WO2010142888A1 - Verre de lunettes adapte pour corriger un defaut oculaire de coma - Google Patents

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WO2010142888A1
WO2010142888A1 PCT/FR2010/051079 FR2010051079W WO2010142888A1 WO 2010142888 A1 WO2010142888 A1 WO 2010142888A1 FR 2010051079 W FR2010051079 W FR 2010051079W WO 2010142888 A1 WO2010142888 A1 WO 2010142888A1
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WO
WIPO (PCT)
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coma
spectacle lens
transparent material
wearer
glass
Prior art date
Application number
PCT/FR2010/051079
Other languages
English (en)
Inventor
Gildas Marin
Benjamin Rousseau
Original Assignee
Essilor International (Compagnie Generale D'optique)
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C2202/00—Generic optical aspects applicable to one or more of the subgroups of G02C7/00
    • G02C2202/22—Correction of higher order and chromatic aberrations, wave front measurement and calculation

Definitions

  • the present invention relates to a spectacle lens which is adapted to correct an ocular defect of coma.
  • Coma is a known optical aberration, called higher order, which degrades an image formed by an optical system.
  • a subject's eye has a coma defect, then the image that is formed on the retina is not clear.
  • the ocular defect of coma thus reduces the visual acuity of the subject, in addition to possible eye defects in optical power and astigmatism.
  • Keratoconus is an eye defect that is mainly characterized by a coma aberration with a vertical orientation when the subject's head is itself vertical.
  • the amplitude of the coma of a ketatoconus is particularly important, so that this ocular defect inhibits the visual perception of the subject.
  • Document FR 2 868 170 describes, in particular, ophthalmic test lenses which are adapted to correct an ocular defect in coma.
  • These glasses have a thickness that varies according to a Zernike polynomial of coma. But the improvement in vision that is provided by such glasses decreases rapidly as soon as the eye of the wearer rotates relative to the glass. In fact, these glasses produce other optical aberrations and have optical powers unsuitable for viewing directions that are oblique. The part of the visual field of a wearer of such an ophthalmic lens, in which his visual acuity is improved by the glass, is therefore very restricted.
  • an ocular coma defect corresponds to the seventh and eighth Zernike polynomials when account is taken of the angular orientation of coma in the Zernike polynomial decomposition of the wave front of a light that enters the eye .
  • the Zernike polynomial numbering as used in the VSIA standard is used for "Vision Science and Its". Applications ", known to those skilled in the art.
  • the modification of the wavefront produced by a coma-correcting glass as described in document FR 2 868 170 corresponds to these seventh and eighth Zernike polynomials, with respective coefficients which are equal to one another. other in absolute values and respectively opposite to the corresponding coefficients which result from the ocular defect of the carrier's coma.
  • the document FR 2 868 170 also describes other ophthalmic lenses which are adapted to correct an ocular defect of triangular astigmatism, also called astigmatism in oblique clover or trefoil.
  • These other glasses have a thickness that varies according to a Zernike polynomial of oblique clover astigmatism.
  • the modification of the wavefront produced by such an oblique clover astigmatism corrective glass corresponds to to sixth and ninth polynomials of Zernike.
  • the respective coefficients of these sixth and ninth polynomials of Zernike are equal to each other in absolute values and opposite to the corresponding coefficients which result from the ocular defect of astigmatism in oblique clover of the wearer.
  • a first object of the invention is to provide a spectacle lens that improves the vision of a wearer with an ocular defect of coma.
  • a second object of the invention is to provide a wearer with keratoconus a spectacle lens that improves his vision.
  • a third object of the invention is to provide a coma-correcting eyeglass lens, which provides the wearer with improved vision. only when the direction of his gaze is parallel to the optical axis of the glass, but also when it is oblique with respect to this axis. In other words, an improvement is sought for the vision of the wearer when it looks in varying directions by turning his eye behind the glass. Equivalently, this third aim is to increase the part of the visual field of the wearer, in which the glass gives him an improvement in his visual acuity.
  • a fourth object of the invention is to provide a spectacle lens that is compatible with daily use by a subject having an eye defect of coma.
  • a fifth object of the invention is to provide a coma-correcting spectacle lens, which is relatively easy to manufacture, with a limited unit cost.
  • the invention proposes a spectacle lens which is adapted to produce a correction of a coma-eye defect oriented in a main direction, for a wearer of this lens, and which comprises a portion of a transparent material limited between an anterior and a posterior face of the glass.
  • a distribution of thickness values of the glass the thickness being measured between the anterior and posterior faces for variable points parallel to the glass, when this distribution of thickness values is decomposed into a linear combination of polynomials Zernike inside a 5 mm (mm) diameter disk, has coefficient values of coma polynomials and oblique trefoil astigmatism that satisfy the following conditions:
  • Z 8 and Z 9 are each less than or equal to 0.15 x
  • Z 7 and Z 8 are the coefficients of polynomials of Zernike coma corresponding respectively to orientations parallel and perpendicular to the main direction
  • Z 6 is a first Zernike polynomial coefficient of oblique clover astigmatism, with two lobes oriented in the main direction
  • Z 7 and Z 8 are the coefficients of polynomials of Zernike coma corresponding respectively to orientations parallel and perpendicular to the main direction
  • Z 6 is a first Zernike polynomial coefficient of oblique clover astigmatism, with two lobes oriented in the main direction
  • Z 9 is a second Zernike polynomial coefficient of oblique clover astigmatism, with four lobes that are shifted by 30 ° to the main direction.
  • the Zernike polynomial decomposition of the glass thickness distribution of the invention comprises both a coma component and an oblique trefoil astigmatism component.
  • a glass according to the invention comprises a combination of these two components in the linear decomposition of its thickness distribution in Zernike polynomials.
  • the coma component is directed parallel to the main direction of the wearer's coma eye defect. It compensates for the distortion of the wavefront that is caused by the ocular defect of coma, for a light that enters the eye of the wearer.
  • the invention therefore associates the astigmatism component with oblique clover with the coma component in the linear combination of decomposition of the glass thickness distribution into Zernike polynomials.
  • These two components when their respective coefficients are opposite, together form a corrugated surface, which is invariant by translation perpendicular to the main direction of the ocular defect of the wearer's coma.
  • the glass then provides the wearer with a vision that is improved for oblique viewing directions in a plane perpendicular to the main direction of the ocular defect of coma.
  • the part of the visual field of the wearer in which his vision is improved is thus extended perpendicularly to the main direction of coma.
  • coefficients of Zernike polynomials in the decomposition of the distribution of the thickness values can further verify the following additional condition:
  • IZ 7 1 is greater than or equal to 0.5 ⁇ m / (n-1). (1 a)
  • the glass is then adapted to correct a coma ocular defect which has a greater amplitude.
  • At least one of the two conditions (2) and (3) can also be replaced by the following corresponding condition:
  • Z 8 and Z 9 are each less than or equal to 0.10 x
  • the linear combination of Zernike polynomials that reproduces the distribution of glass thickness values may contain terms other than those of the sixth to ninth polynomials previously considered. By adding such other terms, the spectacle lens can be further adapted to produce optical power or astigmatism correction, or both optical power and astigmatism correction, in addition to correcting the eye defect. of coma.
  • a spectacle lens which is in accordance with the invention can be manufactured using the usual tools for molding and / or machining ophthalmic lenses. It does not therefore require substantial investments, which are specific for its production compared to the glasses known before the invention. Its manufacturing cost is comparable to that of a current spectacle lens which has a complex surface on at least one of its faces.
  • a spectacle lens according to the invention can be assembled in an aesthetic frame and worn in everyday life.
  • the transparent material portion of the spectacle lens may have a first dimension in the main direction of the ocular defect of coma, which corresponds to a first amplitude of between 2 ° and 12 °, for an angular variation of the viewing direction of the carrier through the glass.
  • this first amplitude of angular variation of the viewing direction which corresponds to the first dimension of the glass in the main direction, may be between 2 ° and 12 °.
  • a second dimension of the glass, perpendicular to the main direction may correspond to a second amplitude of another angular variation of the direction of gaze of the wearer which is greater than 20 °.
  • the invention also proposes a spectacle lens, said multiple spectacle lens, which comprises several such portions of transparent material, each corresponding to the first amplitude of angular variation of the direction of gaze of the wearer.
  • Each portion therefore individually forms a spectacle lens as described above, being oriented perpendicularly to the viewing direction, and all the portions are juxtaposed along the main direction of coma. In this way, the part of the visual field of the wearer in which the glass gives him an improved vision is multiplied in the main direction.
  • each portion of transparent material may be adapted to further produce an optical power, in addition to the correction of the ocular coma defect, with respective optical power values of the material portions.
  • transparent which gradually increase between a far vision zone and a near vision zone of the multiple spectacle lens.
  • the multiple spectacle lens is of the multifocal type, with the far and near vision areas that are shifted in the main direction of coma.
  • the invention also relates to the use of a spectacle lens as described above, possibly of the multiple spectacle lens type, for correcting an ocular defect in coma which is caused by a keratoconus for the glass wearer.
  • the main direction of coma is vertical when the head of the wearer is itself oriented vertically.
  • FIG. 2 illustrates a determination of a thickness distribution for a glass according to FIGS. 1a and 1b;
  • FIGS. 3a to 3d are diagrams illustrating variations of Zernike polynomials concerned by the invention;
  • FIG. 4a is a diagram illustrating thickness variations of a glass according to the invention.
  • FIG. 4b is a perspective diagram showing the thickness variations of FIG. 4a.
  • FIG. 5a and 5b show two spectacle lenses according to improvements of the invention.
  • a lens of ophthalmic spectacles which is designated generally by reference numeral 1 comprises a portion of transparent material 10, bounded by an anterior face S1 and a rear face S2 of the lens.
  • the faces S1 and S2 are respectively convex and concave.
  • Portion 10 may be made of any material that is suitable for ophthalmic application. It can be a mineral or organic material, or possibly a hybrid material. It will be assumed in the following that the portion 10 is homogeneous. In this case, it has a refractive index which is uniform and noted n.
  • n may be 1, 502 when the portion 10 is based on poly-diethylene glycol-bis-allyl-carbonate, commonly referred to as CR-39 ®.
  • Figure 1b shows the lens 1 in front of an eye 2 of a wearer, such that this lens is intended to be used when assembled in a spectacle frame (not shown) placed on the wearer's face.
  • the glass 1 is then fixed to the wearer's face, but the eye 2 can turn behind the glass.
  • D denotes a direction of any look of the wearer. It passes through the center of rotation R of the eye 2, and a vertex A of the lens, commonly called apex.
  • the direction D varies when the eye 2 rotates around the center R.
  • the glass 1 has an optical center O which is located on its anterior face S1.
  • the viewing direction D 0 which passes through the optical center O is the optical axis of the glass 1.
  • An orthonormal coordinate system is defined, originating from the optical center O, with axes which are denoted by x, y and z.
  • the z axis is coincident with the viewing direction D 0
  • the x and y axes are approximately tangent to the surface S1 at the optical center O.
  • the direction of the x axis will be specified later in relation to the ocular defect of coma which is corrected by the glass 1.
  • D x and D y denote projections of the viewing direction D on the planes Oxz and Oyz, respectively. Inside the plane Oxz, ⁇ is the angle between the direction D 0 and the projection D x .
  • ⁇ is the angle between the direction D 0 and the projection D y inside the plane Oyz.
  • ⁇ and ⁇ are respectively the angular height and the azimuth of the viewing direction D.
  • a resultant surface for the glass 1 is defined in the following manner with reference to Fig. 2.
  • SO denotes a reference surface, which coincides with the Oxy plane in the embodiment of the invention described herein.
  • the reference surface SO can be chosen differently. In a known manner, it may also be the sphere or the torus which corresponds to the curvature values of the face S1 at the optical center O.
  • a set of points Mi, M 2 , M 3 , ... which form a mesh is also defined. of the reference surface SO. For each point Mi, M 2 , M 3 , ... of the mesh, the respective heights Z 1 and z 2 of the front face S 1 and of the rear face S 2 of the glass 1 are determined with respect to the reference surface SO.
  • the set of points P which are thus defined form a new surface, which is denoted SR and is called the resulting surface of the glass 1.
  • the surface SR forms a graphical representation of the distribution of the values. thickness of glass 1.
  • the optical significance of the resulting surface SR is known to those skilled in the art.
  • the sagittal height ⁇ z between the resulting surface SR and the reference surface SO, multiplied by (n-1), is the delay offset that is locally sustained by a wavefront at the crossing of the glass 1, for a light wave which enters the eye 2 of the wearer after crossing the glass.
  • the wavefront is thus displaced locally by the distance (n-1) x ⁇ z, in the direction opposite to the propagation direction of the light.
  • the correction of an eye defect consists in adjusting the resulting surface SR, by the respective shapes of the faces S1 and S2 of the lens 1, so that the local offsets of the wavefront which are produced by the spectacle lens compensate, at inside the eye, wavefront offsets that are caused by the ocular defect.
  • the resulting surface SR is then broken down into Zernike polynomials.
  • the variations of the sagittal height ⁇ z as a function of the x and y coordinates are formulated as a linear combination of the Zernike polynomials.
  • R 0 is the radius of a disk within which the distribution of the thickness values of the glass 1 is equal to the linear combination of the Zernike polynomials.
  • the values of r thus vary between zero and the unit, and ⁇ designates the polar angle between the x axis and the segment OM:
  • ⁇ z 8 rx (3.r 2 - 2) x sin ( ⁇ ) (6) - the ninth polynomial of Zernike, called astigmatism in oblique clover with four of the six lobes which are shifted by 30 ° with respect to the x axis:
  • FIGS. 3a to 3d respectively represent the variations of these polynomials: FIG. 3a for ⁇ z 6 , FIG. 3b for ⁇ z 7 , FIG. 3c for ⁇ z 8 and FIG. 3d for ⁇ z 9 .
  • the coordinates x and y each vary between -Ro and + R 0 , and the sagittal height which is equal to the value of the corresponding Zernike polynomial is located along an axis perpendicular to the figures.
  • the contour lines in continuous lines correspond to sagittal height values which are positive
  • the dashed lines of constant lengths correspond to sagittal height values which are negative
  • the contour lines in lines interrupted alternating lengths to the null value of sagittal height.
  • the regions of the plane Oxy are called lobes, near the circumference of the disk of radius R 0 , where the value of the corresponding polynomial is maximum or minimum.
  • the sixth Zernike polynomial ( Figure 3a) has a positive lobe that is oriented along the x axis, for positive values of x, and a negative lobe that is also oriented along the x axis, but for negative values of x.
  • the ninth polynomial of Zernike ( Figure 3d) has two positive lobes oriented at + 30 ° and + 150 ° with respect to the x axis, and two negative lobes oriented at -30 ° and -150 ° relative to to the x axis. These four lobes of the ninth Zernike polynomial are therefore each shifted by 30 ° in absolute value of angle ⁇ with respect to the x axis.
  • the orientation of the coma the direction, inside the plane Oxy, of the maximum slope of variation of the polynomial corresponding to the optical center O.
  • This direction of coma is perpendicular to an axis the along which the seventh or eighth polynomial of Zernike has a constant zero value.
  • the coma direction of the seventh Zernike polynomial ( Figure 3b) is the x axis
  • the coma direction of the eighth Zernike polynomial ( Figure 3c) is the y axis.
  • the sagittal height ⁇ z of any point P of the resulting surface SR, above the reference surface SO, can therefore be formulated as a linear combination of Zernike polynomials, following way:
  • i is the index of Zernike polynomials according to their numbering which is established by the VSIA standard and used in the present description
  • Z 1 is the coefficient of the polynomial Zernike ⁇ z, in the linear combination.
  • the choice of the x and y axes that is used in the present description of the invention is reversed with respect to the convention that is adopted in the VSIA standard. For this reason, the sine and cosine functions that appear in formulas are also exchanged. This exchange between the two axes x and y does not modify the optical significance of each Zernike polynomial, which is identified by its formula and by its variation diagram as transcribed in the present patent application.
  • Such a decomposition is valid inside the disc of radius R 0 and center O.
  • it is established from the faces S1 and S2 of the glass 1 for the disc of radius R 0 equal to 2.5 mm.
  • the conditions (1) to (3) which are introduced by the invention on the coefficients Z 6 to Z 9 remain satisfied when the distribution of the thickness values of the glass 1 is decomposed in linear combination of the Zernike polynomials to the inside of a disk whose diameter 2 x R 0 is between 3 and 8 mm.
  • the principal direction is the direction in the plane perpendicular to the axis of his eye, according to which the wavefront has a tilt due to coma at the level of the ocular axis. , in the absence of corrective glass.
  • this main direction is vertical when he holds his head vertically.
  • the description of the invention is continued in this case, so that the main direction of coma is the x axis.
  • Those skilled in the art will then apply the invention to the correction of a coma ocular defect which is oriented differently, by rotating the described glass around its optical axis Oz.
  • the coefficients Z 8 and Z 9 are zero.
  • the values of the Z 6 and Z 7 coefficients are adjusted to compensate for the magnitude of the wearer's coma ocular defect.
  • Figures 4a and 4b show variations in sagittal height
  • the resulting surface SR is then translation invariant parallel to the y direction, with an S-shaped profile in the x direction.
  • the thickness of the portion 10 of the glass 1 therefore depends only on the x coordinate, and is independent of the y coordinate.
  • the glass 1 thus produces an effective compensation of the eye defect of the wearer's coma when the latter looks by turning his eyes to his right or left, as soon as he raises or lowers the direction of his gaze.
  • the glass provides the wearer with a correction of his ocular coma defect for any direction of his gaze whose azimuth angle ⁇ is between -10 ° and + 10 °, or even in an azimuth interval that is wider still.
  • the improvement in the vision that is provided by the lens 1 is limited within an interval for the height ⁇ of the viewing direction, which has a width of the order of 8 °, in all case greater than 2 °.
  • Such a visual field is sufficient to allow the wearer to read a book, tilting his head differently for read lines that are located at the top of the page or footer.
  • this visual field corresponds to a maximum height variation ⁇ of about 8 °, and to a maximum azimuth variation ⁇ that is greater than or equal to 20 °, for example about 40 °.
  • the portion 10 which constitutes the glass 1 can then be reduced to its useful part within such a visual field, as represented in FIG. 5a. It then has the shape of a glass band of glasses, whose thickness in the x direction is angularly limited to ⁇ , and which is elongated in the azimuth direction y.
  • the improvement of the invention which is illustrated by FIG. 5b is intended to increase the visual field of the wearer, within which his vision is improved by using the invention.
  • the eyeglass lens 1 may comprise several glass strips of spectacles which are contiguous and superimposed in the x direction, for example six bands. For this reason, it is called multiple glasses eyeglass.
  • Each eyeglass lens strip which is individually referenced from 10a to 10f, may be identical to the portion 10 of the glass of FIG. 5a.
  • the field in which the vision of the wearer is improved is then multiplied in the direction x.
  • each glass strip 10a-I Of may be inclined differently, so that its optical axis is vertically inclined in accordance with the average value of the height ⁇ of the viewing direction D through this band.
  • the multiple lens 1 can then be realized in several ways.
  • the portions of transparent material which respectively constitute the bands 10a-I Of may be independent portions which are juxtaposed. These portions can then be cut inside as many different glasses, each corresponding to Figures 4a and 4b. They are then assembled in a frame housing to form the multiple spectacle lens.
  • the boundaries between two portions that are contiguous are as thin as possible, to be aesthetic and reduce visual discomfort for the wearer.
  • the portions of the strips 10a-10f may together form an integral piece which is constituted continuously by the transparent material.
  • the multiple spectacle lens can be molded and / or machined by making all the portions 10a-10f simultaneously, in particular by using the point-by-point machining method, known under the name "freeform ® ". In all cases, the multiple spectacle lens can be cut out as a whole according to the shape of the outline of the housing of the frame.
  • the letter C indicates such a clipping contour that extends in all portions 10a-I Of.
  • a spectacle lens which is in accordance with the invention can be adapted to further produce an optical power correction and / or quadratic astigmatism, also called simply astigmatism, in addition to the correction of the eye defect of coma.
  • optical power correction and / or quadratic astigmatism may be in accordance with an ophthalmic prescription that has been previously established for the wearer.
  • the two faces S1 and S2 of the spectacle lens are determined so that the decomposition of the resulting surface SR into Zernike polynomials, according to formula (8), has terms of defocusing and deflection. quadratic.
  • Such a defocusing term corresponds to the fourth Zernike polynomial according to the numbering of the VSIA standard, and has the formula:
  • quadratic astigmatism correspond to the third and fifth polynomials of Zernike:
  • one of the anterior face S1 and the posterior face S2 of the glass may have a first shape which is adapted to produce at least one half, preferably more than 70%, of the correction of the ocular defect of coma, and the other side may have a second shape which is adapted to produce at least one, preferably more than 70%, of the optical power correction and astigmatism.
  • the contribution of one side of the glass to the correction of the coma defect is the quotient of the absolute value of the coefficient of the seventh Zernike polynomial in the decomposition of this face by the absolute value of the coefficient of the seventh Zernike polynomial in the decomposition of the resulting surface SR.
  • the contribution of one face of the glass to the optical power correction is the quotient of the absolute value of the coefficient of the corresponding Zernike polynomial in the decomposition of this face by the absolute value of the coefficient. of the same Zernike polynomial in the decomposition of the resulting surface SR.
  • the two faces of the eyeglass lens can produce, in part separately, ocular defects corrections which are distinct, so that their individual designs are facilitated.
  • the spectacle lens can be made from semi-finished glasses, the face of which is initially definitive is dedicated to the correction of coma.
  • This coma correction that is achieved by the final face of the semi-finished glass may be only partial compared to the amplitude of the ocular defect of coma that presents the wearer. For example, it may only compensate for 50% or more, but preferably at least 60%, of the amplitude of the eye defect of the wearer's coma. In this way, the number of different models of semi-finished glasses that are needed to meet the needs of a population can be reduced.
  • the other face is then machined in recovery, to produce the complement of the coma correction and the optical power correction and / or astigmatism, according to the ophthalmic prescription established for the wearer. For a multiple spectacle lens according to FIG.
  • each of the portions 10a-1 Of may be identical to a different lens which is effective for correcting both the coma and the optical power and / or the astigmatism as it comes to be described.
  • Each portion of transparent material 10a-I Of of the multiple spectacle lens can therefore produce optical power, in addition to the correction of the ocular defect of coma.
  • the optical power of the multiple lens 1 can thus vary as a function of the height ⁇ of the viewing direction, from one portion to another, in accordance with the individual optical power values of the portions of the lens.
  • optical power values respective portions 10a-I Of may progressively increase between a far vision zone of the multiple eyeglass lens, which is located around and / or above the center O, and a near vision zone which is located at the bottom of the multiple glasses of glasses.
  • the direction x of the coma ocular defect is substantially vertical, to combine the coma correction that is produced by the multiple lens with the optical power variation between the far vision area and the near vision area which are offset vertically.
  • the invention can provide a multifocal glasses of glasses adapted for a subject who has an eye defect of coma and who is simultaneously presbyopic.
  • the invention only introduces conditions on the coefficients of the sixth to ninth Zernike polynomials in the decomposition of the thickness distribution of the spectacle lens.
  • the other coefficients may therefore have arbitrary values, which provide the glass with additional optical characteristics.

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Abstract

Un verre de lunettes est adapté pour corriger un défaut oculaire de coma. Pour cela, une distribution d'épaisseur (SR) du verre possède une décomposition en polynômes de Zernike dont les sixième et septième coefficients sont opposés. Les termes de la décomposition correspondant aux sixième et septième polynômes de Zernike produisent alors une contribution à la distribution d'épaisseur qui est invariante par translation perpendiculairement à une direction principale (x) du défaut oculaire de coma. Un tel verre est adapté notamment pour un sujet atteint de kératocône.

Description

VERRE DE LUNETTES ADAPTE POUR CORRIGER UN DEFAUT
OCULAIRE DE COMA
La présente invention concerne un verre de lunettes qui est adapté pour corriger un défaut oculaire de coma.
La coma est une aberration optique connue, dite d'ordre supérieur, qui dégrade une image formée par un système optique. Lorsque l'œil d'un sujet présente un défaut de coma, alors l'image qui est formée sur la rétine n'est pas nette. Le défaut oculaire de coma réduit donc l'acuité visuelle du sujet, en plus d'éventuels défauts oculaires de puissance optique et d'astigmatisme.
Le kératocône est un défaut oculaire qui est principalement caractérisé par une aberration de coma avec une orientation verticale lorsque la tête du sujet est elle-même verticale. L'amplitude de la coma d'un kétatocône est particulièrement importante, de sorte que ce défaut oculaire inhibe la perception visuelle du sujet.
Le document FR 2 868 170 décrit en particulier des verres ophtalmiques de test qui sont adaptés pour corriger un défaut oculaire de coma. Ces verres présentent une épaisseur qui varie selon un polynôme de Zernike de coma. Mais l'amélioration de la vision qui est procurée par de tels verres diminue rapidement dès que l'œil du porteur tourne par rapport au verre. En fait, ces verres produisent d'autres aberrations optiques et ont des puissances optiques inadaptées pour des directions de regard qui sont obliques. La partie du champ visuel d'un porteur d'un tel verre ophtalmique, dans laquelle son acuité visuelle est améliorée par le verre, est donc très restreinte.
Mathématiquement, un défaut oculaire de coma correspond aux septième et huitième polynômes de Zernike lorsqu'on tient compte de l'orientation angulaire de la coma dans la décomposition en polynômes de Zernike du front d'onde d'une lumière qui pénètre dans l'œil. Dans toute la présente description, on utilise la numérotation des polynômes de Zernike telle que celle-ci est établie dans la norme VSIA, pour «Vision Science and Its Applications», connue de l'Homme du métier. La modification du front d'onde qui est produite par un verre correcteur de coma tel que décrit dans le document FR 2 868 170, correspond à ces septième et huitième polynômes de Zernike, avec des coefficients respectifs qui sont égaux l'un à l'autre en valeurs absolues et respectivement opposés aux coefficients correspondants qui résultent du défaut oculaire de coma du porteur.
Indépendamment, le document FR 2 868 170 décrit aussi d'autres verres ophtalmiques qui sont adaptés pour corriger un défaut oculaire d'astigmatisme triangulaire, aussi appelé astigmatisme en trèfle oblique ou trefoil. Ces autres verres possèdent quant à eux une épaisseur qui varie conformément à un polynôme de Zernike d'astigmatisme en trèfle oblique. En tenant compte de l'orientation angulaire de l'astigmatisme en trèfle oblique, la modification du front d'onde qui est produite par un tel verre correcteur d'astigmatisme en trèfle oblique, tel que décrit dans le document FR 2 868 170, correspond à des sixième et neuvième polynômes de Zernike. Les coefficients respectifs de ces sixième et neuvième polynômes de Zernike sont égaux entre eux en valeurs absolues et opposés aux coefficients correspondants qui résultent du défaut oculaire d'astigmatisme en trèfle oblique du porteur.
Par ailleurs, il est aussi connu, notamment du document EP 1 262 815, d'optimiser un verre de lunettes de correction ophtalmique en prenant en compte plusieurs directions de regard. En particulier, une telle optimisation peut être appliquée à un verre de correction d'aberration oculaire d'ordre supérieur. La partie du champ visuel du porteur dans laquelle son acuité visuelle est améliorée par le verre est alors élargie. Par rapport à cette situation, la présente invention vise à répondre notamment aux buts suivants.
Un premier but de l'invention est de fournir un verre de lunettes qui améliore la vision d'un porteur présentant un défaut oculaire de coma.
Un deuxième but de l'invention est de fournir à un porteur atteint de kératocône un verre de lunettes qui améliore sa vision.
Un troisième but de l'invention est de fournir un verre de lunettes correcteur de coma, qui procure au porteur une vision améliorée non seulement lorsque la direction de son regard est parallèle à l'axe optique du verre, mais aussi lorsqu'elle est oblique par rapport à cet axe. Autrement dit, une amélioration est recherchée pour la vision du porteur lorsque celui-ci regarde dans des directions variables en tournant son œil derrière le verre. De façon équivalente, ce troisième but consiste à augmenter la partie du champ visuel du porteur, dans laquelle le verre lui procure une amélioration de son acuité visuelle.
Un quatrième but de l'invention est de fournir un verre de lunettes qui soit compatible avec une utilisation quotidienne par un sujet ayant un défaut oculaire de coma.
Un cinquième but de l'invention est de fournir un verre de lunettes correcteur de coma, qui soit relativement facile à fabriquer, avec un coût unitaire limité.
Pour cela, l'invention propose un verre de lunettes qui est adapté pour produire une correction d'un défaut oculaire de coma orienté selon une direction principale, pour un porteur de ce verre, et qui comprend une portion d'un matériau transparent limitée entre une face antérieure et une face postérieure du verre. Selon l'invention, une distribution de valeurs d'épaisseur du verre, l'épaisseur étant mesurée entre les faces antérieure et postérieure pour des points variables parallèlement au verre, lorsque cette distribution de valeurs d'épaisseur est décomposée en une combinaison linéaire de polynômes de Zernike à l'intérieur d'un disque de diamètre égal à 5 mm (millimètre), présente des valeurs de coefficients de polynômes de coma et d'astigmatisme en trèfle oblique qui vérifient les conditions suivantes : | Z71 est supérieur ou égal à 0,1 μm/(n-1 ) ; (1 )
| Z6 + Z71 est inférieur ou égal à 0,15 x | Z71 ; et (2)
Z8 et Z9 sont chacun inférieurs ou égaux à 0,15 x | Z71 ; (3) où : n est un indice de réfraction lumineuse du matériau transparent,
Z7 et Z8 sont les coefficients de polynômes de Zernike de coma correspondant respectivement à des orientations parallèle et perpendiculaire à la direction principale, Z6 est un premier coefficient de polynôme de Zernike d'astigmatisme en trèfle oblique, avec deux lobes qui sont orientés selon la direction principale, et
Z9 est un second coefficient de polynôme de Zernike d'astigmatisme en trèfle oblique, avec quatre lobes qui sont décalés de 30° par rapport la direction principale.
Les conditions (1 ) à (3) impliquent notamment que les coefficients Z6 et Z7 ont des signes algébriques respectifs qui sont opposés, et ont des valeurs absolues qui sont sensiblement égales et supérieures à celles des coefficients Z8 et Z9.
Ainsi, la décomposition en polynômes de Zernike de la distribution d'épaisseur d'un verre selon l'invention comprend à la fois une composante de coma et une composante d'astigmatisme en trèfle oblique. Autrement dit, un verre selon l'invention comporte une combinaison de ces deux composantes dans la décomposition linéaire de sa distribution d'épaisseur en polynômes de Zernike.
La composante de coma est dirigée parallèlement à la direction principale du défaut oculaire de coma du porteur. Elle compense alors la déformation du front d'onde qui est causée par le défaut oculaire de coma, pour une lumière qui pénètre dans l'œil du porteur.
L'invention associe donc la composante d'astigmatisme en trèfle oblique à la composante de coma dans la combinaison linéaire de décomposition de la distribution d'épaisseur du verre en polynômes de Zernike. Ces deux composantes, lorsque leurs coefficients respectifs sont opposés, forment ensemble une surface ondulée, qui est invariante par translation perpendiculairement à la direction principale du défaut oculaire de coma du porteur. Le verre procure alors au porteur une vision qui est améliorée pour des directions de regard obliques dans un plan perpendiculaire à la direction principale du défaut oculaire de coma. La partie du champ visuel du porteur dans laquelle sa vision est améliorée est donc étendue perpendiculairement à la direction principale de coma.
De plus, les coefficients des polynômes de Zernike dans la décomposition de la distribution des valeurs d'épaisseur peuvent vérifier en outre la condition supplémentaire suivante :
I Z71 est supérieur ou égal à 0,5 μm/(n-1 ). (1 a)
Le verre est alors adapté pour corriger un défaut oculaire de coma qui possède une amplitude supérieure.
Avantageusement, l'une au moins des deux conditions (2) et (3) peut aussi être remplacée par la condition correspondante suivante :
| Z6 + Z71 est inférieur ou égal à 0,10 x | Z71 ; et (2a)
Z8 et Z9 sont chacun inférieurs ou égaux à 0,10 x | Z71 . (3a) La combinaison linéaire des polynômes de Zernike qui reproduit la distribution des valeurs d'épaisseur du verre peut contenir d'autres termes que ceux des sixième à neuvième polynômes considérés précédemment. En ajoutant de tels autres termes, le verre de lunettes peut être adapté en outre pour produire une correction de puissance optique ou d'astigmatisme, ou une correction à la fois de puissance optique et d'astigmatisme, en plus de la correction du défaut oculaire de coma.
Un verre de lunettes qui est conforme à l'invention peut être fabriqué en utilisant les outils usuels de moulage et/ou d'usinage des verres ophtalmiques. Il ne nécessite donc pas d'investissements conséquents, qui soient spécifiques pour sa production par rapport aux verres connus avant l'invention. Son coût de fabrication est donc comparable à celui d'un verre de lunettes courant qui possède une surface complexe sur l'une au moins de ses faces.
En outre, un verre de lunettes selon l'invention peut être assemblé dans une monture esthétique et porté dans la vie quotidienne.
Avantageusement, la portion de matériau transparent du verre de lunettes peut posséder une première dimension selon la direction principale du défaut oculaire de coma, qui correspond à une première amplitude comprise entre 2° et 12°, pour une variation angulaire de la direction de regard du porteur à travers le verre. De cette façon, le verre est restreint à une portion utile du matériau transparent pour corriger la vision du porteur. De préférence, cette première amplitude de variation angulaire de la direction de regard, à laquelle correspond la première dimension du verre selon la direction principale, peut être comprise entre 2° et 12°. Simultanément, une seconde dimension du verre, perpendiculairement à la direction principale, peut correspondre à une seconde amplitude d'une autre variation angulaire de la direction de regard du porteur qui est supérieure à 20°.
L'invention propose aussi un verre de lunettes, dit verre de lunettes multiple, qui comprend plusieurs telles portions de matériau transparent, chacune correspondant à la première amplitude de variation angulaire de la direction de regard du porteur. Chaque portion forme donc individuellement un verre de lunettes tel que décrit précédemment, en étant orientée perpendiculairement à la direction de regard, et toutes les portions sont juxtaposées selon la direction principale de coma. De cette façon, la partie du champ visuel du porteur dans laquelle le verre lui procure une vision améliorée est multipliée selon la direction principale.
Selon un perfectionnement d'un tel verre de lunettes multiple, chaque portion de matériau transparent peut être adaptée pour produire en outre une puissance optique, en plus de la correction du défaut oculaire de coma, avec des valeurs de puissance optique respectives des portions de matériau transparent qui augmentent progressivement entre une zone de vision de loin et une zone de vision de près du verre de lunettes multiple. Dans ce cas, le verre de lunettes multiple est du type multifocal, avec les zones de vision de loin et de près qui sont décalées selon la direction principale de coma.
Enfin, l'invention concerne aussi l'utilisation d'un verre de lunettes tel que décrit précédemment, éventuellement du type verre de lunettes multiple, pour corriger un défaut oculaire de coma qui est causé par un kératocône pour le porteur du verre. Dans ce cas, la direction principale de coma est verticale lorsque la tête du porteur est elle-même orientée verticalement.
D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description ci-après d'exemples de réalisation non limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - les figures 1 a et 1 b sont respectivement des vues latérale et en perspective d'un verre de lunettes selon l'invention ;
- la figure 2 illustre une détermination d'une distribution d'épaisseur pour un verre conforme aux figures 1a et 1 b ; - les figures 3a à 3d sont des diagrammes illustrant des variations de polynômes de Zernike concernés par l'invention ;
- la figure 4a est un diagramme illustrant des variations d'épaisseur d'un verre conforme à l'invention ;
- la figure 4b est un schéma en perspective montrant les variations d'épaisseur de la figure 4a ; et
- les figures 5a et 5b représentent deux verres de lunettes conformes à des perfectionnements de l'invention.
Pour raison de clarté, les dimensions des éléments qui sont représentés sur ces figures ne correspondent pas à des dimensions réelles, ni à des rapports de dimensions réels. En outre, des références ou des notations qui sont reprises identiquement sur des figures différentes désignent des éléments identiques, ou qui ont des fonctions identiques.
Conforment aux figures 1 a et 1 b, un verre de lunettes ophtalmiques qui est désigné globalement par la référence 1 comprend une portion de matériau transparent 10, limitée par une face antérieure S1 et une face postérieure S2 du verre. Les faces S1 et S2 sont respectivement convexe et concave. La portion 10 peut être constituée d'un matériau quelconque qui est adapté pour l'application ophtalmique. Ce peut être un matériau minéral ou organique, ou éventuellement un matériau hybride. On supposera dans la suite que la portion 10 est homogène. Dans ce cas, elle possède un indice de réfraction lumineuse qui est uniforme et noté n. Par exemple, n peut être égal à 1 ,502 lorsque la portion 10 est à base de poly-diéthylèneglycol-bis-allyl-carbonate, couramment désigné par CR39®.
La figure 1 b montre le verre 1 devant un œil 2 d'un porteur, tel que ce verre est destiné à être utilisé lorsqu'il est assemblé dans une monture de lunettes (non représentée) placée sur le visage du porteur. Le verre 1 est alors fixe par rapport au visage du porteur, mais l'œil 2 peut tourner derrière le verre. D désigne une direction de regard quelconque du porteur. Elle passe par le centre de rotation R de l'œil 2, et par un sommet A du cristallin, couramment appelé apex. La direction D varie lorsque l'œil 2 tourne autour du centre R. Par ailleurs, le verre 1 possède un centre optique O qui est situé sur sa face antérieure S1. La direction de regard D0 qui passe par le centre optique O est l'axe optique du verre 1. On définit alors un repère orthonormé ayant pour origine le centre optique O, avec des axes qui sont notés x, y et z. L'axe z est confondu avec la direction de regard D0, et les axes x et y sont approximativement tangents à la surface S1 au centre optique O. La direction de l'axe x sera précisée ultérieurement en relation avec le défaut oculaire de coma qui est corrigé par le verre 1. Dx et Dy désignent les projections de la direction de regard D sur les plans Oxz et Oyz, respectivement. A l'intérieur du plan Oxz, α est l'angle entre la direction D0 et la projection Dx. De même, β est l'angle entre la direction D0 et la projection Dy à l'intérieur du plan Oyz. Lorsque le verre 1 est utilisé dans des conditions telles que l'axe x est vertical, α et β sont respectivement la hauteur angulaire et l'azimut de la direction de regard D.
On définit une surface résultante pour le verre 1 de la façon suivante, en référence à la figure 2. SO désigne une surface de référence, qui est confondue avec le plan Oxy dans le mode de réalisation de l'invention décrit ici. La surface de référence SO peut être choisie différemment. De façon connue, ce peut être aussi la sphère ou le tore qui correspondent aux valeurs de courbure de la face S1 au centre optique O. On définit aussi un ensemble de points Mi, M2, M3,... qui forme un maillage de la surface de référence SO. Pour chaque point Mi, M2, M3,... du maillage, on détermine les hauteurs respectives Zi et z2 de la face antérieure S1 et de la face postérieure S2 du verre 1 , par rapport à la surface de référence SO. Les hauteurs Zi et z2 sont mesurées selon l'axe z, et sont appelées couramment hauteurs sagittales («sag values» en anglais). Pour chaque point Mi, M2, M3,... du maillage, on définit alors un point P qui est situé à une hauteur sagittale Δz = Zi - Z2 au dessus du point Mi, M2, M3,... L'ensemble des points P qui sont ainsi définis forment une nouvelle surface, qui est notée SR et est appelée surface résultante du verre 1. La surface SR forme une représentation graphique de la distribution des valeurs d'épaisseur du verre 1.
La signification optique de la surface résultante SR est connue de l'Homme du métier. La hauteur sagittale Δz entre la surface résultante SR et la surface de référence SO, multipliée par (n-1 ), est le décalage de retard qui est subi localement par un front d'onde à la traversée du verre 1 , pour une onde lumineuse qui pénètre dans l'œil 2 du porteur après avoir traversé le verre. Le front d'onde est ainsi reculé localement de la distance (n-1 ) x Δz, dans le sens opposé au sens de propagation de la lumière. La correction d'un défaut oculaire consiste à ajuster la surface résultante SR, par les formes respectives des faces S1 et S2 du verre 1 , de sorte que les décalages locaux du front d'onde qui sont produits par le verre de lunettes compensent, à l'intérieur de l'œil, des décalages du front d'onde qui sont causés par le défaut oculaire.
On décompose alors la surface résultante SR en polynômes de Zernike. Autrement dit, les variations de la hauteur sagittale Δz en fonction des coordonnées x et y sont formulées comme une combinaison linéaire des polynômes de Zernike. Une telle décomposition est connue de l'Homme du métier et on pourra se reporter si nécessaire à l'un des nombreux documents disponibles à ce sujet. Seuls les polynômes de Zernike qui sont concernés par l'invention sont maintenant rappelés, r désigne la distance radiale normalisée entre le centre optique O et un point M de la surface de référence So : r=(x2 + y2)1/2/Ro, où x et y sont les coordonnées cartésiennes du point M. R0 est le rayon d'un disque à l'intérieur duquel la distribution des valeurs d'épaisseur du verre 1 est égale à la combinaison linéaire des polynômes de Zernike. Les valeurs de r varient donc entre zéro et l'unité, et θ désigne l'angle polaire entre l'axe x et le segment OM :
- le sixième polynôme de Zernike, dit d'astigmatisme en trèfle oblique avec deux des six lobes qui sont orientés selon l'axe x :
Δz6 = r3 x cos(3θ) (4)
- le septième polynôme de Zernike, dit de coma orientée selon l'axe x : Δz7 = r x (3.r2 - 2) x cos(θ) (5)
- le huitième polynôme de Zernike, dit de coma orientée selon l'axe y :
Δz8 = r x (3.r2 - 2) x sin(θ) (6) - le neuvième polynôme de Zernike, dit d'astigmatisme en trèfle oblique avec quatre des six lobes qui sont décalés de 30° par rapport l'axe x :
Δz9 = r3 x sin(3θ) (7)
Les figures 3a à 3d représentent respectivement les variations de ces polynômes : figure 3a pour Δz6, figure 3b pour Δz7, figure 3c pour Δz8 et figure 3d pour Δz9. Les coordonnées x et y varient chacune entre -Ro et +R0, et la hauteur sagittale qui est égale à la valeur du polynôme de Zernike correspondant est repérée selon un axe perpendiculaire aux figures. Dans ces figures, les courbes de niveau en traits continus correspondent à des valeurs de hauteur sagittale qui sont positives, les courbes de niveau en traits interrompus de longueurs constantes correspondent à des valeurs de hauteur sagittale qui sont négatives, et les courbes de niveau en traits interrompus de longueurs alternées à la valeur nulle de hauteur sagittale. Pour les sixième et neuvième polynômes de Zernike, on appelle lobes les zones du plan Oxy, à proximité de la circonférence du disque de rayon R0, où la valeur du polynôme correspondant est maximale ou minimale. Ainsi, le sixième polynôme de Zernike (figure 3a) possède un lobe positif qui est orienté selon l'axe x, pour les valeurs positives de x, et un lobe négatif qui est aussi orienté selon l'axe x, mais pour les valeurs négatives de x. De la même façon, le neuvième polynôme de Zernike (figure 3d) possède deux lobes positifs orientés à +30° et +150° par rapport à l'axe x, et deux lobes négatifs orientés à -30° et -150° par rapport à l'axe x. Ces quatre lobes du neuvième polynôme de Zernike sont donc chacun décalés de 30° en valeur absolue d'angle θ par rapport à l'axe x. Pour les septième et huitième polynômes de Zernike, on appelle orientation de la coma la direction, à l'intérieur du plan Oxy, de la pente maximale de variation du polynôme correspondant au centre optique O. Cette direction de coma est perpendiculaire à un axe le long duquel le septième ou huitième polynôme de Zernike possède une valeur constante nulle. Ainsi, la direction de coma du septième polynôme de Zernike (figure 3b) est l'axe x, et la direction de coma du huitième polynôme de Zernike (figure 3c) est l'axe y.
La hauteur sagittale Δz d'un point P quelconque de la surface résultante SR, au dessus de la surface de référence SO, peut donc être formulée comme une combinaison linéaire des polynômes de Zernike, de la façon suivante :
Δz = ∑l=0 Z, x Δz, (8) où i est l'indice des polynômes de Zernike conformément à leur numérotation qui est établie par la norme VSIA et utilisée dans la présente description, et Z1 est le coefficient du polynôme de Zernike Δz, dans la combinaison linéaire. Toutefois, le choix des axes x et y qui est utilisé dans la présente description de l'invention est inversé par rapport à la convention qui est adoptée dans la norme VSIA. Pour cette raison, les fonctions sinus et cosinus qui apparaissent dans les formules sont aussi échangées. Cet échange entre les deux axes x et y ne modifie pas la signification optique de chaque polynôme de Zernike, celui- ci étant identifié par sa formule et par son diagramme de variation tels qu'ils sont transcrits dans la présente demande de brevet.
Une telle décomposition est valable à l'intérieur du disque de rayon R0 et de centre O. Pour le mode de réalisation de l'invention qui est décrit, elle est établie à partir des faces S1 et S2 du verre 1 pour le disque de rayon R0 égal à 2,5 mm. De préférence, les conditions (1 ) à (3) qui sont introduites par l'invention sur les coefficients Z6 à Z9 restent satisfaites lorsque la distribution des valeurs d'épaisseur du verre 1 est décomposée en combinaison linéaire des polynômes de Zernike à l'intérieur d'un disque dont le diamètre 2 x R0 est compris entre 3 et 8 mm.
Pour un sujet qui présente un défaut oculaire de coma, on appelle direction principale la direction dans le plan perpendiculaire à l'axe de son œil, selon laquelle le front d'onde présente une inclinaison due à la coma au niveau de l'axe oculaire, en l'absence de verre correcteur. Pour un sujet qui est atteint de kératocône, cette direction principale est verticale lorsqu'il tient sa tête verticalement. La description de l'invention est poursuivie dans ce cas, de sorte que la direction principale de coma est l'axe x. L'Homme du métier saura ensuite appliquer l'invention à la correction d'un défaut oculaire de coma qui est orienté différemment, en tournant le verre décrit autour de son axe optique Oz.
Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, les coefficients des polynômes de Zernike dans l'équation (8) vérifient les conditions suivantes : Z6 = - Z7 ≠ 0 et tous les autres coefficients Z1 sont nuls pour i ≠ 0. En particulier, les coefficients Z8 et Z9 sont nuls. De plus, les valeurs des coefficients Z6 et Z7 sont ajustées pour compenser l'amplitude du défaut oculaire de coma du porteur. Les figures 4a et 4b représentent les variations de la hauteur sagittale
Δz de la surface résultante SR qui est ainsi définie, en omettant la composante uniforme correspondant à i = 0 dans la combinaison linéaire des polynômes de Zernike. Pour cette raison, la hauteur sagittale qui apparaît pour l'origine du plan Oxy est nulle. La surface résultante SR est alors invariante par translation parallèlement à la direction y, avec un profil ondulé en S selon la direction x. L'épaisseur de la portion 10 du verre 1 ne dépend donc que de la coordonnée x, et est indépendante de la coordonnée y. Le verre 1 produit donc une compensation efficace du défaut oculaire de coma du porteur lorsque celui-ci regarde en tournant les yeux vers sa droite ou sa gauche, dès lors qu'il lève ou abaisse peu la direction de son regard. Autrement dit, le verre procure au porteur une correction de son défaut oculaire de coma pour une direction quelconque de son regard dont l'angle d'azimut β est compris entre -10° et +10°, voire dans un intervalle d'azimut qui est plus large encore. Par contre, l'amélioration de la vision qui est procurée par le verre 1 est limitée à l'intérieur d'un intervalle pour la hauteur α de la direction de regard, qui possède une largeur de l'ordre de 8°, en tous cas supérieure à 2°. Un tel champ visuel est suffisant pour permettre au porteur de lire un livre, en inclinant différemment sa tête pour des lignes lues qui sont situées en haut de page ou en bas de page. Pour le mode particulier de réalisation de l'invention des figures 4a et 4b, la décomposition de la surface résultante SR en polynômes de Zernike est restreinte à l'intérieur d'un disque de diamètre 5 mm. Les axes x et y sont alors repérés en millimètres. En outre, deux courbes de niveau qui sont voisines dans le diagramme de la figure 4a correspondent à des écarts de hauteur sagittale de 1 ,0 μm (micromètre). Pour ce mode de réalisation, Z6 = - Z7 = 1 μm.
Le front d'onde d'un faisceau de lumière plane monochromatique qui arrive sur le verre 1 , en provenance d'un point source éloigné du porteur dans la direction D0, est alors déformé par le verre 1 conformément à la surface résultante SR des figures 4a et 4b. Après la traversée du verre 1 , le front d'onde possède une forme du même type que celui de la surface résultante, avec des décalages locaux qui ont des signes opposés à Δz. Ainsi, le défaut oculaire de coma est compensé par le verre 1. Comme cela vient d'être expliqué, cette compensation est efficace à l'intérieur d'un champ visuel qui est limité pour les variations de la hauteur α de la direction de regard D. Typiquement, ce champ visuel correspond à une variation maximale de hauteur Δα d'environ 8°, et à une variation maximale d'azimut Δβ qui est supérieure ou égale à 20°, par exemple d'environ 40°. La portion 10 qui constitue le verre 1 peut alors être réduite à sa partie utile à l'intérieur d'un tel champ visuel, comme représenté sur la figure 5a. Elle présente alors la forme d'une bande de verre de lunettes, dont l'épaisseur selon la direction x est limitée angulairement à Δα, et qui est allongée selon la direction d'azimut y. Le perfectionnement de l'invention qui est illustré par la figure 5b a pour but d'accroître le champ visuel du porteur, à l'intérieur duquel sa vision est améliorée en utilisant l'invention. Selon ce perfectionnement, le verre de lunettes 1 peut comprendre plusieurs bandes de verre de lunettes qui sont contiguës et superposées selon la direction x, par exemple six bandes. Pour cette raison, il est appelé verre de lunettes multiple. Chaque bande de verre de lunettes, qui est référencée individuellement de 10a à 10f, peut être identique à la portion 10 du verre de la figure 5a. Le champ dans lequel la vision du porteur est améliorée est alors multiplié selon la direction x. Eventuellement, chaque bande de verre 10a-I Of peut être inclinée différemment, de sorte que son axe optique soit incliné verticalement conformément à la valeur moyenne de la hauteur α de la direction de regard D à travers cette bande. Le verre multiple 1 peut alors être réalisé de plusieurs façons. Selon une première de ces façons, les portions de matériau transparent qui constituent respectivement les bandes 10a-I Of peuvent être des portions indépendantes qui sont juxtaposées. Ces portions peuvent alors être découpées à l'intérieur d'autant de verres différents, qui correspondent chacun aux figures 4a et 4b. Elles sont réunies ensuite dans un logement de monture pour former le verre de lunettes multiple. Les limites entre deux portions qui sont contiguës sont aussi fines que possible, pour être esthétiques et réduire la gêne visuelle pour le porteur. Selon une autre façon de réaliser le verre de lunettes multiple, les portions des bandes 10a-IOf peuvent former ensemble une pièce d'un seul tenant qui est constituée continûment par le matériau transparent. Dans ce cas, le verre de lunettes multiple peut être moulé et/ou usiné en réalisant toutes les portions 10a-IOf simultanément, notamment en utilisant le procédé d'usinage point par point, connu sous l'appellation «freeform®». Dans tous les cas, le verre de lunettes multiple peut être détouré dans son ensemble selon la forme du contour du logement de la monture. Dans la figure 5b, la lettre C indique un tel contour de détourage qui s'étend dans toutes les portions 10a-I Of.
Selon un autre perfectionnement, un verre de lunettes qui est conforme à l'invention peut être adapté pour produire en outre une correction de puissance optique et/ou d'astigmatisme quadratique, aussi appelé simplement astigmatisme, en plus de la correction du défaut oculaire de coma. Une telle correction de puissance optique et/ou d'astigmatisme quadratique peut être conforme à une prescription ophtalmique qui a été préalablement établie pour le porteur. Pour cela, les deux faces S1 et S2 du verre de lunettes sont déterminées pour que la décomposition de la surface résultante SR en polynômes de Zernike, selon la formule (8), possède des termes de défocalisation («defocus») et d'astigmatisme quadratique. Un tel terme de défocalisation correspond au quatrième polynôme de Zernike selon la numérotation de la norme VSIA, et a pour formule :
Δz4 = 2.r2 - 1 (9)
Les termes d'astigmatisme quadratique correspondent aux troisième et cinquième polynômes de Zernike :
Δz3 = r2 x cos(2θ) (10)
Δz5 = r2 x sin(2θ) (11 )
Dans ce cas, l'une parmi la face antérieure S1 et la face postérieure S2 du verre peut posséder une première forme qui est adaptée pour produire au moins une moitié, de préférence plus de 70%, de la correction du défaut oculaire de coma, et l'autre face peut posséder une seconde forme qui est adaptée pour produire au moins une moitié, de préférence plus de 70%, de la correction de puissance optique et d'astigmatisme. La contribution d'une face du verre à la correction du défaut de coma est le quotient de la valeur absolue du coefficient du septième polynôme de Zernike dans la décomposition de cette face par la valeur absolue du coefficient du septième polynôme de Zernike dans la décomposition de la surface résultante SR. De même, la contribution d'une face du verre à la correction de puissance optique, respectivement d'astigmatisme quadratique, est le quotient de la valeur absolue du coefficient du polynôme de Zernike correspondant dans la décomposition de cette face par la valeur absolue du coefficient du même polynôme de Zernike dans la décomposition de la surface résultante SR. Ainsi les deux faces du verre de lunettes peuvent produire en partie séparément des corrections de défauts oculaires qui sont distincts, si bien que leurs conceptions individuelles sont facilitées. En outre, le verre de lunettes peut être fabriqué à partir de verres semi-finis, dont la face qui est initialement définitive est dédiée à la correction de coma. Cette correction de coma qui est réalisée par la face définitive du verre semi-fini peut n'être que partielle par rapport à l'amplitude du défaut oculaire de coma que présente le porteur. Par exemple, elle peut ne compenser que 50% ou plus, mais préférentiellement au moins 60%, de l'amplitude du défaut oculaire de coma du porteur. De cette façon, le nombre de modèles différents de verres semi-finis qui sont nécessaires pour satisfaire les besoins d'une population peut être réduit. L'autre face est alors usinée en reprise, pour produire le complément de la correction de coma ainsi que la correction de puissance optique et/ou d'astigmatisme, conformément à la prescription ophtalmique établie pour le porteur. Pour un verre de lunettes multiple selon la figure 5b, chacune des portions 10a-I Of peut être identique à un verre différent qui est efficace pour corriger à la fois la coma et la puissance optique et/ou l'astigmatisme tel qu'il vient d'être décrit. Chaque portion de matériau transparent 10a-I Of du verre de lunettes multiple peut donc produire une puissance optique, en plus de la correction du défaut oculaire de coma. La puissance optique du verre multiple 1 peut ainsi varier en fonction de la hauteur α de la direction de regard, d'une portion à l'autre, conformément aux valeurs individuelles de puissance optique des portions du verre. En particulier, les valeurs de puissance optique respectives des portions 10a-I Of peuvent augmenter progressivement entre une zone de vision de loin du verre de lunettes multiple, qui est située autour et/ou au dessus du centre O, et une zone de vision de près qui est située dans le bas du verre de lunettes multiple. Dans ce cas, la direction x du défaut oculaire de coma est sensiblement verticale, pour combiner la correction de coma qui est produite par le verre multiple avec la variation de puissance optique entre la zone de vision de loin et la zone de vision de près qui sont décalées verticalement. Ainsi, l'invention peut fournir un verre de lunettes multifocal, adapté pour un sujet qui présente un défaut oculaire de coma et qui est simultanément presbyte.
Il est entendu que l'invention peut être reproduite en modifiant certains aspects des modes de réalisation qui ont été décrits en détail ci-dessus. Notamment, les valeurs numériques qui ont été citées ne l'ont été qu'à titre d'illustration. De même l'invention peut être utilisée pour corriger un défaut oculaire de coma qui est orienté selon une direction quelconque, non nécessairement verticale.
Enfin, il est rappelé que l'invention n'introduit de conditions que sur les coefficients des sixième à neuvième polynômes de Zernike dans la décomposition de la distribution d'épaisseur du verre de lunettes. Les autres coefficients peuvent donc avoir des valeurs quelconques, qui procurent au verre des caractéristiques optiques additionnelles.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S
1 . Verre de lunettes (1 ) adapté pour produire une correction d'un défaut oculaire de coma orienté selon une direction principale (x) pour un porteur dudit verre, comprenant une portion (10) d'un matériau transparent limitée entre une face antérieure (S1 ) et une face postérieure (S2) du verre, caractérisé en ce qu'une distribution de valeurs d'épaisseur (Δz) du verre, ladite épaisseur étant mesurée entre les faces antérieure et postérieure pour des points variables parallèlement au verre, lorsque ladite distribution de valeurs d'épaisseur est décomposée en une combinaison linéaire de polynômes de Zernike à l'intérieur d'un disque de diamètre égal à 5 mm, présente des valeurs de coefficients de polynômes de coma et d'astigmatisme en trèfle oblique qui vérifient les conditions suivantes :
| Z71 est supérieur ou égal à 0,1 μm/(n-1 ) ; (1 )
| Z6 + Z71 est inférieur ou égal à 0,15 x | Z71 ; et (2) Z8 et Z9 sont chacun inférieurs ou égaux à 0,15 x | Z71 ; (3) où : n est un indice de réfraction lumineuse du matériau transparent,
Z7 et Z8 sont les coefficients de polynômes de Zernike de coma correspondant respectivement à des orientations parallèle et perpendiculaire à la direction principale, Z6 est un premier coefficient de polynôme de Zernike d'astigmatisme en trèfle oblique, avec deux lobes orientés selon la direction principale, et
Z9 est un second coefficient de polynôme de Zernike d'astigmatisme en trèfle oblique, avec quatre lobes décalés de 30° par rapport la direction principale.
2. Verre de lunettes selon la revendication 1 , dans lequel la distribution de valeurs d'épaisseur (Δz) vérifie les conditions (1 ) à (3) lorsque ladite distribution de valeurs d'épaisseur est décomposée en combinaison linéaire de polynômes de Zernike à l'intérieur d'un disque de diamètre compris entre 3 et 8 mm.
3. Verre de lunettes selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les coefficients des polynômes de Zernike dans la décomposition de la distribution de valeurs d'épaisseur vérifient les conditions (1 ) à (3) avec en outre la condition supplémentaire : | Z71 est supérieur ou égal à 0,5 μm/(n-1 ). (1 a)
4. Verre de lunettes selon l'une quelconque des revendications précédentes, adapté en outre pour produire une correction de puissance optique ou d'astigmatisme, ou à la fois de puissance optique et d'astigmatisme, en plus de la correction du défaut oculaire de coma.
5. Verre de lunettes selon la revendication 4, dans lequel l'une parmi la face antérieure (S1 ) et la face postérieure (S2) du verre possède une première forme adaptée pour produire au moins une moitié, de préférence plus de 70%, de la correction du défaut oculaire de coma, et l'autre des dites faces possède une seconde forme adaptée pour produire au moins une moitié, de préférence plus de 70%, de la correction de puissance optique et d'astigmatisme.
6. Verre de lunettes selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la portion de matériau transparent (10) possède une première dimension selon la direction principale (x) correspondant à une première amplitude de variation angulaire (Δα) d'une direction de regard (D) du porteur à travers le verre de lunettes comprise entre 2° et 12°, et une seconde dimension perpendiculairement à la dite direction principale correspondant à une seconde amplitude de variation angulaire (Δβ) de la direction de regard du porteur supérieure à 20°.
7. Verre de lunettes selon la revendication 6, dans lequel la première amplitude de variation angulaire (Δα) de la direction de regard (D) du porteur à travers le verre de lunettes, à laquelle correspond la première dimension de la portion de matériau transparent (10) selon la direction principale (x), est comprise entre 2° et 8°.
8. Verre de lunettes multiple, comprenant plusieurs portions de matériau transparent (1 Oa-I Of) juxtaposées selon la direction principale (x), chacune des dites portions de matériau transparent formant individuellement un verre de lunettes selon la revendication 6 ou 7.
9. Verre de lunettes multiple selon la revendication 8, de type multifocal, dans lequel chaque portion de matériau transparent (1 Oa-I Of) est adaptée pour produire en outre une puissance optique, en plus de la correction du défaut oculaire de coma, avec des valeurs de puissance optique respectives des dites portions de matériau transparent augmentant progressivement entre une zone de vision de loin et une zone de vision de près dudit verre de lunettes multiple, lesdites zones de vision de loin et de près du verre étant décalées selon la direction principale (x).
10. Verre de lunettes multiple selon la revendication 8 ou 9, dans lequel les portions de matériau transparent (1 Oa-I Of) sont des portions indépendantes juxtaposées.
11. Verre de lunettes multiple selon la revendication 8 ou 9, dans lequel les portions de matériau transparent (1 Oa-I Of) forment une pièce d'un seul tenant constituée continûment dudit matériau transparent.
12. Utilisation d'un verre de lunettes selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, pour corriger un défaut oculaire de coma causé par un kératocône pour le porteur dudit verre de lunettes.
13. Utilisation d'un verre de lunettes multiple selon l'une quelconque des revendications 8 à 11 , pour corriger un défaut oculaire de coma causé par un kératocône pour le porteur dudit verre de lunettes.
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