Brevet FR2700398A1 — publié le 19940713

La présente invention concerne les verres optiques progressifs et, plus particulièrement, elle concerne un verre progressif qui est conçu pour des usages spéciaux et professionnels plutôt que pour l'usage général. Les lentilles progressives sont connues dans la technique, et réalisent une transition régulière de la puissance optique entre une région de vision rapprochée et une région de vision éloignée. Les brevets des Etats-Unis d'Amérique N 4861 153 et 5 123725 décrivent des verres progressifs construits suivant le principe de bipolarité Comme cela est expliqué dans ces brevets, pour ce verre optique, la zone de vision rapprochée et la zone de vision à distance sont toutes deux réduites à des points, ou pôles, mathématiques. Comme cela est également bien connu, les verres sont construits d'après une loi de variation de la puissance, qui détermine une partie de la ligne méridienne du verre, laquelle peut elle-même, comme ici, se trouver entièrement dans le plan Y-Z d'un système de coordonnées cartésiennes De façon générale, les verres fabriqués suivant les enseignements des brevets des EUA cités ci-dessus ont des lois de puissance dont les courbes présentent des pentes, ou gradients, relativement petites au voisinage des pôles et une pente, ou gradient, plus élevée entre les pôles Selon ces principes, le brevet cité N 4 861 153 décrit un premier exemple numérique d'un verre progressif ordinaire qui est construit de manière à offrir des zones relativement grandes de stabilité optique au niveau des pôles tout en minimisant l'astigmatisme Ce brevet décrit un deuxième exemple numérique qui utilise une loi de puissance linéaire visant à procurer ce qui est dit être éventuellement le plus bas niveau possible d'astigmatisme pour un verre progressif ayant une ligne méridienne verticale à ombilic, ou point circulaire. Le brevet N 5 123 725 cité ci-dessus ajoute des troisième et quatrième exemples numériques, qui sont tous deux construits suivant une loi de puissance du même type que celle du premier exemple de l'autre brevet cité Le troisième exemple concerne un verre identifié comme étant un verre professionnel, dont l'utilité en vision proche est améliorée aux dépens de la vision à distance Le quatrième exemple, qui est dit être un verre pour activités dynamiques, possède une utilité améliorée pour la vision à distance, aux dépens de la vision rapprochée. Un but de l'invention est de produire un verre progressif qui est destiné à des usages spéciaux. Un autre but de l'invention est de produire un verre progressif destiné à des usages spéciaux, qui présente un astigmatisme minimal extrêmement faible, par comparaison aux verres de la technique antérieure. Un autre but de l'invention est de produire un verre progressif pour usages spéciaux qui présente un astigmatisme moyen faible par comparaison avec les verres de la technique antérieure. Un autre but de l'invention est de produire un verre progressif pour usages spéciaux qui offre un intervalle limité de puissances optiques et possède en même temps de petites aires pour les puissances optiques respectivement supérieures et inférieures. Un autre but de l'invention est de produire un verre progressif pour usages spéciaux qui est construit selon une loi de puissance dont la pente est plus grande dans la région des pôles que dans la région intermédiaire. La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: la figure 1 est un graphe illustrant la relation qui existe entre des lois de puissance de la technique antérieure et une forme de loi de puissance non linéaire utilisée selon l'invention pour construire un verre à addition progressive perfectionné qui est conçu sur le principe de la bipolarité pour des usages spéciaux et professionnels; la figure 2 est un graphe montrant l'addition moyenne en intervalles de contour de 0,25 dioptrie sur la surface d'un verre à addition progressive conçu sur le principe de la bipolarité et construit selon la forme de la loi de puissance non linéaire de l'invention représentée sur la figure 1; la figure 3 est un graphe montrant l'astigmatisme en intervalles de contour de 0,25 dioptrie sur la surface d'un verre à addition progressive conçu sur le principe de la bipolarité et construit selon la forme de la loi de puissance non linéaire de l'invention illustré sur la figure 1; la figure 4 est un graphe montrant l'astigmatisme en intervalles de contour de 0,10 dioptrie sur la surface d'un verre à addition progressive conçu sur le principe de la bipolarité et construit selon la forme de la loi de puissance non linéaire de l'invention illustrée sur la figure 1; la figure 5 est un graphe illustrant la relation qui existe entre une loi de puissance linéaire et une autre forme de loi de puissance non linéaire selon l'invention, qui est utilisée dans la construction du verre à addition progressive perfectionné selon l'invention, conçu sur le principe de la bipolarité pour des usages spéciaux et professionnels; la figure 6 est un graphe montrant l'addition moyenne en intervalles de contour de 0,25 dioptrie pour un verre à addition progressive conçu sur le principe de la bipolarité et construit selon un cas particulier de la forme de la loi de puissance non linéaire de l'invention représentée sur la figure 5; la figure 7 est un graphe montrant l'astigmatisme en intervalles de contour de 0,25 dioptrie, sur la surface d'un verre à addition progressive conçu sur le principe de la bipolarité et construit selon le cas particulier de la loi de puissance non linéaire de l'invention illustrée sur la figure 5 et utilisée dans la figure 6; la figure 8 est un graphe montrant l'astigmatisme, en intervalles de contour de 0,10 dioptrie, sur la surface d'un verre à addition progressive conçu sur le principe de la bipolarité et construit selon le cas particulier de la loi de puissance non linéaire de l'invention illustrée sur la figure 5 et utilisée dans la figure 6. Les brevets des EUA cités ci-dessus décrivent un verre optique formé sur le principe de la bipolarité selon une loi de puissance qui possède une pente relativement faible au voisinage des pôles et une pente relativement plus raide dans sa partie centrale Ce verre est dit avoir un astigmatisme maximal relativement bas et un astigmatisme moyen relativement bas sur l'étendue de sa surface La courbe de puissance du type employé dans le cas général des brevets des EUA cités ci- dessus est illustrée par la ligne en trait mixte de la figure 1. Dans le deuxième exemple numérique présenté dans les brevets des EUA cités ci-dessus, le verre est construit selon une loi de puissance linéaire qui est dite produire un verre possédant ce qui est peut être le plus bas niveau d'astigmatisme possible dans un verre progressif ayant une ligne méridienne verticale à ombilic Un loi de puissance de ce type est indiquée par la ligne en trait interrompu de la figure 1. Dans les brevets des EUA cités ci-dessus, les lentilles présentent une addition de lecture de 2,00 dioptries sur une courbe de base de 6,00 dioptries et un indice de réfraction de 1,498 Dans la discussion donnée ci-après, on a choisi les mêmes paramètres pour les verres construits selon l'invention et, afin de faciliter la comparaison, on a choisi les mêmes emplacements pour les pôles. Le demandeur a découvert qu'un verre construit selon une loi de puissance présentant une pente, ou gradient, relativement raide dans les régions des pôles et un gradient inférieur dans la partie intermédiaire avait un astigmatisme moyen considérablement inférieur à celui du verre à loi de puissance linéaire des brevets cités ci-dessus et un astigmatisme minimal remarquablement bas. Une forme de la loi de puissance selon l'invention, qui, pour sensiblement les mêmes paramètres conceptuels que ceux du deuxième exemple des brevets cités, apporte une amélioration considérable, est donnée par la relation: ( 1) P = 7 Y/19 + 0,104 eî,44 (Y/19)2 sin(n Y/19) o P est la puissance optique en dioptries, Y est une coordonnée dont l'axe est la ligne méridienne principale verticale du verre, et x vaut 3,14159. On se reporte maintenant à la figure 1 Elle montre divers tracés de lois de puissance pour un verre dont les pôles sont situés à + 19 mm et - 19 mm le long de la ligne méridienne principale verticale du verre, qui est l'axe horizontal de la figure La ligne en trait mixte désigne une courbe de puissance selon les brevets des EUA cités ci-dessus, o la pente, ou gradient, au niveau des pôles est inférieure à la pente, ou gradient, au centre du verre La ligne en trait interrompu de la figure 1 illustre l'état limite de l'exemple 2 des brevets cités, o il est employée une courbe de puissance linéaire La courbe en trait continu de la figure 1 est selon l'équation ( 1) ci-dessus Comme on peut le voir clairement sur la figure, pour la courbe de puissance selon l'invention qui est illustrée par la ligne en trait continu de la figure 1, la pente, ou gradient, est plus grande dans la région des pôles qu'au centre du verre. On se reporte maintenant à la figure 2 Elle montre l'addition moyenne, en intervalles de contour de 0,25 dioptrie, pour un verre construit selon le principe de bipolarité à l'aide d'une courbe de puissance telle que celle représentée par la ligne en trait continu de la figure 1 Comme est cela est connu dans la technique, l'addition moyenne" est la quantité dont la puissance optique équivalente sphérique dépasse la puissance optique pour la vision à distance Comme on peut le voir sur la figure 2, l'addition moyenne varie de O à 0,25 D à l'intérieur du contour le plus interne du demi-cercle supérieur de la figure 2, lequel entoure le pôle de vision éloignée du système bipolaire; elle varie entre 0,25 D et 0,5 D entre le contour inférieur et le contour suivant du demi-cercle supérieur de la figure 2; et elle varie entre 0,5 D et 0, 75 D sur l'aire située entre le contour faisant suite au contour le plus intérieur et le contour le plus extérieur du demi-cercle supérieur de la figure 2 L'addition moyenne continue à varier sur le reste du demi-cercle supérieur et dans le demi-cercle inférieur, comme indiqué par les nombres (en dioptries) attachés aux courbes, pour atteindre finalement une valeur maximale à l'intérieur du contour le plus interne du demi-cercle inférieur de la figure 2, lequel contour porte l'indication 1,75 D et entoure le pôle N de vision rapprochée du système bipolaire. Les figures 3 et 4 montrent respectivement l'astigmatisme de surface pour la surface de la figure 2, en intervalles de contour de 0,25 D et 0,10 D Sur la figure 3, par exemple, l'astigmatisme varie de O à l'intérieur de la ligne de contour interne à 0,25 D sur la ligne de contour interne; il varie de 0,25 D sur la ligne de contour interne à une valeur maximale à l'intérieur des lignes de contour interne et externe et revient à 0,25 D sur la ligne de contour externe et, de là, redescend à des valeurs inférieures L'astigmatisme maximal calculé entre les deux contours vaut environ 0,44 D Ce maximum se produit sur les points -P et P définis approximativement par X = 11 et Y = 0. La figure 4 est une représentation plus fine de l'astigmatisme d'une surface construite selon la figure 2 Sur la représentation de la figure 4, l'astigmatisme varie de O à 0,1 D à l'extérieur des contours respectivement le plus haut et le plus bas de la figure Entre ceux-ci et le contour suivant, l'astigmatisme varie entre 0,1 D et 0,2 D, et ainsi de suite, comme indiqué sur la figure De nouveau, comme représenté sur la figure 3, l'astigmatisme maximal se produit aux points définis par X = 11 et Y = 0, ou en leur voisinage Ces deux points sont indiqués par P sur la figure 4 On note que le tracé de la figure 4 montre également des "poches" d'astigmatisme plus élevé au voisinage des pôles F et N. Selon les brevets des EUA cités ci-dessus, pour le cas limite d'une loi de puissance linéaire, l'astigmatisme de surface maximal est dit valoir 0,66 D, soit le tier de l'addition de puissance de 2,00 D Dans les brevets des EUA cités ci- dessus, il est indiqué que ceci peut bien représenter la plus petite valeur possible pour un verre progressif ayant une ligne méridienne verticale à ombilic. Comme cela résultera clairement de ce qui va suivre, un verre optique construit selon la forme de loi de puissance de l'invention illustrée par la ligne en trait continu de la figure 1, présente une valeur maximale d'astigmatisme d'une petitesse étonnante, qui est environ 0,44 D, soit 0,22 D de moins que la valeur minimale suggérée dans les brevets cités. En plus d'avoir une valeur maximale d'astigmatisme basse, le verre optique construit selon la loi de puissance représentée par la ligne en trait continu de la figure 1 possède un astigmatisme moyen valant environ 0,21 D, ce qui n'est que 2/3 de la valeur moyenne d'astigmatisme donnée dans le cas limite de l'exemple 2 des brevets des EUA cités ci- dessus Ces brevets indiquent une valeur moyenne d'astigmatisme de 0,32 D pour un flan de 80 mm, comme représenté sur les figures 3 et 4. Une autre forme de loi de puissance selon l'invention est donnée par la relation: ( 2) P = 7-( 1-K) (Y/19) K(Y/19)N o K est une constante et l'exposant N est un entier positif impair Pour chaque exposant N, il existe une valeur de K qui minimise l'astigmatisme de crête "A" de la surface Le tableau ci-après donne quelques cas. Tableau N 7 9 il 13 15 K 0,3189 0,3409 0,3550 0,3644 0,3723 A 0,443 D 0,429 D 0,420 D 0,414 D 0,409 D Sur la figure 5, est présenté un tracé de divers cas particuliers de la forme de loi de puissance donnée dans l'équation ( 2) La figure 5 représente par des lignes en trait continu les courbes de la forme de loi de puissance selon l'équation correspondant aux valeurs respectives N = 9, 11, 13 et 15 A titre de comparaison, on a également représenté la loi de puissance linéaire du deuxième exemple numérique des brevets des EUA cités ci-dessus Comme on peut le voir aisément en regardant la figure 5, chacune des formes particulières de la loi de puissance selon l'invention illustrées sur la figure 5 se conforme à la règle selon laquelle la pente, ou gradient, est plus importante dans la région des pôles qu'au milieu du verre optique. En ce qui concerne la deuxième forme de la loi de puissance indiquée selon l'invention par l'équation ( 2), il faut noter qu'il est nécessaire de prendre garde à l'utilisation de grands exposants N, qui viseraient à l'obtention de valeurs encore plus faibles pour l'astigmatisme de surface maximal Ceci est dû au fait que de petites poches d'astigmatisme se forment très près des pôles et que des valeurs importantes d'astigmatisme peuvent être dissimulées dans le cas o l'échantillonnage est trop grossier C'est pour cette raison que les cinq cas du tableau ci-dessus ont tous été vérifié sur un réseau de 0,1 mm. Il faut noter encore que la constante K ne doit pas nécessairement prendre les valeurs extrêmes ci-dessus indiquées Des valeurs plus faibles permettent des valeurs de crête plus élevées pour l'astigmatisme de surface. La figure 6 montre l'addition moyenne à la surface, qui résulte du cas particulier N = 15 de l'équation ( 2) avec des intervalles de contour de 0,25 D Sur cette figure, l'addition moyenne varie de O au pôle F à 0,25 D sur la ligne de contour la plus intérieure, de 0,25 D à 0,5 D dans l'aire comprise entre le contour le plus intérieur et le contour suivant du demi-cercle supérieur de la figure 6, et ainsi de suite sur la surface du verre, selon les indications données en dioptries qui ont été appliquées sur les diverses lignes de contour, jusqu'à ce qu'on atteigne 2,00 D pour le pôle N. Les figures 7 et 8 représentent respectivement l'astigmatisme, en intervalles de contour de 0,25 D et 0,10 D, pour une surface, selon la figure 6. Comme dans les cas des figures 3 et 4 ci-dessus, la valeur maximale de l'astigmatisme pour les figures 7 et 8 se produit pour les points définis par X = + 11 et Y = 0, ou en leur voisinage Ils sont désignés par P sur les figures 7 et 8 On a calculé que la valeur maximale valait environ 0,41 D Quant à la figure 7, l'astigmatisme varie de O à l'intérieur la ligne de contour interne à 0,25 D sur la ligne de contour interne pour atteindre les valeurs maximales en P à l'intérieur des lignes de contour interne et externe, et diminuer de nouveau jusqu'à 0, 25 D sur la ligne de contour externe, puis tomber à des valeurs inférieures à l'extérieur de la ligne de contour externe. En ce qui concerne la figure 8, on a représenté l'astigmatisme de manière plus fine en employant les variations correspondant aux diverses indications de dioptries attachées aux lignes de contour La figure 8 fait elle aussi apparaître les petites poches à valeurs d'astigmatisme plus élevées qui sont voisines des pôles F et N. La valeur maximale de l'astigmatisme, qui est d'environ 0,41 D pour ce cas, est inférieure de 0,25 D à la valeur de 0,66 D donnée dans les brevets des EUA cités ci-dessus pour le cas limite d'une loi de puissance linéaire, comme ci-dessus indiqué De plus, l'astigmatisme moyen, qui vaut environ 0,20 D est remarquablement faible par comparaison à l'astigmatisme moyen donné en relation avec l'exemple limite des brevets cités ci-dessus. Sur les figures 2 et 6, on peut voir que les aires de stabilité optique qui sont voisines des pôles sont relativement petites Par conséquent, un verre construit selon l'invention convient plus particulièrement à des usages spéciaux ne demandant qu'un intervalle limité de puissances optiques et des aires relativement petites ayant des puissances optiques respectivement plus élevées et plus basses. A l'exception de l'utilisation des formes de lois de puissance décrites ci-dessus, les verres selon l'invention sont construits selon le principe de bipolarité connu de la même façon que dans les brevets des EUA cités ci-dessus. On peut constater que les buts de l'invention sont satisfaits L'invention fournit un verre optique à addition progressive qui est conçu pour des usages spéciaux ne demandant qu'un intervalle limité de puissances optiques et de petites aires de puissances optiques supérieures et inférieures Le verre selon l'invention possède à la fois un astigmatisme maximal extrêmement bas et un astigmatisme moyen extrêmement bas, par comparaison avec les verres progressifs de la technique antérieure Le verre selon l'invention est construit selon une loi de puissance dont la pente est plus grande dans les régions adjacentes aux pôles que dans la région médiane. Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir du verre optique dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Verre optique progressif construit sur le principe de la bipolarité, qui offre des pôles de vision rapprochée et de vision éloignée, caractérisé en ce qu'il est construit selon une loi de puissance qui présente des gradients de puissance raides dans les régions voisines des pôles et des gradients de puissance graduels dans sa région médiane située entre lesdits pôles. 2 Verre optique progressif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la loi de puissance obéit à la formule: P = 7 Y/19 + 0,104 et 44 (Y/19)2 sin(z Y/19) o P est la puissance optique, en dioptries, et Y est une coordonnée cartésienne dont l'axe est la ligne méridienne principale verticale du verre optique. 3 Verre optique progressif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il possède un astigmatisme maximal de surface valant environ 0,44 D. 4 Verre optique progressif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il possède un astigmatisme de surface moyen valant environ 0,21 D. Verre optique progressif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la loi de puissance obéit à la formule: P = 7-( 1-K) (Y/19) K(Y/19)N o P est la puissance optique en dioptries, Y est une coordonnée cartésienne dont l'axe est la ligne méridienne principale verticale du verre optique, N est un entier positif impair, et K est une constante qui minimise la valeur de crête de l'astigmatisme de surface du verre optique. 6 Verre optique progressif selon la revendication 5, caractérisé en ce que N vaut 7 et K vaut 0,3189, ce qui donne à la valeur de crête de l'astigmatisme de surface du verre optique une valeur de 0,443 dioptrie. 7 Verre optique progressif selon la revendication 5, caractérisé en ce que N vaut 9 et K vaut 0,3409, ce qui donne à la valeur de crête de l'astigmatisme de surface de la lentille une valeur de 0,429 dioptrie. 8 Verre optique progressif selon la revendication 5, caractérisé en ce que N vaut 11 et K vaut 0,3550, ce qui donne à la valeur de crête de l'astigmatisme de surface de la lentille une valeur de 0,420 dioptrie. 9 Verre optique progressif selon la revendication 5, caractérisé en ce que N vaut 13 et K vaut 0,3644, ce qui donne à la valeur de crête de l'astigmatisme de surface de la lentille une valeur de 0,414 dioptrie. Verre optique progressif selon la revendication 5, caractérisé en ce que N vaut 15 et K vaut 0,3723, ce qui donne à la valeur de crête de l'astigmatisme de surface de la lentille une valeur de 0,409 dioptrie. 11 Verre optique progressif construit sur le principe de la bipolarité, qui offre des pôles de vision rapprochée et de vision éloignée, caractérisé en ce qu'il est construit selon une loi de puissance qui donne un gradient de puissance plus raide dans la région voisine de l'un des pôles que dans la partie médiane du verre optique.