CH633113A5

CH633113A5 - Lentille ophtalmique a puissance focale progressivement variable.

Info

Publication number: CH633113A5
Application number: CH406479A
Authority: CH
Inventors: Bernard Maitenaz
Original assignee: Essilor Int
Priority date: 1978-05-12
Filing date: 1979-05-01
Publication date: 1982-11-15
Also published as: DD144126A5; US4253747A; IT1192722B; IT7922492A0; FR2425653A1; NL186542B; JPS5511285A; AU519188B2; FR2425653B1; HU179168B; NL186542C; CA1094850A; DE2918310A1; JPS5942853B2; AU4701779A; BE876188A; DE2918310C2; GB2020847A; NL7903204A; GB2020847B

Description

La présente invention concerne une lentille ophtalmique à puissance focale progressivement variable, comportant une courbe méridienne principale sensiblement verticale dont la courbure varie progressivement selon une loi prédéterminée le long d'au moins une partie de ladite courbe méridienne principale, une zone supérieure ayant une première puissance focale sensiblement constante pour la vision de loin, une zone inférieure ayant une seconde puissance focale sensiblement constante pour la vision de près et une zone intermédiaire située entre les zones supérieure et inférieure et se raccordant de manière continue à celles-ci, ladite zone intermédiaire ayant une puissance focale qui varie progressivement de la première puis-5 sance focale à sa limite supérieure à la seconde puissance focale à sa limite inférieure suivant ladite loi prédéterminée le long de ladite partie de la courbe méridienne principale, laquelle traverse sensiblement verticalement les trois zones en leur milieu et est une courbe ombilique au moins dans la zone intermédiaire, io la différence entre ladite seconde puissance et ladite première puissance étant appelée l'addition de puissance, l'ensemble des zones intermédiaire et inférieure étant divisé en trois parties espacées horizontalement, à savoir une partie médiane et deux parties latérales extérieures séparées de la partie médiane par 15 deux courbes qui sont symétriques par rapport à la courbe méridienne principale, caractérisée en ce que les deux courbes sont des lignes de discontinuité de la surface de réfraction qui est formée de deux surfaces géométriques différentes, ladite zone supérieure et ladite partie médiane de l'ensemble des zones in-20 termédiaires et inférieure étant formée par une première surface géométrique choisie parmi une première famille de surfaces dans lesquelles les aberrations d'astigmatisme sont concentrées en dehors desdites courbes, lesdites parties latérales extérieures étant formées par une deuxième surface géométrique choisie 25 parmi une deuxième famille de surface ayant, dans leurs parties latérales, des lignes horizontales le long desquelles la composante verticale de l'effet prismatique est sensiblement constante, et une ligne verticale le long de laquelle la composante horizontale de l'effet prismatique a une valeur constante et en chaque 30 point de laquelle la valeur de la composante verticale de l'effet prismatique diffère au plus de 0,7a par rapport à la valeur de la composante verticale de l'effet prismatique au point de ladite courbe méridienne principale ayant la même coordonée verticale que le point considéré de ladite ligne verticale, a représen-35 tant ladite addition de puissance, les deux courbes étant les courbes d'intersection de la première surface choisie et de la seconde surface choisie et étant distantes l'une de l'autre d'au moins 15 mm dans ladite zone intermédiaire et d'au moins 18 mm dans ladite zone inférieure.

40 On connaît déjà des lentilles ophtalmiques à puissance focale progressivement variable, dont l'une des deux surfaces de réfraction a une structure analogue à celle décrite ci-dessus.

Les zones supérieure et inférieure ont ime forme sphérique, et les courbes d'intersection de la zone intermédiaire de la sur-45 face de réfraction par des plans perpendiculaires à la courbe méridienne principale ont une forme circulaire. De telles surfaces sont par exemple décrites dans les brevets français no 1 095,375 et 1 544 799. Les surfaces de réfraction décrites dans ces deux brevets français ont l'avantage d'avoir une zone inter-50 médiaire dont la partie médiane, c'est-à-dire la partie située de part et d'autre de la courbe méridienne principale et au voisinage de celle-ci, ne présente pas ou pratiquement pas d'aberration d'astigmatisme. Toutefois, dans les parties latérales de la zone intermédiaire, les aberrations d'astigmatisme et la distor-55 sion oblique augmentent rapidement lorsque l'on s'écarte de la courbe méridienne principale. Ceci peut être mis en évidence en observant un objet en forme de grille à travers la lentille. On peut voir en effet que les lignes verticales et horizontales de l'objet qui sont vues à travers les parties latérales de la zone 60 intermédiaire de la surface de réfraction sont très fortement déformées.

Cet inconvénient est supprimé lorsqu'on utilise une lentille ophtalmique ayant une surface de réfraction telle que celle montrée sur les figures 7 et 8 du brevet français 1 095 375. Dans ce cas, la zone intermédiaire à puissance focale progressivement variable et la zone inférieure à puissance focale sensiblement constante pour la vision de près sont formées seulement dans la partie médiane de la surface de réfraction et la zone supérieure à

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puissance focale sensiblement constante pour la vision de loin se sance focale sensiblement constante pour la vision de près, qui prolonge vers le bas jusqu'au bord inférieur de la surface de est plus large que ladite partie médiane de façon à assurer un réfraction de chaque côté de ladite partie médiane. Comme la large champ en vision de près, et, de chaque côté de ladite partie zone supérieure et ses prolongements latéraux vers le bas ont médiane et de ladite partie inférieure, des parties latérales exté-

une puissance constante, c'est-à-dire ont une forme sphérique, 5 rieures qui ne présentent pas ou peu de distorsion oblique, et on obtient donc une lentille dont les parties latérales ne présen- avec laquelle les lignes horizontales de l'image d'une grille vue à

tent pas d'aberrations d'astigmatisme ni de distorsion oblique. travers une lentille comportant une telle surface de réfraction ne

C'est-à-dire que les lignes verticales et horizontales d'un objet présentent pas ou peu de décalage vertical à la limite entre en forme de grille vue à travers les parties latérales de la lentille chacune desdites parties latérales et desdites parties médiane et restent verticales et horizontales. Toutefois, comme cela est clai- io inférieure.

rement visible sur la figure 8 du brevet français 1 095 375, la A cet effet, la lentille ophtalmique selon la présente inven-

surface de réfraction d'une telle lentille présente inévitablement tion présente les caractéristiques mentionnées dans la revendi-

à la limite entre la partie médiane à puissance focale progressi- cation 1.

vement variable et chacun des deux prolongements latéraux vers La partie médiane et les deux parties latérales de la surface le bas de la zone supérieure une discontinuité en forme de gra- is de réfraction ainsi obtenue ne se raccordent pas de manière din parallèle au plan de la courbe méridienne principale, qui est continue le long des deux courbes d'intersection qui constituent inesthétique. En outre, les lignes horizontales de l'image de la inévitablement des lignes de discontinuité. Toutefois, sur le plan grille vue à travers la lentille présentent un décalage important de l'esthétique, ces lignes de discontinuité sont moins visibles dans le sens vertical à l'endroit des facettes, ce qui est extrême- que les facettes de la surface de réfraction représentée sur les ment gênant pour le porteur de lunettes lorsqu'il passe de la 20 figures 7 et 8 du brevet français 1 095 375 et, en outre, elles vision à travers ladite partie médiane à la vision à travers l'une peuvent être en partie effacées ou atténuées lors du polissage de desdites parties latérales ou vice-versa. la surface de réfraction.

Afin d'atténuer la distorsion oblique d'une lentille ophtalmi- On donnera maintenant une description détaillée de la pré-que à puissance focale progressivement variable, on a également sente invention en faisant référence aux dessins annexés sur proposé de réaliser la surface de réfraction de telle sorte que les 25 lesquels:

sections horizontales de cette surface de réfraction, c'est-à-dire La figure 1 est une vue de face montrant une surface d'une ses sections par des plans perpendiculaires à la courbe méridien- première famille de surfaces, utilisée pour l'élaboration de la ne principale comprennent une unique section de forme circu- surface de réfraction selon l'invention.

laire, les autres sections horizontales ayant la forme ou sensible- La figure 2 est un graphique montrant une loi possible de ment la forme de portions de sections coniques, c'est-à-dire la 30 variation de la puissance focale tangentielle le long de la courbe forme de portions d'ellipses, d'hyperboles ou de paraboles, dont méridienne principale de la surface représentée sur la figure 1.

le rayon de courbure augmente en s'éloignant de la courbe mèri- La figure 3 montre le système de coordonnées et la sphère dienne principale lorsque le rayon de courbure au point d'inter- de référence qui sont utilisés pour la détermination des surfaces,

section de la section conique considérée avec la courbe mèri- La figure 4 est une carte montrant la répartition des aberra-

dienne principale a une valeur plus petite que la valeur du rayon 35 tions d'astigmatisme de la surface représentée sur la figure 1.

de la section de forme circulaire, et dont le rayon de courbure La figure 5 est l'image d'une grille régulière vue à travers diminue en s'éloignant de la courbe méridienne principale lors- une lentille ayant la surface de réfraction représentée sur la que le rayon de courbure au point d'intersection de la section figure 1.

conique considérée avec la courbe méridienne principale a une La figure 6 est une vue de face montrant une surface d'une valeur plus grande que la valeur du rayon de la section de forme 40 deuxième famille de surfaces, utilisée pour l'élaboration de la circulaire. En outre, la surface de réfraction peut comporter surface de réfraction selon la présente invention.

dans sa partie supérieure et dans sa partie inférieure au moins La figure 7 est un graphique montrant les lois de variation une ligne horizontale qui est une courbe ombilique ou une cour- respectivement de la puissance tangentielle et de la puissance be le long de laquelle la composante verticale de l'effet prismati- sagittale le long de la courbe méridienne principale de la surface que a une valeur constante, c'est-à-dire une courbe en chaque 45 représentée sur la figure 6.

point de laquelle le plan tangent à la surface de réfraction fait un La figure 8 montre les profils et les positions relatives des angle constant avec le plan horizontal qui contient le centre courbes méridiennes principales des surfaces montrées sur les optique de la lentille et qui est perpendiculaire à la courbe mèri- figures 1 et 6.

dienne principale. La surface de réfraction peut en outre com- La figure 9 est une vue de face montrant la surface de réfrac-porter dans ses parties latérales au moins une ligne verticale le 50 tion selon l'invention, qui est obtenue à partir des surfaces relong de laquelle la composante horizontale de l'effet prismati- présentées sur les figures 1 et 6.

que est constante, c'est-à-dire en chaque point de laquelle le Les figures 10 à 12 montrent des sections de la surface replan tangent à la surface de réfraction fait un angle constant présentée sur la figure 9 par des plans perpendiculaires à la avec le plan de la courbe méridienne principale. Voir à cet égard courbe méridienne principale, les sections étant pratiquées re-le brevet français nr. 2 058 499 et son premier Certificat 55 spectivement suivant les lignes X-X, XI-XI et XII-XII. d'Addition nr. 2 079 663. Grâce à une telle structure de la sur- La figure 13 est une carte montrant la répartition des aber-face de réfraction, il est possible de réduire dans une grande rations d'astigmatisme de la surface représentée sur la figure 9. mesure la distorsion oblique, mais cette réduction de la distor- La figure 14 montre l'image d'une grille régulière vue à sion oblique s'obtient au prix d'une répartition différente des travers une lentille ayant la surface de réfraction représentée sur aberrations d'astigmatisme sur une plus grande étendue de la 60 la figure 9.

surface.

La présente invention a donc pour but de fournir une lentille La figure 15 est un graphique analogue à celui de la figure 2,

ophtalmique à puissance progressivement variable ayant une montrant une autre loi possible de variation de la puissance surface de réfraction dont la zone inférieure correspondant sen- focale tangentielle le long de la courbe méridienne principale de siblement à la moitié inférieure de la surface de réfraction 65 la surface représentée sur la figure 1.

comporte une partie médiane à puissance focale progressive- La figure 16 montre une image analogue à celle de la figure ment variable, qui est la plus large possible et qui présente de 5 dans le cas d'une surface correspondant au graphique de la faibles aberrations d'astigmatisme,une partie inférieure à puis- figure 15.

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La figure 17 est un graphique analogue à celui de la figure 7 dans le cas d'une autre surface de la seconde famille.

La figure 18 est une carte analogue à celle de la figure 13 dans le cas d'une surface de réfraction obtenue à partir des deux surfaces correspondant aux graphiques des figures 15 et 17. s

La figure 19 montre une image analogue à celle de la figure 14 dans le cas de la surface de réfraction correspondant à la figure 18.

Pour l'élaboration de la surface de réfraction selon la présente invention on commence par définir une première famille io de surfaces S! ayant une forme générale telle que celle montrée sur la figure 1. Pour cela, on commence par définir la forme de la courbe méridienne principale des surfaces Sx de cette première famille, toutes les surfaces Sx ayant la même courbe méridienne principale MxM' j. Dans l'exemple qui va suivre, on is supposera que les surfaces Si sont des surfaces convexes. Dans ce cas, si R désigne le rayon de courbure de la courbe méridienne principale MxM'x, la courbure 1/R de la courbe MxM'x peut varier selon une loi prédéterminée telle que celle représentée par la courbe Pj sur la figure 2. Par exemple, la courbure 1/R 20 peut rester constante ou sensiblement constante le long de la partie MXA de la courbe MxM'x, puis augmenter progressivement au point A au point B suivant la loi définie par la courbe Pj de façon à fournir une addition de puissance de 2.00 D, et enfin rester constante ou sensiblement constante dans la partie BM' 1 25 de la courbe M1M'1. Si les surfaces St avaient été des surfaces concaves, la courbure 1/R aurait diminué du point A au point B.

La forme de la courbe méridienne principale MxM'x ayant été ainsi déterminée, on définit ensuite la forme des surfaces Si de la première famille de telle façon que chaque surface Sj 30 comporte, comme montré sur la figure 1, une zone supérieure Zj pour la vision de loin, ayant une puissance focale constante ou sensiblement constante correspondant à la courbure constante ou sensiblement constante de la partie MXA de la courbe méridienne principale MjM'j, une zone inférieure Z3 pour la 35 vision de près, ayant une puissance focale constante ou sensiblement constante correspondant à la courbure constante ou sensiblement constante de la partie BM't de la courbe méridienne principale MjM'j, et une zone intermédiaire Z2 pour la vision à des distance comprises entre la distance de vision de loin et la 40 distance de vision près, ayant une puissance focale qui varie progressivement le long de la partie AB de la courbe méridienne principale MxM'x en correspondance avec la loi de variation de la courbure représentée par la courbe Pt sur la figure 2.

Par puissance focale sensiblement constante dans les zones 45 Zi et Z3, on entend une puissance focale dont la valeur ne s'écarte pas de plus de 0,12 D par rapport à la puissance focale sur les parties correspondantes MXA et BM'j de la courbe méridienne principale M1M'1. La zone intermédiaire Z2 se raccorde de manière continue aux zones Zl et Z3 respectivement suivant 50 les lignes H1! Hj et H'2 H2. Bien que, sur la figure 1, les lignes H'j Hj et H'2 H2 de la surface Sj aient été représentées sous la forme de lignes droites (courbes planes horizontales), ces lignes pourraient être des courbes gauches de la surface S1; comme montré en traits mixtes sur la figure 1. 55

Le plan de la courbe méridienne principale MxM'x est un plan de symétrie pour chaque surface St. En outre, la courbe méridienne principale MxM'x est une courbe ombilique de la surface S1; c'est-à-dire qu'en chaque point de la courbe méridienne principale M^M'! les deux rayons de courbure principaux60 de la surface Sj sont égaux. Enfin, bien que dans la figure 1 la courbe méridienne principale MxM'x ait été représentée en position verticale, cette courbe peut être légèrement inclinée par rapport à la verticale comme décrit dans le brevet français nr. 1 509 090.

Les surfaces Sx de la première famille peuvent être des surfaces du type montré sur les figures 1 et 2 du brevet français 1 095 375, ou du type montré sur les figures 1 et 2 du brevet

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français 1 544 799. Dans ce cas, les zones Z1 et Z3 des surfaces Sx de la première famille ont une forme sphérique et les sections H'jHj et H'2H2 par des plans perpendiculaires à la courbe méridienne principale Mx M'! ont une forme circulaire avec des rayons égaux aux rayons de courbure de la courbe MjM^ respectivement au point A et au point B. En outre, les sections de la zone intermédiaire Z2 par des plans perpendiculaires à la courbe méridienne principale MjM'j ont des formes circulaires avec des rayons qui varient de la valeur du rayon de la section circulaire H'x Hx à la limite supérieure de la zone Z2 jusqu'à la valeur du rayon de la section circulaire H'2H2 à la limite inférieure de la zone Z2. Les surfaces Sx peuvent être aussi des surfaces sphériques du type décrit dans le brevet français nr. 2 058 499 et dans son premier certificat d'addition nr. 2 079 663. Dans ce cas, les sections par des plans perpendiculaires à la courbe méridienne principale M1M'1 ont la forme de sections coniques, chaque section conique ayant à son point d'intersection avec la courbe méridienne principale MxM'x un rayon de courbure égal à celui de la courbe MjM'j au point d'intersection considéré.

Les surfaces Sx de la première famille ayant été ainsi définies, on dresse, pour chaque surface S1; un tableau d'écarts par rapport à une sphère de références. Comme montré sur la figure 3, dans l'exemple de réalisation décrit ici, la sphère de référence 2 a un rayon R0 égal à 82 mm et chaque point Mj de la surface St considérée est repéré d'une part par son écart s par rapport à la sphère de référence 2, c'est-à-dire par la distance M0 M; mesurée sur le rayon O0 M0 de la sphère de référence 2 passant par le point M;, et, d'autre part, par les longueurs des arcs OMx et OMy correspondant au point M0, ces arcs étant mesurés le long des courbes d'intersection horizontale et verticale de la sphère de référence 2 respectivement par les plans x00z et y00z. Pour dresser le tableau d'écarts de chaque surface Sx de la première famille, on calcule au moyen d'un ordinateur les écarts e pour un grand nombre de points M; régulièrement espacés horizontalement et verticalement sur las surface S^ L'ordinateur fournit également pour chaque point M; de la surface Sj la valeur des deux rayons de courbure principaux de la surface Sx au point considéré. A partir de ces valeurs, il est possible de calculer au moyen de l'ordinateur la valeur de l'astigmatisme en chaque point M; de la surface Sx considérée. On peut donc tracer pour chaque surface S t de la première famille une carte des aberrations d'astigmatisme, chaque carte montrant les lignes d'iso-astigmatisme de la surface Sx considérée. A partir des cartes ainsi tracées, on choisit parmi les surfaces Sx de la première famille celles dont les fortes aberrations d'astigmatisme sont concentrées dans les parties latérales extérieures de la zone intermédiaire Z^. La figure 4 montre à titre d'exemple la carte des aberrations d'astigmatisme d'une des surfaces choisies Sx de la première famille. Sur la figure 4, on a représenté seulement la moitié de la surface Sx étant donné que celle-ci est symétrique par rapport au plan de la courbe méridienne principale MxM'x.

La figure 5 montre l'image d'une grille régulière vue à travers une lentille, dont l'ime des deux surfaces de réfraction est constituée par la surface Sx dont la carte des aberrations d'astigmatisme est représentée sur la figure 4. Là encore, on a représenté seulement la moitié de l'image de la grille étant donné que celle-ci est symétrique par rapport à la ligne verticale de gauche de la grille déformée représentée sur la figure 5, cette ligne de gauche correspondant à la ligne de la grille située dans le plan de la courbe méridienne principale MxM'x. Comme on peut le constater, les lignes verticales et horizontales de la grille sont fortement déformées dans la zone inférieure droite de la grille. Autrement dit, la surface Sx présente une forte distorsion oblique dans les parties latérales extérieures de la zone intermédiaire Z2,

Dans le tableau 1 ci-dessus, on a indiqué la valeur des écarts

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e en mm de la surface Sj correspondant aux figures 4 et 5 par rapport à la sphère de référence 2 de la figure 3. Là encore, le tableau 1 donne seulement les écarts pour une moitié de la surface Sj étant donné que celle-ci est symétrique par rapport au plan de la courbe méridienne principale Dans le tableau

1, les écarts e de la surface St par rapport à la sphère de référence 2 sont donnés pour des points espacés horizontalement et verticalement de 4 mm en 4 mm, c'est-à-dire en faisant varier les arcs OMx et OMy (figure 3) de 4 mm en 4 mm, ce qui correspond à un pas angulaire de 2 °47'34" pour une sphère de référence ayant un rayon R0 de 82 mm. Dans le tableau 1, on a également indiqué dans des cases en trait gras, les écarts e correspondant à d'autres points de la surface S1; dont on verra 5 l'utilité plus loin. Bien que le tableau 1 donne la valeur des écarts e pour un nombre relativement petit de points de la surface S1; dans la pratique, on dresse pour chaque surface S! un tableau d'écarts pour un nombre beaucoup plus grand de points, par exemple 2000 à 3000 points.

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Pour l'élaboration de la surface de réfraction selon la présente invention,on définit ensuite une deuxième famille de surface S2 ayant une forme générale telle que celle montrée sur la figure 6. Pour cela, on commence par définir la forme de la courbe méridienne principale M2M'2, qui peut ou non être la même pour toutes les surfaces S2 de la deuxième famille. La courbe P2t de la figure 7 montre à titre d'exemple une loi de variation possible de la courbure 1/R de la courbe méridienne principale M2M'2, c'est-à-dire de la puissance tangentielle le long de cette courbe M2M'2. Dans la figure 8, on a montré les profils des courbes méridiennes principales Mj M'x et M2M'2 et leurs positions relatives par rapport à la sphère de référence 2. Etant donné que, comme on le verra plus loin, les surfaces Sx de la première famille et les surfaces S2 de la deuxième famille doivent pouvoir donner lieu à des courbes d'intersection, la courbure des sections des surfaces S2 par des plans perpendiculaires à la courbe méridienne principale M2M'2 doit être plus faible que la courbure des sections correspondantes des surfaces Sj. En général, la courbe méridienne principale M2 M'2 ne sera donc pas une courbe ombilique, c'est-à-dire qu'en chaque point de la courbe M2M'2 les rayons de courbure horizontale et verticale ne seront pas égaux. La courbe P2s de la figure 7 montre à titre d'exemple une loi de variation possible de la courbure horizontale, c'est-à-dire de la puissance sagittale, le long de la courbe méridienne principale M2M'2.

La forme de la ou des courbes méridiennes principales M2M'2 des surfaces S2 de la seconde famille ayant été ainsi déterminées, on définit ensuite les surfaces S2 de la seconde famille, de telle façon que chaque surface S2 comporte une zone supérieure Z4, et une zone inférieure Z5 qui a une superficie au moins égale à celle de l'ensemble des zones Z2 et Z3 des surfaces Si de la première famille. La zone supérieure Z4 qui est située au-dessus de la ligne plane ou gauche H3 H'3 peut être quelconque, sphérique ou asphérique. La zone inférieure Z5 de chaque surface S2 est définie de telle façon qu'elle présente, dans ses parties latérales, des lignes horizontales Lls L'l5 L2 L'2 .. .,L7 L'7 le long de chacune desquelles la composante verticale de l'effet prismatique a une valeur sensiblement constante. Autrement dit, le long de chaque ligne Lx L'x.. .,Lq L'7 le plan tangent à la surface S2 fait un angle sensiblement constant avec le plan horizontal passant par le centre optique.O. Il en résultera que les images des lignes horizontales d'une grille régulière vue à travers la surface S2 ne seront pratiquement pas déformées ou peu déformées. En outre, la zone inférieure Z5 de chaque surface est définie de telle façon qu'elle présente, dans chacune de ses deux parties latérales, une ligne verticale Vx V'j ou V2 V'2, respectivement, le long de laquelle la composante horizontale de l'effet prismatique a une valeur constante et en chaque point de laquelle la valeur de la composante verticale de l'effet prismatique ne diffère pas de plus de 0,7a par rapport à la valeur de la composante verticale de l'effet prismatique au point de la courbe méridienne principale M't des surfaces Si ayant la même coordonnée verticale que le point considéré de la ligne verticale V: V' 1 ou V2 V'2, a représentant l'addition de puissance entre les points A et B de la courbe méridienne principale M'i. Autrement dit, le long des lignes verticales V! V'j et V2V'2 le plan tangent à la surface S2 fait un angle constant avec le plan de la courbe méridienne principale M2M'2. Il en résultera que l'image d'une ligne verticale vue à travers la surface S2 et correspondant à la ligne verticale V1V'1 ou V2V'2 restera une ligne verticale. Par exemple, les lignes verticales VjV'j et V2V'2 peuvent être distantes de 20 mm de la courbe méridienne principale M2M'2. La condition selon laquelle la valeur de la composante verticale de l'effet prismatique en chaque point des lignes verticales V{V' i et V2V'2 ne doit pas s'écarter de plus de 0,7 a par rapport à la valeur de la composante verticale de l'effet prismatique au point correspondant de la courbe méridienne principale MìM'ì a pour but d'obtenir que les images des lignes horizontales d'une grille régulière vue à travers les parties latérales de la surface S2 ne présentent pas ou peu de décalage dans le sens vertical par rapport aux images des lignes horizontales de la même grille vue à travers la partie centrale de la zone intermédiaire Z2 de la surface Sj.

Les surfaces S2 de la seconde famille ayant été ainsi définies, on dresse, pour chaque surface S2, un tableau d'écarts par rapport à la sphère de référence 2 (figure 3) de la même manière que pour chacune des surfaces Sj. Le tableau 2 ci-dessous donne à titre d'exemple la valeur des écarts s d'une surface S2 de la seconde famille dans le système de référence de la figure 3, cette surface S2 ayant une courbe méridienne principale M2M'2 dont la courbure varie comme montré sur la figure 7.

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633113

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Le tableau 3 ci-dessous indique la valeur de la composante verticale de l'effet prismatique pour différents points de la courbe méridienne principale MjM'j de la surface Sj correspondant au tableau 1,1a valeur de la composante verticale de l'effet 5 prismatique aux points correspondants de la ligne verticale VjV'j, située à 20 mm de M2M'2, de la surface S2 correspondant au tableau 2, et la différence entre ces valeurs aux points correspondants. Les valeurs des composantes verticales de l'effet prismatique sont exprimées en dioptries prismatiques. On rappelle-io ra que 1 dioptrie prismatique correspond à une déviation d'un rayon de lumière de 1 cm pour un trajet de 1 m.

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Tableau III

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50

60

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0 •2 -4 -6 ■8 -10 -12 -14 -16 -18 -20 -22 -24 -26 -28 -30

Composante verticale de l'effet prismatique sur MiMj' de Si

0

0,14 0,33 0,57 0,87 1,23 1,63 2,03 2,43 2,83 3,23 3,63 4,03 4,43 4,83 5,23

Composante verticale de l'effet prismatique sur V1V1'deS2

0,60 0,87 1,18 1,51 1,83 2,15 2,47 2,79 3,12 3,44 3,76 4,08 4,40 4,72 5,04 5,35

Différence

0,60 0,73 0,85 0,94 0,96 0,92 0,84 0,76 0,69 0,61 0,53 0,45 0,37 0,29 0,21 0,12

On remarquera que les valeurs indiquées dans la quatrième colonne du tableau 3 sont toutes inférieures à 1 dioptrie prismatique, c'est-à-dire inférieures à 0,5a, a étant l'addition de puissance de la surface soit 2 dioptries dans l'exemple considéré.

Ayant ainsi déterminé une pluralité de surfaces Sx de la première famille et leurs tableaux d'écarts respectifs et ayant choisi parmi les surfaces Sx celles dont les fortes aberrations d'astigmatisme sont concentrées dans les parties latérales extérieures de leur zone intermédiaire Z2, et ayant en outre déterminé une pluralité de surfaces S2 de la seconde famille et leurs tableaux d'écarts respectifs, on associe chaque surface choisie Sx de la première famille à chaque surface S2 de la seconde famille comme montré sur la figure 8, en plaçant Sj et S2 à une distance mutuelle d0, mesurée sur l'axe optique, cette distance d0 pouvant être nulle. On détermine ensuite, pour chaque paire de surfaces Si et S2, les points d'intersection des surfaces de la paire considérée en comparant les tableaux d'écarts respectifs de ces 55 deux surfaces. Par exemple, en comparant les lignes horizontales 0 des deux tableaux 1 et 2 ci-dessus, on voit que les deux surfaces Sj et S2 correspondant à ces deux tableaux se coupent en un point situé entre les colonnes verticales 12 et 16. En fait, pour chaque ligne horizontale des tableaux 1 et 2, c'est-à-dire pour chaque section horizontale des lentilles Sj et S2 de la paire considérée, l'ordinateur fournit la coordonnée OMx du point d'intersection des deux surfaces Sx et S2 le long de la section horizontale considérée, ainsi que la valeur de l'écart e du point d'intersection par rapport à la sphère de référence 2. Par exemple, pour la section horizontale correspondant à la ligne horizontale O des tableaux 1 et 2, la longueur de l'arc OMx correspondant au point d'intersection des deux surfaces Sj et S2 est égale à 15,64 mm et l'écart e par rapport à la sphère de réfé-

633 113

8

rence 2 est égal à 0,0534 mm. De même, pour les autres sec- peut le constater sur la figure 14, dans la partie inférieure de la tions horizontales correspondant aux lignes horizontales — 4, grille, les images des lignes horizontales restent sensiblement

-8, -12, -16, -20, -24, -28 et -32 des tableaux 1 et 2, les horizontales, sont peu déformées et ne présentent pratiquement longueurs des arcs OMx correspondant aux points d'intersection pas de décalage dans le sens vertical au niveau de la courbe des surfaces Sf et S2 sont égales respectivement à 11,71 mm, s d'intersection D. En outre, l'image de la ligne verticale 20, qui

10,45 mm, 10,29 mm, 11,42 mm, 12,25 mm, 12,71 mm, 12,87 correspond à la ligne verticale VjV'j de la surface S2, reste mm et 12,53 mm. Les valeurs des écarts e aux points d'inter- parfaitement verticale.

section des surfaces Sj et S2 sont indiquées dans les cases en En supposant que la paire de surfaces St et S2 qui a été

traits gras des tableaux 1 et 2. retenue pour former la surface S est constituée par les surfaces

Ayant ainsi déterminé les points d'intersection de chaque io St et S2 dont les tableaux d'écarts 1 et 2 ont été donnés ci-paire de surfaces associées Sj et S2, on trace, pour chaque paire dessus, le tableau d'écarts de la surface S est obtenu de la ma-de surfaces, les courbes d'intersection des deux surfaces de la nière suivante. Les lignes horizontales 32,28,24,20,16,12,8 paire considérée. On obtient en général deux courbes d'inter- et 4 du tableau d'écarts de la surface S comporteront les mêmes section disposées symétriquement par rapport au plan de la valeurs que les lignes correspondantes du tableau 1, tandis que courbe méridienne principale des deux surfaces. La figure 9 15 chaque ligne horizontale 0, -4, -8, -12, -16, -20, -24, -28, et montre les deux courbes d'intersection C et D des deux surfaces —32 du tableau d'écarts de la surface S comportera les valeurs Sj et S2 correspondant aux tableaux 1 et 2. Ayant ainsi tracé les d'écarts qui se trouvent à gauche de la case en trait gras de la deux courbes d'intersection pour chaque paire de surfaces asso- ligne correspondante du tableau 1 et les valeurs d'écarts qui se ciées S! et S2, on choisit parmi les paires de surfaces associées la trouvent à droite de la case en trait gras de la ligne correspon-paire de surfaces donnant deux courbes d'intersection qui sont 20 dante du tableau 2. Par exemple, la ligne horizontale 0 du taies plus éloignées par rapport à la courbe méridienne principale bleau d'écarts de la surface S comportera de gauche à droite les M1M'1. Par exemple, on choisira parmi les paires de surfaces valeurs suivantes:

associées la paire dont les courbes d'intersection C et D forment 0,0000; 0,0072; 0,0200; 0,0376; 0,0534; 0,0542;

entre elles un couloir qui a une largeur au moins égale à 15 mm 0,0654; 0,0805; 0,1000; 0,1219.

dans la zone de vision intermédiaire Z2 et au moins égale à 18 25 A partir du tableau d'écart de la surface S, on peut réaliser la mm, de préférence 20 mm, dans la zone inférieure Z3 afin de surface désirée de la façon suivante. Si la surface désirée S est fournir un large champ latéral de vision dans la zone inférieure convexe, on réalise tout d'abord un modèle concave de la sur-

de la surface réservée à la vision de près. On notera que pour un face S que l'on taille, par exemple dans un bloc de matière même couple de surfaces Sx et S2, on peut obtenir un couloir destiné à l'obtention d'un moule, à l'aide d'une machine connue plus ou moins large en faisant varier la distance d0. 30 à meule diamantée qui possède un système de référence identi-

Ayant ainsi choisi la paire de surfaces Sj et S2 qui donnent que à celui de la figure 3. A partir du modèle concave ainsi deux courbes d'intersection C et D satisfaisant aux conditions obtenu, on reproduit ensuite la surface convexe désirée S autant indiquées ci-dessus, on retient comme surface de réfraction pour de fois qu'on le désire par coulée d'une matière polymérisable la lentille ophtalmique une surface S ayant la structure montrée dans le moule que constitue le modèle concave. On peut aussi sur la figure 9. Plus précisément, la surface S comporte une zone 35 obtenir la surface convexe désirée S par affaissement thermique supérieure Z, identique à celle de la surface Sj de la paire choi- d'un bloc de matière réfringente sur le modèle concave. Si la sie, et une zone inférieure comportant une partie médiane Z'2 surface désirée S est concave, on peut la tailler directement dans

+ Z'3 et deux parties latérales Z'5 séparées de la partie médiane un bloc de matière réfringente au moyen de ladite machine à

par les courbes d'intersection C et D. Les parties Z'2 et Z'3 de la meule diamantée. Toutefois, on préfère en général tailler dans partie médiane sont identiques aux parties correspondantes, si- 40 un bloc d'acier spécial un modèle concave de la surface désirée tuées entre les deux courbes d'intersection, de la zone intermé- au moyen de ladite machine à meule diamantée. A partir du diaire Z2 et de la zone inférieure Z3 de la surface St de la paire modèle concave ainsi obtenu, on peut reproduire la surface con-

choisie, et les deux parties latérales Z'5 sont identiques aux cave désirée S autant de fois qu'on le désire sur des blocs de parties correspondantes, situées à l'extérieur des deux courbes matière réfringente à l'aide d'une machine à copier connue. A

d'intersection C et D, de la surface S2 de la paire choisie. Les 45 partir du modèle concave, on peut aussi réaliser par moulage un figures 10 à 12 montrent diverses sections horizontales de la modèle convexe de la surface désirée, qui servirà son tour de surface S par des plans perpendiculaires à la courbe méridienne moule pour l'obtention d'une surface concave par coulée d'une principale MXM' 1. Les sections horizontales de la zone infé- ' matière polymérisable ou par affaissement thermique d'un bloc rieure de la surface S ont une partie médiane qui correspond à la de matière réfringente.

partie médiane Z'2 ou Z'3 de la figure 9 et qui est plus bombée 50 La surface désirée S ainsi obtenue est ensuite doucie, puis que les parties latérales de ces sections horizontales qui corres- polie de façon connue au moyen d'un ou plusieurs polissoirs pondent aux parties latérales Z'5 de la figure 9. Ceci tient au fait souples. C'est à ce stade de fabrication de la surface de réfrac-

que les sections horizontales de la zone inférieure Z5 de la sur- tion que les lignes de discontinuité C et D peuvent être en partie face S2 ont une courbure plus faible que les sections horizontales effacées ou atténuées.

de la zone intermédiaire Z2 et de la zone inférieure Z3 de la 55 On décrira maintenant un deuxième exemple de réalisation surface S!. En outre, les courbes d'intersection C et D consti- d'une surface de réfraction selon la présente invention. Dans ce tuent des lignes de discontinuité de la surface S comme cela est deuxième exemple, les surfaces Sj de la première famille et les clairement visible aux points E, F, G, H, K et L sur les figures 10 surfaces S2 de la deuxième famille ont encore les mêmes struc-

à 12. Comme on peut le voir, ces discontinuités sont beaucoup tures générales que celles montrées respectivement sur les fi-

moins prononcées que les deux discontinuités en gradin existant 60 gures 1 et 6, et elles sont définies d'une manière analogue.

sur la surface de réfraction de la lentille représentée sur les Pour définir la première famille de la surface S1; on com-

figures 7 et 8 du brevet français 1 095 375. mence, comme dans l'exemple précédent, par définir la forme

La figure 13 illustre la distribution des aberrations d'astig- de la courbe méridienne principale ombilique MjM' j Par exem-

matisme dans la moitié droite de la surface S, celle-ci étant pie, la courbure 1/R de la courbe MjM'i peut varier selon une supposée avoir été obtenue à partir des surfaces Sx et S2 dont les 65 loi prédéterminée telle que celle représentée par la courbe P'i tableaux d'écarts 1 et 2 ont été donnés plus haut. La figure 14 sur la figure 15. Toutefois, dans ce cas, on impose aux surfaces montre l'image de la moitié d'une grille régulière vue à travers la Sx de la première famille d'avoir une puissance focale rigoureu-

moitié de la surface S représentée sur la figure 13. Comme on sement constante dans leur zone supérieure Zx (figure 1), c'est-

9

633113

à-dire que leur zone supérieure Zi a la forme d'une portion de sphère. De préférence, on choisit le rayon de courbure de la zone supérieure Z1 égal au rayon R0 de la sphère de référence 2, par exemple 82 mm.

Comme dans l'exemple précédent, on dresse, pour chaque surface Sj répondant aux conditions indiquées ci-dessus et ayant la structure générale représentée sur la figure 1, un tableau d'écarts par rapport à la sphère de référence 2 de rayon R„.

Pour chaque surface St on trace la carte des aberrations d'astigmatisme et, à partir des cartes ainsi tracées, on choisit parmi les surfaces Sx de la première famille celles dont les fortes aberrations d'astigmatisme sont concentrées dans les parties latérales extérieures de la zone intermédiaire Z2.

5 Le tableau 4 ci-dessous donne à titre d'exemple, la valeur des écarts b en mm d'une surface Sx choisie de la première famille par rapport à la sphère de référence 2 de rayon R0 = 82 mm.

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La figure 16 montre l'image d'une grille régulière vue à travers une lentille dont l'une des deux surfaces de réfraction est constituée par la surface choisie Si correspondant au tableau 4 donné ci-dessus.

Pour définir les surfaces S2 (figure 6) de la deuxième famille, on procède comme dans l'exemple précédent, les courbures verticale et horizontale le long de la courbe méridienne principale M2M'2 variant respectivement suivant des lois prédéterminées telles que celles représentées respectivement par les courbes P'2t et P'2s sur la figure 17. Toutefois, dans ce cas, on impose aux surfaces S2 de la deuxième famille d'avoir une zone supérieure Z4 qui est de forme sphérique et de même rayon de courbure R0 que la zone supérieure Zi des surfaces Sj de la première famille.

Comme dans l'exemple précédent, on dresse, pour chaque s surface S2 répondant aux conditions indiquées ci-dessus et ayant la structure générale de la figure 6, un tableau d'écarts par rapport à la sphère de référence 2 de rayon R0. Le tableau 5 ci- . dessous donne à titre d'exemple la valeur des écarts e en mm d'une surface S2 de la deuxième famille.

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11

633 113

Le tableau 6 ci-dessous est un tableau analogue au tableau 3, mais il correspond aux surfaces Si et S2 définies respectivement par les tableaux 4 et 5.

Tableau VI

ARCMy

Composante

-Diffi

(mm)

verticale de verticale de

l'effet pris l'effet pris

matique matique

sur MiM'! deSx sur ViV1! deS2

0

0,22

-2

0,04

0,65

0,61

-4

0,16

1,09

0,93

-6

0,36

1,51

1,15

-8

0,64

1,91

1,27

-10

1,00

2,31

1,31

-12

1,40

2,68

1,28

-14

1,80

3,02

1,22

-16

2,20

3,32

1,12

-18

2,60

3,58

0,98

-20

3,00

3,80

0,80

-22

3,40

3,98

0,58

-24

3,80

4,12

0,32

-26

4,20

4,22

0,02

-28

4,60

4,28

-0,32

-30

5,00

4,30

-0,70

On remarquera que les valeurs indiquées dans la quatrième colonne du tableau 6 sont toutes inférieures à 1,4 dioptrie prismatique, c'est-à-dire inférieures à 0,7a, a étant l'addition de puissance de la surface Sx, soit 2 dioptries dans l'exemple considéré.

Ensuite, pour obtenir la surface S (figure 9) selon la présente invention, on procède exactement de la même manière que s dans l'exemple précédent. On supposera que la paire de surfaces Sj et S2 qui est retenue pour former la surface S est constituée par les surfaces Sj et S2 dont les tableaux d'écarts 4 et 5 ont été donnés ci-dessus. Dans ces deux tableaux, les cases en trait gras correspondent aux points d'intersection des deux surfaces St et io S2. La figure 18 montre la forme de l'une des deux courbes d'intersection D des surfaces S! et S2 correspondant aux tableaux 4 et 5, et elle montre également les courbes d'iso-astigmatis-me d'une moitié de la surface S obtenue à partir de ces deux surfaces Si et S2. La figure 19 montre l'image de la moitié d'une i5 grille régulière vue à travers la moitié de la surface S représentée sur la figure 18.

Bien entendu, les formes d'exécution qui ont été décrites ci-dessus ont été données à titre d'exemple purement indicatif et nullement limitatif, c'est ainsi notamment que l'on peut imposer 20 aux surfaces S2 de la figure 6 d'avoir une ligne H3H'3 identique en forme et en position à la ligne HjH'j des surfaces Sj de la figure 1, et d'avoir en chaque point de cette ligne H3H'3 une ô z dérivée —— identique à celle du point correspondant de la ôy

25 ligne HjH'j de telle façon que les surfaces Si et S2 se raccordent de manière continue le long d'une ligne commune (HxH'j = H3H'3). Par ailleurs, on a supposé, dans le premier exemple de réalisation, que les zones supérieures Zx et Z4 n'étaient pas identiques et, dans le deuxième exemple de réalisation, que ces 30 deux zones Zl et Z4 étaient identiques et rigoureusement sphéri-ques, mais elles peuvent aussi être identiques sans être rigoureusement sphériques.

C

5 feuilles dessins

Claims

633 113

1. Lentille ayant une surface comportant une courbe méridienne principale sensiblement verticale dont la courbure varie progressivement selon une loi prédéterminée le long d'au moins une partie de ladite courbe méridienne principale, une zone supérieure ayant une première puissance focale sensiblement constante pour la vision de loin, une zone inférieure ayant une seconde puissance focale sensiblement constante pour la vision de près et une zone intermédiaire située entre les zones supérieure et inférieure et se raccordant de manière continue à celles-ci, ladite zone intermédiaire ayant une puissance focale qui varie progressivement de la première puissance focale à sa limite supérieure à la seconde puissance focale à la limite inférieure suivant ladite loi prédéterminée le long de ladite partie de la courbe méridienne principale, laquelle traverse sensiblement verticalement les trois zones en leur milieu et est une courbe ombilique au moins dans la zone intermédiaire, la différence entre ladite seconde puissance et ladite première puissance étant appelée l'addition de puissance, l'ensemble des zones intermédiaire et inférieure étant divisé en trois parties espacées horizontalement, à savoir une partie médiane et deux parties latérales extérieure séparées de la partie médiane par deux courbes qui sont symétriques par rapport à la courbe méridienne principale, caractérisée en ce que les deux courbes sont des lignes de discontinuité de la surface de réfraction qui est formée de deux surfaces géométriques différentes, ladite zone supérieure et ladite partie médiane de l'ensemble des zones intermédiaires et inférieure étant formée par une première surface géométrique choisie parmie une première famille de surfaces dans lesquelles les aberrations d'astigmatisme sont concentrées en dehors desdites courbes, lesdites parties latérales extérieures étant formées par une deuxième surface géométrique choisie parmi une deuxième famille de surface ayant, dans leurs parties latérales, des lignes horizontales le long desquelles la composante verticale de l'effet prismatique est sensiblement constante, et une ligne verticale le long de laquelle la composante horizontale de l'effet prismatique a une valeur constante et en chaque point de laquelle la valeur de la composante verticale de l'effet prismatique diffère au plus de 0,7a par rapport à la valeur de la composante verticale de l'effet prismatique au point de ladite courbe méridienne principale ayant la même coordonnée verticale que le point considéré de ladite ligne verticale, a représentant ladite addition de puissance, les deux courbes étant les courbes d'intersection de la première surface choisie et de la seconde surface choisie et étant distantes l'une de l'autre d'au moins 15 mm dans ladite zone intermédiaire et d'au moins 18 mm dans ladite zone inférieure.

2. Lentille selon la revendication 1, caractérisée en ce que les surfaces de la première famille ont des zones supérieures asphériques dont la puissance focale ne s'écarte pas de ladite première puissance focale de plus de 0,12 D.

2

REVENDICATIONS

3. Lentille selon la revendication 1, caractérisée en ce que les surfaces de la première famille ont des zones supérieures identiques et sphériques.

4. Lentille selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les surfaces de la seconde famille ont une zone supérieure identique à celles des surfaces de la première famille.