Brevet FR2108105A1 — publié le 19720512

' 21081C5 La présente invention concerne un objectif photographique grand angulaire ayant une ouverture relative importante. On a adopté de façon classique des objectifs grands angulaires pour les appareils réflex à un seul objectif ayant un angle de retournes 5 champ supérieur à 70°, du type des téléobjectifs/,car ils doivent avoir une grande distance entre le foyer et la surface arrière, égale à 1,2 fois où plus leur distance focale. Cependant, la plu- .relative part de ces objectifs ont en général une ouverture/ de l'ordre de F/3,5 et au mieux de F/2,8. Ceci est dû à-ce que, dans un téléretourne . 10 objectif, la divergence du groupe avant est tellement importante en valeur absolue qu'il est difficile de corriger la distorsion négative, l'aberration sphérique et particulièrement la coma, qui sont dues à une divergence très importante. L'invention concerne un objectif photographique grand angu- 15 laire ayant une grande distance entre le foyer et la surface ar- relative rière, une ouverture/ égale à F/2,0 et un angle de champ supérieur à 74°» les diverses aberrations étant corrigées convenablement. En résumé, l'objectif de l'invention comprend une première lentille divergente ayant une surface convexe tournée vers l'objet, 20 une seconde lentille convergente, une troisième lentille divergente ayant une face convexe tournée vers l'objet, une quatrième lentille convergente, une cinquième lentille divergente collée à la quatrième, une sixième lentille biconvexe, une septième lentille biconcave, une huitième lentille convergente ayant une face concave 25 tournée du côté de l'objet et une neuvième-lentille convergente. Ces lentilles sont disposées depuis l'objet dans l'ordre cité. Les cinq premières lentilles constituent un groupe avant et les quatre dernières un groupe arrière. Le système satisfait à des conditions prédéterminées, et la distance entre les deux groupes est variable. 30 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res- sortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une coupe d'un mode de réalisation de l'invention ; et 35 les figures 2A, 2B et 20 représentent l'aberration sphérique, l'astigmatisme et la distorsion que présente le dispositif de la figure 1, les figures 2D, 2E et 2F représentant respectivement 71 35016 2 10310" l'aberration sphérique, l'astigmatisme et la distorsion pour une vue rapprochée avec un grandissemerit de 1/10. La figure 1 représente l'objectif de l'invention comprenant une série d'éléments disposés successivement, depuis l'objet, dan3 5 l'ordre suivant. Une lentille divergente L1 ayant une face convexe tournée vers l'objet, une lentille convergenteL2, une lentille divergente 13 ayant une face convexe tournée vers l'objet, une lentille biconvexe L4, une lentille divergente 15 collée à la lentille biconvexe L4» une lentille biconvexe L6, une butée S, une 10 lentille biconcave L7> une lentille convergente L8 ayant une face concave tournée vers l'objet et une lentille convergente L9. Dans le sens de la lumière, les rayons de courbure des lentilles successives portent les références r^ , r2 ...r^, les épaisseurs ou espaces d'air entre lentilles, les références d^, d^ ... et 15 les indices de réfraction des verres formant les lentilles n^, n2 ... n^. Les lentilles, depuis L1 jusqu'à L5, constituent un groupe avant C, et celles qui sont comprises de L6 à L9 incluse constituent un groupe arrière M. Le système satisfait aux conditions suivantes : 20 (1) > (2) (3) 25 (4) (5) dans lesquelles fç représente la distance focale combinée du groupe avajjt C et f la distance focale du système dans son ensemble. . 71.35016 ; 5 :s 10-81C-» La condition (1) signifie que la valeur absolue de la distance focale fç du groupe 'avant de lentilles Li à L5 est supérieure à la distance focale globale f, et que cette partie du système forme pratiquement un système afocal de Galilée. Ainsi, l'ensemble 5 de la lentille L1 à la lentille L5 constitue un système afocal C, alors que l'ensemble L6 à L9 constitue un système principal M convergent. L'invention concerne une combinaison d'un système afocal C et d'un système principal M. De manière générale, le système afocal fournit une distorsion négative, une coma interne, une aber-10 ration sphérique trop corrigée et un petit angle de champ par rapport au système principal, ce qui donne une petite courbure du champ'image. Selon l'invention, le système afocal assure la correction essentielle de l'aberration sphérique et de' la distorsion. L'utili-1'5 sation. de deux lentilles" divergentes séparées, L1 et L3, assure la répartition dé l'a divergence de manière à réduire l'aberration sphérique et la coma, et la lentille L2, interposée, a pour rôle de corriger la distorsion négative. On va maintenant considérer la seconde condition qui s'écrit Cette condition assur^la correction de l'aberration sphérique. Plus précisément, elle signifie que le rayon de courbure rg assure une 25 réfraction bien supérieure à celle qui est prévue pour l'interface entre deux lentilles, et corrige dans une grande mesure l'aberration sphérique qu'on doit évidemment considérer dans un système relative ayant une ouverture/ de l'ordre de F/2. Selon cette condition, on observe une aberration sphérique importante dans le sens négatif 30 si la convergence dépasse la valeur supérieure de la plage citée, et l'aberration s'incurve dans le sens positif si la limite inférieure est dépassée. Le grandissement du système afocal C est à peu près égal à 0,1, et son rôle est de réduire l'angle d'incidence sur le système M et de conserver un bon champ image_ final. 71 35016 2108105 La troisième condition, qui s'écrit r 10 > -r 11 assure la correction de la coma interne. Elle rend la réfraction à la surface de la lentille L6 tournée vers l'objet inférieure à 5 celle qui existe sur l'autre surface. Comme on le sait, la forme de cette lentille est destinée à courber l'aberration sphérique dans le sens négatif lorsqu'un point objet plus éloigné de la lentille doit être focalisé plus^près d'elle. Une telle forme a tendance à donner une valeur positive à la relation entre les sinus 10 et une coma externe, ce qui annule la coma interne due au système afocal C. La quatrième condition a pour rôle de changer un faisceau convergent traversant la lentille L6, avec une grande aberration sphérique négative, en un faisceau divergent et à corriger ainsi 15 l'aberration sphérique dans un sens positif, avec une augmentation très importante de la distance entre le foyer et la surface arrière. Ainsi, la condition (4)» c'est-à-dire : indique que la surface de la lentille L7 tournée vers l'objet assure 20 une réfraction négative de valeur absolue très importante. Ainsi, cette condition est utile pour la correction de l'aberration sphérique négative due à la lentille L6. Si la limite inférieure de la condition (4) est dépassée, l'aberration sphérique est trop corrigée et si la limite supérieure est dépassée, non seulement 25 l'aberration sphérique n'est pas assez corrigée, mais aussi on ne peut pas obtenir une grande distance entre la surface arrière et le foyer. Cependant, la condition (4).-ne suffit pas pour accroître la distance entre la surface arrière et le foyer à la valeur nécessaire et, à cet effet,il faut que le système satisfasse à la 30 condition (5) qui s'écrit ; 0,25f 0,45f 71 35016 2108105 Cette condition impose la distance entre les sommets de la surface de la lentille 17 tournée vers l'objet et de la surface de la lentille L8 tournée vers l'objet. Il n'y a pas de réfraction positive entre ces surfaces et, en conséquence,une valeur élevée de d^ + 5 d^ peut donner une longue distance entre la surface arrière et le foyer. En d'autres termes, si la limite inférieure de la cinquième condition est atteinte, on ne peut pas obtenir une grande distance nécessaire entre la surface arrière et le foyer, et si la limite supérieure est dépassée, cette distance devient trop grande 10 et le champ image a tendance à se courber dans le sens positif. Lorsque toutes les conditions précédentes sont satisfaites, on peut obtenir un objectif grand angulaire ayant une luminosité de F/2, un angle de champ supérieur à 74° et une distance entre la surface arrière et le foyer égale à 1,2 fois la distance focale. retournes 15 De manière générale, dans les téléobjectif^/, une photographie rapprochée ou à une petite distance provoque une courbure du champ image dans le sens positif et cette courbure s'élève lorsque l'ouverture relative et l'angle de champ s'élèvent. En conséquence, pour un objectif grand angulaire ayant une ouverture relativement 20 importante, par exemple dans le cas de l'objectif de l'invention, on doit habituellement limiter la distance de vues rapprochées à 20f. Ceci apparaît dans le fait qu'un objectif grand angulaire, dont l'angle de champ est de l'ordre de 60°, a habituellement une distance de prise de vue rapprochée plus courte qu'un grand angu-25 laire dont l'angle de champ est de l'ordre de 74°, quoique le premier ait une distance focale et une ouverture relative supérieures à cellesjdv. dernier. Selon l'invention, la combinaison d'un système pratiquement afocal de Galilée C et d'un système principal M permet de faire varier la distance d^ en fonction de la distance de 30 prise de vue, tout en assurant la suppression de la courbure du champ image dans le sens positif. Les variations de l'aberration sphérique et de la distorsion qui peuvent se produire dans ce cas sont négligeables, car elles sont corrigées par le système afocal C lui-même. 35 Dans l'objectif grand angulaire à ouverture relative impor tante, représenté sur la figure 1, on choisit divers éléments de la manière suivante : angle de champ 74,5° et distance focale f=100,0 mm 71 35016 2108105 r1 = + 227,238 r2 = + 76,224 5 = + 237,762 r4 = +5356,748 Tp. = + 213,252 10 5 rg = + 63,986 r? = + 117,098 15 r8 = - 134,266 rg = + 321,241 r1Q = + 297,203 = - 106,388 r12 = - 67,133 r13 = + 253,497 rH = - 244,755 r15 = - 76,923 rl6 = + 875,524 r1? = - 127,295 20 25 30 d1 = 11,189 n1 — 1 ,62299 Vd1 = 58,1 d2 = 22,727 d3 = 16,434 n2 = 1 ,744 Vd2 = 44,9 il & 0,350 d5 ~ 6,993 n3 = 1 ,62299 Vd- 3 = 58,1 d6 = 38,461 . d7 = 23,427 n4 = 1 ,7725 Vd4 = 49,5 d8 = 15,743 n5 = 1 ,51680 Vd5 = 64,2 il 5,245 d10~ 17,483 n6 = 1 ,51680 Vd6 = 64,2 d, ,= 11 20,280 d12= 18,881 n7 = 1 ,78470 Vd? = 26,1 d13= 4,895 d14= 11,888 n8 = 1 ,74443 Vd8 = 47,9 d15= 0,350 d16~ 12,238 n9 = 1 ,713 Vd9 = 53,9 fc = 1406,3 33.3?. = 136,1 35 Dans ce tableau, r représente les rayons de courbure des faces successives des lentilles, d les épaisseurs des lentilles ou leurs distances, n les indices de réfraction des verres formant les lentilles, pour la raie jaune d de l'hélium, et Vd les dispersions des verres (nombres d'Abbe). 40 les figures 2A à 2D représentent, sous forme de diagramme, les aberrations du système de l'invention. Les figures 2A, 233 et 20 représentent respectivement l'aberration sphérique, l'astigmatisme et la distorsion pour une photographie à l'infini, le trait plein de la figure 2A correspondant à l'aberration sphérique 45 et le trait interrompu au cas où la condition des sinus est satisfaite, le trait plein de la figure 2B correspondant à la distorsion sagittale et le trait interrompu à la distorsion méridionale. Les figures 2D,2E et 2F représentent l'aberration sphérique, l'astigmatis- . 71 35016 ° 7 cr0^ifij3io5 me et la distorsion pour une prise de vue-,rapprochée avec un gran-dissenent £ = -1/10, les chiffres placés à drqite sur les figures 2E et 2F étant relatifs à des hauteurs d'images. Dans le cas de prise de vue rapprochée à un grandissement de l'ordre de 1/10, 5 on conserve une "bonne correction sans différence notable par rapport au cas de la photographie à lrinfini. Dans ce cas, la variation de la distance entre les lentilles d^ est -2,2 mm pour f=100 mm. le tableau suivant donne les facteurs d'aberration de Seidel du des surfaces / mode de réalisation représentés, I, II, III, TV et 10 Y représentant l'aberration sphérique, la coma, la courbure du plan méridional, la courbure du plan sagittal et la distorsion. Surface I II • III IV V 1 0,020 0,029 0,295 0,211 0,304 15 2 -2,042 0,403 -0,742 -0,583 0,115 3 0,505 0,186 0,385 0,248 0,091 4 -0,007 -0,026 -0,296 -0,103 -0,379 5 0,144 0,110 0,435 0,265 0,204 6 -8,111 0,822 -0,850 -0,683 . 0,069 20 7 7,005 0,723 0,596- 0,447 0,046 8 0,718 -0,348 0,576 ■ 0,239 -0,116 9 -0,013 -0,022 -0,220 -0,144 -0,250 10 • 0,0170 0,027 0,247 0,159 0,255 11 6,568 -2,078 2,292 0,978 -0,309 25 12 -10,598 1,993 -1,779 -1,030 0,194 13 -1,334 -1,082 -2,806 -1,051 -0,852 14 0,035 0,111 0,895 0,182 0,583 15 2,643 -0,352 0,695 0,602 -0,080 16 -0,00001 -0,0007 -0,079 0,005 - 0,336 30 17" 5,258 -0,366 0,403 0,352 -0,025 Z 0,809 0,131 0,047 0,093 0,187 L'invention concerne donc un objectif photographique grand angulaire amélioré de qualité supérieure à celle des objectifs de la te clinique antérieure. , . -.• Il est bien entendu que l'invention n'a été déprite et re-35 présentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on poùi-ra apporter toute équivalence technique dans ses éléments" CQns.titta.tifs sans pour autant sortir du cadre de l'invention, qui est défini dans la revendication annexée. 71 35016 8 2108105 RBVSÎ1BICATIOS Objectif photographique grand angulaire d'ouverture relative importante, caractérisé en ce qu'il comprend une première lentille divergente ayant une face convexe tournée vers l'objet, une seconde 5 lentille convergente, une troisième lentille divergente ayant une face convexe tournée vers l'objet, une quatrième lentille convergente, une cinquième lentille divergente collée à la quatrième, une sixième lentille biconvexe, une septième lentille biconcave, une huitième lentille convergente ayant une face concave tournée 10 vers l'objet, et une neuvième lentille convergente, disposées/dans l'ordre cité depuis l'objet jusqu'à l'image, les cinq premières lentilles constituant un groupe avant et les quatre dernières un groupe arrière, l'objectif satisfaisant aux conditions suivantes : 15 fc 5f 3 f 2 1 r8 10f 20 0,55f 0,25f 0,73f d12 + d13 + d14 0,45f dans lesquelles r représente les rayons de courbure des surfaces successives, d les épaisseurs des lentilles ou les distances entre les lentilles, n les indices de réfraction des verres des lentilles, fc_la distance focale du groupe avant et f la distance focale 25 de l'objectif.