DE3877269T2

DE3877269T2 - Asphaerische kontaktlinse fuer die korrektur der presbyopia.

Info

Publication number: DE3877269T2
Application number: DE8888401270T
Authority: DE
Inventors: Jean-Louis Mercier
Original assignee: Essilor International Compagnie Generale dOptique SA
Current assignee: EssilorLuxottica SA
Priority date: 1987-06-01
Filing date: 1988-05-25
Publication date: 1993-07-29
Anticipated expiration: 2008-05-26
Also published as: FR2615965B1; EP0298785B1; EP0298785A1; ES2036697T3; DE3877269D1; CA1330267C; FR2615965A1; JPS63311324A; US5790231A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft generell die Kontaktlinsen zur Korrektur der Weitsichtigkeit, das heißt Kontaktlinsen, die dazu bestimmt sind, einen Anpassungsfehler der Augenlinse zu korrigieren.
Wie schon ermittelt, muß eine solche Kontaktlinse eine Nahsowie eine Fernsicht ermöglichen.
Diese Erfindung betrifft insbesondere den Fall, in dem auf der Nutzfläche der Linse, d.h. im Zentralteil, dessen Durchmesser in etwa dem Durchmesser der Pupille entspricht, die Sicht eine sogenannte Simultanvision (nah und fern) ist.
In der Praxis ist eine solche Linse in den meisten Fällen eine bifokale Linse mit zwei konzentrischen Brennflächen, eine dient zur Fernsicht, die andere zur Nahsicht, und nur die Strahlen, die die betroffene Fläche durchqueren, bilden das Nutzbild des beobachteten Objektes.
Das Gleiche ist bei einer progressiven Kontaktlinse festzustellen, das heißt bei einer Kontaktlinse mit mindestens einer Seite mit einer zumindest in ihrem nutzbaren Abschnitt asphärischen Fläche; die andere Seite besitzt normalerweise eine zumindest in ihrem nutzbaren Abschnitt sphärische Fläche.
Ein Vorteil der Kontaktlinsen zur Simultanvision besteht darin, daß sie auf dem Auge wenig beweglich sein müssen.
Tatsächlich ist es einfacher, die Beweglichkeit einer Kontaktlinse zu beschränken, als die Beweglichkeit innerhalb bestimmter Grenzen perfekt zu kontrollieren.
Die in der Praxis aus dieser fest zu kontrollierenden und bei jedem Menschen unterschiedlichen Beweglichkeit resultierenden Schwierigkeiten werden hiermit vermindert.
Bis jetzt jedoch bringen die Kontaktlinsen zur Simultanvision Schwierigkeiten mit sich, die die Patienten, die sie anwenden, nicht ausreichend zufriedenstellen.
Der Hauptgrund dafür liegt in der Festellung einer globalen Minderung der Sehschärfe, insbesondere bei Nahsicht und mangelhaftem Licht; diese Minderung der Sehschärfe kann auch von einer Minderung der Kontraste und/oder von Störreflexen begleitet werden.
Diesbezüglich muß man daran erinnern, daß bei weniger Licht die Augenpupille sich öffnet, daß aber bei Anpassung oder Konvergenz des Auges, wie bei Nahsicht, ihr Durchmesser sich verringert.
Die Kombination dieser beiden entgegengestellten bei jeder Altersgruppe festzustellenden jedoch bei jedem Menschen unterschiedlichen Phänomene tragen dazu bei, daß besonders die konzentrischen bifokalen Kontaklinsen nicht zu jeder Zeit, das heißt unter jeglicher Bedingung, eine zufriedenstellende Sehschärfe sichern und daher keine korrekte Sicht, besonders Nahsicht ermöglichen, da ihre optischen Abschnitte für Nah- und Fernsicht klar bestimmte und abgegrenzte Fläche aufweisen.
Solche Probleme werden heute aber auch bei progressiven Kontaktlinsen mit asphärischer Seite festgestellt.
Das ist zum Beispiel der Fall bei der unter dem europäischen Patentanspruch Nr 184.490 beschriebenen Kontaktlinse mit asphärischer Seite, bei welcher der singulare Punkt axial liegt.
Die untersuchungen über eine solche Kontaktlinse zeigen, daß die Zufriedenheitsquote der Patienten unter 33 % liegt, was klar unzureichend ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft generell eine Kontaktlinse zur Simultanvision, die im Gegenteil zu den o.g. Linsen eine zufriedenstellende Zufriendeheitsquote bei den Patienten erzielt.
Sie beruht auf der Tatsache, daß das menschliche Sehsystem, Auge und darauf liegende Kontaktlinse, bei einer sphärischen Aberration in dem vor ihm liegenden optischen Objekt den Plan der Bildanalyse auf die Spitze der Brennfläche der entsprechenden Wellenfläche stellt.
Sie beruht auch auf der Tatsache, daß es von einer vorgegebenen Brennfläche aus mit Hilfe einer entsprechenden Kalkulation und Anwendung eines gewünschten Brennflächenoptimisierungsmodus möglich ist, den polynomischen Ausdruck der entsprechenden aphärischen Fläche hochzurechnen.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Kontaktlinse zur Simultanvision dar, entsprechend einer Fern- und einer Nahsicht, deren eine Fläche wenigstens in ihrem nutzbaren Abschnitt durch eine sphärische Oberfläche gebildet wird, während die andere wenigstens in ihrem nutzbaren Abschnitt durch eine asphärische Oberfläche gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil der asphärischen Fläche ausgehend von einer gewählten Brennflächenform der Wellenoberfläche berechnet wird, die aus der Linse austritt, wobei die Brennfläche von zwei Schalen gebildet wird, die jeweils von paraxialen und randständigen Strahlen abgeleitet sind, wobei die Schale, die von paraxialen Strahlen abgeleitet ist, von zwei Umdrehungsflächen um die Hauptachse der Linse gebildet wird, deren eine auf die Achse reduziert ist, und die sich in einem Umkehrpunkt verbinden, der die der Bequemlichkeit halber paraxial genannte Spitze bildet, während die andere Schale, die von Randstrahlen abgeleitet ist, von zwei Umdrehungsflächen gebildet wird, die sich in einem Umkehrpunkt auf der Achse verbinden, der die der Bequemlichkeit halber Randspitze genannte Spitze bildet.
Aus Versuchen wird ersichtlich, und diese Entdeckung hat zu der vorliegenden Erfindung geführt, daß die mit der Benutzung der heutigen Kontaktlinsen mit der sogenannten Simultavision gekoppelten Probleme vorteilhaft und zufriedenstellend gelöst werden können, indem der sphärischen Aberration des menschlichen optischen Sehsystems, Auge und darauf liegende Linse, die aus der Anwesenheit von zwei Spitzen für die entsprechende Brennfläche resultierende spezielle Eigenschaft verliehen wird.
Insbesondere ermöglicht diese Kontaktlinse, für einen in einem endlichen sowie unendlichen Abstand angeordneten Gegenstand Lichtstrahlen zu berücksichtigen, die bei den bifokalen Kontaktlinsen mit konzentrischen Abschnitten für Nah- und Fernsicht nicht zu der Bildung des vom Patienten wahrgenommenen Bildes eines solchen Objektes beitragen.
Auf diese Weise kann man sich vorteilhaft und ausreichend von den Schwankungen des Pupillendurchmessers des Patienten befreien.
Die Charakteristika und die Vorteile dieser Erfindung werden aus der untenstehenden Beschreibung ersichtlich, die als Fallbeschreibung der sich in der Anlage befindlichen Bilder dient, von denen:
- Bild 1 ein axialer Schnitt der aus dieser Erfindung entstandenen Kontaktlinse,
- Bild 2 die Brennfläche ihrer Wellenoberfläche,
- Bild 3 beide Brennflächen dieser Kontaktlinse, von denen eine einem in einem unendlichen Abstand angeordneten Gegenstand, die andere einem in einem endlichen Abstand angeordneten Gegenstand entspricht,
- Bild 4A Bilder im Analyseplan eines mit einer solchen Linse versehenen Auges bezüglich eines in einem unendlichen Abstand angeordneten Punktes,
- Bild 4B das gleiche wie Bild 4A bezüglich eines in einem endlichen Abstand angeordneten Punktes darstellt.
Die Bilder 5, 6, 7, 8A und 8B entsprechen der Reihenfolge nach den Bildern 1, 2, 3, 4A und 4B für ein anderes Modell einer auf der vorliegenden Erfindung beruhenden Kontaktlinse.
Wie schon bekannt und aus dem Beispiel des Bildes 1 ersichtlich, besteht generell eine auf dieser Erfindung beruhende Kontaktlinse (10) aus einer konvexen nach vorne gerichteten Fläche (11) und aus einer konkaven nach hinten gerichteten Fläche (12) und eventuell, wie bereits dargestellt, aus einer sich am Rand dieser Flächen befindenden Übergangsfläche (13), die von einer oder mehreren konzentrischen Ringflächen gebildet wird, die die vordere und die hintere Fläche verbinden.
Wie ebenfalls schon bekannt, besteht eine beliebige Fläche dieser Kontaktlinse (10) in der hier dargestellten Form (in der Regel ist es die nach hintengerichtete Fläche (12)) wenigstens in ihrem nutzbaren Abschnitt aus einer sphärischen Fläche mit Radius (R), während die andere (in dieser Darstellung die nach vorne gerichtete Fläche (11)) wenigstens in ihrem nutzbaren Abschnitt aus einer asphärischen Fläche besteht.
Nach dieser Erfindung und wie auf dem Bild 2 ersichtlich besitzt die Brennfläche (C) der Wellenoberfläche, die ausder auf der Erfindung beruhenden Linse (10) austritt, eine paraxiale Spitze und eine Randspitze (P&sub1;) und (P&sub2;).
Wie bekannt besteht die Brennfläche eines optischen Systems aus der Hüllfläche der Strahlen, die aus ihm austreten.
Hier besteht die Brennfläche (C) der auf der Erfindung beruhenden Linse (10) aus zwei Schalen (N&sub1;) und (N&sub2;), denen die zwei Spitzen P&sub1; und P&sub2; jeweils zugeordnet sind.
In der Praxis bilden die Spitzen P&sub1; und P&sub2; jeweils die Umkehrpunkte für die Schalen N&sub1; und N&sub2; und gehören beide zur Achse dieser Gruppe.
Auch in der Praxis und wie auf Bild 2 dargestellt besteht die Schale N&sub1; aus einer einzigen Fläche S&sub1; mit Meridian m&sub1;, der in P&sub1; nach der Tangente t&sub1; der Achse der Gruppe tangiert, während die Schale N&sub2; aus zwei Flächen S&sub2; und S'&sub2; besteht, deren Meridiane m&sub2; und m'&sub2; in P&sub2; eine selbe Tangente t&sub2;, die schräg auf der o. g. Achse liegt, aufweisen, und ab dieser Stelle jeweils auf einer Seite sich von dieser Tangente t&sub2; entfernen.
Anders ausgedrückt ist für die Spitze P&sub1; die Tangente t&sub1; beim Meridian m&sub1; der Fläche S&sub1;, welche die Schale N&sub1; bildet, mit der Achse der Gruppe gleich, und für die Spitze P&sub2; liegt die Tangente t&sub2; bei den Meridianen m&sub2; und m'&sub2; der Flächen S&sub2; und S'&sub2;, die die zwei Zweige bilden, die die Schale N&sub2; aufweist, schräg auf dieser Achse.
Zu bemerken ist, daß diese Spitzen P&sub1; und P&sub2; axial in derselben Richtung stehen.
In der Praxis steht der Abstand zwischen diesen Spitzen P&sub1; und P&sub2; im direkten Zusammenhang mit der gewünschten Brechkraft der Linse.
Auf jeden Fall ist es möglich mit einer so gebildeten Brennfläche (C) unter Berücksichtigung der im Zusammenhang mit den gewünschten Ergebnissen stehenden Optimisierungsparameter den polynomischen Ausdruck zur Bildung der asphärischen Fläche der nach vorne gerichteten Fläche (11) für die hier dargestellte Kontaktlinse (10) zu errechnen, die realisiert werden muß.
Bevorzugt wird, wie auf Bild 3 ersichtlich, ein Analysenplan (P) so ausgewählt, daß er dem in der Praxis dem Ponctum Remotum eines Individuums entspricht, daß die paraxiale Spitze (P1VL) der Brennfläche (CVL) der Wellenoberfläche des Bildes eines in einem unendlichen Abstand angeordneten Punktes mit der Randspitze (P2VP) der Brennfläche (CVP) der Bildwellenoberfläche eines in einem endlichen Abstand angeordneten Punktes, d. h. in einem gewählten in direktem Zusammenhang mit der gewünschten Brechkraft stehenden Abstand, übereinstimmt.
Auf Bild 3 ist die Brennfläche (CVL) mit einer Linie und die Brennfläche (CVP) mit Strichen dargestellt.
Wie schon bekannt, entspricht eine Brennflächenspitze einer maximalen Lichtkonzentration, und bei einer solchen Aberration fokussiert das Auge von sich aus vorzugsweise auf eine solche maximale Lichtkonzentration.
Das Auflösungsvermögen des Auges beträgt durchschnittlich 1'30 und es ist ausreichend, daß ein größerer Winkel die Bildflecken beider Gegenstände trennt, damit diese gut voneinander getrennt gesehen werden und dadurch ein globales scharfes Bild dieser Objekte entsteht.
In dem Fall, daß zwei Brennflächenspitzen, eine der Nahsicht entsprechend, die andere der Fernsicht, auf einen selben Analysenplan plaziert werden, bleiben die empfangenen Bilder scharf genug, um korrekt beobachtet zu werden.
Die Bilder 4A und 4B stellen dies mit den Winkelminuten als Koordinaten dar.
Bild 4A zeigt die empfangenen Bilder für einen in einem unendlichen Abstand angeordneten Punkt.
Bild 4B für einen in einem Abstand von 500 mm angeordneten Punkt.
In beiden Fällen liegt die große Lichtkonzentration im zentralen Bereich, diese Lichtkonzentration hat die Form eines sich nicht weit ausdehenden schwarzen Flecks.
Bei den ersten Beispiel der Realisierung, Bild 1, besitzt die auf der vorliegenden Erfindung basierende Kontaktlinse (10) auf ihrer nach vorne gerichteten Fläche (11) eine asphärische Fläche, deren Krümmungsradius im Mittelpunkt größer als am Randpunkt ist.
Als Variante stellt Bild 5 ein zweites Beispiel mit einer Kontaktlinse (10) dar, deren asphärische Fläche der nach vorne gerichteten Fläche 11 im Gegensatz zum ersten Beispiel einen kleineren Krümmungsradius im Mittelpunkt und einen größeren am Randpunkt besitzt.
In diesem Fall steht die generelle Orientierung der Brennfläche (C), axial gesehen, global in der umgekehrten Richtung zu der des ersten Beispiels.
Die Brennfläche besitzt aber wie im ersten Beispiel zwei Spitzen P&sub1; und P&sub2;, eine paraxiale Spitze und eine Randspitze, die axial gesehen in einer selben Richtung orientiert sind.
Vorzugsweise und wie in Bild 7 dargestellt, wird es so gehandhabt, däß die paraxiale Spitze P1VP der Brennfläche CVP der Bildwellenoberfläche eines in einem endlichen Abstand angeordneten Gegenstandes mit der Randspitze P2VL der Brennfläche CVL der Bildwellenoberfläche eines im einem endlichen Abstand angeordneten Gegenstandes entspricht.
Wie oben erläutert stellen die Bilder 8A und 8B die Form der empfangenen Bilder für einen jeweils in einem unendlichen und in einem 500 mm Abstand angeordneten Punkt dar.
Als Veranschaulichung werden im Folgenden die Zahlenwerte für das eine und das andere Beispiel angegeben.

1. Beispiel

- Fernsichtstärke: - 7.00 Erhöhung: 2.00
- Nahsichtstärke: - 5.00 Erhöhung: 2.00
- nutzbarer Durchmesser der asphärischen Fläche: 4 mm
- Radius der nach vorne gerichteten asphärischen Fläche in ihrem Mittelpunkt: 9,0274 mm = R
- Radius der nach hinten gerichteten sphärischen Fläche: 8 mm
- Index: 1,38
- Dicke im Mittelpunkt: 0,2 mm
- Gleichung der nach vorne gerichteten Fläche:
wobei
K1 = - 1,49421
K2 = - 0,193.10&supmin;²
K3 = 0,499.10&supmin;²
K4 = - 0,254.10&supmin;²
K5 = 0,415.10&supmin;³

2. Beispiel

- Fernsichtstärke: + 4.00 Erhöhung: 1.50
- Nahsichtstärke: + 5.50 Erhöhung: 1.50
- nutzbarer Durchmesser der asphärischen Fläche: 6 mm
- Radius der nach vorne gerichteten asphärischen Fläche in ihrem Mittelpunkt 7,7579 mm = R
- Radius der nach hinten gerichteten sphärischen Fläche: 8,6 mm
- Index: 1,44
- Dicke im Mittelpunkt: 0,15 mm
- Gleichung der nach vorne gerichteten Fläche:
wobei
K1 = - 1
K2 = - 0,1135.10&supmin;³
K3 = 0,1501.10&supmin;&sup5;
K4 = - 0,4215.10&supmin;&sup5;
K5 = 0,2501.10&supmin;&sup6;
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung in keinem Fall auf diese numerischen Werte und noch allgemeiner auf die hier beschriebenen und dargestellten Realisierungen beschränkt.
Die asphärische Seite einer Kontaktlinse kann sich beispielsweise genauso gut auf der nach vorne gerichteten wie auf der nach hinten gerichteten Fläche befinden.
Auf jedem Fall ist vorzuziehen, daß der Durchmesser des nutzbaren Abschnittes dieser asphärischen Fläche mindestens 4 mm beträgt.
In allen Fällen sind die in Frage kommenden Flächen Umdrehungsflächen.
Schließlich ist es selbstverständlich, daß eine Spline-Funktion auch angewendet werden kann, obwohl im Obenstehenden und insbesondere bei den beschriebenen Beispielen die Geometrie der asphärischen Fläche der untersuchten Kontaktlinsen mit Hilfe einer polynomischen Entwicklung errechnet wird.

Claims

1. Kontaktlinse zur Simultanvision mit zwei bestimmten unterschiedlichen Stärken, entsprechend einer Fernsicht und einer Nahsicht, deren eine Fläche (11, 12) wenig stens in ihrem nutzbaren Abschnitt durch eine sphärische Oberfläche gebildet ist, während die andere wenigstens in ihrem nutzbaren Abschnitt durch eine asphärische Oberfläche gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil der asphärischen Fläche berechnet ist ausgehend von einer gewählten Brennflächenform (C) der Wellenoberfläche, die von der Linse (10) austritt, wobei die Brennfläche (C) von zwei Schalen (N&sub1;, N&sub2;) gebildet wird, die jeweils von paraxialen und randständigen Strahlen abgeleitet sind, wobei die Schale (N&sub1;), die von paraxialen Strahlen abgeleitet ist, von zwei Umdrehungsflächen (S&sub1;, t&sub1;) um die Hauptachse der Linse (11) gebildet ist, deren eine (t&sub1;) auf der Achse reduziert ist, und die sich verbinden in einem Umkehrpunkt (P&sub1;), der die aus Bequemlichkeit paraxial genannte Spitze bildet, während die andere Schale (N&sub2;), die von Randstrahlen abgeleitet ist, gebildet wird von zwei Umdrehungsflächen (S&sub2;, S'&sub2;), die sich in einem Umkehrpunkt (P&sub2;) auf der Achse verbinden, der eine Spitze (P&sub2;) bildet, die aus Bequemlichkeit Randspitze genannt wird.

2. Kontaktlinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen (P&sub1;, P&sub2;) der Brennfläche beide in derselben Richtung auf der Achse gerichtet sind.

3. Kontaktlinse nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den zwei Spitzen (P&sub1;, P&sub2;) direkt gekoppelt ist mit der Addition der beiden Stärken der Linse (10).

4. Kontaktlinse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schale (M&sub1;), die von paraxialen Strahlen abgeleitet ist, die Umdrehungsfläche (S&sub1;), die nicht bei der Achse reduziert ist, einen Meridian (m&sub1;) aufweist, der diese Achse im Umkehrpunkt (P&sub1;) berührt, während in der Schale (N&sub2;), die von Randstrahlen abgeleitet ist, die Umdrehungsflächen (S&sub2;, S'&sub2;) Meridiane (m&sub2;, m'&sub2;) aufweisen, die dieselbe Tangente (t&sub2;) am Umkehrpunkt (P&sub2;) haben, die schief zur Hauptachse ist.

5. Kontaktlinse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die paraxiale Spitze (P1VL) der Brennfläche (CVL) der Wellenoberfläche, die Bild eines im unendlichen Abstand angeordneten Gegenstands ist, sich trifft mit der Randspitze (P2VP) der Brennfläche (CVP) der Wellenoberfläche, die Bild eines in endlicher Entfernung angeordneten Gegenstands ist.

6. Kontaktlinse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die paraxiale Spitze (P1VP) der Brennfläche (CVP) der Wellenoberfläche, die Bild eines im endlichen Abstand angeordneten Gegenstands ist, sich trifft mit der Randspitze (P2VL) der Brennfläche (CVL) der Wellenoberfläche, die Bild eines in unendlichem Abstand angeordneten Gegenstands ist.

7. Kontaktlinse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die asphärische Oberfläche zu seiner konvexen nach vorn gerichteten Fläche (11) gehört.

8. Kontaktlinse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die asphärische Oberfläche zu seiner konkaven nach hinten gerichteten Fläche (12) gehört.

9. Kontaktlinse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des wirksamen Abschnitts der asphärischen Oberfläche wenigstens gleich 4 mm ist.

10. Kontaktlinse nach einein der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die in Rede stehenden Oberflächen Umdrehungsflächen bzw. Umkehrflächen sind.