Des chercheurs du Laboratoire Photonique, Numérique et Nanosciences (LP2N – UMR Institut d’Optique, CNRS, Université de Bordeaux) ont collaboré avec la société Spiral pour étudier et développer une lentille innovante basée sur un design freeform, appelé « dioptre spiralé ». Cette structuration en spirale de la lentille génère plusieurs zones de focalisation, permettant une vision nette à différentes distances. De plus, cette multifocalité est maintenue quelles que soient la luminosité ambiante et l'ouverture de l'iris, ce qui n’est pas le cas pour les lentilles multifocales traditionnelles.
D’après l’étude publiée cette semaine dans la revue Optica, ce comportement particulier du faisceau de lumière est dû à la présence de « vortex optiques ». Ce phénomène bien connu est habituellement créé par des systèmes avec des composants optiques additionnels. La méthode présentée ici simplifie grandement le process de production de ces vortex.
Légende photo : Dioptre spiralé conçu par le LP2N et la société Spiral - © L. Galinier
Révolutionner l’ophtalmologie et au-delà
L’application première d’un tel design est l’ophtalmologie. Ces lentilles devraient améliorer la qualité de la vision à plusieurs distances notamment pour les individus presbytes portant des lentilles de contact ou pour les patients atteints de cataracte devant porter des implants de cristallin. Les premiers tests au porté sont prometteurs et amènent l’équipe du LP2N à penser qu'il y a encore des propriétés intéressantes à démontrer et à expliquer.
La compacité et les performances améliorées de ces lentilles ouvrent également des applications dans le domaine des systèmes d’imagerie portables ou embarqués (sur drones, dans des voitures autonomes). En plus d’en simplifier la conception, le « dioptre spiralé » offrirait à ces systèmes un moyen de réaliser des images à différentes profondeurs sans éléments optiques supplémentaires.
Une histoire de rencontre
Le design « en spiral » a été inventé par Laurent Galinier, optométriste et fondateur de Spiral, qui étudiait les propriétés optiques des déformations graves de la cornée chez les patients. Une première conception et modélisation mathématique a été réalisée en collaboration avec la société Opticalp, qui continue à travailler à l'amélioration des performances de ces lentilles "spiralé".
L'optométriste L. Galinier a un jour montré ces travaux aux chercheurs du LP2N qui venaient lui poser des questions sur un autre sujet. Cela a piqué leur curiosité. S’en est suivi une collaboration scientifique et technique pour étayer et développer cette invention.
Les résultats publiés illustrent comment l'intuition d'un inventeur, alliée à une approche de recherche qui vise à observer et à expliquer les phénomènes, peuvent ouvrir de nouveaux champs de recherche et de développement technologique. Cela souligne l'importance des collaborations interdisciplinaires dans le cadre de l'innovation scientifique.
Retrouvez la publication : Laurent Galinier, Philippe Renaud-Goud, Jean Brusau, Lucien Kergadallan, Jean Augereau, and Bertrand Simon, "Spiral diopter: freeform lenses with enhanced multifocal behavior," Optica 11, 238-244 (2024)