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La présente invention' a pour objet un nouveau système optique utilisable notamment en lunetterie, et des procédés peur sa réalisation .
On sait que les sujets atteints de presbytie qui ne veulent pas utiliser plusieurs verres de lunettes pour vo@r de loin et de près, ont recours à des verres spéciaux présentant des zones de puissances différentes . Le nombre de ces zones est généralement limité à deux ou trois et les verres sont alors appelés doubles foyers et triplex,foyers Dans de tels verres il y a discontinuité de puissance au passage de l'une à l'autre de oes zones ce qui présente un inconvénient évident pour les sujets utilisant' de tels verres ,
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On a déjà proposé ds proches pair obtenir des verres
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possédant une infinité de foyers et du.n3 lesquels let Yè',riti01l de puissance est continue;
uiadLs dans les verres fabrjou1s selon i ces procédés l'une au moins des surfaces ne o3s3de pas la sirné- trie de révolution ce qui, e vc.ae on le sait, complique la fabri- oation .
L'invention vise des lentilles optiques et notassent des
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lentilles cphtalmiques, qui évitent les inconvénients précités en ce qui concerne l'usager et dont le procédé de fabrication est d'autre part particulièrement simple, car les dioptres qu'elles comportent possèdent tou-9 la symétrie de révolution .
Les lentilles suivant l'invention sont limitées par des dioptres: de révolution dont l'un au moins est constitué par une
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surface ayant une méridienne dont le rayon de c <J>J.rl1.lro varie et dont la développée ne présente pas, ou peut présenter des points singuliers, la courbure de la méridienne variant donc simplement
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de façon continue , ce dioptre présentant ai Lioinq dans une région de sa surface un astigmatisme constante cFest-è..-4ire étant tel qu" en tout point de la dite région , les rayons de courbure R et R', évalués respectivement suivant le plan méridien et le second plan de section principale, savoir le plan passant par la normale et perpendiculaire au plan méridien, sont différents et satisfont sensiblement à. la relation :
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n - 1 - n - 1. = constante (1) R Ri n étant l'indice de réfraction de la matière constitutive de la lentille .
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On sait que si R et lit sont exp3?l,ii(--'s en inàtrex, la constante représente un nombre de dioptries K niosarant l'astigma- tisme de la surface .
Dans la peatjilize cette constance de l'astigmatisme peut n'être qu'approchée, c t e:t-..dxre qu'il fuiffit qa lu relation oi-dessus soit satisfaite avec la tolérance usuelle admise pour
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les besoins de. l'application envisagée , par exemple 1/4 de dioptrie s'@@ s'agöt de la lunetterie.
Il doit être entendu que le dioptre défini ci-dessus dont la méridienne est à courbure variable, peut être indifférem- ment convexe ou. concave . '
Grâce au fait que le dioptre caractéristique du. système optique objet de l'invention est d'astigmatisme constant, il est aisé de choisir un second dioptre à lui'associer en vue d'obtenir un système optique d'astigmatisme déterminé, éventuellement nul; ce second dioptre sera également d'astigmatisme constant .
On peut en particulier prendre pour second dioptre une portion de tore symétrique par rapport au plan équatorial du tore , surface particulièrement facile à réaliser, et qui, comme on le sait, est d'astigmatisme sensiblement constant .
Dans le cas de l'optique médicale , le second dioptre pourra être choisi comme il va être expliqué ci-après .
S'il s'agit de corriger en particulier la presbytie , à l'exclusion d'un astigmatisme cristallinien ou cornéen, on associe au premier dioptre défini ci-dessus un second dioptre dastigmatisme constant constitué par une surface de révolution , l'astigmatisme de ce dioptre étnt choisi égal à - K
S'il s'agit de corriger en plus de la presbytie un astig- matisme oornéen ou cristallinien, on associe au premier dioptre un second dioptre d'astigmatisme constant constitué par une surface de révolution, ce dioptre résultant de la composition , de façon connue, de deux dioptres d'astigmatisme constant,
dont l'un est d' astigmatisme égal à -K et l'autre d'astigmatisme égal et opposé à celui de l'oeil .
Pour des raisons pratiques de fabrication, il est commode de choisir pour le second dioptre une surface de révolution dont la méridienne a un rayon de courbée constant .
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On voit ainsi que la première lentille dont il a été question ci-dessus est une lentille non astigmate, étant donné que l'astigmatisme en premier dioptre est annulé par celui du second.
Au contraire , la deuxième lentille est ,une lentille astigmate,, mais cela précisément dans la mesure où elle permet de corriger 1''astigmatisme de l'oeil .
Etant donné que les dioptres constituait les lentilles visées par l'invention sont tous de révolution, ils sont particu- lièrement faciles à réaliser . Un problème ne se pose que pour la réalisation du premier dioptre dont la méridienne .est à bour- bure variable . Il s'agit en effet, étant donné une courbe à rayon de courbure variable choisie à l'avanoe, de déterminer un axe de révolution tel qu'en faisant tourner cette courbe autour de cet axe on obtienne une surface qui délimite un dioptre d'astig- matisme constant.
On donne ci-après à titre d'exemples, en référence aux -dessins annexés , deux procédés pratiques pour la détermina- tion de cet axe .
Selon un premier procédé , soit une courbe plane C (fig.1) continue et de courbure variable , deux points M1 et M2 sur cette courbe, N1 et N2 les normales à la courbe en ces points ,
Soit également O1 et O2 les centres de courbure de la courbe O en
M1 et M2 respectivement .A un point O'1 choisi arbitrairement sur la normale N1 correspond un point O'2 situé sur la normale N2 tel que la relation suivante soit satisfaite :
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n - 1 - n - 1 a n - 1 - n - 1 (2) 1 Ml 0'1 .lV11 02 M2 C'2 M2 n étant l'indice de réfraction de la matière constituant la lentille.
La valeur commune des deux membres de oetto relation dépend du choix du point O'1. Daignons par K cette valeur commue .
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L'on considère Nain-tenant la normale N3 à la courbe C @ point M3 il est évident qu'il existe sur cette normale un point C3 qui est le contre de courbure de la courbe C et un point C'3 tel que la j'dation :
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n - 1 -!.L.::....1 ;::
K (3) 03 ifl3 0', r soit encore rigoureusement vérifiée
La demanderesse a trouvé qu'en, général ce point C'3 n'est pas situé mir la droite O1' O'2 mais que l'on peut faire en sorte, par un choix judicieux du point O'1- c'est-à-dire de la valeur de K- que le point d'intersection I de la normale N3 avec la droite O'1 O'2 soit situe assez prés du point O'3 peur que la relation (3) soit encore vérifiée au moins dans les limites de l'approximation admise pour l'application envisagée ,quand on remplace dans cette relation le point 0' par le point d'intersection I.
La surface cherchée est alors engendrée par la rotation de la courbe C autour de la droite O'1 O'2 comme axe de révolu-Lion.
Il est à noter que l'on peut choisir tout-à-fait arbitrai- rement la valeur de K étant donné que cette constante représente l'astigmatisme du premier dioptre et que oet astigmatisme sera compensé soit par celui du second dioptre, soit par celui du second dioptre concurremment avec celui de l'oeil . Toutefois, dans la pratique , il n'y a pas d'intérêtà ohoisir une valeur de K trop élevée . Il ordre de grandeur de la valeur de K ne dépasse pas en général deux à trois dioptries , en valeur absolue .
La surface ainsi obtenue peut être utilisée entre certaines limites qui correspondent sur la e aurbe C à deux points A et B qui ne sont pas nécessairement les points extrêmes tels que M1 et M2 ayant servi à la construction ci-dessus. Au contraire , il y a en général intérêt à effectuer comme ci-dessus la détermination de l'axe O'1 O'2 à partir de normales en des points de la courbe C situés à 1'intérieur de l'aro A B .
Dans ces conditions, en effet,
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la relation (2) pourra se -trouver plus rigoureusement vérifiée dans la régi on centrale du système optique qui, pour un verre de lunette , est en général plus utilisée que les bords ,
Selon un deuxième procédé , on se donne au contraire priori la valeur de K,et 3.'on détermine par tâtonnement une courbe C (Fig.2) dont le rayon de courbure R varie d'une façon continue et qui peut engendrer par rotation auteur d'un axe un dioptre d'astigmatisme constant K .
Pour 'déterminer une telle courbe , on adopte à titre d*essai pour ces différents points des valeurs de R qu'on porte dans la formule (1), ainsi que la valeur de K choisie à priori et on déduit de la formule (1) les valeurs de R' et la position des centres de courbure O' correspondant à R'.
E.n définitive, on choisit pour méridienne celle des courbes C pour laquelle les centres O' ainsi déterminés sont sensi blement en ligne droite et dont la loi de variation de courbure convient pour l'utilisation envisagée .
On donne ci-après , en référence à la Fig.2 ci-joints, un exemple de détermination de la méridienne suivant ce procédé
Il e st rappelé tout d'abord quela puissanceD en un point M est liée au rayon R par la formule D = n - 1 A une
R puissance D envisagée pour un point 11 de la méridienne correspond donc un rayon de courbure R .
Pour simplifier les constructions géométriques et les calculs on constitue la méridienne par la juxtaposition d'arcs de développantes de cercles, deux arcs consécutifs, tels que M1 M2 et M2 M3 ,se raccordant au point M2 de telle manière qu'en oe point M2 les normales aux deux aros soient confondues
On commence la détermination de la méridienne en se donnant arbitrairement tous les éléments constitutifs d'un arc de développante' de cercle , tel que M1 M2 .
On se donne donc les deux points M1 et M2 avec les rayons de courbure correspondants R1 R2 ainsi que l'angle O1 qu'ils
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font entre eux
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l'arc Ni [2 étant u,ne dévelop:PD.l1te de cercle de centre 6-! et de rayon Fi . ,on a la relation .61 Pl = 1 MI - 02 M2 La longeu.1' au rayon RI, = 01, Ml se dé ui1 de celle du rayon 01 Il = RI Par axpp:ti6:a. tiJ:'1 de la foxmu.1e (1) :
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n - 1. - !L.'::.-1 = K ty laI <1 Ml
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De même la 6" rayon Rt 2 w 0' 2M2 se d6&"t de celle du rayon R2 02" par la foemale 3
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n - 1 - n-l= K fi2 alü2 flr 2 ''2 L'axe de révolution est alors défini par le s points
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0*- et 0 * On se donne ensuite le rayon de c our1:ure R3 = 01ii de la m6 r idienne en 1 On pc end arbitrairement un rayon P 2 = 2 2 Sl1,r 2 4'1 6e qui définit un angle e2 oar on a P2 62 ;:;" 2 2- , M:
3 On met alors en place le segment O3 M3 On. en de omit la position du point O'3 par la relation
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r, - 1 - n - 1 = K 03 "5 " 13 M3
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Mais le point 0"3 ne se place pas nécessairement Stu le axe . l'ar des essais répéils , on cherche une valeur de f 2 qui permette, tout en mettant en place le segment O3M3, de situer le point O'3 sar l'axe .
On procède de la même façon pour les segments suivants .
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Le lieu des points M oonstitue ane méridienne C qui par révolution autour de l'axe , engendre une surface d'astigmatisme pratiquement constant K en tous sesopoints.
'Pour d'autres valeurs des puissances D1 D2 D3 ....... , c'est-à-dire des rayons de courbure R1 R2 R3 .. et en choisissant les angles O1, O2, relatifs à des normales à C en M1 M2 M3 ....., on obtient , pour une même valeur' de K , une autre courbe C, et on choisit parmi les courbes C obtenues celle qui confient le mieux pour la correction visée .
On a assimilé les arcs M1 M2 ,M2 M39 etc .. à des déve- loppantes de cercles pour des raisons de simplification . On aurait pu les identifier à des développantes de courbes quelconques , sans pour autant sortir du cadre de l'invention .
On peut encore tenir compte ,pour la détermination des courbes C, de la valeur de l'astigmatisme dû à l'obliquité des rayons lumineux utilisés par l'oeil et laisser subsister des résidus d'astigmatisme de surface pour compenser l'astigmatisme en vision . oblique .
La figure 3 représente une méridienne C obtenue par',la construction ci-dessus décrite pour un astigmatisme constant K - 3 dioptries et un indice de réfraction n = 1,523 . 'La. rotation de la méridienne C autour de l'axe OX engendre un dioptre d'astigma- tisme constant dont la puissancedans le plan méridien varie d'une façon continue .
On donne ci-après les coordonnées cartésiennes par rapport à l'axe de rotation OX et un axe perpendiculaire OY,des points de différentes puissances de la méridienne , ainsi que les écarts d'astigmatisme en ces points par rapport à la valeur K== 3 .
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naissance . x (mm) y (mci) .
Ecart par rappor-r, à ---- --------------- ------------------- ----------------.1 .:!-212;:; 1:E2 -'-----
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<tb> 8,00 <SEP> 20,413 <SEP> 47,268 <SEP> + <SEP> o,064 <SEP>
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<tb> 8,12 <SEP> 30,552 <SEP> 46,382 <SEP> - <SEP> 0,009
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<tb> 8,25 <SEP> 39,218 <SEP> 44,305 <SEP> + <SEP> 0,007
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<tb> 8,37 <SEP> 43,358 <SEP> 42,840 <SEP> - <SEP> 0,018 <SEP>
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<tb> 8,50 <SEP> 48,298 <SEP> 40,,640 <SEP> + <SEP> 0,017 <SEP>
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<tb> 8,75 <SEP> 53,824 <SEP> 37,515 <SEP> + <SEP> 0,007
<tb>
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<tb> 9,00 <SEP> 58,037 <SEP> 34,568 <SEP> 0,002 <SEP>
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<tb> 9,50 <SEP> 63,952 <SEP> 29,340 <SEP> - <SEP> 0,014
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<tb> 10,00 <SEP> 68,062 <SEP> 24,643 <SEP> + <SEP> 0,012
<tb>
<tb>
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<tb> 10,50 <SEP> 70,640 <SEP> 21,
010 <SEP> 0,61
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<tb> 10,75 <SEP> 71,545 <SEP> 19,550 <SEP> 0,040
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<tb> Il,50 <SEP> 73,849 <SEP> 15,196 <SEP> 0,056
<tb>
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<tb> 12,50 <SEP> 75,551 <SEP> 10,955 <SEP> 0,093
<tb>
On voit par ce tableau que les variations d'astigmatisme sur la méridienne et par conséquent sur la surface au'elle engendre par rotation auteur de OX n'atteignent pas 0,02 dioptrie dans la zone centrale , et 0,1 dioptrie en bordure .
La fig. 4 représente une vue de face de la surface du dioptre obtenue par révolution de la méridienne. C autour de l'axe OX . Les points de ce dioptre où la puissance est la même dans les différents plans méridiens ont été reliés par des courbes d'égale puissance qui ne sont autres que les parallèles de la surface constituant le dioptre de révolution 6 La répartition de ces parallè- les permet d'apprécier l'allure de la variation de puissance sur la surface du dioptre
On a représonté en perspective figure 5 -une lentille conforme à l'invention dont une faceest définie par un dioptre tel que celui des figs. 3 et 4.
et l'autre face par un dioptre astigmate constitué par une portion de surface torique dont l'un des plans de sections principales est confondu avec le plan de la courbe méridienne C de la première surface Ce second dioptre prénente un astigmatisme constant égal et de singe contraire à celui du premier dioptre .
La .lentille ainsi réalisée est apte à corriger les.
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défauts de la vue et notamment- la presbytie 1, à l'exclusion de
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l'astigmatisme 'crista1linien ou cornéen
On a représenté fig. 6 une autre lentille conforme à l'invention dont une des faces est encore constituée par le dioptre représenté aux figs. 3 et 4 et l'autre faoe par un second dioptre astigmate constitué par une portion de surface torique présentant un astigmatisme de 3,16 dioptries, l'un des plans de sections
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principales de cette surface faisantun s,ngle de 54 15' avec le plan de la courbe méridienne C de la première surface .
Ce dioptre torique résulte de la composition de deux dioptres toriques, l'un d'astigmatisme égal et de signe oontraire à celui du premier dioptre, soit -3 dioptries , et l'autre d'astigmatisme égal et opposé à celui de l'oeil , soit -1 dioptrie , ce dernier dioptre torique ayant ses plans- de sections principales faisant un angle de 45 avec ceux du. premier dioptre torique .
La lentille ainsi obtenue est apte à corriger les défauts de la vue , . notament la presbytie et en outre un astigma- tisme cornéen ou. cristallinien de 1 dioptrie
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R F V L N 7a I C .e'. 2' I 0 N S
1.- Un système optique ,tel que lentille, en matière réfringente d'indice n , limité par des dioptres de révolution dont l'un au moins est constitué par une surface ayant une méri- dienne dont le rayon de courbure varie et dont la développée ne présente pas, ou. peut présenter des points singuliers la courbure de la méridienne variant donc simplement de façon continue , ce dioptre étant, au moins dans une région de sa surface, dtastigma. tisme constant ,
c'est-à-dire étant tel qu'en tout point de cette région les rayons de courbure exprimés en mètres R et R', évalués respectivement suivant le plan méridien et le second plan de section principale , savoir le plan passant par la normale et perpendiculaire au. plan méridien, sont différents et satisfont sensiblement à la relation :
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.