DE69624798T2

DE69624798T2 - Dezentrierte nichtkorrigierende linse für brille

Info

Publication number: DE69624798T2
Application number: DE69624798T
Authority: DE
Inventors: Neal Houston; H. Jannard; D. Reyes
Original assignee: Oakley Inc
Current assignee: Oakley Inc
Priority date: 1995-12-05
Filing date: 1996-12-04
Publication date: 2003-10-02
Anticipated expiration: 2016-12-05
Also published as: AU716474C; AU1127997A; EP1241511A2; EP1241511A3; HK1007662A1; NZ324184A; DE69624798D1; BR9607393B1; WO1997021136A1; EP0813697B1; BR9607393A; CN1179838A; JP2007264666A; ES2184900T3; CA2212341A1; CN1124508C; AU716474B2; US20010001570A1; EP0813697A1; MX9705979A

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft allgemein in Brillen verwendete Linsen bzw. Gläser und insbesondere eine dezentrierte, nichtkorrigierende Linse bzw. ein Glas, das so konfiguriert und orientiert ist, daß es optische Verzerrung reduziert.

Hintergrund der Erfindung

In den letzten Jahren gab es vielfältige Verbesserungen auf dem Gebiet von Brillen, insbesondere für Brillen, die zum Gebrauch in Aktivsportarten oder als modische Sonnenbrillen bestimmt sind. Diese Verbesserungen fanden ihren Niederschlag in Brillen mit einem einteiligen Glas, z. B. beim Design "Blades®" (Oakley, Inc.), in der Reihe "M Frame®" (Oakley, Inc.) sowie in der auch von Oakley, Inc. hergestellten Reihe "Zero®". Diese Brillendesigns erzielen vielfältige Funktionsvorteile, z. B. maximiertes Abfangen von Peripherielicht, reduzierte optische Verzerrung und erhöhter Trägerkomfort, gegenüber früheren Aktivsportbrillen.
Das einteilige Glas der "Blades®"-Brille beinhaltet die zylindrische Geometrie, die z. B. in der US-A-4859048 (Jannard) offenbart ist. Durch diese Geometrie kann sich das Glas eng an das Trägergesicht anpassen und Licht, Wind, Staub usw. aus dem Bereich direkt vor dem Träger (Anteriorrichtung) und peripher (Lateralrichtung) abfangen. Siehe dazu auch die US- A-4867550 (Jannard) (Toroidglasgeometrie).
Obwohl die frühen einteiligen Glassysteme für eine volle Sichtweite von Seite zu Seite und guten seitlichen Augenschutz sorgten, ist das Potential für optische Verzerrung immer noch gegeben. In einem einteiligen Glassystem ändert sich z. B. der Einfallswinkel vom Trägerauge zur Posteriorglasfläche, wenn sich die Sichtlinie des Trägers in der Vertikal- oder Horizontalebene dreht. Dies führt zu disparater Brechung zwischen Licht, das näher zur Vorderseite des Glases eintritt, und Peripherielicht, das an den seitlichen Enden eintritt. Als Antwort auf diese Quelle für Prismenverzerrung offenbart die US-A-4859048 eine Verjüngung der Dicke des Glases vom Medialabschnitt zur Lateralkante.
Brillen des Stands der Technik verwendeten auch Doppelglas- bzw. Doppellinsensysteme, bei denen zwei separate Gläser entlang einem Frontgestell angeordnet sind. In den frühen Doppelglas-Brillensystemen waren das rechte und linke Glas in der Tragekonfiguration jeweils ungefähr koplanar. Dadurch kreuzte die Sichtlinie des Trägers beim Geradeausblicken allgemein die Posteriorfläche des Glases in einer Normalen zur Glasoberfläche in der optischen Zone. Einer der Nachteile dieser Glaskonfiguration war, daß die Brillen im wesentlichen keinen seitlichen Augenschutz ohne Gebrauch spezieller Abwandlungen vorsahen, z. B. senkrecht verlängerter Ohrbügel oder Seitenanbauten.
Danach wurden Doppelglassysteme entwickelt, bei denen sich die Lateralkante jedes Glases von der Frontalebene und um die Seite des Trägerkopfes nach hinten wölbte, um für eine Seitenumfassung ähnlich wie die zu sorgen, die die einteiligen Glassysteme mit hoher Umfassung erreichen. Obwohl die Doppelglasbrillen mit starker Umfassung für seitlichen Augenschutz sorgten, führte die Glaswölbung allgemein eine meßbare Prismenverzerrung über den Winkelsichtbereich des Trägers ein. Besonders ausgeprägt war diese bei Gläsern, die Materialien mit hoher Brechzahl aufweisen. Obwohl ferner Wölbungen mit hoher Basis (z. B. Basis 6 oder höher) mitunter erwünscht sind, um die Umfassung bei Wahrung eines niedrigen Profils zu maximieren, waren solche Gläser infolge des relativ hohen Werts der Prismenverzerrung in der Vergangenheit nicht praktikabel.
Somit besteht nach wie vor Bedarf an einem nichtkorrigierenden Glas mit hoher Basis zum Einsatz in Doppelglasbrillen der Umfassung (wrap) und Neigung (rake) aufweisenden Art, die Licht über einen Winkelsichtbereich abfangen können, während sie zugleich optische Verzerrung über diesen Bereich minimieren.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Schneiden eines rechten und linken nichtkorrigierenden Brillenglases (Linse) zum Einsatz in nichtkorrigierenden Doppelglasbrillen aus Glasrohlingen bzw. Linsenrohlirigen nach Anspruch 1 bereitgestellt. Das Brillenglas wird in Kombination mit einem Gestell genutzt, um das Glas im Weg der Einfallslot- bzw. normalen Sichtlinie des Trägers zu halten.
Das Glas bzw. die Linse weist einen Glas- bzw. Linsenkörper auf, der eine Vorderfläche, eine Rückfläche und eine Dicke dazwischen hat.
Die Vorderfläche des Glases entspricht einem Abschnitt der Oberfläche einer räumlichen geometrischen Form. In einer Ausführungsform entspricht die Vorderfläche des Glases im wesentlichen einem Abschnitt der Oberfläche einer ersten Kugel mit einem ersten Mittelpunkt. Die Rückfläche des Glases entspricht im wesentlichen einem Abschnitt der Oberfläche einer räumlichen geometrischen Form, die die gleiche oder eine andere als die sein kann, die der Vorderfläche entspricht. In einer Ausführungsform entspricht die Rückfläche im wesentlichen einem Abschnitt der Oberfläche einer zweiten Kugel mit einem zweiten Mittelpunkt.
Der erste und zweite Mittelpunkt sind voneinander versetzt, um die Glasdicke zu verjüngen. Das Glas ist im Gestell in einer solchen Orientierung angeordnet, daß eine durch den ersten und zweiten Mittelpunkt gezogene Linie allgemein parallel zu einer vorgewählten Bezugslinie bleibt, z. B. der normalen Geradeaussichtlinie des Trägers.
Das Glas bzw. die Linse wird aus einem Glasrohling geschnitten. Vorzugsweise ist das Glas am Kopf eines Trägers durch das Brillengestell so orientiert, daß die normale Sichtlinie des Trägers die Anteriorfläche des Glases in einem Winkel größer als etwa 95º und vorzugsweise im Bereich von etwa 100º bis etwa 120º kreuzt, während die optische Mittellinie des Glases in einer allgemein parallelen Beziehung zur normalen Sichtlinie des Trägers bleibt. Die optische Mittellinie des Glases kann das Glas durchlaufen oder nicht durchlaufen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden näheren Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen im Zusammenhang mit den beigefügten Ansprüchen und Zeichnungen hervor.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Perspektivansicht einer Brille mit eingebauten verjüngungskorrigierten Gläsern, die gemäß einer Ausführungsform der Erfindung hergestellt sind.
Fig. 2 ist eine Querschnittansicht an den Linien 2-2 von Fig. 1.
Fig. 3 ist eine schematische waagerechte Querschnittansicht eines nicht verjüngten Glases des Stands der Technik für ein Doppelglas-Brillensystem.
Fig. 4 ist eine schematische waagerechte Querschnittansicht eines verjüngten Glases für ein Doppelglas-Brillensystem.
Fig. 5 ist eine Querschnittansicht ähnlich wie in Fig. 2 und zeigt verjüngungskorrigierte Gläser mit einer Wölbung mit größerer Basis gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 6 ist eine Perspektivansicht eines Glasrohlings, der einem Abschnitt der Oberfläche einer Kugel entspricht, und zeigt ein aus dem Rohling zu schneidendes Glasprofil gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 7 ist eine Schnittperspektive des hohlen, mit verjüngter Wand ausgeführten kugelförmigen Glasrohlings und des Glases von Fig. 6.
Fig. 8 ist eine waagerechte Querschnittansicht einer Linse bzw. eines Glases, das gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist.
Fig. 8A ist eine senkrechte Querschnittansicht eines Glases, das gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist.
Fig. 9 ist eine von oben gezeigte Draufsicht auf das Glas von Fig. 8 und zeigt eine hohe Umfassung (wrap) in Relation zu einem Träger.
Fig. 10A bis 10C sind rechte Seitenansichten von Gläsern mit verschiedenen Konfigurationen und Orientierungen relativ zu einem Träger.
Fig. 10A veranschaulicht das Profil eines richtig konfigurierten und orientierten Glases zur Verwendung in einer Brille mit Abwärtsneigung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 10B veranschaulicht das Profil eines mittig orientierten Glases ohne Neigung.
Fig. 10C veranschaulicht ein Glas, das Abwärtsneigung (rake) zeigt, aber nicht so konfiguriert und orientiert ist, daß es Prismenverzerrung für die Geradeaussichtlinie minimiert.
Fig. 11 veranschaulicht schematisch die Projektion des waagerechten Glasprofils von einer gewünschten Orientierung in einem Brillengestell auf den Glasrohling gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 11A veranschaulicht schematisch die Projektion des senkrechten Glasprofils von einer gewünschten Orientierung in einem Brillengestell auf den Glasrohling gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 12 ist eine von oben gezeigte Draufsicht auf das rechte Glas und die Vorderseite (konvexe Oberfläche) des Glasrohlings von Fig. 6, der gedreht ist, um die mechanische Mittellinie des Rohlings lotrecht zum Blatt zu projizieren.
Fig. 12A ist eine von oben gezeigte Draufsicht wie in Fig. 12 und zeigt zusätzlich die Position, aus der ein linkes Glas (Linse) aus demselben Glasrohling (Linsenrohling) hätte geschnitten werden können.

Nähere Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen nachfolgend anhand von Gläsern mit "sphärischen" Vorder- und Rückflächen diskutiert werden (Oberflächen, die im wesentlichen einem Abschnitt der Oberfläche einer Kugel entsprechen), wird dem Fachmann klar sein, daß die Erfindung auch auf Gläser mit anderen Oberflächengeometrien anwendbar sein kann. Zudem wird verständlich sein, daß die Erfindung Anwendung auf Gläser mit zahlreichen Aufrißformen und -orientierungen in der Trageposition neben den hier veranschaulichten hat.
In Fig. 1 und 2 ist eine Brille 10 dargestellt, z. B. eine Sonnenbrille mit einem ersten und zweiten Glas 12, 14, die gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufgebaut sind. Obwohl die Erfindung so veranschaulicht ist, als wäre sie in ein Brillendesign eingearbeitet, das von Oakley unter der Bezeichnung Eye JacketsTM vermarktet wird, betrifft die Erfindung lediglich die Glaswölbung, -verjüngung und -orientierung am Kopf des Trägers. Daher ist die in Fig. 1 gezeigte spezielle Glas- oder Gestellform für die Erfindung unkritisch. Statt dessen können Gläser in vielen anderen Formen und Konfigurationen aufgebaut sein, in denen die Konfiguration und Orientierung der Erfindung eingearbeitet ist, was anhand der Offenbarung hierin deutlich wird.
Ähnlich ist das Einbaugestell 16 mit durchgehenden Fassungen für die Erfindung unwesentlich. Die Fassungen können nur mit der (den) Unterkante(n) der Gläser 12, 14, nur mit den Oberkanten oder darstellungsgemäß mit den gesamten Gläsern verbunden sein. Alternativ kann das Gestell 16 mit allen anderen Abschnitten der Gläser verbunden sein, was dem Fachmann klar sein wird. Erfindungsgemäß können auch gestellose Brillen aufgebaut sein, solange die Glasorientierung am Trägerkopf im wesentlichen in einer vorbestimmten Beziehung zu einer vorgewählten Sichtlinie gemäß der späteren Diskussion bleibt. Vorzugsweise sind aber die Gläser 12, 14 darstellungsgemäß jeweils in einer ringförmigen Fassung angeordnet.
Ein Paar Ohrbügel 20, 22 ist schwenkbar am Gestell 16 befestigt. Alternativ können die Ohrbügel 20, 22 direkt an den Gläsern 12, 14 befestigt sein. Das Gestell kann beliebige vielfältige Metalle, Verbundstoffe oder relativ steife, thermoplastische Formmaterialien aufweisen, die technisch bekannt sind, und kann transparent oder in vielfältigen Farben ausgeführt sein. Spritzgießen, spanende Bearbeitung und andere Konstruktionstechniken sind in der Technik bekannt.
Erfindungsgemäße Gläser lassen sich durch ein beliebiges von vielfältigen Verfahren herstellen, die in der Technik bekannt sind.
Normalerweise werden Gläser mit hoher optischer Güte aus einem vorgeformten spritzgegossenen Glasrohling geschnitten. Da das rechte und linke Glas vorzugsweise Spiegelbilder voneinander sind, wird in der nachfolgenden Diskussion allgemein nur das rechte Glas (Linse) beschrieben. Bei der Beschreibung eines Verfahrens zum Schneiden von Gläsern aus vorgeformten Glasrohlingen wird aber die Art und Weise, in der sich ein linkes Glas vom rechten Glas unterscheidet, mit dem Neigungs- und Umfassungsgrad in Beziehung gesetzt, der für das Glas in der Trageorientierung gewählt ist. Alternativ kann das Glas direkt in seiner Fertigform und -größe geformt werden, damit Schritte zum Schneiden nach dem Formen entfallen.
Vorzugsweise wird das Glas oder der Glasrohling, aus dem es geschnitten wird, spritzgegossen und weist ein relativ steifes und optisch akzeptables Material auf, z. B. Polycarbonat. Zum Einsatz können auch andere Polymermaterialien für Gläser kommen, z. B. CR-39 und vielfältige technisch bekannte Kunststoffe mit hoher Brechzahl. Die denzentrierte Verjüngungskorrektur der Erfindung kann auch auf Brillengläser aus Glas anwendbar sein, wenngleich die Korrekturnotwendigkeit im vorliegenden Kontext bei derzeitigen populären Nichtglasmaterialien allgemein ausgeprägter ist.
Soll das Glas aus einem Glasrohling geschnitten werden, wird die Verjüngung und Wölbung eines sorgfältig vorgewählten Abschnitts des Glasrohlings auf das Glas gemäß einem später beschriebenen bevorzugten Orientierungsverfahren übertragen. Vorzugsweise ist das Gestell mit einem Schlitz oder einem anderen Befestigungsaufbau versehen, der mit der geformten Wölbung des Glases so zusammenwirkt, daß Abweichung von der Formwölbung vermieden und ihr Halten sogar verbessert ist.
Alternativ kann das Glas oder der Glasrohling aus allgemein ebenem verjüngtem Bahnenrohmaterial gestanzt oder geschnitten und dann in die erfindungsgemäße gewölbte Konfiguration gebogen werden. Danach kann diese gewölbte Konfiguration durch Einsatz eines relativ steifen, gewölbten Gestells oder durch Erwärmen der gewölbten Bahn beibehalten werden, um seine gewölbte Konfiguration zu wahren, was in der Technik der Thermoformung bekannt ist.
Am stärksten bevorzugt wird die Wölbung beider Oberflächen des Glases im Form- und Polierverfahren des Glasrohlings erzeugt, und die Glasform wird aus dem Rohling erfindungsgemäß wie in der späteren Beschreibung geschnitten.
Gemäß Fig. 2 ist das Glas 14 der Erfindung in einer Horizontalebene durch eine allgemeine Bogenform gekennzeichnet, die sich von einer Medialkante 24 über mindestens einen Abschnitt und vorzugsweise im wesentlichen über den gesamten Sichtbereich des Trägers zu einer Lateralkante 26 erstreckt. Die Bogenlänge des Glases von der Medialkante 24 zur Lateralkante 26 in einem Doppelglassystem liegt allgemein im Bereich von etwa 1¹/&sub2; Inch bis etwa 3¹/&sub2; Inch und vorzugsweise im Bereich von etwa 2 Inch bis etwa 3 Inch. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Bogenlänge des Glases etwa 2 3/8 Inch (1 Inch entspricht 2,54 cm).
Obwohl die Außenflächen der Gläser 12, 14 auf einem gemeinsamen Kreis 31 dargestellt zu sein scheinen, sind das rechte und linke Glas in einer Brille mit hoher Umfassung allgemein so abgekantet, daß die Medialkante jedes Glases außerhalb des Kreises 31 fällt und die Lateralkanten in den Kreis 31 fallen. Ein solches Abkanten bzw. Neigen des Glases erhöht den Winkel A (Fig. 2) und steigert den Wunsch nach einer optischen Korrektur, die durch die Erfindung erreicht wird.
Beim Tragen sollte sich das Glas 14 mindestens über die normale Geradeaussichtlinie 27 des Trägers und vorzugsweise im wesentlichen über die Peripheriesichtzonen des Trägers erstrecken. In der Verwendung hierin bezeichnet die normale Sichtlinie des Trägers eine Linie, die vom Trägerauge ohne wesentliche Winkelabweichung in der Vertikal- oder Horizontalebene geradeaus verläuft, was durch eine Linie 130 in Fig. 9 und 10 dargestellt ist.
Das Glas 14 ist mit einer Anteriorfläche 28, einer Posteriorfläche 30 und einer variierenden Dicke dazwischen versehen. Die Dicke des Glases 14 im Bereich der Medialkante 24 liegt für ein Polycarbonatglas allgemein im Bereich von etwa 1 mm bis etwa 2,5 mm und vorzugsweise im Bereich von etwa 1,5 mm bis etwa 1,8 mm. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt der dickste Abschnitt des Glases 14 am oder etwa am Schnitt des Glases mit der optischen Mittellinie und beträgt etwa 1,65 mm.
Vorzugsweise verjüngt sich die Dicke des Glases 14 gleichmäßig, aber nicht unbedingt linear, von der maximalen Dicke in unmittelbarer Nähe der Medialkante 24 auf eine relativ geringere Dicke an der Lateralkante 26. Die Dicke des Glases nahe der Lateralkante 26 liegt allgemein im Bereich von etwa 0,635 mm bis etwa 1,52 mm und vorzugsweise im Bereich von etwa 0,762 mm bis etwa 1,27 mm. In einer bevorzugten Polycarbonatausführungsform hat das Glas eine maximale Dicke in der Lateralzone von etwa 1,15 mm. Die Minimaldicke an der Lateralkante 26 richtet sich allgemein nach der gewünschten Stoßfestigkeit des Glases.
Fig. 3 veranschaulicht schematisch die Brechung in einem Glas 41 des Stands der Technik mit einem kreisförmigen waagerechten Querschnitt der Innen- und Außenfläche, der eine gleichmäßige Dicke 44 hat. Mit einem solchen Glas 41 ändert sich der Einfallswinkel von Strahlen vom Glas 41 zum Auge 46 über den gesamten Winkelsichtbereich. Zum Beispiel fällt ein Strahl, der zur Beschreibung als Mediallichtstrahl 50 bezeichnet werden soll, auf das Glas 41 in einem Winkel α zur Normalen am Einfallspunkt. Wie in der Technik bekannt ist, hängt die Lichtablenkung an durchlässigen Oberflächen teilweise vom Einfallswinkel von Lichtstrahlen ab. Der Strahl 50 wird in Gegenrichtungen jeweils an einer Außenfläche 52 und einer Innenfläche 54 des Glases 41 gebrochen oder abgelenkt, was zu einem durchgelassenen Strahl 56 führt, der parallel zum einfallenden Strahl 50 ist. Relativ zum Weg des einfallenden Strahls 50 ist der durchgelassene Strahl 56 um einen Abstand 58 seitlich verschoben. Diese Verschiebung repräsentiert eine optische (Prismen-) Verzerrung erster Ordnung.
Außerdem ist die Brechungsverschiebung an einem Lateralende 60 wegen eines größeren Einfallswinkels β noch ausgeprägter. Ein einfallender Peripheriestrahl 62 erfährt nach dem Snelliusschen Gesetz eine größere Verschiebung 64 als der einfallende Medialstrahl 50, was dem Fachmann der optischen Technik klar ist. Die Diskrepanz zwischen der Peripheriestrahlverschiebung 64 und Medialstrahlverschiebung 58 führt zu einer optischen Verzerrung zweiter Ordnung. Diese Verzerrung zweiter Ordnung kann eine wesentliche Verformung eines Bilds bewirken, das man durch relativ laterale Abschnitte des Glases 41 sieht.
Fig. 4 zeigt schematisch ein Glas 71 mit verjüngter Dicke, um den größeren Einfallswinkel an den Lateralenden 60 des Glases 41 (Fig. 3) auf ähnlichen Wegen wie jenen zu kompensieren, die im Kontext des einteiligen Glassystems in der US-A-4859048 (Jannard) offenbart sind. Die Verjüngung erzeugt eine kleinere Glasdicke 74 an einem Lateralende 76 gegenüber einer Glasdicke 78 an einem stärker medialen Punkt 80. Diese kleinere Dicke 74 reduziert einen Betrag der Peripheriestrahlverschiebung 82 relativ zur Peripheriestrahlverschiebung 64 durch das nicht verjüngte Glas 41 von Fig. 3. Anders ausgedrückt kompensiert die kleinere Glasdicke 74 nahe dem Lateralende 76 des verjüngten Glases 71 in gewissem Maß einen größeren Einfallswinkel β' relativ zur Dicke 78 und zum Einfallswinkel α' am stärker medialen Punkt 80.
Die resultierende Differenz zwischen der Peripheriestrahlverschiebung 82 und Medialstrahlverschiebung 84 an diesem Glas 71 ist nicht so groß wie die entsprechende Differenz in Fig. 3, was die optische Verzerrung zweiter Ordnung reduziert. Zu beachten ist, daß der Korrekturgrad der optischen Verzerrung zweiter Ordnung von der Beziehung zwischen der Art und Weise und dem Grad der Verjüngung vom Scheitel 85 zu jedem Lateralende 76 und von der Art und Weise abhängt, wie sich der Einfallswinkel über diesem Bereich ändert.
Das Glas 71 von Fig. 4 ist so dargestellt, als wäre es in einem Gestell (nicht gezeigt) so angeordnet, daß die normale Sichtlinie 86 des Trägers das Glas 71 am Glasscheitel oder mechanischen Mittelpunkt 85 senkrecht durchläuft. Anders ausgedrückt ist der Einfallswinkel auf die Glasnormale für die normale Sichtlinie des Trägers null. Die Außen- und Innenfläche des Glases 71 in der Querschnittdarstellung entsprechen versetzten Kreisen mit gleichen Radien, die durch Mittelpunkte 87 bzw. 88 dargestellt sind. Eine durch die Mittelpunkte 87 und 88 gezogene Linie, die hierin als optische Mittellinie des Glases bezeichnet wird, ist mit der normalen Sichtlinie in der Tragekonfiguration kollinear. Diese herkömmliche Konfiguration soll der einfachen Beschreibung halber als mittig orientiertes Glas bezeichnet werden. Über den Umfang im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn von der normalen Sichtlinie 86 steigt der Einfallswinkel zur Glasnormalen regelmäßig von null am Glasscheitel (Apex) 85.
Wünschenswert kann ein Umfassungsgrad aus ästhetischen stilistischen Gründen, zum seitlichen Augenschutz vor umherfliegenden Teilchen oder zum Abfangen von Peripherielicht sein. Umfassung läßt sich erreichen, indem Gläser mit enger waagerechter Wölbung (höher Basis) genutzt werden, z. B. sphärische Gläser mit kleinem Radius, und/oder indem jedes Glas in einer Position angeordnet wird, die relativ zu mittig orientierten Doppelgläsern zur Seite und nach hinten abgekantet bzw. geneigt ist. Eine solches Abkanten verschiebt die normale Sichtlinie 86 aus der kollinearen Beziehung mit der optischen Mittellinie und ändert die optischen Eigenschaften des Glases. Dadurch gehen Doppelglasbrillen des Stands der Technik mit wesentlicher "Umfassung" um die Seiten des Gesichts eines Trägers allgemein mit einem gewissen Grad von Prismenverzerrung einher.
Ähnlich kann ein hoher Grad an Neigung oder senkrechter Schrägstellung bzw. Schrägstellung gegenüber der Senkrechten aus ästhetischen Gründen und zum Abfangen von Licht, Wind, Staub oder anderen Teilchen aus dem Bereich unter den Augen des Trägers erwünscht sein. Wie eine Umfassung dazu neigt, die normale Sichtlinie 86 aus einer kollinearen Beziehung mit einer waagerechten Komponente der optischen Mittellinie zu verschieben, verschiebt eine Anordnung des Glases mit Neigung die normale Sichtlinie aus einer kollinearen Beziehung mit einer senkrechten Komponente der optischen Mittellinie. Doppelglasbrillen des Stands der Technik mit wesentlicher Neigung zeigen allgemein auch einen Grad an Prismenverzerrung.
Erfindungsgemäß wird eine verbesserte optische Konfiguration und ein Verfahren zum Minimieren von Prismenverzerrung in einem Glas mit Neigung und/oder Umfassung in der Trageorientierung bereitgestellt. Obwohl die Erfindung auf vielfältige Glasformen und -orientierungen angewendet werden kann, ist die Erfindung besonders für Doppelglasbrillen nützlich, die eine Wölbung mit hoher Basis verwenden und einen hohen Umfassungs- und/oder Neigungsgrad in der Trageorientierung zeigen.
Gemäß Fig. 2 bis 5 beinhaltet die dargestellte Brille abgekantete Gläser 12 und 14 oder 102 und 104, die in einer Position angeordnet sind, die relativ zu herkömmlichen mittig orientierten Doppelglasanordnungen seitlich gedreht ist. Ein abgekantetes Glas kann man sich so vorstellen, daß es eine Orientierung relativ zum Trägerkopf hat, die erreicht wird, indem man mit einer herkömmlichen Doppelglasbrille mit mittig orientierten Gläsern beginnt und das Gestell an den Schläfen nach innen biegt, um so die Kopfseiten zu umfassen.
Als Folge der verstärkten Umfassung fällt die normale Sichtlinie 27 des Trägers nicht mehr lotrecht wie in Fig. 4 auf das Glas 14. Statt dessen ist der Einfallswinkel θº (Fig. 2) für die Trägersichtlinie 27 allgemein größer als 90º, zum Erreichen guter Umfassung kann er größer als etwa 95º sein, vorzugsweise liegt er im Bereich von etwa 100º bis etwa 135º, und in einer Ausführungsform mit einer 9,5er Basis beträgt er etwa 101,75º. Gläser mit geringerer Basis zeigen allgemein einen größeren Winkel θ in der Trageorientierung, und der Winkel θ in einer Ausführungsform mit einer Basis von 6,5 betrug etwa 113,4º. In einer Ausführungsform mit 4er Basis mit einem Pupillenabstand von 2,8 Inch betrug der Winkel θ etwa 119, 864º.
Fig. 5 zeigt den waagerechten Querschnitt einer Brille 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, deren Ausführung der von Fig. 2 mit der Ausnahme ähnelt, daß sie Gläser 102 und 104 mit engerer Wölbung (höherer Basis) und eventuell größerer Umfassung hat. Beim Tragen der Brille 100 umfaßt eine Lateralkante 106 des Glases 104 stark die Trägerschläfe und kommt in enge Nähe zu ihr, um für erheblichen seitlichen Augenschutz zu sorgen, wie vorstehend diskutiert.
Eine Anterior- (Vorder-) Fläche 108 des Glases der Erfindung entspricht allgemein einem Abschnitt der Oberfläche eines regelmäßigen geometrischen Körpers, z. B. einer Kugel 110, die hier im Querschnitt gezeigt ist. Die Vorderflächen sphärischer Gläser 102 und 104 der dargestellten Ausführungsform lassen sich daher durch einen Radius charakterisieren. Nach gewerblicher Konvention läßt sich die Wölbung des Glases auch anhand eines Basiswerts ausdrücken, so daß der Radius (R) der Anteriorfläche des Glases in Millimetern gleich 530 dividiert durch die Basiskurve oder
R = 530/B (1)
ist.
Die Erfindung sorgt für die Fähigkeit zum Aufbau von Doppelglas-Brillensystemen mit relativ hoher Umfassung unter Verwendung von Glasrohlingen mit einer Basiskurve von 6 oder mehr, vorzugsweise zwischen etwa 7 1/2 und 10 1/2, stärker bevorzugt zwischen etwa 8 und 9 1/2 und in einer Ausführungsform zwischen etwa 8 3/4 und 9. Der Radius des Kreises in Entsprechung zur Anteriorfläche eines Glases mit einer Basis von 8 3/4 beträgt z. B. etwa 60,57 Millimeter. Zum Vergleich beträgt der Radius des Kreises, der die Anteriorfläche eines Glases mit 3er Basis charakterisiert, etwa 176,66 Millimeter.
Die Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 5 kann aus einem Glasrohling mit einer Basis von 8 3/4 und einer Dicke von etwa 0,0649 Inch an der optischen Mittellinie und etwa 0,053 Inch an einem Bezugspunkt im Abstand von zwei Inch entlang dem Außenumfang des Glases von der optischen Mittellinie geschnitten werden. Alternativ kann das Glas direkt in seine Endform und -konfiguration geformt werden.
Fig. 6 ist eine Perspektivansicht eines Glasrohlings 122, bei dem eine konvexe Außenfläche 136 allgemein einem Abschnitt der Oberfläche einer dreidimensionalen geometrischen Form 124 entspricht. Dem Fachmann wird klar sein, daß erfindungsgemäße Gläser beliebigen von vielfältigen geometrischen Formen entsprechen können.
Vorzugsweise entspricht die Außenfläche des Glases einer Form mit glatter, kontinuierlicher Oberfläche, die einen konstanten waagerechten Radius (Kugel oder Zylinder) oder eine progressive Kurven- (Ellipsen-, Toroid- oder Ovoid-) oder andere asphärische Form in der Horizontal- oder Vertikalebene hat. Die geometrische Form 124 der hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen kommt aber allgemein einer Kugel nahe.
Die in Fig. 6 und 7 gezeigte Kugel 124 ist eine gedachte dreidimensionale Vollwandstruktur, bei der ein Abschnitt der Wand geeignet ist, ein Glas 120 daraus zu schneiden. Wie technisch bekannt ist, realisiert man das Präzisionsschneiden von Gläsern oft durch Herstellen eines Glasrohlings 122, aus dem schließlich ein Glas 120 geschnitten wird. Allerdings sollte dem Fachmann anhand der Darstellungen von Fig. 6 und 7 klar sein, daß die Verwendung eines separaten Glasrohlings optional ist und das Glas 120 bei Bedarf direkt in seine Endform und -konfiguration geformt werden kann.
Außerdem zeigen Fig. 6 und 7, daß das Glas 120 und/oder der Glasrohling 122 an jeder von vielfältigen Stellen entlang der Kugel 124 positioniert sein können. Im Sinne der Erfindung dient die optische Mittellinie 132 als Bezugslinie zur Orientierung des Glases 120 im Hinblick auf die Kugel 124. In der dargestellten Ausführungsform, in der sowohl die Außenfläche als auch die Innenfläche einem Abschnitt einer Kugel entsprechen, ist die optische Mittellinie als die Linie 132 festgelegt, die die beiden Mitten C1 und C2 verbindet. Die analoge Bezugslinie für eine nichtsphärische Glasgeometrie kann auf andere Weise als durch Verbinden der beiden geometrischen Mitten der Kugeln gebildet werden, was dem Fachmann deutlich sein wird.
Letztendlich wird das Glas 120 so ausgebildet, daß es die Geometrie eines Abschnitts der Wand der Kugel gemäß Fig. 7 wahrt. Die Lage des Glases 120 auf der Kugel 124 ist so ausgewählt, daß bei Orientierung des Glases 120 im Brillengestell die normale Sichtlinie 130 des Trägers durch das Glas allgemein parallel zur optischen Mittellinie 132 der geometrischen Konfiguration bleibt, aus der das Glas 120 erhalten wurde. In der Darstellung von Fig. 6 und 7 ist das Glas 120 ein rechtes Glas, das einen erheblichen Umfassungsgrad sowie einen gewissen Grad an Abwärtsneigung hat (was durch die normale Sichtlinie im Tragezustand gezeigt ist, die die Kugel. 124 unter der optischen Mittellinie 130 kreuzt). Ein Glas mit anderer Form oder einem geringeren Umfassungsgrad kann die optische Mittellinie 132 der gedachten Kugel 124 überlappen, aus der das Glas gebildet wurde. Ob aber die optische Mittellinie der gedachten Kugel 124 das Glas 120 kreuzt oder nicht kreuzt, ist ohne Bedeutung, solange die Sichtlinie 130 im Glas 120 in der Trageorientierung allgemein parallel zur optischen Mittellinie 132 bleibt.
Soll ähnlich das Glas keine Neigung oder eine Aufwärtsneigung in der Trageorientierung haben, würde die normale Sichtlinie (und das gesamte Glas) die Kugel 124 am oder über dem waagerechten Meridian kreuzen, der die optische Mittellinie enthält. Daher verweist der räumliche Abstand und die Position der abschließenden normalen Sichtlinie 130 relativ zur optischen Mittellinie 132 auf den Grad der Umfassung (durch den waagerechten Abstand) und der Neigung (durch den senkrechten Abstand). Unabhängig von den betroffenen Abständen zeigt aber das Glas minimale optische Verzerrung, solange die normale Sichtlinie 130 von der optischen Mittellinie 132 versetzt ist, aber zu ihr im wesentlichen parallel bleibt, vorzugsweise sowohl in der Horizontal- als auch Vertikalebene.
Im Sinne der Erfindung soll "im wesentlichen parallel" bedeuten, daß die vorgewählte Sichtlinie 130 bei Orientierung des Glases 120 in der Trageposition in der Horizontal- oder Vertikalebene allgemein höchstens etwa ±15º von einer Parallelen zur optischen Mittellinie 132 abweicht. Vorzugsweise sollte die normale Sichtlinie 130 höchstens etwa ±10º von der optischen Mittellinie abweichen, stärker bevorzugt weicht die normale Sichtlinie 130 höchstens etwa ±5º und am stärksten bevorzugt höchstens etwa ±2º von einer Parallelen zur optischen Mittellinie 132 ab. Optional ist die Sichtlinie 130 parallel zur optischen Mittellinie in der Trageorientierung.
Allgemein haben Abweichungen von einer Parallelen in der Horizontalebene eine stärkere negative Auswirkung auf die optischen Eigenschaften als Abweichungen von einer Parallelen in der Vertikalebene. Somit kann der Raumwinkel zwischen der Sichtlinie 130 und der optischen Mittellinie 132 in der Vertikalebene die o. g. Bereiche für einige Brillen übersteigen, solange die waagerechte Komponente des Abweichungswinkels innerhalb der o. g. Abweichungsbereiche von der Parallelorientierung liegt. Vorzugsweise weicht die Sichtlinie 130 in der Vertikalebene höchstens etwa ±10º und stärker bevorzugt höchstens etwa ±3º von der optischen Mittellinie in der Trageorientierung ab.
Fig. 7 ist eine weggeschnittene Ansicht des Glases 120, des Glasrohlings 122 und der geometrischen Form 124 von Fig. 6. Aus dieser Ansicht geht hervor, daß die bevorzugte geometrische Form 124 hohl mit Wänden variierender Dicke ist, was ein waagerechter Querschnitt 134 an der optischen Mittellinie der geometrischen Form 124 verdeutlicht.
Die verjüngten Wände der bevorzugten geometrischen Form 124 sind das Ergebnis zweier waagerecht versetzter Kugeln, die durch ihre Mittelpunkte C1 und C2 und Radien R1 und R2 dargestellt sind. Eine Außenfläche 136 des bevorzugten Glasrohlings 122 entspricht einer Kugel (mit dem Radius R1), während eine Innenfläche 138 des Glasrohlings 122 der anderen Kugel (mit dem Radius R2) entspricht. Durch Einstellen der Parameter, die die beiden Kugeln beschreiben, kann auch die Art der Verjüngung des Glasrohlings 122 eingestellt werden.
Insbesondere sind die Parameter für die beiden Kugeln, denen die Außenfläche 136 und Innenfläche 138 des Glasrohlings entsprechen, vorzugsweise so ausgewählt, daß eine minimale oder null betragende Brechkraft oder nichtkorrigierende Gläser erzeugt werden. Stellt CT eine gewählte Mittendicke dar (maximale Dicke der Wand der geometrischen Hohlform 124), ist n eine Brechzahl des Glasrohlingsmaterials, ist R1 durch gestalterische Wahl für die Wölbung der Außenfläche 136 festgesetzt, so läßt sich R2 nach der im folgenden aufgeführten Gleichung bestimmen.
CT/n stellt den Abstand der Kugelmitten C1 und C2 dar. Ist z. B. ein Glas mit 6er Basis als gestalterische Wahl gewünscht, ist die Mittendicke so gewählt, daß sie 3 mm beträgt, und lautet die Brechzahl des bevorzugten Materials (Polycarbonat) 1,586, so läßt sich R2 wie folgt bestimmen:
Für dieses Beispiel ist der Radius R1 der Außenfläche 136 gleich 88,333 mm, der Radius R2 der Innenfläche 138 ist gleich 87,225 mm, und die Kugelmitten C1 und C2 sind um 1,892 mm getrennt. Diese Parameter beschreiben die Wölbung des Glasrohlings 122 einer bevorzugten dezentrierten sphärischen Ausführungsform.
Im Fall der bevorzugten Ausführungsform ist die optische Mittellinie 132 jene Linie, die beide Mittelpunkte C1 und C2 der versetzten Kugeln durchläuft. Sie durchläuft in diesem Fall den dicksten Abschnitt der Wände der bevorzugten geometrischen Form 124 an einem optischen Mittelpunkt 140, obwohl dies möglicherweise nicht für alternative nichtsphärische Ausführungsformen gilt. In diesem Fall durchläuft die optische Mittellinie 132 die Oberfläche 136 des dargestellten Glasrohlings 122, obwohl dies nicht notwendigerweise so ist. Der optische Mittelpunkt 140 liegt in diesem Fall nicht auf dem Glas 120, wenngleich er dort für größere Gläser oder Gläser liegen kann, die weniger Umfassung in der Trageorientierung haben sollen.
Fig. 8 veranschaulicht einen waagerechten Querschnitt durch ein Glas 120 und zeigt in Durchsicht die geometrische Form 124, der die Außenfläche 136 und Innenfläche 138 entsprechen. In dieser Zeichnung ist der Glasrohling 122 weggelassen. Erfindungsgemäß ist die mit der gewählten Orientierung zusammenhängende optische Mittellinie 132 so ausgerichtet, daß sie allgemein parallel zur normalen Geradeaussichtlinie 130 des Trägers, aber von ihr versetzt ist, wenn das Glas 120 in einem Brillengestell anzuordnen ist.
Fig. 8A veranschaulicht einen senkrechten Querschnitt durch das Glas 120 und zeigt auch in Durchsicht die geometrische Form 124, der die Außenfläche 136 und Innenfläche 138 entsprechen. Anders als in der waagerechten Ansicht von Fig. 8 scheint die Projektion der optischen Mittellinie 132 auf eine Vertikalebene (d. h. die senkrechte Komponente der optischen Mittellinie 132) das senkrechte Profil des bevorzugten Glases 120 zu durchlaufen. In jedem Fall ist die mit der gewählten Verjüngung zusammenhängende senkrechte Komponente der optischen Mittellinie 132 ebenfalls so ausgerichtet, daß sie allgemein parallel zur normalen Sichtlinie 130 des Trägers in der Trageorientierung ist.
Neben der Bereitstellung optisch korrekter Gläser für Doppelglasbrillen mit einem hohen Umfassungsgrad kann die Erfindung somit optisch korrigierte Gläser für Brillen bereitstellen, die durch einen Neigungsgrad charakterisiert sind. Die Termini "Neigung" (rake) und "optisch korrekt" werden nachfolgend näher definiert.
Allgemein soll "Neigung" den Zustand eines Glases beschreiben, für das in der Trageorientierung die normale Sichtlinie 130 (siehe Fig. 8A) auf eine senkrechte Tangente zum Glas 120 in einem nicht lotrechten Winkel trifft. Für optisch korrigierte Brillen gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist aber die normale Sichtlinie auf ein geneigtes Glas allgemein parallel zur optischen Mittellinie und von ihr senkrecht versetzt. Daher kann der Neigungsgrad in einem korrekt orientierten Glas anhand der Entfernung gemessen werden, um die die normale Sichtlinie von der optischen Mittellinie senkrecht verschoben ist.
Für ein mittig orientiertes Glas gemäß Fig. 10B fällt die Sichtlinie des Trägers mit der optischen Mittellinie zusammen, weshalb keine senkrechte Verschiebung vorliegt. Während ein solches Glas in der Trageorientierung optisch korrigiert sein kann (gemäß der nachfolgenden Festlegung), hat das Glas im Gegensatz zur bevorzugten Ausführungsform der Erfindung keine Neigung. Fig. 10C zeigt eine Glasorientierung, die abwärts schräggestellt oder geneigt ist, für die aber die optische Mittellinie und die normale Sichtlinie so stark divergieren, daß keine "Verschiebung" sinnvoll meßbar wäre. Während ein solches Glas eine Abwärtsneigung im herkömmlichen Sinn haben kann und dabei vorteilhaft für Augenschutz von unten sorgt und sich an das Trägergesicht anpaßt, ist es optisch nicht korrigiert.
Im Gegensatz dazu ist die normale Sichtlinie durch ein geneigtes Glas, das gemäß der bevorzugten Ausführungsform hergestellt ist, durch eine finite senkrechte Verschiebung von der optischen Mittellinie gekennzeichnet, vorzugsweise eine Abwärtsverschiebung für eine Abwärtsneigung. Divergiert die optische Mittellinie von der normalen Sichtlinie innerhalb der o. g. akzeptablen Winkelbereiche, sollte diese Verschiebung an oder nahe der Glasoberfläche gemessen werden. Die Verschiebung kann im Bereich von einer beliebigen Verschiebung ungleich null bis etwa 8,0 Inch liegen. Gläser mit einer Wölbung mit geringerer Basis können eine größere Verschiebung erfordern, um gute Neigung zu erreichen. Die senkrechte Verschiebung für ein Glas mit einer Wölbung mit der Basis 6 sollte aber zwischen etwa 0,1 Inch und etwa 2,0 Inch liegen. Stärker bevorzugt liegt die senkrechte Verschiebung zwischen etwa 0,1 Inch und etwa 1,0 Inch, insbesondere zwischen etwa 0,25 Inch und etwa 0,75 Inch und am stärksten bevorzugt etwa 0,5 Inch.
"Optisch korrekt" bezieht sich im Gebrauch dieses Terminus in dieser Beschreibung auf ein Glas, das relativ geringe Verzerrung in der Messung durch einen oder mehrere der folgenden Werte in der Trageorientierung zeigt: Prismenverzerrung, Brechkraft und Astigmatismus. Geneigte Gläser gemäß der bevorzugten Ausführungsform haben eine Prismenverzerrung von mindestens nur 1/4 Dioptrien oder 3/16 Dioptrien und normalerweise unter etwa 1/8 Dioptrien, vorzugsweise unter etwa 1/16 Dioptrien und stärker bevorzugt unter etwa 1%32 Dioptrien. Auch Brechkraft und Astigmatismus sind für erfindungsgemäße Gläser vorzugsweise gering. Brechkraft und Astigmatismus betragen ebenfalls mindestens nur 1/4 Dioptrien oder 3/16 Dioptrien und vorzugsweise unter etwa 1/8 Dioptrien, stärker bevorzugt unter etwa 1/16 Dioptrien und am stärksten bevorzugt unter etwa 1/32 Dioptrien.
Dem Fachmann wird klar sein, daß die Vorteile beim Minimieren optischer Verzerrung sowohl in der waagerechten als auch senkrechten Dimension gelten. Besonders vorteilhaft ist eine Anwendung der hierin gelehrten Grundsätze auf sowohl die senkrechte als auch die waagerechte Dimension des Glases, was die Kombination aus seitlichem und unterem Peripherieschutz der Augen (durch Umfassung und Neigung) mit ausgezeichneter optischer Güte über den vollen Winkelsichtbereich des Trägers ermöglicht.
Obwohl ferner die hier beschriebenen Hauptausführungsformen einen konstanten Radius in sowohl waagerechtem als auch senkrechtem Querschnitt haben, sind vielfältige Glaskonfigurationen in beiden Ebenen im Zusammenhang mit der Erfindung möglich. So kann z. B. die Außen- und/oder Innenfläche des Glases der Erfindung allgemein einer Kugelform gemäß Fig. 6 und 7 entsprechen. Alternativ kann die Außen- und/oder Innenfläche einer geraden Kreiszylinder-, Kegelstumpf-, elliptischen Zylinder-, Ellipsoid-, Rotationsellipsoid-, einer anderen asphärischen oder einer beliebigen einer Anzahl anderer dreidimensionaler Formen entsprechen. Unabhängig von der speziellen senkrechten oder waagerechten Wölbung einer Oberfläche könnte aber die andere Oberfläche so gewählt sein, daß sie Brechkraft, Primenwirkung und Astigmatismus des Glases in der Anordnungs- und Trageorientierung minimiert.
Fig. 9 bis 12 helfen beim Beschreiben eines Verfahrens zur Auswahl einer Stelle auf dem Glasrohling 122, aus der das rechte Glas (Linse) 120 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zu schneiden ist. Verständlich ist, daß ein ähnliches Verfahren zum Aufbau des linken Glases für die Doppelglasbrille der bevorzugten Ausführungsform zum Einsatz käme.
Als erster Schritt kann eine gewünschte allgemeine Wölbung der Innen- oder Außenfläche 138, 136 des Glases gewählt werden. Für das bevorzugte Glas 120 bestimmt diese Wahl den Basiswert des Glasrohlings 122, Wie an anderer Stelle hierin erwähnt, kann eine Reihe anderer Wölbungen im Zusammenhang mit der Erfindung genutzt werden. Eine Glasdickenauswahl kann auch vorgewählt werden. Insbesondere kann die minimale Dicke so gewählt werden, daß das Glas einer vorgewählten Stoßkraft widersteht.
Außerdem kann eine gewünschte Glasform gewählt werden. Zum Beispiel zeigt Fig. 12 ein Beispiel für eine Aufrißform für das Glas 120. Die spezielle ausgewählte Form ist für die hier diskutierten optischen Merkmale orientierter dezentrierter Gläser nicht relevant.
Ferner sollte eine gewünschte Trageorientierung für das Glas relativ zur normalen Sichtlinie 130 des Trägers 126 gewählt werden. Wie zuvor erwähnt, können bevorzugte Orientierungen eine erhebliche seitliche Umfassung zum seitlichen Schutz und zum Abfangen von Peripherielicht und aus ästhetischen Gründen auch einen gewissen Grad von Abwärtsneigung vorsehen. Beispielsweise verwendet die Ausführungsform gemäß Fig. 6 bis 12 ein abgekantetes Glas 120, um die Umfassung zu realisieren. Alternativ läßt sich die Umfassung durch Verwendung eines Glases mit höherer Basis und einer eher herkömmlichen (nicht abgekanteten) Orientierung erzielen. Fig. 9 und 10 zeigen deutlicher, wie die Orientierungen zur Sichtlinie 130 des Trägers in Beziehung stehen können.
Außerdem kann der Brillendesigner einen Grad von Neigung oder senkrechter Schrägstellung wählen, was aus Fig. 10A bis 10C deutlich ist, die verschiedene senkrechte Trageorientierungen eines Glases relativ zum Kopf des Trägers 126 zeigen. Fig. 10A veranschaulicht die bevorzugte Orientierung des Glases 120 relativ zum Kopf des Trägers 126 und insbesondere relativ zur normalen Geradeaussichtlinie 130. Eine Abwärtsneigung gemäß Fig. 10A ist aus vielfältigen Gründen erwünscht, u. a. wegen verbesserter Formanpassung an die übliche Kopfanatomie. Wie dem Fachmann anhand der Offenbarung hierin klar ist, kann durch ein Glas 120 mit einem mechanischen Mittelpunkt, der unter die Horizontalebene fällt, die die optische Mittellinie 132 schneidet (siehe Fig. 7), das Glas mit einer Abwärtsneigung gemäß Fig. 10 orientiert sein und dennoch eine allgemein parallele Beziehung zwischen der optischen Mittellinie und der Geradeaussichtlinie wahren. Da die Orientierung des Glases 120 zur optischen Mittellinie 132 in der gedachten Kugel die gleiche sein sollte wie die Orientierung zwischen dem Glas 120 und einer Parallelen zur normalen Sichtlinie 130 in der Trageorientierung, kann jedes aus dieser Kugel unterhalb der optischen Mittellinie 132 geschnittene Glas mit einem entsprechenden Abwärtsneigungsgrad angeordnet sein und die optische Korrektur der Erfindung erreichen.
Folglich kann der gewünschte Neigungsgrad gewählt werden, indem eine senkrechte Komponente der Verschiebung zwischen der normalen Sichtlinie 130 und der optischen Mittellinie 132 gemäß Fig. 10A festgelegt wird. In jedem Fall gilt, daß mit größerer Verschiebung die Abwärtsneigung zunimmt. Im allgemeinen ist die erfindungsgemäße senkrechte Verschiebung größer als null. Allgemein beträgt sie etwa 0,1 Inch bis etwa 2 Inch je nach Basiswölbung. Vorzugsweise beträgt die senkrechte Verschiebung etwa 0,1 Inch bis etwa 1 Inch oder etwa 0,2 Inch oder mehr. Stärker bevorzugt beträgt sie etwa 0,25 Inch bis etwa 0,75 Inch, und in einer Ausführungsform betrug sie etwa 0,5 Inch.
Alternativ kann ein allgemeines Profil gewählt werden, das eine Orientierung der normalen Sichtlinie relativ zur Wölbung des Glases (ohne Berücksichtigung der Dicke des Glases) festlegt. Zum Beispiel zeigt Fig. 10A auch Bezugspunkte einer Oberkante 152 und einer Unterkante 154 relativ zur normalen Sichtlinie 130. Diese Beziehung kann dann genutzt werden, die Position auf einem Glasrohling zu bestimmen, aus dem das Glas zu schneiden ist, was aus der nachfolgenden Diskussion von Fig. 11A deutlich wird.
In Fig. 11 ist eine Abbildung der waagerechten Orientierung des Glases (Linse) 120 auf den Glasrohling 122 veranschaulicht. Die normale Sichtlinie 130, anhand derer die gewählte Orientierung gemessen wird, bleibt im wesentlichen parallel zur optischen Mittellinie 132 und von ihr versetzt. Die waagerechte Komponente der Verschiebung liegt allgemein im Bereich von etwa 0,1 Inch bis etwa 8 Inch für Wölbungen mit geringerer Basis.
Sobald das ästhetische Design sowie die gewünschte Neigungs- und Umfassungsorientierung z. B. gemäß Fig. 11 bestimmt sind (z. B. durch das gewählte Gestell 150) und der Glasrohling 122 mit einer geeigneten Basiswölbung zur Einpassung in das ästhetische Design gebildet ist, kann das ästhetische Design grafisch oder mathematisch auf die Oberfläche der theoretischen Kugel oder des Rohlings "projiziert" werden, um jenen Abschnitt der Kugel zu identifizieren, der zur Verwendung als Glas 120 geeignet ist. Die Projektion der Glasform auf die Kugel sollte über die Oberfläche der Kugel bewegt werden, bis sie so positioniert ist, daß das an dieser Stelle aus der Kugel geschnittene Glas die geeignete Umfassung und Neigung für das ästhetische Design hat, ohne das Glas 120 aus seiner Orientierung zu drehen, in der die optische Mittellinie der Kugel allgemein parallel zur gewünschten normalen Sichtlinie in der Trageorientierung ist.
Eine ähnliche gleichzeitige Projektion läßt sich für die gewählte senkrechte Orientierung durchführen, was Fig. 11A zeigt. Fig. 11A veranschaulicht schematisch die Projektion vom gewählten Gestell 150 auf eine Position auf dem Glasrohling 122. Das Gestell 150 (oder eine Konzeptkonfiguration, z. B. die von Fig. 20A) stellt Bezugspunkte in Form der Glasoberkante 152 und -unterkante 154 in Relation zur Sichtlinie 130 bereit. Die Projektion kann dann nach oben oder unten verschoben werden, bis die Oberkante 152 und Unterkante 154 beide gleichzeitig zu entsprechenden Punkten auf der Außenfläche 136 des Glasrohlings ausgerichtet sind, während die Sichtlinie 130 im wesentlichen parallel zur optischen Mittellinie 132 bleibt.
Eine Projektion sowohl des waagerechten Profils als auch des senkrechten Profils läßt sich gleichzeitig durchführen, wodurch eine eindeutige Position auf dem Glasrohling 122 geortet wird, die der gewünschten dreidimensionalen Form des Glases (u. a. der Aufrißform gemäß Fig. 12) entspricht, bei der die Sichtlinie 130 parallel zur optischen Mittellinie 132 oder einer anderen Bezugslinie des Glasrohlings 122 ist. Natürlich ist klar, daß die Linien 130 und 132 im wesentlichen parallel sein können, d. h. innerhalb des zuvor genannten akzeptablen Winkelabweichungsbereichs liegen.
Danach kann diese Form aus dem Rohling 122 geschnitten oder direkt in die fettige Glaskonfiguration geformt werden. Das resultierende Glas 120 entspricht nicht nur der gewünschten Form, sondern minimiert auch Prismenverzerrung, wenn es die Trageorientierung hat.
Fig. 12 zeigt einen Glasrohling 122, der zum Blatt so wie jener konkav ist, der einem Abschnitt der Oberfläche der Kugel von Fig. 6 und 7 entspricht. In Fig. 12 ist der Glasrohling 122 auf der theoretischen Kugel so gebildet, daß die mechanische Mitte des Rohlings in Zeichnungsmitte auf dem mittleren waagerechten Meridian dargestellt ist. Das veranschaulichte Glasprofil 120 hat eine Medialkante 148, eine Lateralkante 144, eine Oberkante 152 und eine Unterkante 154. Die Medialkante 148 des rechten Glases 120 liegt nahe dem optischen Mittelpunkt des Glasrohlings 122.
Mindestens ein Abschnitt des rechten Glases (Linse) 120 liegt im linken unteren (dritten) Quadranten des Glasrohlings 122. Vorzugsweise fällt in einer Ausführungsform der Erfindung mit sowohl Umfassung als auch Abwärtsneigung mindestens etwa die Hälfte der Glasfläche in den dritten Quadranten des Glasrohlings 122. Vorzugsweise liegt die gesamte oder im wesentlichen die gesamte Fläche des Glases 120 unterhalb und links vom optischen Mittelpunkt gemäß der Darstellung. Gläser, die einen ähnlichen Neigungsgrad, aber geringere Umfassung zeigen, können auf dem Glasrohling 122 so positioniert werden, daß sogar 50% oder mehr der Glasfläche im rechten unteren (zweiten) Quadranten des Glasrohlings 122 liegen.
Fig. 12A zeigt die Position auf demselben Glasrohling 122, aus dem ein linkes Glas (Linse) 120L geschnitten werden könnte. Das linke Glas 120L hat eine Medialkante 148L, eine Lateralkante 144L, eine Oberkante 152L und eine Unterkante 154L. Das linke Glas 120L ist in Durchsicht gezeigt, da das rechte Glas 120 wie auch das linke Glas 120L für das gezeigte Profil nicht aus demselben Glasrohling 122 geschnitten werden können. Statt dessen würde das dargestellte linke Glas 120L aus der Position geschnitten, die auf einem zweiten Glasrohling gezeigt ist, der mit dem ersten Glasrohling 122 identisch ist.
Da das linke Glas 120L das symmetrische Gegenstück zum rechten Glas 120 sein sollte, ist das linke Glas 120L ein Spiegelbild des rechten Glases 120. Zum Beispiel kann das Bild des rechten Glases 120 um eine Vertikalebene gekippt werden, die von der optischen Mittellinie 130 und den Polen der Kugel 124 durchlaufen wird. Der Glasrohling, auf den dieses Bild projiziert würde, kann mit dem dargestellten Glasrohling 122 identisch, aber 180º um den mechanischen Mittelpunkt gedreht sein.
Alternativ läßt sich die Position des linken Glases 120L auch als Spiegelbild des rechten Glases 120 an einer senkrechten Symmetrieachse betrachten. Gemäß Fig. 12A steht das linke Glas 120L relativ zum rechten Glas 120 auf dem Kopf. Für den bevorzugten Glasrohling 122 ist die senkrechte Symmetrieachse ein mittlerer waagerechter Meridian 170, der den Glasrohling 122 in eine obere und untere Hälfte teilt, die jeweils einer oberen und unteren Halbkugel der Kugel 124 (Fig. 6 und 7) entsprechen. Somit ist die waagerechte Position (d. h. der Abstand von der Medial- oder Lateralkante des Glasrohlings 122) für jeweils die Medialkante 148L, Lateralkante 144L, Oberkante 152L und Unterkante 154L die gleiche für entsprechende Punkte des rechten Glases 120. Entsprechende Punkte auf dem linken und rechten Glas haben auch die gleiche senkrechte Entfernung vom waagerechten Meridian 170, aber in den Gegenrichtungen. Beispielsweise hat die Oberkante 152L des linken Glases 120L etwa den gleichen Abstand über dem waagerechten Meridian 170 wie die Oberkante 152 des rechten Glases 120 unter dem waagerechten Meridian 170.
Somit wird das linke Glas 120L jeder geneigten Doppelglasausführungsform im wesentlichen aus der oberen Hälfte des bevorzugten Glasrohlings 122 geschnitten, während das rechte Glas 120 im wesentlichen aus der unteren Hälfte eines identischen Glasrohlings geschnitten wird. Hat eine Doppelglasausführungsform sowohl Umfassung als auch Neigung, wird vorzugsweise das linke Glas 120L im wesentlichen aus dem linken oberen (vierten) Quadranten des bevorzugten Glasrohlings 122 geschnitten, während das rechte Glas im wesentlichen aus dem dritten Quadranten geschnitten wird. In diesem Kontext bezeichnet "im wesentlichen" mehr als 50% der Oberflächengröße des Glases 120 oder 120L, die in die (den) relevante(n) Hälfte oder Quadranten des bevorzugten Glasrohlings 122 fallen.
Natürlich ist diese Beschreibung auf einen Glasrohling 122 beschränkt, der durch eine optische Mittellinie beschrieben ist, die den mittleren waagerechten Meridian 170 durchläuft (d. h. die Verjüngung des Glasrohlings 122 ist senkrecht symmetrisch), nicht aber den mechanischen Mittelpunkt (d. h. die Verjüngung des Glasrohlings 122 ist waagerecht asymmetrisch). Verständlich ist, daß alternative Glasrohlinge eine alternative Verjüngung nutzen können. Der Fachmann kann die Positionen, aus denen das rechte und linke Glas zu schneiden sind, so einstellen, daß die normale Sichtlinie in der Trageorientierung im wesentlichen parallel zur optischen Mittellinie unabhängig von der Verjüngungssymmetrie bleibt.
Somit stellt die Erfindung ein genaues Verfahren zum Herstellen der korrekten Entsprechung zwischen Verjüngung und dem variierenden Einfallswinkel vom Trägerauge zur Oberfläche eines Glases bereit. Indem sie eine neue Beziehung zwischen der Sichtlinie des Trägers und der Verjüngungsform erkennt, ermöglicht die Erfindung den Einsatz einer beliebigen von vielfältigen Glasgestaltungen, während sie Astigmatismus, Brechkraft und Prismenverzerrung minimiert. Beispielsweise kann ein Designer eine wünschenswerte Orientierung und Wölbung für das Glas relativ zur Sichtlinie eines Trägers wählen. Die Orientierung und Wölbung können aus einem großen Bereich von Neigung, Umfassung, Basiswert und Nähe zum Gesicht eines Trägers gewählt werden. Die Form der Verjüngung und die Lage des Glasprofils auf der theoretischen Kugel oder einer anderen Form lassen sich dann durch das Verfahren der Erfindung so wählen, daß die Prismenverzerrung in der Trageorientierung minimiert ist.
Obwohl die vorstehende Erfindung anhand von bestimmten bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, werden dem Fachmann angesichts der Offenbarung andere Ausführungsformen deutlich sein. Folglich soll die Erfindung nicht durch die aufgeführten bevorzugten Ausführungsformen beschränkt, sondern lediglich anhand der beigefügten Ansprüche festgelegt sein.

Claims

1. Verfahren zum Schneiden einer rechten und einer linken nichtkorrigierenden Linse (12, 102, 14, 104) aus Linsenrohlingen (122) mit den folgenden Schritten:

Bereitstellen mindestens eines ersten und eines zweiten im wesentlichen identischen, senkrecht und waagerecht verjüngten Linsenrohlings (122), wobei jeder Rohling (122) eine sphärische Anterior- und Posteriorfläche (28, 108, 30) hat, die Anterior- und Posteriorfläche (28, 108, 30) Wölbungsmittelpunkte (C1, C2) haben, die durch eine optische Mittellinie (132) verbunden sind, die optische Mittellinie (132) eine Horizontalebene vertikaler Symmetrie durchläuft, aber von einem geometrischen Mittelpunkt des Linsenrohlings (122) waagerecht versetzt ist, und die Horizontalebene vertikaler Symmetrie den Linsenrohling (122) in eine erste Hälfte und eine zweite Hälfte teilt;

Schneiden der rechten nichtkorrigierenden Linse (14, 104) für ein Augenglaspaar (10, 100), so daß mehr als 50% der Fläche der rechten Linse (14, 104) aus der ersten Hälfte des ersten Linsenrohlings (122) geschnitten wird; und

Schneiden der linken nichtkorrigierenden Linse (12, 102) für das Augenglaspaar (10, 100), so daß mehr als 50% der Fläche der linken Linse (12, 102) aus der zweiten Hälfte des zweiten Linsenrohlings (122) geschnitten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Hälfte jedes Linsenrohlings (122) über der Horizontalsymmetrieebene liegt und die zweite Hälfte unter der Horizontalsymmetrieebene liegt, die erste Hälfte in einen ersten linken Quadranten, der nicht an die optische Mittellinie (132) angrenzt, und einen ersten rechten Quadranten, der an die optische Mittellinie (132) angrenzt, aufgeteilt ist, die zweite Hälfte in einen zweiten linken Quadranten, der nicht an die optische Mittellinie (132) angrenzt, und einen zweiten rechten Quadranten, der an die optische Mittellinie (132) angrenzt, aufgeteilt ist, mehr als 50% der Fläche der rechten Linse (14, 104) aus dem zweiten linken Quadranten des ersten Linsenrohlings (122) geschnitten werden und mehr als 50% der Fläche der linken Linse (12, 102) aus dem ersten linken Quadranten des zweiten Linsenrohlings (122) geschnitten werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die linke Linse (12, 102) ein Spiegelbild der rechten Linse (14, 104) ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die waagerechte Position der Kanten auf der linken Linse die gleiche für entsprechende Punkte auf der rechten Linse (14, 104) ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei entsprechende Punkte auf der linken und rechten Linse (12, 102, 14, 104) den gleichen senkrechten Abstand von der Horizontalsymmetrieebene haben.

6. Verfahren nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die rechte Linse (14, 104) eine Basiskurve von mindestens 6 hat, wobei die Basiskurve mit einem Wölbungsradius der Anteriorfläche der Linse in Millimetern durch folgende Gleichung in Beziehung steht: der Wölbungsradius gleicht 530 dividiert durch die Basiskurve.

7. Verfahren nach Anspruch 6, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Basiskurve der rechten Linse (14, 104) im Bereich von etwa 7,5 bis etwa 10,5 liegt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Basiskurve der rechten Linse (14, 104) im Bereich von etwa 8 bis etwa 9,5 liegt.

9. Verfahren nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die rechte Linse (14, 104) eine maximale waagerechte Bogenlänge im Bereich von etwa 3,81 Zentimetern bis etwa 8,89 Zentimetern hat.

10. Verfahren nach Anspruch 9, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die rechte Linse (14, 104) eine maximale waagerechte Bogenlänge im Bereich von etwa 5,08 Zentimetern bis etwa 7,62 Zentimetern hat.

11. Verfahren nach Anspruch 2, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Medialkante (24, 148) der rechten Linse (14, 104) eine Dicke im Bereich von etwa 1 mm bis etwa 2,5 mm hat.

12. Verfahren nach Anspruch 11, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Medialkante (24, 148) der rechten Linse (14, 104) eine Dicke im Bereich von etwa 1,5 mm bis etwa 1,8 mm hat.