Studien- und Abschlussarbeiten

2018

Bachelorarbeit, Status: Thema abgeschlossen
Hauptbetreuer: Prof. Dr. Ulrike Paffrath

Bearbeitungszeit bis 27.03.2017

Schlagworte: Abbildungsfehler, Astigmatismus schiefer Bündel, Bildfeldwölbung, Laboraufbau, Labor


Diese Bachelorarbeit beinhaltet die Entwicklung eines Versuchsaufbaus, in dem die für die Brillenglasoptik relevanten Abbildungsfehler dargestellt werden.

Damit soll den Studierenden des Studienganges Augenoptik und Optometrie ein besseres Verständnis dieser Fehler vermittelt werden. Dazu werden Blicke unter

den Blickwinkeln von 15°, 25° und 35° simuliert, um so den Astigmatismus schiefer Bündel in unterschiedlicher Ausprägung darzustellen. Das abzubildende

Objekt befindet sich 460 mm vor einer plankonvexen Linse. Die genannten Blickwinkel werden durch Verdrehen der Linse und mithilfe einer 3-Loch-Blende

erzeugt. Die erzeugten Bildschalen der sagittalen und tangentialen Bildlinien und des Kreises kleinster Verwirrung geben Rückschlüsse auf die Bildfeldwölbung

und werden mit der Einstellpunktkugel des Auges verglichen. Die Darstellung der kissen- und tonnenförmigen Verzeichnung findet mittels

Brillengläsern mit sphärischer Vorderfläche durch Blick auf ein Gitter statt. Die Darstellung des Astigmatismus schiefer Bündel gelingt sehr anschaulich und

stimmt mit den Berechnungen überein. Neben der Beobachtung der kissen- und tonnenförmigen Verzeichnung wird der Unterschied in dem Abbildungsmaßstab

der halben vertikalen und diagonalen Höhe des Gitters gemessen.

Hauptbetreuer: Prof. Dr. Ulrike Paffrath

Bearbeitungszeit bis 21.09.2017

Schlagworte: Heißluftgeräte, Hornfassungen, Erwärmbarkeit, Wärmeverteilung, Brillenfassungen aus Horn


Ziel der vorliegenden Bachelorthesis ist es, anhand der Analyse von Temperaturmessungen an Heißluftgeräten Informationen über deren Erwärmungsprozesse

und Temperaturverteilungen zu erlangen. Dieses Wissen soll die praktische Arbeit an Heißluftgeräten erleichtern. Darüber hinaus soll die Arbeit mittels

Thermographieaufnahmen Bezug zur Erwärmung von Hornfassungen herstellen und als Basis für zukünftige Untersuchungen dienen.

Hauptbetreuer: Prof. Dr. Ulrike Paffrath

Bearbeitungszeit bis 16.04.2018

Schlagworte: 3D, Brillenfassungen, gesintert, Erwärmung, 3D Druck


In dieser Arbeit wurden drei unterschiedliche Untersuchungen durchgeführt. Die erste Untersuchung befasste sich mit dem Schrumpfverhalten bei unterschiedlichen Erwärmungstemperaturen. Hierfür wurden Fassungsmittelteile verwendet und deren Maße vor und nach der Erwärmung miteinander verglichen. Die zweite Untersuchung zeigte das thermoplastische Verhalten des Materials auf. Für diese Untersuchung wurden Fassungsbügel verwendet. Diese wurden auf einen einheitlichen Winkel bei unterschiedlichen Temperaturen gebogen. Nach dem Abkühlvorgang wurde die Differenz zum Soll-Winkel gemessen. Bei der letzten Untersuchung wurde der Memory-Effekt des Materials analysiert. Hierfür wurden ebenfalls Fassungsbügel genutzt und bei identischer Temperatur auf einen einheitlichen Winkel gebogen. Bei simulierter Körperwärme wurde dann die Reaktion des Materials beobachtet.

2016

Hauptbetreuer: Prof. Dr. Ulrike Paffrath

Bearbeitungszeit bis 30.09.2016

Schlagworte: Lehrmethoden Aktivierendes Lehren Hochschullehre


Um den Unterricht abwechslungsreicher zu gestalten und die Effizienz des Lernens nachhaltig zu erhöhen, werden im Unterricht aktivierende Lehrmethoden eingesetzt. Diese sprechen mehrere Wahrnehmungskanäle an, durch die das Wissen von Lernenden aufgenommen und verarbeitet wird, wodurch die Erinnerbarkeit des Lehrstoffs erhöht wird. Die vorliegende Bachelorthesis setzt sich nun damit auseinander, welche Methoden in der augenoptischen Ausbildung eingesetzt werden können, um die Lernenden bei der Wissensaneignung zu unterstutzen.

Hauptbetreuer: Prof. Dr. Ulrike Paffrath


In dieser Arbeit wird eine Messmethode zur Bestimmung der individuellen Pupillendistanz für den Nahbereich und des damit einhergehenden individuellen Insets entwickelt. Die Methode wird durch verschiedene Messungen an insgesamt drei Probanden und einem Kunstkopf untersucht und deren Ergebnisse mittels Vergleichsmessungen traditioneller Messmethoden auf Plausibilität geprüft.

Bachelorarbeit, Status: Thema abgeschlossen
Studienangebote: Augenoptik / Augenoptik & Hörakustik
Hauptbetreuer: Prof. Dr. Ulrike Paffrath


In dieser Arbeit werden Merkmale und Besonderheiten von Horn- und Holzfassungen untersucht

Hauptbetreuer: Prof. Dr. Ulrike Paffrath

Bearbeitungszeit bis 26.06.2016

Schlagworte: lag of accommodation biofeedback


The purpose of this study was to investigate whether a reduction of the accommodative lag is possible by training the accuracy of accommodation using auditory biofeedback. Accommodation responses were measured in thirty-one young adults with myopia for dioptric target distances of 2.0, 2.5, and 3.0 D using an eccentric infrared photorefractor. For the biofeedback training, subjects were randomly assigned to an experimental (n=15) or a control group (n=16). Subjects of the experimental group were provided with two tones while fixating a target, one tone was related to their accommodative response and the second to the target distance. Their task was to match these tones.

2015

Hauptbetreuer: Prof. Dr. Ulrike Paffrath

Bearbeitungszeit bis 30.04.2015


Abstract

Die Stiftung „Focus on Vision“ hat nach dem Prinzip der Alvarezlinsen Sehhilfen mit variabler Stärke entwickelt – die Focusspec-Brillen. Diese werden vor allem in Entwicklungsländern eingesetzt, um die Bevölkerung schnell und effektiv mit einer Korrektion zu versorgen. Es gibt zwei verschiedene Ausführungen, eine mit einstellbaren positiven Brechwerten (von 0,5 dpt bis 4,5 dpt) und eine mit einstellbaren negativen Brechwerten (von -1,0 dpt bis -5,0 dpt).

In dieser Arbeit wurden diese Sehhilfen mit einem Scheitelbrechwertmesser vermessen und die auftretenden Aberrationen genauer betrachtet.

Da in der realen Gebrauchssituation Blickbewegungen durch den Brillenträger stattfinden, wurden die Alvarezlinsen im Hinblick auf den Augendrehpunkt vermessen. Dazu wurde an der Hochschule Aalen ein Messaufsatz konzipiert, der sich an einem handelsüblichen Scheitelbrechwertmesser anbringen lässt. Dieser Aufsatz lässt sich schwenken, sodass die Messungen den Blickbewegungen um den Augendrehpunkt entsprechen. Die Messungen wurden für ein Blickfeld von 40° (±20°) durchgeführt. Dazu wurde auf den Gläsern ein Bereich über 9x9 Messpunkte vermessen, die jeweils in einem Abstand von 5° zueinander liegen.

Zunächst wurden die Brechwerte einer Sehhilfe für eine jeweilige Einstellung von ±4 dpt bestimmt. Die Schwankungsbreite der Sehhilfe mit -4 dpt (+4 dpt) liegt bei 0,0265 dpt (0,0797 dpt). Außerdem zeigen sich ein Astigmatismus und ein Refraktionsfehler, die durch die schrägen Blickwinkel verursacht werden. Wie zu erwarten, nehmen diese Aberrationen mit steigendem Blickwinkel zu. Der maximale Betrag des Astigmatismus liegt bei 0,40 dpt und der maximale Refraktionsfehler bei 0,52 dpt. Die Auswertung wurde über den Bereich eines Blickwinkels von ±10° gemacht.

Im Vergleich sind die Aberrationen der Focusspec-Brille mit dem positiven Brechwert größer als bei der Focusspec-Brille mit dem negativen Brechwert. Auch die größere Schwankungsbreite der Brille mit positivem Brechwert weist darauf hin, dass die verschiedenen Glasformen der Alvarezlinsen einen Einfluss auf die Abbildungsqualität haben könnten.
Für eine detaillierte Betrachtung wird in dieser Bachelorarbeit zum ersten Mal eine Annäherung der Messergebnisse von Alvarezlinsen an diese sagittalen und tangentialen Bildschalen versucht. Vergleicht man alle Ergebnisse mit klassischen sphärischen Brillengläsern, zeigt sich, dass die Aberrationen der Alvarezlinsen vor allem am Rand größer sind. Dennoch ist die Art der Aberrationen vergleichbar mit denen der sphärischen Gläser.

2014

Hauptbetreuer: Prof. Dr. Ulrike Paffrath

Bearbeitungszeit bis 31.08.2014

Schlagworte: Brillenfassung


Abstract

Das Ziel dieser Thesis ist es, eine UV-durchlässige Brillenfassung zu entwi-ckeln, welche aus kosmetischen Gründen zur Reduktion des Bräunungsabdrucks getragen wird. Hierfür wurde mithilfe einer Online-Umfrage eine Bedarfsanalyse durchgeführt.

Um eine solche Studie durchführen zu können, werden die notwendigen theoretischen und produktionspraktischen Vorüberlegungen angestellt. Im ersten Teil der Arbeit wird zunächst darauf eingegangen in welchen Branchen UV-durchlässige Materialien zum Einsatz kommen. Wichtige Ergebnisse können aus dem Bereich der Textilindustrie und dem Solarienbau gewonnen werden. Es stellt sich heraus, dass beispielsweise das Material Plexiglas® GS Sunactive der Firma Evonik Industries, für den Bau eines Prototyps geeignet sein kann.

Ein zentrales Ergebnis der durchgeführten Umfrage ist, dass 56 % der Befragten den Bräunungsabdruck ihrer Korrektionsbrille als störend empfinden. Frauen stört dieser signifikant stärker als Männer. Ein deutlich größerer Anteil der Befragten empfindet den Bräunungsabdruck ihrer Sonnenbrille als störend. Eine weitere wichtige Erkenntnis ist, dass weniger Befragte ihre Sonnenbrille zum Bräunen absetzen würden, hinterließe sie keinen Bräunungsabdruck. Dies würde zum Schutz der Augen beitragen. Insgesamt hätten 70 % der Befragten, Interesse an einer UV-durchlässigen Brillenfassung und wären auch bereit, hier einen höheren Preis zu bezahlen, als für eine handelsübliche Brillenfassung.

Beim Bau des Prototyps müssen einige DIN-Normen beachtet werden. Das verwendete Material darf die Gesundheit und Sicherheit des Trägers nicht beeinflussen. Die Augen müssen vor schädlichen UV-Strahlen geschützt werden, weshalb die Gläser weiterhin mit UV-Schutz ausgestattet sein müssten. Der fertige Prototyp muss ferner eine angemessene mechanische Stabilität und Temperaturbeständigkeit aufweisen.

Der fertige Prototyp zeigt, dass es möglich ist, eine UV-durchlässige Brillenfas-sung, die eine ausreichend mechanische Stabilität und Temperaturbeständigkeit hat, zu entwickeln und zu produzieren. Wie die Umfrage gezeigt hat, gibt es Interessenten und somit eine potentielle Nachfragesituation für eine derartige Produktneuheit; auf den im Zusammenhang mit dieser Arbeit gefertigten Prototypen wird im Verlauf der Arbeit näher eingegangen.

Hauptbetreuer: Prof. Dr. Ulrike Paffrath

Bearbeitungszeit bis 27.04.2014


Ziel der vorliegenden Studie war es, die Stärkenprofile der optischen Zone der am häufigsten angepassten weichen Kontaktlinsen zu untersuchen, um deren mögliche Auswirkungen auf den peripheren refraktiven Fehler und folglich auf Myopieprogression zu beurteilen.

Hauptbetreuer: Prof. Dr. Ulrike Paffrath

Bearbeitungszeit bis 28.02.2014

Schlagworte: Brillenfassung


Die Bachelorthesis befasst sich mit der Beschaffenheit und Funktionsweise von Nickel-Titan- Formgedächtnislegierungen und deren Verwendung in Brillenfassungen. Ziel dieser Arbeit ist es, das Auftreten von Ermüdungsbrüchen im Bereich der Fassungsbrücken zu analysieren und mögliche Gründe herauszufinden.

Hochflexible Fassungen können unter geringer Krafteinwirkung am Brückensteg brechen. Diese Studie soll aufzeigen, dass hierfür Veränderungen im Gefüge eine mögliche Ursache sind. Durch das Belasten der Brücke wird anhand einer simulierten zyklischen Bewegung ein vorzeitiger Alterungsprozess des Materials herbeigeführt und die vorhandene Stabilität der Brücke mittels eines Belastungstests geprüft. Im Theorieteil wird das Prinzip der martensitischen Phasenumwandlung ausführlich erläutert und im Speziellen auf das Ermüdungs- und Bruchverhalten eingegangen.

Für diese Studie wurden 31 Fassungen mit drei unterschiedlichen Brückenarten auf ihr Bruchverhalten getestet. Ein selbst entwickelter Messaufbau ermöglichte die Simulation von kleinsten Brückenbewegungen. Mittels herstellerinterner Belastungstests wurde die Bruchrate dieser vorher zyklisch beeinflussten Brücken ermittelt.

Diese Belastungstests ergaben mit 12 gebrochenen Fassungsbrücken (5x Typ A, 4x Typ B und 3x Typ C) eine Bruchquote von 38,71 %. Aufgrund der vorher durchgeführten Bewegungen wird vermutet, dass an den Brücken Defekte im Gefüge entstanden sind bzw. diese soweit verstärkt wurden, dass sie die Rissausbreitung massiv beeinflussten. Besonders hoch war das Bruchverhalten im Bereich der Messungen mit maximal 33.000 durchlaufenen Zyklen. Hier brachen neun der getesteten Fassungen, was einem Anteil von 75 % aller gebrochenen Fassungsbrücken entspricht. Die Bruchstellen der Brücken befanden sich hauptsächlich in der Brückenmitte bzw. direkt daneben. Dies ließ auf Gefügeveränderungen im pseudoelastischen Bereich der Brücken und eine hochwertige Verarbeitung der Lötstellen und Hülsen schließen.

Damit NiTi-Formgedächtislegierungen auch in Zukunft noch viele Lösungen für technische Probleme bieten können, müssen intensivere Analysen des Bruchverhaltens vorgenommen werden. Nur so kann das noch lange nicht ausgeschöpfte Potenzial dieses hochleistungsfähigen Materials für viele Bereiche wie Industrie, Raumfahrt, Medizintechnik, Optik, etc. weiter optimiert werden.

2013

Bachelorarbeit, Status: Thema abgeschlossen
Studienangebote: Augenoptik / Augenoptik & Hörakustik
Hauptbetreuer: Prof. Dr. Ulrike Paffrath

Bearbeitungszeit bis 31.08.2013


MATLAB in Augenoptik und Horakustik\ wird eine Plattform

entwickelt, die die Studierenden im Studiengang Augenoptik/Augenoptik und Horakustik

an der Hochschule Aalen dabei unterstutzt, sich mathematische Inhalte selbst zu erarbeiten

und den Umgang mit MATLAB zu erlernen. Mithilfe von MATLAB wird die Anwendung

mathematischer Grundlagen auf augenoptische und horakustische Inhalte praxisorientiert umsetzt.

Um dies erreichen zu konnen, werden die notwendigen Voruberlegungen angestellt. Hier wird

zunachst auf den Begri des e-Learning eingegangen, anschlieend wird in einem Vergleich

festgestellt, dass andere Hochschulen mit fachlich ahnlichen Bachelor-Studiengangen der

Augenoptik/Optometrie in Deutschland MATLAB bisher nicht in ihre Lehre integriert haben.

Fachverwandte Bachelor-Studiengange wie solche der Feinwerktechnik oder Optoelektronik/

Lasertechnik hingegen lehren durchgangig MATLAB oder andere fachlich relevante

Programmiersprachen. Zudem wird mithilfe einer Befragung der Studierenden im Studiengang

Augenoptik/Augenoptik und Horakustik an der Hochschule Aalen festgestellt, dass ein

grundsatzliches Interesse der Studierenden an der Thematik MATLAB vorliegt.

Nun werden die Skripte, die den Studierenden zur selbststandigen Erarbeitung der Themen

"

Lineare Gleichungssysteme und Matrizen\ sowie

"

Mehrdimensionale Integration\ zur

Verfugung gestellt werden, vorgestellt. Anschlieend wird dargestellt, in welcher Form die

Integration der Lehre von MATLAB in die Lehrveranstaltung Methoden der Mathematik Augenoptik

und Horakustik vonstatten gehen kann und welche Moglichkeiten hinsichtlich der

Umsetzung dessen bestehen.

Es wird veranschaulicht, wie MATLAB zur praxisorientierten Unterstutzung der Lehre in anderen

Lehrveranstaltungen genutzt werden kann. Beispielhaft werden hierbei zwei Programme

gezeigt, die sich mit der Berechnung eines FIR-Filters und der Beugung an der Kreisblende

befassen. Damit ndet die Anwendung von MATLAB auf augenoptische und horakustische

Sachverhalte statt. Schlielich wird erlautert, wie die in dieser Arbeit konzipierte e-Learning-

Plattform bei Bedarf zukunftig erweitert werden kann.

2012

Hauptbetreuer: Prof. Dr. Ulrike Paffrath




Ziel dieser Bachelorthesis ist, die Schrumpftemperaturen verschiedener Kunststoffbrillenma-terialien und deren weiteres Verhalten bei höheren Temperaturen zu analysieren. Dazu wurden die Kunststoffbrillen erwärmt und deren Schrumpfverhalten anhand der Änderung des Umfangs der Fassungsnut bestimmt. Darüber hinaus werden die Folgen einer zu starken Erwärmung dokumentiert. Bei der Erwärmung von Kunststofffassungen in augenoptischen Betrieben kommt es vor, dass Brillen über die gewünschte Temperatur erwärmt werden. Durch Unachtsamkeit bei der Erwärmung in einem Heißluftgerät, kann dies unerwünschte Folgen haben. Daraufhin wurde untersucht, ab welchen Temperaturen die verschiedenen Materialien zerstört wurden. Diese Untersuchung soll einen Überblick über das Verhalten verschiedener Kunststoffe bei Temperatureinwirkung verschaffen.

Daher wurden in der Studie fünf verschiedene Kunststoffbrillenmaterialien getestet und in einem Wärmeschrank erwärmt: Celluloseacetat gespritzt, Celluloseacetat gefräst, Polycar-bonat, Polyamid Rilsan und Grilamid TR90.

Die Analyse der Messwerte zeigt ein deutliches Schrumpfverhalten der verschiedenen Kunststoffmaterialien. Celluloseacetat beginnt z. B. ab einer Temperatur von 80°C, welche ebenfalls seine Erweichungstemperatur ist, leicht zu schrumpfen. Nach einer Temperatur-einwirkung von 120°C liegt im Durchschnitt schon eine Schrumpfung von 1% Umfangsgröße vor. Bei Polycarbonat z. B. ist eine Größenänderung erst nach einer Temperatur von 160°C festzustellen, was mit der guten Temperaturbeständigkeit des Materials zusammenhängt. Ab einer Temperatureinwirkung von 170°C wurde eine Schrumpfung von 1,5% festgestellt. Bei der weiteren Dokumentation der Auswirkungen höherer Temperaturen auf Kunststoff-brillen werden ab 170°C die ersten Anzeichen einer Zersetzung sichtbar. Blasenbildung im Kunststoff bei Acetat und Polyamid Rilsan bestätigen den Zersetzungsprozess. Anhand dieser Ergebnisse kann eine Aussage getroffen werden, bei welchen Temperaturen die verschiede-nen Materialien schrumpfen und um wie viel sowie ab wann der Zersetzungsprozess beginnt und in welcher Form er sich bemerkbar macht.

2011

Bachelorarbeit, Status: Thema abgeschlossen
Studienangebote: Augenoptik / Augenoptik & Hörakustik
Hauptbetreuer: Prof. Dr. Ulrike Paffrath

Bearbeitungszeit bis 01.11.2011




Die vorliegende Bachelorarbeitet bietet eine anschauliche Übersicht und eine detaillierte Beschreibung der zahlreichen Tätigkeiten in der augenoptischen Werkstatt. Sie soll das eigenständige Arbeiten anhand dieses Leitfadens erleichtern. Die mit Bildern illustrierten Beschreibungen ermöglichen einen gut zugänglichen Einstieg in die Materie. Zu Beginn der Arbeit wird auf die sicherheitsrelevanten Aspekte bei der handwerklichen augenoptischen Arbeit hingewiesen. Anschließend werden die verschiedenen Materialien, aus denen Fassung und Gläser gefertigt sind, vorgestellt und die wesentlichen Grundlagen zum Thema der Zentrierung von Brillengläsern erklärt. Ein weiterer Teil der Arbeit umfasst die Beschreibung der Brillenfertigung in der Werkstatt. Diese beinhaltet das Anzeichnen und Bearbeiten der Brillengläser und das Einsetzen in die Fassung.

Hauptbetreuer: Prof. Dr. Ulrike Paffrath

Bearbeitungszeit bis 22.03.2011



Abstract

Das Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung einer Sehhilfe (Focusspec) der Stiftung

Focus-on-Vision die zur Korrektion verschiedener Fehlsichtigkeiten entwickelt

wurde. Die möglichen Korrektionsbereiche sollen erfasst und bewertet

werden.

In einer Untersuchungsreihe werden Probanden im Umgang mit der

Focusspec-Brille unterwiesen und im Anschluss daran auf ihre Sehschärfe

überprüft. Erfasst werden die Sehschärfe ohne Hilfsmittel, die Sehschärfe mit

der Focusspec nachdem diese durch die Probanden selbstständig eingestellt

wurde und die Sehschärfe nach einer subjektiven Refraktion.

Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass die Focusspec Brille sehr gut geeignet

ist, ametropen Menschen zu einem besseren Sehen zu verhelfen. Die

durchschnittliche Visussteigerung beträgt nur zwei Stufen weniger als die Visussteigerung

nach einer subjektiven Refraktion. Menschen mit geringen oder

sehr starken Ametropien kann nicht generell geholfen werden, da die Einstellmöglichkeiten

der Brille begrenzt sind. Sogar eine Verwendung in Industrieländern

wäre nach einigen Verbesserungen ebenfalls möglich.

Paffrath ulrike web

Prof. Dr. Ulrike Paffrath

+49 7361 576-4615
G4 2.07