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HINTERGRUND DER ERFINDUNG:
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Diese Erfindung betriff progressive
ophthalmologische Linsen. Insbesondere betrifft diese Erfindung einen
neuen und verbesserten progressiven Linsenentwurf, der gewünschte Merkmale
von Entwürfen
von sowohl harten als auch weichen progressiven Linsen aufweist.
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In dem Gebiet der progressiven Linsen
ist es üblich,
auf harte und weiche progressive Linsenentwürfe Bezug zu nehmen. Der harte
Entwurf, der an den gebräuchlichen
trifokalen Entwurf erinnert, zeigt Merkmale eines sphärischen
Fernsichtabschnitts (Distance Portion, DP), der die Breite der Linse überspannt,
und eines großen
sphärischen
Leseabschnitts (Reading Portion RP), wobei die zwei Zonen durch
einen Nabelkorridor mit einer progressiven dioptrischen Brechkraft
verbunden sind. Die inhärenten
und unvermeidbaren Aberrationen, d. h. ein Astigmatismus, des harten
Entwurfs sind auf die Umfangszonen konzentriert, die an den Korridor
und den sphärischen
RP angrenzen. Weil die Aberrationen in relativ kleinen Gebieten
der Linse konzentriert sind, sind deren Größe und Änderungsrate für den Tragenden
höchst
merkbar, was den Ausdruck „hart" progressiv
hervorbringt. Bei dem harten Entwurf werden ein maximaler Abstand
und eine Lesemöglichkeit
auf Kosten des gesamten Sehkomforts erhalten, was sich aus der Konzentration
des gesamten Astigmatismus in den Umfangszonen, die an den Nabelkorridor
und den sphärischen
Leseabschnitt angrenzen, ergibt. Ein typischer herkömmlicher
harter Linsenentwurf ist in dem U.S. Patent 4056311 gezeigt.
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Der weiche Entwurf verringert den
visuellen Einfluss der inhärenten
Aberrationen, indem ihnen erlaubt wird, sich in die lateralen Gebiete
des DP hinein zu erstrecken, und indem die Breite des RP verringert
oder minimiert wird. Der weiche Entwurf kann vollständig asphärisch in
sowohl dem Abstandsals auch dem Leseabschnitt sein. Die Größe und die Änderungsrate
der Aberrationen eines derartigen Entwurfs sind weitaus geringer
als diejenigen des harten Entwurfs, was den Ausdruck „weich"
progressiv hervorbringt. In dem weichen Entwurf wird ein verbesserter
visueller Komfort auf Kosten der verringerten Genauigkeit in den
Umfangsgebieten des DP und RP erhalten. Vielleicht ist der ultimative
weiche Entwurf in dem früheren
U.S. Patent 4861153 des Anmelders offenbart.
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Die europäische Patentanmeldung 88305383.7
(Veröffentlichungs-Nr.
0295849A2) offenbart ein Verfahren zum Optimieren der Funktion einer
ophthalmologischen progressiven Linse, die eine Fernsichtzone, eine
Nahsichtzone und eine Zwischenzone aufweist, und die sich ergebende
optimierte Linse. Die Oberfläche der
zu optimierenden Linse, die wenigstens eine quantitative Funktionscharakteristik
aufweist, wird durch eine mathematische Basisfunktion dargestellt,
die mit einer gewählten
Optimierungsfunktion kombiniert wird. Die Optimierungsfunktion umfasst
wenigstens einen einstellbaren Parameter und kann wenigstens eine
Randbedingung aufweisen, die auf sie entlang des Rands eines gewählten Unterbereichs
der Linsenoberfläche
auferlegt wird. Eine quantitative Zielzahl der Kombination der Basis-
und Optimierungsfunktionen, die sich auf die wenigstens eine Funktionscharakteristik
durch eine gewählte
Zielfunktion bezieht, wird durch den wenigstens einen einstellbaren
Parameter der Optimierungsfunktion optimiert. Durch die Optimierung
wird eine verbesserte Oberflächenfunktion
erhalten, die die Oberfläche
der verbesserten progressiven Linse darstellt. Eine Linsenoberfläche, die
auf die verbesserte Oberflächenfunktion
anspricht, wird dann gebildet.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG:
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Auf Grundlage der vorangehenden Ausführungen
lässt sich
ersehen, dass der Entwurf von progressiven Linsen als eine Wechselwirkung
oder ein Kompromiss angesehen werden kann. Für eine maximale Fern- und Lesemöglichkeit
ist der harte Entwurf angezeigt, wohingegen man für einen
maximalen Komfort einen weichen Entwurf wählt. Von einem mathematischen
Standpunkt her stellen die harten und weichen Entwürfe die Endpunkte
eines kontinuierlichen Spektrums von möglichen Entwürfen dar,
die voneinander durch unterschiedliche Härtegrade unterschieden werden.
Ein Entwurf mit einer mittleren Härte könnte z. B. lediglich dadurch
erhalten werden, dass ein sphärischer
DP gewählt
wird, dessen Größe zwischen
denjenigen des reinen harten und des reinen weichen Entwurfs ist.
Die algebraische Beschreibung einer typischen Oberfläche eines Beitrags-
bzw. Additionswerts A (d. h. die Brechkraft der Linse) in dem Entwurfskontinuum
kann in der folgenden funktionalen Form geschrieben werden.
Z(A) =
f(A)(x, y, p) (1)
wobei
z das Durchhängen
(die Elevation) der progressiven Oberfläche über der x – y Ebene an dem Punkt (x, y)
bezeichnet und p für
einen kontinuierlich variablen Parameter oder einen Satz von Parametern
(der DP und RP Größe z. B.)
steht, dessen Wert den Grad der Härte steuert. pH und
pS bezeichnen die Parametersätze, die den
reinen harten und reinen weichen (Endpunkt) Entwürfen entsprechen. Die funktionalen
Formen von diesen zwei Grenzfällen
werden dann folgendermaßen
angeben:
ZH
(A) = f(A)(x,
y, pH) (2) bzw.
ZS
(A) = f(A)(x, y,
pS) (3)
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Mit einem derartigen Zwischendesign
könnte
man hoffen, einige der Vorteile des harten als auch weichen Designs
einzufangen, während
deren Nachteile verringert werden. Jedoch ist dies ein relativ simplistischer
Ansatz und er erreicht nicht die Vorteile, die durch Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung erreicht werden können.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
ist eine progressive ophthalmologische Linse vorgesehen, wie in einem
der Ansprüche
1 und 4 nachsehend definiert ist.
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In Übereinstimmung mit Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wird ein neuer Entwurf für eine zusammengesetzte
Linse offenbar, bei der Aspekte der harten und weichen Linsenentwürfe in einer
linearen Überlagerung
kombiniert werden, um die zusammengesetzte Linse zu bilden.
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BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN:
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 und 2 jeweils Plots des Oberflächenastigmatismus
und der mittleren Brechkraft mit einem harten Linsenentwurf, der
eine 2,0 D Hinzufügung
(add) aufweist;
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3 und 4 jeweils Plots des Oberflächenastigmatismus
und der mittleren Brechkraft einen herkömmlichen weichen Linsenentwurf
der eine 1,25 D Hinzufügung
(add) aufweist;
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5 und 6 jeweils Plots des Oberflächenastigmatismus
und der mittleren Brechkraft für
einen herkömmlichen
harten Linsenentwurf, der eine 0,75 D Hinzufügung (add) aufweist;
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7 und 8 jeweils Plots des theoretischen
Oberflächenastigmatismus
und der Brechkraft für
eine zusammengesetzte Linse dieser Erfindung, die eine gesamte Hinzufügung (add)
von 2,0 D aufweist;
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9 und 10 jeweils Plots des theoretischen
Oberflächenastigmatismus
und der Brechkraft für
einen herkömmlichen
harten Linsenentwurf, der eine 3,0 D Hinzufügung (add) aufweist;
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11 und 12 jeweils Plots des Oberflächenastigmatismus
und der Brechkraft für
einen herkömmlichen
harten Linsenentwurf, der eine 1,75 D (add) aufweist;
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13 und 14 Plots des theoretischen
Oberflächenastigmatismus
und der Brechkraft für
eine zusammengesetzte Linse dieser Erfindung, die eine 3,0 D Hinzufügung (add)
aufweist; und
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15 und 16 jeweils Plots des Oberflächenastigmatismus
und der Brechkraft für
eine tatsächliche Linse
dieser Endung, die eine 2,0 D Hinzufügung aufweist.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM:
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In Übereinstimmung mit Ausführungsformen
der vorliegenden Endung werden zusammengesetzte progressive Linsen
hergestellt, die einen mittleren Grad einer Härte aufweise. Der Entwurf der
Ausführungsformen
führt zu
einer zusammengesetzten Linse, die die funktionalen Vorteile des
reinen harten Entwurfs aufweist, aber eine verringerte Umfangsaberration
(Astigmatismus) aufzeigt. Anstelle dass ein mittlerer Entwurf aus
einem Kontinuum von Entwürfen
gewählt,
die von der Gleichung (1) dargestellt werden, erreicht die vorliegende
Erfindung einen zusammengesetzten Entwurf, der aus einer linearen Überlagerung
der harten und weichen Endpunktentwürfe besteht, die mit den Gleichungen
(2) und (3) dargestellt werden. Die Elevation ZC
(A) der zusammengesetzten Linse über der
x, y Ebene wird folgendermaßen
gegeben:
ZC
(A)= ZH
(A - B)+ ZS
(B)- ZH
(0)
(4)
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In der Zusammensetzung weist die
harte Komponente einen Beitrag A – B auf und die weiche Komponente
weist einen Beitrag B auf, wobei die Kombination davon einen zusammengesetzten
Entwurf eines Beitrags A ergibt. Um eine Verdoppelung der zusammengesetzten
Elevation als Folge der Basiskurven der harten und weichen Komponenten
zu vermeiden, wird eine der Basiskurven, die hier mit einem harten
Entwurf einer Null-Hinzufügung
dargestellt wird, von der linearen Überlagerung subtrahiert.
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Die vorliegende Erfindung verwendet
auch einen Schwelleneffekt, der darin besteht, dass das Auge Aberrationen
(einen Astigmatismus) unter einem bestimmten Niveau nicht bemerken
wird, insbesondere, wenn die Aberrationen am Umfang angeordnet sind.
Bei der Ausführung
der vorliegenden Erfindung kann demzufolge der weichen Komponente
der höchstmögliche Beitragswert
zugewiesen werden, der konsistent mit der Unbemerkbarkeit der zugehörigen Umfangs-DP-Aberrationen
konsistent ist. Für
die meisten Träger werden
die DP-Aberrationen, die zu einem weichen Design eines Beitrags
von B ≤ 1,25
D gehören,
im Grunde genommen nicht bemerkbar sein.
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Die folgenden Beispiele führen praktische
Beispiele von Linsen an, die in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung konstruiert sind.
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BEISPIEL 1
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Eine Ausführungsform des zusammengesetzten
Entwurfs mit einem Gesamtbeitragswert von 2,00 D wird nun beschrieben
werden. Zu Vergleichszwecken ist der Oberflächenastigmatismus und die mittlere
Brechkraft eines reinen harten Entwurfs mit einem Beitrag 2,00 D
in den 1 und 2 gezeigt; der reine harte
Entwurf ist durch einen sphärischen
DP charakterisiert und wird als Stand der Technik angesehen. Der
zusammengesetzte Entwurf wird aus einer linearen Überlagerung
von (A) einer weichen Komponente mit einem Beitrag 1,25 D, deren
Charakteristiken eines Astigmatismus und einer mittlern Brechkraft
in den 3 und 4 dargestellt sind, und (B)
einer reinen harten Komponente mit einem Beitrag 0,75 D, deren Charakteristiken
eines Astigmatismus und einer mittleren Brechkraft in den 5 und 6 gezeigt sind, gebildet Es sei darauf
hingewiesen, dass die harte Komponente einen sphärischen DP aufweist und tatsächlich eine
0,25 D Hinzufügungs-Version der
Linse ist, die in den 1 und 2 gezeigt ist. Die Charakteristiken
des Astigmatismus und der mittleren Brechkraft des zusammengesetzten
Entwurfs sind in den 7 und 8 gezeigt. Ein Vergleich
der 7 und 1 zeigt, dass die Konturen
des 0,500 D Astigmatismus, der zusammengesetzten und der reinen
harten Entwürfe fast übereinstimmend
sind. Dies bedeutet, dass die Verwendbarkeit des DP und des RP des
zusammengesetzten Entwurfs mit demjenigen des reinen harten Entwurfs übereinstimmt.
Wie jedoch in der Tabelle 1 angezeigt, ist der maximale Oberflächenastigmatismus
des reinen harten Entwurfs 2,93 D, wohingegen der maximale Oberflächenastigmatismus
des zusammengesetzten Entwurfs nur 1,89 D ist, d. h. eine Astigmatismusverringerung
von 35,5%. Es sei auch darauf hingewiesen, dass die Gradienten des
Astigmatismus und der mittleren Brechkraft des zusammengesetzten
Entwurfs gleichmäßiger als
diejenigen des reinen harten Entwurfs sind, wodurch der zusammengesetzte
Entwurf zu dem komfortableren Entwurf und zu dem einfacher zu verwenden
gemacht wird. Dies führt
zu der Schlussfolgerung, dass das Prinzip des zusammengesetzten
Entwurfs die angegebene Aufgabe einer Verringerung einer Aberration
gegenüber
dem herkömmlichen
sphärischen
DP Entwurf erreicht, während
die DP und RP Verwendbarkeit der letzten beibehalten wird.
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BEISPIEL 2
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Ein zweites Beispiel der Erfindung
wird nun für
eine zusammengesetzte Linse angegeben, die einen Gesamtbeitrag von
3,00 D aufweist. Die Charakteristiken des Astigmatismus und der
mittleren Brechkraft einer Linse eines reinen harten Entwurfs mit
einem 3,00 D Beitrag sind in den 9 und 10 gezeigt. Der zusammengesetzte
Entwurf wird gebildet sein aus (a) der gleichen weichen Komponente
mit einem Beitrag 1,25 D, wie in dem vorangehenden Beispiel verwendet
wurde und deren Charakteristiken des Astigmatismus und der mittleren
Brechkraft in den 3 und 4 dargestellt sind; und (b)
einer reinen harten Komponente mit einem Beitrag 1,75 D, siehe 11 und 12. Die Charakteristiken des Astigmatismus
und der mittleren Brechkraft der zusammengesetzten Linse sind in
den 13 und 14 gezeigt. Ein Vergleich
der 13 und 9 zeigt, dass die Konturen
eines 0,50 D Astigmatismus nahezu übereinstimmend sind, was bedeutet,
wie in dem Fall des vorangehenden Beispiels, dass die DP und RP
Verwendbarkeit des zusammengesetzten Entwurfs demjenigen des reinen
harten Entwurfs vergleichsweise überlegen
ist. Wie in der Tabelle 1 angegeben, ist der maximale Astigmatismus
des reinen harten Entwurfs ferner 4,42 D, wohingegen derjenige des
zusammengesetzten Entwurfs nur 3,22 D ist, d. h. eine Astigmatismusverringerung
von 27,1%. Wie in dem Fall des vorangehenden Beispiels machen die verringerten
Astigmatismus- und Brechkraftgradienten des zusammengesetzten Entwurfs
diesen zu dem komfortableren und dem einfacher zu verwendenden.
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In der nachstehenden Tabelle 1 ist
eine Zusammenfassung der Astigmatismuscharakteristiken der Linsen
der Beispiele 1 und 2 aufgeführt.
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Eine Näherungsformel kann für den maximalen
Astigmatismus angegeben werden, der in einem zusammengesetzten Entwurf
erreicht wird, der eine weiche Komponente mit einem Beitrag B aufweist.
Der maximale Astigmatismus, der von der weichen Komponente alleine
beigetragen wird, beträgt
ungefähr
0,75 B, wohingegen derjenige, der von der harten Komponente beigetragen
wird, ungefähr
1,5 (A – B)
beträgt.
Somit ist der gesamte maximale Astigmatismus des zusammengesetzten
Entwurfs:
astig(max)
= 1,5 A – 0,75
B (5)
und
die Verringerung des Astigmatismus relativ zu demjenigen eines harten
Entwurfs mit einem Beitrag A ist somit 0,75 B. Die Gleichung (5)
setzt voraus, dass die Astigmatismusmaxima, die zu den harten und
weichen Komponenten alleine gehören,
an dem gleichen Punkt der zusammengesetzten progressiven Oberfläche auftreten.
Es lässt
sich leicht ersehen, dass die Astigmatismuswerte der Tabelle 1 ungefähr mit Gleichung
(5) übereinstimmen.
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Es sei darauf hingewiesen, dass dann,
wenn die weiche Komponente einer zusammengesetzten Entwurfsreihe
die gleiche für
sämtliche
Beiträge
der Reihe ist, das Verhältnis
des maximalen Astigmatismus zu dem Beitrag sich mit dem Beitrag
verändert.
Bei der gegenwärtigen
Betrachtung ergibt das Überlagerungsentwurfsprinzip
eine Multientwurfs-Linsenreihe.
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BEISPIEL 3
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Eine tatsächliche zusammengesetzte Linse
in Übereinstimmung
mit dieser Erfindung wurde konstruiert und wies einen Gesamtbeitragswert
von 2,00 D auf. Diese zusammengesetzte Linse wird gebildet aus einer
linearen Überlagerung
von (a) einer weichen Komponente mit einem Beitrag 0,80 D und (b)
einer harten Komponente mit einem Beitrag 1,2 D.
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Die 15 und 16 zeigen die Plots des Astigmatismus
und der Brechkraft der tatsächlichen
Linse des Beispiels 3. Wichtige Daten, die aus diesen Plots abgeleitet
werden, sind:
eine Fernabschnittsbreite auf dem Niveau von
MRP zwischen Verzweigungen der 0,50 mittleren Brechkraftkurve: 25,6
mm.
eine Fernabstandsbreite auf einem Niveau von MRP zwischen
0,50 bzw. 1,00 Astigmatismuskurven: 12,6 mm bzw. 36,0 mm.
eine
Zwischenabschnittsbreite auf einem Niveau 7 mm unter MRP zwischen
0,50 bzw. 1,00 Astigmatismuskurven: 3,7 mm bzw. 9,3 mm.
eine
Leseabschnittsbreite auf einem Niveau 22 mm unter MRP zwischen 0,50
bzw. 1,00 Astigmatismuskurven: 11,07 mm bzw. 18,0 mm.
Korridorlänge von
MRP zur 1,87 D Brechkraftlinie: 19,0 mm
Maximaler nasaler Astigmatismus:
1,90 D
Gradient des Astigmatismus durch ein 6-Punkt-Verfahren
bzw. ein 12-Punkt-Verfahren: 0,17 D/mm bzw. 0,14 D/mm.
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Der Astigmatismusplot zeigt einen
sehr geringen Astigmatismus über
der 0-180-Grad-Linie, eine Charakteristik, die man normalerweise
nur in den harten progressiven Entwürfen findet. Andererseits ist
der maximale Oberflächenastigmatismus
kleiner als 2,00 D und der Gradient des Astigmatismus ist kleiner
als 0,20 D/mm, d. h. Werte, die charakteristisch für weiche
progressive Entwürfe
sind. Somit lässt
sich von dem Überlagerungsentwurf
dieser Erfindung sagen, dass er die Verwendbarkeit eines harten
progressiven Entwurfs und den Komfort eines weichen Entwurfs bereitstellt,
während
die Nachteile der reinen harten und weichen Entwürfe minimiert werden.
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Natürlich ist die Linse des Beispiels
3 in Bezug auf den Korridormeridian asymmetrisch, um eine binokulare
Verträglichkeit
des Linsenpaars sicher zu stellen, so wie dies bei jeder Linse dieser
Erfindung der Fall sein sollte.
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Während
bevorzugte Ausführungsformen
gezeigt und beschrieben worden sind, können verschiedene Modifikationen
und Ersetzungen daran durchgeführt
werden, ohne von dem Umfang der Erfindung, so wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert
ist, abzuweichen. Demzufolge wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende
Endung mit Hilfe von Illustrationen und nicht als Beschränkung beschrieben
worden ist.
