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"Grille optique"
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"Grille optique"
La présente invention est relative à une grille optique améliorée utilisable pour corriger les aberrations optiques, d'une capacité de perception des images accrue, et elle est plus particulièrement relative à une grille optique pouvant corriger les aberrations optiques aussi bien en ce qui concerne les lentilles naturelles, telles que l'oeil, que les lentilles artificielles, telles que les lentilles photographiques, etc.
Dans les techniques optiques, on connaît très bien divers systèmes pour corriger les aberrations optiques montrées aussi bien par les lentilles naturelles, telles que l'oeil humain, que par les lentilles artificielles, telles que les lentilles photographiques, etc.
Toutefois, ces systèmes comprennent d'une manière générale la superposition, à la lentille défectueuse, d'une lentille additionnelle ou d'une série de lentilles additionnelles conçues de façon appropriée et calculées de manière à ce que, grace à l'action combinée et complémentaire de ces lentilles avec la lentille défectueuse, les défauts présentés par cette dernière soient corrigés.
Un autre procédé connu pour corriger ces aberrations, consiste à prévoir une lentille relativement grande, partiellement recouverte d'un diaphragme qui masque une proportion importante de l'aire périphérique de
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cette lentille et qui laisse comme seule partie utilisable de celle-ci une petite aire au centre de la lentille, dans laquelle le parallélisme des faces est plus élevé, la formation de prismes périphériques étant par conséquent masquée de façon appropriée.
Un autre procédé de correction partielle des aberrations optiques réside dans les dispositifs non réfracteurs tels que les lunettes dites sténopéiques, qui ont été utilisées comme aide visuelle depuis extrêmement longtemps. Par exemple, dans l'ouvrage intitulé "System of Ophthalmology", de Sir Steward Duke-Elder et David Abrams, édité par Sir Stewart Duke-Elder, volume V, pages 794 et suivantes, il est clairement men- tionnés que ces lunettes sténopéiques furent préconisées et leurs principes expliqués par Daza de Valdés en 1623, et furent pour la première fois utilisées cliniquement par les ophthalmologistes français Serre en 1857 et Frans Donders en 1864.
Toutefois, comme également clairement mentionné dans cet ouvrage, l'inconvénient majeur d'un trou sténopéique est qu'il procure un très petit champ visuel et, puisqu'il ne se déplace pas avec l'oeil, il n'offre que peu d'avantages à l'utilisateur lorsque celui-ci se promène. Il est également mentionné dans cet ouvrage que lorsque cela s'avère nécessaire pour des applications générales un disque formé de plusieurs ouvertures de ce type pratiquées dans une feuille de matière opaque peut améliorer"mieux que rien", ce qui signifie que ces lunettes sténopéiques se sont révélées être des articles extrêmement inefficaces, et ainsi que cela est bien connu et mentionné et décrit dans de nombreux ouvrages d'optique,
un trou sténopéique a comme seul effet d'évi-
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ter l'entrée dans l'oeil ou la lentille défectueux des cercles de diffraction qui accompagnent généralement les rayons lumineux purs, de sorte que ces trous sténopéiques doivent être évidemment de forme circulaire, et comme Duke-Elder et coll. le mentionnent très clairement dans leur ouvrage, pour être efficaces, la multiplicité de trous sténopéiques prévus dans des lunettes, doivent être espacés les uns des autres d'environ 4 mm, et doivent avoir une dimension d'environ 1,5 mm pour la vision éloignée et de 0,3 mm pour la vision proche.
Le fait que les trous sténopéiques aient comme seul objectif d'empêcher l'entrée des cercles de diffraction, de sorte que leur forme doit être évidemment circulaire, et le fait que leur espacement doit être relativement important dans les lunettes sténopéiques, font de ces lunettes sténopéiques des dispositifs extrêmement peu pratiques pour une utilisation générale, l'effort de l'utilisateur n'étant pas compensé par l'avantage conféré par l'amélioration de la perception des images, et ces lunettes sténopéiques n'ont, par conséquent, pas eu longtemps les faveurs du public en général, non compte tenu du fait qu'un grand nombre de personnes peuvent se trouver dans un besoin réel d'avoir quelque chose de plus que de simples lunettes ou de simples lentilles de contact pour améliorer leur vision.
Dans le brevet mexicain n 132. 553 breveté le 10 février 1976 du demandeur, on décrit une grille optique provoquant l'interférence de rayons lumineux et qui, dans une large mesure, remédié aux défauts des dispositifs des techniques décrites ci-dessus, notamment des lunettes sténopéiques.
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Ces grilles étaient conçues pour s'appliquer sur les lunettes et comprenaient un nombre indéterminé d'ouvertures carrées, ces grilles étant soit plates soit concaves de manière à s'adapter aux cercles de montures ophthalmiques pour lunettes avec des verres ordinaires et/ou en remplacement de ceux-ci.
Même si la grille optique du brevet mexicain nO 132.553 s'avère très efficace pour corriger les aberrations optiques, en particulier causées par l'excès de luminosité, au moyen d'un procédé d'interférence lumineuse effectué par la série de trous carrés qu'elle contient, cette grille ne s'avère d'aucune utilité dans la correction des aberrations optiques d'autres types et, évidemment, cette grille est basée principalement sur la diminution de l'intensité lumineuse au moyen de cette interférence, en provoquant ainsi de l'obscurité ou une plus faible intensité de la lumière détectée, avec une meilleure perception des images.
Toutefois, la diminution considérable de luminosité produite par les grilles du brevet mexicain nO 132.553 est en soi-même un inconvénient, en raison du fait qu'en particulier aux endroits sombres ou pendant la durée crépusculaire du jour, ainsi que dans l'obscurité de la nuit, l'utilisation de ces grilles provoque une perte d'intensité visuelle qui n'est pas compensée par l'amélioration de la perception des images, et ceci peut entraîner la perte de perception d'un grand nombre d'objets sombres.
Par conséquent, à l'exception de la grille optique décrite et revendiquée dans le brevet mexicain n 132. 553, qui peut être considérée comme étant une amélioration importante par rapport à la technique antérieu-
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re, tous les autres dispositifs de la technique antérieure se sont avérés extrêmement peu pratiques et, ainsi que cela est clairement décrit par Stewart DukeElder, on peut juste les considérer comme quelque chose qui est"mieux que rien".
La présente invention prévoit une grille optique utilisable pour la correction des aberrations optiques, dotée d'une capacité accrue de la perception des images et adaptée pour être appliquée à la fois à l'oeil et aux lentilles artificielles, qui comprend essentiellement deux séries de barreaux de section transversale triangulaire, agencés parallèlement les uns aux autres, chaque série étant agencée perpendiculairement à l'autre série afin de former une grille comportant des espaces libres carrés, les sommets de ces barreaux étant dirigés vers la face extérieure de la grille, sur laquelle la lumière tombe, les bases de ces barreaux étant dirigées vers la face intérieure de la grille qui est directement mise en présence de la lentille dont on doit corriger les défauts,
les espaces libres carrés précités constituant des ouvertures de forme pyramidique tronquée à base carrée, dont la plus grande base est à la face extérieure et dont la plus petite base est à la face intérieure de la grille, l'aire de la plus grande base des ouvertures étant dans un rapport d'environ 36/1 à 2,25/1 par rapport à l'aire de la plus petite base, l'aire totale de la plus petite base
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de chacune de ces ouvertures carrées étant d'environ 2 0, 04 à environ 4 mm, et la largeur de ces barreaux étant d'environ 1 mm.
D'autres détails et particularités de l'invention
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ressortiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 est une vue en élévation frontale, fragmentaire d'une grille optique construite suivant une forme de réalisation de la présente invention.
La figure 2 est une vue en élévation et en coupe transversale de la grille optique, prise suivant les lignes 2-2 de la figure 1 et en regardant dans la direction des flèches.
La figure 3 est une vue en perspective d'un exemple particulier d'application de la grille de la présente invention dans des lunettes optiques.
La figure 4 est une vue en élévation et en coupe transversale de la structure de la grille et des lunettes de la figure 3, afin de montrer leur agencement.
La figure 5 est une vue en élévation et en coupe transversale d'un second exemple particulier d'application de la grille optique de la présente invention, en combinaison avec une lentille du type ménisque photographique.
La figure 6 est une vue en élévation et en coupe transversale d'une grille optique fabriquée suivant une seconde forme de réalisation de la présente invention.
La figure 7 est une vue en élévation et en coupe transversale d'une grille optique fabriquée suivant encore une autre forme de réalisation de la présente invention.
La figure 8 est une vue en perspective d'un troisième exemple particulier d'application de la grille opti-
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que de la présente invention, montrant des dispositifs destinés à accroître la luminosité de celle-ci.
Si l'on se réfère à présent aux dessins annexés et plus particulièrement aux figures 1 et 2, on y a représenté une grille optique pour corriger les aberrations optiques, construite suivant une première forme de réalisation de la présente invention et illustrée par la référence numérique générale 1, qui comprend une série de barreaux 2 ayant une section transversale triangulaire, et agencés parallèlement les uns aux autres, ainsi qu'une série de barreaux 3, également de section triangulaire et également agencés parallèlement les uns aux autres, mais perpendiculairement par rapport aux barreaux 2, de sorte que les deux séries de barreaux 2 et 3 forment une grille laissant des ouvertures de forme carrée 4, afin de permettre le passage de la lumière.
Les bases 7 des barreaux 2 et 3 sont agencées vers le côté intérieur de la grille, c'est-à-dire sur la face qui sera directement en présence de la lentille dont on doit corriger les aberrations, tandis que les sommets 5 et 6 des barreaux 2 et 3 sont dirigés vers la face extérieure de la grille, c'est-à-dire la face oÙ la lumière tombe, comme indiqué par les flèches sur la figure 2.
Par conséquent, les ouvertures 4 au moyen desquelles la lumière traverse la grille sont des ouvertures de forme carrée constituées par les plus petites bases des intervalles laissés entre les barreaux 2 et 3, ces ouvertures ayant la forme d'une pyramide tronquée à base carrée, leurs plus grandes bases étant dirigées vers la
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face extérieure et leurs plus petites bases vers la face intérieure de la grille.
Afin de réaliser une séparation appropriée des ondes lumineuses indésirables par interférence, et de manière à corriger de façon appropriée les aberrations de la lentille à laquelle on associe la grille optique de la présente invention, tout en conférant une perception améliorée des images, on a constaté que la plus petite aire des ouvertures 4 doit être liée à la plus grande aire de ces ouvertures par un rapport de 1/36 à 1/2,25, de préférence de 1/4, étant entendu que l'on a déterminé expérimentalement que cette gamme de relation d'aires est celle qui permet d'obtenir les meilleurs résultats, en particulier pour ce qui est de la meilleure clarté et définition de perception des objets observés, accompagnés d'une correction absolue des aberrations sphériques, astigmatiques et chromatiques,
pour autant que l'aire totale de chaque ouverture 4 à sa plus petite base, se situe approximativement entre 0,2 mm et 2 2 mm sur chaque côté, c'est-à-dire de 0,04 à 4 mm, et que la largeur des barreaux soit d'environ 1 mm.
Bien que l'on n'ait pas compris totalement la nature précise de l'interprétation physique du phénomène se produisant dans la grille optique de la présente invention, on a constaté par la voie expérimentale, de façon tout à fait surprenante, que la prévision des ouvertures prismatiques tronquées avec leurs plus petites bases dirigées vers la fce intérieure de la grille et leurs plus grandes bases dirigées vers la face extérieure de la grille, ces ouvertures étant dimensionnées de telle sorte que leurs plus petites aires, compa-
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rativement aux aires plus grandes, soient dans un rap- port de 1/36 à 1/2,25, les plus petites aires étant
2 d'approximativement de 0,04 à 4 mm, et la largeur des barreaux de 1 mm,
permettait de corriger les aberrations optiques qu'il n'était pas possible de cor- riger avec les dispositifs de la technique antérieure, y compris la grille du brevet mexicain nO 132. 553.
D'un autre côté, la clarté de l'image perçue est d'au- tant meilleure que le rapport de la plus petite aire à la plus grande aire est plus bas.
Les figures 3 et 4 des dessins représentent une application particulière de la grille optique cons- truite suivant la présente invention, par l'agencement des grilles 1, de forme concave, dans les cercles d'une monture ophthalmique 8, afin de constituer des lunettes pour corriger des défauts visuels, tels qu'une faible perception chromatique, 1'astigmatisme, la presbytie et d'autres maladies oculaires provenant de la sphéricité de la cornée et de défauts de focali- sation du cristallin.
D'un autre côté, la figure 5 des dessins re- présente la grille optique de la présente invention telle qu'utilisée en association avec une lentille du type ménisque photographique 9, telle que celles habituel- lement utilisées dans les appareils photographiques de faible prix. La grille de la présente invention, lors- qu'elle est utilisée en combinaison avec de telles len- tilles, améliore considérablement la lentille sous le rap- port de l'aberration sphérique qui est normale dans ce type de ménisque 9, ainsi que sous le rapport de l'aberration chromatique obtenue en particulier à la péri-
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phérie de cette lentille, de sorte qu'il sera possible dans l'industrie de production des lentilles d'utiliser effectivement une plus grande ouverture de lentille, ce qui constitue un progrès considérable dans la technique,
étant entendu que pour ces lentilles du type ménisque qui, comme on l'a mentionné ci-dessus, sont généralement utilisées pour les appareils photographiques de bas prix, il s'avère indispensable, suivant la technique antérieure, de masquer au moyen d'un diaphragme la plus grande partie de l'aire utile de la lentille, afin de n'utiliser que le centre de celle-ci, pour diminuer ce type d'aberration. La grille optique de la présente invention, conférant sa capacité de correction contre ces aberrations et sa meilleure capacité de perception des images, permettra la production de lentilles du type ménisque comportant des ouvertures bien plus grandes sans, toutefois, produire les aberrations bien connues généralement obtenues par ce type de lentilles ménisques.
La figure 6 des dessins représente une vue en élévation et en coupe transversale, d'un fragment d'une grille optique construite suivant une seconde forme de réalisation de l'invention, dans laquelle la face extérieure de la grille est recouverte d'un revêtement 10, qui est représenté de manière exagérée sur la figure 6 des dessins, et qui comprend une couche d'une matière réfléchissant la lumière, telle qu'une couche métallisée ou une couche du type miroir, qui sert à accroître considérablement la luminosité de la grille de la présente invention, comparativement à une grille ne contenant pas ce revêtement 10.
La réalisation de ce revêtement réflé-
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chissant du type miroir sur la face extérieure de la grille confère, de façon surprenante, en particulier lorsque l'on utilise cette grille pour des lunettes, un accroissement considérable de la perception de la luminosité chez l'utilisateur, avec les avantages de cet accroissement de la perception lumineuse qui en découlent, étant entendu qu'il est possible d'utiliser des lunettes comportant une grille optique suivant cette forme de réalisation de l'invention, etoqu'il est également possible d'utiliser la grille de cette seconde forme de réalisation de l'invention en association avec des lentilles photographiques, dans des endroits qui pourraient être plus sombres que ceux dans lesquels on peut utiliser les grilles réalisées suivant la technique antérieure.
La raison pour laquelle le revêtement réfléchissant 10 prévu sur la face extérieure de la grille optique réalisée suivant la figure 6 des dessins, confère un accroissement de la perception lumineuse n'est pas clairement comprise, parce que cette couche réfléchissante n'est pas"visible"pour la lentille avec laquelle la grille optique est associée, mais on a déterminé expérimentalement que cet accroissement de la luminosité se produit effectivement, en particulier lorsque l'on utilise cette grille optique dans des lunettes pour corriger les défauts visuels d'un individu.
La figure 7 des dessins représente encore une autre ou troisième forme de réalisation d'une grille optique réalisée suivant la présente invention, qui est similaire à la grille illustrée par la figure 6 des dessins, par le fait que la face intérieure de la grille est pourvue d'un revêtement 11 d'une matière réflé-
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chissant la lumière qui n'est pas brillante mais qui est plutôt d'une nature mate, afin d'éviter les réflexions parasites vers la lentille à laquelle est associée la grille optique de la présente invention. Ce revêtement procure, de façon surprenante, un accroissement important de la perception des couleurs des images. Ce revêtement 11 est de préférence un revêtement métallique mat, en particulier un revêtement d'argent mat, tel que du type tout en pate.
Il est également absolument surprenant que l'application sur la surface intérieure de la grille optique de la présente invention, d'un revêtement mat 11, qui réfléchit la lumière, peut en lui-même conférer un accroissement sensible de la perception chromatique de la lentille à laquelle est associée la grille de la présente invention.
Les raisons de cet effet ne sont pas totalement comprises, mais on a déterminé expérimentalement que cet accroissement de la perception chromatique des lentilles se produit effectivement, de sorte que lorsque la grille optique est à utiliser, par exemple, pour la photographie en couleur ou pour visionner la télévision en couleur, en association à des lunettes à grille, ceci est une forme de réalisation préférée de l'invention à utiliser pour ce type d'applications particulières.
Finalement, la figure 8 des dessins représente encore une autre forme de réalisation de la présente invention, qui s'avère particulièrement intéressante lorsque la grille optique de la présente invention est appliquée à des lunettes, parce que cette forme de réalisation de l'invention procure un accroissement considérable de la luminosité de la grille, lorsque l'on applique
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cette grille à des lunettes à utiliser par l'être humain.
Suiv=.- cette foT'n-particulière de l'invention, chacune des grilles 1 qui sont placées dans les cercles de la monture des lunettes réalisées suivant la présente invention, est pourvue de deux fenêtres latérales 12 et 13, de nature rectangulaire, étant entendu que l'on a déterminé expérimentalement que ces fenêtres latérales 12 et 13, augmentaient considérablement la luminosité de la grille optique de la présente invention, comparativement à une grille optique ne contenant pas ces fenêtres 12 et 13. Dans cette forme de réalisation particulière de l'invention, les deux faces de la grille sont de préférence noires ou du moins d'une couleur très sombre afin d'éviter les réflexions éventuelles vers les yeux dont les défauts sont à corriger.
Les deux fenêtres sus- mentionnées sont disposées en particulier sur les deux faces de chaque grille de la présente invention incorporée dans les lunettes pour chaque oeil de l'utilisateur, et à l'extérieur du champ de vision de précision de cet utilisateur, de sorte que celui-ci regardera toujours par l'aire intermédiaire entre les deux fenêtres 12 et 13, et, par conséquent, regardera toujours par la grille optique, de sorte que ses défauts optiques seront totalement corrigés, mais avec une augmentation considérable de la luminosité apparente conférée par ces deux fenêtres.
Compte tenu de ce qui précède, il est clair que pour la première fois on a mis au point un élément optique destiné à la correction des défauts optiques de l'oeil humain ou à la correction de certaines aberrations opti-
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ques des lentilles artificielles, telles que les lentilles photographiques, qui utilise un principe qui est absolument différent du principe du trou sténopéique ou des lunettes sténopéiques, étant entendu que pour la première fois on prévoit une série d'ouvertures carrées très voisines dans une grille optique, qui permet la perception d'un champ de vision normal, par rapport au champ de vision étroitement restreint obtenu par les trous sténopéiques qui, même lorsqu'on les utilise en très grand nombres, comme dans les lunettes sténopéiques, ne produisent pas un champ de vision accru,
parce que l'utilisateur est forcé de regarder à travers juste un seul trou et doit tourner la tête en même temps que les lunettes pour visionner le champ de vision manquant, et le fait que les trous carrés de la grille optique de la présente invention soient de forme pyramidique tronquée à base carrée, permet une élimination réelle et totale de tous les rayons lumineux parasites indésirables qui modifient la vision, de sorte que cette grille est capable de corriger la plupart des défauts optiques de l'oeil humain et la plupart des aberrations optiques dans une lentille artificielle, sans diminuer sensiblement la luminosité perçue, laquelle luminosité peut également être accrue par des moyens très simples, tels que le revêtement réfléchissant la lumière sur la face extérieure de la grille ou les paires de fenêtres se trouvant à l'écart du champ de vision.
De même, pour la première fois on prévoit une grille optique qui améliore considérablement la perception chromatique des lentilles parle simple fait de prévoir un revêtement mat mais réfléchissant la lumière sur
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la face intérieure de la grille.
Toutefois, ce que l'on considère comme étant la réalisation la plus importante de la présente invention est le fait que pour la première fois, cet élément optique peut être utilisé efficacement dans des lunettes à grille, qui ne diminuent pas le champ de vision de l'individu et qui, toutefois, corrigent la plupart des défauts visuels de celui-ci sans entraîner des défauts indésirables importants autres que le fait que celui qui les porte doit s'habituer à avoir une grille en face de ses yeux, ce qui, suivant des tests effectués avec des individus volontaires, ne prend que quelques heures.
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-avant et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet.
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"Optical grid"
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"Optical grid"
The present invention relates to an improved optical grid usable for correcting optical aberrations, with an increased image perception capacity, and it relates more particularly to an optical grid which can correct optical aberrations as well as with regard to lenses. natural, such as the eye, as artificial lenses, such as photographic lenses, etc.
In optical techniques, various systems are well known for correcting the optical aberrations shown both by natural lenses, such as the human eye, and by artificial lenses, such as photographic lenses, etc.
However, these systems generally comprise the superimposition, on the defective lens, of an additional lens or of a series of additional lenses suitably designed and calculated so that, thanks to the combined action and complementary to these lenses with the defective lens, the defects presented by the latter are corrected.
Another known method for correcting these aberrations consists in providing a relatively large lens, partially covered with a diaphragm which masks a large proportion of the peripheral area of
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this lens and which leaves as the only usable part thereof a small area in the center of the lens, in which the parallelism of the faces is higher, the formation of peripheral prisms therefore being masked appropriately.
Another method for partially correcting optical aberrations lies in non-refracting devices such as so-called pinhole glasses, which have been used as a visual aid for a very long time. For example, in the book "System of Ophthalmology", by Sir Steward Duke-Elder and David Abrams, edited by Sir Stewart Duke-Elder, volume V, pages 794 et seq., It is clearly mentioned that these pinhole glasses were advocated and their principles explained by Daza de Valdés in 1623, and were used for the first time clinically by French ophthalmologists Serre in 1857 and Frans Donders in 1864.
However, as also clearly mentioned in this work, the major drawback of a pinhole hole is that it provides a very small field of vision and, since it does not move with the eye, it offers only a few d advantages for the user when he is walking. It is also mentioned in this book that when it is necessary for general applications a disc formed of several openings of this type made in a sheet of opaque material can improve "better than nothing", which means that these pinhole glasses have proven to be extremely ineffective items, and as is well known and mentioned and described in numerous optical works,
a pinhole hole has the only effect of evi-
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ter the entry into the defective eye or lens of the diffraction circles which generally accompany pure light rays, so that these pinhole holes must obviously be circular in shape, and as Duke-Elder et al. mention it very clearly in their work, to be effective, the multiplicity of pinhole holes provided in glasses, must be spaced from each other by about 4 mm, and must have a dimension of about 1.5 mm for vision distant and 0.3 mm for near vision.
The fact that the pinhole holes have the sole purpose of preventing the entry of diffraction circles, so that their shape must be obviously circular, and the fact that their spacing must be relatively large in pinhole glasses, make these glasses pinhole cameras extremely impractical for general use, the effort of the user not being offset by the advantage conferred by the improvement of the perception of images, and these pinhole glasses therefore have no has long been favored by the general public, not taking into account the fact that a large number of people may find themselves in a real need to have something more than simple glasses or simple contact lenses to improve their vision.
In Mexican patent No. 132,553 patented on February 10, 1976 by the applicant, an optical grid is described which causes the interference of light rays and which, to a large extent, remedies the defects of the devices of the techniques described above, in particular pinhole glasses.
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These grids were designed to be applied to glasses and included an indefinite number of square openings, these grids being either flat or concave so as to adapt to the circles of ophthalmic frames for glasses with ordinary lenses and / or as a replacement of these.
Even if the optical grid of Mexican patent no. 132.553 proves to be very effective in correcting optical aberrations, in particular caused by excess luminosity, by means of a light interference method carried out by the series of square holes which it contains, this grid proves to be of no use in the correction of optical aberrations of other types and, obviously, this grid is based mainly on the decrease in light intensity by means of this interference, thereby causing darkness or lower intensity of detected light, with better perception of images.
However, the considerable decrease in brightness produced by the grids of Mexican Patent No. 132,553 is in itself a drawback, due to the fact that in particular in dark places or during the twilight period of the day, as well as in the darkness of at night, the use of these grids causes a loss of visual intensity which is not compensated by the improvement in the perception of images, and this can lead to the loss of perception of a large number of dark objects.
Therefore, with the exception of the optical grid described and claimed in Mexican Patent No. 132,553, which can be considered to be a significant improvement over the prior art.
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re, all of the other prior art devices have proven to be extremely impractical and, as clearly described by Stewart DukeElder, can just be viewed as something that is "better than nothing".
The present invention provides an optical grid usable for the correction of optical aberrations, with an increased capacity for image perception and adapted to be applied both to the eye and to artificial lenses, which essentially comprises two series of bars. of triangular cross section, arranged parallel to each other, each series being arranged perpendicular to the other series in order to form a grid comprising square free spaces, the vertices of these bars being directed towards the external face of the grid, on which the light falls, the bases of these bars being directed towards the interior face of the grid which is directly brought into contact with the lens whose defects must be corrected,
the aforementioned square free spaces constituting truncated pyramid-shaped openings with a square base, the largest base of which is on the outside face and the smallest base of which is on the inside face of the grid, the area of the largest base of the openings being in a ratio of about 36/1 to 2.25 / 1 relative to the area of the smallest base, the total area of the smallest base
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of each of these square openings being from about 20.04 to about 4 mm, and the width of these bars being about 1 mm.
Other details and features of the invention
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will emerge from the description below, given by way of nonlimiting example and with reference to the appended drawings, in which:
Figure 1 is a fragmentary front elevational view of an optical grid constructed in accordance with an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an elevational and cross-sectional view of the optical grid, taken along lines 2-2 of Figure 1 and looking in the direction of the arrows.
Figure 3 is a perspective view of a particular example of application of the grid of the present invention in optical glasses.
Figure 4 is an elevational view in cross section of the structure of the grid and the glasses of Figure 3, to show their arrangement.
FIG. 5 is a view in elevation and in cross section of a second particular example of application of the optical grid of the present invention, in combination with a lens of the photographic meniscus type.
Figure 6 is an elevational and cross-sectional view of an optical grid made in accordance with a second embodiment of the present invention.
Figure 7 is an elevational and cross-sectional view of an optical grid fabricated according to yet another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view of a third particular example of application of the optical grid.
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as of the present invention, showing devices intended to increase the brightness thereof.
Referring now to the accompanying drawings and more particularly to Figures 1 and 2, there is shown an optical grid for correcting optical aberrations, constructed according to a first embodiment of the present invention and illustrated by the reference numeral general 1, which comprises a series of bars 2 having a triangular cross section, and arranged parallel to each other, as well as a series of bars 3, also of triangular section and also arranged parallel to each other, but perpendicular to each other to the bars 2, so that the two series of bars 2 and 3 form a grid leaving square-shaped openings 4, in order to allow the passage of light.
The bases 7 of the bars 2 and 3 are arranged towards the inside of the grid, that is to say on the face which will be directly in the presence of the lens whose aberrations must be corrected, while the vertices 5 and 6 bars 2 and 3 are directed towards the external face of the grid, that is to say the face where the light falls, as indicated by the arrows in FIG. 2.
Consequently, the openings 4 by means of which the light passes through the grid are square-shaped openings formed by the smallest bases of the intervals left between the bars 2 and 3, these openings having the form of a truncated pyramid with a square base, their largest bases being directed to the
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outside face and their smallest bases towards the inside face of the grid.
In order to achieve an appropriate separation of the undesirable light waves by interference, and in order to appropriately correct the aberrations of the lens with which the optical grid of the present invention is associated, while conferring an improved perception of the images, it has been found that the smallest area of the openings 4 must be linked to the largest area of these openings by a ratio of 1/36 to 1 / 2.25, preferably 1/4, it being understood that it has been determined experimentally that this range of area relations is that which allows the best results to be obtained, in particular with regard to the best clarity and definition of perception of the objects observed, accompanied by an absolute correction of spherical, astigmatic and chromatic aberrations,
provided that the total area of each opening 4 at its smallest base is approximately between 0.2 mm and 22 mm on each side, i.e. from 0.04 to 4 mm, and that the width of the bars is about 1 mm.
Although the precise nature of the physical interpretation of the phenomenon occurring in the optical grid of the present invention has not been fully understood, it has been found, quite surprisingly, by experimental means that the prediction truncated prismatic openings with their smallest bases directed towards the internal face of the grid and their largest bases directed towards the external face of the grid, these openings being dimensioned so that their smallest areas compare
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respectively to the larger areas, be in a ratio of 1/36 to 1 / 2.25, the smallest areas being
2 of approximately 0.04 to 4 mm, and the width of the bars of 1 mm,
made it possible to correct optical aberrations which it was not possible to correct with the devices of the prior art, including the grid of Mexican patent No. 132. 553.
On the other hand, the clarity of the perceived image is all the better the lower the ratio of the smallest area to the largest area.
Figures 3 and 4 of the drawings show a particular application of the optical grid constructed according to the present invention, by the arrangement of the grids 1, of concave shape, in the circles of an ophthalmic frame 8, in order to constitute glasses to correct visual defects, such as poor chromatic perception, astigmatism, presbyopia and other eye diseases originating from the sphericity of the cornea and defects in focusing of the lens.
On the other hand, Figure 5 of the drawings shows the optical grid of the present invention as used in association with a lens of the photographic meniscus type 9, such as those usually used in low-cost cameras . The grid of the present invention, when used in combination with such lenses, considerably improves the lens in relation to the spherical aberration which is normal in this type of meniscus 9, as well as in the ratio of the chromatic aberration obtained in particular to the peri
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of the lens, so that it will be possible in the lens manufacturing industry to actually use a larger lens aperture, which constitutes considerable progress in the art,
it being understood that for these meniscus type lenses which, as mentioned above, are generally used for low-cost cameras, it turns out to be essential, according to the prior art, to mask by means of a diaphragm most of the useful area of the lens, so as to use only the center of the latter, to reduce this type of aberration. The optical grid of the present invention, conferring its ability to correct against these aberrations and its better image perception capacity, will allow the production of meniscus type lenses having much larger apertures without, however, producing the well-known aberrations generally obtained. by this type of meniscus lens.
FIG. 6 of the drawings represents a view in elevation and in cross section, of a fragment of an optical grid constructed according to a second embodiment of the invention, in which the external face of the grid is covered with a coating 10, which is shown exaggerated in FIG. 6 of the drawings, and which comprises a layer of a light-reflecting material, such as a metallized layer or a layer of the mirror type, which serves to considerably increase the brightness of the grid of the present invention, compared to a grid not containing this coating 10.
The realization of this reflective coating
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sliding mirror type on the outer face of the grid confers, surprisingly, especially when using this grid for glasses, a considerable increase in the perception of brightness in the user, with the advantages of this increase of the light perception which results therefrom, it being understood that it is possible to use glasses comprising an optical grid according to this embodiment of the invention, and that it is also possible to use the grid of this second form of realization of the invention in association with photographic lenses, in places which could be darker than those in which the grids produced according to the prior art can be used.
The reason why the reflective coating 10 provided on the external face of the optical grid produced according to FIG. 6 of the drawings, confers an increase in the light perception is not clearly understood, because this reflective layer is not "visible "for the lens with which the optical grid is associated, but it has been determined experimentally that this increase in brightness actually occurs, in particular when this optical grid is used in glasses to correct an individual's visual defects.
FIG. 7 of the drawings shows yet another or third embodiment of an optical grid produced according to the present invention, which is similar to the grid illustrated in FIG. 6 of the drawings, in that the interior face of the grid is provided with a coating 11 of a reflective material
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chississant the light which is not brilliant but which is rather of a matt nature, in order to avoid the stray reflections towards the lens with which is associated the optical grid of the present invention. This coating provides, surprisingly, a significant increase in the perception of the colors of the images. This coating 11 is preferably a matt metallic coating, in particular a matt silver coating, such as of the all-paste type.
It is also absolutely surprising that the application to the interior surface of the optical grid of the present invention, of a matt coating 11, which reflects light, can in itself confer a significant increase in the chromatic perception of the lens. with which the grid of the present invention is associated.
The reasons for this effect are not fully understood, but it has been determined experimentally that this increase in the chromatic perception of the lenses actually occurs, so that when the optical grid is to be used, for example, for color photography or for viewing color television, in combination with grid glasses, this is a preferred embodiment of the invention to be used for this type of particular application.
Finally, FIG. 8 of the drawings shows yet another embodiment of the present invention, which is particularly advantageous when the optical grid of the present invention is applied to glasses, because this embodiment of the invention provides a considerable increase in the brightness of the grid, when applying
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this grid has glasses for human use.
Following = .- this particular foT'n-invention, each of the grids 1 which are placed in the circles of the frame of the glasses made according to the present invention, is provided with two side windows 12 and 13, of rectangular nature, it being understood that it has been determined experimentally that these side windows 12 and 13 considerably increase the brightness of the optical grid of the present invention, compared to an optical grid not containing these windows 12 and 13. In this particular embodiment of the invention, the two faces of the grid are preferably black or at least of a very dark color in order to avoid any reflections towards the eyes whose defects are to be corrected.
The two aforementioned windows are arranged in particular on the two faces of each grid of the present invention incorporated in the glasses for each eye of the user, and outside the field of vision of precision of this user, so that the latter will always look through the intermediate area between the two windows 12 and 13, and, therefore, will always look through the optical grid, so that its optical defects will be completely corrected, but with a considerable increase in the apparent brightness conferred by these two windows.
In view of the above, it is clear that for the first time an optical element has been developed for the correction of optical defects in the human eye or for the correction of certain optical aberrations.
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that artificial lenses, such as photographic lenses, which use a principle which is absolutely different from the principle of the pinhole hole or pinhole glasses, it being understood that for the first time a series of very similar square apertures is provided in an optical grid , which allows the perception of a normal field of vision, compared to the narrowly restricted field of vision obtained by pinhole holes which, even when used in very large numbers, as in pinhole glasses, do not produce a field increased vision,
because the user is forced to look through just a single hole and must turn the head together with the glasses to view the missing field of vision, and the fact that the square holes of the optical grid of the present invention are of truncated pyramid shape with square base, allows a real and total elimination of all the unwanted parasitic light rays which modify the vision, so that this grid is capable of correcting most of the optical defects of the human eye and most of the aberrations optics in an artificial lens, without significantly reducing the perceived brightness, which brightness can also be increased by very simple means, such as the coating reflecting light on the outside of the grid or the pairs of windows located away of the field of vision.
Likewise, for the first time, an optical grid is provided, which considerably improves the chromatic perception of the lenses by the simple fact of providing a matt coating which reflects light on
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the inside of the grid.
However, what is considered to be the most important embodiment of the present invention is the fact that for the first time, this optical element can be used effectively in goggle glasses, which do not reduce the field of vision of the individual and who, however, correct most of their visual defects without causing significant undesirable faults other than the fact that the wearer must get used to having a grid in front of his eyes, which, following tests with volunteer individuals, only takes a few hours.
It should be understood that the present invention is in no way limited to the above embodiments and that many modifications can be made without departing from the scope of this patent.