Okulary
3300 p.n.e. W Egipcie pojawia się szkło. W ciągu całego okresu starożytności spotyka się przedmioty w kształcie soczewek - ogromna ilość dokumentów, które zachowały się do naszych czasów, świadczy o wykorzystywaniu rozmaitych instrumentów, dzięki którym można było ulepszyć wzrok. Nie ma jednak dowodów na istnienie czegokolwiek podobnego do okularów.
X wiek n.e. Niektóre źródła podają, że w państwach pod rządami Arabów pojawiają się pierwsze przyrządy optyczne. W tym samym okresie w Chinach używano do polepszania wzroku kryształów.
1220-1235 Traktat Roberta Grosseteste’a "De Iride" wspomina o "czytaniu najmniejszych liter z dużej odległości" z wykorzystaniem przyrządów optycznych.
1282 Z tego roku pochodzi manuskrypt przechowywany we francuskim opactwie St. Bavon-le-Grand, który wspomina o księdzu Nicholasie Bullecie, mającym używać okularów przy podpisywaniu dokumentów. W poszukiwaniu daty wynalezienia okularów wielu badaczy powołuje się właśnie na ten manuskrypt.
1285 Mniej więcej w tym roku po raz pierwszy udało się wstawić dwie soczewki w jedną oprawę, a miało to miejsce na terenach obecnych północnych Włoch. Dowodem mają być słowa z 23 lutego 1305 r., kiedy to toskański dominikanin Giordano da Pisa napomknął w kazaniu: "Minęło dopiero 20 lat od wynalazku wytwarzania okularów, abyśmy mogli widzieć wyraźnie". Do tej pory w różnych miejscach Europy (i nie tylko) z przezroczystego szkła lub kryształu kwarcu wykonywano półkuliste soczewki - nazywane kamieniami do czytania, które kładziono płaską stroną na karcie księgi, co dawało efekt powiększenia liter.
Niektórzy zaczęli jednak dostrzegać, że lepsze efekty otrzymuje się, umieszczając taką soczewkę przed okiem. Stąd próby jakiegoś jej zamocowania, by nie trzeba było zbytnio absorbować rąk. Oprawy zaczęto wykonywać z rogu, drewna, kości i skóry. Traktowano je jako wynalazek szczególnie pomocny dla starców. Mówi się czasami, że Marco Polo natknął się na okulary podczas swoich podróży po Chinach w XIII wieku, jednak takiego stwierdzenia nie znajdziemy w jego zapiskach.
1313-1317 We Włoszech pojawiają się pierwsze okulary we współczesnym tego słowa znaczeniu. Dokładnego pochodzenia okularów, momentu ich wynalezienia oraz nazwiska wynalazcy nie sposób jednoznacznie określić. W przekazach historycznych pojawia się najczęściej Aleksander della Spina jako prawdopodobnie pierwsza osoba, która połączyła dwa "kamienie" w taki sposób, żeby nosząc je przed oczami, stały się narzędziem wygodnym w użyciu i pomocnym.
W kronice konwentu św. Katarzyny w Pizie znajduje się zapisek z 1313 r.: "...Brat Aleksander della Spina, człowiek skromny i dobry, umiał z łatwością wykonywać to, co widział, lub o czym słyszał. Wykonywał on okulary i chętnie tego uczył innych... ". Pierwsze użytkowane egzemplarze nazywane były oglarios de vitro. Jako miejsce wynalezienia okularów podaje się Wenecję, która słynęła z koncentracji zakładów produkujących okulary. Tam też specjalizowano się w wytwarzaniu szkła i jego szlifowaniu.
XIV w. Do produkcji opraw wykorzystywano już metale - złoto, srebro, miedź czy żelazo, co umożliwiło wykonanie sprężystego mostku pozwalającego zacisnąć okulary na nosie (2). W krótkim czasie zwiększyło to znacznie wygodę noszenia, choć powodowało uciskanie nosa. Dlatego na popularności zaczęły zyskiwać okulary nożycowe (3).
Wciąż jednak szukano nowych rozwiązań, zwłaszcza że okulary stawały się towarem pożądanym z powodu wynalazku druku i upowszechniania się książek. Handlem nimi zajmowali się wędrowni kramarze. Dźwigali oni kosze pełne okularów, z których klienci mogli wyszukać sobie najlepiej pasujące szkła.
Początek XVI w. Specjalnie dla krótkowzrocznego papieża Leona X powstają wklęsłe soczewki. Odtąd istniały okulary zarówno na dalekowzroczność, jak i krótkowzroczność.
XVII w. W 1604 r. Johannes Kepler publikuje pierwsze poprawne wyjaśnienie, dlaczego soczewki wypukłe i wklęsłe są w stanie skorygować dalekowzroczność i krótkowzroczność. W tym samym czasie zaczyna się dzielenie soczewek według mocy. Coraz szybciej i dokładniej opisywane są anatomia oka i prawa optyki. Trwa doskonalenie produkcji szkieł i opraw.
1720 Niemiecki baron Philipp von Stosch inauguruje karierę monokli. Ich prawdziwie wielka popularność zaczęła się pięćdziesiąt lat później, choć angielska arystokracja (4) upodobała sobie to pojedyncze szkiełko dopiero w XIX w. Dodatkowo było ono zaopatrzone w łańcuszek albo tasiemkę, dzięki czemu dało się je przypiąć do ubrania i uniknąć zgubienia. Kulminacja mody na monokle miała miejsce na początku XX wieku. Arystokraci często używali ich jako symbolu statusu i podążania za modą. Po I wojnie światowej monokle zaczęły mieć jednak gorszą reputację, gdyż kojarzyły się z niemieckim wojskiem.
1727 Przełomem w branży okularowej stało się wynalezienie przez londyńskiego optyka, Edwarda Scarletta, uchwytów na uszy (5). Wyposażył on okulary w sztywne pręciki, zakończone dużymi pierścieniami przylegającymi do skroni. Rozwiązanie bardzo szybko się przyjęło. Wkrótce połączono oprawki z zausznikami za pomocą zawiasów. Wciąż jednak ten typ okularów nie dominował na rynku.
1752 James Escott patentuje okulary przeciwsłoneczne. Pomysł ochrony oczu przed słońcem nie był jednak wcale nowy. Eskimosi od niepamiętnych czasów używali wydrążonych kości i drewna do ochrony przed ślepotą śnieżną.
Druga połowa XVIII w. Pojawiają się okulary w nowej, bardziej wyszukanej i eleganckiej formie, czasami bardzo kunsztownej, nazwane lorgnon (6) lub face-a’-main. Uważa się, że to wynalazek Anglika, George’a Adamsa. Inkrustowano je często kosztownymi materiałami, takimi jak masa perłowa czy też szylkret (skorupa żółwia).
Zdobiono je również kamieniami szlachetnymi. Bardzo często elementy metalowe wykonywano ze złota lub po prostu złocono. Okulary tego rodzaju traktowano jednak bardziej jak biżuterię niż pomoc poprawiającą jakość widzenia. Były bardzo drogie, więc mogły sobie na nie pozwolić głównie osoby zamożne. Ich popularność trwała aż do XIX wieku.
1781 Uczony i polityk amerykański Benjamin Franklin prezentuje tzw. bifokale, czyli soczewki zbudowane z dwóch części: górnej - do dali, i dolnej - do bliży, połączonych w jednej oprawce. Była to odpowiedź na pytania od dawna już nurtujące optyków, dotyczące okularów dla dalekowidzów, potrzebujących do pracy w bliży okularów korekcyjnych dodatnich.
Wynalazek pozwolił nosić jedną parę okularów, zamiast na zmianę dwóch, czy nawet więcej, w zależności od złożoności wady. Był to w sumie pomysł bardzo prosty, na owe czasy spełniający zadowalająco standardy optyczne, choć ze względów wytrzymałościowych (łatwo się łamały) - niekoniecznie estetyczne. Niektórzy wyrażają jednak wątpliwości co do roli Franklina w powstaniu bifokali. Uważają oni, że bardziej prawdopodobne jest pojawienie się ich w Anglii już w 1760 r., gdzie Franklin miał je zobaczyć i zamówić jedną parę dla siebie.
1783 Optyk Addison Smith otrzymuje w Londynie pierwszy patent na nowy typ okularów. Opisano w nim dwie dodatkowe soczewki na zawiasie, co dawało w sumie cztery soczewki w jednej parze okularów.
XIX w. Pojawiają się binokle, zwane także cwikierami lub pince-nez (7). Największą popularność zyskały na początku XX wieku. Charakteryzowało je to, że trzymały się same na nosie za pomocą sprężystego uchwytu ("podnoska"), będącego jednocześnie zaciskiem na nasadzie nosa. Uważa się, że pince-nez powstały już w latach 40. XIX wieku.
W drugiej połowie stulecia nastąpił wielki wzrost ich popularności, zarówno wśród mężczyzn, jak i kobiet. Zazwyczaj mocowane były na wstążce, sznurku lub łańcuszku biegnącym wokół szyi lub przymocowanym do klapy. Najczęściej miały kształt owalny.
1825 Angielski uczony, sir George Airy, projektuje pierwszą soczewkę do korekcji astygmatyzmu.
1826 Wynalazca, muzyk i inżynier John Hawkins wprowadza soczewkę trójogniskową (trifokalną). Różniła się od dwuogniskowej tym, że można było oglądać przez nią obiekty położone w odległościach pośrednich.
1845 Sir John Herschel wpadł na pomysł soczewek kontaktowych. Pojęcie to pochodzi jednak od szwajcarskiego lekarza dr. A. Eugena Ficka, który w 1887 r. opublikował wyniki swoich niezależnych eksperymentów.
W 1889 r. August Muller, niemiecki student medycyny, opisał własne badania dotyczące tego tematu. Chociaż jego próby zastosowania tego rodzaju soczewek nie zakończyły się sukcesem, pomogły jednak w przygotowaniu dalszych eksperymentów w ramach współpracy lekarzy i firm, z których kilka zaczęło się później specjalizować w produkcji soczewek kontaktowych.
Na początku lat 40. XX wieku dostępny był już szeroki ich wachlarz. Wszystkie pozostawały nadal stosunkowo duże i nie mogły być tolerowane zbyt długo przez oczy, ale stopniowo usprawnienia produkcyjne, materiałowe i łatwość stosowania doprowadziły do wzrostu liczby osób je noszących. W 1964 r. w Stanach Zjednoczonych ponad 6 mln ludzi używało soczewek kontaktowych, w tym 65% kobiet.
1853 Powstaje pierwsza fabryka okularów w USA, o nazwie Bausch&Lomb. Założyli ją niemieccy emigranci, John Jacob Bausch i Henry Lomb. W dzisiejszych czasach Bausch&Lomb znane jest z produkcji soczewek kontaktowych oraz okularów Ray-Ban, sprzedawanych od 1999 r. przez włoską firmę Luxottica Group.
1912 Moritz von Rohr wraz z zakładami Zeissa (z pomocą H. Boegeholda i A. Sonnefelda) opracowują soczewki Zeiss Punktal, które przez wiele lat dominowały na rynku soczewek okularowych.
Lata 30. Stają się popularne okulary przeciwsłoneczne - częściowo dlatego, że w tym okresie wynaleziono filtr do polaryzacji światła słonecznego, umożliwiający absorpcję promieniowania ultrafioletowego i podczerwonego. Innym powodem popularności takich okularów był fakt, że zaczęły się w nich fotografować najpopularniejsze gwiazdy filmowe - moda ta zresztą właściwie nigdy nie przeminęła (8).
1958 Francuska firma Essilor International wprowadza pierwszą soczewkę progresywną, czyli wieloogniskową, umożliwiającą ostre widzenie na wszystkie odległości – moc takiej soczewki zmienia się w sposób ciągły. Nosiła ona nazwę Varilux (9).
Lata 60. Pod koniec tej dekady stają się dostępne soczewki fotochromowe, które ciemnieją w jasnym świetle słonecznym i stają się jasne w oświetleniu słabszym.
2008 Joshua Silver projektuje okulary z regulowanymi szkłami korekcyjnymi. Działają one z wykorzystaniem cieczy silikonowej i mechanizmu ciśnieniowego.
2012 Firma Google ujawnia pierwsze szczegóły dotyczące swoich okularów rozszerzonej rzeczywistości (10). Początkowo premiera Google Glass zaplanowana była na koniec roku 2012, jednak wprowadzenie ich na rynek przesunięto na przełom lat 2013/2014.
Na początku 2013 r. do wybranych deweloperów trafiły wersje testowe. Choć już w styczniu 2015 r. sprzedaż Google Glass w wersji Explorer została zakończona, to jednak zapoczątkowały one technologicznych ferment i poszukiwania rozwiązań, które owocują kolejnymi pomysłami okularów pozwalających widzieć w rozszerzonej rzeczywistości.
2017 Naukowcy z Uniwersytetu Utah opracowują prototyp pary "inteligentnych okularów". Wykorzystują one wbudowane czujniki do automatycznego ustawiania ostrości widzenia obiektów bliskich lub dalekich - co zależy już od użytkownika. Konstruktorzy twierdzą, że okulary tego rodzaju eliminują potrzebę posiadania soczewek bifokalnych lub oddzielnych okularów do czytania, które nie są w stanie dostosować się do całego pola widzenia danej osoby.
Rodzaje soczewek korekcyjnych
I. Ze względu na materiał, z jakiego zostały wykonane, soczewki dzielą się na:
- szkła mineralne - najstarsze soczewki okularowe, których zalety to mniejsza grubość i większa odporność powierzchni na zarysowania. Cechują się jednak znacznym ciężarem właściwym i z tego względu nie są dziś polecane;
- soczewki organiczne - wykonuje się je z tworzyw sztucznych, co zwiększa ich trwałość, a ponieważ nie tłuką się i są lekkie, więc wygodnie się je nosi. Nowoczesna technika, polegająca na nakładaniu na powierzchnię soczewki specjalnych powłok, pozwala na wytworzenie egzemplarzy odpornych na ekstremalne warunki i zarysowania. Obecnie soczewki organiczne nie różnią się właściwościami optycznymi, jakością i przejrzystością od soczewek mineralnych;
- soczewki poliwęglanowe - bardzo lekkie, o najwyższym ze wszystkich stopniu twardości i wytrzymałości mechanicznej.
Ze względu na budowę szkieł wyróżniamy soczewki:
- jednoogniskowe - służą do korekcji jednej wady wzroku: krótkowzroczności (soczewki ujemne) lub nadwzroczności (soczewki dodatnie), mogą więc być wykorzystywane przy aktywności tylko jednego typu, np. wyłącznie do czytania, albo tylko do dali, czyli do codziennego życia. Ich nowszą odmianą są soczewki jednoogniskowe z wydłużoną bliżą, przeznaczone np. do pracy z komputerem. W tej grupie znajdują się tzw. soczewki sferyczne (najczęściej spotykane, służą do korekcji krótkowzroczności i dalekowzroczności) oraz cylindryczne, dzięki którym leczy się astygmatyzm;
- dwuogniskowe (bifokalne) - zbudowane są z dwóch różnych ogniskowych: górna część przeznaczona jest do dali, a dolna do bliży, dzięki czemu nie trzeba zmieniać takich okularów w zależności od aktualnej aktywności. Wadą tego typu soczewek jest brak korekcji odległości pośrednich pomiędzy dalą i bliżą oraz mało estetyczny, widoczny segment do korekcji bliży;
- progresywne - mają tzw. płynną ogniskową, zależną od punktu, przez który patrzymy. Stanowią alternatywę dla modeli dwuogniskowych, pozwalają na odpowiednie dobranie sobie ogniskowej w zależności od odległości obiektu od oka;
Ze względu na sposób wykonania soczewki dzieli się na:
- sferyczne - stanowią wycinek sfery. Konsekwencją są pojawiające się w obszarach peryferyjnych (przy krawędzi oprawy) zniekształcenia i rozmazania obrazu. Tego typu soczewki powodują efekt oczu powiększonych (w soczewkach dodatnich) lub pomniejszonych (w soczewkach ujemnych). Powierzchnia sferyczna jest najprostsza i najłatwiejsza technologicznie do wykonania, dlatego soczewki sferyczne są w optyce okularowej stosowane najdłużej;
- asferyczne - nie stanowią wycinka sfery, pozwalają na zmniejszenie zniekształceń obrazu, ponadto zapewniają poszerzenie pola widzenia poprzez jednakową moc optyczną w każdym punkcie soczewki oraz znaczne zmniejszenie ciężaru i grubości soczewki. Zastosowanie konstrukcji asferycznej umożliwia wierne odwzorowanie obrazu. Tego typu rozwiązanie jest szczególnie polecane użytkownikom, którzy wymagają większej korekcji sferycznej lub mają astygmatyzm. Okulary przestają być wówczas problemem oraz niewygodną koniecznością, a użytkownicy zyskują naturalne i komfortowe widzenie. Mniejsza grubość soczewek asferycznych oraz położenie ich wewnętrznych powierzchni bliżej oka powodują zdecydowanie mniejsze powiększenia lub pomniejszenia obrazów niż w soczewkach sferycznych. Oczy widziane przez takie okulary nie są w żaden sposób zniekształcone.
II. Współcześnie szkła pokrywa się dodatkowo różnymi powłokami, które mają za zadanie zwiększać trwałość soczewek i redukować wiele niepożądanych efektów związanych z noszeniem okularów - m.in. refleksów, czyli odbić, cieni powstających na wewnętrznej stronie szkła.
Do podstawowych powłok należą:
- utwardzająca - zwiększa odporność szkła, zwykle stosowana jest do soczewek organicznych;
- antyrefleksyjna - zapobiega odbiciom światła. Ma duże znaczenie dla osób spędzających dużo czasu przed komputerem, ponieważ chroni oczy przed niebezpiecznym promieniowaniem; zaleca się ją także dla kierowców. Składa się z sześciu warstw ochronnych. Konieczne jest jej zastosowanie przy szkłach z wyższym stopniem współczynnika załamania;
- polaryzująca - powoduje, że do oczu dociera mniejsza ilość światła odbitego od innych przedmiotów, np. jezdni czy samochodów, przez co jest szczególnie polecana kierowcom, a także… wędkarzom (widać mniej światła odbitego od tafli wody);
- anty-UV - nie przepuszcza promieniowania ultrafioletowego;
- hydrofobowa - zapobiega zaparowaniu soczewek i ułatwia ich czyszczenie;
- oleofobowa - zapobiega zabrudzaniu się soczewek, daje maksymalną ochronę przed osadzaniem się tłuszczu, kurzu i innych zabrudzeń, dzięki czemu na szkłach nie ma smug.
Mirosław Usidus
