Brevet FR2051712A1 — publié le 19710409

la présente invention concerne un objectif à.focale gui permet des prises de vue très rapprochées,, Dans les objectifs classiques à focale variable» tout ou partie du groupe- frontal de lentilles est déplacé pour la pho-5 tographie rapprochée. Cependant, pour les photographies très rapprochées, l'ouverture ou diamètre du groupe de lentilles de mise au point doit être considérablement augmenté, si bien que la correction des aberrations devient très difficile» Avec les objectifs à 10 focale variable classiques, la distance minimale de prise de vue est en général de l'ordre de ] met une bonnette d5approche ou analogue doit être fixée au zoom pour photographier un objet à une distance inférieure à 1 m. - La présente invention concerne donc un objectif à focale *15 variable qui permet de remédier aux défauts sus-mentionnés et de réaliser des photographies très rapprochées sans addition d'une bonnette d'approche, La présente invention concerne un objectif à ^focale variable comprenant un groupe de lentilles convergent,., un, groupe de 20 lentilles divergent, de divergence (ou vergence) variable, dans l'ordre, dans lequel ledit groupe de lentilles à divergence variable est constitué par des groupes convergent et divergent de lentilles, dans l'ordre de manière"que:lors d^jhe variation de focale, les deuxdits groupes convergent et divergent de lentilles 25 se déplacent sans modification de la distance qui les sépare9 afin de faire varier la focale ; dans les prises de vue de 1}infini à une distance minimale nomal-e, ledit groupe de lentilles de mise au point est déplacé pour la mise au point et, pour la mise au point sur un sujet plus rapproché que ladite distance ' 50 normale, ledit groupe de lentilles à divergence variable est maintenu dans la position correspondant à un téléobjectif et ledit groupe convergent de lentilles dudit groupe de lentilles à divergence variable est déplacé vers l'avant pour la mise au point. 35 La figure 1 est une vue schématique représentant le principe de la lentille à focale variable selon 18invention» La figure 2 est une vue semblable à celle de la figure 1, représentant le principe d'un objectif à focale variable classique. 40 La figure 3 est destinée à faire comprendre la mise au 25908 2 2051712 point de l'image dans le système à focale variable de la figure 1c La figure 4 est une courbe représentant 'la relation entre la distance du point principal de chacun des groupes de lentilles frontal et arrière des groupes de lentilles à divergence variable de l'objectif à focale variable selon l'invention, à un point image final» ...... La figure 5 est une courbe représentant la relation entre la distance desdits points principaux et lé "grandissement La figure 6 est une courbe représentant^la relatiOh ■ entre un'point image final et le déplacement du groupe de lentilles à divergence variable d'un zoom classique à partir d'une extrémité du téléobjectifet la figure 7 est une courbe représentant la relation entre le grandissement et ledit déplacement. D'après la figure 1, L^ est un groupe dé lentilles convergent pour la mise au point, L^ est un groupe de lentilles convergent et L^ est un groupe de lentilles■divergent et l'ensemble des"groupes Lg et L^ constitue un groupe de lentilles divergent à" divergence variable ; L^ est tin groupe de lentilles .correctrices destinées à corriger la position du foyer et L^ et Lg constituent un groupe de lentilles-relais » Lorsqu'on fait varier la focale, le groupe de lentilles L , L-, à vergence variable est déplacé dans. la- direction indiquée par la flèche, en"pointillé, tandis que la distance relative entre les groupes de lentilles et L^. reste inchangée, faisant ainsi varier la longueur focale de l'ensemble du zoomo Lorsqu'on met au point de l'infini à une distance noimale de prise de vue,, la lentille L1 de mise au point est déplacée dans le sens indiqué par la flèche. Par contre, lors d'une prise de vue plus rapprochée selon la présente invention, le groupe de lentilles à vergence variable est maintenu dans la position téléobjectif et ensuite on déplace seulement le groupe de lehtiïles'convergent vers l'avant comme 1*indique la flèche en traits continus, pour la mise au point® Dans le cas d'un objectif à focale variable dans lequel le groupe de lentilles convergent pour la mise au point et' le groupe de lentilles divergent à vergence variable sont rangés dans cet ordre, le grandissement lors de la prise de vue est augmenté lorsque le-groupe de lentilles à divergence variable est 25908 3 2051712 déplacé vers l'arrière. Il est par conséquent préférable, pour la photographie très rapprochée, de déplacer le groupe de lentilles à divergence variable jusqu'à sa position la plus en arrière afin d'obtenir le grandissement maximal. La présente invention non seulement utilise ce principe,mais également repose sur le mode de construction ci—après : le groupe de lentilles à divergence variable est constitué par des groupes de lentilles convergent et divergent comme exposé ci-dessus, si bien que, après que le groupe de lentilles à divergence variable L2, L^ a été déplacé dans son ensemble jusqu'à la position la plus en arrière, le groupe de lentilles convergent du groupe de lentilles frontal est déplacé vers l'avant pour une mise au point très rapprochée. La raison pour laquelle ces prises de vue très rapprochées avec un grandissement élevé sont réalisables selon la présente invention est décrite plus en détail ci-après en se repoD>-tant à la figure 3» Sur la figure 3, S^, S2 et et S'1f S'2 et S'^désignent les distances entre les objets et les images formées par, respectivement, les groupes de lentilles L^» L2 et L^ je représente la distance entre les points principaux des groupes de lentilles L2 et L-jî € représente la distance entre les points principaux des groupes de lentilles et L^j et f1f f2 et f^ respectivement les focales des groupes de lentilles , L2 et L^. t Si l'on admet que le grandissement obtenu par les groupes de lentilles L1, 12 et 1^ est égal à M, on obtient les relations ci-après : f ! V -- (• +f2 -i ) - . -V-Ss {1' M = V f? I e2 + (S, + ^ - i ) e - (f, - jt ) ±lt12 î3 (f2 - S3) * f2 (2) Les équations ci-dessus sont représentées graphiquement sur les figures 4 et 5. Pour simplifier la discussion,on admet que e =0, quand les groupes de lentilles L2 et L^ sont rapprochés très près l'un de l'autre. On voit sur la figure 4 que S1^ augmente quand e augmente de 0 à une valeur positive et devient finalement infini. Dans ce cas, = -f^. Si l'on augmente encore 70 25-908 4 -2051712 10 £, la valeur de S1 ^ devient négative et inférieure à la longueur focale L^. Jusqu'à ce que e = 2f2 - S^, il est possible de diminuer la valeur absolue deis^l. Dans ce cas, quand la longueur focale Lg est déterminée de manière à satisfaire à la relation f2 é 1/2 + S^), (2») uzte mise au point devient possible jusqu'à ce que = Oi' L'équation du second degré(2) peut être transformée comme ci-après : avec A =12 .1 = A l + Be + G j ■ - - V, ' — (3) fIf2f3 rt = + f-j. - J2 ; et 15 G = (i'L -i ) (i'2 - "3) 0.) Par conséquent 20 H = A (2e + B) (4) Puisque-A est positif et que la valeur de e qui donne la valeur minimale e - - -7^- est négative et que, par conséquent, est positif pour toutes les valeurs de e positif. Ceci signifie que la 25 valeur M du grandissement augmente en même temps que e»' Le discriminant de l' équation (3) s' écrit : D = B2 - 4C > 0 (4') si bien que M est positif ou négatif. Cependant, dans la présente 30 invention,M doit être positif. Par conséquent, pour augmenter effectivement M quand e est positif, la valeur de Q -doit être choisie de manière à être positive ou nulle. Gomme l'indique la figure 5, M est toujours positif pour e positif et augmente très rapidement en fonction de e. 35 L'objectif à focale variable classique est représenté sur la figure 2, dans laquelle le groupe L^ de lentilles de mise au point convergent, le groupe I»2+^ l^tilles à divergence variable, le groupe L^ de lentilles correctrices et le groupe de lentilles relais L^ et Lg sont disposés dans cet ordre,' Pour la 25908 2051712 mise au point à des distances relativement courtes» seul le groupe L^ de lentilles est déplacé vers l'avant. Quand on compare le zoom à la présente invention, £ devient constant et ^ devient la distance entre les points principaux des groupes de lentilles L^ et I V = £ +-2 (5) - " - *ît2 l, '1 * V; - (6) relations dans lesquelles - distance entre l'objet et le groupe de lentilles S'2+3 - distance entre l'image et ce groupe de lentilles ; et f2+2 = longueur foeale de ce .groupe de lentilles. Les équations(5)et(6)sont représentées graphiquement sur les figures 6 et 7. On voit que S1^ et M augmentent linéairement quand augmente. Par conséquent, les objectifs classiques à focale variable sont nettement inférieure à l'objectif selon l'invention, dans lequel S'^ et M varient suivant une loi quadratique.r Le tableau I représente les résultats obtenus avec un exemple d'objectif à focale variable selon l'invention. -Cet objectif "s 'focale variable est destiné à des caméras cinématographiques avec un rapport des distances focales égal à 8/1 et une distance focale résultante de 58 mm. Sur ce tableau,e désigne la distance -entre les points principaux des groupes de. lentilles adjacents,, pour la position correspondant à un téléobjectif de focale f. TABLEAU I groupe de lentilles longueur focale f e 1 68,691 ■ 40yB48 2 100-° 5c 3 -13'244 12 522 4 -36,541 5 51,094- ' - 6 26,578 * distance focale résultante = 58 70 25908 6 2051712 Les groupes de lentilles L^ et L^ peuvent se déplacer, respectivement, de 5 et 35 mm et on a : Grandissement par les groupes de lentilles L^ à L^ = 1^61 grandissement par les groupes de lentilles à L^*e0,'47 Distance entre le sujet et le premier groupe de lentilles S, = -137,5 mm M.* 0.000545 (e2 + 34.622 + 192*9877) S ' = - (e + 49,152) - 10000 ■L ' (= — rV 10 e - 33f221 Les caractéristiques de l'exemple d'objectif à focale variable classique représenté sur la figure 2 sont indiquées sur le tableau ÈU 15 TABLEAU II L f e - — . 68^691 : : 2+3 -16,2 46,963 4 -38,541 11,712 20 5 31,094 5r-591 6 26,578 36^741 distance focale résultante = 58 mm' 25 Quand on déplace le premier groupe L^ de lentilles de 5 mm, le grandis s ernent résultant de L^ et ^o+Ji est M = 0,21 tandis que le grandissement par L^ = Lg et m = -0,061. Distance entre le sujet et le premier groupe de lentilles = -tOI2,4 mia 30 A = 0*0427 ( X - 46,963) S1» = 1 + 21r728 Il ressort de la comparaison ci-dessus,que les prises de vue 35 très rapprochées jusqu'à présent,irréalisables avee les objectifs à focale variable classique,sont maintenant réalisables en utilisant le zoom selon l'invention, avec un grandissement plus élevé. De plus, le zoom selon l'invention a des dimensions du mène ordre que l'objectif à focale variable classique. 25908 7 2051712 Il va de soi que la présente invention, n'a été décrite et représentée qu'à titre purement explicatif et nullement limitatif et qu'on pourra y apporter toutes variantes ou modifications utiles sans sortir de son cadre. 25908 8 2051712 KBVWDICATIQNS 1i Objectif à focale variable comportant un groupe convergent* de lentilles de mise au point et un groupe divergent de lentilles, que ledit groupe de lentilles à divergence variable est subdivisé en un groupe convergent de lentilles et un groupe divergent de lentilles, dans cet ordre, lesdits groupes convergent et divergent de lentilles étant déplacés, quand on modifie la focale, tandis que leur distance mutuelle reste inchangée lorsque la focale varie, ledit groupe de lentilles de mise au point est déplacé pour la mise au point de l'infini jusqu'à une distance normale de prise de vue et pour photographier un objet rapproché, à une distance inférieure à ladite distance normale, le groupe de lentilles à divergence variable est invariablement maintenu en position téléobjectif, et ledit groupe convergent de lentilles du groupe de lentilles à vergence variable est déplacé vers l'avant pour la mise au point. 2. Objectif à focale variable selon la revendication 1, caractérisé en ce que, si l'on admet que , S2 et et S*,j, Sf2 et S*5 sont les distances entre les objets et les images formées par le groupe de lentilles de mise au point, le groupe convergent e, est la distance entre les points principaux des grimpes de lentilles I»2 ©t de lentilles et le groupe divergent de lentilles* respectivement, est la distance entre les points principsttr des groupes de lentilles 1^ et 1^» f^ » f 2 et f^ sont les langueurs foej*-les des groupes de lentilles 1^, et L^f respectivement.* et K, le grandissement obtenu par les groupes de lentilles L|, 1^ et les relations ci-après sont •valables. à divergence variable# disposés dans cet ordre, caractérisé en ce (1) + )e - (f_ - f, ) (2) BAD ORIGINAL