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Power Design of Progressive Lenses

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L'univers de ZEISS: Verres de lunettes, traitements et instruments de diagnostic ZEISS


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Conception de la puissance des verres progressifs

Carl Zeiss avait deux objectifs principaux en tête en développant ces dernières années de nouvelles faces avant pour verres progressifs : l’optimisation permanente des caractéristiques d'utilisation des verres progressifs à usages multiples et l’élaboration de verres progressifs à usage spécifique, p. ex. pour le travail devant un ordinateur.

1. Zones de vision

Principe de base de la surface progressive

Puissance accrue progressivement par des rayons de courbure décroissants

Principe de base de la surface progressive

Un verre progressif désigne un verre de lunettes dont la puissance change en continu. Contrairement aux verres bifocaux ou trifocaux, les verres progressifs offrent au porteur de lunettes presbyte la puissance dioptrique appropriée à chaque distance pour qu’il dispose d'une vision d'une grande qualité en continu.
La puissance augmente normalement à mesure que les rayons de courbure diminuent à la verticale et à l’horizontale.
Les zones de vision les plus utilisées sont pratiquement exemptes de défaut d'image, du fait des rayons de courbure quasiment identiques en verticale et en horizontale.

Zones périphériques de la surface progressive
Les rayons de courbure varient par contre horizontalement et verticalement en périphérie du verre. Cela se répercute sur la vision directe et indirecte. Le porteur de lunettes perçoit alors une image floue lorsqu’il balaye les zones périphériques du verre progressif. Un effet de balancement perturbant se fait sentir en vision indirecte surtout sur les verres progressifs de conception plus ancienne.

Les nombreux efforts réalisés par les mathématiciens ont permis d’améliorer les procédés de fabrication et de minimiser les aberrations grâce à des calculs complexes. Il a ainsi été possible de se rapprocher énormément de la tolérance physiologique et d’aider au port de verres progressifs.

Zones de vision de verres progressifs à usages multiples

Diagramme des zones de vision d’un verre progressif à usages multiples

Zones de vision de verres progressifs à usages multiples

Un verre progressif standard possède trois zones de vision : la zone de vision de loin, la zone de progression et la zone de vision de près. Les transitions entre ces différentes zones sont harmonieuses et imperceptibles.

 

La figure ci-contre représente schématiquement ces trois zones de vision. Les zones périphériques marquées en gris limitent les zones du verre progressif utilisables en vision directe. Les écarts par rapport aux valeurs de correction requises y sont si élevés que le porteur de lunettes ne peut plus les exploiter en vision directe.

Zone de vision de loin

Zone de vision de loin

Zone de vision de loin

La zone supérieure d’un verre progressif qui est dotée de la puissance dioptrique nécessaire pour voir de loin est appelée zone de vision de loin. C’est dans la zone de vision de loin que le verre possède la puissance qui corrige l’amétropie du porteur de lunettes ou qui ne présente aucune puissance dioptrique en cas d’emmétropie.

Zone de progression

Zone de progression

Zone de progression
La zone de progression désigne le passage entre la zone de vision de loin et la zone de vision de près, où il est possible de voir nettement. La puissance sphérique croît continuellement vers le bas, jusqu’à ce que l’addition soit atteinte. Le verre est doté dans sa zone de progression de la puissance requise pour corriger toute forme d'amétropie et de la puissance supplémentaire nécessaire pour voir à mi-distances.
La largeur de la zone de progression dépend de la conception du verre progressif et de la puissance de l’addition. La «répartition » des zones de floues sur le verre et la longueur de la zone de progression sont notamment déterminées au moment de concevoir une surface progressive. La règle suivante s'applique : la zone de progression est d’autant plus étroite qu’elle est courte et que l’addition est élevée.


Zone de vision de près

Zone de vision de près

Zone de vision de près
La zone de vision de près est pourvue de la puissance indispensable pour voir dans un plan rapproché et pour lire. La puissance en vision de près est composée de la puissance en vision de loin plus de l’addition.


Zones de vision de verres progressifs spéciaux

Zones de vision de verres progressifs spéciaux

Les verres progressifs conçus spécifiquement pour la vision de plans à des distances moyennes et rapprochées (tels que les verres officelens de ZEISS) n'offrent pas la puissance de correction intégrale pour voir de loin dans la zone supérieure du verre, mais la puissance dioptrique requise pour voir à mi-distances. Ce nouveau type de verre progressif répond nettement mieux à des exigences visuelles spéciales qu’un verre progressif à usages multiples.
Le porteur de lunettes dotées de verres progressifs spéciaux de ce type dispose ainsi de zones beaucoup plus grandes pour la vision intermédiaire et la vision de près.
Nos yeux sont aujourd'hui grandement sollicités que ce soit au travail (sur des ordinateurs notamment), mais aussi dans nos activités de loisir ce qui explique l'engouement croissant que connaissent les verres progressifs à usage spécifique.

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2. Différents types

Types de verres progressifs

La conception de verres progressifs à symétrie horizontale a été pour la première fois mise en place sous la forme du verre progressif Gradal HS. Le verre progressif haut de gamme, verre progressif individualisé Individual 2 de ZEISS, offre également au porteur de lunettes exigeant les nombreux avantages de la symétrie horizontale.
Pour un plus grand confort encore, tous les verres progressifs de ZEISS sont disponibles avec un décentrement nasal variable (inset) et un prisme de réduction d'épaisseur.

Verres progressifs symétriques

Les verres progressifs conçus symétriquement sont les précurseurs des verres progressifs actuels. La configuration symétrique se caractérise par l’alignement vertical l'un en dessous de l'autre des points de référence de vision de loin et de vision de près sur la médiatrice du verre.
Il convient de façonner les verres progressifs symétriques de manière à les incliner d’environ 8° à 10° dans leur monture, afin de parvenir au décentrement de la zone de vision de près indispensable à la convergence. C’est à cette seule condition que les deux yeux qui convergent peuvent utiliser intégralement la zone de progression et la zone de vision de près.

L’inconvénient majeur des verres progressifs ainsi inclinés réside dans la netteté disparate des impressions visuelles fournies par l’œil droit et par l’œil gauche en cas de mouvements du regard. Si le regard se fait sur le côté, l’œil droit et l’œil gauche peuvent éventuellement traverser des zones du verre où la qualité optique diverge, ce qui restreint énormément le champ de vision binoculaire utilisable. Le porteur de ce type de lunettes peut notamment en être incommodé pendant la conduite.

Verres progressifs symétriques

Ci-dessus : PL, PR : points d’intersection du regard dirigé latéralement à travers des lunettes équipées de verres progressifs symétriques
Ci-dessous : Impression visuelle obtenue en regardant latéralement à travers des lunettes équipées de verres progressifs symétriques

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Verres progressifs asymétriques

Verres progressifs asymétriques

La zone de vision de près est soumise à un décentrement nasal (inset) par rapport à la zone de vision de loin sur un verre progressif asymétrique. Il n’est donc plus nécessaire d’incliner les verres pour voir correctement. Cette conception permet de mieux exploiter binoculairement les zones de vision. Les deux yeux passent par des zones d’une même qualité optique, lorsque le regard se déplace latéralement.
Grande avancée technique, les verres progressifs élaborés selon une symétrie horizontale par ZEISS offrent une tolérance optimale et d’excellentes propriétés optiques aux porteurs de lunettes.

Verres progressifs à symétrie horizontale

Les verres progressifs à symétrie horizontale, comme tous les verres progressifs de ZEISS, consacrent l’aboutissement logique des perfectionnements apportés à la conception asymétrique. Cette exclusivité de Carl Zeiss n’est réalisable qu’à l’aide de procédés de calcul sophistiqués assistés par ordinateur.

Outre le champ de vision agrandi, utilisable par les deux yeux, les verres progressifs à symétrie horizontale offrent les avantages suivants :

  • Impressions visuelles équilibrées à droite et à gauche, c’est-à-dire même acuité visuelle atteinte par les deux yeux pour tous les mouvements du regard.
  • Fusion facilitée par les puissances prismatiques verticales identiques dans les deux verres.
  • Perception du relief habituelle garantie par l’égale variation des puissances prismatiques dans les deux verres.

Symétrie horizontale

Ci-dessus : PL, PR : points d’intersection du regard dirigé latéralement à travers des lunettes équipées de verres progressifs à symétrie horizontale
Ci-dessous : Impression visuelle obtenue en regardant latéralement à travers des lunettes équipées de verres progressifs à symétrie horizontale

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Un surcroît de bien-être visuel : décentrement nasal variable

Les zones de vision de près des verres progressifs sont décalées vers l’intérieur, afin que les champs de vision de près des deux yeux qui convergent se recouvrent convenablement. Ce déplacement latéral des zones de vision de près est aussi désigné par le terme de décentrement nasal (inset).

Les effets secondaires prismatiques qui se produisent horizontalement sur un verre de lunettes, lorsque le regard est dirigé vers un plan rapproché, exigent une déviation des lignes de fixation dont l’ampleur dépend de la puissance dioptrique. Plus la puissance de réfraction frontale du verre est élevée, plus la convergence requise par les deux yeux d'un hypermétrope est importante. Inversement, les yeux du myope doivent d'autant moins converger que la puissance du verre est forte.
ZEISS prend particulièrement en compte cette relation, en réalisant le décentrement nasal variable. Le décentrement nasal fluctue ainsi sur les verres progressifs de 0 mm (p. ex. si le patient n'utilise qu'un seul œil sans convergence) à 4,5 mm, en fonction de la puissance en vision de loin et de l’addition. Le décentrement nasal variable permet au porteur de lunettes de toujours trouver le champ de vision binoculaire le plus grand possible. Il forme un élément crucial de la symétrie horizontale.

Œil myope

Cheminement des lignes de fixation et des rayons principaux dans le cas d’un myope
red: Lignes de fixation sans prisme
jaune : Rayon principal du faisceau de formation de l’image centrale

L'œil hypermétrope

Cheminement des lignes de fixation et des rayons principaux dans le cas d’un hypermétrope
red: Lignes de fixation sans prisme
jaune : Rayon principal du faisceau de formation de l’image centrale

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Prisme de réduction d’épaisseur

Prisme de réduction d’épaisseur

Prisme de réduction d’épaisseur

Le rayon de courbure de la face avant d’un verre progressif tend à augmenter continuellement en descendant en dessous du point de référence de la vision de loin. Sans prisme de réduction, l’épaisseur au bord serait plus grande dans la zone supérieure du verre progressif que dans la zone inférieure.
Pour réduire le poids des verres, un prisme est donc taillé sur la face arrière, de manière à ce que sa base soit orientée vers le haut. C’est un prisme à base vers le bas qui agit ensuite sur le verre progressif fini. Ce prisme de réduction d’épaisseur présente toujours une valeur et une orientation d’un même ordre de grandeur dans chaque verre droit et gauche pour une addition identique et n’exerce ainsi aucun effet sur la vision du porteur de lunettes.

Le prisme de réduction d’épaisseur peut être mesuré en son point de référence. La valeur de mesure prise en considération dans une ordonnance prismatique est constituée par le prisme qui résulte des puissances cumulées du prisme de réduction d’épaisseur et du prisme prescrit.

Les verres progressifs modernes de forme variable ont des prismes de réduction d'épaisseur individualisés prenant en compte tous les paramètres de commande donnés tels que l'ordonnance, les données d'ajustement, etc.

Ce prisme de réduction d'épaisseur est optimisé pour l'interaction de la vision binoculaire. En raison du prisme de réduction d'épaisseur individualisé, la commande ultérieure d'un verre progressif individuel est possible uniquement si les données de l'autre verre sont spécifiées étant donné que des effets prismatiques involontaires pourraient sinon affecter la tolérance du porteur de lunettes.

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Repères gravés et estampillage du verre

Tous les verres progressifs de ZEISS portent des repères gravés qui servent à reconstituer les points de mesure et de référence, ainsi que l’horizontale du verre au moyen d’un gabarit.

Un nombre caractéristique est gravé directement en dessous du repère gravé temporal pour déterminer l’addition. Un symbole définit le type de verre (p. ex un «I2» désigne Individual 2) sous le repère gravé nasal et si nécessaire également un chiffre indiquant l’indice de réfraction du matériau (par ex. «67» pour un verre organique avec un indice de réfraction de 1,67).

Addition et repères gravés du verre dans des verres progressifs

Repères gravés du verre
07 10 12 15 17 20 22 25 27 30 32 35
Addition (D)
0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50 2.75 3.00 3.25 3.50

Repères gravés et estampillage du verre dûment cotés (verre progressif Individual 2 de ZEISS)

Repères gravés et estampillage du verre dûment cotés (verre progressif Individual 2 de ZEISS)

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3 Historique des verres progressifs

Dès le début de ce siècle, des études visent à assurer une vision continue en cas de presbytie. Les premières tentatives en vue de réaliser des verres progressifs sont effectuées en 1909, mais elles restent infructueuses en raison d'un grand nombre d'aberrations. Il faut attendre 1956 pour qu’une percée décisive se produise grâce aux travaux de M. Grandperret de la Société des Lunetiers qui dépose le brevet d’une lentille dont le profil de surface jette les fondements des verres progressifs actuels.

Depuis, les verres progressifs ont fait l’objet de vastes travaux de recherche et développement qui continuent encore aujourd’hui. Ils n’exigent plus aucune gymnastique des yeux ni de phases d’accoutumance laborieuses. Ils sont bien implantés sur le marché et ils sont très appréciés pour leurs conception de la puissance sophistiquée et pour leur esthétique.

Étapes décisives

C’est en 1983 que l’entreprise Carl Zeiss lance son verre Gradal HS qui pose de nouveaux jalons en matière de verres progressifs. La symétrie horizontale garantit aux deux yeux en mouvement une perception des images identique et une vision binoculaire optimale. La dernière génération de verres progressifs possède évidemment ce concept éprouvé de la symétrie horizontale.

Dans Gradal Top, les zones de vision et la zone à mi-distances notamment sont nettement élargies et mieux adaptées aux exigences physiologiques de la vision.

Chez Carl Zeiss, l'amélioration constante des produits en y intégrant l'expérience de nos clients et la vôtre (celle de opticien) est véritablement notre « way of life ». Tous les processus du développement initial du produit au verre de lunette terminé sont recontrôlés et réoptimisés en permanence. Gradal Top E marque une nouvelle étape dans l'évolution des verres progressifs et vient remplacer l'ensemble de la gamme de produits Gradal Top.

Parallèlement aux améliorations constantes apportées aux verres progressifs universels, la mise au point de verres progressifs spéciaux vise à répondre aux besoins visuels variés, tels que ceux liés au travail sur écran.

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