ISO/TR 11797:2024
(Main)Ophthalmic optics – Spectacle lenses – Power and prism measurements
Ophthalmic optics – Spectacle lenses – Power and prism measurements
This document describes the methods currently used in applying tolerances to the focal powers of spectacle lenses and methods that can be considered for adoption in the future; it also describes methods of measuring the prism imbalance (relative prism error) between the lenses of a mounted pair. The results of a 2014 survey of manufacturing capability for lens power and a 2018 international web survey are discussed, as are possible new methods for applying tolerances to the focal power of spectacle lenses.
Optique ophtalmique – Verres de lunettes – Mesures de puissance et de prisme
Le présent document décrit les méthodes actuellement utilisées pour appliquer des tolérances aux puissances focales des verres de lunettes et les méthodes dont l'adoption peut être envisagée à l'avenir; il décrit également les méthodes de mesure de déséquilibre prismatique (erreur prismatique relative) entre les verres montés dans une paire. Les résultats d'une enquête de 2014 portant sur la capacité de fabrication en matière de puissance des verres et d'une enquête internationale en ligne datant de 2018 sont examinés, de même que de nouvelles méthodes possibles pour appliquer des tolérances à la puissance focale des verres de lunettes.
General Information
Standards Content (Sample)
Technical
Report
ISO/TR 11797
First edition
Ophthalmic optics – Spectacle
2024-11
lenses – Power and prism
measurements
Optique ophtalmique – Verres de lunettes – Mesures de puissance
et de prisme
Reference number
© ISO 2024
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Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Background/Technical introduction . 1
4.1 General .1
4.2 Power .1
4.3 Prism .2
5 Ad hoc work group activity summary . 2
5.1 Background .2
5.2 Literature search .2
5.3 Initial spectacle lens surfacing laboratory practice survey .3
5.3.1 General .3
5.3.2 Observations and conclusions from the limited study .3
5.3.3 Historical comment .3
5.4 Global survey/questionnaire (see Annex D) .3
5.5 Executive summary of the global survey sent to ISO/TC172/SC7/WG3 .4
6 Detailed lens power assessment methodologies . 4
6.1 Two-parameter and three-parameter methods .4
6.1.1 General .4
6.1.2 Impact of the differences in the power assessment methodologies .6
6.1.3 Power assessment methodologies considered in the survey .6
6.1.4 Numerical comparison of the two- and three-parameter methods .6
6.2 A mean sphere (spherical equivalent power) and cylinder method .7
6.3 A mean sphere (spherical equivalent power) and astigmatic difference method .8
6.4 Scalar or root mean square (RMS) power error .9
6.5 Introduce a tiered approach with different optical classes .9
7 Detailed lens prism assessment methodologies . 9
7.1 General .9
7.2 Marking of the reference points and uncertainties in positioning .10
7.3 Single-vision position-specific lenses and power-variation lenses .11
8 Summary .11
8.1 Power .11
8.2 Prism imbalance . 12
Annex A (informative) Example prescription jobs showing three-parameter (ISO) compared
with two-parameter (ANSI) power tolerance methodology differences .13
Annex B (informative) Australian spectacle lens surfacing laboratory — Tolerance capability
study .15
Annex C (informative) Literature search .23
Annex D (informative) Report of the ISO web survey into lens verification methods — World-
wide results .26
Annex E (informative) Verification power, use of automated focimeters set to 0,25 D, 0,12 D or
0,06 D steps .45
Annex F (informative) Methods of determining the unwanted cylindrical error or scalar power
error . 47
Bibliography .49
iii
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through
ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee
has been established has the right to be represented on that committee. International organizations,
governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely
with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described
in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types
of ISO document should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the
ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use of (a)
patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed patent
rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had received notice of (a)
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this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent database available at
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constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions
related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade
Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www.iso.org/iso/foreword.html.
ISO/TR 11797 was prepared by Technical Committee ISO/TC 172, Optics and photonics, Subcommittee SC 7,
Ophthalmic optics and instruments.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
iv
Introduction
[6]
This document work undertaken by TC172/SC7/WG3 during the systematic review of ISO 21987
commencing in 2014. The appropriateness and relevance of the prism and power tolerances and
[1] [2]
methodologies in ISO 8980-1 and ISO 8980-2 and ISO 21987 were investigated to help determine
whether these spectacle lens standards remain relevant.
Two specific power and prism task groups were established. These two groups were tasked with reviewing
tolerances and test methods with respect to current industry practices, as well as conducting a systematic
review of the literature. This search of the scientific literature used the keywords ‘tolerances’, ‘prism’,
‘power’, ‘spectacle’ to identify and cross-reference studies/findings in relation to the then current tolerances
used in the ISO 21987, ISO 8980-1 and ISO 8980-2, and to investigate what appropriate values might be
considered to satisfy spectacle lens wearer requirements. Because the results of this literature survey were
inconclusive, it was decided to launch a survey into Australian laboratory practice and yields (see 5.3).
After the review of the available literature, both groups decided that a global survey of the industry into
tolerances and measuring methods (see 5.4 and 5.5) would help better to understand current industry
practice, thus informing a future review of ISO 8980-1 and ISO 8980-2 and ISO 21987. Its findings could
assist in harmonization as to the preferred methodology for measuring power and prism when verifying
uncut lenses and finished eyewear.
v
Technical Report ISO/TR 11797:2024(en)
Ophthalmic optics – Spectacle lenses – Power and prism
measurements
1 Scope
This document describes the methods currently used in applying tolerances to the focal powers of spectacle
lenses and methods that can be considered for adoption in the future; it also describes methods of measuring
the prism imbalance (relative prism error) between the lenses of a mounted pair. The results of a 2014
survey of manufacturing capability for lens power and a 2018 international web survey are discussed, as are
possible new methods for applying tolerances to the focal power of spectacle lenses.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes
requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references,
the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 13666, Ophthalmic optics — Spectacle lenses — Vocabulary
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 13666 apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
4 Background/Technical introduction
4.1 General
Tolerances and methodology for lens power and prism assessment in standards have varied between
countries resulting in different criteria for local country standards and international standards. This can
lead to potential issues and barriers to trade as globally distributed product can be assessed and qualified
against different quality criteria to that applied in the manufacturing country of origin.
[6]
During the revision of ISO 21987 in 2014 with the edition that was published in 2017, the appropriateness
and relevance of the prism and power tolerances and methodologies was discussed. To help identify how
relevant spectacle lens standards are, specific power and prism task groups were established. These two
groups were tasked with reviewing tolerances and test methods in the light of current practices as well as
conducting a systematic review of the literature with a view to informing future revisions.
4.2 Power
Historically the lens power tolerances in ISO standards and regional country standards have not been
harmonized. The tolerance values allowed and the methodology of their application to measured lens powers
varies internationally. There have been numerous attempts to harmonize this in the past without success.
There are primarily two different methodologies currently used when measuring and applying tolerances
for back vertex power assessment of spectacle lenses. To understand these methodologies, it is important to
first understand the expression of lens power and the two different cylinder conventions that are applied/
used in the industry. This is discussed in detail in Clause 6.
The two different methodologies for assessing lens power and applying tolerances are as follows.
— Three-parameter methodology (sphere meridian 1 value, sphere meridian 2 value, and cylindrical
power value).
This method establishes the two principal lens powers/meridians and applies a tolerance of ± X to each
principal spherical power separately, e.g., F ± X tolerance and F ± X tolerance. Assuming a lens has
1 2
passed these criteria, a secondary level of tolerance is then applied to the Cylinder value (or absolute
difference between F and F ), ABS(F - F ) ± Y tolerance, or expressed as Cyl ± Y tolerance.
1 2 1 2
— Two-parameter methodology (Sphere meridian value and Cylinder magnitude value)
This method applies a tolerance of ± U to only one of the principal lens power meridians. It is applied to
the Sphere power meridian (determined by the cylinder convention being used as described in Clause 6),
e.g. Sph meridian ± U tolerance. It then applies a tolerance to the Cylinder value (or absolute difference
between F and F ), e.g. Cyl ± V tolerance. This means that the tolerance on the power in the secondary
1 2
principal meridian is effectively U + V, which is greater than that in the three-parameter method.
It is important to note that when verifying lens power, the pass/fail results are affected by the lens power
tolerance methodology used and, for the two-parameter methodology, the cylinder convention applied
during measurement. It is also important to note that since spectacle lens powers are ordered by a spherical
and a cylindrical power, it is logical that these two parameters are those that are verified. Annex A highlights
specific examples where given lenses are either passed or failed depending on the methodology and the
cylinder convention used.
4.3 Prism
[6] [7][8] [9]
When ISO 21987 was first being developed, only the UK with BS 2738-1 and ANSI Z80.1 had
standards on mounted lenses. Consequently, when 5.3.5 was written, the majority of the project group, who
were familiar with the application of ISO 8980-1 to uncut lenses, wished to copy its philosophy in that the
standard, ISO 21987:2017, 6.6 a), effectively specified that the prismatic imbalance should be verified by
checking the prismatic effects at the reference points, which in this case are the centration points.
The tolerances in ISO 21987:2017, Table 5 and illustrated in its Figures 1 and 2, are written in two forms.
There are constant prismatic imbalance values for lower value principal focal powers and for higher focal
powers, prismatic powers indicated by Prentice's Rule. This is, effectively, a positioning error given by the
multiplier (in cm), i.e., 2 mm (0,2 cm) horizontally and 1 mm (0,1 cm) vertically. Conversely, in ISO 21987:2017,
Annex C, the tolerances are expressed directly as a prismatic imbalance error or a centration distance/
vertical alignment error.
5 Ad hoc work group activity summary
5.1 Background
This clause discusses the activities undertaken by the Ad Hoc work group and the major outcomes. The
three main areas of effort were in conducting a literature search, analysing a surfacing/fitting (edging and
mounting) laboratory capability and undertaking a global industry survey/questionnaire as discussed below.
5.2 Literature search
The articles found in the literature search were used as the basis for the revised and extended Annex C.
5.3 Initial spectacle lens surfacing laboratory practice survey
5.3.1 General
A limited study was undertaken commencing in July 2014 in Australia to review the current tolerances/
practices applied within a typical spectacle lens surfacing laboratory to determine if the tolerance values
applied were appropriate in relation to process capability. The impact of reducing or increasing the tolerances
was also evaluated – see Annexes A and B. This work was primarily done to look at the effect of harmonizing
the ANSI and ISO power tolerances applied to the sphere power and cylinder values, not specifically looking
at the differences in methodology. The data could be re-evaluated for other methods of applying tolerances,
but it would be sensible to obtain new data since manufacturing processes have changed significantly since
the original data was collected.
5.3.2 Observations and conclusions from the limited study
See Annex B for the data and full conclusions. A summary of the conclusions is given here.
A yield of 96 % was achieved using the ISO tolerances but with the two-parameter method of checking the
spherical and cylindrical powers when in the negative-cylinder transposition – see Clause 6.
The reject analysis shows that in the lower power ranges (0 to ±6D), the very small change to the power
tolerance from 0,12D in ISO to 0,13D in ANSI would recover approximately 46 % of the rejects in this
category (refer to Annex B results, Table B.3).
The graphs in the results B.4 of Annex B show that yield is significantly affected by tightening the tolerances.
Sphere power rejects were more prevalent than Cylinder power rejects (75 % to 25 %).
The significant gap in the cylinder graph analysis reflects the absence of surfaced to prescription jobs in the
laboratory in the low power/low cylinder prescription area which are largely filled by Finished Stock Lens
product types.
5.3.3 Historical comment
Spectacle lenses are typically available in 0,25 D steps, so it is logical that the tolerance on power was chosen
to be half this interval, i.e., 0,125 D. Since the industry works to only two places of decimals, many countries
and the ISO standards have used 0,12 D as the tolerance on most spherical and cylindrical powers, though
in the USA, 0,13 D has generally been used. Annex B gives some data on the increase in yields that this extra
0,01 D would make.
5.4 Global survey/questionnaire (see Annex D)
The review of the available literature gave no firm conclusions on either the methodology to measure focal
power and prismatic imbalance or the tolerances to be applied. Hence the ISO spectacle lens working group
decided that a survey of the industry (optometric, dispensing, retail optical and manufacturing) would help
it to better understand current industry practice, thus informing this Technical Report to be considered in
future revision of the relevant standards used by the industry, specifically ISO 21987 (mounted spectacle
lenses) and ISO 8980-1 and ISO 8980-2.
The questionnaire was produced to gather data on actual ‘industry practice’, standards awareness and
interpretation, with a specific focus on the areas of lens power and prism assessment. The questionnaire
was sent out world-wide in 2018. There were a number of limitations associated with conducting and
analysing the survey. These includes the disproportionate representation of ISO countries and the very large
representation of some countries. Some of these limitations were overcome by normalising the data.
The results, which are presented in Annex D, were reviewed at the ISO TC 172/SC7/WG3 meetings in Dallas
in November 2019.
The Working Group (WG) decided that an executive summary (see below) be prepared to provide the basis
for recommendations for this technical report.
5.5 Executive summary of the global survey sent to ISO/TC172/SC7/WG3
Over 70 % of industry practice use a two-parameter (Spherical and Cylindrical) power tolerance
methodology.
A large proportion of respondents use increments of 0,25 D or 0,25 Δ when measuring lenses, (81 % for
power and 60 % for prism).
The survey results show that 95 % of the industry now works in minus cylinder convention.
(The two-parameter methodology gives rise to the situation where some specific jobs pass power tolerance
requirements when assessed applying the Minus cylinder convention but fail the tolerance requirements
when assessed in the Plus cylinder convention (see Annex A). This can be managed by clearly stating the
cylinder convention used. Historically with a larger percentage of the industry working in plus cylinder
convention, the two-versus three-parameter power methodology had a larger impact. Now that 95 % of
the industry work in the minus cylinder convention, the occurrence of these contrary pass/fail situations is
minimal).
In general, practice and methodology for prism verification varied significantly with a variety of procedures
and ‘interpretations’ of the standard performed, the majority of which, employing a methodology that
differed from the reference method in the standard.
A significant section (41 %) of the marketplace demonstrated a lack of understanding of ‘compensated’
verification power and prism check off values. (This is likely to cause many more correctly manufactured
jobs to be rejected for power compliance than jobs rejected because of a two-parameter power methodology
being implemented.)
The survey suggests that for the next revision, the ISO spectacle lens working group could consider the
following points:
— For the focal power tolerancing clauses in the Standards, based on the general practice occurring in
the industry, a discussion on changing the methodology to a two-parameter (Spherical and Cylindrical
power) tolerancing approach would be worthwhile. The fact that 95 % of the manufacturing and
dispensing industries now work in minus cylinder convention helps support this.
— For the prism imbalance methodology in ISO 21987, given that most users did not follow the current
reference method in ISO 21987, it is clear that a different approach is required. It is understood that
agreement on this approach is unlikely to be easy to achieve and therefore having a single reference
method might not be possible. However, it would be logical if the reference method in the standard
reflected the majority’s practice method in the industry.
— Given the confusion still evident in the industry on verifying powers against ordered or verification
(supplied compensated) values, development of appropriate educational materials would be helpful
while any future revision of the standard could seek to make this clearer.
— The survey conducted has generated a database of useful information that can be accessed and used by
WG3 for reference as other standards are revised/created. A more detailed survey result report for all
the 18 questions is given in Annex D.
6 Detailed lens power assessment methodologies
6.1 Two-parameter and three-parameter methods
6.1.1 General
When describing spectacle lens powers, the lens is considered to have two principal meridians with back
vertex powers of F and F and their orientations in relation to a horizontal reference axis line. (In the case of
1 2
spherical lens powers, F and F are always nominally the same). There are two principal conventions used
1 2
in the industry to do this; these depend upon which of these two meridians is used as reference. The example
1)
used below is for a lens that has back vertex principal powers of +3,00 and +1,00 along 170° and 80° .
Key
A power along 170° meridian = +3,00 D
B 0 to 180 reference meridian
C power along 80° meridian = +1,00 D
Figure 1 — Diagram showing principal power meridians
— “Minus” cylinder convention – This convention takes the more positive (or less negative) powered
principal meridian as the “Sphere” meridian and the less positive (or more negative) powered meridian
as the secondary principal meridian. The cylindrical value is the difference between the power in this
secondary principal meridian and the power in the sphere meridian, and hence has a negative power.
In this example, the two principal powers are +3,00 and +1,00 with the +3,00 meridian considered as
the "Sphere" power meridian; its power is along the 170-degree reference meridian – see Figure 1. The
lens power is therefore expressed as Sph +3,00/Cyl -2,00, together with a cylinder axis of 170, which is
at right angles to the orientation of the second principal meridian and parallel to the sphere principal
meridian.
— “Plus” cylinder convention – This convention takes the more negative (or less positive) powered
meridian as the “Sphere” meridian and the secondary principal meridian as the more positive or less
negative powered meridian. The cylindrical value is the difference between the power in this secondary
principal meridian and the power in the sphere meridian, and hence has a positive power.
In this example, the two principal powers are +3,00 and +1,00 with the +1,00 meridian considered as the
"Sphere" power meridian; its power is along the 80-degree reference meridian – see Figure 1. The lens
power is therefore expressed as Sph +1,00/Cyl +2,00, together with a cylinder axis of 80, which is also at
right angles to the axis in the "minus" cylinder convention.
The two current different methodologies for assessing lens power and applying tolerances have been
described in Clause 4. Depending on the method chosen (two- or three-parameter methodology) and
1) The degree sign is often omitted, to avoid possible confusion between, say, a badly written 10° and 100 or vice-versa.
the cylinder convention used, the pass/fail criteria is affected, and specific lenses assessed for power
that pass under one set of conditions can fail when the alternative methodology is applied. Annex A
highlights specific examples where this occurs.
6.1.2 Impact of the differences in the power assessment methodologies
— The requirements of spectacle lens standards vary from country to country depending on the methodology
used in a particular standard.
— Implications on yield and processing cost: the three-parameter tolerance method has the potential to fail
a small percentage of lenses that would pass the two-parameter method. Lenses that were manufactured
and checked using the two-parameter approach and passed a manufacturing Quality criterion could be
rejected by an end user who applies a three-parameter methodology on incoming inspection quality
assessments. (Some examples of this are illustrated in Annex A).
— Differences in instrumentation used to determine lens power: some instruments can measure and
resolve lens power results using either of the two methodologies above. These instruments can record
and display results in either the two- or three-parameter formats. Such instruments are usually more
sophisticated and expensive. Many instruments measuring lens power (focimeters or lens meters)
are configured to determine and report lens power using the “two-parameter” approach, i.e. Sphere
and Cylinder values. Typically, these instruments are simpler in operation and more affordable. Often,
multiple units are implemented in a lens processing facility and these types of instruments are also more
likely to be used in an Eye Care Professional’s or Retail store's environment.
— Interpretation and ‘ease of use’: where instrumentation does not support the three-parameter approach,
it is a more complicated process to compute and apply this methodology if the referenced standard
requires it.
— Where manual focusing focimeters are used, the ability to determine the lens power for each meridian
precisely might be difficult due to the marked scale increment and resolution typically used by such
instruments and the subjective interpretation of the two focal endpoints by the operator. For historical
reasons, the simpler two-parameter approach is often applied with such instruments.
6.1.3 Power assessment methodologies considered in the survey
Although the two-parameter and three-parameter verification methods are the ones in common use, and
hence investigated in the world-wide survey and in detail in this document, other methods of applying
tolerances that could be considered in future revisions of the relevant standards are summarised and
presented in 6.2 to 6.5. 6.1.4 includes a comparison of the tolerance ranges applicable to most lenses under
the two- and three-parameter methods and a method based on the mean spherical and cylindrical powers.
This shows that the two-parameter method has a more relaxed tolerance for the secondary principal
meridian.
6.1.4 Numerical comparison of the two- and three-parameter methods
In the three-parameter method, the same tolerance is applied to the powers in both principal meridians. –
see the top rows of Table 1 for an example of a lens of nominal power Sph +3,00 D/Cyl -2,00 D, which has a
nominal power of +1,00 D in the second principal meridian.
Table 1 — Comparison of three and two-parameter methods and effects on the mean sphere
Secondary
Primary prin- Cylindrical Mean
principal
cipal power power sphere
power
Nominal +3,00 -2,00 +1,00 +2,00
Three-parameter Error +0,12 correct +0,12 +0,12
giving +3,12 -2,00 +1,12 +2,12
Error +0,12 +0,12 +0,24 +0,18
Two-parameter
giving +3,12 -1,88 +1,24 +2,18
The two-parameter method can, however, be criticized for allowing cumulative errors on the second
principal meridian if the errors in both the spherical and cylindrical powers are in the same direction. (The
permissible error in the second meridian is the tolerance on sphere plus tolerance on cylinder.) Thus, in the
example above, the lens could be made as Sph +3,12 DS/Cyl -1,88 DC giving a power of +1,24 D in the second
principal meridian, an error of 0,24 D; see the lower rows of Table 1. Moreover, as the cylindrical power
increases, the permissible tolerance increases, allowing the power in the second meridian (and therefore
also in the mean sphere) to deviate even further from its intended value.
Furthermore, because the two-parameter method specifies that the minus cylinder convention is used, the
method can give rise to different tolerances when a cylinder is present for positive and negative lenses of the
same absolute powers (i.e. when the + or – signs are ignored). In the example in Table 2, the positive lens has
a higher spherical or primary principal power. Taking table 1 from ANSI Z.80 as an example, the plus lens
falls into the >6,50 D category, the minus lens in the <6,50 D category. The three-parameter method on the
other hand always chooses the tolerance band on the meridian with the higher absolute value.
Table 2 — Tolerances for plus and minus lenses of the same absolute powers
Secondary
Primary princi- Cylindrical Mean
principal
pal power power sphere
power
Plus lens Nominal +7,50 -4,00 +3,50 +5,50
Minus lens Nominal -3,50 -4,00 -7,50 -5,50
Summing up, the two-parameter method does not only allow for increased blur but also introduces
asymmetric distribution between the two meridians and a difference in tolerances between plus and minus
powered lenses of the same absolute power. Neither of these has any technological nor any physiological
justification but only originates from the sign convention for writing prescriptions and orders.
6.2 A mean sphere (spherical equivalent power) and cylinder method
Rather than applying the tolerances to one or both principal powers, a tolerance could be applied to the
2)
mean sphere . This gives a result that is between those for the two- and three-parameter methods. If the
tolerances are applied to the two principal meridians, the mean sphere therefore also cannot deviate by
more than this tolerance, as in the top example of Table 1. For the lens at the bottom of Table 1, the principal
powers are +3,12 D and +1,24 D, giving a mean sphere of +2,18 D instead of the ordered +2,00 D, which is
outside the tolerance if the same value of 0,12 D is applied. (For the mean sphere, the two-parameter method
gives a permissible error of the tolerance for the sphere plus half of the value of the tolerance for cylinder.) If
the present 0,12 tolerance is applied to the mean sphere and the cylindrical power, then the powers with the
largest error are Sph +3,12 D/Cyl -2,00 D or Sph +3,18 D/Cyl -2,12 D (or the opposite error equivalents) – See
Tables 1 and 3.
Thus, when the tolerances are applied to the mean sphere and the cylindrical power, the potential blur on the
wearer's retina is better controlled than with the two parameter methods while at the same time relaxing
tolerances on the individual meridians.
2) The mean sphere is half the algebraic sum of the two principal powers.
Table 3 — Comparison of the mean sphere method on the principal and cylindrical powers
Secondary
Primary prin- Cylindrical
principal Mean sphere
cipal power power
power
Nominal +3,00 -2,00 +1,00 +2,00
Error +0,18 -0,12 +0,06 +0,12
giving: +3,18 -2,12 +1,06 +2,12
Error +0,06 +0,12 +0,18 -0,12
giving: +3,06 -1,88 +1,18 +2,12
Error -0,18 +0,12 -0,06 -0,12
giving: +2,82 -1,88 +0,94 +1,88
Error -0,06 -0,12 -0,18 -0,12
giving: +2,94 -2,12 +0,82 +1,88
Calculating the mean sphere for this example of ordered power is relatively simple. For other ordered
powers, such as Sph +3,25/Cyl -1,75 or verification powers or measured powers such as Sph +3,21/Cyl -1,83
3)
is somewhat more difficult and requires a pen and paper or a calculator .
6.3 A mean sphere (spherical equivalent power) and astigmatic difference method
Another issue is the tolerance on astigmatism. At present, cylindrical power and cylinder axis are toleranced
as separate entities although they act together, errors in either or both giving rise to an unwanted astigmatic
error. This can be demonstrated with a focimeter or lens meter, any two cylindrical powers at any orientation
with respect to each other except for a 0° or 90° angle compound to a spherocylindrical power. This applies
also to differences between cylindrical powers or axes. Moreover, the greater the cylindrical power, the
greater the unwanted astigmatic error for the same error in cylinder axis. To take this into account, the
tolerance on axis is stricter for higher cylindrical powers than for lower ones.
4)
A more systematic way might be to tolerance the difference in astigmatic effects directly. Geometrical and
mathematical methods of calculating this difference are given in F.2 in the Annex. Using the geometrical
method described there, Figure 2 shows a verification cylindrical power of -1,00 × 15, with measured powers
of, from left to right, -0,90 × 13, -0,90 × 17 and -1,10 × 13 and × 17.
Key
C is the verification or ordered power
v
C is the measured power
m
ΔC is the induced unwanted cylindrical power
3) However, even with the two-parameter method today, more complex calculations can be necessary, e.g., when using
ANSI tolerances for a single vision lens with +2,50 D sph and 4,75 D cyl, obtaining the tolerance in the cylindrical power
requires the calculation of 4 % of +4,75D (= 0,19 D).
4) The astigmatic effect is the combination of the cylindrical power and cylinder axis.
a is the verification or ordered axis
v
a is the measured axis
m
The radius of the circle represents a possible value for the tolerance
Figure 2 — Schematic illustration of the graphical method for calculating the difference between
the verification power C and the measured power C
v m
In these examples, the unwanted induced cylindrical power or astigmatic difference, ΔC is 0,120 D for the
cases where the measured cylindrical power is 0,90 D and is 0,124 D for the cases when the measured power
is 1,10 D. The radius of the circles centred at the end of the line indicating the verification value represents a
possible tolerance. Any measured astigmatic effect that, when plotted as in Figure 2, falls within the circle is
within tolerance. The appropriate value of this tolerance will need to be determined.
6.4 Scalar or root mean square (RMS) power error
To take the approach of 6.3 even further, the error in spherical power as well as the spherical error from
[11]
the unwanted cylindrical error can be included in the Thibos calculation to compute a number (RMS)
summing up all errors leading to blur – see F.2.
If the mean sphere is regarded as varying the height of the plane containing the cylindrical powers, the
two spherocylindrical powers can be regarded as vectors in 3-dimensional space. The distance between the
ends of these two vectors can also be represented as a scalar value. A single value, u, could then be applied to
the total error – see Formula F.3.
If this method is considered for applying a tolerance to spectacle lens powers, its appropriate value will need
to be determined.
Admittedly, the methods of calculation in 6.3 and 6.4 requires some more computation than the methods
described in 6.1 or 6.2. However, the application can be simplified by providing the required calculation
software. The verification or ordered and measured values can either be entered directly or via a
communication link to the measurement equipment or the ordering software. However, given, that most
practices use practice management software, this could be easily included, possibly even selecting and
applying the tolerances.
6.5 Introduce a tiered approach with different optical classes
[4]
This approach, which is used in the ISO standard for eye and face protectors (ISO 16321-1 ), would allow
the use of different grades or classes of product. It could use the stricter three-parameter method to be the
tolerance for optical class 1 and the two-parameter or mean sphere methods to be the tolerance for optical
class 2.
Discussion would be required to consider:
— The general approach of standards to set a minimum performance level;
— The application by country/region of different classes of product.
7 Detailed lens prism assessment methodologies
7.1 General
The result of the survey showed that only 31 % of the respondents world-wide adopted the reference test
method, although this average masked the 50 % of respondents in Europe who used this method. This is not
surprising because of the number of steps:
— the need to identify the highest principal power of the two lenses;
— the need to mark the centration points on the lenses, and the potential uncertainties in the marking and
the subsequent positioning of the spectacles on the lens support;
— the need to record the left and right readings, then calculate the prism imbalance.
A method similar to that in ISO 21987:2017, Annex C, was adopted by about 54 % of respondents world-wide,
64 % in North America. The Annex C method is both more ergonomic and physiologically more appropriate
in that it automatically considers the powers along the horizontal and vertical meridians of the weaker or
5)
second lens rather than taking the highest principal power of the two lenses in the reference test method.
The combination, however, of prismatic and centration tolerances can appear confusing until the method is
tried practically. The method is also criticized for not providing any control over yoked prisms, i.e., matching
prisms with bases in the same direction, e.g. base left or base up (see C.3.3). However, although it measures
them, the reference test method does not specif
...
Rapport
technique
ISO/TR 11797
Première édition
Optique ophtalmique – Verres de
2024-11
lunettes – Mesures de puissance et
de prisme
Ophthalmic optics – Spectacle lenses – Power and prism
measurements
Numéro de référence
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Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Contexte/Introduction technique . 1
4.1 Généralités .1
4.2 Puissance .2
4.3 Prisme .2
5 Résumé des activités du groupe de travail ad hoc . 3
5.1 Contexte .3
5.2 Recherche bibliographique .3
5.3 Enquête initiale sur les pratiques d’un laboratoire de surfaçage de verres de lunettes .3
5.3.1 Généralités .3
5.3.2 Observations et conclusions de l'étude limitée .3
5.3.3 Commentaire historique .3
5.4 Enquête globale/questionnaire global (voir l'Annexe D) .4
5.5 Résumé de l'enquête globale envoyée à l'ISO/TC172/SC7/GT3 .4
6 Méthodologies détaillées d'évaluation de la puissance des verres . 5
6.1 Méthodologies à deux paramètres et à trois paramètres .5
6.1.1 Généralités .5
6.1.2 Impact des différences entre les méthodologies d'évaluation de la puissance .7
6.1.3 Méthodologies d'évaluation de la puissance prises en compte dans l'enquête.7
6.1.4 Comparaison numérique des méthodes à deux et trois paramètres .7
6.2 Méthode de la sphère moyenne (puissance sphérique équivalente) et du cylindre .8
6.3 Méthode de la sphère moyenne (puissance sphérique équivalente) et de la différence
astigmatique .9
6.4 Erreur de puissance scalaire ou de moyenne quadratique (RMS) .10
6.5 Introduction d'une approche par paliers avec différentes classes optiques .10
7 Méthodologies détaillées d'évaluation du prisme du verre .11
7.1 Généralités .11
7.2 Marquage des points de référence et incertitudes de positionnement . 12
7.3 Verres unifocaux à positionnement spécifique et verres à variation de puissance . 12
8 Résumé .13
8.1 Puissance . 13
8.2 Déséquilibre prismatique . 13
Annexe A (informative) Exemple de réalisations de prescriptions montrant les différences
entre la méthodologie de tolérance de puissance à trois paramètres (ISO) et celle à
deux paramètres (ANSI) . 14
Annexe B (informative) Laboratoire australien de surfaçage de verres de lunettes — Étude de
capacité de tolérance . 17
Annexe C (informative) Recherche bibliographique .25
Annexe D (informative) Rapport de l'enquête en ligne de l'ISO sur les méthodes de vérification
des verres - Résultats au niveau mondial .28
Annexe E (informative) Puissance de vérification, utilisation de frontofocomètres automatisés
réglés sur des incréments de 0,25 D, 0,12 D ou 0,06 D. 47
Annexe F (informative) Méthodes de détermination de l'erreur cylindrique indésirable ou de
l'erreur de puissance scalaire .49
iii
Bibliographie . 51
iv
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux
de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général
confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire
partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document
a été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2
(voir www.iso.org/directives).
L'ISO attire l'attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner l'utilisation
d'un ou de plusieurs brevets. L'ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à l'applicabilité de
tout droit de propriété revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent document, l'ISO avait reçu
notification qu'un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa mise en application. Toutefois, il y a lieu
d'avertir les responsables de la mise en application du présent document que des informations plus récentes
sont susceptibles de figurer dans la base de données de brevets, disponible à l'adresse www.iso.org/brevets.
L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié tout ou partie de tels droits de brevet.
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données pour
information, par souci de commodité, à l'intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion de
l'ISO aux principes de l'Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au
commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
L'ISO/TR 11797 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 172, Optique et photonique, sous-comité SC 7,
Optiques et instruments ophtalmiques.
Il convient que l'utilisateur adresse tout retour d'information ou toute question concernant le présent
document à l'organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes se
trouve à l'adresse www.iso.org/fr/members.html.
v
Introduction
Ce document documente les travaux entrepris par le TC172/SC7/GT3 lors de la revue systématique de
[6]
l'ISO 21987 débutée en 2014. L'adéquation et la pertinence des tolérances et des méthodologies en matière
[1] [2]
de prisme et de puissance dans l'ISO 8980-1 , l'ISO 8980-2 et l'ISO 21987 ont été examinées afin de
déterminer si ces normes relatives aux verres de lunettes restent pertinentes.
Deux groupes de travail spécifiques à la puissance et au prisme ont été créés. Ces deux groupes ont été
chargés d'examiner les tolérances et les méthodes d'essai par rapport aux pratiques actuelles du secteur, et
de procéder à une analyse bibliographique systématique. Cette recherche dans la littérature scientifique a
utilisé les mots clés «tolérances», «prisme», «puissance» et «lunettes» pour identifier et recouper les études/
résultats en lien avec les tolérances actuelles utilisées dans l'ISO 21987, l'ISO 8980-1 et l'ISO 8980-2, et pour
rechercher des valeurs appropriées pour satisfaire les exigences des porteurs de lunettes et qui pourraient
être retenues. Une enquête sur les pratiques et les rendements des laboratoires australiens (voir 5.3) a été
lancée en raison des résultats non concluants de cette étude documentaire.
Après avoir examiné la littérature disponible, les deux groupes ont décidé qu'une enquête globale du secteur
sur les tolérances et les méthodes de mesure (voir 5.4 et 5.5) aiderait à mieux comprendre les pratiques
actuelles de cette industrie, et apporterait ainsi des informations utiles à une future révision de l'ISO 8980-1,
de l'ISO 8980-2 et de l'ISO 21987. Ses conclusions pourraient contribuer à l'harmonisation de la méthodologie
privilégiée pour mesurer la puissance et le prisme lors de la vérification des verres non détourés et des
lunettes finies.
vi
Rapport technique ISO/TR 11797:2024(fr)
Optique ophtalmique – Verres de lunettes – Mesures de
puissance et de prisme
1 Domaine d'application
Le présent document décrit les méthodes actuellement utilisées pour appliquer des tolérances aux
puissances focales des verres de lunettes et les méthodes dont l'adoption peut être envisagée à l'avenir; il
décrit également les méthodes de mesure de déséquilibre prismatique (erreur prismatique relative) entre
les verres montés dans une paire. Les résultats d'une enquête de 2014 portant sur la capacité de fabrication
en matière de puissance des verres et d'une enquête internationale en ligne datant de 2018 sont examinés,
de même que de nouvelles méthodes possibles pour appliquer des tolérances à la puissance focale des verres
de lunettes.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu'ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour
les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 13666, Optique ophtalmique — Verres de lunettes — Vocabulaire
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions de l'ISO 13666 s'appliquent.
L'ISO et l'IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en normalisation,
consultables aux adresses suivantes :
— ISO Online browsing platform:disponible à l'adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia:disponible à l'adresse https:// www .electropedia .org/
4 Contexte/Introduction technique
4.1 Généralités
Les tolérances et la méthodologie pour l'évaluation de la puissance du verre et du prisme dans les normes ont
varié d'un pays à l'autre, ce qui a donné lieu à la définition de critères différents pour les normes nationales
locales et les normes internationales. Il peut en résulter des problèmes potentiels et des obstacles au
commerce, car un produit distribué à l'échelle mondiale peut être évalué et qualifié en fonction de critères
de qualité différents de ceux appliqués dans le pays d'origine des marchandises.
[6]
Lors de la révision de l'ISO 21987 en 2014 et de l'édition publiée en 2017, l'adéquation et la pertinence
des tolérances et des méthodologies relatives au prisme et à la puissance ont été discutées. Des groupes de
travail spécifiques à la puissance et au prisme ont été mis en place pour aider à déterminer la pertinence
des normes relatives aux verres de lunettes. Ces deux groupes ont été chargés d'évaluer les tolérances
et les méthodes d'essai à la lumière des pratiques actuelles et de procéder à une analyse bibliographique
systématique en vue de guider les révisions futures.
4.2 Puissance
Jusqu'à présent, les tolérances de puissance du verre dans les normes ISO et les normes nationales
régionales n'ont jamais été harmonisées. Les valeurs de tolérance autorisées et la méthodologie relative à
leur application aux puissances mesurées sur un verre varient d'un pays à l'autre. De nombreuses tentatives
d'harmonisation ont été faites par le passé, sans succès.
Deux méthodes différentes sont actuellement utilisées pour mesurer et appliquer les tolérances dans
l'évaluation de la puissance frontale arrière des verres de lunettes. Pour comprendre ces méthodologies,
il est important de comprendre d'abord la formulation de la puissance des verres et les deux différentes
conventions de cylindre qui sont appliquées/utilisées dans le secteur. Ces points sont abordés en détail à
l'Article 6.
Les deux différentes méthodes d'évaluation de la puissance des verres et d'application des tolérances sont
les suivantes.
— Méthodologie à trois paramètres (valeur de la sphère du méridien 1, valeur de la sphère du méridien 2 et
valeur de la puissance cylindrique).
Cette méthode utilise les deux puissances principales/méridiens principaux du verre et applique une
tolérance de ± X à chaque puissance sphérique principale séparément, par exemple, F ± X de tolérance et
F ± X de tolérance. Si un verre répond à ces critères, un second niveau de tolérance est alors appliqué à
la valeur du cylindre (ou à la différence absolue entre F et F ), ABS(F -F ) ± Y de tolérance, ou exprimé
1 2 1 2
comme Cyl ± Y de tolérance.
— Méthodologie à deux paramètres (valeur du méridien de la sphère et valeur de la magnitude du cylindre)
Cette méthode applique une tolérance de ± U à un seul des méridiens principaux en puissance du
verre. Elle s'applique à la puissance sphérique du méridien (déterminé par la convention du cylindre
utilisée, telle que décrite à l'Article 6), par exemple:Sph du méridien ± U de tolérance . Elle applique
ensuite une tolérance à la valeur du cylindre (ou à la différence absolue entre F et F ), par exemple
1 2
Cyl ± V de tolérance. Cela signifie que la tolérance sur la puissance du méridien principal secondaire est
effectivement U + V, soit une tolérance supérieure à celle de la méthode à trois paramètres.
Il est important de noter que lors de la vérification de la puissance du verre, les résultats de conformité/
non-conformité sont influencés par la méthodologie employée pour la tolérance de la puissance des verres
et, pour la méthodologie à deux paramètres, par la convention du cylindre appliquée pendant la mesure. Il
est également important de noter que les puissances des verres de lunettes étant commandées selon une
puissance sphérique et une puissance cylindrique, il est logique que ces deux paramètres soient vérifiés.
L'Annexe A présente des exemples spécifiques où des verres donnés sont soit acceptés, soit rejetés, en
fonction de la méthodologie et de la convention du cylindre utilisées.
4.3 Prisme
[6] [7][8]
Lors de l'élaboration initiale de l'ISO 21987 , seul le Royaume-Uni, avec les documents BS 2738-1 et
[9]
ANSI Z80.1 , disposait de normes sur les verres montés. Par conséquent, lors de la rédaction de 5.3.5,
la majorité du groupe de projet, qui était familiarisée avec l'application de l'ISO 8980-1 aux verres non
détourés, a souhaité copier sa philosophie dans la mesure où l'ISO 21987:2017, 6.6 a), spécifie effectivement
qu'il convient de vérifier le déséquilibre prismatique en contrôlant les effets prismatiques aux points de
référence qui, dans ce cas, sont les points de centrage.
Les tolérances figurant dans le Tableau 5 de l'ISO 21987:2017 et illustrées par les Figures 1 et 2 sont écrites
sous deux formes. Il existe des valeurs constantes de déséquilibre prismatique pour des puissances focales
principales faibles et pour des puissances focales fortes, puissances prismatiques modulées par la règle de
Prentice. Il s'agit en fait d'une erreur de positionnement donnée par le multiplicateur (en cm), qui est de 2 mm
(0,2 cm) horizontalement et 1 mm (0,1 cm) verticalement. En revanche, dans l'Annexe C de l'ISO 21987:2017,
les tolérances sont exprimées directement sous la forme d'une erreur de déséquilibre prismatique ou d'une
erreur de distance de centrage/d'alignement vertical.
5 Résumé des activités du groupe de travail ad hoc
5.1 Contexte
Le présent article examine les activités entreprises par le groupe de travail ad hoc et les principaux résultats
obtenus. Les trois principaux domaines de travail concernaient la recherche documentaire, l'analyse des
capacités d'un laboratoire de surfaçage/de montage (détourage et montage) et la réalisation d'une enquête
globale/d'un questionnaire global auprès de l'industrie, comme indiqué ci-dessous.
5.2 Recherche bibliographique
Les articles trouvés lors de la recherche documentaire ont servi de base à l'élaboration de la version révisée
et élargie de l'Annexe C.
5.3 Enquête initiale sur les pratiques d’un laboratoire de surfaçage de verres de lunettes
5.3.1 Généralités
Une étude limitée a été entreprise à partir de juillet 2014 en Australie pour examiner les tolérances/
pratiques appliquées dans un laboratoire de surfaçage de verres de lunettes typique afin de déterminer si
les valeurs de tolérance appliquées étaient appropriées par rapport à la capacité du procédé. L'impact lié à
la réduction ou à l'augmentation des tolérances a également été évalué – voir les Annexes A et B. Ce travail
a été effectué principalement pour examiner l'effet de l'harmonisation des tolérances de puissance ANSI
et ISO appliquées aux valeurs de puissance de la sphère et du cylindre, sans examiner spécifiquement les
différences de méthodologie. Les données pourraient être réévaluées pour d'autres méthodes d'application
des tolérances, mais il serait judicieux d'obtenir de nouvelles données étant donné que les processus de
fabrication ont changé de manière significative depuis la collecte des données initiales.
5.3.2 Observations et conclusions de l'étude limitée
Voir l'Annexe B pour les données et les conclusions complètes. Un résumé des conclusions est présenté ici.
Un rendement de 96 % a été obtenu en utilisant les tolérances ISO, mais en appliquant la méthode à deux
paramètres pour la vérification des puissances sphériques et cylindriques quand transposé en cylindre
négatif – voir l'Article 6.
L'analyse des rejets montre que dans les plages de puissance inférieures (0 à ±6D), la très légère modification
de la tolérance de puissance de 0,12D dans l'ISO à 0,13D dans l'ANSI permettrait de récupérer environ 46 %
des rejets dans cette catégorie (voir les résultats de l'Annexe B, Tableau B.3).
Les graphiques des résultats B.4 de l'Annexe B montrent que le rendement est fortement affecté par
l'utilisation de tolérances plus strictes.
Les rejets liés à la puissance sphérique sont plus fréquents que les rejets liés à la puissance cylindrique (75 %
contre 25 %).
L'écart important dans l'analyse du graphique des cylindres reflète l'absence de travaux de surfaçage sur
prescription en laboratoire dans la gamme de prescriptions de faible puissance/ faible cylindre, qui est
largement occupée par les produits de type verres finis de stock.
5.3.3 Commentaire historique
Les verres de lunettes sont généralement disponibles par incréments de 0,25 D. Il est donc logique que la
tolérance sur la puissance soit fixée à la moitié de cet intervalle, c'est-à-dire 0,125 D. Comme l'industrie ne
travaille qu'avec deux décimales, de nombreux pays et les normes ISO ont utilisé 0,12 D comme tolérance
sur la plupart des puissances sphériques et cylindriques, bien qu'aux États-Unis, 0,13 D ait été généralement
utilisé. L'Annexe B fournit des données sur l'augmentation des rendements qu'entraînerait un ajout de 0,01 D.
5.4 Enquête globale/questionnaire global (voir l'Annexe D)
L'examen de la littérature disponible n'a pas permis de tirer de conclusions fermes sur la méthodologie de
mesure de la puissance focale et du déséquilibre prismatique, ou sur les tolérances à appliquer. Le groupe de
travail de l'ISO sur les verres de lunettes a donc décidé qu'une enquête auprès de l'industrie (optométristes,
distributeurs, magasins d’optique et fabricants) l'aiderait à mieux comprendre les pratiques actuelles de cette
dernière, ce qui permettrait d'alimenter le présent rapport technique à prendre en compte lors de la future
révision des normes pertinentes utilisées par l'industrie, en particulier l'ISO 21987 (Verres ophtalmiques
montés), l'ISO 8980-1 et l'ISO 8980-2.
Le questionnaire a été élaboré pour recueillir des données sur les pratiques réelles du secteur, la
connaissance et l'interprétation des normes, en mettant l'accent sur les domaines de la puissance du verre
et de l'évaluation du prisme. Le questionnaire a été diffusé dans le monde entier en 2018. La réalisation et
l'analyse de l'enquête se sont heurtées à un certain nombre de limites. Parmi celles-ci figurent notamment
la représentation disproportionnée des pays de l'ISO et de la très forte représentation de certains pays.
Certaines de ces limites ont été surmontées en normalisant les données.
Les résultats, qui sont présentés à l'Annexe D, ont été examinés lors des réunions de l'ISO TC 172/SC7/GT3 à
Dallas en novembre 2019.
Le groupe de travail (GT) a décidé de préparer un résumé (voir ci-dessous) afin de fournir la base des
recommandations pour ce rapport technique.
5.5 Résumé de l'enquête globale envoyée à l'ISO/TC172/SC7/GT3
Plus de 70 % des pratiques industrielles utilisent une méthodologie à deux paramètres (sphérique et
cylindrique) pour la tolérance en puissance.
Une grande partie des personnes interrogées utilisent des incréments de 0,25 D ou 0,25 Δ pour mesurer les
verres (81 % pour la puissance et 60 % pour le prisme).
Les résultats de l'enquête montrent que 95 % de l'industrie travaille aujourd'hui dans la convention du
cylindre négatif.
(La méthodologie à deux paramètres donne lieu à des situations où certaines commandes de verres
spécifiques satisfont aux exigences de tolérance de puissance lorsqu'ils sont évalués en appliquant la
convention du cylindre négatif, mais ne satisfont pas aux exigences de tolérance lorsqu'ils sont évalués en
appliquant la convention du cylindre positif (voir l'Annexe A). Ce problème peut être résolu en énonçant
clairement la convention du cylindre utilisée. Par le passé, comme un pourcentage plus important du secteur
travaillait avec la convention du cylindre positif, la différence entre la méthodologie de contrôle de puissance
à deux ou à trois paramètres avait un impact plus important. Dans la mesure où 95 % du secteur travaille
à présent avec la convention du cylindre négatif, la fréquence de ces situations contradictoires de résultat
conforme/non conforme est minime).
En général, la pratique et la méthodologie de vérification des prismes varient considérablement, avec
diverses procédures et «interprétations» de la norme, la plupart d'entre elles employant une méthodologie
différente de la méthode de référence spécifiée dans la norme.
Une part importante (41 %) du marché a fait preuve d'un manque de compréhension des valeurs de puissance
de vérification «compensée» et de vérification du prisme. (Il est probable que bien plus de commandes de
verres correctement réalisées soient rejetées pour des raisons de conformité de la puissance plutôt que pour
des raisons liées à la mise en œuvre d'une méthodologie de contrôle de puissance à deux paramètres).
L'enquête suggère que pour la prochaine révision, le groupe de travail de l'ISO sur les verres de lunettes
pourrait prendre en considération les points suivants :
— en ce qui concerne les articles relatifs à la tolérance de la puissance focale dans les normes, sur la base de la
pratique générale utilisée dans l'industrie, il serait utile d'envisager une modification de la méthodologie
pour une approche de tolérancement à deux paramètres (puissance sphérique et cylindrique). Le fait
que 95 % des industries de fabrication et de distribution travaillent aujourd'hui dans le cadre d'une
convention du cylindre négatif vient à l'appui de ce constat;
— en ce qui concerne la méthode du déséquilibre prismatique de l'ISO 21987, étant donné que la plupart des
utilisateurs n'ont pas suivi la méthode de référence actuelle de l'ISO 21987, il est clair qu'une approche
différente est nécessaire. Il est entendu qu'il ne sera probablement pas facile de parvenir à un accord sur
cette approche et qu'il ne sera donc peut-être pas possible de définir une méthode de référence unique.
Cependant, il serait logique que la méthode de référence indiquée dans la norme reflète la méthode
pratique majoritairement employée par le secteur;
— compte tenu de la confusion qui règne encore dans le secteur en ce qui concerne la vérification des
puissances par rapport aux valeurs commandées ou aux valeurs de vérification (fournies compensées),
il serait utile de mettre au point des supports didactiques appropriés et toute révision future de la norme
pourrait viser à clarifier ce point;
— l'enquête réalisée a permis d'obtenir une base de données d'informations utiles qui peuvent être
consultées et utilisées par le GT3 comme référence lors de la révision/création d'autres normes. Un
rapport plus détaillé des résultats de l'enquête pour l'ensemble des 18 questions figure à l'Annexe D.
6 Méthodologies détaillées d'évaluation de la puissance des verres
6.1 Méthodologies à deux paramètres et à trois paramètres
6.1.1 Généralités
Pour décrire les puissances des verres de lunettes, on considère que le verre a deux méridiens principaux
avec des puissances frontales arrières F et F et leurs orientations sont donnés par rapport à un axe de
1 2
référence horizontal. (Dans le cas de puissances de verres sphériques, F et F sont toujours nominalement
1 2
identiques). Deux conventions principales sont utilisées dans le secteur; elles dépendent du méridien utilisé
comme référence. L'exemple utilisé ci-dessous est celui d'un verre dont les puissances principales frontales
1)
arrières sont de +3,00 et +1,00 à 170° et 80 .
1) Le signe du degré est souvent omis, afin d'éviter toute confusion entre, par exemple, un 10° mal écrit et un 100 ou
vice-versa.
Légende
A puissance le long du méridien 170° = +3,00 D
B Méridien de référence 0 – 180°
C puissance le long du méridien 80° = +1,00 D
Figure 1 — Diagramme montrant les principaux méridiens de puissance
— Convention du cylindre «négatif» – Cette convention prend le méridien principal de puissance la plus
positive (ou la moins négative) comme méridien «sphère» et le méridien de puissance la moins positive
(ou la plus négative) comme méridien principal secondaire. La valeur cylindrique est la différence entre
la puissance de ce méridien principal secondaire et la puissance du méridien de la sphère, et a donc une
puissance négative.
Dans cet exemple, les deux puissances principales sont +3,00 et +1,00, le méridien +3,00 étant considéré
comme le méridien de puissance de la «sphère»; sa puissance se situe le long du méridien à 170 degrés
du méridien de référence – voir Figure 1. La puissance du verre est donc décrite par Sph +3,00/Cyl -2,00,
ainsi que par un axe du cylindre de 170, perpendiculaire à l'orientation du deuxième méridien principal
et parallèle au méridien principal de la sphère.
— Convention du cylindre «positif» – Cette convention prend le méridien de puissance la plus négative
(ou la moins positive) comme méridien «sphère» et le méridien principal secondaire comme méridien de
puissance la plus positive ou la moins négative. La valeur cylindrique est la différence entre la puissance
de ce méridien principal secondaire et la puissance du méridien de la sphère, et a donc une puissance
positive.
Dans cet exemple, les deux puissances principales sont +3,00 et +1,00, le méridien +1,00 étant considéré
comme le méridien de puissance de la «sphère»; sa puissance se situe le long du méridien à 80 degrés
du méridien de référence – voir Figure 1. La puissance du verre est donc exprimée par Sph +1,00/
Cyl +2,00, ainsi que par un axe du cylindre de 80, également perpendiculaire à l'axe dans la convention
des cylindres négatifs.
Les deux méthodes actuelles d'évaluation de la puissance du verre et d'application des tolérances ont
été décrites à l'Article 4. En fonction de la méthode choisie (méthode à deux ou trois paramètres) et
de la convention du cylindre utilisée, le critère de conformité/non-conformité est affecté, et des verres
spécifiques évalués pour la puissance et satisfaisant un ensemble de conditions peuvent être rejetés
lorsqu'une autre méthode est appliquée. L'Annexe A présente des exemples spécifiques de ce type de
situation.
6.1.2 Impact des différences entre les méthodologies d'évaluation de la puissance
— Les exigences des normes relatives aux verres de lunettes varient d'un pays à l'autre en fonction de la
méthodologie utilisée dans une norme particulière.
— Les conséquences sur le rendement et le coût de traitement sont les suivantes:la méthode de tolérance
à trois paramètres risque de rejeter un faible pourcentage de verres qui seraient passés dans le cas de
la méthode à deux paramètres. Des verres fabriqués et contrôlés selon l'approche à deux paramètres et
satisfaisant à un critère de qualité de fabrication peuvent être rejetés par un utilisateur final qui applique
une méthodologie à trois paramètres pour les évaluations de la qualité lors du contrôle de réception. (Ce
cas est montré dans les exemples donnés à l'Annexe A).
— En cas de différences dans les instruments utilisés pour déterminer la puissance du verre, certains
instruments peuvent mesurer et donner les résultats relatifs à la puissance des verres suivant l'une ou
l'autre des deux méthodologies ci-dessus. Ces instruments peuvent enregistrer et afficher les résultats
dans les formats à deux ou trois paramètres. Ces instruments sont généralement plus sophistiqués et
plus coûteux. De nombreux instruments servant à mesurer la puissance du verre (frontofocomètres)
sont configurés pour déterminer et rapporter la puissance des verres en utilisant l'approche «à deux
paramètres», c'est-à-dire les valeurs de sphère et de cylindre. En général, ces instruments sont plus
simples à utiliser et plus abordables. Souvent, plusieurs unités sont installées dans des laboratoires de
fabrication de verres et ces types d'instruments sont également plus susceptibles d'être utilisés dans
l'environnement d'un professionnel de la vue ou d'un magasin.
— Interprétation et «facilité d'utilisation»:lorsque l'instrumentation ne prend pas en charge l'approche
à trois paramètres, il est plus compliqué de calculer et d'appliquer cette méthodologie si la norme
référencée l'exige.
— Lorsque des frontofocomètres à mise au point manuelle sont utilisés, il peut être difficile de déterminer
avec précision la puissance du verre pour chaque méridien en raison de l'incrément entre les graduations
et de la résolution couramment utilisée par ces instruments, ainsi que de l'interprétation subjective des
deux positions de focalisation par l'opérateur. Pour des raisons historiques, l'approche à deux paramètres
étant plus simple, elle est souvent appliquée avec ces instruments.
6.1.3 Méthodologies d'évaluation de la puissance prises en compte dans l'enquête
Bien que les méthodes de vérification à deux paramètres et à trois paramètres soient les plus couramment
utilisées, et donc les plus étudiées dans le cadre de l'étude menée au niveau mondial et détaillées dans le
présent document, d'autres méthodes d'application des tolérances qui pourraient être envisagées dans les
futures révisions des normes pertinentes sont résumées et présentées du 6.2 au 6.5. Le paragraphe 6.1.4
comprend une comparaison des plages de tolérance applicables à la plupart des verres selon les méthodes à
deux et trois paramètres et une méthode basée sur les puissances sphérique moyenne et cylindrique. Cela
montre que la méthode à deux paramètres a une tolérance plus souple pour le méridien principal secondaire.
6.1.4 Comparaison numérique des méthodes à deux et trois paramètres
Dans la méthode des trois paramètres, la même tolérance est appliquée aux puissances dans les deux
méridiens principaux. – voir les lignes du haut dans le Tableau 1 pour un exemple de verre de puissance
nominale Sph +3,00 D/Cyl -2,00 D, qui a une puissance nominale de +1,00 D dans le deuxième méridien
principal.
Tableau 1 — Comparaison des méthodes à trois et deux paramètres et effets sur la sphère moyenne
Puissance Puissance
Puissance Sphère
principale principale
cylindrique moyenne
primaire secondaire
Nominal +3,00 -2,00 +1,00 +2,00
Trois paramètres Erreur +0,12 correct +0,12 +0,12
ce qui donne +3,12 -2,00 +1,12 +2,12
Erreur +0,12 +0,12 +0,24 +0,18
Deux paramètres
ce qui donne +3,12 -1,88 +1,24 +2,18
On peut cependant reprocher à la méthode à deux paramètres de permettre des erreurs cumulatives sur
le deuxième méridien principal si les erreurs des puissances sphérique et cylindrique sont dans la même
direction. (L'erreur tolérée sur le deuxième méridien correspond à la tolérance sur la sphère plus la tolérance
sur le cylindre.) Ainsi, dans l'exemple ci-dessus, le verre pourrait être fabriqué comme Sph +3,12 DS/Cyl -1,88
DC donnant une puissance de +1,24 D dans le deuxième méridien principal, soit une erreur de 0,24 D; voir
les lignes du bas du Tableau 1. En outre, plus la puissance cylindrique augmente, plus la tolérance autorisée
augmente, ce qui permet à la puissance dans le deuxième méridien (et donc aussi dans la sphère moyenne)
de s'écarter encore plus de la valeur prévue.
Par ailleurs, étant donné que la méthode à deux paramètres spécifie que la convention du cylindre négatif
est utilisée, la méthode peut engendrer des tolérances différentes lorsqu'un cylindre est présent pour des
verres positifs et négatifs de même puissance absolue (c'est-à-dire lorsque les signes + ou - sont ignorés).
Dans l'exemple du Tableau 2, le verre positif a une puissance sphérique ou primaire principale plus élevée.
En prenant l'exemple du Tableau 1 de la norme ANSI Z.80, le verre positif entre dans la catégorie >6,50 D,
le verre négatif dans la catégorie <6,50 D. La méthode des trois paramètres, quant à elle, choisit toujours la
bande de tolérance sur le méridien dont la valeur absolue est la plus élevée.
Tableau 2 — Tolérances pour les verres positifs et négatifs de même puissance absolue
Puissance Puissance
Puissance Sphère
principale principale
cylindrique moyenne
primaire secondaire
Verre positif Nominal +7,50 -4,00 +3,50 +5,50
Verre négatif Nominal -3,50 -4,00 -7,50 -5,50
En résumé, la méthode à deux paramètres ne contribue pas seulement à augmenter le flou, mais introduit
également une répartition asymétrique entre les deux méridiens et une différence de tolérance entre
les verres de puissance positive et négative de même puissance absolue. Aucun de ces éléments n'a de
justification technologique ou physiologique, mais résulte de la convention de signe utilisée pour rédiger les
prescriptions et les commandes.
6.2 Méthode de la sphère moyenne (puissance sphérique équivalente) et du cylindre
Plutôt que d'appliquer les tolérances à une ou aux deux puissances principales, une tolérance peut être
2)
appliquée à la sphère moyenne . Ainsi, le résultat se situe entre ceux des méthodes à deux et à trois
paramètres. Si les tolérances sont appliquées aux deux méridiens principaux, la sphère moyenne ne peut
donc pas s'écarter de plus de cette tolérance, comme dans l'exemple en haut du Tableau 1. Pour le verre
en bas du Tableau 1, les puissances principales sont +3,12 D et +1,24 D, ce qui donne une sphère moyenne
de +2,18 D au lieu des +2,00 D commandés, ce qui est en dehors de la tolérance si l'on applique la même
valeur de 0,12 D. (Pour la sphère moyenne, la méthode à deux paramètres donne une erreur tolérée égale à
la tolérance pour la sphère plus la moitié de la valeur de la tolérance pour le cylindre.) Si la tolérance actuelle
de 0,12 est appliquée à la sphère moyenne et à la puissance cylindrique, les puissances présentant l'erreur la
plus importante sont Sph +3,12 D/Cyl -2,00 D ou Sph +3,18 D/Cyl -2,12 D (ou les équivalents d'erreur opposés)
- Voir les Tableaux 1 et 3.
2) La sphère moyenne correspond à la moitié de la somme algébrique des deux puissances principales.
Ainsi, lorsque les tolérances sont appliquées à la sphère moyenne et à la puissance cylindrique, le flou
potentiel sur la rétine du porteur est mieux contrôlé qu'avec les méthodes à deux paramètres, tout en
assouplissant les tolérances sur les méridiens individuels.
Tableau 3 — Comparaison de la méthode de la sphère moyenne sur les puissances principales et
cylindriques
Puissance Puissance
Puissance Sphère
principale principale
cylindrique moyenne
primaire secondaire
Nominal +3,00 -2,00 +1,00 +2,00
Erreur +0,18 -0,12 +0,06 +0,12
ce qui donne : +3,18 -2,12 +1,06 +2,12
Erreur +0,06 +0,12 +0,18 -0,12
ce qui donne : +3,06 -1,88 +1,18 +2,12
Erreur -0,18 +0,12 -0,06 -0,12
ce qui donne : +2,82 -1,88 +0,94 +1,88
Erreur -0,06 -0,12 -0,18 -0,12
ce qui donne : +2,94 -2,12 +0,82 +1,88
Le calcul de la sphère moyenne pour cet exemple de puissance commandée est relativement simple. Pour
d'autres puissances commandées, telles que Sph +3,25/Cyl -1,75 ou des puissances de vérification ou des
puissances mesurées telles que Sph +3,21/Cyl -1,83, la tâche est un peu plus difficile et nécessite un crayon
3)
et du papier ou une calculatrice .
6.3 Méthode de la sphère moyenne (puissance sphérique équivalente) et de la différence
astigmatique
La tolérance sur l'astigmatisme pose également problème. Actuellement, la puissance cylindrique et l'axe du
cylindre sont tolérancés comme des entités distinctes bien qu'ils agissent ensemble, des erreurs affectant
l'un, l'autre ou les deux donnant lieu à une erreur d’astigmatisme indésirable. Il est possible de le démontrer
à l'aide d'un frontofocomètre, deux puissances cylindriques à n'importe quelle orientation l'une par rapport
à l'autre, à l'exception d'un angle de 0° ou 90° compose une puissance sphéro-cylindrique. Ceci s'applique
également aux différences entre puissances cylindriques ou axes. En outre, plus la puissance cylindrique
est élevée, plus l'erreur d’astigmatisme indésirable est importante pour une même erreur d'axe du cylindre.
Pour en tenir compte, la toléranc
...
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