Einstärkengläser

High-Tech auch beim scheinbar Einfachen

Einstärkengläser sind Brillengläser, die über den ganzen Glasbereich nur eine einzige Wirkung besitzten. Diese Gläser sind daher auch nur für eine einzige Sehaufgabe geeignet: für die Ferne, für die Nähe oder für eine ganz bestimmte Sehentfernung, z.B. am Bildschirmarbeitsplatz.

Einstärkenbrillengläser kann man - je nach ihrer Durchbiegung - in verschiedene Kategorien unterteilen:

1. Meniskengläser, die am kostengünstigsten hergestellt werden können, da eine Fläche (Vorder- oder Rückfläche) bei allen Gläsern die gleiche Krümmung aufweist; erst in Kombination mit der zweiten Fläche ergibt sich die Gesamtwirkung. Dadurch können viele Rohlinge vorproduziert werden, bei denen eine Fläche schon fertig geschliffen ist. Allerdings können durch dieses Herstellungsprinzip Abbildungsfehler entstehen, da nicht immer die optimale Kombination der Krümmungen von Vorder- und Rückfläche des Brillenglases getroffen wird..
2. Punktuell abbildende Gläser, die verbesserte Abbildungseigenschaften (Verminderung von Unschärfen hervorrufenden Abbildungsfehlern) aufweisen., da hier für jede Stärke des Brillenglases eine eigene Kombination von Vorder- und Rückfläche ausgewählt wird. Hier verfolgen verschiedene Hersteller eigene Konzepte, so daß man dann auch von "Markengläsern" spricht.
3. Asphärische Gläser, die die besten Abbildungseigenschaften aufweisen. Bei diesen Gläsern ist die Krümmung der Flächen nicht konstant, sondern nimmt vom Zentrum zum Rand hin ab. Durch diese Abflachung werden die Gläser außerdem schlanker und dünner, so daß auch ein kosmetischer Vorteil zu beobachten ist. Die verbesserten Abbildungseigenschaften kommen allerdings nur bei einer sorgfältigen Zentrierung der Gläser zum Tragen; Fehler bei der Zentrierung machen sich stärker störend bemerkbar als bei anderen Gläsern. Hier sind heute auch individuell optimierte Brillengläser möglich, bei denen in die Glasberechnung und -fertigung individuelle Parameter des Brillenträgers einfließen, um eine in jedem Einzelfall bestmögliche Abbildungsqualität zu erzeugen

Zweistärken- bzw. Bifokalgläser

Das klassische Mehrstärkenglas mit großen Sehbereichen

Zweistärkengläser sind Brillengläser, die in unterschiedlichen Bereichen des Glases zwei verschiedene Wirkungen besitzen. Diese Gläser sind daher für zwei Sehaufgaben geeignet: normalerweise im oberen, größeren Bereich für die Ferne, im unteren, kleineren Bereich für die Nähe. Denkbar ist natürlich auch eine Anpassung der Stärken für besondere Zwecke: beispielsweise der obere Bereich für die Arbeit am Computerbildschirm, der untere Bereich für das Manuskript oder zum Erkennen von Details.

Bei der Größe, Form und Anordnung der Sehbereiche gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Ausführungen, so daß auch bei schwierigeren Anforderungen eine individuelle Lösung gefunden werden kann.

Unterschiede gibt es zwischen organischen und mineralischen Brillengläsern

Organische Bifokalgläser erreichen die höhere Wirkung im Nahbereich durch eine stärkere Krümmung der Glasvorderfläche in dieser Zone. Dies führt bei Nahteilen, die nicht kreisförmig sind, zu einer fühlbaren Kante, die u.U. durch Reflexe stören kann. Allerdings sind Tönungen und Entspiegelungen über das gesamte Glas in Ihrer Farbe konstant.

Mineralische Bifokalgläser erreichen die höhere Wirkung im Nahbereich durch ein Glasmaterial mit einer höheren Brechzahl in dieser Zone. Dadurch ist die Vorderfläche unabhängig von der Form des Nahteils immer eine durchgehende Fläche. Allerdings kann die Verwendung unterschiedlicher Glasmaterialien zu unterschiedlichen Restreflexfarben führen, wenn die Gläser entspiegelt sind; und bei phototropen (= selbsttönenden) Gläsern ist das Nahteil immer heller, da die dort eingeschmolzene Zusatzlinse keinerlei Farbpigmente enthält. Bei Bifokalgläsern aus Kunststoff ist die Kante zwischen Fern- und Nahteil fühlbar, während bei mineralischen Gläsern ist dies hingegen nicht der Fall.
Ein weiterer Unterschied ergibt sich bei phototropen Bifokalgläsern: Kunststoffgläser weisen eine gleichmäßige Farbe auf, während mineralische Gläser im Nahteil heller ausfallen als im Fernteil.
Außerdem ist bei mineralischen Bifokalgläsern die Farbe des Restreflexes einer Entspiegelungsschicht in Fern- und Nahteil leicht unterschiedlich.

Dreistärkengläser

Breite Sehfelder in allen wichtigen Entfernungen

Dreistärkengläser sind Brillengläser, die in unterschiedlichen Bereichen des Glases drei verschiedene Wirkungen besitzen. Diese Gläser sind daher für drei Sehaufgaben geeignet: normalerweise im oberen, größeren Bereich für die Ferne, im unteren, kleineren Bereich für die Nähe (z.B. zum Lesen) und in der mittleren Zone für mittlere Entfernungen. , z.B. für Dinge auf dem Schreibtisch, das Armaturenbrett im Auto oder der Computerbildschirm.

Brillengläser mit mehr als zwei Stärkenbereichen werden nötig, wenn die Fähigkeit des Auges, sich auf verschiedene Entfernungen einzustellen (Akkommodation), soweit abgenommen hat, daß zwischen Fern- und Nahbereich eine "Sehschärfenlücke" entsteht. In diesem Fall kann mit einem Zweistärkenglas zwar sowohl in der Ferne als auch in der Nähe scharf gesehen werden, bei mittleren Entfernungen treten aber Probleme auf, die nur durch ein zusätzliches Segment im Glas ausgeglichen werden können.

Bei der Größe, Form und Anordnung der Sehbereiche gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Ausführungen, so daß auch bei schwierigeren Anforderungen eine individuelle Lösung gefunden werden kann. Allerdings spielen Trifokalgläser heute am Markt kaum noch eine Rolle; sie sind weitgehend durch Gleitsichtgläser ersetzt worden.

Ihnen fehlen die typischen Nachteile der Trifokalgläser wie die beiden Trennkanten, die zwei Wirkungs-"Stufen" im Glas, die beim Sehen überwunden werden müssen und natürlich die unbefriedigende Ästdetik.

Unterschiede gibt es zwischen organischen und mineralischen Trifokalgläsern (analog zu den Bifokalgläsern):

Organische Trifokalgläser erreichen die höhere Wirkung in den Nahbereichen durch eine stärkere Krümmung der Glasvorderfläche in diesen Zonen. Dies führt zu einer fühlbaren Kante, die u.U. durch Reflexe stören kann. Allerdings sind Tönungen und Entspiegelungen über das gesamte Glas in Ihrer Farbe konstant.

Mineralische Trifokalgläser erreichen die höhere Wirkung in den Nahbereichen durch Glasmaterialien mit höheren Brechzahlen in diesen Zonen. Dadurch ist die Vorderfläche unabhängig von der Form der Nahteile immer eine durchgehende Fläche. Allerdings kann die Verwendung unterschiedlicher Glasmaterialien zu unterschiedlichen Restreflexfarben führen, wenn die Gläser entspiegelt sind; und bei phototropen (= selbsttönenden) Gläsern sind die Nahteil immer heller, da die dort eingeschmolzenen Zusatzlinsen keinerlei Farbpigmente enthalten. Bei Trifokalgläsern aus Kunststoff sind die Kanten zwischen den verschiedenen Glasteilen fühlbar, während bei mineralischen Gläsern ist dies hingegen nicht der Fall.
Ein weiterer Unterschied ergibt sich bei phototropen Trifokalgläsern: Kunststoffgläser weisen eine gleichmäßige Farbe auf, während mineralische Gläser im Nahteil heller ausfallen als im Fernteil.
Außerdem ist bei mineralischen Trifokalgläsern die Farbe des Restreflexes einer Entspiegelungsschicht in Fern- und Nahteil leicht unterschiedlich.

Gleitsichtgläser

Die hohe Kunst des individuellen Brillenglases

Im Gegensatz zu den Mehrstärkengläsern mit zwei oder drei Stärkenbereichen (Bifokal- und Trifokalgläser) verfügen Gleitsichtgläser über unendlich viele verschiedene Stärken in einem Glas. Dabei befindet sich im oberen Teil der Fernbereich, nach unten schließt sich die Übergangszone in einem etwas schmaleren Kanal an, in dem die Stärke langsam zunimmt, um dann im unteren, wieder breiteren Teil die vollständige Nahwirkung zu erreichen. Senkt der Benutzer also den Blick, benutzt er nacheinander Bereiche des Glases, in denen die Wirkung zunimmt und er somit für jede notwendige Entfernung eine passende Stärke zur Verfügung hat.

In den peripheren Bereichen des Glases finden sich Abbildungsfehler, die bei der Herstellung der Gläser nicht zu vermeiden sind, und in denen ein leicht verzerrter Seheindruck entsteht. Allerdings sind moderne Gleitsichtgläser inzwischen so weit entwickelt und optimiert, daß diese Verzerrungen kaum noch wahrgenommen werden; allenfalls beim allerersten Tragen ist eine kurze Gewöhnungsphase notwendig. Sollten die Gläser dennoch auch nach einer Eingewöhnungszeit von maximal sechs Monaten nicht optimal vertragen werden, können Sie ohne zusätzliche Kosten in ein beliebiges anderes Brillenglaspaar umgetauscht werden (ein Wertausgleich findet nicht statt, im Falle einer höherwertigen Versorgung wird die Differenz in Rechnung gestellt).

Bei älteren Gleitsichtglaskonzepten hingegen kommt es öfter zu stärkeren Gewöhnungsschwierigkeiten, da dort die Abbildungsfehler in den Randbereichen weniger geordnet und stärker ausgeprägt sind. Während man heute in der Lage ist, für jedes Brillenglaspaar und damit für jeden einzelnen Brillenträger eine individuelle, optimierte Lösung zu berechnen und zu fertigen, muß man bei der Verwendung älterer Gleitsichtglaskonzepte doch mit deutlichen Einbußen des Sehkomforts durch unsymmetrisch auftretende Abbildungsfehler und durch eingeschränkte Sehbereiche rechnen. Diese Gläser sind allerdings immer noch auf dem Markt und zeichnen sich in vielen Fällen durch einen relativ geringen Preis aus.


Mit fortschreitender Fertigungstechnik ist es heute auch möglich, Gleitsichtgläser für ganz bestimmte Tätigkeiten und Sehanforderungen zu entwickeln. Eine Übersicht der verschiedenen Varianten finden Sie in unserer Detailseite Gleitsichtgläser.

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Bilder: Ripken

Entspiegelungen

Beseitigung störender Reflexe auf den Brillenglasflächen

Grundsätzlich entstehen an jeder Grenzfläche zwischen zwei optischen Medien Reflexionen, also Spiegelungen. So auch an den Vorder- und Rückflächen von Brillengläsern. Diese Reflexe können auf verschiedene Weise entstehen und sich störend auf das Sehen und das Aussehen auswirken.:
Die Reflexe auf den Glasflächen lassen sich durch eine Entspiegelungsschicht unterdrücken. Dabei wird auf das Brillenglas eine dünne Schicht aufgedampft, an der wiederum Reflexionen stattfinden. Allerdings ist die Schichtdicke so gewählt, daß die reflektierten Wellen sich so überlagen, daß sie sich gegenseitig abschwächen. Die Schichtdicke bestimmt dabei, welche Farbe der Restreflex hat (meistens ein violetter oder grünlicher Schimmer); die Brechzahl der Schicht im Verhältnis zur Brechzahl des Glasmaterials bestimmt die Intensität des Restreflexes (aus diesem Grund sind z.B. einfache Entspiegelungsschichten auf mineralischen Gläsern mit der Brechzahl 1,6 effektiver als auf solchen mit der Brechzahl 1,5: die Brechzahlen von Glas und Beschichtung "harmonieren" in dieser Kombination besser).

Je nach Hersteller können Entspiegelungsschichten unterschiedliche Eigenschaften aufweisen: auf den ersten Blick fällt dabei die Farbe des Restreflexes ins Auge, der bei Superentspiegelungen heute meistens grünlich aussieht, manchmal aber auch blau-violett, orange-violett, oder weißlich bzw. farbneutral ausfallen kann. Oft wird die Entspiegelung mit zusätzlichen Eigenschaften versehen, die über die reine Reflexminderung hinausgehen: so kann das Glas eine besonders glatte Oberfläche erhalten, die sich besonders gut reinigen läßt, man kann eine antistatische Wirkung integrieren, die Oberflächenhärte erhöhen oder die Entspiegelungswirkung auch in den UV-Bereich hinein ausdehnen. Auch gibt es spezielle Beschichtungen, welche auf die Gegebenheiten bei Bildschirmarbeitsplätzen abgestimmt sind.

Bilder: Schweizer-Optik, Ripken, Deutsche Augenoptik AG

Versiegelungen

Schutz der Brillenglasoberflächen gegen Verschleiß und mechanische Beschädigungen

Da Kunststoffgläser im Vergleich zu mineralischen Gläsern kratzempfindlicher sind, bietet es sich an, diese durch eine zusätzliche Versiegelung kratzfest zu machen. Dazu wird eine zusätzliche Schicht auf das Brillenglas aufgebracht (meist Lacke, z.T. auch aufgedampfte Schichten), welche die Oberflächenhärte erhöhen.

Um Brillengläser leichter pflegen zu können, kann die Oberflächer zusätzlich glatter gefertigt werden: dadurch können Schmutzpartikel nicht so leicht an der Oberflächte anhaften; zudem sind die Gläser leichter und mit weniger Kraftaufwand beim Putzen zu reinigen - ein höherer Komfort für den Brillenträger verbunden mit einer längeren Lebensdauer der Gläser.

Diese sogenannten “Pflegeleicht-Schichten” oder auch “Clean-Coats” sind sowohl für Kunststoff- als auch für mineralische Gläser erhältlich.

Darüberhinaus sind Gläser mit antistatischer Wirkung möglich, die dem Anhaften von Staubpartikeln vorbeugen, und auch gegen das Beschlagen von Brillengläsern gibt es inzwischen Lösungen in verschiedenen Varianten.

Bild: Rupp+Hubrach

Farbige Brillengläser

Bessere Sicht durch Blendschutz und Kontraststeigerung

Bei mineralischen farbigen Brillengläsern unterscheidet man grundsätzlich zwei Prinzipien: Gläser mit aufgedampften Farbschichten und "in Masse" gefärbte Brillengläser.

Bei den Kunststoffgläsern werden die Farben i.a. mittels eines Tauchverfahrens in die Oberfläche des Glases eingebracht. Die Eigenschaften entsprechen damit im wesentlichen den Gläsern mit aufgedampften Schichten.

Jede Herstellungsweise hat ihre spezifischen Vor- und Nachteile: Befindet sich die Farbe nur an der Oberfläche des Brillenglases, werden Defekte sofort als helle Punkte und Kratzer deutlich sichtbar. Vorteil ist aber, daß über die ganze Glasfläche eine gleichmäßig intensive Tönung erreicht wird.

Ist hingegen das gesamte Glasvolumen mit Farbstoffen versetzt, beeinflußen Oberflächendefekte die Tönung nicht so deutlich sichtbar. Allerdings ist die Intensität der Tönung von der Glasdicke abhängig - bei Gläsern mit höherer optischer Wirkung kann das Glas also ungleichmäßig eingefärbt sein. Gleiches ist z.B. auch bei Bifokalgläsern zu sehen, bei denen das Nahteil i.d.R. nicht eingefärbt ist und deshalb deutlich heller ausfällt als der Rest des Glases.

Neben dem Schutz vor UV-Licht bieten Blaulichtfilter einen zusätzlichen Schutz, da das kurzwellige Licht am Rande des sichtbaren Spektrums zusätzlich geblockt wird. Dadurch kann das Kontrastsehen verbessert werden, der Verlauf einer altersbedingten Makulation kann günstig beeinflußt werden, der ungünstige Einfluß bei der Benutzung von Smartphone- oder Computerdisplays wird vermindert.

Bei mineralischen Brillengläsern findet man i.a. nur zwei verschiedene Farben (abgesehen von Kantenfilter-Gläsern): grün bzw. grün-grau (G15) oder braun. Allerdings sind neuerdings auch Filterfarben in zarten Pastelltönen lieferbar. Organische Brillengläser hingegen sind mit so ziemlich allen Farben einfärbbar, die der Regenbogen hergibt. Auch Verlauftönungen oder mehrfarbige Brillengläser sind hier möglich.

Übersicht: Filterkategorien / Schutzstufen bei Sonnenschutzgläsern

Schutzstufe	Beschreibung	Lichttransmission	Lichtabsorption
4	sehr dunkel getönt, nicht verkehrstauglich	3%-8%	92%-97%
3	dunkel getönt	8%-18%	82%-92%
2	mittelstark getönt	18%-43%	57%-82%
1	leicht getönt	43%-80%	20%-57%
0	farblos / leicht getönt	80%-100%	0%-20%

Bild: Ripken

Polarisationsfilter

Vermeidung von Blendung und höherer Kontrast

Bei Brillengläsern mit Polarisationsfilter wird in das Brillenglas eine polarisierende Folie eingebracht. Sie ist so ausgerichtet, daß Spiegelungen und Reflexe von waagerechten, spiegelnden Flächen unterdrückt werden.

Daher sind diese Gläser besonders interessant für alle Aktivitäten am Wasser, da hier oft sehr helle, störende Reflexe auf der Wasseroberfläche auftreten können.

Aber auch im Straßenverkehr können diese Gläser sehr hilfreich sein, wenn z.B. nach einem Regenschauer die Sonne wieder herauskommt und die Reflexe auf der nassen Straße stark blenden würden.

Auf nebenstehendem Bild sehen Sie links den Blick durch ein normales Brillenglas, rechts hingegen durch eines mit Polarisationsfilter. Deutlich wird - neben den satteren Farben - das Fehlen der blendenden Reflexe auf der Wasseroberfläche.

Bild: Ripken

Mineralische Brillengläser

Langlebig durch hohe Kratzfestigkeit

Mineralische Brillengläser sind optische Linsen aus Glas (im Gegensatz zu Linsen aus Kunststoff, siehe: "organische" Brillengläser). Rohstoff ist im allgemeinen Quarzsand, deshalb die Bezeichnung "mineralisch". Durch geeignete Zusatzstoffe können die optischen Eigenschaften wie z.B. Brechzahl, Abbesche Zahl, Farbe und Lichtdurchlässigkeit usw. beeinflußt werden.

Im Vergleich zu organischen Brillengläser sind sie i.a. etwas dünner, schwerer und weniger kratzempfindlich. Allerdings können sie leichter splittern, da sie auf Verspannungen empfindlicher reagieren.

Andererseits können heiße Partikel, wie sie z.B. beim Schweißen oder Flexen entstehen, in die Oberfläche einbrennen, während sie an Kunststoffgläsern abprallen.

Aufgrund der geringeren Wärmeleitfähigkeit beschlagen mineralische Gläser leichter.

Bild: Ripken

Brillengläser aus Kunststoff

Geringes Gewicht und hohe Bruchfestigkeit

Organische Brillengläser sind optische Linsen aus Kunststoff (im Gegensatz zu Linsen aus Glas, siehe: "mineralische" Brillengläser). Am weitesten verbreitet ist der Kunststoff CR39. Seine optischen Eigenschaften sind dem normalen Brillenkronglas vergleichbar, allerdings sind Gläser aus CR39 leichter (je nach Wirkung ca. 30%); sie sind zudem bruchfester, aber auch kratzempfindlicher. Allerdings ist durch das Aufbringen einer Hartschicht (entweder als Lack oder als aufgedampfte Schicht) eine Oberflächenhärtung möglich, die fast die Härte eines mineralischen Glases erreicht. Zudem bieten Gläser aus CR39 auch ohne zusätzliche Veredelung einen besseren UV-Schutz als unbehandelte mineralische Gläser. Ein weiterer Vorteil der Kunststoffgläser ist die größere Auswahl an Farben und Veredelungen.

Zu beachten ist, daß Kunststoffgläser aus CR39 tendentiell etwas dicker ausfallen als mineralische Gläser.

Dünnere Kunstoffgläser erreicht man durch die Verwendung von Materialien mit höherer Brechzahl (n); hier werden üblicherweise Gläser mit maximal n=1,74 angeboten; ein einzelner japanischer Hersteller verabeitet allerdings auch Gläser mit der Brechzahl n=1,76.

Für Sport, Schutz- oder randlose Brillen sind verschiedene besonders bruchfeste Materialien lieferbar, in diesem Zusammenhang sind insbesondere die Materialien “Trivex” und “Tribrid” zu erwähnen.

Bild: Ripken

Hochbrechende Gläser

Dünne Gläser auch bei hohen Korrektionswerten

Die Wirkung eines Brillenglases beruht auf seiner Fähigkeit, Lichtstrahlen gezielt abzulenken und dadurch ein Lichtbündel aufzuweiten oder auf einen Punkt zu bündeln. Dies geschieht durch die Brechung der Lichtstrahlen an den Grenzflächen des Glases zu Luft, also an seiner Vorderseite sowie an seiner dem Auge zugewandten Rückseite.

Die Lichtbrechung ist dabei zum einen vom Brechzahlunterschied (die Brechzahl n ist eine physikalische Eigenschaft eines Materials) von Glas zu Umgebungsmedium und zum anderen von der Krümmung der brechenden Fläche abhängig: Je stärker die Krümmung und je größer die Brechzahldifferenz, desto größer ist die damit erzielte Wirkung des Brillenglases.

Umgekehrt: Je höher die Brechzahldifferenz, desto geringer kann die Krümmung des Glases sein, um eine bestimmte Wirkung zu erreichen. Da die Brechzahl von Luft (also dem allgemein üblichen Umgebungsmedium von Brillengläsern) n=1,0 beträgt, kann also ein Brillenglas mit der Brechzahl n=1,6 flacher ausgeführt werden als ein gleich starkes Brillenglas mit der Brechzahl n=1,5. Eine materialspezifische Eigenschaft eines Brillenglasmaterials ist seine Brechzahl "n". Je höher dieser Wert ist, desto stärker werden Lichtstrahlen durch das Material abgelenkt. Daher können Brillengläser mit höherer Brechzahl dünner gefertigt werden als solche mit niedrigerer Brechzahl.

Standard-Brillenkronglas hat die Brechzahl n=1,5. Der Bereich der höherbrechenden Brillengläser beginnt bei n=1,6, was inzwischen im Bereich der mineralischen Gleitsichtgläser schon als Standard betrachtet werden kann. Im Bereich der Kunststoffgläser gilt eine Brechzahl von n=1,67 (maximal ist hier üblicherweise zur Zeit eine Brechzahl von 1,74 erhältlich, wobei ein einzelner japanischer Hersteller auch Materialien mit n=1,76 verarbeitet) schon als hochbrechend, während im Bereich der mineralischen Brillengläser auch Ausführungen bis n=1,9 möglich sind.

Je höher die Brechzahl also ist, desto flacher und dünner können die Brillengläser gefertigt werden.

Eine Erhöhung der Brechzahl ist aber auch verbunden mit verstärkten Reflexen, so daß hochbrechende Brillengläser standardmäßig mit Entspiegelungen versehen werden. Außerdem sinkt i.d.R. auch die sogenannte Abbesche Zahl des Glasmaterials, was wiederum Ausdruck für eine erhöhte Farbzerstreuung bei der Abbildung ist: beim Blick durch Randbereiche des Glases können - im Vergleich zu Gläsern mit einer höheren Abbeschen Zahl - Farbsäume auftreten, die vor allem an Hell-Dunkel-Kanten sichtbar werden können.

Bilder: Ripken