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