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Gleitsichtglas-Design (PAL)

Bei der Entwicklung neuer Funktionsflächen für Gleitsichtgläser verfolgte Carl Zeiss in den letzten Jahren in erster Linie zwei Ziele: die permanente Optimierung des Wirkungsdesigns von Universal-Gleitsichtgläsern und die Entwicklung von Spezial-Gleitsichtgläsern für individuelle Anforderungen wie z.B. das Sehen am Bildschirmarbeitsplatz.

1. Sehbereiche

Grundprinzip der Gleitsichtfläche

Wirkungszunahme durch kleiner werdende Krümmungsradien

Grundprinzip der Gleitsichtfläche

Ein Brillenglas mit einem Bereich, in dem sich die Wirkung kontinuierlich ändert, wird als Gleitsichtglas bezeichnet. Anders als beim Bifokal- oder Trifokalglas findet der presbyope Brillenträger für jede Sehentfernung die richtige dioptrische Wirkung im Brillenglas vor, so dass stufenloses Sehen möglich ist.

Prinzipiell wird die Wirkungszunahme durch immer kleiner werdende Krümmungsradien in vertikaler und horizontaler Richtung erreicht.

In den meistgenutzten Sehbereichen ist eine nahezu fehlerfreie Abbildung möglich, da hier die Krümmungsradien in vertikaler und horizontaler Richtung annähernd gleich sind.


Randbereiche der Gleitsichtfläche
In den Randbereichen des Brillenglases dagegen weichen die Krümmungsradien horizontal und vertikal stärker voneinander ab.
Dies wirkt sich sowohl auf das direkte als auch auf das indirekte Sehen aus. Beim direkten Blick durch die peripheren Bereiche des Gleitsichtglases sieht der Brillenträger unscharf. Beim indirekten Sehen machte sich vor allem bei früheren Gleitsichtglas- Konzepten ein störender Schaukeleffekt bemerkbar.

Durch aufwändige mathematische Berechnungen und Fertigungsverfahren ist es gelungen, diese Abbildungsfehler durch ein optimiertes Wirkungsdesign auf ein Minimum zu reduzieren. Damit konnten die physiologische Verträglichkeit und der Tragekomfort von Gleitsichtgläsern wesentlich verbessert werden.

Sehbereiche bei Universal-Gleitsichtgläsern

Schematische Darstellung der Sehbereiche eines Universal - Gleitsichtglases

Sehbereiche bei Universal-Gleitsichtgläsern

Ein Universal-Gleitsichtglas besitzt drei Sehbereiche: den Fernbereich, die Progressionszone und den Nahbereich. Die Übergänge zwischen diesen Bereichen sind fließend und äußerlich nicht erkennbar.


In der unter stehenden Abbildung sind die Sehbereiche schematisch dargestellt. Die grau gekennzeichneten Randbereiche begrenzen die im direkten Sehen nutzbaren Bereiche des Gleitsichtglases. Die Abweichungen von der benötigten Korrektion werden in den seitlichen Bereichen so hoch, dass der Brillenträger sie für das direkte Sehen nicht mehr nutzen kann.

Fernbereich

Fernbereich

Fernbereich
Der obere Bereich eines Gleitsichtglases mit der für das Sehen in die Ferne notwendigen dioptrischen Wirkung heißt Fernbereich.

Im Fernbereich hat das Brillenglas die korrigierende Wirkung für die Fehlsichtigkeit bzw. keine dioptrische Wirkung, wenn das Auge des Brillenträgers emmetrop ist.

Progressionszone

Progressionszone

Progressionszone
Der Übergang zwischen Fern- und Nahbereich, in dem deutliches Sehen möglich ist, heißt Progressionszone. In der Progressionszone steigt die sphärische Wirkung nach unten kontinuierlich an, bis der Nahzusatz erreicht ist. Im Progressionsbereich hat das Brillenglas die korrigierende Wirkung für die Fehlsichtigkeit und die zusätzliche Wirkung für das Sehen in mittlere Entfernungen.

Die Breite der Progressionszone hängt von der Konzeption des Gleitsichtglases und der Wirkung des Nahzusatzes (Addition) ab. Bei der Konzeption einer Gleitsichtfläche werden unter anderem die „Verteilung“ der Unschärfenbereiche und die Länge der Progressionszone festgelegt. Allgemein gilt dabei folgender Zusammenhang: Die Progressionszone ist umso schmaler, je kürzer sie ist und je höher die Addition ist.

Nahbereich

Nahbereich

Nahbereich
Im Nahbereich ist die für das Sehen in der Nähe notwendige Nahwirkung vorhanden. Die Nahwirkung setzt sich zusammen aus der Fernwirkung und dem Nahzusatz (Addition).

Sehbereiche bei Universal-Gleitsichtgläsern

Sehbereiche bei Universal-Gleitsichtgläsern

Gleitsichtgläser, die speziell für das Sehen in mittlere bis nahe Entfernung konzipiert sind (z. B. ZEISS officelens) haben im oberen Bereich nicht die vollkorrigierende Fernwirkung, sondern die dioptrische Wirkung für das Sehen in mittlere Entfernungen. Dieser neue Gleitsichtglastyp ist einem Universal-Gleitsichtglas bei speziellen Sehanforderungen überlegen.


Dem Brillenträger stehen mit einem solchen Spezial-Gleitsichtglas wesentlich größere Sehbereiche für das Sehen in die Nähe und in mittlere Entfernungen zur Verfügung.


Aufgrund der ständig wachsenden Sehanforderungen im Beruf, speziell am Bildschirmarbeitsplatz, aber auch in der Freizeit, gewinnen Spezial-Gleitsichtgläser neben den Universal-Gleitsichtgläsern immer mehr an Bedeutung.

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2. Unterschiede bei Gleitsichtgläser

Typen von Gleitsichtgläsern

Die Konzeption horizontalsymmetrischer Gleitsichtgläser wurde erstmalig mit dem Gradal HS Gleitsichtglas realisiert. Heute kann sie der anspruchsvolle Brillenträger selbstverständlich auch bei nutzen.

Für ein Mehr an Komfort sorgen bei allen ZEISS Gleitsichtgläsern der variable Inset sowie das Dickenreduktionsprisma.

Symmetrische Gleitsichtgläser

Symmetrisch konzipierte Gleitsichtgläser sind die Vorläufer der heutigen Gleitsichtgläser. Die Gleitsichtfläche ist symmetrisch gestaltet, d.h. Fern- und Nahbezugspunkt liegen auf der Mittelsenkrechten des Glases vertikal in einer Linie untereinander.

Um die für die Konvergenz notwendige Dezentration des Nahbereichs zu erhalten, müssen symmetrische Gleitsichtgläser um ca. 8° bis 10° geschwenkt in die Fassung eingeschliffen werden. Nur so kann das konvergierende Augenpaar die Progressionszone und den Nahbereich voll nutzen.

Ein großer Nachteil eingeschwenkter Gleitsichtgläser sind unterschiedlich scharfe Seheindrücke im rechten und linken Auge bei Blickbewegungen. Beim seitlichen Blick schauen das rechte und das linke Auge gegebenenfalls durch unterschiedlich gut abbildende Glasbereiche, wodurch das binokular nutzbare Blickfeld stark eingeschränkt wird. Dies kann sich vor allem im Straßenverkehr störend bemerkbar machen.

Symmetrische Gleitsichtgläser

oben: PL, PR : Durchblickspunkte beim seitlichen Blick durch eine Gleitsichtbrille mit symmetrischen Gleitsichtgläsern
unten: Bildeindruck beim seitlichen Blick durch eine Gleitsichtbrille mit symmetrischen Gleitsichtgläsern

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Asymmetrische Gleitsichtgläser

Asymmetrische Gleitsichtgläser

Bei einem asymmetrischen Gleitsichtglas ist der Nahbereich zum Fernbereich nasal versetzt, so dass ein Schwenken der Gläser beim Einschleifen in die Brillenfassung nicht mehr notwendig ist. Durch diese Konzeption sind die Sehbereiche binokular besser nutzbar. Bei seitlichen Blickbewegungen schauen beide Augen durch Bereiche ähnlicher Abbildungsqualität.


Um beste Verträglichkeit und hervorragende Abbildungsqualitäten für den Brillenträger zu erreichen, geht ZEISS mit horizontalsymmetrisch konzipierten Gleitsichtgläsern noch einen Schritt weiter.

Horizontalsymmetrische Gleitsichtgläser

Horizontalsymmetrische Gleitsichtgläser, wie alle ZEISS Gleitsichtgläsern, sind das Ergebnis einer konsequenten Weiterentwicklung der asymmetrischen Konzeption und eine Besonderheit von ZEISS, die nur durch aufwendige computergestützte Rechenverfahren realisierbar ist.

Neben dem vergrößerten binokular nutzbaren Blickfeld bieten horizontalsymmetrische Gleitsichtgläser folgende Vorteile:

  • Rechts und links gleichwertige Seheindrücke, d.h. gleicher erreichbarer Visus für beide Augen bei Blickbewegungen
  • Problemlose Fusion aufgrund gleicher vertikaler prismatischer Wirkungen des Gläserpaares
  • Gewohnte Tiefenwahrnehmung durch gleiche Änderung der prismatischen Wirkungen im Gläserpaar

horizontalsymmetrisch

oben: PL, PR: Durchblickspunkte beim seitlichen Blick durch eine Gleitsichtbrille mit horizontalsymmetrischen Gleitsichtgläsern
unten: Bildeindruck beim seitlichen Blick durch eine Gleitsichtbrille mit horizontalsymmetrischen Gleitsichtgläsern

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Variabler Inset – Für ein Mehr an Komfort

Nahbereiche von Gleitsichtgläsern sind nach innen versetzt, damit sich die Nahblickfelder des konvergierenden Augenpaares entsprechend der Blickfeldforderung decken. Diese Seitenversetzung der Nahbereiche wird auch als Inset bezeichnet.

Beim Blick in die Nähe erfordern die horizontalen prismatischen Nebenwirkungen des Brillenglases eine Ablenkung der Fixierlinien, deren Größe von der dioptrischen Wirkung abhängt. Das hyperope Augenpaar muss beim Blick in die Nähe umso stärker konvergieren, je höher der Scheitelbrechwert des Brillenglases ist; das myope Augenpaar muss weniger stark konvergieren, je höher der Scheitelbrechwert ist.

Dieser Zusammenhang wird bei ZEISS mit dem variablen Inset in besonderer Weise berücksichtigt. So variiert der Inset bei ZEISS Freiform Gleitsichtgläsern in Abhängigkeit von der Fernwirkung und der Höhe der Addition zwischen 0 (z.B. wenn der Patient nur ein Auge ohne Konvergenz nutzt) und 4,5 mm. Durch den variablen Inset findet der Brillenträger immer das größtmögliche binokular nutzbare Blickfeld vor. Der variable Inset ist ein wichtiger Baustein der Horizontalsymmetrie.

Kurzsichtiges Auge

Verlauf der Fixierlinien und Hauptstrahlen bei Kurzsichtigen
rot: Fixierlinien ohne Prisma
gelb: Hauptstrahl des zentral abbildenden Bündels

Hyperopes Auge

Verlauf der Fixierlinien und Hauptstrahlen bei Übersichtigen
rot: Fixierlinien ohne Prisma
gelb: Hauptstrahl des zentral abbildenden Bündels

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Das Dickenreduktionsprisma

Das Dickenreduktionsprisma

Das Dickenreduktionsprisma

Die Krümmung der Gleitsichtglas-Vorderfläche nimmt unterhalb des Fernbezugspunktes nach unten kontinuierlich zu. Dadurch wäre die Randdicke ohne Dickenreduktionsprisma im oberen Bereich des Gleitsichtglases größer als im unteren Bereich.


Um das Gewicht der Gläser zu reduzieren, wird auf der Rückseite deshalb ein Prisma mit der Basis oben abgeschliffen. Im fertigen Gleitsichtglas wirkt dann ein Prisma mit der Basis unten. Dieses Dickenreduktionsprisma ist von Betrag und Richtung im rechten und linken Gleitsichtglas bei gleicher Addition immer gleich und somit für den Brillenträger nicht wirksam.

Das Dickenreduktionsprisma kann im Prismenbezugspunkt nachgemessen werden. Bei einer prismatischen Verordnung ergibt sich als Messwert ein resultierendes Prisma aus den Wirkungen des Dickenreduktions- und des Verordnungsprismas.

Moderne Freiform-Gleitsichtgläser haben individuelle Dickenreduktionsprismen, die nach persönlichen Bestellparametern wie Sehstärke, Anpassdaten usw. gefertigt werden.

Dieses Dickenreduktionsprisma ist für die Interaktion des Binokularsehens optimiert. Durch die Dickenreduktionsprismen ist die Folgebestellung eines einzelnen Gleitsichtglases nur möglich, wenn die Daten des anderen Brillenglases angegeben werden. Andernfalls können unbeabsichtigte Prismaeffekte die Verträglichkeit beeinträchtigen.

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Glasgravuren und Stempelbild

Alle ZEISS Gleitsichtgläser sind mit Permanentgravuren versehen. Alle Mess- und Bezugspunkte sowie die Glashorizontale lassen sich anhand dieser Gravuren mit Hilfe einer Schablone rekonstruieren.

Unmittelbar unter der temporalen Permanentgravur befindet sich eine eingravierte Kennzahl zur Ermittlung der Addition. Unter der nasalen Gravur befindet sich eine Kennzeichnung für den Glastyp (z. B. ein "I2" für Individual 2) und gegebenenfalls für die Brechzahl des Materials (z. B. "67" für organisches Material mit der Brechzahl 1.67).

Gravurkennzahlen und Addition bei Gleitsichtgläsern

Gravurkennzahlen
07 10 12 15 17 20 22 25 27 30 32 35
Addition (dpt)
0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50 2.75 3.00 3.25 3.50

Glasgravuren und Stempelbild

Glasgravuren und Stempelbild mit Bemaßung (ZEISS Gleitsicht Individual 2)

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3. Geschichte des Gleitsichtglases

Die Idee vom stufenlosen Sehen ohne Trennlinien bei Presbyopie existierte schon am Anfang dieses Jahrhunderts. Bereits 1909 wurden erste Versuche unternommen, Gleitsichtgläser zu verwirklichen, der Erfolg blieb aufgrund der mit zu hohen Fehlern behafteten Optik jedoch aus. Der wirkliche Durchbruch gelang Grandperret von der Société des Lunetiers im Jahre 1956, als er eine Linse zum Patent anmeldete, deren Flächenkonzept die Grundlage für die heutigen Gleitsichtgläser darstellt.

Seitdem hat eine enorme Entwicklung auf dem Gebiet der Gleitsichtgläser stattgefunden, die bis heute andauert. Längst bedürfen Gleitsichtgläser keiner Augenakrobatik oder langwierigen Eingewöhnungsphasen mehr. Sie haben sich am Markt etabliert und erfreuen sich, dank des ausgereiften Wirkungsdesigns und hoher Ästhetik, großer Akzeptanz.

Meilensteine

Im Jahr 1983 setzte Carl Zeiss mit Gradal HS neue Maßstäbe bei Gleitsichtgläsern. Die sogenannte Horizontalsymmetrie (HS) gewährleistet bei Blickbewegungen gleichwertige Seheindrücke für das rechte und linke Auge und sorgt für optimales Binokularsehen. Natürlich gewährleisten auch die neuesten Gleitsichtglasgenerationen von Carl Zeiss die bewährte Horizontalsymmetrie.

Mit Gradal Top konnten die Sehbereiche und speziell der Zwischenbereich deutlich verbreitert und den physiologischen Anforderungen des Brillenträgers weiter angepasst werden.

Die kontinuierliche Weiterentwicklung unserer Produkte unter Einbeziehung der Erfahrungen unserer Kunden – und der Augenoptiker – gehört zur Firmenphilosophie von Carl Zeiss. Alle Prozesse, von der Entwicklung bis zum fertigen Brillenglas, werden kontinuierlich überprüft und neu optimiert Gradal Top E ist ein neuer Meilenstein in der Entwicklung von Gleitsichtgläsern und ersetzt die gesamte Produktfamilie Gradal Top.

Die aktuelle Entwicklungsarbeit konzentriert sich nicht nur auf die kontinuierliche Verbesserung von Mehrzweck-Gleitsichtgläsern, sondern auch auf die Konzipierung von Spezialgleitsichtgläsern für besondere Sehanforderungen, z.B. Computerarbeitsplätze.

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