Optische ontwerpen

Optische ontwerpen

De oplossing, een goed uiterlijk en een goed zicht met één brillenglas, kwam in de vorm van het asferische en atorische brillenglas. In 1986 was Carl Zeiss de eerste fabrikant van unifocale brillenglazen, waar het tot nu toe nog steeds de enige fabrikant van is, met een atoroïdale voorzijde: het Hypal brillenglas.
Dankzij het moderne oppervlakontwerp is de beeldkwaliteit uitstekend in een groot gezichtsveld en is het brillenglas tegelijk cosmetisch aantrekkelijk.

Sterkte-ontwerp van multifocale brillenglazen

Bij het ontwikkelen van nieuwe oppervlakken voor multifocale brillenglazen in de afgelopen jaren, deed Carl Zeiss dit met twee hoofddoelstellingen.

Verdere informatie

1. Aberraties

Aberraties beïnvloeden de beeldkwaliteit van brillenglazen en worden als wazigheid ervaren door de brillendrager.

Sferische aberratie

Sferische aberratie

Sferische aberratie

Bij sferische positieve glazen worden perifere stralen sterker gebroken dan stralen nabij de optische as. Deze aberratie staat als sferische aberratie bekend.
Hierbij wordt het oppervlak van het positieve glas "opengevouwen" in de perifere zones, zodat de oppervlaktestructuur afwijkt van de sferische vorm (een asferisch oppervlak). De aberratie is gecorrigeerd.
In de perifere zones van de brillenglazen leidt de relatie tussen de sferische aberratie en het kijkende oog tot een afwijking van de opgegeven dioptrische sterkte (sferische fout). Deze sferische fout wordt door de billendrager ervaren als wazigheid.

Astigmatische fout

Scheef astigmatisme

Astigmatische fout

Als een voorwerp buiten de optische as via een lens met een sferische sterkte verloopt, leidt astigmatisme tot een schuine afwijking van de lichtbundel. Een punt wordt niet langer als een punt afgebeeld, maar als twee lijnen.
Deze aberratie, gekend als een astigmatische fout, beïnvloedt vooral de beeldkwaliteit van brillenglazen. Wanneer de brillendrager onder een hoek door het brillenglas kijkt, is er een afwijking (astigmatische fout) van de opgegeven dioptrische sterkte die hij/zij als een wazigheid ervaart. Hoe hoger de dioptrische sterkte van het brillenglas, hoe duidelijker deze fout.
In het ontwerp van asferische et atoroïdale oppervlakken, kan schuin astigmatisme worden geminimaliseerd door opzettelijk af te wijken van de sferische vorm.

Verdere informatie
Sluiten

2. Van biconvexe naar vlakkere brillenglazen

Brillenglas met puntfocus

Brillenglas met puntfocus

From Biconvex to Point Focal Lenses

In 1804 ontdekte de Engelse fysicus Wollaston dat de scherpte afneemt wanneer de brildrager door het randgedeelte van de toen gebruikte biconvexe brillenglazen keek en dat meniscusvormige brillenglazen een scherper beeld gaven. Na deze ontdekking werd herhaaldelijk geprobeerd de beeldeigenschappen van brillenglazen te verbeteren. De oftalmologen Ostwald en Tscherning waren de eerste die probeerden om meniscusvormige brillenglazen te maken met minder vervaging in de rand. De resultaten waren in de praktijk echter onbelangrijk omdat ze slechts voor kleine kijkhoeken golden en voor brillenglazen met een theoretische dikte in het midden van nul.

In 1908 vroeg het bedrijf Carl Zeiss aan Moritz von Rohr, een lid van het wetenschappelijke team, om de brillenglazen exact te berekenen. Hij slaagde erin een brillenglas met puntfocus te ontwerpen waarbij de vervaging aan de randen minimaal was. Deze berekeningen van Moritz von Rohr vormden de basis voor de huidige Punktal brillenglazen van ZEISS.

De manier om brillenglazen te vervlakken

Periscopische lens

De manier om brillenglazen te vervlakken

Hoewel optimale beeldeigenschappen werden bereikt met de eerste brillenglazen met puntfocus, was de duidelijke ronding van de brillenglazen een groot cosmetisch nadeel, vooral bij brillenglazen met een hoge sterkte in het positieve bereik.

Om brillenglazen aantrekkelijker te maken, werden zogenaamde periscopische brillenglazen voorgesteld waarbij één oppervlak bijna vlak was. Daardoor werd het brillenglas ook vlakker in het algemeen, maar aan de randen werden aanzienlijke aberraties vastgesteld. Vooral bij hogere dioptrische sterktes leidden deze aberraties tot wazig zicht.

Asferisch, atorisch brillenglas

Asferisch, atorisch brillenglas

De oplossing, een goed uiterlijk en een goed zicht met één brillenglas, kwam in de vorm van het asferische en atorische brillenglas. In 1986 was Carl Zeiss de eerste fabrikant van unifocale brillenglazen, waar het tot nu toe nog steeds de enige fabrikant van is, met een atoroïdale voorzijde: het Hypal brillenglas. Dankzij het moderne oppervlakontwerp is de beeldkwaliteit uitstekend in een groot gezichtsveld en is het brillenglas tegelijk cosmetisch aantrekkelijk.

Verdere informatie
Sluiten

3. Asphere en Atorus

Asphere en Atorus

Asferisch oppervlak, gelijkmatig vlakker

De Asphere, dunnere brillenglazen op de klassieke manier

Elk rotationeel symmetrisch oppervlak dat afwijkt van een sferische vorm, wordt een asferisch oppervlak genoemd (asphere) De straal van de kromming van een dergelijk oppervlak verandert voortdurend tussen het middelpunt en de rand.


Bij ZEISS unifocale brillenglazen komt de asferische vorm voor op het voorste oppervlak van het brillenglas. De computer berekent het ideale oppervlakteontwerp voor de voorzijde voor elke dioptrische sterkte.

Asphere, astigmatische fout

Links: Astigmatische fout in brillenglazen met een astigmatische sterkte en een asferisch vooroppervlak. De fout wordt steeds sterker naar de rand toe.
Rechts: Optimale beeldeigenschappen met een atoroïdaal voorste oppervlak in Hypal-brillenglazen.

De Asphere wordt gebruikt voor brillenglazen met een sferische en astigmatische sterkte. Bij lenzen met een sferische sterkte wordt de wazigheid in de randen optimaal gecorrigeerd door een asferisch ontwerp. Bij brillenglazen met een asferische sterkte kan het asferisch ontwerp echter alleen worden geoptimaliseerd voor één hoofdmeridiaan.

Als het rotationeel symmetrische, asferische ontwerp is geoptimaliseerd voor de sterkere hoofdmeridiaan van een brillenglas met een astigmatische sterkte, blijft de astigmatische fout in de andere hoofdmeridiaan. Bij brillenglazen met een lage astigmatische sterkte is deze fout verwaarloosbaar, maar bij positieve brillenglazen met een hoge cilinder wordt dit zo duidelijk dat de correctie voor beide hoofdmeridianen is aanbevolen. ZEISS heeft dit probleem opgelost dankzij de ontwikkeling van de "atorus".

Atorus

Atoroïdaal ontwerp van het vooroppervlak

De Atorus, dunnere brillenglazen op de intelligente manier

Een niet-rotationeel symmetrisch oppervlak met ongelijke krommes in de hoofdmeridianen die haaks op elkaar staan, waarvan ten minste één kromme niet cirkelvormig is, staat gekend als een atoroïdaal oppervlak, of kortweg atorus.

Bij unifocale brillenglazen komt de atorische vorm, net als de asferische vorm, voor op het voorste oppervlak van het brillenglas. De atorus die wordt gebruikt voor brillenglazen met een astigmatische sterkte, met het vooroppervlak van de lens dat verschillende graden afwijkt van een sferische vorm in elke meridiaan.

Het oppervlakteontwerp van de atorus is speciaal aangepast aan elke dioptrische sterkte zodat de optimale correctie altijd wordt verkregen voor beide hoofdmeridianen. Het atoroïdale oppervlakte-ontwerp, exclusief bij ZEISS, maakt het daardoor mogelijk om aberraties voor unifocale lenzen met een astigmatische sterkte uitstekend te corrigeren.

Verdere informatie
Sluiten

4. Details

Traditionele multifocale brillenglazen

Traditionele multifocale brillenglazen

Traditionele multifocale brillenglazen

Multifocale brillenglazen van ZEISS hebben een hoogtechnologisch ontwerp. Dankzij het asferisch ontwerp van de afstandszone van het multifocale oppervlak, wordt de correctie van aberraties rechtstreeks verwerkt in het multifocale brillenglasontwerp. Het voorste oppervlak van een ZEISS multifocaal brillenglas is zowel het multifocale oppervlak (asymmetrisch oppervlak met vrije vorm) en een corrigerend asferisch ontwerp. Dit ontwerp wordt gebruikt bij de multifocale brillenglazen Gradal HS en Gradal Top.
Bij unifocale brillenglazen met een astigmatische sterkte, kan de correctie van aberraties worden bereikt dankzij de atorus op het voorste oppervlak. Bij multifocale brillenglazen was de ontwikkeling van een atoroïdaal oppervlak op voorschrift (achterzijde) hiervoor noodzakelijk.


In het verleden:

Er was geen asferisch multifocaal lensontwerp beschikbaar

  • Uitgesproken kromming om aberraties te corrigeren
  • Cosmetische nadelen

Moderne multifocale brillenglazen

Hoogtechnologisch oppervlakteontwerp bij ZEISS multifocale brillenglazen

Moderne multifocale brillenglazen

De berekeningen en productie van een atoroïdaal oppervlak op voorschrift zijn uitzonderlijk ingewikkeld. ZEISS heeft hier met succes een speciale techniek voor ontwikkeld en doorgevoerd. Elk atoroïdaal oppervlak op voorschrift wordt exact berekend, waarbij er rekening wordt gehouden met de kromming, cilinder, as en sterkte. Dit betekent dat er ook uitstekende beeldeigenschappen worden bereikt voor een multifocaal brillenglas met een astigmatische sterkte.

Dankzij een asferisch, multifocaal oppervlak en een atoroïdaal oppervlak op sterkte is het mogelijk om zowel een erg hoge beeldkwaliteit en een zeer mooi uitzicht van het brillenglas te verkrijgen.

Vandaag:

Ontwerp van asferische multifocale brillenglazen en atoroïdaal oppervlak op voorschrift

  • uitstekende beeldkwaliteit en cosmetische voordelen dankzij vlak lensontwerp
Verdere informatie
Sluiten
Deze website maakt gebruik van cookies. Cookies zijn kleine tekstbestanden die door websites op uw computer opgeslagen worden. Cookies worden veelvuldig gebruikt en helpen webpagina's met een geoptimaliseerde weergave en het verbeteren daarvan. Door gebruik te maken van onze webpagina's gaat u daarmee akkoord. meer