Brevet FR2053187A1 — publié le 19710416

La présente invention concerne un objectif à distance focale variable permettant de photographier à de très faibles distances. Dans les objectifs à distance focale variable clas-5 siques qui comprennent un objectif de focalisation convergent, un objectif de variateur divergent, un objectif de compensateur divergent et un objectif de relais convergent, placés dans cet ordre de l'avant vers l'arrière, on déplace vers l'avant l'objectif de focalisation pour mettre au point sur un objet extrê-10 mement rapproché. Pour mettre au point avec un tel dispositif sur un objet placé à une distance très faible, par exemple à quelques centimères ou quelques millimètres, il faut augmenter de façon excessive l'ouverture de l'objectif de focalisation, et la correction des aberrations optiques devient très difficile. 15 Aussi, la plage de focalisation la plus rapprochée de ces dispositifs classiques est-elle de l'ordre de 1 mètre. la présente invention concerne un objectif à distance focale variable permettant de photographier des objets très proches en éliminant les défauts présentés par les objectifs 20 classiques, sans augmenter la longueur totale de l'objectif et sans nuire à la correction des erreurs. Il permet de photographier un objet placé entre l'infini et une distance très réduite. Une caractéristique de l'invention réside en ce que l'objectif de relais du dispositif se divise en deux groupes 25 de lentilles convergents, un groupe avant mobile et un groupe arrière. Selon une autre caractéristique de l'invention, on met au point sur un objet placé entre l'infini et la plage de focalisation habituelle en déplaçant l'objectif de focalisation vers l'avant et sur un objet placé plus près que cette plage de foca-30 lisation habituelle, en déplaçant le premier groupe de lentilles de l'objectif de relais vers le plan image ou de focalisation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui va suivre donnée en référence aux dessins annexés sur lesquels les dimensions sont en cm: 35 La figure 1 est un schéma d'un objectif à distance focale variable selon l'invention ; les figures 2, 3 et 4 sont des schémas représentait 70 27510 2053187 les relations qui existent entre les objets et leurs images focalisées par les divers objectifs ; - la figure 5 est une vue schématique d'un mode de réalisation de la présente invention ; et 5 - les figures 6 et 7 représentent les courbes d'aber ration lorsque la distance focale est la plus courte, les objets étant respectivement à l'infini et à 12,5 cm. Sur la figure 1, l'objectif à distance focale variable selon l'invention comprend un objectif de focalisation convergent 10 F, un variateur divergent A, un objectif de compensateur divergent C et un objectif de relais L formée de deux groupes convergents avant et arrière 1^ et L2 » le premier groupe étant mobile, lorsqu'on fait varier la focale, la lentille de variateur A coulisse comme représenté par la flèche en trait interrompu, 15 l'objectif de compensateur C se déplaçant alternativement comme représenté par la flèche en trait interrompu, lorsqu'on foca-• lise, l'objectif de focalisation F coulisse comme indiqué par la flèche pour mettre au point à une distance habituelle en venant de la position de focalisation d'un point à l'infini. Pour une photo-20 graphie à une distance très courte, l'objectif F coulisse vers sa position avant extrême et le groupe avant 1^ vers le plan image, comme représenté par la flèche. Sur la figure 2, le point P^ est le point le plus rapproché dont on puisse faire l'image lorsque l'objectif F 25 est dans sa position extrême avant ; l'image du point P^ est alors le point . l'image du point P^ qui est plus près de l'objectif de focalisation, est au point Q2. Ces points et Q2 servent à leur tour d'objets pour le variateur A et le compensateur C de l'objectif et donnent des images R^ et R2 représen-30 tées sur la figure 3. Ces images R^ et R^ servent à leur tour d'objets pour le relais 1 qui en forme des images et S2 dans sa position normale, la pellicule se trouve en S^ , de façon que le premier objet P^ ait une image correcte sur la pellicule, mais l'objet P2 plus rapproché de la lentille de focalisation 35 n'est pas au point sur la pellicule, sur laquelle ne se trouve pas son image. 70 27510 3 2053187 La présente invention s'appuie sur l'observation que l'objet peut avoir une image placée en S1, image de l'objet R.j comme on l'a vu plus haut, lorsque le relais L est divisé en deux, groupes de lentielles avant et arrière 1^ .et et lorsque le groupe avant 1^ coulisse vers le plan image. Dans ce cas, le déplacement X satisfait à la relation : 10 laquelle m = X = dans C(Z - eAC) m(m + 2L^) m + C " eAC + Z 15 z _ A^F " ePA) A + F " eFA e^, = distance entre les points principaux du variateur A et du compensateur C dans une position donnée à focale déterminée, 20 e,,. = distance entre les points principaux de la lentille F et r A du variateur A dans une position donnée à focale déterminée, et L2 = distances focales des groupes de lentilles avant et arrière et L^, C = distance focale du compensateur C, 25 A = distance focale du variateur A, F = distance focale de l'objectif de focalisation F. (une relation relie e^ et e^c de façonvà maintenir fixe le plan de focalisation lors de la variation de la focale). L'objectif F, le variateur A et le compensateur C 30 sont analogues à ceux qui servent dans les dispositifs classiques, de sorte qu'on peut convenablement corriger les erreurs sans augmenter le diamètre de l'objectif de focalisation, ni les dimensions totales du dispositif. Dans les objectifs du type décrit, l'axe central d'un faisceau de lumière décalé recoupe l'axe op-35 tique en avant du relais, autorisant ainsi une bonne correction des erreurs sans trop modifier l'astigmatisme, même lorsque le groupe avant du relais vient à proximité du point où l'axe 70 27510 4 2053187 central du faisceau de lumière décalé recoupe l'axe optique. Il convient à l'examen d'utiliser le groupe avant L.| dont l'indice de réfraction est plus élevé et qui permet de réduire le déplacement pour les photographies rapprochées ; mais si l'indice de réfraction devient trop élevé, l'aberration sphérique devient trop importante pour qu'on puisse la négliger. Aussi choisit-on la distance focale 1^ du groupe avant pour qu3ell satisfasse à la relation : L S -L. F A ■s-i-a s ——- ———- -f e 1 vr a + p m o dans laquelle Zq = rapport de variation de focale, 15 ■ e'^Q = distance entre les points principaux du variateur A et du compensateur C en position de grand angulaire, On peut alors empêcher les effets néfastes de l'aberration sphérique de façon à corriger correctement les erreurs dans les photographies très rapprochées. 20 la figure 5 représente un mode de réalisation de l'in vention et les valeurs déterminées figurent ci-dessous. • Distance focale f = 11 - 26,5 ; ouverture relative : 1:1,8 ; rapport de variation =2,5 25 30 35 varre = 146,16 2^ = 1,40 SP 13 R2 = 36,2? °2 =4,50 SSK 5 B3 = -182,19 = 0.20 s? = 40,85 D4 = 3, 00 SK 14 Hc « 353,33 = Variable 70 27510 a6 . 106> 25 2053187 D6 = 0,90 SK 7 R? = 23,-36 D? = 2*00 Hg = -30,59 Dg = 1, 00 SSK 2 R9 = 15, 3A D9 = 1, 75 SP 13 R10 = 30'41 D10 = variable H. 11 - -53,7* D1X = 0,90 SK 14 R. 12 = -496,35 D12 j= variable r13 » 61,00 D13 = 1, 50 LAK 01 ®14 = "35,43 =» variable R15 » 11,02 °15 s 2' 50 LAK 8 ri6 = -110, 00 D16 = ^ H17 = -1^67 D17 = 4,73 SF 11 Rl8 =10,92 D18=0,85 70 27510 6 2053187 20 R19 = 00 D19 = 2, 50 LAK 02 R20 = -i4» 50 D2Q = 0,10 R21 = 15,67 D21 = 2,4° LAK 09 R22 = -24,65 10 où R avec un indice se rapporte à la surface de lentille désignée par l'indice,- les surfaces étant numérotées de l'avant vers l'arrière ; et D avec un indice se rapporte à l'épaisseur de la lentille ou de l'espace plein air le long de l'axe optique, les numéros progressant aussi de l'avant vers l'arrière. Epaisseurs d'air variables : f = 11 17,9 26,5 D5 = 1,208 10,930 17,212 D10 = 17,862 5,032 1 ,858 D12 = 1,487 4,591 1,487 D14 = 12 1-2 12 25 F = 51,7 , A = - 17,75, C = - 99,92 , L1 = 35,23 et L2 = 17,4. (Le signe plus désigne une surface dont la convexité est tournée vers l'avant, et le signe moins une surface dont la concavité est tournée vers l'avant). On peut photographier un objet placé entre l'infini ■2Q et 12,5 cm avec l'objectif du mode de réalisation décrit. On peut mettre au point sur un objet placé entre l'infini et 1,5 m en déplaçant vers l'avant l'objectif de focalisation, et sur un objet placé à moins de 1,5 m en déplaçant le groupe avant du relais vers le plan image. 35 La figure 6 représente les courbes de l'aberration 70 27510 7 2053187 sphérique, de l'astigmatisme et de la distorsion pour un objet placé à l'infini avec f = 11 mm. la figure 7 représente des courbes analogues pour un objet à 12,5 cm avec f = 11 mm. On voit que la correction des aberrations est bonne. 5 Grâce à l'objectif à distance focale variable de l'invention, la photographie très rapprochée impossible jusqu'ici avec les objectifs classiques de ce type devient possible sans augmentation du diamètre des objectifs , de la longueur totale de l'objectif ni des aberrations, en comparaison de celles 10 des objectifs classiques. 70 27510 8 2053187 REVENDICATIONS 1. Objectif à distance focale variable permettant des photographies très rapprochées, comprenant un objectif de focalisation convergent, un objectif de variateur divergent, 5 un objectif de compensateur divergent et un objectif de relais convergent placés dans cet ordre" de l'avant vers 1'arrière> carac térisé en ce que l'objectif de relais comprend des groupes de ".an-tilles avant et arrière5 le groupe- avant étant mobile, et en ce qu'on met au point sur uh objet compris entre 18infini et 10 la plage de focalisation habituelle en déplaçant l'objectif de focalisation vers 1!avant, et sur un objet placé plus près que cette plage de focalisation habituelle en déplaçant le premier groupe de lentilles de l'objectif de relais vers le plan image. 2. Objectif selon la revendication 1, caractérisé en 15 ce que 18objectif convergent comprend des lentielles convargent e, divergentes convergente et convergente. 3= Objectif selon la revendication 15 caractérisé en ce que l'objectif de relais convergent comprend des lentilles convergente, convergente et divergente. 20 4. Objectif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'objectif de relais convergent comprend des lentilles convergente, convergente et convergente. 5. Objectif à distance focale variable permettant des photographies très rapprochées, comprenant un objectif 25 de focalisation convergent, un objectif de variateur divergent, un objectif d® compensateur divergent et un objectif de relais •y convergent placés" dans cet ordre de l'avant vers l9arrière, _ caractérisé en ce que l'objectif de relais comprend des groupes de lentilles avant et arrière, le groupe avant étant mobile, 30 en ce qu'on met au point sur un objet compris entre l'infini et la plage de focalisation habitualls en déplaçant l'objectif de focalisation vers l'avant, et sur un objet placé plus près que cette plage de focalisation habituelle en déplaçant le premier groupe de lentilles de l'objectif de relais vers le côté de 35 l'image, et en ce que la distance focale L1 du premier groupe de lentilles satisfait à la relation: Mo original 70 27510 9 2053187 ^ VF A ! F + e'A0 O dans laquelle F = distance focale de l'objectif de focalisation, A = distance focale de 1 ' objectif de variateur, ZQ = rapport de variation, AC = distance entre les points principaux des objectifs de variateur et de compensateur en position de grand angulaire.