WO2010119435A1 - Procede de determination d'une lentille ophtalmique - Google Patents

Procede de determination d'une lentille ophtalmique Download PDF

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WO2010119435A1
WO2010119435A1 PCT/IB2010/051705 IB2010051705W WO2010119435A1 WO 2010119435 A1 WO2010119435 A1 WO 2010119435A1 IB 2010051705 W IB2010051705 W IB 2010051705W WO 2010119435 A1 WO2010119435 A1 WO 2010119435A1
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lens
eye
wearer
rotation
center
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Jean-Pierre Chauveau
Frédéric Dubois
Cyril Guilloux
Christian Joncour
Mélanie TESSIERES
Hélène De Rossi
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Essilor International (Compagnie Generale D' Optique)
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Definitions

  • the present invention relates to a method for determining an ophthalmic lens for a wearer.
  • the method can be applied indifferently for a single or multifocal prescription. It also applies to microstructured glasses (pixelized glasses, diffractive glasses, Fresnel %), adaptive lenses, index gradient lenses and more generally any other type of ophthalmic lens.
  • the invention also extends to the method for calculating the parameters for trimming and manufacturing an ophthalmic lens obtained according to the determination method. It may be prescribed to a wearer a power correction, positive or negative
  • the lens used for this type of prescription is a spherical or aspherical lens.
  • An astigmatic carrier has, in a plane perpendicular to the direction of gaze, a prescription of different power along different axes; the prescription is usually expressed as a prescription of a first power value, corresponding to the power along a main axis and a second power value along an axis perpendicular to the main axis.
  • the lens used for this type of prescription is a toric or atoric lens.
  • the term "unifocal prescription" is used to describe the correction proposed for such carriers.
  • the value of the power correction is different in far vision and in near vision, because of the difficulties of accommodation in near vision.
  • the prescription is then composed of a power value in far vision and a representative addition of the power increment between the far vision and the near vision.
  • Ophthalmic lenses that compensate for presbyopia are multifocal lenses; the most suitable being the progressive multifocal lenses, on which the power varies continuously. Bifocal or trifocal lenses are also known, with breaks in continuity on the surface of the lens.
  • the multifocal prescription is then referred to as the correction proposed for such carriers.
  • WO-A-98/12590 discloses a method for optimally determining a set of multifocal ophthalmic lenses. This document proposes to define the set of lenses by considering the optical characteristics of the lenses and in particular the power and the oblique astigmatism, under the conditions of the wearing. The lens is optimized by ray tracing, from an ergorama associating with each direction of view in the conditions of the carried a target object point. It is also known from EP-A-0 990 939 a method for optimally determining an ophthalmic lens for a wearer having an astigmatism prescription.
  • This document proposes to choose a reference lens and to use a method of rays and minimize the difference between residual astigmatism and astigmatism of the reference lens.
  • Residual astigmatism is defined in this document as the difference in amplitude and in axis between the prescribed astigmatism and the astigmatism generated by the lens.
  • This method allows a better adaptation of the lenses to the astigmatic carriers, avoiding the optical aberrations induced by the addition of a toric surface.
  • the calculation is made in a reference linked to the eye, which allows to take into account the torsional effect of the eye when the wearer looks in an eccentric direction.
  • the method also comprises a step of determining an ergorama associating, on each lens, a point aimed at each direction of view in the conditions of the wear and a step of determining a target of power failure and a target of resulting astigmatism for each direction of gaze under the wearing conditions, the target power defect and the resulting target astigmatism being determined from the measured physiological parameters of the wearer.
  • the method further comprises calculating the power required on each lens for said ergorama by successive iterations to achieve the target power failure and target astigmatism defect for each direction of gaze.
  • US-B-6,637,880 discloses a method of ray tracing and lens optimization, taking into account the distance between a reference point of the rear surface of the lens and the center of rotation of the lens. eye of a wearer. This distance is obtained by adding the distance between the reference point of the rear surface and the vertex of the cornea on the one hand, and the distance between the vertex of the cornea and the center of rotation of the eye, on the other hand go.
  • the distance between the reference point of the rear surface and the vertex of the cornea is calculated from data relating to the chosen frame; the document only proposes to take into account the shape of the wearer's head, data on the lens, the characteristics of the frame and the conditions of the wear, without providing details on the calculation.
  • the distance between the vertex of the cornea and the center of rotation of the eye is obtained by measuring the depth of the eye and by applying a statistical law, connecting the depth of the eye and the distance between the top of the cornea and the center of rotation of the eye.
  • the position of the center of rotation of the eye taken into account is not the actual position.
  • the lens obtained by optimization does not perfectly satisfy the wearer. There is therefore a need for a method of determining an ophthalmic lens that satisfies the carriers better.
  • the invention proposes a method for determining an ophthalmic lens for an eye of a wearer, the method comprising the steps of: measuring, on the carrier in binocular vision, the three-dimensional coordinates of the center of rotation of the eye of the wearer; measuring at least one direction of gaze in natural posture; determining the desired position of the ophthalmic lens; calculating the characteristics of the ophthalmic lens using the measured coordinates of the center of rotation of the eye, the determined position of the lens and the at least one viewing direction measured in natural posture.
  • the calculation step comprises a step of positioning a starting ophthalmic lens in the determined position and a step of modifying the starting ophthalmic lens by analyzing wave fronts.
  • the calculation step comprises a step of positioning a starting ophthalmic lens in the determined position and an optimization step, starting from the starting lens, by ray tracing depending on the measured coordinates and the determined position.
  • the method comprises a step of measuring on the wearer in binocular vision the position of the pupil of the eye relative to the center of rotation of the eye and in which the calculation step uses the position of the measured pupil.
  • the calculation step is carried out in a reference frame linked to the wearer's head, and / or in a frame linked to a frame, and / or in a frame linked to the wearer's eye.
  • the method further comprises a measurement step on the carrier in binocular vision, three-dimensional coordinates of the center of rotation of each eye of the wearer and wherein the calculation step is carried out in a reference frame which is function of the three-dimensional coordinates of the center of rotation of each eye of the wearer.
  • the step of measuring the three-dimensional coordinates of the center of rotation of the eye is carried out under conditions of natural posture of the wearer.
  • the center of rotation of the eye is the center of optical rotation.
  • the at least one viewing direction measured in natural posture is the primary direction of gaze and / or the gaze direction when the wearer look in near vision.
  • Several directions of gaze can be measured in natural posture.
  • a distance from the lens to the center of rotation of the eye is measured corresponding to the distance between the intersection of the primary direction of view with the rear face of the lens and the center of rotation of the eye, and in the calculation step, the calculation uses said measured distance.
  • an orientation of the lens and a position of the lens are measured, and at the calculation step, the calculation uses said orientation of the lens. lens and said lens position measured.
  • the invention also relates to a method for calculating the mounting and / or shaping parameters of an ophthalmic lens for a wearer and a frame chosen by the wearer, comprising the steps of:
  • the invention also relates to a method for simulating an image viewed by a wearer through an ophthalmic lens, comprising the steps of: measuring, on the carrier in binocular vision, the three-dimensional coordinates of the center of rotation of an eye of the eye; carrier;
  • the simulation method comprises a measurement step in the reference of the position of the pupil of the eye and in which the calculation step uses the position of the measured pupil.
  • the manufacturing method further comprises a measurement step at the first point of angles representative of the natural posture of the wearer in the reference frame, in which
  • the transmission step includes transmitting the measured posture angles and
  • the manufacturing method further comprises a step of:
  • the invention also relates to a data set comprising:
  • angles representative of the natural posture of the wearer in the same reference frame - the position of a mount in the same frame.
  • the invention also relates to a simulator of an image viewed by a wearer through an ophthalmic lens, the simulator comprising calculation means adapted to implement the simulation method according to the invention and image display means. calculated by the calculation means.
  • the invention also relates to a computer program, comprising program means for performing the steps of the method for determining an ophthalmic lens according to the invention, when said program operates on a computer; as well as a computer program product comprising program code means stored on a computer readable medium, for carrying out the steps of the method of determining an ophthalmic lens according to the invention, when said product of program runs on a computer.
  • the invention also relates to a computer program, comprising program means for performing the steps of the simulation method according to the invention, when said program runs on a computer; as well as a computer program product comprising program code means stored on a computer readable medium, for implementing the steps of the simulation method according to the invention, when said program product is operating on a computer .
  • the method for determining an ophthalmic lens as described above is characterized in that during the calculation step, the characteristics of the ophthalmic lens are calculated by locally modifying the ophthalmic lens at the point of impact with the average radius passing through the center of rotation of the measured eye for a given gaze direction.
  • FIG. 1 a flowchart an example of implementation of a method for determining an ophthalmic lens by wavefront propagation analysis
  • FIG. 2 a flowchart of another example of implementation of a method for determining an ophthalmic lens by optimization by ray tracing
  • FIG. 3 is a flow diagram of an exemplary implementation of a method for calculating the clipping parameters of an ophthalmic lens
  • FIGS. 8 to 10 graphical representations of the optical characteristics of a lens of the prior art for a real carrier
  • FIGS. 11 to 13 graphical representations of the optical characteristics of a lens determined by the determination method for a real carrier
  • FIGS. 14 to 16 schematic representations illustrating the effect of a non-zero head posture
  • FIGS. 17 to 21 graphical representations of the astigmatism defects for several lenses according to whether the posture parameters are taken into account or not
  • Figures 22 to 24 schematic representations of an optical system eye and lens.
  • Figures 22 to 24 show schematics of optical eye and lens systems, to illustrate the definitions used in the description. More precisely, the figure
  • Fig. 22 represents a diagram of a perspective view of such a system illustrating the parameters ⁇ and ⁇ used to define a gaze direction.
  • Fig. 23 is a view in a plane vertical parallel to an anteroposterior axis of the wearer's head and passing through the center of rotation of the eye in a case where the parameter ⁇ is 0.
  • the axis QT ' is the horizontal axis passing through the center of rotation of the eye and extending in front of the wearer - in other words, the axis QT' corresponds to the primary direction the look.
  • This axis intersects the complex surface of the lens at a point called a mounting cross, which is materialized on the lenses to allow positioning of the lenses by an optician.
  • a given direction of gaze - shown in solid lines in Figure 23 - corresponds to a position of the eye in rotation around Q 'and at a point J of the sphere of the vertices; the angle ⁇ is the angle formed between the axis QT 'and the projection of the line Q'J on the horizontal plane containing the axis QT'; this angle appears in the diagram of FIG. 22.
  • the angle ⁇ is the angle formed between the axis Q'J and the projection of the line Q'J on the horizontal plane containing the axis QT '; this angle appears in the diagrams of FIGS. 22 and 23.
  • a given direction of gaze therefore corresponds to a point J of the sphere of vertices or to a pair ( ⁇ , ⁇ ).
  • the image of a point of the object space, in a direction of gaze, and at a given object distance, is formed between two points S and T corresponding to minimum and maximum focal distances, which would be sagittal focal distances and tangential in the case of surfaces of revolution.
  • the image of a point of the object space at infinity is formed at the point F '.
  • the distance D is the focal length of the eye-lens system.
  • An ergorama is called a function associating with each direction of the gaze the usual distance from the object point. Typically, in far vision in the primary direction of gaze, the object point is infinite.
  • the object distance is of the order of 30 to 50 cm.
  • FR-A-2 753 805 (US-A-6 318 859).
  • This document describes an ergorama, its definition and its modeling process.
  • a particular ergorama is to take only points to infinity.
  • the ergorama can also be a function of the wearer's ametropia. Using these elements, we can define a power and an astigmatism, in each direction of the gaze.
  • an optical power Pui as the sum of the nearness image and the proximity object.
  • This definition corresponds to the astigmatism of the ray beam created by the lens.
  • the definition provides, in the primary direction of gaze, the classic value of astigmatism.
  • the angle of the astigmatism commonly called axis is the angle ⁇ .
  • the angle ⁇ is measured in the reference (Q ', x m , y m , z m ) linked to the eye and corresponds to the angle at which the S or T image is formed as a function of the convention used. with respect to the direction z m in the plane (Q ', z m , y m ).
  • Instrum. Eng. Standard port conditions are the position of the lens relative to the eye of an average wearer, defined in particular by a pantoscopic angle of -8 °, a lens-eye distance of 12 mm, the curve of 0 °. Other conditions could also be used.
  • the port parameters can be calculated using a ray tracing program for a given lens.
  • Optical power and astigmatism may also be calculated in such a way that the prescription is reached at the reference point for distance vision or for a wearer wearing his spectacles under wearing conditions or as measured by a lensometer. .
  • FIG. 24 represents a perspective view in a configuration where the parameters ⁇ and ⁇ are non-zero. It thus highlights the effect of the rotation of the eye by showing a fixed reference ⁇ x, y, z ⁇ and a reference ⁇ x m , y m , z m ⁇ linked to the eye.
  • the reference ⁇ x, y, z ⁇ originates from the point Q '.
  • the x axis is the Q'O axis and is oriented from the lens to the eye.
  • the y axis is vertical and upward.
  • the z axis is such that the reference ⁇ x, y, z ⁇ is orthonormal direct.
  • the mark ⁇ x m , y m , z m ⁇ is linked to the eye and has the center Q '.
  • the axis x m corresponds to the direction JQ 'of the gaze.
  • the two marks ⁇ x, y, z ⁇ and ⁇ x m , y m , z m ⁇ coincide.
  • the invention uses, for determining the characteristics of an ophthalmic lens, the position of the center of rotation of the eye and the desired position of the ophthalmic lens relative to the center of rotation of the eye. At least one gaze direction in natural posture is measured. The position of the center of rotation of the eye is measured on the wearer in binocular vision. The characteristics of the lens are calculated using the coordinates of the center of rotation of the eye measured, the position of the desired lens determined relative to the center of rotation of the eye as well as the direction measured in natural posture.
  • the lens obtained by such a determination method has the advantage of taking into consideration a very precise position of the center of rotation of the eye. This makes it possible to obtain lenses that are better adapted to the wearer: the characteristics of the lens are calculated by zones on the lens each adapted to a given gaze direction which, in the case of the invention, is the real direction of gaze of the wearer. This allows an exact power correction for the considered carrier since for each direction of gaze the wearer will use a particular area of the lens that has been calculated to be used precisely in this way.
  • the proposed solution applies not only to progressive multifocal lenses, but also to lenses for a single-limb prescription. It is also possible to use the method with multifocal lenses, such as bifocal lenses or trifocal lenses.
  • multifocal lenses such as bifocal lenses or trifocal lenses.
  • the determination method also applies to a lens optimized for particular wearing conditions.
  • the application of the method to the determination of a lens for an eye of the wearer is described below; the method can be applied to the determination of a lens for each of the eyes of a wearer. For this purpose, it suffices to calculate each of the lenses successively, it being understood that the measurement of the position of the center of rotation of each eye is measured in binocular vision.
  • FIG. 1 illustrates a flow chart of an exemplary implementation of a method for determining an ophthalmic lens for a wearer by wavefront propagation analysis.
  • the determination method comprises a step 10 of measuring, on the carrier in binocular vision, three-dimensional coordinates of the center of rotation of an eye of the wearer.
  • the position of the center of rotation of a measured eye depends on the measurement conditions.
  • a measurement of the three-dimensional coordinates of the center of rotation of the eye on a carrier in binocular vision gives a more accurate measurement of the actual position of the centers of rotation in the same frame.
  • the device described in WO-A-2008/132356 can be used for the measurement of the three-dimensional coordinates of the center of rotation of the eye.
  • the invention is not limited to the use of this apparatus, and another apparatus may be used to measure the three-dimensional coordinates of the center of rotation of the eye.
  • it is essential according to the invention that the measurement of the center of rotation of an eye is performed in binocular vision.
  • the determination of the position of the center of rotation of the eye can be done by several successive measurements, in order to refine the accuracy of the measuring apparatus if necessary.
  • This position is given by three-dimensional coordinates in a coordinate system. As explained below, a reference change can be made to facilitate lens calculations.
  • the determination method according to FIG. 1 further includes a step 15 of measuring at least one gaze direction in natural posture. Such a step 15 is described more specifically in the following description.
  • the apparatus described in WO-A-2008/132356 can be used again by providing the wearer with a frame he has chosen, with test lenses. Any other method may also be used, such as, for example, a traditional measurement of the position of the lens in the frame chosen by the wearer. It is advantageous to make this determination on the frame chosen by the wearer, which allows the adaptation of the frame to the wearer, and therefore a more accurate measurement of the desired position of the lens in the frame; one could also measure the physical characteristics of the wearer, and use the dimensions measured in advance of the chosen frame; this solution for simulating the position of the lens has the advantage of not requiring the mounting. The determination of the position of the lens can therefore result from a measurement or a simulation.
  • the parameters for mounting and / or trimming the lens in a frame can change the spatial position of the lens in the frame.
  • the location of the bevel the lens-eye distance (or lens -center of rotation of the eye) is not the same if the bevel is positioned on the front face of the glass or on the rear face .
  • the curvature of the glass can also affect the position (especially if the optician does not dress the frame).
  • This step also makes it possible to calculate the necessary ribs for centering the lenses distance between the two centers of rotation of the eye (CROg, CROd) (which advantageously replaces the measurement of the interpupillary distance (ISO 13666 standard) with a conventional pupillometer).
  • the desired position of the ophthalmic lens and the position of the center of rotation of the eye are known.
  • the relative position, in space, of the desired lens and the center of rotation of the eye of the wearer is therefore known.
  • the position of the center of rotation of the eye in step 10 was first determined, then a direction of gaze in the natural posture of the wearer in step 15, then the desired position of the
  • the determination method also includes a step of calculating the characteristics of the lens, using the coordinates of the center of rotation of the eye and the determined position of the desired lens.
  • the calculation step comprises the choice of a starting lens, which is for example, for the case of a single-vision prescription, the spherical or toric lens corresponding to the prescription of the wearer.
  • This starting lens is the one that simplifies the calculation step the most, but one could use another starting lens.
  • step 30 the starting lens is then positioned in the position determined in step 20.
  • This positioning step does not involve physically arranging the lens in the frame; it consists simply of placing, for the calculation, the starting lens in the desired relative position relative to the center of rotation of the eye.
  • the positioning step can be carried out using one or the other of the marks proposed below and by defining the position of the computer representation of the lens in this reference. For an astigmatism prescription, the position of the main axes of the lens is of course taken into account.
  • the trimming / mounting parameters for positioning the starting lens can be considered.
  • step 40 the lens is calculated from the starting lens thus positioned, and knowing the position of the center of rotation of the eye and the direction measured in natural posture in step 15.
  • wavefront analysis can be performed through the lens.
  • the propagation of the wave fronts through the lens makes it possible to model the optical function of the lens as well as its associated defects and aberrations.
  • the effects of the modifications made to the lens can therefore be studied and quantified so as to obtain the desired optical characteristics for the lens for the considered wearer.
  • the geometric modification of the lens can lead to a change in the spatial position, if the trim / edit parameters are again applied to the modified lens.
  • the calculation loop can be stopped if the difference between the old and the new parameters is in an order of magnitude that does not influence the geometry of the new lens.
  • the characteristics of the lens were determined. As the method takes into account the position of the center of rotation of the eye measured in binocular vision, it is ensured that the center of rotation of the eye used for the calculation of the lens is very close to the center of rotation of the eye real, so that the lens is actually adapted to the wearer.
  • This segment makes it possible to spatially connect the two eyes of the wearer between them in a precise manner and therefore despite a monocular calculation of the lens, the relative position of the two eyes of the wearer can be taken into account to further clarify the calculation by taking into account notions of binocular vision.
  • the two glasses for the same wearer are calculated separately but these calculations can, thanks to this measurement, be made interdependently to improve the visual comfort of the wearer in binocular vision.
  • the lens obtained by the method is not affected by a change in position due to the mount. If for example a carrier has a mount having a large inclination, this inclination is taken into account in the determination of the characteristics of the lens; the wearer therefore has a lens adapted to its prescription.
  • FIG. 2 illustrates a flow chart of an exemplary implementation of a method for determining an ophthalmic lens by optimization by ray tracing.
  • the determination method comprises a step 10 of measuring, on the carrier in binocular vision, the three-dimensional coordinates of the center of rotation of an eye of the wearer, a measurement step of minus a gaze direction in natural posture and a step 20 of determining the desired position of the ophthalmic lens.
  • a step 10 of measuring, on the carrier in binocular vision, the three-dimensional coordinates of the center of rotation of an eye of the wearer a measurement step of minus a gaze direction in natural posture
  • a step 20 of determining the desired position of the ophthalmic lens At the end of these three steps, we have the relative position, in space, of the center of rotation of the eye and the lens, as it will actually be worn by the wearer.
  • the calculation step includes choosing a starting lens.
  • This starting lens does not correspond to a physical lens but to a computer modeling.
  • This lens of departure can be chosen in different ways. This can be the one that simplifies the most the optimization step that follows. But one could also use another starting lens, for example, corresponding to given constraints, for example geometric types.
  • step 60 the starting lens is then positioned in the position determined in step 20.
  • the remarks made above with respect to step 30 apply, mutatis mutandis.
  • step 70 the lens is calculated from the starting lens thus positioned and knowing the position of the center of rotation of the eye. For this purpose, one can proceed by optimization, from the starting lens, by ray tracing. The rays used are determined according to the center of rotation of the measured eye and the position of the lens.
  • the calculation step 70 may be carried out in different ways and in particular by optical optimization by an optimization program as described in the EP-A documents.
  • optical properties are understood to mean the quality of the image perceived by the wearer.
  • the optical properties thus include the power failure or the astigmatism defect.
  • the calculation step also takes into account the position of the lens, as actually worn by the wearer, which is determined in step 20.
  • the calculation step also takes into account the direction measured in natural posture, as performed in step 15.
  • the lens is thus better adapted to the wearer for whom it is intended.
  • the visual comfort of the wearer is thus maximized.
  • the example of Figure 2 is particularly suitable for a multifocal prescription: the distribution of the rays during the ray tracing depending on the area of vision considered. It is also possible to apply the ray tracing optimization method to unifocal prescriptions, or for an atoric lens, for micro-structured glasses (pixilated glasses, diffractive glasses, Fresnel lenses), adaptive glasses or gradient-gradient glasses. index.
  • the improvement of the optical properties mentioned above is illustrated by the examples of FIGS. 6 to 13. In this example, it is sought to determine a progressive lens for the following prescription:
  • FIGS. 6 to 13 The optical characteristics presented next in FIGS. 6 to 13 were obtained by calculation.
  • Figures 6 and 7 relate to a lens of the prior art for a medium carrier for which the lens has been optimized by taking into account a theoretical position of the center of rotation of the eye.
  • carrier a carrier whose distance between the center of rotation of the eye and the glass is 26mm; this distance corresponds to the sum of the distance between the center of rotation of the eye and the vertex of the cornea and the distance between the vertex of the cornea and the glass, the latter also being called the glass-eye distance.
  • Fig. 6 is a graphical representation of lines of equal power, i.e., formed lines of points having an identical power value.
  • Figures 8 and 9 respectively show a power card and an astigmatism defect card for the same lens of the prior art (so always optimized for the average wearer) in the case of a real carrier.
  • the distance between the center of rotation of the eye and the vertex of the cornea is 11 mm and the glass-eye distance is 10 mm.
  • FIG. 10 shows the power along the meridian, with a power definition similar to that given in document EP-A-0 990 939.
  • the abscissas are graduated in diopters, and the ordinates give the direction of gaze; the solid line shows the power, and the broken lines the quantities 1 / JT and 1 / JS defined in FIG.
  • FIG. 10 thus gives access to the lack of power and astigmatism along the meridian.
  • the power in the far vision direction is 4.02 diopters and 6.35 diopters in the near vision direction.
  • the astigmatism defect is 0.03 diopters in the far vision direction and 0.59 diopters in the near vision direction.
  • FIGS. 6 and 8 shows, in particular, the appearance of a near vision power error.
  • Figures 7 and 9 show that when a real carrier is considered, the astigmatism may vary. In particular, in the example under consideration, the astigmatism fields are not as clear in far vision and near vision as when an average wearer was considered.
  • FIGS. 11 and 12 respectively show a power card and an astigmatism defect card for a lens obtained by the determination method according to the invention for the same real carrier.
  • Figure 13 illustrates the defect of power and astigmatism according to the meridian for the lens for the same real carrier.
  • the lens was determined as proposed with reference to FIG. 2 by ray tracing by positioning the lens in the desired position relative to the center of rotation of the eye in space, measured for the actual wearer in binocular vision.
  • the power in the far vision direction is 4.00 diopters and 6.03 diopters in the near vision direction.
  • the astigmatism defect is 0.00 diopters in the far vision direction and 0.20 diopters in the near vision direction.
  • optical performances obtained by the lens obtained by the determination method according to the invention are therefore comparable to the performances obtained in the case of FIGS. 6 and 7.
  • the comparison of FIG. 10 with FIG. 13 also shows that the lens optimized according to FIG. method of determination has better optical properties than the lens of the prior art. As a result, a lens obtained by the determination method is better adapted to the wearer than the lens of the prior art.
  • the center of rotation of the eye measured at measurement step 10 is the optical center of rotation rather than the center of mechanical rotation.
  • Heinz DIEPES, Refrvatisbetician, ISBN 3-922269-50-8, DOZ Verlag, Optician fraverofflichung GmbH Heidelberg contains the definition known to those skilled in the art for the center of optical rotation and the center of mechanical rotation. Indeed, in practice, the average radius that arrives in the wearer's eye passes through the optical center of rotation.
  • the three-dimensional coordinates of this center of optical rotation can be determined in binocular vision by simultaneous binocular fixation of a target.
  • the method may also include a measuring step in the reference of the position of the pupil of the eye.
  • the calculation step can then use the position of the pupil measured. This makes it possible to better take into account the aberrations that depend on the pupil. This results in an improvement in the image perceived by the wearer which thus comprises fewer aberrations.
  • the marker may be a marker linked to the wearer's head.
  • a marker has the advantage of being easily accessible during the step of measuring the position of the center of rotation of the eye; it also remains easily accessible for the determination stage.
  • the mark When the measuring step 10 is performed on a carrier carrying a mount, the mark may be linked to the mount. This provides a benchmark independent of the wearer.
  • the measurement of the position of the center of rotation of the eye can be done directly in a frame linked to the frame.
  • the determination of the position of the lens then simply consists in centering the lens in the frame, either by using the usual boxing parameters, or, as explained below, with a measurement under the natural posture conditions of the viewing directions of the frame. carrier.
  • the implementation of the manufacture of the lens is also facilitated by the use of such a marker, especially if the step 10 of measuring the position of the center of rotation of the eye is not performed in the same place as the calculation step; it is sufficient that both places involved in the manufacture can have a mount of the same model.
  • the marker is a marker linked to the eye.
  • a reference linked to the eye is a reference mark of which one of the axes is the primary direction of the gaze. This makes it possible to obtain a calculation step that is simpler to implement because the ray traces are made in a reference frame, one of whose axes is the optical axis of the eye-lens optical system.
  • a benchmark calculated according to the three-dimensional coordinates of each of the centers of rotation of the wearer can be used in particular in the following way: choice of the first axis passing through the two measured centers of rotation choice of the second axis such as including the mediator of the segment defined by the two centers of rotation and parallel to the plane of Frankfurt choice of third axis as it is perpendicular to the two previous axes.
  • choice of the first axis passing through the two measured centers of rotation choice of the second axis such as including the mediator of the segment defined by the two centers of rotation and parallel to the plane of Frankfurt choice of third axis as it is perpendicular to the two previous axes.
  • the measuring step 10 can be carried out under the natural posture conditions of the wearer.
  • natural posture is meant the natural tendency of a wearer to take a preferential position of the head which is not that of a straight head when looking at a reference point.
  • the preferred position may be characterized by posture angles with respect to a reference posture which may for example be the right head posture.
  • a reference posture which may for example be the right head posture.
  • the wearer has in far vision head slightly bent forward, the far vision zone will be higher on the lens than with respect to the position of the far vision zone in a traditional lens.
  • the traditional method it is assumed that the wearer always looks at an object located in the sagittal plane when he looks closely at the vision.
  • FIGS. 14 and 15 Another method as illustrated by the flowcharts of FIGS. 1 and 2 is to perform an additional step in which at least one gaze direction in natural posture is measured.
  • the effect of a non-zero head posture on the ophthalmic correction of a wearer is more particularly illustrated by the comparison of FIGS. 14 and 15. These two figures correspond to a particular illustration for the horizontal natural posture when the wearer looks in vision from a distance. A similar illustration would highlight the effect of a non-zero vertical natural posture.
  • Figure 14 two eyes with their correction lens are shown. In this situation, the natural posture of the head corresponds to a right head posture, that is to say a zero head posture.
  • the coordinates of the rotation centers of the left eye noted OG and the right eye noted OD are given in a calculation reference R which is chosen arbitrarily.
  • the calculation reference R is a three-dimensional coordinate system whose axes are the x, y and z axes.
  • the coordinates xg, yg and zg are those of the center of rotation of the left eye and the coordinates xd, yd and zd are those of the center of rotation of the right eye.
  • Each lens is positioned and oriented relative to the corresponding center of rotation. Each lens thus has a proper inclination linked to the frame. It is thus possible to define for each lens a specific three-dimensional mark denoted Ri g for the lens of the left eye and Ri_d for the lens of the right eye.
  • the origin of the marker Ri g is the point G which corresponds to the intersection of the primary direction of gaze (gaze direction of the wearer when he is asked to look far ahead in front of him) and the face back of the lens.
  • the axes of the reference Ri_g are denoted xi_g, yi_g and zi_g
  • the axis yi_g is parallel to the axis y while the axis xi_g corresponds to tangent to the rear face of the lens in G.
  • the axis zi_g being such that xi_g, yi_g and zi g form a direct trihedron.
  • the axis zi g is normal to the rear surface in G.
  • the reference mark of the left lens Ri g is deduced from the reference mark R by a rotation of angle ⁇ g around the y-axis in the plane (x, z), the rotation being effected in the counterclockwise direction, ie the counterclockwise direction.
  • the axes xi_g and x on the one hand and zi_g and z on the other hand form an angle ⁇ g between them.
  • the angle ⁇ g is linked to the frame.
  • the origin of the marker Rj_d is the point D which corresponds to the intersection of the primary direction of gaze (gaze direction of the wearer when he is asked to look far ahead in front of him) and the rear face of the lens.
  • the axes of the reference Ri_d are denoted xi_d, yi_d and zi_d
  • the axis yi_d is parallel to the axis y while the axis xi_d corresponds to tangent to the rear face of the lens in D.
  • the axis zi_d being such that xi_d, yi_d and zi_d form a direct trihedron.
  • the axis zi_d is normal to the rear surface in D.
  • the mark of the left lens Ri_d is deduced from the reference R by a rotation of angle ⁇ d around the y axis in the plane (x , z), the rotation being carried out anti-clockwise, ie clockwise.
  • the axes xi_d and x on the one hand and zi_d and z on the other hand form an angle - ⁇ d between them.
  • the angle ⁇ d is linked to the frame.
  • FIG. 15 illustrates at the same time the primary direction of gaze in the case of a natural position of the non-zero head (illustrated by the arrows in full lines) and the primary direction of gaze in the case of a natural position of the null head (illustrated by the arrows in dashed lines).
  • Figure 16 is an enlarged view of Figure 15 for the left eye.
  • the inclination of the lenses in the plane formed by the x and z axes is modified between a zero horizontal natural posture and a non-zero horizontal natural posture.
  • the other modification relates to the respective positions of the points G and G '.
  • the point G has been indicated in FIG. 16, knowing that it no longer corresponds to the primary direction of the wearer in natural posture.
  • the lens is off-center by an amount ⁇ Xg along the x axis and away from a quantity ⁇ Zg along the z axis of the center of rotation of the left eye OG.
  • the quantity ⁇ Xg corresponds to the difference in coordinates along the x-axis between the point G 'and the point G whereas the quantity corresponds to the difference in coordinates along the z-axis between the point G' and the point G.
  • the angles ⁇ d and ⁇ 'd are different and the lens of the right eye is off-center by an amount ⁇ Xd along the x axis and away from a quantity ⁇ Zd according to the z axis of the center of rotation of the right eye OD.
  • the quantity ⁇ Xd corresponds to the difference in coordinates along the x axis between the point D 'and the point D whereas the quantity corresponds to the difference in coordinates along the z axis between the point D' and the point D.
  • FIGS. 14 to 16 shows that the positions and orientations of the lenses in the case of a non-zero head posture are different with respect to the zero head posture situation. This implies that head posture induces changes in the use of lenses.
  • FIGS. 17 to 21 presenting astigmatism defect cards for lenses having the same prescription as the lenses of FIGS. 6 to 13 described previously.
  • One of the performances is represented by the astigmatism defect maps of FIGS. 17 and 18. These astigmatism defects are represented in a reference frame linked to the left eye as defined in FIG. 24.
  • the directions manholes are expressed in the origin reference defined when the wearer has a null head port.
  • the card according to FIG. 17 corresponds to the case of a zero head posture whereas in the case of the card according to FIG.
  • a non-zero head posture changes the distribution and amount of astigmatism of the lens when the lens has been optimized with the null head port condition.
  • the astigmatism defect in the far vision direction is 0.00 diopters and in the viewing direction near 0.13 diopters
  • the astigmatism defect in the direction far vision is 0.05 diopters and in the direction of vision of nearly 0.49 diopters.
  • a loss of right / left symmetry is observed on both sides of the meridian 12 in FIGS. 17 and 18.
  • the meridian corresponds to the mean direction of gaze when the wearer looks from vision to vision from close.
  • the iso-astigmatism curves are shifted to the nasal side.
  • non-zero horizontal head posture also exists in the case of non-zero vertical head posture.
  • the vertical inclination angle around x in the y, z plane would be modified and the lens would be eccentric vertically along y and away from or closer to the optical rotation center according to the considered eye.
  • there would be a combination of the previously mentioned effects namely a change in horizontal and vertical tilt angles as well as that a decentration of the lens both horizontally and vertically and a change in the distance between the lens and the center of rotation of the associated eye.
  • Distance between the lens and the center of rotation of the eye means the distance between the point of intersection of the primary direction of view with the rear face of the lens on the line z and the center of rotation of the eye. eye.
  • the posture was not taken into account in the calculation of the characteristics of the ophthalmic lens whereas for the lens according to the example of FIG. 19, the natural posture of the wearer has been taken into account in the calculation of the characteristics. It is then possible to note that the distribution of astigmatism is different between the two situations.
  • the astigmatism defect in the far vision direction is 0.05 diopters and in the viewing direction close to 0.49 diopters
  • the astigmatism defect in the direction far vision is 0.00 diopters and in the direction of vision nearly 0.18 diopters.
  • the lens according to the example of FIG. 20 was obtained by not taking into account any effect due to non-zero head posture (modification of the orientation of the lens, change of the distance between the lens and the center of rotation of the lens). the eye, induced decentering) in the calculation. On the contrary, the modification of the orientation of the lens and the change of the distance between the lens and the center of rotation of the eye have been taken into account during the calculation for the lens according to the example of FIG.
  • FIG. 3 illustrates a flowchart for implementing such a method.
  • the method comprises a step 100 for determining an ophthalmic lens according to the determination method described above with reference to FIGS. 1 and 2.
  • step 100 comprises three steps that are the step 105 of measuring the position of the center of rotation of the eye in binocular vision in a marker, the step 110 of measuring the position of the pupil in the marker, the step 115 of measuring at least one direction in natural posture and step 120 for determining the position of the frame relative to the center of rotation of the eye.
  • Step 130 is the step of calculating the characteristics of the lens, from a starting lens positioned in the desired position relative to the center of rotation of the eye.
  • the method also comprises a step 140 for calculating the clipping parameters of the ophthalmic lens as a function of the position of the lens and the frame in the reference.
  • the knowledge of the clipping parameters of the lens makes it possible to machine or cut the contour of the lens to adapt to the frame chosen by the wearer. Once used, the clipping information obtained makes it possible to obtain lenses that are particularly well adapted to the wearer.
  • the use of the information or clipping data is done during a lens trimming step that can be performed in the same place as the place where the computation step 130 was performed or in a different place.
  • a data set may include the three-dimensional coordinates, measured on a carrier in binocular vision, of the center of rotation of an eye of a wearer, expressed in a marker.
  • the data set also includes the position in the same frame of a mount.
  • the data set may also include angles representative of the natural posture of the wearer in the same frame.
  • FIG. 4 is a flow chart of an example of implementation of such a manufacturing method.
  • the method comprises a step 200 of measuring at a first point, on the carrier in binocular vision, three-dimensional coordinates of the center of rotation of an eye of the wearer in a marker.
  • the first point can be a place for selling lenses.
  • the position of a frame chosen by the wearer is also measured in the same frame.
  • the manufacturing method further comprises a step 220 of the transmission to a second point of the coordinates and the measured position.
  • the second point may be in particular a prescription laboratory which, from any semi-finished glasses, obtains lenses having the characteristics of the prescription of the wearer.
  • the transmission step 220 it is possible to transmit other data such as the prescription of the wearer that the ophthalmologist or the optician usually notes in the form of a triplet (sphere, cylinder, axis) in a given convention. either "positive cylinder” or "negative cylinder”.
  • the ophthalmologist or optician
  • the manufacturing method also comprises a step 230 for determining, at the second point, the lens by calculating the characteristics of the lens by ray tracing. passing through the center of rotation of the eye measured from an initial lens positioned in the reference relative to the center of rotation of the eye.
  • the manufacturing method further comprises a step 240 for manufacturing the lens thus determined.
  • the manufacture can be implemented in any place. It may be the first and second place but another place is possible.
  • the prescription laboratory may receive the data transmitted at the transmission step 220 in the second location and implement the manufacturing at a third location.
  • the second location can then be a central processing data transmitted and the third place a factory for manufacturing lenses.
  • Such a method has the advantage of allowing a faster manufacture of the glasses, the lens being able to be manufactured just after the measurement.
  • the manufacturing method can also comprise the steps of measuring the position of the frame in the reference used for the determination, calculating the contouring parameters of the ophthalmic lens as a function of the position of the lens and the frame in the reference frame. and trimming the lens. This makes it possible to obtain a cut-out lens adapted to the wearer.
  • the method may further comprise a step 210 of measuring at the first point angles representative of the natural posture of the wearer in the reference.
  • the step 210 for measuring the natural posture takes place after the measurement, for the wearer in binocular vision of the three-dimensional coordinates of the center of rotation of an eye of the wearer. Nevertheless, it is possible to carry out these two measurement steps 200, 210 in a separate order.
  • the transmission step 220 can then comprise the transmission of the measured posture angles and the determination step 230 can use the measured posture angles.
  • the manufactured lens is thus better suited to the wearer.
  • the use of the measurement of the center of rotation of the eye in binocular vision is also proposed for a simulator of an image seen by a wearer through an ophthalmic lens. Such a simulator is thus adapted to implement a method of simulating an image seen by a wearer through an ophthalmic lens.
  • FIG. 5 illustrates an exemplary flow chart for implementing such a simulation method.
  • the simulation method comprises a step 300 of measuring, on the wearer in binocular vision, three-dimensional coordinates of the center of rotation of an eye of the wearer in a reference frame.
  • the marker may be a marker linked to the head of the wearer, a marker may be linked to the frame when a frame has been selected or a marker linked to the eye.
  • the simulation method also comprises a step 305 for measuring at least one gaze direction in natural posture.
  • the simulation method further comprises a step 310 of positioning the lens in the same frame.
  • the method also includes a step 320 of calculating an image seen by the wearer by ray tracing through the center of rotation of the eye and the lens. Since the simulation process takes into account the real position of the center of rotation of the eye, the simulated image is closer to reality than if an approximate position of the center of rotation of the eye had been taken into account. The calculation also takes into account the gaze direction measured in natural posture.
  • the simulation method may further comprise a measurement step in the reference of the position of the pupil of the eye.
  • the calculation step 320 then uses the position of the measured pupil. This makes it possible to better simulate the image because the impact of out-of-field aberrations that depend on pupil size on the image is calculated more accurately.
  • the simulator for implementing this method comprises calculation means adapted to implement the simulation method; it can be associated with means known per se data entry.
  • the simulator further comprises means for displaying the calculated image. It is thus possible to show a wearer the difference between a lens according to the invention and a conventional lens, to enable him to appreciate the effects of the invention.
  • the method of determining an ophthalmic lens for an eye of a wearer comprises a step of calculating the characteristics of the ophthalmic lens using the measured coordinates and the determined position.
  • this calculation step could be declined according to either a step of modifying the starting ophthalmic lens by wavefront analysis or alternatively by optimizing, starting from the starting lens, by tracing of radiation-dependent rays. measured coordinates and the determined position.
  • Other variants are also possible.
  • the characteristics of the ophthalmic lens are calculated by local modification of the ophthalmic lens at the point of impact with the mean radius passing through the center of rotation of the measured eye. for a given gaze direction.
  • pre-calculated data stored in a database.
  • pre-calculated data can be, for example, pieces of surfaces or geometric characteristics to be applied locally to the surface such as, for example, a radius of curvature or asperity coefficients.

Abstract

L'invention se rapporte à un procédé de détermination d'une lentille ophtalmique pour un œil d'un porteur, le procédé comportant les étapes de : - mesure, sur le porteur en vision binoculaire, des coordonnées tridimensionnelles du centre de rotation de l'œil du porteur; - mesure (10) d'au moins une direction de regard en posture naturelle - détermination de la position souhaitée de la lentille ophtalmique; - calcul des caractéristiques de la lentille ophtalmique en utilisant les coordonnées mesurées et la position déterminée et la direction mesurée en posture naturelle. La mesure de la position du centre de rotation de l'œil en vision binoculaire assure que la lentille obtenue est mieux adaptée au porteur.

Description

PROCEDE DE DETERMINATION D'UNE LENTILLE OPHTALMIQUE
La présente invention concerne un procédé de détermination d'une lentille ophtalmique pour un porteur. Le procédé peut être appliqué indifféremment pour une prescription unifocale ou multifocale. Elle s'applique aussi aux verres microstructurés (verres pixelisés, verres diffractif, Fresnel...), aux verres adaptatifs, aux verres gradient d'indice et plus généralement tout autre type de lentille ophtalmique.
L'invention s'étend en outre au procédé de calcul des paramètres de détourage et de fabrication d'une lentille ophtalmique obtenue selon le procédé de détermination. II peut être prescrit à un porteur une correction en puissance, positive ou négative
(porteur hypermétrope ou myope); la lentille utilisée pour ce type de prescription est une lentille sphérique ou asphérique. Un porteur astigmate présente, dans un plan perpendiculaire à la direction du regard, une prescription de puissance différente suivant des axes différents; la prescription est habituellement exprimée sous forme d'une prescription d'une première valeur de puissance, correspondant à la puissance suivant un axe principal et d'une deuxième valeur de puissance suivant un axe perpendiculaire à l'axe principal. La lentille utilisée pour ce type de prescription est une lentille torique ou atorique. On qualifie dans la suite de prescription unifocale la correction proposée pour de tels porteurs.
Pour les porteurs presbytes, la valeur de la correction de puissance est différente en vision de loin et en vision de près, du fait des difficultés d'accommodation en vision de près. La prescription est alors composée d'une valeur de puissance en vision de loin et d'une addition représentative de l'incrément de puissance entre la vision de loin et la vision de près. Les lentilles ophtalmiques qui compensent la presbytie sont des lentilles multifocales; les plus adaptées étant les lentilles multifocales progressives, sur lesquelles la puissance varie de façon continue. On connaît aussi des lentilles bifocales ou trifocales, avec des ruptures de continuité sur la surface de la lentille. On qualifie dans la suite de prescription multifocale la correction proposée pour de tels porteurs.
Il est connu de calculer par optimisation les faces avant et/ou arrière de lentilles multifocales et unifocales. Par exemple, le document WO-A-98/12590 décrit une méthode de détermination par optimisation d'un jeu de lentilles ophtalmiques multifocales. Ce document propose de définir le jeu de lentilles en considérant les caractéristiques optiques des lentilles et notamment la puissance et l'astigmatisme oblique, dans les conditions du porté. La lentille est optimisée par tracé de rayons, à partir d'un ergorama associant à chaque direction du regard dans les conditions du porté un point objet visé. II est aussi connu du document EP-A-O 990 939 un procédé de détermination par optimisation d'une lentille ophtalmique pour un porteur ayant une prescription d'astigmatisme. Ce document propose de choisir une lentille de référence et d'utiliser une méthode de tracé de rayons et de minimiser la différence entre l'astigmatisme résiduel et l'astigmatisme de la lentille de référence. L'astigmatisme résiduel est défini dans ce document comme l'écart en amplitude et en axe entre l'astigmatisme prescrit et l'astigmatisme généré par la lentille. Ce procédé permet une meilleure adaptation des lentilles aux porteurs astigmates, en évitant les aberrations optiques induites par l'ajout d'une surface torique. Le calcul s'effectue dans un repère lié à l'œil, ce qui permet de tenir compte de l'effet de torsion de l'œil lorsque le porteur regarde dans une direction excentrée.
Par ailleurs, on a cherché ces dernières années à personnaliser les lentilles ophtalmiques progressives afin de répondre mieux aux besoins de chaque porteur. Il est ainsi connu du document WO-A-2007/068819 un procédé de détermination par optimisation d'un jeu de lentilles ophtalmiques progressives pour un porteur donné auquel une addition de puissance a été prescrite en vision de près, le procédé comprenant une étape de mesure de paramètres physiologiques individuels du porteur en vision de près. Le procédé comporte aussi une étape de détermination d'un ergorama associant, sur chaque lentille, un point visé à chaque direction du regard dans les conditions du porté et une étape de détermination d'une cible de défaut de puissance et d'une cible d'astigmatisme résultant pour chaque direction du regard dans les conditions du porté, le défaut de puissance cible et l'astigmatisme résultant cible étant déterminés à partir des paramètres physiologiques mesurés du porteur. Le procédé comprend en outre le calcul de la puissance requise sur chaque lentille pour ledit ergorama par itérations successives pour atteindre le défaut de puissance cible et le défaut d'astigmatisme cible pour chaque direction du regard.
Il est également connu du document WO-A-2007/068818 un procédé de personnalisation de la longueur de progression d'une lentille de progression.
Il est en outre connu de documents des mesures de paramètres physiologiques et notamment la position du centre de rotation de l'œil. Ainsi, le document WO-A-2008/132356 décrit un procédé de détermination de la position du centre de rotation de l'œil
Le document US-B-6 637 880 décrit un procédé de tracé de rayons et d'optimisation d'une lentille, prenant en compte la distance entre un point de référence de la surface arrière de la lentille et le centre de rotation de l'œil d'un porteur. Cette distance est obtenue en additionnant la distance entre le point de référence de la surface arrière et le sommet de la cornée d'une part, et la distance entre le sommet de la cornée et le centre de rotation de l'œil, d'autre part. La distance entre le point de référence de la surface arrière et le sommet de la cornée est calculée à partir de données relatives à la monture choisie; le document propose uniquement de prendre en compte la forme de la tête du porteur, des données sur la lentille, des caractéristiques de la monture et des conditions du porté, sans fournir de détails sur le calcul. La distance entre le sommet de la cornée et le centre de rotation de l'œil est obtenue par mesure de la profondeur de l'œil et par application d'une d'une loi statistique, reliant la profondeur de l'œil et la distance entre le sommet de la cornée et le centre de rotation de l'oeil. Dans ce document, la position du centre de rotation de l'œil prise en compte n'est donc pas la position réelle. Il en résulte que la lentille obtenue par optimisation ne satisfait pas parfaitement le porteur. II existe donc un besoin pour un procédé de détermination d'une lentille ophtalmique qui satisfasse mieux les porteurs.
Pour cela, l'invention propose un procédé de détermination d'une lentille ophtalmique pour un œil d'un porteur, le procédé comportant les étapes de : mesure, sur le porteur en vision binoculaire, des coordonnées tridimensionnelles du centre de rotation de l'œil du porteur; mesure d'au moins une direction de regard en posture naturelle ; détermination de la position souhaitée de la lentille ophtalmique ; calcul des caractéristiques de la lentille ophtalmique en utilisant les coordonnées mesurées du centre de rotation de l'œil, la position déterminée de la lentille et la au moins une direction de regard mesurée en posture naturelle.
Selon une variante, l'étape de calcul comprend une étape de positionnement d'une lentille ophtalmique de départ dans la position déterminée et une étape de modification de la lentille ophtalmique de départ par analyse de fronts d'onde.
Selon une variante, l'étape de calcul comprend une étape de positionnement d'une lentille ophtalmique de départ dans la position déterminée et une étape d'optimisation, à partir de la lentille de départ, par tracé de rayons dépendant des coordonnées mesurées et la position déterminée.
Selon un mode de réalisation, le procédé comporte une étape de mesure sur le porteur en vision binoculaire de la position de la pupille de l'œil par rapport au centre de rotation de l'œil et dans lequel l'étape de calcul utilise la position de la pupille mesurée.
Selon un mode de réalisation, l'étape de calcul s'effectue dans un repère lié à la tête du porteur, et/ou dans un repère lié à une monture, et/ou dans un repère lié à l'œil du porteur.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre une étape de mesure sur le porteur en vision binoculaire, des coordonnées tridimensionnelles du centre de rotation de chaque œil du porteur et dans lequel l'étape de calcul s'effectue dans un repère qui est fonction des coordonnées tridimensionnelles du centre de rotation de chaque œil du porteur.
Selon un mode de réalisation, l'étape de mesure des coordonnées tridimensionnelles du centre de rotation de l'œil s'effectue dans des conditions de posture naturelle du porteur.
Selon un mode de réalisation, le centre de rotation de l'œil est le centre de rotation optique.
Selon les modes de réalisation, la au moins une direction de regard mesurée en posture naturelle est la direction primaire de regard et/ou la direction de regard lorsque le porteur regarde en vision de près. Plusieurs directions de regard peuvent être mesurées en posture naturelle.
Selon un mode de réalisation, à l'étape de mesure de la au moins une direction de regard, une distance de la lentille au centre de rotation de l'œil est mesurée correspondant à la distance entre l'intersection de la direction primaire du regard avec la face arrière de la lentille et le centre de rotation de l'œil, et à l'étape de calcul, le calcul utilise ladite distance mesurée.
Selon un mode de réalisation, à l'étape de mesure de la au moins une direction de regard, une orientation de la lentille et une position de la lentille sont mesurées, et à l'étape de calcul, le calcul utilise ladite orientation de la lentille et ladite position de la lentille mesurées. L'invention concerne aussi un procédé de calcul des paramètres de montage et/ou de détourage d'une lentille ophtalmique pour un porteur et une monture choisie par le porteur, comprenant les étapes de :
- détermination d'une lentille ophtalmique selon le procédé de l'invention;
- mesure de la position de la monture dans le repère utilisé pour les étapes de mesure et de détermination;
- calcul des paramètres de montage et/ou de détourage de la lentille ophtalmique en fonction de la position de la lentille et de la monture dans le repère.
L'invention concerne également un procédé de simulation d'une image vue par un porteur à travers une lentille ophtalmique, comprenant les étapes de : - mesure, sur le porteur en vision binoculaire, des coordonnées tridimensionnelles du centre de rotation d'un œil du porteur;
- mesure d'au moins une direction de regard en posture naturelle ;
- positionnement de la lentille; les étapes de mesure et de positionnement s'effectuant ou étant ramenées dans le même repère,
- calcul d'une image vue par le porteur par tracé de rayons en tenant compte de la position mesurée du centre de rotation de l'œil, de la direction de regard mesurée en posture naturelle et de la position de la lentille.
Selon un mode de réalisation, le procédé de simulation comporte une étape de mesure dans le repère de la position de la pupille de l'œil et dans lequel l'étape de calcul utilise la position de la pupille mesurée.
L'invention se rapporte aussi à un procédé de fabrication d'une lentille ophtalmique, comprenant les étapes de :
- mesure en un premier point sur le porteur en vision binoculaire, des coordonnées tridimensionnelles du centre de rotation d'un œil du porteur et de la position d'une monture choisie par le porteur, dans un même repère;
- mesure d'au moins une direction de regard en posture naturelle ; - transmission vers un deuxième point des coordonnées et de la position mesurées;
- détermination, au deuxième point, de la lentille par calcul en utilisant les coordonnées et la position mesurées; et
- fabrication de la lentille ainsi déterminée. Selon un mode de réalisation, le procédé de fabrication comprend en outre une étape de mesure au premier point d'angles représentatifs de la posture naturelle du porteur dans le repère, dans lequel
- l'étape de transmission comprend la transmission des angles de posture mesurés et
- l'étape de détermination utilise les angles de posture mesurés. Selon un mode de réalisation, le procédé de fabrication comprend en outre une étape de :
- mesure de la position de la monture dans le repère utilisé pour la détermination;
- calcul des paramètres de détourage de la lentille ophtalmique en fonction de la position de la lentille et de la monture dans le repère ; et - détourage de la lentille.
L'invention concerne aussi un ensemble de données comprenant:
- les coordonnées tridimensionnelles mesurées, sur le porteur en vision binoculaire, dans un repère, du centre de rotation d'un œil d'un porteur;
- des angles représentatifs de la posture naturelle du porteur dans le même repère ; - la position d'une monture dans le même repère.
L'invention concerne également un simulateur d'une image vue par un porteur à travers une lentille ophtalmique, le simulateur comprenant des moyens de calculs adaptés à mettre en œuvre le procédé de simulation selon l'invention et des moyens de visualisation de l'image calculée par les moyens de calcul. L'invention concerne aussi un programme d'ordinateur, comprenant des moyens de programme pour effectuer les étapes du procédé de détermination d'une lentille ophtalmique selon l'invention, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur ; ainsi qu'un produit de programme d'ordinateur comprenant des moyens de code de programme stockés sur un milieu lisible par un ordinateur, pour mettre en œuvre les étapes du procédé de détermination d'une lentille ophtalmique selon l'invention, lorsque ledit produit de programme fonctionne sur un ordinateur.
L'invention concerne aussi un programme d'ordinateur, comprenant des moyens de programme pour effectuer les étapes du procédé de simulation selon l'invention, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur ; ainsi qu'un produit de programme d'ordinateur comprenant des moyens de code de programme stockés sur un milieu lisible par un ordinateur, pour mettre en œuvre les étapes du procédé de simulation selon l'invention, lorsque ledit produit de programme fonctionne sur un ordinateur. Selon une variante, le procédé de détermination d'une lentille ophtalmique tel que décrit précédemment est caractérisé en ce que durant l'étape de calcul, les caractéristiques de la lentille ophtalmique sont calculées par modification locale de la lentille ophtalmique au point d'impact avec le rayon moyen passant par le centre de rotation de l'œil mesuré pour une direction de regard donnée.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en références aux dessins qui montrent : - figure 1, un ordinogramme d'un exemple de mise en œuvre d'un procédé de détermination d'une lentille ophtalmique par analyse de propagation du front d'onde;
- figure 2, un ordinogramme d'un autre exemple de mise en œuvre d'un procédé de détermination d'une lentille ophtalmique par optimisation par tracé de rayons; - figure 3, un ordinogramme d'un exemple de mise en œuvre d'un procédé de calcul des paramètres de détourage d'une lentille ophtalmique;
- figure 4, un ordinogramme d'un exemple de mise en œuvre d'un procédé de fabrication d'une lentille ophtalmique;
- figure 5, un ordinogramme d'un exemple de mise en œuvre d'un procédé de simulation d'une lentille ophtalmique ;
- figures 6 et 7, des représentations graphiques des caractéristiques optiques d'une lentille de l'art antérieur pour un porteur moyen ;
- figures 8 à 10, des représentations graphiques des caractéristiques optiques d'une lentille de l'art antérieur pour un porteur réel ; et - figures 11 à 13, des représentations graphiques des caractéristiques optiques d'une lentille déterminée par le procédé de détermination pour un porteur réel ; figure 14 à 16, des représentations schématiques illustrant l'effet d'une posture de tête non nulle ; figure 17 à 21, des représentations graphiques des défauts d'astigmatisme pour plusieurs lentilles selon que les paramètres de posture sont pris en compte ou non ; figures 22 à 24, des représentations schématiques d'un système optique œil et lentille.
Les figures 22 à 24 montrent des schémas de systèmes optiques œil et lentille, permettant d'illustrer les définitions utilisées dans la description. Plus précisément, la figure
22 représente un schéma d'une vue en perspective d'un tel système illustrant les paramètres α et β utilisés pour définir une direction de regard. La figure 23 est une vue dans un plan vertical parallèle à un axe antéropostérieur de la tête du porteur et passant par la centre de rotation de l'œil dans un cas où le paramètre β vaut 0.
On appelle Q' le centre de rotation de l'oeil; l'axe QT', représenté sur la figure 23 en traits mixtes, est l'axe horizontal passant par le centre de rotation de l'œil et s'étendant devant le porteur - autrement dit l'axe QT' correspond à la direction primaire du regard. Cet axe coupe la surface complexe de la lentille en un point appelé croix de montage, qui est matérialisé sur les lentilles pour permettre le positionnement des lentilles par un opticien. On définit le point O, point d'intersection de la surface arrière de la lentille et de l'axe QT'. On définit une sphère des sommets, de centre Q', et de rayon q', qui est tangente à la surface arrière de la lentille en un point de l'axe horizontal.
Une direction donnée du regard - représentée en traits pleins sur la figure 23 - correspond à une position de l'œil en rotation autour de Q' et à un point J de la sphère des sommets; l'angle β est l'angle formé entre l'axe QT' et la projection de la droite Q'J sur le plan horizontal contenant l'axe QT'; cet angle apparaît sur le schéma de la figure 22. L'angle α est l'angle formé entre l'axe Q'J et la projection de la droite Q'J sur le plan horizontal contenant l'axe QT' ; cet angle apparaît sur les schémas des figures 22 et 23. Une direction donnée du regard correspond donc à un point J de la sphère des sommets ou à un couple (α, β). Plus la valeur de l'angle d'abaissement du regard α est positive, plus le regard s'abaisse et plus la valeur est négative, plus le regard se lève. L'image d'un point de l'espace objet, dans une direction du regard, et à une distance objet donnée, se forme entre deux points S et T correspondant à des distances focales minimale et maximale, qui seraient des distances focales sagittale et tangentielle dans le cas de surfaces de révolution. Sur l'axe optique, l'image d'un point de l'espace objet à l'infini se forme au point F'. La distance D est la focale du système oeil-lentille. On appelle ergorama une fonction associant à chaque direction du regard la distance habituelle du point objet. Typiquement, en vision de loin suivant la direction primaire du regard, le point objet est à l'infini. En vision de près, suivant une direction correspondant sensiblement à un angle α de l'ordre de 35° et à un angle β en valeur absolue de l'ordre de 5° vers le côté nasal, la distance objet est de l'ordre de 30 à 50 cm. Pour plus de détails sur une définition possible d'un ergorama, on pourra consulter FR- A-2 753 805 (US-A-6 318 859). Ce document décrit un ergorama, sa définition et son procédé de modélisation. Un ergorama particulier consiste à ne prendre que des points à l'infini. Pour le procédé de l'invention, on peut considérer des points à l'infini ou non. L'ergorama peut aussi être fonction de l'amétropie du porteur. A l'aide de ces éléments, on peut définir une puissance et un astigmatisme, dans chaque direction du regard. Pour une direction du regard (α, β), on considère un point M objet à une distance objet donnée par l'ergorama. Dans l'espace objet, on définit, pour le point M sur le rayon lumineux correspondant, une proximité objet ProxO comme l'inverse de la distance MJ entre le point M et le point J de la sphère des sommets:
ProxO = 1/MJ
Ceci permet un calcul de la proximité objet dans le cadre d'une approximation lentille mince en tout point de la sphère des sommets, qui est utilisée pour la détermination de l'ergorama. Pour une lentille réelle, on peut à l'aide d'un programme de tracé de rayons considérer la proximité objet comme l'inverse de la distance entre le point objet et la surface avant de la lentille, sur le rayon correspondant.
Toujours pour la même direction du regard (α,β), l'image d'un point M ayant une proximité objet donnée se forme entre deux points S et T correspondant respectivement à des distances focales minimale et maximale (qui seraient des distances focales sagittale et tangentielle dans le cas de surfaces de révolution). On appelle proximité image du point M, la quantité Proxl:
Figure imgf000010_0001
Par analogie avec le cas de la lentille mince, on définit ainsi, dans une direction donnée du regard et pour une proximité objet donnée, i.e. pour un point de l'espace objet sur le rayon lumineux correspondant, une puissance optique Pui comme la somme de la proximité image et de la proximité objet.
Pui = Pr oxO + Pr oxl
Avec les mêmes notations, on définit dans chaque direction du regard et pour une proximité objet donnée, un astigmatisme Ast comme
Figure imgf000010_0002
Cette définition correspond à l'astigmatisme du faisceau de rayons créé par la lentille.
On remarque que la définition fournit, dans la direction primaire du regard, la valeur classique de l'astigmatisme. L'angle de l'astigmatisme communément appelé axe est l'angle γ. L'angle γ est mesuré dans le repère (Q', xm, ym, zm} lié à l'œil. Il correspond à l'angle avec lequel se forme l'image S ou T en fonction de la convention utilisée par rapport à la direction zm dans le plan (Q', zm, ym).
On obtient ainsi des définitions possibles de la puissance optique et de l'astigmatisme de la lentille, dans les conditions du porté, qui peuvent être calculés comme expliqué dans la publication de B. Bourdoncle et autres, « Ray tracing through progressive ophthalmic lenses », 1990 International Lens Design Conférence, D. T. Moore éd., Proc. Soc. Photo. Opt.
Instrum. Eng. On entend par conditions de port standard la position de la lentille par rapport à l'oeil d'un porteur moyen, définie notamment par un angle pantoscopique de -8°, une distance lentille-œil de 12 mm, le galbe de 0°. On pourrait aussi utiliser d'autres conditions. On peut calculer les paramètres de port à l'aide d'un programme de tracé de rayons, pour une lentille donnée. La puissance optique et l'astigmatisme peuvent en outre être calculés de telle sorte que la prescription soit atteinte au niveau du point de référence pour la vision de loin soit pour un porteur portant ses lunettes dans les conditions du porté soit telle que mesurée par un frontofocomètre .
La figure 24 représente une vue en perspective dans une configuration où les paramètres α et β sont non nuls. Il est ainsi mis en évidence l'effet de la rotation de l'œil en montrant un repère {x, y, z} fixe et un repère {xm, ym, zm} lié à l'œil. Le repère {x, y, z} a pour origine le point Q'. L'axe x est l'axe Q'O et est orienté de la lentille vers l'œil. L'axe y est vertical et orienté vers le haut. L'axe z est tel que le repère {x, y, z} soit orthonormé direct. Le repère {xm, ym, zm} est lié à l'œil et a pour centre le point Q'. L'axe xm correspond à la direction JQ' du regard. Ainsi, pour la direction primaire du regard, les deux repères {x, y, z} et {xm, ym, zm} coïncident.
L'invention utilise, pour déterminer les caractéristiques d'une lentille ophtalmique, la position du centre de rotation de l'œil et la position souhaitée de la lentille ophtalmique par rapport au centre de rotation de l'œil. Au moins une direction de regard en posture naturelle est mesurée. La position du centre de rotation de l'œil est mesurée sur le porteur en vision binoculaire. Les caractéristiques de la lentille sont calculées en utilisant les coordonnées du centre de rotation de l'œil mesurées, la position de la lentille souhaitée déterminée par rapport au centre de rotation de l'œil ainsi que la direction mesurée en posture naturelle.
La lentille obtenue par un tel procédé de détermination présente l'avantage de prendre en considération une position très précise du centre de rotation de l'œil. Cela permet d'obtenir des lentilles mieux adaptées au porteur: les caractéristiques de la lentille sont calculées par zones sur la lentille adaptées chacune à une direction de regard donnée qui dans le cas de l'invention est la direction de regard réelle du porteur. Cela permet une correction en puissance exacte pour le porteur considéré puisque pour chaque direction de regard le porteur utilisera une zone particulière de la lentille qui aura été calculée pour être utilisée précisément de cette façon.
La solution proposée s'applique non seulement à des lentilles progressives multifocales, mais aussi à des lentilles destinées à une prescription unifocale. Il est également possible d'utiliser la méthode avec les lentilles multifocales, telles que les lentilles bifocales ou trifocales. Le procédé de détermination s'applique aussi à une lentille optimisée pour des conditions de port particulières.
On décrit dans la suite l'application du procédé à la détermination d'une lentille pour un œil du porteur; le procédé peut s'appliquer à la détermination d'une lentille pour chacun des yeux d'un porteur. Il suffit pour cela de calculer successivement chacune des lentilles, étant entendu que la mesure de la position du centre de rotation de chaque œil est mesurée en vision binoculaire.
La figure 1 illustre un ordinogramme d'un exemple de mise en œuvre d'un procédé de détermination d'une lentille ophtalmique pour un porteur par analyse de propagation de front d'onde. Le procédé de détermination comporte une étape 10 de mesure, sur le porteur en vision binoculaire, des coordonnées tridimensionnelles du centre de rotation d'un œil du porteur.
La position du centre de rotation d'un œil mesurée dépend des conditions de mesure. En particulier, une mesure des coordonnées tridimensionnelles du centre de rotation de l'œil sur un porteur en vision binoculaire donne une mesure plus précise de la position réelle des centres de rotation dans un même repère.
On peut utiliser pour la mesure des coordonnées tridimensionnelles du centre de rotation de l'œil l'appareil décrit dans le document WO-A-2008/132356. L'invention n'est pas limitée à l'utilisation de cet appareil, et on peut utiliser un autre appareil permettant de mesurer les coordonnées tridimensionnelles du centre de rotation de l'œil. En tout état de cause, il est essentiel selon l'invention que la mesure du centre de rotation d'un œil s'effectue en vision binoculaire. Avantageusement, la détermination de la position du centre de rotation de l'œil peut se faire par plusieurs mesures successives, ce afin d'affiner la précision de l'appareil de mesure si nécessaire.
On peut procéder à des mesures successives de la position dans l'espace (i.e. des coordonnées tridimensionnelles) d'un œil puis de l'autre œil - toujours en vision binoculaire.
Il peut aussi être avantageux de mesurer simultanément la position du centre de rotation de l'œil droit et de l'œil gauche. On connaît, après cette étape 10, la position du centre de rotation de l'œil dans l'espace.
Cette position est donnée par des coordonnées tridimensionnelles dans un repère. Comme expliqué plus bas, on peut effectuer un changement de repère pour faciliter les calculs de la lentille.
Le procédé de détermination selon la figure 1 comporte en outre une étape 15 de mesure d'au moins une direction de regard en posture naturelle. Une telle étape 15 est décrite plus précisément dans la suite de la description.
A l'étape 20, on procède à une détermination de la position souhaitée de la lentille ophtalmique. Pour cette détermination, on peut à nouveau utiliser l'appareil décrit dans le document WO-A-2008/132356 en munissant le porteur d'une monture qu'il a choisie, avec des lentilles de test. On peut aussi utiliser toute autre méthode, comme par exemple une mesure traditionnelle de la position de la lentille dans la monture choisie par le porteur. II est avantageux de procéder à cette détermination sur la monture choisie par le porteur, ce qui permet l'adaptation de la monture au porteur, et donc une mesure plus précise de la position souhaitée de la lentille dans la monture; on pourrait aussi mesurer les caractéristiques physiques du porteur, et utiliser les dimensions mesurées à l'avance de la monture choisie; cette solution de simulation de la position de la lentille présente l'avantage de ne pas nécessiter de disposer de la monture. La détermination de la position de la lentille peut donc résulter d'une mesure ou d'une simulation.
On peut, dès cette étape de positionnement, prendre en compte les paramètres de montage et/ou de détourage de la lentille dans une monture. En effet, ces paramètres peuvent modifier la position spatiale de la lentille dans la monture. On peut citer, par exemple, l'emplacement du biseau : la distance lentille-œil (ou lentille -centre de rotation de l'œil) n'est pas la même si le biseau est positionné en face avant du verre ou en face arrière. La courbure du verre peut, elle aussi, influer sur la position (surtout si l'opticien ne fait pas de rhabillage de la monture). Cette étape permet également de calculer les côtes nécessaires au centrage des verres distance entre les deux centres de rotation de l'œil (CROg, CROd) (qui remplace avantageusement la mesure de la distance interpupillaire (norme ISO 13666) avec un pupillomètre classique) demi-écarts inter CRO dans le plan de la monture (par demi-écarts inter CRO il faut entendre la distance qui sépare la projection du centre de rotation de l'œil (CRO) selon la direction de regard lorsque l'œil regarde droit de devant un objet situé au niveau de l'œil avec la ligne médiance de la monture des lunettes) hauteurs de montage œil droit et œil gauche dans le plan de la monture II est aussi avantageux d'utiliser le même appareil pour la mesure des coordonnées du centre de rotation de l'œil et pour la détermination de la position souhaitée de la lentille ophtalmique, puisque ceci évite un changement de repère pour disposer, dans un même repère, de la position dans l'espace, du centre de rotation de l'œil et de la lentille souhaitée. Des mesures avec des appareils différents sont néanmoins possibles avec un simple changement de repère. On connaît, après les étapes 10, 15 et 20, la position souhaitée de la lentille ophtalmique, ainsi que la position du centre de rotation de l'œil. On connaît donc la position relative, dans l'espace, de la lentille souhaitée et du centre de rotation de l'œil du porteur. Dans l'exemple, on a déterminé d'abord la position du centre de rotation de l'œil à l'étape 10, puis une direction du regard dans la posture naturelle du porteur à l'étape 15, puis la position souhaitée de la lentille à l'étape 20. On peut bien entendu procéder dans l'ordre inverse: on obtiendrait de la même façon une position relative, dans l'espace, de la lentille souhaitée et du centre de rotation de l'œil du porteur. Le procédé de détermination comporte également une étape de calcul des caractéristiques de la lentille, en utilisant les coordonnées du centre de rotation de l'œil et la position déterminée de la lentille souhaitée. Dans l'exemple de la figure 1, on peut par exemple adapter cette étape de calcul d'une lentille unifocale, c'est-à-dire d'une lentille destinée à un porteur myope ou hypermétrope, à qui l'on fournirait traditionnellement une lentille sphérique ou torique.
L'étape de calcul comprend le choix d'une lentille de départ, qui est par exemple, pour le cas d'une prescription unifocale, la lentille sphérique ou torique correspondant à la prescription du porteur. Cette lentille de départ est celle qui simplifie le plus l'étape de calcul, mais on pourrait utiliser une autre lentille de départ.
A l'étape 30, la lentille de départ est ensuite positionnée dans la position déterminée à l'étape 20. Cette étape de positionnement n'implique pas de disposer physiquement la lentille dans la monture; elle consiste simplement à placer, pour le calcul, la lentille de départ dans la position relative souhaitée par rapport au centre de rotation de l'œil. En pratique, on peut utiliser pour ce positionnement une représentation de la lentille de départ sous forme d'une représentation informatique. On peut procéder à l'étape de positionnement en utilisant l'un ou l'autre des repères proposés plus bas et en définissant la position de la représentation informatique de la lentille dans ce repère. Pour une prescription d'astigmatisme, on tient bien entendu compte de la position des axes principaux de la lentille. On peut, comme expliqué en référence à l'étape 20, prendre en considération les paramètres de détourage / montage pour positionner la lentille de départ.
A l'étape 40, on procède au calcul de la lentille, à partir de la lentille de départ ainsi positionnée, et connaissant la position du centre de rotation de l'œil ainsi que la direction mesurée en posture naturelle à l'étape 15. A cette fin, on peut procéder à une analyse des fronts d'ondes à travers la lentille. La propagation des fronts d'onde à travers la lentille permet de modéliser la fonction optique de la lentille de même que ses défauts et aberrations associés. Les effets des modifications apportées à la lentille (modification par exemple de la surface avant ou arrière dans le cas d'une lentille classique caractérisée par les phénomènes de réfraction de la lumière ou modification par exemple de la fonction de phase dans le cas d'une lentille diffractive) peuvent donc être étudiés et quantifiés de façon à obtenir les caractéristiques optiques souhaitées pour la lentille pour le porteur considéré.
Si l'on prend en considération les paramètres de détourage / montage de la lentille, la modification géométrique de la lentille peut conduire à une modification de la position spatiale, si on applique à nouveau les paramètres de détourage / montage à la lentille modifiée. On peut recalculer les paramètres puis modifier à nouveau la lentille. La boucle de calcul peut être arrêtée dès lors que la différence entre les anciens et les nouveaux paramètres est dans un ordre de grandeur qui n'influence plus significativement la géométrie de la nouvelle lentille. On peut aussi arrêter la boucle de calcul en cas de divergence, et dans ce dernier cas imposer d'autres paramètres de détourage / montage.
A l'issue de l'étape 40, on a déterminé les caractéristiques de la lentille. Comme le procédé prend en considération la position du centre de rotation de l'œil mesuré en vision binoculaire, on assure que le centre de rotation de l'œil utilisé pour le calcul de la lentille est très proche du centre de rotation de l'œil réel, de sorte que la lentille est réellement adaptée au porteur.
La prise en compte de la mesure, sur le porteur en vision binoculaire, des coordonnées tridimensionnelles du centre de rotation de l'œil du porteur, dans le cadre du procédé de détermination d'une lentille ophtalmique pour un œil d'un porteur (détermination monoculaire d'une lentille ophtalmique) permet également d'améliorer de façon importante le confort du porteur. Cette amélioration du confort est liée notamment au fait qu'il est ainsi possible de prendre en compte le segment défini par le centre de rotation de l'œil gauche et le centre de rotation de l'œil droit (CROg-CROd). Ce segment est en effet une donnée qui peut être ainsi avantageusement prise en compte dans la détermination monoculaire de la lentille ophtalmique. Ce segment permet de relier spatialement les deux yeux du porteur entre eux de façon précise et donc malgré un calcul monoculaire de la lentille, la position relative des deux yeux du porteur peut être prise en compte pour préciser encore plus le calcul en prenant en compte des notions de vision binoculaire. Les deux verres pour un même porteur sont calculés séparément mais ces calculs peuvent grâce à cette mesure être faits de façon inter-dépendante pour améliorer le confort visuel du porteur en vision binoculaire.
Comme le procédé utilise aussi la détermination de la position souhaitée de la lentille, la lentille obtenue selon le procédé n'est pas affectée par une variation de la position due à la monture. Si par exemple un porteur a une monture présentant une inclinaison importante, cette inclinaison est prise en compte dans la détermination des caractéristiques de la lentille; le porteur dispose donc d'une lentille adaptée à sa prescription.
La figure 2 illustre un ordinogramme d'un exemple de mise en œuvre d'un procédé de détermination d'une lentille ophtalmique par optimisation par tracé de rayons.
Comme dans l'exemple de la figure 1, le procédé de détermination comporte une étape 10 de mesure, sur le porteur en vision binoculaire, des coordonnées tridimensionnelles du centre de rotation d'un œil du porteur, une étape 15 de mesure d'au moins une direction du regard en posture naturelle ainsi qu'une étape 20 de détermination de la position souhaitée de la lentille ophtalmique. A l'issue de ces trois étapes, on dispose de la position relative, dans l'espace, du centre de rotation de l'œil et de la lentille, telle qu'elle sera effectivement portée par le porteur.
L'étape de calcul comprend le choix d'une lentille de départ. Cette lentille de départ ne correspond pas à une lentille physique mais à une modélisation informatique. Cette lentille de départ peut être choisie de différentes manières. Il peut s'agir de celle qui simplifie le plus l'étape d'optimisation qui suit. Mais on pourrait utiliser également une autre lentille de départ, par exemple, correspondant à des contraintes données, par exemple de types géométriques.
A l'étape 60, la lentille de départ est ensuite positionnée dans la position déterminée à l'étape 20. Les remarques faites ci-dessus s'agissant de l'étape 30 s'appliquent, mutatis mutandis.
A l'étape 70, on procède au calcul de la lentille, à partir de la lentille de départ ainsi positionnée, et connaissant la position du centre de rotation de l'œil. A cette fin, on peut procéder par optimisation, à partir de la lentille de départ, par tracé de rayons. Les rayons utilisés sont déterminés en fonction du centre de rotation de l'œil mesuré et de la position de la lentille.
L'étape 70 de calcul peut être réalisée de différentes manières et notamment par optimisation optique par un programme d'optimisation tel que décrit dans les documents EP-
A-O 990 939 ou WO-A-2007/017766. Comme expliqué en référence à la figure 1, il est aussi possible pour une meilleure précision, de prendre en considération les paramètres de détourage / montage de la lentille dans une monture choisie.
L'étape de calcul des caractéristiques de la lentille (étapes 30 et 40 à la figure 1, étapes
60 et 70 à la figure 2) permet de prendre en compte, dans la détermination de la lentille, la mesure binoculaire plus précise de la position réelle du centre de rotation de l'œil dans un repère obtenue à l'étape 10 de mesure. Il en résulte une lentille présentant des propriétés optiques améliorées par rapport à une lentille déterminée sans une prise en compte précise des coordonnées tridimensionnelles du centre de rotation de l'œil du porteur, en vision binoculaire. On entend ici par propriétés optiques la qualité de l'image perçue par le porteur.
Les propriétés optiques comprennent ainsi le défaut de puissance ou le défaut d'astigmatisme. L'étape de calcul prend aussi en compte la position de la lentille, telle qu'elle sera effectivement portée par le porteur, qui est déterminée à l'étape 20.
L'étape de calcul prend également en compte la direction mesurée en posture naturelle, comme réalisé à l'étape 15.
La lentille est ainsi mieux adaptée au porteur auquel elle est destinée. Le confort visuel du porteur est ainsi maximisé.
Dans l'exemple de la figure 1 on a considéré une prescription unifocale pour illustrer le choix de la lentille de départ. On peut toutefois appliquer la solution d'une analyse de fronts d'onde à d'autres types de prescriptions (multifocale par exemple) et ce pour tous types de lentilles (lentilles classiques de mêmes que les verres microstructurés, verres adaptatifs ou verres à gradient d'indice).
L'exemple de la figure 2 est quant à lui particulièrement adapté à une prescription multifocale: la distribution des rayons lors du tracé de rayons dépendant de la zone de vision considérée. On peut aussi appliquer la méthode d'optimisation par tracé de rayons à des prescriptions unifocales, ou encore pour une lentille atorique, pour des verres micro structurés (verres pixelisés, verres diffractif, Fresnel), des verres adaptatifs ou des verres à gradient d'indice. L'amélioration des propriétés optiques précédemment mentionnées est illustrée par les exemples des figures 6 à 13. Dans cet exemple, on cherche à déterminer une lentille progressive pour la prescription suivante :
- sphère prescrite : 4 dioptries,
- cylindre prescrit : 0 dioptries, - axe de 0°,
- addition : 2 dioptries.
L'indice du verre vaut 1,665 et le diamètre du verre est de 65 mm. Les caractéristiques optiques présentées ensuite dans les figures 6 à 13 ont été obtenues par calcul. Les figures 6 et 7 concernent une lentille de l'art antérieur pour un porteur moyen pour lequel la lentille a été optimisée en tenant compte d'une position théorique du centre de rotation de l'oeil . On entend ici par porteur moyen un porteur dont la distance entre le centre de rotation de l'oeil et le verre est de 26mm; cette distance correspond à la somme de la distance entre le centre de rotation de l'oeil et le vertex de la cornée et la distance entre le vertex de la cornée et le verre, cette dernière étant également appelée distance verre-œil. La figure 6 est une représentation graphique des lignes d'égale puissance, i.e. des lignes formées des points ayant une valeur de puissance identique. La figure 6 permet ainsi de visualiser une carte de puissance. La figure 7 montre les lignes d'égal astigmatisme. La figure 7 est ainsi une représentation graphique du défaut d'astigmatisme. La puissance au point de vision de loin est de 4,00 dioptries et de 6,04 dioptries au point de vision de près. Le défaut d'astigmatisme est de 0,00 dioptries au point de vision de loin et de 0,13 dioptries au point de vision de près.
Les figures 8 et 9 présentent respectivement une carte de puissance et une carte du défaut d'astigmatisme pour la même lentille de l'art antérieur (donc toujours optimisée pour le porteur moyen) dans le cas d'un porteur réel. Pour le porteur réel choisi, la distance entre le centre de rotation de l'œil et le sommet de la cornée est de 11 mm et la distance verre-œil est de 10 mm. Par ailleurs, la figure 10 montre la puissance selon la méridienne, avec une définition de puissance similaire à celle donnée dans le document EP-A-O 990 939. Les abscisses sont graduées en dioptries, et les ordonnées donnent la direction de regard ; le trait plein montre la puissance, et les traits interrompus les quantités 1/JT et 1/JS définies à la figure 1 du document EP-A-O 990 939, pour des distances objets correspondant à un ergorama représentatif des distances des points objets dans chaque direction du regard et simulant un espace objet moyen. La figure 10 donne ainsi accès au défaut de puissance et d'astigmatisme selon la méridienne.
La puissance dans la direction de vision de loin est de 4,02 dioptries et de 6,35 dioptries dans la direction de vision de près. Le défaut d'astigmatisme est de 0,03 dioptries dans la direction de vision de loin et de 0,59 dioptries dans la direction de vision de près. La comparaison entre les figures 6 et 8 montre notamment l'apparition d'une erreur de puissance en vision de près. La comparaison des figures 7 et 9 montrent que lorsqu'un porteur réel est considéré, l'astigmatisme peut varier. Notamment, dans l'exemple considéré les champs d'astigmatisme ne sont pas aussi dégagés en vision de loin et en vision de près que lorsqu'un porteur moyen était considéré.
Les figures 11 et 12 présentent respectivement une carte de puissance et une carte du défaut d'astigmatisme pour une lentille obtenue par le procédé de détermination selon l'invention pour le même porteur réel. La figure 13 illustre le défaut de puissance et d'astigmatisme selon la méridienne pour la lentille pour le même porteur réel. La lentille a été déterminée comme proposé en référence à la figure 2 par tracé de rayons en positionnant dans l'espace la lentille dans la position souhaitée par rapport au centre de rotation de l'œil, mesuré pour le porteur réel en vision binoculaire. Sur la figure 11, la puissance dans la direction de vision de loin est de 4,00 dioptries et de 6,03 dioptries dans la direction de vision de près. Sur la figure 13, le défaut d'astigmatisme est de 0,00 dioptries dans la direction de vision de loin et de 0,20 dioptries dans la direction de vision de près. Les performances optiques obtenues par la lentille obtenue par le procédé de détermination selon l'invention sont donc comparables aux performances obtenues dans le cas des figures 6 et 7. La comparaison de la figure 10 à la figure 13 montre également que la lentille optimisée selon le procédé de détermination présente des propriétés optiques meilleures que la lentille de l'art antérieur. Il en résulte qu'une lentille obtenue par le procédé de détermination est mieux adaptée au porteur que la lentille de l'art antérieur.
Afin d'améliorer encore les propriétés optiques de la lentille, il est avantageux que le centre de rotation de l'œil mesuré à l'étape 10 de mesure soit le centre de rotation optique plutôt que le centre de rotation mécanique. Heinz DIEPES, Refraktionsbestimmung, ISBN 3- 922269-50-8, DOZ Verlag, Optische Fachverôffentlichung GmbH Heidelberg contient la définition connue de l'homme du métier pour le centre de rotation optique et le centre de rotation mécanique. En effet, en pratique, le rayon moyen qui arrive dans l'œil du porteur passe par le centre de rotation optique. Les coordonnées tridimensionnelles de ce centre de rotation optique peuvent être déterminées, en vision binoculaire par fixation binoculaire simultanée d'une cible.
Dans l'exemple de la figure 2, le procédé peut comporter également une étape de mesure dans le repère de la position de la pupille de l'œil. L'étape de calcul peut alors utiliser la position de la pupille mesurée. Cela permet de mieux prendre en compte les aberrations qui dépendent de la pupille. Il en résulte une amélioration de l'image perçue par le porteur qui comporte ainsi moins d'aberrations.
Plusieurs repères différents peuvent être envisagés pour la mise en œuvre de l'étape de calcul. Notamment, le repère peut être un repère lié à la tête du porteur. Un tel repère présente l'avantage d'être facilement accessible lors de l'étape de mesure de la position du centre de rotation de l'œil; il reste aussi facilement accessible pour l'étape de détermination.
Lorsque l'étape 10 de mesure s'effectue sur un porteur portant une monture, le repère peut être lié à la monture. Cela permet d'obtenir un repère indépendant du porteur. La mesure de la position du centre de rotation de l'œil peut s'effectuer directement dans un repère lié à la monture. La détermination de la position de la lentille consiste alors simplement à centrer la lentille dans la monture, soit en utilisant les paramètres de boxing habituels, soit, comme expliqué ci-dessous, avec une mesure dans les conditions de posture naturelle des directions de regard du porteur. La mise en œuvre de la fabrication de la lentille est aussi facilitée par l'utilisation d'un tel repère, notamment si l'étape 10 de mesure de la position du centre de rotation de l'œil n'est pas effectuée au même endroit que l'étape de calcul; il suffit en effet que les deux endroits impliqués dans la fabrication puissent disposer d'une monture du même modèle.
Il est également possible que le repère soit un repère lié à l'œil. Un repère lié à l'œil est un repère dont un des axes est la direction primaire du regard. Cela permet d'obtenir une étape de calcul plus simple à mettre en œuvre parce que les tracés de rayons se font dans un repère dont un des axes est l'axe optique du système optique œil- lentille.
On peut encore utiliser un repère calculé en fonction des coordonnées tridimensionnelles de chacun des centres de rotation du porteur. On peut définir un tel repère notamment de la façon suivante : choix du premier axe passant par les deux centres de rotation mesurés choix du deuxième axe tel que comprenant la médiatrice du segment défini par les deux centres de rotation et parallèle au plan de Francfort choix du troisième axe tel qu'il soit perpendiculaire aux deux axes précédents. Ceci présente l'avantage de permettre de positionner la tête par rapport à l'espace objet et de gouverner la cinématique des deux yeux tournants autour de leur centre de rotation.
L'étape 10 de mesure peut s'effectuer dans des conditions de posture naturelle du porteur. On entend par posture naturelle la tendance naturelle d'un porteur à prendre une position préférentielle de la tête qui n'est pas celle d'une tête droite lorsqu'il regarde un point de référence. La position préférentielle peut être caractérisée par des angles de posture par rapport à une posture de référence qui peut par exemple être la posture de tête droite. La prise en compte des conditions de la posture naturelle permet d'obtenir une lentille qui est encore mieux adaptée aux besoins du porteur. Par rapport à la méthode traditionnelle, dans laquelle on suppose que le porteur a toujours la tête droite en vision de loin, la mesure dans les conditions de posture naturelle permet de mieux prendre en considération la position réelle du porteur. Si par exemple le porteur a en vision de loin la tête légèrement penchée vers l'avant, la zone de vision de loin sera plus haute sur la lentille que par rapport à la position de la zone de vision de loin dans une lentille traditionnelle. De la même façon, il est également possible de prendre en compte la condition de posture naturelle lorsque le porteur regarde en vision de près, par exemple lorsque le porteur lit un document. Si par exemple le porteur a en vision de près la tête légèrement orientée sur le côté, la zone de vision de près sera décalée du même côté sur la lentille que par rapport à la position de la zone de vision de près dans une lentille traditionnelle. Dans la méthode traditionnelle, on suppose que le porteur regarde toujours un objet situé dans le plan sagittal lorsqu'il regarde en vision de près.
Une autre méthode telle qu'illustrée par les ordinogrammes des figures 1 et 2 est de réaliser une étape 15 supplémentaire dans laquelle au moins une direction de regard en posture naturelle est mesurée. L'effet d'une posture de tête non nulle sur la correction ophtalmique d'un porteur est plus particulièrement illustré par la comparaison des figures 14 et 15. Ces deux figures correspondent à une illustration particulière pour la posture naturelle horizontale lorsque le porteur regarde en vision de loin. Une illustration similaire permettrait de mettre en évidence l'effet d'une posture naturelle verticale non nulle. Dans la figure 14, deux yeux avec leur lentille de corrections sont représentés. Dans cette situation, la posture naturelle de la tête correspond à une posture de tête droite, c'est-à-dire une posture de tête nulle. Les coordonnées des centres de rotations de l'œil gauche noté OG et de l'œil droit noté OD sont données dans un repère de calcul R qui est choisi arbitrairement. Le repère de calcul R est un repère tridimensionnel dont les axes sont les axes x, y et z. Dans ce repère R, les coordonnées xg, yg et zg sont celles du centre de rotation de l'œil gauche et les coordonnées xd, yd et zd sont celles du centre de rotation de l'œil droit. Chaque lentille est positionnée et orientée relativement au centre de rotation correspondant. Chaque lentille présente ainsi une inclinaison propre liée à la monture. On peut ainsi définir pour chaque lentille un repère tridimensionnel propre noté Ri g pour la lentille de l'œil gauche et Ri_d pour la lentille de l'œil droite.
Selon la figure 14, l'origine du repère Ri g est le point G qui correspond à l'intersection de la direction primaire de regard (direction de regard du porteur lorsqu'on lui demande de regarder au loin droit devant lui) et la face arrière de la lentille. Ainsi, si les axes du repère Ri_g sont notés xi_g, yi_g et zi_g, l'axe yi_g est parallèle à l'axe y tandis que l'axe xi_g correspond à tangente à la face arrière de la lentille en G. L'axe zi_g étant tel que xi_g, yi_g et zi g forment un trièdre direct. De ce fait, l'axe zi g est normal à la surface arrière en G. En outre, le repère de la lentille gauche Ri g se déduit du repère R par une rotation d'angle βg autour de l'axe y dans le plan (x,z), la rotation étant effectuée dans le sens trigonométrique, soit le sens inverse des aiguilles d'une montre. Ainsi, les axes xi_g et x d'une part et zi_g et z d'autre part forment un angle βg entre eux. L'angle βg est lié à la monture.
Selon la figure 14, l'origine du repère Rj_d est le point D qui correspond à l'intersection de la direction primaire de regard (direction de regard du porteur lorsqu'on lui demande de regarder au loin droit devant lui) et la face arrière de la lentille. Ainsi, si les axes du repère Ri_d sont notés xi_d, yi_d et zi_d, l'axe yi_d est parallèle à l'axe y tandis que l'axe xi_d correspond à tangente à la face arrière de la lentille en D. L'axe zi_d étant tel que xi_d, yi_d et zi_d forment un trièdre direct. De ce fait, l'axe zi_d est normal à la surface arrière en D. En outre, le repère de la lentille gauche Ri_d se déduit du repère R par une rotation d'angle βd autour de l'axe y dans le plan (x,z), la rotation étant effectuée dans le sens anti- trigonométrique, soit le sens des aiguilles d'une montre. Ainsi, les axes xi_d et x d'une part et zi_d et z d'autre part forment un angle -βd entre eux. L'angle βd est lié à la monture.
De manière similaire à la figure 14, il est défini des repères tridimensionnels propres notés Ri' g pour la lentille de l'œil gauche et Ri' d pour la lentille de l'œil droite dans le cas de la figure 15. Dans la situation de la figure 15, la posture naturelle de la tête est non nulle. Dans un soucis de simplicité, toutes les notations et définitions précédentes sont utilisées pour les repères liés à la monture avec un indice « ' ». Ainsi, les axes xi'_g et x d'une part et zi'_g et z d'autre part forment un angle β'g entre eux. De manière similaire, les axes xi' d et x d'une part et zi' d et z d'autre part forment un angle -β'd entre eux. L'intersection de la direction primaire du regard avec la face arrière de la lentille de l'œil gauche est notée G' et l'intersection de la direction primaire du regard avec la face arrière de la lentille de l'œil droit est le point D'. Pour aider à la compréhension, on a illustré sur la figure 15 à la fois la direction primaire du regard dans le cas d'une posture naturelle de la tête non nulle (illustrée par les flèches en trait plein) et direction primaire du regard dans le cas d'une posture naturelle de la tête nulle (illustrée par les flèches en traits pointillés).
La figure 16 correspond à une vue agrandie de la figure 15 pour l'œil gauche. Par comparaison avec la figure 15, il est alors constaté que l'inclinaison des lentilles dans le plan formée par les axes x et z est modifiée entre une posture naturelle horizontale nulle et une posture naturelle horizontale non nulle. Cela signifie que les angles βg et β'g sont différents. L'autre modification est relative à la position respectives des points G et G'. Pour faciliter la comparaison, le point G a été indiqué sur la figure 16, sachant qu'il ne correspond plus à la direction primaire du porteur en posture naturelle. Cela permet néanmoins d'observer que la lentille est décentrée d'une quantité ΔXg selon l'axe x et éloignée d'une quantité ΔZg selon l'axe z du centre de rotation de l'œil gauche OG. La quantité ΔXg correspond à la différence en coordonnées selon l'axe x entre le point G' et le point G alors que la quantité correspond à la différence en coordonnées selon l'axe z entre le point G' et le point G. De manière similaire, bien que la figure agrandie ne soit pas représentée, les angles βd et β'd sont différents et la lentille de l'œil droit est décentrée d'une quantité ΔXd selon l'axe x et éloignée d'une quantité ΔZd selon l'axe z du centre de rotation de l'œil droit OD. La quantité ΔXd correspond à la différence en coordonnées selon l'axe x entre le point D' et le point D alors que la quantité correspond à la différence en coordonnées selon l'axe z entre le point D' et le point D.
Ainsi, la comparaison des figures 14 à 16 montre que les positions et orientations des lentilles dans la cas d'une posture de tête non nulle sont différentes par rapport à la situation de posture de tête nulle. Cela implique que la posture de tête induit des changements dans l'utilisation des lentilles .
Ces changements apparaissent également par comparaison des performances des lentilles en condition d'utilisation illustrés à partir des figures 17 à 21 présentant des cartes de défaut d'astigmatisme pour des lentilles présentant la même prescription que les lentilles des figures 6 à 13 décrites précédemment. Une des performances est représentée par les cartes de défaut d'astigmatisme des figures 17 et 18. Ces défauts d'astigmatisme sont représentés dans un repère lié à l'œil gauche tel que défini dans la figure 24. Pour les deux cartes, les directions de regards sont exprimées dans le repère d'origine défini lorsque le porteur a un port de tête nulle. La direction de regard (α=0 ;β=0) correspond à la direction de regard primaire lorsque le port de tête est nul. La carte selon la figure 17 correspond au cas d'une posture de tête nulle alors que dans le cas de la carte selon la figure 18, le porteur a une posture de tête non nulle telle : β'g = βg - 5°. Cela permet de constater qu'une posture de tête non nulle modifie la répartition et la quantité d'astigmatisme de la lentille lorsque cette dernière a été optimisée avec la condition de port de tête nulle. Par exemple, sur la figure 17, le défaut d'astigmatisme dans la direction de vision de loin est de 0.00 dioptries et dans la direction de vision de près de 0.13 dioptries, et sur la figure 18, le défaut d'astigmatisme dans la direction de vision de loin est de 0.05 dioptries et dans la direction de vision de près de 0.49 dioptries. En outre, une perte de symétrie droite/gauche est observée de part et d'autre de la méridienne 12 sur les figures 17 et 18. La méridienne correspond à la direction moyenne du regard lorsque le porteur regarde de la vision de loin à la vision de près. De plus, les courbes d'iso astigmatisme sont décalées du côté nasal.
Les effets mis en évidence précédemment pour une posture de tête horizontale non nulle existent aussi dans le cas d'une posture de tête verticale non nulle. Dans une telle situation, l'angle d'inclinaison vertical autour de x dans le plan y,z serait modifié et la lentille serait décentrée verticalement selon y et éloignée ou rapprochée du centre de rotation optique selon l'œil considéré. En outre, dans le cas d'une posture de tête horizontale non nulle et une posture de tête verticale non nulle, il y aurait une combinaison des effets précédemment mentionnés, à savoir une modification des angles d'inclinaison horizontal et vertical ainsi qu'un décentrement de la lentille à la fois horizontalement et verticalement et un changement de la distance entre la lentille et le centre de rotation de l'œil associé. On entend par distance entre la lentille et le centre de rotation de l'œil, la distance entre le point d'intersection de la direction primaire du regard avec la face arrière de la lentille sur la droite z et le centre de rotation de l'œil.
De ce fait, la position de la lentille par rapport au centre de rotation de l'œil et notamment les directions du regard retenues pour les calculs de puissance et d'astigmatisme sont plus représentatives de la réalité lorsque l'on prend en considération la posture naturelle, plutôt qu'une posture moyenne déterminée par des méthodes statistiques ou une posture nulle. Un tel bénéfice peut être mis en évidence par la comparaison des figures 18 et 19. Ce sont chacune des cartes représentant le défaut d'astigmatisme pour deux lentilles. Pour chacune des figures, la posture naturelle horizontale du porteur est telle que β'g = βg - 5°. Ces défauts d'astigmatisme sont représentés dans un repère lié à l'œil gauche tel que défini dans la figure 24. Pour les deux cartes, les directions de regards sont exprimées dans le repère d'origine défini lorsque le porteur a un port de tête nulle. La direction de regard (α=0 ;β=0) correspond à la direction de regard primaire lorsque le port de tête est nul. Pour la lentille selon l'exemple de la figure 18, la posture n'a pas été prise en compte dans le calcul des caractéristiques de la lentille ophtalmique alors que pour la lentille selon l'exemple de la figure 19, la posture naturelle du porteur a été prise en compte dans le calcul des caractéristiques. Il est alors possible de constater que la répartition d'astigmatisme est différente entre les deux situations. En particulier, sur la figure 18, le défaut d'astigmatisme dans la direction de vision de loin est de 0.05 dioptries et dans la direction de vision de près de 0.49 dioptries, et sur la figure 19, le défaut d'astigmatisme dans la direction de vision de loin est de 0.00 dioptries et dans la direction de vision de près de 0.18 dioptries. En outre, la symétrie de la répartition du défaut d'astigmatisme est retrouvée par rapport à la situation où la posture de tête est nulle (voir figure 17). La prise en compte de la posture naturelle du porteur dans le calcul de la lentille ophtalmique permet donc bien de mieux adapter la lentille au porteur.
Selon un mode de réalisation, il est possible de ne pas prendre en compte les effets de décentrement induit par la posture naturelle du porteur dans le calcul. Seules la modification de l'orientation de la lentille et le changement de la distance entre la lentille et le centre de rotation de l'œil associé sont alors prises en compte dans le calcul des caractéristiques de la lentille. Cela permet de simplifier le calcul tout en conservant de bonne performance pour la lentille parce que l'opticien peut lors de l'opération de centrage compenser l'effet de décentrement en décentrant la lentille. C'est ce qu'illustrent les exemples des figures 20 et 21. Ce sont chacune des cartes représentant le défaut d'astigmatisme pour deux lentilles. Pour chacune des figures, la posture naturelle horizontale du porteur est telle que β'g = βg - 5°. Ces défauts d'astigmatisme sont représentés dans un repère lié à l'œil gauche tel que défini dans la figure 24. Pour les deux cartes, les directions de regards sont exprimées dans le repère d'origine défini lorsque le porteur a un port de tête nulle. La direction de regard (α=0 ;β=0) correspond à la direction de regard primaire lorsque le port de tête est nul. La lentille selon l'exemple de la figure 20 a été obtenue en ne prenant en compte aucun effet dû à la posture de tête non nulle (modification de l'orientation de la lentille, changement de la distance entre lentille et le centre de rotation de l'œil, décentrement induit) dans le calcul. Au contraire, la modification de l'orientation de la lentille et le changement de la distance entre la lentille et le centre de rotation de l'œil ont été pris en compte pendant le calcul pour la lentille selon l'exemple de la figure 21. Dans les deux cas, l'effet de décentrement a été pris en compte par l'opticien lors de l'opération de centrage. Il est observé que lorsqu' aucun effet n'est pris en compte pendant le calcul mais que l'effet du décentrement est compensé par l'opticien, les lignes d'iso astigmatisme ne sont pas décalées vers le côté nasal. Par comparaison avec la figure 18, cela s'explique par l'opération effectué par l'opticien. Mais, la répartition des défauts d'astigmatisme est différente par rapport au cas de la figure 17 correspondant à une posture naturelle nulle et la symétrie de la répartition est perdue. Ce n'est pas le cas de la lentille selon l'exemple de la figure 21. Cela montre bien que seule la prise en compte de la modification de l'orientation de la lentille et le changement de la distance entre la lentille et le centre de rotation de l'œil associé dans le calcul permet de retrouver les performances de la lentille optimisée avec une condition de port de tête nulle à condition que l'opticien compense le décentrement induit par la posture de tête non nulle.
L'utilisation de la mesure du centre de rotation de l'œil en vision binoculaire est également proposée dans un procédé de calcul des paramètres de détourage d'une lentille ophtalmique pour un porteur et une monture choisie par le porteur. La figure 3 illustre un ordinogramme de mise en œuvre d'un tel procédé. Le procédé comprend une étape 100 de détermination d'une lentille ophtalmique selon le procédé de détermination décrit précédemment en référence aux figures 1 et 2. Ainsi, selon l'exemple de la figure 3, l'étape 100 comprend trois étapes que sont l'étape 105 de mesure de la position du centre de rotation de l'œil en vision binoculaire dans un repère, l'étape 110 de mesure de la position de la pupille dans le repère, l'étape 115 de mesure d'au moins une direction de regard en posture naturelle et l'étape 120 de détermination de la position de la monture par rapport au centre de rotation de l'œil.
L'étape 130 est l'étape de calcul des caractéristiques de la lentille, à partir d'une lentille de départ positionnée dans la position souhaitée par rapport au centre de rotation de l'œil. Le procédé comporte également une étape 140 de calcul des paramètres de détourage de la lentille ophtalmique en fonction de la position de la lentille et de la monture dans le repère. La connaissance des paramètres de détourage de la lentille permet d'usiner ou de découper le contour de la lentille pour l'adapter à la monture choisie par le porteur. Une fois utilisées, les informations de détourage obtenues permettent d'obtenir des lentilles particulièrement bien adaptées au porteur.
C'est notamment le cas lorsque l'on utilise une mesure des directions du regard du porteur dans une posture naturelle. Au lieu de considérer des directions du regard pour un porteur moyen - par exemple une direction du regard en vision de loin correspondant à la tête droite - on peut considérer la posture naturelle du porteur, horizontalement ou verticalement.
L'utilisation des informations ou données de détourage se fait lors d'une étape de détourage de la lentille pouvant être réalisée dans le même lieu que le lieu où a été réalisé l'étape 130 de calcul ou dans un lieu différent.
Plus généralement, d'autres ensembles de données peuvent être utilisés pour la fabrication d'une lentille. Par exemple, un ensemble de données peut comporter les coordonnées tridimensionnelles, mesurées sur un porteur en vision binoculaire, du centre de rotation d'un œil d'un porteur, exprimées dans un repère. L'ensemble de données comprend également la position dans le même repère d'une monture. L'ensemble de données peut également comprendre des angles représentatifs de la posture naturelle du porteur dans le même repère. De tels ensembles de données présentent l'avantage de permettre d'obtenir par calcul des lentilles bien adaptées au porteur.
Ainsi, les ensembles de données précédemment décrits peuvent notamment être utilisés dans un procédé de fabrication d'une lentille. La figure 4 est un ordinogramme d'un exemple de mise en œuvre d'un tel procédé de fabrication. Le procédé comprend une étape 200 de mesure en un premier point, sur le porteur en vision binoculaire, des coordonnées tridimensionnelles du centre de rotation d'un œil du porteur dans un repère. Le premier point peut notamment être un lieu de vente de lentilles. A cette étape 200 de mesure, la position d'une monture choisie par le porteur est également mesurée dans le même repère.
Le procédé de fabrication comporte en outre une étape 220 de la transmission vers un deuxième point des coordonnées et de la position mesurées. Le deuxième point peut être en particulier un laboratoire de prescription qui, à partir de verres semi-finis quelconques, obtient des lentilles ayant les caractéristiques de la prescription du porteur. A l'étape 220 de transmission, il est possible de transmettre d'autres données comme la prescription du porteur que l'ophtalmologiste ou l'opticien note usuellement sous la forme d'un triplet (sphère, cylindre, axe) dans une convention donnée, soit dite « cylindre positif », soit « cylindre négatif ». Comme l'ophtalmologiste (ou l'opticien) peut aussi mesurer les conditions de port de monture spécifiques au porteur, notamment la distance verre-œil, l'angle pantoscopique et le galbe de la monture choisie peuvent également être transmise à l'étape 220 de transmission.
Le procédé de fabrication comprend également une étape 230 de détermination, au deuxième point, de la lentille par calcul des caractéristiques de la lentille par tracé de rayons passant par le centre de rotation de l'œil mesuré à partir d'une lentille initiale positionnée dans le repère par rapport au centre de rotation de l'œil.
Le procédé de fabrication comporte en outre une étape 240 de fabrication de la lentille ainsi déterminée. La fabrication peut être mise en œuvre dans n'importe quel lieu. Il peut s'agir du premier et du deuxième lieu mais un autre lieu est envisageable. Par exemple, le laboratoire de prescription peut recevoir les données transmises à l'étape 220 de transmission dans le deuxième lieu et mettre en œuvre la fabrication dans un troisième lieu. Le deuxième lieu peut alors être un central de traitement des données transmises et le troisième lieu une usine de fabrication de lentilles. Un tel procédé a l'avantage de permettre une fabrication plus rapide des verres, la lentille pouvant être fabriquée juste après la mesure.
Le procédé de fabrication peut également comporter les étapes de mesure de la position de la monture dans le repère utilisé pour la détermination, de calcul des paramètres de détourage de la lentille ophtalmique en fonction de la position de la lentille et de la monture dans le repère et de détourage de la lentille. Cela permet d'obtenir une lentille détourée adaptée au porteur.
Le procédé peut en outre comporter une étape 210 de mesure au premier point d'angles représentatifs de la posture naturelle du porteur dans le repère. Selon l'exemple de la figure 4, l'étape 210 de mesure de la posture naturelle a lieu après la mesure, pour le porteur en vision binoculaire des coordonnées tridimensionnelles du centre de rotation d'un œil du porteur. Il est néanmoins envisageable d'effectuer ces deux étapes 200, 210 de mesure dans un ordre distincts.
L'étape 220 de transmission peut alors comprendre la transmission des angles de postures mesurés et l'étape 230 de détermination peut utiliser les angles de postures mesurés. La lentille fabriquée est ainsi mieux adaptée au porteur. L'utilisation de la mesure du centre de rotation de l'œil en vision binoculaire est également proposée pour un simulateur d'une image vue par un porteur à travers une lentille ophtalmique. Un tel simulateur est ainsi adapté à mettre en œuvre un procédé de simulation d'une image vue par un porteur à travers une lentille ophtalmique. La figure 5 illustre un ordinogramme d'exemple de mise en œuvre d'un tel procédé de simulation. Le procédé de simulation comprend une étape 300 de mesure, sur le porteur en vision binoculaire, des coordonnées tridimensionnelles du centre de rotation d'un œil du porteur dans un repère. A titre d'illustration, de même que pour le procédé de détermination décrit précédemment, le repère peut être un repère lié à la tête du porteur, un repère peut être lié à la monture lorsqu'une monture a été choisie ou un repère lié à l'œil. Le procédé de simulation comprend également une étape 305 de mesure d'au moins une direction de regard en posture naturelle. Le procédé de simulation comporte en outre une étape 310 de positionnement de la lentille dans le même repère.
Le procédé comprend également une étape 320 de calcul d'une image vue par le porteur par tracé de rayons passant par le centre de rotation de l'œil et par la lentille. Le procédé de simulation prenant en compte la position réelle du centre de rotation de l'œil, l'image simulée est plus proche de la réalité que si une position approchée du centre de rotation de l'œil avait été prise en compte. Le calcul prend également en compte la direction de regard mesurée en posture naturelle.
Le procédé de simulation peut en outre comporter une étape de mesure dans le repère de la position de la pupille de l'œil. L'étape 320 de calcul utilise alors la position de la pupille mesurée. Cela permet de mieux simuler l'image parce que l'impact des aberrations hors champ qui dépendent de la taille de la pupille sur l'image est calculé avec plus de précision.
Le simulateur permettant la mise en œuvre de ce procédé comprend des moyens de calculs adaptés à mettre en œuvre le procédé de simulation; on peut y associer des moyens connus en soi d'entrée de donnés. Le simulateur comprend en outre des moyens de visualisation de l'image calculée. On peut ainsi montrer à un porteur la différence entre une lentille selon l'invention et une lentille classique, pour lui permettre d'apprécier les effets de l'invention.
Dans la description ci-dessus, nous avons vu que le procédé de détermination d'une lentille ophtalmique pour un œil d'un porteur comprend une étape de calcul des caractéristiques de la lentille ophtalmique utilisant les coordonnées mesurées et la position déterminée. Nous avons vu également que cette étape de calcul pouvait se décliner selon soit une étape de modification de la lentille ophtalmique de départ par analyse de fronts d'onde soit alternativement par optimisation, à partir de la lentille de départ, par tracé de rayons dépendants des coordonnées mesurées et de la position déterminée. D'autres variantes sont également possibles. Par exemple, selon une troisième alternative, durant l'étape de calcul, les caractéristiques de la lentille ophtalmique sont calculées par modification locale de la lentille ophtalmique au point d'impact avec le rayon moyen passant par le centre de rotation de l'œil mesuré pour une direction de regard donnée. Selon cette troisième alternative, il est ainsi possible d'obtenir des propriétés optiques voulues à partir, par exemple, de données pré calculées, stockées dans une base de données. Ces données pré calculées peuvent être, par exemple, des morceaux de surfaces ou des caractéristiques géométriques à appliquer localement à la surface comme, par exemple, un rayon de courbure ou des coefficients d'asphéricité.

Claims

REVENDICATIONS
1. Un procédé de détermination d'une lentille ophtalmique pour un œil d'un porteur, le procédé comportant les étapes de : - mesure (10), sur le porteur en vision binoculaire, des coordonnées tridimensionnelles du centre de rotation de l'œil du porteur;
- mesure (15) d'au moins une direction de regard en posture naturelle ;
- détermination (20) de la position souhaitée de la lentille ophtalmique;
- calcul des caractéristiques de la lentille ophtalmique en utilisant les coordonnées mesurées du centre de rotation de l'œil, la position déterminée de la lentille et la au moins une direction de regard mesurée en posture naturelle.
2. Le procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape de calcul comprend:
- une étape de positionnement (30) d'une lentille ophtalmique de départ dans la position déterminée; - une étape de modification (40) de la lentille ophtalmique de départ par analyse de fronts d'onde.
3. Le procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape de calcul comprend:
- une étape de positionnement d'une lentille ophtalmique de départ dans la position déterminée; - une étape d'optimisation, à partir de la lentille de départ, par tracé de rayons dépendant des coordonnées mesurées et la position déterminée.
4. Le procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel le procédé comporte une étape de mesure sur le porteur en vision binoculaire de la position de la pupille de l'œil par rapport au centre de rotation de l'œil et dans lequel l'étape de calcul utilise la position de la pupille mesurée.
5. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel l'étape de calcul s'effectue dans un repère lié à la tête du porteur, et/ou dans un repère lié à une monture, et/ou dans un repère lié à l'œil du porteur.
6. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 4, comprenant en outre une étape de mesure sur le porteur en vision binoculaire, des coordonnées tridimensionnelles du centre de rotation de chaque œil du porteur et dans lequel l'étape de calcul s'effectue dans un repère qui est fonction des coordonnées tridimensionnelles du centre de rotation de chaque œil du porteur.
7. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel l'étape de mesure des coordonnées tridimensionnelles du centre de rotation de l'œil s'effectue dans des conditions de posture naturelle du porteur.
8. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le centre de rotation de l'œil est le centre de rotation optique.
9. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel la au moins une direction de regard mesurée en posture naturelle est la direction primaire de regard.
10. Le procédé selon l'une des revendications 9, dans lequel à l'étape de mesure de la au moins une direction de regard, une distance de la lentille au centre de rotation de l'œil est mesurée correspondant à la distance entre l'intersection de la direction primaire du regard avec la face arrière de la lentille et le centre de rotation de l'œil, et à l'étape de calcul, le calcul utilise ladite distance mesurée.
11. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel la au moins une direction de regard mesurée en posture naturelle est la direction de regard lorsque le porteur regarde en vision de près.
12. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel plusieurs directions de regard sont mesurées en posture naturelle
13. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 12, dans lequel à l'étape de mesure de la au moins une direction de regard, une orientation de la lentille et une position de la lentille sont mesurées, et à l'étape de calcul, le calcul utilise ladite orientation de la lentille et ladite position de la lentille mesurées.
14. Un procédé de calcul des paramètres de montage et/ou de détourage d'une lentille ophtalmique pour un porteur et une monture choisie par le porteur, comprenant les étapes de :
- détermination d'une lentille ophtalmique selon le procédé de l'une des revendications 1 à 13;
- mesure de la position de la monture dans le repère utilisé pour les étapes de mesure et de détermination; - calcul des paramètres de montage et/ou de détourage de la lentille ophtalmique en fonction de la position de la lentille et de la monture dans le repère.
15. Un procédé de simulation d'une image vue par un porteur à travers une lentille ophtalmique, comprenant les étapes de : - mesure, sur le porteur en vision binoculaire, des coordonnées tridimensionnelles du centre de rotation d'un œil du porteur;
- mesure d'au moins une direction de regard en posture naturelle,
- positionnement de la lentille; les étapes de mesure et de positionnement s'effectuant ou étant ramenées dans le même repère,
- calcul d'une image vue par le porteur par tracé de rayons en tenant compte de la position mesurée du centre de rotation de l'œil, de la direction de regard mesurée en posture naturelle et de la position de la lentille.
16. Le procédé de simulation selon la revendication 15, dans lequel le procédé comporte une étape de mesure dans le repère de la position de la pupille de l'œil et dans lequel l'étape de calcul utilise la position de la pupille mesurée.
17. Un procédé de fabrication d'une lentille ophtalmique, comprenant les étapes de :
- mesure en un premier point sur le porteur en vision binoculaire, des coordonnées tridimensionnelles du centre de rotation d'un œil du porteur et de la position d'une monture choisie par le porteur, dans un même repère;
- mesure d'au moins une direction de regard en posture naturelle,
- transmission vers un deuxième point des coordonnées et de la position mesurées;
- détermination, au deuxième point, de la lentille par calcul en utilisant les coordonnées et la position mesurées; et - fabrication de la lentille ainsi déterminée.
18. Le procédé selon la revendication 17, comprenant en outre une étape de mesure au premier point d'angles représentatifs de la posture naturelle du porteur dans le repère, dans lequel
- l'étape de transmission comprend la transmission des angles de posture mesurés et - l'étape de détermination utilise les angles de posture mesurés.
19. Le procédé selon l'une des revendications 17 ou 18, comprenant en outre une étape de :
- mesure de la position de la monture dans le repère utilisé pour la détermination; - calcul des paramètres de détourage de la lentille ophtalmique en fonction de la position de la lentille et de la monture dans le repère ; et
- détourage de la lentille.
19. Un ensemble de données comprenant: - les coordonnées tridimensionnelles mesurées, sur le porteur en vision binoculaire, dans un repère, du centre de rotation d'un œil d'un porteur;
- des angles représentatifs de la posture naturelle du porteur dans le même repère ;
- la position d'une monture dans le même repère.
20. Un simulateur d'une image vue par un porteur à travers une lentille ophtalmique, le simulateur comprenant des moyens de calculs adaptés à mettre en œuvre le procédé de simulation selon l'une des revendications 15 ou 16 et des moyens de visualisation de l'image calculée par les moyens de calcul.
21. Un programme d'ordinateur, comprenant des moyens de programme pour effectuer les étapes de l'une quelconque des revendications 1 à 13, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.
22. Un produit de programme d'ordinateur comprenant des moyens de code de programme stockés sur un milieu lisible par un ordinateur, pour mettre en œuvre l'une quelconque des revendications 1 à 13, lorsque ledit produit de programme fonctionne sur un ordinateur.
23. Un programme d'ordinateur, comprenant des moyens de programme pour effectuer les étapes de l'une des revendications 15 ou 16, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.
24. Un produit de programme d'ordinateur comprenant des moyens de code de programme stockés sur un milieu lisible par un ordinateur, pour mettre en œuvre l'une des revendications 15 ou 16, lorsque ledit produit de programme fonctionne sur un ordinateur.
25. Le procédé de détermination d'une lentille ophtalmique selon la revendication 1, caractérisé en ce que durant l'étape de calcul, les caractéristiques de la lentille ophtalmique sont calculées par modification locale de la lentille ophtalmique au point d'impact avec le rayon moyen passant par le centre de rotation de l'œil mesuré pour une direction de regard donnée.
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