Brevet FR2098254A1 — publié le 19720310

Les systèmes de lentilles ou objectifs a trois éléments sont connus depuis longtemps. Il est fréquent, bien qu'il n'en soit pas toujours ainsi, que ces systèmes comprennent des éléments positifs extérieurs et un élément négatif intérieur. Les télescopes visuels 5 ont peut être été les premières applications de telles conceptions. Cette utilisation offre ici de l'intérêt parce que ces trois lentilles constitutives présentent parfois des longueurs de monture d'objectif faibles par rapport à leurs distances focales. On ne tire aucune application photographique de leurs ouvertures relativement faibles 10 et de leurs fortes courbures de champ image. Leur somme Petzval P, c'est—à—dire une mesure de la courbure de champ, est généralement d'environ 1,0 et même plus. La mise au point de triplets parfaitement corrigés pour la photographie est attribuée à H.D. Taylor. Ses propositions, faites 15 avant le début de ce siècle, conduisirent à une famille de lentilles connues sous la dénomination de triplets Cooke. Les systèmes modernes dérivés de ces propositions initiales comportent un nombre aussi grand que sept éléments. La proposition initiale de Taylor était extrêmement avantageuse parce qu'un triplet présente des degrés de liberté juste 20 suffisants pour obtenir une distance focale désirée et pour corriger des aberrations importantes. En modifiant les puissances des lentilles et les intervalles séparant les trois éléments, on établit une distance focale particulière et on corrige les aberrations chromatiques longitudinales et transversales et la courbure de champ. La courbure 25 de champ est exprimée ici par la somme Pezval P.C'est la somme des puissances individuelles des lentilles divisées chacune par l'indice de réfraction correspondant: P = tj/nj /nu ++m/nm On peut utiliser une mise en forme ou modification de cour-30 bure des lentilles pour corriger l'aberration sphérique, la coma et l'astigmatisme. On corrige la distorsion en agissant ensuite sur les puissances des lentilles et sur leur forme. Il est nécessaire, lorsque l'on cherche à corriger des aberrations, de faire des suppositions initiales dont on évalue la justesse et que l'on modifie éventuelle-35 ment à la lumière des résultats. De cette façon, on peut parvenir rapidement à une conception de lentille appropriée pour un triplet à monture de grande longueur. Les principales variables dont dispose celui qui conçoit 71 25100 2098254 un objectif k triplet sont six courbures de surface, trois indices de réfraction, trois valeurs d'Abbé \? et deux intervalles ou espaces d' air entre les lentilles. Les triplets photographiques de la technique antérieure 5 sont caractérisés par un encombrement relativement grand. L'opticien, pour obtenir un champ plat par réduction de la somme Petzval P, sépare les lentilles par des intervalles extrêmement grands afin de conserver une puissance avantageuse dans le triplet. On ne prenait pas habituellement en considération la compacité, par exemple 10 la longueur hors tout.Les triplets Cooke sont caractérisés par une longueur d'objectif égale à au moins au quart et m&me à la moitié de leurs distance focale. Jusqu'à présent, la longueur était un résultat sans importance par rapport aux autres considérations. Les triplets antérieurs avaient de grandes dimensions si la 15 courbure de champ était avantageuse du point de vue photographique ou bien leur courbure de champ était inacceptable du point de vue photographique s'ils étaient compacts. On fait en sorte que le matériel photographique moderne soit compact pour qu'il soit commode à manipuler, à transporter et 20 à ranger. Il faut que chaque partie ou pièce d'un appareil de prise de vues photographiques moderne ait des dimensions aussi faibles que possible si l'on veut que l'appareil complet ait une taille minimale. Il en est ainsi particulièrement pour les appareils de prise de vues photographiques que l'on plie de manière qu'ils aient une forme plus 25 compacte lorsqu'on les transporte et qu'on les range. Les dimensions des lentilles représentent une limite à la réduction ultime de la taille d'un appareil de prise de vues photographique pliant. La de- t mande de brevet américain nC 774 141 déposée le 8 Novembre 1968 par la demanderesse décrit une nouvelle famille d'objectifs photographi-30 que à quatre éléments, parfaitement corrigés et extrêmement compacts, particulièrement avantageux dans les appareils de prise de vues photographiques pliants. On décrit ici des objectifs photographiques encore plus petits et à trois éléments. Les triplets photographiques conçus con-35 formément aux moyens généraux exposés ici ont une longueur globale qui n'est qu'une fraction de la longueur de ceux connus antérieurement. La conception d*objectifs photographiques avantageux exi- à 71 25100 209825k ge de tenir compte de nombreuses aberrations différentes propres aux systèmeede lentilles optiques et de les corriger. Les aberrations qu'il faut traiter lors de la conception comprennent les aberrations chromatiques transversales et longitudinales, les aberrations sphériques, 5 la coma, l'astigmatisme, la courbure de champ et la distorsion. L'utilisation largement répandue des films en couleurs rend particulièrement importante la correction des aberrations chromatiques dans les objectifs photographiques modernes. Lorsque l'on traite ces aberrations et que l'on conçoit un objectif photographique en tenant 10 compte d'autres considérations, par exemple les dimensions et le prix, il faut examiner les résultats d'un grand nombre de solutions simultanées à de nombreuses équations non linéaires en correspondance étroite du point de vue mathématique et cela,même s'il faut les traiter au moyen de segments. On a examiné ci-dessous plusieurs aberra-15 tions et leur effet sur la conception d'un objectif photographique compact parfaitement corrigé. Les aberrations chromatiques d'un système optique sont de deux types distincts, c'est-à-dire du type longitudinal et du type transversal. 20 L'aberration chromatique longitudinal est due au fait que l'indice de réfraction dépend de la couleur. En conséquence, il existe un endroit de formation d'image différent,le long de l'axe, pour chaque couleur de lumière. L'aberration chromatique transversale désigne la formation d'images en couleurs de dimensions diffé-25 rentes en raison du fait que le grossissement dépend de la couleur. Le chromatisme transversal peut subsister dans une lentille dont on a corrigé le chromatisme longitudinal. On effectue les corrections d'aberrations chromatiques longitudinale et transversale de deux façons différentes. Une correc-30 tion classique de l'aberration chromatique longitudinale apportée par un seul élément est le remplacement de ce dernier par deux éléments optiques étroitement espacés et en contact de façon caracté-ristique^. La paire, connue généralement sous la dénomination de doublet achromatique, est réalisée au moyen de deux verres diffé-35 rents. Par exemple, une valeur d'Abbé "^importante est utilisée dans un élément de doublet positif plus puissant, c'est-à-dire convergent. On utilise un verre ayant une valeur d'Abbé v> inférieure dans l'élément moins puissant, c'est-à-dire divergent. Dans le passé, l'élé 71 25100 4 2098254 ment plus puissant, c'est-à-dire convergent, avait, de façon caractéristique, le plus faible indice de réfraction. Dans la pratique plus récente, un choix plus large d'indices de réfraction prévaut et la sélection se fait suivant d'autres exigences. On peut déter-5 miner la forme des éléments respectifs au moyen de formules connues. 11 en résulte que l'on obtient une paire de lentilles qui, en combinaison, tendent à supprimer mutuellement leur dispersion de couleur. Ces lentilles possèdent une puissance optique nette autre que zéro. On obtient ce résultat parce que l'on utilise des différences rela-10 tivement importantes de valeur d'Abbé O en ce qui concerne la dispersion. Le doublet achromatique décrit, composé d'une paire d'éléments en contact et étroitement espacé^est aussi sensiblement corrigé pour le chromatisme transversal. 11 en est ainsi en raison du fait que des lentilles très minces en contact ont leurs plans 15 principaux, en ce qui concerne les longueurs d'onde de lumière, très proches l'un de l'autre. Les distances focales pour ces longueurs d'onde sont approximativement les mdmes. Le grossissement de l'image pour chaque longueur d'onde de lumière est approximativement égale pour toutes les images en couleur dans le plan image commun 20 déterminé par une correction antérieure de chromatisme longitudinale. L'aberration chromatique transversale se trouve réduite à un minimum. La correction approximative du chromatisme transversal inhérente à un mince doublet achromatique est absente avec des éléments de 25 lentille épais ou avec des éléments de lentille qui ne sont pas tout à fait en contact l'un avec l'autre. Un doublet épais, c'est-à-dire comportant un intervalle ou espaced'air, est alors affecté de chromatisme i transversal même si son chromatisme longitudinal a été corrigé. Des lentilles épaisses et des lentilles physiquement séparées l'une de 30 l'autre n'ont pas leurs plans principaux,relatifs aux longueurs d'onde de la lumière,très proches les uns des autres. De ce fait, alors que des images formées à des longueurs d'onde diverses puissent se trouver dans un plan commun, grâce à quoi l'aberration chromatique longitudinale se trouve corrigée, les distances focales 35 à chacune de diverses longueurs d'onde sont différentes,ce qui se traduit par une image de dimensionsdifférentes pour des longueurs d'onde différentes, cela bien que les images se trouvent dans un plan commun. Par conséquent on ne peut pas corriger simultanément à j 71 25100 5 2D98254 les aberrations chromatiques longitudinale et transversale dans un doublet comportant un intervalle ou espace d'air à moins d'utiliser une autre combinaison. Si on ne tient pas compte du chromatisme longitudinal, on 5 peut éliminer le chromatisme transversal d'une façon assez simple en utilisant deux éléments de lentille qui peuvent être en une même matière optique. On obtient cette correction d'aberration chromatique transversale en utilisant un intervalle ou espace d'air, entre les deux lentilles, intervalle d'air qui est égal 10 à la moitié de la somme de leurs longueurs focales. Cette correction de l'aberration chromatique transversale donne un grossissement d'image identique pour chaque longueur d'onde de lumière,mais les images se trouvent dans des plans différents. On comprendra que cette correction d'aberration chromatique transversale introduit 15 une aberration chromatique longitudinale importante. C'est donc une solution qui ne convient pas,par elle-même,pour les objectifs photographiques auxquels on demande de mettre au point des images de couleurs diverses à un plan commun où peut se trouver la matière photosensible. Dans la solution ci-dessus pour la correction des aberra-20 tions chromatiques transversales, il convient de remarquer que pour former une lentille d'objectif de dimension raisonnable avec une puissance avantageuse, il faut deux éléments espacés ayant des puissances données. Il est de pratique courante de réduire, voire supprimer, 25 l'aberration chromatique transversale en combinant des éléments en groupes similaires,mais opposés,de part et d'autre du diaphragme central. De cette façon, on peut faire en sorte que les dispersions prismatiques des rayons principaux puissent avoir une valeur plus ou moins égale mais de signe opposé algébriquement pour les deux 30 groupes. Le système, considéré comme un tout, présente alors très peu, voire aucune, dispersion finale des rayons principaux au plan image bien que,dans l'un ou l'autre des groupes pris séparément,il existe une très grande dispersion de ces rayons principaux. Il était alors de pratique courante,dans la technique antérieure, de corri-35 ger aussi dans chaque groupe^séparément,l'aberration chromatique longitudinale qui restait alors corrigée pour le système complet quand on combinait les deux groupements. Une combinaison de deux éléments pour chaque groupe situé de part et d'autre d'un diaphragme central 3 71 23100 6 2098254 ou piau de symétrie permettait au constructeur d'utiliser des éléments d# lentille épais et/ou des intervalles ou espaces d'air importants pour obtenir les corrections simultanées des aberrations chromatiques de longitudinale et transversale ainsi que/certaines aberrations mono-5 chromatiques. La courbure du champ de l'image est proportionnelle à la somme Petzval. Pour un système optique centré,elle est donnée par 1'expression * i 11 f -e. , -i.» e. 10 i i-1 i i \ où est le rayon de courbure pour la i em® surface, n^ ^ est l'indice de réfraction précédent la i ®me et n^ est l'indice de réfraction venant à la suite de la i^œe surface. Petzval découvrit que cette somme donne la courbure de champ du troisième ordre en 15 l'absence d!astigmatisme. En effet, dans ce cas, l'inverse de la somme Petzval, qui est le rayon de la surface Petzval, est également le rayon de courbure du champ. Si l'astigmatisme n'est pas nul, il faut tenir compte de deux surfaces d'image réelles, la surface sagittale S et la surface tangentielle T en plus de la surface 20 Petzval. Si la somme Petzval est positive, le système de lentille est dit sous-corrigé et la surface Petzval s'incurve vers la lentille (courbure négative). Si l'astigmatisme est sous-corrigé, ce qui signifit aussi que la surface d'image tangentielle s'incurve vers la lentille à un degré plus grand que la surface d'image sagit-25 taie, une somme Petzval positive indique que la surface ftotzval est courbée en direction de la lentille également mais k un degré moindre que l'une ou l'autre des surfaces tangentielle ou sagittale . Une somme Petzval positive combinée avec un astigmatisme sur-corrigé se traduit par une surface Petzval courbée vers la lentille (vers 30 la gauche) et une surface d'image tangentielle courbée vers la droite. La surface d'image sagittale se trouve entre les deux surfaces en étant sensiblement moins courbée que l'une ou l'autre de celles-ci. Avec une somme Petzval P positive et un astigmatisme nul, les courbes Petzval P, sagittale S et tangentielle T ont toutes le 35 même rayon et un centre commun. Dans des lentilles très compactes auxquelles a trait la présente invention, il est difficile d'introduire un astigmatisme négatif (sur-corrigé) pour compenser une somme Petzval importante. 3 71 25100 7 2098254 L'exposé qui précède n'est concerné que par ce qui n'est en réalité la situation de troisième ordre mettant en jeu des optiques Seidel. Pour un traitement plus précis, c'est-à-dire pour des systèmes optiques avec des angles de champ importants, il faut pren-5 dre en considération des termes du cinquième ordre et d'un ordre plus élevé, ce qui modifie le champ extérieur d'un façon considérable. Le cinquième ordre contient, en principe, trois sommes Petzval P qui sont beaucoup plus compliquées à calculer que la somme Petzval normale. Un astigmatisme d'ordre plus élevé se comporte à peu près 10 de la même façon, en principe, que l'astigmatisme de troisième ordre mais cela dans le rapport de 5:1, 7:1, etc. Du fait du nombre accrû de paramètres, les courbes P, S et T du champ extérieur peuvent varier de nombreuses façons, parfois avec une courbure vers l'avant et parfois avec une courbure vers l'arrière, même pour un état de 15 sous-correction dans le troisième ordre. La surface Petzval est décrite de façon plus détaillée par Rudolph Kingslake dans Handbook of Photography (Henney and Dudley, editors, 1939). numériquement sensible, de nombreuses modifications importantes de conception 20 étant nécessaires pour entraîner des variations relativement faibles de la courbure de champ. La somme Petzval est indépendante des épaisseurs et des intervalles tandis que la puissance optique nette d'un système dépend des deux à la fois aussi bien que des courbures. Par conséquent, on peut obtenir une puissance de lentille nette 25 avantageuse avec une somme Petzval faible si on a recours à des épaisseurs et des intervalles assez grands . Par contre, si le système doit être mince, il est extrêmement difficile d'obtenir une faible somme Petzval. En conséquence, il était admis,jusqu'aux travaux récents de la demanderesse au sujet de lentilles photographi-30 ques à quatre éléments exceptionnellement compactes?que la combinaison d'une puissance de lentille nette avantageuse avec une planéité acceptable du champ exigeait de très grands intervalles ou espaces d'air. On avait habituellement recours à des compromis aboutissant à un triolet ayant, à des degrés différents, une longueur hors 35 tout représentant une fraction importante de sa distance focale ainsi que des courbures de champ résiduelles.En utilisant des indices sensiblement plus élevés pour les éléments positifs par rapport à ceux des éléments négatifs, la demanderesse a inventé une sorte Du point de vue de la conception, la somme Petzvalest un point 71 25100 2098254 de triple! photographique qui est très courte et possède des champs avantageusement plats. On peut encore corriger les aberrations chromatiques en choisissant des verres appropriés et en utilisant une symétrie approximative dans le triplet photographique 5 La longueur hors tout assez grande des objectifs photographi ques k triplets était antérieurement admise. On considérait la longueur comme un résultat sans importance de la correction de la courbure de champ et des aberrations chromatiques. Une limitation artificielle découle de leur compacité. 10 Dans la présente invention, au contraire, la demanderesse considère que la longueur hors tout est une qualité variable que l'on peut réduire de façon notable en obtenant ainsi un objectif photographique k triplet bien corrigé et volontairement compact. La présente invention a pour objet : 15 - un objectif photographique très compact; - un objectif photographique dont les aberrations chromatiques longitudinale et transversale sont parfaitement corrigées; - un objectif photographique ayant un champ convenablement plat représenté par une somme Petzval P inférieure à 0,300; 20 - un objectif photographique dont l'aberration sphérique, la coma, l'astigmatisme et la distorsion sont corrigés; - une lentille ou objectif dont la longueur hors tout ne dépasse pas un huitième de sa distance focale nominale; - une lentille ou objectif ayant une surface d'image avan-25 tageuse avec un diamètre approximativement égal à sa distance focale; - une lentille ou objectif que l'on met au point en réglant le premier élément et en maintenant une distance focale constante vers l'arrière et qui reste corrigé de façon appropriée pour une 30 gamme de distances objets comprise entre deux fois sa distance focale et l'infini. Ces caractéristiques ainsi que d'autres caractéristiques de la présente invention sont obtenues, de préférence, au moyen d'un système de lentille compact k trois éléments comportant une 35 lentille divergente placée entre deux lentilles convergentes. On obtient une puissance relativement élevée dans le premier élément en utilisant un indice de réfraction important et une première surface courbée de façon appropriée. On utilise aussi un indice de ré- à i 71 25100 9 2098254 fraction important dans le troisième élément positif avec un indice de réfraction faible choisi pour l'élément médian négatif. On choisit des valeurs d'Abbé O importantes pour les première et troisième lentilles. Le premier élément a une valeur d'Abbé qui est au 5 moins supérieure de 20 # à celle de l'élément médian. En maintenant la puissance dispersive inverse ou valeur d'Abbé de la première lentille à un chiffre supérieur à au moins 20 ic à la valeur choisie pour le second élément et en utilisant des indices de réfraction ainsi que des valeurs d'Abbé relativement 10 grands pour les première et troisième lentilles, il est possible de construire un triplet photographique compact et parfaitement corrigé ayant une longueur hors tout n'excédant pas un huitième de sa distance focale nominale et présentant un champ relativement plat, P étant inférieur à 0,300. On peut considérer la puissance dispersi-15 ve inverse effective comme étant une aptitude de l'élément à modifier les aberrations chromatiques. On peut envisager une valeur d'Abbé effective pour des éléments de lentille combinés. Une augmentation de la puissance dispersive inverse, comme une augmentation de la valeur d'Abbé, signifit une dispersion de couleur moindre. La 20 valeur d'Abbé,telle qu'elle est utilisée ci-après,est considérée comme comprenant la puissance dispersive inverse d'un composant à éléments multiples. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description faite ci-après en 25 référence au dessin ci-annexé sur lequel : la figure 1 montre en coupe un objectif photographique compact parfaitement corrigé et conforme a la présente invention, dans lequel la mise au point est obtenu par réglage de l'élément avant j 30 la figure 2 est un tableau de données basées sur une distan ce focale prise canme unité et relatif à la construction du triplet compact illustré sur la figure 1. On va se référer à la figure 1. Cette figure représente un objectif photographique très compact à trois éléments. Les élé-35 ments I à III sont numérotés,dans 1'ordre,depuis le conjugé long ou côté avant du triplet jusqu'au conjugué court au côté arrière de la lentille. L'élément I est illustré à la position à laquelle l'objectif photographique compact est mis au point sur l'infini. Les traits i .5$ 71 25100 10 2098254 mixtes représentent sa position lorsque le triplet est mis au point sur un objet se trouvant approximativement à deux fois sa distance focale. Les épaisseurs axiales des lentilles sont désignées par t et les espaces ou intervalles axiaux séparant les éléments sont dé-5 signés par s. Les surfaces individuelles des lentilles sont désignées par R. Le diaphragme est représenté entre les éléments II et III. Les éléments I et III sont convergents. Dans certains exemples de la présente invention décrits ci-dessous, on effectue la mise au point en ne déplaçant que l'élément I,de manière k modifier 10 la distance focale nominale de la lentille au lieu d'un déplacement axial unitaire de l'objet complet. Dans ces exemples, on déplace l'élément I vers l'avant, comme illustré par la représentation en traits mixtes sur la figure 1, en modifiant la distance focale nominale du triplet compact mais en maintenant le plan image sensi-15 blement k la même distance du diaphragme. Les modes de réalisation de l'invention utilisant un déplacement axial de l'élément I pour effectuer une mise au point comportent, de préférence, des éléments avant de puissance relativement élevée. Une forte puissance de l'élément I réduit k un minimum son déplacement sur la gamme totale de 20 distances focales. Le fait de réduire k un minimum le déplacement de l'élément I diminue le degré suivant lequel sont perturbées les corrections d'aberrations optiques pendant la mise au point. Le diaphragme du triplet est placé entre les éléments II et III. On obtient une meilleurs correction des aberrations sur la totalité de la gam-25 me de mise au point en raison de la proximité relative de l'élément I et du diaphragme. Les surfaces concaves R^ et R^ de l'élément II ont des configurations asphériques. L'espace ou intervalle d'airs^ forme une lentille positive entre les éléments I et II. Son épaisseur augmente^dans certains 30 exemples, lorsque l'on règle l'élément avant de manière k mettre au point le triplet compact sur des objets proches. L'espace d'air Sg forme une lentille d'air positive entre l'élément II et III. L'espace d'air Sj reste constant. L'élément d'objectif I est représenté comme étant un élé-35 ment plan-convexe. Sa puissance doit être relativement élevée, de préférence supérieure k trois fois la puissance du triplet compact, si on utilise l'élément avant pour la mise au point,comme c'est le cas avec le type d'objectif illustré. On peut obtenir ce résultat * 71 25100 n 2098254 en utilisant une première surface fortement courbée et un indice de réfraction important. Avec un indice de réfraction très élevé, la courbure de la surface peut être relativement faible, ce qui réduit sa contribution aux aberrations. Il faut que la seconde sur-5 face R^ ait une faible courbure, voire aucune courbure. Les surfaces R^ et R^ ont des courbures relativement importantes. Bans le mode de réalisation illustré sur la figure 1 et dans les exemples décrits ci-après, une seule des surfaces R^ et R^ est asphérique ou bien ces deux surfaces sont asphériques. La surface R,. a une courbure faible 10 et est presque plane dans tous les modes de réalisation. La surface Rg de l'élément III est fortement courbé. La compacité exceptionnelle du triplet d'objectif photographique représenté sur la figure 1 permet de construire un appareil de prise de vues photographiques pliant très compact. Des modes de 15 réalisation utilisant l'élément avant pour la mise au point ont une distance focale arrière sensiblement constante. Ceci permet d'obtenir un appareil de prise de vues photographiques ayant sensiblement le même champ angulaire pour toutes les distances objets. Les mécanismes de mise au point peuvent être simplifiés. Seul un élément de 20 l'objectif doit être déplacé. Il faut un déplacement sensiblement plus faible que si l'on devait déplacer l'objectif complet pour la mise au point. La présence d'éléments fixes simplifie l'utilisation d'un obturateur placé entre les lentilles,dans le cas où un tel obturateur est nécessaire. On a porté dans un tableau sur la figure 25 2 des données de construction pour le triplet extrêmement compact représenté sur la figure 1 et dont la mise au point est effectuée au moyen de l'élément avant. Pour exprimer ces données, on a pris comme unité la distance focale. La longueur hors tout du triplet compact à partir de la surface d'entrée R^ jusqu'à la surface de 30 sortie Rg est inférieure à 7 $ de sa distance focale nominale. La courbure de champ, indiquée par la somme Petzval P,est extrêmement faible et n'est que de 0,160. En fait, la courbure de champ de cette conception est notablement meilleure que celle des triple"ts encombrants de la technique antérieure. L'indice de réfraction n^ et la valeur 35 d'Abbé sont donnés pour la raie spectrale d de l'hélium, c'est-à-dire 587,6 nanomètres. Il convient de remarquer que s^ peut être modifié à des fins de mise au point. Dans le tableau de la figure 2, s,| est donné pour un objet se trouvant approximativement à 9,7 dis— ». 71 25100 12 209825k tances focales. Les valeurs numériques données pour les surfaces Rj et R^ représentent les rayons de vertex des surfaces asphériques envisagées en réalité. Le déplacement de l'élément avant modifie la distance foca-5 le de la lentille. Aux fins de la présente description, la distance focale nominale des modes de réalisation utilisant une mise au point au moyen de l'élément avant est évaluée avec le triplet photographique compact mis au point sur un objet se trouvant à l'infini. Le triplet compact des figures 1 et 2 présente une superficie 10 d'image utile avec un diamètre approximativement égal à sa distance focale. Par superficie d'image utile , on désigne la région sur laquelle la lentille forme, dans les films photographiques classiques, une image qui donne un enregistrement photographique visuellement satisfaisant du sujet. Il ne faut pas que la courbure de 15 la surface focale, exprimée par la somme Petzval, s'écarte trop de la planéité si on veut conserver une qualité acceptable de l'image. Tous les exemples dont les données figurent dans les tableaux ci-après ont des diamètres de champ utiles approximativement égaux à leur distance focale. Ceci constitue un critère normal pour les ob-20 jectifs d'appareils de prise de vues photographiques utilisés k des fins générales courantes. Lesmodesde réalisation spécifiqus d'objectift photographiques compacis à tripletsréalisés conformément aux moyens généraux de la présente invention sont donnés par les exemples illustratifs A k J 25 décrits ci-après. On comprendra que pour toute application particulière de l'invention, il est possible d'utiliser,lors de la conception, une région préférée du spectre. Pour des raisons d'uniformité dans le présent exposé, l'indice de réfraction n et la valeur d'Abbé V sont donnés pour la raie spectrale d jaune de l'hélium, 30 c'est-k-dire une longueur d'onde de 587,6 nanomètres. La somme Petzval P est calculée pour la raie spectrale P bleuede l'hydrogène, c'est-k-dire une longueur d'onde de 486,1 nanomètres. à 71 25100 13 2098T.54 EXEMPLE A F = 1,000 L.H.T. = 0,0696 P = 0,160 f/8,6 7 LENTILLE nd 7 ^d RAYONS 7 — r i EPAISSEURS I 1,678 55,2 B1 = 0,1823 t1 = 0,0153 "2 = plan a1 = 0,0137 II 1,519 44,4 R3 = -0,2585* t2 = 0,0065 B4 = 0,1624* S2 = 0,0199 III 1,615 51,2 «5 =-2,578 ^ » 0,0142 R6 =-0,2496 s3 = 0,9708 * Asphérique : = 20,150 r3 = 766,4 *4 =-20,833 -*"4 = 929,8 15 L'Exemple A donne les mêmes données de construction que celles figurant dans le tableau de la figure 2 pour les types d'objectifs photographiques compacts à tripletsillustrés sur la figure 1. Ce qui est particulièrement important est la faible longueur hors tout L.H.T., laquelle est inférieure à 7 % de la distance focale du 20 triplet. La courbure de champ domée par la somme Petzval P n'est que de 0,160. Cet exemple utilise une mise au point par l'élément avant; par conséquent, s^ est variable. La dimension donnée est pour un objet se trouvant à 9,7 distances focales. La distance focale arrière Sj reste constante bien que varie pour la mise au point. Les 25 surfaces R^ et R^ ont des courbures asphériques. Les valeurs numériques sont données pour les rayons de vertex des surfaces respectives. Une équation entière représentant des courbures asphériques est établie et discutée ci-après. Les coefficients destinés à être utilisés dans l'équation entière représentant les surfaces asphé-30 riques R^ et R^ sont également énumérés. Les souscrits ou indices indiquent la surface à laquelle le coefficient particulier appartient. L'Exemple A est entièrement optimalisé en vue d'être utilisé dans une gamme étendue de distances focales variant de 3F à l'infini. 71 25100 14 2d9Q?3(4 EXEMPLE B F = 1,000 LENTILLE L.H.T nd . = 0,0614 ^d P = 0,188 RAYONS f/8,6 EPAISSEURS r 1 ,678 55,2 *1 = 0,1915 t1 = 0,0141 5 R2 = -7,632 81 = 0,0106 II 1 ,519 44,4 R3 = -0,2189* t2 = 0,0067 R4 = 0,1795* 8 2 = 0,0168 III 1 ,611 55,9 R5 = i —i o o N> t3 = 0,0132 10 R6 = -0,2021 s3 = 0,9946 * Asphérique : = 20,227 p. =-22,134 Y3 = 670,7 Y4 = 498,2 Le triplet de l'Exemple B a une longueur hors tout,entre la 15 première et la dernière surface,qui n'est que légèrement supérieure à 6 io de sa distance focale. Sa somme Petzval P est de 0,188. Un objectif réalisé d'après l'Exemple B peut être mis au point par déplacement de l'élément I. L'intervalle ou espace d'air s^ est variable, la dimension est donnée pour un objet se trouvant à 9,8 distan-20 ces focales. La distance focale arrière s^ est constante. La distance focale arrière se rapporte à la distance axiale entre la dernière surface et le plan image réel. Les surfaces R^ et R^ sont toutes deux asphériques. Leuis coefficients respectifs sont portés dans le tableau ci-dessus. 25 EXEMPLE C P = 0,160 F = 1,000 LENTILLE n. L.H.T. = 0,120 *d °d 1,836 42,3 30 II III 1,617 1,836 31,0 42,3 35 RAYONS R1 = 0,2568 R2 a 0,6078 R3 = -0,5648* R4 = 0,2938 R5 =-14,63 R6 = -0,3959 f/8,6 EPAISSEURS t1 = 0,0200 Sj = 0,0341 t2 = 0,0100 s2 = 0,0359 t3 = 0,0200 s3 = 0,937 * Asphérique s = 3,590 à 71 25100 15 2098254 Le triplet de l'Exemple C a une longueur hors tout légèrement inférieure à un huitième de sa distance focale. Sa somme Petzval P est 0,160. Il n'est pas conçu pour être mis au point par déplacement de l'élément avant. Seule une surface asphérique B^ 5 est utilisée. Son rayon de vertex et son coefficient asphérique sont mentionnés ci-dessus. Il convient de remarquer l'utilisation du même indice de réfraction élevé et de la même valeur d'Abbé moyenne à faible dans les deux lentilles I et III ainsi que la courbure relativement forte de 82» Les valeurs d'Abbé moyennes à faibles et la 10 courbure relativement forte de Rg sont possibles parce que s^ est fixe. Les corrections des aberrations résiduelles ne sont pas perturbées par un déplacement de lentille en vue d'une mise au point. EXEMPLE D P = 1,000 L.H.T. = 0,120 P = 0,160 f/8,6 15 LENTILLE nd ^d RAYONS EPAISSEURS I 1 ,729 54,2 K1 = 0,2538 t1 = 0,0200 R2 = 2,430 S1 = 0,0302 II 1 ,596 39,2 R3 = -0,3871* t2 = 0,0100 20 R4 = 0,2555 S2 = 0,0398 III 1 ,788 50,5 R5 = -2,283 t3 = 0,0200 R6 = -0,3395 S3 = 0,9276 * Asphérique : = 10,323 25 i Le triplet de l'Exemple D a une longueur hors tout légère- un ment inférieure à/huitième de sa distance focale. Sa somme Petzval P est de 0,160. Une mise au point par l'élément avant n'est pas utilisée dans l'Exemple D$ par conséquent, l'espace ou intervalle 30 d'air s^ est constant. La surface R^ est asphérique. Son rayon de vertex et son coefficient asphérique sont portés dans le tableau. Dans cet exemple, l'indice de réfraction est plus élevé dans l'élément de lentille arrière III. i 71 25100 16 2098254 exemple e f = 1,000 l .h.t. = 0,120 p = 0,160 f/8,6 lentille nd ^d rayons epaisseurs i 1 ,802 44,3 R1 = 0,2583 t1 = 0,0200 r2 = 0,5146 S1 = 0,0420 ii 1 ,617 31,0 r3 = - 0,4750* t2 = 0,0100 r4 = 0,3389 *2 = 0,0280 iii 1 ,881 41,0 r5 = 21,42 S = 0,0200 R6 = 0,3848 s3 = 0,9412 10 * Asphérique : = 2,512 Le triplet de l'Exemple E a une longueur hors tout inférieure à un huitième de sa distance focale. Sa somme Petzval P est de 0,160. 15 II n'est pas conçu en vue d'une mise au point d'image par l'élément avant. La surface est asphérique. Le rayon de vertex et le coefficient asphérique sont portés dans le tableau. La surface R^ a une courbure relativement forte. Un espace ou intervalle d'air s 1 invariable permet d'utiliser des valeurs d'Abbé moyennes à faibles. 20 On peut,par conséquent,avoir recours à des indices de réfraction très élevés dans les lentilles I et III. La lentille III présente l'indice de réfraction le plus élevé n^ = 1,881. La courbe asphérique sur la surface R^ est très faible. Ce triplet compact est extrêmement voisin d'une conception tout k fait sphérique. EXEMPLE F P = 0,140 25 P = 1,000 LENTILLE L.H.T. s 0,089 RATONS f/8,6 EPAISSEURS I 1 ,613 57,4 R1 = 0,1775 S = 0,0213 30 R2 = 2,027 8i = 0,0139 II 1 ,519 44,4 R3 = -0,2928* t2 = 0,0091 R4 = 0,1605* ®2 = 0,0264 III 1 ,697 56,2 *5 = 1 ,490 *3 = 0,0183 35 R6 = -0,3379 S3 = 0,9619 * Asphérique : P3 = 23,444 il 600,4 ^4 = -14,178 n = 556,7 r j 71 25100 17 2 ?9Q?.5b 10 15 Le triplet de 1'Exemple P a une longueur hors tout inférieure à 9 # de sa distance focale. Sa somme Petzval P est de 0,140. Cette somme représente une valeur de courbure de champ exceptionnellement faible pour un objectif photographique à trois éléments. Le triplet compact représenté par l'Exemple P est mis au point par déplacement de l'élément avant; par conséquent, l'espace d'air s^ est variable. Les dimensions indiquées sur le tableau sont données pour un objet se trouvant à 25,4 distances focales. La distance focale arrière s^ °st constante. Les surfacesR^ et R^ ont des courbures asphériques. Les chiffres portés dans le tableau pour ces surfaces sont les rayons de vertex pour des courbes asphériques. Les coefficients nécessaires pour décrire les courbes asphériques sont portés également dans le tableau. EXEMPLE & P = 0,028 F = 1,000 LENTILLE L.H.T. = 0,0729 n, RAÏ0NS f/8,6 EPAISSEURS 20 25 i 1,519 44,4 r1 = -0,2635 t1 = 0,0080 r2 = -6,7715 s1 = 0,0169 ii 1,678 55,2 *3 = 0,1890* t2 = 0,0329 *4 = -0,2386* s2 = 0,0071 iii 1,519 44,4 h = -0,5510 t3 = 0,0080 *6 = 0,1775 s3 = 1,0624 Asphérique : p^ = -29,705 P4 = 24,034 L'Exemple G est donné pour montrer que les moyens généraux de la présente invention peuvent être appliqués à des objectifs/tri-plets présentant d'autres combinaisons de puissance que la combinaison plus, moins, plus. Cet objectif n'est pas un objectif optimal, 30 mais il démontre les moyens généraux de la présente invention. Il convient de remarquer que la somme Petzval P est inférieure à 0,300 et que la longueur hors tout nfexcède pas un huitième de la distance focale nominale. Les aberrations du troisième ordre sont compensées par les aberrations d'ordressupérieursde manière à améliorer le 35 champ extérieur. Bien que suffisamment bonne à f/11 avec un champ de 402, l'image est atténuée dans les angles k f/8,6 avec un champ de 488. Le triplet n'est pas conçu pour une mise au point par déplacement de l'élément avant. , 71 25100 18 2?98254 10 20 25 P = 1,000 LENTILLE I II "d 1,678 B1 = h2 = 1 ,519 III 1,615 * Asphérique P3 = Pa = EXEMPLE H L.H.T. = 0,0683 ^d 55,2 44,4 51,2 20,2299 -21,0009 P = 0,163 RAYONS 0,1828 plan R3 = -0,2549* «4 « R5 = -2,249 0,1634* 2,249 R6 = -0,2440 r3 = 757,4 r4 = 918,9 f/8,6 EPAISSEURS t1 = 0,0153 s1 = 0,0133 t2 = 0,0065 s^ = 0,0189 t3 = 0,0143 s 3 = 0,9731 Le triplet de l'Exemple H a une courbure de champ très faible P = 0,163. Il est conçu pour une mise au point par déplacement de l'élément avant I. Sa longueur hors tout, lorsqu'il est mis 15 au point sur un objet se trouvant à 9,7 distances focales, est inférieure à 7 % de sa distance focale nominale. Si on le met au point sur l'infini, sa longueur hors tout est encore plus petite. Il convient de remarquer que la longueur hors tout donnée pour les autres exemples A, B, F,où la mise au point est effectuée par déplacement de l'élément avant, est pour un espace d'air s^ tel que porté dans le tableau; les triplets des exemples A, B, F sont plus courts lorsqu'ils sont remis au point sur l'infini. L'espace d'air s^ est variable. La dimension donnée est pour une mise au point sur un objet se trouvant à 9,7 distances focales. La distance focale arrière s3 est constante. Les surfaces R3 et sont toutes deux asphériques. Leurs coefficients respectifs sont portés dans le tableau ci-dessus. C'est d'après cet exemple qu'est réalisé le triplet de l'Exemple A entièrement optimalisé et k gamme de mise au point étendue. EXEMPLE I 30 F = 1,000 L.H.T. = 0,1149 P = 0,066 f/6,3 35 LENTILLE nd *d RAYONS EPAISSEURS I 2,4176 55,9 B1 = 0,2467 t1 = 0,0137 ■a = 0,3277 S1 = 0,0369 II 1 ,9212 35,7 R3 = 15,22* *2 = 0,0077 "4 = 0,4119* S2 = 0,0449 III 2,4176 55,9 B5 = -0,8651 t3 = 0,0117 * Asphérique : 03 P4 = -2,7011 = 1,2359 «6 = -0,4530 s3 = 0,9308 ê 71 25100 19 239S,25k L'Exemple I représente des choix de matériaux inhabituels, mais il sert néanmoins à démontrer les moyens généraux de la présente invention. On utilise des indices de réfraction très élevé -élevé-très élevé. Son champ est extrêmement plat, P n'étant que de 0,066 5 pour f/6,3 et un champ visuel de 48S. Les surfaces R^ et R^ sont asphériques mais, des coefficients p seulement sont nécessaires. Le matériau utilisé pour les lentilles I et III est le diamant. Le verre utilisé pour la lentille II est le verre du type "LaSF-7" qui absorbe fortement la lumière. On peut utiliser un matériau similaire plus 10 transparent du point de vue optique. Il s'agit d'un mélange cristallin fondu et fritté d'oxydes d'yttrium et de thorium vendu sous la marque déposée de "ïttralox" par la General Electric Company, Schenectady, New York. Dans ce triplet il n'est pas envisagé de mise au point par déplacement de l'élément avant. 15 Dans un objectif photographique donnant de bons résultats et destiné à une utilisation commerciale, un point important à considérer est le degré de courbure de son champ image. L'importance de ce défaut est communément évaluée au moyen de la somme Petzval P. La somme Petzval ne dépend que des indices de réfraction et des cour-20 bures de surface choisies pour les éléments de lentille individuels de l'objectif. Il ne faut pas faire en sorte que la courbure de champ représentée par la somme Petzval soit habituellement nulle dans une lentille pratique; il faut accepter un compromis entre la planéité du champ et l'amélioration des aberrations d'ordres supérieur*; 25 sinon une correction complète d'une de ces aberrations ne peut être obtenue qu'au détriment, à un prix inacceptable, de la correction des autres. Une valeur de 0,300 pour la somme Petazval est une valeur maximale pour une lentille de ce genre lorsqu'on l'utilise avec des produits photosensibles commerciaux qui, de façon caracté-30 ristique, sont plats. 8L Dans la présente invention appliquée à 1 * objectif/triplet très compact décrit dans le présent exposé, le choix des courbures et des indices de réfraction a permis d'obtenir une planéité de champ qui, mesurée par la somme Petzval P, est supérieure à celle 35 qu'il est possible d'obtenir avec tout autre objectif photographique à triplet connu dans la technique et ayant une longueur hors tout aussi faible. On a découvert que les corrections de nombreuses aberrations de triplets compacts étaient avantagées si la valeur fi 71 25100 20 2098254 d'Abbé du premier élément, c'est-à-dire la lentille I, était assez grande par rapport à celle du second élément, c'est-à-dire la lentille II. Ceci est vrai pour tous les exemples. La troisième surface de ce triplet compact est une surface de forte réfraction 5 responsable,en grande part ie, de l'aberration sphérique chromatique et des aberrations de décalage axial des rayons de la bordure inférieure. Le triplet a, par conséquent, une tendance prononcée à entraîner une réfraction vers l'intérieur trop importante des rayons de la bordure inférieure. On corrige cette tendance, en partie, en 10 utilisant des courbures asphériques sur les surfaces et R^. EXPOSE SUR LA GAMME DE VARIATIONS DES PARAMETRES INDIVIDUELS POUR DES TRIPLETS COMPACTS AYANT UNE REPARTITION DE PUISSANCE PLUS-MOINS-PLUS Dans les exemples décrits ci-dessus où le premier élément peut se déplacer pour la mise au point, l'espace d'air s^ atteint 15 sa valeur minimale lorsque la lentille est mise au point sur l'infini. Dans la pratique, il existe nécessairement une valeur minimale un peu supérieure à zéro qui permet les jeux inhérents au montage et, qui dans le cas des surfaces adjacentes Rg et R^ formant le premier espace d'air permet à ces espaces d'être concaves l'une par rapport à l'autre. 20 La valeur maximale de s^ et, par conséquent, la distance objet utile la plus courte est limitée à la valeur qui entraîne des aberrations chromatiques exagérées. Lorsque s^ est une dimension fixe, elle est choisie de manière à optimaliser les corrections d'aberrations chromatiques à une distance objet choisie au préalable. 25 Le second espace d'air s^ est également limité par des con sidérations physiques. Sa valeur minimale est atteinte dans des répartitions de puissance plus-moins-plus lorsque les surfaces R^ et R^ viennent au contact l'une de l'autre, à l'ouverture spécifiée. Pour tous les systèmes à éléments avant mobiles et pour la plupart 30 des systèmes à éléments fixes, ces surfaces sont concaves l'une par rapport à l'autre. Le fait de rechercher une conception finale compacte détermine la limite de l'espace d'air 82» Une limite supérieure de 0,04F pour l'espace d'air permet l'utilisation d'un diaphragme iris et/ou d'un obturateur dans cet espace. Cette limite permet aussi 35 certaines améliorations de performance, si besoin est, cela sans augmenter la longueur hors tout exagérément. Les gammes d'espaces d'air dans des triplets compacts dépendent de la tolérance résiduelle mise pour l'épaisseur de la lentille. 71 25100 21 Pour obtenir un triplet ayant une longueur hors tout n'exédant pas un huitième de sa distance focale nominale, on peut attribuer approximativement 0,035F à l'épaisseur combinée des éléments en verre. Un total de 0,090F subsiste pour les deux espaces d'air. 5 L'un ou l'autre peut couvrir la gamme de 0,005F à 0,085F suivant la construction et suivant l'endroit où doivent être placés le diaphragme iris et l'obturateur. La première surface , dans des objectifs à triplet compacts avec mise au point par élément avant, est toujours positive,c'est-k-10 dire une surface convexe. Ceci est également le cas général pour des objectifs à élément avant ou frontal fixe mais, comme on peut le voir d'après l'exemple G,ceci n'est pas obligatoire. Le rayon réel est fonction de la solution des conditions simultanées et il dépend de la longueur de la monture, de l'indice de réfraction, des espaces 15 d'air et analogues. L'expérience montre que pour la plupart des systèmes conformes à la présente invention, un rayon inférieur à 0,14F conduit à une aberration sphérique excessive et à des aberrations de symétrie. Un rayon supérieur k 0,5F correspond k une puissance de lentille trop faible, une somme Petzval P trop importante et k 20 un astigmatisme exagéré dans le cadre d'une structure d'objectif k triplet , particulièrement si la longueur de la monture de l'objectif doit être maintenue faible. Dans les conceptions k mise au point par l'élément avant, si le rayon est trop long, le premier élément, c'est-k-dire la lentille I est trop fortement bi-convexe 25 ou bien sa puissance optique est trop faible. Si sa puissance optique est trop faible, la mise au point par l'élément avant exige un déplacement exagéré qui, lui-même, augmente les variations de chromatisme transversale , de distorsion et d'astigmatisme. Si la première surface a un rayon trop faible, la lentille a une puis-30 sance optique trops forte. Des aberrations obliques importantes se trouvent de ce fait introduites. Ces aberrations se trouvent amplifiées par la mise au point au moyen de l'élément avant. Par contre, si est trop faible mais si la lentille a une puissance appropriée, l'élément I est un ménisque positif plus que ne le permet une mise 35 au point acceptable au moyen de l'élément avant sur une portée étendue, conformément k la présente invention. De préférence, ce premier rayon doit se situer dans une gamme comprise entre 0,50F et 0,14F. 71 25100 22 2098 ?5k Lorsqu'on utilise une mise au point par déplacement de l'élément avant, des études ont montré que la seconde surface Rj est toujours presque plate ou en fait rigoureusement plate par conception. En d'autres termes, une mise au point optimale sur une por-5 tée étendue par déplacement de l'élément avant semble exiger que la surface R2 ait un long rayon,que cet élément soit positif ou négatif. Si cette seconde surface est.soit trop convexe, soit trop concave, ae l'élément une mise au point sur une portée étendue par déplacement/avant introduit une variation exagérée du coefficient d'astigmatisme. Il 10 faut diminuer la gamme de mise au point ou bien il faut réduire la concavité ou la convexité de la surface R2« La surface R^ est concave pour des triplets compacts ayant une longueur hors tout très faible et comportant des verres k indice de réfraction élevé . Il s'an-suit que l'élément I est un ménisque. La gamme souhaitable de R^ se 15 situe entre 0,40F et 1'infini,quel que soit le signe algébrique, ou bien entre 0,40F et -1,000F en passant par l'infini. Ce qu'exige en outre une mise au point par déplacement de l'élément avant est que la surface soit approximativement plane. Des études on montré que le rayon doit, de préférence, avoir une va-20 leur absolue numériquement supérieure a 2,000F, que la surface soit concave ou convexe pour des objectifs à triplets utilisant le déplacement de l'élément avant pour la mise au point. Pour des conceptions k élément avant fixe , sa valeur absolue peut être comprise entre 0,40F et -1,00F en passant par l'infini. 25 La troisième surface R^ est concave dans toutes les concep tions k élément avant mobile et dans la plupart des conceptions k élément fixe. Elle a une courbure asphérique qui est utilisée pour corriger certaines aberrations sphériques. La quatrième surface R^ est également concave et est habituellement asphérique dans les 30 types d'objectifs utilisant une mise au point par déplacement de l'élément avant. La surface R^ est habituellement concave et sa courbure est, en règle générale^plus faible que celle de la surface R^. Dans les triplets k monture courte, on estime que la surface réelle est, dans 35 son ensemble, asphérique sauf qu'elle est concave dans la région axiale et qu'elle est un peu moins aux zones extérieures. En d'autres termes, une troisième surface sphérique très concave a tendance k entraîner trop de coma intérieure et trop d'aberrations sphériques à 71 25100 23 2 2DQ?3k sur-corrigées, à moins d'introduire de la sphéricité ou bien d•augmenter la monture. L'expérience a prouvé que le rayon de vertex doit être compris entre -0,18F et - oo . Si le rayon est moins concave que -1,00F, on ne peut pas utiliser une monture de faible longueur 5 ou bien on obtient une conception fortement disymétrique.ce qui se traduit par des aberrations obliques fâcheuses, à moins d'utiliser des indices de réfraction extrêmement élevés, comme par exemple dans l'exemple I l'indice du diamant n^ = 2,42. La surface R^ a souvent la courbure la plus forte du système 10 optique. Elle est toujours une surface concave. Cette quatrième surface R^ contribue, en grande partie, à la planéité du champ. Son rayon de courbure, dans la pratique, semble se situer entre 0,14F et 0,35F. S'il est plus faible que 0,14F, le système optique présente une aberration sphérique sur-corrigée exagérée et des aberrations obliques 15 très importantes, particulièrement en ce qui concerne l'aberration sphérique oblique du cinquième ordre. Si le rayon est plus grand que 0,35F, la somme Petzval P est trop grande pour un système optique photographique acceptable. Dans la plupart des objectifs à triplets conformes k la pré-20 sente invention, la cinquième surface R^ est habituellement faiblement concave mais éventuellement faiblement convexe. Sa concavité dépend de l'indice de réfraction et de la puissance de l'élément arrière, c'est-k-dire la lentille III. Dans des objectifs k triplets k longueur de monture très courte, la surface est habituellement 25 concave. La gamme réelle dépend aussi des indices de réfraction choisis pour la lentille III. Si la surface R^ est convexe, la lentille arrière III est trop puissante du point de vue optique ou bien sa sixième surface Rg est trop faiblement courbée, ce qui se traduit par un astigmatisme sous-corrigé exagéré. Si la surface 30 R^ est trop concave, alors la distorsion prend des proportions exa-gérées? ou bien le système devient extrêmement disymétrique, ou alors les exigences sont trop fortes en ce qui concerne la sixième surface R^. En conséquence, une gamme raisonnable de rayons pour la surface Rj se situe entre 0,80F et -0,80F en passant par l'infini. 35 La dernière surface R^ est toujours extrêmement convexe. La majeure partie de la puissance de correction du système vient de cette surface, ce qui conduit k la puissance nette désirée avec une correction d'aberration sphérique , de coma et d'astigmatisme . 71 25100 24 2398254 Si le rayon de cette surface est trop court, il s'ensuit une aberration sphérique fortement sous-corrigée; si ce rayon est trop grand, alors, ou bien l'élément est trop faible optiquement pour atteindre la planéité de champ, la correction d'astigmatisme et la symétrie 5 générale adéquates du triplet, ou bien la cinquième surface Rj. devient trop convexe avec les conséquences décrites précédemment. Conformément à la présente invention, il faut donc que ce rayon se situe dans la gamme comprise entre 0,16F et -0,60F suivant le choix de l'indice de réfraction de la lentille III. 10 En règle générale, dans des objectifs à triplets compacts, les lentilles extérieures, c'est-à-dire les lentilles I et III, doivent avoir des indices de réfraction élevés et l'élément intérieur, c'est-à-dire la lentille II, doit avoir un indice relativement faible. Four la correction des aberrations, il est plus souhaitable 15 d'avoir recours à des indices de réfraction;très élevé -moyen - très élevé. Un exemple extrême serait d'utiliser des lentilles extérieures en diamant et une lentille intérieure en iodure de potassium. Toutefois, d'une façon générale, des matières ayant un indice de réfraction extrêmement élevé peuvent ne pas présenter une transparence 20 suffisante dans la partie violette du spectre,ou encore peuvent être à sujettes/l'attaque atmosphérique ou bien être sans intérêt économique du point de vue commercial. Des indices élevés pour les éléments extérieurs permettent des courbures plus faibles, c'est-à-dire des rayons plus grands, avec, parallèlement, une amélioration des correc-25 tions d'aberration. Des verre à indice élevé sont particulièrement avantageux pour réduire la courbure de champ sans avoir recours à des rayons exagérément faibles dans le système. Des indices faibles pour l'élément central sont en général favorables mais donnent des avantages mitigés. Un verre à faible indice pour l'élément négatif 30 contribue à réduire la courbure de champ mais se traduit par des courbures plus prononcées, c'est-à-dire un rayon plus court aux surfaces R^ et R^. Toutefois, les avantages l'emportent sur les inconvénients. Si les éléments extérieurs, c'est-à-dire les lentilles I et III, ont des indices de réfraction très élevés et si l'élément 35 médian, c'est-à-dire la lentille II, a un indice de réfraction intermédiaire, alors on peut obtenir plus ou moins simultanément tous les avantages. Il n'existe aucune limite réelle à cet agencement du point numérique mai$ dans la pratique, il faut utiliser des types â 71 25100 25 22DQ?5k de verre disponibles en tenant compte des faits pratiques exposés ci-dessus. La présente invention enseigne que l'indice de réfraction du premier élément doit être au moins n^ = 1,58 pour des systèmes com-5 pacts devant être utilisés à une vitesse f/8 et dont la mise au point se fait par l'élément avant. Si la vitesse de l'objectif est réduite à f/11, alors cette limite d'indice de réfraction peut être diminuée jusqu'à n^ = 1,55. Il n'existe aucune limite supérieure pratique, sauf celle établie par les verres et autres matières opti-10 ques dont on dispose. L'indice de réfraction de l'élément médian doit, en général, être faible mais il dépend du choix de l'indice de réfraction de la lentille I. Conformément à la présente invention, une limite inférieure de n^ s 1,50 et une limite supérieure de n^ = 1,92 pour l'élément II est nécessaire. L'utilisation de ce der-15 nier indice dépend du choix d'un indice de réfraction extrêmement élevé pour le premier élément, c'est-à-dire la lentille I. La limite inférieure n^ = 1,50 est déterminée par les matières optiques couramment disponibles dans la pratique. Une performance optimale absolue ne semble pas exiger un indice de réfraction très faible 20 car les courbures de surface R^ et R^ deviennent trop prononcées. Les rayons de vertex^pour ces surfaces asphériques^commencent à tomber en dehors des limites précédemment mentionnées. L'attribution de courbures asphériques aux surfaces de l'élément de lentille négatif II rend souhaitable l'utilisation de matières plastiques optiques pour fois 25 cet élément chaquç' que ceci est possible. Ceci est particulièrement valable s'il s'agit de construire un grand nombre d'objectifs les et, dans ce cas,/formes asphériques n'ont besoin d'être produites que sur des surfaces molles et on peut facilement réaliser un grand nombre de copies de lentilles asphériques. Une matière plastique 30 transparente convenant particulièrement pour réaliser la lentille II est vendue par Rohm et Haas, Philadelphie, Pennsylvania sous la marque déposée de "Plexiglas H". L'indice de réfraction du dernier élément, c'est-à-dire la lentille III, doit, conformément à la présente invention, être, d'une 35 façon générale, égal ou supérieur à celui du premier élément représenté dans les exemples. On a également déterminé des gammes de valeur d'Abbé N? dans la présente invention. Il est clair que si tous les verres avaient 71 25100 26 2098 ?5k une valeur d'Abbé infinie^aucune correction de couleur ne serait nécessaire. Il n'y aurait même pas besoin de calculer les lentilles pour des valeurs autres qu'une longueur d'onde moyenne. Toutefois, dans les systèmes pratiques, il faut que le projet commence soit 5 à la limite supérieure de ^ pour des types de verre existants destinés aux éléments extérieurs ou à la limite inférieure de ^ des types de verre existants destinés à l'élément central. On pourrait élargir la gamme des valeurs d'Abbé par une conception spéciale, par exemple en utilisant un doublet accolé pour réaliser un élément cons-10 titutif ayant une valeur d'Abbé artificielle ou par un adoucissement d'une ou plusieurs des conditions de conception. Pour les deux lentilles I et 111, la valeur d'Abbé peut et doit être supérieure à 40. Dans les types de triplet de la présente invention où la mise au point se fait par déplacement de l'élément avant, il est préférais ble que la valeur d'Abbé de l'élément de lentille I soit au moins égale à 53. En général, les systèmes comportant des éléments avant et arrière possédant une valeur "O voisine de 70 présentait des résidus d'aberrations chromatiques remarquablement plus faibles que ceux dont la valeur v? est voisine de la limite inférieure. Le choix de 20 l'indice de réfraction n^ influence le choix de la valeur d'Abbé "O . En ce qui concerne les valeurs d'Abbé n? il faut se conformer aux matières telles qu'elles sont et non pas rechercher ce qui serait le plus souhaitable. En ce qui concerne l'indice de réfraction n^ = 1,58, des valeurs ^ aussi importantes que 70 sont disponibles. L'utilisa-25 tion d*indice^.de réfraction plus élevésexige généralement un compromis, c'est-à-dire/il faut accepter une valeur^ inférieure. Des matières ayant un indice de réfraction de 2,60 et une valeur^ d'environ 30 sont disponibles sur le marché. De ce fait, la gamme maximale de valeur ^ pour la lentille I et pour la lentille III peut être comprise 30 entre 70 et 30,mais une valeur ^ de 40 est préférable comme limite inférieure. Dans un système pratique, l'élément médian, c'est-à-dire la lentille II, doit toujours être constitué par une matière quelque peu dispersive, ce qui se traduit par une gamme de valeurs ^ comprise entre 55 et 20, cette dernière correspondant aux iodures de potassium. 35 D'une façon générale, les matières qu'il est possible d'utiliser le plus pour constituer les premier et troisième éléments de lentille ont des indices de réfraction voisines n^ = 1,70 et des valeurs d'Abbé ^ d'environ 55. j 71 25100 " 2:)D0P.5U Les systèmes préférés ont une valeur \? se situant au voisinage de 55 pour 1 ' élément ^L^eix de 50 ou un chiffre supérieur pour l'élément III, en utilisant^les indices de réfraction élevés moyens valeurs alors disponibles en association avec de telles/ d'Abbe. La valeur 5 d'Abbé de l'élément avant, c'est-à-dire l'élément I, dans les conceptions de triplet à mise au point par l'élément avant, doit être au moins supérieurede 20 % à la valeur d'Abbé de l'élément II. Bans le cadre de l'objectif photographique à triplet compact de la présente invention décrit dans le présent exposé, il est envi-10 sagé d'utiliser des lentilles composites, par exemple des doublets acrhomatiques. Ceux-ci peuvent remplacer un ou plusieurs des éléments constitutifs du triplet grâce à quoi la lentille composite se comporte, du point de vue optique,comme un élément simple possédant des propriétés avantageuses en ce qui concerne l'indice de réfraction propriétés 15 et la valeur d'Abbé (pouvoir dispersif inverse),/qu'iln'est pas possible d'obtenir avec les matériaux optiques disponibles. Par exemple, il est envisagé d'utiliser une combinaison d« deux lentilles dans laquelle les deux d'éléments se comporteraient ensemble comme un élément unique constitué par un matériau optique possédant un indice 20 de réfraction plus grand que.1,70 et une valeur d'Abbé sensiblement supérieure à 55. Il ne sort pas non plus du cadre de la présente invention de mouler ou coller de minces disques en matière plastique sur une ou plusieurs surfaces de l'objectif. On peut obtenir,par moulage, des courbures asphériques avantageuses sur des disques en ma-25 tières plastiques plus facilement que sur des surfaces dures en verre. On peut aussi utiliser des disques en matière plastique pour obtenir des puissances dispersives inverses désirables dans un certain type de lentille achromatique composite où on tire avantage de la valeur d'Abbé v? de la matière plastique. 30 SURFACES ASPHERIQUES Le but d'un projet optique est de simplifier un système optique compliqué,de telle sorte qu'un modèle mathématique de ce système se comporte comme un système de lentille simple idéal ayant la même distance focale, la même ouverture et le même foyer. Les 35 aberrations d1ordres supérieurs sont éliminées ou rendues inoffensives. Seules subsistent les propriétés fondamentales d'ordres inférieur&. A mesure que le diamètre de l'ouverture augmente, la qualité de l'image diminue très rapidement dans un système simple de mise au 71 25100 28 2398 ?5k point. Ce sont les termes relatifs aux aberrations d'ordres supérieurs qui entraînent cette dégradation. On peut les rendre négligeables dans un système de lentille en utilisant des variables de conception inhérentes aux nombreuses surfaces et aux nombreux types de verre, 5 etc, de façon à contrôler ou régler les rayons lumineux et les faisceaux de rayons lumineux non axiaux. Si les aberrations ne sont pas trop fortes et si plusieurs éléments sont inclus dans le système de lentille, on dispose d'un nombre suffisant de paramètres et, par conséquent, il suffit d'utiliser des surfaces sphériques. Habituelle-10 ment, on dispose d'un nombre suffisant de paramètres et d'un espace suffisant dans une lentille ou objectif de conception normale pour pouvoir supprimer ou réduire notablement les aberrations nuisibles. Quand celles-ci sont trop importantes, une solution courante consiste à ajouter plusieurs éléments,ce qui apporte des paramètres supplémen-15 taires pour une correction plus poussée des aberrations résiduelles. Souvent il existe, ou on atteint,une limite du nombre d'éléments que l'on peut utiliser dans l'espace disponible. Il est fréquent qu'une correction d'aberrations résiduelles ne pose un problème que dans une section particulière de l'objectif où des corrections spécifiques 20 doivent être apportées. Dans ce cas, une surface sphérique est plus avantageuse. Une correction asphérique a pour caractéristique extrêmement avantageuse qu'elle s'attaque directement k la cause de la perturbation. Elle aboutit k une réfraction contrôlée dans un très faible espace. Une surface asphérique n'augmente pas les pertes de 25 transmission et, généralement, ne complique pas les exigences d'espace k l'intérieur de la monture de l'objectif. Une surface asphérique introduit des paramètres supplémentaires nécessaires que l'on peut utiliser pour corriger un plus grand nombre d'aberrations. Elle améliore notablement les performances 30 optiques en ce qui concerne le champ extérieur de l'image. Il est fréquent que si des surfaces sphériques supplémen -taires sont introduites pour réduire une aberration fâcheuse, il faille utiliser des courbures assez fortes avant que la différence des réfractions successives puissent traiter une aberration résiduel-35 le particulière. De fortes courbures introduisent de nouvelles perturbations d'autres types. Une surface asphérique sur la surface de lentille appropriée évite cet inconvénient en modifiant les réfractions localisées sans perturber notablement la conception aux autres 7125100 29 9 ^ 0 ° n points du système de lentille ou objectif. La formule de surface asphérique utilisée dans la conception de l'objectif photographique à triplet de la présente invention est cp2 5 • i = / 2 2 + P p4 + TP6 1 + /1 - c ^ Cette formule décrit une surface de révolution en fonction de sa hauteur £ au-dessus d'une surface plate de référencera une distance P de l'axe de révolution. L'axe de révolution est coaxial à l'axe 10 optique. La courbure de surface au vertex est exprimée par c_. C'est l'inverse du rayon de vertex 1/R. Les coefficients déterminant la courbure asphérique sont p et Y. Leurs valeurs sont déterminées par l'effet recherché de la surface asphérique sur des rayons lumineux décalés par rapport à l'axe. 15 On comprendra,à la lecture de la description qui précède, que les conceptions de lentilles spécifiques décrites ci-dessus de façon détaillée sont données à titre purement illustratif. Il est bien entendu que des modifications ou des variantes peuvent être apportées aux exemples décrits sans sortir pour autant du cadre géné 20 ral de la présente invention. '1 71 25100 3o 2?DQ?5k REVENDICATIONS 1. Objectif photographique compact caractérisé par le fait qu'il comprend trois éléments ou lentilles alignés axialement et séparés par un intervalle rempli d'air, la longueur hors tout de 5 cet objectif, depuis la surface d'entrée jusqu'à la surface de sortie, étant inférieure à un huitième de sa distance focale nominale, les-dits éléments étant placés dans l'ordre suivant, depuis le côté de conjugué long jusqu'au côté de conjugué court dudit objectif : un premier élément convergent comportant une surface convexe vers 10 ledit conjugué long, un second élément divergent biconcave et un troisième élément convergent comportant une surface convexe vers ledit conjugué court, ledit premier élément possédant une valeur d'Abbé ^ supérieure d'au moins 20 ^ à la valeur d'Abbé \) dudit second élément, la somme Petzval dudit objectif n'étant pas supérieure à 15 0,300. 2. Objectif photographique compact suivant la revendication 1, caractérisé en outre par le fait que les indices de réfraction desdits premier et troisième éléments sont sensiblement supérieurs à l'indice de réfraction dudit second élément. 20 3. Objectif photographique compact suivant la revendication 2, caractérisé en outre par le fait qu'il comprend au moins une surface courbée de façon asphérique en vue de corriger les aberrations sphériques de cet objectif. 4. Objectif photographique compact suivant la revendication 25 3, caractérisé par le fait que sa surface d'image utile a un diamètre à peu près égal à sa distance focale. 5. Objectif photographique compact suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que le premier élément est déplacé de manière à effectuer la mise au point et qu'il comporte une ouverture 30 ayant un diamètre supérieur à un seizième de ladite distance focale nominale de l'objectif. 6. Objectif photographique compact suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que le premier élément a une puissance égale à au moins trois fois la puissance de ladite lentille. 35 7. Objectif photographique compact caractérisé par le fait qu'il comprend des éléments constitutifs ou lentilles avant, médian et arrière alignés axialement et qu'il a une longueur hors tout, depuis la surface d'entrée jusqu'à la surface de sortie, inférieure à 3 71 25100 3i 2098254 un huitième de sa distance focale nominale et présentant des courbures de surface et des indices de réfraction choisis au préalable de façon que la somme nI~1 /!_ _ i^\ nii~1 fi_ , Nin ~1 /T_ 5 nj " v nh vî3 " v nii v*5 ' ne soit pas supérieure à 0,300, Nj, représentant les indi ces de réfraction desdits éléments avant, médian et arrière respectivement,et R.^, R2, Rj, R4, Rj, R^ représentant les rayons de ver-10 tex des surfaces réfractives successives depuis l'avant jusqu'à 1'arrière. 8. Objectif photographique compact suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que les éléments avant, médian et arrière comprennent chacun des lentilles optiques simples. 15 9. Objectif photographique compact suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que les trois éléments alignés axialement sont séparés par un intervalle d'air et sont disposés dans l'ordre suivant,depuis le côté de conjugué long jusqu'au côté de conjugué court dudit objectif compact : un premier élément convergent compor-20 tant une surface convexe vers ledit conjugué long, un second élément divergent biconcave et un troisième élément convergent comportant une surface convexe vers ledit conjugué court. 10. Objectif photographique compact suivant la revendication 7, caractérisé en outre par le fait qu'il comporte une surface d'image 25 utile ayant un diamètre approximativement égal à sa distance focale. 11. Objectif photographique compact suivant la revendication 7, caractérisé en outre par le fait qu'il comporte un diamètre d'ouverture supérieur à un sixième de la distance focale précitée de l'objectif photographique compact. 30 12. Objectif photographique compact suivant la revendication 7, caractérisé en outre par le fait qu'au moins une des surfaces est asphérique. 13. Objectif photographique compact suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que le premier élément précité est dépla- 35 cé de façon à effectuer une mise au point. 14. Objectif photographique compact suivant la revendication 13, caractérisé en outre par le fait que deux surfaces dudit second élément divergent sont asphériques et peuvent être mathématiquement 71 25100 32 2?9Q25k décrites par une équation entière comportant au moins les termes suivants : _ cp 4 x 6 + Pp + Y p 5 où £ représente la hauteur des surfaces asphériques par rapport à une surface de référence, c_ est l'inverse su rayon de vertex, p est la distance k partir de l'axe, p et f sont des constantes ayant des valeurs choisies au préalable de manière k optimaliser ledit effet 10 de surface asphérique sur les rayons lumineux décalés par rapport k 1'axe. 13, caractérisé par le fait que la valeur d'Abbé dudit premier élément convergent est d'au moins 20 # supérieur k la valeur d'Abbé du-15 dit second élément divergent. qu'il comprend s trois éléments constitutifs alignés axialement, chacun desdits éléments constitutifs comprenant au moins une lentille, des moyens pour corriger les aberrations chromatiques, des moyens 20 pour corriger l'aberration sphérique, des moyens pour corriger la coma, des moyens pour corriger l'astigmatisme, des moyens pour corriger la distorsion et des moyens pour réduire la courbure de champ, exprimée en fonction de la somme Petzval,k moins de 0,300, ledit objectif compact ayant une longueur hors tout, depuis sa surface 25 d'entrée jusqu'k sa surface de sortie, inférieure k un huitième de sa distance focale nominale. 16, caractérisé par le fait que lesdits trois éléments constitutifs alignés axialement sont séparés par un espace d'air et sont disposés 30 dans l'ordre suivant,depuis le côté de conjugué long jusqu'au côté de conjugué court dudit objectif compact s un premier élément convergent comportant une surface convexe vers ledit conjugué long, un second élément divergent biconcave et un troisième élément convergent comportant une surface convexe vers ledit conjugué court. 35 18. Objectif photographique compact suivant la revendication 17, caractérisé en outre par le fait qu'il comporte une surface d'image utile ayant un diamètre approximativement égal k sa distance focale. 15. Objectif photographique compact suivant la revendication 16. Objectif photographique compact caractérisé par le fait 17. Objectif photographique compact suivant la revendication 71 25100 33 2 ? D 8 ° 5 4 19. Objectif photographique compact suivant la revendication 17, caractérisé en outre par le fait qu'il comporte un diamètre d'ouverture supérieur à un seizième de ladite distance focale de l'objectif compact. 5 20. Objectif photographique compact suivant la revendication 17, caractérisé en outre par le fait qu'au moins une surface est asphérique. 21. Objectif photographique compact suivant la revendication 20, caractérisé en outre par le fait que deux surfaces dudit second 10 élément divergent sont asphériques et peuvent être représentées mathématiquement par une équation entière comportant au moins les termes suivants s 2 cp „ 4 6 c " + 3P P C = ) l 2 1 +v 1 - c p 15 où £ représente la hauteur de la surface asphérique par rapport à une surface de référence, c. est l'inverse du rayon de vertex , p est la distance à partir de l'axe, p et T sont des constantes ayant des valeurs choisies au préalable de façon à optimaliser ledit effet de surface asphérique sur les rayons lumineux décalés par rapport à 20 1'axe. 22. Objectif photographique compact suivant la revendication 17, caractérisé par le fait que ledit premier élément est déplacé de façon à effectuer la mise au point. 23. Objectif photographique compact suivant la revendication 25 22, caractérisé par le fait que la valeur d'Abbé dudit premier élément convergent est au moins supérieure de 20 ?£ à la valeur d'Abbé dudit second élément divergent. 24. Objectif photographique compact suivant la revendication 22, caractérisé par le fait que ledit premier élément a une puissance 30 égale à au moins trois fois celle dudit objectif. 25. Objectif photographique compact caractérisé par le fait qu'il comprend trois éléments constitutifs alignés axialement et a une longueur hors tout, depuis la surface d'entrée jusqu'à la surface de sortie, inférieure à un huitième de sa distance focale no*- 35 minale ainsi qu'un diamètre d'ouverture supérieur à un seizième de ladite distance focale nominale. 26. Objectif photographique compact suivant la revendication 25,caractérisé en outre par le fait qu'il comprend : des moyens '( â 71 25100 34 2d9Q?3k pour corriger les aberrations chromatiques, des moyens pour corriger des aberrations sphériques, des moyens pour corriger la coma, des moyens pour corriger l'astigmatisme, des moyens pour réduire la courbure de champ, exprimée en fonction de la somme Petzval, à moins de 5 0,300. 27. Objectif photographique compact suivant la revendication 26, caractérisé par le fait que lesdits trois éléments alignés axialement sont séparés par un espace d'air et sont disposés dans l'ordre suivant,depuis le côté de conjugué long jusqu'au côté de conjugué 10 court dudit objectif compact : un premier élément convergent comportant une surface convexe vers ledit conjugué long, un second élément divergent biconcave et un troisième élément convergent comportant une surface convexe vers ledit conjugué court. 28. Objectif photographique compact suivant la revendication 15 27, caractérisé en outre par le fait qu'il comporte une superficie d'image utile ayant un diamètre approximativement égal à sa distance focale. 29. Objectif photographique compact suivant la revendication 27, caractérisé en outre par le fait qu'il comporte un diamètre 20 d'ouverture supérieur à un seizième de ladite distance focale de l'objectif. 30. Objectif photographique compact suivant la revendication 27, caractérisé en outre par le fait qu'au moins une surface est asphérique. 25 31. Objectif photographique compact suivant la revendication 30, caractérisé en outre par le fait que deux surfaces dudit second élément divergent sont asphériques et peuvent être représentés mathématiquement par une équation entière comportant au moins le terme suivant : cp2 30 £ " 1 +/i - cy + pf4 + où t représente la hauteur des surfaces asphériques au-dessus d'une surface de référence, c est l'inverse du rayon de vertex, p est la distance à partir de l'axe, p et if sont des constantes ayant des va-35 leurs choisies au préalable de façon à optimaliser ledit effet des surfaces asphériques sur les rayons lumineux décalés par rapport k l'axe. 32. Objectif photographique compact suivant la revendication J à 71 25100 J' 2^90 ?3k 27, caractérisé par le fait que ledit premier élément est déplacé de manière à effectuer la mise au point. 33. Objectif photographique compact suivant la revendication 32, caractérisé par le fait que la valeur d'Abbé dudit premier élé- 5 ment convergent est au moins supérieure de 20 % à la valeur d'Abbé du second élément divergent. 34. Objectif photographique compact suivant la revendication 32, caractérisé par le fait que ledit premier élément a une puissance égale à au moins trois fois la puissance dudit objectif. 10 35. Objectif photographique compact caractérisé par le fait qu'il possède une surface Petzval, qui comprend trois élément alignés axialement et que sa longueur hors tout, depuis la surface d'entrée jusqu'à la surface de sortie est inférieure à un huitième de sa distance focale nominale, ladite surface Petzval ayant un rayon supé-15 rieur à 3,3F (F étant la longueur focale prise comme unité) dans la région centrale du champ de l'objectif. 36. Objectif photographique compact suivant la revendication 35, caractérisé en outre par le fait qu'il comporte des moyens pour corriger les aberrations chromatiques, des moyens pour corriger les 20 aberrations sphériques, des moyens pour corriger la coma, des moyens pour corriger l'astigmatisme, des moyens pour réduire la courbure de champ, exprimée en fonction de la somme Petzval, à moins de 0,300. 37. Objectif photographique compact suivant la revendication 36, caractérisé par le fait que les trois éléments alignés axialement 25 sont séparés par un espace d'air et sont disposés dans l'ordre suivant, depuis le côté de conjugué long jusqu'au côté de conjugué court dudit objectif compact : un premier élément convergent comportant une surface convexe vers ledit conjugué long, un second élément divergent concave et un troisième élément convergent comportant une 30 surface convexe vers ledit conjugué court. 38. Objectif photographique compact suivant la revendication 37, caractérisé en outre par le fait que sa superficie d'image utile a un diamètre approximativement égal à sa distance focale. 39. Objectif photographique compact suivant la revendication 35 37, caractérisé en outre par le fait que son diamètre d'ouverture est supérieur au seizième de ladite distance focale de l'objectif compact. 40. Objectif photographique compact suivant la revendication 71 25100 36 22dq?5k 37, caractérisé en outre par le fait qu'au moins une surface a une courbure asphérique de manière à corriger l'aberration sphérique. 41. Objectif photographique compact suivant la revendication 40, caractérisé en outre par le fait que deux surfaces dudit second élément divergent sont asphériques et peuvent être représentées mathématiquement par une équation entière comportant au moins les termes suivants: f- CP 2 D 4 ,6 & = v _ + BP + 10 1 + /l - 22 c p où & représente la hauteur des surfaces asphériques au-dessus d'une surface de référence, c est l'inverse du rayon de vertex, p est la distance à partir de l'axe, p et f sont des constantes ayant des valeurs choisies au préalable de façon à optimaliser ledit effet des 15 surfaces asphériques sur les rayons lumineux décalés par rapport k 1'axe. 42. Objectif photographique compact suivant la revendication 47, caractérisé par le fait que ledit premier élément est déplacé de manière à effectuer une mise au point. 20 43. Objectif photographique compact suivant la revendication 42, caractérisé par le fait que la valeur d'Abbé dudit premier élément convergent est au moins supérieur de 20 % à la valeur d'Abbé du second élément divergent. 44. Objectif photographique compact suivant la revendication 25 42, caractérisé par le fait que ledit premier élément a une puissance égale à au moins à trois fois la puissance dudit objectif. 45. Objectif photographique compact caractérisé par le fait qu'il comprend trois éléments alignés axialement et que sa longueur hors tout, depuis la surface d'entrée jusqu'à la surface de sortie, 30 est inférieure à un huitième de sa distance focale nominale, sa somme Petzval n'étant pas supérieure à 0,300. 46. Objectif photographique compact suivant la revendication 45, caractérisé par le fait que les trois éléments alignés axialement sont séparés par un espace d'air et sont disposés dans l'ordre sui- 35 vant depuis le côté de conjugué long jusqu'au côté de conjugué court dudit objectif compact : un premier élément convergent comportant une surface convexe vers ledit conjugué long, un second élément divergent biconcave et un troisième élément convergent comportant une â 71 25100 " 20.98254 surface convexe vers ledit conjugué court. 47. Objectif photographique compact suivant la revendication 46, caractérisé en outre par le fait que sa surface d'image utile a un diamètre approximativement égal à sa distance focale. 5 48. Objectif photographique compact suivant la revendication 46, caractérisé en outre par le fait que son diamètre d'ouverture est supérieur à un seizième de ladite distance focale de l'objectif. 49. Objectif photographique compact suivant la revendication 46, caractérisé en outre par le fait qu'au moins une surface présente 10 une courbure asphérique de manière k corriger l'aberration sphérique. 50. Objectif photographique compact suivant la revendication 49, caractérisé en outre par le fait que deux surfaces dudit second élément divergent sont asphériques et peuvent être représentées mathématiquement par une équation entière comportant au moins les termes 15 suivants : 2 °P t = _ + pp4 + Yp6 1 + v/1 - c2P2 où t représente la hauteur des surfaces asphériques par rapport à une surface de référence, est l'inverse du rayon de vertex, p est 20 la distance à partir de l'axe, B et Y sont des constantes ayant des valeurs choisies au préalable de façon à optimaliser ledit effet de surface asphérique sur les rayons lumineux décalés par rapport k 1'axe. 51 . Objectif photographique compact suivant la revendication 25 46, caractérisé par le fait que ledit premier élément est déplacé de manière à effectuer la mise au point. 52. Objectif photographique compact suivant la revendication 51, caractérisé par le fait que la valeur d'Abbé dudit premier élément convergent est au moins supérieure de 20 % à la valeur 30 d'Abbé dudit second élément divergent. 53. Objectif photographique compact suivant la revendication 51, caractérisé par le fait que ledit premier élément a une puissance qui est au moins égale à trois fois la puissance dudit objectif. 54. Objectif photographique compact suivant la revendication 35 46, caractérisé par le fait que l'indice de réfraction desdits premier et troisième éléments est supérieur k 1,55 et que l'indice de réfraction dudit second élément est inférieur k 1,70. 55. Objectif photographique compact suivant la revendication 71 25100 38 209825k 54, caractérisé par le fait que la valeur d'Abbé ^ desdits premier et troisième éléments est supérieure à 40 et que la valeur d'Abbé "O dudit second élément se situe entre 20 et 55, ladite valeur d'Abbé \? du premier élément précité étant au moins supérieure de 20 ^ à ladite 5 valeur d'Abbé \) dudit second élément. 56. Objectif photographique compact suivant la revendication 55,caractérisé par le fait que le rayon de vertex de la première surface de réfraction est compris entre 0,14F et 0,50F, le rayon de vertex de la seconde surface de réfraction est compris entre -1,00F 10 et 0,40F en passant par l'infini, le rayon de vertex de la troisième surface de réfraction est compris entre -0,18F et -oo, le rayon de vertex de la quatrième surface de réfraction est compris entre 0,14 et 0,35F, le rayon de vertex de la cinquième surface de réfraction est compris entre -0,80F et 0,80F en passant par l'infini et le 15 rayon vertex de la sixième surface de réfraction est compris entre -0,60F et -0,16. 57. Objectif photographique compact suivant la revendication 55, caractérisé par le fait qu'il comporte des rayons de vertex compris dans les limites suivantes : 20 25 30 0,14F - - 0,50F - R2 - -1,00F ou .0,40F - R2 — R, — -0,18F 0,14F - R4 ~ 0,35F 0,80F - R5 - °° -0,60F - R6 - -0,16F où R.j, Kg, etc, représentent des surfaces de réfraction dans l'ordre^ depuis le côté de conjugué long jusqu'au côté de conjugué court,et les rayons sont exprimés en fonction de la distance focale F de l'objectif, R indique la valeur numérique absolue sans considération du signe. 35 58. Objectif photographique compact caractérisé par le fait qu'il comprend trois éléments alignés axialement et séparés par un espace d'air, ces éléments étant disposés dans l'ordre suivant,depuis le côté de conjugué long jusqu'au côté de conjugué court dudit é 10 71 25100 39 2098254 objectifs un premier élément convergent comportant une surface convexe vers ledit conjugué long, un second élément divergent biconcave et un troisième élément convergent comportant une surface convexe vers ledit conjugué court, l'objectif compact précité ayant une longueur hors tout, depuis la surface d'entrée jusqu'à la surface de sortie, inférieure à un huitième de sa distance focale nominale et une somme Petzval n'exédant pas 0,300, ledit premier élément ayant un indice de réfraction supérieur à 1,55 et une valeur d'Abbé ^ à la fois supérieure à 40 et au moins égale à 1,2 fois la valeur d'Abbé "O dudit second élément, un rayon de vertex avant compris entre 0,14P et 0,50F et un rayon de vertex arrière Rg compris entre -1,00F et 0,40F en passant par l'infini, ledit second élément ayant un indice de réfraction inférieur à 1,70, une valeur d'Abbé O compris entre 20 et 55, un rayon de vertex avant R^ compris entre -18F et -ooet un rayon de vertex arrière R^ compris entre 0,14F et 0,35F, ledit 15 troisième élément ayant un indice de réfraction supérieur à 1,55, une valeur d'Abbé ^ supérieur à 40, un rayon de vertex avant R^ compris -0,80F et 0,80F en passant par l'infini et un rayon de vertex arrière R^ compris -0,60F et -0,16F, les indices de réfraction précités étant spécifiés pour une longueur d'onde de lumière de 587,6 na-20 nomètres et R^, Rj, Rj, R^, Rj, Rg représentant des rayons de vertex de la courbure de leurs surfaces de réfraction respectives depuis ledit côté de conjtgué long de l'objectif jusqu'au côté de conjugué court de cet objectif. 59. Objectif photographique compact à trois éléments,carac-25 térisé par le fait qu'il présente les paramètres de conception suivants pour une distance focale F prise comme unité: F 1,000 L.H.T. 0,0696 f/8,6 n, RAÏONf; Ef AlSSEUIiS d a I 1 ,( 30 35 I 1 ,67 o 55,2 K1 = 0,1023 S = 0,0153 i:2 r. plan S1 — 0,0137 II 1,519 44,4 R3 =, -0,2585 t2 = 0,0065 R4 r- 0,1624 Cî "2 = 0,0199 IJI 1 ,67 5 51,2 K5 rr-2,578 t3 = 0,0142 R6 =-0,2496 S3 = 0,970S où les chiffres romains identifient les éléments de l'objectif dans i i b*u ORIGINAL 40 71 25100 229825k 1'ordre, depuis l'avant jusqu'à l'arrière, n^ est l'indice de réfraction pour une longueur d'onde de lumière de 587,6 nonomètres,\)^ est le rapport d'Abbé, R^, Rg, R^ et R^ représentent des rayons des surfaces de réfraction successives depuis l'avant jusqu'à l'arrière, 5 t et s représentent les épaisseurs des éléments de l'objectif et les espaces d'air, respectivement,depuis l'avant jusqu'à l'arrière, (js.j étant variable^} , R^ représente le rayon de vertex d'une surface asphérique profilée conformément à la formule cp2 10 ^=T~TTi 3"? + 20,150P + 766,4p6 1 + /l - c p et R^ représente le rayon de vertex d'une surface asphérique profilée suivant la formule t 2 Ç = Cpi m . - 20,833P4 + 929,8p6 1 + /l - c p 15 t étant la hauteur de la surface asphérique par rapport à une surface plane de référence, p étant la distance radiale à partir de l'axe de la lentille et c étant l'inverse du rayon de vertex. 60. Objectif photographique compact à trois éléments présentant les paramètres de conception suivants, pour une distance focale 20 F prise comme unité: F = 1,000 L.H.T. = 0,0614 f/8,6 Li-N TILLE nd ^d HAYONS liPA .ISSLUiiS r 1 ,678 55,2 B1 0,1915 *1 = 0,0141 25 R2 - -7,632 81 = 0,0106 II 1 ,519 44,4 R3 r= -0,2189 t2 = 0,0067 • R4 =r 0,1795 S2 = 0,0168 III 1 ,611 55,9 B5 = -1,0021 S = 0,0132 30 R6 = -0,2021 s3 = 0,9946 où les chiffres romains identifient les éléments de l'objectif dans 1'ordre,depuis l'avant jusqu'à l'arrière, n^ est l'indice de réfraction pour une longueur de lumière de 587,6 manomètres, ^ est le 35 rapport d'Abbé, , Rj, R^ et R^ représentent les rayons des surfaces de réfraction successives depuis l'avant jusqu'à l'arrière, t.et s représentent les épaisseurs des éléments de l'objectif et les espaces d'air respectivement, depuis l'avant jusqu'à l'arrière, fs^ BAD ORIGINAL 71 25100 41 2?D325k étant variablej, R^ représentant le rayon de vertex d'une surface asphérique profilée suivant la formule: l = P/ A s + 20 , 227p4 + 670,7p6 1 +/1 - c p et R^ représente le rayon de vertex d'une surface asphérique profilée suivant la formule : 2 Ç = Cp , „ - 22,134p4 + 498,2p6 10 1 + /l ~ c P 6 étant la hauteur de la surface asphérique par rapport à une surface plate de référence, p étant la distance radiale à partir de l'axe de la lentille et c étant l'inverse du rayon de vertex. 61. Objectif photographique compact à trois éléments, caracté-15 risé par le fait qu'il présente des paramètres suivants pour une distance focale J? prise comme unité : F = 1,000 L.H.T. = 0,120 f/8,6 LENTILLE n, a °d RAÏ0ÏTS EPAISSEURS 20 I 1 ,836 42,3 h = 0,2568 tt = 0,0200 R2 0,o078 s1 = 0,0341 II 1 ,617 31 ,0 R3 = -0,5648 t2 = 0,0100 R4 = 0,2938 sg = 0,0359 25 III 1 ,836 42,3 *5 = -14, 63 t3 = 0,0200 R6 -0,3959 s3 = 0,937 où les chiffres romains identifient les éléments de l'objectif dans l'ordre depuis l'avant jusqu'à l'arrière, n^ est l'indice de réfrac-30 tion pour une longueur d'onde de lumière de 587,6 nanomètres, est le rapport d'Abbé, R^, R^, R^, R^ et R^ représentent les rayons des surfaces de réfraction successives depuis l'avant jusqu'à l'arrière, t et s représentent les épaisseurs des éléments de l'objectif et les espaces d'air respectivement,depuis l'avant jusqu'à l'arrière, R^ 35 représente le rayon de vertex d'une surface asphérique profilée suivant la formule : cp2 C = / a ? + 3.590p4 1 + /l - c2p2 bad original 71 25100 42 2?'DQ25k b étant la hauteur de la surface asphérique par rapport à une surface plane de référence, Ç étant la distance radiale depuis l'axe de la lentille et c étant l'inverse du rayon de vertex. 62. Objectif photographique compact à trois éléments, caractérisé par le fait qu'il présente les paramètres de conception suivants pour une distance focale F prise comme unité : 15 F = 1,000 LENTILLE 10 I L.H.T. = 0,120 n, . RAYONS f/8,6 EPAISSEURS 1 1,729 54,2 K1 = 0,2538 *1 = 0,0200 R2 = 2,430 S1 = 0,0302 II 1,596 39,2 R3 = -0,3871 t2 = 0,0100 R4 = 0,2555 S2 = 0,0398 III 1,788 50,5 R5 = -2,283 t3 = 0,0200 B6 = -0,3395 S3 = 0,9276 où les chiffres romains identifient des éléments de l'objectif dans 20 1'ordre,depuis l'avant jusqu'à l'arrière, n^ est l'indice de réfraction pour une longueur d'onde de lumière de 587,6 nanomètres, est le rapport d'Abbé, , R2» R^, R^ et Rg représentent des rayons des surfaces de réfraction successives depuis l'avant jusqu'à l'arrière, t et s représentent les épaisseurs des éléments de l'objectif et les 25 espaces d'air, respectivement, depuis l'avant jusqu'à l'arrière, R^ représentée rayon de vertex d'une surface asphérique profilée selon la formule : cp = 1 + A - cV + 10,323p4 30 £ étant la hauteur de la surface asphérique par rapport à une surface de référence plane, Vêtant la distance radiale par rapport à l'axe de la lentille et c_ étant l'inverse du rayon de vertex. 63. Objectif photographique compact à trois éléments caractérisé par le fait qu'il présente des paramètres de conception sui-35 vants pour une distance focale F prise comme unité : bad original ^ $ 71 25100 43 2098254 1' = 1,000 L.H.T. = 0,120 f/8,6 U.: 'TILLE "d \? , a IiAYO: i'"* Kl EPj US^UnS I ] , o02 44,3 I»1 = 0,2583 t1 rz 0,0200 5 *2 = 0,5146 S! = 0,0420 II 1 ,617 31,0 *3 = R4 = - 0,4750 0,3389 *2 S2 = 0,0100 = 0,0280 III 1 ,881 41,0 P-5 = 21 ,42 *3 = 0,0200 10 «6 = 0,3348 s3 = 0,9412 où les chiffres romains identifient les éléments de l'objectif dans 1'ordre,depuis l'avant jusqu'à l'arrière, n^ est l'indice de réfraction pour une longueur d'onde de lumière de 587,6 nanomètres, est 15 le rapport d'Abbé, , R^, R^, R,. et R^ représentent les rayons des surfaces de réfraction successives depuis l'avant jusqu'à l'arrière, t et s représentent les épaisseurs des éléments et les espaces d'air, respectivement, depuis l'avant jusqu'à l'arrière, R^ représente le rayon de vertex d'une surface asphérique profilée conformément 20 à la formule: 2 ce 4 Ç ~ ~ /. i 2 + 2>512p i + yi - c p £ étant la hauteur de la surface asphérique par rapport à une surface de référence plane, p étant la distance radiale à 25 partir de l'axe de l'objectif et ç étant l'inverse du rayon de vertex. 64. Objectif photographique compact à trois éléments, caractérisé par le fait qu'il présente des paramètres de conception suivants pour une distance focale P prise comme unité : 30 F =1,000 L.H.T. ^ 0,089 f/8,6 LENTILLE nd ^d RAYONS EPAISSEURS I 1,613 57,4 *1 = 0,1775 t1 = 0,0213 R2 2,027 s1 = 0,0139 II 1 ,519 'i 4,4 R3 = —0,2921:- t2 = 0,0091 U4 0,1605 sg = 0,0264 III 1,697 56,2 fi5 1,490 t3 = 0,0183 R6 = -0,3379 s3 = 0,9619 bad original ' s 71 25100 44 2090254 où les chiffres romains identifient les éléments de l'objectif dans 1'ordre,depuis l'avant jusqu'à l'arrière, n^ est l'indice de réfraction pour une longueur d'onde de lumière de 587,6 nanomètres, est le rapport d'Abbé, R^ , R2, R^ et R^ représentent le rayon des surfaces 5 de réfraction successives depuis l'avant jusqu'à l'arrière, t et s représentent les épaisseurs des éléments de l'objectif et les espaces d'air respectivement, depuis l'avant jusqu'à l'arrière, Jjs^ étant variable/, R^ représente le rayon de vertex d'une surface asphérique profilée suivant la formule: 10 cp2 Ç = + 23 ? 444p4 + 600,4p6 1 + /l - c p et représente le rayon de vertex d'une surface asphérique profilée suivant la formule : 15 cp2 Ç = — - 14 j 178p4 + 556;7p6 1 + /l - c p 6 étant la hauteur des surfaces asphériques par rapport à une surface de référence plane, p étant la distance radiale à partir de l'axe 20 de l'objectif et c étant l'inverse du rayon de vertex. 65. Objectif photographique compact à trois éléments^caractérisé par le fait qu'il présente les paramètres de conception suivants pour une distance focale F prise comme unité: F = 1,000 l.h .T. = 0,0729 p = 0,028 f/8,6 lentille nd ^d rayons epaisseurs i 1,519 44,4 *1 « -0,2635 t1 = 0,0080 r2 = -6,7715 S.J ^ 0,0169 ii 1 ,678 55,2 «3 0,1890 t2 = 0,0329 *4 = -0,2386 s2 = 0,0071 iii 1 ,519 44,4 R5 = -0,5510 tj = 0,0080 *6 0,1775 = 1,0624 où les chiffres romains identifient les éléments de l'objectif dans 1'ordre, depuis l'avant jusqu'à l'arrière, n^ est l'indice de réfraction pour une longueur d'onde de lumière de 587,6 nanomètres, 35 est le rapport d'Abbé, R^, R^, R^ et R^ représentent les rayons des surfaces de réfraction successives l'avant jusqu'à l'arrière et t et s représentent les épaisseurs des éléments et les espaces d'air de l'objectif, respectivement, depuis l'avant jusqu'à l'arrière, /s^ bad original ^ 71 25100 45 2?9Q25k étant variable/, représente le rayon de vertex d'une surface asphérique profilée suivant la formule: r CP2 4 C-IWl-cV "29'705P et R^ représente le rayon de vertex d'une surface asphérique profilée suivant la formule : cp2 g Ç = T — + 24,034p 10 t étant la hauteur des surfaces asphériques par rapport à une surface de référence plane, p étant la distance radiale à partir de l'axe de l'objectif et c étant l'inverse du rayon de vertex. 66. Objectif photographique compact à trois éléments carac-15 térisé par le fait qu'il présente les paramètres de conception suivants pour une distance focale F prise comme unité: F = 1,000 L.H.T. ^ 0,06X3 C/h,G LL-iL*.?.: n, KAYtilVS a a I 1 ,678 55,2 = 0j 18.^8 t - 0,0153 20 I!2 - P-- r r* = 0,0133 II 1 ,519 44,4 It = -0,23-ÎÇ %2 - 0,0065 R4 s 0j1634 s2 = 0,0189 III 1,615 51,2 R •— -2 9 t3 = 0,0143 R6 = -0,2440 s3 = 0,9731 25 où les chiffres romains identifient les éléments de lentille dans 1'ordre, depuis l'avant jusqu'à l'arrière, n^ est l'indice de réfraction pour une longueur d'onde de lumière de 587,6 nanomètres, est le rapport d'Abbé, R^, Rg, R^ et R^ représentent le rayon des surfaces de réfraction successives depuis l'avant jusqu'à l'arrière, 30 t et s. représentent les épaisseurs des éléments et des espaces d'air de l'objectif, respectivement, depuis l'avant jusqu'à l'arrière, fsy étant variable/, R3 représente le rayon de vertex d'une surface asphérique profilée suivant la formule: 35 CD 4-6 l _ m « + 20?2299p + 757,4P 1 + /l - c p et R^ représente le rayon de vertex d'une surface asphérique profilée suivant la formule : SAD ORIGINAL r CL 10 15 71 25100 46 2098254 c 2 6 Ç . CP. ■ » - 21,0009p4 + 918,9p 1 + /l - c p £ étant la hauteur des surfaces asphérique par rapport à une surface de référence plane, Ç étant la distance radiale par rapport à l'axe de l'objectif et ç_ étant l'inverse du rayon de vertex. 67. Objectif photographique compact & trois éléments caractérisé par le fait qu'il présente des paramètres de conception suivants pour une distance focale F prise comme unité : F = 1,000 L.H.T. = 0,1149 f/6,3 LENTILLE n, >>, RAYONS Kï'AISSEURS d d I 2,4176 55,9 R1 = 0,2-167 ^ = 0,0137 R2 = 0,3277 s1 = 0,0369 II 1,9212 35,7 R3 = 15,22 t2 = 0,0077 R, = 0,4119 s0 = 0,0449 4 2 ' III 2,4176 55,9 R? = -0,8651 t3 = 0,0117 R6 -0,4530 s 3 = 0,9308 où les chiffres romains identifient les éléments de lentille dans 20 l'ordre depuis l'avant jusqu'à l'arrière, n^ est l'indice de réfraction pour une longueur d'onde de lumière de 587,6 nanomètres, \?^ est le rapport d'Abbé, R.^ , R2, R^ et R^ représentent les rayons des surfaces de réfraction successives depuis l'avant jusqu'à l'arrière, t et ^représentent les épaisseurs des éléments et des espaces d'air 25 de l'objectif, respectivement, depuis l'avant jusqu'à l'arrière, R3 représente les rayons de vertex d'une surface asphérique profilée suivant la formule: 30 { . " V°HP4 i + A - - C p et R^ représente le rayon de vertex d'une surface asphérique profilée suivant la formule: cp2 6 Ç «b 1 a A + 1j2359P 1 + /I - 35 £ étant la hauteur des surfaces asphériques par rapport à une surface de référence plane, étant la distance radiale par rapport à l'axe de l'objectif et c étant l'inverse du rayon de vertex. bad original $