DE3345076C2

DE3345076C2 -

Info

Publication number: DE3345076C2
Application number: DE3345076A
Authority: DE
Inventors: Toshihide Suwa Nagano Jp Shinohara
Original assignee: Suwa Seikosha KK
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1982-12-13
Filing date: 1983-12-13
Publication date: 1989-11-23
Anticipated expiration: 2003-12-14
Also published as: DE3345076A1; DE3345076C3; US4606626A; FR2545615A1; FR2545615B1

Description

Die Erfindung betrifft eine progressive Brillenlinse, d. h. eine Gleitsichtlinse, die zur Korrektur von Kurzsichtigkeit in ihrem Fernteil ausgelegt ist.

Brillen gehören heute zum täglichen Leben. Nahezu jeder Mensch benötigt zumindest im Alter eine Brille zur Kompensation der Alterssichtigkeit. Anforderungen an Brillenlinsen sind:

1. Sie sollen bei der praktischen Benutzung eine klare Sicht bieten,
2. sie sollen dünn und leicht sein,
3. sie sollen gut aussehen und
4. sie sollen nicht leicht beschädigbar sein.

Man hat verschiedene Materialien für Linsen entwickelt und in der Praxis verwendet. Bislang gibt es allerdings keine Linsen, die alle die obigen Forderungen erfüllen. Damit die Linsen dünn gemacht werden können, muß man ein Material mit hohem Brechungsindex verwenden. Solche Materialien besitzen aber im allgemeinen eine niedrige Abbesche Zahl, und bei Linsen aus diesen Materialien tritt am Linsenrand eine chromatische Aberration auf, die den Umriß der Objekte verschwommen und farbig macht. Diese chromatische Aberration spielt bei Einstärkenlinsen zur Korrektur von Kurzsichtigkeit oder Weitsichtigkeit keine große Rolle, da der Brillenträger bei Benutzung einer Brille mit solchen Linsen den Rand der Linsen kaum benutzt, sondern durch einen Teil nahe der Linsenmitte blickt. Im Fall einer progressiven Linse stellt aber die chromatische Aberration ein erhebliches Problem dar, da solche Linsen drei Zonen besitzen, die als Fernteil, Nahteil bzw. Progressionsteil oder Zwischenteil bezeichnet werden. Der Nahteil liegt 15 bis 25 mm unterhalb der Linsenmitte, und in ihm tritt eine merkliche chromatische Aberration auf. Aus diesem Grund sind die bekannten Materialien mit hohem Brechungsindex kaum für progressive Linsen verwendet worden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine progressive, multifokale Brillenlinse zu schaffen, die hinsichtlich der chromatischen Aberration im Nahteil und hinsichtlich der Verteilung des Astigmatismus verbessert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Patentanspruch 1 gelöst.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der brechenden Oberfläche einer progressiven Brillenlinse,

Fig. 2 in grafischer Form den Zusammenhang zwischen dem Astigmatismus einerseits und der Grundkurve und der Brechkraft andererseits im Blickwinkel von 30° für eine Einstärkenlinse,

Fig. 3 das Verhältnis von Astigmatismus zu Grundkurve und Brechkraft einer progressiven Linse im Blickwinkel von 90°,

Fig. 4 die Verteilung und die Richtung des Astigmatismus bei einer herkömmlichen progressiven Linse mit einer Grundkurve von 4,5 dpt, einer Zusatzbrechkraft von 2,0 dpt und einer Brechkraft von -6,0 dpt, wobei (a) die Verteilung des Astigmatismus und (b) die Richtung des Astigmatismus zeigt.

Fig. 5 zeigt bei (a) die Verteilung und bei (b) die Richtung des Astigmatismus einer herkömmlichen progressiven Linse, bei der die Grundkurve 4,5 dpt, die Zusatzbrechkraft 2,0 dpt und die Brechkraft 0,0 dpt ist.

Fig. 6 zeigt bei (a) die Verteilung und bei (b) die Richtung des Astigmatismus einer herkömmlichen progressiven Linse, bei der die Grundkurve 2,5 dpt, die Zusatzbrechkraft 2,0 dpt und die Brechkraft -6,0 dpt ist.

Fig. 7 zeigt bei (a) die Verteilung und bei (b) die Richtung des Astigmatismus der progressiven Linse von Fig. 4 gemäß der Erfindung.

Fig. 8 zeigt das Verhältnis von Astigmatismus zu Grundkurve und Brechkraft im Blickwinkel von 30° bei einer progressiven Linse gemäß der Erfindung.

Fig. 9 zeigt einen Längsschnitt durch eine herkömmliche progressive Linse zur Korrektur von Kurzsichtigkeit.

Fig. 10 verdeutlicht die Prismenverteilung bei der Linse von Fig. 1.

Fig. 11 zeigt einen Längsschnitt durch eine progressive, multifokale Linse zur Korrektur von Kurzsichtigkeit gemäß der Erfindung und

Fig. 12 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Prismenverteilung bei der Linse von Fig. 3.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht der Vorderfläche einer progressiven Brillenlinse. Die brechende Rückfläche der Linse ist in Fig. 1 nicht gezeigt. Eine Hauptmeridiankurve M liegt nahezu senkrecht in der Mitte der Linse. Die Hauptmeridiankurve M besitzt oberhalb eines Punktes A nahezu in der Mitte der Linse einen annähernd konstanten Krümmungsradius r 1. Unterhalb eines Punktes B, der ungefähr 10 mm unter dem Punkt A liegt, hat die Hauptmeridiankurve einen nahezu konstanten Krümmungsradius r 2 (r 2 < r 1). Zwischen den Punkten A und B ändert sich der Krümmungsradius r der Hauptmeridiankurve fortschreitend (r 2 < r < r 1). Die Lage des Krümmungsmittelpunkts der Hauptmeridiankurve wandert längs einer Evolute 4. Nahezu die obere Hälfte der Linse über dem Punkt A ist der mit 1 bezeichnete Fernteil. Der untere Teil der Linse unterhalb des Punktes B ist der mit 2 bezeichnete Nahteil. Zwischen diesen Teilen liegt der mit 3 bezeichnete Zwischen- oder Progressionsteil. Wenn eine solche progressive Linse für eine Brille verwendet wird, dann sind die genannten Linsenteile so angeordnet, daß die Blicklinie des Brillenträgers durch einen Punkt im Fernteil nahe dem Punkt A geht, wenn der Brillenträger geradeaus blickt. Es folgt, daß der Nahteil in einem Randbereich der Linse im unteren Teil der Brille angeordnet ist. Dies ist ein Charakteristikum bei progressiven Linsen. Bei Einstärkenlinsen zur Kompensation der Kurzsichtigkeit oder Weitsichtigkeit blickt der Brillenträger selbst dann durch den mittleren Teil der Linse, wenn er ein fernes Objekt anblickt, ganz zu schweigen von der Betrachtung eines nahen Objekts. Selbst beim Lesen blickt der Brillenträger durch einen 5 bis 8 mm unter der Linsenmitte gelegenen Bereich.

Ein anderes Charakteristikum einer progressiven Linse sind der unvermeidliche Astigmatismus und die Bildverzeichnung aufgrund der teilweise großen Änderung der Brechkraft. Diese Nachteile werden als Bildundeutlichkeit bzw. als Bildwackeln bei Kopfbewegungen empfunden. Das hauptsächliche Problem bei derartigen Linsen besteht darin, diese Abbildungsfehler zu verringern. Zu diesem Zweck wurden viele Studien angestellt. In der DE-OS 31 47 952 sind progressive Linsen beschrieben, die auf den Erfinder der vorliegenden Anmeldung zurückgehen und bei denen der Astigmatismus und die Bildverzeichnung annehmbar verringert wurden. Bei jenen Erfindungen ist die brechende Oberfläche durch zwei Kurven in den Fernteil, den Zwischenteil und den Nahteil unterteilt, von denen eine durch den Bezugspunkt des Fernteils und die andere durch den Bezugspunkt des Nahteils geht. Das Charakteristikum dieser Linsen ist, daß sich der Winkel zwischen einer Normalen auf die brechende Oberfläche in irgendeinem Punkt der Schnittlinie einer beliebigen Ebene parallel zu der den Hauptmeridian enthaltenden Ebene mit der brechenden Oberfläche einerseits und der den Hauptmeridian enthaltenden Ebene andererseits nach dem gleichen Gesetz wie die Krümmung der Hauptmeridiankurve ändert. Dies erlaubt, daß der Astigmatismus stetig verteilt wird und daß die Änderung der Bildverzeichnung gering wird.

Darüber hinaus wird die Oberfläche nahe der Hauptmeridiankurve im mittleren Bereich des Fernteils und im Nahteil sphärisch oder nahezu sphärisch gemacht. Im Randbereich der Linse nimmt die Krümmung rechtwinklig zur Hauptmeridiankurve mit dem Abstand von der Hauptmeridiankurve zu bzw. ab. Das heißt, die Bildverzeichnung wird kompensiert und der Astigmatismus in den Seitenteilen des Zwischenteils verringert.

Die Form einer progressiven Linse wird nicht nur von der Form der gekrümmten Oberfläche in den einzelnen Linsenbereichen, sondern auch von der sogenannten Grundkurve der Linse bestimmt. Bei einer progressiven Linse ist die Grundkurve definiert als die Hauptbrechkraft (in dpt) der brechenden Oberfläche der Linse im Fernteil, und zwar im normalerweise sphärischen mittleren Teil des Fernteils. Die Bestimmung der Grundkurve erlaubt es, die Kurve im Nahteil durch Addition der Zusatzbrechkraft (des sogenannten Nahzusatzes) zur Grundkurve festzulegen. Durch weiteres Hinzuaddieren der Änderung der Krümmung in horizontaler Richtung, wie oben erwähnt, wird die Form der brechenden Oberfläche der Linse schließlich festgelegt.

Die Grundkurve steht in einem engen Verhältnis zur Brechkraft und der optischen Eigenschaft der Linse. Das heißt die Festlegung der Brechkraft der Linse begrenzt die optisch geeignete Grundkurve. Wie die Beziehung zwischen der Brechkraft der Linse und der Grundkurve ist, ist lange untersucht worden. Die berühmte Tscherningsche Ellipse stellt ein Prinzip dar, das bei diesen Untersuchungen gefunden wurde.

Fig. 2 zeigt den Astigmatismus gesehen in der Richtung eines 30° Winkels von einer optischen Mittelachse (nachfolgend als Blickwinkel bezeichnet), wenn der Brillenträger Einstärkenlinsen trägt. Auf der Ordinate ist die Grundkurve, auf der Abszisse die Brechkraft der Linse aufgetragen. Der Astigmatismus für den Fall des Fernsehens ist durch ausgezogene Linien wiedergegeben. Die ausgezogene Linie a stellt die Beziehung zwischen Grundkurve und Brechkraft für den Fall dar, daß der Astigmatismus null ist. Der Astigmatismus für den Fall des Nahsehens ist durch gestrichelte Linien wiedergegeben. Die gestrichelte Linie b stellt die Beziehung zwischen Grundkurve und Brechkraft für den Fall dar, daß der Astigmatismus null ist. Unterschiedliche Hauptbrechkräfte rufen Astigmatismus hervor, das heißt die Differenz zwischen der maximalen Brechkraft und der minimalen Brechkraft stellt den Astigmatismus dar. Das Zeichen "+" bedeutet, daß die maximale Brechkraft sich in Radialrichtung der Linse wendet. Das Zeichen "-" bedeutet, daß die maximale Brechkraft in Umfangsrichtung der Linse liegt.

Das Zeichen ist "-" unterhalb der Nullinie (a, b) in einem Bereich, wo die Brechkraft der Linse "-" ist, und ist "+" unterhalb der Nullinie in einem Bereich, wo die Brechkraft der Linse "+" ist. Der Astigmatismus nimmt mit wachsendem Abstand von der ausgezogenen Linie a und der gestrichelten Linie b zu.

Bei der üblichen Einstärkenbrillenlinse wird die Grundkurve entsprechend der Brechkraft der Linse so festgelegt, daß sie zwischen der ausgezogenen Linie a und der gestrichelten Linie b liegt, damit der Astigmatismus bei Fernsicht und Nahsicht gering wird.

Bei progressiven Brillenlinsen ist die Bestimmung der Grundkurve im Vergleich zu Einstärkenlinsen kompliziert. Die Blickzone, durch die der Brillenträger ein Objekt anblickt, richtet sich nach dem Abstand zwischen der Linse und dem Objekt. Das heißt, es ist günstig, daß der Astigmatismus im Fernteil klein ist, wenn der Brillenträger ein Objekt in großem Abstand betrachtet, und im Nahteil klein ist, wenn der Brillenträger ein Objekt in geringem Abstand betrachtet.

Fig. 3 zeigt den Zusammenhang zwischen der Brechkraft, der Grundkurve und dem Astigmatimus bei einer progressiven Linse. Für Fig. 3 gelten die gleichen Bezeichnungen wie für Fig. 2. Hinsichtlich der progressiven Linse ist die Linie a im Fernteil an derselben Stelle wie bei Fig. 2 angeordnet. Dagegen liegt die Linie b im Nahteil im unteren Teil der Darstellung in einem Bereich, wo die Brechkraft negativ ist und im oberen Teil in einem Teil wo die Brechkraft positiv ist. Dies liegt daran, daß der Krümmungsmittelpunkt im Nahteil nicht auf der optischen Achse der Linse wie bei Fig. 1 liegt. In dieser Zeichnung ist die Exzentrizität des Krümmungsmittelpunkts im Nahteil gegenüber der optischen Achse 3 mm. Je größer diese Exzentrizität ist, umso größer ist die der Zeichnung zu entnehmende Tendenz. Hinsichtlich einer progressiven Linse stellen, wenn ein nahbeabstandetes Objekt vom Brillenträger durch den Nahteil der Linse betrachtet wird, die Grundkurve und die Brechkraft, dargestellt durch die Ordinate bzw. die Abszisse im Nahteil in Fig. 3, die Brechkraft der brechenden Oberfläche der Linse bzw. die Brechkraft im Nahteil dar. Daher sind die Grundkurve und die Brechkraft in dieser Darstellung verschieden von der gewöhnlichen Grundkurve und der gewöhnlichen Brechkraft der progressiven Linse. Wenn beispielsweise eine progressive Linse eine Grundkurve von 4,5 dpt, eine Zusatzbrechkraft von 2,0 dpt und eine Brechkraft von -6 dpt in der Fernzone besitzt, dann ist im Nahteil die brechende Oberfläche der Linse 6,5 dpt und die Brechkraft der Linse -4,0 dpt. Der Astigmatismus in einem Blickwinkel von 30° ist in dieser Figur mit F im Fernteil und mit E im Nahteil bezeichnet. Es ist ersichtlich, daß der Astigmatismus im Nahteil groß ist, während er im Fernteil klein und damit gut ist. Andererseits ist für eine progressive, multifokale Linse mit einer Grundkurve von 4,5 dpt, einer Zusatzbrechkraft von 2,0 dpt und derselben Form der brechenden Oberfläche wie oben mit einer Brechkraft von 0,0 dpt der Astigmatismus im Blickwinkel von 30° mit F′ im Fernteil und mit E′ im Nahteil bezeichnet. Aus der Figur geht hervor, daß der Astigmatismus sowohl im Fernteil als auch im Nahteil klein ist. Diese experimentellen Ergebnisse sind im einzelnen in den Fig. 4 und 5 dargestellt.

Den Fig. 4 und 5 liegen Linsen zugrunde, wie sie in der DE-OS 31 47 952 beschrieben werden, mit einer Grundkurve von 4,5 dpt und einer Zusatzbrechkraft von 2,0 dpt. Die brechenden Oberflächen dieser Linsen haben alle dieselbe Form. Die Brechkraft der Linse von Fig. 4 ist -6,0 dpt und die der Linse von Fig. 5 0,0 dpt. Die Fig. 4(a) und 5(a) zeigen die Verteilung des Astigmatismus in der einen Hälfte der durch die Hauptmeridiankurve in zwei Hälften unterteilten Linse. Die Fig. 4(b) und 5(b) zeigen die Richtung der größeren der Hauptbrechkräfte (nachfolgend als Astigmatismusrichtung bezeichnet) und deren Größe. In einem oberen Teil und an der Seite ist die Darstellung weggelassen. Auf den Koordinatenachsen ist der Blickwinkel aufgetragen. Die Punkte A und B stellen die Mittel- oder Bezugspunkte des Fernteils bzw. des Nahteils dar. In Fig. 4 erkennt man einen starken Astigmatismus unterhalb des Blickwinkels von 30° im Nahteil. Die Astigmatismusrichtung ist nahezu senkrecht. Ein weiterer starker Astigmatismus zeigt sich auch an der Seite des Zwischenteils.

In Fig. 5 dagegen ist nirgends ein starker Astigmatismus zu erkennen. Daß der Astigmatismus der Linse von Fig. 4 anders als der der Linse von Fig. 5 ist, liegt an folgendem. Der Astigmatismus einer Linse mit asphärischer Oberfläche wird durch zwei Faktoren hervorgerufen. Der erste Faktor (asphärischer Oberflächenfaktor) ist darauf zurückzuführen, daß die brechende Oberfläche der Linse asphärisch ist. Astigmatismus ist asphärischen Oberflächen inhärent und tritt niemals bei sphärischen Oberflächen auf. Der zweite Faktor (Grundkurvenfaktor) beruht auf dem Zusammenhang zwischen der Grundkurve und der Brechkraft einer Linse. Diese beiden Faktoren werden bei der folgenden Beschreibung berücksichtigt. Die brechende Vorderfläche beider Linsen ist gleich geformt, und ihre brechenden Rückflächen sind sphärisch. Daher ist der asphärische Oberflächenfaktor bei beiden Linsen gleich. Der unterschiedliche Astigmatismus bei beiden Linsen muß daher auf dem Grundkurvenfaktor beruhen. Der Unterschied beider Linsen, der aus Fig. 3 hervorgeht, wo der Zusammenhang zwischen Grundkurve und Brechkraft einer Linse dargestellt ist, stimmt mit dem Unterschied des Astigmatismus zwischen den Fig. 4 und 5 gut überein. Genauer gesagt zeigt Fig. 3, daß eine progressive Linse mit einer Brechkraft von 0,0 dpt entsprechend Fig. 5 nahezu unabhängig vom Grundkurvenfaktor ist und der Astigmatismus dieser Linse von dem asphärischen Oberflächenfaktor hervorgerufen wird. In Fig. 5(b) ist die Astigmatismusrichtung im Seitenbereich des Fernteils horizontal, während sie im Seitenbereich des Nahteils vertikal ist. Dies beruht auf der Form des Horizontalschnitts der Linse, die dazu beiträgt, die Bildverzeichnung und den Astigmatismus im Seitenbereich des Zwischenteils zu begrenzen. Der Horizontalschnitt der Linse ist so geformt, daß die Krümmung im Seitenbereich der Linse im Fernteil zunimmt und im Nahteil abnimmt.

Auf der anderen Seite wird die Linse von Fig. 4 vom Grundkurvenfaktor beeinflußt, was durch EF in Fig. 3 angedeutet ist. Der Grundkurvenfaktor ruft einen geringen Astigmatismus in +-Richtung im Fernteil und einen starken Astigmatismus in +-Richtung im Nahteil hervor, was durch Fig. 4(b) bestätigt wird. Es ist ersichtlich, daß der Astigmatismus im Seitenbereich stark zunimmt, da die Astigmatismusrichtung aufgrund des asphärischen Oberflächenfaktors im Nahteil nahezu gleich sind. Dies bedeutet, daß eine Linse mit einer Brechkraft von -6,0 dpt in Fig. 4 wegen des starken Astigmatismus im Nahteil kaum verwirklicht werden kann. Es ist daher zu erwägen, die Grundkurve zum Zwecke der Verringerung des Astigmatismus zu ändern. Beispielsweise ist anzunehmen, daß der Astigmatismus verbessert wird, wenn die Grundkurve von 4,5 dpt auf 2,5 dpt gesenkt wird. Um dies zu konkretisieren wird auf Fig. 6 bezug genommen, der eine Linse zugrundeliegt, die mit Ausnahme der Grundkurve derjenigen von Fig. 4 gleicht. Die Grundkurve der Linse von Fig. 6 ist 2,5 dpt. Diese Linse wird vom asphärischen Oberflächenfaktor in gleicher Weise wie die Linse von Fig. 4 beeinflußt. Verglichen mit Fig. 4(a) zeigt die in Fig. 6(a) dargestellte Astigmatismusverteilung immer noch einen starken Astigmatismus im Nahteil. Die Linse entsprechend Fig. 6 stellt in bezug auf den Astigmatismus keine Verbesserung gegenüber der Linse entsprechend Fig. 4 dar. Wie schon erwähnt, zeigt Fig. 3 den Astigmatismus im Nahteil durch gestrichelte Linien für den Fall einer 3 mm Exzentrizität des Krümmungsmittelpunkts im Nahteil. Wenn die Grundkurve abnimmt, steigt die Exzentrizität, und der Astigmatismus bewegt sich in +-Richtung, auch wenn die Zusatzbrechkraft gleich bleibt. Im Fall von Fig. 6 tritt daher gegenüber der Linse von Fig. 3 ein zusätzlicher Astigmatismus von +0,2 dpt auf. Als Folge davon ist der Astigmatismus im Nahteil der Linse von Fig. 6 nahezu gleich dem der Linse von Fig. 4. Andererseits ist der Astigmatismus im Seitenbereich des oberen Teils des Fernteils aufgrund des asphärischen Oberflächenfaktors und des Grundkurvenfaktors groß. Das heißt die Astigmatismusrichtung ist horizontal, was vom asphärischen Oberflächenfaktor herrührt. Außerdem wirkt der Grundkurvenfaktor in --Richtung, das heißt in Umfangsrichtung in bezug auf die Linsenmitte ein.

Wie oben beschrieben, ist es bei multifokalen Linsen mit progressiver Brechkraft, anders als bei Einstärkenlinsen, sehr kompliziert, die Grundkurve festzulegen. Darüber hinaus zeigt das vorangegangene Beispiel, daß die Berücksichtigung der Einstellung der Grundkurve zur Erzielung zufriedenstellender Linseneigenschaften nicht ausreicht. Die Erfindung soll demgegenüber eine verbesserte progressive Linse schaffen, die durch Verwendung einer einfachen Vorschrift anstelle eines komplizierten Linsenentwurfs einen geringen Astigmatismus aufweist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll nun unter Bezug auf Fig. 7 erläutert werden, der eine Linse zugrundeliegt, die die gleiche brechende sphärische Vorderfläche wie die Linse von Fig. 4 besitzt. Diese Linse hat eine Grundkurve von 4,5 dpt, eine Zusatzbrechkraft von 2,0 dpt und eine Brechkraft von -6,0 dpt. Und die Linse besitzt 2,0 pdpt (Prismendioptrien), deren Basis in 90° Richtung liegt. Dies ist ein wichtiges Merkmal der Erfindung. Das Prisma ist beiden Linsen einer Brille gleichermaßen zugesetzt. Bei herkömmlichen Linsen erfolgt eine Prismenvorschrift zum Zwecke der Kompensation des Schielens, oder ein Prisma mit der Basis in 270°-Richtung wird beiden Linsen zum Zwecke der Erzielung dünnerer Linsen hinzugefügt.

Wie ein Vergleich von Fig. 7 mit Fig. 4 zeigt, bringt die Erfindung eine deutliche Wirkung. Gemäß Fig. 7 ist der Astigmatismus im Nahteil erheblich geringer und ebenso im Seitenbereich des Zwischenteils. Im Fernteil kommt, da der Astigmatismus im oberen Bereich etwas stärker ist, der Bereich kleinen Astigmatismus an der Seite verglichen mit Fig. 4 nach unten. Berücksichtigt man, daß der obere Linsenteil beim praktischen Einsatz der Linse in einem Gestell weggeschnitten wird, dann stellt sich bezüglich des Astigmatismus eine erhebliche Verbesserung ein.

Die Wirkung der Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf Fig. 8 beschrieben, die den Astigmatismus abhängig von der Grundkurve und der Brechkraft der Linse im Fernteil und im Nahteil für den Fall zeigt, daß ein Prisma von 2,0 pdpt, dessen Basis in 90°-Richtung liegt, hinzugefügt wird. Die Exzentrizität im Nahteil beträgt 3 mm wie bei Fig. 3. Verglichen mit Fig. 3 überführt das Zusetzen des Prismas mit der Basis in 90°-Richtung den Astigmatismus zur Plusseite im Fernteil und kehrt ihn zur Minusseite im Nahteil. Demzufolge wird im Nahteil der starke Astigmatismus in +-Richtung erheblich verringert. Im Fernteil wird der Astigmatismus an der Plusseite in der Richtung, wo der asphärische Oberflächenfaktor an der Seite kompensiert wird, erheblich vergrößert. Daraus ergibt sich die zuvor beschriebene Wirkung der Erfindung.

Die Änderung des Astigmatismus aufgrund des Hinzufügens des Prismas, dessen Basis in 90°-Richtung liegt, das heißt die Änderung aufgrund des Grundkurvenfaktors hängt vom Betrag der Prismenwirkung ab. Wenn die Prismenwirkung erhöht wird, bewegt sich der Astigmatismus zur Plusseite im Fernteil und zur Minusseite im Nahteil. Der am besten geeignete Betrag der hinzuzufügenden Prismenwirkung kann abhängig von solchen Faktoren wie Grundkurve, Brechkraft der Linse, Gestaltung der brechenden Oberfläche der Linse ausgewählt werden. Es hat sich herausgestellt, daß eine Prismenwirkung von weniger als 1,0 pdpt zur Erzielung einer nutzbaren Wirkung zu gering ist und daß eine Prismenwirkung von mehr als 6,0 pdpt die Leistung einer Linse stört, da die Änderung aufgrund des Grundkurvenfaktors zu groß ist. Dazu kommt, daß ein großer Betrag des zusätzlichen Prismeneffekts das Aussehen der Linse beeinträchtigt. Daraus ergibt sich, daß der optimale Betrag der Prismenwirkung im Bereich von 1,0 bis 6,0 pdpt gewählt werden sollte.

Ein weiterer Effekt der Erfindung besteht darin, daß sie ermöglicht, die Anzahl von Linsenarten zu verringern. Entsprechend der Grundkurve abhängig von der Brechkraft der Linsen gibt es viele verschiedene Arten herkömmlicher Linsen. Dagegen erlaubt die Erfindung durch Hinzufügen des Prismas, dessen Basis in 90°-Richtung liegt und/oder durch Änderung des Betrags der Prismenwirkung, daß eine einzige Grundkurve einen großen Brechkraftbereich von Linsen abdeckt. Dadurch wird die Anzahl von Linsenarten deutlich verringert, was für die Massenherstellung der Linsen günstig ist.

Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird vereinfachend ein Prisma in Richtung der Hauptmeridianlinie hinzugefügt. Die Erfindung ist aber auch anwendbar auf Fällle, wo die Hauptmeridianlinie im Hinblick auf die Konvergenz beim Nahsehen um einige Grad geneigt ist. Auch kann ein Prisma in einer gegenüber der 90°-Richtung etwas verschobenen Richtung hinzugefügt werden.

Fig. 9 zeigt einen Vertikalschnitt durch eine progressive, multifokale Linse zur Korrektur von Kurzsichtigkeit im Nahteil, wobei Dreiecke ein Prisma an den einzelnen Stellen zeigen und die Größe den Betrag der Prismenwirkung und die Richtung der Dreiecke die Basis des Prismas angeben.

Fig. 10 zeigt das Prisma im einzelnen, wobei gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 9 verwendet werden. Die Ordinate gibt die Position im Vertikalschnitt der Linse an, wobei 0 einen Haltepunkt (das heißt die Stelle vor den Augen des Brillenträgers) bezeichnet. A und B entsprechen dem oberen bzw. dem unteren Ende der Linse, die für eine Brille verwendet wird. Der Linsenteil zwischen den beiden Punkten 0 und A ist der Fernteil, der Linsenteil zwischen den beiden Punkten C und B ist der Nahteil. Die Abszisse entspricht dem Betrag der Prismenwirkung, wobei in der Zeichnung rechts von der Ordinate die Beträge Pup für Prismen mit einer 90°-Richtung der Basis aufgetragen sind, während links die Beträge Pdn aufgetragen sind von Prismen, deren Basis in 270°-Richtung liegt. Bei Einstärkenlinsen ergibt sich der Betrag P der Linsenwirkung an allen Stellen der Linse aus folgender Näherungsgleichung

P = PW × h (1)

wobei PW die Brechkraft der Linse in Dioptrien darstellt und h den Abstand von der optischen Mitte in Zentimetern bezeichnet (gewöhnlich fällt die optische Mitte etwa mit dem Haltepunkt zusammen). Wie die Figur zeigt, ergibt sich bei einer progressiven, multifokalen Linse im Fernteil der Betrag der Prismenwirkung aus obiger Gleichung (1), da die vorgegebene Brechkraft der Linse im gesamten Fernteil annähernd PW ist. Im Zwischenteil zwischen den Punkten 0 und C steigt aber die Brechkraft allmählich um die Zusatzbrechkraft ADD bis auf den Wert PW + ADD an. Daher nähert sich der Betrag der Prismenwirkung allmählich der Geraden (PW + ADD) × h anstatt längs PW × h zu verlaufen. Die Stärke der chromatischen Aberration I einer Linse ist durch folgende Gleichung gegeben

I = P/ ν (2)

wobei ν die Abbesche Zahl des Linsenmaterials bedeutet und P den Betrag der Prismenwirkung. Es ist allgemein bekannt, daß eine chromatische Aberration wahrgenommen wird, wenn die Bedingung

I = P/ ν < 0,2 (3)

erfüllt ist. Wenn dagegen die chromatische Aberration, die bei Verwendung einer Linse in einer Brille auftritt, der nachfolgenden Bedingung

I = P/ n < 0,2 (4)

genügt, dann kann die Linse ohne Beeinträchtigung durch die chromatische Aberration verwendet werden.

Es sei nun auf Fig. 10 bezug genommen. In einer progressiven, multifokalen Linse erreicht der Betrag der Prismenwirkung den Maximalwert Pa am oberen Ende A der Linse im Fernteil und den Maximalwert Pb am unteren Ende B der Linse im Nahteil. Wie in Fig. 10 dargestellt, ist der Abstand zwischen dem Punkt B und der optischen Mitte etwa zweimal so groß wie der zwischen dem Punkt A und der optischen Mitte, so daß die Beziehung Pb < Pa gilt. Folglich tritt eine chromatische Aberration bei Verwendung eines Materials mit einer kleinen Abbeschen Zahl zuerst im Nahteil auf. Es sei angenommen, daß der Grenzbetrag der Prismenwirkung, bis zu dem die chromatische Aberration wahrgenommen wird, Pg sei. Pg ergibt sich aus

Pg = 0,2 × ν (5)

bei geringem n, wie es bei Materialien mit hohem Brechungsindex auftritt, übersteigt der Betrag der Prismenwirkung den Grenzwert Pg an einer Stelle zwischen den Punkten D und B im Nahteil, während die Prismenwirkung im Fernteil unterhalb dem Grenzwert Pg bleibt. Folglich wird eine chromatische Aberration im Bereich zwischen D und B im Nahteil wahrgenommen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei nun anhand der Fig. 11 und 12 erläutert. Fig. 11 zeigt einen Vertikalschnitt einer progressiven Linse zur Korrektur von Kurzsichtigkeit gemäß der Erfindung. Die Bezeichnungen in Fig. 11 entsprechen denen von Fig. 9, und das Beispiel von Fig. 9 ist zum besseren Vergleich in Fig. 11 gestrichelt eingezeichnet. Erfindungsgemäß wird der progressiven, multifokalen Linse ein Prisma, dessen Basis in 90°-Richtung liegt, hinzugefügt. Diese Vorschrift gilt gleichermaßen für die linke und die rechte Linse von Brillen, und Zweck der Vorschrift ist es nicht, ein Schielen zu kompensieren.

Fig. 12 zeigt das Prisma gemäß der Erfindung im einzelnen. Die Bezeichnungen von Fig. 12 stimmen mit denen von Fig. 10 überein. Das Beispiel von Fig. 10 ist zum besseren Vergleich in Fig. 12 gestrichelt eingetragen. Wie in Fig. 12 gezeigt, nimmt die Prismenwirkung aufgrund des Hinzufügens des Prismas mit Basis in 90°-Richtung im Fernteil zu und im Nahteil ab. Da die Zunahme bzw. Abnahme der Prismenwirkung eine Zunahme bzw. Abnahme der chromatischen Aberration bedeutet, steigt die chromatische Aberration im Fernteil, während sie im Nahteil schwächer wird. Erfindungsgemäß ist Pt so gewählt, daß der Betrag der Prismenwirkung Pb am unteren Ende B im Nahteil gleich dem Grenzwert Pg wird, bis zu dem die chromatische Aberration wahrgenommen wird. Daher kann die chromatische Aberration bei der Benutzung des Nahteils der Linse nicht wahrgenommen werden, so daß ein problemfreies Sehen gewährleistet ist. Im Fernteil dagegen wird die chromatische Aberration stärker, da der Betrag der Prismenwirkung durch Hinzufügen eines Prismas, dessen Basis in 90°-Richtung liegt, zugenommen hat. Wie aus Fig. 12 hervorgeht, ist der Abstand zwischen dem Punkt 0 und dem oberen Ende A des Fernteils, der allgemein 10 bis 15 mm beträgt, nicht so groß, daß der Betrag Pa der Prismenwirkung am oberen Ende A aufgrund der Zunahme der Prismenwirkung den Grenzbetrag Pg überschreiten würde. Daher wird selbst im Fernteil keine chromatische Aberration wahrgenommen, und es ist gutes Sehen möglich. Wie erwähnt, wird erfindungsgemäß die chromatische Aberration im Nahteil dadurch verringert, daß ein Prisma, dessen Basis in 90°-Richtung liegt, hinzugefügt wird. Der Betrag der zusätzlichen Prismenwirkung wird wie folgt bestimmt.

Der Betrag Pb der Prismenwirkung am unteren Ende B des Nahteils ist durch die Näherungsgleichung

Pb = -(PW + ADD) × 0 B (6)

gegeben, wobei 0B den Abstand (in Zentimetern) zwischen den Punkten 0 und B darstellt. Durch Hinzufügen einer Prismenwirkung Pt mit Basis in 90°-Richtung ergibt sich für die Prismenwirkung am Punkt B PB - Pt. Pb - Pt wird in Gleichung (4) eingesetzt, die die Bedingung dafür darstellt, daß keine merkliche chromatische Aberration auftritt. Daraus ergibt sich folgendes

Pt < Pb - 0,2 ν = -(PW + ADD) × 0 B - 0,2 ν (7)

woraus die weitere Gleichung abzuleiten ist

Pt < -k × (PW + ADD) - 0,2 ν (8)

k = 0 b = 1,5 cm bis 2,5 cm. k stellt also den Abstand zwischen den Punkten 0 und B dar und die obigen Grenzen ergeben sich aus der Konstruktion einer Linse und den individuellen Unterschieden der Brillenträger hinsichtlich des Benutzungsbereichs der Linse. Wenn die rechte Seite der Gleichung (8) negativ wird, braucht kein Prisma, dessen Basis in 90°-Richtung liegt, hinzugefügt zu werden, da keine chromatische Aberration wahrgenommen wird.

Wenn der Betrag Pt, der sich aus Gleichung (8) ergibt, so groß ist, daß sich eine Sehbehinderung einstellt oder eine starke chromatische Aberration im Fernteil hervorgerufen wird, dann kann der Betrag Pt geringer als der gemäß Gleichung (8) gewählt werden und die Linse mit einer gelblichen, bräunlichen oder bläulichen Färbung versehen werden, was zu einer bequemen Linse ohne Probleme durch chromatische Aberration führt. Da Menschen einen gelben und blauen Farbsaum eines Objekts als chromatische Aberration wahrnehmen, macht die gelbliche, bräunliche oder bläuliche Färbung der Linse die Wahrnehmung der chromatischen Aberration schwierig, soweit diese nicht durch die zusätzliche Prismenwirkung Pt ausgeschaltet werden kann.

Die Erfindung führt außerdem zu dünneren und leichteren Linsen. Wie der Vergleich der erfindungsgemäßen Linse mit der herkömmlichen in Fig. 3 erkennen läßt, wird die Linse auf Seiten des Fernteils dick und auf Seiten des Nahteils dünn durch Hinzufügen eines Prismas, dessen Basis in 90°-Richtung liegt. Bezogen auf die Linse ergibt sich daher keine Änderung, da sich die Verdickung im Fernteil und die Verdünnung im Nahteil aufheben. Wenn aber diese Linse in ein Brillengestell eingesetzt wird, dann ist das Verhältnis der Fläche von Fernteil gegenüber Zwischenteil und Nahteil annähernd 1 : 2. Als Brillenlinse wird die Linse daher dünner und leichter.

Der beschriebene Effekt kann auch erzielt werden, wenn die Basis des Prismas etwas außerhalb der 90° Richtung liegt.

Claims

1. Brillenlinse mit einer Gleitsichtfläche, mit einem Fernteil, einem Nahteil und einer dazwischenliegenden Progressionszone, wobei die Brillenlinse im Fernteil zur Korrektur von Kurzsichtigkeit ausgelegt ist und ein zusätzliches Prisma aufweist, dessen Basisrichtung im wesentlichen 90° beträgt und dessen prismatische Wirkung folgender Bedingung genügt: Pt < -k × (PW + ADD) - 0,2 × ν
1,5 k 2,5wobei Pt die Prismenwirkung in Prismendioptrien, ν die Abbesche Zahl des Linsenmaterials, Pw die Brechkraft der Linse im Fernteil und ADD der Nahzusatz sind.

2. Brillenlinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine gelbliche, bräunliche oder bläuliche Färbung aufweist.

3. Brillenlinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entweder im Fernteil die Krümmung eines Schnittes in Horizontalrichtung durch eine der brechenden Oberflächen der Linse von der Mitte zur Seite hin zunimmt oder im Nahteil die Krümmung eines Schnittes in Horizontalrichtung einer der brechenden Oberflächen der Linse von der Mitte zur Seite abnimmt.

4. Brillenlinse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkung Pt des Prismas in Prismendioptrien 1 Pt 6,0 beträgt.

5. Brille mit zwei Brillenlinsen nach einem der Ansprüche 1 bis 4.

6. Brillenlinse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sich die Krümmung zwischen dem auf dem Hauptmeridian gelegenen optischen Zentrum des Fernteils und dem auf dem Hauptmeridian gelegenen optischen Zentrum des Nahteils entsprechend einem vorgegebenen Gesetz ändert, dadurch gekennzeichnet, daß die brechende Oberfläche der Linse durch eine erste Kurve, die den Hauptmeridian (M) in dem optischen Zentrum (A) des Fernteils schneidet, und eine zweite Kurve, die den Hauptmeridian im optischen Zentrum (B) des Nahteils schneidet, in Fernteil, Nahteil und Progressionszone unterteilt ist, daß ein Winkel, der zwischen einer Normalen auf die brechende Oberfläche in irgendeinem Punkt irgendeiner Schnittlinie einer beliebigen Ebene parallel zu der den Hauptmeridian enthaltenden Ebene mit der brechenden Oberfläche und der den Hauptmeridian enthaltenden Ebene eingeschlossen wird, im Fernteil und im Nahteil konstant ist, und daß sich dieser Winkel in der Progressionszone nach demselben Gesetz ändert, nach welchem sich die Krümmung zwischen dem optischen Zentrum des Fernteils auf dem Hauptmeridian und dem optischen Zentrum des Nahteils auf dem Hauptmeridian ändert.