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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.