DE3307009A1

DE3307009A1 - Brillenglas mit sich verlaufend aendernder brechkraft

Info

Publication number: DE3307009A1
Application number: DE19833307009
Authority: DE
Inventors: Akira Fussa Kitani
Original assignee: Hoya Lens Corp
Current assignee: Hoya Lens Corp
Priority date: 1982-11-12
Filing date: 1983-02-28
Publication date: 1984-05-17
Also published as: FR2536180B1; IT1158813B; FR2536180A1; GB2130391B; SE8301087L; NL184389B; JPS6247284B2; IT8367228A0; SE8301087D0; BE896041A; JPS5988718A; GB2130391A; NL8300742A; GB8305240D0; NL184389C

Description

Henkel, Pfenning, Feiler, Hänzel ÄMerntg --' -■·--. ·..'"..* Patentanwälte

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Zuqe^-ar,r_;ppe Vertreter vor rje·; t uiwfiar/her· PaIwIrTn!

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D 8000 München PO

Tel 089/9&2085-87 Teie-x 0529802 hr-κΐ α Telegramme elhpsjid

A7529-C5

28. Feb. 1983

Brillenglas mi t sich verlaufend -indurndnr Brtjc.hkraft

BAD ORIGINAL

V 28. Feb. 1983

Die Erfindung bezieht sich auf ophthalmische Linsen bzw. Brillengläser mit sich progressiv bzw. verlaufend ändernder Brechkraft und betrifft insbesondere ein verbessertes, zur Korrektur von Alterssichtigkeit vorgesehenes Brillenglas, bei dem die Konvergenz der Augen berücksichtigt ist.

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 scharfzusteIlen vermag. Die an Alterssichtigkeit leidende Person vermag also ohne weiteres im Nah-ο

bereich 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 25

Brillengläser im Gestell durch die genannten kon-

Linsen ersetzt sind.

Lin 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 Ausführungen dieser Zusatzlinse bezüglich Form, Lage, Material usw.

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

BAD ORIGINAL

Sicht vom Fern- auf dean N ah be re ich eine plötzliche 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 wirdj dabei kann außerdem im Grenzbereich zwischen dem Fern- und dem Nahsehfeld ein Zwischensehbereich vorgesehen sein.

Dieses Verlaufsstärken-Brillenglas ist dem bisherigen Zweistärkenglas 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

A

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 (Gesetzmäßigkeit) progressiv bzw. verlaufend ändert. Der benutzte Ausdruck "umbilikaler Punkt" bezeichnet den Punkt, an dem zwei hauptkrümmungcradien einander gleich sind.

Dieser Haupt krümm ungH rndi ur, ist ein mathematischer Ausdruck zur Bezeichnung der Eigenschaft einer gekrümmten Flächej er besitzt die noch näher zu

BAD ORIGINAL

beschreibende Bedeutung.

In Fig. 1 sind mit S eine gekrümmte Fläche und mit P ein Punkt auf dieser Fläche S bezeichnet. Das Symbol l steht für eine Senkrechte am Punkt P auf der gekrümmten Fläche S, d.h. für eine Gerade, welche durch den Punkt P und in diesem orthogonal durch die gekrümmte Fläche S verläuft.

Wenn eine diese Senkrechte /· einschließende Ebene die gekrümmte Fläche S schneidet, wird zwischen beiden eine als Schnittkurve bezeichnete Kurve festgelegt, wobei eine unendliche Zahl solcher, durch den Punkt P verlaufender Kurven vorhanden ist. Von den Krümmungsradien jeder dieser, durch den Punkt P verlaufenden Kurven werden der größte und der kleinste Radius als die beiden Hauptkrümmungsradien am Punkt P bezeichnet. Wenn diese beiden Hauptkrümmungsradien gleich groß sind, wird der Punkt P als "umbilikaler Punkt" bezeichnet. Eine sphärische Fläche stellt daher nur eine von zahlreichen Krümmungsflächen dar, bei denen ein beliebiger Punkt auf der Fläche den "umbilikalen Punkt" bildetj in diesem Fall bildet eine beliebige Kurve auf der Krümmungsfläche die genannte "umbilikale Meridiankurve" .

«Λ Wenn der Punkt P den "umbilikalen Punkt" darstellt, wird der in der Nähe dieses Punkts gelegene Flächenabschnitt als im wesentlichen sphärisch angesehen, und es kann gesagt werden, daß der Astigmatismus an diesem Punht P gleich Null ist. Der benutzte

or Ausdruck "Astigmatismus" bezeichnet den Unterschied zwischen den beiden genannten Hauptkrümmungsradien, wenn diese durch die Brechkräfte ersetzt werden. Der Krümmungsradius kann nach der folgenden bekannten

BAD ORIGINAL

Gleichung in die Brechkraft (Maßeinheit: Dioptrie) umgewandelt werden:

Darin bedeuten: D = Brechkraft (in Dioptrien), R = Krümmungsradius (in m) und N = Brechungsindex IQ (dimensions los).

Aus den vorstehenden Ausführungen geht hervor, daß sich die "umbilikale Meridiankurve" im wesentlichen von einem oberen zu einem unteren Mittelbereich der Oberfläche eines Verlaufsstärken-Brillenglases erstreckt.

Der Astigmatismus längs dieser "umbilikalen Meridian-

-zu) kurve" ist, wie erwähnt, nahe/gleich Nullj die "umbilikale Meridiankurve" bestimmt (possesses) die bevorzugteste optische Eigenschaft auf der Fläche des Verlaufsstärken-Brillenglases.

Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung eines verbesserten Bri lleng lases_; bei dem sich die "umbildkale Meridiankurve" in der am meisten benutzten Lage befindet.

Diese Aufgabe wird durch die in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Die Erfindung ermöglicht also ein Brillenglas mit sich progressiv bzw. verlaufend ändernder Brechkraft, bei dem die Größe des waagerechten Versatzes (Verschiebung) der "umbilikalen Meridiankurve" eine zur zusätzlichen Brechkraft an den betreffenden Stellen des waagerechten Versatzes proportionale Beziehung besitzt.

BAD ORIGINAL

g

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert* Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung des "umbilikalen Punkts" und der Hauptkrümmungsradien an diesem Punkt,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Relativpositionen eines Sichtzielpunkts, der Augäpfel und eines Brillenglases

(ophthalmische Linse) zur Veranschaulichung 15

der gewünschten Anordnung der "umbilikalen

Meridiankurve" auf der Brillenglasfläche und der Verteilung einer zusätzlichen Brechkraft und

Fig. 3A und 3B eine Vorderansicht eines Brillenglases gemäB einer Ausführungsform der Erfindung bzw. eine graphische Darstellung der Anordnung der "umbilikalen Meridiankurve" und der Verteilung der zusätzlichen Brechkraft bei der Erfindung.

Zum Zwecke der Bestimmung der gewünschten Anordnung der "umbilikalen Meridiankurve" auf der COber-)Fläche

„λ eines Brillenglases sei zunächst der Fall betrachtet, bei dem diese genannte Kurve mit dem Ort (locus) der Bewegung der Fixierlinien auf der Brillenglasfläche koinzidiert, wenn der Brillenträger seine Augen von der Betrachtung--eines in einem unendlichen

oc Abstand vor ihm befindlicher* Objekts allmählich auf Nahsicht einstellt, um ein in etwas niedrigerer Lage vor ihm befindliches Sichtobjekt zu betrachten. Die Konvergenz der Augen bestimmt (dabei) die

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X G

Funktion der Konzentration der Fixierlinien der Augen auf einen Sichtzielpunkt im Fall des beid-

äugigen Sehens.
ο

In Fig. 2 bezeichnen die Symbole D_R und D. die Drehzentren (der Augäpfel) des rechten bzw. linken Auges und die Symbole C_R und C. die Scheitelpunkte der Pupillen des rechten bzw. linken Augesi das Symbol I steht dabei für einen unendlich weit vor dem Brillenträger liegenden Punkt.

In Fig. 2 stehen weiterhin T für die Lage eines

Sichtzielpunkts, der bei beidäugigem Sehen in einem Io

endlichen Abstand vor dem Brillenträger liegt, P

für den Schnittpunkt zwischen der Linie TOp und der Brillenglasfläche, F für den Fußpunkt (foot) einer vom Punkt P zur Linie ID gezogenen Senk- __ rechten und G für den Fußpunkt (foot) einer vom Punkt T zur Linie 0. D_R gezogenen Senkrechten. Da die Linien IOpj und TG parallel zueinander liegen, sind die Winkel 4GTÖ_R und <PO_RF gleich groß. Diese Winkel sind mit θ bezeichnet.

Wenn nun das rechte Auge zur Betrachtung des Sichtzielpunkts T vom Punkt I weggedreht wird, verschiebt sich die Fixierlinie des rechten Auges infolge der Augenkonvergenz über die Strecke PF auf der «λ Brillenglasfläche.

Die Einstellkraft (adjusting power) des Augapfels, die Brechkraft des Brillenglases für Fernsicht und die zusätzliche Brechkraft des Brillenglases am Punkt P auf der Brillenglasfläche sind mit De, Df bzw. Dp bezeichnet. Da dabei der Abstand zwischen dem rechten Auge und dem Sichtzielpunkt T TC_D

entspricht, muß sich Dp wie folgt bestimmen:

BAD ORIGINAL"

\J U I UUJ

*A0

Dp = Df + - De (D

TC_R

(Brechkraft ist in Dioptrien, Abstand in Meter angegeben; das gleiche gilt für alle folgenden Gleichungen usw.).

Weiterhin gilt: ^sin9 "

°R^G PF

^TCR ^{+ C}R°R ^P0R

und es gilt allgemein die Beziehung TC_R «^ '^r'-'r· Demzufolge läßt sich die Gleichung für sinS annähern zu:

Das Brechkraftinkrement D am Punkt P läßt sich

daher ausdrücken zu:

D-D-Df- —— - D-

on ~

O_RG χ PO_R

Nach Gleichung (2) bestimmt sich P"F durch PF = O_RG χ PÖJ χ D + Ö^G χ PO^ x D_e (3)

In Gleichung (3) können OpG, PO« und De als im wesentlichen konstant angesehen werden. Für PF soll gelten: PH = Hj A sei eine Proportionalitätskonstante und B sei eine Konstante. In diesem Fall läßt sich die Gleichung (3) ausdrücken als:

H = AxD + B (4)

Zur Erzielung der optimalen Anordnung der genannten "umbilikalen Maridiankurve" und der optimalen Verteilung der zusätzlichen (additional) Brechkraft muß bevorzugt die Bedingung

H % A x D + B

erfüllt sein, in welcher D = zusätzliche Brechkraft längs der "umbilikalen Meridiankurve", H = Größe des Versatzes zur Nasenseite relativ zu dem für

■ ^f · -■ ■ * BAD ORIGINAL

Fernsicht bestimmten Brillenglasbereich, A = die Proportionalitätskonstante und B = die (genannte) _ Konstante.

Obgleich sich die vorstehende Beschreibung nur auf das rechte Auge bezieht, gilt ersichtlicherweise 'entsprechendes au-eh für das linke Auge.

Fig. 3 -und die'Tabelle veranschaulichen eine speziel Ie Ausf ührungsf ornn des erfindungsgemäßen Brillenglases.

«ς In Fig. 3A stehen die Symbole 0 für ein Brillenglas: für das rechne Äuge, von der Seite der konvexen Fläche her gesehen, 0 für den geometrischen Mittelpunkt des Brillenglases- Q, -L.-L-¹ für eine durch den Mittelpunkt (Zentrum") 0 verlaufende Meridiankurve, M-M¹ für eine durch den Mittelpunkt 0 verlaufende , umbilikale Meridiankurve und N'für einen Punkt einer maximalen zusätzlichen Brechkraft auf der umbilikaren· Meridränkürve M-M' . Eine H-Koordinaten-.achse (für die Größe·' des Versatzes entsprechend dem Abstand PF in Fig. 2) verläuft vom Ursprung bzw. Anfangspunkt 0 waagerecht nach rechts, und eine V-Koordinatenachse (für den lotrechten Versatz) verläuft vom Anfangspunkt 0 lotrecht nach unten. Die H- und V-Koordinaten des Punkts N besitzen Größen H bzw. V .

**^v max max . .

Die graphische Darstellung von Fig. 3B veranschaulicht die Änderung der zusätzlichen Brechkraft D längs der umbilikalen Meridiankurve. Eine D-Koordinatenachse (für die zusätzliche Brechkraft) verläuft von einem Anfangspunkt 0' entsprechend dem Anfangspunkt 0 in Fig. 3A waagerecht nach rechts, und eine V-Koordinatenachse (für den lot-

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rechten Versatz) verlauft vom Anfangspunkt O¹ lotrecht abwärts. Die D-Koordinate eines Punkts l\i' entsprechend dem Punkt N in Fig. 3A besitzt eine Größe D . Letztere wird allgemein als Addition bzw. Zusatzwirkung bezeichnet und ist bei der dargestellten Ausführungsform auf 1,QD Dioptrien eingestellt.

In der nachstehenden Tabelle sind die' Größen der D- und der Η-Koordinate auf der umbilikalen Meridian· kurve M-M', entsprechend den in Abständen von 2 mm gemessenen Größen der V-Koordinate, für den Fall angegeben, daß V = 12,0 mm und H = 2,5 mm

max max

gilt.

20

Tabelle

25

V-Koordinate	2	4	6	8	10	12
D-Koordinate	0,07	0,25	0,50	0,75	0,93	1,00
H-Koordinate	0,2	0,6	1,3	1,9	2,3	2,5

30 35

RAD ORIGINAL

Aus der Tabelle geht hervor, daß bei der beschriebenen Ausführungsform die Größen von A und B in obiger Beziehung H \ A χ D + B mit A = 2,5 bzw. B = 0,0 gewählt sind.

Das Brillenglas für das linke Auge ist zu dem für das rechte Auge symmetrisch bzw. spiegelbildlich ausgebildet, d.h. die Brechflächenformen sind in lotrechter Richtung gleich, in waagerechter Richtung jedoch zueinander symmetrisch.

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist die Erfindung auf die Gesamtheit der urnbilikalen Meridian-

kurve M-M¹ angewandt, auf welcher die Verteilung der zusätzlichen Brechkraft von der Größe 0,0 bis zur Addition bzw. Zusatzwirkung von 1,0 reicht. Die Erfindung ist jedoch auch auf einen solchen

Teil der umbilikalen Meridiankurve M-M' anwendbar, 20

auf dem die zusätzliche (hinzugefügte) Brechkraft bis zu mindestens 80% oder mehr der Zusatzwirkung (Addition) variiert. Die Erfindung schließt mithin auch ein Brillenglas ein, bei dem die Erfindung auf den Teil der umbilikalen Meridiankurve ange-

wandt ist, auf dem die zusätzliche Brechkraft bis zu mindestens 60% oder mehr der Grenze der Brechkraft-Zusatzwirkung variiert.

Die benutzten Ausdrücke "umbiIi kaier Punkt" und "umbilikale Meridiankurve" sind lediglich mathematische Definitionen im strengen Sinnej tatsächlich können ein solcher Punkt und eine solche Kurve auf einem Brillenglas als Industrieprodukt nicht vollkommen realisiert werden. Eine Meridiankurve, auf welcher der Astigmatismus infolge von unvermeidbaren Fertigungs- und Geräteabweichungen nicht mehr als etwa 0,.25 Dioptrien beträgt, entspricht daher ebenfalls der erfindungsgemäß

BAD ORIGINAL

vorgesehenen "umbiIi knien Meridiankurve", und ein Brillenglas mit einer solchen umbilikalen Meridiankurve wird ebenfalls von der Erfindung umfaßt.

Claims

Η. Feb. Fat-?ntansprÜLhe

1. Brillenglas mit sich unter Berücks i ch ti gung der Augenkonvergenz verlaufend ändernder Brechkraft, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des waagerechten Versatzes (Verschiebung) einer umbiIikalen Meridiankurve eine proportionale Beziehung zu einer zusätzlichen oder-hinzugefügten (additional) Brechkraft an den betreffenden Stellen des waagerechten Versatzes besitzt.

2. Brillenglas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß eine der beiden Brechflächen des Brillenglases IO

(0) eine imaginäre erste Meridiankurve (M-N¹), als umbilikale Merieiankurve definiert, aufweist, die bei Betrachtung der Brechfläche aus einer praktisch orthogonalen (senkrechten) Richtung dazu in der

„_ft Stellung, in welcher das Brillenglas vom Benutzer getragen wird, im wesentlichen längs der Brechfläche verläuft, daß ein Satz von Hauptkrümrnungsradien an irgendeinem der Punkte auf der umbilikalen Meridiankurve (M-M') einander im wesentlichen gleich

„_ sind, so daß der Astigmatismus längs der umbilikalen Meri ei ankurve (f""-M') in der Brechfläche nahezu gleich Null ist, daB die Verteilung der Brechkraft längs der umbilikalen Meridi einkurve (M-M') in der Brechfläche eine Zone aufweist, in welcher sich die

on Brechkraft von ei^.er- oberen Abschnitt zu einem unteren Abschnitt der Kurve nach einer bestimmten Regel (GesetzmäßigKe: t) allmählich vergrößert und in welcher die Brrchkraft ungleichmäßig variiert, daß die umb i Ii kalt r'eri di ankurve (M-M'), wenn das Brillenglas vom Benutzer getragen wird, die Brechfläche in zwei seitliche, einmal der Nasenseite und zum anderen ti?.r Schläfenseite näher gelegene Bereiche unterteilt, daß die Brechfläche so

ausgelegt ist, daß dann, wenn eine imaginäre zweite Meridiankurve (L-L¹) in lotrechter Richtung längs Ij der Brechfläche verläuft und die umbilikale Meridiankurve (M-M¹) in einem oberen Bereich der "Brechfläche überlappt, schneidet oder oskuliert, die umbilikale Meridiankurve (M-M') gegenüber der zweiten Meridiankurve (L-L') in einem unteren

jQ Bereich der Brechfläche zur Nasenseite hin versetzt ist, während sie in einem Mittelbereich der Brechfläche weniger stark gegenüber der zweiten Meridiankurve (L-L') zur Nasenseite hin versetzt ist, und daß die umbilikale Meridiankurve (M-M¹) so ausge-

J5 legt ist, daß in ihrem einen Teil, in welchem sich die zusätzliche Brechkraft um bis zu 80% oder mehr einer vorbestimmten, für das Brillenglas vorgesehenen Zusatzwirkung (addition) ändert, praktisch folgende Bedingung erfüllt ist:

H H A χ D + B

wori n. bedeuten :

D = zusätzliche Brechkraft auf einem Punkt auf der umbilikalen Meridiankurve (M-M')

H = Versatz oder Verschiebung des obigen Punkts gegenüber der zweiten Meridiankurve (L-L¹)

A = eine Proportionalitätskonstante und B = eine Konstante.

3. Drillenglas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Astigmatismus längs der umbilikalen Meiri di ankurve (M-M') größer als Null, aber nicht größer als 0,25 Dioptrien ist-.

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