exams

2016

First supervisor: Prof. Dr. Peter Baumbach

Bearbeitungszeit bis 14.01.2016

Schlagworte: Gleitsichtgläser Glasdesign


Abstract

Purpose: To investigate how various aspects of progressive addition lenses (PALs), such as viewing zone widths or overall wearing comfort, are perceived by wearers of individually designed (ID) PALs adapted to individual viewing preferences and optimised to individual wearing conditions and to test whether there is a benefit to using ID lenses over standard PALs with a fixed reference design (RD).

Methods: In a double-blind study, 51 subjects compared ID and RD PALs. The distributions of peripheral astigmatism and refractive power of ID lenses was adapted to individual visual preferences by selecting an appropriate design. The ID lens design was represented as a point in a design space comprising a continuous variety of PAL designs that differed in the size and position of the viewing zones and in the softness of the astigmatism gradients. Subjective ratings and experimental measurements were used to study the following aspects: viewing zone widths, blur gradient smoothness, amount of distortion, the feeling of safety during motion and overall wearing comfort. The effect of the design space position on ratings was analysed by nonparametric data analysis and a probabilistic rating model.

Results: Forty-two subjects chose ID lenses as their favourite. Most subjects reported higher wearing comfort and tolerability with ID lenses than with RD lenses. The far viewing zone width (experiments & ratings), near viewing zone width (experiments), blur gradient smoothness and the amount of distortion (ratings) were significantly dependent on the position of the ID lens design in the design space. The rating model revealed both sensitive and indifferent subgroups of subjects. Sensitive subjects rated the designs according to the position in the design space, whereas indifferent subjects did not distinguish between the lenses. The proportion of each subgroup varied in different aspects. Viewing zone widths and overall comfort had the highest proportion of sensitive subjects.

Sensitive subjects perceived significantly smoother blur gradients and less distortion with soft ID lenses than with RD lenses and experienced an increased feeling of security and comfort during motion.

Conclusion: Subjects were able to detect design variations in PALs with personalised lens designs. This enables the customisation of PALs to individual viewing preferences. PALs optimised to individual wearing position and customised to individual viewing preferences were perceived by the majority of subjects to be superior to standard PALs with fixed designs.

First supervisor: Prof. Dr. Peter Baumbach

Bearbeitungszeit bis 01.07.2016


Abstract

Die im Rahmen dieser Bachelor Thesis "Verzeichnung und Brillenanpassung - Eine Visualisierung in Form von Drehbüchern" erarbeiteten Drehbücher dienen als Vorlage zur Erstellung von Lehrvideos in Form von Kurzfilmen mit einer Länge von drei bis vier Minuten. Diese Kurzfilme sollen Kunden und Mitarbeitern der Firma Schneider das Verständnis für das jeweilige optische Thema erleichtern.

Es wurden Drehbücher zu den Themen "Anpassung und Zentrierung von Brillen" und "Verzeichnung und Schaukeleffekt bei Gleitsichtgläsern" erstellt. Die angefertigten Drehbücher ermöglichen mit genauen Regieanweisungen und Layouts die spätere Umsetzung durch Dritte. Verschiedene Situationen und Darstellungen werden mit Skizzen und Anmerkungen vertieft. Die jeweiligen Bilder unterstützen die Veranschaulichung der einzelnen Szenen und erleichtern die Umsetzung vom Drehbuch zum Film. Zusätzlich gibt es in beiden Drehbü-chern einen Text für den Sprecher. Mir dieser Erzählstimme werden im Video die einzelnen Abbildungen und Szenen für den Betrachter leicht verständlich erklärt. Zudem wurde von beiden Drehbüchern ein Storyboard angefertigt, welches mit Kameraanweisungen und Szenenbeschreibungen den zeitlichen Ablauf des Videos darstellt.

Zusätzlich zu den Drehbüchern wurden die Grundlagen beider Themen in jeweils einem theoretischen Teil zusammenfassend erklärt.

2015

First supervisor: Prof. Dr. Peter Baumbach

Bearbeitungszeit bis 28.02.2015

Schlagworte: Pupille


Abstract

In der vorliegenden Arbeit galt es herauszufinden, ob und inwiefern sich eine Lageänderung

der Pupille in Abhängigkeit vom Pupillendurchmesser bzw. von

Helligkeitseinflüssen ergibt. Die Aufnahmen der Augen wurden mit Hilfe einer

Spiegelreflexkamera bei drei definierten Helligkeitsstufen gemacht und anschließend

mit dem Bildbearbeitungsprogramm GIMP ausgewertet. Dabei wurden sowohl die

einzelnen Pupillen als auch deren Abstand betrachtet. Des Weiteren wurden die

Ergebnisse herangezogen, um bezüglich der Pupillendistanz (PD) einen Vergleich mit

beim Optiker üblich verwendeten Methoden bzw. Geräten, wie dem Pupillometer und

dem Zentriergerät zu ziehen. Im Rahmen der Studie wurden 30 Probanden, alle

zwischen 20 und 30 Jahren, vermessen.

Im ersten Teil der Arbeit wird zum einen aufgezeigt, wie häufig eine exzentrisch

angeordnete Pupille vorliegt, wie häufig sich die Pupille also nicht zentral der Iris

befindet. Zum anderen werden die Häufigkeit und die Richtung einer Pupillendistanzänderung

von dunkelster nach hellster Helligkeitsstufe dargelegt. In den nächsten

beiden Kapiteln erfolgt anschließend die Auswertung der genauen Größe der PD nach

dem Pupillenmittenkriterium über die drei Lichtstufen hinweg und der sich daraus

ergebenden Veränderung des Pupillenabstandes. Abschließend werden im letzten

Kapitel die ermittelten PD-Ergebnisse mit denen nach Hornhautreflexabstand –

gemessen durch das Pupillometer – und nach Augendrehpunktabstand – gemessen

durch das Videozentriergerät – verglichen.

Die Ergebnisse des ersten Teils zeigten, dass 98% aller vermessenen Pupillen nasal

der Irismitte liegen und sich bei 90% der Probanden eine Änderung der Pupillendistanz

einstellt. Davon weisen – ausgenommen von einem Fall – alle Probanden einen kleiner

werdenden Abstand mit stärker werdender Helligkeit auf. Für die maximale Änderung

der PD wurde ein durchschnittlicher Wert von 0,2 mm festgestellt. Im letzten Teil der

Studie wurde festgestellt, dass die PD-Ergebnisse nach Pupillenmittenkriterium

allesamt größer sind als die nach Hornhautreflex (61,05 mm) und Augendrehpunkt

(61,75 mm) gemessenen.

Schlussfolgernd lässt sich sagen, dass die Helligkeit sehr wohl einen Einfluss auf die

Größe der PD hat. Allerdings ist das Ausmaß der Verschiebung sehr individuell.

First supervisor: Prof. Dr. Peter Baumbach

Bearbeitungszeit bis 29.04.2015

Schlagworte: Gleitsichtgläser


Abstract

Zweck: Das Ziel dieser Studie ist es die Wahrnehmung und Akzeptanz von Unschärfe beim seitlichen Blick durch ein Gleitsichtglas zu untersuchen. Mit dem Blurtest sollte eine geeignete Methode zur Messung von Sehbereichsbreiten bei Gleitsichtgläsern entwickelt und verifiziert werden.

Material/Methoden: Die horizontalen Sehbereichsbreiten von vier Gleitsichtgläsern unterschiedlicher Progressionskanalbreite (2, 3, 4 und 5 mm) und linearem Wirkungsanstieg sollten bei einem Beobachtungsabstand von 40 cm für drei Unschärfekriterien gemessen werden. Die Grenzen für bemerkbare, tolerierbare und unakzeptable Unschärfe werden für einen am Bildschirm dargebotenen sinnfreien Text in Schriftgrad 9 pt (Visus = 0,4) links und rechts des monokularen Blickfelds markiert. Zusätzlich sollte in einem Vortest (Pretest) nach diesen Kriterien verschwommener, gedruckter Text beurteilt werden.

Ergebnisse: Die Grenzen für eben bemerkbare, tolerierbare und unakzeptable Unschärfe liegen bei einem Astigmatismus in Gebrauchsstellung von 0,70 ±0,3 dpt, 1,37 ±0,50 dpt und 2,06 ±0,74 dpt bei einem natürlichen Pupillendurchmesser von durchschnittlich 3,37 mm. In 40 % der Fälle unterscheiden sich die Grenzen für Unschärfe innerhalb eines Probanden nicht signifikant. Es besteht ein Zusammenhang zwischen der Toleranzbereitschaft unscharfe Texte in Alltagssituationen zu lesen und der Beurteilung von modifiziertem, gedrucktem Text.

Fazit: Die markierten Sehbereichsbreiten korrelieren mit dem horizontalen Anstieg des unerwünschten Astigmatismus, lassen sich bei Wiederholungsmessungen am Blurtest jedoch nicht auf ≤ 2° Schwankungsbreite reproduzierbar nachweisen. Die Definition, Wahrnehmung und Toleranz von Unschärfe in verschiedenen Alltagssituationen hängen von individuellen Erfahrungswerten und gesetzten Anspruch an Seh- bzw. Leseleistungen ab.

2014

First supervisor: Prof. Dr. Peter Baumbach

Bearbeitungszeit bis 03.08.2014


Abstract

Das Ziel dieser Arbeit ist die Erstellung eines Konzepts für eine Software zum Erlernen der Refraktionsbestimmung, welches die Erweiterung um zusätzliche Refraktionsschritte und Refraktionsmethoden sowie eine Umsetzung der Programmierung ohne augenoptische Kenntnisse ermöglicht. Die Programmgestaltung soll in Oberfläche, Funktionsumfang und Probandeneigenschaften der realistischen Refraktionsbestimmung näher kommen als die bisher verfügbaren Refraktions-Simulationsprogramme „Refsim7“ und „Electric Optitian PE“.

Das Konzept umfasst die monokulare Refraktion für die Ferne mit den Methoden Kreuzzylindermethode und Zylindernebelmethode für die Bestimmung des Astigmatismus und Rot-Grün-Test und Sukzessiv-Abgleich als Methoden für den monokularen sphärischen Feinabgleich. Des Weiteren umfasst es die Umsetzung vier verschiedener Eigenschaften des Probanden, die sich auf die Kommunikation auswirken: normales Verhalten, kann sich nicht entscheiden, verwechselt rechts und links und hört schlecht. Ebenso werden in dem Konzept die Aspekte Augenerkrankungen und Hornhautscheitelabstand berücksichtigt. Dazu gibt es fünf verschiedene Auffälligkeiten des Probanden, die auf den Erkrankungszustand des Auges, auf das Erkrankungsrisiko oder auf die Berücksichtigung des HSA schließen lassen. Diese sind starke Refraktionsänderung über einen kurzen Zeitraum, ein optisch nicht korrigierbares Problem, ein geringer Visus, ein höheres Probandenalter und eine höhere Fehlsichtigkeit.

Die Vorgehensweise für die Arbeit ist wie folgt strukturiert. Zunächst wird eine Recherche über bestehende Programme zum Erlernen der Refraktion durchgeführt. Anschließend erfolgt die Erarbeitung von Grundlagen zur Refraktionsbestimmung und anderen Aspekten der Refraktion. Abschließend wird das Konzept aus der Recherche und den Grundlagen erarbeitet.

2012

First supervisor: Prof. Dr. Peter Baumbach

Bearbeitungszeit bis 15.07.2012


1 Zusammenfassung

Personalisierte A-Konstanten-Optimierung zur intraokularen Berechnung einer

AcrySof SA60AT der Firma Alcon.

Bei Kataraktoperationen werden künstliche Linsen implantiert. Die postoperative

Brechkraft des Systems Brille-Auge wird mit verschiedenen IOL-Formeln berechnet.

Jede Formel enthält eine A-Konstante, welche die Intraokularlinse repräsentiert. In

dieser Arbeit geht es darum, die A-Konstante einer AcrySof SA60AT speziell auf den

Operateur im Augenzentrum Maus zu optimieren. Dadurch erreicht man eine

personalisierte Optimierung, die eine deutliche Verbesserung der postoperativen

Refraktionsergebnisse bedeutet. Dies steht im Vergleich zur ULIB (User Group for

Laser Interference Biometrie), die sich auch die Optimierung von A-Konstanten zur

Aufgabe gemacht hat, jedoch allgemeine, optimierte Konstanten für alle Anwender

der Gruppe anbietet. Diese allgemeinen Konstanten sind deutlich besser als die vom

Hersteller angegeben, spiegeln jedoch nicht die individuellen Operationsmethoden

wieder.

In dieser Arbeit wird gezeigt, dass personalisierte, auf den Operateur abgestimmte,

Konstanten die postoperativen Ergebnisse noch weiter verbessern.

In dieser Studie wurde die A-Konstante bei 50 Patientenaugen optimiert und die

Ergebnisse ohne und mit Optimierung ausgewertet. Verschieden lange Augen

wurden selektiert, um festzustellen, bei welchen Augen die Optimierung den größten

Vorteil bringt. Im Folgenden werden die Methode und die Ergebnisse dieser

Untersuchung genauer dargestellt.

2011

First supervisor: Prof. Dr. Peter Baumbach

Bearbeitungszeit bis 14.09.2011


Abstract

Ziel

Das Ziel dieser Arbeit ist die Überprüfung der Sagittalradien-Messung des PARK hinsichtlich der Tauglichkeit für die korneale Topographie. Dazu werden die Instrumente PARK, Keratograph, Nidek ARK-700 und Javal-Ophthalmometer miteinander verglichen.

Methode

Die Grundlagen der im PARK implementierten Messmethode werden erläutert. 13 konvex-ellipsoide Testkörper sowie die rechten Augen 30 normaler menschlicher Probanden wurden mit allen Instrumenten vermessen. Die gemessenen Zentralradien, Sagittalradien und Exzentrizitäten wurden bezüglich der Reproduzierbarkeit und Messgenauigkeit miteinander verglichen.

Ergebnisse

Alle Geräte zeigten eine gute Reproduzierbarkeit, an Testkörpern eine bessere als an Probanden. An den Testkörpern wich kein Instrument signifikant von der Testkörpergeometrie ab. Das Park zeigte die schlechteste Wiedergabe des Zylinders, jedoch ohne signifikante Abweichungen in den zentralen Hauptschnitten. Die sagittalen Radien und Exzentrizitäten wichen nicht signifikant ab.

Schlussfolgerung

Das PARK erfüllt die Voraussetzungen zur Anwendung der Sagittalradien-Messung in der Praxis.

2010

First supervisor: Prof. Dr. Peter Baumbach

Bearbeitungszeit bis 01.03.2010



Abstract:


In der vorliegenden Arbeit wurde ein vorhandener Prototyp zur Vermessung von Brillengläsern mittels Wellenfronten überarbeitet und weiterentwickelt. Der ursprüngliche Prototyp war aufgebaut aus Elementen der optischen Bank und konnte durch zwei fokussierbare Keppler-Systeme verschiedene Objektentfernungen simulieren und höhere dioptrische Stärken von Prüfgläsern kompensieren. Dadurch konnte der Messbereich des Wellenfrontsensors künstlich erweitert werden, ohne die Messempfindlichkeit des Sensors negativ zu beeinflussen.

Die Weiterentwicklung des Prototyps sollte ebenfalls über die variablen Systeme verfügen, jedoch wurden diese überarbeitet, um das verschieben mehrerer Linsen bei den Einstellungen der gewünschten Parameter zu vermeiden. Die Bauteile für die Weiterentwicklung des Prototypen wurden eigens angefertigt und ermöglichten einen deutlich stabileren Grundaufbau als die optische Bank. Außerdem wurde der Aufbau um eine variable Glashalterung erweitert, wodurch es möglich wurde, Brillengläser in vertikaler und horizontaler Richtung im Strahlengang zu verkippen und so eine Vorneigung, bzw. eine Gebrauchsstellung der Prüfgläser zu simulieren.

Die durchgeführten Messungen konnten zeigen, dass der neue Aufbau im Prinzip funktioniert, und dass sowohl die Simulation verschiedener Objektentfernungen, als auch die Kompensation hoher dioptrischer Glaswirkungen möglich waren. Es wurde jedoch deutlich, dass die Verschiebungsstrecken der Systeme zu kurz dimensioniert waren, so dass die erreichten Wirkungen nicht so stark waren wie im ersten Prototyp. Mit der variablen Glashalterung wurden für verschiedene Prüfgläser positive und negative Vorneigungen simuliert. Die maximal einstellbaren Winkel waren jedoch abhängig von der dioptrischen Stärke des jeweiligen Prüfglases und der damit verbundenen prismatischen Ablenkung des Strahlenbündels. In einer weiteren Überarbeitung des Aufbaus könnte ggf. ein Prismenkompensator verwendet werden, um der Ablenkung durch die Wirkung des Prüfglases entgegenzuwirken.

Im Gegensatz zum vorangegangenen Prototyp wurden beim neuen Aufbau neben dem Sphärischen Äquivalent auch die Sphäre und der Zylinder getrennt untersucht. Dabei wurde bei den meisten Messungen, besonders bei Prüfgläsern mit negativer dioptrischer Wirkung, ein unerwünschter Astigmatismus gemessen, dessen genaue Ursache nicht abschließend geklärt werden konnte.  

2008

First supervisor: Prof. Dr. Peter Baumbach

Schlagworte: Wellenfront · Abbildungsfehler höherer Ordnung · Coddington-Gleichung · Koma · sphärische Aberration


Kurzbeschreibung:     

Ziel. Aus der Literatur ist die Berechnung der Abbildungsfehler zweiter Ordnung (Brechwert und Astigmatismus) einer lokalen Wellenfront bei der Refraktion an einer gegebenen Fläche bekannt. Bei senkrechtem Einfall wird dieser Zusammenhang mit der Schnittweitengleichung und bei schrägem Einfall mit der Coddington-Gleichung beschrieben. Ziel dieser Arbeit ist es, die verallgemeinerte Coddington-Gleichung auf die Abbildungsfehler höherer Ordnung (Koma und sphärische Aberration) zu erweitern.


Methoden. Die einfallende Wellenfront, die brechende Fläche und die ausfallende Wellenfront werden lokal mit einer Potenzreihe beschrieben. Die Koeffizienten der Potenzreihendarstellung der einfallenden Wellenfront und der brechenden Fläche werden jeweils aus den lokalen Abbildungsfehlern bestimmt. Sowohl aus den Richtungsableitungen der einfallenden Wellenfront als auch aus den Richtungsableitungen der brechenden Fläche wird jeweils deren Normale berechnet. Mit dem vektoriellen Brechungsgesetz wird aus den Normalen der einfallenden Wellenfront und der brechenden Fläche die Normale der ausfallenden Wellenfront berechnet. Durch Ableiten der Normalen der ausfallenden Wellenfont werden die Koeffizienten der Potenzreihendarstellung der ausfallenden Wellenfront bestimmt. Aus den Koeffizienten können dann wiederum die lokalen Abbildungsfehler der ausfallenden Wellenfront bestimmt werden.


Ergebnisse. Die Abhängigkeit der lokalen Abbildungsfehler der ausfallenden Wellenfront von den lokalen Abbildungsfehlern der einfallenden Wellenfront und der brechenden Fläche wird allgemein, auch für den schrägen Einfall, analytisch hergeleitet. Der Zusammenhang und die Interaktion einzelner Abbildungsfehler von brechender Fläche und einfallender Wellenfront mit der ausfallenden Wellenfront werden bestimmt. Sowohl die Schnittweitengleichung als auch die verallgemeinerte Coddington-Gleichung werden auf die Abbildungsfehler höherer Ordnung erweitert.

So ergibt sich beispielsweise bei senkrechtem Einfall der Wellenfront und nur einer Aberration gleicher Ordnung der einfallenden Wellenfront und brechenden Fläche, z.B. sphärische Aberration SphAber, ein äquivalenter Zusammenhang zur Schnittweitengleichung S’ = S + D mit SphAber’ = SphAber + SphAberS.


Schlussfolgerung. Mittels der hergeleiteten Formeln können nun die lokalen Abbildungsfehler höherer Ordnung der ausfallenden Wellenfront direkt analytisch aus den Abbildungsfehlern der einfallenden Wellenfront und der brechenden Fläche berechnet werden.

Prof. Dr. Peter Baumbach

+49 7361 576-4612
G4 2.06