Verres asphériques pour des puissance normale.

Professeur Mo Jalie

Ces dernières années les surfaces asphériques ont été utilisées dans les puissance optique faible. En 1980 l'auteur obtient une patente pour des verres allant de +7.00 à -20.00, qui incorporent une surface hyperboloïde sur la majeur partie du verre ophtalmique. La surface de référence étant la surface convexe pour les verres positifs et la surface concave pour les verres négatifs.    

L'emplois de verres asphériques permet une réduction de l'épaisseur et du poids dans les faibles puissances optiques. La réduction d'épaisseur et le résultat de deux processus. Premièrement les surfaces asphérique permettent d'utiliser des courbes de base plus plate. Par exemple la figure 1. montre qu'avec un verre de +4.00 D, en plastique CR39, d'un diamètre de 70 mm et d'une épaisseur au bord de 1.0 mm, la diminution de la courbe de base permet une diminution de l'épaisseur centrale du verre positif.

Plus la courbe de base est plate plus le verre devient mince au centre, avec une courbe de -1.50 à la place de la courbe concave usuelle de -5.25, montre une diminution de l'épaisseur centrale de 0.6 mm.  Cette forme de courbe ne donne pas un bon résultat optique, il y a des aberrations des faisceaux obliques, qui est un astigmatisme quand le regard passe à travers le bord des verres. 

La figure 2 illustre l'astigmatisme  dans les bord des verres obtenu avec un tel rapport de courbe, pour un verre +4.00 D avec une courbe de concave de -5.25,  l'image 2a présente un diagramme montrant que la puissance frontale sagittale et tangentielle est la même dans toutes les directions du regard. Cette forme de verre est sans astigmatisme oblique et un seul point focal pour cette puissance.  La figure 2b montre un astigmatisme de +4.05/+0.87,  pour une rotation du regard de 35°, avec un verre sphérique de +4.00 D. et une courbe concave de -1.50. Il y a donc un astigmatisme de prés de 1.00 D. a 35° de l'axe optique. Donc pour éliminer cet astigmatisme une surface asphérique peut être employée, qui alors introduis un astigmatisme négatif  pour neutraliser l'astigmatisme incident. Le choix correcte de la surface asphérique permet de compenser complètement l'astigmatisme des faisceaux obliques.    

La figure 2c montre la puissance frontale d'un verre +4.00 D. avec une courbure concave de -1.50, avec une surface convexe asphérique, dont la valeur p a été choisie pour compenser l'astigmatisme des faisceaux obliques. Cette combinaison de surface a la même puissance frontale que le verre a l'image 2a. La surface convexe hyperboloïde avec une valeur p de 1.8.  

Comme seconde étape l'on peut encore réduire l'épaisseur du verre en diminuant le diamètre du verre.Plus le diamètre du verre et petit plus l'épaisseur du verre sera faible.

La patente originale propose que l'hyperbole couvre la majeur partie du verre du fait que cette courbe est celle nécessaire à la compensation de l'aberration astigmatique. La figure 3 montre l'effet du meilleur choix de la courbe hyperboloïde. Une nouvelle diminution de 0.6 mm pour un diamètre de verre de 70 mm. peut être obtenu ce qui donne une diminution de 1.2 mm pour le même diamètre.   L'on peut utiliser n'importe quelle courbe asphérique, mais dans la pratique elle doit être hyperboloïde, car seule, cette courbe compense l'astigmatisme oblique et donne un verre à mise au point ponctuelle. Les verres asphériques peuvent être combinés pour répondre à n'importe philosophie de correction pour les différentes distances de travail.  

Une plus grande diminution d'épaisseur peut encore être gagnée si on utilise un plus grand indice de réfraction, pour la même puissance, car il faut une courbe moins forte pour obtenir la puissance optique et en plus un faut une courbe plus asphérique pour obtenir la compensation de l'astigmatisme oblique. 

Ceci est illustré à la figure 3 qui montre comment une verre de +4.00d peut être plus mince avec des indice de 1.60 et 1.70. l'asphéricité de la surface convexe a été choisie pour obtenir la même correction de l'astigmatisme oblique.
l'on peut déduire de la figure 3 que pour la forme originale dur verre +4.00 avec de surface sphérique demande une épaisseur au centre de 6.6 mm pour obtenir une épaisseur du bord de 1 mm. pour un diamètre de 70 mm.  ce qui donne une épaisseur inacceptable une fois le verre découpé dans une lunette.

Verres asphériques pour la myopie:

La philosophie pour la réduction de l'épaisseur des verres peut être également appliquée aux verre de myope. Par exemple la réduction d'épaisseur pour un verre de -4.00 D. en plastique cr39 avec un diamètre de 70 mm et une épaisseur centrale de 2 mm. est montrée en la figure 4. Le verre employant une courbe sphérique de +4.75 D. donne une épaisseur au bord de 8.0 mm., la diminution de la courbe de +0.75d donne une épaisseur au bord de 7.1 mm. et finalement en asphérisant la courbe pour obtenir les meilleures performance optiques l'on gagne une épaisseur de 6.4 mm. Ce qui permet un gain final d'épaisseur de 1.6 mm pour le même diamètre sur la forme sphérique.           

 L'auteur proposait de faire la surface concave asphérique. Mais les  fabricants préfère de mettre la surface convexe asphérique ce qui permet de mettre la correction de l'astigmatisme sur la surface concave. Figure 5 ( ce qui produit moins de déformations, a cause des différents grossissements d'image entre les méridiens). Usuellement on utilise deux ou trois différentes courbes. Pour les puissance très forte on utilise une forme lenticulaire progressive pour diminuer l'épaisseur comme le type Wrobel super lenti.

20/20 05/02