Projektowanie soczewek okularowych dla kierowców

Firma ZEISS zaprojektowała nowe soczewki okularowe dla kierowców. Nie są to jednak specjalistyczne soczewki przeznaczone tylko do samochodu, lecz zoptymalizowane soczewki do użytku całodziennego. Zapewniają trzy kluczowe atuty, zwiększające bezpieczeństwo i komfort użytkownika. LEPSZY WZROK rozmawiał z dr Christianem Lappe z działu Scientific Affairs & Technical Marketing oraz z Frankiem Mielichem, kierownikiem projektu w dziale DriveSafe/Technology & Innovation/New Product Implementation, którzy pracowali nad soczewkami DriveSafe.

LEPSZY WZROK: Soczewki DriveSafe to najnowsza innowacja marki ZEISS. W jaki sposób opracowuje się soczewki do prowadzenia samochodu? A przede wszystkim, po co nam takie soczewki?

Christian Lappe: Powodem prac nad soczewkami DriveSafe była potrzeba klientów, którą udało nam się zidentyfikować. Ankiety i opinie klientów pozyskiwane od optyków i użytkowników ujawniły, że wielu klientów czuje się niekomfortowo, a nawet boi się podczas prowadzenia pojazdu z powodu problemów z widzeniem. Ankietowani wyraźne zaznaczali, że potrzebują całodniowych okularów, które poprawiłyby komfort prowadzenia pojazdów.

Frank Mielich: Dobre widzenie podczas jazdy samochodem to skomplikowane zagadnienie, które zależy od wielu różnych czynników, np. wady wzroku czy wrażliwości na światło. Chcieliśmy dowiedzieć się, czy prowadzenie pojazdu wiąże się z konkretnymi, uniwersalnymi problemami z widzeniem, które dotyka kierowców w tym samym stopniu. Przeprowadziliśmy szeroko zakrojone badania rynku w Niemczech i USA, których celem było odkrycie, co zapewniłoby lepsze widzenie podczas jazdy samochodem oraz z jakimi wyzwaniami mierzą się kierowcy na drodze. Zaskoczyła nas duża liczba problemów z widzeniem oraz fakt, że dotyczyły one konkretnych obszarów. Jednym z nich były uciążliwe odblaski, które doskwierają najbardziej w warunkach słabego oświetlenia, na przykład o zmierzchu i świcie. Sytuację pogarsza fakt, że w takich warunkach rzeczywiście widzimy mniej. Większość z nas doświadczyło choć raz tego nieprzyjemnego zjawiska.

Christian Lappe: Ponadto niektórzy użytkownicy soczewek progresywnych mieli wrażenie, że ich okulary nie były w stanie nadążyć za szybkim przenoszeniem wzroku, którego wymaga prowadzenie pojazdu. Uważali, że ograniczone segmenty stosowane w tradycyjnych soczewkach progresywnych mogłyby zostać udoskonalone. To były główne zastrzeżenia i problemy, z którymi musieliśmy się zmierzyć, pracując nad lepszym produktem do prowadzenia pojazdu.

LEPSZY WZROK: Co wyróżnia te soczewki na tle standardowych produktów? W jaki sposób soczewki DriveSafe zwiększają komfort i bezpieczeństwo jazdy?

Christian Lappe: Podczas prac nad soczewkami DriveSafe kierowaliśmy się trzema filarami:

1. zrozumieniem, jak reagują nasze źrenice podczas jazdy w niekorzystnych warunkach oświetlenia oraz jak na jakość widzianego obrazu wpływa słabe światło,
2. uciążliwymi odblaskami widzianymi podczas prowadzenia pojazdu,
3. specyfiką prowadzenia samochodu w soczewkach progresywnych.

Pierwszym krokiem w pracach nad soczewkami było zrozumienie, jaką rolę odgrywają źrenice. Wiemy, że ich rozmiar zależy od jasności otoczenia. Niedostateczne światło sprawia, że źrenice rozszerzają się. Jednakże rozszerzenie źrenicy wpływa na jakość widzianego obrazu. Przypomina to zjawisko znane z fotografii, gdy ustawiasz przysłonę aparatu, aby kontrolować ilość światła wpadającego do aparatu. Ustawienie to jednocześnie wpływa na głębię pola widzenia. Im bardziej otwarta przysłona, tym płytsze pole. Nasze źrenice działają na podobnej zasadzie. Gdy źrenica rozszerza się, do siatkówki dociera więcej światła, a głębia pola widzenia zmniejsza się. Jednocześnie światło w strefach peryferyjnych jest załamywane inaczej przez soczewkę oka. Wpadające promienie nie padają na właściwy obszar siatkówki, co może ograniczać jakość widzenia przy znacznie rozszerzonej źrenicy.

Gdy pracowaliśmy nad soczewkami DriveSafe, zoptymalizowaliśmy konstrukcję soczewki, aby poprawić jakość widzenia w warunkach słabego oświetlenia, gdy źrenica jest rozszerzona. Ta zoptymalizowana konstrukcja ma kluczowe znaczenie, zwłaszcza gdy nosisz soczewki progresywne. Jednocześnie pomaga osiągnąć cel soczewek DriveSafe, czyli zapewnia większy komfort widzenia nawet przy słabym świetle. Efektem naszych prac jest technologia Luminance Design®.

Frank Mielich: Drugim filarem prac była szczegółowa analiza problemu z odblaskami. Odblaski możemy podzielić na dwa rodzaje. Pierwszy to „odblask oślepiający”, który fizjologicznie uniemożliwia widzenie - na przykład w efekcie nagłego rozbłysku światła. Drugi natomiast to „odblask drażniący”, czyli psychologiczny dyskomfort spowodowany nieprzyjemnym, uciążliwym lub niepokojącym rozbłyskiem światła. Wielu kierowców wskazywało na reflektory nadjeżdżających pojazdów oraz latarnie uliczne jako źródło nieprzyjemnych odblasków drugiego typu.

Mamy szybkie i skuteczny sposoby ochrony oczu przed odblaskiem oślepiającym - odruchowo zamykamy je albo odwracamy wzrok od źródła oślepiającego światła. To właściwa reakcja, na którą soczewki okularowe nie mają wpływu. Nas bardziej interesowały drażniące odblaski, które użytkownicy określali jako nieprzyjemne i uciążliwe. Jednym z najlepszych przykładów takich odblasków są światła reflektorów nadjeżdżającego samochodu w warunkach słabego oświetlenia. Dowody naukowe, potwierdzone przez badania rynkowe, wiążą wrażenie oślepienia z reflektorami LED-owymi i ksenonowymi H.I.D. (High Intensity Discharge). Skład emitowanego przez nie światła odgrywa szczególnie ważną rolę. Te nowoczesne reflektory LED-owe i ksenonowe HID wykazują specyficzną emisję światła w wysokoenergetycznej części spektrum, tj. w zakresie 440-470 nm.

Christian Lappe: Powłoka DriveSafe pozwala na wybiórcze wyciszenie tego uciążliwego, krótkofalowego światła, które odpowiada za niepożądane odblaski. Co ważne, soczewki z tą powłoką mogą być także stosowane w ciągu dnia i nadają się do codziennego użytku.

Oczywiście soczewki te spełniają także normy dla soczewek do prowadzenia pojazdu. 

Frank Mielich: Powłoka DuraVision^® DriveSafe zapewnia tę samą wytrzymałość i łatwość czyszczenia, co nasza zaawansowana powłoka DuraVision^® Platinum!

Christian Lappe: Trzecim i ostatnim filarem naszych prac była optymalizacja soczewek progresywnych pod kątem prowadzenia pojazdu. Gdy jedziemy samochodem, nasz wzrok pracuje na wyższych obrotach. Musi sprostać licznym wymaganiom i zachować skupienie, ponieważ prowadzenie pojazdu to bardzo dynamiczna czynność dla oczu. Przenosimy wzrok (i uwagę) z drogi na deskę rozdzielczą, zerkamy w lusterka boczne i wsteczne, znowu patrzymy na drogę... Wszystko to dzieje się błyskawicznie. Poszczególne segmenty soczewek progresywnych muszą zapewniać wyraźne, naturalne i komfortowe widzenie na każdej odległości. Właśnie dlatego skupiliśmy się na optymalizacji konstrukcji soczewki pod kątem potrzeb kierowców. Jednocześnie nie chcieliśmy, aby użytkownik musiał zakładać inne okulary, gdy wysiada z auta. Segmenty do dali i odległości pośredniej w soczewkach progresywnych DriveSafe progressive zostały celowo powiększone, aby zapewniały optymalne wsparcie da ruchu gałki ocznej kierowcy. Jednocześnie segment do bliży jest na tyle duży, że pozwala między innymi czytać, dzięki czemu okulary mogą być noszone przez cały dzień.

LEPSZY WZROK: Jak testuje się takie soczewki?

Frank Mielich: Soczewki DriveSafe zostały poddane całej serii analiz naukowych, co pozwoliło nam zidentyfikować trzy kluczowe problemy, które przed chwilą omówiliśmy. Użytkownicy testowi sprawdzili każdą nową cechę naszej konstrukcji, abyśmy mogli zweryfikować, jak wpływają one na wzrok podczas prowadzenia pojazdu oraz czy nowy prototyp soczewek DriveSafe znacząco poprawia widzenie. Tym sposobem uzyskaliśmy ostateczną wersję soczewek DriveSafe.

Przeprowadziliśmy także badania, aby dowiedzieć się, kiedy występuje zjawisko oślepienia. Spróbowaliśmy określić „próg bólu”, po którym zaczynamy odczuwać drażniące odblaski. Jak mocny musi być odblask, aby uniemożliwić np. odczytanie liter? Jaki wpływ mają na to różne produkty, intensywność odblasku oraz powłoki i filtry? Wyczerpująco testowaliśmy prototypy soczewek, aby odkryć, jak wpływają na widzenie. Liczna grupa użytkowników testowych sprawdziła nasze prototypy w praktyce i udzieliła subiektywnej opinii za pomocą szczegółowego kwestionariusza. Jedną z najważniejszych kwestii było samopoczucie użytkowników w nowych soczewkach, zarówno podczas prowadzenia samochodu, jak i na co dzień. Testy obejmujące autentyczne sytuacje są kluczowe, więc zadbaliśmy, aby szczegółowe wewnętrzne i zewnętrzne próby z użytkownikami były integralną częścią naszego projektu.

Współpracowaliśmy z FKFS (Instytutem Badawczym Inżynierii Samochodowej i Silników Samochodowych w Stuttgarcie), aby przeanalizować ruch oczu i głowy użytkowników podczas prowadzenia pojazdu. Chcieliśmy wiedzieć, jak kierowcy przenoszą wzrok, gdzie dokładnie patrzą, na jak długo zatrzymują wzrok oraz jak poruszają oczami i głową. Odpowiedzieliśmy na te pytania, umieszczając badanych w specjalnym pojeździe testowym, wyposażonym w kamery i obserwowaliśmy ruch ich głów i oczu podczas kierowania pojazdem. W ten sposób uzyskaliśmy ważne dane, które pozwoliły nam zoptymalizować soczewki progresywne dla kierowców.

LEPSZY WZROK: Na co patrzymy, gdy prowadzimy samochód? I jak przenosimy wzrok? Czy różni się to od innych sytuacji dnia codziennego?

Christian Lappe: Współczesny świat stawia coraz więcej wyzwań przed naszymi oczami. W wielu przypadkach nawet nie jesteśmy tego świadomi, ale obecny styl życia zmusza oczy do całkiem innego wysiłku. Opracowanie soczewek Digital jest jednym z przykładów, jak reagujemy na te zmiany. Obecnie spędzamy zdecydowanie więcej czasu, patrząc w bliż na smartfony, tablety i podobne urządzenia, które stały się szalenie popularne. W efekcie nieustannie przenosimy wzrok i uwagę z bliży do dali. W dłuższej perspektywie staje się to uciążliwe dla oczu i może doprowadzić do zmęczenia oczu.

Prowadzenie samochodu wymaga całkiem innego patrzenia, więc w odmienny sposób obciąża nasze oczy. W aucie konieczne jest dynamiczne widzenie, które wymaga nieustannego ruchu głowy i oczu. Musimy patrzeć nie tylko na drogę, ale też monitorować otoczenie – bezpośrednio i za pomocą lusterek – oraz nieustannie zerkać na deskę rozdzielczą. Badania przeprowadzone przez FKFS wykazały, że przez 96% czasu patrzymy na drogę. Zaskoczył nas ten wynik, ponieważ zakładaliśmy niższą liczbę, np. 80% patrzenia na drogę, a 20% na deskę i lusterka. Niemniej jednak ucieszył nas ten rezultat, ponieważ patrzenie na drogę jest najważniejszym aspektem prowadzenia pojazdu! Oznacza to także, że spojrzenia w boczne lusterka, lusterko wsteczne na na deskę rozdzielczą musimy zmieścić w pozostałym, bardzo krótkim czasie. Ponieważ nie jest to typowy sposób patrzenia, może być bardzo męczący dla oczy i całego układu wzrokowego. Prawdopodobnie tak duża ilość szybkich spojrzeń zdarza się tylko podczas przechodzenia przez ruchliwą drogę lub polowania na okazje na wyprzedaży! Podczas prowadzenia samochodu nasze oczy muszą wykonywać tę ciężką pracę przez długi czas - czasem w trudnych warunkach.

Nie zaskakuje zatem fakt, że soczewki zaprojektowane z myślą o kierowcach są w stanie zapewnić lepsze i bardziej komfortowe widzenie.

Frank Mielich: Właśnie takie spostrzeżenia mieli nasi użytkownicy testowi oraz pierwsi klienci, którzy wybrali soczewki DriveSafe. Ucieszyły nas bardzo pozytywne opinie o ostatecznym produkcie, które otrzymaliśmy od użytkowników soczewek jednoogniskowych i progresywnych. Oczywiście gama DriveSafe obejmuje także specjalistyczne soczewki do zakrzywionych oprawek.

LEPSZY WZROK: Jaki moment był najbardziej ekscytujący podczas prac nad soczewkami DriveSafe?

Frank Mielich: Zaczęliśmy od testowania kilku wersji prototypowych z różnymi kombinacjami konstrukcji i powłok (kombinacje 2x2) w małej grupie ekspertów. Testowanie na sobie nowego produktu zawsze jest emocjonującą chwilą, chyba najciekawszą w całym projekcie. Przejście od teorii do praktyki zawsze jest pełne niewiadomych, ale właśnie to jest ekscytujące.

Gdy skończyłem pracę, wziąłem soczewki ze sobą i przetestowałem je, jadąc do domu. Pierwsza wersja nie zrobiła na mnie wrażenia, więc zmieniłem ją na kolejną i sprawdziłem przed ksenonowymi reflektorami swojego samochodu. To było coś niesamowitego! Pomyślałem sobie: Chyba trafiliśmy w dziesiątkę...