WO2020260679A1 - Dioptre spiralé à méridiens de puissances optiques différentes - Google Patents

Dioptre spiralé à méridiens de puissances optiques différentes Download PDF

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WO2020260679A1
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curvature
toric surface
optical
spiral
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    • G02C7/045—Sectorial configuration

Definitions

  • the present invention relates to the field of optical devices forming diopters.
  • the invention applies to any diopter, spherical or toric, and to any diopter with a surface with at least two meridians, which can be used for image formation. and / or optical power distribution and / vision correction.
  • an optical device may be an optical lens of an optical system, a spectacle lens or a rigid or flexible contact lens, part of a photographic lens, part of a motion detector, a device for concentrating light energy.
  • the invention applies to any application where a focusing of light is implemented, in the visible or invisible domain.
  • a lens for example an ophthalmic lens, comprises two opposing optical surfaces called diopters, connected by a wafer generally inscribed in a cylinder with a circular base.
  • - aspheric diopters derived from spherical surfaces; the surface of which is part of a surface of revolution whose curvature varies continuously from the top to the periphery;
  • Atoric dioptres whose surface has two main meridians mutually perpendicular of unequal curvature and whose cross section of at least one of the main meridians is not circular.
  • the focusing of a spherical lens formed by the association of two spherical diopters has a single focal length, at a point called the image focal point. This one-point focusing is characteristic of a so-called “stigmatic” optical system.
  • the toric surface 1 has a first meridian 2 curved with a first curvature C1 around an axis of revolution of a torus not shown in the figure, so that the first meridian 2 forms an arc of a circle carried by a first defined circle by an outer radius of the torus.
  • the toric surface 1 also has a second meridian 3 perpendicular to the first meridian 1 and curved with a second curvature C2 greater than the first curvature around a center of curvature located on the radius of the torus which passes through the middle of the first meridian 2, designated as A- A.
  • the axis A- A constitutes the optical axis of the toric surface.
  • the lens is formed from an optical material of refractive index n, so that light passing through said toric surface 1 is refractive.
  • the light crossing the first meridian 2 converges at a first focal length 4 forming a segment 5 parallel to the first meridian 2 and the light crossing the second meridian 3 converges at a second focal distance 6 forming a segment 7 parallel to the second meridian 3.
  • US-A-5198844 discloses a multifocal lens divided into a plurality of alternating segments which have at least two different refractive powers.
  • the boundaries between successive segments are arcs starting from the center of the lens.
  • This lens has only spherical or aspherical segments, these segments also having surface junctions in the form of ridges.
  • An aim of the invention is to respond at least in part to this need. Disclosure of the invention
  • the invention relates in one aspect to an optical device having an optical axis, comprising at least one surface with at least two meridians, of which at least a part forms, in front view, at least one portion of a spiral of which the central point is on the optical axis, each portion of the spiral defining meridians of different optical powers, so that the focus is no longer simply stigmatic at one point, but extended over a tubular zone which stretches on the optical axis .
  • front view is meant here and in the context of the invention, a view of the device along the optical axis. Otherwise expressed, it is a projection view in a plane orthogonal to the optical axis.
  • the spiral-shaped surface portion is defined as a projection in a plane orthogonal to the optical axis. Since a portion of a spiral according to the invention is developed on a three-dimensional surface, it is called a helix.
  • the invention essentially consists in generating from a surface with two or more meridians of one diopter, a surface with at least one helix portion, that is to say a spiral surface in projected view. in a plane orthogonal to the optical axis.
  • the invention essentially consists in making a dioptre having a spiralization of a surface with two meridians.
  • This spiralization can be applied to all non-spherical diopter surfaces, which have more than two meridians.
  • the spiralization is preferably carried out from a toric surface, and more preferably from an optical device with two concentric tori having meridians in opposition, i.e. at 90 ° to each other.
  • this allows a distribution of light by the curvature of the first meridian at a first focal distance and a distribution of light by the curvature of the second meridian at a second focal distance, while the spiraling of the axes of astigmatism has the effect of creating a spiral focusing tube of light and thus lengthening the focal length of the diopter.
  • a portion of a spiral according to the invention can have different shapes, for example according to a linear law, a quadratic law or a substantially logarithmic law. These different laws can also be combined on the same surface of an optical device, for example for a lens with a logarithmic law on a first annular portion of the lens and a quadratic or linear law on a second annular portion of the lens surrounding the first portion annular.
  • a portion of a spiral according to the invention can be created on only part of a diopter. It can thus be carried out only in a central part, in a junction part between two distinct surfaces, for example two toric surfaces, in a peripheral part.
  • the tubular focus obtained according to the invention results in a homogeneous focus over an elongated range of focal lengths, which fits into a tube.
  • any optical imaging system such as a photographic lens, a camera, a projector lens, a virtual reality headset, etc. ;
  • the tubular focusing can increase the length of the zone of focus along the optical axis and thus increase the thicknesses that can be cut;
  • tubular focusing enables an area of sharpness to be generated over a long range of focal lengths, for example so as to ensure near and far vision and to allow optical compensation of the presbyopia, as well as several ametropia with a single ophthalmic lens.
  • An ophthalmic lens can thus be used for more than a single ametropia value.
  • Tubular focusing also makes it possible to improve the focusing of the rays out of the optical axis to improve the field of vision. This can especially be put to good use in ophthalmic lenses.
  • An optical lens, one surface of which has been generated by the spiraling according to the invention makes it possible in particular to lengthen the caustic of the focal lengths.
  • an optical device embodying the invention can be used in any image forming application, for example photography, video, optical detection, for vision correction, and in any other application requiring a focus.
  • An optical device in particular a lens, can be made from any optical material such as optical glass or a polymer.
  • spiral portion (s) according to the invention can be produced by machining, additive manufacturing or molding techniques, alone or in combination with one another.
  • the spiral portion (s) is (are) generated from a toric surface having a first meridian curved along a first non-zero curvature and a second meridian curved along a second curvature strictly greater than the first curvature, the second meridian being perpendicular to the first meridian.
  • the spiral portion (s) is (are) generated from a first and a second toric surface, the first toric surface having a first meridian curved along a first non-zero curvature around an axis of revolution of a first torus and a second meridian curved along a second curvature strictly greater than the first curvature, the second meridian being perpendicular to the first meridian, the second surface toric having a first meridian curved along a first non-zero curvature around an axis of revolution of a second torus and a second meridian curved with a strictly second curvature greater than the first curvature and perpendicular to the first meridian of the second toric surface, the first and second toric surfaces each comprising a plurality of azimuthal angular sectors disposed around the optical axis, the first meridian of the first toric surface and the first meridian of the second toric surface
  • an azimuthal angular sector of the first toric surface and an azimuthal angular sector of the second toric surface are adjacent by a border in a portion of a spiral.
  • the first and second toric surfaces can each comprise two diametrically opposed azimuthal angular sectors.
  • Each angular sector of the first toric surface may be adjacent to the two angular sectors of the second toric surface.
  • the angle between the azimuthal orientations of the first meridian of the first toric surface and the first meridian of the second toric surface is between 60 ° and 90 °.
  • the first curvature of the first toric surface is equal to the first curvature of the second toric surface.
  • the second curvature of the first toric surface is equal to the second curvature of the second toric surface.
  • the radius of a portion of a spiral is linked to the angle of the spiral by a linear law, a quadratic law or a logarithmic law.
  • the optical device further comprises a spherical surface centered on the optical axis.
  • the optical device according to the invention can advantageously constitute an optical lens, the front face of which is the surface with at least one portion of a spiral.
  • Another subject of the invention is the use of an optical device which has just been described, for correcting vision and / or concentrating light power and / or forming an image.
  • FIG. 1 is a schematic representation of the distribution of a parallel beam of light having passed through an optical lens with a toric surface
  • FIG. 2 is a schematic front view of a first embodiment of the tubular focusing optical lens
  • FIG. 3 is a schematic front view of a multifocal optical lens with two toric surfaces in axis opposition;
  • FIG. 4 is a schematic perspective view of the multifocal optical lens of Figure 3;
  • FIG. 5 is a schematic view of the distribution of a parallel beam of light having passed through the optical lens of Figures 3 and 4;
  • FIG. 6 is a schematic front view of one embodiment of a multifocal optical lens with two toric surfaces in axis opposition;
  • FIG. 7 is a schematic front view of one embodiment of the tubular focusing lens according to the invention generated from the geometry of the lens of Figure 6;
  • FIG. 8 is a schematic front view of another embodiment of a multifocal optical lens with two toric surfaces in axis opposition;
  • FIG. 9 is a schematic front view of another embodiment of the tubular focusing lens according to the invention generated from the geometry of the lens of Figure 8;
  • FIG. 10 is a schematic side view of the distribution of a parallel light beam having passed through an optical lens according to the invention and by comparison a spherical optical lens according to the state of the art
  • FIG. 11 is a schematic perspective view of a beam of parallel light rays having passed through an optical lens according to the invention with logarithmic spirals, FIG. 11 showing the tubular zone of focusing of the light ray;
  • FIG. 12 is an enlarged view of the focusing tube of the light ray beam of FIG. 11 and by comparison of the focusing zone of a lens with toric surfaces in opposition to the axis as illustrated in FIG. 6.
  • FIG. 13 is a front view of an alternative embodiment of a tubular focusing lens according to the invention comprising a spherical central part and a spiral peripheral part;
  • FIG. 14 is a front view of another variant embodiment of a tubular focusing lens according to the invention comprising two toric surfaces and a junction part between them which is spiral.
  • optical lenses according to the invention having surfaces with more than two meridians with at least one spiral portion generating a focus which extends over a tubular zone.
  • a portion of spiralization can be produced in different ways, for example according to a linear law, a quadratic law or a substantially logarithmic law. These different laws can also be combined on the same lens, for example with a logarithmic law on a first annular portion of the lens and a quadratic or linear law on a second annular portion of the lens surrounding the first annular portion.
  • the same optical device can comprise several portions of spirals.
  • FIG. 2 shows a tubular focusing optical lens 800 according to a first embodiment of the invention.
  • the representation used indicates by contrast the distance perpendicular to the plane of the figure: darker means further from the reader and lighter means closer to the reader.
  • the optical lens 800 is generated by spiraling from a toric surface of the lens as shown in Figure 1.
  • the geometry of the surface 801 has a spiral whose center point 806 is on. the optical axis.
  • the angle of the spiral increases as we move radially away from the optical axis.
  • the first meridian 802 having the first curvature additionally has a spiral shape around the optical axis.
  • lines 803 which have the second curvature and which would appear parallel to the second meridian in the toric lens of FIG. 1 here present different azimuthal orientations as one moves away from the optical axis, due to the spiralization .
  • FIGS 3 and 4 show a front and perspective view of such a multifocal optical lens 100.
  • the multifocal optical lens 100 includes a first toric surface 102 and a second toric surface 104 surrounding the first surface 102 concentrically.
  • the first surface 102 corresponds to a first optical zone and the second surface 104 corresponds to a second optical zone concentric to the first surface 102.
  • the first toric surface 102 has a first meridian 102i curved along a first curvature and a second meridian 102 2 curved along a second curvature and perpendicular to the first meridian 102i.
  • the second surface 104 has a first meridian 104i curved along a first curvature and a second meridian 1042 curved along a second curvature and perpendicular to the first meridian 104i.
  • the second curvature is greater than the first curvature.
  • each of the first and second surfaces 102, 104 is a circular section.
  • the first meridian 102i of the first surface 102 is perpendicular to the first meridian 104i of the first surface 104.
  • the first curvature of the first surface 102 may be different or equal to the first curvature of the second surface 104.
  • the second curvature of the first surface 102 may be different or equal to the second curvature of the second surface 104.
  • the lens 100 comprises two concentric tori having different meridian axes, in particular in counter-axis or in opposition, that is to say forming an angle of 90 ° between the two tori.
  • FIG. 5 illustrates the distribution of light having passed through the multifocal optical lens 100 under parallel illumination in an example where the first curvature of the first surface is equal to the first curvature of the second surface and where the second curvature of the first surface is equal to the second curvature of the second surface.
  • Light passing through first meridian 102i of first surface 102 converges at a first focal length 106 forming a first segment 1081 parallel to first meridian 1021 and light crossing second meridian 1022 of first surface 102 converges at second focal length 110 forming a second segment 1082 parallel to the second meridian 1022.
  • the light passing through the first meridian 104i of the second surface 104 converges at the level of the first focal length 106 forming a first segment 112i parallel to the first meridian 104i and the light crossing the second meridian 104 2 of the second surface 104 converges at the second focal length 110 by forming a second segment 112 2 parallel to the second meridian 104 2 .
  • FIGS. 6 and 7 illustrate an embodiment of a tubular focusing optical lens 200 with a double toric surface respectively with axis opposition and spiral from the latter.
  • the optical lens 200 of FIG. 6 comprises a first toric surface 202 having a first meridian 202i curved along a first curvature about an axis of revolution of a first torus and a second meridian, represented by an arc 202 2 parallel to the second meridian, curved along a second curvature greater than the first curvature and perpendicular to the first meridian 202 1 .
  • the optical lens 200 also comprises a second toric surface 204 juxtaposed with the first toric surface 202 and having a first meridian 204i curved along a first curvature about an axis of revolution of a second torus and a second meridian, represented by an arc 204 2 parallel to the second meridian, curved along a second curvature and perpendicular to the first meridian 2041.
  • the first toric surface 202 corresponds to two azimuthal angular sectors 208 2 and 208 4 diametrically opposed and meeting at their vertices which are turned towards the center 206 of the optical lens 200.
  • the second surface toric 204 corresponds to two azimuthal angular sectors 208 1 and 2O8 3 diametrically opposed and meeting at their vertices which are turned towards the center 206.
  • Each azimuthal angular sector 208 2 and 208 4 of the first toric surface 202 is adjacent to the two azimuthal angular sectors 208i and 208 3 of the second toric surface 204.
  • the angular sectors 208 are delimited by the intersections of the first toric surface 202 and the second toric surface 204, which are lines of intersection in space between two rings with cylindrical sections whose axes of revolution are perpendicular. These intersection lines are represented by the borders 210i, 2IO 2 , 2IO 3 and 210 4 between the azimuthal angular sectors 208i, 2O8 2 , 2O8 3 and 208 4 . In space, each of the boundaries 210i, 2IO 2 , 2IO 3 and 210 4 is arranged recessed in the direction of the optical axis with respect to the prime meridians 2021 and 2041.
  • FIG. 7 shows an optical lens 200 generated by a spiralization of the toric lens surfaces according to FIG. 6.
  • the first meridian 202 1 of the first toric surface 202 and the first meridian 204 1 of the second toric surface 204 is a portion spiral whose center point 206 is on the optical axis of the optical lens 200.
  • each of the borders 210i, 2IO 2 , 2IO 3 and 210 4 is a portion of a spiral whose center point 206 is on the axis optics of the optical lens 200.
  • Spiralization can be carried out in different ways, for example according to a linear law, a quadratic law or a substantially logarithmic law. For the application of a logarithmic law, a simplification must be made near the center 206 of the lens, where the spiral angle would be mathematically divergent.
  • the increasing angle reaches 45 ° at the periphery of the optical lens 200.
  • This angle could have another value, for example between 30 ° and 720 °, in particular equal to 60 °.
  • the periphery 25 of the optical lens 200 here has a circular shape. This shape can be other than circular.
  • FIGS. 8 and 9 illustrate an embodiment of a tubular focusing optical lens 400 with a double toric surface respectively in axis opposition and spiraling from the latter.
  • the tubular focusing optical lens 400 of Figure 8 is designed similarly to the optical lens 200 of Figure 6, but with three distinct azimuthal sectors 401, 402, and 403 instead of four azimuthal sectors.
  • Each azimuthal sector 401, 402, 403 has a toric surface portion, with respective prime meridians 4011, 4021, 4031 which are oriented in different azimuthal directions, at 120 ° from each other in the symmetrical case such as represented.
  • the second meridians are not shown here and are each time perpendicular to the respective first meridians.
  • the azimuthal sectors 401, 402, 403 are delimited by borders 405.
  • Figure 9 illustrates a tubular focusing lens 400 generated from the lens surface according to Figure 8.
  • the spiral portions follow a quadratic spiral law: the spiral angle is proportional to the square of the radial distance by relative to the center 406 on the optical axis.
  • Each of the boundaries 405 and each of the prime meridians 4011, 4021, 403i has the same spiral geometry.
  • the spiral angle reaches 360 ° at the periphery of the optical lens 400, or one full revolution. A second full turn could be made for a larger lens size, i.e. an angle of 720 ° or more.
  • a tubular focusing optical lens 400 of FIG. 9 was implemented with a front face with four identical toric branches, the parameters of which are as follows:
  • first curvature of the toric surface focal length equal to 17.4 cm
  • second curvature of the toric surface focal length equal to 14 cm
  • the rear face is spherical with a radius of curvature of 7.8mm.
  • the thickness at the center of lens 400 is 0.5mm.
  • a tubular focusing optical lens according to the invention can be designed similarly to one of the optical lenses 200, 400, 800 shown from any number of toric surfaces each occupying an azimuthal angular sector.
  • the number of toric branches distributed around the optical axis in the spiral surface can be even (for example 2 branches in the optical lens 800, 4 branches in the optical lens 200) or odd (for example 3 branches in the lens optical 400).
  • Other numbers of branches are possible, for example 5, 6, 7 or more.
  • the boundaries between the adjacent toric surfaces can be either straight boundaries or smooth boundaries.
  • the local curvature can be interpolated around the boundaries to provide smooth transition zones between adjacent toric surfaces and thus limit extreme slopes.
  • the tubular focusing obtained according to the invention is shown in FIG. 10 by comparison between a spherical optical lens 1301 according to the state of the art and a tubular focusing optical lens according to the invention 1302, each of these two lenses 1301, 1302 being designed for vision correction.
  • parallel illumination is incident on the lenses 1301 and 1302, Z designating a zone of sharpness perceived by the human eye which extends on either side of the focal point of the lenses.
  • the spiral lens 1302 makes it possible to obtain an elongation of the zone of sharpness Z delimited by an imaginary right cylinder.
  • the spiraling of the different optical powers makes it possible to obtain a tubular focusing of the light rays.
  • FIG. 11 shows a lens 400 like that of FIG. 9, on the object focus side.
  • the focus area XV is shown enlarged in the upper part of Figure 12.
  • FIG. 12 also shows the focal distances DI and D2 corresponding respectively to the first curvature and to the second curvature of the initial toric surface.
  • line 1501 shows the size of the focus task at DI
  • line 1502 shows the size of the focus task at D2.
  • figure 12 shows the same elements for an astigmatic lens in opposition of axis as according to figure 6, having the same curvatures as the initial ones of figure 11: line 1511 shows the size of the task focus at DI and line 1512 shows the size of the focus task at D2.
  • the spiral portions are produced over the entire optical surface of the lens, it is possible to envisage performing the spiralization only over a part.
  • FIG. 13 thus illustrates a variant according to which the optical lens 300 comprises a spherical surface 302 arranged at the center of the optical surface of the lens 300, the spiral portions being produced only on the periphery of the optical surface.
  • FIG. 14 illustrates a variant according to which an optical lens 100 with two toric surfaces 102, 104 concentric with a junction part 114 spiraled according to the invention.
  • the invention is not limited to the examples which have just been described; characteristics of the examples illustrated can in particular be combined with each other within variants not illustrated.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif optique (100, 200, 400, 800) ayant un axe optique, comprenant au moins une surface à au moins deux méridiens, dont au moins une partie forme, en vue de face, au moins une portion de spirale dont le point central (206, 406, 806) est sur l'axe optique, chaque portion de spirale définissant des méridiens de puissances optiques différentes, afin que la focalisation obtenue s'étende sur une zone tubulaire.

Description

Description
Titre : Dioptre spiralé à méridiens de puissances optiques différentes.
Domaine technique
La présente invention concerne le domaine des dispositifs optiques formant des dioptres.
Bien que décrite en référence à une application de lentille ophtalmique, l’invention s’applique à tout dioptre, sphérique ou torique, et à tout dioptre à surface à au moins deux méridiens, qui peut être mis en œuvre pour une formation d’image et/ou une distribution de puissance optique et/une correction de vue.
Ainsi, un dispositif optique selon l’invention peut être une lentille optique d’un système optique, un verre de lunette ou une lentille de contact rigide ou souple, une partie d’un objectif photographique, une partie d’un détecteur de mouvement, un dispositif de concentration d’énergie lumineuse.
De manière générale, l’invention s’applique à toute application où une focalisation de lumière est mise en œuvre, dans le domaine visible ou invisible.
Technique antérieure
Une lentille, par exemple une lentille ophtalmique, comprend deux surfaces optiques opposées appelées dioptres, reliées par une tranche généralement inscrite dans un cylindre à base circulaire.
On distingue à ce jour notamment quatre catégories de surfaces optiques distinctes, à savoir:
- les dioptres sphériques, dont la surface est une partie de surface interne ou externe d'une sphère;
- les dioptres asphériques, dérivées des surfaces sphériques; dont la surface une partie d'une surface de révolution dont la courbure varie de façon continue du sommet à la périphérie ;
- les dioptres toriques dont la surface présente deux méridiens principaux orthogonaux de courbure inégale et dont la coupe transversale suivant ces deux méridiens est nominalement circulaire ;
- les dioptres atoriques dont la surface présente deux méridiens principaux mutuellement perpendiculaires de courbure inégale et dont la section transversale d'un des méridiens principaux au moins n'est pas circulaire. La focalisation d’une lentille sphérique formée par l’association de deux dioptres sphériques présente une focale unique, en un point appelé foyer image. Cette focalisation en un point est caractéristique d’une système optique dit « stigmatique ».
En référence à la figure 1, on rappelle ici le principe bien connu de l’astigmatisme (absence de stigmatisme en un seul point comme pour une lentille sphérique) produite par une lentille optique présentant une surface torique 1.
La surface torique 1 présente un premier méridien 2 courbé avec une première courbure Cl autour d’un axe de révolution d’un tore non représenté sur la figure, de sorte que le premier méridien 2 forme un arc de cercle porté par un premier cercle défini par un rayon extérieur du tore.
La surface torique 1 présente aussi un deuxième méridien 3 perpendiculaire au premier méridien 1 et courbé avec une deuxième courbure C2 supérieure à la première courbure autour d’un centre de courbure situé sur le rayon du tore qui passe par le milieu du premier méridien 2, désigné comme A- A. L’axe A- A constitue l’axe optique de la surface torique.
La lentille est formée dans un matériau optique d’indice de réfraction n, de sorte que la lumière traversant ladite surface torique 1 subit une réfraction.
En particulier, sous un éclairage parallèle, la lumière traversant le premier méridien 2 converge à une première distance focale 4 en formant un segment 5 parallèle au premier méridien 2 et la lumière traversant le deuxième méridien 3 converge à une deuxième distance focale 6 en formant un segment 7 parallèle au deuxième méridien 3.
La lentille torique 1 présente deux puissances dioptriques DI et D2 fournies par les relations suivantes : DI = (n-l)Cl et D2 = (n-l)C2.
Le brevet US-A-5198844 divulgue une lentille multifocale divisée en une pluralité de segments alternés qui présentent au moins deux puissances réfractives différentes. Dans un mode de réalisation, les limites entre les segments successifs sont des arcs partant du centre de la lentille. Cette lentille comporte uniquement des segments sphériques ou asphériques, ces segments présentant en outre des jonctions de surface sous la forme d’arêtes.
De manière générale, il existe un besoin d’améliorer les dispositifs optiques à surface sphériques dits stigmatiques, afin d’allonger leur zone de focalisation.
Un but de l’invention est de répondre au moins en partie à ce besoin. Exposé de l’invention
Pour ce faire, l’invention concerne sous un aspect, un dispositif optique ayant un axe optique, comprenant au moins une surface à au moins deux méridiens, dont au moins une partie forme, en vue de face, au moins une portion de spirale dont le point central est sur l’axe optique, chaque portion de spirale définissant des méridiens de puissances optiques différentes, afin que la focalisation ne soit plus simplement stigmatique en un point, mais étendue sur une zone tubulaire qui s’étire sur l’axe optique.
Par « vue de face », on entend ici et dans le cadre de l’invention, une vue du dispositif selon l’axe optique. Autrement exprimé, il s’agit d’une vue en projection dans un plan orthogonal à l’axe optique.
Par souci de clarté, on définit la partie de surface en forme de spirale selon une projection dans un plan orthogonal à l’axe optique. Une portion de spirale selon l’invention étant développée sur une surface en trois dimensions, il s’agit d'une hélice.
Ainsi, l’invention consiste essentiellement à générer à partir d’une surface à deux méridiens ou plus d’un dioptre, une surface à au moins une portion d’hélice, c’est-à-dire une surface en spirale en vue projetée dans un plan orthogonal à l’axe optique.
Autrement dit, l’invention consiste essentiellement à faire un dioptre présentant une spiralisation d’une surface à deux méridiens.
En quelque sorte, si la surface à deux méridiens ou plus était dans un état malléable, on réaliserait une déformation par torsion de cette surface selon une ou plusieurs courbes en spirale.
Cette spiralisation peut s’appliquer à toutes surfaces de dioptre non sphériques, qui présente plus de deux méridiens.
La spiralisation est de préférence réalisée à partir d’une surface torique, et de préférence encore à un dispositif optique à deux tores concentriques présentant des méridiens en opposition, i.e. à 90° les uns des autres.
Dans le cas d’une surface torique, celle-ci permet une distribution de la lumière par la courbure du premier méridien à une première distance focale et une distribution de la lumière par la courbure du deuxième méridien à une deuxième distance focale, tandis que la spiralisation des axes d’astigmatisme a pour effet de créer un tube de focalisation spiralé de lumière et ainsi d’allonger la focale du dioptre.
Une portion de spirale conforme à l’invention peut avoir différentes formes, par exemple selon une loi linéaire, une loi quadratique ou une loi sensiblement logarithmique. Ces différentes lois peuvent aussi être combinées sur une même surface de dispositif optique, par exemple pour une lentille avec une loi logarithmique sur une première portion annulaire de la lentille et une loi quadratique ou linéaire sur une deuxième portion annulaire de la lentille entourant la première portion annulaire.
Une portion de spirale selon l’invention peut être créée sur une partie seulement d’un dioptre. Elle peut ainsi être réalisée seulement dans une partie centrale, dans une partie de jonction entre deux surfaces distinctes, par exemple deux surfaces toriques, dans une partie périphérique.
La focalisation tubulaire obtenue selon l’invention se traduit par une focalisation homogène sur une plage allongée de distances focales, qui s’inscrit dans un tube.
Les avantages de l’invention sont nombreux parmi lesquels on peut citer :
- la possibilité de réduire les réglages de mise au point dans tout système optique de formation d’image, tel qu’un objectif photographique, une caméra, un objectif de projecteur, un casque de réalité virtuelle, etc. ;
- la possibilité de réduire l’encombrement d’un système optique de formation d’image, par exemple en supprimant les dispositifs de mise au point motorisés actuellement existants ;
- la mise en œuvre dans des systèmes de concentration de puissance optique tels que des systèmes de chauffage solaire ou des dispositifs de découpe par laser. Par exemple, dans un dispositif de découpe par laser, la focalisation tubulaire permet d’accroître la longueur de la zone de focalisation le long de l’axe optique et ainsi d’augmenter les épaisseurs pouvant être découpées ;
- l’exploitation dans des systèmes optiques de détection, tels que des détecteurs de mouvement à infrarouge ou des systèmes de mesure physique, avec l’avantage de réduire les réglages de mise au point, grâce à la longueur de la zone de netteté qui découle de la focalisation tubulaire ; -dans des applications de correction de la vision, la focalisation tubulaire permet de générer une zone de netteté sur une longue plage de distances focales, par exemple de sorte à assurer une vision de près et une vision de loin et permettre une compensation optique de la presbytie, ainsi que plusieurs amétropies avec une seule lentille ophtalmique. Un verre ophtalmique peut ainsi être utilisé pour plus d’une seule valeur d’amétropie.. La focalisation tubulaire permet aussi d’améliorer la focalisation des rayons hors de l’axe optique pour améliorer le champ de vision. Cela peut particulièrement être mis à profit dans des lentilles ophtalmiques. Une lentille optique dont une surface a été générée par la spiralisation selon l’invention permet en particulier d’allonger la caustique des focales.
De manière générale, un dispositif optique mettant en œuvre l’invention peut être utilisé dans toute application de formation d’image, par exemple la photographie, la vidéo, la détection optique, pour la correction de la vision, et dans toute autre application nécessitant une focalisation.
Un dispositif optique, en particulier une lentille, peut être fabriquée dans tout matériau optique tel que du verre optique ou un polymère.
La ou les portions de spirale selon l’invention peuvent être réalisées par technique d’usinage, de fabrication additive, de moulage seules ou combinées entre elles.
Selon un mode de réalisation avantageux, la(les) portion(s) de spirale(s) est(sont) générée(s) à partir d’une surface torique ayant un premier méridien courbé selon une première courbure non nulle et un deuxième méridien courbé selon une deuxième courbure strictement supérieure à la première courbure, le deuxième méridien étant perpendiculaire au premier méridien.
Selon ce mode et une variante de réalisation avantageuse, la(les) portion(s) de spirale(s) est(sont) générée(s) à partir d’une première et d’une deuxième surfaces toriques, la première surface torique ayant un premier méridien courbé selon une première courbure non nulle autour d’un axe de révolution d'un premier tore et un deuxième méridien courbé selon une deuxième courbure strictement supérieure à la première courbure, le deuxième méridien étant perpendiculaire au premier méridien, la deuxième surface torique ayant un premier méridien courbé selon une première courbure non nulle autour d’un axe de révolution d'un deuxième tore et un deuxième méridien courbé avec une deuxième courbure strictement supérieure à la première courbure et perpendiculaire au premier méridien de la deuxième surface torique, les première et deuxième surfaces toriques comprenant chacune une pluralité de secteurs angulaires azimutaux disposés autour de l’axe optique, le premier méridien de la première surface torique et le premier méridien de la deuxième surface torique présentent des orientations azimutales séparées par un angle non nul autour de l’axe optique, les portions spiralées définissant des premier et deuxième méridiens de puissance optique résultant du premier méridien de la première surface torique et du premier méridien de la deuxième surface torique.
Selon une variante de réalisation, un secteur angulaire azimutal de la première surface torique et un secteur angulaire azimutal de la deuxième surface torique sont adjacents par une frontière en portion de spirale.
Les première et deuxième surfaces toriques peuvent comprendre chacune deux secteurs angulaires azimutaux diamétralement opposés.
Chaque secteur angulaire de la première surface torique peut être adjacent aux deux secteurs angulaires de la deuxième surface torique.
Selon une caractéristique avantageuse, l’angle entre les orientations azimutales du premier méridien de la première surface torique et le premier méridien de la deuxième surface torique est compris entre 60° et 90°.
De préférence, la première courbure de la première surface torique est égale à la première courbure de la deuxième surface torique.
De préférence encore, la deuxième courbure de la première surface torique est égale à la deuxième courbure de la deuxième surface torique.
Selon une variante de réalisation, en coordonnées polaires, le rayon d’une portion de spirale est lié l’angle de la spirale par une loi linéaire, une loi quadratique ou une loi logarithmique.
Selon un autre mode de réalisation, le dispositif optique comprend en outre une surface sphérique centrée sur l’axe optique. Le dispositif optique selon l’invention peut avantageusement constituer une lentille optique dont la face avant est la surface à au moins une portion de spirale.
L’invention a encore pour objet l’utilisation d’un dispositif optique qui vient d’être décrit, pour corriger la vision et/ou concentrer une puissance lumineuse et/ou former une image.
Brève description des dessins
D’autres avantages et caractéristiques de l’invention ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée d’exemples de mise en œuvre de l’invention faite à titre illustratif et non limitatif en référence aux figures suivantes parmi lesquelles :
- la figure 1 est une représentation schématique de la distribution d’un faisceau de lumière parallèle ayant traversé une lentille optique à surface torique ;
- la figure 2 est une vue schématique de face d’un premier mode de réalisation de la lentille optique à focalisation tubulaire ;
- la figure 3 est une vue schématique de face d’une lentille optique multifocale à deux surfaces toriques en opposition d’axe ;
- la figure 4 est une vue schématique en perspective de la lentille optique multifocale de la figure 3 ;
- la figure 5 est une vue schématique de la distribution d’un faisceau de lumière parallèle ayant traversé la lentille optique des figures 3 et 4 ;
- la figure 6 est une vue schématique de face d’un mode de réalisation d’une lentille optique multifocale à deux surfaces toriques en opposition d’axe ;
- la figure 7 est une vue schématique de face d’un mode de réalisation de la lentille à focalisation tubulaire selon l’invention générée à partir de la géométrie de la lentille de la figure 6 ;
- la figure 8 est une vue schématique de face d’un autre mode de réalisation d’une lentille optique multifocale à deux surfaces toriques en opposition d’axe ;
- la figure 9 est une vue schématique de face d’un autre mode de réalisation de la lentille à focalisation tubulaire selon l’invention générée à partir de la géométrie de la lentille de la figure 8 ;
- la figure 10 est une vue schématique de profil de la distribution d’un faisceau de lumière parallèle ayant traversé une lentille optique selon l’invention et par comparaison une lentille optique sphérique selon l’état de l’art ; - la figure 11 est une vue schématique en perspective d’un faisceau de rayon lumineux parallèles ayant traversé une lentille optique selon l’invention à spirales logarithmiques, la figure 11 montrant la zone tubulaire de focalisation du rayon lumineux ;
- la figure 12 est une vue agrandie du tube de focalisation du faisceau de rayon lumineux de la figure 11 et par comparaison de la zone de focalisation d’une lentille à surfaces toriques en opposition d’axe comme illustrée à la figure 6.
- la figure 13 est une vue de face d’une variante de réalisation d’une lentille à focalisation tubulaire selon l’invention comprenant une partie centrale sphérique et une partie périphérique spiralée ;
- la figure 14 est une vue de face d’une autre variante de réalisation d’une lentille à focalisation tubulaire selon l’invention comprenant deux surfaces toriques et une partie de jonction entre elles qui est spiralée.
Description détaillée
La figure 1 relative à l’état de l’art a déjà été commentée en préambule. Elle n’est donc pas détaillée ci-après.
Les figures suivantes montrent plusieurs exemples de lentilles optiques selon l’invention, présentant des surfaces à plus de deux méridiens avec au moins une portion spiralée générant une focalisation qui s’étend sur une zone tubulaire.
Comme cela ressort des différentes figures, une portion de spiralisation peut être réalisée de différentes manières, par exemple selon une loi linéaire, une loi quadratique ou une loi sensiblement logarithmique. Ces différentes lois peuvent aussi être combinées sur une même lentille, par exemple avec une loi logarithmique sur une première portion annulaire de la lentille et une loi quadratique ou linéaire sur une deuxième portion annulaire de la lentille entourant la première portion annulaire.
Un même dispositif optique peut comprendre plusieurs portions de spirales.
La figure 2 montre une lentille optique à focalisation tubulaire 800 selon un premier mode de réalisation de l’invention. La représentation utilisée indique par le contraste l’éloignement perpendiculairement au plan de la figure : plus sombre signifie plus éloigné du lecteur et plus clair signifie plus proche du lecteur. La lentille optique 800 est générée par spiralisation à partir d’une surface torique de la lentille comme illustrée la figure 1. Le point central 806. Ainsi, la géométrie de la surface 801 présente une spirale dont le point central 806 est sur l’axe optique. En coordonnées polaires, l’angle de la spirale va croissant à mesure qu’on s’éloigne radialement de l’axe optique. En particulier, le premier méridien 802 ayant la première courbure présente en plus une forme spiralée autour de l’axe optique. De plus des lignes 803 qui présentent la deuxième courbure et qui apparaîtraient parallèles au deuxième méridien dans la lentille torique de la figure 1 présentent ici des orientations azimutales différentes à mesure qu’on s’éloigne de l’axe optique, du fait de la spiralisation.
De fait pour parvenir à l’invention, après avoir analysé les lacunes des lentilles multifocales selon l’état de l’art, l’inventeur a cherché à étirer la zone de focalisation sur l’axe optique.
En partant des lentilles multifocales avec deux surfaces toriques concentriques, il a alors pensé à les mettre en opposition d’axe.
Les figures 3 et 4 montrent une vue de face et en perspective d’une telle lentille optique multifocale 100. La lentille optique multifocale 100 comprend une première surface torique 102 et une deuxième surface torique 104 entourant la première surface 102 de manière concentrique.
Ainsi, dans une vue axiale de la lentille 100 selon l’axe optique A-A, la première surface 102 correspond à une première zone optique et la deuxième surface 104 correspond à une deuxième zone optique concentrique à la première surface 102.
La première surface torique 102 présente un premier méridien 102i courbé suivant une première courbure et un deuxième méridien 1022 courbé suivant une deuxième courbure et perpendiculaire au premier méridien 102i. De même, la deuxième surface 104 présente un premier méridien 104i courbé suivant une première courbure et un deuxième méridien 1042 courbé suivant une deuxième courbure et perpendiculaire au premier méridien 104i. En particulier, dans chacune des première et deuxième surfaces 102, 104, la deuxième courbure est supérieure à la première courbure.
La périphérie de chacune des première et deuxième surfaces 102, 104 est une section circulaire.
Le premier méridien 102i de la première surface 102 est perpendiculaire au premier méridien 104i de la première surface 104. La première courbure de la première surface 102 peut être différente ou égale à la première courbure de la deuxième surface 104. De même, la deuxième courbure de la première surface 102 peut être différente ou égale à la deuxième courbure de la deuxième surface 104.
Ainsi, la lentille 100 comporte deux tores concentriques ayant des axes méridiens différents, notamment en contre-axe ou en opposition, c’est-à-dire formant un angle de 90° entre les deux tores.
La figure 5 illustre la distribution de lumière ayant traversé la lentille optique multifocale 100 sous un éclairement parallèle dans un exemple où la première courbure de la première surface est égale à la première courbure de la deuxième surface et où la deuxième courbure de la première surface est égale à la deuxième courbure de la deuxième surface. La lumière traversant le premier méridien 102i de la première surface 102 converge à une première distance focale 106 en formant un premier segment 1081 parallèle au premier méridien 1021 et la lumière traversant le deuxième méridien 1022 de la première surface 102 converge à une deuxième distance focale 110 formant un deuxième segment 1082 parallèle au deuxième méridien 1022.
De plus, la lumière traversant le premier méridien 104i de la deuxième surface 104 converge au niveau de la première distance focale 106 en formant un premier segment 112i parallèle au premier méridien 104i et la lumière traversant le deuxième méridien 1042 de la deuxième surface 104 converge à la deuxième distance focale 110 en formant un deuxième segment 1122 parallèle au deuxième méridien 1042.
Ainsi, avec une telle lentille 100, on obtient un allongement de la zone de focalisation comparativement à celles des lentilles multifocales selon l’état de l’art. Cette zone de focalisation allongée est dépendante de la toricité des surfaces 102, 104.
Constatant que cette zone de focalisation n’était pas assez concentrée, l’inventeur a alors pensé à réaliser la spiralisation des surfaces, afin d’obtenir une focalisation qui se concentre dans une zone tubulaire et par là d’avoir la possibilité d’une mise au point sur une plus longue distance sur l’axe optique.
Les figures 6 et 7 illustrent un mode de réalisation d’une lentille optique à focalisation tubulaire 200 à double surface torique respectivement à opposition d’axe et spiralée à partir de cette dernière. La lentille optique 200 de la figure 6 comprend une première surface torique 202 présentant un premier méridien 202i courbé suivant une première courbure autour d’un axe de révolution d’un premier tore et un deuxième méridien, représenté par un arc 2022 parallèle au deuxième méridien, courbé suivant une deuxième courbure supérieure à la première courbure et perpendiculaire au premier méridien 2021. La lentille optique 200 comprend aussi une deuxième surface torique 204 juxtaposée avec la première surface torique 202 et présentant un premier méridien 204i courbé suivant une première courbure autour d’un axe de révolution d’un deuxième tore et un deuxième méridien, représenté par un arc 2042 parallèle au deuxième méridien, courbé suivant une deuxième courbure et perpendiculaire au premier méridien 2041. En vue de face, c’est-à-dire en projection dans un plan de projection perpendiculaire à un axe optique de la lentille 200 passant par son centre 206, la première surface torique 202 correspond à deux secteurs angulaires azimutaux 2082 et 2084 diamétralement opposés et se rejoignant au niveau de leurs sommets qui sont tournés vers le centre 206 de la lentille optique 200. De la même façon, la deuxième surface torique 204 correspond à deux secteurs angulaires azimutaux 2081 et 2O83 diamétralement opposés et se rejoignant au niveau de leurs sommets qui sont tournés vers le centre 206. Chaque secteur angulaire azimutal 2O82 et 2084 de la première surface torique 202 est adjacent aux deux secteurs angulaires azimutaux 208i et 2O83 de la deuxième surface torique 204. Les secteurs angulaires 208 sont délimités par les intersections de la première surface torique 202 et de la deuxième surface torique 204, qui sont des lignes d’intersection dans l’espace entre deux anneaux à sections cylindriques dont les axes de révolution sont perpendiculaires. Ces lignes d’intersection sont représentées par les frontières 210i, 2IO2, 2IO3 et 2104 entre les secteurs angulaires azimutaux 208i, 2O82, 2O83 et 2084. Dans l’espace, chacune des frontières 210i, 2IO2, 2IO3 et 2104 est agencée en retrait dans la direction de l’axe optique par rapport aux premiers méridiens 2021 et 2041.
La figure 7 montre une lentille optique 200 générée par une spiralisation des surfaces toriques de lentille selon la figure 6. Ainsi, le premier méridien 2021 de la première surface torique 202 et le premier méridien 2041 de la deuxième surface torique 204 est une portion de spirale dont le point central 206 est sur l’axe optique de la lentille optique 200. De même, chacune des frontières 210i, 2IO2, 2IO3 et 2104 est une portion de spirale dont le point central 206 est sur l’axe optique de la lentille optique 200. La spiralisation peut être réalisée de différentes manières, par exemple selon une loi linéaire, une loi quadratique ou une loi sensiblement logarithmique. Pour l’application d’une loi logarithmique, une simplification doit être effectuée à proximité du centre 206 de la lentille, où l’angle de spirale serait mathématiquement divergent.
Dans l’exemple représenté à la figure 7, l’angle croissant atteint 45° à la périphérie 25 de la lentille optique 200. Cet angle pourrait avoir une autre valeur, par exemple comprise entre 30° et 720° en particulier égale à 60°. La périphérie 25 de la lentille optique 200 présente ici une forme circulaire. Cette forme peut être autre que circulaire.
Les figures 8 et 9 illustrent un mode de réalisation d’une lentille optique à focalisation tubulaire 400 à double surface torique respectivement à opposition d’axe et spiralée à partir de cette dernière.
La lentille optique à focalisation tubulaire 400 de la figure 8 est conçue de manière similaire à la lentille optique 200 de la figure 6, mais avec trois secteurs azimutaux distincts 401, 402 et 403 au lieu de quatre secteurs azimutaux. Chaque secteur azimutal 401, 402, 403 présente une portion de surface torique, avec des premiers méridiens respectifs 4011, 4021, 4031 qui sont orientés dans des directions azimutales différentes, à 120° l’une de l’autre dans le cas symétrique tel que représenté. Les deuxièmes méridiens ne sont pas représentés ici et sont à chaque fois perpendiculaires aux premiers méridiens respectifs. Les secteurs azimutaux 401, 402, 403 sont délimités par des frontières 405.
La figure 9 illustre une lentille 400 à focalisation tubulaire générée à partir de la surface de lentille selon la figure 8. Ici, les portions de spirale suivent une loi de spiralisation quadratique: l’angle de spirale est proportionnel au carré de la distance radiale par rapport au centre 406 sur l’axe optique. Chacune des frontières 405 et chacun des premiers méridiens 4011, 4021, 403i présente la même géométrie spiralée. Dans l’exemple représenté, l’angle de spirale atteint 360° à la périphérie de la lentille optique 400, soit un tour complet. Un deuxième tour complet pourrait être réalisé pour une lentille de taille plus grande, soit un angle de 720°, voire plus.
A titre d’exemple numérique, une lentille optique à focalisation tubulaire 400 de la figure 9 a été mise en œuvre avec une face avant à quatre branches toriques identiques dont les paramètres sont les suivants :
- première courbure de la surface torique : distance focale égale à 17,4 cm - deuxième courbure de la surface torique : distance focale égale à 14 cm
- les focalisations sont espacées de 1,4 dioptrie
- forme de la spirale : logarithmique au nombre d’or
- angle de la spirale : 720°
- diamètre de la lentille : 10 mm
- autres paramètres géométriques : la face arrière est sphérique avec un rayon de courbure de 7,8mm. L’épaisseur au centre de la lentille 400 est égale à 0,5 mm.
De manière générale, une lentille optique à focalisation tubulaire selon l’invention peut être conçue de manière similaire à une des lentilles optiques 200, 400, 800 illustrées à partir d’un nombre quelconque de surfaces toriques occupant chacune un secteur angulaire azimutal. Ainsi, le nombre de branches toriques distribuées autour de l’axe optique dans la surface spiralée peut être pair (par exemple 2 branches dans la lentille optique 800, 4 branches dans la lentille optique 200) ou impair (par exemple 3 branches dans la lentille optique 400). D’autres nombres de branches sont possibles, par exemple 5, 6, 7 ou plus.
Par ailleurs, les frontières entre les surfaces toriques adjacentes peuvent être des frontières franches ou des frontières lissées. Par exemple, la courbure locale peut être interpolée au voisinage des frontières pour offrir des zones de transition douces entre les surfaces toriques adjacentes et ainsi limiter les pentes extrêmes.
La focalisation tubulaire obtenue selon l’invention est montrée en figure 10 par comparaison entre une lentille optique sphérique 1301 selon l’état de l’art et une lentille optique à focalisation tubulaire selon l’invention 1302, chacune de ces deux lentilles 1301, 1302 étant conçues pour une correction de la vision. Sur cette figure 10, un éclairage parallèle est incident sur les lentilles 1301 et 1302, Z désignant une zone de netteté perçue par l’œil humain qui s’étend de part et d’autre du foyer objet des lentilles. Comme cela ressort très clairement de cette figure 10, la lentille 1302 à spirales permet d’obtenir une élongation de la zone de netteté Z délimitée par un cylindre droit imaginaire. Ainsi, la spiralisation des différentes puissances optiques permet d’obtenir une focalisation tubulaire des rayons lumineux. Autrement dit, si on remplace dans une lentille sphérique 1301 selon l’état de l’art, un des deux dioptres par la surface torique spiralée 1302 selon la présente invention, cela a pour effet d’allonger la zone de focalisation. La zone de stigmatisme n’est alors plus un point, mais un tube de focalisation.
L’inventeur a réalisé un calcul de tracé de rayons optiques sous un éclairage parallèle. La figure 11 montre une lentille 400 comme celle de la figure 9, du côté du foyer objet. La zone de focalisation XV est représentée de manière agrandie sur la partie supérieure de la figure 12.
La figure 12 montre aussi les distances focales DI et D2 correspondant respectivement à la première courbure et à la deuxième courbure de la surface torique initiale. Sur la droite de la figure 12, la ligne 1501 montre la taille de la tâche de focalisation au niveau de DI et la ligne 1502 montre la taille de la tâche de focalisation au niveau de D2.
Par comparaison, la partie inférieure de la figure 12 montre les mêmes éléments pour une lentille astigmate en opposition d’axe comme selon la figure 6, présentant les mêmes courbures que celles initiales de la figure 11 : la ligne 1511 montre la taille de la tâche de focalisation au niveau de DI et la ligne 1512 montre la taille de la tâche de focalisation au niveau de D2.
Il ressort clairement de cette figure 12, que la spiralisation d’une lentille selon l’invention a pour effet de resserrer la tâche de focalisation entre DI et D2 sensiblement sous la forme d’un cylindre droit imaginaire.
D’autres variantes et avantages de l’invention peuvent être réalisés sans pour autant sortir du cadre de l’invention.
Si dans les exemples illustrés, les portions de spirale sont réalisées sur toute la surface optique de la lentille, on peut envisager de faire la spiralisation seulement sur une partie.
La figure 13 illustre ainsi une variante selon laquelle la lentille optique 300 comprend une surface sphérique 302 agencée au centre de la surface optique de la lentille 300, les portions de spirale étant réalisée uniquement sur la périphérie de la surface optique.
La figure 14 illustre une variante selon laquelle une lentille optique 100 à deux surfaces toriques 102, 104 concentriques avec une partie de jonction 114 spiralée conformément à l’invention. L’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits ; on peut notamment combiner entre elles des caractéristiques des exemples illustrés au sein de variantes non illustrées.

Claims

Revendications
1. Dispositif optique (100, 200, 400, 800) ayant un axe optique, comprenant au moins une surface à au moins deux méridiens, dont au moins une partie forme, en vue de face, au moins une portion de spirale dont le point central (206, 406, 806) est sur l’axe optique, chaque portion de spirale définissant des méridiens de puissances optiques différentes, afin que la focalisation obtenue s’étende sur une zone tubulaire.
2. Dispositif optique selon la revendication 1, la(les) portion(s) de spirale(s) étant générée(s) à partir d’une surface torique ayant un premier méridien courbé selon une première courbure non nulle et un deuxième méridien (2022, 803) courbé selon une deuxième courbure strictement supérieure à la première courbure, le deuxième méridien étant perpendiculaire au premier méridien.
3. Dispositif optique selon la revendication 2, la(les) portion(s) de spirale(s) étant générée(s) à partir d’une première et d’une deuxième surfaces toriques, la première surface torique (2082, 401) ayant un premier méridien (2021, 4011) courbé selon une première courbure non nulle autour d’un axe de révolution d'un premier tore et un deuxième méridien (2022) courbé selon une deuxième courbure strictement supérieure à la première courbure, le deuxième méridien étant perpendiculaire au premier méridien, la deuxième surface torique (2081, 402) ayant un premier méridien (2041, 4021) courbé selon une première courbure non nulle autour d’un axe de révolution d'un deuxième tore et un deuxième méridien (2042) courbé avec une deuxième courbure strictement supérieure à la première courbure et perpendiculaire au premier méridien (2041) de la deuxième surface torique, les première et deuxième surfaces toriques comprenant chacune une pluralité de secteurs angulaires azimutaux disposés autour de l’axe optique, le premier méridien (2021, 4011) de la première surface torique (2082, 401) et le premier méridien (2041, 4021) de la deuxième surface torique (2081, 402) présentent des orientations azimutales séparées par un angle non nul autour de l’axe optique, les portions spiralées définissant des premier et deuxième méridiens de puissance optique (2021, 4011 ; 2041, 4021) résultant du premier méridien (2082, 401) de la première surface torique et du premier méridien (2081, 402) de la deuxième surface torique.
4. Dispositif optique (200, 400) selon la revendication 3, un secteur angulaire azimutal (2O82) de la première surface torique et un secteur angulaire azimutal de la deuxième surface torique (2081) étant adjacents par une frontière (210) en portion de spirale.
5. Dispositif optique (200) selon la revendication 3 ou 4, les première (2082, 2O84) et deuxième (2081, 2O83) surfaces toriques comprenant chacune deux secteurs angulaires azimutaux diamétralement opposés.
6. Dispositif optique (200) selon la revendication 5, chaque secteur angulaire de la première surface torique (2082, 2O84) étant adjacent aux deux secteurs angulaires de la deuxième surface torique (2081, 2O83).
7. Dispositif optique (200, 400) selon l’une quelconque des revendications 3 à 6, l’angle entre les orientations azimutales du premier méridien de la première surface torique (2082, 401) et le premier méridien de la deuxième surface torique (2081, 402) est compris entre 60° et 90°.
8. Dispositif optique (200, 400) selon l’une quelconque des revendications 3 à 7, dans laquelle la première courbure de la première surface torique (2082, 401) est égale à la première courbure de la deuxième surface torique (2081, 402).
9. Dispositif optique selon l’une quelconque des revendications 3 à 8, dans laquelle la deuxième courbure de la première surface torique (2082, 401) est égale à la deuxième courbure de la deuxième surface torique (2081, 402).
10. Dispositif optique (200, 400, 800) selon l’une des revendications précédentes, en coordonnées polaires, le rayon d’une portion de spirale étant lié l’angle de la spirale par une loi linéaire, une loi quadratique ou une loi logarithmique.
11. Dispositif optique selon l’une des revendications précédentes, comprenant en outre une surface sphérique (302) centrée sur l’axe optique.
12. Dispositif optique (200, 400, 800) selon l’une des revendications précédentes, constituant une lentille optique dont la face avant est la surface à au moins une portion de spirale.
13. Utilisation d’un dispositif optique (200, 400, 800) selon l’une des revendications précédentes, pour corriger la vision et/ou concentrer une puissance lumineuse et/ou former une image.
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