Tajemnica idealnej konstrukcji soczewki okularowej

Jak sądzisz: który produkt wykorzystuje więcej fachowej wiedzy optycznej - soczewka okularowa czy nowoczesny, zaawansowany aparat zawierający pięć osobnych elementów optycznych? Wiele osób wskazałoby aparat. Jakie zaawansowane właściwości optyczne może mieć zwykła, cienka plastikowa soczewka? Jednakże cała tajemnica soczewek okularowych leży w ich konstrukcji. Soczewka aparatu ma symetryczny układ optyczny i za każdym razem jest produkowana w takim samym kształcie. Przypadki takie w okulistyce należą zaś do rzadkości, ponieważ to asymetria jest tu normą. Kształt soczewki jest zdecydowanie bardziej skomplikowany, a do tego niepowtarzalny dla każdej wyprodukowanej soczewki. Na skuteczność soczewek okularowych składa się wiele elementów optycznych o znacznym stopniu zaawansowania. Jak to możliwe? To pytanie LEPSZY WZROK zadał Gerhardowi Kelchowi, profesjonalnemu matematyki oraz szefowi działu Konstrukcji Optycznych w Optyce Okularowej ZEISS.

LEPSZY WZROK: Panie Kelch, eksperci z dziedziny optyki nieustannie dążą do coraz lepszych konstrukcji soczewek. Dlaczego ma to tak duże znaczenie? I jakie korzyści ma dla ostatecznego użytkownika okularów?

Gerhard Kelch: Głównym zadaniem soczewki okularowej jest korekta wady wzroku, na przykład krótkowzroczności. Soczewka może także korygować nieprawidłowości widzenia, takie jak astygmatyzm czy prezbiopia (czyli nieostre widzenie bliży, postępujące wraz z wiekiem). Minimalne wymaganie stawiane soczewce to wyraźne widzenie, gdy użytkownik patrzy przed siebie. Ale nie oznacza to, że taka soczewka zapewnia równie dobre widzenie jak u osób bez wad wzroku. Właśnie to jest nasze wyzwaniem, z którym mierzymy się w ZEISS od ponad 100 lat. Naszym celem jest oferowanie ostrego, naturalnego widzenia we wszystkich kierunkach, nie tylko podczas patrzenia na wprost.

Nasze oczy poruszają się za soczewkami okularowymi. Ruch gałki ocznej różni się w zależności od osoby, a każda oprawka inaczej leży na twarzy poszczególnych użytkowników, np. różni się kątem pochylenia. Właśnie dlatego konstrukcja współczesnych soczewek okularowych jest tak ważna.

Nowoczesne soczewki uwzględniają wszystkie te detale dzięki zindywidualizowanej konstrukcji. Soczewka na receptę ma inną moc optyczną na górze lub z boku, a inną na środku, gdzie patrzymy na wprost. Konstrukcja soczewki mus być zoptymalizowana w sposób, który umożliwia najlepszą korektę wzroku także w górnej i peryferyjnej części soczewki. Jej budowa musi być dopasowana do recepty użytkownika oraz wybranej oprawki.

LEPSZY WZROK: Czy sekret leży w sposobie produkcji soczewki?

Gerhard Kelch: ZEISS inwestuje znaczące środki w nieustanne doskonalenie konstrukcji soczewek oraz przystosowywanie ich do zmieniającego się stylu życia użytkowników. Nasze wieloletnie doświadczenie w branży optycznej (nie tylko w dziedzinie soczewek okularowych) zapewnia nam solidny fundament do dalszych prac. Nasze produkty pomagają na każdym etapie procesu okulistycznego: począwszy od badania oka z pomocą naszych urządzeń pomiarowych, po produkcję soczewki i pokrycie jej powłokami. W dużej mierze korzystamy z produktów, przyrządów, technik i oprogramowania, które opracowaliśmy samodzielnie. Precyzyjnie i skrupulatnie dopasowujemy do siebie poszczególne etapy procesu. ZEISS nie pozostawia nic przypadkowi. Na rynek trafiają tylko sprawdzone i przetestowane produkty i technologie.

Jeśli pracujemy nad nową konstrukcją soczewki – na przykład nad najnowszymi soczewkami ZEISS Digital – zaczynamy od analizy celu, jaki miałaby spełniać nowa konstrukcja. Na bardzo wczesnym etapie przeprowadzamy testy z użytkownikami. Wiemy, że nawet najbardziej zaawansowana konstrukcja okaże się bezwartościowa, jeśli nie sprawdzi się w praktyce.

LEPSZY WZROK: Jak dobieracie użytkowników do testów?

Gerhard Kelch: To oczywiście zależy od produktu. Do testowania soczewek progresywnych angażujemy osoby w wieku powyżej 40 lat, które zaczęły odczuwać pierwsze trudności z ostrym widzeniem bliży, albo które już stosują soczewki progresywne. W innych przypadkach wybieramy reprezentatywną grupę badanych, tj. osoby z dużymi i małymi wadami, w różnym wieku, różnej płci, o różnym kształcie twarzy… Ponieważ jesteśmy globalną firmą, musimy uwzględniać specyfikę poszczególnych regionów, np. kształt twarzy, pozycję oczu oraz zróżnicowane preferencje dotyczące oprawek. Wszystkie te czynniki należy uwzględnić już na początku prac nad konstrukcją. Sprawdzona, standardowa procedura oparta na kwestionariuszach pomaga nam następnie w optymalizacji konstrukcji oraz wyborze ostatecznego wariantu produktu. Im więcej wiemy o użytkownikach, tym lepszą soczewkę możemy stworzyć! Oczywiście konieczne jest też najlepsze oprogramowanie optyczne, które samodzielnie opracowujemy i doskonalimy dzięki nowym danym.

LEPSZY WZROK: Istnieją także soczewki zoptymalizowane dla danego użytkownika. Na czym to polega?

Gerhard Kelch: Kiedyś możliwa była produkcja tylko soczewek sferycznych lub torycznych. Obecnie możemy tworzyć powierzchnie asferyczne i atoryczne i wykorzystywać je w soczewkach na wiele różnych sposobów. Zwieńczeniem naszym osiągnięć jest technologia dowolnego kształtu (Freeform Technology), która pozwala na szeroką indywidualizację soczewek. To ważne nie tylko dla użytkowników soczewek progresywnych, ale też jednoogniskowych. Możemy przykładowo wyprodukować nowoczesne okulary sportowe w zakrzywionej oprawce, które pozwalają uniknąć braku ostrości w widzeniu peryferyjnym. Dzięki potężnym komputerom jesteśmy w stanie zaprojektować z niezwykłą precyzją zindywidualizowane soczewki na podstawie danych otrzymanych od optyka – i to w zaledwie kilka sekund. W latach 80. XX wieku na zaprojektowanie soczewki w technologii dowolnego kształtu potrzebna była cała noc.

Dziś każdego dnia nasza fabryka w niemieckim Aalen oblicza 12 000 zindywidualizowanych soczewek progresywnych każdego dnia!

LEPSZE WIDZENIE: To musi wymagać obróbki olbrzymiej ilości danych.

Gerhard Kelch: Zgadza się. Dane pomiarowe poszczególnych użytkowników, które uzyskujemy, są kluczem do wyprodukowania doskonale dopasowanej soczewki. Oczywiście gwarantujemy pełną ochronę danych osobowych. Jeśli soczewka ulegnie uszkodzeniu w transporcie albo podczas użytkowania, mamy już wszystkie dane konieczne do natychmiastowego wyprodukowania soczewki zastępczej. Ponadto dane pomagają nam przewidywać nowe trendy, na przykład modne oprawki. Wykorzystujemy te informacje podczas prac nad konstrukcjami soczewek oraz testów praktycznych. Przykładowo dane z ostatnich trzech lat wykazały, że klienci preferują większe oprawki. Ten trend wpływa na konstrukcję naszych soczewek, ponieważ soczewka całkiem inaczej zachowuje się w dużej oprawce. Musimy zatem dostosować odpowiednio jej parametry optyczne.

LEPSZY WZROK: Ostatnie pytanie. Jaką radę ma Pan dla użytkowników okularów jako matematyk?

Gerhard Kelch: Głęboko wierzę, że ostre, komfortowe widzenie jest tak ważne w naszym życiu, że należy zwracać na nie większą uwagę. Obecnie zaawansowana technologia pozwala nam tworzyć rozwiązania, które oferują wysoki komfort widzenia. Polecam zatem wszystkim regularne badania wzroku. Problemy ze wzrokiem mogą prowadzić na przykład do bólu głowy. Na szczęście właściwe soczewki mogą temu zaradzić.