LES ABERRATIONS DES VERRES OPHTALMIQUES

VERRES ASPHERIQUES CORRIGEANT L'APHAKIE

Professeur Mo Jalie

Technology. Cet article montre comment on peut utiliser des surfaces asphériques pour améliorer les performances hors axe des verres fortement convergents, tels que ceux servant à corriger l'aphakie.

Figure 1. Surface asphérique - ellipsoïde étendu.

Dans le domaine de la conception des verres, le terme " surface asphérique " désigne généralement une surface symétrique, mais non sphérique, en rotation. C'est le cas, par exemple, de l'ellipsoïde représenté sur la figure 1, créé par une ellipse tournant autour de son diamètre principal. L'ellipsoïde appartient à une famille de surfaces asphériques appelées collectivement " conicoïdes ", car elles résultent de la rotation d'une partie conique autour de son axe x. La surface sphérique entre elle aussi dans cette catégorie. Une ellipse tournant autour de son axe x décrit un ellipseoïde. Si l'axe principal de l'ellipse est horizontal, le solide ainsi obtenu est un ellipsoïde étendu. Si l'axe secondaire est horizontal, on parle d'un ellipsoïde aplati. Une parabole tournant autour de l'axe x décrit un paraboloïde, et une hyperbole génère un hyperboloïde.

CORRIGER L'APHAKIE AU MOYEN DE VERRES ASPHÉRIOUES

Figure 2. Verre asphérique + 12,00 dpt. A noter : pour une rotation de 20" de l'oeil, la correction effective est de +12,001+0,50 et, à 30", elle représente + 11,931+ 1,37.

La figure 2 montre les performances hors axe d'un verre +12,00 dpt comportant des surfaces asphériques. On constate l'augmentation de la puissance tangentielle et l'important astigmatisme d'aberration. A 35 ° par rapport à l'axe optique, la puissance sagittale continue d'avoisiner +12,00 dpt, mais la puissance tangentielle passe à environ +14,00. Sous cet angle, l'effet réel de ce verre asphérique est de +11,91 avec un cylindre +2,00, et non la sphère +12,00 prévue. Là, le verre présente un astigmatisme indésirable égal à 2,00 dpt. Si le concepteur a la possibilité d'utiliser des surfaces autres que sphériques, il peut éliminer l'astigmatisme des faisceaux obliques pour élargir considérablement le champ de vision utile. Il y parvient en créant une surface qui est elle-même astigmate, cet astigmatisme variant simplement pour compenser l'astigmatisme d'incidence oblique. L'ellipse de est l'une des surfaces les plus simples à créer pour apporter la bonne variation en neutralisant l'astigmatisme. On comprend facilement ce processus en observant comment la forme de la surface se modifie lorsque l'oeil s'éloigne du pôle de la courbe.

Figure 3. Comment une surface ellipsoloïdale corrige l'astigmatisme d'aberration : A est le sommet de la courbe, Co le centre de courbure au sommet, ACo le rayon de courbure au sommet, C1 P est un point sur la courbe, PC,P est le rayon de courbure en P sur le méridien tangentiel, le plan. CP se trouve sur la développée, et ~CB est le lieu des centres de courbure sagittaux entre les points A et B. PC~P est le rayon de courbure au point P sur le méridien sagittal, à angle droit par rapport au plan. C~P se situe sur la développée, CoC1B, qui est le lieu des centres de courbure sagittaux entre les points A et B.

La figure 3 fait apparaître les centres instantanés de courbure pour le point P, sur un ellipsoïde étendu. Elle illustre également les développées (lieux des centres de courbure) concernant la section AB. On constate l'augmentation des rayons de courbure tangentiel et sagittal, c'est-à-dire que les puissances tangentielle et sagittale diminuent, mais le rayon tangentiel évolue plus rapidement que le rayon sagittal.

L'observation attentive de la figure 2 confirme qu'une plus nette réduction de la puissance tangentielle est précisément ce qu'il faut pour remédier à l'astigmatisme d'aberration sur ce verre. En choisissant avec minutie l'excentricité de l'ellipsoïde, il est possible de supprimer l'astigmatisme des faisceaux obliques dans de larges zones. Les verres asphériques tels que ceux nécessaires pour corriger l'aphakie comportent généralement un ellipsoïde étendu convexe, ce qui, après une ablation du cristallin, élimine l'astigmatisme des faisceaux obliques.

Figure 4. Verre +12,00 dpt à ellipsoïde étendu convexe. A noter : pour une rotation de 20" de l'oeil, la correction effective est de +11,68 01+0,50 et, à 30", elle représente sph. +11,68 et, à 30", sph. + 11,33.

On peut juger de l'amélioration des performances hors axe sur la figure 4, qui représente la variation, zone par zone, de la puissance oblique de la sphère passant par le sommet d'un verre +12,00 dpt à image ponctuelle, avec courbe intérieure de -3,00 dpt et surface frontale ellipsoïdale correctement choisie, dont la valeur p atteint +0,65. On constate que les puissances obliques tangentielle et sagittale restent inchangées dans toutes les zones jusqu'à 40", mais les performances de ce verre sont loin d'être parfaites. La puissance oblique moyenne, qui est à présent égale aux puissances obliques tangentielle et sagittale, chute rapidement à mesure que le regard s'éloigne de l'axe optique du verre. Cette perte de puissance, appelée aberration réfractive, est proche de 1,00 dpt à 35" par rapport à l'axe optique, mais au moins l'erreur au niveau des performances hors axe est sphérique. Bien s0r, dans l'idéal, le concepteur des verres pourrait accroître la puissance marginale de la forme asphérique pour permettre une correction constante dans toutes les zones. La nette diminution de la puissance tangentielle a un avantage pour les puissances de verres de cette catégorie : elle réduit les distorsions comme une forme sphérique.

20/20 05/02