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Lo sviluppo di lenti per occhiali da guida

Uno sguardo dietro le quinte: come ZEISS ha sviluppato le lenti DriveSafe

ZEISS ha sviluppato un nuovo tipo di lenti per occhiali ottimizzate per la guida. Non si tratta di lenti speciali, bensì di una soluzione adatta all’uso quotidiano. Offrono tre caratteristiche fondamentali che rendono la guida più sicura e confortevole per i portatori di occhiali. MIGLIORE VISIONE ha incontrato il Dr. Christian Lappe, Scientific Affairs & Technical Marketing, e Frank Mielich, Project Manager DriveSafe/Technology & Innovation/New Product Implementation, che hanno entrambi collaborato allo sviluppo delle lenti DriveSafe. 

Lo sviluppo di lenti per occhiali da guida

Dr. Christian Lappe, Scientific Affairs & Technical Marketing

MIGLIORE VISIONE: Le lenti DriveSafe rappresentano l’innovazione più recente di ZEISS. Cosa c’è alla base dello sviluppo di lenti specifiche per la guida? E soprattutto, perché produrle?
 

Christian Lappe: Abbiamo sviluppato le lenti DriveSafe dando seguito alle esigenze espresse dai clienti raccolte nel tempo. In base ad alcuni sondaggi ed ai feedback sia di Ottici-Optometristi che di portatori di occhiali, le persone si trovano ad avere tali difficoltà di visione durante la guida da farle sentire addirittura insicure. Il messaggio è stato piuttosto chiaro: servivano occhiali adatti all’uso quotidiano in grado di rendere la guida più confortevole.

Lo sviluppo di lenti per occhiali da guida

Frank Mielich, Project Manager DriveSafe/Technology & Innovation/New Product Implementation

Frank Mielich: Vedere bene durante la guida è un’esigenza molto complessa e dipende da diversi fattori, quali deficit di visione e sensibilità alla luce. Volevamo comprendere se la guida implica specifici problemi di visione e se la maggior parte dei guidatori ne è interessata nella stessa misura. Abbiamo effettuato estese ricerche di mercato sia in Germania che negli Stati Uniti per stabilire quale soluzione poteva assicurare una migliore visione durante la guida e che tipo di difficoltà visive incontrano le persone quando sono al volante. Siamo rimasti sorpresi nel constatare l’elevato numero di problemi visivi segnalati e, inoltre, dal fatto che molti di questi fossero comuni a specifiche aree tematiche. Per esempio, il fastidio provocato dall’abbagliamento da fari, particolarmente intenso in presenza di scarsa illuminazione – ad esempio all’alba o al tramonto, sotto la pioggia o con la neve, e di notte – si somma al fatto che in tali condizioni si vede effettivamente di meno. Molti di noi hanno sicuramente già vissuto questa situazione almeno un paio di volte mentre erano alla guida.
 

Christian Lappe: Inoltre, secondo alcuni portatori di lenti progressive, gli occhiali indossati non riuscivano a compensare i rapidi movimenti della testa e degli occhi tipici della visione dinamica richiesta quando si è al volante. Ritenevano che le limitate zone di visione offerte dalle tradizionali lenti progressive potessero essere migliorate. Essenzialmente questi sono stati i problemi affrontati quando abbiamo deciso di sviluppare una soluzione che migliorasse le performance visive alla guida.

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MIGLIORE VISIONE: Che cos’hanno queste lenti di diverso rispetto alle lenti tradizionali? Perché le lenti DriveSafe rendono la guida più confortevole e quindi più sicura?
 

Christian Lappe: Per lo sviluppo delle lenti DriveSafe ci siamo basati su tre elementi fondamentali:

  1. Comprendere come le nostre pupille reagiscono quando guidiamo in condizioni di luminosità svantaggiose e come la qualità di ciò che vediamo è influenzata dall’illuminazione presente
  2. Il fastidioso abbagliamento che sperimentiamo alla guida
  3. La particolarità di guidare mentre si indossano lenti progressive


La prima fase del progetto di sviluppo è stata quella di comprendere meglio il ruolo svolto dalle nostre pupille. Sappiamo che la dimensione delle pupille varia in base alle condizioni di illuminazione dell’ambiente circostante. In presenza di scarsa illuminazione, le nostre pupille si dilatano. La capacità degli occhi di dilatare le pupille per consentire l’ingresso di una maggiore quantità di luce influenza anche la qualità delle immagini che vediamo. È un po’ come per la fotografia: regoliamo l’apertura dell’obiettivo per controllare quanta luce raggiunge il sensore della fotocamera. Tuttavia, questa impostazione influenza anche la profondità di campo. Maggiore è l’apertura dell’obiettivo, minore la profondità di campo. Le nostre pupille si comportano in modo simile. Quando la pupilla si dilata, una quantità superiore di luce raggiunge la retina e la profondità di campo si riduce. Inoltre, la luce nelle aree periferiche viene refratta in modo differente dal cristallino. I raggi incidenti non raggiungono il punto focale corretto sulla retina e ne possono derivare limitazioni alla visione se le pupille sono molto dilatate.

Per queste ragione, quando abbiamo sviluppato le lenti DriveSafe, ne abbiamo ottimizzato il design per garantire una buona visione in condizioni di scarsa illuminazione, ovvero quando le pupille si dilatano. Questo design ottimizzato è d’importanza cruciale, soprattutto quando si indossano lenti progressive, poiché supporta una visione più confortevole anche in condizioni di scarsa illuminazione. Il risultato del nostro lavoro è stata la Luminance Design® Technology.
 

Frank Mielich: il secondo elemento fondamentale nel processo di sviluppo è stato un’attenta analisi del problema dell’abbagliamento. Generalmente, i bagliori possono essere suddivisi in due categorie. Da un lato, c'è l'"abbagliamento debilitante", ovvero bagliori fisiologici che compromettono totalmente la visione, per esempio a causa di un flash luminoso. Dall'altro, c'è l'"abbagliamento fastidioso", una forma psicologica percepita come sgradevole, irritante o seccante. I fari delle macchine in avvicinamento o l'illuminazione stradale vengono spesso indicati dai conducenti come le cause di tale fastidio.

In caso di "abbagliamento debilitante", possiamo proteggere i nostri occhi in modo semplice ed efficace: li copriamo oppure distogliamo lo sguardo dalla fonte dell’abbagliamento. È una reazione razionale che non viene influenzata dalle lenti che le persone indossano. L’aspetto che più ci interessava era però l’"abbagliamento fastidioso", che le persone trovano così irritante. Uno dei migliori esempi è il bagliore causato dai fari di un veicolo in avvicinamento in cattive condizioni di luce. Confermati da ricerche di mercato, i risultati scientifici collegano l'abbagliamento percepito ai fari delle auto dotate di fari a LED o allo xeno. La composizione dello spettro luminoso sembra giocare un ruolo particolarmente importante. Queste moderne fonti luminose a LED o allo xeno presentano anche una distinta emissione luminosa nella parte ad alta tensione del nostro spettro visibile, vale a dire nell'intervallo 440-470 nm.

Christian Lappe: Il trattamento delle lenti DriveSafe consente un’attenuazione selettiva di questa fastidiosa luce ad onda corta che è parte dello spettro che produce l’abbagliamento. Nota Bene: Le lenti con questo trattamento possono essere indossate anche durante il giorno e sono assolutamente adatte all’uso quotidiano.
Non serve sottolineare che queste lenti soddisfano tutti gli standard inerenti l’impiego automobilistico.
 

Frank Mielich: Inoltre, il trattamento DuraVision® DriveSafe offre gli stessi livelli di durata e le stesse proprietà di pulizia del nostro trattamento premium DuraVision® Platinum!



Christian Lappe:
Il terzo e ultimo elemento del progetto di sviluppo è stata l’ottimizzazione delle lenti progressive per la guida. Quando guidiamo, il nostro apparato visivo entra in uno stato di allerta. La situazione è molto più difficile e richiede maggiore concentrazione, poiché la guida costituisce un’attività molto dinamica per gli occhi. Spostiamo lo sguardo, e quindi l’attenzione, dalla strada di fronte a noi per osservare gli strumenti sul cruscotto, per dare un’occhiata agli specchietti esterni laterali ed allo specchietto retrovisore e poi ritorniamo a concentrarci sulla strada...il tutto in rapida successione! Le zone di visione delle lenti progressive devono assicurare che il portatore possa fruire di una visione nitida, naturale e rilassata a tutte le distanze. Questo è il motivo che ci ha spinto a concentrare i nostri sforzi sull’ottimizzazione del design delle lenti per soddisfare le specifiche esigenze visive di chi guida. Nel contempo, però, non volevamo obbligare chi guida a cambiare occhiali una volta sceso dall’auto. Le zone di visione per lontano e quelle di transizione delle lenti progressive DriveSafe sono state realizzate in modo abbastanza ampio, così da offrire un ottimo supporto per i movimenti degli occhi del guidatore. Contemporaneamente, la zona per vicino delle lenti è sufficientemente ampia da consentire attività come la lettura; gli occhiali possono quindi essere indossati per tutto il giorno.

MIGLIORE VISIONE: Come viene testato questo tipo di lenti?


Frank Mielich:
Abbiamo sottoposto le lenti DriveSafe ad una serie completa di analisi scientifiche per verificare se le esigenze correlate ai tre aspetti fondamentali presi in esame venivano soddisfatte. Abbiamo chiesto ad un gruppo di tester di provare le lenti e di valutare ogni nuova caratteristica del design, per stabilire l’influenza delle lenti sulla visione durante la guida e verificare se ogni nuovo prototipo DriveSafe era in grado di migliorare la loro visione in maniera significativa. Sulla base di queste prove abbiamo realizzato la versione finale delle lenti DriveSafe.

Inoltre, abbiamo condotto degli studi per stabilire quando le persone si sentono abbagliate. Quali sono le ‘soglie di dolore’ delle persone in relazione all’abbagliamento fastidioso? Quanto deve essere intenso l’abbagliamento prima che la persona non sia più in grado di svolgere un’azione come leggere un cartello stradale? E quanto è influenzato dai diversi prodotti, dalle intensità di abbagliamento e dai trattamenti/filtri? Abbiamo sottoposto i prototipi delle lenti ad una serie completa di test per stabilire in quale misura influenzavano la visione delle persone. Abbiamo poi chiesto alle persone di provarli e di compilare un questionario molto dettagliato per conoscere il loro feedback. Uno degli aspetti più importanti dello studio è stato quello di conoscere ciò che le persone sperimentavano quando indossavano le nuove lenti sia durante la guida che nelle altre attività quotidiane. Questo tipo di test nella vita reale è di importanza fondamentale; per questo motivo ci siamo assicurati che il progetto comprendesse un numero elevato di tester sia a livello interno che esterno.

Abbiamo collaborato con l’Istituto di Ricerca FKFS di Stoccarda, per analizzare come le persone spostano occhi e testa quando guidano. Volevamo sapere come le persone mettono nuovamente a fuoco quando spostano lo sguardo, dove guardano esattamente e per quanto tempo mantengono quel fuoco, e come muovono gli occhi e la testa. Per trovare risposta a queste domande abbiamo chiesto ai partecipanti ai test di guidare speciali veicoli equipaggiati con delle videocamere, osservando così i movimenti di testa e occhi mentre guidavano. Queste osservazioni ci hanno fornito indicazioni importanti sul come ottimizzare le lenti progressive per la guida.
 

MIGLIORE VISIONE: Su cosa focalizzano le persone quando guidano? E come spostano il fuoco? Qual è la differenza rispetto alle altre attività quotidiane?


Christian Lappe: Nella vita moderna i nostri occhi sono esposti a sollecitazioni sempre maggiori. In molti casi non ce ne accorgiamo nemmeno, ma l’attuale stile di vita obbliga i nostri occhi a lavorare in modo differente. Lo sviluppo delle Digital Lenses è un esempio di soluzione per affrontare questi cambiamenti. L’uso quotidiano di smartphone, tablet e dispositivi similari ha comportato un impiego molto più intenso e prolungato della visione per vicino. Ne consegue la necessità di spostare costantemente e rapidamente l’attenzione e lo sguardo da oggetti vicini ad oggetti lontani. Nel lungo termine, questi movimenti causano un affaticamento degli occhi e, da ultimo, stress visivo.

La guida implica un diverso tipo di comportamento visivo e causa un tipo di stress diverso per i nostri occhi. Richiede infatti una visione dinamica con movimenti costanti di testa ed occhi. Oltre a mantenere lo sguardo concentrato sulla strada, dobbiamo controllare l’ambiente circostante e guardare attraverso gli specchietti, ed osservare e azionare gli strumenti presenti sul cruscotto. Secondo gli studi condotti in collaborazione con l’istituto FKFS, le persone tengono lo sguardo sulla strada per il 96% del tempo. Da un lato il risultato ci ha sorpreso, poiché credevamo che la percentuale fosse inferiore, ovvero l’80% del tempo con sguardo sulla strada ed il 20% sugli strumenti e sugli specchietti. Dall’altro ci ha confortato: in fin dei conti l’aspetto più importante quando si guida è mantenere gli occhi concentrati sul traffico! Ciononostante, il dato indica che, evidentemente, le persone concentrano l’osservazione degli specchietti laterali, dello specchietto posteriore e degli strumenti sul cruscotto in un brevissimo lasso di tempo. Certamente non si tratta di un comportamento visivo ‘normale’ ed è estremamente faticoso per gli occhi e per l’apparato visivo. Una tale rapidità di movimento degli occhi è richiesta solo in situazioni particolari quali l’attraversamento di una via principale di una metropoli oppure la ‘caccia’ all’affare migliore nella stagione dei saldi! La guida impone movimenti rapidi degli occhi per periodi di tempo piuttosto lunghi invece e, talvolta, in condizioni difficili.

Pertanto, non credo sia così sorprendente che lenti studiate specificamente per la guida possano offrire una visione migliore e più rilassata.


Frank Mielich: E questo è stato proprio il feedback ricevuto dalle persone che hanno partecipato ai test e dai primi clienti che hanno indossato lenti DriveSafe. Siamo stati assolutamente soddisfatti dei commenti estremamente positivi relativi al prodotto finale da parte sia di portatori di lenti monofocali che di lenti progressive. Ovviamente la gamma DriveSafe comprende anche lenti specifiche per occhiali avvolgenti.

MIGLIORE VISIONE: Qual è stato il momento più emozionante durante lo sviluppo delle lenti DriveSafe?


Frank Mielich: Abbiamo iniziato testando alcuni prototipi di lente con diverse combinazioni di design e trattamenti (combinazioni 2x2) in un piccolo gruppo di esperti. Poter testare un nuovo prodotto in prima persona nell’ambito di un progetto è sempre entusiasmante e forse rappresenta il momento più eccitante di tutti. Il passaggio dalla teoria alla pratica è pieno di incertezze, ma è sicuramente elettrizzante.
Sono uscito dall’ufficio portando con me le lenti e poi le ho provate guidando verso casa. Non sono rimasto particolarmente soddisfatto della prima versione, così sono passato a provare la successiva combinazione ed ho testato le lenti mettendomi davanti ai fari allo xeno della mia auto. È stata una sensazione straordinaria! Ho pensato: questa volta ci siamo...

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FKFS, l’istituto di ricerca di ingegneria automobilistica e motori per veicoli, con sede a Stoccarda, è una fondazione indipendente associata all’Università di Stoccarda. Fondato nel 1930, FKFS è diventato uno dei più grandi e importanti istituti di ricerca nel campo dell’ingegneria automobilistica, al servizio dei principali costruttori e fornitori del settore automotive.

Test interno (60 Collaboratori Carl Zeiss Vision in Germania, nel 2013); test esterno (70 Ottici-Optometristi e consumatori in Spagna, nel 2014)

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