Brevet FR2029378A1 — publié le 19701023

-i 2029378 Il est connu de placer devant l'oeil d'un porteur de lunettes une lentille ophtalmique de caractéristiques optiques déterminées choisies pour obtenir une amélioration de la vue. L'oeil est mobile autour de son centre de rotation, et 5 lorsqu'il fixe un objet, le pinceau lumineux utile à la vision de cet objet n'intercepte sur la lentille correctrice qu'une plage très réduite autour de l'axe du regard. Il faut que cette lentille soit déterminée de façon que pour chaque pinceau utile correspondant à chaque position angulaire de l'axe du regard de l'oeil équipé 10 observant des objets à même distance, la lentille donne une image de ces objets à la distance constante de vision distincte de l'oeil .qu'elle n'ait pas de courbure de champ et qu'elle n'introduise pas d'astigmatisme parasite sur chaque pinceau utile lumineux» On sait déterminer et réaliser de telles lentilles sphéri— 15 Ques et toriques en choisissant une bonne combinaison des rayons des faces concaves et convexes. Cependant au fur et à mesure que la puissance sphérique ou torique, de la lentille correctrice s'élève, la zone centrale de la lent il !le utilisable, c'est-à-dire ayant un astigmatisme parasite et une courbure de champ .dans dès, ^ limites acceptables, diminue. , . . » , . 20 LoTsque les puissances deviennent très importantes, lentilles pour aphaques en particulier,.les valeurs excessives de l'astigmatisme parasite et de la courbure de champ rendent inutilisable la majeure partie de la surface, imposant aux porteurs une sévère limitation de champ très gênante. 25 On a déjà proposé dans le brevet français antérieur de la demanderesse PV 126.369 du 30/10/67 de nouveaux types de surfaces dénommées sphère atorique, tore atorique et autres qui permettent d'améliorer considérablement la vision à travers"des lentilles anastigmatiques de fortes puissances. 30 La réalisation de production industrielle de ces surfaces complexes peut être envisagée mais elle présente 1'inconvénient de nécessiter l'emploi de procédés onéreux produisant des articles dont le prix élevé ne peut être accepté que par le caractère relati-vemènt exceptionnel de leur, emploi. 35 Pour les lentilles astigmatiques de puissance plus faible, on ne peut employer de telles surfaces, et la nécessité d'obtenir des prix de revient couramment acceptables a conduit jusqu'ici à réaliser ces lentilles à partir de sphères et de tores judicieusement choisis en se contentant des performances médiocres permises 40 par cette combinaison. 69 01421 2 2029378 Le but de l'invention est-la correction des'lentilles ophtalmiques ayant une caractéristique astigmate et appartenant au domaine des faibles et moyennes puissances positives ou négati - . ves, au-delà duquel on doit avoir recours notamment aux surfaces 5 décrites dans le breye-c dont la référence est rappelée ci-dessus, par un nouveau type de dioptre susceptible d'une réalisation V * t industrielle économique. A cet effet, on s'eest proposé de définir une lentille ayant une caractéristique astigmate à aberrations corrigées dont l'un au moins des deux dioptres est limité par une ^0 surface de révolution autour d'un axe autre que l'axe optique de la lentille, essentiellement facile à usiner. Dans ce dioptre, l'un des méridiens principaux est un cercle f ou équateur, et les intersections par des plans perpendiculaires à l'équateur en chacun de ses points sont des- courbes ^5 identiques entre elles, dont la détermination s'obtient, dans le second plan principal du dioptre, en corrigeant les aberrations prises en considération, des pinceaux lumineux utiles lorsque l'oeiXÎ regarde à travers la lentille, le long de ce méridien, des objets ' à distances déterminées. Le dioptre selon l'invention est ainsi ^ 20 une surface de révolution, engendrée par la rotation d'une courbe j plane autour d'un axe de son plan, perpendiculaire au plan de l'équaà teur au centre de celui-ci. Les caractères et avantages de la lentille anastigmatique . suivant l'invention, ainsi que son domaine d'application recommandé 25 ressortiront,de façon plus complète de la description qui sera donnée ci-après, à titre démonstratif et non limitatif, en référence; au dessin dans lequel ï ] - La figure 1 est un diagramme définissant, en fonction ' ; des caractéristiques d'anastigmatisme désirées, les domaines d'ap-3° plication des différentd types de lentilles ophtalmiques usuelle- * * î ment fabriquées avant l'emploi des nouveaux types de lentilles qui ; ont été définis par le "brevet français PV 126.369. — La figure 2 est un diagramme analogue étendu à l'emploi des types de lentilles définis.par le brevet français 35 PV.126.369- • - La figure 3 montre l'oeil du porteur de verre équipé de la lentille par une coupe schématique paZ* un.plan passant par le. centre de rotation de l'oeil et; l'axe optique de la lentille» : - La figure 4 est une vue de face de la lentille. 4° - La figure 5. montre des courbes donnant, en fonction 69 01421 5 2029378 l'inclinaison du rayon visuel sur l'axe optique, les puissances tangentielles et sagittales du point correspondant de la lentille, respectivement dans les deux plans principaux, pour une lentille.. anastigmatique de façon courante., - -• La figure 6 montre les mêmes courbes pour une lentille de mêmes caractéristiques anastigmatiques mais modifiées pour réduire les aberrations» - - I»a figure 7 montre les mêmes courbes pour une lentille de mêmes caractéristiques anastigmatiques mais du type de l'invention. - La figure 8 montre schématiquement une machine, pour _ tailler dans un verre un dioptre suivant l'invention» - La figure 9 est un.diagramme, analogue à celui de la figure 2,étendu à l'emploi des types de lentilles suivant l'invention.'" Il est connu de présenter sous forme d'un, tableau à. .. deux entrées, la production des unifocaux sphériques et toriques» On a représenté figure 1 un tel tableau se référant aux combinaisons habituellement fabriquées, l'axe vertical donnant les puissances sphériques de -20.00 à +20.00 dioptries et l'axe horizontal donnant les puissances cylindriques de 0 à +6.00 dioptries» Ce tableau est divisé en quatre domaines à savoir : - un domaine (1) des verres sphériques'composés de deux surfaces sphériques, - un domaine (2) des verres astigmatiques composés d'une surface sphérique et d'une surface torique, - un domaine (3) des verres sphériques de forte puissance composés d'une surface sphérique et d'une surface asphérique en général de révolution, -•un domaine (4-) des verres astigmatiques de fortes puissances composés généralement d'une surface torique et d'une surface asphérique de révolution. ■ Les nouvelles surfaces, du brevet français PV 126.369, s'appliquent à une domaine 5 (figure 2) prélevé sur le domaine 4-qui est.ainsi réduit aux lentilles de forte puissance sphérique mais de très faible .puissance cylindrique inférieure à 0,5» Les . surfaces suivant l'invention s'appliquent.à un domaine 6 prélevé sur 1 ' ancien, domaine 2 qui • est ainsi réduit aux verres faiblement cylindriques analogues à des verres sphériques» v ■ ' La figure 3 montre un oeil équipé d'un /erre astigmatique cory 69 01421 4 2029378 sphère +2.00 dioptries cylindre +2.00 dioptries, ue verre montré (figure 4) présente au centre dans son plan principal A A' une puissance= +4.00 dioptries et dans son autre plan principal B 3' une puissance^ = +2.00 dioptries. 5 Si pour tout angle a_que fait, avec l'axe optique de la lentille, l'axe du regard passant par le centre de rotation 0 de l'oeil pour observer un point à l'infini par exemple, l'astigmatisme de l'oeil est exactement compensé, il sé forme sur la rétine une image ponctuelle. j3n un point quelconque du méridien AA' on ^ a*fï = 4.C0 d. et '"f 5 = 2.00 d. 3n un point quelconque de 11 cqtiafceur ' BS1 on a^Pï' = 2.00 d. et 4 3' = 4.00 d. Comme déjà mentionné dans le "brevet cité précédemment,^^ et sont respectivement les inver-. ses des distances des focales tangentiellss et sagittales à 11 intersection de l'axe du regard passant par 0 et la sphère de centre 0 tangente à la surface concave du verre en son sommet c. En fait, les aberration de la lentille a3.tèrent la qualité de la correction, j Si on suppose la compensation complète de l'astigmatisme de l'oeil j par le verre, on peut raisonner comme dans le cas d'une correction j sphérique. Sur le lieu du conjugué de la trace de l'axe du regard ! 20 ' % - % sur la.rétine par rapport à l'optique de l'oeil en vision à l'infini qui est la sphèreT^ du punctum-renotum, l'image n'est pas un point f nais la trace H du pinceau qui s'appuie sur les deux fccales tangen-tielles S et saggitales S dont le cercle de moindre diffusion est I. TS représente 11 astigr.atis -*f 3 et IR représente la courbure 25 de champ*PI -^2 ? + 4*5 2 Il est d'usage de représenter sur un graphique les carac-i téristiaues^f ™ (a) et 73 (a) d'une lentille ophtalmique dans ses j plans remarauables. j 30 ■ La figure 5 donne les caractérisfcicues de la lentille * î astigmate envisagée ci-dessus, dont la face sphérique a un rayon de 55,80 mm, 'i1 (a),*fs (a), i" (a) et^S" (a), étant les puissances tangentielles et sagittales comme représenté figure 4. On constate que pour a = 0, c'est-à-dire lorsque l'oeil ^ regarde selon l'axe optique de la lentille, on a exactement les performances nécessaires à la. correction soit s H* '£ (o) 3' (o) - 4.00 dioptries 1" (o) =^P S (o) = 2.00 dioptries » bad 69 01421 5 2029378 Si la lentille était démunie d'astigmatisme parasitej on aurait en chaque point des méridiens principaux : ""f ï (a) ='*f 5® (a) = 00 dioptries vf ï'! (a) =^f 3 (a) =2.00 dioptries 5 Or on constate eue les différentes courbes s'écartent notablement des verticales de la lentille parfaitement corrigéeo Si les différences-"-fs et^f'ï" -'"fo! restent voisines de leur valeur sur l'axe qui est 2.00 dioptries, ce -qui traduit une aberration d'astigmatisme sensiblement nulle, par contre les posi 10 tions du cercle de moindre diffusion données par4* 1 -f'f S H*0?' +**f S1 varient considérablement ainsi pour a = 30° on a sensi 2 blement] ^ + fs fi' ffs "2 et 13 = 2.60 dioptries soit une courbure de 2 2' champ de 3«00 - 2.60 = 0o40 dioptries® En d'autre terme, pour a = 30°, dans chaque méridien la puissance sagittale et; la puissance tangentielle diminuent de 0o40 d et deviennent ainsi insuffisantes pour assurer la correction» 2o Si on cherche à réduire cette chute de puissance moyenne en augmentant le rayon de la face sphérique jusqu'à 86,40 milli- • mètres, les courbes S1 et ï* suivant figure 6 du diagramme de cette lentille modifiée montrent que la chute de puissance moyenne est en bonne partie compensée dans le plan principal BB®, mais 25 les courbes S et ï montrent que.ee résultat .favorable n'est obtenu qu'an pr-:b.L d'une augmentation excessive de. la puissance moyenne elj de l'astigmatisme parasite dans l'autre plan principal ÀiLs0 Dans le verre à astigmatisme corrigé suivant l'invention, on conserve le long de 1'équateur BBB le rayon du verre 50 suivant figure 6» Au centre du verre, on donne à la méridienne le rayon de courbure SA du verre initial. A partir de ce centre on détermine la méridienne de proche en proche en faisant évoluer son rayon de courbure de façon que la puissancereste constante. Il est a remarquer que la puissance "f* S' reste voisine de sa valeur centrale» La méridienne se détermine aisément en calculant pour vingt points échelonnés les rayons de courbure à donner à la . méridienne en ces points pour que la puissance"^!1 dans le plan de ce méridien reste constante. Connaissant ces rayons successifs, on peut calculer par tout procédé connu une équation algébrique 40 de la méridienne de forme s 69 01421 2 3 4 x = ay + by + cy etc ». « qui dans l'exemple choisi devient s 5 s = 2s242 1Q3 Y2 * %950o106X3 - 5„571o10Bï4 + 1.1$5»1015Ï6 + „ , « i j i les courbes ainsi obtenues sont de nature quelconque, elles pourront être notannent des courbes usuelles, ellipses par exemple, qui ne sont qu'un cas particulier de l'invention® 10 r . L ' invention décrite pour une surface torique j concave s'applique bien entendu sur une surface sphérique convexe® De même dans une lentille à caractéristiques astigmates, la déformation du dioptre torique selon l'invention pourra être remplacée par une déformation équivalente réalisée sur l'autre dioptre de ladite ^5 lentille» Enfin, la correction envisagée sur tin méridien pourra de plus être appliquée sur 1'équateur» Avec ou sans une équation comme ci-dessus on peut caractériser la méridienne par son tableau d'écarts à une sphère de référence, et d'en déduire un tableau d'usure - i 20 comme il est connu par des brevets antérieurs de la demanderesse et comme rappelé notamment dans le brevet français PV 126.369» L'équa-: teur étant un arc de cercle, oh peut employer le montage en roue actuellement appliqué à l'usinage des surfaces toriques, et guider la meule d'ébauche et de doucis comme éventuellement l'outil de 25 polissage, suivant une trajectoire dans un plan diamétral de la rous tournantes qui correspond à l'usure de la méridienne » Les j surfaces selon 15 intention psuvsnt être ainsi taillées somme montré j figure 8» La roue 10 entraînée en rotation supporte les ébauches i glantées 20. Dans un plan diamétral 30 une meule 40 est d'une part 30 entraînée en rotation rapide autour de son axe 50 qui a été représenté perpendiculairement au plan $0 mais qui pourrait en fait avoir toute autre orientation par rapport à ce plan réalisant une position relative verre meule plus avantageuse, d'autre part soumis aux mouvements de translation 60 d'un galet 70 dont le trajet est 35 guidé par une came 80 en profil de la méridienne adopté» cette came j 80 est réglable en translations dans son plan notamment pour permettre ion réglage précis du rayon Rg adopté pour l'équateur» La figure 7 donne le diagramme d'un verre sphère +2.00 cylindre +2.00 suivant l'invention dont la surface est concave et 40 la méridienne déformée, comme décrit. Les courbes S,i" et S' n'ont pas subi de changement important,tandis que la courbe ï est ramenée 2029378 ^ i > ; ; i 69 01421 7 2029378 vers l'ordonnée +4.00 dioptries^ On a ainsi corrigé à la fois la courbure de champ et 11astigmatisme d'un verre de mêmes caractéristiques, conforme, comme usuel, suivant diagramme de la figure La correction selon l'invention s'adapte bien aux verres de puissance moyenne. Cependant l'expérience montre qu'elle est superflue pour les verres dont 1'équateur est de puissance faioleo En effet, on dispose alors d'un choix beaucoup plus libre du rayon de la méridienne qui peut être prise circulaire en réduisant suffisamment les aberrations» Far contre, pour les verres de puissances élevées, il est impossible d'obtenir une bonne correction en les réalisant à partir d'une surface sphérique et d'une surface corrigée telle que décrite. On peut alors dans le cadre de l'invention, les réaliser à partir de deux surfaces toriques dont l'une ou les deux soxit conformées suivant l'invention. On réalise ainsi des verres bito-riquesdont la correction est rendue facile par leur paramètre indépendant supplémentaire constitué par exemple par la combinaison des rayons principaux de la surface torique complémentaire. - Il va de soi que ce type de lentille est moins économique qu'une lentille suivant l'invention à face complémentaire sphérique. Selon -les cas particuliers on aura recours soit à cette combinaison bitor soit à la correction de type atorique décrite dans le brevet français PV 126.369. Il s'ensuit que le domaine 6 représenté dans le tableau de la figure 9s.est amputé du domaine 7» domaine des bitores ou des surfaces atoriques selon les considérations économiques. Bien entendu, réaliser un verre selon l'invention en remplaçant la surface sphérique ou torique envisagée ci-dessus par une surface quelconque notamment multifocale ou de puissance focale progressive, elle-même corrigée ou non, n'est pas sortir de l'invention. De même, si la correction ci-dessus spécialement décrite s'applique à la vision à l'infini, ce n'est pas sortir de l'invention, de réaliser la cdrrection pour une vision des points à une certaine distance ou même, selon programme d'utilisation de la lentille, pour différents points à rapprochement discret ou continx selon des méthodes comparables à celles décrites dans le brevet français FV 126.369» i l' L'usinage des lentilles suivant l'invention a été envisai gé selon la méthode actuellement la plus éconoraiaue par le montage! bad original"' ! 69 01421 8 2029378 en roue et un mouvement de la meule ou de l'outil obtenu de façon identique à celui décrit dans le brevet français JN° 1.236.031 de la demanderesse mais simplifié pour usinage par bandes. On peut bien entendu, en négligeant la préoccupation d'économie appliquer 5 le principe de la reproduction intégrale décrit dans ce brevet. On peut aussi employer tout moyen de réaliser une surface donnée quelconque, notamment par déformation thermique. La production économique d'un verre selon l'invention peut se transposer directement à la production d'un outillage notamment d'un outillage de 10 moulage. Un des intérêts principaux des surfaces suivant l'invention demeure cependant la taille de ces surfaces par le procédé connu du travail en roues qui s'effectue de façon nettement plus économique, l'usure étant appliquée par bandes et non plus par 15 plages réduites chacune autour d'un point. Ceci est d'autant plus intéressant que le travail est alors sensiblement aussi facile dans la taille des surfaces concaves que dans la taille des surfaces convexes. On reste dans le cadre de l'invention aussi bien par 20 taillage direct de la lentille dans un bloc de matière réfringente, que par taillage dTun moule pour coulée de matière polymérisable. 69 01421 9 2029378 - E E Y E II D I C- À î 10 ïi S - 1. - Nouveau dioptre caractérisé en ce que l'un des méridiens principaux est un cercle, ou équateur, et les intersections par des plans perpendiculaires à 1'équateur en chacun de ses points sont des courbes identiques entre elles, dont la '5 détermination s'obtient, dans le second plan principal du dioptre, en corrigeant les aberrations prises en considération des pinceaux lumineux utiles lorsque l'oeil regarde à travers la lentille, le long de ce méridien des objets à distances déterminées. 2. - Lentille comprenant un seul dioptre convexe ou concave selon la revendication 1 associé à un second dioptre, sphérique, torique, asphérique, multifocal ou progressif concave ou convexe. 3» - Lentille comprenant deux dioptres selon la revendi-^5 cation 1, caractérisée en ce qu'elle comporte deux dioptres combinés pour assurer les performances astigmates de la lentille et obtenir une meilleure correction des aberrations prises en considération. 4. - Famille de lentilles comprenant au moins un dioptre selon la revendication 1, convexes -ou concaves. 5* - lentille selon les revendications 2 et 3 obtenue directement par taiilage d'un bloc de matière réfringente, en roue notamment. 6. - Lentille selon les revendication 2 et 3 obtenue p ■ 25 par déformation thermique sur moule en forme suivi des opérations de surfaçages nécessaires. 7. - Lentille selon les revendications 2 et 3 obtenue par coulée de matière polymérisable entre des moules reproduisant la ou les surfaces selon l'invention. - bad original ^ —-