Erfindung betrifft ein künstliches Augenelement mit mindestens
einem den Pupillenbereich übergreifenden Grundkörperelement und einer Kunstiris.
Zum Gegenstand der Erfindung gehört ferner ein Verfahren und eine Einrichtung zur
Herstellung eines solchen künstlichen Augenelementes, worunter im vorliegenden Zusammenhang
neben Kunstaugen insbesondere Haftschalen und Haftlinsen zu verstehen sind.
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Kunstaugen bestehen üblicherweise aus einem augaprelförmige Grundkörperelement,
welches im allgemeinen als Hohlschale oder teilkugelartiger Hohlkörper ausgebildet
ist, mit einer Iris-und Pupillennachbildung sowie einer transparenten Deckschicht
an der Vorderseite. Für diese Kunstiris wird eine möglichst naturgetreue Uebereinstimmung
mit Färbung und Musterung des verbliebenen natürlichen Auges angestrebt. Hierfür
wurde bisher eine Irisabbildung durch Zeichnen und Farbbemalung auf einer geeigneten
Folie hergestellt und auf erst üblicher Weise aus Kunstharz bestehende augapfelförmige
Grundkörperelement aufgepresst oder aufgeschmolzen. Im Falle einer Grundkörperelementes
aus Glas wurde bisher ebenfalls eine aus Glas bestehende durch Balsen hergestellte
Iris mit von Hand
nachgebildeter Musterung und Färbung in den Glaskörper
eingeschmolzen.
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Auch bei Haftschalen und Haftlinsen wird oft eine Kunstiris vorgesehen,
beispielsweise im Fall von Augenverletzungen oder zu sonstigen aesthetischen Zwecken.
Hierzu wurde bisher ebenfalls eine Irisabbildung durch Aufmalen eines entsprechenden
Musters auf die Haftschale oder Haftlinse hergestellt.
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Die vorgenannten Irisabbildungen sind im allgemeinen hinsichtlich
der Genauigkeit der Uebereinstimmung mit dem natürlichen Vorbild bzw. mit dem angestrebten
Muster und seiner Farbgebung verbesserungsbedürftig. Ausserdem ist die Herstellung
infolge der anspruchsvollen Handarbeit vergleichsweise aufwendig. Aufgabe der Erfindung
ist daher die Schaffung eines künstlichen Augenelementes und eines zugehörigen Herstellungsverfahrens
sowie einer Herstellungseinrichtung, mit denen bei vermindertem Aufwand eine hochgenaue
Uebereinstimmung mit einem vorgegebenen Muster erreichbar ist. Das erfindungsgemässe
Augenelement zur Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennnzeichnet, dass die Kunstiris
eine fotografische Irisabbildung aufweist. Das zugehörige Herstellungsverfahren
kennzeichnet sich durch die in Anspruch 7 angegebenen
Merkmale,
während eine erfindungsgemässe, fotografische Einrichtung zur Herstellung geeigneter
Irisabbildungen durch die Merkmale des Anspruchs 15 gekennzeichnet ist.
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Die danach vorgesehene Verwendung einer fotografischen Irisabbildung
als Kunstiris erbringt einerseits die geforderte Genauigkeit der Uebereinstimmung
zwischen Abbildung und Original hinsichtlich Muster und Farbgebung, wobei sich überraschend
gezeigt hat, dass die erforderliche Reflexfreiheit der fotografischen Abbildung
und die Gewinnung einer ausreichend dünnen, fotografischen Pigmentschicht mit der
Abbildung befriedigend erreichbar ist. Für Haftschalen und Haftlinsen ist es dabei
besonders zweckmässig, die fotografische Irisabbildung zwischen zwei vollständig
oder wenigstens im Pupillenbereich transparente Grundkörperelemente einzubetten.
Die Irisabbildung wird zweckmässig mit einem tragenden Grundkörperelement stoffschlüssig
verbunden, beispielsweise durch Klebung, Haftbindung oder Verschmelzen.
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Bei der Einbettung zwischen zwei Grundelementen wird eine solche stoffschlüssige
Verbindung vorteilhaft mit beiden Elementen hergestellt, wobei diese im Bereich
ausserhalb der Iris auf unmittelbar miteinander stoffschlüssig verbunden sind.
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Bei der erfindungsgemässen, fotografischen Einrichtung zur Herstellung
geeigneter Irisabbildungen kommt es darauf an,
dass die vorgesehene
Trennwand nicht unmittelbar vor dem Film bzw. seiner Belichtungsebene liegt, sondern
von beiden einen gewissen Abstand aufweist. Es hat sich gezeigt, dass mit einer
geeignet angeordneten Trennwand bzw. Zwischenblende eine für die vorliegenden Zwecke
befriedigende Reflexfreiheit der Abbildung erreicht werden kann.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Hierin zeigt: Fig. 1 den Aufbau
einer zweiteiligen Haftlinse mit fotografischer Irisabbildung in auseinandergezogener
Quersc'hnittsdarstellung, Fig. 2 eine erfindungsgemässe Schale mit fotografischer
Irisabbildung im Querschnitt, Fig. 3 einen Teil-Querschnitt eines erfindungsgemässen
Kunstauges mit fotografischer Irisabbildung, Fig. 4 einen Einzelelementsatz zur
Herstellung einer erfindungsgemässen Haftschale mit einem Roh-Grundkörperelement
in auseinandergezogener Querschnittsdarstellung, Fig. 5 eine auseinandergezogene
Querschnittsdarstellung der Elemente einer zweiten Herstellungsmethode für eine
Haftschale
mit fotografischer Irisabbildung unter Verwendung zweier
Roh-Grundkörperelemente und Fig. 6 eine Querschnittsdarstellung der Elemente für
eine dritte Herstellungsmethode einer erfindungsgemässen Haftschale mit fotografischer
Irisabbildung.
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Fig. 1 zeigt ein erstes, konkav-konvexes Grundkörperelement (GE1),
eine kreisringförmig ausgeschnittene fotografische Irisabbildung PI und ein zweites,
ebenfalls konkav-konvexes Grundkörpere#lement (GE2). Die Irisabbildung PI wird aus
dem ebenen Formzustand, in dem sie aus einer Irisfotografie ausgeschnitten und abgelöst
wurde, durch Aufpressen auf die erste Oberfläche 011 des Grundkörperelementes GE1
in eine entsprechend gewölbte Form gebracht, wie dies strichliert und durch den
Pfeil F angedeutet ist. Die Dicke der fotografischen Irisabbildung PI ist der Deutlichkeit
halber übertrieben darsgestellt. Sie ist tatsächlich sehr viel geringer als diejenige
der Grundkörperelemente, so dass infolge der Elastizität des Grundkörpermaterials
praktisch eine vollständig flächige Anlage zwischen der ersten Oberfläche 011 des
ersten Elementes und der entsprechenden Oberfläche 021 des zweiten Elementes durch
Anpressen erreichbar ist.Die geringe Schichtdicke der fotografischen Irisabbildung
wird dadurch erreicht, dass lediglich die Pigmentschicht der Fotografie durch eine
noch zu erläuternde Behandlung abgelöst wird.
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Zwischen der Irisabbildung PI und der Oberfläche 011 gegebenüberliegenden
Oberfläche °21 wird eine stoffschlüssige Verbindung mit Hilfe eines dünnen Klebstoffilmes
erreicht, der in der Darstellung nicht angedeutet ist.
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Die Verbindung kann in an sich üblicherweise durch chemische Aushärtung,
gegebenenfalls mit Wärmeanwendung, oder lediglich durch Wärmebehandlung bei einem
entsprechenden thermoplastischen Klebstoff erreicht werden. Die Konturierung des
äusseren und des inneren Kreisumfanges der fotografischen Irisabbildung kann mit
an sich üblichen Lochstempel oder dergleichen ohne Schwierigkeit erreicht werden.
Das Ablösen der Pigmentschicht erfolgt zweckmässig nach einer Vorbehandlung mit
einer wässerigen Essigsäurelösung, vorzugsweise bei erhöhter Temperatur, etwa im
Siedebereich der Lösung. Als wirksam hat sich insbesondere eine l0-%ige essigsaure
Lösung bei einer Einwirkdauer von etwa 10 Sekunden erwiesen. Eine solche Behandlung
mit wässerigen Essigsäurelösungen hat den Vorteil, dass die Pigmente der Fotografie
weitgehend geschont' bei der genannten, kurzen Einwirkdauer praktisch unbeeinflusst
bleiben, während andererseits eine genügende Lockerung der Verbindung zur Unterschicht
der Fotografie und damit ein leichtes, beschädigungsfreies Ablösen erzielbar ist.
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Fig. 2 zeigt eine Haftschale mit einem schalenförmigen ersten Grundkörperelement
GE1 und einer fotografischen Irisabbildung Pl sowie einem als transparente Dünnschicht
aufgetragenen dritten Grundkörperelement GE3. Letzteres kann in Form einer Folie
auf die mit der Irisabbildung versehene Oberfläche des ersten Grundkörperelementes
aufgepresst und dabei in der erwähnten Weise mit einer stoffschlüssigen Verbindung
versehen werden. Aber auch ein Auftragen eines geeigneten mit Härter versehenen
Kunstharzes in zähflüssigem Zustand mit anschliessendem Aushärten kommt in Betracht.
Hierbei ergibt sich ohne weiteres die erwünschte Stoffschlussverbindung mit der
Irisabbildung und dem ersten Grundkörperelement.
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Fig. 3 zeigt ein entsprechendes Beispiel für ein Kunstauge mit einem
hohlkugelartigen Grundkörperelement GA, einer durch Aufpressen und Verkleben befestigten
Irisabbildung PI sowie einer transparenten Dünnschicht DS als äussere Abdeckung,
die wie vorangehend zu Fig. 2 erläutert hergestellt werden kann.
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Bei der in Fig. 4 veranschaulichten Herstellungsvariante wird auf
eine vorgeformte erste Oberfläche 011 eines zylindrischen Roh-Grundkörperelementes
GR1 aus geeignetem transparentem Material eine kreisringförmige, an ihrem Aussen-
und Innenumfang genau konturierte, fotografische
Irisabbildung
PI gemäss Pfeil F aufgepresst und erhält damit eine gewölbte Formanpassung. Durch
Einfügen einer geeigneten Klebstoffschicht oder auch durch chemische oder thermoplastische
Verbindung wird hierbei eine Stoffschlussverbindung hergestellt, Sodann wird durch
Abtragen des inneren Abschnitts Al des Roh-Grundkörperelementes GR1 die zweite,
augenseitige Oberfläche 012 hergestellt und damit das erste Grundkörperelement GE1
fertiggestellt.
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Anschliessend kann - wiederum gegebenenfalls unter Einfügung eines
geeigneten Verbindungsmittels - ein zweites, schalenförmiges Grundkörperelement
GE2mit seiner ersten, konkaven Oberfläche 0 auf die mit der fotografischen Irisabbildung
versehene Oberfläche °11 des Elementes GE1 aufgepresst und 11 stoffschlüssig mit
diesem verbunden werden. In diesem Beispiel ist das zweite Grundkörperelement GE2
bereits mit seiner zweiten, konvex gewölbten Oberfläche 022 versehen, so dass die
Haftschale nach diesem Aufbringen fertiggestellt ist.
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Bei der Herstellungsvariante nach Fig. 5 wird wie bei derjenigen nach
Fig. 4 ein erstes Roh-Grundkörperelement GR1 mit vorgeformter, erster Oberfläche
011 eingesetzt und durch Aufpressen und stoffschlüssige Verbindung mit einer fotografischen
Irisabbildung versehen. Auch die Formgebung der innenliegenden, zweiten Oberfläche
012 und damit die Herstellung des ersten Grundkörperelementes GE1 erfolgt wie
bei
der Ausführung der Fig. 4. Anschliessend wird jedoch ein zweites Roh-Grundkörperelement
GR2 mit innenliegender, konkav gewölbter erster Oberfläche 021 auf die mit der fotografischen
Irisabbildung versehene Oberfläche 011 aufgepresst und mit einer Stoffschlussverbindung
versehen.
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Anschliessend wird die aussen liegende, konvex gewölbte zweite Oberfläche
022 und damit das zweite Grundkörperelement GE2 in an sich üblicher Weise durch
Abtragen des äusseren Abschnitts AA des Roh-Grundkörperelementes GR2 hergestellt.
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Anstelle eines zweiten Roh-Grundkörperelementes kann auf die mit der
fotografischen Irisabbildung PI versehene erste Oberfläche 011 - grundsätzlich vor
auch nach der Formgebung der zweiten Oberfläche °12- ein transparentes 12 Dünnschicht-Grundkörperelement
GE in der vorher erwähnten 3 Weise aufgebracht werden.
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Besonders vorteilhaft ist die Ausführung nach Fig. 6, wobei ebenfalls
ein erstes Roh-Grundkörperelement GR1 in entsprechender Weise wie anhand von Fig.
4 und 5 erläutert mit einer fotografischen Irisabbildung PI sowie gegebenenfalls
vorab mit der innen liegenden Oberfläche 012 versehen wird. Anschliessend wird jedoch
ein zweites Roh-Grundkörperelement GR3 in plastischem oder zäh flüssigem Zustand
an die
Oberfläche # 1 und die fotografische Irisabbildung PI angeformt.
Hierfür kommen geeignete Mehrkomponenten-Kunstharze oder auch thermoplastische Kunstharze
in Betracht.
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Bei Verwendung geeigneter Materialien für das gegenüberliegende erste
Grundkörperelement und die fotografische Irisabbildung lässt sich in beiden Fällen
beim Aushärten eine einwandfreie Stoffschlussverbindung zwischen den zusammenstossenden
Oberflächen 011 und 021 sowie mit der Pigmentschicht der fotografischen Irisabbildung
herstellen.
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Infolge der Anformung im plastischen Zustand ergibt sich auf besonders
einfache Weise eine genaue Formübereinstimmung ulme die GefSlr von Lufteinschlüssen
sowie eine sicneIF Formschlussverbindung bei geringem Herstellungsaufwand.
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Nach dem Aushärten wird in üblicher Weise die aussen liegende, zweite
Oberfläche 022 und damit das zweite Grundkörperelement GE2 durch Abtragen mit Formgebun
hergestellt.
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Eine fotografische Einrichtung zur Herstellung reflexfreier Irisabbildungen
wird anhand der stark schematisierten Figur 7 beispielsweise näher erläutert.
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Die linke Hälfte der Fig.7 zeigt schematisch ein Gehäuse 1 einer Kamera,
unter Weglassung aller für die Erfindung nicht wesentlichen Teile. In diesem Gehäuse
ist ein Film 2 eingelegt. Die Filmebene bzw. derjenige Teil des Films, der bei der
Aufnahme belichtet wird, ist mit 3 bezeichnet.
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Auf der rechten Seite der Figur ist schematisch das Objektiv 4 der
Kamera dargestellt, das mit dem Gehäuse 1 verbunden ist. Es kann sich um irgendein
bekanntes Objektiv handeln, weshalb Einzelheiten nicht dargestellt sind.
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Für den hier besonders vorgesehenen Verwendungszweck, nämlich zur
Aufnahme der Iris des menschlichen Auges, eignen sich am besten Auszugskameras,
insbesondere die Balgenkameras, weshalb hier schematisch und nur über einen Teil
der Länge ein solcher Balg 5 dargestellt ist. Am vorderen Ende der Kamera, hier
also beim Objektiv 4,ist schematisch eine Quelle 6 zur Erzeugung künstlichen Lichtes
dargestellt; für den schon erwähnten Anwendungsfall ist diese Quelle ein sogenannter
Ringblitz, weil dieser die beste Ausleuchtung ergibt. Seine Auslösung, zusammen
mit der' Auslösung der Kamera, ist bekannt und daher nicht dargestellt.
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Das Objekt 7 befindet sich in einigem Abstand vom Objektiv 4; dieser
Abstand ist nicht massst#blich dargestellt.
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In die Kamera ist nun an geeigneter Stelle eine Trennwand 8 eingebaut,
die eine Oeffnung 9 aufweist. Diese Trennwand 8 verhindert nun, dass die durch Aufleuchten
des Ringblitzes 6 am Objekt oder Gegenstand 7 entstehenden Reflexe auf die Filmebene
3 gelangen. Diese Reflexe, die sich sonst im fertig entwickelten Bild durch Ueberbelichtung
einzelner Stellen auszeichnen,werden durch diese Trennwand auf-
Mit
Vorteil richtet sich die Oeffnung 9 nach den Abmessungen des Objektes 7, was in
der Figur durch die gestrichelten Linien 10 angedeutet ist. Man wird also im allgemeinen
mehrere Trennwände mit verschieden grossen Oeffnungen oder dann eine Trennwand mit
variabler Oeffnung vorsehen. Wenn jedoch die gezeigte Vorrichtung nur für den angegebenen
Verwendungszweck, nämlich für die Aufnahme der Iris des Auges,verwendet wird, erübrigt
sich praktisch das Auswechseln, denn es zeigt sich, dass die Iris bei praktisch
allen Menschen dieselbe Grösse hat, mit nur geringen Toleranzen.
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Bei einer solchen Verwendung ist es auch zweckmässig, eine weitere
Trennwand 12 vorzusehen, die mit einem eingesetzten kurzen Rohrstück 13 versehen
sein kann. Damit lässt sich der Abstand bei Reihenphotographien zum voraus fest
einstellen; ausserdem kann die Person, deren Auge photographiert wird, ihren Kopf
gegen diese Trennwand anlegen und sich dadurch ruhiger verhalten. Schliesslich wird
dadurch auch die Ausleuchtung des eigentlichen Objektes nochmals etwas verbessert.
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Die Verwendung des aufgenommenen und entwickelten Bildes der Iris
geschieht nun folgendermassen: nachdem ein künstlicher Augenkörper hergestellt und
fertigbearbeitet ist, wird auf seiner Vorderseite das aufgenommene und sauber ausgeschnittene
Bild der Iris aufgesetzt und dann unlösbar mit diesem verbunden, was auf verschiedene
Weise erfolgen kann, beispielsweise durch Aufpressen, Einschmelzen oder dergleichen.
Auf diese Weise wird ein künstliches Auge erhalten, das vom normalen kaum mehr zu
unterscheiden ist. Man ersieht nun auch, wie wichtig die reflexfreie Aufnahme ist,
denn nur so lässt sich eine Aufnahme erhalten, bei welcher das Bild denselben gleichmässigen
Eindruck vermittelt wie der Anblick einer natürlichen Iris bei Tageslicht, also
ohne Farbunterschiede. Dies ist angesichts der Kosten für ein künstliches Auge von
wesentlicher Bedeutung.
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gefangen, ohne dass deswegen auch nur ein Bruchteil des Gegenstandes
7 unterdrückt wird. Im Gegenteil zeigt es sich, dass das Objekt, das im vorliegenden
Fall als Körper mit nicht ebener Oberfläche ohnehin die Tendenz zu unterschiedlicher
Wiedergabe der Helligkeit aufweist, im Bild als völlig gleichmassig ausgeleuchteter
Gegenstand erscheint.
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Bei den bisherigen Aufnahmen war es stets so, dass wegen der gekrümmten
Oberfläche ein Teil des Gegenstandes heller erschien als der andere. Dies war insbesondere
bei der Aufnahme einer Iris sehr nachteilig, da eine solche Aufnahme praktisch unbrauchbar
war, denn die abgebildete Iris muss ebenso gleichmässig erscheinen wie die Iris
des natürlichen Auges.
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Wie schon erwähnt, spielen die Abstände der Trennwand 8 vom Objektiv
6 und von der Filmebene 3 keine Rolle. Nur die unmittelbare Anlage der Trennwand
an das Objektiv oder an die Filmebene ist nicht zulässig; jeder der Abstände muss
also einen gewissen Wert aufweisen. Sonst aber kann, was nicht ohne weiteres zu
erwarten ist, die Trennwand 8 irgendwo dazwischen eingebaut werden, ohne dass die
Bildqualität verändert wird, was natürlich den Einbau der Trennwand in bereits vorhandene
Kameras wesentlich erleichtert ohne dass an dieser grosse Umbauten vorgenommen werden
müssen. Im praktischen Versuch wurden schon Abstände angewendet, die miteinander
im Verhältnis von 1:1,5 standen. Ein Abstandsverhältnis von 1:1 (also eine Anordnung
der Trennwand genau in der Mitte) ist deshalb nicht notwendig, wenn gleich es empfehlenswert
ist.
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Die schon erwähnten Abstände machen es nun klar, weshalb nicht einfach
die in jeder Kamera vorhandene Blende für den angestrebten Zweck genügt, denn diese
weist je nach Bauart der Kamera auf der einen oder anderen Seite einen ungenügenden
Abstand auf.
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In der vorliegenden Beschreibung wurde vor allem die Herstellung des
Bildes einer Iris dargestellt; die Vorrichtung ist jedoch nicht nur für diesen besonderen
Anwendungsfall vorgesehen, sondern kann allgemein für stark reflektierende Gegenstände
Verwendung finden.