Brillenglazen voor autorijden ontwikkelen

ZEISS heeft een nieuw brillenglas ontwikkeld dat is geoptimaliseerd voor autorijden. Het zijn niet alleen brillenglazen voor speciale doeleinden, het is een brillenglas dat geschikt is voor dagelijks gebruikt. Het heeft drie belangrijke kenmerken waardoor autorijden veiliger en aangenamer wordt voor brillendragers. BETTER VISION sprak met Dr. Christian Lappe, Scientific Affairs & Technical Marketing, en Frank Mielich, Project Manager DriveSafe/Technology & Innovation/New Product Implementation, beiden betrokken bij de ontwikkeling van DriveSafe.  

Christian Lappe:  De ontwikkeling van DriveSafe gebeurde op basis van een klantbehoefte die we eerder hadden vastgesteld. Surveys and customer feedback from our eye care professionals and spectacle wearers revealed that many wearers feel uncomfortable and even unsafe due to problems with their vision when driving. Uit enquêtes en klantenfeedback van onze opticiens en brillendragers bleek dat veel brillendragers zich oncomfortabel en zelfs onveilig voelden door problemen met hun zicht tijdens het autorijden.

Frank Mielich:  Een goed zicht tijdens het autorijden is een uiterst complex gegeven en is afhankelijk van veel verschillende factoren, zoals een afwijkend zicht en lichtgevoeligheid. We wilden weten of er tijdens het rijden specifieke zichtproblemen waren waar de meeste bestuurders in dezelfde mate last van hadden. We voerden uitgebreid marktonderzoek in Duitsland en de VS om te bepalen hoe we beter zicht konden bereiken tijdens het autorijden en om na te gaan welke soorten moeilijkheden mensen ondervinden terwijl ze onderweg zijn. We waren verrast door het grote aantal zichtproblemen dat mensen ons meldden, en ook door het feit dat ze zich zo sterk rond bepaalde gebieden voordeden. Enerzijds is er de vervelende schittering die vooral aanwezig is bij zwakke verlichting, bijvoorbeeld in schemerlicht, regen of sneeuw en 's nachts. Dit wordt verergerd door het feit dat we effectief minder zien in die omstandigheden. De meesten onder ons hebben dat wel eens ervaren.

Christian Lappe:  Bovendien hebben sommige dragers van multifocale brillenglazen niet het gevoel dat hun bril snel inspeelt op hun snelle hoofd- en oogbewegingen die deel uitmaken van het dynamische zicht dat we nodig hebben achter het stuur. Ze vonden dat de zones met beperkt zicht, te wijten aan traditionele multifocale brillenglazen, konden worden verbeterd. Dat zijn de problemen die we moesten oplossen om een beter zicht aan te bieden voor autorijden.

Christian Lappe:  Er waren drie belangrijke factoren bij het ontwikkelen van DriveSafe-brillenglazen:

1. begrijpen hoe uw pupillen reageren wanneer we autorijden bij zwakke verlichting en hoe de kwaliteit van ons zicht wordt beïnvloed door zwakke verlichting,
2. de vervelende schittering die we ervaren bij het autorijden,
3. de specifieke aard van autorijden tijdens het dragen van multifocale brillenglazen.

Het eerste aspect van het ontwikkelingsproject was het beter begrijpen van de rol die onze pupillen spelen. We weten dat de pupilgrootte verandert volgens het omgevingslicht. In zwakke omgevingsverlichting worden onze pupillen dus groter. Doordat het oog de pupil kan verwijden om meer licht binnen te laten, heeft dit ook een invloed op de kwaliteit van het beeld dat we zien. Het is een beetje zoals fotografie waarbij u de opening van de cameralens aanpast om te bepalen hoeveel licht er de camerasensor bereikt. Deze instelling beïnvloedt echter ook de zichtdiepte. Hoe meer u de lens opent, hoe minder diepte u hebt. Onze pupillen werken op dezelfde manier. Wanneer de pupil uitzet, bereikt meer licht het netvlies en is er minder diepte. Bovendien wordt licht in de perifere gebieden op een andere manier gebroken door de ooglens. Onrechtstreeks licht wordt niet op de juiste plaats op het netvlies geprojecteerd, wat uw zicht kan beperken als uw pupillen aanzienlijk zijn verwijd.

Bij het ontwikkelen van DriveSafe optimaliseerden we dus het brillenglasontwerp zodat zichtprestaties in zwak omgevingslicht nog steeds goed zijn, ook wanneer de pupil groter wordt. Dit geoptimaliseerd ontwerp is essentieel, vooral wanneer u multifocale brillenglazen hebt, en ondersteunt de doelstelling van DriveSafe om het zicht comfortabeler te maken, zelfs bij zwak omgevingslicht. Het resultaat van ons werk was de Luminance Design^®  technologie.

Frank Mielich:  De tweede factor voor de ontwikkeling was het probleem schittering te onderzoeken. Schittering kan vaak worden onderverdeeld in twee types. Enerzijds heeft u de 'beperkende schittering', een fysiologische schittering die uw zicht volledig wegneemt, bijvoorbeeld door een heldere flits. Vervolgens is er 'oncomfortabele schittering', een psychologische vorm van schittering die mensen hinderlijk, irritant of vervelend vinden. Koplampen van tegenliggers of straatverlichting worden door bestuurders vaak genoemd als bronnen van oncomfortabele schittering.

Wanneer het om een beperkende schittering gaat, hebben we een eenvoudige en doeltreffende manier om onze ogen te beschermen. We sluiten onze ogen of kijken weg van de lichtbron. Dit is een logische reactie en wordt niet beïnvloed door de brillenglazen die mensen dagelijks gebruiken. We wilden vooral weten wat de oncomfortabele schittering was die mensen zo vervelend en onaangenaam vinden. Een van de beste voorbeelden is de schittering die wordt veroorzaakt door de koplampen van een tegenligger bij zwak omgevingslicht. Wetenschappelijk bewijs, ook bevestigd door marktonderzoek, brengt de waargenomen schittering van koplampen van tegenliggers in verband met LED- of Xenon H.I.D. (High Intensity Discharge)-lichtbronnen. De spectrale samenstelling van het licht lijkt vooral een belangrijke rol te spelen. Deze moderne lichtbronnen LED- of Xenon HID hebben ook een uitgesproken lichtemissie in het hoogenergetische spectrale gedeelte van ons lichtspectrum, met name de bandbreedte rond 440-470 nm.

Christian Lappe: Met de DriveSafe coating kunnen we dit vervelende licht met een korte golflengte, een deel van het spectrum dat de schittering veroorzaakt, selectief verzachten. Belangrijk: Brillenglazen met deze coating kunnen ook overdag worden gedragen en zijn perfect geschikt voor dagelijks gebruik.

Frank Mielich: Deze brillenglazen voldoen uiteraard ook aan alle relevante normen voor autorijden.

Christian Lappe: De derde en laatste factor van het ontwikkelingsproject was het optimaliseren van multifocale brillenglazen voor autorijden. Wanneer we autorijden, is ons zicht aandachtiger. Het zicht is uitdagender en meer geconcentreerd omdat autorijden een erg dynamische activiteit is voor onze ogen. We wisselen tussen de weg en ons dashboard, kijken naar de linker- en rechterspiegels en de achteruitkijkspiegel, vervolgens opnieuw naar de weg, en dit allemaal snel na elkaar. De zichtzones van multifocale brillenglazen moeten garanderen dat de brillendrager helder, natuurlijk en ontspannen zicht heeft op alle afstanden. Daarom focussen we op het optimaliseren van het lensontwerp om te voldoen aan de specifieke zichtbehoeften van bestuurders. Tezelfdertijd wilden we niet dat bestuurders een andere bril moeten opzetten zodra ze uitstappen. Het verzicht en de overgangszones in de DriveSafe multifocale brillenglazen zijn voldoende groot gemaakt voor optimale ondersteuning voor de bewegingen van een bestuurder. Daarnaast is de zone voor dichtbij in het brillenglas voldoende groot voor activiteiten zoals lezen. De bril kan dus de hele dag door worden gedragen.

We voerden ook onderzoek uit om na te gaan wanneer mensen verblinding ervaren. Wat zijn de 'pijndrempels' op vlak van oncomfortabele schittering? Hoe sterk moet de schittering zijn voordat u niet meer in staat bent om bijvoorbeeld letters te lezen? Hoe wordt dat beïnvloed door verschillende producten, intensiteiten van de schittering en coatings/filters? We testten de brillenglasprototypes uitvoerig om te ontdekken hoe deze het zicht van de mensen beïnvloedden. Meerdere testpersonen probeerden onze prototypes uit en gaven hun beste subjectieve feedback op basis van een erg uitgebreide vragenlijst. Een van de belangrijkste dingen in het onderzoek was hoe de mensen zich voelden tijdens het dragen van de brillenglazen, zowel tijdens het autorijden als tijdens dagelijks gebruik. Dit soort praktijktests is essentieel en daarom hebben we uitgebreide interne en externe draagtests uitgevoerd als deel van dit project.

We werkten met het Forschungsinstitut für Kraftfahrwesen und Fahrzeugmotoren Stuttgart (Onderzoeksinstituut voor automobielontwikkelingen en voertuigmotoren) om te analyseren hoe mensen hun ogen en hoofd bewegen tijdens het autorijden. We wilden weten hoe ze opnieuw hun blik focussen, waar ze precies naar kijken, hoe lang ze hun aandacht op een bepaald punt houden en hoe ze hun ogen en hoofd bewegen. We beantwoordden deze vragen door testpersonen in een speciaal testvoertuig te plaatsen met camera's en te kijken hoe hun hoofd en hun ogen bewogen tijdens het rijden. Zo kregen we belangrijke inzichten in hoe we multifocale brillenglazen voor autorijden kunnen verbeteren.

Christian Lappe: De moderne wereld vraagt steeds meer van onze ogen. In veel gevallen zijn we hier niet van op de hoogte, maar onze huidige levenswijze dwingt onze ogen op een andere manier te werken. De ontwikkeling van Digital Lenses is één voorbeeld van hoe we hebben gereageerd op deze wijzigingen. We besteden veel meer tijd aan het dichtbij kijken door de populariteit van smartphones, tablets en gelijkaardige apparaten. We veranderen onze aandacht voortdurend en snel tussen voorwerpen dichtbij en veraf. Dat wordt op lange termijn vermoeiend voor onze ogen en kan leiden tot oogvermoeidheid.

Autorijden omvat een aantal verschillende soorten zicht en oefent een ander soort druk uit op onze ogen. Er is een dynamische vorm van zicht nodig waarvoor u continu oog- en hoofdbewegingen moet uitvoeren. We moeten onze ogen op de weg houden maar ook onze omgeving in het oog houden (zowel rechtstreeks als in de spiegels) en kijken en gebruiken voortdurend dashboardinstrumenten. De onderzoeken die we uitvoerden bij FKFS wezen uit dat we 96 % van de tijd naar de weg kijken. Dit verbaasde ons omdat we dachten dat het percentage lager zou zijn; misschien 80 % van de tijd naar de weg en 20 % naar instrumenten en spiegels. Het was echter ook geruststellend omdat uiteindelijk aandacht voor de weg het belangrijkste aspect is bij autorijden! Dat betekent echter ook dat we duidelijk al onze blikken in de spiegels en op het dashboard heel kort houden. Dat is zeker geen 'normaal' visueel gedrag en is uitzonderlijk vermoeiend voor onze ogen en ons zicht in het algemeen. De enige andere situaties waarin u wellicht zo snel heen en weer kijkt, is wellicht bij het oversteken van een grote weg in Parijs of bij het speuren naar koopjes in winkels tijdens de sale. Wanneer we autorijden, moeten onze ogen dit gedurende langere tijd doen, soms onder moeilijke omstandigheden.

Het mag dus niet verbazen dat brillenglazen die hier specifiek voor zijn ontworpen een beter en comfortabeler zicht opleveren.

Frank Mielich: Dat is wat onze testdragers en de eerste dragers van het DriveSafe brillenglas ons ook hebben verteld. We waren in de wolken door de uiterst positieve feedback die we kregen op het eindproduct door zowel dragers van unifocale brillenglazen als dragers van multifocale brillenglazen. Het DriveSafe-aanbod omvat uiteraard ook een specifiek brillenglas voor omwikkelde brillen.

Frank Mielich:  We begonnen enkele prototypes te testen met verschillende combinaties van brillenglasontwerpen en coatings (2x2 combinaties) in een kleine groep deskundigen. Zelf een nieuw product testen is altijd een spannend moment in een project, misschien zelfs het spannendste. De overgang van theorie naar praktijk zit vol onbekenden, maar is erg opwindend.

Toen ik die dag klaar was met werken, nam ik die brillenglazen met me mee naar huis en probeerde ze uit tijdens het naar huis rijden. Ik was niet onder de indruk van de eerste versie en probeerde dus de volgende productcombinatie uit door naar de xenonkoplampen van mijn wagen te kijken. Het was verbluffend! Toen dacht ik: we hebben iets ontdekt...