DE69931768T2

DE69931768T2 - Dezentrierte schutzbrille

Info

Publication number: DE69931768T2
Application number: DE69931768T
Authority: DE
Inventors: W. Alan Beaverton REICHOW; Karl Hillsboro CITEK
Original assignee: Nike International Ltd
Current assignee: Nike International Ltd
Priority date: 1998-04-09
Filing date: 1999-04-07
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2019-04-08
Also published as: CA2327873C; WO1999052480A1; US20030169397A1; US6129435A; EP1069878B1; EP1069878A1; DE69931768D1; JP2002511594A; US6755525B2; EP2305189A1; ATE328558T1; JP4780259B2; EP1726277A3; EP2305189B1; ES2267262T3; AU3386499A; EP1726277A2; CA2327873A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schutzbrille, insbesondere schützende oder nicht korrigierende Brille mit dezentrierter Optik.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein ernsthaftes Hindernis für die allseitigere Verwendung von Schutzbrillen (wie zum Sonnenbrillen und Sicherheitsbrillen) besteht darin, daß Schutzgläser die Sicht verzerren können. Man hat angenommen, daß diese Verzerrung durch unerwünschte Brechkraft oder prismatische Effekte in dem Glas verursacht sind, die besonders stark in Schutzgläsern gewesen sind, die derart gestaltet sind, daß sie sich um das Auge zur Seite des Kopfes krümmen ("Wölbung") und/oder nach innen in Richtung auf den Wangenknochen neigen (pantoskopische Neigung). Obwohl Wölbung und Neigung ästhetisch ansprechend sind und für einen besseren physischen Schutz des Auges sorgen können, können sie auch bewirken, daß die normale Sichtlinie des Auges unter einem Winkel auf die Glasfläche tritt. Diese Beziehung hat eine optische Verzerrung verursacht, die den Träger ablenkt und ein ernstes Problem für Personen darstellt, die präzise optische Eingabe benötigen, wie zum Beispiel Athleten, Piloten und Chirurgen. Diese Verzerrung kann auch problematisch sein, wenn gewöhnlichere Tätigkeiten durchgeführt werden.
Der Stand der Technik ist voll mit Beispielen für Bemühungen, um eine optische Verzerrung in Schutzbrillen zu bewältigen. Als erstes wurden derartige Gläser mit konzentrischen Flächen hergestellt, die keinen optischen Mittelpunkt bzw. keine optische Mittellinie aufweisen, aber die Gläser wiesen inhärente negative Brechkraft (die als unerwünscht angesehen wurde) und übermäßige prismatische Verzerrung entlang der Sichtlinie und am Rand auf. Spätere Gläser wurden plan (Brechkraft Null) hergestellt und mit dem optischen Mittelpunkt an dem geometrischen Mittelpunkt der Brillenglasöffnung oder Eyewire zentriert, aber es hat sich herausgestellt, daß die planen Gläser Basis außen-Prisma entlang der Sichtlinie erzeugen und periphere Optik aufwiesen.
Das U.S.-Patent Nr. 1,741,536 von Rayton (1929 für Bausch & Lomb erteilt) offenbart eine Schutzbrille, in der die Vorder- und Rückflächen der Gläser durch zwei Kugeln mit verschiedenen Radien mit versetzten Mittelpunkten definiert waren. Eine optische Achse durch die Mittelpunkte der Kugeln war von einer Sichtlinie beabstandet und dazu parallel orientiert. Diese optische Konfiguration lieferte ein verjüngtes Glas, in dem die Glasdicke vom optischen Mittelpunkt in Richtung auf die Ränder allmählich abnahm. Die Beibehaltung der Sichtlinie parallel zur optischen Achse half dabei, die Verzerrung zu neutralisieren, die andernfalls durch Wölben der Gläser seitlich in Bezug auf das Auge verursacht würde.
In den 80er Jahren verkaufte die Foster Grant Company eine Dual Lens Eyeguard-Schutzbrille, die ein verjüngtes sphärisches Glas vor jedem Auge mit sowohl Wölbung als auch pantoskopischer Neigung hielt. Die optische Achse jedes Glases war horizontal und vertikal von der normalen Sichtlinie beabstandet und parallel dazu gehalten. Dasselbe Konzept wurde wiederum viele Jahre später in den U.S.-Patenten Nr. 5,648,832 und 5,689,323 beansprucht, die für Oakley, Inc., erteilt wurden. Die parallele Beziehung zwischen der optischen Achse und der normalen Sichtlinie stellte sich als teilweise erfolgreich bei der Minimierung von optischer Verzerrung, die durch Wölbung und pantoskopische Neigung verursacht wird, dar, aber diese Gläser wiesen unverändert periphere Leistung mit prismatischen Effekten, die yoked- und Vergenzbedürfnisse hervorriefen.
Die U.S.-Patente Nr. 4,271,538 und 4,964,714 offenbarten eine ähnliche Position der optischen Mittellinie in Sicherheitsbrillen, wo die optische Mittellinie horizontal und vertikal von einer normalen Sichtlinie und parallel dazu verschoben war. Das '538-Patent selbst räumte jedoch ein, daß diese Beziehung eine prismatische Unsymmetrie zwischen den rechten und linken Augen übrig läßt, die den Augen einen Bedarf an Vergenz auferlegt. Wie die Brille von Foster Grant und Oakley leiden diese Gläser auch an unerwünschter peripherer Leistung mit prismatischer Unsymmetrie zwischen den Augen, die yoked und Vergenzbedürfnisse hervorrief.
Bei der Korrektur von gewöhnlichen Brechungsfehlern, wie zum Beispiel Myopia und Hyperopia, kann die optische Achse eines korrigierenden Glases etwas von der normalen Sichtlinie geneigt sein. Eine leichte Dezentration nach unten wird gewöhnlich in Gläsern verwendet, die pantoskopische Neigung aufweisen, um dabei zu helfen, die optische Achse des Glases durch den Drehpunkt des Auges gerichtet zu halten. In einem Glas mit pantoskopischer Neigung von zum Beispiel 5–10 Grad wird die optische Achse häufig um ungefähr 3 mm unter die normale Sichtlinie verschoben. Eine absichtliche Dezentration eines korrigierenden Glases kann auch notwendig sein, um Fehlausrichtung der Augen (wie zum Beispiel Phorias und Tropias) zu kompensieren.
Dezentrierte Gläser können durch Schneiden eines Glasrohlings von dem geometrischen Mittelpunkt des Glasrohlings weg hergestellt werden. Der Rand eines spritzgegossenen Glasrohlings enthält jedoch häufig optische Unregelmäßigkeiten, und diese Unregelmäßigkeiten sind in einem Glas enthalten, das aus dem Rand des Rohlings geschnitten wird. Wenn die Dezentration groß ist, müßten die Abmessungen des Glases klein sein, so daß es aus dem Glasrohling geschnitten werden kann. Alternativ kann ein größerer Glasrohling verwendet werden, aber diese Lösung führt zu einer ineffizienten Verwendung von großen (und relativ teureren) Glasrohlingen. Dieses Problem ist für in großen Mengen hergestellten Gläsern, wo eine inkrementelle Zunahme der Größe des Glasrohlings die Herstellkosten erheblich erhöhen kann, besonders akut.
Die internationale Patentveröffentlichung Nr. WO97/35224 offenbart ein optisches Glaselement mit einer Rezept-Zone, die zur Verwendung bei Schutzbrillen vom wrap-around- oder schützenden Typ geeignet ist. Gestaltungsverfahren für diese Rezept-Zone schließen temporales Drehen eines Rezept-Abschnitts um eine vertikale Achse durch den optischen Mittelpunkt desselben und/oder Dezentrieren der optischen Achse des Rezept-Abschnitts relativ zur geometrischen Achse desselben ein, was für eine Teilflächenkorrektur von astigmatischen und/oder Fehlern der mittleren Brechkraft sorgt. Für Rezept-Brechkräfte im Bereich von –6,0 bis +6,0 Dioptrien mit 0 bis 3 cyl kann das optische Glaselement so gestaltet sein, daß seine Vorderfläche in einer Fassung mit konstanter Krümmung von wenigstens 5,0 Dioptrien montiert sein kann, wobei seine Rückfläche für guten Abstand von Bügeln und Wimpern sorgt.
Eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht darin, optische Verzerrung in schützenden und nichtkorrigierenden Gläsern zu minimieren.
Eine Aufgabe einer alternativen Ausführungsform besteht darin, ein effizienteres Herstellverfahren für dezentrierte Gläser bereitzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Dementsprechend liefert ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ein nichtkorrigierendes Glas mit geringer negativer Brechkraft zur Montage in einer Fassung zum Halten des Glases vor einem Auge, in Richtung auf ein Gesicht geneigt, in einer Orientierung beim Tragen, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas eine optische Achse aufweist, die von einer Parallelen zur Sichtlinie in einer Richtung im wesentlichen entgegengesetzt zur Richtung der Neigung in Richtung auf das Gesicht zur Reduzierung von prismatischer Verzerrung abgewinkelt ist.
Vorteilhafterweise ist die optische Achse von einer Parallelen zur Sichtlinie unter einem Winkel abgewinkelt, der prismatische Verzerrung entlang der Sichtlinie und peripher im Glas reduziert.
Vorzugsweise ist die optische Achse von einer Parallelen zur Sichtlinie unter einem Winkel abgewinkelt ist, der astigmatische Unschärfe entlang der Sichtlinie und peripher im Glas reduziert.
Zweckmäßigerweise ist die optische Achse von einer Parallelen zur Sichtlinie unter einem Winkel abgewinkelt, der im Vergleich zu einem Glas, in dem die optische Achse und Sichtlinie mit Zwischenraum und parallel zueinander angeordnet sind, Yoked prismatic-Effekt und Vergenzanforderung von seitlichem peripheren Blick reduziert.
Vorteilhafterweise weist das Glas in der Position beim Tragen eine pantoskopische Neigung auf, wobei sich ein unterer Rand des Glases näher an dem Gesicht als ein oberer Rand des Glases befindet, und ist die optische Achse allgemein nach oben abgelenkt.
Vorzugsweise ist die pantoskopische Neigung des Glases derart, daß eine Tangentialebene an der Sichtlinie unter einem Winkel von 3–20° zur vertikalen Ebene angeordnet ist, wobei die optische Achse des Glases von einer Parallelen unter einem Winkel von 5–20° zur Sichtlinie abgewinkelt ist.
Zweckmäßigerweise weist das Glas in der Position beim Tragen eine sichtliche Wölbung auf und ist die optische Achse allgemein nasal abgelenkt.
Vorteilhafterweise ist die Wölbung des Glases derart, daß eine Tangentialebene an der Sichtlinie einen Winkel von 5–30° mit der vertikalen Ebene bildet, wobei die optische Achse des Glases von einer Parallelen unter einem Winkel von 10–25° zur Sichtlinie abgewinkelt ist.
Vorzugsweise ist das Glas mit geringer negativer Brechkraft mehr als –0,005 D negativ.
Zweckmäßigerweise ist das Glas mit geringer negativer Brechkraft mehr als –0,01 D negativ.
Vorteilhafterweise beträgt die Dicke in der Mitte des Glases 1,0–3,0mm.
Vorzugsweise erstreckt sich die optische Achse horizontal und vertikal von der Sichtlinie weg, ist das Glas mit seitlicher Wölbung und pantoskopischer Neigung montierbar und erstreckt sich die optische Achse unter einem Winkel in Bezug auf einen Krümmungsmittelpunkt einer Vorderfläche des Glases allgemein nach oben und nasal, um prismatische Verzerrung entlang der Sichtlinie zu reduzieren.
Zweckmäßigerweise ist das Glas ein sphärisches Glas, in dem eine Vorderfläche des Glases einer ersten Kugel mit einem ersten Krümmungsmittelpunkt im wesentlichen entspricht, entspricht eine hintere Fläche des Glases einer zweiten Kugel mit einem zweiten Krümmungsmittelpunkt im wesentlichen, und erstreckt sich die optische Achse durch die ersten und zweiten Krümmungsmittelpunkte und durch einen optischen Mittelpunkt des Glases, worin der optische Mittelpunkt des Glases von der Sichtlinie versetzt ist, um prismatische Verzerrung entlang der Sichtlinie des Glases zu minimieren.
Vorteilhafterweise ist ein Radius der ersten Kugel größer als ein Radius der zweiten Kugel.
Vorzugsweise ist das Glas ein High Base-Glas.
Zweckmäßigerweise ist das Glas wenigstens ein Base 6-Glas.
Vorteilhafterweise ist das Glas wenigstens ein Base 8-Glas.
Vorzugsweise ist das Glas wenigstens ein Base 9-Glas.
Zweckmäßigerweise weist das Glas eine negative Brechkraft von –0,01 bis –0,12 auf.
Vorteilhafterweise weist das Glas eine negative Brechkraft von –0,04 bis –0,09 auf.
Vorzugsweise ist das Glas ein Base 6-Glas mit einer Dicke in der Mitte von ungefähr 1,6mm und einer Brechkraft von ungefähr –0,045 Dioptrien, enthält die Orientierung beim Tragen des Glases eine seitliche Wölbung von ungefähr 15% und eine pantoskopische Neigung von ungefähr 12° und ist die optische Achse des Glases von einer Parallelen zur Sichtlinie unter ungefähr 22–23 Grad nasal und 18–19 Grad nach oben abgewinkelt.
Zweckmäßigerweise erstreckt sich die optische Achse unter einem Winkel ω von der Parallelen zur Sichtlinie, wobei
wobei δ der Abstand zwischen der Sichtlinie und einer Apexlinie ist, R₂ ein Krümmungsradius der hinteren Fläche des Glases ist, θ ein Winkel zwischen der Sichtlinie und einem Krümmungsradius von entweder der hinteren oder vorderen Fläche des Glases ist und k ein Abstand der Krümmungsmittelpunkte der ersten und zweiten Kugeln ist.
Vorteilhafterweise ist das Glas aus einem Glasrohling geschnitten, in dem sich der optische Mittelpunkt des Glasrohlings nicht auf dem Glasrohling befindet.
Vorzugsweise ist das Glas aus einem Glasrohling geschnitten, in dem sich der optische Mittelpunkt des Glasrohlings auf dem Glasrohling, aber nicht dem Glas, das aus dem Glasrohling geschnitten ist, befindet.
Zweckmäßigerweise ist das Glas aus einem Glasrohling geschnitten, in dem sich der optische Mittelpunkt des Glasrohlings auf dem Glas befindet, das aus dem Glasrohling geschnitten ist.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung liefert eine Brille mit rechten und linken nichtkorrigierenden Gläsern mit niedriger negativer Brechkraft gemäß dem obigen, montiert an einer Fassung zum Halten der Gläser vor jeweiligen rechten und linken Augen eines Trägers mit einer optischen Achse des Glases in einer festen Beziehung mit einer Sichtlinie des Trägers.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung liefert ein Verfahren zur Herstellung eines nichtkorrigierenden Glases gemäß dem obigen, das in einer geneigten Orientierung beim Tragen in einer Fassung montierbar ist, wobei das Verfahren umfaßt: Bereitstellen eines Glases mit niedriger Brechkraft mit einer ausgewählten Dicke in der Mitte und
Basiskrümmung; und gekennzeichnet durch Schneiden des Glases aus einem Glasrohling an einer Position, so daß eine optische Achse des Glases horizontal und vertikal von einer Referenzsichtlinie versetzt und unter einem Winkel zur Referenzsichtlinie in einer Richtung im wesentlichen entgegengesetzt zur Richtung der Neigung unter einem Winkel abgelenkt wird, der ausreicht, um wenigstens einen Teil der prismatischen Verzerrung, die in das Glas durch die geneigte Orientierung beim Tragen eingeführt wird, auszugleichen.
Vorteilhafterweise dient das Verfahren zur Herstellung eines rechten Glases für eine optisch korrigierte Brille mit Doppelgläsern, montiert in einer Orientierung beim Tragen mit Wölbung und pantoskopischer Neigung, wobei das Verfahren umfaßt: Bereitstellen eines Glasrohlings, wobei der Glasrohling eine Dicke aufweist, die sich symmetrisch auf jeder Seite einer äquatorialen Linie vertikal verjüngt, die sich durch einen geometrischen Mittelpunkt des Glasrohlings erstreckt, wobei der Glasrohling ferner von einer relativ größeren Dicke in einem optischen Mittelpunkt, der sich zwischen dem geometrischen Mittelpunkt des Glasrohlings an einem medialen Rand des Rohlings befindet, zu einer relativ geringeren Dicke an einem seitlichen Rand des Glasrohlings horizontal verjüngt ist, wobei die äquatoriale Linie den Glasrohling in eine obere Hälfte und eine untere Hälfte unterteilt, gekennzeichnet durch Schneiden des Glases aus dem Glasrohling derart, daß das Glas in Bezug auf den optischen Mittelpunkt gedreht wird, ohne daß die geometrischen und optischen Eigenschaften des Glases wesentlich geändert werden.
Vorzugsweise umfaßt der Glasrohling eine Innenfläche, die einer ersten Kugel mit einem ersten Mittelpunkt entspricht, und eine Außenfläche, die einer zweiten Kugel mit einem zweiten Mittelpunkt, der vom ersten Mittelpunkt versetzt ist, entspricht, und eine optische Achse, die durch die ersten und zweiten Mittelpunkte eines optischen Mittelpunkts des Glasrohlings tritt, wobei das Verfahren ferner die Schritte umfaßt: Drehen eines Linsenumrisses um oder in Bezug auf den optischen Mittelpunkt des Glasrohlings, so daß die Position des optischen Mittelpunkts im Verhältnis zur Linsengestalt nicht geändert wird, und so daß die optischen und geometrischen Eigenschaften des Glases bewahrt werden, und Schneiden des Glases aus dem Glasrohling an der Position des Glasumrisses.
Zweckmäßigerweise ist eine A-Linie durch einen geometrischen Mittelpunkt des Glases zu einem Äquator des Glasrohlings, der sich durch den geometrischen Mittelpunkt und den optischen Mittelpunkt des Glasrohlings erstreckt, unter einem Winkel angeordnet.
Vorteilhafterweise umfaßt das Glas ein Glas mit geringer negativer Brechkraft ist und umfaßt das Verfahren ferner Montieren des Glases an einer Fassung derart, daß die optische Achse die gerade Sichtlinie eines Trägers unter einem Winkel schneidet, der prismatische Verzerrung reduziert.
Zweckmäßigerweise wird das Glas aus einem Glasrohling mit einer zentralen äquatorialen Linie ausgeschnitten, die durch einen optischen Mittelpunkt definiert ist, der von dem geometrischen Mittelpunkt des Glasrohlings versetzt ist, wobei das Verfahren Orientieren der A-Linie des Glases unter einem Winkel in Bezug auf die zentrale äquatoriale Linie umfaßt.
Vorzugsweise wird der optische Mittelpunkt des Glases horizontal und vertikal von einer Sichtlinie versetzt und wird das Glas auf den Glasrohling projiziert, wobei die Glasprojektion nach unten verschoben wird, um den optischen Mittelpunkt auf einen oberen Abschnitt der Glasprojektion anzuheben, und wird die Glasprojektion um den optischen Mittelpunkt gedreht, so daß sich die A-Linie der Glasprojektion unter einem Winkel ungleich Null zur zentralen äquatorialen Linie befindet, ohne die Gestalt des Glases wesentlich zu ändern.
Zweckmäßigerweise weist der Glasrohling eine Innenfläche, die einer ersten Kugel mit einem ersten Mittelpunkt entspricht, eine Außenfläche, die einer zweiten Kugel mit einem zweiten Mittelpunkt entspricht, der vom ersten Mittelpunkt versetzt ist, eine optische Achse, die durch die ersten und zweiten Mittelpunkte tritt, und einen optischen Mittelpunkt des Glasrohlings auf, wobei das Verfahren ferner die Schritte umfaßt: Drehen eines Glasumrisses um oder in Bezug auf den optischen Mittelpunkt des Glasrohlings, so daß die Position des optischen Mittelpunktes im Verhältnis zur Glasgestalt nicht geändert wird, die optischen und geometrischen Eigenschaften des Glases bewahrt werden und die A-Linie des Glases unter einem Winkel in Bezug auf die zentrale äquatoriale Linie orientiert wird, und Schneiden des Glases aus dem Glasrohling an der Position des Glasumrisses.
Vorteilhafterweise ist die Sichtlinie eine funktionale Sichtlinie.
Vorzugsweise ist die funktionale Sichtlinie die normale Sichtlinie.
Die vorhergehenden weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung von mehreren Ausführungsformen der Erfindung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen wie folgt, ersichtlicher werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine schematische Ansicht von mehreren anatomischen Bezugsebenen durch das Auge.
2 zeigt eine schematische Ansicht des menschlichen Kopfes von oben, wobei stark gewölbte (high wrap) Gläser vor dem Auge plaziert sind.
3 zeigt eine Seitenansicht des in 2 gezeigten schematischen Kopfes.
4 zeigt eine schematische Ansicht des Bezugssystems, das zum Beschreiben von in optischen Fassungen montierten Gläsern verwendet wird.
5 zeigt eine Seitenansicht der an einem menschlichen Kopf plazierten Brille, wobei sich der Kopf in einer aufrechten Orientierung befindet und die normale Sichtlinie geradeaus gerichtet ist.
6 zeigt eine ähnliche Ansicht wie 5, die den nach unten geneigten Kopf und die abgesenkte Augenposition zur Durchführung einer speziellen Aufgabe, wie zum Beispiel Loipenlauf zeigt.
7 zeigt eine schematische horizontale Schnittansicht, die die optische Verzerrung darstellt, die durch Basis innen-Prisma in sowohl den rechten als auch linken Gläsern erzeugt ist.
8 zeigt eine ähnliche Ansicht wie 7, die optische Verzerrung darstellt, die durch Basis außen-Prisma in beiden Gläsern erzeugt ist.
9 zeigt eine schematische Ansicht, die den optischen Effekt des Basis innen-Prismas vor dem rechten Auge und Basis außen-Prismas vor dem linken Auge darstellt.
10 zeigt eine vertikale Schnittansicht durch ein mit pantoskopischer Neigung montiertes Glas, die das Problem des Standes der Technik zeigt, in dem eine optische Mittellinie parallel zur normalen Sichtlinie orientiert war.
11 zeigt eine ähnliche Ansicht wie 10, aber zeigt die Lösung gemäß der vorliegenden Erfindung, in der die optische Achse eines Glases mit geringer Brechkraft von der Sichtlinie weg abgelenkt ist.
12 zeigt eine horizontale Schnittansicht durch stark gewölbte Gläser mit geringer Brechkraft gemäß der vorliegenden Erfindung, die eine horizontale (nasale) Ablenkung der optischen Achse von der Sichtlinie weg zeigt, um durch die Wölbung erzeugte optische Verzerrung zu reduzieren.
13 zeigt eine Vorderansicht der Gläser von 12, montiert in einer Doppelglas-Brille, die sowohl nasales als auch nach oben gerichtetes Ablenken der optischen Achse von der Sichtlinie weg zeigt.
14 zeigt eine perspektivische Ansicht eines mit pantoskopischer Neigung und seitlicher Wölbung montierten isolierten Glases, die superonasales Ablenken der optischen Achse von der Sichtlinie in Bezug auf den Mittelpunkt der Kugel zeigt, auf der die Vorderfläche des Glases liegt.
15 zeigt eine schematische Ansicht, die entweder die horizontalen oder vertikalen geometrischen Beziehungen eines Glases darstellt, das eine abgelenkte optische Achse aufweist, um optische Verzerrung in dem Glas optimal zu reduzieren.
16A zeigt eine schematische Ansicht eines auf einer Kugel positionierten Glasrohlings, die die Position darstellt, von der der Glasrohling gemäß der vorliegenden Erfindung geschnitten würde, und die Verschiebung des auf eine Vorderebene projizierten Glasrohlings zeigt.
16B zeigt eine ähnliche Ansicht wie 16A, aber zeigt den oberen Abschnitt der Kugel weggebrochen.
17 zeigt eine zweidimensionale Ansicht der Kugel von 16A.
18 zeigt eine Vorderansicht eines auf einen Glasrohling projizierten Glasumrisses, die die Position darstellt, von der das Glas aus dem Glasrohling geschnitten wird, um das Glas im Stand der Technik horizontal zu dezentrieren.
19 zeigt eine Ansicht ähnlich wie 18, aber zeigt, daß der Glasumriß in die untere Hälfte eines Glasrohlings verschoben ist, um das Glas aus der in 18 gezeigten Position vertikal zu dezentrieren.
20–22 sind Vorderansichten eines Aspekts der vorliegenden Erfindung, in denen das Glas aus der in 19 gezeigten Position so gedreht worden ist, daß der optische Mittelpunkt des Glases sowohl horizontal als auch vertikal eingestellt werden kann, währen das Glasrohlingmaterial effizienter verwendet wird.
23 zeigt eine Ansicht ähnlich wie die 20–22, aber zeigt einen optischen Mittelpunkt des Glasrohlings über seinem Äquator.
24 und 25 sind ähnliche Ansichten wie 20–22, aber zeigen einen Glasrohling, in dem sich der optische Mittelpunkt nicht auf dem Glasrohling befindet.
26 zeigt eine schematische Seitenansicht, die darstellt, wie pantoskopische Neigung in einem Glas gemessen wird.
27 zeigt eine schematische Ansicht von oben, die darstellt, wie seitliche Wölbung in einem Glas gemessen wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine optisch dezentrierte Schutzbrille, zum Beispiel nichtkorrigierende Schutzbrille mit sowohl Wölbung als auch pantoskopischer Neigung, die aber für optisch symmetrische optische Leistung, zum Beispiel über ein Sichtfeld eines Trägers sorgt. Die symmetrische optische Leistung wird in einem dezentrierten Glas erzielt, in dem die optische Achse des Glases von einer Sichtlinie, wie zum Beispiel einer funktionalen Sichtlinie (Functional Line Of Sight (FLOS)), weg geneigt ist, die die gerade normale Sichtlinie (Normal Line Of Sight (NLOS)) enthält.
Sichtlinien, geometrischer Mittelpunkt und Apex
Die Erläuterung der vorliegenden Erfindung wird durch ein Verständnis von mehreren imaginären anatomischen Bezugsebenen an dem menschlichen Kopf und Körper erleichtert, die in den 1–3 dargestellt sind. Eine Medianebene (MP in 2) ist eine eindeutige Ebene, die longitudinal durch die Mitte des Körpers von der Vorderseite zur Rückseite geht und den Kopf in rechte und linke Hälften aufteilt. Eine Frontalebene (FP) in 2 ist irgendeine einer Reihe von Ebenen, die longitudinal durch den Körper von Seite zu Seite, unter rechten Winkeln zur Medianebene, gehen und den Körper in vordere und hintere Teile aufteilen. Jede Frontalebene und die Medianebene sind senkrecht zueinander.
Listing's plane (LP in 1–3) ist eine spezielle Frontalebene, die darüber hinaus als eine transversale vertikale Ebene definiert ist, die senkrecht zur anteroposterioren Achse des Auges verläuft und das Drehzentrum der Augen enthält. Die Listing's plane (LP) verläuft senkrecht zur optischen Fixationsachse z (1), die sich gerade aus vom Auge in der primären Position erstreckt, wobei der Kopf geradeaus schaut. Die Listing's plane liegt in der Ebene, die durch die transversale horizontale Drehachse x und die vertikale Drehachse y definiert ist. Die theoretische normale Sichtlinie (NLOS) verläuft entlang der z-Achse durch das Drehzentrum CR des Auges in der primären Position mit aufgerichtetem Körper und Kopf, senkrecht zur Listing's plane (LP) und weiteren Frontalebenen (FP) und parallel zur medialen Ebene MP.
Die normale Sichtlinie ist eine feststehende Linie, die von dem Auge entlang der in 1 gezeigten z-Achse vorragt, und es wird normalerweise angenommen, daß die Sichtlinie in einem bestimmten Menschen variiert. Die normale Sichtlinie kann jedoch unter Menschen (sowohl horizontal als auch vertikal) aufgrund von Variationen von Kopf- und Gesichtsmorphologien (wie zum Beispiel der Abstand zwischen den Augen und der Ort der Nasion und Ohren), die eine Orientierung der Brille beim Tragen festlegen, variieren. Außerdem kann die normale Sichtlinie vertikal zwischen dem rechten und linken Auge eines bestimmten Menschen aufgrund einer Gesichtsasymmetrie variieren. Die „normale" Sichtlinie wird somit häufig an einer Kopfform, wie zum Beispiel der Alderson-Kopfform, oder der aktuelleren und genaueren kanadischen Kopfform ermittelt, in der eine statistisch mittlere Position einer Sichtlinie ermittelt worden ist. Die NLOS kann aber auch als ein Spezialfall der funktionalen Sichtlinie (Functional Line Of Sight (FLOS)) unter Verwendung der später in dieser Beschreibung beschriebenen Techniken zum Auffinden einer FLOS ermittelt werden.
Der geometrische Mittelpunkt eines Glases (GC in 4) ist als der geometrische Mittelpunkt eines Rechtecks definiert, das jede Glasöffnung der Fassung aus einer frontalen Perspektive umschreibt. Der Ort des geometrischen Mittelpunkts kann leicht am Schnittpunkt von Diagonalen jedes Rechtecks oder des Schnittpunkts von senkrechten Halbierungsebenen der horizontalen und vertikalen Abmessungen, die jeweils als die A-Linie und B-Linie bezeichnet werden, gefunden werden.
Der Apex eines Glases ist ein Maß, das die Kopfposition der das Glas tragenden Person, die Orientierung des Glases, wie es von der Fassung gehalten wird, und den Sitz der Fassung auf dem Kopf des Trägers reflektiert. In früheren optischen Arbeiten wurde der Apex als der vorderste Punkt des Glases angesehen, der tangential zu einer vertikalen Ebene (VP) (einer Frontalebene), wie in den 2 und 3 gezeigt, verlief, die senkrecht zur theoretischen NLOS verlief. Der Apex ist der Punkt auf jeder Linse, der bei Annäherung der Brille an die vertikale Ebene simultan als erstes die vertikale Frontalebene (FP) berühren würde, wenn die Brille in der Orientierung gehalten wird, die sie auf dem Kopf der geradeausschauenden Person, wie in 3 gezeigt, aufweist. Wenn das Glas extrem nach vorne geneigt ist (hohe pantoskopische Neigung), kann der Apex über dem Glas auf einer imaginären Fortsetzung der Glasfläche sein oder in extrem seitlich geneigten Gläsern (starke Wölbung) kann der Apex nasal zum Glas auf einer imaginären Fortsetzung der Linsenfläche sein.
Definition von funktionaler Sichtlinie
Die Sichtlinie und der Apex werden sich häufig in Abhängigkeit von der Tätigkeit, die eine Person durchführt, ändern, wie in den 5 und 6 dargestellt. 5 zeigt den Ort eines typischen Apex (APX), wo die vertikale Ebene die vorderste Position jedes der rechten und linken Gläser, senkrecht zur NLOS, berührt. 6 stellt jedoch eine funktionale Apexebene (FA) dar, die einen funktionalen Apex (FAPX) an dem Schnittpunkt der Ebene FA und dem vordersten Punkt des Glases relativ zur Ebene FA aufweist. Die Ebene FA ist senkrecht zur funktionalen Sichtlinie (FLOS). Die funktionale Sichtlinie ist die Linie entlang der Fixationsachse des Auges, wenn das Auge und der Kopf in einer bevorzugten Position zur Durchführung einer speziellen optischen Funktion oder Tätigkeit (z. B. Loipenlaufen, Volleyball, Chirurgie oder Fahren) gerichtet sind. Beim Loipenlaufen zum Beispiel kann das Auge um die x-Achse (1) so gedreht werden, daß die optische Fixationsachse durch den Mittelpunkt der Pupille in der y-z-Ebene um 15 Grad unter die z-Achse gesenkt wird.
Zusätzlich zur Abwärtsdrehung der Augen kann sich der Kopf auch nach vorne (zum Beispiel um ungefähr 15 Grad) neigen, wie dies in 6 gezeigt ist. Die gesamte optische Ablenkung nach unten ist die Summe der Drehung der Augen und der Abwärtsneigung des Kopfes (wenn die Kopfneigung und Augendrehung in derselben Richtung sind) oder ungefähr 30 Grad insgesamt in diesem Beispiel. Der funktionale Apex FAPX ist der Punkt auf jedem Glas (oder einer imaginären Verlängerung des Glases), der tangential zur Ebene FA verläuft, die senkrecht zur funktionalen Sichtlinie FLOS verläuft, und den vordersten Abschnitt des Glases (oder einer imaginären Verlängerung des Glases) berührt, wenn die Ebene in Richtung auf die Linse gebracht wird, während sie senkrecht zur funktionalen Sichtlinie FLOS gehalten wird.
Es gibt mehrere Ansätze zur Ermittlung der funktionalen Sichtlinie und des korrespondierenden funktionalen Apex. Es kann eine Anzahl von Personen, die eine Tätigkeit durchführen, bei der Durchführung der Tätigkeit und jede von deren Sichtlinien, die auf den Brillengläsern markiert sind, die sie tragen, (oder Fotografien, die durch die Gläser von den Pupillen gemacht sind) beobachtet werden, um eine Norm für die funktionale Sichtlinie zu erhalten. Alternativ können Infrarotpupillenpositionsdetektoren von die Tätigkeit durchführenden Personen getragen werden und können die Pupillenpositionen aus der Ferne ermittelt werden. Zusätzlich kann eine Videoanalyse von Kopf- und Körperposition durchgeführt werden. Die funktionale Sichtlinie kann für einen Menschen (wenn kundenspezifische Gläser hergestellt werden) ermittelt werden oder eine mittlere Position der funktionalen Sichtlinie kann für eine Anzahl von Personen ermittelt werden, die die Tätigkeit durchführen. Die Gläser können dann von Personen getragen werden, die die Funktion durchführen, für die die Gläser entworfen sind, und Verbesserungen können an der Position der optischen Achse auf der Grundlage der optischen Leistung und des Komforts für den Träger vorgenommen werden.
Wie in dieser Beschreibung verwendet, schließt die "Sichtlinie" spezielle Fälle ein, die die normale Sichtlinie und die funktionale Sichtlinie sind. Eine funktionale Sichtlinie kann auch die normale Sichtlinie sein, wenn die optischen Anforderungen an eine Funktion in der Geradeausposition bestehen. Eine "nasale" Richtung ist allgemein in Richtung auf die Nase, und eine "temporale" Richtung ist allgemein in Richtung auf die Schläfe. Eine "obere (superiore)" Richtung ist allgemein nach oben und eine "untere (inferiore)" Richtung ist allgemein nach unten.
Prismatische Verzerrung
Ein Glas erzeugt einen linearen Versatz, oder eine perspektivische Verkürzung, eines Bildes, wenn das Bild entlang einer Blickrichtung betrachtet wird, die nicht entlang der optischen Achse des Glases noch entlang der Normalen zur Fläche des Glases verläuft. Ein Glas erzeugt auch einen Winkelversatz, oder eine prismatische Ablenkung, wenn das Bild entlang einer Blickrichtung parallel zur optischen Achse, aber dazu verschoben, betrachtet wird; dies definiert ein dezentriertes Glas. Prismatische Ablenkung kann in gleicher Weise erzeugt werden, wenn die Blickrichtung nicht parallel zur optischen Achse ist, unabhängig davon, wo auf dem Glas die Blickrichtung die Fläche schneidet. Wenn die Blickrichtung nicht mit der optischen Achse eines Glases übereinstimmt, wird das Glas typischerweise eine Gesamtablenkung erzeugen, die eine Kombination von perspektivischer Verkürzung und prismatischer Ablenkung ist.
Herkömmlicher Weise wird das Maß der prismatischen Ablenkung in Prismendioptrien (prism diopters (pd)) gemessen und unter Verwendung der Regel von Prentice berechnet:
wobei P die in Dioptrien (D) gemessene Brechkraft ist, f die Glasbrennweite in Metern ist, und δ die Dezentration in Zentimetern ist, wobei sich Dezentration auf die Richtung und den Betrag bezieht, um den der optische Mittelpunkt relativ zur Sichtlinie versetzt ist. Die Dezentration kann horizontal, vertikal oder schräg sein, aber wird allgemein vermittels horizontaler und vertikaler Ablenkungen ausgedrückt. Eine horizontale Dezentration eines nicht planen Glases in Bezug auf ein Auge erzeugt im allgemeinen eine horizontale prismatische Ablenkung. Eine nasale Dezentration eines Glases mit positiver Brechkraft erzeugt eine prismatische Ablenkung, die als „Basis innen"-Prisma bezeichnet wird. In ähnlicher Weise erzeugt eine temporale Dezentration eines Glases mit positiver Brechkraft eine prismatische Ablenkung, die als „Basis außen"-Prisma bezeichnet wird. Nasale und temporale Dezentrationen von Gläsern mit negativer Brechkraft erzeugen jeweils Basis außen- und Basis innen-Prisma.
Zur Kompensation von horizontalem Prisma in einer Brille müssen die Augen horizontal um Winkel gedreht werden, die näherungsweise gleich den prismatischen Ablenkungen sind. Wenn die prismatischen Ablenkungen für beide Augen denselben Betrag und dieselbe Richtung aufweisen, wird die NLOS abgelenkt, aber werden die Augen in eine sogenannte „yoked"-Ausrichtung bewegt. Wenn sich die prismatischen Ablenkungen in Betrag oder Richtung unterscheiden, ist eine Relativbewegung eines Auges oder von Augen in Richtung auf (Konvergenz) oder voneinander weg (Divergenz) erforderlich, um Diplopie (Doppelsehen) zu vermeiden. Die Unterschiede in der prismatischen Ablenkung führen somit zu einem Anstieg an einem disjunktiven oder Vergenzbedarf, der als die prismatische Nettoablenkung quantifiziert ist, die durch Kombinieren der einzelnen prismatischen Ablenkungen erhalten wird. Der Vergenzbedarf kann entweder eine Konvergenz oder eine Divergenz der Augen erfordern, aber wird als ein Vergenzbedarf in jedem Fall bezeichnet. Insbesondere für optisch anstrengende Tätigkeiten, wie zum Beispiel athletische Aktivitäten, sollten die yoked- und Vergenzbedürfnisse gering gehalten werden, um genaue räumliche Wahrnehmung und antizipierte Bewegung zu ermöglichen und eine Ermüdung der Augen zu vermeiden. Selbst gelegentliche Brillenträger fühlen sich jedoch wohler, wenn die yoked- und Vergenzbedürfnisse gesenkt werden.
Die Vergenz, die sich anhand von prismatischen Ablenkungen für beide Augen ergibt, hängt von sowohl dem Betrag als auch der Richtung der prismatischen Ablenkungen ab. Zum Beispiel weist die in 7 gezeigte Brille ein rechtes Glas 40 und ein linkes Glas 42 auf. Die Gläser 40, 42 sind Gläser mit negativer Brechkraft, die dieselbe Brech- oder Brennweite aufweisen. Jedes Glas weist einen optischen Mittelpunkt OC auf einer optischen Achse OA auf, die mit einer Linie durch die Krümmungsmittelpunkte der Vorderfläche A und einer hinteren Fläche P jedes Glases übereinstimmt. Der optische Mittelpunkt jedes Glases ist temporal von der Sichtlinie LOS verschoben (temporale Dezentration), was ein Basis innen (base in (BI))-Prisma für jedes Auge erzeugt. Das Basis innen-Prisma läßt Lichtstrahlen R von einem vorderen fernen Objekt so erscheinen, daß sie divergieren, so daß das Objekt weiter weg erscheint, als es wirklich ist. 8 zeigt eine ähnliche Situation, in der der optische Mittelpunkt OC jedes Glases nasal dezentriert ist, was ein Basis außen-Prisma für jedes Auge erzeugt und ein Objekt näher erscheinen läßt, als es tatsächlich ist. Forschung hat gezeigt, daß Athleten allgemein für horizontales und vertikales erzeugtes Prisma empfindlicher sind und weniger Fehler tolerieren können als Nichtathleten.
9 stellt eine Situation dar, in der ein rechtes Glas ein Basis innen-Prisma erzeugt, während das linke Glas ein Basis außen-Prixma erzeugt. Lichtstrahlen R von einem Objekt, das sich direkt davor befindet, erscheint nach rechts vom Sichtfeld verschoben, was verursacht, daß die Augen nach rechts abgelenkt werden. Wenn das Maß des erzeugten Prisma für jedes Auge dasselbe ist, werden sich die Augen gemeinsam in einer "yoked" Drehung nach rechts bewegen. Wenn das Maß des Prisma für jedes Auge nicht gleich ist, dann wird den Augen ein zusätzlicher Vergenzbedarf auferlegt, wobei eine Relativbewegung von einem oder beiden Augen in Richtung auf (Konvergenz) oder voneinander weg (Divergenz) erfolgen muß. Genannte Vergenz ist häufig unvollständig, was zu Diplopie oder geringer Wahrnehmung führen kann. Selbst wenn die Vergenz vollständig ist, erzeugt sie okulomotorische Überanstrengung, die für den Träger unangenehm ist.
Vertikale Prismeneffekte werden allgemein in ein Basis oben (base-up (BU)) und ein Basis unten (base-down (BD))-Prisma unterteilt. Die mit Bezug auf BO und BI-Prisma erörterten selben Probleme gelten für vertikales Prisma, aber werden gewöhnlich sogar noch weniger gut vom Träger toleriert.
Das Maß von horizontalem Prisma kann über das Glas variieren und Unsymmetrie kann peripher mehr zu einem Problem werden, wo ein Auge durch einen nasalen Abschnitt eines Glases schaut, während das andere Auge durch einen temporalen Abschnitt des Glases schaut. Das Maß von vertikalem Prisma kann auch über das Glas in einer ähnlichen Weise variieren, wenn das Auge durch einen superioren oder inferioren Abschnitt des Glases schaut. Diese Variation kann Ungenauigkeiten in der optischen Wahrnehmung über das Sichtfeld erzeugen, die schwerlich zu kompensieren sind und bei Erholungs- und Sportaktivitäten, die genaue optische Eingabe erfordern, stören.
Prisma in schützenden oder nicht korrigierenden Gläsern mit starker Basiskrümmung
Durch Konvention wird die Krummung der Vorderfläche eines Glases als die Basiskrümmung bezeichnet und als 530/R definiert, wobei R der Krümmungsradius der Fläche in Millimetern ist. Eine Linie durch die Krümmungsmittelpunkte C₁ (der Vorderfläche) und C₂ (der Rückfläche) definiert eine optische Achse OA, die das Glas (oder eine imaginäre Verlängerung des Glases) an einem optischen Mittelpunkt OC schneidet. Das Glas (oder seine imaginäre Verlängerung) weist eine Dicke CT entlang der optischen Achse OA auf und verjüngt sich symmetrisch von dem optischen Mittelpunkt OC weg oder in Richtung darauf. Der Krümmungsradius R₂ der hinteren Fläche ist in Kombination mit der Dicke CT in der Mitte und dem Basiskrümmungsradius R₁ so ausgewählt, daß er eine vorab festgelegte Brechkraft liefert. Der Radius R₂ für eine ausgewählte Brechkraft P wird unter Verwendung der Standardformel für Brechkraft leicht berechnet:
wobei n der Brechungsindex des Glasmaterials ist.
In den Gläsern mit geringer Brechkraft gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Radius der Innenfläche geringer als der Radis der Außenfläche des Glases und weist das Glas eine Miniskusgestalt auf. Wenn R₂ mit konstantem R₁ abnimmt, weist das Glas mehr negative Brechkraft auf. Wenn R₂ = R₁ – CT ist, werden die Vorder- und Rückflächen des Glases konzentrisch mit einer Brechkraft, die durch die Basiskrümmung und Dicke des Glases in der Mitte bestimmt wird. Zum Beispiel in einem Base 6- oder Base 9-Glas werden die Vorder- und Rückflächen des Glases bei den folgenden Brechkräften für Gläser mit diesen Dicken in der Mitte konzentrisch: Tabelle 1 Brechkraft, bei der Glas mit negativer Brechkraft für eine bestimmte Basiskrümmung und Dicke: in der Mitte konzentrisch wird
Wenn der innere Radius (R₂) weiter abnimmt, wird das Glas fortschreitend mehr negativ und wird die hintere Fläche konkaver. Für die Linsen mit geringer negativer Brechkraft gemäß der vorliegenden Erfindung ist CT der dickste Abschnitt des Glases. Für Gläser mit negativer Brechkraft wird CT entweder dieselbe Dicke wie der Rest des Glases R₂ = R₁ – CT) sein oder wird CT der dünnste Abschnitt des Glases (R₂ < R₁ – CT) sein.
In gegenwärtigen Brillen verwendete Gläser mit hoher Basis erzeugen deren eigenen unerwünschten optischen Effekte, da die Krümmung des Glases Prisma mit yoked und Vergenzbedürfnissen, sowie astigmatische Unschärfe erzeugen kann. Derartige stark gekrümmte Gläser sind ferner durch die starke Wölbung und pantoskopische Neigung, die in heutigen Brillen verwendet werden, weiter optisch verzerrt, was Prisma durch Neigung erzeugt, die über das Glas variiert. Die vorliegende Erfindung minimiert eine derartige Verzerrung durch Einführen von negativer Brechkraft in dem Glas und Drehen der optischen Achse zum Beispiel in Bezug auf den Krümmungsmittelpunkt C₁ (der Vorderfläche des Glases), um die optische Achse von der Sichtlinie abzulenken. Die optische Achse wird in einer Richtung allgemein entgegengesetzt zur Neigung des Glases in Richtung auf das Gesicht abgelenkt.
Das Glas könnte auch um den Krümmungsmittelpunkt C₂ (der hinteren Fläche des Glases) gedreht werden, aber dies würde die Apexposition für jedes Glas mit Ausnahme eines konzentrischen Glases verschieben und stellt ein weniger effizientes Verfahren zum Erzielen der angegebenen Ziele dar. Das Glas wird idealerweise um C₁ gedreht, aber kann um einen Punkt entlang der optischen Achse, zum Beispiel C₂, oder etwas von der optischen Achse weg gedreht werden, so daß der Drehwinkel innerhalb von 5 Grad der optimalen Position für die bestimmte Brechkraft und Basiskrümmung, vorzugsweise innerhalb von einem Grad, liegt. Die abgelenkte optische Achse geht jedoch durch die Mittelpunkte C₁ und C₂ in sphärischen Ausführungsformen, aber in asphärischen und anderen Ausführungsformen kann sie zwischen C₁ und C₂ oder in der Nähe von einem von C₁ oder C₂ gehen (zum Beispiel in einer ausreichenden Entfernung zur Reduzierung der optischen Ungenauigkeiten gemäß der vorliegenden Erfindung durch Verwendung einer abgelenkten Achse).
Die abgelenkte Sichtlinie gemäß der vorliegenden Erfindung steht im Gegensatz zu inadäquaten Bemühungen im Stand der Technik zur Lösung dieses Problems, wie in 10 gezeigt, die eine vertikale Schnittansicht durch ein Plano (Brechkraft Null)-Glas 50 zeigt, das mit pantoskopischer Neigung vor einem Auge mit einem Drehzentrum CR montiert ist. Die pantoskopische Neigung versetzt den unteren Rand 54 des Glases in Richtung auf das Gesicht, was Basis unten-Prisma in dem Glas erzeugt. Der Stand der Technik versuchte, sich diesem Problem zu widmen, indem die optische Achse (OA) des Glases zu einer Position verschoben wird, die von der LOS beabstandet und parallel dazu verläuft (10). Dies half bei der Minimierung von prismatischer Verzerrung entlang der LOS, aber war für eine Verbesserung der peripheren optischen Leistung nicht geeignet.
Die vorliegende Erfindung löste dieses Problem (wie in 11 gezeigt) durch Abkehr von der parallelen Beziehung und statt dessen Drehen der OA in einer vertikalen Richtung um einen der Krümmungsmittelpunkte (wie zum Beispiel C₁) über einen Winkel ω_v in einer superioren Richtung 56 von der LOS weg (die der Zweckmäßigkeit halber in der Zeichnung als die NLOS gezeigt ist, obwohl sie jede FLOS sein kann). Die Richtung 56 ist so ausgewählt, daß sie von dem Rand 54 weg ist, die in Richtung auf das Gesicht geneigt ist. Der Betrag des Winkels ω_v, bei dem minimales Prisma auftritt, kann in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Glases und seiner Position relativ zur LOS variieren, aber wird selbst bei minimaler Drehung der OA in der Richtung 56 beginnen, das durch die pantoskopische Neigung erzeugte Prisma zu neutralisieren. Gleichungen zur Bestimmung eines optimalen Winkels für absolute minimale Verzerrung werden später in dieser Beschreibung bereitgestellt.
Die Erfindung beinhaltet auch eine Brille und Verfahren zur Reduzierung von Prisma durch Neigung, die durch seitliche Wölbung der Gläser erzeugt wird, wie in 12 dargestellt, die ein horizontaler Schnitt durch ein Paar Gläser 50, 60 ist. Das Glas 50 weist einen nasalen Rand 52 und einen temporalen Rand 58 auf, und das Glas weist eine seitliche Wölbung an seinem temporalen Rand 58 auf. Das Glas 60 weist einen nasalen Rand 62 und einen temporalen Rand 68 auf, und das Glas weist eine seitliche Wölbung an seinem temporalen Rand 68 auf. Anstelle der Orientierung der OA jedes Glases parallel zur LOS (die wiederum der Zweckmäßigkeit halber für die NLOS gezeigt ist) ist die OA von der LOS über einen Winkel ω_h in einer nasalen Richtung allgemein entgegensetzt zur Richtung der seitlichen Wölbung gedreht. Der spezielle optische Winkel ω_h, bei dem prismatische und andere optische Verzerrung minimiert ist, hängt von einer Anzahl von Faktoren ab und wird in speziellen Beispielen dargestellt. Die Ablenkung der OA von der LOS in der nasalen Richtung weg beginnt voranschreitend, um durch die seitliche Wölbung erzeugtes Prisma zu minimieren.
13 stellt eine Doppelglasbrille 70 dar, in der die Gläser mit sowohl seitlicher Wölbung als auch pantoskopischer Neigung montiert sind. 13 stellt auch OC_R1 und OC_L1 dar, die die Positionen der optischen Mittelpunkte (jeweils) der rechten und linken Gläser 50, 60 einer Brille im Stand der Technik sind, in der die OA parallel zur normalen Sichtlinie (NLOS) gehalten ist. Die optischen Mittelpunkte OC_R2 und OC_L2 sind die Positionen der optischen Mittelpunkte der rechten und linken Gläser (jeweils) nach der nasalen und superioren Weitwinkeldrehung zur Minimierung von optischer Verzerrung, die durch die seitliche Wölbung und pantoskopische Neigung erzeugt wird.
14 stellt die superonasale Ablenkung der OA dar, in dem das linke Glas 60 der in 13 gezeigten Brille 70 isoliert von der Fassung dargestellt ist, aber die pantoskopische Neigung und seitliche Wölbung beibehalten sind, mit denen das Glas in der Fassung montiert wurde. Das Glas 60 weist Vorder- und Rückflächen auf, die mit den Flächen einer Kugel im wesentlichen übereinstimmen (zum Beispiel bei Messung durch ein Lens clock zur Ermittlung der Spherizität eines Glases, wie auf dem Gebiet von ophtalmischen Linsen selbstverständlich). Die Vorderfläche des Glases stimmt im wesentlichen mit einer ersten Kugel mit einem Mittelpunkt C₁ überein, während die hintere Fläche des Glases im wesentlichen mit einer zweiten Kugel mit einem Mittelpunkt C₂ übereinstimmt. Die theoretische NLOS ist durch den Mittelpunkt des Glases so dargestellt, daß sich die NLOS weiter durch das theoretische Drehzentrum CR des Auges erstreckt.
Der Ort des optischen Mittelpunktes OC_L1 im Stand der Technik von 13 ist auch in 14 dargestellt, in der der OC horizontal (δ_h) und vertikal (δ_v) von der LOS so beabstandet ist, daß sich die OA₁ durch C₁ und C_2a parallel zur NLOS erstreckt. Die vorliegende Erfindung stellt eine wesentliche Abwandlung von der Anordnung dar, indem der OC_L1 über einen Winkel ω_h in der X-Y-Ebene versetzt ist (oder eine Komponente ω_h) aufweist, um die durch seitliche Wölbung erzeugte optische Verzerrung zu kompensieren. Der OC_L1 ist auch über einen Winkel ω_v in der Richtung der Z-Achse versetzt (oder weist eine Komponente ω_v auf), so daß der OC_L1 die neue Position OC_L2 einnimmt, um die durch die pantoskopische Neigung erzeugte optische Verzerrung zu kompensieren. In seiner neuen Position befindet sich der OC_L2 auf einer optischen Achse OA₂, die sich durch den Mittelpunkt C₁ der ersten Kugel und den neuen Mittelpunkt C_2b der zweiten Kugel erstreckt (wo C_2b über entgegengesetzte Winkel ω_h und ω_v aus einer ursprünglichen Position C_2a auf der X-Achse gedreht worden ist). In dieser besonderen Ausführungsform schneidet die OA₂ die NLOS unter einem Winkel ω (dem resultierenden Winkel von Komponenten ω_h und ω_v), der in einem späteren Abschnitt dieser Beschreibung ausführlicher beschrieben wird. Der ultimative Effekt besteht jedoch darin, daß die optische Achse in diesem Beispiel von dem Glas unter einem Winkel zur NLOS (oder anderen FLOS) wegbewegt ist, um die durch die Wölbung und Neigung des Glases erzeugte optische Verzerrung auszugleichen.
Einige der Faktoren, die in einen optimalen Winkel ω eingehen, sind in Verbindung mit 15 gezeigt, die entweder als ein horizontaler Querschnitt eines linken Glases oder als ein vertikaler Querschnitt von entweder einem linken oder einem rechten Glas angesehen werden kann. Eine horizontale Querschnittsansicht von einem rechten Glas wäre das Spiegelbild von 15. Das Glas 100 weist eine Vorderfläche 102, die mit einer ersten Kugel mit einem Mittelpunkt C₁ im wesentlichen übereinstimmt, und eine hintere Fläche 104 auf, die mit einer zweiten Kugel mit einem Mittelpunkt C₂ im wesentlichen übereinstimmt, wobei die Fläche 104 entlang der optischen Achse von der Fläche 102 um eine Strecke verschoben ist, die der Dicke (CT) in der Mitte des Glase entspricht. Die CT wird der dickste Abschnitt des Glases in einem Glas mit geringer negativer Brechkraft sein und der dünnste Abschnitt des Glases bei größeren negativen Brechkräften sein. Die OA ist in Bezug auf die LOS eines Trägers, zum Beispiel eine funktionale Sichtlinie FLOS, so angeordnet, daß die optische Achse OA unter einem Winkel ω in Bezug auf die FLOS geneigt ist. Der Winkel ω ist optimal ausgewählt, um die gesamte prismatische Ablenkung des Glases zu minimieren, wenn der Träger entlang der FLOS schaut. Dieser optimale Winkel ω kann zum Beispiel durch die Beziehung
ermittelt werden, wobei δ₂ der Abstand zwischen der FLOS und der Apexlinie AL ist, R₂ der Krümmungsradius der Rückfläche des Glases ist, θ der Winkel zwischen der FLOS und dem Krümmungsradius von entweder den Vorder(θ₁)- oder Rück (θ₄)-flächen des Glases ist und k der Abstand der Krümmungsmittelpunkte der Vorder und Rückflächen des Glases ist.
Diese Gleichung kann durch eine Analyse der folgenden optischen Beziehungen in dem idealen Glas der in 15 gezeigten bevorzugten Ausführungsform besser verstanden werden. Die FLOS ist um eine Strecke δ₂ von einer Apexlinie AL parallel zur FLOS verschoben, wobei sich AL durch den Krümmungsmittelpunkt C₁ und dem Apex des Glases erstreckt. Die FLOS erstreckt sich durch die Rückfläche 104 des Glases 100 an einem Punkt P₂, der sich auf einer Linie p durch den Krümmungsmittelpunkt C₁ und unter einem Winkel ω + α von der optischen Achse OA erstreckt, wobei
Pantoskopische Neigung kann als der Winkel zwischen der Apexebene (vorher in 5 gezeigt) und der Tangente zur Glasfläche am Schnittpunkt der Glasfläche und der FLOS definiert werden. Wenn FLOS mit NLOS zusammenfällt, dann sind in 15 die Tangentenebenen bei P₁ und P₂ parallel und ist der pantoskopische Neigungswinkel gegeben durch entweder tan–1(δ1v/R1) oder tan–1(δ2v/R2)wobei δ_1v und δ_2v den vertikalen Abstand der FLOS und der Apexlinie (AL) in Bezug auf die jeweiligen Vorder und Rückflächen darstellen. Wenn 15 einen horizontalen Querschnitt des Glases darstellt und FLOS mit der NLOS zusammenfällt, dann ist der Winkel der seitlichen Wölbung in ähnlicher Weise definiert und gegeben durch tan–1(δ1h/R1) oder tan–1(δ2h/R2)wobei δ_1h und δ_2h den horizontalen Abstand der FLOS und der Apexlinie (AL) in Bezug auf die jeweiligen Vorder und Rückflächen darstellen.
Durch Versehen des Glases 100 mit einer geringen Brechkraft und wesentliches Neigen und Dezentrieren des Glases in Bezug auf die FLOS kann eine bessere optische Leistung erhalten werden. Das Glas mit geringer Brechkraft reduziert die Verjüngung des Glases im Vergleich mit einem Glas mit Brechkraft Null und diese reduzierte Verjüngung wiederum reduziert optische Verzerrung, die über das Sichtfeld erzeugt wird, durch Ändern der Beziehung der Flächen eines mehr verjüngten Glases. Eine erhöhte negative Brechkraft kann auch von einer Zunahme des Winkels ω begleitet sein, und eine Erhöhung des Winkels ω kann auch von einer Abnahme der Basiskrümmung des Glases begleitet sein, um optimale Leistung des Glases zu erzielen. Der Effekt von einigen von diesen miteinander in Beziehung stehenden Variablen ist in den folgenden Beispielen dargestellt.
BEISPIEL 1
Ein Basis 6-Glas wurde mit den folgenden optischen Eigenschaften hergestellt, wobei die Parameter die in 15 gezeigten sind:
R₁ = 87,17 mm
R₂ = 86,00 mm
CT = 1,60 mm
P = –0,045 D
Panto ungefähr 12,5 Grad
Wölbung ungefähr 15 Grad
Sowohl δ als auch ω sind in der nasalen Richtung horizontal und in der superioren Richtung vertikal versetzt. Das berechnete Prisma und der berechnete Astigmatismus für dieses Glas entlang der NLOS und unter temporalen und nasalen Blickwinkeln von 45 Grad zur NLOS wurden mit dem vorhergesagten Prisma und Astigmatismus für ein ähnliches Base 6-Glas mit einer Brechkraft von –0,045, das den optischen Mittelpunkt am Apex des Glases aufwies (wie in 10, wo sich die OA durch den APX erstreckt), und einem Base 6-Glas mit Brechkraft Null (Plan) mit dem OC am Apex verglichen. Diese vorangehend beschriebenen prismatischen Ablenkungen liefern die yoked- und Vergenzbedürfnisse.
Tabelle 2 Prismatische Ablenkungen für Base 6-Brille Vergleich von planen Gläsern und mit geringer negativer Brechkraft mit und ohne gedrehte OA
Diese Ergebnisse zeigen, daß ein Glas mit geringer Brechkraft mit einer gedrehten optischen Achse gemäß der vorliegenden Erfindung Prisma entlang der NLOS (von 0,010 pd in dem nichtgedrehten Glas mit Brechkraft Null auf 0,000 pd in dem gedrehten Glas mit geringer Brechkraft) im wesentlichen beseitigen und Vergenzbedarf peripher bei 45° (von 0,274 auf 0,176 pd BO) reduzieren kann und auch yoked-Bedarf peripher bei 45° (von 0,546 auf 0,400 pd) reduziert.
BEISPIEL 2
Ein Base 9-Glas wurde mit den folgenden optischen Eigenschaften hergestellt, wobei die Parameter die in 15 gezeigten sind:
R₁ = 58,9 mm
R₂ = 57,9 mm
CT = 1,5 mm
P = – 0,075 D
Panto ungefähr 10 Grad
Wölbung ungefähr 18 Grad
Die Parameter der optischen Leistung einer Brille mit einem linken und einem rechten Glas unter Verwendung dieser Orientierung des Glases basieren auf Berechnungen und Messungen, die in Tabelle 3 zusammengefaßt sind. Die Leistungsparameter sind auch für eine Vergleichsbrille mit sowohl planen Gläsern als auch Gläsern mit geringer Brechkraft mit optischen Achsen durch den Apex und parallel zu (und 18,5 mm nasal beabstandet von) der NLOS dargelegt. Prozeduren zur genauen Verfolgung des Strahlengangs zur Bestätigung dieser Berechnungen sind allgemein bekannt und in zum Beispiel Warren Smith, Modern Optical Engineering (1966) beschrieben.
Der Vergenzbedarf der Brille wird anhand der prismatischen Ablenkungen unter den nasalen und temporalen Blickwinkeln berechnet. Wenn das rechte Auge unter einem Winkel von 45° nasal in Bezug auf die NLOS schaut, dann wird beim Tragen der Brille das linke Auge bei ungefähr 45° temporal schauen. Diese vorangehend beschriebenen prismatischen Ablenkungen geben die yoked- und Vergenzbedürfnisse.
Tabelle 3 Prismatische Ablenkungen für Base 9-Brille Vergleich von planen Gläsern mit geringer negativer Brechkraft mit und ohne gedrehte OA
Tabelle 3 zeigt, daß eine herkömmliche (dezentrierte plane, P = 0, ω = 0) Schutzbrille geringe Mengen von prismatischer Ablenkung entlang der NLOS aufweist; für die Base 9-Brille von Tabelle 3 beträgt die prismatische Ablenkung entlang der NLOS ungefähr 0,006 BI. Es ist jedoch bisher nicht bekannt geworden, daß diese planen Gläser große prismatische Ablenkungen in peripheren Abschnitten der Gläser erzeugen. Bei Blick durch diese Gläser unter 45° nasal und 45° temporal von der NLOS sind die prismatischen Ablenkungen in den einzelnen Gläsern groß (jeweils ungefähr 1,37 pd BO und 0,95 pd BI) und erzeugen einen großen Vergenzbedarf von 0,417 BO.
Eine dezentrierte negative Brille erzeugt prismatische Ablenkungen, selbst wenn die NLOS parallel zur optischen Mittellinie verläuft. Die dezentrierte negative Brille (P = –0,075 D; δ = 18,5 mm, ω = 0°) weist eine prismatische Ablenkung von ungefähr 0,15 BO entlang der NLOS auf. Bei Blick unter Winkeln von 45° nasal und 45° temporal in Bezug auf die NLOS betragen die prismatischen Ablenkungen jeweils ungefähr 0,89 BO und 0,42 BI. Die Beträge der prismatischen Ablenkungen unter den extremen nasalen und temporalen Winkeln sind kleiner als diejenigen der planen Brille und der Vergenzbedarf ist größer, aber nicht wesentlich. Die dezentrierte negative Brille ist für Anwendungen besonders gut geeignet, die einäugiges Sehen mit geringen Graden von prismatischer Ablenkung in Bezug auf Blickwinkeln weg von der NLOS erfordern.
Durch Kombinieren einer nasalen Drehung der OA (ω = 16°) mit einer nasalen Dezentration von δ = 18,5 mm der optischen Achse OA weist die gedrehte, dezentrierte negative Brille keine prismatische Ablenkung entlang der NLOS auf. Bei Blick unter Winkeln von 45° temporal und nasal von der NLOS betragen die prismatischen Ablenkungen ungefähr 0,69 BO und 0,50 BI. Diese prismatischen Ablenkungen sind geringer als diejenigen der anderen Brille und erzeugen einen wesentlich geringeren Vergenzbedarf von 0,18 BO und yoked-Bedarf von 0,50 pd.
Die Tabelle 3 enthält auch berechnete Astigmatismuswerte. Astigmatismuswerte von weniger als 0,12 D werden allgemein als akzeptabel angesehen. Zum Beispiel der ANSI- Sonnenbrillenstandard (ANSI Z80.3) läßt einen Astigmatismus von 0,12 D in einer Nichtrezeptbrille entlang der NLOS zu. Die Tabelle 3 stellt dar, daß die Brille mit geringer Brechkraft und gedrehter OA gemäß der vorliegenden Erfindung auch weniger astigmatische Unschärfe als eine geneigte dezentrierte plane Brille oder eine geneigte, dezentrierte negative Brille aufweist.
Für Vergleichszwecke wird die gedrehte, dezentrierte Brille mit geringer negativer Brechkraft mit einem Glas verglichen, in dem P = 0 ist, aber die Basiskrümmung und δ in der gezeigten Form variieren. Für eine gleiche Drehgröße und -richtung für eine bestimmte Basiskrümmung und Dezentration, wobei die gedrehte, dezentrierte negative Brille Prisma Null entlang der NLOS aufweist, würde die gedrehte dezentrierte Brille mit Brechkraft Null die folgenden Prismawerte entlang der LOS aufweisen:
6 Base: 0,28 Basis innen; δ_h = 23,35 mm
7 Base: 0,285 Basis innen; δ_h = 23,35 mm
8 Base: 0,252 Basis innen; δ_h = 18,5 mm
9 Base: 0,291 Basis innen; δ_h = 18,5 mm
Bei Anordnung in einer Brille würden diese Gläser eine Divergenz von zwischen 0,5 und 0,58 pd erfordern, wenn der Träger ein fernes Objekt entlang der NLOS betrachtet. Diese Größe und Richtung der prismatischen Verzerrung ist für die meisten Träger potentiell sehr störend. Die planen dezentrierten, nicht gedrehten Gläser erzeugen sehr geringes Prisma entlang der NLOS, während dezentrierte, nicht gedrehte Gläser mit geringer negativer Brechkraft Basis außen-Prisma entlang der NLOS erzeugen. Die dezentrierten Gläser mit gedrehter OA gemäß der vorliegenden Erfindung können Prisma entlang der FLOS (einschließlich der NLOS) auf im wesentlichen Null (zum Beispiel weniger als 0,1 pd oder 0,05 pd) reduzieren und sogar Prisma entlang der FLOS auf Null beseitigen.
BEISPIEL 3
Allgemeiner Ansatz für die Gestaltung von Gläsern mit gedrehter OA
Dieses allgemeine Schema zur Gestaltung eines Glases mit einer gedrehten (winkelmäßig abgelenkten) OA wird in diesem Beispiel unter besonderer Bezugnahme auf die 14 und 15 dargestellt, wo die AL die Apexlinie ist, die sich von C₁ durch den Apex des Glases erstreckt. Das Glas 100 kann als erstes so angeordnet sein, daß die LOS (wie zum Beispiel eine FLOS, oder insbesondere eine NLOS) parallel zur optischen Achse OA und horizontal um δ_H und vertikal um δ_V versetzt ist. Die OA wird danach allgemein horizontal um den Winkel δ_H in einer in wesentlichen nasalen Richtung und allgemein vertikal um den Winkel ω_V in einer im wesentlichen superioren Richtung (für Gläser mit seitlicher Wölbung und pantoskopischer Neigung) gedreht, so daß die optische Achse OA von der LOS weg geneigt ist. Derartige Drehungen der OA können durch Bewegen des Umrisses eines Glases (oder eines Glasrohlings) auf einer Kugel durchgeführt werden, wie dies in 16A beschrieben ist. Obwohl die Drehwinkel der OA der Zweckmäßigkeit halber in horizontalen und vertikalen Komponenten angegeben werden, kann die Ablenkung auch in einer einzigen superonasalen Richtung erfolgen, ohne die horizontalen und vertikalen Komponenten des Versatzes zu beschreiben.
15 stellt ein repräsentatives Glas mit einer optischen Achse OA dar, die die Vorder- und Rückflächen 102, 104 eines Glases schneidet. In Gläsern für eine Brille gemäß der Erfindung muß jedoch die OA des Glases nicht notwendigerweise durch entweder den Glasrohling, aus dem das Glas geschnitten ist, oder das zum Einsetzen in einer Fassung geschnittene Glas gehen. Die Dezentrationen und wesentlichen Neigungen des Glases von der NLOS werden weiterhin von der optischen Achse gemessen. Obwohl der optische Mittelpunkt nicht auf dem ausgeschnitten Glas oder dem Glasrohling liegt, kann der optische Mittelpunkt durch Verlängerung der Krümmung der Vorderfläche des Glases, bis sie die optische Achse schneidet, leicht gefunden werden.
Oben beschriebene repräsentative Ausführungsformen der Erfindung betreffen eine Base 6- und Base 9-Brille, aber die Erfindung ist nicht auf diese Basiskrümmungen begrenzt. Allgemein wird ein Glas für eine Brille auf der Grundlage eines Apexortes und einer Basiskrümmung des Glases ausgewählt. Der Apexort und die Basiskrümmung werden gewöhnlich durch die Fassung festgelegt und können für das Aussehen oder den Augenschutz ausgewählt werden. Der Krümmungsradius der Rückfläche (hinteren Fläche) R₂ und die Dicke CT in der Mitte des Glases werden dann variiert, um einen geringen Brechkraftwert, zum Beispiel negative Brechkraft, zu erzeugen. Für Glasmaterialien, wie zum Beispiel Polykarbonat, ist die Dicke CT in der Mitte im allgemeinen größer als 1 mm, so daß das Glas stabil und beständig ist, aber andere und zukünftige Materialien und Verfahren zur Herstellung können ein dünneres Glas ermöglichen.
Das Glas kann dann so dezentriert werden, daß die optische Achse des Glases parallel zur FLOS verläuft und durch den funktionalen Apex geht. Als nächstes kann das Glas um einen Winkel ω um den Krümmungsmittelpunkt der Vorderfläche (C₁) gedreht werden. Die prismatische Ablenkung entlang der FLOS wird danach berechnet und kann durch Messung bestätigt werden. Der Winkel ω kann erstellt werden, bis die Gesamtablenkung entlang der LOS ein Minimum, vorzugsweise weniger als 0,12 Prismendioptrien entlang der LOS und weniger als 0,9 Prismendioptrien bei 45° nasal und temporal, noch spezieller weniger als 0,1 Prismendioptrien entlang der Sichtlinie, am geeignetsten ungefähr 0 Prismendioptrien entlang der Sichtlinie, erreicht. Der Vergenzbedarf des Glases ist geeigneterweise geringer als 0,4 Prismendioptrien und idealerweise geringer als 0,3 oder 0,2 Prismendioptrien.
Während mehrere mathematische Verfahren verwendet werden können, um die Gesamtablenkung zu berechnen, erfordert das effizienteste die umgekehrte Lösung des Problems, indem mit einer bekannten Augenposition begonnen wird und die genaue Position des Objekts ermittelt wird, das das Auge sieht, wie dies unten skizziert ist. Unter Bezugnahme auf 15 ist der Blickwinkel als die Blickrichtung in Bezug auf die FLOS identifiziert, die in 15 Null Grad beträgt. Diese Blickrichtung schneidet die Rückfläche 104 des Glases 100 bei P₂. Der Abstand von B₂ zu P₂ entlang einer Linie senkrecht zur optischen Achse OA wird als y₂ bezeichnet; der Abstand von A₂ to B₂ entlang der optischen Achse OA wird als z₂ bezeichnet, die die sagittale Tiefe in Bezug auf die Rückfläche ist; φ₂ ist der Winkel zwischen der Normalen zur Rückfläche und der optischen Achse OA; und σ₃ ist der Winkel zwischen der Blickrichtung und der optischen Achse OA (derselbe wie ω ist, wenn FLOS = NLOS ist). Die Blickrichtung in Bezug auf die Normale zur Rückfläche ist durch den Winkel θ₄ gegeben, wobei θ4 = ϕ2 – σ3.
Die Blickrichtung vor Brechung an der Rückfläche in Bezug auf die Normale an der Rückfläche ist gegeben durch den Winkel θ₃ (in 15 nicht gezeigt) unter Verwendung des Snelliuschen Brechungsgesetzes, wobei n der Brechungsindex des Glasmaterial ist und
Die Blickrichtung vor Brechung an der Rückfläche in Bezug auf die optische Achse ist gegeben durch den Winkel σ₂ (in 15 nicht gezeigt), wobei σ2 = ϕ2 – θ3.
Danach berechne man den Schnittpunkt P₁ dieses gebrochenen Strahls und der Vorderfläche 102 des Glases 100, wobei y₁ der Abstand zwischen P₁ und der optischen Achse OA bei B₁ entlang einer Linie senkrecht zur optischen Achse OA ist, und z₁ die sagittale Tiefe von P₁ in Bezug auf die Vorderfläche ist:
b = (s1tan2σ2 + R1)/(tan2σ2 + 1) s1 = (y2/tanσ2) + z2
Danach berechne man φ₁ als den Winkel zwischen der Normalen zur Vorderfläche und der optischen Achse OA unter Verwendung von
Die Blickrichtung in Bezug auf die Normale zur Rückfläche ist gegeben durch den Winkel θ₂ (in 15 nicht gezeigt), wobei θ2 = ϕ1 – σ2.
Die Blickrichtung vor Brechung an der Vorderfläche in Bezug auf die Normale zur Vorderfläche ist gegeben durch den Winkel θ₁, noch einmal das Snelliusche Brechungsgesetz und den vorangehend definierten Index n verwendend: θ1 = sin–1 (n sin θ2)
Die Blickrichtung vor Brechung an der Vorderfläche in Bezug auf die optische Achse OA ist gegeben durch den Winkel σ₁, wobei σ1 = ϕ1 – θ1
Schließlich ist die Gesamtablenkung ε durch die Differenz zwischen den Winkeln σ₁ und σ₃ gegeben. Wenn diese Winkel in Grad gegeben sind, liefert die folgende Gleichung ε in Prismendioptrien:
Wenn die prismatische Ablenkung entlang der NLOS nicht ausreichend klein ist, dann wird der Drehwinkel ω oder die Glasbrechkraft geändert. Wenn die prismatische Ablenkung Basis außen ist, wird der Drehwinkel ω erhöht oder der Betrag der negativen Brechkraft verringert. Wenn die prismatische Ablenkung Basis innen ist, wird der Drehwinkel ω gesenkt oder der Betrag der negativen Brechkraft erhöht. Die Glasbrechkraft und der Drehwinkel können so ausgewählt werden, daß die prismatische Ablenkung entlang der NLOS reduziert wird. Zum Beispiel kann der Drehwinkel so ausgewählt werden, daß er größer als 30°, größer als 20°, größer als 15°, zwischen 20° und 40° oder zwischen 15° und 30° ist.
BEISPIEL 4
Dieses Beispiel zeigt einige optische Beziehungen zwischen der Basiskrümmung, der Dicke des Glases in der Mitte und der geringen negativen Brechkraft des Glases, die prismatische Verzerrung entlang der LOS optimal minimiert. Die folgende Tabelle stellt die nasal gerichtete Drehung der optischen Achse dar, die Prisma Null entlang der LOS erzeugt, mit Änderungen der Dezentration für die folgenden Gläser dar:
6 Base Dicke in der Mitte 1,6 mm, Brechkraft –0,045 D
7 Base: Dicke in der Mitte 1,5 mm, Brechkraft –0,051 D
8 Base: Dicke in der Mitte 1,5 mm, Brechkraft –0,063 D
9 Base: Dicke in der Mitte 1,5 mm, Brechkraft –0,075 D
Tabelle 4 Drehung der OA für unterschiedliche Dezentrationen und Basiskrümmungen
Diese Tabelle stellt allgemein dar, daß die Drehung der OA von der LOS weg, die erforderlich ist, um das Prisma entlang der LOS zu neutralisieren, zunimmt, wenn die Dezentration zunimmt, und daß allgemein der Drehwinkel abnimmt, wenn die Basiskrümmung des Glases zunimmt.
BEISPIEL 5
Dieses Beispiel stellt die nasal gerichtete Drehung der optischen Achse, die Prisma Null entlang der Sichtlinie beibehält, mit Änderungen der Dicke in der Mitte für die folgenden Gläser dar:
6 Base: nasale Dezentration 23,35 mm, Brechkraft –0,045 D
7 Base: nasale Dezentration 23,35 mm, Brechkraft –0,051 D
8 Base: nasale Dezentration 18,5 mm, Brechkraft –0,063 D
9 Base: nasale Dezentration 18,5 mm, Brechkraft –0,075 D
Die nasale Dezentration ist eine Funktion der seitlichen Wölbung. Allgemein nimmt der Krümmungsradius der Rückfläche des Glases, wenn CT zunimmt, für jede Basiskrümmung ab, um konstante Brechkraft und Prisma Null entlang der Sichtlinie beizubehalten.
Tabelle 5 Drehung der OA für unterschiedliche Dicken in der Mitte und Basiskrümmungen
Allgemein nimmt der Winkel ω für ein Glas mit einer bestimmten Basiskrümmung, Brechkraft und Dezentration ab, wenn die Dicke in der Mitte des Glases zunimmt.
BEISPIEL 6
Dieses Beispiel stellt dar, wie sich der Winkel ω ändern kann, um das berechnete Prisma Null für ein Glas einer CT = 1,5 mm, Dezentration = 18,5 mm für Gläser mit unterschiedlichen Basiskrümmungen und Brechkräften aufrechtzuerhalten.
Tabelle 6 Drehung der OA für unterschiedliche Basiskrümmungen und Brechkräfte
Diese Beispiele stellen dar, daß der Winkel ω für ein bestimmtes Glas mit geringer Brechkraft abnimmt, wenn die Basiskrümmung für eine bestimmte CT und einen bestimmten δ zunimmt. Für eine bestimmte Basiskrümmung nimmt der Winkel auch zu, wenn größere negative Brechkraft von dem Glas bereitgestellt wird.
BEISPIEL 7
Schneiden von Gläsern aus Glasrohlingen
Obwohl die Gläser gemäß der vorliegenden Erfindung in eine genaue Form durch Spritzgießen gebracht oder geschliffen und danach geschnitten werden können, sind die Gläser vorzugsweise aus einem spritzgegossenen Glasrohling geschnitten. Für sphärische Gläser kann der Glasrohling durch Schneiden aus der Schale einer Kugel 120, wie in 16A gezeigt, konzeptioniert werden. Die Positionen der Krümmungsmittelpunkte C₁ und C₂ und Krümmungsradien R₁ und R₂ (16B) der äußeren und inneren Flächen der Kugel 120 legen jeweils die Brechkraft des aus dem Glasrohling zu schneidenden Glases fest. Der Krümmungsradius R₁ (der äußeren Fläche der Schale) legt die Basiskrümmung des Glases fest. Die optische Achse OA erstreckt sich durch C₁ und C₂ und ist so gezeigt, daß sie durch einen Pol der Kugel vorragt. Wenn das gewünschte Maß von seitlicher Wölbung und pantoskopischer Neigung eines Glases ermittelt sind, kann eine Position auf der Kugel gefunden werden, die ein Glas mit denjenigen Eigenschaften liefern wird. Der Glasrohling kann dann geformt werden, der die Gestalt des Abschnitts der Schale der Kugel aufweist.
In der in 16A dargestellten Ausführungsform ist der Glasrohling 122 mit einer Gestalt ausgebildet, die der Schale der Kugel an dem dargestellten Ort entspricht, in der sich die optische Achse nicht durch den Glasrohling selbst erstreckt. Somit befindet sich der optische Mittelpunkt des Glasrohlings nicht auf dem Rohling selbst, sondern statt dessen auf einer imaginären Verlängerung des Rohlings an dem Pol der Kugel. Der Rohling 122 ist so positioniert, daß ein aus dem Glasrohling zu schneidendes Glas eine ausgewählte LOS (wie zum Beispiel eine FLOS, z.B. die NLOS) aufweisen wird, die sich unter dem gewünschten Winkel ω zur optischen Achse OA für ein Glas mit einer bestimmten geringen negativen Brechkraft und Basiskrümmung befindet. In 16A ist der Rohling so gezeigt, daß er vom Pol um Strecken X, Y und H versetzt ist, die auf eine Frontalebene A projiziert sind. In dieser besonders offenbarten Ausführungsform eines Base 6-Glases ist der geometrische Mittelpunkt GC des Rohlings 122 um eine Strecke von 54,5 mm in einer Richtung Y entlang eines vertikalen Meridians der Kugel und eine Strecke von 42,0 mm in einer Richtung X entlang einer Breitenlinie (parallel zum Äquator) versetzt. Der Nettoversatz des GC vom OC der Kugel ist somit eine Strecke H von 68,8 mm.
17 zeigt eine zweidimensionale Ansicht von 16A, die ferner die Position eines Glases zeigt, das aus dem Glasrohling zu schneiden ist, die Position der NLOS und des geometrischen Mittelpunktes GC des Glasrohlings in Bezug auf die OA darstellend. Diese Ansicht zeigt die Weitwinkelablenkung zwischen der optischen Achse OA der Kugel und dem GC des Glasrohlings, die um einen Winkel ω bei C₁ (in 17 nicht gezeigt) getrennt sind, der einem Winkel an der Fläche der Kugel gegenüberliegt, der durch den Abstand H auf der Kugelfläche abgegrenzt ist.
BEISPIEL 8
Effiziente Verwendung von Glasrohlingen
Die vorliegende Erfindung beinhaltet auch ein Verfahren zur effizienteren Verwendung von Glasrohlingen als im Stand in der Technik, während die bessere optische Leistung des aus dem Rohling geschnittenen Glases beibehalten wird. Das Problem des Standes der Technik ist in 18 dargestellt, die einen rechten Glasrohling 130 und einen linken Glasrohling 132 zeigt, die spritzgegossen sind. Jeder Glasrohling weist einen geometrischen Mittelpunkt GC und einen optischen Mittelpunkt OC auf, der entlang eines Äquators E des Glasrohlings in Richtung auf einen medialen Rand des Rohlings versetzt ist. Der Glasrohling verjüngt sich somit vertikal symmetrisch (in einer superoinferioren Richtung entlang des Medians M) vom Äquator E.
Eines der Probleme mit einem spritzgegossenen Rohling besteht darin, daß häufig Spritzgießartefakte peripher im Glas und insbesondere am Injektions "tor" vorhanden sind, wo Kunststoff in die Form vor dem Härten gespritzt wird. Die durch diese Artefakte eingebrachten optischen Unregelmäßigkeiten können häufig durch Schneiden eines Glases 134 oder 136 aus dem Glasrohling 130, 132 an einer zentralen Position an dem Glasrohling von den peripheren Unregelmäßigkeiten weg vermieden werden. In 18 sind Gläser 134, 136 gezeigt, die vom Mittelpunkt des Glasrohlings zu schneiden sind, um diese optischen Unregelmäßigkeiten zu vermeiden.
19 zeigt ein Problem, das angetroffen wird, wenn die Linse 134, 136 durch Schieben des Glases vertikal nach unten auf dem Glasrohling vertikal optische dezentriert werden sollen. Wenn das Maß der vertikalen Dezentration die B-Abmessung des Glases erreicht, dann werden periphere Abschnitte des Glases nicht auf den Glasrohling passen. Dies wird den teuren Schritt der Verwendung eines größeren Glasrohlings erfordern. Selbst wenn das Glas klein genug ist, um auf den Glasrohling zu passen (was in 19 nicht der Fall ist), muß das Glas aus optisch unregelmäßigen, peripheren Abschnitten des Rohlings geschnitten werden.
20 zeigt die Lösung gemäß der vorliegenden Erfindung, die eine horizontale und vertikale Dezentration in demselben Ausmaß wie in 19 zuläßt, aber ohne die in diesem Beispiel vorgefundenen Probleme. 20 zeigt, daß die Glasumrisse in 19 in der Richtung der Pfeile in 19 um die optischen Mittelpunkte OC gedreht werden können, so daß die A-Linie des Glasumrisses sich unter einem spitzen Winkel β ungleich Null zur A-Linie befindet. Der OC befindet sich unverändert an dem oberen Rand des Glases, jedoch ist der Körper des Glasumrisses nun in ein zentrales Gebiet des Rohlings gedreht worden, das ohne optische Unregelmäßigkeiten ist. Diese Drehung ermöglicht auch, daß das extrem vertikal dezentrierte Glas und/oder horizontal dezentrierte Glas aus einem Glasrohling geschnitten wird, ohne daß der Durchmesser des Rohlings vergrößert werden muß, um Platz für das dezentrierte Glas zu haben.
Somit kann das Glas gedreht werden, ohne die optischen Eigenschaften des Glases (wie zum Beispiel Brechkraft und Dicke in der Mitte) zu verändern, wenn das Glas auf der Fläche des Rohlings um eine durch die optische Achse definierte Achse gedreht wird. Der Betrag des Winkels β, um den das Glas gedreht wird, kann in Abhängigkeit von der Größe des Glases und des gewünschten Grades von vertikaler Dezentration breit variieren. In der dargestellten Ausführungsform von 20 beträgt der Winkel β näherungsweise 30–40°, obwohl der Winkel zum Beispiel 5–90°, genauer gesagt 10–80°, oder größer als 10 oder 20 Grad und weniger als 90° sein könnte.
21 stellt die Vielseitigkeit des Verfahrens weiter dar, indem sie zeigt, daß eine extreme vertikale Dezentration, in der der OC nicht einmal auf dem Glas liegt, erzielt werden kann, indem der Glasumriß aus der in 19 gezeigten Position zur in 20 gezeigten Position gedreht wird und danach ferner der Glasumriß in einer Richtung senkrecht zur A-Linie versetzt wird. Wie durch Vergleich von 19 mit 21 erkennbar ist, könnte das Ausmaß der in 21 erzielten vertikalen Dezentration nicht durch das Verfahren ohne Rotation von 19 erzielt werden. Wenn der einfache Versatz des Glases entlang des vertikalen Meridians M (wie in 19) nicht durch das Drehmanöver gemäß der vorliegenden Erfindung begleitet würde, würde das Glas teilweise vom Glasrohling weg vorragen. Somit wäre es nicht möglich, das Glas aus dem Glasrohling zu schneiden, ohne den Durchmesser oder andere Abmessungen des Glasrohlings zu erhöhen.
22 stellt ferner die Vielseitigkeit des Drehverfahrens dar, indem sie zeigt, daß sogar ein Glas, das keine vertikale Dezentration aufweist, um den OC gedreht werden kann, um es aus einem zweckmäßigeren Abschnitt des Rohlings zu schneiden, zum Beispiel um einen Defekt D in dem Rohling zu vermeiden, der andernfalls die optische Qualität des aus dem Rohling geschnittenen Glases stören würde.
23 demonstriert, daß der optische Mittelpunkt OC nicht auf dem Äquator E des Glasrohlings sein muß (wo der Äquator eine horizontale Halbierungslinie des Rohlings ist, die keine Symmetrielinie definiert, um die sich der Rohling vertikal verjüngt). Statt dessen ist die Symmetrieachse, von der sich der Rohling symmetrisch nach oben und nach innen verjüngt, die Achse AX in 23, die sich durch den GC des Rohlings unter einem spitzen Winkel ungleich Null zum Äquator E erstreckt.
24 demonstriert einen Glasrohling, in dem der OC nicht auf dem Rohling liegt, was eine übliche Situation bei der Herstellung von in dieser Beschreibung beschriebenen Gläsern darstellt, die große Ablenkungswinkel zwischen der optischen Achse und der Sichtlinie aufweisen. Der Glasumriß muß nicht über dem GC des Glasrohlings zentriert sein, sondern kann in Bezug auf den OC en bloc gedreht werden. Eine derartige en bloc-Drehung kann man sich vorstellen, indem man sich zum Beispiel einen feststehenden Arm vorstellt, der sich vom OC zum nasalen Rand des Glases in 24 erstreckt. Der Glasumriß kann dann durch Drehen des starren Arms um den OC bewegt werden, aber ohne Änderung der Position des Glasumrisses relativ zum starren Arm. Zwei mögliche Positionen, zu denen der Glasumriß gedreht werden kann, sind gestrichelt in 24 gezeigt, und liefern ein Glas mit derselben Gestalt und demselben Ort des OC in dem Glas.
25 zeigt einen weiteren Glasrohling, wobei sich der OC außerhalb des Rohlings befindet, aber in dem der OC sowohl vertikal vom Äquator E versetzt als auch horizontal vom vertikalen Meridian M versetzt ist.
Wölbung und pantoskopische Neigung
26 zeigt eine schematische vertikale Schnittansicht, die darstellt, daß die pantoskopische Neigung durch Messung des Winkels α zwischen einer frontalen vertikalen Ebene VP, die senkrecht zur FLOS (wie zum Beispiel der NLOS) ist und sich durch den Punkt erstreckt, an dem die FLOS/NLOS das Glas schneidet, und einer Tangentialebene TP ermittelt wird, die tangential zum Punkt ist, an dem die FLOS/NLOS die Vorderfläche des Glases schneidet. Für ein Glas mit einer Basiskrümmung von 9 kann die pantoskopische Neigung α des Glases zum Beispiel im Bereich von 1–30°, zum Beispiel 3–20° oder 8–14° und genauer gesagt 8–12° liegen. Der Neigungsgrad kann auch in Abhängigkeit von der Kopf- und Gesichtsmorphologie der die Brille tragenden Person variieren. Europäer und Euro-Amerikaner weisen zum Beispiel weniger vorstehende Wangen, mehr vorstehende Brauen und höhere Nasionen als Asiaten und Asien-Amerikaner auf und können mehr pantoskopische Neigung tolerieren. Beispielhafte pantoskopische Neigungswinkel sind in Tabelle 7 gezeigt.
27 zeigt eine schematische horizontale Ansicht, die darstellt, daß seitliche Wölbung durch Messung des Winkels β zwischen der frontalen vertikalen Ebene VP und der Tangentialebene TP ermittelt wird. Wie bei der pantoskopischen Neigung sind Beispiele des Grads von Wölbung in Tabelle 7 gezeigt.
Tabelle 7 Wölbung und Panto-Winkel bei Nichtasiaten und Asiaten
Gläser können Wölbung und Pantowinkel außerhalb dieser Bereiche aufweisen. Die in Tabelle 7 angegebenen Winkel sind lediglich beispielhaft, und kleinere und größere Neigungswinkel können durch die vorliegende Erfindung kompensiert werden.
Die Gläser sind vorzugsweise aus Polycarbonat hergestellt, aber können auch aus anderem schlagfestem Material, wie zum Beispiel CR-39, hergestellt sein.
Wenn ein Glas aus einer Richtung "ab" gelenkt ist, ist das Glas geneigt, wobei die Richtung der Ablenkung nicht genau entgegengesetzt zur Neigungsrichtung sein muß, sondern eine Richtung sein kann, die die hierin erörterten unerwünschten optischen Verzerrungen im allgemeinen reduziert.
Abkürzungen

APX:

Apex

AL:

Apexlinie

CR:

Drehzentrum

CT:

Dicke in der Mitte

DBC:

Abstand zwischen Mittelpunkten

FAPX:

funktionaler Apex

FA:

funktionale Apexebene

FLOS:

funktionale Sichtlinie

FP:

Frontalebene

GC:

geometrischer Mittelpunkt

LOS:

Sichtlinie

LP:

Listing's plane

MP:

Medianebene

NLOS:

normale Sichtlinie

OA:

optische Achse

OC:

optischer Mittelpunkt

TP:

Tangentialebene

VP:

vertikale Frontalebene

Nachdem die Prinzipien der Erfindung in mehreren Ausführungsformen dargestellt und demonstriert worden sind, sollte es für Fachleute auf dem Gebiet ersichtlich sein, daß diese Ausführungsformen in der Anordnung und im Detail modifiziert werden können, ohne genannte Prinzipien zu verlassen. Wir beanspruchen als die Erfindung all das, was sich innerhalb des Schutzbereiches dieser Ansprüche befindet.

Claims

Nichtkorrigierendes Glas (50, 60) mit geringer negativer Brechkraft zur Montage in einer Fassung zum Halten des Glases vor einem Auge, in Richtung auf ein Gesicht geneigt, in einer Orientierung beim Tragen, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas (50, 60) eine optische Achse (OA) aufweist, die von einer Parallelen zur Sichtlinie (LOS) in einer Richtung im wesentlichen entgegengesetzt zur Richtung der Neigung in Richtung auf das Gesicht zur Reduzierung von prismatischer Verzerrung abgewinkelt ist.
Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Achse (OA) von einer Parallelen zur Sichtlinie (LOS) unter einem Winkel abgewinkelt ist, der prismatische Verzerrung entlang der Sichtlinie und peripher im Glas (50, 60) reduziert.
Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Achse (OA) von einer Parallelen zur Sichtlinie (LOS) unter einem Winkel abgewinkelt ist, der astigmatische Unschärfe entlang der Sichtlinie und peripher im Glas (50, 60) reduziert.
Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Achse (OA) von einer Parallelen zur Sichtlinie (LOS) unter einem Winkel abgewinkelt ist, der im Vergleich zu einem Glas, in dem die optische Achse und Sichtlinie mit Zwischenraum und parallel zueinander angeordnet sind, Yoked prismatic-Effekt und Vergenzbedarf von seitlichem peripheren Blick reduziert.
Glas nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas (50, 60) in der Position beim Tragen eine pantoskopische Neigung aufweist, wobei sich ein unterer Rand (54) des Glases näher an dem Gesicht als ein oberer Rand des Glases (50) befindet, und die optische Achse (OA) allgemein nach oben abgelenkt ist.
Glas nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die pantoskopische Neigung des Glases (50, 60) derart ist, daß eine Tangentialebene an der Sichtlinie (LOS) unter einem Winkel von 3–20° zur vertikalen Ebene angeordnet ist, wobei die optische Achse (OA) des Glases (50, 60) von einer Parallelen unter einem Winkel von 5–20° zur Sichtlinie (LOS) abgewinkelt ist.
Glas nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas (50, 60) in der Position beim Tragen eine sichtliche Wölbung aufweist und die optische Achse (OA) allgemein nasal abgelenkt ist.
Glas nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wölbung des Glases (50, 60) derart ist, daß eine Tangentialebene an der Sichtlinie (LOS) einen Winkel von 5–30° mit der vertikalen Ebene bildet, wobei die optische Achse des Glases (50, 60) von einer Parallelen unter einem Winkel von 10–25° zur Sichtlinie (LOS) abgewinkelt ist.
Glas nach einem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas (50, 60) mit geringer negativer Brechkraft mehr als –0,005 D negativ ist.
Glas nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas (50, 60) mit geringer negativer Brechkraft mehr als –0,01 D negativ ist.
Glas nach einem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke in der Mitte des Glases (50, 60) 1,0–3,0mm beträgt.
Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die optische Achse (OA) horizontal und vertikal von der Sichtlinie (LOS) weg erstreckt, das Glas (50, 60) mit seitlicher Wölbung und pantoskopischer Neigung montierbar ist und sich die optische Achse (OA) unter einem Winkel in Bezug auf einen Krümmungsmittelpunkt einer Vorderfläche des Glases (50, 60) allgemein nach oben und nasal erstreckt, um prismatische Verzerrung entlang der Sichtlinie (LOS) zu reduzieren.
Glas nach einem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas (50, 60) ein sphärisches Glas (100) ist, in dem eine Vorderfläche (102) des Glases (100) einer ersten Kugel mit einem ersten Krümmungsmittelpunkt (C₁) im wesentlichen entspricht, eine hintere Fläche (104) des Glases (100) einer zweiten Kugel mit einem zweiten Krümmungsmittelpunkt (C₂) im wesentlichen entspricht, und sich die optische Achse (OA) durch die ersten und zweiten Krümmungsmittelpunkte (C₁, C₂) und durch einen optischen Mittelpunkt (OC) des Glases (100) erstreckt, worin der optische Mittelpunkt (OC) des Glases (100) von der Sichtlinie (LOS) versetzt ist, um prismatische Verzerrung entlang der Sichtlinie des Glases zu minimieren.
Glas nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Radius (R₁) der ersten Kugel größer als ein Radius (R₂) der zweiten Kugel ist.
Glas nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas (50, 60) ein High base-Glas ist.
Glas nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas (50, 60) wenigstens ein Base 6-Glas ist.
Glas nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas (50, 60) wenigstens ein Base 8-Glas ist.
Glas nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas (50, 60) wenigstens ein Base 9-Glas ist.
Glas nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas (50, 60) eine negative Brechkraft von –0,01 bis –0,12 aufweist.
Glas nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas (50, 60) eine negative Brechkraft von –0,04 bis –0,09 aufweist.
Glas nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas (50, 60) ein Base 6-Glas mit einer Dicke (CT) in der Mitte von ungefähr 1,6 mm und einer Brechkraft von ungefähr –0,045 Dioptrien ist, die Orientierung beim Tragen des Glases (50, 60) eine seitliche Wölbung von ungefähr 15% und eine pantoskopische Neigung von ungefähr 12° enthält und die optische Achse (OA) des Glases (50, 60) von einer Parallelen zur Sichtlinie (LOS) unter ungefähr 22–23 Grad nasal und 18–19 Grad nach oben abgewinkelt ist.
Glas nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich die optische Achse (OA) unter einem Winkel ω von der Parallelen zur Sichtlinie (LOS) erstreckt, wobei
wobei δ der Abstand zwischen der Sichtlinie (LOS) und einer Apexlinie (AL) ist, R₂ ein Krümmungsradius der hinteren Fläche (104) des Glases (100) ist, θ ein Winkel zwischen der Sichtlinie (LOS) und einem Krümmungsradius von entweder der hinteren (102) oder vorderen Fläche (104) des Glases (100) ist und k ein Abstand der Krümmungsmittelpunkte (C₁, C₂) der ersten und zweiten Kugeln ist.
Glas nach einem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas (50, 60) aus einem Glasrohling (122) geschnitten ist, in dem sich der optische Mittelpunkt (OC) des Glasrohlings (122) nicht auf dem Glasrohling befindet.
Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas (50, 60) aus einem Glasrohling (122) geschnitten ist, in dem sich der optische Mittelpunkt (OC) des Glasrohlings (122) auf dem Glasrohling, aber nicht dem Glas (50, 60), das aus dem Glasrohling (122) geschnitten ist, befindet.
Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas (50, 60) aus einem Glasrohling (122) geschnitten ist, in dem sich der optische Mittelpunkt (OC) des Glasrohlings (122) auf dem Glas (50, 60) befindet, das aus dem Glasrohling (122) geschnitten ist.
Brille (70) mit rechten und linken nichtkorrigierenden Gläsern (50, 60) mit niedriger negativer Brechkraft nach einem der vorangehenden Ansprüche, montiert an einer Fassung zum Halten der Gläser (50, 60) vor jeweiligen rechten und linken Augen eines Trägers mit einer optischen Achse (OA) des Glases (50, 60) in einer festen Beziehung mit einer Sichtlinie (LOS) des Trägers.
Verfahren zur Herstellung eines nichtkorrigierenden Glases (50, 60) nach einem der vorangehenden Ansprüche, das in einer geneigten Orientierung beim Tragen in einer Fassung montierbar ist, wobei das Verfahren umfaßt: Bereitstellen eines Glases (50, 60) mit niedriger Brechkraft mit einer ausgewählten Dicke (CT) in der Mitte und Basiskrümmung (R₁); und gekennzeichnet durch Schneiden des Glases (50, 60) aus einem Glasrohling (130) an einer Position, so daß eine optische Achse (OA) des Glases (50, 60) horizontal und vertikal von einer Referenzsichtlinie (LOS) versetzt und unter einem Winkel zur Referenzsichtlinie (LOS) in einer Richtung im wesentlichen entgegengesetzt zur Richtung der Neigung unter einem Winkel abgelenkt wird, der ausreicht, um wenigstens einen Teil der prismatischen Verzerrung, die in das Glas (50, 60) durch die geneigte Orientierung beim Tragen eingeführt wird, auszugleichen.
Verfahren nach Anspruch 27 zur Herstellung eines rechten Glases (134) für eine optisch korrigierte Brille (70) mit Doppelgläsern, montiert in einer Orientierung beim Tragen mit Wölbung und pantoskopischer Neigung, wobei das Verfahren umfaßt: Bereitstellen eines Glasrohlings (130), wobei der Glasrohling (130) eine Dicke aufweist, die sich symmetrisch auf jeder Seite einer äquatorialen Linie (E) vertikal verjüngt, die sich durch einen geometrischen Mittelpunkt (GC) des Glasrohlings erstreckt, wobei der Glasrohling (130) ferner von einer relativ größeren Dicke in einem optischen Mittelpunkt (OC), der sich zwischen dem geometrischen Mittelpunkt (GC) des Glasrohlings an einem medialen Rand (M) des Rohlings befindet, zu einer relativ geringeren Dicke an einem seitlichen Rand des Glasrohlings horizontal verjüngt ist, wobei die äquatoriale Linie (E) den Glasrohling (130) in eine obere Hälfte und eine untere Hälfte unterteilt, gekennzeichnet durch Schneiden des Glases (134) aus dem Glasrohling (130) derart, daß das Glas (134) in Bezug auf den optischen Mittelpunkt (OC) gedreht wird, ohne daß die geometrischen und optischen Eigenschaften des Glases wesentlich geändert werden.
Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Glasrohling (130) eine Innenfläche, die einer ersten Kugel mit einem ersten Mittelpunkt (C₁) entspricht, und eine Außenfläche, die einer zweiten Kugel mit einem zweiten Mittelpunkt (C₂), der vom ersten Mittelpunkt (C₁) versetzt ist, entspricht, und eine optische Achse (OA) umfaßt, die durch die ersten und zweiten Mittelpunkte (C₁, C₂) eines optischen Mittelpunkts (OC) des Glasrohlings (130) tritt, wobei das Verfahren ferner die Schritte umfaßt: Drehen eines Linsenumrisses um oder in Bezug auf den optischen Mittelpunkt (OL) des Glasrohlings (130), so daß die Position des optischen Mittelpunkts (OC) im Verhältnis zur Linsengestalt nicht geändert wird, und so daß die optischen und geometrischen Eigenschaften des Glases bewahrt werden, und Schneiden des Glases aus dem Glasrohling (130) an der Position des Glasumrisses.
Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß eine A-Linie durch einen geometrischen Mittelpunkt (GC) des Glases zu einem Äquator (E) des Glasrohlings (130), der sich durch den geometrischen Mittelpunkt (GC) und den optischen Mittelpunkt (OC) des Glasrohlings (130) erstreckt, unter einem Winkel angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas (134) ein Glas mit geringer negativer Brechkraft ist und das Verfahren ferner Montieren des Glases (134) an einer Fassung umfaßt derart, daß die optische Achse (OA) die gerade Sichtlinie (LOS) eines Trägers unter einem Winkel schneidet, der prismatische Verzerrung reduziert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas aus einem Glasrohling mit einer zentralen äquatorialen Linie (E) ausgeschnitten wird, die durch einen optischen Mittelpunkt (OL) definiert ist, der von dem geometrischen Mittelpunkt (GC) des Glasrohlings versetzt ist, wobei das Verfahren Orientieren der A-Linie des Glases unter einem Winkel in Bezug auf die zentrale äquatoriale Linie (E) umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Mittelpunkt (OC) des Glases horizontal und vertikal von einer Sichtlinie (LOS) versetzt wird und das Glas auf den Glasrohling projiziert wird, wobei die Glasprojektion nach unten verschoben wird, um den optischen Mittelpunkt auf einen oberen Abschnitt der Glasprojektion anzuheben, und die Glasprojektion um den optischen Mittelpunkt (OC) gedreht wird, so daß sich die A-Linie der Glasprojektion unter einem Winkel ungleich Null zur zentralen äquatorialen Linie (E) befindet, ohne die Gestalt des Glases wesentlich zu ändern.
Verfahren nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Glasrohling eine Innenfläche, die einer ersten Kugel mit einem ersten Mittelpunkt (C₁) entspricht, eine Außenfläche, die einer zweiten Kugel mit einem zweiten Mittelpunkt (C₂) entspricht, der vom ersten Mittelpunkt (C₁) versetzt ist, eine optische Achse (OA), die durch die ersten und zweiten Mittelpunkte (C₁, C₂) tritt, und einen optischen Mittelpunkt (OC) des Glasrohlings aufweist, wobei das Verfahren ferner die Schritte umfaßt: Drehen eines Glasumrisses um oder in Bezug auf den optischen Mittelpunkt (OC) des Glasrohlings (130), so daß die Position des optischen Mittelpunktes (OC) im Verhältnis zur Glasgestalt nicht geändert wird, die optischen und geometrischen Eigenschaften des Glases bewahrt werden und die A-Linie des Glases unter einem Winkel in Bezug auf die zentrale äquatoriale Linie orientiert wird, und Schneiden des Glases aus dem Glasrohling (130) an der Position des Glasumrisses.
Glas oder Verfahren, oder Brille nach einem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichtlinie eine funktionale Sichtlinie (FLOS) ist.
Glas oder Verfahren, oder Brille, nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die funktionale Sichtlinie die normale Sichtlinie (NLOS) ist.