DE3821079A1 - Spectacle lens having a variable refractive index - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein (Einstärken-) Brillen glas mit einem sich ändernden Brechungsindex, bei dem die stärker gekrümmte Fläche derart gewählt ist, daß die kri tische Dicke des Brillenglases einen vorgegebenen Wert nicht übersteigt, und der sich ändernde Brechungsindex zur Korrektur der Abbildungsfehler beiträgt.The invention relates to a (single vision) glasses glass with a changing refractive index where the more curved surface is chosen such that the kri table thickness of the lens a predetermined value does not exceed, and the changing refractive index to Correction of aberrations contributes.
Brillengläser mit einem sich ändernden Brechungsindex sind in der Literatur mehrfach diskutiert worden. Hierzu wird beispielsweise auf den Übersichtsartikel "Gradient Index Optics" von W.N. Charman (The Ophthalmic Optician, 1981, S. 73-84) sowie die dort angegebene Literatur oder auf die DE-OS 27 07 601 verwiesen.Eyeglass lenses with a changing refractive index are have been discussed several times in the literature. This will for example on the overview article "Gradient Index Optics "by W.N. Charman (The Ophthalmic Optician, 1981, Pp. 73-84) as well as the literature given there or on the DE-OS 27 07 601 referenced.
Während in dieser Literatur im wesentlichen der Ersatz von asphärischen Flächen durch einen "Indexgradienten" oder die zusätzliche Verbesserung der Abbildungseigenschaften bei Brillengläsern mit asphärischen Flächen durch einen Indexgradienten diskutiert wird, ist in der DE-OS 36 16 888 erstmals vorgeschlagen worden, durch die Verwendung eines sich ändernden Brechungsindizes die kritische Dicke, wesentlich stärker zu verringern, als dies allein durch die Verwendung von asphärischen Flächen möglich ist. (Die kritische Dicke ist die Mittendicke bei Brillengläsern mit positiver Wirkung bzw. die Randdicke bei Brillengläsern mit negativer Wirkung.)While in this literature essentially the replacement of aspherical surfaces by an "index gradient" or the additional improvement of the imaging properties for glasses with aspherical surfaces by a Index gradient is discussed in DE-OS 36 16 888 was first suggested through use of a changing refractive index the critical thickness, to reduce much more than this alone the use of aspherical surfaces is possible. (The the critical thickness is the center thickness for spectacle lenses with positive effect or the edge thickness of eyeglass lenses with a negative effect.)
In der DE-OS 36 16 888 sind allgemein sich zur optischen Achse rotationssymmetrisch ändernde Brechungsindizes in Betracht gezogen. Der bei den Ausführungsbeispielen der DE-OS 36 16 888 im besonderen verwendete Gradient mit radialer Abhängigkeit ist jedoch vergleichsweise aufwen dig, beispielsweise durch "Verdrillen" und anschließende Wärmebehandlung einer Reihe von konzentrischen Zylindern bzw. Hohlzylindern mit unterschiedlichem Brechungsindex, herstellbar.In DE-OS 36 16 888 are general to optical Axis of rotationally symmetrical refractive indices in Considered. The in the embodiments of DE-OS 36 16 888 gradient used in particular radial dependence is comparatively expensive dig, for example by "twisting" and subsequent Heat treatment of a series of concentric cylinders or hollow cylinders with different refractive index, producible.
Andererseits können Brechungsindex-Variationen vergleichs weise einfach mittels eines Ionen-Austauscherbades herge stellt werden, in das ein Glas- bzw. Kunststoffblock ge taucht wird. Der Ionen-Austausch in dem Bad führt zum Aufbau eines sogenannten "oberflächennormalen" Gradienten. Brechungsindex-Gradienten mit radialem Verlauf lassen sich damit zwar theoretisch durch "Ionen-Austausch" über die zylindrische Oberfläche eines "unendlich", d.h. sehr lan gen Glaszylinders herstellen, in der Praxis ist dies aber bei Brillengläsern wegen der in der Regel sehr geringen Eindringtiefe der Ionen-Austauschwirkung nur bei wenigen Glassorten möglich.On the other hand, refractive index variations can be compared simply using an ion exchange bath be put into a glass or plastic block is diving. The ion exchange in the bath leads to Development of a so-called "surface normal" gradient. Refractive index gradients with a radial course can be thus theoretically through "ion exchange" via the cylindrical surface of an "infinite" i.e. very long against glass cylinders, but in practice this is for glasses because of the usually very low Penetration depth of the ion exchange effect only in a few Glass types possible.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Brillenglas mit einem sich ändernden Brechungsindex derart weiterzu bilden, daß ein vergleichsweise einfach zu realisierender Brechungsindex-Gradient verwenden läßt.The invention has for its object a spectacle lens with a changing refractive index form that a comparatively easy to implement Refractive index gradient can be used.
Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit ihren Weiterbildungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.An inventive solution to this problem is with their Developments characterized in the claims.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß ein oberflächen normaler Gradient, also der Gradientenverlauf, der sich typischerweise bei Ionenaustausch-Verfahren ergibt, bei den für diese Verfahren charakteristischen Eindringtiefen nur einen geringen Einfluß auf die Korrektur der Abbil dungsfehler hat. According to the invention it has been recognized that a surface normal gradient, i.e. the gradient course, which typically results in ion exchange processes the penetration depths characteristic of these processes only a little influence on the correction of the image error.
Insbesondere ist es nicht möglich, bei einem Brillenglas, dessen stärker gekrümmte Fläche ohne Rücksicht auf die Korrektur der Abbildungsfehler gewählt worden ist, - wie dies beispielsweise in der DE-OS 36 16 888 vorgeschlagen worden ist - die Abbildungsfehler durch einen Gradienten zu korrigieren, der senkrecht zu der augenseitigen Fläche und/oder der Vorderfläche des Brillenglases verläuft.In particular, it is not possible with a spectacle lens its more curved surface regardless of the Correction of aberrations has been chosen - how this is proposed, for example, in DE-OS 36 16 888 has been - the aberrations through a gradient to correct the perpendicular to the eye-side surface and / or the front surface of the spectacle lens.
Dagegen erlaubt - wie ebenfalls erfindungsgemäß erkannt worden ist - ein axialer Gradient, d.h. eine Brechungsin dex-Variation, die nur von der Koordinate z in Richtung der optischen Achse abhängt, und der lediglich in dem Teil des Brillenmaterials vorgesehen ist, das sich in Strahl- Richtung "hinter" dem Scheitelpunkt der augenseitigen Fläche befindet, in sehr günstiger Weise die Korrektur der Abbildungsfehler und die Minimierung der kritischen Dicke. Dabei ergeben sich die folgenden Fallunterscheidungen:On the other hand, as has also been recognized according to the invention, an axial gradient, ie a refractive index variation, which only depends on the coordinate z in the direction of the optical axis and which is only provided in the part of the spectacle material which is in the beam Direction "behind" the vertex of the eye-side surface, the correction of the aberrations and the minimization of the critical thickness are very favorably. The following case distinctions result:
- 1. Die Reduktion der kritischen Dicke erfolgt dadurch, daß die stärker gekrümmte Fläche deutlich abweichend von der Tscherning′schen Regel durchgebogen ist und/ oder als rotationssymmetrische asphärische Fläche (Anspruch 4) mit nach außen "abnehmender Krümmung" ausgebildet wird. Für den Minusbereich ist die asphä rische Fläche die Rückfläche (augenseitige Fläche - Anspruch 6), für den Plusbereich dagegen die Vorder fläche (Anspruch 5).1. The reduction in the critical thickness takes place in that the more curved surface is bent in a significantly different manner from the Tscherning rule and / or is designed as a rotationally symmetrical aspherical surface (claim 4) with an outwardly "decreasing curvature". For the minus area, the aspherical surface is the back surface (eye-side surface - claim 6), for the plus area, however, the front surface (claim 5).
- Die Korrektion der peripheren Abbildungsfehler erfolgt durch die geeignete Profilgebung des Indexgradienten des Materials ab einer Ebene (augenseitig) durch den hinteren Glasscheitel, die auf der optischen Achse senkrecht steht. The peripheral imaging errors are corrected through the appropriate profiling of the index gradient of the material from one level (on the eye side) through the rear glass crest on the optical axis is vertical.
- 2. Die Reduktion der kritischen Dicke erfolgt durch einen Indexgradienten "zwischen den Glasscheiteln". Der Gra dient ist dabei so orientiert, daß auf der Brillen glasseite, die die stärker gekrümmte Fläche aufweist, der Brechungsindex seinen höchsten Wert hat (Anspruch 3).2. The critical thickness is reduced by a Index gradients "between the tops of the glass". The Gra serves is oriented so that on the glasses glass side, which has the more curved surface, the refractive index has its highest value (claim 3).
- Die Indexvariation im Glasmaterial augenseitig einer durch den hinteren Glasscheitel gehenden und zur opti schen Achse senkrechten Ebene dient wiederum zur Kor rektur der peripheren Abbildungsfehler. Die Rückfläche bildet dabei die Basiskurve.The index variation in the glass material on the eye side going through the rear glass top and to the opti axis perpendicular to the axis in turn serves for the cor rectification of peripheral aberrations. The back surface forms the base curve.
- Diese Lösungsmöglichkeit bietet sich vorzugsweise für Plusgläser an.This solution is preferably available for Plus glasses on.
- 3. Selbstverständlich ist es möglich, daß sowohl die Indexvariation als auch die Gestaltung der stärker ge krümmten Fläche und insbesondere deren asphärische Ausbildung zur Reduktion der kritischen Dicke und/oder zur Korrektion der peripheren Abbildungsfehler bei tragen.3. Of course it is possible that both the Index variation as well as the design of the stronger ge curved surface and in particular its aspherical Training to reduce the critical thickness and / or to correct peripheral aberrations wear.
- Diese Lösungsmöglichkeit mit einer als asphärische Fläche ausgebildeten Rückfläche ergibt Minusgläser mit wesentlich geringerer Randdicke und sehr viel besserer Korrektur als bei herkömmlichen Minusgläsern.This solution with an as aspherical Surface formed rear surface results in minus glasses much smaller edge thickness and much better Correction than with conventional minus glasses.
Ein axialer Gradient läßt sich - wie im Anspruch 11 bean sprucht - leicht dadurch herstellen, daß zunächst eine "planparallele Platte" beispielsweise einem Ionenaustausch (Anspruch 12) unterzogen wird, und erst nach erfolgtem Einbringen der Brechungsindex-Variation die Begrenzungs flächen des Brillenglases aus dem Block herausgearbeitet werden.An axial gradient can - as in claim 11 bean speaks - easily produce by first one "plane-parallel plate" for example an ion exchange (Claim 12) is subjected, and only after Introduce the refractive index variation to the limit surfaces of the lens worked out of the block will.
Dabei hat ein derartiger axialer Gradient eine Reihe von sehr vorteilhaften Eigenschaften:Such an axial gradient has a number of very advantageous properties:
Wenn die beiden Flächen eines üblichen Brillenglases so gewählt werden, daß sich eine geringe kritische Dicke ergibt, d.h. das Brillenglas unter kosmetischen Gesichts punkten ansprechend ist, sind im allgemeinen die Abbil dungseigenschaften des Brillenglases nicht akzeptabel. So übersteigen bereits bei geringer Wirkung (Brechwert) des Brillenglases der Refraktionsfehler und der Astigmatismus selbst bei vergleichsweise kleinen Blickwinkeln von ca. 25° Werte von 1 dpt.If the two surfaces of a normal spectacle lens like this be chosen to have a small critical thickness results, i.e. the lens under the cosmetic face points are appealing, in general the illustrations are properties of the lens are not acceptable. So exceed already with little effect (refractive index) of the Eyeglass lenses of refractive errors and astigmatism even with comparatively small viewing angles of approx. 25 ° values of 1 dpt.
Zur Korrektur der sich bei einem derartigen Brillenglas ergebenden Abbildungsfehler (Refraktionsfehler und Astig matismus) von typischerweise bis zu mehreren Dioptrien werden lediglich Brechungsindex-Variationen benötigt, bei denen der Brechungsindex über einen Bereich von wenigen mm um 0,1 bis 0,3 Einheiten variiert, also beispielsweise bei einem Minusglas von 1,5 auf 1,7 zunimmt. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn der Bereich, über den der Bre chungsindex variiert, in etwa gleich der Scheiteltiefe der augenseitigen Fläche ist (Anspruch 6). Selbstverständlich ist es aber auch möglich, daß der Brechungsindex sich über einen kleineren Bereich (in Richtung der optischen Achse) als die Scheiteltiefe ändert, so daß die "Korrekturwir kung" erst in einem bestimmten Abstand von der optischen Achse "einsetzt" oder bei einem bestimmten Abstand "auf hört" so daß die Brechzahl von diesem Abstand an konstant ist. For the correction of such a spectacle lens resulting aberrations (refractive errors and branching matism) of typically up to several diopters only refractive index variations are required for which the refractive index over a range of a few mm Varies by 0.1 to 0.3 units, for example at a minus glass increases from 1.5 to 1.7. It is particularly preferred if the area over which the bre index varies approximately equal to the apex depth of the eye-side surface is (claim 6). Of course it is also possible that the refractive index over a smaller area (in the direction of the optical axis) as the apex depth changes so that the "correction we kung "only at a certain distance from the optical Axis "starts" or at a certain distance " hears "so that the refractive index is constant from this distance is.
Diese Variationsbereiche in der Größenordnung von einigen Millimetern ergeben sich typischerweise gerade durch Io nen-Austauschverfahren.These ranges of variation are on the order of a few Millimeters typically result from Io exchange procedure.
Überraschender Weise hat sich herausgestellt, daß, wenn der zu korrigierende Fehler (Astigmatismus und/oder Re fraktionsfehler) bei einem Brillenglas mit gleicher Flä chengestaltung und konstantem Brechungsindex (Brechzahl) zu große positive Werte hat, der Brechungsindex hinter dem hinteren Flächenscheitel zunehmen muß. Umgekehrt muß der Brechungsindex abnehmen, wenn der Astigmatismus und/oder der Refraktionsfehler bei einem Glas mit gleicher Flächen gestaltung und homogenem Material zu große negative Werte hat (Anspruch 2). Diese erfindungsgemäße Lehre gilt unab hängig davon, ob es sich bei dem Brillenglas um ein Bril lenglas mit Minus- oder Plus-Wirkung handelt.Surprisingly, it has been found that if the error to be corrected (astigmatism and / or re fraction error) with a lens with the same area design and constant refractive index (refractive index) positive values are too large, the refractive index behind the rear vertex must increase. Conversely, the Refractive index decrease when astigmatism and / or the refractive error in a glass with the same areas design and homogeneous material too large negative values has (claim 2). This teaching according to the invention applies independently depending on whether the glasses are glasses lenglas with a minus or plus effect.
Dabei können durch die Variation des Brechungsindex "hin ter dem augenseitigen Flächenscheitel" nahezu beliebige Korrekturbedingungen eingehalten werden. Beispielsweise ist es möglich, den Astigmatismus über einen großen Blick winkelbereich praktisch auf Null zu halten. Ferner ist es auch möglich, ein unter physiologischen Gesichtspunkten optimales Verhältnis zwischen der Größe des Astigmatismus und des Refraktionsfehlers einzuhalten. Beispielsweise ergibt sich ein hoher Visus, wenn die Absolutwerte dieser beiden Größen das Verhältnis 1: 2 annehmen.By varying the refractive index " the vertex on the face "almost any Correction conditions are met. For example it is possible to have a great view of astigmatism to keep the angular range practically at zero. Furthermore, it is also possible, one from a physiological point of view optimal ratio between the size of astigmatism and the refractive error. For example there is a high visual acuity if the absolute values of this assume the ratio 1: 2 of both sizes.
Da die Berechnung der Variation des Brechungsindex bei vorgegebenen Flächenverlauf bzw. die Auswahl einer augen seitigen Fläche bei einem durch das Herstellverfahren vorgegebenen Verlauf der Indexänderung einen auf dem ein schlägigen Gebiet tätigen Fachmann durch die vorstehende Lehre ohne weiteres möglich ist, soll auf eine genaue Beschreibung an dieser Stelle verzichtet werden.Since the calculation of the variation in the refractive index at predefined surface course or the selection of an eye side surface at one by the manufacturing process given course of the index change one on the one relevant area through the above Teaching is readily possible, is meant to be accurate Description at this point.
In jedem Falle ist es von besonderem Vorteil, daß bei den üblicherweise verwendeten "konkaven" augenseitigen Flächen die Dicke der Schicht, in der sich der Brechungsindex ändert, zum Rand hin zunimmt; dies bedeutet, daß auch die durch die Variation des Brechungsindex erzielten Wirkungen zum Rand hin zunehmen, andererseits werden auch die Abbil dungsfehler, die durch den Brechungsindex-Gradienten kor rigiert werden sollen, zum Rand hin größer, so daß sich ein "gleichsinniger Verlauf" der Wirkung des Brechungs indexgradienten und der zu korrigierenden Größen ergibt!In any case, it is particularly advantageous that the commonly used "concave" surfaces on the eye side the thickness of the layer in which the refractive index changes, increases towards the edge; this means that the effects achieved by varying the refractive index increase towards the edge, on the other hand also the fig error caused by the refractive index gradient to be rigged, larger towards the edge, so that a "same course" of the effect of the refraction index gradients and the quantities to be corrected!
Noch überraschender ist eine weitere Eigenschaft des er findungsgemäß ausgewählten axialen Gradienten:Even more surprising is another characteristic of the he axial gradients selected according to the invention:
Unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten ist es nicht ver tretbar, für jede spezielle Wirkung ein gesondertes Bril lenglas herstellen zu müssen, bei dem der Brechungsindex mit einem speziell auf diese Wirkung "zugeschnittenem Profil" variiert.From an economic point of view, it is not ver pedal, a separate pair of glasses for each special effect to have to manufacture lenglas at which the refractive index with a specially tailored for this effect Profile "varies.
Für eine ökonomische Fertigung ist es vielmehr erforder lich, einen bestimmten Wirkungsbereich mit sog. Basiskur ven abzudecken. Dies bedeutet, daß zunächst halbfertige Brillengläser (Blanks) gefertigt werden, bei denen ledig lich eine Fläche, in der Regel die aufwendiger herzustel lende Fläche, also beispielsweise eine asphärische Fläche, fertig bearbeitet ist. Um einen bestimmten Wirkungsbereich von typischerweise einigen Dioptrien vollständig abzudec ken, wird dann die zweite Fläche entsprechend der verord neten Wirkung gefertigt.Rather, it is necessary for economical production Lich, a certain area of activity with a so-called basic cure to cover ven. This means that initially semi-finished Eyeglass lenses (blanks) are made where single Lich an area, usually the more complex to produce surface, for example an aspherical surface, is finished. To a certain scope to be completely covered by typically a few diopters ken, then the second area is according to the ordinance made effect.
Bei sphärischen Flächen werden typischerweise 6 bis 8 Basiskurven benötigt, um den Wirkungsbereich von +8 dpt bis -8 dpt abzudecken.For spherical surfaces, typically 6 to 8 Base curves needed to cover the area of effect of +8 D. to cover up to -8 dpt.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene axiale Variation des Brechungsindex hat nun innerhalb eines derartigen Basis kurven-Systems eine Reihe von unerwarteten Vorteilen:The proposed axial variation of the Refractive index now has such a basis kurven-Systems has a number of unexpected advantages:
Durch den erfindungsgemäß zur Korrektur der Abbildungsfeh ler in dem Teil des Glasmaterials "hinter" dem augenseiti gen Flächenscheitel variierenden Brechungsindex hängt die Korrektur des Brillenglases praktisch nicht von der zur Erzielung eines bestimmten Rezeptwertes gewählten Vorder fläche ab. Dies bedeutet, daß sich bei einer Variation der Vorderfläche, wie sie typischerweise benötigt wird, um in der gewünschten Abstufung die verschiedenen Rezeptwerte fertigen zu können, die Abbildungsfehler des Brillenglases bei vorgegebener augenseitiger Fläche und festem Indexpro fil in jedem Falle unter einer bestimmten Grenze halten lassen.By the correction of the imaging error according to the invention ler in the part of the glass material "behind" the eye side The refractive index, which varies according to the surface vertex, depends on Correction of the glasses practically not from the to Achievement of a certain recipe value selected front Area from. This means that with a variation of the Front surface, as is typically required to in the desired gradation, the different recipe values to be able to manufacture the aberrations of the lens with a given eye area and a fixed index pro keep fil below a certain limit in any case to let.
Noch überraschender ist jedoch die Tatsache, daß sich zu einem gegebenen Verlauf des axialen Gradienten einer "planparallelen Platte" immer eine Reihe von Flächen und insbesondere von asphärischen Flächen für ein Basiskurven- System finden lassen, für die sowohl die Forderung nach geringer kritischer Dicke als auch die Forderung nach einer guten Korrektur der Abbildungsfehler erfüllbar ist.Even more surprising is the fact that too a given course of the axial gradient one "plane parallel plate" always a series of surfaces and especially of aspherical surfaces for a base curve System can be found for both the requirement for less critical thickness as well as the requirement for a good correction of the aberrations can be fulfilled.
Dies hat zur Folge, daß zur Fertigung benachbarter Basis kurven die gleichen "planparallelen Platten", d.h. in ein und demselben Ionen-Austauscherbad unter gleichen Bedin gungen hergestellten Materialblöcke verwendet werden kön nen. This has the consequence that to manufacture neighboring base curve the same "plane-parallel plates", i.e. in a and the same ion exchange bath under the same conditions material blocks can be used nen.
Damit erlaubt der erfindungsgemäß ausgewählte Verlauf des Brechungsindex eine rationelle Herstellung von Brillenglä sern über einen großen Wirkungsbereich.The course of the Refractive index a rational manufacture of glasses over a large area of effectiveness.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrie ben, in der zeigen:The invention is illustrated below with reference to embodiments play described with reference to the drawing ben, in which show:
Fig. 1a einen Querschnitt durch ein Brillenglas mit Plus- Wirkung, FIG. 1a is a cross section through a lens having positive effect
Fig. 1b schematisch den zugehörigen Verlauf des Brechungs index, FIG. 1b schematically the associated index profile of the refraction,
Fig. 2a einen Querschnitt durch ein Brillenglas mit Minus- Wirkung, Fig. 2a shows a cross section through a lens with minus effect,
Fig. 2b schematisch den zugehörigen Verlauf des Brechungs index, Fig. 2b schematically the associated index profile of the refraction,
Fig. 3 die Abbildungsfehler eines üblichen Brillenglases mit positiver Wirkung, bei dem der Brechungsindex nicht variiert, Fig. 3 shows the aberrations of a conventional spectacle lens with a positive effect in which the refractive index does not vary,
Fig. 4a die Abbildungsfehler eines Brillenglases mit der gleichen Wirkung und der gleichen Flächengestal tung wie bei dem Glas gemäß Fig. 3, bei dem der Brechungsindex erfindungsgemäß variiert wird, FIG. 4a shows the aberrations of a spectacle lens with the same effect and the same Flächengestal processing as in the glass of FIG. 3, in which the refractive index is varied in accordance with the invention,
Fig. 4b den zugehörigen Verlauf des Brechungsindex, FIG. 4b shows the associated profile of the refractive index,
Fig. 5 die Abbildungsfehler eines Brillenglases mit kon stantem Brechungsindex und mit einer unter dem Gesichtspunkt der Minimierung der Mittendicke gewählten Vorderfläche, Fig. 5 shows the aberrations of a spectacle lens with kon stantem refractive index and with a from the viewpoint of minimizing the selected center thickness of the front surface,
Fig. 6a die Abbildungsfehler eines Brillenglases mit gleicher Flächengestaltung wie bei dem in Fig. 5 dargestellten Brillenglas, bei dem jedoch der Brechungsindex in erfindungsgemäßer Weise vari iiert, FIG. 6a, the aberrations of a spectacle lens with the same surface configuration as shown in Fig. Spectacle lens shown in Figure 5, but in which vari iiert the refractive index in the inventive manner,
Fig. 6b den zugehörigen Verlauf des Brechungsindex, Fig. 6b shows the associated profile of the refractive index,
Fig. 7a die Abbildungsfehler eines Brillenglases, bei dem die Variation des Brechungsindex sowohl zur Kor rektur der Abbildungsfehler als auch zur Reduzie rung der kritischen Dicke dient, Fig. 7a shows the aberrations of a spectacle lens in which the refractive index variation serves both to the Cor rection of aberrations as well tion to Reduzie the critical thickness,
Fig. 7b den zugehörigen Verlauf des Brechungsindex, FIG. 7b, the corresponding index of refraction,
Fig. 8 die Abbildungsfehler eines üblichen Brillenglases mit negativer Wirkung, bei dem der Brechungsindex nicht variiert, Fig. 8 shows the aberrations of a conventional lens with a negative effect in which the refractive index does not vary,
Fig. 9 die Abbildungsfehler eines Brillenglases mit kon stantem Brechungsindex und mit einer unter dem Gesichtspunkt der Minimierung der Randdicke gewählten asphärischen augenseitigen Fläche, Fig. 9 shows the aberrations of a spectacle lens with kon stantem refractive index and with a from the viewpoint of minimizing the edge thickness selected aspherical eye-side surface,
Fig. 10a die Abbildungsfehler eines Brillenglases mit gleicher Flächengestaltung wie bei dem in Fig. 9 dargestellten Brillenglas, bei dem jedoch der Brechungsindex in erfindungsgemäßer Weise vari iiert, und FIG. 10a aberrations but vari iiert a spectacle lens with the same surface configuration as shown in Fig. Spectacle lens illustrated 9, in which the refractive index in the inventive manner, and
Fig. 10b den zugehörigen Verlauf des Brechungsindex. Fig. 10b the corresponding profile of the refractive index.
Fig. 1a zeigt einen Querschnitt durch ein Brillenglas mit Plus-Wirkung. Dabei ist das im folgenden verwendete Koor dinatensystem x, y, z eingetragen: Die z-Achse des Koordina tensystems liegt in der optischen Achse des Brillenglases, die nicht dargestellte x-Achse steht senkrecht auf der Zeichenebene. Der Nullpunkt 0 des Koordinatensystems liegt im Scheitel S 2 der augenseitigen Fläche 2. Fig. 1a shows a cross section of an ophthalmic lens with positive effect. The coordinate system x , y , z used in the following is entered: The z axis of the coordinate system lies in the optical axis of the spectacle lens, the x axis, not shown, is perpendicular to the plane of the drawing. The zero point 0 of the coordinate system lies at the apex S 2 of the surface 2 on the eye side.
Der Abstand des Scheitels S 1 der Vorderfläche 1 vom Schei tel S 2 der augenseitigen Fläche (Rückfläche) 2 ist die sog. Mittendicke d m , die bei Gläsern mit positiver Wirkung die kritische Dicke ist.The distance of the apex S 1 of the front surface 1 from the surface S 2 of the eye-side surface (rear surface) 2 is the so-called center thickness d m , which is the critical thickness for glasses with a positive effect.
Ferner sind in Fig. 1a die Randdicke d r und die sog. Scheiteltiefe d s eingezeichnet.The edge thickness d r and the so-called apex depth d s are also shown in FIG. 1a.
Fig. 1b zeigt schematisch den zugehörigen erfindungsge mäßen Verlauf des Brechungsindex n. Der Brechungsindex ist eine Funktion der Koordinate z. Soll durch die Variation des Brechungsindex lediglich eine Korrektion peripherer Abbildungsfehler erfolgen, so ist der Brechungsindex n zwischen den Scheiteln S 1 und S 2 des Glases, d.h. für z<0 konstant und hat den Wert n o . Erfindungsgemäß variiert dann der Brechungsindex lediglich in dem (in Strahlrich tung) hinter der durch den augenseitigen Glasscheitel S 2 gehenden x/y-Ebene liegenden Material; bei dem schemati schen Beispiel nimmt die Brechzahl n für Werte von z0 von dem Wert n 0 auf den Wert n(d s ) ab. Dies ist durch eine entsprechende Schraffur angedeutet. Fig. 1b shows schematically the associated fictional index n according to the invention. The refractive index is a function of the coordinate e.g. If the variation of the refractive index is only intended to correct peripheral aberrations, then the refractive index n between the vertices S 1 and S 2 of the glass, ie constant for z <0, has the value n o . According to the invention, the refractive index then varies only in the material (in the beam direction) behind the x / y plane lying through the glass apex S 2 on the eye side; in the schematic example, the refractive index n for values of z 0 decreases from the value n 0 to the value n (d s ). This is indicated by a corresponding hatching.
Fig. 2a zeigt einen Querschnitt durch ein Brillenglas mit Minus-Wirkung. Dabei sind gleiche Größen wie in Fig. 1a mit den gleichen Bezugszeichen versehen, so daß auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet werden kann. Fig. 2a shows a cross section of an ophthalmic lens with a negative effect. The same sizes as in Fig. 1a are provided with the same reference numerals, so that a detailed description can be omitted.
Im Gegensatz zu Gläsern mit Plus-Wirkung ist bei Gläsern mit Minus-Wirkung nicht die Mittendicke d m , sondern die Randdicke d r die kritische Dicke.Unlike glasses with positive effect is the case of glasses with minus effect is not the center thickness d m, but the edge thickness d r, the critical thickness.
Fig. 2b zeigt schematisch den zugehörigen erfindungsge mäßen Verlauf des Brechungsindex n. Der Brechungsindex ist wiederum lediglich eine Funktion der Koordinate z. Soll durch die Variation des Brechungsindex die Korrektion peripherer Abbildungsfehler erfolgen, so ist der Bre chungsindex n zwischen den Scheiteln S 1 und S 2 des Glases, d.h. für z<0 konstant und hat den Wert n 0. Erfindungsgemäß variiert dann der Brechungsindex lediglich in dem (in Strahlrichtung) "hinter" der durch den augenseitigen Glas scheitel S 2 gehenden x/y-Ebene liegenden Material; in der Fig. 2b nimmt die Brechzahl n für Werte von z0 von dem Wert n 0 auf den Wert n(d s ) zu. Dies ist durch eine ent sprechende Schraffur angedeutet. FIG. 2b shows schematically the associated erfindungsge MAESSEN course of the refractive index n. The refractive index is in turn only a function of the coordinate z . If the correction of peripheral aberrations is to take place by varying the refractive index, the refractive index n between the vertices S 1 and S 2 of the glass, ie constant for z <0, has the value n 0 . According to the invention, the refractive index then only varies in the (behind) the x / y plane lying behind the glass apex S 2 going in the beam direction; in Fig. 2b, the refractive index n takes on values of z 0 of the value of n 0 to the value n (d s) to. This is indicated by a corresponding hatching.
Im folgenden sollen verschiedene numerische Beispiele für erfindungsgemäße Brillengläser erläutert und mit Brillen gläsern mit konstantem Brechungsindex verglichen werden. Dabei sind in den Fig. 3 bis 7 Gläser mit positiver Wirkung und in den Fig. 8 bis 10 Gläser mit negativer Wirkung dargestellt.In the following, various numerical examples for spectacle lenses according to the invention will be explained and compared with spectacle glasses with a constant refractive index. In this case, 3 to 7 glasses having a positive effect and in FIGS. 8 to 10 glasses are shown with a negative effect in FIGS..
In allen im folgenden besprochenen Figuren bzw. Teilfigu ren a ist der Astigmatismus mit durchgezogenen Linien und der sog. Refraktionsfehler, d.h. die Abweichung des mitt leren Brechwertes in einem Punkt von dem sog. Rezept-Wert mit gestrichelten Linien als Funktion des Blickwinkels σ aufgetragen. Der Astigmatismus Δ S und der Refraktionsfeh ler Δ R sind definiert durch:In all of the figures and sub-figures a discussed below, the astigmatism with solid lines and the so-called refractive error, ie the deviation of the mean refractive index at one point from the so-called recipe value, are plotted with broken lines as a function of the viewing angle σ . The astigmatism Δ S and the refractive error Δ R are defined by:
Δ S = T - S
Δ R = (T + S)/2 -S′₀; Δ S = T - S
Δ R = (T + S) / 2 - S ′ ₀;
hierbei sind:here are:
T tangentialer Brechwert,
S sagittaler Brechwert,
S′₀ der Rezept-Wert. T tangential refractive index,
S sagittal refractive index,
S ′ ₀ the recipe value.
In den Teilfiguren b ist der Brechungsindex (Brechzahl) n als Funktion der in Fig. 1 bzw. 2 definierten Koordinate z aufgetragen.In the sub-figures b, the refractive index (refractive index) n is plotted as a function of the coordinate z defined in FIGS. 1 and 2.
Sämtliche Gläser mit positiver Wirkung haben die gleiche Gesamtwirkung S′=8,00 dpt, die gleiche Krümmung C 2=1/R 2 =5,71 dpt der (sphärischen) augenseitigen Fläche 2 (R: Krümmungsradius im Flächenscheitel) und den gleichen Durchmesser d von 66 mm. Bei den in den Fig. 3, 4 und 7 dargestellten Beispielen ist die Vorderfläche 1 eine sphä rische Fläche, bei den in Fig. 5 und 6 dargestellten Bei spielen dagegen eine asphärische Fläche. Die asphärische rotationssymmetrische Fläche ist ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens eine Kegelschnittfläche.All glasses with a positive effect have the same overall effect S ′ = 8.00 D, the same curvature C 2 = 1 / R 2 = 5.71 D of the (spherical) surface 2 on the eye ( R : radius of curvature in the vertex of the surface) and the same diameter d of 66 mm. In the examples shown in FIGS . 3, 4 and 7, the front surface 1 is a spherical surface, in the case of the case shown in FIGS . 5 and 6, on the other hand, an aspherical surface. The aspherical rotationally symmetrical surface is a conical section surface without restricting the general inventive concept.
Die Pfeilhöhe Δ z eines Punktes (= Abstand dieses Punktes vom Flächenscheitel S 1 in Richtung der optischen Achse z) ist dann gegeben durch:The arrow height Δ z of a point (= distance of this point from the surface vertex S 1 in the direction of the optical axis z ) is then given by:
Δ z = Cr²/(1 + (1 - (K + 1) C ²r ²)⁻1/2) Δ z = Cr ² / (1 + (1 - ( K + 1) C ² r ²) ⁻ 1/2 )
mitWith
r: Abstand des Punktes von der optischen Achse z,
C = 1/R mit R: Krümmungsradius der Fläche im Scheitel S₁,
K: Kegelschnittkoeffizient. r : distance of the point from the optical axis z ,
C = 1 / R with R : radius of curvature of the surface in the apex S ₁,
K : Conic section coefficient.
In der folgenden Tabelle 1 sind für die verschiedenen Beispiele die einzelnen Größen numerisch angegeben: The following Table 1 are for the different Examples of the individual sizes given numerically:
Fig. 3 zeigt die Abbildungsfehler in dpt. eines üblichen Brillenglases mit einer Wirkung S′ von 8 dpt. Bei einem derartigen Brillenglas ist die Durchbiegung der Vorderflä che 1 und der Rückfläche 2 ein Kompromiß zwischen der unter dem Gesichtspunkt der Abbildungsqualität optimalen Durchbiegung und der unter kosmetischen Gesichtpunkten erwünschten "flacheren" Flächendurchbiegung. Wie man Fig. 3 entnimmt sind sowohl Astigmatismus als auch der Refrak tionsfehler positiv. Ein positiver Refraktionsfehler ist eigentlich nicht erwünscht, da er nicht durch Akkommodie ren ausgeglichen werden kann. Fig. 3 shows the aberrations in dpt. a conventional spectacle lens with an effect S 'of 8 dpt. With such a spectacle lens, the deflection of the front surface 1 and the rear surface 2 is a compromise between the deflection which is optimal from the point of view of the imaging quality and the "flatter" surface deflection desired from the cosmetic point of view. Both astigmatism as it takes Fig. 3 and the Refrak tion error positive. A positive refractive error is actually not desirable since it cannot be compensated for by accommodation.
Fig. 4a zeigt den Verlauf des Astigmatismus und des Re fraktionsfehlers als Funktion des Blickwinkels für ein Brillenglas mit gleicher Flächengestaltung wie bei dem Brillenglas gemäß Fig. 3. Bei dem in Fig. 4a dargestellten Brillenglas variiert jedoch der Brechungsindex n als Funk tion von z in der in Fig. 4b dargestellten Weise. Der Brechungsindex ist dabei "zwischen" den Flächenscheiteln S 1 und S 2 konstant und hat den Wert 1,525 und nimmt "hin ter" der x/y-Ebene in der in Fig. 4b dargestellten Weise zur Korrektur der Bildfehler zu. Die Zunahme ist eine Folge der Tatsache, daß der in erster Linie zu korrigie rende Bildfehler (Astigmatismus) über den Blickwinkelbe reich zu große postive Werte hat. FIG. 4a shows the course of the astigmatism and the refraction error as a function of the viewing angle for a spectacle lens with the same surface design as for the spectacle lens according to FIG. 3. In the spectacle lens shown in FIG. 4a, however, the refractive index n varies as a function of z in the way shown in Fig. 4b. The refractive index is constant "between" the surface vertices S 1 and S 2 and has the value 1.525 and increases "towards" the x / y plane in the manner shown in FIG. 4b to correct the image errors. The increase is a result of the fact that the image error (astigmatism) to be corrected primarily has positive values that are too large over the viewing angle range.
Dabei ist bei der Auswahl der Brechzahl-Variation bewußt kein Wert auf die Verringerung der kritischen Dicke, d.h. der Mittendicke bei Plusgläsern gelegt worden, sondern lediglich eine weitergehende Korrektur der Abbildungsfeh ler angestrebt worden. Wie man sieht, läßt sich der Astig matismus bis zu einem Wert des Blickwinkels σ von 40° praktisch auf 0 dpt. halten. Der Refraktionsfehler nimmt zwar zu größeren Blickwinkeln auf den vergleichsweise geringen Wert von ca. -0,7 dpt. zu, der negative Refrak tionsfehler kann aber - zumindest bei nicht Voll-Presbyo pen - durch Akkommodieren ausgeglichen werden. Dabei ist von besonderem Vorteil, daß sich - obwohl lediglich eine Größe zur Korrektur zweier Bildfehler zur Verfügung steht - ein physiologisch günstiger Verlauf des nicht in erster Linie korrigierten Bildfehlers (Refraktionsfehlers) er gibt.In the selection of the refractive index variation, no value was deliberately placed on reducing the critical thickness, that is to say the center thickness in the case of plus glasses, but rather a more extensive correction of the aberrations was aimed at. As you can see, the astigmatism can be practically reduced to 0 D up to a value of the viewing angle σ of 40 °. hold. The refractive error takes on the comparatively low value of approx. -0.7 D to larger viewing angles. The negative refraction error can - at least in the case of non-full presbyopens - be compensated for by accommodating. It is particularly advantageous that - although only one variable is available for correcting two image errors - there is a physiologically favorable course of the image error (refraction error) which is not primarily corrected.
Fig. 5 zeigt den Verlauf der Abbildungsfehler für ein Brillenglas, bei dem die Vorderfläche asphärisch gestaltet ist. Die Vorderfläche ist dabei ein Kegelschnitt, dessen charakteristische Größen in Tabelle 1 angegeben sind. Der Verlauf der asphärischen Flächengestaltung ist dabei nur unter dem Gesichtspunkt der Verringerung der Mittendicke d m , nicht jedoch unter dem Gesichtspunkt der Korrektion gewählt. Wie man unschwer Fig. 5 entnimmt, ergeben sich bei "konstantem Brechungsindex" bereits bei vergleichswei se geringen Blickwinkel σ von 30° nichtakzeptable Bildfeh ler: So sind der Refraktionsfehler (gestrichelte Linie) und der Astigmatismus (durchgezogene Linie) jeweils größer als ca. -3,0 dpt. FIG. 5 shows the course of the aberrations for an eyeglass lens in which the front surface is designed aspherical. The front surface is a conic section, the characteristic sizes of which are given in Table 1. The course of the aspherical surface design is selected only from the point of view of reducing the central thickness d m , but not from the point of view of correction. As can easily be seen in FIG. 5, with a "constant refractive index", unacceptable image errors arise even at a comparatively low viewing angle σ of 30 °: the refractive error (dashed line) and the astigmatism (solid line) are each greater than approx. 3.0 dpt.
Fig. 6a zeigt den Verlauf der Bildfehler für ein Brillen glas mit gleicher Flächengestaltung wie bei dem in Fig. 5 dargestellten Brillenglas, der Brechnungsindex variiert jedoch in der in Fig. 6b dargestellten Weise. Die Abnahme der Brechzahl ist eine Folge der Tatsache, daß die zu korrigierenden Bildfehler (Refraktionsfehler und Astigma tismus) wesentlich zu große negative Werte haben. FIG. 6a shows the course of the image defects for a spectacle lens with the same surface design as for the spectacle lens shown in FIG. 5, but the refractive index varies in the manner shown in FIG. 6b. The decrease in the refractive index is a consequence of the fact that the image errors to be corrected (refractive errors and astigmatism) have negative values that are much too large.
Wie man sieht, können durch die Variation des Brechungsin dex beide Bildfehler so korrigiert werden, daß der Astigma tismus über den gesamten Blickwinkelbereich praktisch 0 dpt. beträgt, während der Refraktionsfehler selbst bei einem Blickwinkel σ von 40° kleiner als -1,0 dpt. ist. Dabei ist wiederum zu beachten, daß negative Werte des Refraktionsfehlers leicht durch Akkommodieren ausgeglichen werden können.As can be seen, by varying the refractive index, both image errors can be corrected so that the astigmatism practically 0 D over the entire viewing angle range. is, while the refractive error even at a viewing angle σ of 40 ° is less than -1.0 dpt. is. It should again be noted that negative values of the refraction error can easily be compensated for by accommodating.
Fig. 7a zeigt den Verlauf der Bildfehler für ein Brillen glas, dessen Begrenzungsflächen sphärische Flächen sind. Zur Verringerung der Mittendicke d m ist sowohl die Durch biegung der Flächen "stärker abweichend" von der Tscher ning′schen Regel als bei dem in Fig. 3 dargestellten Bril lenglas gewählt, als auch zusätzlich eine Variation des Brechungsindex "zwischen den Glasscheiteln S 1 und S 2" eingeführt. Der Brechnungsindex variiert - wie in Fig. 7b dargestellt - also nicht nur "hinter der augenseitigen Fläche", sondern auch derart, daß er im Bereich der stär ker zum Brechwert beitragenden Fläche, d.h. im Bereich der Vorderfläche bei einem Glas mit Plus-Wirkung einen größe ren Wert als im Grundmaterial hat. Fig. 7a shows the course of the image defects for a spectacle lens, the boundary surfaces of which are spherical surfaces. To reduce the center thickness d m , both by bending the surfaces "more deviating" from Tscher ning's rule than in the glasses lenglass shown in Fig. 3, as well as additionally a variation of the refractive index "between the glass tops S 1 and S 2 "introduced. The refractive index varies - as shown in Fig. 7b - not only "behind the surface on the eye side", but also in such a way that it unites in the area of the surface which contributes more to the refractive index, ie in the area of the front surface of a glass with a plus effect greater value than in the base material.
Dabei kann bei einer Gesamtwirkung des Brillenglases von 8,0 dpt. und einem Ausgangs-Brechungsindex von 1,525 die Mittendicke gegenüber üblichen Brillengläsern gemäß Fig. 3 um 25% verringert werden. Trotzdem ist es möglich, be stimmte Korrektionsbedingungen einzuhalten; bei dem ge zeigten Ausführungsbeispiel ist als Korrektionsbedingung verwendet worden, daß der Astigmatismus über den gesamten Blickwinkelbereich praktisch gleich Null ist.With a total effect of the lens of 8.0 dpt. and an initial refractive index of 1.525, the center thickness can be reduced by 25% compared to conventional spectacle lenses according to FIG. 3. Nevertheless, it is possible to adhere to certain correction conditions; In the embodiment shown, the correction condition used was that the astigmatism is practically zero over the entire viewing angle range.
Im folgenden sollen Gläser mit Minuswirkung als weitere Ausführungsbeispiele erläutert werden.Below are glasses with a minus effect as further Exemplary embodiments are explained.
Sämtliche Gläser mit Minus-Wirkung haben die gleiche Ge samtwirkung S′= -10,00 dpt, die gleiche Krümmung C 1=1/R 1= 3,81 dpt der (sphärischen) Vorderfläche 1 und den gleichen Durchmesser d von 66 mm. Bei dem in Fig. 8 dargestellten Beispiel ist die Rückfläche 1 eine sphärische Fläche, bei den in Fig. 9 und 10 dargestellten Beispielen dagegen eine asphärische Fläche. Die asphärische rotationssymmetrische Fläche ist ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsge dankens eine Kegelschnittfläche, deren Pfeilhöhe Δ z wiede rum durch die vorstehend angegebene Kegelschnittgleichung gegeben ist. Dabei beziehen sich die Kegelschnittgrößen C=1/R 2 und K natürlich auf die augenseitige Fläche 2; R 2 ist der Krümmungsradius der Rückfläche im Scheitel S 2.All glasses with a minus effect have the same overall effect S ′ = -10.00 D, the same curvature C 1 = 1 / R 1 = 3.81 D of the (spherical) front surface 1 and the same diameter d of 66 mm. In the example shown in FIG. 8, the rear surface 1 is a spherical surface, whereas in the examples shown in FIGS. 9 and 10 it is an aspherical surface. The aspherical rotationally symmetrical surface is, without limitation of the general inventions, a conic section surface, the arrow height Δ z of which is given by the cone equation given above. The conical internal forces C = 1 / R 2 and K naturally relate to the surface 2 on the eye side; R 2 is the radius of curvature of the back surface in the apex S 2 .
In der folgenden Tabelle 2 sind für die verschiedenen Beispiele die einzelnen Größen numerisch angegeben: The following table 2 are for the different Examples of the individual sizes given numerically:
Fig. 8 zeigt ein übliches Brillenglas mit konstantem Brechungsindex, bei dem die Durchbiegung der Vorderfläche 1 und der augenseitigen Fläche 2 als Kompromiß zwischen der unter dem Gesichtspunkt der Abbildungsfehler optimalen Durchbiegung und der aus kosmetischen erwünschten flache ren Durchbiegung gewählt ist. Wie man sieht, sind zwar die Bildfehler vergleichsweise klein, die Randdicke d R ist jedoch mit 13,95 mm sehr groß, so daß das Glas kaum in modische Brillenfassungen eingeschliffen werden kann und darüberhinaus sehr schwer ist. Fig. 8 shows a conventional spectacle lens with a constant refractive index, in which the deflection of the front surface 1 and the eye-side surface 2 is chosen as a compromise between the deflection which is optimal from the point of view of the aberrations and that which is desired from a cosmetic point of view. As you can see, the image defects are comparatively small, but the edge thickness d R is very large at 13.95 mm, so that the glass can hardly be cut into fashionable eyeglass frames and is also very heavy.
Fig. 9 zeigt ein Beispiel für ein Glas mit Minus-Wirkung, bei dem zur Verringerung der Randdicke die augenseitige Fläche 2 als asphärische Fläche ausgebildet ist. Die au genseitige Fläche 2 ist ohne Beschränkung der Allgemein heit eine Kegelschnittfläche, deren charakteristische Größen ist Tabelle 2 angegeben sind. Durch die Verwendung dieser asphärischen Fläche läßt Sich zwar die Randdicke d r beträchtlich auf 6,98 mm verringern, die Bildfehler, der Refraktionsfehler und der Astigmatismus erreichen jedoch bereits bei Bildwinkeln von weniger als 20° nicht akzep table Werte von 2,5 dpt und größer. FIG. 9 shows an example of a glass with a minus effect, in which the eye-side surface 2 is designed as an aspherical surface in order to reduce the edge thickness. The surface 2 on the outside is, without restriction of the generality, a conical section surface, the characteristic sizes of which are given in Table 2. By using this aspherical surface, the edge thickness d r can be considerably reduced to 6.98 mm, but the image errors, the refraction errors and the astigmatism reach unacceptable values of 2.5 dpt and larger even at image angles of less than 20 ° .
Fig. 10a zeigt die Wirkung einer Brechungsindex-Variation "hinter dem augenseitigen Flächenscheitel S 2" auf die Abbildungsfehler. Die Flächengestaltung des Glases und damit auch die Mitten- und Randdicke entsprechen dem in Fig. 9 dargestellten Glas. Insbesondere sind die einzel nen Größe der Kegelschnittfläche der Tabelle 2 zu entneh men. FIG. 10a shows the effect of refractive index variation "behind the eye-side apex of the surface S 2" on the aberrations. The surface design of the glass and thus also the center and edge thickness correspond to the glass shown in FIG. 9. In particular, the individual size of the conical section of Table 2 can be found.
Durch die Variation des Brechungsindex lassen sich die in Fig. 9 dargestellten, durch die Flächengestaltung hervor gerufenen Abbildungsfehler auf sehr kleine Werte korrigie ren. Insbesondere ist bei dem in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel wiederum die Korrekturbedingung "Astigmatismus über den Blickwinkelbereich praktisch = 0" eingehalten worden.By varying the refractive index, the imaging errors shown in FIG. 9, caused by the surface design, can be corrected to very small values. In particular, the correction condition "astigmatism over the viewing angle range practically = 0" is again met in the exemplary embodiment shown in FIG. 10 been.
Da im "homogenen Fall" sowohl der Refraktionsfehler als auch der Astigmatismus positive Werte angenommen haben, ist - wie Fig. 10b zeigt - ein Ansteigen der Brechzahl hinter dem augenseitigen Flächenscheitel (z=0) erforder lich. Vorstehend ist die Erfindung anhand von Ausführungs beispielen ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsge dankens beschrieben worden.Since both the refractive error and the astigmatism have assumed positive values in the "homogeneous case", an increase in the refractive index behind the eye-side surface vertex ( z = 0) is necessary, as shown in FIG. 10b. Above, the invention has been described with reference to examples of execution without limiting the general inventions.
Insbesondere läßt sich der im Anspruch 1 niedergelegte allgemeine Erfindungsgedanke auf Gläser aus beliebigen Materialien und mit beliebiger Flächengestaltung anwenden. So ist es nicht erforderlich, daß die "Ausgangs"-Brechzahl den Wert 1,525 hat. Je nach Ausgangsmaterial kann die Brechzahl selbstverständlich niedriger - beispielsweise 1,5 bei Kunststoffmaterialien - oder höher sein und bei spielsweise Werte von 1,6 oder 1,7 (typische Werte von hochbrechenden Gläsern) haben. Auch ist es nicht erforder lich, daß als asphärische Fläche eine Kegelschnittfläche verwendet wird. Selbstverständlich können auch komplizier tere asphärische Flächen verwendet werden, die insbesonde re auch bereits durch die Flächengestaltung zur Korrektur der Bildfehler beitragen. Ferner können auch beide Flächen als asphärische Flächen ausgebildet sein und/oder die Vorderfläche eine Zylinderwirkung aufweisen.In particular, the general inventive idea set out in claim 1 can be applied to glasses made of any materials and with any surface design. It is not necessary for the "output" refractive index to be 1.525. Depending on the starting material, the refractive index can of course be lower - for example 1.5 for plastic materials - or higher and, for example, have values of 1.6 or 1.7 (typical values of high-index glasses). It is also not required that a conical surface is used as the aspherical surface. Of course, more complicated aspherical surfaces can also be used, which in particular already contribute to the correction of the image errors by the surface design. Furthermore, both surfaces can also be designed as aspherical surfaces and / or the front surface can have a cylindrical effect.
Ferner ist es selbstverständlich nicht erforderlich, daß immer die Korrekturbedingung "Astigmatismus über den Blickwinkelbereich angenähert = 0" eingehalten wird. Je nach Anwendungsfall oder Vorgabe können auch andere Kor rekturbedingungen, beispielsweise die Bedingung "Absolut wert des Refraktionsfehlers/Absolutwert Astigmatismus = 2 : 1" eingehalten werden.Furthermore, it is of course not necessary that always the correction condition "astigmatism over the Viewing angle range approximated = 0 "is observed other Cor rectification conditions, for example the condition "Absolute value of the refractive error / absolute value of astigmatism 2: 1 "are observed.
In jedem Fall gilt aber die erfindungsgemäße Lehre, daß die Brechzahl zunehmen muß, wenn der zu korrigierende Fehler zu große positive Werte hat, bzw. abnehmen muß, wenn der zu korrigierende Fehler (Astigmatismus oder Re fraktionsfehler) "zu große" negative Werte aufweist.In any case, however, the teaching of the invention applies that the refractive index must increase if the one to be corrected Error has positive values that are too large, or has to decrease, if the error to be corrected (astigmatism or re fraction error) has "too large" negative values.
Claims (12)
- - der Brechungsindex n ist lediglich eine Funktion der in Richtung der optischen Achse verlaufenden Koordinate z,
- - zur Korrektur der Abbildungsfehler dient die Änderung des Brechungsindex für z0, wobei z=0 der Scheitel (S 2) der augenseitigen Fläche (2) ist.
- the refractive index n is only a function of the coordinate z extending in the direction of the optical axis,
- - The correction of the aberration serves to change the refractive index for z 0, where z = 0 is the vertex ( S 2 ) of the eye-side surface ( 2 ).
Priority Applications (10)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3821079A DE3821079A1 (en) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | Spectacle lens having a variable refractive index |
DE3901775A DE3901775A1 (en) | 1988-06-22 | 1989-01-21 | EYE GLASS WITH A CHANGING INDEPENDENCE |
DE89111396T DE58906531D1 (en) | 1988-06-22 | 1989-06-22 | Spectacle lens with a changing refractive index. |
PCT/DE1989/000410 WO1989012841A1 (en) | 1988-06-22 | 1989-06-22 | Spectacles lens with variable refractive index |
AT89111396T ATE99426T1 (en) | 1988-06-22 | 1989-06-22 | LENS WITH A CHANGING INDEX OF REFERENCE. |
AU37750/89A AU633006B2 (en) | 1988-06-22 | 1989-06-22 | Spectacles lens with variable refractive index |
JP50663689A JP3170785B2 (en) | 1988-06-22 | 1989-06-22 | Eyeglass lens with variable refractive index |
EP89111396A EP0347917B1 (en) | 1988-06-22 | 1989-06-22 | Ophthalmic lens with a gradient refractive index |
ES89111396T ES2048239T3 (en) | 1988-06-22 | 1989-06-22 | GLASS FOR GLASSES WITH CHANGING REFRACTION INDEX. |
US07/490,700 US5148205A (en) | 1988-06-22 | 1989-06-22 | Ophthalmic lens having a changing refractive index |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE3821079A Withdrawn DE3821079A1 (en) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | Spectacle lens having a variable refractive index |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3821079A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6391476B2 (en) | 2000-03-10 | 2002-05-21 | Corus Aluminium Walzprodukte Gmbh | Brazing sheet product and method of manufacturing an assembly using the brazing sheet product |
US11614640B2 (en) | 2016-10-21 | 2023-03-28 | Carl Zeiss Vision International Gmbh | Spectacle lens and method, in particular 3D printing method, for the production thereof |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3729253A (en) * | 1971-05-28 | 1973-04-24 | Western Electric Co | Optical system comprising a single element having a continuously varying index of refraction |
DE2707601A1 (en) * | 1976-03-22 | 1977-10-06 | American Optical Corp | OPHTHALMIC LENSES AND METHOD OF TRAINING AN OFF-AXIS CORRECTION OF THE SAME |
DE3616888A1 (en) * | 1986-05-20 | 1987-11-26 | Rodenstock Optik G | AIMING EYEGLASS LENS WITH A REFRACTION INDEX REFLECTING TO THE OPTICAL AXIS |
-
1988
- 1988-06-22 DE DE3821079A patent/DE3821079A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3729253A (en) * | 1971-05-28 | 1973-04-24 | Western Electric Co | Optical system comprising a single element having a continuously varying index of refraction |
DE2707601A1 (en) * | 1976-03-22 | 1977-10-06 | American Optical Corp | OPHTHALMIC LENSES AND METHOD OF TRAINING AN OFF-AXIS CORRECTION OF THE SAME |
DE3616888A1 (en) * | 1986-05-20 | 1987-11-26 | Rodenstock Optik G | AIMING EYEGLASS LENS WITH A REFRACTION INDEX REFLECTING TO THE OPTICAL AXIS |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
GB-Z.: The Pphtahalmic Optician, Jan. 81, S. 72,74,75,78,80-82,84 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6391476B2 (en) | 2000-03-10 | 2002-05-21 | Corus Aluminium Walzprodukte Gmbh | Brazing sheet product and method of manufacturing an assembly using the brazing sheet product |
US11614640B2 (en) | 2016-10-21 | 2023-03-28 | Carl Zeiss Vision International Gmbh | Spectacle lens and method, in particular 3D printing method, for the production thereof |
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