DE3151766A1

DE3151766A1 - Brillenglas mit zwei brechflaechen

Info

Publication number: DE3151766A1
Application number: DE19813151766
Authority: DE
Inventors: Akira Fussa Kitani
Original assignee: Hoya Lens Corp Tokyo; Hoya Lens Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1981-06-19
Filing date: 1981-12-29
Publication date: 1983-01-05
Also published as: AU530106B2; FR2508186B1; NL8105865A; JPS57210320A; GB2100877A; CA1175266A; FR2508186A1; DK154586C; FI75061C; USRE34132E; DK154586B; FI75061B; NL192057C; NL192057B; ES509283A0; GB2100877B; BR8108418A; IT1145634B; SE453869B; DK546081A

Description

Henkel, Kern, Feuer a- Hänzel Patentanwälte Registered Representatives

before the

European Patent Office

Hoya Lens Corporation Tokio, Japan

Möhlstraße 37 D-8000 München 80

Tel.: 089/98 20 85-67 Telex: 0529802 hnkl d Telegramme: ellipsoid

2 9. Dez. 1981

A5816-1O

Brillenglas mit zwei Brechflächen

Die Erfindung bezieht sich auf ophthalmische Linsen bzvr. Brillengläser und betrifft insbesondere ein verbessertes, zur Korrektur von Alterssichtigkeit vorgesehenes Brillenglas mit sich progressiv bzw. verlaufend ändernder Brechkraft.

Mit Alterssichtigkeit bezeichnet man einen Zustand des menschlichen Auges, bei dem sich die Augenlinse aufgrund eines Verlusts ihrer ursprünglichen Elastizität nicht mehr selbst auf den Nahbereich scharfzustellen vermag. Die an Alterssichtigkeit leidende Person vermag also ohne weiteres im Nahbereich zu sehen, wenn sie ein den Akkomodationsmangel ausgleichendes konvexes Brillenglas trägt.

Das Sehen im Nahbereich erfolgt dabei im allgemeinen durch die unteren Bereiche von in einem Brillengestell montierten Brillengläsern. Mit einer einzigen Brille kann somit die nötige Sehleistungsanpassung sowohl für den Nah- als auch für den Fernbereich erreicht werden, wenn die unteren Bereiche (bzw. Hälften) der üblichen, für Fernsicht vorgesehenen Brillengläser im Gestell durch die genannten konvexen Linsen ersetzt sind.

Ein Bifokalglas (Zweistärkenglas) ist die einfachste Form eines solchen Multifokal- bzw. MehrStärkenglases. Der konvexe Linsenteil für den Nahbereich bei einem Mehrstärken-Brillenglas wird als Zusatzlinse (segment) bezeichnet. Es gibt verschiedene Aus-

~35 führungen dieser Zusatzlinse bezüglich Form, Lage, Material usw.

Brillengläser dieser Art sind jedoch mit dem gemeinsamen Mangel behaftet, daß beim Wechsel der

Sicht vom Fern- auf den Nahbereich eine plötzliche 5

Änderung der Vergrößerung auftritt, die eine gewisse physische Verwirrung hervorruft. Zur Vermeidung dieses plötzlichen Wechsels der Vergrößerung ist bereits ein sog. Verlaufsstärken-Brillenglas entwickelt worden, dessen Oberflächenform so gewählt ist, daß sich die Brechkraft progressiv bzw. verlaufend ändert und damit eine physische Verwirrung ausgeschaltet wird; dabei kann außerdem im Grenzbereich zwischen dem Fern- und dem Nahsehfeld ein j. Zwischensehbereich vorgesehen sein.

Dieses Verlaufsstärken-Brillenglas ist dem Zwei- - stärkenglas außerdem in ästhetischer Hinsicht überlegen, da die Trennlinie des Nahbereich-Linsenteils bei ersterem nicht deutlich erkennbar ist, so daß das Brillenglas nicht als speziell für die Korrektur von Alterssichtigkeit ausgelegt erkannt wird.

Das Verlaufsstärken-Brillenglas kennzeichnet sich durch eine Folge von "umbilikalen Punkten", die eine sog. "umbilikale Meridiankurve" bilden,welche sich praktisch von einem oberen zu einem unteren Mittelbereich des Brillenglases erstreckt und die so ausgelegt ist, daß der Astigmatismus längs dieser Kurve nahezu Null beträgt und sich die Brechkraft nach einer vorbestimmten Regel (rule) progressiv bzw. verlaufend ändert. Der benutzte Ausdruck "umbilikaler Punkt" bezeichnet den Punkt, an dem zwei Hauptkrümmungsradien einander gleich sind.

Wie noch näher erläutert werden wird, kann eine Linsenfläche mit einer solchen "umbilikalen Meridiankurve" theoretisch ziemlich einfach konstruiert werden.

Bei den bisherigen Verlaufsstärken-Brillengläsern wird jedoch die Drehung des Kopfes des Trägers für ,- die Sicht nach der Seite überhaupt nicht berücksichtigt. Wenn der Brillenträger einen seitlich liegenden Sichtzielpunkt betrachtet, dreht er normalerweise nicht nur das Auge, sondern auch den Kopf in die entsprechende Richtung. Mit anderen

_in Worten: die Kopfdrehung kompensiert die Augendrehung. Im Fall eines Verlaufsstärken-Brillenglases wird die vom Konstrukteur bei der Auslegung des Brillenglases vorausgesetzte Anordnung oder Lage eines (solchen) Sichtzielpunkts in unnatürlicher Weise vorausge-

,r setzt, weil die Drehung des Kopfes überhaupt nicht (not utterly) berücksichtigt wird.

Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung eines Brillenglases, bei dem die unnatürliehe Anordnung des Sichtzielpunkts (visual target) des bisherigen Brillenglases durch eine natürlichere Sichtzielpunktanordnung ersetzt ist und die Kopfdrehung des Brillenträgers für Zweistärken-Seitensicht derart berücksichtigt ist, daß eine bequeme, nahezu der Sicht mit dem unbewaffneten Augen entsprechende beidäugige Seitensicht ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Brillenglas mit zwei Brechflächen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die eine Brechfläche eine erste imaginäre Meridiankurve ("umbilikale Meridiankurve") aufweist, die im wesentlichen in vertikaler Richtung längs der Brechfläche verläuft, und zwar in einer Richtung im wesentlichen senkrecht dazu in dem Zustand, in

"35 welchem das Brillenglas in dem von einem Brillenträger getragenen Zustand in derselben vertikalen Richtung steht, gesehen, daß die Verteilung des Krümmungsradius der umbilikalen Meridiankurve

eine Zone einschließt, in welcher der Krümmungsradius allmählich von einem oberen Bereich zu einem

unteren Bereich der Kurve nach einer vorbestimmten 5

Regel (Gesetzmäßigkeit) abnimmt, daß die Krümmungsradien an den Schnittstellen von orthogonalen Kurven, welche die umbilikale Meridiankurve in der Brechfläche unter einem rechten Winkel schneiden, praktisch den Krümmungsradien der umbilikalen Meridiankurve an den Schnittstellen gleich sind, so daß der Astigmatismus längs der umbilikalen Meridiankurve in der Brechfläche nahezu Null entspricht, daß die umbilikale Meridiankurve

die Brechfläche, wenn das Brillenglas vom Träger 15

getragen wird, in zwei Seitenbereiche unterteilt, die (jeweils) näher an der Nasenseite bzw. der Schläfenseite liegen, daß die beiden Seitenbereiche der Brechfläche zueinander asymmetrisch sind, daß

„_ die Brechfläche so ausgelegt ist, daß im Fall einer gedachten zweiten Meridiankurve, . die in vertikaler Richtung längs der Brechfläche verläuft und die umbilikale Meridiankurve in einem oberen Bereich der Brechfläche überlappt, schneidet oder

_oc- berührt, die umbilikale Meridiankurve in einem unteren Bereich der Brechfläche relativ zur zweiten Meridiankurve zur Nasenseite hin versetzt ist, während sie in einem Zwischen- oder Übergangsbereich der Brechfläche relativ zur zweiten Meridiankurve

3Q weniger allmählich (less gradually) zur Nasenseite hin versetzt ist, und daß der Übergangsbereich und der untere Bereich, in dem (denen) die umbilikale Meridiankurve mehr oder weniger relativ zur zweiten Meridiankurve zur Nasenseite' hin ver-

-35 setzt ist, mindestens eine Schnittkurve enthalten, die sich innerhalb eines Bereichs von nicht mehr als 15 mm auf gegenüberliegenden Seiten der umbilikalen Meridiankurve in die horizontale Richtung

erstreckt und längs welcher die Verteilung des Astigmatismus auf der Nasenseite relativ zur umbilikalen Meridiankurve zu derjenigen auf der Schläfenseite asymmetrisch ist.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines allgemeinen Verfahrens für die Konstruktion einer Linsenfläche mit sich progressiv bzw. verlaufend ändernder Brechkraft,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Lage eines Sichtzielpunkts bei einem bisherigen Brillenglas/

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Beziehung

zwischen der Richtung eines Sichtzielpunkts und der Drehung des Kopfes sowie des Auges bzw. Augapfels des Brillenträgers zur Er-

2J- läuterung des der Erfindung zugrundeliegenden

Prinzips,

Fig. 4 eine schematische Darstellung zur beispielhaften Veranschaulichung der Lage eines Sichtzielpunkts für den Träger des erfin

dungsgemäßen Brillenglases,

Fig» 5 eine schematische Darstellung zur beispielhaften Veranschaulichung der Lage eines

■35 Sichtzielpunkts für den Träger des erfindungs

gemäßen Brillenglases,

Fig. 6 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung des beidäugigen Sehens des Sicht-

Zielpunkts nach Fig. 5 und

Fig. 7 eine schematische Ansicht einer Ausführungs-5

form des erfindungsgemäßen Verlaufsstärken-Brillenglases.

Zum besseren Verständnis der Erfindung ist im fol-_Tn genden zunächst ein allgemeines Verfahren für die

Konstruktion einer Linsenfläche mit sich progressiv bzw. verlaufend ändernder Brechkraft anhand von Fig.l erläutert.

Zunächst wird eine im folgenden auch als "Hauptvertikalschnittebene" bezeichnete Ebene Q gemäß Fig. 1 im Raum festgelegt.

Auf dieser Ebene Q wird sodann eine im folgenden als "Meridiankurve" bezeichnete, spiralige Kurve M-M¹ gezogen, die sich von einem oberen zu einem unteren Bereich der Ebene Q erstreckt und deren Krümmungsradius sich nach einer vorbestimmten Regel oder Gesetzmäßigkeit vom oberen zum unteren Teil kontinuierlich verkleinert. Sodann wird gemäß Fig. 1 eine Ebene Vi festgelegt, welche die Punkte Gi und Oi enthält und welche die Hauptvertikalschnittebene Q orthogonal bzw. senkrecht schneidet. In Fig. 1 bedeuten: Ri = Krümmungsradius der Meridiankurve M-M¹ an einem gewählten Punkt Gi und Oi = Krümmungszentrum. Diese Ebene Vi ist im folgenden auch als "Orthogonalebene" bezeichnet.

Auf dieser Orthogonalebene Vi wird sodann eine Kurve "35 Hi-Hi' gezogen, die durch den Punkt Gi verläuft, deren Krümmungsradius am Punkt Gi dem genannten Krümmungsradius Ri entspricht und deren Krümmungszentrum mit dem genannten Punkt Oi koinzidiert.

Diese Kurve Hi-Hi¹ ist im folgenden auch als Orthogonalkurve bezeichnet. Eine solche Kurve Hi-Hi¹ kann für alle Punkte der Meridiankurve M-M¹ gezogen werden, und die Schar oder Gruppe solcher Orthogonalkurven Hi-Hi¹ bildet mithin eine Krümmungsfläche. Wenn eine solche Krümmungsebene zur Bildung einer Linsenfläche herangezogen wird, bildet irgendeiner der Punkte der Meridiankurve M-M¹ einen "umbilikalen Punkt", auf dem die beiden Hauptradien der Krümmung gleich groß sind. Die Meridiankurve M-M¹ bildet mithin eine "umbilikale Meridiankurve", längs welcher der Astigmatismus nahezu gleich Null ist.

Vorstehend wurde nur eine Orthogonalkurve Hi-Hi' für den Punkt Gi festgelegt* Es ist jedoch ersichtlich, daß irgendeine der Kurven mit dem Krümmungsradius Ri auf diesem Punkt Gi als Orthogonalkurve Hi-Hi¹ benutzt

werden kann. Es gibt viele Beispiele für Versuche

zur Verbesserung des Verlaufsstärken-Brillenglases unter Ausnützung des Freiheitsgrads der Orthogonalkurve Hi-Hi¹; die Erfindung bildet diesbezüglich keine Ausnahme. Entsprechende Beispiele finden sich in der JP-PS 3595/74, in der JP-OS 46348/75 und in der JP-PS 9626/72. Gemäß der JP-PS 3595/74 wird der Krümmungsradius der Orthogonalkurve Hi-Hi¹ im oberen Linsenbereich vom Zentrum zu den Querseiten verkleinert und im unteren Linsenbereich vom Zentrum zu den 30

Querseiten vergrößert, so daß der Gesamtastigmatismus dementsprechend über einen weiten Bereich verteilt bzw. verdünnt (diluted) ist. Gemäß der JP-OS 46348/75 werden die Hauptrichtungen des Astigmatismus in den

Seitenbereichen der Linse, d.h. die Richtungen der "35

Bildverzerrung, in vertikaler und horizontaler Richtung der Seitenbereiche angeordnet (arrayed), um dadurch zu versuchen, die Wirkung des Astigmatismus

-XZ-

zu mildern oder auszuschalten. Es gibt jedoch einige wenige Beispiele für Entwicklungen bezüglich der

beidäugigen Seitensicht, die einen sehr großen Anteil 5

am Sehen im Alltagsleben einnimmt; von den genannten Beispielen befaßt sich die JP-PS 9626/72, wenn auch nur ungenügend, mit dem Gegenstand der beidäugigen Seitensicht. Das wesentliche Merkmal dieser JP-PS liegt darin, daß Astigmatismusfehler auf einer Linsenflache in horizontaler Richtung auf beiden Seiten einer Meridianebene, die eine geneigte umbilikale Meridiankurve einschließt, symmetrisch ausgelegt werden.

Die Linsen bzw. Brillengläser für rechtes und linkes Auge sind im allgemeinen einander spiegelgleich ausgebildet, d.h. sie sind im allgemeinen, bezogen auf die Nase, zueinander symmetrisch. Bei der zuletzt genannten JP-PS wird daher der Drehwinkel des rechten Auges als demjenigen des linken Auges etwa gleich angesehen, wenn der Brillenträger die Augen vom Blick nach vorn zur Seite dreht. Für diesen Fall ist der Schnittpunkt von rechter und linker Fixierlinie, d.h. die Lage des Sichtzielpunkts, durch einen Punkt auf einer Kurve C in Fig. 2 angegeben. Diese Kurve C bildet einen Teil eines Kreisbogens, dessen Sehne durch die die Drehmittelpunkte O_T und O von linkem und rechtem Auge verbindende Linie gebildet wird, wobei der Umfangswinkel der Sehne dem Sichtwinkel <&, gleich ist. Eine solche Sichtzielpunktanordnung ist jedoch selbstverständlich ziemlich unnatürlich, d.h. sie entspricht in keiner Weise den üblichen Sehbedingungen. Weiterhin ist

"35 die dargestellte Anordnung auch deshalb nicht voll zufriedenstellend oder überzeugend, weil dabei die Kopfdrehung des Brillenträgers für den Seitenblick, wie noch näher erläutert werden wird, überhaupt nicht

berücksichtigt ist. Im allgemeinen dreht man nicht nur die Augen, sondern auch den Kopf auf einen Sicht-Zielpunkt, wenn dieser seitlich auftrifft. Mit anderen Worten: die Kopfdrehung erfolgt zum Ausgleich der Augendrehung.

Fig. 3 veranschaulicht den Fall, in welchem der 2Q Brillenträger die Augen auf einen Sichtzielpunkt dreht, der - bezogen auf ein unmittelbar vor ihm befindliches Objekt - unter einem Winkel ß seitlich liegt. Wenn der Drehwinkel des Kopfes mit ß„ und der Drehwinkel der Augen relativ zum Kopf mit ß„ bezeichnet werden, gilt im allgemeinen die Beziehung ß = ß + ß . Wenn nun der in Richtung des Winkel ß

E
liegende Sichtzielpunkt für den Brillenträger sehr interessant ist, besteht normalerweise die Beziehung ßH y ßE, während im entgegengesetzten Fall die Beziehung ßH ·£ ßE gilt. Es mag jedoch ausreichen, diese Beziehung allgemein als ß„ = ß„ auszudrücken.

ti L·

Wenn weiterhin der Winkel ß sehr groß ist, beispielsweise wenn sich der Sichtzielpunkt hinter dem Brillenträger oder Betrachter befindet, verdreht dieser seinen Körper oder er ändert die Stellung seiner Füße unter Drehung des gesamten Körpers nach hinten. In diesem Fall wirken der Körper und die Glieder des Betrachters als Ganzes zusammen, um den Augen den Blick auf den Sichtzielpunkt zu ermöglichen. Das gleiche gilt neben der seitlichen Lage auch für den Fall, daß sich der Sichtzielpunkt in einer oberen oder unteren Lage befindet. Unter Berücksichtigung der angegebenen Tatsachen bei der optischen Konstruktion von Brillengläsern kann eine neuartige, bisher •35 nicht vorgeschlagene Funktion entwickelt werden, so daß komfortable Brillengläser geschaffen werden können, welche die Betrachtung eines Objekts unter Bedingungen erlauben, die denen bei der Betrachtung

-yr- ¹^

mit dem unbewaffneten Auge analog sind. Die Erfindung bezweckt damit die Schaffung eines Brillenglases auf der Grundlage eines Prinzips, das sich völlig von dem der bisherigen Brillengläser unterscheidet und mit dem alle Mangel der bisherigen Brillengläser vermieden werden können.

Ein praktischer Aspekt der Erfindung ist nachstehend naher erläutert. Als erstes Beispiel wird gemäß Fig. 4 eine gerade Linie D gewählt, welche eine natürlichste Sichtzielpunktanordnung in waagrechter

Richtung darstellt. In Fig. 4 stehen 0 für den . κ

Drehpunkt des rechten Auges und Po für die Lage des

Sichtzielpunkts auf der Geraden D bei unmittelbar nach vorn gerichtetem rechten Auge. Gemäß Fig. 4 schneidet außerdem die eine Länge a besitzende Verbindungs-Linie O Po zwischen den Punkten 0_ und Po die Gerade D unter einem rechten Winkel. Die

Symbole P_1n bis P _ bezeichnen aufeinanderfolgende Positionen des Sichtzielpunkts auf der Geraden D, wenn das rechte Auge jeweils über einen Winkel von 10° aus der nach vorn gerichteten Stellung seitlich

gedreht wird. Im Hinblick auf den begrenzten Raum 25

für die Darstellung sind die Symbole P_7n/ P₈₀ und Pp in Klammern gesetzt, und ihre Richtungen sind lediglich durch Pfeile angedeutet. Die Position P__o entspricht dabei einem in Richtung nach rechts unendlich weit entfernten Punkt.

Nun wird ein willkürlicher Punkt Pi, der einen Winkel < PoP_nPi = ß festlegt, auf der Geraden D

gewählt. Die Strecke O Pi zwischen O und Pi läßt

_oe sich dann ausdrücken als O₀Pi = : - Wie erwähnt,

•00 κ cos ß

gilt die Beziehung ß = ß„ + ß_, mit ß„ = Drehwinkel des Kopfes und ß_F = Drehwinkel des rechten Auges relativ zum Kopf, wenn der Betrachter den in der

-VS-

Winkelstellung Pi, die vom Punkt Po urn den Winkel ß entfernt ist, seitlich liegenden Sichtzielpunkt betrachtet. Im folgenden sei nunmehr die Lage auf

dem Brillenglas betrachtet, durch welche die Fixierlinie des rechten Auges läuft= Die Richtung der Fixierlinie, d.h. die Richtung des Sichtzielpunkts, wird dann durch den Winkel ß und nicht durch den

Γι

Winkel ß für das Brillenglas selbst angegeben, weil 10

das Brillenglas und der Kopf des Trägers theoretisch fest miteinander verbunden (integral) sind und der Winkel ß„ der gemeinsamen Drehung von Brillenglas

ti

und Kopf des Brillenträgers von der Fixierlinie des

rechten Auges relativ zum Brillenglas vollkommen 15

unabhängig ist. Mit anderen Worten: die Richtung des Sichtzielpunkts (durch den Winkel ß angegeben) für den Brillenträger selbst ist völlig verschieden von der Richtung des Sichtzielpunkts (durch den Winkel ß angegeben) für das Brillenglas selbst^ und der -^

Unterschied zwischen beiden entspricht dem Drehwinkel ß„ des Kopfes des Brillenträgers„ Dies stellt das wichtigste Grundprinzip der Erfindung dar, worin sich das erfindungsgemäße Brillenglas grundsätzlich

_2P- von den bisherigen Brillengläsern (dieser Art) unterscheidet. Anhand dieses Gesichtspunkts sei nun die relative Änderung zwischen der Lage des Sichtzielpunkts für den Brillenträger selbst, entsprechend der Geraden D gemäß Fig. 4, und der Lage des Sichtziel-

3Q punkts für das Brillenglas selbst betrachtet» Eine Kopfdrehung über den Winkel ß„ relativ zum Sicht-

rl

Zielpunkt bedeutet, daß sich der Sichtzielpunkt bei relativer Betrachtungsweise über einen Winkel -ß_Q relativ zum Kopf des Brillenträgers dreht. Es sei •35 angenommen, daß alle Drehzentren auf dem Drehzentrum 0 des rechten Auges liegen (Fig. 5) und die Beziehung &'= ß„ zwischen den Winkelflß„ und ß„ gilt. In diesem

ei L· ti L·

Fall verschiebt sich die willkürlich auf der Geraden D

gewählte Lage Pi des Sichtzielpunkts für den Brillenträger selbst in eine Position Pi¹ für das Brillenpglas selbst. Diese letztere Position Pi' bestimmt sich durch die entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgende Drehung des Punkts Pi um den Augendrehpunkt 0_. über einen Winkel ß/2 gemäß Fig. 5. Gemäß Fig. 5 gilt die Beziehung O₀Pi = O_nPi' , wobei der Abstand zwischen

2Q dem (Augapfel des) rechten Auge (s) und dem Sichtzielpunkt unverändert bleibt. Wenn daher eine Anzahl von Punkten P_1n' - Pq_n ¹ entsprechend den Punkten P,_Q - Pg₀ auf ähnliche Weise aufgetragen bzw. ausgewertet werden, bilden erstere eine Kurve D¹ gemäß Fig- 5. Unter Heranziehung des Augendrehpunkts 0 gemäß Fig. 5 als Ausgangspunkt werden die von diesem Ausgangspunkt O_n gemäß Fig. 5 nach rechts und oben verlaufenden Linien als X-Achse bzw. Y-Achse benutzt, wobei sich die X- und Y-Koordinaten des Punkts Pi' auf der Kurve D¹ wie folgt ausdrücken lassen:

" — · cos -I-

Die Kurve D¹ gemäß Fig. 5 läßt sich daher wie folgt ausdrücken:

'35

y =

ν 2x² + a² + a /βχ² + a²

AP

-yf-

Obgleich sich die obigen Ausführungen aus Vereinfachungsgründen nur auf das rechtsgerichtete ein-5

äugige Sehen mit dem rechten Auge beziehen, gilt ersichtlicherweise dasselbe für das linksgerichtete einäugige Sehen mit dem rechten Auge und auch für das seitliche Sehen mit dem linken Auge.

Obgleich vorstehend der Kopf-Drehpunkt als mit dem Drehzentrum oder -punkt des Auges koinzidierend vorausgesetzt ist, sind diese beiden Drehpunkte ersichtlicherweise voneinander verschieden.

Beim zweiäugigen Sehen muß das Vorhandensein des Abstands Ο_πΟ_ zwischen rechtem und linkem Auge gemäß Fig. 6 berücksichtigt werden. Es kann daher ohne weiteres angenommen werden, daß sich der Sichtzielpunkt für die beiden Brillengläser durch die Kombination der Kurve D ' entsprechend dem Sichtzielpunkt für das rechte Auge und der Kurve D₁" entsprechend dem Sichtzielpunkt für das linke Auge (vgl. Fig. 6) darstellen läßt.

Beim beidäugigen Sehen kann das eine Auge über das andere dominieren/ d.h. es kann ein "dominierendes Auge" vorliegen. In diesem Fall kann ohne weiteres angenommen werden, daß die Wirkung der Lage des

Sichtzielpunkts entsprechend dem (Augapfel des) 30

"dominierenden Auge(s)" größer ist als diejenige des Sichtzielpunkts bei beidäugiger Betrachtung. Im allgemeinen ist jedoch die Annahme · ausreichend, daß eine zwischen den Sichtzielpunktkurven D₁. ' und

._oc D_' für linkes bzw. rechtes Auge gemäß Fig. 6 ου R

liegende Kurve D" die Position oder Lage des Sichtzielpunkts beim beidäugigen Sehen liefert.

Es ist zu beachten, daß diese Kurve D" erheblich von der Kurve C gemäß Fig.. 2 abweicht, welche die Sichtzielpunktlage beim bisherigen Brillenglas angibt.

Gemäß Fig. 6 ist ein Sichtzielpunkt Pi" gegenüber der gerade nach vorn gerichteten Sichtposition Po auf der Kurve D" nach rechts verschoben. Wenn sich dieser Sichtzielpunkt Pi" aus der Position Po unendlich weit nach rechts verschiebt, nähert sich der Winkel λ" für beidäugiges Sehen des Sichtzielpunkts in der Position Pi", d.h. der Winkel <0_T Pi¹¹CL , fortlaufend Null an. Diese fort-

L· K

laufende Annäherung des Winkels an Null beim beidäugigen Sehen bedeutet, daß sich die relative Konvergenz der beiden Augen fortschreitend in Richtung auf Null verkleinert. Beim dargestellten Bei-

spiel erreicht der Winkel beim beidäugigen Sehen schließlich die Größe ¹¹O", wenn β = 90° oder ß = 45° gilt. Zusammenfassend läßt sich sagen, daß sich die relative Konvergenz der beiden Augen ständig fortschreitend verkleinert, wenn der Brillenträger seine Augen aus der Stellung, in welcher er ein in einem endlichen Abstand vor ihm befindlichen Objekt betrachtet, fortlaufend weiter zur Seite dreht, wobei sich die relative Konvergenz schließlich auf

Null verringert, wenn die Augen des Brillenträgers 30

auf eine in äußerster seitlicher Position befindlichen Sichtzielpunkt gerichtet sind, für den β = 90° gilt, d.h. wenn die Brillengläser für die Betrachtung eines Sichtzielpunkts eingestellt sind,

der seitlich in einer Lage liegt, für die ß„ etwa "35 _o ^E

45 beträgt.

Im folgenden sind die Durchgangspositionen der

-W-

Fixierlinien auf den Brillengläsern erörtert, d.h. die Positionen auf den Brillengläsern, über welche

der Brillenträger einen seitlich liegenden Sicht-5

Zielpunkt betrachtet.

In Fig. 7 sind ein linkes und ein rechtes Brillenglas 71 bzw. 72, von der Seite einer ersten, einem Sichtzielpunkt zugewandten Fläche aus gesehen, dargestellt.

Eine ausgezogene Kurve M-M¹ auf jedem Brillenglas 71 und 72 wird dadurch erhalten, daß die Durchgangs-

,g position (passing positions) der Fixierlinie des betreffenden Auges des Brillenträgers für Fern- und Nahsicht bei Betrachtung eines unmittelbar gerade vor ihm befindlichen Sichtzielpunkts miteinander verbunden werden. Diese Kurve M-M' koinzidiert somit normalerweise mit der vorher genannten umbilikalen oder verbindenden Meridiankurve.

Eine auf den Brillengläsern 71 und 72 gezeichnete gerade Linie L-L¹ verläuft vertikal durch die Durchgangspositionen der Fixierlinie des betreffenden Auges des Brillenträgers für Fernsicht? diese Kurve wird als Meridiankurve bezeichnet.

Eine auf jedem Brillenglas 71, 72 gezeichnete Linie S-S' erhält man durch lotrechte Verbindung der Durchgangspositionen der Fixierlinie des betreffenden Auges bei Ablenkung der Fixierlinie nach rechts über einen Winkel von 45°.

'35 Wenn der Brillenträger durch die Brillengläser gemäß Fig. 7 einen in einem endlichen Abstand (gerade) vor ihm befindlichen Sichtzielpunkt betrachtet, konvergieren die beiden Augen(achsen) mehr oder

und die Fixierlinien verlaufen auf den umbilikalen Meridiankurven M-M¹ anstatt auf den Meridiankurven L-L'. Es sei angenommen, daß sich dieser Sichtzielpunkt in horizontaler Richtung fortschreitend nach rechts verlagert. Hierbei verschieben sich die Fixierlinien fortschreitend über einen Winkel von 45° nach rechts, bis sie schließlich die genannten Linien S-S¹ passieren. Im Verlauf dieser Fixierlinsenbewegung ist die Bewegungsstrecke der Fixierlinie des rechten Auges auf dem betreffenden Brillenglas langer als diejenige für das linke Auge.

Wenn sich dagegen der Sichtzielpunkt fortschreitend 15

in horizontaler Richtung nach links verlagert, ist umgekehrt die Bewegungsstrecke der Fixierlinie des linken Auges langer als diejenige für das rechte Auge. Bei Betrachtung beider Fälle läßt sich daraus schließen, daß die Bex^regungsstrecke der Fixierlinie jedes Auges auf dem zugeordenten Brillenglas an der Schläfenseite langer ist als auf der Nasenseite, wenn der Brillenträger, der mit beiden Augen einen in einem endlichen Abstand vor ihm befindlichen Sichtzielpunkt

betrachtet, die Augen für beidäugiges seitliches 25

Sehen in seitlicher Richtung lenkt. Bevorzugt sind die Brillengläser 71 und 7 2 für linkes bzw. rechtes Auge einander spiegelgleich ausgebildet, d.h. auf beiden Seiten der Nase zueinander symmetrisch geformt.

Bevorzugt verlaufen zudem die Fixierlinien der beiden Augen für beidäugiges Sehen auf den Brillengläsern auf solchen Positionen, an denen die Brechungsfaktoren (mittlere Brechkraftgröße des Astigmatismus, Richtungen der Hauptachsen des Astigmatismus usw.) in bezug auf das eine Auge ungefähr denen für das andere Auge gleich sind=

Es wird daher bevorzugt, daß die Verteilungen der Brechungsfaktoren in den Brillengläsern 71 und 7 2 gemäß Fig. 7 einander spiegelgleich sind, daß die Brechungsfaktoren in beiden Gläsern 71 und 72 so verteilt sind, daß sie relativ zur Schnitt- oder Meridiankurve L-L¹ in horizontaler Richtung in dem Bereich, in welchem die umbilikale Schnitt- oder Meridiankurve M-M¹ die Meridiankurve L-L¹ überlappt, zueinander symmetrisch sind, und daß sich die Brechungsfaktoren in beiden Brillengläsern 71 und 72 in horizontaler Richtung an der Schläfenseite allmählicher ändern als an der Nasenseite in dem

Bereich, in welchem die umbilikale Meridiankurve M-M¹ gegenüber der Meridiankurve L-L¹ mehr oder weniger zur Nasenseite hin versetzt ist. Weiterhin wird bevorzugt, daß die Brechungsfaktoren in jedem

Brillenglas 71 und 72 zueinander symmetrisch sind 20

relativ zur Meridiankurve L-L¹ in den Zonen, die um einen "vorbestimmten Abstand" von z.B. 15 mm von der Meridiankurve L-L¹ in horizontaler Richtung voneinander entfernt sind. Dieser "vorbestimmte

Abstand" kann für jeden einzelnen Punkt auf der 25

Kurve L-L' bestimmt werden.

Nachstehend ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. In Fig. 7 ist das erfindungs_on gemäße Brillenglas für das linke Auge allgemein mit 71 bezeichnet und von der Seite des Sichtzielpunkts her gesehen veranschaulicht.

Ein Punkt 0 stellt das geometrische Zentrum des ■g₅ Brillenglases 71 dar, und ein anderer Punkt N auf der Glasoberfläche ist unterhalb des Zentrums O in einem lotrechten Abstand von 14mm von einer durch das Zentrum O verlaufenden horizontalen Linie sowie in einem waagerechten Abstand von 2,5 mm in Richtung

auf die Nasenseite von der Meridiankurve L-L¹ angeordnet O

Beim Brillenglas 71 dient der über der horizontalen, durch den Punkt 0 verlaufende Linie liegende obere Bereich als Fernsichtbereich, während der unterhalb der durch den Punkt N verlaufenden horizontalen Linie liegende Bereich als Nahsichtbereich dient. *0 Die restliche Fläche, d.h. der unter der den Punkt einschließenden Linie und über/aen Punkt N einschließenden Linie gelegene Bereich, dient als Zwischensichtbereich (Übergangsbereich). Die Linie L-L¹ ist die genannte, den Punkt O passierende

Meridiankurve, und die Kurve M-M¹ bildet die genannte, beide Punkte 0 und N passierende umbilikale Meridiankurve. Die Verteilung der Brechkräfte auf dieser umbilikalen Meridiankurve M-M¹ ist derart, daß die Brechkraft im Abschnitt oder Bereich M-O eine

konstante Größe D und die Brechkraft im Bereich N-M¹ eine konstante Größe D_w besitzen und die Brechkraft im Berich 0-N sich progressiv bzw. fortlaufend von D_p auf D vergrößert. Die Geraden S-S¹ und T-T' liegen parallel und symmetrisch zur Meridiankurve

L-L'j, und die horizontalen Abstände von der Meridiankurve L-L¹ sind bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung einander gleich bzw. betragen 23 mm. Die gegenüber den Geraden S-S' und T-T' außerhalb

liegenden Bereiche bilden Ebenen, die relativ zur 30

Meridiankurve L-L¹ in horizontaler Richtung symmetrisch zueinander sind.

Die Oberflächenform des erfindungsgemäßen Brillenglases wird durch eine Hüllkurve einer Schar oder Gruppe von Schnittkurven bestimmt bzw. definiert, wenn das Brillenglas in waagrechter Richtung in Ebenen geschnitten i'/ird, die durch eine Anzahl von

willkürlich gewählten Punkten Gi auf der umbilikalen Meridiankurve M-M¹ verlaufen.

° Wie erwähnt, ist der Krümmungsradius jeder einzelnen Kurve am Punkt Gi (vgl. Fig. 1) so bestimmt oder fest gelegt, daß der Punkt Gi den Nabelpunkt bzw. umbilikalen Punkt (umbilic) darstellt. Ein Kreisbogen wäre die einfachste Form der Schnittkurve. Bei der Ausführungsform der Erfindung war tatsächlich die anfänglich angewandte Form der Schnittkurve ein Kreisbogen, und die Form der Schnittkurve wurde unter Berücksichtigung der (noch zu beschreibenden) Verteilung der Brechungsfaktoren (mittlere-Brechkraft,

Größe des Astigmatismus, Richtung der Hauptachsen des Astigmatismus usw.) modifiziert. Hierbei wird der Krümmungsradius am Punkt Gi vorzugsweise von der Modifizierung bzw. Abwandlung ausgenommen, um ihn seine Funktion als umbilikaler Punkt beibehalten

zu lassen. Die Auffindung der beiden Hauptkrümmungsradien und ihrer axialen Richtungen an einem willkürlich gewählten Punkt auf einer Hüllkurve von provisorisch bestimmten Schnittkurven auf oben beschriebene Weise ist als Gauß'sehe Differential-

flächentheorie bekannt.

Die beiden Hauptkrümmungsradien können in die Brechkraft, deren Maßeinheit die Dioptrie ist, nach folgender, an sich bekannter Gleichung umgerechnet werden:

N-I

^{D =} R '

"35 in welcher D = Brechkraft (Maßeinheit Dioptrie), R = Krümmungsradius (m) und N = Brechungsindex der Linse (ohne Maßeinheit) bedeuten. Das arithmetische Mittel aus den beiden, auf diese Weise berechneten Größen

der Brechkraft ergibt die mittlere Brechkraft, und die Differenz zwischen ihnen ergibt die Größe des Astigmatismus. Die axialen Richtungen des Astigmatismus koinzidieren mit den axialen Richtungen der genannten Hauptkrümmungsradien. Nach der beschriebenen Berechnung der Verteilung der Brechungsfaktoren wird die Oberflächenform des Brillenglases 71 durch Modifizierung bzw. Abwandlung der Brechungsfaktoren in der Weise ermittelt, daß sich diese Paktoren von der umbilikalen Meridiankurve M-M¹ zur Schläfenseite in horizontaler Richtung weniger allmählich ändern als von der umbilikalen Meridiankurve M-M¹ zur Nasenseite in horizontaler Richtung 15

in dem Bereich, in welchem die umbilikale Meridiankurve M-M¹ - wie erwähnt - relativ zur Meridiankurve L-L¹ mehr oder weniger zur Nasenseite verschoben ist. Obgleich vorstehend nur das Brillenglas

71 für das linke Auge im einzelnen beschrieben ist, 20

trifft dasselbe ersichtlicherweise auch auf das Brillenglas 7 2 für das rechte Auge zu.

Die beiden Seiten der Brillengläser 71 und 72 können somit so geformt werden,daß ihre (jeweiligen) Sichtzielpunkt-Betrachtungsflächen einander spiegelgleich sind. Dies bedeutet, daß ihre Linsenflächenkonfigurationen in dem für Fernsicht vorgesehenen Bereich gleich und in den für Übergangssicht und Nahsicht vorgesehenen Bereichen zueinander symmetrisch sind. Die Verteilung der Brechungsfaktoren des Brillenglases 71 für das linke Auge (Fig.7 ) ist derart, daß die Brechkraftgrößen auf den Kurven T₁-T₁', TU-T-' , T^-T₁.¹ und T.-T-¹ an der Schläfenseite in ■35 horizontaler Richtung ungefähr denen der entsprechenden Kurven S₁-S₁-', S₂-S₃ ¹, S₃-S₃ ¹ bzw. S₄-S₄ ¹ auf der Nasenseite entsprechen. Das gleiche gilt auch

für die Linse 72 für das rechte Auge. Ein Blick auf Fig. 7 zeigt unmittelbar, daß in dem Bereich, in

welchem die umbilikale Meridiankurve M-M¹ relativ 5

zur Meridiankurve L-L¹ bei beiden Brillengläsern und 7 2 mehr oder weniger zur Nasenseite hin verschoben ist, die Brechungsfaktoren sich in dem relativ zur umbilikalen Meridiankurve M-M¹ näher an der Schläfenseite befindlichen Abschnitt weniger allmählich (less gradually) ändern als in dem relativ zur umbilikalen Meridiankurve M-M¹ näher an der Nasenseite gelegenen Abschnitt. Die erfindungsgemäß ausgelegte Linsenfläcl·" "" ^: ~n nach einem beliebigen,

auf diesem Fachgebiet bekannten Verfahren an einem 15

Stück eines geeigneten Linsenmaterials angeformt werden.

Beispielswiese kann die erfindungsgemäße Linsenfläche in eine Matrix aus 0,5 χ 0,5 mm großen

Quadraten unterteilt werden, und die Daten für die 20

Schnitt- oder Schleiftiefen an den einzelnen Schnittpunkten können in einem Speicher einer numerisch gesteuerten Fräs- bzw. Schleifmaschine gespeichert werden. Das Linsenmaterial wird dann mittels dieser

Maschine spanabhebend bearbeitet, um eine vergleichs-25

weise rohe Linsenfläche herzustellen, die dann mit einer Lage weichen Schleifleinens geschliffen und anschließend mit Schleifmitteln zunehmend feinerer Körnung fortschreitend poliert werden kann, bis OQ schließlich die gewünschte, fertigpolierte Linsenfläche erhalten wird.

1%

Leerseiie

Claims

-i-

2 9. Dez. 1981

Patentansprüche

Brillenglas mit zwei Brechflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Brechfläche eine erste imaginäre Meridiankurve ("umbilikale Meridiankurve") (M-M¹) aufweist, die im wesentlichen in vertikaler Richtung längs der Brechfläche verläuft, und zwar in einer Richtung im wesentlichen senkrecht dazu in dem Zustand, in welchem das Brillenglas in dem von einem Brillenträger getragenen Zustand in derselben vertikalen Richtung steht, gesehen, daß die Verteilung des Krümmungsradius der umbilikalen Meridiankurve (M-M¹) eine Zone einschließt, in welcher der Krümmungsradius allmählich von einem oberen Bereich zu einem unteren Bereich der Kurve nach einer vorbestimmten Regel (Gesetzmäßigkeit) abnimmt, daß die Krümmungsradien an den Schnittstellen von orthogonalen Kurven, welche die umbilikale Meridiankurve (M-M¹) in der Brechfläche unter einem rechten Winkel schneiden, praktisch den Krümmungsradien der umbilikalen Meridiankurve (M-M¹) an den Schnittstellen gleich sind, so daß der Astigmatismus längs der umbilikalen Meridiankurve (M-M¹) in der Brechfläche nahezu Null entspricht, daß die umbilikale Meridiankurve ( M-M¹) die Brechfläche, wenn das Brillenglas vom Träger getragen wird, in zwei Seitenbereiche unterteilt, die (jeweils) näher an der Nasenseite bzw. der Schläfenseite liegen, daß die beiden Seitenbereiche der Brechfläche zueinander asymmetrisch sind, daß die Brechfläche so ausgelegt ist, daß im Fall einer gedachten zweiten Meridiankurve (L-L¹), die in vertikaler Richtung längs der Brechfläche verläuft und die umbilikale Meridiankurve (M-M¹) in einem oberen Bereich der Brechfläche überlappt,

schneidet oder berührt, die umbilikale Meridiankurve (M-M¹) in einem unteren Bereich der Brechfläche relativ zur zweiten Meridiankurve (L-L¹) zur Nasenseite hin versetzt ist, während sie in einem Zwischen- oder Übergangsbereich der Brechfläche relativ zur zweiten Meridiankurve (L-L¹) weniger allmählich (less gradually) zur Nasenseite hin versetzt ist, und daß der Übergangsbereich und der untere Bereich, in dem (denen) die umbilikale Meridiankurve (M-M') mehr oder weniger relativ zur zweiten Meridiankurve (L-L') zur Nasenseite hin versetzt ist, mindestens eine Schnittkurve enthalten, die sich innerhalb eines Bereichs von

nicht mehr als 15 mm auf gegenüberliegenden Seiten der umbilikalen Meridiankurve (M-M¹) in die horizontale Richtung erstreckt und längs welcher die Verteilung des Astigmatismus auf der Nasenseite relativ zur umbilikalen Meridiankurve (M-M¹) zu

derjenigen auf der Schläfenseite asymmetrisch ist.
2. Brillenglas mit zwei Brechflächen, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die

eine Brechfläche eine erste imaginäre Meridian-25

kurve ("umbilikale Meridiankurve") (M-M¹) aufweist, die im wesentlichen in vertikaler Richtung längs der Brechfläche verläuft, und zwar in einer Richtung im wesentlichen senkrecht dazu in dem Zustand,

in welchem das Brillenglas in dem von einem Brillen-30

träger getragenen Zustand in derselben vertikalen Richtung steht, gesehen, daß die Verteilung des Krümmungsradius der umbilikalen Meridiankurve (M-M¹) eine Zone einschließt, in welcher der

.__ Krümmungsradius allmählich von einem oberen Bereich 35

zu einem unteren Bereich der Kurve nach einer vorbestimmten Regel.(Gesetzmäßigkeit) abnimmt, daß die Krümmungsradien an den Schnittstellen von

orthogonalen Kurven, welche die umbilikale Meridiankurve (M-M') in der Brechfläche unter einem rechten Winkel schneiden, praktisch den Krümmungsradien der umbilikalen Meridiankurve (M-M¹) an den Schnittstellen gleich sind, so daß der Astigmatismus längs der umbilikalen Meridiankurve (M-M¹) in der Brechfläche nahezu Null ent-

jQ spricht, daß die umbilikale Meridiankurve (M-M¹) die Brechfläche, wenn das Brillenglas vom Träger getragen wird, in zwei Seitenbereiche unterteilt, die (jeweils) näher an der Nasenseite bzw. der Schläfenseite liegen, daß die beiden Seitenbereiche der Brechfläche zueinander asymmetrisch sind, daß die Brechfläche so ausgelegt ist, daß im Fall einer gedachten zweiten Meridiankurve (L-L¹), die in vertikaler Richtung längs der Brechfläche verläuft und die umbilikale Meridiankurve (M-M¹) in einem oberen Bereich der Brechfläche überlappt, schneidet oder berührt, die umbilikale Meridiankurve (M-M¹) in einem unteren Bereich der Brechfläche relativ zur zweiten Meridiankurve (L-L¹) zur Nasenseite hin versetzt ist, während sie in einem Zwischen- oder Übergangsbereich der Brechfläche relativ zur zweiten Meridiankurve (L-L') weniger allmählich (less gradually) zur Nasenseite hin versetzt ist, und daß der Übergangsbereich und der untere Bereich, in dem (denen) die umbilikale Meridiankurve (M-M¹) mehr oder weniger relativ zur zweiten Meridiankurve (L-L') zur Nasenseite hin versetzt ist, Brechflächenabschnitte enthalten, die relativ zu einer die zweite Meridiankurve (L-L') einschließenden Ebene zueinander symmetrisch sind "35 und die in zwei Seitenbereichen eingeschlossen sind, welche in der horizontalen Richtung jeweils um nicht

mehr als 17,5 mm von der zweiten Meridiankurve (L-L') entfernt sind.
3.Brillenglas nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Astigmatismus längs der umbilikalen Meridiankurve (M-M¹) nicht weniger als 0, aber nicht mehr als 0, 25 Dioptrien beträgt.