DE3719694C2

DE3719694C2 -

Info

Publication number: DE3719694C2
Application number: DE3719694A
Authority: DE
Inventors: Koichi Maeda; Yasuyoshi Tago; Akio Nishinomiya Hyogo Jp Takigawa; Motoaki Kawanishi Hyogo Jp Yoshida
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1986-06-14
Filing date: 1987-06-12
Publication date: 1989-06-01
Also published as: US4944584A; AU586926B2; AU7417187A; DE3719694A1; FR2600174A1; JPS62295001A; FR2600174B1

Description

Die Erfindung betrifft eine sphärische Linse aus Kunststoff mit einer Vielzahl von Brennpunkten, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Im besonderen betrifft die Erfindung eine sphärische Multifokallinse bestehend aus einer Harzschicht mit einem Brechungsindex-Gradienten, der annähernd durch die ganze Linse geht, und aus einem kleinen Linsenteil aus einem Harz mit einem Brechungsindex, der sich vom Brechungsindex eines die Matrix der sphärischen Linse bildenden Harzes unterscheidet. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung dieser Multifokallinse.

Das in den vergangenen Jahren zu beobachtende schnelle Anwachsen des Anteils älterer Menschen an der Gesamtbevölkerung hat auch eine erhöhte Nachfrage nach bifokalen, multifokalen oder kumulativ multifokalen Augengläsern mit sich gebracht.

Bekanntermaßen werden bifokale oder multifokale Augenglaslinsen (Linsen für Brillen) im allgemeinen dadurch hergestellt, indem man durch komplexe maschinelle Fertigungsverfahren oder durch Verwendung von Spezialgießformen auf einer Linse mit einem festgelegten Krümmungsradius ein kleines Linsenteil mit einem unterschiedlichen Krümmungsradius ausbildet.

Jedoch sind die allgemein üblichen konventionellen bifokalen oder multifokalen Linsen durch das deutlich sichtbare Hervorstehen des kleinen Linsenteils auf der Oberfläche der Hauptlinse zum Gebrauch für Brillen nicht geeignet, da sie auch modischen Erfordernissen als einem wichtigen Gesichtspunkt gerecht werden müssen.

Darüber hinaus erfordern diese Linsen einschließlich der kumulativ multifokalen Linsen eine komplexe maschinelle Fertigung, so daß die Produktionskosten sehr hoch werden. Darum ist, trotz einer großen latenten Nachfrage, der erhöhte Preis der Endprodukte die Hauptursache für die zögerliche Akzeptanz solcher Linsen.

Die offengelegte japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2 01 216/1982 beschreibt eine multifokale organische Linse mit einem ungleichmäßigen Brechungsindex, die aus einem multifokalen organischen Substrat mit einem einheitlichen Brechungsindex und einer organischen Substanz mit einem vom Linsensubstrat unterschiedlichen Brechungsindex besteht, wobei diese Substanz entweder an einem Weitsichtteil oder an einem Nachsichtteil des Linsenssubstrats eindiffundiert und polymerisiert ist. Nach der Beschreibung dieser Patentveröffentlichung wird diese multifokale organische Linse produziert durch Abdecken der Oberfläche der Hauptlinse mit Ausnahme des Bereichs, in dem die kleine Linse gebildet werden soll, Aufbringen einer organischen Substanz mit im Vergleich zur Hauptlinse unterschiedlichem Brechungsindex auf dem kleinen linsenbildenden Bereich, Eindiffundieren der organischen Substanz in der Hauptlinse und Polymerisieren dieser Substanz, um dadurch einen kleinen Linsenteil mit einem Brechungsindex-Gradienten zu bilden. Es ist jedoch sehr schwierig, wenn nicht gar unmöglich, daß die organische Substanz nur in den nicht abgedeckten Teil eindiffundiert und polymerisiert. Nach Abschluß der Polymerisation wird eine Nachbehandlung durch Polieren und Entfernen des erhaltenen Polymers der organischen Substanz, das sich in dafür nicht vorgesehenen Teilen gebildet hat, erforderlich. Außerdem kann nach diesem Verfahren nur eine sphärische Linse mit einem relativ kleinen Bereich des kleinen Linsenteils hergestellt werden.

Die offengelegte japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 1 20 217/1983 empfiehlt ein Verfahren zur Herstellung einer bifokalen oder multifokalen Linse mit einem festen Krümmungsradius. Dieses Verfahren umfaßt die Herstellung einer Hauptlinse, derart, daß sie eine kleine Linse aufnehmen kann, das Befestigen der kleinen Linse an der Hauptlinse durch Verbinden oder auf andere Weise, und das Polieren der gesamten Hauptlinse auf eine gleichmäßige Krümmung. Bei diesem Verfahren ergibt sich das Problem der Haftung zwischen der Hauptlinse und der kleinen Linse, und dieses Problem wird besonders schwierig, wenn die Materialien der Hauptlinse und der kleinen Linse einen großen Unterschied im Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen.

Da die Dicke der Hauptlinse im Hinblick auf modische Aspekte oder das Gewicht nicht zu groß ausfallen darf, ist es außerdem unmöglich, die Dicke der kleinen Linse zu erhöhen oder den Krümmungsradius des kleinen Linsenteils zu sehr zu reduzieren. Aus diesem Grunde ist es schwierig, nach diesem Verfahren die Brennweite des kleinen Linsenteils allzusehr gegenüber der der Hauptlinse zu ändern und außerdem erfordert dieses Verfahren notwendigerweise eine Nachbehandlung durch Polieren der gesamten Linsenoberfläche. Will man eine Linse mit erheblich variierenden Brennweiten erhalten, ist es daher notwendig, ein Monomer (oder eine monomere Mischung) auszuwählen, das (bzw. die) nach Umwandlung in ein Polymer einen Brechungsindex aufweist, der sich vom Brechungsindex der Hauptlinse groß unterscheidet, und auch andere Eigenschaften besitzt, die der Benutzung als Augenglas (Brillenlinse) standhalten. Im Falle von gewöhnlichen bifokalen, multifokalen oder kumulativ multifokalen Brillenlinsen sollte die Brennweite der kleinen Linse kürzer sein als die Brennweite der Hauptlinse. Daher erfordert das obige Verfahren die Auswahl eines Monomers (oder einer monomeren Mischung) mit einem sehr hohen Brechungsindex. Da in diesem Fall die Streuung beträchtlich wird, hat die sich hierbei ergebende Linse den Fehler einer deutlichen chromatischen Aberration.

Kürzlich haben kumulativ multifokale ophtalmologische Linsen Aufmerksamkeit erregt, welche dadurch hergestellt werden, daß Brillenlinsen mit festem Krümmungsradius so bearbeitet werden, daß sie asphärisch werden, oder daß eine Preßform für Brillenlinsen mit einer speziellen asphärischen Gestalt verwendet werden. Diese Verfahren ergeben jedoch die gleichen Probleme, wie sie oben beschrieben wurden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Multifokallinse aus Kunststoff zu schaffen.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, eine Multifokallinse aus Kunststoff zu schaffen, die eine Kunststoffschicht mit einem Brechungsindex-Gradienten über nahezu die gesamte sphärische Linsenoberfläche und einen kleinen Linsenteil aufweist, der aus einem Harz gebildet ist, das einen zum Harz der Grundsubstanzen (Matrix) unterschiedlichen Brechungsindex hat.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Multifokallinse aus Kunststoff zu schaffen, die eine Kunststoffschicht mit einem sich über nahezu die gesamte sphärische Linsenoberfläche erstreckenden Brechungsindex-Gradienten besitzt und bei der die sphärische Abberation durch das Vorhandensein der Kunststoffschicht korrigiert ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Multifokallinse aus Kunststoff zu schaffen, die sehr einfach herzustellen ist, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung zur Verfügung zu stellen.

Weitere Aufgaben der Erfindung und deren Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.

Erfindungsgemäß werden die obigen Aufgaben und die Vorteile der Erfindung durch eine sphärische Multifokallinse aus Kunststoff gelöst bzw. erzielt, die eine laminierte einheitliche Struktur aufweist aus

A. einer ersten Kunstharzschicht mit einem festgelegten Brechungsindex,
B. einer zweiten Kunstharzschicht mit einem im wesentlichen festgelegten Brechungsindex, der sich vom Brechungsindex der ersten Kunstharzschicht unterscheidet, und
C. einer dritten Kunstharzschicht, die sich zwischen der ersten und der zweiten Kunstharzschicht befindet und einen Brechungsindex-Gradienten aufweist, der sich vom Brechungsindex der ersten Kunstharzschicht bis zum Brechungsindex der zweiten Kunstharzschicht kontinuierlich verändert,

wobei ein Teil der zweiten Kunstharzschicht und ein Teil der dritten Kunstharzschicht gemeinsam in die erste Kunstharzschicht eingelassen sind und die zweite Kunstharzschicht in dem eingelassenen Teil dicker ist als im Rest.

Erfindungsgemäß kann die obige Linse durch ein Verfahren hergestellt werden, das folgende Stufen umfaßt:

1. teilweise Polymerisierung eines ersten Monomers oder einer ersten monomeren Mischung in einer Form zur Bildung einer teilpolymerisierten geformten Masse mit einem oder mehreren vertieften Abschnitt(en) auf ihrer Oberfläche,
2. Aufbringung eines zum ersten Monomers oder der ersten monomeren Mischung unterschiedlichen zweiten Monomers oder einer zweiten monomeren Mischung auf die im wesentlichen gesamte Oberfläche der teilpolymerisierten, geformten Masse mit einem oder mehreren vertieften Abschnitt(en), und
3. Aussetzen des gesamten Monomers einer Polymerisationsreaktion, nachdem ein Teil des zweiten Monomers oder der zweiten monomeren Mischung in die teilpolymerisierte, geformte Masse eindiffundiert ist, und im wesentlichen Beenden der Polymerisation.

Ausführungsformen der Erfindung sind anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Darin zeigt

Fig. 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen sphärischen Linse im Schnitt,

Fig. 2 Gieß- bzw. Preßformen zur Herstellung der erfindungsgemäßen sphärischen Linse, wobei Fig. 2a eine erste Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens und Fig. 2b eine zweite und dritte Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulichen,

Fig. 3 einen Schnitt durch die sphärische Linse zur Darstellung der Meßstellen für die Brechungsindex-Verteilung einer Linse mit einem Brechungsindex-Gradienten, der unterhalb einer Linse mit einheitlichem Brechungsindex gebildet ist,

Fig. 4 die Verteilung der Brechungsindices, die an den Meßstellen gemäß Fig. 3 gemessen wurden, und

Fig. 5 die Ergebnisse der Messung der Brechungsindex-Verteilung entlang der in Fig. 4 dargestellten Linien.

In Stufe 1. des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das erste Monomer oder die erste monomere Mischung in einer Gieß- bzw. Preßform teilweise polymerisiert. Falls das erste Monomer oder die erste monomere Mischung im wesentlichen vollständig polymerisiert ist, wird das Eindiffundieren des nachfolgend aufgebrachten zweiten Monomers in die Polymer-Masse schwierig. Daher kommt es relativ einfach zu einer Phasentrennung zwischen dem Polymer des ersten Monomers oder der ersten monomeren Mischung und dem Polymer des zweiten Polymers.

Gemäß Stufe 1. wird eine teilweise polymerisierte Gieß- bzw. Preßmasse gebildet. Je nach benutzter Gieß- bzw. Preßform besitzt die Masse eine oder mehrere vertiefte Abschnitte. Die vertieften Abschnitte können Teil einer sphärischen oder einer parabolischen Fläche sein. Vorzugsweise wird die teilweise Polymerisation durchgeführt, bis eine Polymerisationsumwandlung von 10 bis 90%, noch besser eine Polymerisationsumwandlung von 20 bis 80% erreicht ist.

Gemäß Stufe 2. des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das zweite Monomer oder die zweite monomere Mischung auf die in Stufe 1. gebildete, teilpolymerisierte, geformte Masse aufgebracht. Das zweite Monomer oder die zweite monomere Mischung unterscheidet sich vom ersten Monomer oder der ersten monomeren Mischung. Daher können das erste Monomer oder die erste monomere Mischung und das zweite Monomer oder die zweite monomere Mischung Polymere mit unterschiedlichen Brechungsindices ergeben. Jedes der ersten und zweiten Monomere bzw. jede der ersten und zweiten monomeren Mischungen kann ein Polymer mit einem höheren Brechungsindex ergeben als das bzw. die andere.

Beispiele für die in den Stufen 1. und 2. benutzten Monomere enthalten Diäthylenglycolbisallylcarbonat (CR 39), Tetrabrombiphenol A Diäthoxymethacrylat, p-Bromstyren, Styren, Vinylacetat, Vinylchlorid, Acrylonitril, Allylcinnamat, Bencylacrylat, Diallylisophthalat, Tetrabrombiphenol A Diallylcarbonat, Vinylbenzoat, Dicyclopentenyloxätheracrylat, Tetrabromphenylmethacrylat, Polyäthylenglycoldimethacrylat, Diallylphthalat, Bencylmethacrylat, Phenylmethacrylat und Äthylenglycoldimethacrylat.

Von diesen Produkten werden als erste Monomere oder monomere Mischungen bevorzugt z. B. CR-39 (mit einem Brechungsindex, np, des Polymers von 1,501), eine Mischung aus Tetrabrombiphenol A Diäthoxymethacrylat, p-Bromstyren, Styren und Allylcinnamat (mit einem Brechungsindex np des Copolymers von beispielsweise 1,595), eine Mischung aus CR-39, Bencylacrylat und Diallylisophthalat (mit einem Brechungsindex np des Copolymers von beispielsweise 1,545), eine Mischung aus Tetrabrombiphenol A Diallylcarbonat und Vinylbenzoat (mit einem Brechungsindex np des Copolymers von beispielsweise 1,592), und einer Mischung aus Dicyclopentenyloxyätheracrylat, Tetrabromphenylmethacrylat und Polyäthylenglycoldimethacrylat (mit einem Brechungsindex np des Copolymers von beispielsweise 1,565).

Als zweite Monomere oder monomere Mischungen werden bevorzugt verwendet z. B. Diallylphthalat (mit einem Brechungsindex np des Polymers von 1,572), Bencylmethacrylat (mit einem Brechungsindex np des Polymers von 1,5680), Vinylbenzoat (mit einem Brechungsindex np des Polymers von 1,5775), Phenylmethacrylat, Butadien und einer Mischung aus diesen Monomeren mit Äthylenglycoldimethacrylat oder CR-39.

Das zweite Monomer oder die zweite monomere Mischung, die auf die in Stufe 1. gebildete, teilpolymerisierte, geformte Masse aufgebracht wird, diffundiert in die teilpolymerisierte, geformte Masse und füllt gleichzeitig die in ihr gebildete(n) vertiefte(n) Stelle(n) aus.

In diesem Stadium wird in Stufe 3. die gesamte Masse einer Polymerisationsreaktion ausgesetzt. In dem Bereich der teilpolymerisierten, geformten Masse, wo das zweite Monomer oder die zweite monomere Mischung eindiffundiert ist, schreitet die Copolymerisation des zweiten Monomers oder der zweiten monomeren Mischung mit dem ersten, in der Masse vorhandenen Monomer oder der ersten monomeren Mischung voran, wobei zur gleichen Zeit die Polymerisation des ersten Monomers oder der ersten monomeren Mischung in dem Bereich der geformten Masse stattfindet, in den das zweite Monomer oder die zweite monomere Mischung nicht eindiffundiert ist. Zusätzlich polymerisiert das zweite Monomer oder die zweite monomere Mischung, das bzw. die auf der teilpolymerisierten geformten Masse ohne Eindiffundierung verbleibt.

Wenn die obenerwähnten Polymerisationsreaktionen im wesentlichen abgeschlossen sind, ist ein polymerer Gegenstand gebildet, der eine einheitliche laminierte Struktur darstellt, die zusammengesetzt ist aus

- einer ersten Kunstharzschicht mit einem im wesentlichen festgelegten Brechungsindex, bestehend aus einem Polymer des ersten Monomers oder der ersten monomeren Mischung,
- einer zweiten Kunstharzschicht mit einem im wesentlichen festgelegten Brechungsindex, der sich vom Brechungsindex der ersten Kunstharzschicht unterscheidet, bestehend aus einem Polymer des zweiten Monomers oder der zweiten monomeren Mischung, und
- einer dritten Kunstharzschicht, die gebildet ist aus einem Copolymer des ersten Monomers oder der ersten monomeren Mischung und des zweiten Monomers oder der zweiten monomeren Mischung und die sich zwischen der ersten Kunstharzschicht und der zweiten Kunstharzschicht befindet, mit einem Brechungsindex-Gradienten, der sich kontinuierlich vom Brechungsindex der ersten Kunstharzschicht bis zum Brechungsindex der zweiten Kunstharzschicht verändert.

Da die Diffusion des zweiten Monomers oder der zweiten monomeren Mischung in die teilpolymerisierte geformte Masse bezüglich der Konzentration von der Oberfläche ins Innere der teilpolymerisierten geformten Masse zunehmend geringer wird, ändert sich der Brechungsindex der dritten Kunstharzschicht, die sich zwischen der ersten und zweiten Kunstharzschicht befindet, kontinuierlich entsprechend dem Grad des Eindiffundierens des zweiten Monomers.

Im vertieften Abschnitt der teilpolymerisierten geformten Masse wird die dritte Kunstharzschicht gebildet und das zweite Monomer oder die zweite monomere Mischung, die den vertieften Teil ausfüllt, in ein Polymer umgewandelt. Daher sind je ein Teil der zweiten und dritten Kunstharzschicht zusammen in die erste Kunstharzschicht eingelassen, wobei die zweite Kunstharzschicht im vertieften Teil dicker ist als in den restlichen Teilen.

Falls die für die Polymerisation benutzte Gieß- bzw. Preßform eine Form zur Herstellung von sphärischen Linsen ist, kann der daraus gewonnene polymerisierte Gegenstand unmittelbar oder nach einiger Nachbehandlung in eine erfindungsgemäße Multifokallinse geformt werden. Ist die Gieß- bzw. Preßform nicht für sphärische Linsen gedacht, kann der daraus gewonnene polymerisierte Gegenstand durch Polieren in die erfindungsgemäße sphärische Multifokallinse geformt werden.

Bislang wird eine Multifokallinse hergestellt durch Bildung eines kleinen Linsenteils mit einer im Vergleich zur Hauptlinse unterschiedlichen Oberflächenkrümmung. Im Gegensatz dazu bleibt bei der vorliegenden Erfindung die Oberflächenkrümmung des kleinen Linsenteils im Vergleich zur Hauptlinse gleich, wobei in einem Teil der Hauptlinse ein Linsenbereich mit einem von der Hauptlinse unterschiedlichen Brechungsindex und ein hieran anschließender Bereich mit einem Brechungsindex-Gradienten vorgesehen werden zur Bildung eines unabhängigen kleinen Linsenteiles. Daher steht bei der erfindungsgemäßen Linse der kleine Linsenteil nicht über die Oberfläche der Hauptlinse hinaus wie bei herkömmlichen Produkten. Auf diese Weise kann die erfindungsgemäße Multifokallinse wie eine gewöhnliche Augenglaslinse mit einer einzigen Oberflächenkrümmung ausgebildet und aus modischer Sicht als eine sehr gute Multifokallinse zur Verfügung gestellt werden.

Bei der erfindungsgemäßen Multifokallinse sind die teilpolymerisierte Matrix der sphärischen Linse mit einem oder mehreren vertieften Abschnitten (erste Kunstharzschicht) und die Hauptlinse ohne vertieften Abschnitt (zweite Kunstharzschicht) chemisch fest miteinander verbunden durch die dritte Kunstharzschicht, wodurch hinsichtlich der Adhäsion dieser Schichten kein Problem erwächst.

Der in der erfindungsgemäßen Multifokallinse vorhandene kleine Linsenteil setzt sich aus einer Linse (zweite Kunstharzschicht) mit einem einheitlichen, von der Hauptlinse (erste Kunstharzschicht) unterschiedlichen Brechungsindex und aus einer Linse mit einem Brechungsindex-Gradienten (dritte Kunstharzschicht) zusammen. Es ist daher einfach, den kleinen Linsenteil mit einem zur Hauptlinse großen Unterschied hinsichtlich der Brennweite zu gestalten, ohne Notwendigkeit, den Krümmungsradius des kleinen Linsenteils zu sehr zu reduzieren, den Brechungsindex-Gradienten zu sehr zu erhöhen oder ein Monomer zu wählen, das nach Umwandlung in ein Polymer einen Brechungsindex besitzt, der von der Hauptlinse in hohem Maße abweicht.

Darüber hinaus diffundiert nach dem erfindungsgemäßen Verfahren das zweite Monomer oder die zweite monomere Mischung zuverlässig entlang der Oberflächenkontur der Hauptlinse (erste Kunstharzschicht), wobei man eine Konturlinie des Brechungsindex in einem Oberflächenbereich der Hauptlinse einschließlich eines sich an den vertieften Abschnitt anschließenden Bereiches erhält. Auf diese Weise kann eine Multifokallinse hergestellt werden, in der lediglich der vertiefte Abschnitt den kleinen Linsenteil ausmacht.

Die erfindungsgemäß hergestellte Multifokallinse erfordert nicht immer eine komplexe Nachbehandlung wie z. B. das Polieren ihrer Oberflächenschicht. Die Erfindung führt auf einfache Weise zu einer Multifokallinse mit ausgezeichneten modischen Eigenschaften bei niedrigen Kosten auf der Basis einer Massenproduktion.

Ausführlicher wird die Erfindung nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Wie Fig. 1 zeigt, umfaßt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Multifokallinse ein Hauptlinsenglied 1, das aus einer sphärischen, aus einem durchsichtigen Kunstharz gebildeten Linse mit einem einheitlichen Brechungsindex besteht, und ein darin vollständig eingebettetes kleines Linsenteil 4, der sich zusammensetzt aus einem Linsenbereich 2 mit einem von der Hauptlinse abweichenden Brechungsindex (einem Linsenbereich mit einem einheitlichen Brechungsindex) und einem an den Linsenbereich 2 sich anschließenden Linsenbereich 3 mit einem Brechungsindex-Gradienten.

Im kleinen Linsenteil 4 wird der Linsenbereich 2 mit einem einheitlichen Brechungsindex gebildet von einer Fläche 2 A, welche die gleiche sphärische Oberfläche hat wie die Linsenfläche 1 A des Hauptlinsengliedes und diese übergangslos fortsetzt, und von einer entgegengesetzt angeordneten Fläche 2 B. Im Linsenbereich 3 mit einem Brechungsindex-Gradienten weist eine Konturlinie des Brechungsindex die gleiche Gestalt auf wie die Fläche 2 B des Linsenbereiches 2, wobei der Linsenbereich 3 einen Brechungsindex-Gradienten besitzt, in dem der Brechungsindex mit zunehmendem Abstand von der Fläche 2 B stufenweise abnimmt (oder zunimmt). Außerdem ist eine Grenzfläche 3 B mit einem einheitlichen Brechungsindex ausgebildet.

Mit anderen Worten ist die kleine Linse 4, die sich zusammensetzt aus dem Linsenbereich 2 mit einem einheitlichen Brechungsindex und aus dem Linsenbereich 3 mit einem Brechungsindex-Gradienten, vollständig in das Hauptlinsenglied 1 eingebettet.

Der kleine Linsenabschnitt 2 besitzt eine zum Hauptlinsenglied 1 unterschiedliche Brennweite. Hat z. B. der kleine Linsenabschnitt 2 einen höheren Brechungsindex als das Hauptlinsenglied 1, so hat der kleine Linsenabschnitt 2 eine kürzere Brennweite als die Hauptlinse. Hat er einen niedrigeren Brechungsindex als das Hauptlinsenglied 1, so besitzt er eine längere Brennweite als das Hauptlinsenglied.

Der kleine Linsenabschnitt 2 kann in Fig. 1 auf der Seite mit der konkaven Oberfläche ausgebildet werden anstatt an der in Fig. 1 gezeigten Stelle. Eine Vielzahl solcher kleiner Linsenabschnitte kann in eine Linse vorgesehen werden.

Das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Multifokallinse wird nun anhand von Fig. 2 näher erläutert.

Wie in Fig. 2 dargestellt, wird eine Gieß- oder Preßform 5 (mit sphärischer Oberfläche) für Augen- oder Brillenlinsen vorgesehen mit einem vortretenden Abschnitt 6 an der inneren Oberfläche. Eine solche Gieß- oder Preßform kann erstellt werden durch Verbinden oder Schmelz-Verbinden des hervortretenden Abschnittes 6 mit einer gewöhnlichen Gieß- oder Preßform für Augen- oder Brillenlinsen, oder es wird gleich eine Gieß- oder Preßform für derartige Linsen mit der in Fig. 2a gezeigten Gestalt verwendet. In Fig. 2a ist der hervortretende Abschnitt im oberen Teil der Gieß- oder Preßform für die Augen- oder Brillenlinse vorgesehen, jedoch kann er ebenso im unteren Teil der Gieß- oder Preßform oder in beiden Teilen vorgesehen werden. Wie bei der Herstellung einer gewöhnlichen Augen- oder Brillenlinse mit nur einer Brennweite kann eine Gieß- oder Preßform nach Fig. 2a zusammengestellt werden durch Einsatz einer Form 5, einer gewöhnlichen Brillenlinsen-Form 7, einem Dichtungsring 8 und einer Feder 9. Die Gieß- oder Preßform wird durch einen Einspritzstutzen 10 vollständig mit einem Monomer Ma (worunter auch eine monomere Mischung verstanden werden kann) gefüllt, das zur Bildung eines vernetzten Polymers Pa (worunter auch ein Polymer verstanden werden kann) bestimmt ist. Zum Beispiel durch Erhitzen der gesamten Gieß- oder Preßform wird das Monomer Ma teilweise polymerisiert, um ein durchsichtiges teilpolymerisiertes Gel 11 zu bilden, das einen Polymerisations-Umwandlungsgrad von vorzugsweise 10 bis 90%, besser noch von 20 bis 80% aufweist.

Das gemäß der Erfindung verwendbare Monomer Ma kann z. B. Diäthylenglycolbisallylcarbonat sein, das in großen Mengen für Augen- oder Brillenlinsen aus Kunststoff verwendet wird, wie auch alle anderen Monomere Verwendung finden können, die durchsichtige, kreuzweise verbundene Polymere bilden können und die für Augen- und Brillenlinsen geforderten Grundeigenschaften aufweisen.

Die Augen- bzw. Brillenlinsen-Gieß- oder Preßform 5 wird vorsichtig von dem nach obiger Beschreibung hergestellten Gel 11 entfernt. Da die Linsen-Gieß- oder Preßform durch die Feder 9 unter Druck steht, wird die Gestalt der Innenfläche der Gieß- oder Preßform 5 zuverlässig auf die Oberfläche des erhaltenen durchsichtigen Gels 11 übertragen. Sodann wird ein sehr dünner Distanzhalter am abgestuften Teil des Dichtungsringes 8 angebracht, auf den die Linsen-Gieß- oder Preßform aufgesetzt wird, worauf eine gewöhnliche Linsen-Gieß- oder Preßform 13, die kein hervortretendes Teil hat, aufgesetzt wird. Zwischen dem durchsichtigen Gel 11 und der Linsen-Gieß- oder Preßform 13 bildet sich ein Zwischenraum von derselben Stärke wie der Stärke des Distanzhalters. Unter Verwendung einer Einspritzvorrichtung oder ähnlichem wird durch den Dichtungsring 8 dieser Zwischenraum vollständig mit einem Monomer (worunter auch eine monomere Mischung Mb 14 verstanden werden kann) ausgefüllt, das ein Polymer (worunter auch ein Copolymer verstanden werden kann) bildet und einen vom Brechungsindex Nb (des Gels 11?) unterschiedlichen Brechungsindex Nb besitzt.

Danach wird die gesamte Linsen-Gieß- bzw. Preßanordnung für eine bestimmte Zeitdauer auf einer bestimmten Temperatur gehalten. Das Monomer Mb diffundiert von der Oberfläche des transparenten Gels 11 entlang seiner Oberflächenform und copolymerisiert gleichzeitig. Eine Behandlung wie z. B. Nacherhitzen vervollständigt die Polymerisation. Das nicht zur Reaktion gebrachte Monomer im durchsichtigen Gel diffundiert zu einem kleinen Teil in den vertieften Abschnitt des durchsichtigen Gels. Aber wie bei 2 und 3 in Fig. 1 gezeigt ist, werden ein Linsenbereich mit einem einheitlichen Brechungsindex, der aus dem vom Monomer Mb abgeleiteten Polymer Pb besteht, und ein anschließender Linsenbereich, der einen Brechungsindex-Gradienten mit der gleichen Konturlinie des Brechungsindex wie der vertiefte Abschnitt aufweist und dem Konzentrations-Gradienten des Monomers Mb eigen ist, gebildet. Als Ergebnis hiervon bildet sich das kleine Linsenteil 4 mit diesen zwei Bereichen gleichzeitig.

Falls Na größer als Nb ist, hat der entstehenden kleine Linsenabschnitt die Wirkung einer konkaven Linse. Falls Na kleiner als Nb ist, zeigt er die Wirkung einer konvexen Linse.

Das bei der Erfindung benutzte Monomer Mb kann, nachdem es polymerisiert ist, ein lineares Polymer oder ein kreuzweise verbundenes (vernetztes) Polymer ergeben. Vorzugsweise soll es ein kreuzweise verbundenes (vernetztes) Polymer bilden. Dementsprechend ist es empfehlenswert, bei Benutzung eines Monomers, das ein lineares Polymer bildet, einen Kreuzverbindungen bewirkenden (vernetzenden) Wirkstoff hinzuzufügen.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird auch die Herstellung einer neuartigen kumulativen Multifokallinse (Linse mit kontinuierlich verlaufender Brechkraft) ermöglicht. Dies kann dadurch erreicht werden, daß der hervortretende Abschnitt 6 der in Fig. 2a gezeigten Augen- bzw. Brillenlinsen-Gieß- oder Preßform 5 eine asphärische Oberflächengestalt erhält, derart daß sich der Krümmungsradius vom Zentrum zum Rand des hervortretenden Abschnittes kontinuierlich ändert. Bei gewöhnlichen kumulativen Multifokallinsen vergrößert sich der Krümmungsradius vom Zentrum zum Rand des hervortretenden Abschnittes zunehmend und wird schließlich dem Krümmungsradius der Innenfläche der Linsen-Gieß- oder Preßform gleich.

Dadurch ändert sich die Brennweite leicht und kontinuierlich vom Zentrum zum Rand in beiden Linsenabschnitten, d. h. im Abschnitt mit einem einheitlichen Brechungsindex und im Abschnitt mit einem Brechungsindex-Gradienten. Die Grenzfläche zwischen dem kleinen Linsenteil und der Hauptlinse ist nicht klar und es besteht Kontinuität zwischen ihnen. Somit entsteht eine kumulative Multifokallinse mit einem festen Krümmungsradius.

Die folgenden Beispiele beschreiben die Erfindung ausführlicher.

Beispiel 1

1. Benzolperoxid (BPO) als ein Auslöser für die Polymerisation wurde mit einem Anteil von 3% (Gewicht) zu Diäthylenglycolbisallylcarbonat (CR-39) gegeben, das allgemein in großen Mengen für Augen- bzw. Brillenlinsen aus Kunststoff verwendet wird und nach der Polymerisation einen Brechungsindex von 1,5001 hat und vollständig gelöst ist. Die hergestellte Mischung wurde durch einen Dichtungsring 10 vollständig in eine Augen- bzw. Brillenlinsen-Gieß- oder Preßform-Anordnung, wie sie in Fig. 2a dargestellt ist, eingefüllt und die Form mit dem Dichtungsring verschlossen. Die Formen-Anordnung gemäß Fig. 2a bestand aus einem oberen Teil 5 der Gieß- oder Preßform, auf den ein halb-sphärischer, hervortretender Teil 6 aufgebracht wurde, aus einem unteren Formteil 7, wie er bei der Herstellung von gewöhnlichen sphärischen Augen- bzw. Brillenlinsen verwendet wird, Dichtungsringen 8 und 10 und einer Feder 9. Die durch diese Gieß- oder Preßform-Anordnung gewonnene sphärische Linse hatte eine Brennweite von 500 mm (2 Grad [Dioptrien]) und ihr hervortretender Abschnitt hatte einen Durchmesser von 25 mm und eine Tiefe von 3 mm.

Die mit CR-39 gefüllte Formen-Anordnung wurde 57 Minuten lang auf 77° erhitzt. Danach wurde die obere Form 5 vorsichtig entfernt. Es entstand ein teilpolymerisiertes, durchsichtiges Gel 11, bei dem der semisphärische vorstehende Abschnitt der Form 5 zuverlässig auf die Oberfläche als vertiefter Abschnitt übertragen wurde. Dieses durchsichtige Gel 11 besaß einen Polymerisations-Umwandlungsgrad von ca. 40%.

2. Anschließend wurde, wie in Fig. 2b dargestellt, ein Distanzhalter 12 mit einer Stärke von 0,7 mm auf den abgestuften Teil des Dichtungsringes 8 aufgebracht, um darauf eine Augenlinsen- bzw. Brillenlinsen-Gieß- oder Preßform aufzusetzen. Eine gewöhnliche Brillenlinsen-Gieß- oder Preßform 13, die keinen vorstehenden Abschnitt hat, wurde auf den abgestuften Teil aufgesetzt und eine Feder 9 an der gesamten Formen-Anordnung befestigt. Zwischen der Oberfläche des durchsichtigen Gels 11 und der der Linsenform 13 wurde ein Zwischenraum gebildet mit einer Breite von 0,5 mm, also geringfügig kleiner als die Stärke des Distanzhalters 12. Mittels einer Einspritzeinrichtung wurde durch den Dichtungsring 8 der Zwischenraum vollständig ausgefüllt mit Benzylmethacrylat (BZMA) 14, dessen Polymer einen Brechungsindex von 1,5680 besitzt.

Die gesamte Formen-Anordnung wurde dann für 5 Stunden auf 50° gehalten, für 5 Stunden auf 60°, für 8 Stunden auf 80° und ferner für 8 Stunden auf 90°. Danach wurde das Polymer aus der Formen-Anordnung herausgenommen (entformt). Entstanden war nun eine bifokale Augen- bzw. Brillenlinse mit einem festen Krümmungsradius und einer ganz glatten Oberfläche und erforderte kein Polieren. Sie wies eine gute Haftung zwischen dem kleinen Linsenteil und der Hauptlinse auf. Der kleine Linsenteil hatte einen Durchmesser von 28 mm und eine Brennweite von 250 mm (4 Grad [Dioptrien]).

Beispiel 2

1. BPO wurde im Verhältnis von 3% (Gewicht) zu CR-39 gegeben und die Mischung vollständig in die in Fig. 2a gezeigte Formen-Anordnung eingefüllt, die zur Erzielung einer Augen- bzw. Brillenlinse mit einer Brennweite von 500 mm (2 Grad [Dioptrien]) ausgelegt war. Gleichzeitig hatte der an der Innenseite der Linsenform 5 vorgesehene semisphärische vorstehende Abschnitt 6 einen Durchmesser von 20 mm und eine Stärke von 3 mm. Die gesamte Anordnung wurde für 105 Minuten auf 73° erhitzt, um ein teilpolymerisiertes, durchsichtiges Gel mit einem Polymerisationsgrad von ca. 45% zu erhalten.

2. Anschließend wurde die Linsenform 5 vorsichtig von dem durchsichtigen Gel entfernt und wie im Beispiel 1 ein Distanzhalter mit einer Stärke von 0,7 mm auf den Dichtungsring aufgesetzt. Sodann wurde eine Linsenform ohne vorstehenden Abschnitt auf den Distanzhalter aufgesetzt und auf die gesamte Anordnung eine Feder gespannt. Der Zwischenraum zwischen dem durchsichtigen Gel und der Gieß- oder Preßform wurde mit Vinylbenzoat (VB), dessen Polymer einen Brechungsindex von 1,5680 besitzt, vollständig ausgefüllt.

Danach wurde die gesamte Anordnung für 3 Stunden auf 40° gehalten, für 3 Stunden auf 50°, für 4 Stunden auf 60°, für 8 Stunden auf 80° und für 2 Stunden auf 90°. Das Polymer wurde dann der Form entnommen. Entstanden war eine bifokale Augen- bzw. Brillenlinse mit einem festen Krümmungsradius, mit einer glatten Oberfläche, die kein Polieren erforderte, und mit einer guten Haftung zwischen dem kleinen Linsenteil und der Hauptlinse. Der kleine Linsenteil besaß einen Durchmesser von ca. 22 mm und eine Brennweite von 290 mm (ca. 4,5 Grad [Dioptrien]).

Die Brechungsindex-Verteilung unterhalb der Linsenregion mit einem einheitlichen Brechungsindex wurde mit einem Interferenz-Mikroskop entlang der in Fig. 3 gezeigten gestrichelten Linie gemessen. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse zeigt Fig. 4. Die Brechungsindex-Verteilung wurde außerdem entlang der in Fig. 4 gezeigten Linien Nr. 1, 2 und 3 gemessen. Die Ergebnisse sind in Fig. 5 dargestellt.

Beispiel 3

1. BPO wurde im Verhältnis von 3% (Gewicht) zu CR-39 gegeben und die Mischung vollständig in eine Formen-Anordnung eingefüllt, die zur Erzielung einer Augen- bzw. Brillenlinse mit einer Brennweite von 500 mm (2 Grad [Dioptrien]) ausgelegt war. Gleichzeitig hatte der semisphärische vorstehende Abschnitt 6 einen Durchmesser von 25 mm und eine Stärke von 3,2 mm. Die gesamte Anordnung wurde für 57 Minuten auf 77° erhitzt, um ein teilpolymerisiertes, durchsichtiges Gel mit einem Polymerisationsgrad von ca. 40% zu erhalten.

2. Die Linsenform 5 wurde vorsichtig von dem durchsichtigen Gel entfernt und wie in den Beispielen 1 und 2 ein Distanzhalter mit einer Stärke von 0,7 mm auf den Dichtungsringteil aufgesetzt. Es wurde eine Linsenform ohne vorstehenden Abschnitt auf den Distanzhalter aufgesetzt und dann auf die gesamte Anordnung eine Feder gespannt. Zwischen das durchsichtige Gel und die Gieß- oder Preßform wurde eine monomere Mischung aus BZMA und CR-39 vollständig eingefüllt.

Danach wurde die gesamte Anordnung für 4 Stunden auf 40° gehalten, für 4 Stunden auf 50°, für 4 Stunden auf 60°, für 8 Stunden auf 80° und für 2 Stunden auf 90°. Das Polymer wurde dann der Form entnommen. Entstanden war eine bifokale Augen- bzw. Brillenlinse mit einem festen Krümmungsradius, mit einer glatten Oberfläche, die kein Polieren erforderte, und mit einer guten Haftung zwischen dem kleinen Linsenteil und der Hauptlinse. Der kleine Linsenteil besaß einen Durchmesser von ca. 28 mm und eine Brennweite von 250 mm (ca. 4 Grad [Dioptrien]). Die Linse hatte keine chromatische Aberration, die Probleme in der praktischen Anwendung aufwerfen würde.

Claims

1. Sphärische Multifokallinse aus Kunststoff, gekennzeichnet durch eine laminierte einheitliche Struktur aus

2. Verfahren zur Herstellung einer sphärischen Multifokallinse aus Kunststoff mit einer laminierten einheitlichen Struktur aus

wobei ein Teil der zweiten Kunstharzschicht und ein Teil der dritten Kunstharzschicht gemeinsam in die erste Kunstharzschicht eingelassen sind und die zweite Kunstharzschicht in dem eingelassenen Teil dicker ist als im Rest, gekennzeichnet durch

1. teilweise Polymerisierung eines ersten Monomers oder einer ersten monomeren Mischung in einer Form zur Bildung einer teilpolymerisierten geformten Masse mit einem oder mehreren vertieften Abschnitt(en) auf ihrer Oberfläche,
2. Aufbringung eines zum ersten Monomer oder der ersten monomeren Mischung unterschiedlichen zweiten Monomers oder einer zweiten monomeren Mischung auf die im wesentlichen gesamte Oberfläche der teilpolymerisierten, geformten Masse mit einem oder mehreren vertieften Abschnitt(en), und
3. Aussetzen des gesamten Monomers einer Polymerisationsreaktion, nachdem ein Teil des zweiten Monomers oder der zweiten monomeren Mischung in die teilpolymerisierte, geformte Masse eindiffundiert ist, und im wesentlichen Beenden der Polymerisation.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe 1. das erste Monomer oder die erste monomere Mischung bis zu einem Polymerisations-Umwandlungsgrad von 10 bis 90% polymerisiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe 1. das erste Monomer oder die erste monomere Mischung bis zu einem Polymerisations-Umwandlungsgrad von 20 bis 80% polymerisiert wird.