ES2341710T3 - Cristal de gafas con pocas aberraciones de orden superior. - Google Patents
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Abstract
Proceso para la producción de un cristal progresivo para gafas, que comprende las siguientes etapas: - Establecer previamente un punto de referencia remoto, un punto de referencia próximo y un punto de centraje, - Determinar una primera línea recta horizontal, que pasa por el punto de centraje, - Determinar una segunda línea recta horizontal, que pasa por el punto de referencia próximo, - Determinar una primera línea recta vertical, que pasa por el punto de centraje y el punto de referencia remoto, - Determinar una segunda línea recta vertical, que pasa por el punto de referencia próximo, y - Calcular el cristal progresivo para gafa, de modo que el valor máximo de la coma se sitúe en un rectángulo, delimitado por la primera y la segunda línea recta horizontal y por la primera y la segunda línea vertical.
Description
Cristal de gafas con pocas aberraciones de orden
superior.
La invención se refiere a un proceso para
producir un cristal de gafas con pocas aberraciones de orden
superior.
En los cristales unifocales se utilizan desde
hace cierto tiempo superficies asféricas o atóricas. Lo que se
pretende con ello es mejorar las propiedades cosméticas o las
propiedades ópticas. Se entiende por propiedad cosmética el grosor,
el peso y la elasticidad, y por propiedad óptica, el astigmatismo y
el poder refringente. En general, en los cristales unifocales con
superficies asféricas o atóricas mejoran las propiedades cosméticas,
sin perjuicio de las propiedades ópticas. Hasta ahora no se han
tenido en cuenta aberraciones de orden superior. Sin embargo, en los
cristales unifocales con superficies asféricas o atóricas suelen
presentarse problemas de incompatibilidad. Estos no se pudieron
entender ya que las aberraciones de segundo orden (astigmatismo y
poder refringente) se habían corregido muy bien. La causa de este
problema residía en las aberraciones de orden superior, que no se
tuvieron en cuenta en el estado de la técnica y que presentan valor
muy superiores a lo que ocurre con cristales unifocales con
superficie asféricas o atóricas (lentes en forma de menisco).
El documento US 6.231.182 describe un cristal
para gafa monofocal, con superficie asféricas delante y detrás. Por
lo menos una de las superficies tiene radios de curvatura
principales iguales en el vértice. Imponiendo condiciones a la curva
del poder refringente medio a lo largo de un ángulo de azimut
constante, se consigue que el cristal para gafa presente, en una
zona dentro de un radio de aprox. 20 mm alrededor del vértice, una
astigmatismo y un error de refracción de menos de 0,1 dpt.
El documento EP 0969 309 describe una serie de
cristales progresivos para gafa, cuyo desplazamiento de la
proyección de la línea principal en el plano x, y obedece a una
relación parametrizada. La superficie del lado del ojo puede ser una
superficie asférica en caso de prescripción esférica y una
superficie atórica en caso de prescripción tórica, donde la curva
básica de la superficie progresiva se elige 1 dpt a 1,5 dpt más
plana que en la superficie esférica o tórico del lado del ojo. Las
distorsiones de imagen que se producen en el uso son corregidas por
la superficie asférica o atórica.
En el caso de cristales progresivos, las
aberraciones de orden superior juegan un papel muy importante, ya
que estos errores son inducidos debido a la progresión. Sin embargo,
no se han tenido en cuenta estas aberraciones en el estado de la
técnica.
Por lo tanto, hay que comprobar si no se
tuvieron en cuenta hasta ahora, en los cristales para gafas del
estado de la técnica, aberraciones de orden superior, en primer
lugar aberración esférica y coma.
Lo que se pretende con la presente invención es
disponer de un proceso para la producción de un cristal progresivo
para gafa en el que se optimice, en la medida de lo posible, el
cristal progresivo, teniendo en cuenta la compatibilidad para el
usuario de las gafas.
Este problema se resuelve con un proceso para la
producción de un cristal progresivo para gafa según las
reivindicaciones independientes. En las sub- reivindicaciones se
ofrecen formas de realización preferidas.
Se ofrece un cristal progresivo para gafas, que
se caracteriza porque presenta pocas aberraciones de orden superior.
Se entiende por aberraciones de orden superior una aberración
esférica y/o una coma. En el caso de cristales unifocales para gafa,
que constituyen un ejemplo de referencia, y no son objeto de la
presente invención, se parte de la base de que las aberraciones de
orden superior corresponden a las de un cristal unifocal para gafa
con superficies esféricas o tóricas. Además, tanto el astigmatismo
como el poder refringente, como la coma y la aberración esférica se
pueden comparar con los de una lente en forma de menisco. En el caso
de cristales progresivos para gafas (objeto de la invención), el
valor máximo de la coma se encuentra en un rectángulo delimitado por
el punto de centraje, el punto de referencia prismático y el punto
de referencia próximo. Además, el cociente entre coma y adición es
limitado. La coma en particular aumenta poco en los puntos de
referencia al aumentar el diámetro de la pupila. Además, la coma
presenta en los puntos de referencia, en función del diámetro de la
pupila un gradiente menor que en los puntos con coma máxima. Tanto
el valor máximo como el valor mínimo de la aberración esférica se
encuentran en un rectángulo formado por el punto de centraje, el
punto de referencia prismático y el punto de referencia próximo.
Además, la aberración esférica, particularmente en los puntos de
referencia, aumenta poco al aumentar el diámetro de la pupila.
Además, la aberración esférica presenta en los puntos de referencia,
en función del diámetro de la pupila, un gradiente menor que en los
puntos con valores máximos y mínimos.
En los cristales unifocales esféricos, la
elasticidad por ejemplo se elige de modo que se corrijan de la mejor
forma posible las aberraciones de segundo orden, el astigmatismo de
haces inclinados y los defectos de refracción. Por este motivo, los
cristales unifocales con superficies esféricas se realizan como
lentes en forma de menisco. En este caso, la elasticidad se elige de
forma que el astigmatismo de haces inclinados y los defectos de
refracción sean So más reducidos posible. No obstante, para corregir
el error de abertura (aberración esférica), no hay que utilizar
lentes en forma de menisco sino bi-lentes (relación
de radianes aprox.1:6). No obstante, las lentes en forma de menisco
no suelen causar problemas de compatibilidad. Esto es debido a que,
al parecer, el diafragma de abertura del ojo es relativamente
pequeño y que, además, debido al efecto Stiles - Crawford, al
diafragma corporal se superpone un diafragma sensorial más pequeño.
Por este motivo, se puede partir de la base de que la coma y la
aberración cromática del orden en que aparece en lentes en forma de
menisco no causan ningún problema de compatibilidad.
Las aberraciones de orden superior se pueden
calcular por ejemplo con el método siguiente:
- 1)
- Se establece previamente una dirección visual, un punto-objeto, un punto sobre la superficie delantera o un punto sobre la superficie trasera del cristal para gafas. Con uno de estos cuatro datos se define claramente, junto con el punto de giro del ojo, el camino óptico, y mediante un cálculo detallado del rayo se puede calcular el rayo principal.
- 2)
- Se calcula la posición del diafragma de abertura rotando la pupila de entrada del ojo según la dirección visual alrededor del punto de giro del ojo. El centro del diafragma de abertura se encuentra entonces sobre el rayo principal. Por consiguiente, para cada dirección visual, se obtiene una nueva posición del diafragma de abertura.
- 3)
- Se calcula el camino óptico de abertura, calculando desde un punto-objeto situado sobre el rayo principal, rayos con ángulos de abertura diferentes.
- 4)
- Se calcula el frente de ondas en la pupila de entrada a partir de estos rayos y de las longitudes del trayecto óptico.
- 5)
- Se representa el frente de ondas mediante funciones de Zernike.
- 6)
- Las aberraciones se pueden calcular ahora a partir de los coeficientes de la función de Zernike. De este modo se obtiene para cada dirección visual, entre otros el astigmatismo, el poder refringente, la coma y la aberración esférica.
La invención se describe a continuación, sin
limitación de la idea general de la invención, tomando como base
unos ejemplos de realización, con referencia a las figuras, a las
que se remite para todos los detalles de la invención que no se
explican detalladamente en el texto.
La figura 1 muestra la variación del poder
refringente en función de la distancia r del vértice (no forma parte
de la invención);
La figura 2 muestra el astigmatismo en función
de la distancia r del vértice (no forma parte de la invención);
La figura 3 muestra la aberración esférica en
función de la distancia r del vértice (no forma parte de la
invención);
La figura 4 muestra la coma en función de la
distancia r del vértice (no forma parte de la invención);
La figura 5 (tabla) muestra la altura de flecha
en función de la distancia r del vértice (no forma parte de la
invención);
Las figuras 6 a 8 muestran el poder refringente,
el astigmatismo y las alturas de flecha de un cristal progresivo
según la invención;
La figura 9 muestra la coma;
La figura 10 muestra la aberración
cromática;
La figura 11 muestra la variación de la
aberración esférica en función del diámetro de la pupila;
La figura 12 muestra la variación de la coma en
función del diámetro de la pupila;
Las figuras 13 y 14 muestran el poder
refringente y el astigmatismo de un cristal progresivo según el
estado de la técnica;
Las figuras 15 y 16 muestran la coma y la
aberración esférica de este cristal progresivo;
Las figuras 17 a 20 muestran otro ejemplo de
realización según la invención.
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En la figura 1, la línea de puntos y rayas
orientada hacia abajo representa la curva en una
bi-lente. La línea de puntos que discurre por encima
representa la curva en una lente en forma de menisco. La línea de
trazo continuo representa la curva en un cristal asférico según el
estado de la técnica. Se puede apreciar que la lente en forma de
menisco y los dos cristales asféricos tienen unas propiedades muy
buenas y presentan un valor por lo menos hasta aprox. 20 mm inferior
al prescrito. En cambio, la bi-lente tiene
propiedades muy malas.
En la figura 2, la línea de puntos y rayas
constituye la curva de una bi-lente. La línea de
puntos representa la curva en una lente en forma de menisco. La
línea de trazo continuo representa ta curva en un cristal esférico
según el ejemplo de referencia y la línea de trazos representa la
curva en un cristal asférico según el estado de la técnica. Se puede
apreciar que la lente en forma de menisco y el cristal asférico del
ejemplo de referencia presentan muy buenas propiedades. El estado de
la técnica presenta propiedades algo peores. La
bi-lente en cambio presenta propiedades muy
malas.
En la figura 3, la línea de puntos y trazos
representa la curva en una bi-lente. La línea de
puntos constituye la curva de una lente en forma de menisco, la
línea de trazo continuo representa la curva en un cristal asférico
según el ejemplo de referencia y la línea de trazos representa la
curva en un cristal asférico según el estado de la técnica. En
cuanto a las propiedades de la imagen de orden superior, el panorama
es completamente diferente. La bi-lente presenta,
según lo esperado, una aberración esférica muy reducida. El estado
de la técnica, en cambio, presenta una aberración esférica muy
elevada. El cristal asférico para gafa según el ejemplo de
referencia presenta una aberración reducida del orden de la lente en
forma de menisco.
En la figura 4, la línea de puntos y trazos
representa la curva en una bi-lente. La línea de
puntos constituye la curva de una lente en forma de menisco. La
línea de trazo continuo representa la curva en un cristal asférico
según el ejemplo de referencia y la línea de trazos representa la
curva en un cristal esférico según el estado de la técnica. Como se
puede apreciar, la bi-lente presenta también aquí
una aberración muy reducida. El estado de la técnica, en cambio,
presenta una aberración muy elevada. El cristal asférico para gafa
según el ejemplo de referencia presenta una aberración reducida del
orden de la lente en forma de menisco.
En las figuras 6 a 8, el cristal para gafa tiene
los valores sph-1,0 Add 2,0 n = 1,596. En la figura
9, la coma se representa en coordenadas cartesianas para cada
dirección visual. En un cristal para gafa según la invención, el
valor máximo se encuentra en un rectángulo delimitado verticalmente
por el punto de centraje (arriba) y el punto de referencia próximo
(abajo) y horizontalmente por las rectas verticales que pasan por el
punto de centraje y el punto de referencia remoto y por la otra
parte, por la recta vertical que pasa por el punto de referencia
próximo. Como en un cristal progresivo, la progresión induce la
coma, lo que se pretendía aquí era construir un cristal progresivo
en el que el valor máximo es aquel autoinducido por el aumento de
poder refringente; por lo demás el valor debe ser en todas partes
más pequeño. Por consiguiente, sólo se puede permitir la coma
necesaria debido al efecto progresivo, pero por lo demás debe
reducirse en todas partes.
Como se puede apreciar en la figura 15, esto
precisamente no ocurre en el estado de la técnica, donde los valores
máximos están fuera de la zona de progresión y son muy superiores a
los de la invención. Con aproximadamente x = 10 e y = -10 se obtiene
un valor máximo de 0,16, mientras que el valor máximo en el canal de
progresión es de solo 0,13 y corresponde allí al de un cristal según
la invención. Aquí también en las zonas exteriores, nasales y
temporales, así como cerca de allí, los valores son muy superiores a
los de la invención. Lo que se pretende por lo tanto con la
invención es calcular cristales progresivos en los cuales la coma se
puede reducir notablemente. Resulta particularmente ventajoso, como
ya hemos indicado, que el valor máximo de la coma se encuentre en la
zona de progresión, más exactamente en un rectángulo definido por el
punto de centraje, el punto de referencia prismático y el punto de
referencia próximo.
Como la coma, en la invención, es generada por
la progresión (Adición) es conveniente que el cociente coma -adición
sea limitado.
La coma aumenta al incrementarse el diámetro de
la pupila. No obstante, es preferible que esté limitada,
particularmente en cristales progresivos con progresión corta.
En la figura 12 se presenta la variación de la
coma en función del diámetro de la pupila. La línea de trazos con
cruces representa la variación del valor máximo. La línea de trazo
continuo con cuadrados representa la variación del punto de
referencia remoto. La línea de puntos con triángulos representa la
variación en el punto de referencia próximo. Se puede apreciar que
el gradiente (del valor) en los puntos de referencia es mucho más
reducido que en el valor máximo. En particular, la coma en los
puntos de referencia es muy reducida y apenas aumenta al aumentar la
abertura de la pupila.
En la figura 10 se representa la aberración
esférica. También aquí, lo que se pretende es permitir únicamente la
aberración esférica autoinducida por el cristal progresivo. Esto
significa que tanto el valor máximo como el valor mínimo se
encuentran en la zona de progresión, es decir en el rectángulo
descrito anteriormente. Se puede ver además en la figura 10 que la
zona remota no presenta prácticamente ninguna aberración esférica. A
lo largo de la línea visual principal se tiene en primer lugar (al
comienzo de la zona de progresión), debido al aumento del poder
refringente, una aberración esférica positiva y luego, una
aberración negativa, al final de la zona de progresión.
En el estado de la técnica (figura 16), tanto el
valor máximo como el valor mínimo se encuentran fuera de este
rectángulo, es decir los valores mínimos, nasal y temporal en Y = 0
y los valores máximos en Y = 8. Estos valores son también superiores
a los de la invención.
Como en la invención la aberración esférica es
generada también solamente por la progresión, es conveniente que el
cociente aberración esférica-adición sea
limitado.
La aberración esférica aumenta también al
aumentar el diámetro de la pupila. No obstante, particularmente en
los cristales progresivos con progresión corta, resulta preferible
que este aumento sea limitado.
En la figura 11, se representa la variación de
la aberración esférica en función del diámetro de la pupila. La
línea de trazos con cruces representa la variación del valor máximo.
La línea de puntos y trazos con cruces representa la variación del
valor mínimo. La línea de trazo continuo con cuadrados representa la
variación en el punto de referencia remoto y la linea de puntos con
triángulos representa la variación en el punto de referencia
próximo. Se puede ver que el gradiente (en valor) en los puntos de
referencia es menor que en los valores máximos.
En las figuras 13 y 14 se representan el poder
refringente y el astigmatismo (siempre en posición de uso) de un
cristal progresivo según el estado de la técnica. El cristal para
gafa presenta lo valores sph -1,0 Ad 2,0 n= 1,596. Se trata aquí de
Progressiv life 2 de Rodenstock.
En las figuras 15 y 16 se representan la coma y
la aberración esférica de este cristal progresivo.
En las figuras 17 a 20 se presenta otro ejemplo
de realización según la invención. Este cristal para gafa presenta
también los valores sph -1,0 Ad 2,0 n = 1,596, pero aquí la longitud
de progresión es notablemente más corta. Debido a ello aumentan,
como es natural, el valor máximo de la coma y los valores máximo y
mínimo de la aberración esférica. No obstante, aquí también se
garantiza que los valores extremos estén en el canal de progresión y
por consiguiente en el rectángulo descrito más arriba. Debido a ello
no se introduce aquí ninguna aberración adicional.
Claims (6)
1. Proceso para la producción de un cristal
progresivo para gafas, que comprende las siguientes etapas:
- -
- Establecer previamente un punto de referencia remoto, un punto de referencia próximo y un punto de centraje,
- -
- Determinar una primera línea recta horizontal, que pasa por el punto de centraje,
- -
- Determinar una segunda línea recta horizontal, que pasa por el punto de referencia próximo,
- -
- Determinar una primera línea recta vertical, que pasa por el punto de centraje y el punto de referencia remoto,
- -
- Determinar una segunda línea recta vertical, que pasa por el punto de referencia próximo, y
- -
- Calcular el cristal progresivo para gafa, de modo que el valor máximo de la coma se sitúe en un rectángulo, delimitado por la primera y la segunda línea recta horizontal y por la primera y la segunda línea vertical.
2. Proceso para la producción de un cristal
progresivo para gafas según la reivindicación 1, en el que la etapa
de cálculo del cristal progresivo para gafa se realiza de forma que
el gradiente de la curva de la coma en el punto de referencia
próximo y remoto, en función del diámetro de la pupila, sea inferior
al gradiente de la curva de la coma máxima en función del diámetro
de la pupila.
3. Proceso para la producción de un cristal
progresivo para gafas, que comprende las siguientes etapas:
- -
- Establecer previamente un punto de referencia remoto, un punto de referencia próximo y un punto de centraje,
- -
- Determinar una primera línea recta horizontal, que pasa por el punto de centraje,
- -
- Determinar una segunda línea recta horizontal, que pasa por el punto de referencia próximo,
- -
- Determinar una primera línea recta vertical, que pasa por el punto de centraje y el punto de referencia remoto,
- -
- Determinar una segunda línea recta vertical, que pasa por el punto de referencia próximo, y
- -
- Calcular el cristal progresivo para gafa, de modo que el valor máximo y el valor mínimo de la aberración esférica se sitúen ambos en un rectángulo, delimitado por la primera y la segunda línea recta horizontal y por la primera y la segunda línea vertical.
4. Proceso para la producción de un cristal
progresivo para gafas según las reivindicaciones 1 a 3, en el que la
etapa de cálculo del cristal para gafa se realiza de forma que la
dependencia de la aberración esférica en función del diámetro de la
pupila en el punto de referencia remoto y la dependencia de la
aberración esférica en función del diámetro de la pupila en el punto
de referencia próximo presente un gradiente, cuyo valor es
inferior
- -
- al valor del gradiente de la curva de la aberración esférica máxima en función del diámetro de la pupila, y
- -
- al valor del gradiente de la curva de la aberración esférica mínima en función del diámetro de la pupila.
5. Proceso para la producción de un cristal
progresivo para gafas según las reivindicaciones 1 a 4, con las
siguientes etapas adicionales:
- -
- Establecer previamente una dirección visual o un punto-objeto, o un punto sobre una superficie delantera o un punto sobre una superficie trasera del cristal para gafa,
- -
- Establecer previamente la posición del punto de giro del ojo,
- -
- Calcular el camino óptico calculando mediante un cálculo detallado del rayo,
- -
- Calcular la posición del diafragma de abertura rotando la pupila de entrada del ojo según la dirección visual alrededor del punto de giro del ojo, de forma que el centro del diafragma de abertura se encuentre sobre el rayo principal,
- -
- Cálculo del camino óptico de abertura donde, desde un punto-objeto situado sobre el rayo principal, se calculan rayos con ángulos de abertura diferentes,
- -
- Cálculo del frente de ondas en la pupila de entrada a partir de estos rayos y de las longitudes del trayecto óptico,
- -
- Representación del frente de ondas mediante funciones de Zernike,
- -
- Cálculo de la aberración a partir de los coeficientes de la función de Zernike.
6. Proceso para la producción de un cristal para
gafas según la reivindicación 5, donde en la etapa de Cálculo de la
Aberración, se calculan las siguientes aberraciones a partir de los
coeficientes de la función de Zernike:
- -
- la desviación del poder refringente respecto del poder refringente teórico,
- -
- la desviación del astigmatismo respecto del astigmatismo teórico,
- -
- la aberración esférica y
- -
- la coma.
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