WO2007068819A1 - Procede de determination d'un jeu de lentilles ophtalmiques multifocales progressives - Google Patents

Procede de determination d'un jeu de lentilles ophtalmiques multifocales progressives Download PDF

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WO2007068819A1
WO2007068819A1 PCT/FR2006/002708 FR2006002708W WO2007068819A1 WO 2007068819 A1 WO2007068819 A1 WO 2007068819A1 FR 2006002708 W FR2006002708 W FR 2006002708W WO 2007068819 A1 WO2007068819 A1 WO 2007068819A1
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WO
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lens
wearer
target
power
point
Prior art date
Application number
PCT/FR2006/002708
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English (en)
Inventor
Bjorn Drobe
Claude Pedrono
Original Assignee
Essilor International
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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
    • G02C7/06—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses bifocal; multifocal ; progressive
    • G02C7/061—Spectacle lenses with progressively varying focal power
    • G02C7/063—Shape of the progressive surface
    • G02C7/066—Shape, location or size of the viewing zones
    • 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
    • G02C7/024—Methods of designing ophthalmic lenses
    • G02C7/025—Methods of designing ophthalmic lenses considering parameters of the viewed object

Definitions

  • the present invention relates to a method for determining a set of progressive multifocal ophthalmic lenses and the lens set thus obtained; especially a progressive lens game customized to the specific needs of a given wearer.
  • Any ophthalmic lens intended to be carried in a frame, is associated with a prescription.
  • the ophthalmic prescription may include a positive or negative power prescription and a prescription for astigmatism. These prescriptions correspond to corrections to be made to the wearer of the lenses to correct the defects of his vision.
  • a lens is mounted in the frame according to the prescription and the position of the wearer's eyes relative to the frame.
  • the value of the power correction is different in far vision and in near vision, because of the difficulties of accommodation in near vision.
  • the prescription is then composed of a power value in far vision and an addition (or progression of power) representative of the power increment between distant vision and near vision; this amounts to a far-sighted power prescription and a close-vision power prescription.
  • Lenses adapted to presbyopic carriers are progressive multifocal lenses; these lenses are described for example in FR-A-2,699,294, US-A-5,270,745 or US-A-5,272,495, FR-A-2,683,642, FR-A-2,699,294 or FR-A-2,699,294; A-2,704,327.
  • Progressive multifocal ophthalmic lenses include a far vision zone, a near vision zone, an intermediate vision zone, a main progression meridian crossing these three zones. They are generally determined by optimization, based on a number of constraints imposed on the different characteristics of the lens. Most commercialized lenses are general-purpose, in that they are adapted to the different common needs of wearers.
  • each lens of a family being characterized by an addition, which corresponds to the power variation between the far vision zone and the near vision zone. More precisely, the addition, denoted A 7, corresponds to the variation of power between a point VL of the far vision zone and a point VP of the near vision zone, which are respectively called the control point of the vision of distance and control point of the near vision, and which represent the points of intersection of the gaze and the surface of the lens for an infinite vision and for a vision of reading.
  • a lens also conventionally presents a mounting cross CM. This is a point that is materialized on the surface of the lens and is used by the optician for mounting of the lens in the mount.
  • the mounting cross CM corresponds to the point of intersection of the front face of the lens with the primary direction of the wearer's gaze.
  • a progress length LP is also defined as the vertical distance between the mounting cross CM, and a point on the meridian on which the power progression reaches the power A.
  • the progression length LP defines the accessibility to the necessary powers in near vision.
  • Lenses of the same addition differ in the value of the average sphere in a reference point, also called base.
  • the base of a lens is related to the curvature of a face of the lens and is given by the expression (nl) / R where n is the index of refraction and R the radius of curvature expressed in meters, the average power depends on the curvature of the other side of the lens.
  • n is the index of refraction
  • R the radius of curvature expressed in meters
  • the average power depends on the curvature of the other side of the lens.
  • a set or set of aspheric front faces for progressive multifocal lenses is thus defined by the choice of a pair (addition, base).
  • an optimization is performed for a given power.
  • This known method allows, from semi-finished lenses, of which only one face is shaped, to prepare
  • the progressive multifocal lenses usually comprise a complex aspherical face, which may be the front face opposite to the wearer of the spectacles, and a spherical or toric surface, which may be the rear face directed towards the wearer of the spectacles.
  • This spherical or toric surface makes it possible to adapt the lens to the ametropia of the user, so that a progressive multifocal lens is generally defined only by its complex aspherical surface.
  • an aspherical surface is generally defined by the altitude of all its points. We also use the parameters constituted by the minimum and maximum curvatures at each point, or more commonly their half-sum and their difference.
  • a progressive multifocal lens can thus be defined, at any point on its complex surface, by geometric characteristics including a mean sphere value and a cylinder value.
  • the complex surface of the lens may be located on the front face or on the rear face or distributed between the two faces, according to the machining techniques used.
  • a progressive multifocal lens can also be defined by optical characteristics taking into account the situation of the wearer of the lenses. Indeed, the laws of the optics of the ray tracings lead to the appearance of optical defects when the rays deviate from the central axis of any lens. We are classically interested in aberrations known as lack of carrier power and resulting astigmatism. These optical aberrations can be called generically oblique defects of the rays. Radiation obituity defects have already been well identified in the prior art and improvements have been proposed. For example, WO-A-98 12590 discloses a method of optimally determining a set of progressive multifocal ophthalmic lenses.
  • This document proposes to define the set of lenses by considering the optical characteristics of the lenses and in particular the carrier power and the oblique astigmatism, under the conditions of the wearing.
  • the lens is optimized by ray tracing, from an ergorama associating with each direction of view in the conditions of the carried a target object point.
  • EP-A-0 990 939 also proposes to determine a lens by optimization, taking into account the optical characteristics and not the surface characteristics of the lens.
  • the characteristics of an average wearer are considered, particularly as regards the position of the lens in front of the wearer's eye in terms of curvature, pantoscopic angle and eye-glass distance.
  • VARILUX IPSEO a range of progressive multifocal lenses, which are defined according to the eye-head behavior of the wearer. This definition is based on the observation that any wearer, to look at different points at a given height in the object space, can move either the head or the eyes and that the vision strategy of a wearer is based on a combination of the movements of the head and eyes.
  • the wearer's vision strategy influences the perceived width of the fields on the lens.
  • the more the lateral vision strategy of the wearer involves a movement of the head the less the area of the lens swept by the gaze of the wearer is wide.
  • VARILUX IPSEO therefore proposes different lenses for the same ametropia-addition pair, depending on the carrier's lateral vision strategy.
  • the company RUPP & HUBRACH also proposed, under the reference Ysis, to measure the inclination of the head during a task of near vision to determine the choice between four lengths of progression proposed.
  • this measure does not fully take into account the eye-head behavior because it does not take into account the total lowering of the gaze, which can be defined as the sum of the lowering of the eyes in the orbits and the inclination of the eye. head.
  • None of the progressive multifocal lenses known to date offers complete customization of the pair of lenses prescribed to a given wearer.
  • measurements carried out in the applicant's laboratories show that several physiological visuomotor coordination parameters influence the net perception of the object points in the environment of the wearer of progressive lenses.
  • visuomotor coordination parameters horizontal and vertical head participation, preferred lowering of the gaze during a near-vision task, the preferred distance of near vision work. and the lateral shift of the document in near vision - have been identified as affecting the optical characteristics of the lenses.
  • physiological parameters of visuomotor coordination vary considerably from one individual to another; they seem to respond to the search for optimal visual comfort depending on the physiological and visual characteristics of each individual.
  • the invention therefore proposes a method for optimally determining a set of progressive multifocal ophthalmic lenses from weighted targets in carrier power and resulting astigmatism; these targets being determined from the set of physiological parameters of the wearer and from a physio-optometric model.
  • the physio-optometric model used in the context of the invention makes it possible to take into account all or some of the individual physiological parameters among the five previously identified and possibly to fix the others to standard default values. The wearer will thus be able to maintain a more natural posture while preserving his visual comfort.
  • the invention more particularly proposes a method of determination by optimization of a set of progressive ophthalmic lenses for a given wearer to whom a power addition (Add n ) has been prescribed in close vision, comprising the steps of: measurement of physiological parameters individual of the wearer in near vision; determining an ergorama associating, on each lens, a point aimed at each direction of view in the conditions of the worn; determining a power failure target and a resulting astigmatism target for each direction of view under the wearing conditions, the target power failure and the resulting target astigmatism being determined from the measured physiological parameters of the wearer ; calculating the power required on each lens for said ergorama by successive iterations to achieve the target power failure and the target astigmatism defect for each direction of gaze.
  • the target power failure is determined by the following relation:
  • ProbH ' the probability of occurrence of the gaze orientation
  • Add n the nominal addition prescribed to the bearer
  • the resulting target astigmatism is determined by the following relation:
  • Add n is the nominal addition prescribed to the bearer; and k, b, alphaO and sigma constants determined according to the physiological parameters of the wearer.
  • the physiological parameters of the wearer measured are at least the vertical and horizontal participation coefficients of the near-vision head, the near-vision vertical horopter and the near-vision near-vision distance Dvp.
  • the invention also proposes a set of progressive multifocal ophthalmic lenses customized to the needs of a given wearer to whom a power addition has been prescribed, each lens being determined by means of an ergorama associating a point targeted at each direction of view in the conditions of wearing each lens presenting in the conditions of the worn, an optical power and a resulting astigmatism controlled for a target point Y ergorama from physiological parameters of the wearer.
  • the optical power, on each lens in the conditions of the worn for a target point of the ergorama is determined by the following relation:
  • ProbH ' the probability of occurrence of the gaze orientation
  • Add n the nominal addition prescribed to the bearer
  • Add r the required addition at a point of the lens
  • kp and a constants determined according to the prescribed addition and the physiological parameters of the wearer.
  • the resulting astigmatism, on each lens in the conditions worn for a target point of the ergorama is determined by the following relation:
  • Add n is the nominal addition prescribed to the bearer; and k, b, alphaO and sigma constants determined according to the physiological parameters of the wearer.
  • the invention also relates to a visual equipment comprising the set of lenses according to the invention and a personalized method of correction of the vision of a presbyopic subject, comprising providing to the subject or the wearing by the subject of such equipment.
  • FIGS. 2 and 3 are diagrams in perspective of an eye-lens system; - Figure 4, a diagram of a subject in an environment seeking his near vision;
  • FIG. 6, a graph of the vertical distribution of gaze for a zero horizontal deflection
  • FIG. 7a an example of distribution in the field of view of the relative probabilities of not having a gaze orientation
  • FIG. 7b the resulting astigmatism defect for the distribution of FIG. 7a, calculated with equation (2) of the physio-optometric model
  • FIG. 8 a graph of standard deviations in the sagittal plane
  • FIG. 9 a graphical representation of the maximum acceptable astigmatism defect for a set of lenses according to the invention as a function of the elevation of the gaze;
  • FIGS. 10a to 10f meridian profiles for examples of lenses obtained by optimization with the method according to the invention
  • FIGS. 1a to 1f carrier power cards for the lenses of FIGS. 10a to 10f;
  • FIGS. 12a to 12f resulting astigmatism maps for the lenses of FIGS. 10a to 1 Of.
  • the invention provides a method for determining a pair of progressive ophthalmic lenses for a presbyopic wearer, i.e., for whom power addition A has been prescribed for near vision.
  • characteristic optical quantities namely a carrier power and a resulting astigmatism
  • Figure 1 shows a diagram of an optical system eye and lens in side view, and shows the definitions used in the following description.
  • Q the center of rotation of the eye
  • the axis QT 'shown in the dotted line is the horizontal axis passing through the center of rotation of the eye and extending in front of the wearer - in other words, the axis QT' corresponds to the primary direction of gaze.
  • This axis cuts, on the front face, a point of the lens called CM Mounting Cross, which is materialized on the lenses to allow their positioning by an optician.
  • the Montage Cross allows you to spot on the lens the primary direction of gaze under the conditions of the worn.
  • point O point of intersection of the rear face and of this axis Q 1 F '.
  • a sphere of vertices, of center Q ', and radius q' which intersects the rear face of the lens at the point O.
  • a value of the radius q 'of 27 mm corresponds to a current value and provides satisfactory results when wearing lenses.
  • the section of the lens can be drawn in the plane (O, x, y) defined with reference to FIG. 2.
  • the tangent to this curve at the point O is inclined with respect to the axis (O, y) of a angle called pantoscopic angle.
  • the value of the pantoscopic angle is commonly 8 °.
  • the tangent to this curve at the point O is inclined relative to the axis (O, z) of an angle called curve.
  • the value of the curve is commonly 0 °.
  • a given direction of gaze - shown in full lines in Figure 1 - corresponds to a position of the eye in rotation about Q 'and at a point J of the sphere of the vertices; a direction of gaze can also be spherical coordinates, identified by two angles ⁇ and ⁇ .
  • the angle ⁇ is the angle formed between the axis Q 1 F 'and the projection of the line Q 1 J on the horizontal plane containing the axis Q'F'; this angle appears in the diagram of FIG. 1.
  • the angle ⁇ is the angle formed between the axis Q'F 'and the projection of the line Q 1 J on the vertical plane containing the axis Q'F'.
  • a given direction of gaze thus corresponds to a point J of the sphere of vertices or to a pair ( ⁇ , ⁇ ).
  • the image of a point M of the object space situated at a given object distance is formed between two points S and T corresponding to distances JS and JT minimum and maximum (which would be distances sagittal and tangential focal in the case of surfaces of revolution, and a point M to infinity).
  • the angle ⁇ identified as the axis of astigmatism, is the angle formed by the image corresponding to the smallest distance with the axis (z m ), in the plane (z m , y m ) defined with reference to Figures 2 and 3.
  • the angle ⁇ is measured in the direct trigonometric direction when looking at the wearer. In the example of FIG.
  • the image of a point of the object space at infinity is formed at the point F'; the points S and T coincide, which is to say that the lens is locally spherical in the primary direction of gaze.
  • the distance D is the front end of the lens.
  • FIGS. 2 and 3 show perspective diagrams of an eye-lens system.
  • Figure 3 shows the position of the eye and the reference that is linked in a direction ( ⁇ , ⁇ ).
  • FIGS. 2 and 3 show a fixed marker ⁇ x, y, z ⁇ and a reference (X 1n , y m , z m ) linked to the eye, to show the rotation of the eye.
  • ⁇ x, y, z ⁇ originates from the point Q '
  • the axis x is the axis Q'F' - the point F 'not shown in Figures 2 and 3 and passes through the point O; this axis is oriented from the lens towards the eye, in correspondence with the direction of measurement of the axis of astigmatism
  • the plane ⁇ y, z ⁇ is the vertical plane
  • the axis y is vertical and oriented upwards the z axis is horizontal, the reference being orthonormal direct.
  • the reference ⁇ x m , y m , z m ⁇ linked to the eye has as center point Q 1 ;
  • the axis x m is given by the direction JQ 'of the gaze, and coincides with the reference ⁇ x, y, z ⁇ for the primary direction of gaze.
  • MJ Power is defined as the sum of object and image proximities
  • the angle of astigmatism is the angle ⁇ defined above: it is the angle measured in a reference linked to the eye, with respect to the direction z m , with which the image T is formed. , in the plane (z m , y m ).
  • These definitions of power and astigmatism are optical definitions, under the conditions of wear and in a reference linked to the eye
  • the power and the astigmatism thus defined correspond to the characteristics of a thin lens, which placed at the place of the lens in the direction of the gaze, would provide locally the same images.
  • the definition provides, in the primary direction of gaze, the classic value of prescription of astigmatism.
  • Such a prescription is made by the ophthalmologist, in far vision, in the form of a pair formed of an axis value (in degrees) and an amplitude value (in diopters).
  • the power and astigmatism thus defined can be measured experimentally on the lens using a frontofocometer; they can also be calculated by ray tracing in the conditions of the worn.
  • WO-A-98 12590 It is known from WO-A-98 12590 a method of determining an ergorama for a set of generalized progressive ophthalmic lenses.
  • the ergorama associates with each direction of the glance in the conditions to the bearing, a target object point and a given power.
  • This ergorama provides targets for ray tracing optimization to calculate the carrier power and resulting astigmatism at each point of the lens through which the line of sight is viewed.
  • the resulting astigmatism is a defect inherent to progressive lenses; it can therefore be considered as a tolerable defect, at least in the peripheral zone of the lens.
  • the present invention proposes to take into account the physiological parameters of a given wearer, such as the participation of the head in horizontal and vertical, the privileged lowering of the gaze during a task of near vision, the privileged distance of working in close vision and the lateral shift of the document in close vision, to design progressive lenses specific to each individual so that he can fully enjoy the compensation of his presbyopia effortlessly in a natural posture and preserving its visual comfort.
  • the taking into account of such individual parameters is today possible industrially thanks to the direct machining methods of the complex surfaces constituting the progressive lenses,
  • the invention proposes to use the physiological parameters of the wearer to limit as much as possible the resulting astigmatism in the gaze field most used by this wearer.
  • the less a gaze orientation is used the more the defect of tolerable astigmatism can be important.
  • a set of progressive ophthalmic lenses having a resulting astigmatism defect controlled as a function of the frequency of the gaze orientations through the lenses can thus be obtained.
  • each individual adopts a posture to have maximum visual comfort in near vision.
  • the individual adopts a posture allowing to have a distance of sight close to a preferred value and inclines his document or modifies the elevation of the eyes and the head if the document is placed on a support, so the coincide with its vertical horopter.
  • the vertical horopter for a given fixation point is defined here as the place of vertical lines perceived binocularly simple and vertical.
  • Figure 4 schematically illustrates a carrier in a reading environment of a document, that is to say in which the near vision of the wearer is solicited.
  • the applicant's experimental observations have shown that to explore his environment an individual moves more or less the head and the eyes through coordinated movements.
  • the movements of the head are characterized in a reference linked to the space originating from the center of rotation of the head.
  • the movements of the eyes are characterized in markings related to the head and originating from the center of rotation of each of the two eyes.
  • the direction of the eye DR is characterized with respect to a reference plane related to the head and called Frankfurt plane.
  • a definition of the Frankfurt plan is given in patent applications FR-A-2,683,642 and FR-A-2,683,643; the plane of Frankfort P F is the plane passing through the lower edge of the eye orbits and by the tragedy of the wearer's ears.
  • the direction of the eye DR is a line belonging to a plane containing the target point and the centers of rotation of the eyes.
  • the direction of gaze is horizontal.
  • the plane of Frankfurt is horizontal; the amplitude of the vertical movements of the eyes and the head is therefore considered null.
  • the wearer leaves a viewing point in far vision to reach a near vision point of view, it is positioned so that the average distance of the document in his eyes is close to its preferred distance Dvp; and it inclines the document and / or lowers the eyes and the head in respective proportions according to the individuals so that the document makes an angle close to its vertical horopter with the direction of the gaze.
  • we define the elevation of the head as the angle T that the plane of
  • Frankfurt P F with a horizontal plane of space and the elevation of the eyes - or the eye elevation - is defined as the angle Y that makes the direction of view D R with the plane of Frankfurt Pp.
  • the values of Elevation of the eyes or head are therefore lowerings and are expressed with negative angle values.
  • the lowering of the gaze R is thus the angle formed between the horizontal plane of the space and the direction of the gaze D R.
  • the vertical horopter In the vicinity of the point of attachment, the vertical horopter can be likened to a plane portion more or less inclined by an angle H with respect to the viewing direction D R. Because of the muscular balance, the lowering of the eyes in close vision associated with the convergence causes a torsion of the eyeballs which induces a modification of the vertical and horizontal references of the visual system.
  • the vertical horopter H therefore varies with the elevation of the eyes Y.
  • the vertical horopter H for a given subject, varies with the aiming distance. Reference can be made to this subject in the manual "Vergence eye movements: Basic & clinical aspects" by Clifton M. Schor and Kenneth J. Ciuffreda, p 557, published in 1983.
  • the vertical horopter is a size that varies from one individual to another according to morphological, physiological and behavioral parameters; on the other hand, the vertical horopter, for a given distance, is substantially constant for a given individual.
  • each individual will position and / or incline his document by an angle B so that the document makes an angle close to its vertical horopter with the direction of the gaze D R.
  • the near vision distance preferred Dvp varies from one individual to another but remains substantially constant for a given individual.
  • the physiological parameters of the carrier it will be considered that the document is placed flat on a horizontal support, that is to say that the angle B is zero.
  • the vertical horopter H and the direction of gaze will therefore have the same angular value.
  • the method of the invention proposes to measure by appropriate means the vision posture of nearly each carrier.
  • the method proposes to limit as much as possible the resulting astigmatism in the field of view most used by the wearer.
  • the personalization parameters thus make it possible not only to provide a set of progressive ophthalmic lenses having a progression length specifically adapted to the wearer, but also to provide a set of progressive ophthalmic lenses having a frequency-controlled astigmatism defect as a function of the frequency. orientations of the gaze through the lenses.
  • a physio-optometric model is constructed whose input variables are the physiological parameters of the wearer. This model will thus provide target values for the optimization of the complex surfaces of each lens of the personalized lens set according to the distribution of the gaze orientations of the wearer.
  • Figure 5 is a graph showing the distribution of the horizontal orientations of the gaze. We can estimate that the frequencies of horizontal orientation of the glance follow a Gaussian distribution between the natural limits fixed by the maximum amplitudes of the movements of the eyes and the head, between -150 ° and + 150 °. The expression of this distribution is as follows:
  • FIG. 5 shows that the horizontal orientation of the highest gaze corresponds to a straight gaze in front and that the horizontal deflection of the gaze decreases with the lowering of gaze.
  • Figure 6 is a graph showing the distribution of the vertical orientations of the gaze.
  • the vertical scanning frequency may be represented by the envelope of at least two Gaussians; one for far vision G_VL and one for near vision G_VP.
  • Figure 6 gives an example of distribution of lowering of the gaze with a zero horizontal deflection.
  • the maximum Gaussian distribution for near vision is focused on lowering the preferred gaze to near vision for each subject.
  • the maximum of Gaussian distribution for far vision is centered in the vicinity of the straight ahead direction. It can be considered that far vision is generally used more than near vision.
  • a coefficient can therefore modulate the Gaussian of the distribution in near vision; in the example of Figure 6, this coefficient is fixed at 0.75, that is to say that the relative probability of a lowering of the gaze on the vertical horopter in near vision is less important than the probability relative of a look straight ahead.
  • the resulting power and tolerable astigmatism defect at a given point will then be a function of the value of the horizontal distribution and the Gaussian standard deviation of the horizontal orientation of the gaze as shown in FIG.
  • Astigmatism will be set to a zero value when GaussH is equal to 1 and can reach a maximum value when GaussH is zero.
  • the ideal lens would have no astigmatism defect. We must therefore fix for each point of a lens a tolerable defect.
  • the above model gives us for each orientation of the look a probability of occurrence of this orientation having a value between 0 and 1 inclusive.
  • the value 0 characterizes the maximum probability and the value 1 an orientation that has hardly ever been used. For this orientation never or rarely used, the wearer will tolerate a maximum defect that is fixed according to the addition.
  • the carrier power can be expressed as follows:
  • Add r the required addition which is equal to the required carrier power PPOr minus the prescribed far vision power; and kp and a, coefficients setting the maximum power fault.
  • Figure 7b shows that the application of equation (2) in the optical optimization calculation process does not correspond to achievable targets for progressive multifocal lenses.
  • the fields close too much at the top and bottom of the lens to be able to control the distribution of defects on the surface in the far vision zone and in the near vision zone.
  • the small distance between the maxima of the vertical distributions of the lowering (or elevation) of the gaze causes the disappearance of the hollow between the isoastigmatism curves in far vision and in near vision on global distribution. This disappearance of the hollow is incompatible with the optimization of progressive lenses where the width between the isoastigmatism lines is essentially controlled by the speed of variation of the power along the meridian.
  • ⁇ h ShMax x Distnb x J1 - - ", W ⁇ + J7 - J v n ⁇ u , '
  • Distrib is a constant that depends on the prescribed nominal addition
  • ShMax is a constant which depends on the prescribed addition and the visiomotor behavior of the wearer
  • Amax ⁇ £ and AmaXf / p the upper asymptotes of ⁇ h respectively in far vision and near vision
  • H KZ and Ryp the slopes of variation of ⁇ h respectively when towards vision from a distance and near vision
  • Figure 8 shows the distribution of vertical ocular orientations for zero horizontal deflection.
  • Figure 8 is a graphical representation of equation (5) of ⁇ h with Elevoc plotted on the abscissa.
  • the graph of FIG. 8 thus represents the standard deviations of the orientation of the eyes in the sagittal plane. From the graph of FIG. 8, the variables XOyp and X0 ⁇ can be linked by two other parameters:
  • Pospinc which fix the position of the minimum of a vertical orientation of the gaze on the lens
  • Profpinc which represents the depth of this minimum and which corresponds to the difference between XOVL and X0 V p.
  • the power failure for a progressive lens can then be expressed as follows:
  • Add r the required addition which is equal to the required carrier power PPOr minus the prescribed far vision power; and kp and a, coefficients setting the maximum power fault.
  • the specificity of the progressive lenses is taken into account by varying the value of the maximum astigmatism (Ast M Ax) according to the elevation of the gaze in order to better control the Tolerable astigmatism values in near vision and far vision areas.
  • the value of the maximum tolerable astigmatism is expressed as follows: -alphaO
  • This equation (9) of the maximum tolerable astigmatism on the lens depends not only on the nominal addition Add n but also on the elevation of the gaze. The maximum value of astigmatism resulting will therefore be reached on the portion of the lens around the nip defined in Figure 8.
  • Figure 9 gives a graphical representation of Ast ⁇ ⁇ according to the elevation of the gaze.
  • the factor (k + b) sets the maximum value of astigmatism as a function of addition for a gaze elevation minus 121 °.
  • This maximum value of astigmatism is set to Add n . (K + b) .1,25 and the minimum value is Add n . (K + b) .0,25.
  • the value of 121 ° is chosen to allow validity of the expression throughout the visual field (120 ° upwards).
  • the resulting power and astigmatism defect equations (7) and (8) allow the optimization of the design of a progressive lens.
  • a set of progressive lenses customized to the needs of a wearer can be calculated with the above equations by introducing the physiological parameters of the wearer in the calculation of the ergorama and by varying some of the factors of said equations according to the carrier parameters for to work towards feasible design solutions.
  • the method according to the invention thus proposes to measure the vertical horopter in near vision H of the wearer, that is to say the angle that the direction of gaze with the document containing the target point, as well as the lowering the gaze and elevating the head in near vision and determining a vertical participation coefficient Ptv of the head in near vision in order to determine a progression length LP specifically adapted to the needs of this wearer.
  • the method also proposes to determine the preferred near-Dvp vision distance of the wearer, as well as the roll of the head and the horizontal coefficient of participation of the head Pth.
  • the coefficient of horizontal participation of the head is defined as the ratio of the orientation of the head in the horizontal plane to the orientation of the gaze in this same plane.
  • the chosen environment is an office environment as shown in Figure 4.
  • the carrier is positioned in such a way that to fix the center of the document he lowers the eyes and the head so that the angle that the document makes with the line of view D R is equal to the vertical horopter H in near vision and that the document is at a near-miss distance Dvp of his eyes.
  • This positioning makes it possible to place the center of rotation of the head in the environment. This point is then considered fixed.
  • the wearer's head will turn around this point, eyes will turn in the head.
  • the position of the centers of ocular rotation with respect to the center of rotation of the head is known, the lowering of the eyes which is the complement to have the vertical horopter in near vision is deduced.
  • the ergorama makes it possible to link this accommodation to the convergence necessary to merge with the two eyes the point of near vision, taking into account the prismatic effects of the lenses.
  • the ergorama defines the relationship of accommodation on convergence. L ⁇ not both the subject positioned in its environment, it scans one of the gaze, an angular and predetermined square mesh, by coordinated movements of the eyes and of the head in a physiological landmark said (elevation, azimuth). This coordination of movements respects the coefficients of horizontal and vertical participation of the head characterizing the subject. Knowing the position of each node of the mesh with respect to the center of rotation of the head, the power required and the position of the points of impact on the lenses (taking into account the prismatic effects due to this power) are calculated from the accommodation / convergence link characterizing the subject.
  • Such a calculation is done by nested iterations, ie a loop of iterations following the horizontal for each step of the loop of iterations following the vertical. These iterations are used to merge the two eyes on the treated point of the space by seeking to cancel the pointing error for each eye by small successive changes in the position of the eyes - accommodation.
  • the present invention therefore proposes to measure the posture in close vision by appropriate equipment allowing, among other things, the measurement of the closest near vision distance, the lowering of the preferred gaze in near vision and at least the preferred elevation of the head or preferred elevation of the eyes in near vision.
  • Such equipment may include a sensor placed on the wearer's head and an element for locating the target point, such as a sensor placed on a pointer pen or any device for measuring the rotation of the eyes in their mark.
  • the power failure target can be determined from relation (7) as follows:
  • the constants of the various relationships above are determined from the physiological parameters of the wearer.
  • the personal physiological parameters of the wearer namely his vertical participation coefficients Pth and horizontal Ptv of the near-vision head, as well as his vertical horopter H in close vision and his near vision distance Dvp are taken into account. calculating target values of the resulting power and astigmatism defect to determine a lens set specifically adapted to that wearer.
  • These personalization values are in addition to the values of curvature, pantoscopic angle, pupillary distance, glass-eye distance and pupil length and height of each eye. All these parameters inform the calculation program by optical optimization to calculate the pair of lenses by successive iterations.
  • the tolerated power failure is introduced in the calculation of the prismatic deviations, therefore in the calculation of accommodation and convergence.
  • the tolerated astigmatism defect is calculated for each node of the mesh once the horizontal and vertical iterations have converged on the null pointing error of equation (9) of the model which depends on the characteristics of the wearer.
  • a weight dependent on the position of the point of impact on the lens is assigned to the calculated power.
  • a weight, dependent on the position of the point of impact on the lens and the value of ProbH 'given by equation (4) and the characteristics of the wearer, is assigned to the tolerable astigmatism defect which becomes the resulting astigmatism .
  • the weights along the meridian and in more or less large areas around the control points VL and VP are set at values much higher than the others.
  • a weight between 15 and 10 is assigned to the carrier power on the meridian and points VP and VL while all other weights are set to 1; and a weight between 12 and 8 is attributed to the astigmatism on the meridian and points VP and VL while the other weights are given by the expression ProbH '+ 1.5.
  • a weighted targets file in carrier power and resulting astigmatism is then created in a format according to its reading by the optimization program.
  • a production order is then edited to control a direct machining machine.
  • the lenses thus manufactured will allow to respect the natural posture of the wearer thus offering him a better visual and postural comfort.
  • FIGS. 10a to 10f show meridian profiles for six examples of lenses obtained according to the method of the invention.
  • Figures 11a to 11f and 12a to 12f show the optical characteristics of the lenses of Figures 10a to 10d; either carrier power cards for the series of FIGS. 11 and resulting astigmatism cards for the series of FIGS.
  • FIGS. 10, 11 and 12 show a 45 mm diameter lens with a progressive multifocal front face and having a geometric base prism oriented at 270 ° in the TABO mark.
  • the prism is 1.66 ° for the wearer A, 1.70 ° for the carriers B and D, 1.71 ° for the carriers C and E and 1.61 ° for the carrier F.
  • the plan of the lens is inclined with respect to the vertical of 8 ° and the lens has a thickness in the center of 1.8 mm.
  • a value of q 'of 27 mm was considered for the measurements on the lenses of the carriers A to F.
  • the lens is represented in a coordinate system in spherical coordinates, the angle beta being plotted on the abscissa and the angle alpha on the ordinate.
  • FIGS. 10a to 10f show that the progression length LP varies according to the carriers.
  • the prescribed addition is achieved at -40 ° ocular elevation (FIGS. 10a and 10b) while the progression length is 32.5 ° for carriers C and D (FIG. 10c and FIG. 1Od) and 25 ° for carriers E and F (FIGS. 10e and 10f).
  • the carriers A, C, E and F have a vertical horopter with close vision close to 90 °, the distance to the document varies very little when they lower the head and the eyes to scan the document from the top to the bottom. .
  • the power required around the point VP therefore varies very little (FIGS. 10a, 10c, 10e and 10f).
  • the variation of the power along the meridian on the lenses obtained with the method of the invention is therefore controlled as a function of the lowering of the eyes and the distance from the object point which depend on the value of the lowering of the R look in close vision - or the vertical horopter measured in near vision on said wearer - and the participation of the eyes and / or the head of said wearer in the lowering of the glance in near vision.
  • the power variation along the meridian for a lens customized to the needs of a given wearer, as proposed by the invention therefore has a controlled and personalized progression length, as well as a controlled power ⁇ array. customized below the reference point in near vision. It can also be seen in FIGS.
  • the physio-optometric model used in the context of the invention makes it possible to take into account all or some of the individual physiological parameters of the wearer and possibly set the others to standard default values. The wearer will thus be able to maintain a more natural posture while preserving his visual comfort.
  • the model could also take into account new personalization parameters identified later.

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Abstract

L'invention propose un procédé de détermination par optimisation d'un jeu de lentilles ophtalmiques progressives pour un porteur donné auquel une addition de puissance (Addn) a été prescrite en vison de près, comprenant les étapes de : mesure de paramètres physiologiques individuels du porteur en vision de près ; détermination d'un ergorama associant, sur chaque lentille, un point visé à chaque direction du regard dans les conditions du porté ; détermination d'une cible de défaut de puissance et d'une cible d'astigmatisme résultant pour chaque direction du regard dans les conditions du porté, le défaut de puissance cible et l'astigmatisme résultant cible étant déterminés à partir des paramètres physiologiques mesurés du porteur ; calcul de la puissance requise sur chaque lentille pour ledit ergorama par itérations successives pour atteindre le défaut de puissance cible et le défaut d'astigmatisme cible pour chaque direction du regard.

Description

PROCEDE DE DETERMINATION D'UN JEU DE LENTILLES OPHTALMIQUES
MULTIFOCALES PROGRESSIVES
La présente invention a pour objet un procédé de détermination d'un jeu de lentilles ophtalmiques multifocales progressives et le jeu de lentilles ainsi obtenu ; en particulier un jeu de lentilles progressives personnalisé aux besoins spécifiques d'un porteur donné.
Toute lentille ophtalmique, destinée à être portée dans une monture, est associée à une prescription. La prescription en matière ophtalmique peut comprendre une prescription de puissance, positive ou négative, ainsi qu'une prescription d'astigmatisme. Ces prescriptions correspondent à des corrections à apporter au porteur des lentilles pour corriger les défauts de sa vision. Une lentille est montée dans la monture en fonction de la prescription et de la position des yeux du porteur par rapport à la monture.
Pour les porteurs presbytes, la valeur de la correction de puissance est différente en vision de loin et en vision de près, du fait des difficultés d'accommodation en vision de près. La prescription est alors composée d'une valeur de puissance en vision de loin et d'une addition (ou progression de puissance) représentative de l'incrément de puissance entre la vision de loin et la vision de près; ceci revient à une prescription de puissance en vision de loin et à une prescription de puissance en vision de près. Les lentilles adaptées aux porteurs presbytes sont des lentilles multifocales progressives; ces lentilles sont décrites par exemples dans FR- A-2 699 294, US- A-5 270 745 ou US-A-5 272 495, FR-A-2 683 642, FR-A-2 699 294 ou encore FR- A-2 704 327.
Les lentilles ophtalmiques multifocales progressives comprennent une zone de vision de loin, une zone de vision de près, une zone de vision intermédiaire, une méridienne principale de progression traversant ces trois zones. Elles sont généralement déterminées par optimisation, à partir d'un certain nombre de contraintes imposées aux différentes caractéristiques de la lentille. La plupart des lentilles commercialisées sont généralistes, en ce qu'elles sont adaptées aux différents besoins courants des porteurs.
On définit des familles de lentilles multifocales progressives, chaque lentille d'une famille étant caractérisée par une addition, qui correspond à la variation de puissance entre la zone de vision de loin et la zone de vision de près. Plus précisément, l'addition, notée A7 correspond à la variation de puissance entre un point VL de la zone de vision de loin et un point VP de la zone de vision de près, qui sont appelés respectivement point de contrôle de la vision de loin et point de contrôle de la vision de près, et qui représentent les points d'intersection du regard et de la surface de la lentille pour une vision à l'infini et pour une vision de lecture.
Une lentille présente aussi classiquement une croix de montage CM. Il s'agit d'un point qui est matérialisé sur la surface de la lentille et qui est utilisé par l'opticien pour le montage de la lentille dans la monture. La croix de montage CM correspond au point d'intersection de la face avant de la lentille avec la direction primaire du regard du porteur. Pour une lentille ophtalmique progressive, on définit aussi une longueur de progression LP comme la distance verticale entre la croix de montage CM, et un point de la méridienne sur lequel la progression de puissance atteint la puissance A. La longueur de progression LP définit l'accessibilité aux puissances nécessaires en vision de près.
Des lentilles de même addition diffèrent par la valeur de la sphère moyenne en un point de référence, appelée aussi base. Communément, la base d'une lentille est liée à la courbure d'une face de la lentille et est donnée par l'expression (n-l)/R où n est l'indice de réfraction et R le rayon de courbure exprimé en mètres, la puissance moyenne dépend de la courbure de l'autre face de la lentille. On peut par exemple choisir de mesurer la base au point VL de contrôle de la vision de loin. On définit ainsi par le choix d'un couple (addition, base) un ensemble ou jeu de faces avant asphériques pour lentilles multifocales progressives. Habituellement, on peut ainsi définir 5 valeurs de bases et 12 valeurs d'additions, soient soixante faces avant. Dans chacune des bases, on réalise une optimisation pour une puissance donnée. Cette méthode connue permet, à partir de lentilles semi-finies, dont seule une face est conformée, de préparer des lentilles adaptées à la plupart des porteurs, par simple usinage de l'autre face sphérique ou torique.
Ainsi, les lentilles multifocales progressives comportent habituellement une face asphérique complexe, qui peut être la face avant la face opposée au porteur des lunettes, et une face sphérique ou torique, qui peut être la face arrière dirigée vers le porteur des lunettes. Cette face sphérique ou torique permet d'adapter la lentille à l'amétropie de l'utilisateur, de sorte qu'une lentille multifocale progressive n'est généralement définie que par sa surface asphérique complexe. Comme il est bien connu, une surface asphérique est généralement définie par l'altitude de tous ses points. On utilise aussi les paramètres constitués par les courbures minimales et maximales en chaque point, ou plus couramment leur demi-somme et leur différence. Cette demi -somme et cette différence multipliées par un facteur n-1, n étant l'indice de réfraction du matériau de la lentille, sont appelées sphère moyenne et cylindre. Une lentille multifocale progressive peut ainsi être définie, en tout point de sa surface complexe, par des caractéristiques géométriques comprenant une valeur de sphère moyenne et une valeur de cylindre. La surface complexe de la lentille peut être située sur la face avant ou sur la face arrière ou répartie entre les deux faces, selon les techniques d'usinage utilisées.
Par ailleurs, une lentille multifocale progressive peut aussi être définie par des caractéristiques optiques prenant en considération la situation du porteur des lentilles. En effet, les lois de l'optique des tracés de rayons entraînent l'apparition de défauts optiques quand les rayons s'écartent de l'axe central de toute lentille. On s'intéresse classiquement aux aberrations dites défaut de puissance porteur et d'astigmatisme résultant. Ces aberrations optiques peuvent être appelées de façon générique défauts d'oblicité des rayons. Les défauts d'ob licite des rayons ont déjà été bien identifiés dans l'art antérieur et des améliorations ont été proposées. Par exemple, le document WO-A-98 12590 décrit une méthode de détermination par optimisation d'un jeu de lentilles ophtalmiques multifocales progressives. Ce document propose de définir le jeu de lentilles en considérant les caractéristiques optiques des lentilles et notamment la puissance porteur et l'astigmatisme oblique, dans les conditions du porté. La lentille est optimisée par tracé de rayons, à partir d'un ergorama associant à chaque direction du regard dans les conditions du porté un point objet visé.
EP-A-O 990 939 propose aussi de déterminer une lentille par optimisation en tenant compte des caractéristiques optiques et non plus surfaciques de la lentille. On considère à cette fin les caractéristiques d'un porteur moyen, notamment pour ce qui est de la position de la lentille devant l'œil du porteur en termes de galbe, d'angle pantoscopique et de distance verre-œil.
Il a été constaté que chaque porteur présente un comportement verre-œil différent. On a donc cherché, ces dernières années, à personnaliser les lentilles ophtalmiques progressives afin de répondre au mieux aux besoins de chaque porteur.
Par exemple, il est proposé, en particulier par les sociétés ZEISS et RODENSTOCK sous les références respectives Zeiss Individual et Impression ILT, de tenir compte, pour la définition de lentilles progressives, de la position réelle de la lentille devant l'oeil du porteur. A cette fin, on procède à des mesures de la position de la lentille dans la monture choisie par le porteur. La mesure de la position de Ia lentille par rapport à l'œil du porteur est d'abord difficile à effectuer avec précision. Ensuite, l'optimisation s'effectue pour une position mesurée de la lentille devant l'œil du porteur; or il s'avère que la position de la monture varie en fonction du temps et ne peut être considérée comme constante pour un porteur donné. Du fait de ces deux facteurs, la prise en compte de la position de la lentille ne semble pas apporter au porteur un confort supplémentaire par rapport à des solutions ne prenant en considération que la position moyenne de la lentille.
La demanderesse commercialise, sous la marque VARILUX IPSEO une gamme de lentilles multifocales progressives, qui sont définies en fonction du comportement œil-tête du porteur. Cette définition repose sur le constat que tout porteur, pour regarder différents points à une hauteur donnée dans l'espace objet, peut déplacer soit la tête, soit les yeux et que la stratégie de vision d'un porteur repose sur une combinaison des mouvements de la tête et des yeux. La stratégie de vision du porteur influe sur la largeur perçue des champs sur la lentille. Ainsi, plus la stratégie de vision latérale du porteur fait intervenir un mouvement de la tête, moins la zone de la lentille balayée par le regard du porteur est large. Si le porteur bougeait uniquement la tête pour regarder différents points à une hauteur donnée de l'espace objet, son regard passerait toujours par le même point de la lentille. Le produit VARILUX IPSEO propose donc des lentilles différentes, pour un même couple amétropie-addition, en fonction de la stratégie de vision latérale du porteur.
Dans le même ordre d'idée de personnaliser les lentilles ophtalmiques progressives aux besoins spécifiques de chaque porteur, la demande de brevet français déposée par la demanderesses sous le titre Procédé de détermination d'une paire de lentilles ophtalmiques progressives le 27 août 2004 sous le numéro 04 09 144 propose de tenir compte du décalage du plan sagittal du porteur en vision de près pour la détermination des caractéristiques optiques des lentilles progressives.
La société RUPP & HUBRACH a par ailleurs proposé, sous la référence Ysis, de mesurer l'inclinaison de la tête pendant une tâche de vision de près pour déterminer le choix entre quatre longueurs de progression proposées. Cette mesure ne prend cependant pas complètement en compte le comportement œil-tête car elle ne tient pas compte de l'abaissement total du regard qui peut être défini comme la somme de l'abaissement des yeux dans les orbites et de l'inclinaison de la tête. Aucune des lentilles multifocales progressives connues à ce jour ne propose une personnalisation complète de la paire de lentilles prescrites à un porteur donné. Or, des mesures effectuées dans les laboratoires de la demanderesse montrent que plusieurs paramètres physiologiques de coordination visuomotrice influent sur la perception nette des points objets dans l'environnement du porteur de lentilles progressives. En plus des caractéristiques optométriques et de monturisation traditionnelles, cinq paramètres de coordination visuomotrice — la participation de la tête en horizontal et en vertical, l'abaissement privilégié du regard pendant une tâche de vision de près, la distance privilégiée de travail en vision de près et le décalage latéral du document en vision de près - ont été identifiés comme influant sur les caractéristiques optiques des lentilles. Or ces paramètres physiologiques de coordination visuomotrice varient de manière sensible d'un individu à l'autre ; ils semblent répondre à la recherche d'un confort visuel optimal dépendant de caractéristiques physiologiques et visuelles propres à chaque individu.
Devant la multiplicité des paramètres à prendre en compte pour parvenir à une paire de lentilles bien personnalisée aux besoins d'un porteur donné, la plupart des solutions de l'art antérieur cherchent à privilégier l'un ou l'autre de ces paramètres et fixent les autres à des valeurs standard moyennes.
Il existe donc un besoin pour des lentilles qui satisfassent mieux les besoins spécifiques de chaque porteur individuel.
L'invention propose en conséquence une procédé de détermination par optimisation d'un jeu de lentilles ophtalmiques multifocales progressives à partir de cibles pondérées en puissance porteur et en astigmatisme résultant ; ces cibles étant déterminées à partir de l'ensemble des paramètres physiologiques du porteur et d'un modèle physio-optométrique. Le modèle physio-optométrique utilisé dans le cadre de l'invention permet de prendre en compte tous ou certains des paramètres physiologiques individuels parmi les cinq précédemment identifiés et de fixer éventuellement les autres à des valeurs standard par défaut. Le porteur pourra ainsi conserver une posture plus naturelle tout en préservant son confort visuel.
L'invention propose plus particulièrement un procédé de détermination par optimisation d'un jeu de lentilles ophtalmiques progressives pour un porteur donné auquel une addition de puissance (Addn) a été prescrite en vison de près, comprenant les étapes de : mesure de paramètres physiologiques individuels du porteur en vision de près ; détermination d'un ergorama associant, sur chaque lentille, un point visé à chaque direction du regard dans les conditions du porté ; détermination d'une cible de défaut de puissance et d'une cible d'astigmatisme résultant pour chaque direction du regard dans les conditions du porté, le défaut de puissance cible et l'astigmatisme résultant cible étant déterminés à partir des paramètres physiologiques mesurés du porteur ; calcul de Ia puissance requise sur chaque lentille pour ledit ergorama par itérations successives pour atteindre le défaut de puissance cible et le défaut d'astigmatisme cible pour chaque direction du regard.
Selon une caractéristique, le défaut de puissance cible est déterminé par la relation suivante :
Figure imgf000007_0001
Avec,
ProbH', la probabilité d'occurrence de l'orientation du regard ; Addn l'addition nominale prescrite au porteur ;
Addr l'addition requise en un point de la lentille; et kp et a, des constantes déterminées en fonction de l'addition prescrite et des paramètres physiologiques du porteur.
Selon une caractéristique, l'astigmatisme résultant cible est déterminé par la relation suivante :
A = AstMAX.{VrobH')
Avec,
ProbH', la probabilité d'occurrence de l'orientation du regard ; et
Ast MAX = Addn x (k + b) x 0,25 +
Figure imgf000007_0002
Où, Addn est l'addition nominale prescrite au porteur ; et k, b, alphaO et sigma des constantes déterminées en fonction des paramètres physiologiques du porteur.
Selon les modes de réalisation, les paramètres physiologiques du porteur mesurés sont au moins les coefficients de participation vertical et horizontal de la tête en vision de près, l'horoptère vertical en vision de près et la distance de vision de près préférée Dvp.
L'invention propose en outre un jeu de lentilles ophtalmiques multifocales progressives personnalisé aux besoins d'un porteur donné auquel une addition de puissance a été prescrite, chaque lentille étant déterminée au moyen d'un ergorama associant un point visé à chaque direction du regard dans les conditions du porté chaque lentille présentant dans les conditions du porté, une puissance optique et un astigmatisme résultant contrôlés pour un point visé de Y ergorama à partir de paramètres physiologiques du porteur.
Selon une caractéristique, la puissance optique, sur chaque lentille dans les conditions du porté pour un point visé de l'ergorama, est déterminée par la relation suivante :
Figure imgf000008_0001
Avec,
ProbH', la probabilité d'occurrence de l'orientation du regard ; Addn l'addition nominale prescrite au porteur ; Addr l'addition requise en un point de la lentille ; et kp et a, des constantes déterminées en fonction de l'addition prescrite et des paramètres physiologiques du porteur.
Selon une caractéristique, l'astigmatisme résultant, sur chaque lentille dans les conditions du porté pour un point visé de l'ergorama, est déterminé par la relation suivante :
A = AstMAX(ProbH')
Avec, ProbH', la probabilité d'occurrence de l'orientation du regard ;et
—alphaO
Ast MAX = Addn x (k + b) x 0,25 + e sigma
Où, Addn est l'addition nominale prescrite au porteur ; et k, b, alphaO et sigma des constantes déterminées en fonction des paramètres physiologiques du porteur. L'invention concerne aussi un équipement visuel comportant le jeu de lentilles selon l'invention et un procédé de correction personnalisée de la vision d'un sujet presbyte, comprenant la fourniture au sujet ou le port par le sujet d'un tel équipement.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple et en référence aux dessins qui montrent :
- figure 1, un schéma d'un système optique œil-lentille, en vue de dessus ;
- figures 2 et 3, des schémas en perspective d'un système œil-lentille ; - figure 4, un schéma d'un sujet dans un environnement sollicitant sa vision de près ;
- figure 5, un graphe de la distribution horizontale du regard pour un abaissement du regard donné ;
- figure 6, un graphe de la distribution verticale du regard pour une déviation horizontale nulle ; - figure 7a, un exemple de distribution dans le champ de vision des probabilités relatives de ne pas avoir une orientation du regard ;
- figure 7b, Ie défaut d'astigmatisme résultant pour la distribution de la figure 7a, calculé avec l'équation (2) du modèle physio-optométrique ;
- figure 8, un graphe des écarts types dans le plan sagittal ; - figure 9, une représentation graphique du défaut d'astigmatisme maximal accepté pour un jeu de lentilles selon l'invention en fonction de l'élévation du regard ;
- figures 10a à 1Of, des profils de méridiennes pour des exemples de lentilles obtenues par optimisation avec le procédé selon l'invention ;
- figures 1 la à 1 If, des cartes de puissance porteur pour les lentilles des figures 10a à 1Of ; - figures 12a à 12f, des cartes d'astigmatisme résultant pour les lentilles des figures 10a à 1 Of.
L'invention propose un procédé de détermination d'une paire de lentilles ophtalmiques progressives pour un porteur presbyte, c'est-à-dire pour lequel une addition de puissance A a été prescrite pour la vision de près. De manière classique, on définit pour une lentille donnée des grandeurs optiques caractéristiques, à savoir une puissance porteur et un astigmatisme résultant, dans les conditions du porté. La figure 1 montre un schéma d'un système optique œil et lentille en vue de côté, et montre les définitions utilisées dans la suite de la description. On appelle Q' le centre de rotation de l'œil; l'axe QT' représenté sur la figure en traits mixtes est l'axe horizontal passant par le centre de rotation de l'œil et s'étendant devant le porteur - autrement dit l'axe QT' correspond à la direction primaire du regard. Cet axe coupe, sur la face avant, un point de la lentille appelé Croix de Montage CM, qui est matérialisé sur les lentilles pour permettre leur positionnement par un opticien. La Croix de Montage permet de repérer sur la lentille la direction primaire du regard dans les conditions du porté. Soit le point O, point d'intersection de la face arrière et de cet axe Q1F'. On définit une sphère des sommets, de centre Q', et de rayon q', qui coupe la face arrière de la lentille au point O. A titre d'exemple, une valeur du rayon q' de 27 mm correspond à une valeur courante et fournit des résultats satisfaisants lors du porté des lentilles. On peut dessiner la coupe de la lentille dans le plan (O, x, y) défini en référence à la figure 2. La tangente à cette courbe au point O est inclinée par rapport à l'axe (O, y) d'un angle appelé angle pantoscopique. La valeur de l'angle pantoscopique est couramment de 8°. On peut également dessiner la coupe de la lentille dans le plan (O, x, z). La tangente à cette courbe au point O est inclinée par rapport à l'axe (O, z) d'un angle appelé galbe. La valeur du galbe est couramment de 0°.
Une direction donnée du regard - représentée en traits pleins sur la figure 1 - correspond à une position de l'œil en rotation autour de Q' et à un point J de la sphère des sommets; une direction du regard peut aussi être repérée, en coordonnées sphériques, par deux angles α et β. L'angle α est l'angle formé entre l'axe Q1F' et la projection de la droite Q1J sur le plan horizontal contenant l'axe Q'F'; cet angle apparaît sur le schéma de la figure 1. L'angle β est l'angle formé entre l'axe Q'F' et la projection de la droite Q1J sur le plan vertical contenant l'axe Q'F'. Une direction donnée du regard correspond donc à un point J de la sphère des sommets ou à un couple (α, β).
Dans une direction donnée du regard, l'image d'un point M de l'espace objet situé à une distance objet donnée, se forme entre deux points S et T correspondant à des distances JS et JT minimale et maximale (qui seraient des distances focales sagittales et tangentielles dans le cas de surfaces de révolution, et d'un point M à l'infini). L'angle γ, repéré comme l'axe d'astigmatisme, est l'angle formé par l'image correspondant à la distance la plus petite avec l'axe (zm), dans le plan (zm, ym) défini en référence aux figures 2 et 3. L'angle γ est mesuré dans le sens trigonométrique direct lorsque l'on regarde le porteur. Dans l'exemple de la figure 1, sur l'axe Q'F', l'image d'un point de l'espace objet à l'infini se forme au point F'; les points S et T sont confondus, ce qui revient à dire que la lentille est localement sphérique dans la direction primaire du regard. La distance D est la frontale arrière de la lentille.
Les figures 2 et 3 montrent des schémas en perspective d'un système œil-lentille. La figure 2 montre la position de l'œil et du repère lié à l'œil dans la direction de regard principale, α = β =0, dite direction primaire du regard. Les points J et O sont alors confondus. La figure 3 montre la position de l'œil et du repère qui y est lié dans une direction (α, β). On a représenté sur les figures 2 et 3 un repère {x, y, z} fixe et un repère (X1n, ym, zm} lié à l'œil, pour bien montrer la rotation de l'œil. Le repère {x, y, z} a pour origine le point Q'; l'axe x est l'axe Q'F' - le point F' n'étant pas représenté sur les figures 2 et 3 et passe par le point O; cet axe est orienté de la lentille vers l'œil, en correspondance avec le sens de mesure de l'axe d'astigmatisme. Le plan {y, z} est le plan vertical; l'axe y est vertical et orienté vers le haut; l'axe z est horizontal, le repère étant orthonormé direct. Le repère {xm, ym, zm} lié à l'œil a comme centre le point Q1; l'axe xm est donné par la direction JQ' du regard, et coïncide avec le repère {x, y, z} pour la direction primaire du regard. La loi de Listing donne les relations entre les repères {x, y, z} et {xm, ym, zm} pour chaque direction du regard, voir Legrand, Optique Physiologique, tome 1, Edition de Ia Revue d'Optique, Paris 1965. A l'aide de ces éléments, on peut définir une puissance optique porteur et un astigmatisme, dans chaque direction du regard. Pour une direction du regard (α, β), on considère un point M objet à une distance objet donnée. On détermine les points S et T entre lesquels se forme l'image de l'objet. La proximité image PI est alors donnée par :
Figure imgf000011_0001
tandis que la proximité objet PO est donné par
P XO \J — — i — —-
MJ La puissance est définie comme la somme des proximités objet et image, soit
Figure imgf000011_0002
L'amplitude de l'astigmatisme est donnée par :
A= J-J-I JT JS|
L'angle de l'astigmatisme est l'angle γ défini plus haut : il s'agit de l'angle mesuré dans un repère lié à l'œil, par rapport à la direction zm, avec lequel se forme l'image T, dans le plan (zm, ym). Ces définitions de puissance et d'astigmatisme sont des définitions optiques, dans les conditions du porté et dans un repère lié à l'œil Qualitativement, la puissance et l'astigmatisme ainsi définis correspondent aux caractéristiques d'une lentille mince, qui placée à la place de la lentille dans la direction du regard, fournirait localement les mêmes images. On remarque que la définition fournit, dans la direction primaire du regard, la valeur classique de prescription de l'astigmatisme. Une telle prescription est effectuée par l'ophtalmologiste, en vision de loin, sous la forme d'un couple formé d'une valeur d'axe (en degrés) et d'une valeur d'amplitude (en dioptries).
La puissance et l'astigmatisme ainsi définis peuvent être mesurés expérimentalement sur la lentille en utilisant un frontofocomètre; ils peuvent aussi être calculés par tracé de rayons dans les conditions du porté.
Il est connu du document WO-A-98 12590 un procédé de détermination d'un ergorama pour un jeu de lentilles ophtalmiques progressives généralistes. L'ergorama associe à chaque direction du regard dans les conditions au porté, un point objet visé et une puissance donnée. Cet ergorama fournit des cibles pour une optimisation des lentilles par tracé de rayons pour calculer la puissance porteur et l'astigmatisme résultant en chaque point de la lentille traversé par la ligne du regard. L'astigmatisme résultant est un défaut inhérent aux lentilles progressives ; il peut donc être considéré comme un défaut tolérable, au moins en zone périphérique de la lentille.
La présente invention propose de prendre en compte les paramètres physiologiques d'un porteur donné, tels que la participation de la tête en horizontal et en vertical, l'abaissement privilégié du regard pendant une tâche de vision de près, la distance privilégiée de travail en vision de près et le décalage latéral du document en vision de près, pour concevoir des lentilles progressives propres à chaque individu afin que celui-ci puisse profiter pleinement de la compensation de sa presbytie sans effort dans une posture naturelle et en préservant son confort visuel. La prise en compte de tels paramètres individuels est aujourd'hui possible de manière industrielle grâce aux méthodes d'usinage direct des surfaces complexes constituant les lentilles progressives,
En particulier, l'invention propose d'utiliser les paramètres physiologiques du porteur pour limiter au maximum l'astigmatisme résultant dans le champs de regard le plus utilisé par ce porteur. En effet, moins une orientation du regard est utilisée, plus le défaut d'astigmatisme tolérable peut être important. Un jeu de lentilles ophtalmiques progressives présentant un défaut d'astigmatisme résultant contrôlé en fonction de la fréquence des orientations du regard à travers les lentilles peut ainsi être obtenu.
La demanderesse a constaté que chaque individu adopte une posture permettant d'avoir un confort visuel maximal en vision de près. En particulier, l'individu adopte une posture permettant d'avoir une distance de visée proche d'une valeur préférée et incline son document ou modifie l'élévation des yeux et de la tête si le document est posé sur un support, de façon le faire coïncider avec son horoptère vertical. L'horoptère vertical pour un point de fixation donné est défini ici comme le lieu des lignes verticales perçues binoculairement simples et verticales. La figure 4 illustre schématiquement un porteur dans un environnement de lecture d'un document, c'est-à-dire dans lequel la vision de près du porteur est sollicitée.
Les observations expérimentales de la demanderesse ont montrées que pour explorer son environnement un individu bouge plus ou moins la tête et les yeux par des mouvements coordonnés. Les mouvements de la tête sont caractérisés dans un repère lié à l'espace ayant pour origine le centre de rotation de la tête. Les mouvements des yeux sont caractérisés dans des repères liés à la tête et ayant pour origine le centre de rotation de chacun des deux yeux. La direction du regard DR est caractérisée par rapport à un plan de référence lié à la tête et appelé plan de Francfort. Une définition du plan de Francfort est donnée dans les demandes de brevet FR-A-2 683 642 et FR-A-2 683 643 ; le plan de Francfort PF est le plan passant par le bord inférieur des orbites des yeux et par le tragion des oreilles du porteur. La direction du regard DR est une droite appartenant à un plan contenant le point visé et les centres de rotation des yeux. En vision de loin, avec un point de visé droit devant à l'infini, la direction du regard est horizontale. En position naturelle, pour cette direction du regard en vision de loin, le plan de Francfort est horizontal ; l'amplitude des mouvements verticaux des yeux et de la tête est donc considérée nulle. Lorsque le porteur quitte un point de visée en vision de loin pour atteindre un point de visée en vision de près, il se positionne pour que la distance moyenne du document à ses yeux soit voisine de sa distance préférée Dvp ; et il incline le document et/ou abaisse les yeux et la tête dans des proportions respectives différentes selon les individus pour que le document fasse un angle voisin de son horoptère vertical avec la direction du regard. Dans ce contexte, on définit l'élévation de la tête comme l'angle T que fait le plan de
Francfort PF avec un plan horizontal de l'espace et on définit l'élévation des yeux - ou l'élévation oculaire - comme l'angle Y que fait la direction du regard DR avec le plan de Francfort Pp. Les valeurs d'élévation des yeux ou de la tête sont donc des abaissements et sont exprimées avec des valeurs d'angles négatives. L'abaissement du regard R sera donc assuré par une élévation de la tête T et par une élévation des yeux. Plus spécifiquement R=T+Y. L'abaissement du regard R est donc l'angle formé entre le plan horizontal de l'espace et la direction du regard DR.
Au voisinage du point de fixation, l'horoptère vertical peut être assimilé à une portion de plan plus ou moins inclinée d'un angle H par rapport à la direction de regard DR. DU fait de l'équilibre musculaire, l'abaissement des yeux en vision rapprochée associé à la convergence entraîne une torsion des globes oculaires qui induit une modification des références verticales et horizontales du système visuel. L'horoptère vertical H varie donc avec l'élévation des yeux Y. L'horoptère vertical H, pour un sujet donné, varie avec la distance de visée. On pourra se référer à ce sujet au manuel « Vergence eye movements : Basic & clinical aspects », de Clifton M. Schor et Kenneth J. Ciuffreda, p 557, paru en 1983.
L'horoptère vertical est une grandeur qui varie d'un individu à l'autre en fonction de paramètres morphologiques, physiologiques et comportementaux ; en revanche, l'horoptère vertical, pour une distance donnée, est sensiblement constant pour un individu donné. Ainsi, chaque individu se positionnera et/ou inclinera son document d'un angle B pour que le document fasse un angle voisin de son horoptère vertical avec la direction du regard DR. De même, la distance de vision de près préférée Dvp varie d'un individu à l'autre mais reste sensiblement constante pour un individu donné. Dans la suite, pour mesurer les paramètres physiologiques du porteur, on considérera que le document est placé à plat sur un support horizontal, c'est-à-dire que l'angle B est nul. L'horoptère vertical H et la direction du regard auront donc la même valeur angulaire.
La plupart des lentilles ophtalmiques progressives commercialisées sont dites généralistes et sont calculées pour répondre aux besoins du plus grand nombre. Le procédé de l'invention propose de mesurer par des moyens appropriés la posture de vision de près de chaque porteur. En particulier, le procédé propose de limiter au maximum l'astigmatisme résultant dans le champs de regard le plus utilisé par le porteur. Les paramètres de personnalisation permettent ainsi, non seulement de fournir un jeu de lentilles ophtalmiques progressives présentant une longueur de progression spécifiquement adaptée au porteur, mais également de fournir un jeu de lentilles ophtalmiques progressives présentant un défaut d'astigmatisme résultant contrôlé en fonction de la fréquence des orientations du regard à travers les lentilles.
On construit dans un premier temps un modèle physio-optométrique dont les variables d'entrée sont les paramètres physiologiques du porteur. Ce modèle fournira ainsi des valeurs de cibles pour l'optimisation des surfaces complexes de chaque lentille du jeu de lentilles personnalisé en fonction de la distribution des orientations du regard du porteur.
La figure 5 est un graphe montrant la distribution des orientations horizontales du regard. Nous pouvons estimer que les fréquences d'orientation horizontale du regard suivent une distribution gaussienne entre les limites naturelles fixées par les amplitudes maximales des mouvements des yeux et de la tête, soit entre -150° et +150°. L'expression de cette distribution est la suivante :
\ ( a "
GaussH = e A σJ (1)
Avec α, la déviation horizontale du regard en degrés et σ l'écart type de la Gaussienne. Plus cette fréquence d'orientation est élevée plus la probabilité d'avoir une telle orientation est importante. La probabilité maximale est obtenue pour la fréquence maximale. Nous pouvons normaliser cette probabilité d'occurrence en ramenant cette probabilité maximale à 1. La figure 5 montre que l'orientation horizontale du regard la plus élevée correspond à un regard droit devant et que la déviation horizontale du regard diminue avec l'abaissement de regard. La figure 6 est un graphe montrant la distribution des orientations verticales du regard.
La fréquence de balayage vertical peut être représentée par l'enveloppe d'au moins deux gaussiennes ; une pour la vision de loin G_VL et une pour la vision de près G_VP. La figure 6 donne un exemple de distribution des abaissements du regard avec une déviation horizontale nulle. Le maximum de la distribution gaussienne pour la vision de près est centré sur l'abaissement du regard préféré en vision de près propre à chaque sujet. Le maximum de la distribution gaussienne pour la vision de loin est centré au voisinage de la direction droit devant. On peut considérer que la vision de loin est généralement plus utilisée que la vision de près. Un coefficient peut donc moduler la gaussienne de la distribution en vision de près ; dans l'exemple de la figure 6, ce coefficient est fixé à 0,75, c'est-à-dire que la probabilité relative d'un abaissement du regard sur l'horoptère vertical en vision de près est moins importante que la probabilité relative d'un regard droit devant. Le défaut de puissance et d'astigmatisme résultant tolérable en un point donné sera alors fonction de la valeur de la distribution horizontale et de l'écart type de la Gaussienne de l'orientation horizontale du regard telle que représentée sur la figure 5. Le défaut d'astigmatisme sera fixé à une valeur nulle quand GaussH est égale à 1 et pourra atteindre une valeur maximale quand GaussH est nulle.
La lentille idéale n'aurait pas de défaut d'astigmatisme. Il nous faut donc fixer pour chaque point d'une lentille un défaut tolérable.
Le modèle ci-dessus nous donne pour chaque orientation du regard une probabilité d'occurrence de cette orientation
Figure imgf000015_0001
ayant une valeur comprise entre 0 et 1 inclus. La valeur 0 caractérisant la probabilité maximale et la valeur 1 une orientation pratiquement jamais utilisée. Pour cette orientation jamais ou rarement utilisée, le porteur tolérera un défaut maximal que l'on fixe en fonction de l'addition.
Pour l'orientation ayant la probabilité maximale d'occurrence, aucun défaut ne sera toléré. Le modèle fixe cette probabilité maximale sur le plan sagittal donc sur la méridienne. L'astigmatisme résultant peut alors être exprimé de la manière suivante :
A = AMAX .(l - GaussH) = ka.Addn (probH) (2) où AMAX est le défaut maximal tolérable qui est égal à ka fois l'addition nominale (Addn), c'est-à-dire l'addition prescrite au porteur, avec ka une constante liée à l'addition prescrite; et ProbH =l -GaussH.
Par ailleurs, la puissance porteur peut être exprimé de la manière suivante :
Figure imgf000015_0002
Où P est la puissance porteur finale ;
PPOr, la puissance porteur requise brute calculée dans l'ergorama ; Addn l'addition nominale — soit l'addition prescrite au porteur ;
Addr l'addition requise qui est égale à la puissance porteur requise PPOr moins la puissance en vision de loin prescrite ; et kp et a, des coefficients fixant le défaut de puissance maximal.
Une telle équation permet d'assurer un défaut de puissance nul le long de la méridienne et le long d'une ligne iso addition porteur correspondant à la moitié de l'addition nominale (Addn/2) lorsque le coefficient a est fixé à 2.
Par exemple, dans ce modèle de base, les constantes a et kp sont fixées à 2 pour que le défaut maximal de puissance P soit de 0.5 dioptrie pour une addition nominale Addn de 2 dioptries et soit nul quand Addr est égal à Addn/2. Les figures 7a et 7b montrent, pour l'œil droit d'un sujet standard, respectivement la distribution dans le champ de vision du porteur des probabilités relatives de ne pas avoir l'orientation du regard (ProbH=l-GaussH) et le défaut d'astigmatisme résultant calculé par optimisation optique avec l'équation (2) du modèle.
La figure 7b montre que l'application l'équation (2) dans le processus de calcul d'optimisation optique ne correspond pas à des cibles réalisables pour des lentilles multifocales progressives. En effet, sur la figure 7a, les champs se referment de façon trop importante en haut et en bas de la lentille pour pouvoir maîtriser les distributions des défauts sur la surface en zone de vision de loin et en zone de vision de près. D'autre part, pour ce porteur standard, la faible distance entre les maxima des distributions verticales de l'abaissement (ou élévation) du regard entraîne la disparition du creux entre les courbes d'isoastigmatisme en vision de loin et en vision de près sur la distribution globale. Cette disparition du creux est incompatible avec l'optimisation des lentilles progressives où la largeur entre les lignes d'isoastigmatisme est essentiellement commandée par la vitesse de variation de la puissance le long de la méridienne.
On constate que dans les équations (2) et (3) du modèle, la variable ProbH commande les distributions du défaut de puissance et du défaut d'astigmatisme. Or, pour des lentilles progressives, ces deux grandeurs doivent être traitées séparément.
Pour le calcul des lentilles progressives, l'abaissement des yeux (ou élévation oculaire) sera pris en compte plutôt que l'abaissement du regard. L'équation (1) de la distribution gaussienne du regard GaussH et la probabilité d'occurrence de cette orientation ProbH, qui sont des hypothèses physiologiques, doivent être modifiées.
On définit une nouvelle équation pour la probabilité d'occurrence de l'orientation du regard, comme suit :
Pro6H'= l - e 2 ^' ; (4)
Avec, α la déviation horizontale du regard en degrés pour un abaissement donné ; z, un facteur de mise en forme compris entre 0,5 et 1 qui dépend des paramètres physiologiques du porteur ; et σh, une fonction biphasique de la distribution verticale de l'orientation oculaire et qui s'exprime comme suit :
σh = ShMax x Distnb x J1-- — „, W Λ + J7- J v n λu , '
1 1 + 1 Cr VL ° c> ' l + l o&'∞oc-x °yp)Hvp) J
Où, Distrib est une constante qui dépend de l'addition nominale prescrite ; ShMax est une constante qui dépend de l'addition prescrite et du comportement visiomoteur du porteur ;
Amaxκ£ et AmaXf/p, les asymptotes supérieures de σh respectivement en vision de loin et en vision de près ; HKZ et Ryp, les pentes de variation de σh respectivement lorsque vers la vision de loin et vers la vision de près ;
Elevoc, l'élévation oculaire verticale ; et
XOVL et XOyp, l'élévation oculaire pour lesquelles la moitié de Amaxyi et Amaxyp est respectivement atteinte sur σh.
La figure 8 montre la distribution des orientations oculaires verticales pour une déviation horizontale nulle. La figure 8 est une représentation graphique de l'équation (5) de σh avec Elevoc portée en abscisses. Le graphe de la figure 8 représente donc les écarts types de l'orientation des yeux dans le plan sagittal. A partir du graphe de la figure 8, on peut lier les variables XOyp et X0κχ par deux autres paramètres :
Pospinc, qui fixent la position du minimum d'une orientation verticale du regard sur la lentille ; et
Profpinc, qui représente la profondeur de ce minimum et qui correspond à la différence entre XOVL et X0Vp.
Nous avons alors les relations suivantes qui en découlent : Pospinc - (Profpinc/2) ; et
X0VL=Pospinc + (Profpinc/2) (6)
Le défaut de puissance pour une lentille progressive pourra alors être exprimé de la manière suivante :
Figure imgf000017_0001
Avec,
ProbH' tel que défini dans l'équation (4) ; Addn l'addition nominale - soit l'addition prescrite au porteur ;
Addr l'addition requise qui est égale à la puissance porteur requise PPOr moins la puissance en vision de loin prescrite ; et kp et a, des coefficients fixant le défaut de puissance maximal.
Par ailleurs, l'astigmatisme résultant pour une lentille progressive sera déterminé par la relation suivante :
A = AstMAJ( .{l>robH') (8)
Dans cette nouvelle équation (8) de l'astigmatisme résultant, la spécificité des lentilles progressives est prise en compte en faisant varier la valeur de l'astigmatisme maximal (AstMAx) en fonction de l'élévation du regard afin de mieux maîtriser les valeurs d'astigmatisme tolérable dans les zones de vision de près et de vision de loin. On exprime la valeur de l'astigmatisme maximale tolérable comme suit : —alphaO
Ast MAX = AMn x (k + e sigma (9)
Figure imgf000018_0002
Figure imgf000018_0001
Cette équation (9) de l'astigmatisme maximal tolérable sur la lentille dépend non seulement de l'addition nominale Addn mais également de l'élévation du regard. La valeur maximale d'astigmatisme résultant sera donc atteinte sur la partie de la lentille aux alentours du pincement défini sur la figure 8. La figure 9 donne une représentation graphique de Ast^^ en fonction de l'élévation du regard. Le facteur (k+b) fixe la valeur maximale de l'astigmatisme en fonction de l'addition pour une élévation du regard moins 121°. Cette valeur maximale de l'astigmatisme est fixée à Addn .(k+b).1,25 et la valeur minimale vaut Addn.(k+b).0,25. La valeur de 121° est choisie pour permettre une validité de l'expression dans tout le champ visuel (120° vers le haut). Les équations de défaut de puissance et d'astigmatisme résultant (7) et (8) ci-dessus permettent de calculer par optimisation le design d'une lentille progressive.
Un jeu de lentilles progressives personnalisé aux besoins d'un porteur pourra être calculé avec les équations ci-dessus en introduisant les paramètres physiologiques du porteur dans le calcul de l'ergorama et en faisant varier certains des facteurs desdites équations en fonction des paramètres porteurs pour tendre vers des solutions de designs réalisables.
Le procédé selon l'invention propose donc de mesurer l'horoptère vertical en vision de près H du porteur, c'est-à-dire l'angle que fait la direction du regard avec le document contenant le point visé, ainsi que l'abaissement du regard et l'élévation de la tête en vision de près et de déterminer un coefficient de participation vertical Ptv de la tête en vision de près afin de déterminer une longueur de progression LP spécifiquement adaptée aux besoins de ce porteur. On définit le coefficient de participation vertical de la tête comme le rapport de l'élévation de la tête sur l'abaissement du regard Ptv = TVR. Le procédé propose aussi de déterminer la distance de vision de près Dvp préférée du porteur, ainsi que le roulis de la tête et le coefficient de participation horizontal de la tête Pth. On définit le coefficient de participation horizontal de la tête comme le rapport de l'orientation de la tête dans Ie plan horizontal sur l'orientation du regard dans ce même plan.
Les mesures pour mettre en œuvre le procédé selon l'invention peuvent être effectuées de la manière suivante.
L'environnement choisi est un environnement de bureau comme représenté sur la figure 4. Le porteur est placé à une table de travail, un document à plat sur la table (B=O). Le porteur est positionné de façon telle que pour fixer le centre du document il abaisse les yeux et la tête pour que l'angle que fait le document avec la ligne de regard DR soit égal à l'horoptère vertical H en vision de près et que le document soit à une distance de vison de près préférée Dvp de ses yeux. Ce positionnement permet de placer le centre de rotation de la tête dans l'environnement. Ce point est alors considéré fixe. Pour décrire l'environnement du regard, la tête du porteur tournera autour de ce point, les yeux tourneront dans la tête. La position des centres de rotation oculaire par rapport au centre de rotation de la tête est connue, l'abaissement de yeux qui est le complément pour avoir l'horoptère vertical en vision de près en est déduit.
Pour chaque point visé de l'environnement nous connaissons la proximité objet de ce point et nous mesurons l'abaissement du regard nécessaire et l'élévation de la tête. Nous pouvons en déduire le coefficient de participation vertical de la tête. Nous pouvons calculer en chaque point de la lentille, la puissance requise pour que le porteur perçoive net ce point. Dans les conditions de sollicitation de la vision de près, la connaissance de la puissance des lentilles requise est donnée par la prescription en vision de près VP du sujet, et à partir de la distance Dvp mesurée nous pouvons déterminer la quantité d'accommodation subjective mise enjeu par le sujet. L'accommodation se déduit en effet à l'aide de la formule suivante : Puissance porteur = proximité objet - accommodation.
L'ergorama permet de lier cette accommodation à la convergence nécessaire pour venir fusionner avec les deux yeux le point de vision de près en tenant compte des effets prismatiques des lentilles. L'ergorama définit le rapport de l'accommodation sur la convergence. Lτne fois le sujet positionné dans son environnement, il balaie celui-ci du regard, selon un maillage angulaire et carré prédéterminé, par des mouvements coordonnés des yeux et de la tête dans un repère dit physiologique (élévation, azimut). Cette coordination des mouvements respecte les coefficients de participations horizontale et verticale de la tête caractérisant le sujet. Connaissant la position de chaque nœud du maillage par rapport au centre de rotation de la tête, la puissance requise et la position des points d'impacts sur les lentilles (en tenant compte des effets prismatiques dus à cette puissance) sont calculés à partir de la liaison accommodation/convergence caractérisant le sujet. Un tel calcul se fait par itérations imbriquées, soit une boucle d'itérations suivant l'horizontale pour chaque étape de la boucle d'itérations suivant la verticale. Ces itérations sont utilisées pour faire fusionner les deux yeux sur le point traité de l'espace en cherchant à annuler l'erreur de pointé pour chaque œil par petites modifications successives du couple position des yeux - accommodation.
La présente invention propose donc de mesurer la posture en vision de près par un équipement approprié permettant, entre autre, la mesure de la distance de vision de près préférée, de l'abaissement du regard préféré en vision de près et au moins de l'élévation préférée de la tête ou de l'élévation préférée des yeux en vision de près. Un tel équipement peut comprendre un capteur placé sur la tête du porteur et un élément permettant de repérer le point visé, tel qu'un capteur placé sur un stylo pointeur ou tout appareil permettant la mesure de la rotation des yeux dans leur repère. Ces paramètres de personnalisation sont alors utilisés pour définir les différentes variables des équations de défaut de puissance (7) et d'astigmatisme résultant (8) utilisées dans le calcul itératif de la puissance requise sur la lentille.
Dans un exemple de mise en œuvre possible, la cible de défaut de puissance peut être déterminée à partir de la relation (7) comme suit :
DefP = VrobH'-0,75 • (éËÉL _ Addλ
Et la cible d'astigmatisme résultant peut être déterminée par la relation (8) comme suit
A = AstMAX.(?τobH')
Avec ProbH' tel que défini dans la relation (4), σh tel que défini dans les relations (5) et (6), et ASIMAX tel que défini dans la relation (9).
Selon cet exemple de mise en œuvre, les constantes des différentes relations ci-dessus sont déterminées à partir des paramètres physiologiques du porteur.
En particulier :
Distrib
Figure imgf000020_0001
LP= H x (I- PtV)
ShMax- (((Addn x 12) - 4) x Pth) + 14 z = (0,25 Pth) + 0,625
Pospinc = (1,5 Addn) - (0.4 LP) - 5
Profpinc = ((LP-22,5) x 0,35 x Pth)+10,2 AmaXFz = (-0,25 Pth) + 0,575
Amaxyp = (-0,25 Pth) + (0,005 Addn) + 0,475
HVL ≈ (-0,0035 LP) - (0,05 Pth) + 0,215
Figure imgf000020_0002
Et k = ((0,03.LP - 1,075) x Pth) + (1,717 - 0,027.LP) + ((90 - H) x 0,05 / 32,5) b = 0,5 - Pth alphaO = 25.Pth + (-5.Addn) + H/2 + 0,7.LP + ((40-LP).(Pth-0,3).((90-H)/32,5)) + 119,8
Sigma = (0,05.Pth) + ((0,000714.H).(l + (LP-25)/62,5) - 0,005
Les paramètres physiologiques personnels du porteur, à savoir ses coefficients de participation vertical Pth et horizontal Ptv de la tête en vision de près, ainsi que son horoptère vertical H en vision de près et sa distance de vision de près préférée Dvp sont pris en compte dans le calcul des valeurs cibles du défaut de puissance et d'astigmatisme résultant pour déterminer un jeu de lentilles spécifiquement adapté à ce porteur. Ces valeurs de personnalisation viennent s'ajouter aux valeurs de galbe, d'angle pantoscopique, d'écart pupillaire, de distance verre-œil et de longueur et hauteur pupillaires de chaque œil. Tous ces paramètres renseignent le programme de calcul par optimisation optique afin de calculer la paire de lentilles par itérations successives.
A chaque boucle d'itération du calcul de la puissance requise en un point de la lentille, le défaut de puissance toléré est introduit dans le calcul des déviations prismatiques, donc dans le calcul de l'accommodation et de la convergence.
Le défaut d'astigmatisme toléré est calculé pour chaque nœud du maillage une fois que les itérations horizontales et verticales ont convergé sur l'erreur de pointé nulle de l'équation (9) du modèle qui dépend des caractéristiques du porteur.
Un poids dépendant de la position du point d'impact sur la lentille est attribué à la puissance calculée. Un poids, dépendant de la position du point d'impact sur la lentille et de la valeur de ProbH' donnée par l'équation (4) et les caractéristiques du porteur, est attribué au défaut d'astigmatisme tolérable qui devient l'astigmatisme résultant. Les poids le long de la méridienne et dans des zones plus ou moins grandes autour des points de contrôle VL et VP sont fixés à des valeurs nettement supérieures aux autres. Par exemple, un poids compris entre 15 et 10 est attribué à la puissance porteur sur la méridienne et aux points VP et VL alors que tous les autres poids sont fixés à 1 ; et un poids compris entre 12 et 8 est attribué à l'astigmatisme sur la méridienne et aux points VP et VL alors que les autres poids sont donnés par l'expression ProbH' + 1,5.
Un fichier de cibles pondérées en puissance porteur et en astigmatisme résultant est ensuite créé sous un format conforme à sa lecture par le programme d'optimisation. Un ordre de fabrication est alors édité pour commander une machine à usinage direct.
Les lentilles ainsi fabriquées permettront de respecter la posture naturelle du porteur lui offrant ainsi un meilleur confort visuel et postural.
Les figures 10a à 1Of représentent des profils de méridienne pour six exemples de lentilles obtenues selon le procédé de l'invention. Les figures l ia à Hf et 12a à 12f représentent les caractéristiques optiques des lentilles des figures 10a à 1Od ; soit des cartes de puissance porteur pour la série des figures 11 et des cartes d'astigmatisme résultant pour la série des figures 12.
Le tableau ci-dessous reprend les caractéristiques physiologiques des six exemples de porteurs pour lesquels une paire de lentilles a été déterminée par optimisation. Ce tableau indique, pour chaque porteur, la longueur de progression personnalisée LP = H (1-Ptv) en degré ; l'horoptère vertical H en vision de près en degré, le coefficient de participation verticale de la tête en vision de près Ptv = T/R et le coefficient de participation horizontale de la tête en vision de près.
Figure imgf000022_0001
Les séries des figures 10, 11 et 12 montrent une lentille de diamètre 45 mm avec une face avant multifocale progressive et comportant un prisme de base géométrique orienté à 270° dans le repère TABO. Le prisme est de 1,66° pour le porteur A, de 1,70° pour les porteurs B et D, de 1,71° pour les porteurs C et E et de 1,61° pour le porteur F. Le plan de la lentille est incliné par rapport à la verticale de 8° et la lentille présente une épaisseur au centre de 1,8 mm. On a considéré une valeur de q' de 27 mm (telle que définie en référence à la figure 1) pour les mesures sur les lentilles des porteurs A a F.
Sur les séries des figures 11 et 12, on a représentée la lentille dans un repère en coordonnées sphériques, l'angle bêta étant porté en abscisse et l'angle alpha en ordonnée.
Les figures 10a à 1Of montrent bien que la longueur de progression LP varie selon les porteurs. Pour les porteurs A et B, l'addition prescrite est bien atteinte à -40° d'élévation oculaire (figures 10a et 10b) alors que Ia longueur de progression est de 32,5° pour les porteurs C et D (figures 10c et 1Od) et de 25° pour les porteurs E et F (figures 10e et 1Of). Par ailleurs, comme les porteurs A, C, E et F présentent un horoptère vertical en vision de près voisin de 90°, la distance au document varie très peu quand ils baissent le tête et les yeux pour parcourir le document du haut vers le bas. La puissance requise autour du point VP varie donc très peu (figures 10a, 10c, 10e et 1Of). Par contre, pour les porteurs B et D qui ont une valeur d'horoptère vertical en vision de près faible et éloignée de 90°, la lecture du document du haut vers le bas entraîne une variation de la distance des yeux au document du fait d'un abaissement de la tête. La puissance requise pour ces porteurs augmente donc en dessous du point VP ; de 0,04 dioptrie par degrés en moyenne entre 40° et 50° pour le porteur B pour atteindre 2,4 dioptries à 50° (figure 10b) et de 0,06 dioptrie par degré entre 32,5° et 48° pour atteindre 2,9 dioptries à 49° environ pour le porteur D (figure 1Od). La variation de la puissance le long de la méridienne sur les lentilles obtenues avec le procédé de l'invention est donc contrôlée en fonction de l'abaissement des yeux et de la distance du point objet visé qui dépendent de la valeur de l'abaissement du regard R en vision de près - ou de l'horoptère vertical mesuré en vision de près sur ledit porteur — et de la participation des yeux et/ou de la tête dudit porteur dans l'abaissement du regard en vision de près. La variation de puissance le long de Ia méridienne pour une lentille personnalisée aux besoins d'un porteur donné, telle que proposée par l'invention, présente donc une longueur de progression contrôlée et personnalisée, ainsi qu'une λ'ariation de puissance contrôlée et personnalisée en dessous du point de référence en vision de près. On constate aussi sur les figures l ia à Hf que la variation de puissance optique est sensiblement symétrique par rapport à la méridienne quel que soit le profil de la méridienne considéré. On peut noter des variations de position de cette méridienne en fonction de la longueur de progression et, pour une longueur de progression donnée, en fonction de l'horoptère vertical en vision de près du porteur. Ces différences de position des méridiennes des différentes lentilles données en exemple sont particulièrement visibles en dessous du point de référence en vision de près VP (figures 1 Ib et 1 Id) du fait de la diminution de la distance des yeux au document entraînée par l'abaissement de la tête dans le cas d'un horoptère vertical en vision de près de faible valeur. De plus, l'astigmatisme résultant (figures 12a à 12f) définit un couloir, délimité par les lignes d'isoastigmatisme égales à 0,5 dioptrie, d'autant plus large en vision de près que la puissance le long de la méridienne varie moins vite. En outre, les champs en vision de près sont d'autant plus dégagés que le coefficient de participation horizontale de la tête est faible (figure 12e comparée à figure 12f) et l'astigmatisme résultant maximal est plus élevé pour des longueurs de progression plus courtes à autres coefficients égaux (figure 12c comparée à figure 12e).
Le modèle physio-optométrique utilisé dans le cadre de l'invention permet de prendre en compte tous ou certains des paramètres physiologiques individuels du porteur et de fixer éventuellement les autres à des valeurs standard par défaut. Le porteur pourra ainsi conserver une posture plus naturelle tout en préservant son confort visuel.
Le modèle pourrait également prendre en compte de nouveaux paramètres de personnalisation identifiés ultérieurement.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de détermination par optimisation d'un jeu de lentilles ophtalmiques progressives pour un porteur donné auquel une addition de puissance (Addn) a été prescrite en vison de près, comprenant les étapes de :
- mesure de paramètres physiologiques individuels du porteur en vision de près ;
- détermination d'un ergorama associant, sur chaque lentille, un point visé à chaque direction du regard dans les conditions du porté ;
- détermination d'une cible de défaut de puissance et d'une cible d'astigmatisme résultant pour chaque direction du regard dans les conditions du porté, le défaut de puissance cible et l'astigmatisme résultant cible étant déterminés à partir des paramètres physiologiques mesurés du porteur ;
- calcul de la puissance requise sur chaque lentille pour ledit ergorama par itérations successives pour atteindre le défaut de puissance cible et le défaut d'astigmatisme cible pour chaque direction du regard.
2. Le procédé de la revendication 1 dans lequel, le défaut de puissance cible est déterminé par la relation suivante :
Figure imgf000024_0001
Avec,
ProbH', la probabilité d'occurrence de l'orientation du regard ;
Addn l'addition nominale prescrite au porteur ;
Addr l'addition requise en un point de la lentille ; et kp et a, des constantes déterminées en fonction de l'addition prescrite et des paramètres physiologiques du porteur.
3. Le procédé de la revendication 1 ou 2 dans lequel, l'astigmatisme résultant cible est déterminé par la relation suivante :
Λ = AstMAX. (?τobH') Avec,
ProbH', la probabilité d'occurrence de l'orientation du regard ;
I1 -nlphaO
Astmx = Addlt x (k + b)x 0,25 + e SlgttîΩ Où, Addn est l'addition nominale prescrite au porteur ; et k, b, alphaO et sigma des constantes déterminées en fonction des paramètres physiologiques du porteur.
4. Le procédé de l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les paramètres physiologiques du porteur mesurés sont au moins les coefficients de participation vertical et horizontal de la tête en vision de près, l'horoptère vertical en vision de près et la distance de vision de près préférée Dvp.
5. Un jeu de lentilles ophtalmiques multifocales progressives personnalisé aux besoins d'un porteur donné auquel une addition de puissance a été prescrite, chaque lentille étant déterminée au moyen d'un ergorama associant un point visé à chaque direction du regard dans les conditions du porté chaque lentille présentant dans les conditions du porté, une puissance optique et un astigmatisme résultant contrôlés pour un point visé de Fergorama à partir de paramètres physiologiques du porteur.
6. Le jeu de lentilles de la revendication 5, dans lequel la puissance optique, sur chaque lentille dans les conditions du porté pour un point visé de Fergorama, est déterminée par la relation suivante :
Figure imgf000025_0001
Avec,
ProbΗ', la probabilité d'occurrence de l'orientation du regard ; Addn l'addition nominale prescrite au porteur ; Addr l'addition requise en un point de la lentille ; et kp et a, des constantes déterminées en fonction de l'addition prescrite et des paramètres physiologiques du porteur .
7. Le jeu de lentilles de la revendication 5 ou 6, dans lequel l'astigmatisme résultant, sur chaque lentille dans les conditions du porté pour un point visé de Fergorama, est déterminé par la relation suivante :
Figure imgf000025_0002
Avec,
ProbΗ', la probabilité d'occurrence de l'orientation du regard ; et : (
AstMAX = Addn x (k + b)x 0,25
Figure imgf000025_0003
Où, Addn est l'addition nominale prescrite au porteur ; et k, b, alphaO et sigma des constantes déterminées en fonction des paramètres physiologiques du porteur.
8. Un équipement visuel comportant le jeu de lentilles de la revendication 5, 6 ou 7.
9. Un procédé de correction personnalisée de la vision d'un sujet presbyte, comprenant la fourniture au sujet ou le port par le sujet d'un équipement selon la revendication 8.
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