DE4107195A1 - Auf kurzen und mittleren abstand aberrationsfreies brillenglas fuer alterssichtigkeit - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft ein auf kurze und mittlere Distanz aberra­ tionsfreies Brillenglas bzw. eine solche Linse für Presbyopie zur Verwendung beim Korrigieren der Alterssichtigkeit. Beim Brillenglas für Alterssichtigkeit mit einer vorderen Linsenfläche, die einen kleineren Krümmungsradius aufweist als die hintere Linsenfläche, weist die Linsenfläche einen Brechungsindex auf, der sukzessiv kor­ rigiert wird, wenn sich die Linsenfläche radial nach außen von der geometrischen Mitte der Linse aus erstreckt, so daß die seitlichen Vergrößerungen für alle Hauptstrahlen stehts einer seitlichen Ver­ größerung für einen paraxialen Bereich gleichen. Dieser Aufbau ist gänzlich verzeichnungsfrei und sichert einen in hohem Umfang ver­ größerten Bereich der deutlichen Sicht.

Wenn sich die Alterssichtigkeit entwickelt, wobei die Augenlinse im Augapfel eine geschwächte Einstellfähigkeit aufweist, dann wird die Akkomodierung zum Betrachten eines naheliegenden Objekts unmöglich. In diesem Fall können ganz allgemein Brillen mit konvexen Gläsern verwendet werden, um einen Ausgleich für die Einstellfähigkeit zu bilden.

Ein Beispiel bekannter konvexer Brillengläser für Alterssichtigkeit ist in Fig. 5 gezeigt. Dies ist ein Brillenglas 50 für die Alters­ sichtigkeit mit einer Frontfläche 50F, die einen Krümmungsradius r(1) aufweist, der kleiner ist als der Krümmungsradius r(2) seiner rückwärtigen Fläche 50R.

Im einzelnen ist, wenn man beispielsweise ein Brillenglas mit 2 Grad oder Dioptrien heranzieht, der kleinere Krümmungsradius r(1) auf 116,754 mm und der größere Krümmungsradius r(2) auf 218,667 mm festgesetzt.

Beim dargestellten bekannten Brillenglas für Alterssichtigkeit sind die obigen Krümmungsradien r(1) und r(2) beide radial außerhalb ei­ ner geometrischen Mitte 51 des Brillenglases 50 festgelegt. Deshalb ändert sich das Größenverhältnis (seitliche Vergrößerung) zwischen einem Objekt und einem durch das Brillenglas 50 gesehenen virtuel­ len Bild mit der Lage des Objekts, was zu einer Verzeichnung führt. Dieses Phänomen ist umso hervorstechender, je höher der Grad bzw. die Dioptrienzahl des Brillenglases ist.

Zusätzlich, wie in Fig. 5 schraffiert gezeigt, liefert das herkömm­ liche Brillenglas 50 einen nur engen Bereich deutlicher Sicht. Wenn beispielsweise der Benutzer Brillengläser mit 2 Grad bzw. 2 Diop­ trien trägt, dann befindet sich ein korrigierter Nahpunkt auf der optischen Achse bei einem Abstand von 300 mm (was der Abstand von der Blende bzw. Wand eines Augapfels 52 ist), und ein korrigierter Fernpunkt liegt unter einem Abstand von 504 mm vor (die Brennweite des Brillenglases), wenn man davon ausgeht, daß der Fernpunkt bei unendlich liegt, wenn er mit dem unbewaffneten Auge des Benutzers gesehen wird. Der Bereich deutlicher Sicht ist eng, mit dem Nah­ punkt bei 300 mm und dem Fernpunkt bei 504 mm, auch wenn die Blick­ richtung des Augapfels einen Winkel R1 oder R2 von 30° zur op­ tischen Achse a bildet. Dieses Phänomen ist umso ausgeprägter, je höher der Grad bzw. die Dioptrienzahl des Brillenglases ist.

Wenn somit das Brillenglas 50 mit herkömmlichem Aufbau benutzt wird, ist der Bereich deutlicher Sicht auf kurze Abstände be­ schränkt, und ein Bild wird durch die Verzeichnung verformt. Dies führt zu den Nachteilen, daß die Augen nach einer langen Benut­ zungsdauer ermüdet werden, wobei kein bequemes Sehen vorliegt.

Ein Grundziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein auf kurze und mittlere Entfernung aberrationsfreies Brillenglas für Alters­ sichtigkeit vorzusehen, das keine Verzeichnung mit sich bringt und einen in hohem Umfang gesteigerten Bereich deutlicher Sicht er­ zielt.

Ein anderes Ziel dieser Erfindung ist es, ein auf kurze und mitt­ lere Entfernung aberrationsfreies Brillenglas für Alterssichtigkeit vorzusehen, das, wenn es benutzt wird, zu keiner Verformung eines Objektes führt und ein bequemes Sehen ermöglicht, so daß es nur we­ nig Ermüdung des Auges selbst nach langer Benutzungszeit verur­ sacht.

Andere Ziele dieser Erfindung werden aus der nachfolgenden Be­ schreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele ersichtlich.

Die Zeichnungen zeigen ein Ausführungsbeispiel dieser Erfindung, worin:

Fig. 1 eine erläuternde Ansicht eines auf kurze und mittlere Ent­ fernung aberrationsfreien Brillenglases für Alterssichtig­ keit gemäß dieser Erfindung ist,

Fig. 2 eine erläuternde Ansicht ist, die den Zustand einer Front­ fläche der Linse vor einer Korrektur bzw. Korrektion zeigt,

Fig. 3 eine erläuternde Ansicht ist, die einen Zustand der vorde­ ren Fläche der Linse nach der Korrektion zeigt,

Fig. 4 eine erläuternde Ansicht ist, die den Bereich deutlicher Sicht des erfindungsgemäßen Brillenglases zeigt, und

Fig. 5 eine erläuternde Ansicht ist, die den Bereich deutlicher Sicht bei einem herkömmlichen Brillenglas zeigt.

Es erfolgt nun die Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbei­ spiels. Ein Brillenglas mit einer Frontfläche mit einem korrigier­ ten Brechungsindex wird im einzelnen als Ausführungsbeispiel dieser Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Die Zeichnungen zeigen ein auf kurze und mittlere Entfernung aber­ rationsfreies Brillenglas für Alterssichtigkeit. In Fig. 1 bildet ein Brillenglas 11 für Alterssichtigkeit eine Frontfläche 11F mit einem Krümmungsradius, der kleiner ist als der Krümmungsradius r(2) von dessen rückwärtiger Fläche 11R. Der Krümmungsradius r′(1) der Frontfläche 11F des Brillenglases 11 wird mit radialer Auswärtser­ streckung der Frontfläche von der geometrischen Mitte des Brillen­ glases 11 weg so allmählich korrigiert, daß der Krümmungsradius r′(1) zunehmend größer wird, so daß eine seitliche Vergrößerung für alle Hauptstrahlen erreicht wird, die gleich ist der seitlichen Vergrößerung für einen paraxialen Bereich.

Die Fig. 1 und 2 zeigen den Krümmungsradius r(1) vor der Korrektion in strichpunktierten Linien. Die Fig. 1 und 3 zeigen den Krümmungs­ radius r′(1) nach der Korrektion in ausgezogenen Linien. Der Krüm­ mungsradius r(1) wird so korrigiert, daß der Krümmungsradius r′(1) fortschreitend größer wird als der Krümmungsradius r(1), wenn sich die Frontfläche 11F des Brillenglases 11 radial von der geometri­ schen Mitte 12 des Brillenglases weg nach außen erstreckt.

Ein spezieller Aufbau des Brillenglases 11 für Alterssichtigkeit wird nachfolgend beschrieben, wobei man beispielsweise ein Brillen­ glas von 2 Grad bzw. 2 Dioptrien heranzieht.

Wenn ein Brillenglas 11 verwendet wird, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, dann ist der Abstand E′P′ auf der optischen Achse a zwischen der Frontfläche der Wand bzw. Blende eines Augapfels 13 und der rückwärtigen Fläche R11 des Brillenglases 11 auf 18 mm festgesetzt, das Brillenglas 11 weist eine Dicke d(1) auf der optischen Achse auf, die auf 3 mm festgesetzt ist, der Abstand d(0) auf der opti­ schen Achse a zwischen der Frontfläche F11 des Brillenglases 11 und einem Objekt 14 beträgt 300 mm, der Krümmungsradius r(2) der rück­ wartigen Fläche 11R des Brillenglases 11 beträgt 218,667 mm und der Krümmungsradius R(1) der Frontfläche F11 des Brillenglases 11 be­ trägt 116,754 mm. Eine seitliche Vergrößerung β für einen paraxia­ len Bereich beträgt 2,44136, die abgeleitet ist vom Brechungsindex der Luft N′(0), der 1 beträgt, und dem Brechungsindex N′(1) des Brillenglases 11, das aus transparentem Acrylharz gebildet ist, der 1,492 beträgt. Der Abstand auf der optischen Achse a zwischen der rückwärtigen Fläche 11R des Brillenglases 11 und einem virtuellen Bild 15 beträgt -731,11 mm.

Wenn als nächstes die Höhe y(0) des Objektes 14 10 mm beträgt, wird der Krümmungsradius r′(1) der Frontfläche 11F, der 116,754 mm be­ trägt, so korrigiert, daß er 116,8539962768555 mm beträgt, so daß das virtuelle Bild 15 eine Höhe y′(3) aufweist, die gleich ist der obigen seitlichen Vergrößerung β, wobei das virtuelle Bild 15 mit der Höhe y(3) vor der Korrektion geändert wird zur Höhe y′(3), die 24,413 mm beträgt. Dann ist die seitliche Vergrößerung y′(3)/y(0) = 2,44134 mm.

Das heißt, der Krümmungsradius der Frontfläche F11 des Brillengla­ ses 11 wird von r(1) auf r′(1) so erhöht, daß die horizontale Länge x(1) und die vertikale Länge y(1) von Koordinaten am Schnittpunkt zwischen dem Hauptstrahl und der gekrümmten Fläche, wie in Fig. 2 gezeigt, so korrigiert werden, daß sie eine horizontale Länge x′(1) und eine vertikale Länge y′(1) der Koordinaten des Schnittpunktes zwischen dem Hauptstrahl und der gekrümmten Fläche werden.

Wenn als nächstes die Höhe y(0) des Objekts 14 20 mm beträgt, dann wird der Krümmungsradius r′(1) der Frontfläche 11F so korrigiert, daß er 116,9539947509766 mm beträgt, so daß das virtuelle Bild 15 eine Höhe y′(3) aufweist, die gleich ist der obigen seitlichen Ver­ größerung β, wobei das virtuelle Bild 15 mit der Höhe y(3) vor der Korrektion geändert wird auf eine Höhe y′(3), die 48,44166 mm be­ trägt. Dann beträgt die seitliche Vergrößerung β y′(3)/y(0) = 2,44166.

Wenn als nächstes die Höhe y(0) des Objekts 14 30 mm beträgt, dann wird der Krümmungsradius r′(1) der Frontfläche 11F so korrigiert, daß er 117,453987121582 mm beträgt, so daß das virtuelle Bild 15 eine Höhe y′(3) aufweist, die gleich ist der obigen seitlichen Ver­ größerung β, wobei das virtuelle Bild 15 mit der Höhe y(3) vor der Korrektion geändert wird zu einer Höhe y′(3), die 73,24796 mm be­ trägt. Dann beträgt die seitliche Vergrößerung β y′(3)/y(0) = 2,4416.

Nachfolgend wird die Höhe y(0) des Gegenstands 14 aufeinanderfol­ gend um 10 mm erhöht, und der Krümmungsradius r′(1) der Frontfläche 11F wird auf die obige Weise erhöht, bis y(0) 170 mm erreicht. Le­ diglich numerische Werte werden zum Zwecke der Erläuterung darge­ legt.

Wenn y(0) 40 mm beträgt, gilt
r′(1)=118.1539764404297 mm,
y′(3)=97.6602 mm, und
β=2.4415.

Wenn y(0) 50 mm beträgt, gilt
r′(1)=118.9539642333984 mm,
y′(3)=122.077 mm, und
β=2.44154.

Wenn y(0) 60 mm beträgt, gilt
r′(1)=120.0539474487305 mm,
y′(3)=146.481 mm, und
β=2.44136.

Wenn y(0) 70 mm beträgt, gilt
r′(1)=121.1539306640625 mm,
y′(3) = 170.903 mm, und
β=2.44147.

Wenn y(0) 80 mm beträgt, gilt
r′(1)=122.5539093017578 mm,
y′(3)=195.306 mm, und
β=2.44133.

Wenn y(0) 90 mm beträgt, gilt
r′(1)=123.9538879394531 mm,
y′(3)=219.731 mm, und
β=2.44145.

Wenn y(0) 100 mm beträgt, gilt
r′(1)=125.6538619995117 mm,
y′(3)=244.129 mm, und
β=2.44129.

Wenn y(0) 110 mm beträgt, gilt
r′(1)=127.3538360595703 mm,
y′(3)=268.551 mm, und
β=2.44137.

Wenn y(0) 120 mm beträgt, gilt
r′(1)=129.25390625 mm,
y′(3)=292.957 mm, und
β=2.44131.

Wenn y(0) 130 mm beträgt, gilt
r′(1)=131.1540222167969 mm,
y′(3)=317.386 mm, und
β=2.44143.

Wenn y(0) 140 mm beträgt, gilt
r′(1)=133.2541503903259 mm,
y′(3)=341.793 mm, und
β=2.44138.

Wenn y(0) 150 mm beträgt, gilt
r′(1)=135.4542846679687 mm,
y′(3)=366.194 mm, und
β=2.4413.

Wenn y(0) 160 mm beträgt, gilt
r′(1)=137.654418953125 mm,
y′(3)=390.615 mm, und
β=2.44134.

Wenn y(0) 170 mm beträgt, gilt
r′(1)=139.95455932611719 mm,
y′(3)=415.024 mm, und
β=2.44132.

Auf diese Weise wird der Krümmungsradius r′(1) der Frontfläche F11 des Brillenglases 11 aufeinanderfolgend so erhöht, daß die seitli­ chen Vergrößerungen für alle Hauptstrahlen gleich sind der seitli­ chen Vergrößerung β für den paraxialen Bereich. Da die Frontfläche F11 des Brillenglases eine einzigartige, asphärische Struktur auf­ weist, wird die Verzeichnung vollständig ausgeräumt, so daß die Wirkung erzeugt wird, daß man ein aberrationsfreies Brillenglas realisiert.

Zusätzlich wird ein stark vergrößerter Bereich der deutlichen Sicht sichergestellt, wie schraffiert in Fig. 4 gezeigt. Wenn man als Beispiel ein Brillenglas 11 mit 2 Grad bzw. 2 Dioptrien heran­ zieht, dann befindet sich der Nahpunkt auf der optischen Achse bei 300 mm und der Fernpunkt bei 504 mm. In einem Zustand, in dem die Hauptstrahlen b einen Winkel R1 oder R2 von 30° zur optischen Achse a bilden, ist der Bereich der deutlichen Sicht stark ver­ größert, mit einem Nahpunkt bei etwa 373 mm und einem Fernpunkt bei etwa 780 mm. Diese Wirkung wird noch ausgeprägter, je höher der Grad bzw. die Dioptrienzahl des Brillenglases ist.

Wenn somit das Brillenglas 11 mit dem obigen Aufbau verwendet wird, gibt es keine Schwankung des Bildes infolge der Bewegung des Augapfels, und ein deutliches Blickfeld wird sichergestellt, das von einem Bereich mit kurzem Abstand bis zu einem mittleren Be­ reich reicht. Somit wird eine bequeme Sicht gesichert, und die Er­ müdung des Auges, die sich aus einem langen Gebrauchszeitraum er­ gibt, wird verringert.

Da ferner, wie oben beschrieben, der Krümmungsradius der Frontflä­ che F11 des Brillenglases 11 sukzessiv erhöht wird (d. h. der Bre­ chungsindex des Brillenglases wird sukzessiv verkleinert), steht die Frontfläche F11 nur um ein geringes Maß über, d. h., sie hat eine geringe Wölbung. Das Brillenglas kann um das entsprechende Maß dünner ausgebildet werden, was die Wirkungen erzeugt, ein hel­ leres Blickfeld sicherzustellen und es dem Brillenglas 11 zu er­ möglichen, leichtgewichtig zu sein.

Beim obigen Ausführungsbeispiel wird der Krümmungsradius der Frontfläche des Brillenglases sukzessiv erhöht, um den Brechungs­ index des Brillenglases sukzessiv zu verringern. Die Korrektion ist nicht auf die Frontfläche des Brillenglases beschränkt, son­ dern kann auch nur an der rückwärtigen Fläche oder auch sowohl an der vorderen als auch an der rückwärtigen Fläche vorgenommen wer­ den.

Die Erfindung betrifft somit ein auf kurzen und mittleren Abstand aberrationsfreies Brillenglas für Presbyopie zur Verwendung beim Korrigieren der Alterssichtigkeit. Bei dem Brillenglas für die Al­ terssichtigkeit mit einer Front-Linsenfläche, die einen kleineren Krümmungsradius aufweist als eine rückwärtige Linsenfläche, weist eine Linsenfläche einen Brechungsindex auf, der sukzessiv korri­ giert wird, wenn sich die Linsenfläche radial nach außen von der geometrischen Mitte des Brillenglases weg erstreckt, so daß die seitlichen Vergrößerungen aller Hauptstrahlen stets gleich sind der seitlichen Vergrößerung im paraxialen Bereich. Diese Anordnung ist völlig frei von Verzeichnung und sichert einen stark ver­ größerten Bereich deutlicher Sicht.

Claims (1)

1. Auf kurzen und mittleren Abstand aberrationsfreies Brillenglas für Alterssichtigkeit, mit einer Front-Linsenfläche, die einen kleine­ ren Krümmungsradius aufweist als eine rückwärtige Linsenfläche, gekennzeichnet durch eine Linsenfläche (11F) mit ei­ nem Brechungsindex, der sukzessiv korrigiert wird, wenn sich die Linsenfläche (11F) radial auswärts von der geometrischen Mitte (12) des Brillenglases (11) aus so erstreckt, daß die seitlichen Ver­ größerungen für alle Hauptstrahlen (b) stets gleich sind der seit­ lichen Vergrößerung für einen paraxialen Bereich.