-
Diese Erfindung bezieht sich auf neuartige weiche Kontaktlinsen und auf
das Verfahren und die Vorrichtung zum Herstellen derselben. Linsen, die
eine asphärische Wölbung haben, sind im Evans-Patent Nr. 4.199.231
veröffentlicht worden. Der Offenbarungsgehalt dieses Patents wird durch
Bezugnahme darauf hierin einbezogen. Es ist zu bemerken, daß es sich
bei dieser Erfindung um eine Verbesserung des obengenannten Patents
handelt.
-
Aus der US-A3.977.279 ist ein Verfahren bekannt, wie es im Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 definiert ist.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren vorzustellen, mit dem eine
größere Genauigkeit von Kontaktlinsen erzielt werden kann.
-
Dies wird durch die Merkmale erreicht, die im kennzeichnenden Teil des
Patentanspruchs 1 angegeben sind.
-
Die asphärischen Wölbungen entsprechend dem Evans-Patent wurden
insbesondere zur Verbesserung des Sehvermögens von Weitsichtigen,
mit oder ohne Korrektur des Zweischalenfehlers (Astigmatismus) oder für
weitsichtige Astigmatiker entwickelt. Wenn die Linsen richtig angepaßt
sind, bieten sie eine hervorragende Korrektur für den Benutzer vom
Nahund Lesebereich bis zum Unendlichen.
-
Die asphärischen Wölbungen gemäß dem Evans-Patent werden in
Polarkoordinaten ausgedrückt, in denen der Radius der Wölbung, p, mit der
Gleichung
-
p = R + kR [1 - cos (a)]/[1 + cos (a)]
-
beschrieben wird, wobei k ein nach Erfahrung abgeieiteter Wert ist, der
zwischen 0,005 und 0,1 liegt und aus den charakteristischen Merkmalen
des Materials der Linse bestimmt wird, und wobei (a) der Polarwinkel
(Azimut) ist.
-
Dieses asphärische Wölbungssystem erwies sich als besonders schwer
herstellbar und virtuell unmöglich, dieses reproduzierbar zu schneiden.
Demzufolge haben diese Linsen keine große Akzeptanz gefunden, obwohl
bei richtiger Herstellung und Anpassung der Linsen hervorragende
optische Eigenschaften erzielt werden können, die alle anderen auf dem
Markt erhältlichen Linsen übertreffen. Der Grund, weshalb es so schwer
ist, diese Linsen zu produzieren, liegt an der Asphärizität, die
insbesondere bei Werten von (a) bis etwa 10º (20º optische Zone) sehr gering ist.
Die asphärische Oberfläche gemäß dem Evans-Patent ist eine
ellipsoidische Konfiguration, die von der sphärischen (kugelförmigen) Oberfläche
nur sehr geringfügig abweicht, so daß diese Abweichung genau nur in
Mikron oder dessen Bruchteilen gemessen werden kann. Beispiel: Für
eine asphärische Linse dieses Typs mit einem Radius von 8,0 mm in der
Mitte der Linse beträgt die höchste Asphärizität oder Abweichung von
diesem Radius am Umfangsrand der Linse [Winkel (a) = 35º]:
k(.795306610148), was - den normalerweise benutzten Wert von k(.015)
eingesetzt - E'= .0119 mm als höchste Asphärizität ergibt. Bei kleinen
Werten von (a) sind die Asphärizitätswerte kaum meßbar, weshalb eine
genaue Produktion genausowenig möglich ist. Beispiel: bei einem (a)-
Wert von 5º beträgt die Asphärizität im obigen Fall 0.0002 mm. Es gibt
zwar Drehbänke für Kontaktlinsen, wie zum Beispiel die
Hardinge-Drehbank, die eine sphärische Fläche sehr genau herstellen oder schneiden
kann, man hat bisher jedoch keine Technik gefunden, mit der die
Evans'schen asphärischen Flächen genau und reproduzierbar hergestellt
werden könnten.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Dementsprechend richtet sich diese Erfindung auf eine geänderte
asphärische Oberfläche, die optische Ergebnisse hervorbringt, die nicht
von jenen zu unterscheiden sind, die mit der Asphärizität-von Evans
erreicht werden, die jedoch - im Gegensatz dazu - genau und
reproduzierbar zu kontrollieren ist.
-
Die Erfindung betrifft grundsätzlich eine geänderte Asphärizität gemäß
dem Evans-Patent, die auf einfache Weise produzierbar ist, und zwar mit
einer lediglich geringen Änderung vorhandener Drehbänke, mit denen
normalerweise sphärische Linsenoberflächen großer Genauigkeit
hergestellt werden. In Übereinstimmung mit diesem Gegenstand der Erfindung
wird eine einfache kreisförmige Oberfläche mit der Fähigkeit, einen
meßbaren und kontrollierbaren Wert einzustellen und mit einer flachen
Oberfläche zusammenzuwirken, die ihr tangential entgegensteht, als
Kontrolloberfläche zwecks Herstellung der geänderten asphärischen
Oberfläche eingesetzt.
-
In Übereinstimmung mit dem obigen Gegenstand der Erfindung wird die
kreisförmige Kontrolloberfläche einfach und genau, koaxial zum
Trägerstift des sphärischen Schneidevorsatzgeräts der Drehbank eingesetzt. Es
ist vorteilhaft, wenn die kreisförmige Kontrolloberfläche ebenfalls in
diesem Koaxialverhältnis eingebaut ist, um zu gewährleisten, daß diese um
die gemeinsame Achse gedreht wird zu einer Winkeleinstellung (m), die
so gewählt wird, damit die beste Abstimmungsbedingungen in bezug auf
die Asphärizität des Evans-Patents erreicht werden.
-
Ein anderer Gegenstand dieser Erfindung ist es, ein Verfahren und eine
Vorrichtung für die asphärische Abweichung von einer genau
eingestellten sphärischen Wölbung vorzusehen, die ansonsten mit einer
standardmäßigen Kontaktlinsen-Drehbank - wie zum Beispiel der Hardinge-
Drehbank - geschnitten würde. Dementsprechend ist Gegenstarid der
Erfindung, ein modifiziertes optisches Radius-Vorsatzgerät - insbesondere
für Hardinge-Drehbänke - zu schaffen, obwohl die Erfindung
ähnlicherweise auch anderen Drehbänken unterschiedlichen Typs angepaßt
werden kann.
-
Ein Gegenstand dieser Erfindung liegt in der Präsantierung einer
verbesserten Form der asphärischen Oberfläche, die speziell für die
Verwendung mit weichen Kontaktlinsen angepaßt ist, so daß die Asphärizität
simuliert wird, wie in dem Evans-Patent gelehrt. In Übereinstimmung mit
diesem Gegenstand soll die asphärische Oberfläche in Polarkoordinaten
eine Funktion des Sinus des Polarwinkels darstellen.
-
Ein weiterer Gegenstand dieser Erfindung isi es, ein Verfahren und eine
Vorrichtung vorzustellen, in denen eine Linsenscheibe um eine
Spindelachse der Drehbank gedreht wird, während ein Schneidewerkzeug
anfangs mit dem Rohling am Scheitel der Linse in Eingriff ist, so daß diese
für die Schwingung um eine Achse senkrecht zur Spindelachse zentriert
wird. Sobald das Werkzeug vom Scheitel weggedreht wird, um den
Rohling zu schneiden, wird der Schwenkradius des Werkzeugs
zunehmend bis zu einem Maximumwert erhöht, während er sich in Richtung auf
den peripherischen Teil des Rohlings bewegt und sich diesem nähert, in
Übereinstimmung mit der Asphärizität und in Übereinstimmung mit dieser
Erfindung.
-
Des weiteren ist Gegenstand der Erfindung, ein Verfahren vorzustellen,
in dem das Schneidewerkzeug und der Linsenrohling miteinander in
einem "schwebenden" Verhältnis sind. Dabei stehen das
Schneidewerkzeug und der Linsenrohling unter der Kontrolle des Mechanismus, der
den Radius des Bogens des Schneidewerkzeugs im Hinblick auf den
Rohling ein wenig verlängert, indem das Werkzeug die herzustellende
Linsenoberfläche schneidet.
-
Andererseits kontrolliert die Erfindung das NschwebendeU Verhältnis des
Werkzeugs in bezug auf den Rohling mittels eines Teiles, das eine
einfache kreisförmige Gestalt hat und deshalb mit großer Genauigkeit
hergestellt werden kann, in Verbindung mit einer flachen Oberfläche, die
der kreisförmigen Oberfläche tangential entgegensteht. Es kann speziell
Gebrauch gemacht werden von einer genau geformten teil-zylindrischen
oder kreisförmigen Oberfläche, indem in Kombination mit einer flachen
Oberfläche gearbeitet wird, die der kreisförmigen Oberfläche tangential
entgegensteht, so daß die Asphärizität der auf der Drehbank gefertigten
Linsenoberfläche kontrolliert bzw. gesteuert wird.
-
In Übereinstimmung mit diesen Tatsachen ernpfiehlt es sich, daß das
Zentrum der kreisförmigen äußeren Oberfläche von der Schwingachse
des Werkzeuganschlags der Drehbank radial versetzt ist, um seitlich von
der Spindelachse angeordnet zu sein, und die flache Oberfläche
senkrecht zu einer vertikalen Fläche steht, die die Spindelachse der
Drehbank enthält und in tangentialem Eingriff mit der kreisförmige n
Oberfläche steht, wenn das Werkzeug dem Scheitel der Linse angepaßt ist und
dort schneidet. Das Werkzeug wird um die feste Drehachse des
Werkzeuganschlags geschwungen, und während des Verfahrens wird die
flache Oberfläche, die mit dem Werkzeug zusammen schwingt und der
kreisförmigen Oberfläche tangential entgegensteht, die notwendige
geringfügige Abweichung des Schneideradius des Werkzeugs herbeiführen,
und zwar von der seitlichen Versetzung dessen Mittelpunktes abhängig,
wie es durch die obengenannte radiale Versetzung kontrolliert bzw.
gesteuert wird. Die Kontrolle der erstellten Asphärizität kann durch die
genaue Einstellung der seitlichen Versetzung des Zentrums der Wölbung
der kreisförmigen Oberfläche in bezug auf die Spindelachse der
Drehbank ausgeübt werden. In Verbindung mit dieser Erfindung ist die
Tatsache besonders wichtig, daß die radiale Versetzung (n) hinreichend groß
ist, damit eine genaue und reproduzierbare Einstellung ermöglicht wird.
-
Dementsprechend ist Gegenstand dieser Erfindung, ein System für die
Herstellung asphärischer Kontaktlinsen, insbesondere aus Hydrogel oder
anderen weichen Materialien für Kontaktlinsen vorzustellen, indem die
Asphärizität des Deckglases der Linse auf eine praktische, einfache und
wirksame Art und Weise - um die asphärische Wölbung des
Evans-Patents zu simulieren - genau und reproduzierbar erstellt werden kann.
-
Andererseits richtet sich die Erfindung auf die Nutzung einer einfachen
kreisförmigen Oberfläche in Kombination mit einer flachen Oberfläche,
die ihr tangential entgegensteht, um der Linsenoberfläche, die ansonsten
sphärische Form hätte, Asphärizität zu vermitteln.
-
In bezug auf diese Erfindung ist es vorteilhaft, den Mittelpunkt der
kreisförmigen Oberfläche koaxial zum Zentrum der Schwingachse des
Werkzeugs anzuordnen und die seitliche Versetzung durch die radiale
Verstellung des Mittelpunktes der Kontrolloberfläche in bezug auf das
Zentrum der Schwingachse zu erzielen. Des weiteren wird empfohlen,
daß der Montage- und Einstellmechanismus der kontrollierenden bzw.
steuernden kreisförmigen Oberfläche in einem Winkel (m) um die
Schwingachse drehbeweglich gelagert wird, so daß die radiale
Einstellungslinie in einer vertikalen Fläche liegt, die den Winkel (m) zur
vertikalen Fläche einschließt, die die Spindelachse enthält.
-
In Übereinstimmung mit dieser Erfindung wird Asphärizität durch das
einfache Hilfsmittel einer seitlich versetzten kreisförmigen Oberfläche in
Kombination mit einer flachen Oberfläche, die der kreisförmigen
Oberfläche tangential entgegensteht und mit dem Werkzeug schwingt, mit der
radialen Versetzung erzielt; das Ergebnis ist die seitliche Versetzung,
die zur gewünschten Asphärizität benötigt wird und die hinreichend groß
ist, damit eine genaue Einstellung ermöglicht wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
-
Figur 1 ist ein Diagramm, das die in den Tabellen I und II erwähnten
Verhältnisse darstellt;
-
Figur 2 ist eine vergrößerte schematische Darstellung zur Illustration der
Grundlagen dieser Erfindung;
-
Figur 2a ist eine der Figur 2 ähnliche Darstellung, die jedoch den Aufbau
für die Winkellage (m) zeigt;
-
Figur 3 ist eine schematische Draufsicht auf die Drehvorrichtung des
optischen Radius einer Hardinge-Drehbank und stellt die allgemeine
Anordnung der Komponenten dar, in Übereinstimmung mit einer
Ausführungsform dieser Erfindung;
-
Figur 4 ist eine Seitenansicht auf eine Ausführungsform der Anordnung
der kontrollierenden bzw. steuernden kreisförmigen Oberfläche dieser
Erfindung; und
-
Figur 5 ist ein Schnitt längs der Linie 5-5 der Figur 4.
AUSFÜHRLICHE BESCHRElBUNG DER ERFlNDUNG
-
Die bevorzugte Asphärizitätsgleichung gemäß dieser Erfindung in
Polarkoordinatenform ist
-
(1) p = R + E' = R + (n) [sin(m) - sin(m-a)],
-
wobei R der Radius der Linsenoberfläche am Scheitel bzw. Vertex,
-
E' die Asphärizität,
-
r der Radius der kontrollierenden bzw. steuernden kreisförmigen
Oberfläche und
-
(n) der radiale Versetzungsfaktor bei dem Festwinkel (m) der steuernden
kreisförmigen Oberfläche, wie nachfolgend beschrieben, sind.
-
In bezug auf das Evans-Patent ist die Polarkoordinatengleichung:
-
(2) p = R - kR[1 - cos(a)]/[1 + cos(a)] oder
-
(3) p = R + E'
-
wobei
-
E' die Asphärizität gleich kE ist, wobei
-
(4) E = R[1 - cos(a)]/[1 + cos(a)] ist.
-
Es ist aufgrund des Vergleichs der Gleichung (1) mit der Gleichung (2)
zu bemerken, daß in Anbetracht der Tatsache, daß die Gleichung (2) den
Asphärizitätsterm E' enthält, der mit k[1 - cos(a)]/[1 + cos(a)]
beschrieben werden kann, und der die ellipsoidische Eigenschaft der
asphärischen Linsenoberfläche bestimmt, die sich vom sphärischen Fall
unterscheidet, wo k=0 ist, enthält die Gleichung (1) dieser Erfindung
diesen komplexen Asphärizitätsterm nicht, lediglich den Term (n) [sin(m-a)
+ sin(m)], der - da (m) ein fester Wert ist - nur den Term sin(rn-a)
betrifft, der eine einfache Funktion des Sinus des Polarwinkels ist. Aus
diesem Grund ergibt diese Erfindung nicht die präzise ellipsoidische
Wölbung bzw. Kurve gemäß dem Evans-Patent, wie es aus dem
Vergleich der Gleichungen offensichtlich sein müßte. Die optische Leistung
dieser Erfindung kann jedoch - wider Erwarten - von jener des Evans-
Patent nicht subjektiv unterschieden werden, vorausgesetzt, daß einer
oder beide Parameter (n) und (m) richtig gesteuert werden. Soweit aus
subjektiven Testverfahren bestimmt werden kann, stellt diese Erfindung
eine Verbesserung gegenüber dem Evans-Patent, in dem die gleiche
optische Leistung erreicht wird, dar; die Linsen dieser Erfindung können
jedoch einfach, genau und reproduzierbar dadurch hergestellt werden.
daß zum Beispiel an der Kontaktlinsen-Drehbank eine einfache
Vorrichtung, bei Änderung deren optischen Radius-Vorsatzdrehgerätes,
angeordnet wird.
-
Die folgenden Tabellen sollen die unterschiedlichen Eigenschaften der
asphärischen Wölbungen bzw. Kurven entsprechend dem Evans-Patent
(Tabelle I) und gemäß dieser Erfindung (Tabelle II) darstellen. lch habe
gefunden, daß es am zweckmäßigsten ist, den Radius der Vorderseite
der Linse bei 7,5 mm zu "standardisieren", zumal dieser Radius mehr
oder weniger ein durchschnittlicher Radius ist, der der ärztlichen
Verordnung der meisten Patienten entspricht. In der Tabelle I sind die
aufgeführten Asphärizitäten auf der Grundlage von R = 7,5 mm und k =
0,015 berechnet worden. In der Tabelle II ist derselbe Radius mit (m) =
0º eingesetzt und mit verschiedenen (n)-Werten, um die
Übereinstimmungen der resultierenden Asphärizitäten mit jenen der Tabelle I zu
vergleichen. ln der Tabelle III ist der Winkel (m) verändert, um die
Übereinstimmung der Asphärizitäten in bezug auf die Tabelle I zu
beobachten, und in der Tabelle IV sind schließlich beide (m)- und (n)-Werte
verändert, um die Übereinstimmung mit den Werten der Tabelle I zu prüfen.
Tabelle I
Winkel (a)
Asphärizität kR [1 - cos(a)]/[1 + cos (a)],
Evans-Patent mit R = 7,5 mm und k = 0,015
Tabelle II
Winkel (a)
-
Aus den Tabellen I und II ist ersichtlich, daß die Asphärizität in
Übereinstimmung mit der Tabelle II dieser Erfindung, um mit n = 0,019 mm
eine Übereinstimmung am Winkel (a) von 35º in der Tabelle I zu
erreichen, von der sphärischen Oberfläche schärfer abweicht als im Falle der
Asphärizität beim Evans-Patent. Die Bedingung k=0 (eine sphärische
Oberfläche) ist dabei durch die Ordinate auf dem Diagramm der
Abbildung 1 dargestellt, die die Ergebnisse der Tabelle I mit den Ergebnissen
der Tabelle II vergleicht. Es wird anerkannt, daß die Verlängerung E'
oder Asphärizität dieser Erfindung mit der Asphärizität nach dem
Evans-Patent bei beliebigen Winkeln (a) durch Beeinflussung von (n) in der
Gleichung Nr. (1) dieser Erfindung gleichgemacht werden kann. Diese
Kurven sind auch in der Abbildung 1 zu finden. Es wurde
herausgefunden, daß es durch die Beeinflussung von (n) zur Erzielung einer
Übereinstimmung mit den Asphärizitäten bei unterschiedlichen Winkeln (a)
des Evans-Patents, wie es in der Tabelle II dargestellt ist, oft möglich
ist, eine optische Leistung mit dieser Erfindung zu erzielen, die
überraschend genauso gut befunden wird, wie die optische Leistung der
Evans schen Asphärizität, zumindest in einem Ausmaß, das subjektiv
vom Patienten beurteilt wird. ln dieser Hinsicht ist jedoch zu bemerken,
daß die Abweichung von den Asphärizitäten gemäß dem Evans-Patent
binnen der optischen Zone von etwa 30º, und insbesondere bei Winkeln
(a) von 5º und 10º (optische Zonen von 10º und 20º) wesentli&h öfter zu
unannehmbaren optischen Ergebnissen führt, als dies bei Abweichungen
in der optischen Zone von etwa 40º oder 50º bis 70º der Fall ist. Aus
diesem Grunde sollte eine Kurve oder sollten Kurven in der Figur 1 - in
Übereinstimmung mit der Tabelle II - möglichst nahe an den
Asphärizitäten nach dem Evans-Patent bei Winkeln (a) von 5º und 10º gewählt
werden,
ohne eine übertriebene Schärfe gegenüber Asphärizitäten unterhalb
von etwa 30º anzuwenden. Im allgemeinen wird eine Abweichung bei
einem beliebigen Winkel (a), die etwa 1 u innerhalb der optischen Zone
von etwa 40-50º nicht überschreitet, eine nützliche optische Leistung
erbringen, solange die Abweichung jenseits dieser optischen Zone etwa 3 u
nicht überschreitet.
-
Durch Änderung von (m) bei gleichzeitiger Beobachtung der notwendigen
Veränderungen der (n)-Werte, was sich aus (n) = E'(evans pat)/sin(35)
ergibt, wie es in der Tabelle III steht, ist sogar eine nähere
Übereinstimmung möglich. Dabei wird die Berechnung von
-
(n)[sin(m) - sin(m-a)] wie folgt vorgenommen:
Tabelle III
-
Aus der Tabelle III ist offensichtlich zu erkennen, daß ein Wert von (m)
so groß wie möglich gewählt werden sollte, um bessere
Übereinstimmungen in den Bereichen von 5º und 10º zu erzielen.
-
ln der folgenden Tabelle IV werden beide Werte (m) und (n) geändert, um
eine noch bessere Übereinstimmung zu erreichen.
Tabelle IV
aus Tabelle I
-
Aus der Tabelle IV ist zu erkennen, daß bei Werten von (m) = 55º und (n)
= 0,17 mm die Übereinstimmung innerhalb der optischen Zone von 50º
bei allen Winkeln nicht mehr als ein Mikron, und jenseits dieser
optischen Zone nicht mehr als drei Mikrons beträgt.
-
Die Bezugnahme auf Figur 1 zeigt den graphischen Unterschied zwischen
der Asphärizität dieser Erfindung und des Evans-Patents, der sich auf
die Werte der Tabellen I und II stützt. In dieser Figur gibt die untere
Linie die Asphärizität des Evans-Patents in u in Abhängigkeit vom
Polarwinkel bis zu 35º an, was den maximalen Winkel von 70º für die optische
Zone der Linse darstellt. Die obere Linie stellt die Asphärizität dieser
Erfindung in einem solchen Fall dar, in dem der Versatz für die
kontrollierende bzw. steuernde kreisförmige Oberfläche eingestellt ist, um die
Asphärizitäten bei 35º für diese Erfindung und für den Fall des
Evans-Patents, der im wesentlichen damit identisch ist, zu erwirken, und die
radiale Versetzung (n) auf den benötigten Wert von 19 u einzustellen.
Beim Evans-Patent gibt es - wenn k=0 ist - unabhängig vom Winkel,
keine Asphärizität, und die hergestellte Linsenoberfläche ist sphärisch,
entsprechend k=0, der Ordinate des Diagramms entlang gelegen. Es ist
eindeutig, daß die Asphärizität dieser Erfindung in Figur 1 sich nicht eng
auf den sphärischen Fall richtet, obwohl der (n)-Wert so gewählt ist,
damit etwa die gleiche Aspärizität am Umfang der Linsenoberfläche
erreicht werden kann. Die Eignung dieser Erfindung, eine geeignete
Übereinstimmung im Hinblick auf etwa die maximale Asphärizität gemäß dem
Evans-Patent zu liefern, während der (n)-Wert angemessen groß ist, ist
von höchster Bedeutung. Wie es nun in Verbindung mit Figur 2
beschrieben wird, ist der Mechanismus, mit dem die korrekte Asphärizität gemäß
dieser Erfindung erreicht wird, relativ einfach und klar; sämtliche genaue
Kontaktlinsen-Drehbänke mit optischer Radius-Drehfähigkeit können
ohne großen Aufwand abgeändert werden, um das notwendige Ergebnis zu
erzielen.
-
Unter Bezugnahme auf Figur 2 wird die Diamanten-Werkzeugspitze T
durch das optische Radius-Vorsatzdrehgerät um den Mittelpunkt o
zentriert, so daß das Werkzeug normalerweise eine perfekte sphärische
Oberfläche SP aus dem Linsenrohling schneidet. In Übereinstimmung mit
dieser Erfindung ist das Werkzeug T in bezug auf den Werkzeugträger 10
gleitbeweglich montiert und durch die Feder 12 in einer Grenzposition
vorgespannt, die den Radius p = R = r + C bestimmt, den wiederum das
Werkzeug am Vertex bzw. Scheitel der Linse schneiden wird, wobei der
Abstand o-K gleich r ist und der Abstand K-C gleich C ist. Der
Werkzeughalter montiert bzw. stellt ein Bauteil F auf, das eine flache
Seitenfläche t hat, die der kreisförmigen Seitenfläche S der kreisförmigen
steuernden Oberfläche CS tangential entgegensteht; letztere ist für eine
radiale Versetzung in bezug auf den Mittelpunkt o senkrecht auf die
Spindelachse A der Drehbank (hin und her, wie durch M angezeigt) montiert,
um den Versatz festzulegen, wie durch (n) angezeigt ist. Das Bauteil F
berührt im Punkt P die Oberfläche S tangential, so daß die Linie o-K = r,
wo r der Radius der steuernden Oberfläche S ist. Sobald der
Werkzeughalter um den Mittelpunkt o gedreht oder geschwungen wird, komprimiert
das Bauteil F durch seine tangentiale Anlage gegen die kreisförmige
kontrollierende bzw. steuernde Oberfläche S die Feder 12 und
verschiebt somit das Werkzeug vorh sphärischen Weg SP, um die
Vergrößerung des Radius zu bewirken, der zur Herstellung der Asphärizität E', wie
gezeigt, geschnitten wird. Wenn das Werkzeug sich in der Position
T' -entsprechend dem Winkel, der als (a) bezeichnet ist - befindet, wird der
Punkt K in die Position K' versetzt, und die flache Oberfläche t wird in
die Position t' versetzt. Da der Abstand zwischen K und C bei allen
Winkeln (a) die Konstante C ist, ist der Abstand K'-C' ebenfalls diese
Konstante, und die Verlängerung oder Asphärizität E' wird durch die
seitliche Verschiebung des Bauteiles F verursacht, was durch die
steuernde Oberfläche CS bewirkt wird. Wie es im Parallelogramm r, n, r,
n dargestellt ist, ist für den dargestellten Sonderfall die Asphärizität E'
gleich (n)sin(a).
-
Figur 2a stellt jene Situation dar, in der der Trage- bzw.
Einstellmechanismus der kontrollierenden bzw. steuernden Oberfläche um den
Mittelpunkt o zum ursprünglichen Winkel (m) zurückgeschwungen ist. Für
diesen Fall kann die Asphärizität bei allen Winkeln (a) alsgleich mit [r -
(n)sin(m)] - (r + (n)sin(m-a)] = (n)(sin(m) - sin(m-a)] nachgewiesen
werden. Die Gleichung (1) drückt die allgemeine Gleichung, die den Fall
der Abbildung 2a und auch den der Abbildung 2 befriedigt, aus, wo (m) =
0º ist, reduziert auf p = R + (n)sin(a).
-
Figur 3 ist eine Draufsicht auf eine Hardinge-Drehbank mit optischem
Radius-Vorsatzdrehgerät, die entsprechend dieser Erfindung abgeändert
wurde. Der schwenkbare Schlitten 14 mit dessen handbetätigtem
Schwenkarm 16 ist dargestellt, und der Werkzeughalter, der mit 18
markiert ist, hat einen bekannten Drehknopf 20 einer Vorschubspindel.
Der obere Schlitten 22 weist den Pinnenträger 24 auf, welcher den
Mittelpunkt o bestimmt und eingrenzt und parallel zu der Spindelachse mit
Hilfe einer nicht dargestellten Vorschubspindel-Vorrichtung hin und her
bewegbar ist. Der Winkelanzeiger 26 wird vom schwenkbaren Schlitten
14 getragen, und der Zeiger 28 ist auf dem Schlitten 22 befestigt. Das
Bauteil F ist an dem Werkzeughalter 18 befestigt, so daß dessen flache
Seitenfläche t senkrecht zu einer vertikalen Fläche steht, die durch die
Spindelachse der Drehbank verläuft, wie es in den Figuren 2 und 2a
dargestellt ist. Die Baueinheit 30 beinhaltet das seitlich verschiebbare
kontrollierende Element CS und ist in den Figuren 4 und 5 besser sichtbar.
Es reicht wohl zu sagen, daß die Baueinheit 30 auf dem Pinnenträger 24
koaxial zu dessen Zentrum o befestigt ist, so daß die Baueineit 30 zu der
Spindelachse der Drehbank senkrecht orientiert bleibt oder unter dem
Winkel (m) hierzu, während der schwenkbare Schlitten 14 und der von
ihm getragene Werkzeughalter geschwenkt sind, wie es in den Figuren 2
und 2a dargestellt ist.
-
Die exakte Befestigung der Baueinheit 30 ist dadurch gewährleistet, daß
diese mit dem Pinnenträger 24 koaxial und am besten drehend befestigt
wird. Dies ist eine wichtige Sache, weil eine solche Befestigung mit der
Einstellung des Versatzes (n) den größten Wert von (n) für eine
entsprechende maximale Asphärizität ergibt, für welche die kontrollierende bzw.
steuernde kreisförmige Oberfläche eingestellt werden muß. Es ist wichtig
zu bemerken, daß die Bewegung M der kreisförmigen kontrollierenden
bzw. steuernden Oberfläche CS in bezug auf das Zentrum o radial
verläuft; so wie der Winkel (m) vergrößert wird, vergrößert sich auch (n), um
dieselbe seitliche Versetzung der Oberfläche S in bezug auf die
Spindelachse der Drehbank zu bewirken.
-
Demzutolge erhält die Baueinheit 30, wie es in den Figuren 4 und 5 zu
erkennen ist, vorteilhaft die Gestalt eines Körpers 38 einer U-förmigen
Konfiguration mit gegenüberliegenden Seitenwänden 40, 42 und einem
Boden 44. Eine Seitenwand 40 hat einen Schlitz 46 für die Aufnahme des
Bauteils F, und die gegenüberliegende Seitenwand 42 hat eine
Seitenabdeckung 48, die durch das Gewindeglied angeschlossen ist und
Arretierbolzen oder -schrauben 52 und 54 trägt. Das kreisförmige
kontrollierende bzw. steuernde Element CS hat einen Hauptkörper mit quadratischem
Querschnitt, der im Körper 38 bequem Platz findet und dessen offenes
Oberteil durch den Deckel 58 geschlossen ist. Der Boden 44 ist mit einer
versenkten Öffnung 60 und einem abgestuften Teilstück 62 versehen, so
daß dieser am Pinnenträger 24 koaxial befestigt werden kann und
senkrecht auf der vertikalen Fläche steht, die durch die Spindelachse der
Drehbank verläuft, wie oben erwähnt. Der Körper 56 ist mit einer
Aussparung versehen, die über Innengewinde verfügt. das das Gewinde
64 der Verstellschraubenspindel 66 aufnimmt. Die
Verstellschraubenspindel ist gegen axiale Verschiebung durch die Verschlußkappe und
deren zugeordnete Lager 70, die Gegenmutter 72, den Knopf 74 und eine
weitere Gegenmutter 76 gesichert. Die Seitenwand 40 nimmt eine
Sicherungsschraube 78 auf, die in Verbindung mit den Schrauben 52 und 54
nicht nur den eingestellten Zustand des Körpers 56 sichert, sondern
sämtliche nutzlose Bewegungen des Körpers 56 seitlich oder auf und ab
minimiert. Mit entsprechender Präzisionsbearbeitung sind die
Komponenten so konstruiert, daß der Mittelpunkt c zum Mittelpunkt o
genau ausgerichtet ist und die Bewegung M - von der Einstellung der
Verstellschraubenspindel 66 abhängig - auf die kreisförmige kontrollierende
bzw. steuernde Oberfläche CS übertragen wird, die genau senkrecht zur
Spindelachse der Drehbank steht und eine solche Ausrichtung hat, daß
sie durch eine Stelle verläuft, die mit dem Mittelpunkt o genau koaxial
ist. Auf diese Art und Weise kann der Versatz (n) genau und
reproduzierbar über die Verstellschraubenspindel 66 innerhalb eines
interpolierten Bruches eines Mikrons verstellt werden. Es kann folglich
genau eine gewünschte maximale Asphärizität erstellt oder aus einem
Linsenrohling geschnitten werden, der - wie oben beschrieben - die
optischen Erfordernisse des Patienten liefert, als ob die asphärische
Wölbung entsprechend dem Evans-Patent geschnitten worden wäre.
-
Es ist wahrscheinlich, daß ein aus Nocken, Armen und Schablonen
bestehendes, komplexes System für die Erstellung der Asphärizität gemäß
dem Evans-Patent ausgedacht werden könnte, im Hinblick jedoch auf die
sehr geringe Abweichung von der sphärischen Oberfläche, die notwendig
ist, um eine solche Asphärizität zu erzielen, wären solche Mechanismen
zum größten Teil selbstvereitelnd und können daher nicht als seriös
betrachtet werden. Das ist der wichtigste Wert der außerordentlich
einfachen und wirksamen Anordnung dieser Erfindung. Es wurde
festgestellt, daß die (n)- und (m)-Werte groß genug sind, um diese genau und
reproduzierbar zu setzen und beizubehalten. Obwohl manche
Verbesserung durch Einsatz einer ähnlichen Anordnung, durch die das Werkstück
vom Werkzeug zurückgezogen und sogar die Zurückziehung des
Werkstückes und die Zurückziehung des Werkzeuges vermittelt wird, in
Erwägung gezogen werden könnte, erscheinen die zusätzlichen
Komplikationen bezüglich der Komponenten zu dieser Zeit nicht als gerechtfertigt.
-
Darüber hinaus wird hoch geschätzt, daß anstelle der Verwendung einer
schwenkbaren Baueinheit 30 zur Einstellung des Winkels (m) eine flache
Oberfläche F angebracht werden könnte für die Winkeleinstellung, um
denselben Zweck zu erreichen. Die einfachere Lösung scheint jedoch zu
sein, statt dessen die Baueinheit 30 für eine Winkeleinstellung zu
montieren.
-
Es ist so zu verstehen, daß der Linsenrohling in dehydriertem Zustand
geschnitten wird. Es ist ebenfalls so zu verstehen, daß die Ruck- oder
Hinterseite des dehydrierten Rohlings eine sphärische Oberfläche hat, so
daß, solange die fertiggestellte Linse nicht hydratiert ist, auch die
Rückseite sich nicht der Hornhautwölbung des Trägers anpassen kann.
-
Offenbar sind viele andere Änderungen und Variationen vorliegender
Erfindung in Anbetracht der obigen Beschreibung möglich. Aus diesem
Grund ist hervorzuheben, daß die Erfindung innerhalb der Reichweite der
beigefügten Patentansprüche auch auf andere Art und Weise praktiziert
werden kann, als hier geschildert.