Silmälasilinssien kehittäminen autolla ajamiseen

ZEISS on kehittänyt uudet autolla ajamista varten optimoidut silmälasilinssit. Eikä kyseessä ole erityistarkoituksiin suunniteltu linssi vaan arkilinssi, joka soveltuu kokopäiväiseen käyttöön. Siinä on kolme tärkeää ominaisuutta, jotka tekevät autolla ajamisesta turvallisempaa ja miellyttävämpää silmälasien käyttäjille. PAREMPAA NÄKEMISTÄ haastatteli Tri. Christian Lappea (Tiedeasiat & Tekninen markkinointi) ja Frank Mielichiä (Projektipäällikkö DriveSafe/Teknologia & Innovointi/Uusien tuotteiden käyttöönotto) jotka olivat molemmat mukana DriveSafen kehittämisessä.  

Christian Lappe:  DriveSafen kehittäminen perustui asiakastarpeeseen, jonka olimme tunnistaneet aiemmin jokin aikaa sitten. Kyselyt ja optikoiltamme saamamme asiakkaiden ja silmälasien käyttäjien palaute paljasti, että monet silmälasien käyttäjät tunsivat olonsa epämiellyttäväksi ja jopa turvattomaksi näkönsä vuoksi autolla ajaessaan. Ihmiset kertoivat selvästi haluavansa kokopäiväiseen käyttöön tarkoitetut silmälasit, jotka tekisivät autolla ajamisesta miellyttävämpää.

Frank Mielich:  Hyvä näkö autolla ajaessa on hyvin monimutkainen asia, joka riippuu monista eri tekijöistä, kuten näkövirheistä ja valoherkkyydestä. Halusimme ottaa selvää, liittyykö autolla ajamiseen erityisiä näköongelmia, jotka vaikuttavat useimpiin autoilijoihin samassa määrin. Toteutimme laajan markkinatutkimuksen Saksassa ja USA:ssa määrittääksemme, mikä takaisi paremman näön autolla ajaessa, sekä selvittääksemme, mitä näkemiseen liittyviä vaikeuksia ihmiset kohtaavat tien päällä. Yllätyimme, miten suuresta määrästä näköongelmia ihmiset kertoivat, sekä siitä, että ne keskittyivät niin voimakkaasti tietyille alueille. Toisaalta ongelmana on epämiellyttävä häikäisy, joka on erityisen voimakasta huonoissa valaistusolosuhteissa – esimerkiksi aamu- ja iltahämärässä, vesi- ja lumisateella sekä yöllä – ja tilannetta pahentaa vielä se tosiasia, että näemme todella vähemmän näissä olosuhteissa. Useimmat meistä ovat kokeneet tämän ainakin joskus.

Christian Lappe:  Tämän lisäksi jotkut moniteholinssien käyttäjät eivät tunne silmälasiensa todella soveltuvan nopeisiin pään ja silmien liikkeisiin, jotka muodostavat osan ratin takana tarvitsemastamme dynaamisesta näöstä. He kokivat, että perinteisten moniteholinssien rajoitetut näköalueet kaipaisivat parannusta. Nämä olivat siis periaatteessa ne ongelmat, jotka olivat vastassamme päättäessämme aloittaa paremman näköratkaisun kehittämisen autolla ajamista varten.

Christian Lappe:  DriveSafe-linssien kehittämisessä oli kolme keskeistä lähtökohtaa:

1. sen ymmärtäminen, miten pupillimme reagoivat ajaessamme ja kuinka huonot valaistusolosuhteet vaikuttavat näkemisemme laatuun
2. ajaessamme kokemamme ärsyttävä häikäisy
3. autolla ajamisen erityisluonne käytettäessä moniteholinssejä.

Kehitysprojektin ensimmäinen aspekti oli ymmärtää paremmin pupilliemme merkitys. Tiedämme, että pupillien koko vaihtelee ympäristön valaistusolosuhteista riippuen. Huonot, hämärät olosuhteet saavat pupillimme suurentumaan. Mutta silmän kyky laajentaa pupillia päästääkseen sisään enemmän valoa vaikuttaa myös näkemämme kuvan laatuun. Vähän kuin valokuvauksessa, kun kameran aukkoa säädetään sen määrittämiseksi, kuinka paljon valoa pääsee kameran anturiin. Tämä asetus vaikuttaa kuitenkin myös syväterävyysalueeseen. Mitä enemmän avaat linssin aukkoa, sitä matalammaksi syväterävyysalue käy. Pupillimme toimivat samalla tavoin. Pupillin laajentuessa verkkokalvolle pääsee enemmän valoa ja syväterävyysalue pienenee. Lisäksi silmän linssi taittaa valoa eri tavalla reuna-alueilla. Tulosäteet eivät kohdistu oikeaan paikkaan verkkokalvolla, mikä voi rajoittaa näköä, jos pupillit ovat merkittävästi laajentuneet.

Näin ollen kehittäessämme DriveSafea optimoimme linssin mallin siten, että se huolehtii näkökyvystä pupillien laajentuessa huonoissa, hämärissä valaistusolosuhteissa. Tämä optimoitu muotoilu on äärimmäisen tärkeä erityisesti silloin, kun käytetään moniteholinssejä, ja se tukee DriveSafen tavoitetta tehdä näkemisestä miellyttävämpää myös huonoissa valaistusolosuhteissa. Työmme tuloksena syntyi Luminance Design^®  -teknologia.

Frank Mielich:  Kehitysprosessin toinen lähtökohta oli tutkia erityisesti häikäisyongelmaa. Häikäisy voidaan yleisesti jakaa kahteen tyyppiin. Toisaalta on olemassa "estohäikäisyä" eli fysiologista häikäisyä, joka estää näkemisen täysin, esimerkiksi kirkkaan salaman aiheuttama häikäisy. Ja sitten on epämiellyttävää häikäisyä eli häikäisyn psykologista muotoa, jonka ihmiset kokevat epämiellyttäväksi, ärsyttäväksi tai häiritseväksi. Autoilijat mainitsevat usein vastaantulevien autojen ajovalot tai katuvalot tällaisen epämiellyttävän häikäisyn aiheuttajiksi.

Mitä tulee estohäikäisyyn, meillä on tehokkaita keinoja suojata siltä silmiämme: me joko suljemme silmämme tai käännämme katseemme pois häikäisyn lähteestä. Tämä on järkevä ratkaisu, johon ihmisten päivittäin käyttämät silmälasilinssit eivät vaikuta. Sen sijaan olimme kiinnostuneita epämiellyttävästä häikäisystä, jonka ihmiset kokevat niin ikäväksi ja häiritseväksi. Yksi parhaista esimerkeistä ovat vastaantulevan ajoneuvon ajovalot huonoissa valaistusolosuhteissa. Tieteelliset todisteet, jotka myös markkinatutkimuksen tulokset vahvistavat, liittävät havaitun häikäisyn vastaantuleviin autoihin, joissa on LED- tai xenonvalolähde (korkeatehoiset purkauslamput, HID). Valon spektrikoostumuksella näyttää olevan erityisen suuri merkitys. Nämä modernit LED- ja xenon HID -valolähteet myös lähettävät selvää valonsäteilyä valospektrimme korkeaenergisessä spektrin osassa, eli spektrikaistalla n. 440–470 nm.

Christian Lappe: DriveSafe-pinnoitteen ansiosta voimme valikoivasti vaimentaa tätä ärsyttävää lyhytaaltoista valoa, joka on osa häikäisyä aiheuttavaa spektriä. Tärkeää: Tällä pinnoitteella varustettuja linssejä voidaan käyttää myös päivänvalossa, ja ne sopivat täydellisesti jokapäiväiseen käyttöön.

Tietenkin nämä linssit täyttävät myös kaikki asiaan kuuluvat autojen käyttöön liittyvät standardit.

Frank Mielich: Ja DuraVision^® DriveSafe -pinnoite tarjoaa samat kestävyys- ja puhdistusominaisuudet kuin DuraVision^® Platinum -premiumpinnoitteemme!

Christian Lappe: Kehitysprojektin kolmas ja viimeinen lähtökohta oli optimoida moniteholinssit autolla ajamista varten. Kun ajamme autoa, näkömme näyttää olevan korkeammassa hälytystilassa. Se toimii haasteellisemmin ja keskittyneemmin, sillä ajaminen on hyvin dynaamista toimintaa silmillemme. Siirrämme katsettamme ja siten huomiotamme edessämme olevasta tiestä kojelautaan, vilkuilemme oikealla ja vasemmalla oleviin peileihin ja taustapeiliin, ja katsomme taas tietä... hyvin nopeasti peräkkäin. Moniteholinssien näköalueiden on taattava, että käyttäjä näkee selkeästi, luonnollisesti ja rennosti kaikille etäisyyksille. Siksi keskityimme optimoimaan linssin muotoilun siten, että se täyttää autoilijoiden erityiset näköön liittyvät tarpeet. Samalla emme kuitenkaan halunneet, että autoilijoiden on vaihdettava silmälaseja noustessaan pois autosta. DriveSafe-moniteholinssien kaukonäön alue ja siirtymäalue on tehty tarkoituksella riittävän suuriksi, jotta ne voivat tarjota optimaalisen tuen autoilijan silmänliikkeille. Samalla linssin lähinäön alue on riittävän suuri lukemisen kaltaisiin toimiin, jotta silmälaseja on mahdollista käyttää koko päivän ajan.

Tutkimme myös, milloin ihmiset tuntevat itsensä sokaistuneiksi. Mikä on ihmisten "kipukynnys" epämiellyttävän häikäisyn suhteen? Kuinka voimakasta häikäisyn on oltava ennen kuin olet kykenemätön tekemään jotakin, kuten lukemaan kirjoitusta? Ja kuinka siihen vaikuttavat eri tuotteet, häikäisyn voimakkuudet ja pinnoitteet/suodattimet? Testasimme linssin prototyyppejä perusteellisesti saadaksemme selville, miten ne vaikuttivat ihmisten näköön. Ja meillä oli useita koehenkilöitä, jotka kokeilivat prototyyppejämme ja antoivat subjektiivista palautettaan hyvin kattavan kyselylomakkeen avulla. Yksi tärkeimmistä tutkimuksen asioista oli se, miltä ihmisistä tuntui käyttää uusia linssejä sekä ajaessa että arkikäytössä. Tällainen testaus todellisessa elämässä on äärimmäisen tärkeää, joten varmistimme, että laajat sisäiset ja ulkoiset käyttäjäkokeet olivat oleellinen osa tätä projektia.

Teimme yhteistyötä FKFS Forschungsinstitut für Kraftfahrwesen und Fahrzeugmotoren Stuttgart -tutkimuslaitoksen kanssa analysoidaksemme, kuinka ihmiset liikuttavat silmiään ja päätään autolla ajaessaan Halusimme tietää, kuinka he tarkentavat katsettaan, mihin he tarkalleen ottaen katsovat ja kuinka kauan he pitävät yllä tarkennusta sekä kuinka he liikuttavat silmiään ja päätään. Vastasimme näihin kysymyksiin laittamalla koehenkilöt erityiseen kameroilla varustettuun testiajoneuvoon ja tarkkailemalla heidän päänsä ja silmiensä liikkeitä heidän ajaessaan. Näin saimme tärkeää tietoa siitä, kuinka voisimme optimoida moniteholinssit autolla ajamista varten.

Christian Lappe:  Moderni maailma vaatii silmiltämme yhä enemmän. Monissa tapauksissa emme edes huomaa sitä, mutta nykyinen elintapamme pakottaa silmämme toimimaan uusilla tavoilla. Digital-linssien kehitys on yksi esimerkki siitä, kuinka olemme vastanneet näihin haasteisiin. Vietämme yhä enemmän aikaa käyttäen lähinäköämme nyt, kun älypuhelimista, tableteista ja muista vastaavista laitteista on tullut niin suosittuja. Tämän seurauksena siirrämme jatkuvasti huomiotamme ja katsettamme lähellä olevista kohteista kaukana oleviin kohteisiin. Tämä väsyttää silmiämme pitkällä aikavälillä ja voi lopulta johtaa silmien rasittumisesta johtuviin oireisiin.

Autolla ajamiseen liittyy täysin erilainen näkökäyttäytyminen, ja sen myötä silmiimme kohdistuu aivan toisenlaista rasitusta. Se edellyttää dynaamista näköä, johon kuuluvat jatkuvat pään ja silmien liikkeet. Sen lisäksi, että katsomme tietä, meidän on seurattava ympäristöämme – sekä suoraan että peilien kautta – ja vilkuiltava ja käyteltävä jatkuvasti kojelaudan laitteita. FKFS:n kanssa toteutetut tutkimukset osoittivat, että katsomme tietä 96 % ajasta. Se yllätti meidät, sillä ajattelimme prosenttiosuuden olevan pienempi. Oletimme, että katsoisimme tietä ehkä 80 % ja peilejä ja laitteita 20 % ajasta. Mutta mielestämme tämä tieto oli myös rauhoittava, sillä loppujen lopuksi katseen pitäminen liikenteessä on tärkein osa ajamista! Tästä seuraa kuitenkin myös se, että luonnollisesti mahdutamme sivu- ja taustapeilien ja kojelaudan katsomisen hyvin lyhyeen aikaan. Tämä ei todellakaan ole "normaalia" näkökäyttäytymistä, vaan se on silmiemme ja ylipäätään näkökäyttäytymisemme kannalta äärimmäisen väsyttävää. Luultavasti ainoita muita tilanteita, joissa katsot ympärillesi yhtä nopeasti, ovat sellaisia, joissa esimerkiksi ylität vilkkaan tien Pariisissa tai metsästät parhaita tarjouksia alennusmyynnissä! Ja autolla ajaessamme silmiemme on tehtävä tätä pitkiä aikoja kerrallaan ja joskus vaikeissa olosuhteissa.

Ei siis ole yllättävää, että erityisesti tähän tarkoitukseen suunnitellut linssit voivat saada näkemään paremmin ja rennommin.

Frank Mielich:  Ja niin kertoivat myös testihenkilöt ja DriveSafe-linssien ensimmäiset käyttäjät. Olimme erittäin ilahtuneita lopputuotteen saamasta valtavan myönteisestä palautteesta, jota antoivat sekä yksiteho- että moniteholinssien käyttäjät. Ja tietenkin DriveSafe-mallistoon kuuluu myös erityinen linssi kaareviin silmälaseihin.

Frank Mielich:  Aloitimme testaamalla pienessä asiantuntijoiden ryhmässä muutamia prototyyppiversioita, joissa oli eri linssimallien ja pinnoitteiden yhdistelmiä (2x2 yhdistelmää). Uuden tuotteen testaaminen on itsessään aina jännittävä hetki projektissa, ehkäpä jännittävin kaikista. Siirtymä teoriasta käytäntöön on täynnä epävarmuutta, mutta se on jännittävää.

Otin linssit mukaani lopettaessani työt siltä päivältä, ja kokeilin niitä ajaessani kotiin. En ollut vaikuttunut ensimmäisestä versiosta, joten vaihdoin seuraavaan tuoteyhdistelmään ja kokeilin sitä autoni xenonajovalojen edessä. Se oli uskomaton tunne! Ajattelin itsekseni: saatamme todella olla oikeilla jäljillä...