Brevet FR2657294A1 — publié le 19910726

"Procédé pour la fabrication d'une lentille optique artificielle, et lentille optique artificielle correspondante" La présente invention concerne d'une manière générale les lentilles optiques artificielles, c'est-à-dire aussi bien les lentilles de contact que les implants intra-oculaires, et elle vise plus particulièrement celles de ces lentilles optiques artificielles qui, pour assurer une correction, doivent présenter radialement un quelconque profil de puissance déterminé. La fabrication de lentilles de contact se fait actuellement soit par moulage, soit par usinage. La fabrication par moulage a pour avantage de pouvoir conduire directement au profil de puissance recherché, par simple duplication à partir d'un moule approprié. Mais, en pratique, seul peut alors être modulé le rayon de coubure externe des lentilles de contact artificielles fabriquées, leur rayon de courbure interne devant rester dans des limites étroites et bien déterminées, pour une bonne adaptation au rayon de courbure de la cornée des patients. Il en résulte qu'une fabrication par moulage impose de disposer d'un parc de moules important. Ce parc de moules doit en effet pouvoir permettre de couvrir toutes les gammes de puissances nécessaires à la correction de toutes les amétropies. Pour les lentilles de contact pour presbytes, ce parc de moules doit en outre pouvoir permettre de couvrir toutes les gammes d'additions de puissance nécessaires à la correction de toutes les presbyties et ce pour chaque amétropie à corriger. Une fabrication par usinage, qui consiste à reprendre, par un processus de traitement mécanique, jusqu'à lui conférer le profil de puissance recherché, un produit semifini préalablement obtenu par moulage, permet avantageusement de simplifier le parc de moules nécessaire. Mais, en pratique, les processus de traitement alors à mettre en oeuvre sont lourds, délicats et onéreux. La présente invention a d'une manière générale pour objet une disposition permettant d'éviter ces inconvénients. De manière plus précise, elle a tout d'abord pour objet un procédé pour la fabrication d'une lentille optique artificelle, à savoir une lentille de contact ou un implant intra-oculaire, présentant un quelconque profil de puissance donné, ce procédé étant d'une manière générale caractérisé en ce que, partant d'une lentille optique artificielle présentant un autre profil de puissance, il consiste à assurer, par un processus de traitement physico-chimique, une modification de ce profil de puissance conduisant au profil de puissance recherché ; elle a encore pour objet toute lentille optique artificielle réalisée selon un tel procédé. Ainsi, comme pour une fabrication par usinage, il est procédé, suivant l'invention, à une reprise d'un produit semi-fini de départ, qui, de ce fait, peut avantageusement être plus simple, et, par exemple, être une simple lentille sphérique. Mais, suivant l'invention, le processus de reprise correspondant est avantageusement un processus de traitement physico-chimique. Il s'avère en effet que, soit par une modification locale de l'indice de réfraction du matériau constitutif de la lentille traitée, soit par une modification locale de son épaisseur, soit par une modification portant à la fois sur cet indice de réfraction et sur cette épaisseur, les processus de traitement physico-chimique accessibles à ce jour peuvent effectivement permettre une modification du profil de puissance d'une telle lentille, c'est-à-dire une modification de ses caractéristiques optiques la conduisant à présenter le profil de puissance recherché. Les processus de traitement physico-chimique ainsi susceptibles d'être mis en oeuvre sont très divers. Il peut s'agir par exemple aussi bien de photochimie que de dopage d'ions, de photoablation ou d'usinage ionique. Certes, il a déjà été proposé d'appliquer à des lentilles optiques un processus de traitement physico-chimique. C'est le cas, par exemple, dans les brevets français publiés sous les Nos 2.029#l78 et 2.076.194. Mais, ces brevets français concernent essentiellement l'obtention de verres correcteurs destinés à l'équipement de montures de lunettes, et si, dans le premier, il est fait référence à l'irradiation possible de lentilles de contact, cette irradiation, qui est en pratique une irradiation neutronique, n'y a pour but que de supprimer certains défauts de ces lentilles de contact. Il ne s'agit donc pas, dans ces brevets français, d'assurer la fabrication de lentilles optiques artificielles présentant un quelconque profil de puissance donné. Tel est au contraire l'objet de la présente invention. Cet objet, ses caractéristiques et ses avantages, ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins schématiques annexés sur lesquels la figure 1 est une vue partielle en coupe axiale d'une lentille optique artificielle suivant l'invention ; les figures 2 et 3 sont deux blocs diagrammes s'y rapportant, ces deux blocs diagrammes illustrant, l'un, la variation de puissance de la lentille en fonction de la distance à l'axe optique, l'autre la variation de phase correspondante ; la figure 4 est une vue en plan d'un masque tournant susceptible d'être mis en oeuvre pour sa fabrication ; les figures 5, 6 sont des vues respectivement analogues à celles des figures 3, 4, pour une variante de réalisation ;; les figures 7, 8, 9 sont des vues respectivement analogues à celles des figures 2, 3, 4, pour une autre lentille optique artificielle suivant l'invention ; les figures lOA, lOB sont des blocs diagrammes qui, analogues à celui de la figure 5, se rapportent à cette autre lentille optique artificielle ; la figure 11 est, pour elle, une vue analogue à celle de la figure 6. Tel qu'illustré à la figure 1, il s'agit de la fabrication d'une lentille de contact 10, et, par exemple, d'une lentille de contact 10 à vision simultanée, qui, pour la correction d'une presbytie, a une puissance, ou, comme exprimé dans la demande de brevet français No 89 01417 déposée le 3 Février 1989, une "proximité", variant radialement suivant un profil asphérique déterminé. Comme explicité dans cette demande de brevet français No 89 01417, la puissance asphérique P(h) de cette lentille de contact 10 peut s'exprimer sous la forme de l'expression polynomiale suivante dans laquelle h est la hauteur en mm par rapport à son axe A et ai une succession de coefficients numériques, ici limités à sept. Cette puissance asphérique P(h) peut également être considérée comme résultant de l'addition à une puissance sphérique de base Ps, d'une puissance d'asphérisation Pa(h) P(h > = P5 + Pa(h) Physiquement, la lentille de contact 10 peut par ailleurs être assimilée à une lame de phase, dont la loi de variation de phase, ou loi de phase, en fonction de la hauteur h, est donnée par l'expression suivante dans laquelle 1 est la longueur d'onde correspondant à la sensibilité photopique maximale de l'oeil. Pour une lentille de contact unifocale à surfaces sphériques, cette loi de phase est représentative de la variation d'épaisseur de cette lentille par rapport à une lame à faces parallèles. Suivant l'invention, pour la fabrication d'une lentille de contact 10 présentant le profil de puissance asphérique recherché qui est celui représenté à la figure 2, on part d'une lentille de contact présentant un autre profil de puissance, et, par un processus de traitement physicochimique, on assure une modification de ce profil de puissance conduisant à celui recherché. Par exemple, la lentille de contact de départ, qui n'est pas représentée sur les figures, est une lentille de contact sphérique, de puissance PO. Si l'on choisit Po = Ps, la puissance d'asphérisation Pa(h) à appliquer s'écrit comme suit Pa(h) = P(h) - PO (III) soit, en terme de phase, Dans le cas le plus général, le processus de traitement physico-chimique mis en oeuvre peut conduire à la fois à une modulation Dn de l'indice de réfraction et à une modulation De de l'épaisseur. Moyennant une approximation du premier ordre, la modulation de phase D# correspondante peut s'écrire sous la forme de l'expression suivante Db = 2r / 1 [ Dn . e + (n - nO) DeJ (IV) dans laquelle n est l'indice de réfraction du matériau constitutif de la lentille de contact 10 et n, celui du milieu extérieur. Il résulte de ce qui précède que les expressions (III) et (IV) doivent être égales. Autrement dit, il faut avoir l'égalité suivante Deux cas de figure peuvent alors se présenter, suivant la nature du processus de traitement physico-chimique. Dans le premier cas, la "dynamique" de ce processus, c'est-à-dire la modulation maximale d'indice de réfraction pure et/ou la modulation maximale d'épaisseur pure susceptibles d'être obtenues en application de ce processus sont suffisantes pour obtenir directement l'excursion de phase nécessaire. Dans un deuxième cas, cette "dynamique" n'est pas suffisante pour atteindre cette variation de phase. Dans un tel cas, une première solution peut consister à modifier la puissance sphérique PO de la lentille de contact de départ, de façon à minimiser l'excursion de phase nécessaire à l'asphérisation recherchée. Il suffit pour ce faire de rajouter à la puissance sphérique de base Ps une puissance dynamique Pd, ou d'en soustraire cette puissance dynamique Pd. Si, malgré cela, la "dynamique" du processus de traitement physico-chimique mis en oeuvre n'est encore pas suffisante pour atteindre l'excursion de phase nécessaire, une deuxième solution consiste, suivant l'invention, à procéder à une réduction modulo 2r de la loi de phase. En effet, ainsi qu'on le sait, la phase est toujours définie à 2r près. En procédant à une réduction modulo 2r de la loi de phase, il est donc toujours possible de maintenir en dessous de 2t l'excursion de phase à assurer. Comme indiqué ci-dessus, les processus de traitement physico-chimique mis en oeuvre pour l'asphérisation recherchée peuvent être très divers. Par exemple, il peut s'agir d'un processus photochimique sur lequel, partant d'une lentille de contact en un matériau polymère solide formant matrice, on imprègne cette matrice au moyen d'une composition liquide photopolymérisable comportant un monomère et un photo initiateur de polymérisation, on expose la matrice ainsi imprégnée à une source de rayonnement modulée suivant l'asphérisation recherchée, de manière à polymériser localement la composition liquide qui l'imprègne en fonction de cette asphérisation, puis on élimine de la matrice l'excès non polymérisé de cette composition. Pour moduler le rayonnement à appliquer à la matrice, on peut par exemple procéder à une modulation spatiale du flux d'énergie correspondant. Par exemple, cette modulation spatiale peut être obtenue séquentiellement, par un adressage suivant les deux directions du plan et un contrôle du flux d'énergie en chaque point de celui-ci. Elle peut également être assurée par mise en oeuvre d'un masque tournant. Pour une meilleure illustration de l'invention, on en donnera maintenant, à titre indicatif, deux exemples numériques. Exemple 1. Il s'agit d'une lentille de contact convergente 10 de puissance asphérique totale P(h > dont la puissance sphérique de base vaut Ps et dont l'addition Add apportée par l'asphêrisation doit valoir 1,5 dioptries. Par addition Add on entend ici, de manière conventionnelle, la différence entre la puissance en vision de près PVP et la puissance en vision de loin PVL, figure 2, étant entendu que les zones correspondantes de vision de près VP et de vision de loin VL de la lentille de contact 10 ont une certaine extension géométrique et que leur puissance est la puissance moyenne pour l'ensemble d'une telle zone. Comme précédemment P(h) = Ps + Pa(h > Dans l'exemple numérique retenu, les coefficients ai ont la valeur suivante aO = 1.8430572 al = 0.030438234 a2 = 0.92669499 a3 = 0.52752879 a4 = 1.1186199 a5 = 0.79106624 a6 = 0.30761219 a7 = 0.04890526 Par ailleurs, et par simple commodité, Ps est choisie nulle P(s) = O On supposera tout d'abord que la lentille de contact de départ présente elle aussi une puissance sphérique nulle. Par exemple, il s'agit d'une lentille à faces parallèles. Quoi qu'il en soit pO = O Sur le diagramme de la figure 2, sont portées en abscisses, la hauteur h, en mm, et, en ordonnées, la puissance d'asphérisation Pat en dioptries, à appliquer à la zone optique utile de cette lentille de contact de départ pour avoir le profil de puissance asphérique recherché pour la lentille de contact 10. En hachuré, ont été reportées, sur ce diagramme, les zones de vison de près VP et de vision de loin VL de cette lentille de contact 10. Dans l'exemple donné, la zone de vision de près VP appartient à la zone centrale de la lentille de contact 10, et la zone de vision de loin VL à sa zone périphérique. Mais il va de soi qu'une disposition inverse peut être obtenue. Le diagramme de la figure 3, donne l'allure de la loi de phase correspondante. Par commodité, sur ce diagramme, la phase 9 est rapportée à 2X. Il ressort de ce diagramme que le rapport correspondant s'étend entre zéro et 2,5. L'excursion de phase à couvrir est donc de l'ordre de 5r Si le processus de traitement physico-chimique mis en oeuvre entraîne une modulation d'indice pure, celle-ci devra atteindre une valeur de 7.10-3 pour une lentille de contact de départ présentant une épaisseur de 200 pm. Si ce processus de traitement physico-chimique entraîne une modulation d'épaisseur pure, celle-ci devra atteindre 3,6 ym si l'indice de réfraction du matériau constitutif de la lentille de contact de départ est de 1,38. Par exemple, le processus de traitement physico-chimique mis en oeuvre est un processus photochimique du type de celui succinctement exposé ci-dessus. Ce processus photochimique est plus complètement décrit dans la demande de brevet français No 89 06323 déposée le 12 Mai 1989. La figure 4 donne l'allure d'un masque tournant propre à la modulation spatiale du flux d'énergie d'irradiation correspondant. Sur cette figure 4, les parties opaques du masque ont été hachurées, et ses parties transparentes laissées en blanc. On supposera maintenant que la lentille de contact de départ présente une puissance sphérique PO non nulle. Par exemple PO = 0,6 dioptrie Dans ce cas po = Ps + Pd avec Pd = 0,6 dioptrie La loi de phase se trouve dès lors réduite, suivant le diagramme de la figure 5. Dans le cas d'une modulation d'indice pure, celle-ci se réduit à 2,8.10-3. Dans le cas d'une modulation d'épaisseur pure, celle-ci se réduit à 1,4 pm. La figure 6 donne l'allure du masque tournant correspondant. Exemple 2. L'addition Add à rapporter par asphérisation, dans les mêmes conditions que ci-dessus, vaut 2,5 dioptries. Les coefficients ai sont alors les suivants aO = 3.7110522 al = 0.040382098 a2 = 3.1321414 a3 = 0.034659945 a4 = 0.99060474 a5 = 0.098949193 a6 = 0.10272511 a7 = 0.01788491 Si, comme précédemment, Ps et PO sont égales à zéro, la loi de variation de la puissance d'asphérisation Pa est celle donnée par le diagramme de la figure 7, et la loi de phase est celle donnée par le diagramme de la figure 8. L'excursion de phase à couvrir est de l'ordre de 6v Dans le cas d'une modulation d'indice pure, celle-ci doit atteindre une valeur de 8,3.10-3 pour une lentille de contact de départ d'épaisseur de 200 pm. Dans le cas d'une modulation d'épaisseur pure, celle-ci doit atteindre 4,3 pm pour une lentille de contact de départ dont le matériau constitutif a un indice de réfraction égal à 1,38. Le masque tournant à mettre en oeuvre est celui représenté à la figure 9. Mais, si la lentille de contact de départ présente une puissance positive PO non nulle, et par exemple une puissance positive égale à 0,6 dioptrie, la loi de phase devient celle donnée par le diagramme de la figure 10A. Ainsi que l'illustre le diagramme de la figure 10B, il est possible de procéder à une réduction modulo 2v de cette loi de phase. Dans le cas d'une modulation d'indice pure, celle-ci se réduit dès lors à 2,8.10-3. Dans le cas d'une modulation d'épaisseur pure, celle-ci se réduit à 1,4 pm. La figure 11 donne l'allure du masque tournant correspondant. Bien entendu, les exemples numériques ainsi donnés ne doivent en rien être considérés comme restrictifs de l'invention. Au contraire, l'invention s'étend aussi bien à toute variante d'exécution et de mise en oeuvre. L'invention est en particulier applicable à l'obtention de lentilles de contact unifocales mais également de lentilles de contact sphéro-toriques pour la correction de l'astigmatisme. Partant d'une lentille de contact de puissance constante P, on peut réaliser au moyen du procédé suivant l'invention une lentille de contact de puissance constante supérieure (P + AP). Exemples Soit ss P = 0,5 D La phase maximale pour h = 2 mm est = Pour une modulation d'épaisseur pure De = 2,9#m Pour une modulation d'indice pure Dn = Soit A P = 0,25 D La phase maximale pour h = 2 mm est = Pour une modulation d'épaisseur pure De = 1,45pu Pour une modulation d'indice pure Dn = 2,75.10-3 On peut également au moyen du procédé suivant l'invention réaliser des lentilles artificielles permettant de corriger simultanément l'astigmatisme et la presbytie. Dans ce cas on part d'une lentille artificielle sphéro-torique, c'est-à-dire d'une lentille dont l'une des surfaces est sphérique tandis que l'autre est torique. En outre, l'invention ne se limite pas aux seules lentilles de contact, mais s'étend par exemple aussi bien aux implants intra-oculaires, et, de manière plus générale, à toutes les lentilles optiques artificielles. Dans tous les cas, et, suivant l'invention, ces lentilles optiques artificielles présentent des caractéristiques optiques résultant d'une modification par processus physico-chimique de caractéristiques optiques intialement différentes. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la fabrication d'une lentille optique artificielle, à savoir lentille de contact ou implant intraoculaire, présentant un quelconque profil de puissance donné, caractérisé en ce que, partant d'une lentille optique artificielle présentant un autre profil de puissance, on assure par un processus de traitement physico-chimique, une modification de ce profil de puissance conduisant au profil de puissance recherché. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que on part d'une lentille optique artificielle sphérique ou sphéro-torique. 3. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, caractérisé en ce que là modification à appliquer étant exprimée en loi de phase, on assure une réduction de cette loi de phase de nature à maintenir en dessous de 2r l'excursion de phase nécessaire. 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que, la modification à appliquer étant exprimée en loi de phase, on assure, si nécessaire, une réduction modulo X de cette loi de phase. 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le processus de traitement physico-chimique mis en oeuvre est choisi de manière à permettre une modulation de l'une au moins des caractéristiques suivantes : indice de réfraction, épaisseur. 6. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le processus de traitement physico-chimique mis en oeuvre est un processus photochimique. 7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que, pour la modulation spatiale du flux d'énergie correspondant, on met en oeuvre un masque tournant. 8. Lentille optique artificielle, à savoir lentille de contact ou implant intra-oculaire, caractérisée en ce que, réalisée selon un procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7, elle présente des caractéristiques optiques résultant d'une modification par processus physico-chimique de caractéristiques optiques initialement différentes.