DE10259261A1

DE10259261A1 - Vorrichtung zum Schutz und/oder zur Korrektur von Fehlsichtigkeiten des menschlichen Auges

Info

Publication number: DE10259261A1
Application number: DE2002159261
Authority: DE
Inventors: Markus J Gregor
Original assignee: Gregor Markus J Dr
Current assignee: Gregor Markus J Dr
Priority date: 2002-12-17
Filing date: 2002-12-17
Publication date: 2004-07-15

Abstract

Beschrieben und dargestellt ist eine Vorrichtung zum Schutz des menschlichen Auges vor Gefährdung durch elektromagnetische Strahlung und/oder zur Korrektur von Fehlsichtigkeiten des menschlichen Auges. DOLLAR A Die Besonderheit besteht u. a. darin, daß die Vorrichtung wenigstens ein aus einer Gruppe von drei besonderen Filterelementen gewähltes Filterelement aufweist und in ihrer Grundform an die Grundform einer herkömmlichen Kontaktlinse zumindest angenähert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schutz des menschlichen Auges vor Gefährdungen durch elektromagnetische Strahlung und/oder zur Korrektur von Fehlsichtigkeiten des menschlichen Auges, insbesondere zur Korrektur von Nah- und/oder Fernfehlsichtigkeit und/oder zur Korrektur von Farbfehlsichtigkeit.
Das menschliche Augensystem kann Abbildungsfehler aufweisen, die zu einer nicht ordnungsgemäßen Weiterleitung des durch die Hornhaut und die Pupille, also die Öffnung der Irisblende, in das Auge einfallende Licht auf die Netzhaut sorgen. Derartige Nah- und/oder Fehlsichtigkeiten können beispielsweise angeboren sein oder sich im Laufe eines Lebens entwickeln, selbstverständlich auch ändern. Andere Fehlsichtigkeiten können auf Grund von Augenlinsenfehlern, Hornhautverkrümmungen bzw. anderen Abbildungsfehlern auftreten, wie z.B. Astigmatismus, Koma, sphärische Aberration etc. Diese Abbildungsfehler werden im folgenden unter dem Begriff Aberrationen zusammengefaßt.
Eine andere Fehlsichtigkeit stellt die Farb-Fehlsichtigkeit dar, die sich auf Grund veränderter, nicht ordnungsgemäßer Empfindlichkeiten der farbempfindlichen Rezeptoren, der sogenannten Zäpfchen, in der Netzhaut bilden oder auch durch eine gestörte neuronale Weiterverarbeitung hervorgerufen sein kann.
Das Irissystem mit der Pupille dient der Regulierung der auf der Netzhaut einfallenden Strahlung. Bei sich veränderlichen Lichtintensitäten kann eine Blendwirkung des Augensystems eintreten, wenn die Intensitätsänderung auf einer kleineren Zeitskala als der Schließreflex von Pupille bzw. Augenlid erfolgt. Häufig führt die damit verbundene Überstrahlung der Netzhaut nicht zu irreversiblen Veränderungen derselben – jedoch kann durch die Überstrahlung eine Blendwirkung eintreten, welche zu einer vorübergehenden Orientierungslosigkeit des Geblendeten führt, was insbesondere im Straßenverkehr die Gefahr von Unfällen erhöht.
Über dies kann eine Überstrahlung auch zu irreversiblen Schäden der Netzhaut führen, die insbesondere bei infraroter (Laser-)Strahlung auftreten können, da die natürlichen Schutzmechanismen bei dieser unsichtbaren Strahlung nicht hinreichend aktiviert werden.
Bekannte Vorrichtungen zur Korrektur von Nah- und/oder Fern-Fehlsichtigkeit sind herkömmliche Brillen mit einem sich im wesentlichen quer über das Gesicht eines Benutzers erstreckenden Mittelteil und zwei seitlichen Haltebügeln. Üblicherweise sind zwei als Sammellinse bzw. Zerstreuungslinse ausgebildete geschliffene Gläser oder Kunststofflinsen vorgesehen. Auch Gleitsichtbrillen sind bekannt.
Als herkömmliche Brillen ausgebildete Vorrichtungen erfüllen ihre Fehlsichtkorrekturfunktion in hervorragender Weise. Problematisch gestalteten sich jedoch Anwendungsfälle für herkömmliche Sehhilfen, wenn diese auf Grund hoher Fehlsichtigkeiten sehr starke Dioptrienzahlen aufweisen und/oder auf Grund hoher Abberationen des Augensystems speziell geschliffen bzw. geformt werden müssen. Entweder werden sie bei Verwendung herkömmlicher Glasmaterialien vergleichsweise schwer, welches zu einem verminderten Tragekomfort des Nutzers führt oder müssen aus vergleichsweise teueren Materialien und/oder mit hohem Aufwand gefertigt werden, welches zu erheblichen Mehrkosten führt.
Für besondere Anwendungsfälle, beispielsweise für Schweißarbeiten, sind besondere Schutzbrillen im Stand der Technik bekannt. Diese schützen einen Benutzer vor UV-Licht, welches beim Schweißen erzeugt wird.
Zum Schutz von Personen, die mit Infrarot-Lasern arbeiten, sind ebenfalls vergleichbare Schutzbrillen bekannt.
Aus der nachveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 102 500 49 , ist eine Vorrichtung zur Korrektur von Fehlsichtigkeiten des menschlichen Auges mit unterschiedlichen Filterelementen bekannt, die nach Art einer Brille ausgebildet ist.
Ausgehend von herkömmlichen Brillen, die eine Schutzfunktion bzw. eine Korrekturfunktion für Fehlsichtigkeiten des menschlichen Auges ermöglichen, liegt die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung bereitzustellen, die bei einfacher Bauweise neben einem hohen Tragekomfort eine universelle Einsetzbarkeit bietet.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1.
Demgemäß wird eine Vorrichtung zum Schutz des menschlichen Auges vor Gefährdungen durch elektromagnetische Strahlung und/oder zur Korrektur von Fehlsichtigkeiten des menschlichen Auges, insbesondere zur Korrektur von Nah- und/oder Fernfehlsichtigkeit und/oder zur Korrektur von Farbfehlsichtigkeit vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung aus der folgenden Gruppe von drei Filterelementen:

a) erstes Filterelement zur Korrektur der Nah- und/oder Fernfehlsichtigkeit und/oder zur Korrektur von Aberrationen, welches von einer im wesentlichen lichtundurchlässigen Materialschicht mit wenigstens einer zentralen Öffnung für einen Durchlass elektromagnetischer Strahlung gebildet ist,
b) zweites Filterelement (RGB-Filterelement) zur Korrektur von Farbfehlsichtigkeiten, welches von wenigstens einer dünnen, farbigen Materialschicht gebildet ist,
c) drittes Filterelement zur selektiven, wellenlängenabhängigen Filterung und/oder zur selektiven, wellenlängenabhängigen Transformation der elektromagnetischen Strahlung, welches von wenigstens einer Materialschicht gebildet ist,

Das Prinzip der Erfindung besteht somit im wesentlichen darin, an Stelle einer herkömmlichen Brille, die typischerweise ein mittels zweier Haltebügel frontal auf dem Gesicht der Person befestigtes Mittelteil aufweist, eine kontaktlinsenartige Vorrichtung auszubilden, die unmittelbar an das Auge des Benutzers – wie eine Kontaktlinse – angesetzt wird.
Der Begriff Grundform soll dabei lediglich verdeutlichen, daß im montierten Zustand der Vorrichtung diese eine Raumform besitzt, die – wie bei einer herkömmlichen Kontaktlinse – an die Raumform der Hornhaut des Auge angepaßt ist.
Die Vorrichtung umfaßt wenigstens ein Filterelement aus der oben angegebenen Gruppe von drei Filterelementen. Selbstverständlich ist es hier jedoch auch möglich, daß zwei oder mehr Filterelemente in der Vorrichtung kombiniert werden. Auch zusätzliche Elemente, insbesondere Dekorschichten, können vorgesehen werden.
Eine wesentliche Besonderheit besteht darin, daß jedes der drei vorgeschlagenen, jeweils beliebig mit anderen Filterelementen kombinierbaren Filterelementen von einer dünnen Materialschicht gebildet ist. Die Anordnung derartiger, von besonders dünnen Materialschichten gebildeten Filterelemente in einer kontaktlinsenartig ausgebildeten Vorrichtung wird auf Grund der Verwendung von dünnen Materialschichten überhaupt erst möglich. Diese stellen eine Flexibilität in dem erforderlichen Maße bereit.
Die Vorrichtung kann hinsichtlich ihrer Raumform wie eine herkömmliche Kontaktlinse ausgebildet sein. Kontaktlinsen des Standes der Technik unterteilt man in eine erste Gruppe „harter" Kontaktlinsen, die verhältnismäßig stabil und wenig flexibel ausgebildet sind. Hier ist darauf zu achten, daß das Kontaktlinsenmaterial porös ist, um eine Benetzung der Regenbogenhaut des menschlichen Auges, also der Außenseite der Hornhaut, mit Augenflüssigkeit durch den Lidschlag zu ermöglichen. Bei diesen harten Kontaktlinsen erfolgt zunächst eine Anpassung an das einzelne Auge derart, daß die Schalenform auf die Raumform des Auges, insbesondere auf die Krümmung der Hornhaut, abgestimmt wird.
Die zweite Gruppe von Kontaktlinsen des Standes der Technik, sogenannte „weiche" Kontaktlinsen, sind relativ flexibel ausgebildet. Sie sind für einen dauerhaften Verbleib über einen längeren Zeitraum im Auges des Benutzers nicht geeignet.
Die Kontaktlinsen des Standes der Technik dienen ausschließlich zur Korrektur von Fehlsichtigkeiten des menschlichen Auges, insbesondere zur Korrektur von Nah- oder Fernfehlsichtigkeiten. Dies wird im Stand der Technik dadurch erreicht, daß die Kontaktlinse eine optische Linse ist.
Erfindungsgemäß kann die Vorrichtung eine äußere Raumform aufweisen, die der Raumform einer herkömmlichen Kontaktlinse praktisch entspricht. Alternativ dazu kann die Vorrichtung jedoch auch hochflexibel ausgebildet sein, wobei sie im demontierten, vom Auge gelösten Zustand flachliegend ist und erst bei Kontakt mit der Regenbogenhaut des menschlichen Auges die erforderliche optimale Krümmung annehmen kann.
Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung wenigstens ein besonderes, aus einer Gruppe von drei Filterelementen ausgewähltes Filterelement auf. Dieses kann beispielsweise ein nach Art einer Lochkamera funktionierendes erstes Filterelement sein, welches von einer im wesentlichen lichtundurchlässigen Materialschicht mit wenigstens einer zentralen Öffnung für ein Durchlassen elektromagnetischer Strahlung gebildet ist. Zur Funktionsweise und Wirkung eines derartigen, als stenopäischen Loches bereits im Mittelalter in Form einer Brille bekannten Vorrichtung wird auf die deutsche Patentanmeldung DE 102 500 49 verwiesen, deren Inhalt hiermit vollständig in den Inhalt der vorliegenden Patentanmeldung mit eingeschlossen wird.
Die Besonderheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem ersten Filterelement besteht u.a. darin, daß auf Grund der direkt benachbarten, nahen Anordnung des ersten Filterelementes am Auge ein minimaler Intensitätsverlust möglich wird. Dies wird erreicht durch einen sehr geringen Abstand der zentralen Öffnung von der Irisöffnung, der bei stenopäischen Brillen zwangsläufig größer war. Die Einschränkung des Sehfeldes, wie dies bei herkömmlichen Brillen mit einem stenopäischen Loch auftritt, kann erfindungsgemäß weitgehend vermieden werden.
Darüber hinaus bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung, die ein erstes Filterelement aufweist, die Möglichkeit, auf in konstruktiver Hinsicht besonders einfache Weise zusätzliche Filterelemente vorzusehen.
Außerdem kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem ersten Filterelement auf ihrer dem Auge abgewandten Außenseite eine Dekorfläche angeordnet werden, die großflächig mit einem Schriftzug, einem Logo oder ähnlichem versehen werden kann, ohne daß das Gesichtsfeld tatsächlich erheblich eingeschränkt wird.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem ersten Filterelement bietet schließlich auch die Möglichkeit einer Korrektur einer Fehlsichtigkeit des Auges über einen sehr großen Anwendungsbereich. So kann ein optimales Sehergebnis mit der gleichen Vorrichtung bei unterschiedlichen Sehfehlern erreicht werden, wodurch eine universelle Einsetzbarkeit möglich wird.
Für den Fall, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung wenigstens ein zweites Filterelement aufweist, kann eine Korrektur von Farb-Fehlsichtigkeiten vorgenommen werden, die im Stand der Technik in dieser Ausführung nicht bekannt ist.
Durch Vorsehen wenigstens eines dritten Filterelementes wird erfindungsgemäß die Möglichkeit geboten, die herkömmlichen UV- oder IR-Schutzbrillen durch wesentlich einfacher aufgebaute und damit deutlich preiswerter herstellbare Vorrichtungen zu ersetzen. Außerdem kann ein drittes Filterelement, welches in Form einer Kontaktlinse an das Auge eines Benutzers angesetzt wird, eine wesentliche Arbeitserleichterung bieten. Für den Fall, daß beispielsweise bei der optischen Justage eines Lasersystems der Benutzer beispielsweise auf einem Arbeitstisch visuelle Kontrollen einzelner optischer Elemente durchführen möchte, kann er mit seinem Auge, welches durch das kontaktlinsenartige dritte Filterelement geschützt ist, dichter an die optischen Bauelemente herantreten, als er dies könnte, wenn er ein herkömmliche Schutzbrille trägt.
Schließlich ist bei diesem Anwendungsfall auch von Bedeutung, daß der Benutzer die erfindungsgemäße Vorrichtung einsetzt und dann praktisch dauerhaft, zumindest während der Arbeitszeit, trägt. Im Stand der Technik kann es hingegen vorkommen, daß Schutzbrillen zeitweise abgesetzt werden und dann, wenn beispielsweise ein Infrarot-Laser eingeschaltet wird, vergessen wird, die Schutzbrille aufzusetzen. Dieser Nachteil wird erfindungsgemäß vermieden.
Erfindungsgemäß wird – für unterschiedliche Anwendungsfälle – eine herkömmliche Brille durch eine erfindungsgemäße Kontaktlinse ersetzt. Dies verbessert auch die Handhabbarkeit, da die Brille des Standes der Technik aus Bequemlichkeit oder aus anderen Gründen kurzzeitig abgesetzt werden konnte und eine gewisse Gefahr darin bestand, daß vergessen wurde, sie wieder aufzusetzen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorrichtung zur Anpassung an die Außenseite des Auges flexibel ausgebildet. Dies ermöglicht eine optimale Anpassung an die Form des Auges.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorrichtung im wesentlichen flach ausgebildet und paßt sich beim Ansetzen an die Außenseite des Auges selbsttätig an und haftet durch Adhäsion. Diese Ausgestaltung bietet die Möglichkeit einer weiter verbesserten Einsetzbarkeit und berücksichtigt, daß eine individuelle Anpassung der Geometrie der Vorrichtung an ein individuelles Auge nicht mehr erforderlich ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung eine Kombination von mindestens zwei dieser Filterelemente auf. Eine derartige Kombination bietet eine besonders breite Einsetzbarkeit für unterschiedliche Anwendungszwecke, wobei eine Vielzahl unterschiedlicher Funktionen in einer einzigen Vorrichtung, die praktisch universell einsetzbar ist, vereinigt werden kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Filterelement bzw. die Kombination der Filterelemente mit einer Umhüllung aus augenverträglichem Material versehen. Dies bietet die Möglichkeit einer Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wie eine Kontaktlinse, so daß insbesondere lange Einsetzzeiträume möglich sind, ohne daß das Auge Schaden trägt. Außerdem kann auf diese Weise eine Herstellung der Filterelemente gesondert von der Umhüllung erfolgen, so daß auf herkömmliche Komponenten zurückgegriffen werden kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Filterelement bzw. die Kombination der Filterelemente eine beispielsweise durch Beschichtung oder Bearbeitung erzielte augenverträgliche Oberfläche auf. Als augenverträgliche Oberfläche wird jede Oberfläche verstanden, die ohne Gefahr für das menschliche Auge mit diesem in Kontakt bringbar ist, und gegebenenfalls über einen längeren Zeitraum mit dem Auge in Kontakt haltbar ist. Diese Ausgestaltung bietet die Möglichkeit einer besonders einfachen Bauweise.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorrichtung als dünne, insbesondere folienartige Schichtstruktur ausgebildet. Diese Ausführungsform bietet die Möglichkeit, die erforderliche hohe Flexibilität auf einfache Weise bereitzustellen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung variiert die Größe der zentralen Öffnung in Abhängigkeit von der Intensität der einfallenden Strahlung. Diese Ausgestaltung der Erfindung kann die natürliche Schutzfunktion der Irisblende verbessern bzw. ergänzen.
Insbesondere ist vorstellbar, daß ein Randbereich um die zentrale Öffnung herum beispielsweise ringscheibenartig ausgebildet ist und aus einem phototropen Material besteht. Derartige phototrope Materialien, beispielsweise phototrope Gläser, sind im Normalfall nahezu farblos bzw. durchsichtig, und können sich unter Einwirkung von ultraviolettem Licht hoher Intensität reversibel verdunkeln.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung eine Gesamtwandstärke zwischen 0,1 und 0,4 mm auf. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung besteht beispielsweise die Möglichkeit, auf besonders einfache Weise die erforderliche Flexibilität zu erreichen.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den nicht zitierten Unteransprüchen sowie an Hand der nun folgenden Beschreibung mehrerer in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele.
Darin zeigen:
1 schematisch in Draufsicht ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2a in einer schematischen Schnittdarstellung etwa gemäß Schnittlinie II-II in 1 die Vorrichtung in einem wesentlichen flachliegenden Zustand,
2b in einer Darstellung gemäß 2a die Vorrichtung in gewölbtem Zustand,
3 das erste Ausführungsbeispiel in einer schematischen, nicht maßstabsgetreuen Schnittdarstellung etwa gemäß Schnittlinie II-II in 1,
4 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Darstellung gemäß 3,
5 ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Darstellung gemäß 1,
6 das Ausführungsbeispiel gemäß 5 in einer schematischen, nicht maßstabsgetreuen Darstellung gemäß 4, etwa entlang Schnittlinie VI-VI in 5, und
7 ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Darstellung gemäß 3.
Soweit in den Figuren für die unterschiedlichen Ausführungsbeispiele gleiche Bezugszeichen verwendet werden, beziehen sich diese auf identische, vergleichbare oder sich in ihrer Funktion entsprechende Elemente.
Gemäß 1 weist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 eine im wesentlichen kreisförmige Ansichtsfläche 11 auf. Der Außendurchmesser A der Vorrichtung 10 beträgt beispielsweise 8 bis 14 mm.
Die 2a und 2b sollen auf schematische Weise verdeutlichen, daß es zwei unterschiedliche Typen von Vorrichtungen 10 gibt. Gemäß 2a, die die Vorrichtung 10 in einer schematischen Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie II-II in 1 zeigt, ist die Vorrichtung 10 im demontierten, also vom Auge gelösten Zustand im wesentlichen flachliegend ausgebildet und erstreckt sich entlang eine Ebene E. Die Vorrichtung 10 ist in diesem Fall sehr flexibel ausgebildet und kann ohne weiteres in eine gekrümmte oder gewölbte Form, wie sie die 2b verdeutlicht, überführt werden. In diesem gekrümmten Zustand weist die Vorrichtung 10 eine im wesentlichen gewölbte oder schalenförmige Grundform auf, die an die Raumform der Hornhaut des in den Figuren nicht dargestellten menschlichen Auges angepaßt ist. Die Vorrichtung 10 liegt dabei mit ihrer Innenseite 12 auf der Hornhaut des menschlichen Auges unmittelbar auf. Die Außenseite 11 der Vorrichtung 10 ist somit vom Auge abgewandt und kann bei einem Lidschlag des nicht dargestellten Augenlides wie bei einer herkömmlichen Kontaktlinse verdeckt werden.
Die Überführung dieser flexibel ausgebildeten Vorrichtung 10 in ihre gewölbte Grundform kann beispielsweise selbsttätig erfolgen, sobald die Innenseite 12 der Vorrichtung 10 mit der Hornhaut des Auges in Kontakt gebracht wird und auf Grund der Augenflüssigkeit eine Benetzung der Vorrichtung 10 und ein damit verbundener Adhäsionseffekt eintritt. Um die Vorrichtung 10 flexibel auszubilden, ist ein besonderer struktureller Aufbau erforderlich, auf den später eingegangen wird.
Zunächst soll an Hand von 2b erläutert werden, daß die Vorrichtung 10 auch von einem anderen Typus sein kann, und dementsprechend eine bereits vorgegebene gewölbte oder im wesentlichen schalenförmige, z.B. auch rotationssymmetrische Grundform aufweist, die im wesentlichen der Grundform einer herkömmlichen Kontaktlinse, insbesondere vom Typ einer „harten" Kontaktlinse entspricht. Diese Grundform behält die Vorrichtung 10 auch in demontierten Zustand bei. Die Vorrichtung 10 ist ebenfalls flexibel, jedoch nicht in dem Maße, wie dies die zuvor beschriebene Vorrichtung ist.
Wie bereits die schematische Ansicht gemäß 1 erkennen läßt, weist dieses Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 10 einen kreisringartigen Bereich 13 und eine zentrale Öffnung 14 auf. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 3 wird dieses nun wie folgt erläutert: Die zentrale Öffnung 14 ist im montierten Zustand der Vorrichtung 10 in fluchtender Anordnung zu der optischen Achse Z des menschlichen Auges angeordnet. Die zentrale Öffnung 14 besitzt dabei die Funktion einer Blendenöffnung und ist durchlässig für elektromagnetische Strahlung, insbesondere für sichtbares Licht. Nach dem Einsetzen der Vorrichtung 10 an das menschliche Auge muß das selbstverständlich eine Ausrichtung der zentralen Öffnung 14 zu der Blendenöffnung des menschlichen Auges erfolgen, was jedoch auf einfache Weise durch Verschieben der Vorrichtung 10 entlang der Hornhaut möglich ist.
Ist die ordnungsgemäße fluchtende Anordnung der Vorrichtung 10 zu der optischen Achse Z des menschlichen Auges erreicht, besteht ein wesentlicher Vorteil darin, daß die Vorrichtung 10 bei Bewegungen des Auges mitgeführt werden kann. Das periphere Sehen wird dabei im Vergleich zum peripheren Sehen einer stenopäischen Brille deutlich verbessert.
Der Bereich 13 besteht beispielsweise aus einer Folie aus lichtundurchlässigem Material. Vorteilhafterweise ist dieses Material auch im Infrarot- und im UV-Bereich undurchlässig. Der Durchmesser d der zentralen Öffnung 14 beträgt etwa 0,1 bis 1,9 mm. Die geometrische Form der zentralen Öffnung 14 kann dabei beliebig sein.
Der kreisringartige Bereich 13 und die zentrale Öffnung 14 bilden gemeinsam ein erstes Filterelement 15. Dieses kann beispielsweise aus einer geeigneten Folie bestehen, die mit einer Perforation 14 versehen ist.
Die Folie 15 wird nach Anbringung der Perforation 14 mit einer Umhüllung 16 aus augenverträglichem Material versehen. Beispielsweise kann das erste Filterelement 15 in eine gallertartige Masse eingebettet werden. Alternativ kann die Oberfläche 17 des ersten Filterelementes 15 auch bearbeitet oder beschichtet werden, so daß die Oberfläche 17 augenverträglich und in unmittelbaren Kontakt mit dem menschlichen Auge bringbar ist.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der die Größe der zentralen Öffnung 14 variiert werden kann.
Ein kreisringscheibenartiger Bereich 13 aus nicht transparentem Material weist ähnlich wie im Ausführungsbeispiel gemäß 3 eine zentrale Öffnung 14' konstanter Größe auf. Ein weiteres Element 18, welches wiederum im wesentlichen folienartig ausgebildet ist und aus einem phototropen Material besteht, überdeckt die Öffnung 14'.
Das phototrope Material ist im unbelichtetem Zustand nahezu farblos, verdunkelt sich jedoch unter Einwirkung von ultraviolettem Licht reversibel. Ursache für diese beispielsweise von Sonnenbrillen her bekannte Reaktion sind z. B. in Glas eingeschmolzene Phenolimine, die sich unter Lichteinwirkung in ihr intensiver gefärbtes Tautomer verwandeln. Alternativ können auch Materialien mit nicht-linearer Streuung bzw. Absorption, wie sie im Bereich der Photonik als optische Schalter vorgesehen sind, z.B. auf Basis metallischer Kolloide, die in geeignete Matritzen eingebracht sind, eingesetzt werden. Weitere Informationen finden sich beispielsweise unter Feldmann et al., Applied Physics Letters vom 01. Juli 2002.
Die Funktionsweise des Ausführungsbeispiels gemäß 4 ist wie folgt: Für den Fall, daß nur eine geringe Intensität an elektromagnetischer Strahlung, insbesondere UV-Strahlung auf das Element 18 fällt, ist dieses durchsichtig und die Größe der Öffnung 14 entspricht der Größe der Öffnung 14'.
Für den Fall, daß hohe Intensitäten einer elektromagnetischer Strahlung auftreten, verdunkelt sich das Element 18 und die zentrale Öffnung 14 verschließt sich. Der Durchmesser vd der Öffnung 14'' in dem Material 18 ist somit variabel, im einfachsten Fall schaltbar.
Auf diese Weise kann ein sehr effektiver Blendschutz erreicht werden, der den natürlichen Blendschutz des Auges verbessert.
Die 5 und 6 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Vorrichtung 10. Gemäß 6 ist ein kreisringförmiger Bereich 13' vorgesehen, in dem eine zentrale Durchtrittsöffnung 14' belassen ist. Auf der dem Auge abgewandten Seite ist ein Element 18' aus phototropem Material angeordnet. Dieses weist eine in fluchtender Anordnung zu der zentralen Öffnung 14' vorgesehene weitere zentrale Öffnung 14'' mit einem Durchmesser vd auf.
Während der Durchmesser d' der zentralen Öffnung 14' etwa im Bereich von 0,1 bis 1,5 mm liegt, liegt der Durchmesser vd der zusätzlichen zentralen Öffnung 14'' etwa im Bereich von 0,1 bis 2 mm. Die letzte Bereichsangabe verdeutlicht, daß in Abhängigkeit von der Intensität der einfallenden elektromagnetischen Strahlung auf Grund der phototropischen Eigenschaften des Materials 18 die Größe der Öffnung 14'' variiert. Auch hierdurch wird ein weiter optimierter Blendschutz möglich.
Bei einer weiteren, in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsform weist die Vorrichtung 10 nur das Element 18' aus phototropem Material auf, welches von einer Umhüllung aus augenverträglichem Material umgeben ist. Dies entspricht dem Ausführungsbeispiel der 6, bei dem die Folie, die den Bereich 13' bereitstellt, weggelassen ist. Das Element 18' weist eine zentrale Öffnung mit einem Durchmesser vd auf, wobei 0,1 < vd < 2 mm, wobei vd in Anhängigkeit von der einfallenden Lichtintensität variiert. Bei der höchsten Lichtintensität ist vd minimal.
Eine intensitätsabhängige Variation des variablen Durchmessers vd kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die Dichte der intensitätsabhängigen Materialeinschlüsse in dem Material des Elementes 18' (bzw. 18) von innen nach außen – bei Betrachtung der zentralen Öffnung – zunimmt. Auf diese Weise verdunkeln sich bei geringeren Strahlungsintensitäten zunächst die äußeren Randbereiche und bei zunehmenden höheren Lichtintensitäten auch die inneren Bereiche, so daß die Öffnung sich zunehmend verschließt.
Die in der vorliegenden Patentanmeldung angegebenen Durchmesserwerte beziehen sich zunächst auf im wesentlichen kreisförmige Öffnungen 14, 14', 14''. Es sei jedoch angemerkt, daß auch völlig andere, im Prinzip beliebige Konturen von Öffnungen ähnlicher Querschnittsfläche möglich sind.
Die Öffnungen können beispielsweise mittels eines Lasers, durch Bohren, durch Stanzen oder auf eine andere geeignete Weise in der jeweiligen Folie angeordnet werden.
An Stelle der Verwendung einer lichtundurchlässigen Materialfolie, die mit einer Durchgangsöffnung 14, 14' oder 14" versehen wird, kann selbstverständlich auch ein transparentes Material, beispielsweise eine Kunststoff- oder Glasfolie mit einem lichtundurchlässigen Material abgedeckt, beispielsweise beklebt oder bedruckt werden, wobei die zentrale Durchgangsöffnung 14 belassen wird.
Die Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäß den 1 bis 6 bezog sich bislang lediglich auf solche Vorrichtungen, die lediglich ein einziges Filterelement 15 aufweisen. Dieses wird bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 aus dem Bereich 13 und der zentralen Öffnung 14 und bei den Ausführungsbeispielen gemäß den 4 und 6 jeweils aus zwei unterschiedlichen im wesentlichen folienartigen, dünnen flexiblen Elementen 13 und 18 gebildet.
An Stelle des ersten Filterelementes 15 kann gleichermaßen aber auch ein anderes, beispielsweise ein zweites Filterelement 19 oder ein drittes Filterelement 20 vorgesehen sein. Je nach Einsatzzweck bzw. Funktion der Vorrichtung dient die Vorrichtung 10 in einem solchen Falle beispielsweise als UV-Schutzvorrichtung oder als Vorrichtung zur Korrektur von Farb-Fehlsichtigkeiten.
Schließlich kommt aber auch eine nahezu beliebige Kombination des ersten, des zweiten und des dritten Filterelementes miteinander in Betracht. 7 zeigt – schematisch, in einer Darstellung gemäß 5 –, daß die Vorrichtung 10, beispielsweise ein erstes Filterelement 15, ein zweites Filterelement 19, z.B. aus einer Folie 21, und ein drittes Filterelement 20, z.B. aus einer Folie 22, umfassen kann. Die unterschiedlichen Filterelemente 15, 19, 20 bestehen dabei sämtlich aus flexiblen Folien 21, 22, die von einer augenverträglichen Umhüllung 16 umgeben sind oder, wie oben angeführt, mit einer augenverträglichen Oberfläche versehen sind. Die Folien können auf beliebige Weise fest relativ zueinander angeordnet sein, beispielsweise durch Verkleben, Verschweißen oder durch bloße Adhäsionskräfte. Sie können auch beabstandet voneinander angeordnet sein.
Durch die Verwendung dünner folienartiger Materialien für die drei Filterelemente besteht darüber hinaus die Möglichkeit, verschiedene Filterelemente auf einfache Weise zu kombinieren, so daß je nach gewähltem Anwendungszweck besondere Filterelemente vorgesehen sind. Eine UV-Schutz-Vorrichtung besitzt somit erfindungsgemäß den gleichen strukturellen Aufbau wie eine IR-Schutzvorrichtung.
Eine besonders vorteilhafte Kombination eines ersten Filterelementes 15 mit einem dritten Filterelement 20 führt beispielsweise zu einer Schutzvorrichtung für das Auge, die eine UV- oder IR-Schutzfunktion bereitstellt und zugleich eine Korrektur der Augenfehlsichtigkeit vornimmt. Eine derartige Vorrichtung ist dabei für nahezu alle Arten von Fehlsichtigkeiten einsetzbar, so daß lediglich eine einzige Vorrichtung für eine sehr große Zahl möglicher Anwendungsbereiche bereitgestellt wird.
Auf Grund der relativ geringen Wandstärke der einzelnen Filterelemente 15, 19, 20 können Gesamtwandstärken der Kombination mehrerer Filterelemente 15, 19, 20 von weniger als 0,2 mm erreicht werden. Dies gewährleistet eine hohe mechanische Flexibilität, die eine einfache Anpassung der Vorrichtung 10 an die Form der Hornhaut ermöglicht. Außerdem wird durch die nur sehr geringe Wandstärke insgesamt der Tragekomfort der Vorrichtung 10 stark erhöht.
Für den Fall, daß das dritte Filterelement – in Alleinstellung oder in Kombination mit weiteren Filterelementen – als Infrarot-Filter ausgebildet ist, kommen selektiv wirksame optische Filter in Betracht, beispielsweise Substrate mit strukturierten Halbleiter-Beschichtungen oder Kolloiden, die den Infrarotanteil absorbieren, den höher energetischen aber transmittieren. Insbesondere sind Materialien auf der Basis der Buntgläser, wie sie die Firma Schott produziert, als IR-Filter einsetzbar.
Um das dritte Filterelement 20 als UV-Filter auszubilden, kommen Substrate mit Metall- oder Legierungsbeschichtung in Betracht. Auch dielektrische Beschichtungen sind vorstellbar.
Für den Fall, daß das dritte Filterelement 20 ein Transformationsfilter ist, kommen hierfür als Materialien beispielsweise Gallium-Indium-Phosphit-Beschichtungen oder andere geeignete Beschichtungen mit anderen halbleitenden Materialien in Betracht. Für die Transformationen infraroter Strahlen in sichtbare Strahlung kommen solche Materialien, wie sie herkömmlich zur Frequenzverdopplung eingesetzt werden, in Betracht.
Transformationsfilter können beispielsweise dazu dienen, bei einem Autofahrer bei nächtlichen Fahrten die Sehleistung zu erhöhen. Das dritte Filterelement, welches als Transformationsfilter ausgebildet ist, kann dabei spektrale Anteile des nicht sichtbaren Lichtes absorbieren und in einer anderen Frequenz, vorzugsweise im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums, re-emitieren, und zwar entlang einer Vorzugsrichtung. Dies führt beispielsweise zu einer besseren Erkennbarkeit bei geringerer Lichtintensität. Anwendungsbereiche können beispielsweise auch Infrarot-Schutzbrillen sein, die die Strahlung eines Infrarot-Lasers sichtbar machen.
Für den Fall, daß ein zweites Filterelement 19 vorgesehen ist, kann dieses eine bunte Filterfolie sein. Beispielsweise kommen Substrate in Betracht, bei denen Farbkügelchen in einer Polymer-Matrix gelöst sind. Es kann sich dabei beispielsweise um rotgetönte, blaugetönte oder grüngetönte dünne Kunststofffolien oder um eine Kombination dieser Folien handeln. In Kombination mit dem ersten und/oder mit dem dritten Element kann ein die Farbfehlsichtigkeit des menschlichen Auges korrigierendes und zugleich das menschliche Auge vor ungewünschter Strahlung schützendes oder dessen Sehleistung verbesserndes Gerät bereitgestellt werden.
Der schematisch dargestellte Strukturaufbau gemäß 7 ist lediglich beispielhaft zu verstehen. Die Zahl, die Anordnung, die Reihenfolge und die Art der zu einer dünnen Schichtstruktur ausgebildeten Kombination unterschiedlicher Filterelemente ist selbstverständlich vom Einsatzzweck der Vorrichtung abhängig.
Auf der vom Auge abgewandten Seite der Vorrichtung 10 kann sich beispielsweise eine in 7 lediglich gestrichpunktet angedeutete Dekorfläche D befinden. Eine derartige Dekorfläche kann mit einer Beschriftung oder einer anderen visuellen Gestaltung versehen werden. Für den Fall, daß eine Dekorfläche D vorgesehen wird, ist vorteilhafterweise die in der Vorrichtung 10 vorhandene Kombination unterschiedlicher Filterelemente 15, 19, 20 oder das in der Vorrichtung 10 angeordnete lediglich eine Filterelement als Trägerstruktur ausgebildet, die die Dekorfläche tragen kann. Auf diese Weise wird u.a. die Möglichkeit bereitgestellt, die natürliche Farbe der Iris des Nutzers zu ändern. Es können neben Bildzeichen auch Hologramme angebracht werden.
Die Dekorfläche D schränkt dabei weder das Gesichtsfeld ein noch beeinträchtigt sie die Sehleistung in anderer Weise. Insbesondere die Kombination der Dekorfläche D mit einem ersten Filterelement ist vorteilhaft, weil hier bis auf eine Abdeckung der zentralen Öffnung 14 die gesamte, dem Auge abgewandte äußere Seite des Filterelementes als Dekorfläche ohne Gesichtsfeldbeschränkung verwendet werden kann.
Die verwendeten Folien 13, 21, 22 für die Filterelemente 15, 19, 20 sind herkömmliche, kommerziell erhältliche Folien und weisen Wandstärken W von vorzugsweise weniger als 0,1 mm, beispielsweise 5/100 mm auf. Insbesondere kommen Wandstärken des ersten, des zweiten und des dritten Filterelementes im Bereich zwischen 10 und 100 um in Betracht. Verwendet werden können beispielsweise Metallfolien, aber auch beschichtete Polymer- oder Glassubstratfolien.

Claims

Vorrichtung (10) zum Schutz des menschlichen Auges vor Gefährdungen durch elektromagnetische Strahlung und/oder zur Korrektur von Fehlsichtigkeiten des menschlichen Auges, insbesondere zur Korrektur von Nah- und/oder Fernfehlsichtigkeit und/oder zur Korrektur von Farbfehlsichtigkeit, wobei die Vorrichtung aus der folgenden Gruppe von drei Filterelementen: a) erstes Filterelement (15) zur Korrektur der Nah- und/oder Fernfehlsichtigkeit und/oder zur Korrektur von Aberrationen, welches von einer im wesentlichen lichtundurchlässigen Materialschicht (13, 13') mit wenigstens einer zentralen Öffnung (14, 14') für einen Durchlass elektromagnetischer Strahlung gebildet ist, b) zweites Filterelement (19) (RGB-Filterelement) zur Korrektur von Farbfehlsichtigkeiten, welches von wenigstens einer dünnen, farbigen Materialschicht (21) gebildet ist, c) drittes Filterelement (20) zur selektiven, wellenlängenabhängigen Filterung und/oder zur selektiven, wellenlängenabhängigen Transformation der elektromagnetischen Strahlung, welches von wenigstens einer Materialschicht (22) gebildet ist, wenigstens ein Filterelement (15, 19, 20) aufweist, wobei die Vorrichtung (10) eine gewölbte Grundform (2a) aufweist oder in eine gewölbte Grundform überführbar ist, die an die Grundform einer herkömmlichen Kontaktlinse zumindest angenähert ist, und wobei die Vorrichtung im montierten Zustand mit ihrer hohlen Innenseite (12) dem Auge zugewandt ist und an dem Auge anliegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Anpassung an die Außenseite des Auges flexibel ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung im wesentlichen flach (2a) ausgebildet ist und sich beim Ansetzen an die Außenseite des Auges durch Adhäsion selbsttätig an das Auge anpaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine im wesentlichen formstabile, schalenförmige, gewölbte Grundform aufweist, die an das Auge angepaßt ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Kombination (7) von wenigstens zwei dieser Filterelemente (15, 19, 20) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement bzw. die Kombination der Filterelemente mit einer Umhüllung (16) aus augenverträglichem Material versehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement bzw. die Kombination der Filterelemente eine beispielsweise durch Beschichtung oder Bearbeitung erzielte augenverträgliche Oberfläche (17) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung als dünne, insbesondere folienartige, Schichtstruktur (3, 7) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend das erste Filterelement (15), dadurch gekennzeichnet, daß das erste Filterelement von einer Folie gebildet ist, insbesondere mit einer Wandstärke (w) zwischen 1 μm und 0,1 mm.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend das erste Filterelement, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Öffnung einen Durchmesser (d) aufweist, mit 0,1 mm < d < 4 mm, insbesondere mit 0,2 mm ≤ d ≤ 2 mm.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend das erste Filterelement (15), dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der zentralen Öffnung (14, 14'') in Abhängigkeit von der Intensität der einfallenden Strahlung variiert.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein variabler Durchmesser (vd) der zentralen Öffnung (14, 14'') in dem Bereich 0 mm < vd < 3,9 mm liegt.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend das erste Filterelement (15), dadurch gekennzeichnet, daß eine erste zentrale Öffnung (14') konstanter Größe vorgesehen ist, der eine zweite Öffnung (14'') variabler Größe in fluchtender und/oder koaxialer Anordnung zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Öffnung (14') einen konstanten Öffnungsdurchmesser d aufweist, mit 0,1 mm < d < 3,9 mm und die variable Öffnung (14'') einen variablen, intensitätsabhängigen Durchmesser (vd) aufweist, mit 0 ≤ vd ≤ d.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend das erste Filterelement (15), dadurch gekennzeichnet, daß die Größe und/oder die Form der zentralen Öffnung an die Art der Fehlsichtigkeit angepaßt ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend das zweite Filterelement (19), dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Filterelement als dünne Folie ausgebildet ist, insbesondere mit einer Wandstärke von weniger als 0,1 mm.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend das dritte Filterelement (20), dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Filterelement als dünne Folie ausgebildet ist, insbesondere mit einer Wandstärke von weniger als 0,1 mm.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend das dritte Filterelement (20), dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Filterelement zumindest einen UV-(Ultraviolett)Filter aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend das dritte Filterelement (20), dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Filterelement zumindest einen IR-(Irffrarot)Filter aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend das dritte Filterelement (20), dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Filterelement zumindest einen Transformationsfilter aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und/oder das zweite und/oder das dritte Filterelement jeweils von einer beschichteten Metall-, Polymer- oder Glas-Substratfolie gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (10) eine Gesamtwandstärke zwischen 0,05 mm und 0,4 mm aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung als Trägerstruktur ausgebildet ist und auf ihrer dem Auge abgewandten Seite (11) eine Dekorfläche (D) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend das zweite (19) und dritte Filterelement (20), dadurch gekennzeichnet, daß diese beiden Filterelemente gemeinsam von einer einzigen dünnen Folie bereitgestellt sind.