Brevet FR2045759A1 — publié le 19710305

La présente invention est relative à une optique avec rattrapage du déversement des images et, plus particulièrement, à une optique de ce type pour lecteur de microfilm. Il est courant dans les lecteurs de microfilm d'utiliser des com— 5 binaisons optiques qui comprennent un collimateur et un objectif travaillant à l'infini, entre lesquels est disposé un prisme de Wollaston mobile en rotation suivant l'axe optique de la combinaison ; le prisme de Wollaston est alors traversé par un faisceau de lumière parallèle. Comme il est bien connu, la rotation du prisme suivant l'aie optique fait 10 tourner l'image à une vitesse double de celle du prisme. Etant donné que le prisme doit présenter une dimension suffisante pour embrasser le champ total de l'objectif, ce prisme est souvent la pièce optique la plus onéreuse de l'ensemble de la combinaison ; en outre, ce prisme introduit des aberrations qui nuisent à la qualité de l'image formée du micro-docu-15 ment. Le but de la présente invention est de réaliser une optique avec rattrapage du déversement des images, notamment pour lecteur de microfilm qui ne présente pas les inconvénients de celles précédemment connues. L'optique avec rattrapage du déversement des images constituée 20 d'un collimateur et d'un objectif entre lesquels est disposé un prisme de Vollaston travaillant en lumière parallèle est caractérisée suivant l'invention en oe que l'objectif est du type à trois composants où deux composants convergents sont disposés de part et d'autre d'un composant divergent et en ce que ce composant divergent est fait d'un verre bicon-25 cave entouré de deux composants convergents faits, chacun, d'un doublet qui comprend vers l'extérieur un verre biconvexe et vers l'intérieur un verre biooncave. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description et des revendications qui suivent et à l'examen 30 du dessin annexé, donné seulement à titre d'exemple, où : - la Pig. 1 est une section méridienne d'un mode de réalisation d'une optique avec rattrapage du déversement des images suivant l'invention } - la Pig. 2 représente un réseau de courbes donnant le rende-35 ment énergétique de l'optique suivant l'invention conforme à 1'«temple 1 lorsque cette dernière est utilisée à 11 ouverture de f/5 et à un gran-dissement de 19 pour différents angles de champi - les Pig. 3A et 3B représentent les variations de l'aberration sphériçue et de l'astigmatisme sagittal et tangentiel, pour le mode 40 de réalisation de l'exemple 1. 70 t1588 2 2045759 Cesse il apparaît à 1*examen de la Pig. 1, l'optique avec rattrapage du déversement des images suivant l'invention donne d'un objet 0 une image I agrandie ; cette optique comprend un objectif à trois éléments comprenant au total cinq verres, un prisme de Wollaston F et un 5 collimateur C. Comme on le voit, l'objectif comprend un doublet conver-gènt de forme ménisque constitué d'un verre I biconvexe et d'un verre biconcave/ un élément simple constitué d'un verre divergent biconcave III et un doublet convergent constitué d'un verre divergent IV et d'un verre convergent biconvexe V. 10 Les valeurs numériques des divers paramètres permettant la cons truction d'un collimateur présentant une distance focale de 967» 872 sa pour une optique suivant l'invention, sont données dans le tableau suivant : Elément * n_, ' ^ * rayon (mm) * épaisseur 5 S I JSi S t- fc / v S ï « i t t I t —i : -«— — t—« 1 t t t s Rçj « 406,65 t s 1 C * 1,519 1 64,5 5 1 E 5,000 1 : t * x s x C * x x x s R„„ » 2126*5 i i x x x > t : Sans ces conditions, le prisme âa Vollaston eat disposé â 13 m 15 en arrière du collimateur et à 7 mm en avant de l'objectif. Si nécessaire, l'objectif est monté de manière & pouvoir tourner suivant son axe par rapport à. l'objet. Etant donné que l'objet est disposé dans le plan focal de l'objectif, le faisceau lumineux qui sort de ce dernier est pratiquement 20 parallèle f ce faisceau parallèle se réfracte sur la face inclinée du prisme puis se réfléchit sur sa base avant de se réfracter de nouveau sur l'autre face inclinée du prisme pour se diriger vers le collimateur. S'il y a lieu, le collimateur peut aussi tourner avec le prisme. Pour oe mode de réalisation de l'optique avec rattrapage du 25 déversement des images, on se sert d'un prisme de ¥ollaston fait d'un verre qui présente un indice de réfraction, pora> la raie E, égal à 1,726 et d'une constringenoe de 29 s3» faces du prisme font un angle de 45° avec la base dont la longueur est de 65,5 »■ i 1& hauteur de ce prisme est de 23,5 «a et sa largeur de 31»0 ma. 30 La base du prisme est disposée à 5 au-dessous de l'axe optique. Un rayon paraxial issu de l'objectif qui pénètre dans le prisme à 5 ■■ de la base, en ressert à 13 an de oette dernière et rencontre le collimateur BAD ORIGINAL 70 11588 3 2045759 à & an au-dessus de son axe. Le collimateur et l'objectif présentent des axes parallèles de manière que l'image ne se déplace pas latéralement lorsqu'elle tourne ; il faut donc que les axes optiques de l'objectif et du collimateur ne 5 soient pas confondus ; le décallage des axes de l'objectif et du collimateur permet de réduire les dimensions du prisme et, par conséquent", celles du collimateur ; ceci permet de diminuer notablement l'encombrement du dispositif et de réaliser des économies non négligeables tout en ne perdant rien sur les qualités de l'optique. Les aberrations résultant de 10 ce décallage des axes optiques de l'objectif et du collimateur ne sont pas très importantes car la vergence du collimateur est faible. Les valeurs des paramètres de l'objectif, pour une distance focale de 100 mm, sont données dans le tableau suivant où n^ représente l'indice de réfraction des verres pour la raie E,^ désigne la constrin-15 gence, H le rayon de courbure des dioptres, T l'épaisseur des verres et S l'intervalle entre ceux-ci, ces paramètres étant affectés d'indices croissant dans le sens opposé de celui de la propagation de la lumière. * Verre t ! ^ s s t t o ' Rayons (mm) Epai sseurs et : intervalles : (mm) : t : I 4 1 1,700 t : i 56,1 j Hr44,5J t : t T.,-9,35 : : t S t • • : \ Hg-82,92 : t 1 II : • m j 1,578 i t t 41,4 e • . s E =628,0 v2»55 ; t t t t t s 8,-5,01 t t E4=-61,10 ' III t i 1,578 m • : • • 41,4 i R5=36,20 t Î R6—787,6 T3-2,87 | t : . t • m ! s i « S2=5»64 ; : * IV 1,654 • » « 33,8 V2»55 ! s î v 1,749 • « • : 43,9 1^=31,68 : T5«12,45 ; • • t : Rg=-51,18 : • • L'objectif réalisé conformément aux valeurs précédentes convient particulièrement bien pour le prisme et le oolliaateur précédents j si 20 cet objectif présente une distance focale, de 50, 926 mm et est utilisé 70 11588 4 2045759 arec une ouvertura relative maximale» de f/5V l'optique suivant 18invontioia présente un grandi sseœent de 2. Le réseau de courbes de la Fig„ 2 permet d'évaluer les performances de l'optique suivant l'invention puisqu'il résulte de calcule d® .5 plusieurs centaines de march.es de rayons traversant l'optique ai issus de points variés du champ ; on ports sur le graphique le pourcentage des rayons issus de chaque point d® la source qui forme une image dans cae tache de dimensions déterminées. Le réseau de courbes ainsi obtenu pour différents angles de champ donne trne représentation précise de la q-oa-10 lité de l'objectif. Comme il apparaît en examinant la Fig. 2, 85 $ de tous les rayons issus d'un point du champ situé à 14,8 0 sont contenus dans une iacfe® dont le diamètre est de 20 ju Comme on le voit en examinant les courbes de la Fig. 3, la qua-15 lité de la correction des aberrations est tell® que l'aberration opiiéri-que pour la raie E du spectre est inférieure à 5/1000 de la distames focale à l'ouverture maximum et que l'astigmatisme sagittal et tangentiel est aussi inférieur à 5/1000 de la distance focale pour le champ maximum. La distorsion ne dépasse jamais 6/10.000; bien que l'optique sui C'est ainsi que l'aberration sphérique pour la rai® E de l'objectif seul est approximativement de 5/1.000 ©t que l'astigmatisme sagittal et tangentiel ne dépasse pas 3,5/1 .000 d@ la distance focale de l'etsjec-25 tif î la distorsion reste toujours inférieure à 3/10.000. 1 Verre 1 3 t mE Kayon (mm) i Epaisseurs et: t intervalles s s : s (mm) : s" : Hr39,43 V-63,42 t t * I s s f 1,70 56,1 ; ft-10,62 î ! II * S 3 1,578 41,4 C. B,«114,3 : v2'^ ; t 3 ! 3,-3,37 • . 3 B —67,17 ! ni 1 s : : i s i 1,578 41,4 4 1^33,60 a,=3i1,8 1 T «2,80 1 t 3 Ï : v*'72 ; î Iv ! 1,654 33,8 O ; v6'81 ; H7=31,51 R8—55,87 i Y Î t : : : 1,749 43,9 ; T5-8,59 ; t i 70 11588 5 2045759 Lorsqu'on utilisa un objectif conformément au tableau qui précède, et qui possède une distance focale de 77»79 »»» à l'ouverture relative maximale de f/7» on obtient un grandissement de 12 pour l'optique suivant l'invention. La correotion de cette optique conforme & ce deuxième exem-5 pie est telle que l'aberration sphérique, l'astigmatisme sagittal et tangentiel sont toujours inférieurs à 3»5/l»000 de la distance focale et que la distorsion n'atteint jamais 1/1.000. Comme c'était le cas à propos du premier exemple, l'objectif, qu'il soit ou non asBooié au collimateur et au prisme, est très bien cor-10 rigé des aberrations et son aberration sphérique est toujours inférieure à 3/1.000, son astigmatisme sagittal et tangentiel est inférieur à 0,6/1.000 et sa distorsion de l'ordre de 6/1*000. Lorsqu'on utilise une optique aveo. rattrapage du déversement des images suivant l'invention sur tin lecteur de miorofilm, son agencement 15 est tel que l'on peut lui adapter des objectifs d® vergence variée de manière à pouvoir obtenir toute une gamme de grandissements. Habituellement le prisme et le collimateur sont montés de manière à tourner suivant l'axe de l'objectif et l'ensemble de l'optique est réglable pour assurer la mise au point de l'image sur l'éoran de lecture. 20 S'il y a lieu l'appareil auquel l'optique suivant l'invention est associée est oonçu de manière à obtenir un réglage automatique de la lumination de l'objet pour adapter son éclairement à la vergenee de l'objectif est utilisé. 70 11588 6 2045759 10 15 R E V E F II I C ATI 08 S - 1» - Optique avec rattrapage du déversement des images constituée d'un collimateur et d'un objeotif entre lesquels est disposé un prisme de Vollaston travaillant en lumière parallèle caractérisée en ce que l'objectif est du type à trois composants où deux composants convergents sont disposés de part et d'autre d'un composant divergent et en ce que ce composant divergent est fait d'un verre biconcave entouré de deux composants convergents faits, chacun, d'un doublet qui comprend vers 1'extérieur un verre biconvexe et ve: l'intérieur un verre biconcave. 2. - Optique conforma à la revendication 1, caractérisé® en ce que les paramètres n^ indioe des verres ,\î constringence des verres, H rayon de courbure des dioptres, T épaisseur des verres et S intervalle entre les verres affeotés d'indices croissant dans le sens opposé s celui de la propagation de la lUEière satisfont au tableau suivant s Yerre : s s » 8 0 t t : I i t S t 1,700 t t t 56,1 * II t t J 1.578 J 41,4 i t t ni t t i t t » •. 1,578 » t t 41,4 > t i IV » 1,654 * S 33,8 1 V t I t I 1,749 ; i t 43,9 Bayons (mm) ^-44,53 . R2«-82,92 s T1=9,35 628,0 S4=~6l,,10 ! v2'55 ; s.,-5,01 R5-36,20 s T3»2,87 « S2-5,64 R6--'787,6 E?=31,68 : T4=2,55 Rg—51,18 \ T5=12,45 Epaisseurs : et inter- : vallas (mm) s 3. — Optique conforme à la revendication 1, caractérisée en ce %ue les paramètres n^, indice des verres,^ coastringaase des verres, B rayon de courbure des dioptres, T épaisseur des verres, et S intervalle entre les verres affectés d'indices croissant dans le sens opposé 20 à celui de la propagation de la lumière satisfont au tableau suivant : BAD ORIGINAL. 70 11588 7 2045759 : Verre : « »E : j Bayons (nm) t f> 9 Epaisseurs et intervalles î («m) • • : R.,-39,43 t l 1 I ! 1,700 56,1 • • • ; Tr10»62 Î II : 1,578 41,4 : Hg»-63,42 • • : : t Tg-2,44 : : r t ; R3-H4,3 I R4~67,17 j R5«33,60 s ; Rg-311,8 ; sr3»37 : t i III » 1,578 t » t 41,4 t T3=2,80 i : : : S2«4>72 t i : » * m • s IV s 1,654 • • : 33,8 J R?-31,51 : 1^=6,81 I t : : V * 1,749 : 43,9 • • ' Rg—55,87 ' *5=8,59 ' t i 4. - Optique conforme à l'une quelconque des revendications 1 à. 3»caractérisée en ce que le prisme est mobile en rotation suivant un axe parallèle à l'axe optique.