La technologie à la vue : les lunettes

Porteurs de lunettes, tentez une petite expérience. Enlevez vos lunettes et regardez cette page ou, du moins, quelque chose que vous ne pouvez pas bien voir sans vos lunettes. Imaginez maintenant que vous viviez à une époque où il n’y avait rien à faire au sujet de votre vision. Si vous portez des lentilles de contact ou si vous avez une bonne vision – vous avez peut-être subi une intervention chirurgicale – alors félicitations. Mais pour la plupart d’entre nous, les changements de vision avec l’âge sont une réalité de la vie. Même de nombreux jeunes ont besoin de lunettes ou d’une autre intervention pour avoir une bonne vue. À première vue, vous pourriez penser que les lunettes sont une invention évidente, mais il s’avère que nous n’avons pas eu de vraies lunettes depuis un certain temps et les lunettes modernes sont vraiment une pièce de haute technologie qui se cache – littéralement – juste devant votre visage. .

Qu’est-ce qui ne va pas?

Oeil humain avec des pièces étiquetées
Parties de l’œil (CC=BY-SA 3.0 par [Holly Fischer]

Avant de parler de correction visuelle, il est utile de savoir ce qui peut mal se passer avec vos yeux. Pour comprendre cela, il est utile de commencer par examiner le fonctionnement de votre œil.

Tout d’abord, la lumière pénètre dans l’œil par la cornée, un dôme transparent à l’avant. La lumière traverse alors la pupille, le point noir au centre. La partie colorée de votre œil, l’iris, contrôle la quantité de lumière qui traverse, un peu comme l’ouverture de l’objectif d’un appareil photo.

À l’intérieur de votre œil se trouve une structure de lentille transparente qui focalise les rayons lumineux. Ils traversent une substance gélatineuse qui maintient votre œil rond et le point focal est la rétine qui contient les nerfs sensibles à la lumière. Contrairement à un appareil photo, la rétine n’est pas plate comme un morceau de film mais courbe. Cependant, comme n’importe quel appareil photo, l’image est maintenant à l’envers, mais cela ne dérange pas votre cerveau. En passant, cependant, si vous renversez votre vision pour qu’elle soit vraiment à l’envers, votre cerveau finira par la retourner consciencieusement pour vous, comme vous pouvez le voir dans la vidéo ci-dessous.

Quand les choses vont mal

Les gens pensent généralement que les problèmes de vision sont hypermétropes ou myopes. C’est-à-dire des objets flous de près ou de loin, respectivement. Cependant, vous pouvez également avoir un astigmatisme qui ne provoque qu’un flou général et ce que nous considérons comme une vision de loin peut être causé par deux problèmes distincts avec votre œil.

L’astigmatisme se produit lorsque la forme de la cornée n’est pas parfaite, de sorte que la lumière entrante peut se retrouver à plus d’un endroit sur la rétine. Si vous souffrez d’astigmatisme, tout semble flou et quelque chose comme une LED semblera être plus d’une LED à distance.

L’hypermétropie, un type d’hypermétropie, et la myopie ou la myopie se produisent lorsque la longueur de l’œil n’est pas correcte ou que le système de lentilles a une distance focale incorrecte. Pour l’hypermétropie, l’image se concentre derrière la rétine et la myopie a la focalisation devant la rétine. L’autre cause de l’hypermétropie est la presbytie, c’est-à-dire que le centre du cristallin se durcit avec l’âge. L’effet final est le même que l’hypermétropie et c’est pourquoi, en vieillissant, nous ne pouvons pas lire les petits caractères.

L’optique

Diagramme lentille et prisme
Vous pouvez considérer une lentille comme deux prismes soit de base à base, soit de sommet à sommet

Vous pouvez considérer une lentille comme deux prismes. Pour une lentille concave, les deux prismes se rejoignent à leur extrémité. Pour une lentille convexe, ils se rejoignent à la base. Si vous n’êtes pas habitué à considérer un objectif comme une paire de prismes, vous pourriez apprécier la vidéo ci-dessous.

Comme le mentionne la vidéo, une sorte de lumière se courbe autour de la base d’un prisme. D’accord, ça ne plie pas vraiment, mais c’est une bonne façon d’y penser. Ainsi, lorsque la lumière pénètre dans une lentille concave, elle a tendance à s’étendre, mais à travers une lentille convexe, elle a tendance à converger vers un point situé à une certaine distance de la lentille – la distance focale.

C’est vrai, au moins, d’une lentille sphérique. Vous pouvez également avoir une lentille cylindrique qui se concentre sur une ligne au lieu d’un point. Si vous avez besoin des deux types de lentilles en même temps, vous devez trouver une lentille torique.

En étalant ou en convergeant l’image avant qu’elle n’atteigne votre œil, les lunettes peuvent corriger les problèmes de vision courants. Avec une lentille cylindrique, vous pouvez également corriger l’astigmatisme. Évidemment, si vous avez plusieurs problèmes, vous aurez besoin d’une lentille torique.

Histoire ancienne

Bien qu’il semble simple de créer une lentille et de l’accrocher devant votre visage, il y a deux parties à cela. Tout d’abord, vous devez savoir comment fabriquer une lentille ou en trouver une qui se produit naturellement. Ensuite, il faut avoir l’idée de les suspendre devant vos yeux.

Le verre existe depuis au moins 4 000 ans, mais pas le verre de haute qualité. Il existe de nombreuses affirmations concernant des lentilles anciennes utilisées pour grossir ou focaliser le soleil pour allumer des incendies, mais il s’agit soit de pierres naturelles, soit de verre de très mauvaise qualité, et il existe un débat pour savoir si elles auraient fonctionné dans les deux cas.

Les Romains sont devenus bons dans la fabrication du verre au premier siècle et ont réalisé qu’un morceau de verre en forme de haricot – une lentille convexe – ferait paraître les objets plus gros. Le mot lentille vient du mot latin pour lentille.

Cependant, l’histoire est un peu vague sur l’utilisation de lentilles pour aider les gens à voir. On dirait qu’un Arabe a créé des pierres de lecture dans les années 900 et qu’elles sont devenues relativement courantes vers l’an 1000. Si vous avez déjà utilisé une de ces barres en plastique solides que vous mettez sur quelque chose de petit comme un annuaire téléphonique pour agrandir le texte, c’est la même idée. Bien sûr, le matériau serait du verre ou du cristal.

Les lunettes arrivent

Portrait d'El Greco montrant un cardinal portant des lunettes
Ce portrait d’El Greco d’environ 1600 montre le cardinal Fernando Niño de Guevara portant des lunettes (Domaine public)

Ce serait au 13ème siècle avant que nous commencions à voir ce que nous pourrions considérer comme de simples verres. Les premiers verres en Italie étaient du verre soufflé brut maintenu par une monture en cuir ou en bois. Jusque vers 1600, cependant, vous teniez les lunettes dans votre main ou les poussiez sur votre nez. Les premiers verres étaient tous convexes, bien que dans les années 1400, des verres concaves soient connus, bien qu’il faille 1604 avant que Kepler n’explique pourquoi ils fonctionnaient tous.

Vers 1600, quelqu’un a découvert comment attacher des lunettes à vos oreilles, bien que cela soit souvent attribué à Edward Scarlett en 1727. Comme vous pouvez le voir sur la peinture El Greco adjacente, certaines personnes avaient ce style de lunettes dès 1600.

Les oreillettes ont changé la donne, même si vous pouvez toujours trouver occasionnellement un monocle ou un pince-nez. Il restait un problème majeur : des lunettes suffisamment solides pour vous aider à voir les choses de près gâchaient les choses qui étaient éloignées.

Benjamin Franklin, qui avait une mauvaise vision, a inventé le bifocal où chaque lentille avait une partie proche et une partie lointaine. Certains prétendent que Franklin ne les a pas inventés mais les a plutôt popularisés. Il faudra attendre 1825 pour que l’astronome George Airy découvre comment corriger l’astigmatisme.

Lunettes Modernes

Comme tout le reste, les lunettes sont devenues de haute technologie à un rythme accéléré au cours du 20e siècle. Les montures sont désormais fabriquées avec des alliages à mémoire de forme qui reprennent leur forme d’origine. Les verres fabriqués dans un matériau spécial sont légers et durables. Ils peuvent également avoir des revêtements pour réduire l’éblouissement, bloquer la lumière UV ou s’assombrir sous une lumière vive.

L’une des plus grandes améliorations provient du bifocal. D’abord, il y avait des trifocaux avec trois lentilles. Cependant, les techniques sophistiquées de meulage des verres permettent désormais des verres progressifs où le verre a des propriétés différentes qui varient continuellement à travers le verre.

Les ordinateurs peuvent meuler des lentilles dans des formes classiques ou créer des lentilles asphériques ou atoriques qui peuvent corriger la vision de manière plus sophistiquée qu’une lentille normale. Vous pouvez voir le processus d’un laboratoire de lunettes commun dans la vidéo ci-dessous.

RX et autres solutions

Il est utile de connaître le latin si vous voulez lire une ordonnance de lunettes. Vous verrez des chiffres sous l’en-tête OS et OD et rarement OU0. Le O est pour oculus (œil), le S est pour sinistre (gauche) et D est pour dextre (droite). Le U signifie les deux yeux.

Si vous n’avez pas d’astigmatisme, vous verrez des nombres de dioptries pour chaque œil. C’est la quantité de changement de mise au point dont vous avez besoin et des nombres inférieurs sont meilleurs (une dioptrie est l’inverse de la distance focale en mètres). Un nombre négatif signifie que vous êtes myope et un nombre positif signifie presbyte. Un zéro signifierait que vous n’avez pas besoin de lunettes, donc vous ne le verrez probablement pas à moins d’avoir un seul mauvais œil.

Pour l’astigmatisme, vous verrez trois chiffres. La première est la dioptrie, la même que ci-dessus et est appelée la SPHÈRE. Le nombre suivant est une mesure en dioptries de la quantité d’astigmatisme nécessitant une correction (CYLINDRE). Le nombre final est l’axe entre 0 et 180 degrés qui vous donne la rotation de la correction.

Si vous avez besoin de lentilles bifocales ou progressives, vous verrez également un numéro ADD. Ce sont les dioptries supplémentaires nécessaires pour un bifocal. Dans le cas d’un verre progressif, bien sûr, il y aura une pente continue de grossissement à travers le verre. Ce nombre est presque toujours le même pour les deux yeux, mais si l’un d’eux a du PAL à côté, alors il doit être utilisé pour les deux yeux avec des verres progressifs et l’autre nombre est pour les bifocaux appropriés. Vous verrez parfois un PD ou une distance pupillaire. C’est pour configurer les cadres mais n’affecte pas l’optique.

On pourrait penser que les lentilles de contact et la chirurgie au laser pour les lunettes de correction de la vision ne seraient pas très courantes. Mais ils sont. Pourquoi pas? Ils sont relativement bon marché, ne nécessitent pas beaucoup d’entretien et fonctionnent bien. Alors que la technologie qui les utilise aujourd’hui nécessite des rectifieuses contrôlées par ordinateur et beaucoup de mathématiques, même les simples lunettes disponibles il y a des siècles ont dû sembler être un miracle pour les personnes qui ne pouvaient plus lire ou voir les choses clairement.

Il est possible de fabriquer ses propres lentilles, mais il est difficile d’égaler la qualité d’un vrai laboratoire. Les lunettes étaient ringardes, mais maintenant elles sont à la mode. Si vous voulez redevenir un nerd et que vous avez besoin de progressistes, vous préférerez peut-être une paire de ceux-ci.