Brevet FR2123362A1 — publié le 19720908

La présente invention, concerne des procédés de centrage d'éléments optiques, des appareils pour leur mise en oeuvre et des éléments optiques centrés par ces procédés. Une application particulière de l'invention est le montage d'objectifs. 5 Pour obtenir des résultats optimaux d'un objectif, chacun de ses éléments doit être centré sur son axe optique et correctement espacé de ses éléments voisins.. On a utilisé de nombreux procédés dans ce but. Par exemple, dans un de ces procédés, on centre chaque élément d'objectif en examinant les réflexions par 10 les deux surfaces dudit élément entraîné en rotation sur un arbre de précision c'est-à-dire bien rigide et sans aucun jeu. la position de cet élément d'objectif ou lentille par rapport à cet arbre est modifiée jusqu'à ce que les deux images réfléchies par les surfaces de ladite lentille soient immobiles. A ce moment, l'axe 15 optique de la lentille coïncide avec l'axe de rotation de l'arbre. Suivant un autre procédé de centrage, la lentille à centrer est intercalée entre deux supports annulaires coaxiaux. Ces supports sont ensuite poussés l'un vers l'autre, de manière que l'axe optique de la lentille s'aligne de lui-même avec l'axe des supports. 20 Après que l'axe optique a été déterminé, le bord de la lentille est meulé pour épouser la surface d'un cylindre dont l'axe de révolution coïncide avec l'axe optique de la lentille. On recommence cette opération pour chaque lentille faisant partie de l'objectif complet. On usine ensuite un barillet pour maintenir 25 chaque lentille exactement à sa place et les lentilles sont ensuite mises en place dans le barillet à l'emplacement approprié. Suivant un autre procédé, chaque lentille est montée dans une bague de laiton dont le bord extérieur, et non la surface- latérale de la lentille, est usiné de manière à produire une pièce 30 dont l'axe géométrique coïncide avec l'axe optique de la lentille. Quelle que soit la technique employée,' il se produit inévitablement des erreurs, étant donné que les tolérances sur la bordure de chaque lentille ou de chaque bague de laiton doivent être ajoutées aux erreurs de détermination de l'axe optique de chaque 35 lentille. Ces erreurs n'avaient pas, autrefois, une importance particulière, étant donné que des objectifs de qualité suffisante étaient néanmoins construits sans difficultés. Cependant, avec 72 02211 2 2123362 les exigences actuelles concernant le pouvoir résolvant de la micro photographie, appliquée par exemple à la fabrication à grande échelle de circuits intégrés à semi-conducteurs, les objectifs doivent être meilleurs qu'autrefois. 5 Un premier mode d'exécution de l'invention concerne un appa reil de centrage d'un élément optique à deux surfaces de manière que l'axe optique de cet élément coïncide avec un axe prédéterminé, et ledit appareil comprend un dispositif destiné à diriger un rayonnement électromagnétique sur un élément optique à centrer, 10 un dispositif pour recevoir le rayonnement en provenance dudit élément et pour engendrer un signal qui représente le décentrage dudit élément et un dispositif pour monter ledit élément et pour ajuster sa position de manière à corriger ledit décentrage en modifiant la position d'un des centres de courbure de ladite sur-15 face indépendamment de la position du centre de courbure de l'autre desdites surfaces. Ledit dispositif d'ajustement est de préférence conçu de manière à ajuster ladite position en faisant tourner ledit élément autour d'un premier desdits centres de courbure jusqu'à ce 20 que le second desdits centres de courbure se trouve sur ledit axe prédéterminé et ensuite en faisant tourner ledit élément autour dudit second centre de courbure jusqu'à ce que ledit premier centre de courbure se trouve sur ledit §xe prédéterminé. Un second mode d'exécution de l'invention concerne un pro— 25 cédé de centrage d'une lentille comportant une première et une seconde surface ou dioptre , de manière que l'axe optique dudit élément coïncide avec un axe prédéterminé, procédé suivant lequel un faisceau d'un rayonnement électromagnétique est dirigé sur ledit élément, un signal représentant le décentrage dudit élément 30 est engendré par le rayonnement en provenance dudit élément et la position dudit élément est ajustée de manière à corriger ledit décentrage en modifiant la position du centre de courbure d'une desdites surfaces indépendamment de la position du centre de courbure de l'autre desdites surfaces. 35 Ladite lentille est de préférence ajustée en la faisant tourner autour d'un premier centre de courbure jusqu'à ce que le second centre de courbure se trouve sur ledit axe prédéterminé 72 02211 3 2123362 et en faisant ensuite tourner ledit élément autour dudit second centre de courbure^jusqu'à ce que ledit premier centre de courbure se trouve sur ledit axe prédéterminé. Une autre lentille peut être centrée par le même procédé, 5 chacune desdites lentilles étant fixée à une cale d'espacement après centrage. Un troisième mode d'exécution de l'invention concerne un procédé de centrage d'une lentille pour que son axe optique coïncide avec un axe prédéterminé et qui comprend les opérations ci-10 après : mise en place de la lentille sur ledit axe prédéterminé, projection d'un faisceau de rayonnement électromagnétique sur ladite lentille, production, à partir du rayonnement reçu en provenance de ladite lentille, de signaux indiquant la valeur du décentrage d'une surface de ladite lentille et réglage, commandé par 15 un calculateur numérique, de la position de ladite lentille dans son organe de fixation pour corriger le décentrage décelé Un quatrième mode d'exécution de l'invention concerne un procédé de montage d'un objectif comprenant au moins deux lentilles espacées d'une distance déterminée, et qui comprend les opé-20 rations ci-après : montage d'une première lentille sur un appareil de centrage, centrage de ladite première lentille, montage d'une seconde lentille sur ledit appareil de centrage, centrage de ladite seconde lentille à une distance déterminée de ladite première lentille et collage desdites lentil-25 les à une cale d'espacement destinée à maintenir lesdites lentilles à ladite distance déterminée. D'autres objets et avantages de la présente invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en référence aux dessins annexés dans 30 lesquels : la figure 1 représente schématiquement un exemple de réalisation de l'invention ; la figure 2 représente schématiquement une forme de réalisation/photodétecteur 151 de la figure 1 ; 35 la figure 3 est une vue en perspective éclatée d'un exemple de réalisation du manipulateur 31 de lentilles de la figure 1 ; et la figure 4 représente un objectif monté. 72 02211 4 2123362 L'appareil de la figure 1 est constitué essentiellement par un calculateur numérique 11, un auto-collimateur 21, un manipulateur 31 de lentilles, un interféromètre 165 à compteur de franges et un arbre codeur 313.Comme l'indique la figure 1 et comme on 5 l'explique en détail ci-après, l'information provenant de l'auto- collimateur 21, de 1'interféromètre 165 et de l'arbre codeur 313? a est transmise à un calculateur 11 qui détermine/partir de cette information la modification à apporter à la position de la lentille en cours de réglage. Des signaux appropriés sont émis et 10 transmis au manipulateur 31 pour réaliser ce changement. L'autocollimateur 21 comprend un laser 115 qui émet un faisceau 116 de rayonnement cohérent, un séparateur de faisceau 125 pour diriger le faisceau laser sur une lentille 135 qui doit être centrée et un photodétecteur 151 destiné à détecter les erreurs 15 de centrage de la lentille 135 et à déterminer l'emplacement sur l'axe de ladite lentille. La lentille 135 peut comporter deux dioptres comme représenté ou peut être remplacée par un miroir avec une seule surface réfléchissante. Un nombreux appareillage auxiliaire est également représenté avec 1'autocollimateur 21. 20 Un polariseur 121, une lame quart d'onde 131 et un analyseur 141 sont utilisés pour supprimer les réflexions parasites par les surfaces des différents éléments optiques de 1'autocollimateur 21. L'emploi d'un polariseur d'une lame quart d'onde et d'un analyseur est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 2 318 705 25 et ne sera pas étudié plus en détail. Un dispositif d'étalement du faisceau 117 est employé pour augmenter la largeur du faisceau laser 116 jusqu'à une valeur convenable. Les lentilles 127 et 129 sont employées pour modifier le rayon de courbure des surfaces d'onde du faisceau 116 de manière connue pour l'adap-30 ter à la courbure de la surface de la lentille 135 en cours de réglage. Le réflecteur 139 dirige sur l'objet 135 de la lumière qui est réfléchie par ce dernier en direction du photodétecteur 151. L'objectif 145 fait converger cette lumière sur ce photodétecteur. La lentille 135 est montée sur le manipulateur de lentilles 35 31. Ce manipulateur comprend un arbre de précision 311 qu'on peut faire tourner par des moyens appropriés, non représentés, un arbre codeur 313 qui contrôle en permanence la position de l'arbre 311 72 02211 5 2123362 et un plateau 317 qui est fixé rigidement à l'arbre de précision 311. Ce plateau supporte plusieurs éléments destinés à modifier l'orientation de la lentille 135. Ces éléments sont commandés par une série de conducteurs provenant du calculateur 11 et qui sont 5 raccordés par un groupe de bagues collectrices 319 fixées à l'arbre 311. Ces éléments sont étudiés en détail ci-après à propos de la figure 3. Un autocollimateur 21 peut être déplacé le long de l'axe de rotation de l'arbre 311. Ce déplacement est réalisé par un mo-10 teur 161 qui agit sur une vis d'entraînement 163 fixée à l'auto-collimateur 21. La position exacte de 1'autocollimateur 21 est déterminée en permanence par un interféromètre 165 classique à compteur de franges qui dirige un faisceau lumineux sur un prisme réflecteur 167 fixé à l'autocollimateur 21. L'interféromètre 165 15 est par exemple un "lasergage" Perkin Elmer modèle 5900. Un modèle de photodétecteur 151 est représenté en détail-sur la figure 2. Il comprend un photodétecteur 211 à quadrants au centre du.qu.el se trouve une ouverture très petite 231 de dimensions voisines de celles de la tache de diffraction formée par 20 la lentille 145. Dans certaines circonstances décrites ci-après, cette ouverture permet à une partie de la lumière incidente d'atteindre un autre photodétecteur 235 placé derrière ladite ouverture. Chacun des quatre quadrants 221, 222, 223 et 224 du détecteur 211 constitue un photodétecteur distinct. Des conducteurs 25 241 à 244 partant de ces quadrants transmettent un signal proportionnel au flux lumineux arrivant sur le quadrant considéré. Un cinquième conducteur 245 partant du photodétecteur 235 transmet un signal proportionnel au flux lumineux arrivant sur ledit photodétecteur. Comme on l'explique en détail ci-après, le photodétec-30 teur à quadrants est utilisé d'une manière classique connue des spécialistes afin de déceler les erreurs de centrage de la lentille 135. Le photodétecteur 235 est employé pour déterminer l'emplacement axial d'une surface de la lentille 135 en cours d'examen. La figure 3 représente un exemple de réalisation d'un mani-35 pulateur de lentilles/.Bet appareil comprend l'arbre 311 de précision susmentionné, l'arbre codeur 313» le plateau 317 et les bagues collectrices 319 (représentées sur la figure 1). Il comprend également une coulisse 321 à paliers à rouleaux, un second 72 02211 e 2123362 plateau rigide 341» un troisième plateau rigide 361 et un support annulaire 381. La coulisse 321 à paliers à rouleaux est constituée par trois plateaux parallèles 323» 327 et 331 montés l'un au-dessus de l'autre avec des paliers à rouleaux intercalés. Les paliers 5 à rouleaux entre les plateaux 323 et 327 sont maintenus dans deux ,de roulement , , , chemins/ parallèles 324 orientes dans une direction déterminée ; .qui sont ceux /entre les plateaux 327 et 331 sont maintenus dans deux chemins .roulement , de/ parallèles 328 orientes dans la direction orthogonale. Des ouvertures 325» 330 et 335 dans lesquelles est ajusté l'arbre de 10 pivotement de précision 311 sont mélangées au milieu de chacun de ces plateaux. A l'exception des ouvertures ménagées dans les plateaux, la coulisse 321 est semblable aux ^plateaux coulissants numéros classiques vendus par exemple, sous les/ de catalogue 20 127» 20 128 et 20 129 par la Lansing Research Corporation, Ithaca, 15 état de New-York, (Etats-Unis d'Amérique). Un plateau 323 est fixé rigidement au plateau 317. Il suffit par conséquent que l'ouverture 325 soit assez large pour laisser passer l'arbre de pivotement 311. Des ouvertures 330 et 335 ménagées dans les plateaux 327 et 331» respectivement, ont des 20 diamètres beaucoup plus grands que celui de l'arbre de manière à permettre un déplacement des plateaux 327 et 331• le plateau 327 ■ est déplacé dans la direction de l'axe des X, représenté sur la figure 3» par un moteur pas à pas rotatif qui entraîne une vis différentielle en contact avec le plateau. Cette vis différen-25 tielle est semblable aux vis vendues sous les numéros de catalogue 22 501 et 22 505 par la Lansing Research Corporation. L'ensemble du moteur pas à pas tournant et de la vis différentielle constitue un organe de manoeuvre linéaire (c'est-à-dire à déplacement rectiligne) 337. Le plateau 331 est déplacé dans la direction 30 de l'axe des Y par un moteur pas à pas et une vis différentielle, semblable, non représentée. Les cuvettes 324 et 328 de roulement à rouleaux limitent les déplacements des plateaux 327 et 331 de manière qu'ils se déplacent seulement dans les directions indiquées . 35 Le plateau 341 est fixé rigidement au plateau 331 et on y a ménagé une ouverture 342 de dimensions semblables à l'ouverture 335. Par conséquent, les mouvements parallèles aux axes des X et / 72 02211 7 2123362 des Y de la coulisse 321 sont transmis au plateau 341. Trois tiges 344» 346 et 348 sont fixées au plateau 341. Chacune de ces tiges peut être déplacée indépendamment dans la direction des Z par un organe de manoeuvre linéaire semblable à ceux employés pour dé-5 placer les plateaux 327 et 331 parallèlement aux axes des X et Y. Un de ces organes de manoeuvre linéaire 345» destiné à modifier la hauteur de la tige 344 est représenté schématiquement sur la figure 3. Des organes de manoeuvre linéaire semblables, non représentés, sont employés pour ajuster les hauteurs des tiges 346 10 et 348. Comme l'indique la figure 3» l'extrémité de la tige 344 comporte une encoche 354 en forme de Y, et l'extrémité de la tige 346^1*116 dépression conique 356. Le fond de l'encoche en forme de Y est aligné avec le centre de cétte dépression conique. L'extré-15 mité de la tige 348 est plane. Les extrémités des tiges 344» 346 et 348 constituent les bases d'un support cinématique pour trois pieds 364» 366 et 368 à extrémité sphérique orientée vers le bas à partir du plateau 361 et reposant respectivement sur l'encoche en forme de V de la tige 344» la dépression conique de la 20 tige 346 et la surface plane de la tige 348. Les tiges 344 et 346 sont espacées d'axe en axe d'une distance d égale à la distance entre les tiges 346 et 348 5 la droite réunissant les tiges 344 et 346 et celle réunissant les tiges 346 et 348 forment un angle de 90°. De même, les axes des pieds 364 et 366 sont espacés 25 d'une distance d égale à l'espacement d'axe en axe des pieds 366 et 368 ; la droite réunissant les axes des pieds 364 et 366 et celle réunissant les axes des pieds 366 et 368 sont perpendiculaires. Avec cette disposition, les plateaux 341 et 361 constituent un "support cinématique". D'autres détails sur ces supports fi-30 gurent dans l'ouvrage de ¥. J. Smith»Modem Outical Engineering pages 427-431 (McGraw-Hill, 1966). Un tel support comporte le nombre minimal de liaisons cinématiques nécessaires pour placer un objet, par exemple un plateau 361 dans une position unique par rapport à un second objet, par exemple un plateau 341. En 35 modifiant les niveaux des tiges 344» 346, et 348, on peut communiquer divers mouvements au plateau 361. Par exemple, on peut commander un déplacement dans la direction des Z en déplaçant les tiges 344» 346 et 348 de quantités égales dans la direction verti 72 02211 8 2123362 cale. Une rotation autour de l'axe réunissant les tiges 344 et 346 peut être commandée par un déplacement de la tige 348 ; une rotation autour de l'axe réunissant les tiges 346 et 348 peut être commandée par un déplacement de la tige 344. les déplacements 5 du plateau 361 sont transmis à une lentille 135 par un groupe de tiges 371 qui assujettissent le support 381 à la plaque 361. la hauteur du support 381 au-dessus de la plaque 361 peut être ajustée en faisant coulisser le support 381 sur les tiges 371. On emploie des moyens classiques , non représentés, pour fixer le 10 support 381 dans la position choisie sur les tiges 371. Trois supports 385 assujettissent la lentille 135 au support 381. Etant donné les liaisons mécaniques décrites ci-dessus, il est possible d'utiliser cinq organes de manoeuvre linéaires, pour déplacer la lentille 135 dans au moins l'une des trois directions 15 orthogonales définies par les axes X, Y, Z et la faire pivoter autour d'un axe quelconque perpendiculaire à l'axe de rotation de l'arbre 311. Par conséquent, ces organes de manoeuvre linéaires agissent suivant les cinq degrés de liberté de la lentille 135. Comme on l'indique ci-après, cette action suivant lesdits 20 cinq degrés de liberté est suffisante pour permettre de déplacer une surface de la lentille 135 par rapport à n'importe quel point de l'axe de rotation de l'arbre 311. En particulier, étant donné que le centre de courbure d'une surface correctement centrée d'une lentille se trouve sur l'axe de rotation de l'arbre, on 25 peut faire tourner cette surface centrée de la lentille autour de son centre de courbure. Comme cela est bien connu des spécialistes, la rotation d'uaie surface centrée autour de son centre de courbure maintient, lorsqu'elle est sphérique, le centrage de cette surface. Par conséquent, une fois qu'une surface d'une 30 lentille est centrée sur l'axe optique de ladite lentille, l'autre surface peut être centrée en faisant tourner cette lentille autour du centre de courbure de la surface déjà centrée. Cet appareil peut ainsi centrer chaque surface de la lentille sans modifier le centrage de l'autre surface. 35 II est nécessaire de régler l'appareil avant usage. En par ticulier, il est nécessaire de définir les emplacements des centres des trois pieds à extrémité sphérique 364» 366 et 368 par rapport à une surface de référence, non représentée, et l'axe de 72 02211 9 2123362 rotation de l'arbre 311. Ces paramètres sont déterminés par des moyens connus. Il est également nécessaire d'adapter la courbure du front de l'onde en provenance de 1'autocollimateur à la courbure de la surface qui doit être centrée. On aligne tout d'abord 5 la surface supérieure de la lentille 135. Par conséquent, on déplace 1'autocollimateur 21 le long de l'axe de rotation de l'arbre 311, jusqu'à un point où la courbure- de la surface d'onde du faisceau en provenance de 1'autocollimateur est approximativement adaptée à la courbure de la surface de la lentille 135 qui est la 10 plus proche de l'autocollimateur. Il peut être impossible, dans certains cas, d'adapter les courbures pour une lentille 129 déterminée sur l'autocollimateur. Dans ce cas, la lentille 129 est remplacée par une lentille de vergence appropriée. la première lentille à centrer est ensuite mise en place 15 sur l'appareil en fixant au support 385 la bague annulaire 391 à laquelle la lentille 135 est collée. Ensuite, un faisceau de rayonnement cohérent émis par le laser 115 est projeté sur le séparateur de faisceaux 125. Il est renvoyé à travers les lentilles 127 et 129 sur la lentille 135. la lumière arrivant sur 20 la surface supérieure de l'élément 135 est renvoyée par réflexion sur cette surface à travers les lentilles 129 et 127 au séparateur de faisceaux 125. Cette lumière traverse le séparateur de faisceaux 125 en direction du réflecteur 139 qui renvoie la lumière à travers la lentille convergente 1.45 sur le photodétecteur 25 151. Si le système optique de l'autocollimateur 11 est parfaitement réglé et si la surface supérieure de la lentille 135 est correctement centrée, le flux lumineux qui atteint le photodétecteur 211 arrive en quantités égales sur chacun des quadrants 221 à 224. Dans ce cas, les signaux transmis par les conducteurs 241 à 244 30 sont les mêmes. Cependant, en général, la lumière qui atteint un photodétecteur 211 arrive en quantités inégales sur les quatre quadrants. Par conséquent, des signaux différents sont transmis, en provenance de ces quadrants, par les quatre conducteurs. Ces signaux représentent soit un défaut de réglage du système optique 35 de l'autocollimateur soit un décentrage de la surface supérieure de la lentille 135. 72 02211 10 2123362 Pour éliminer les effets d'un déréglage quelconque de 1'auto-collimateur 21t l'arbre tournant 311 fait tourner la lentille 135» Si le centre de courbure de la surface supérieure de l'élément 135 est sur l'axe de rotation de l'arbre 311» on n'observe aucune mo-5 dification du flux lumineux tombant sur le photodétecteur à quadrants 211 et la surface supérieure est correctement centrée. Par contre, si cette surface est décentrée, le flux lumineux arrivant sur le photodétecteur 211 tourne de manière perceptible. Par conséquent, si l'on étudie les signaux transmis par les conducteurs 10 241 à 244 par des procédés classiques connus des spécialistes» on peut établir si la surface de la lentille 135 est correctement centrée. De plus, en utilisant des procédés connus, on peut déterminer la distance du centre de courbure de la surface supérieure de la lentille 135 à l'axe de rotation de l'arbre 311» 15 Dans le système de coordonnées représenté sur la figure 3» cet écart est un écart dans le plan des X, Y. On mesure cet écart à l'aide d'un programme simple appliqué au calculateur 11, en utilisant comme grandeur d'entrée les informations transmises par les conducteurs 241 à 244» l'épaisseur de la lentille 135» les 20 rayons de courbure de ses deux surfaces et l'emplacement de l'axe de rotation de l'arbre 311. On pourrait centrer la surface supérieure de la lentille 135 simplement en déplaçant celle-ci d'un mouvement de translation parallèle aux axes des X et des T suffisant pour placer le 25 centre de courbure de la surface supérieure de la lentille 135 sur l'axe de rotation de l'arbre 311. Cependant, il est préférable de faire tourner la lentille 135 autour d'un point de l'axe de rotation de l'arbre 311 où doit se trouver le centre de courbure de la surface inférieure de-l'élément 135 lorsque ladite 30 surface inférieure est centrée. Pour centrer la surface supérieure de la lentille 135 en la faisant tourner.autour du centre de courbure de sa surface inférieure, il est nécessaire de résoudre sept équations simultanées décrivant les positions des centres des trois pieds 364, 35 366 et 368 terminés par des sphères. Etant donné que ces pieds sont liés mécaniquement à la position de la lentille 135» la solution des équations définissant leurs emplacements définit 72 02211 n 2123362 aussi l'emplacement de la lentille 155. Avant de commencer l'opération de centrage, le pied 366 terminé par une sphère est dans t une position définie par les coordonnées ; la position du pied 364 est définie par les coordonnées y2, z2 et celle 5 du pied 368 est définie par les coordonnées x^, y^, z^ ; leâ coordonnées x, y et z sont mesurées dans un système de coordonnées dont l'origine est le centre de courbure de la surface inférieure de la lentille 135» lorsque cette surface est centrée. Avec cette convention, les relations entre les trois axes des pieds ter-10 minés par des sphères sont données par les équations : (x2 - x^2 + (z2 - z^)2 = d2 (1) (y3 - y^2 + (z3 ,- z^2 = d2 (2) (x2 - x^)2 + (y2 - y^)2 + (z2 - z^)2 = 2d2 (3) X12 + 7)2 + z\2 = rl2 ^ 15 x22 + y22 + z22 = r22 (5) 2-2,22 + y5 + = *3 (6) y2 = y-i (7) Les équations 1, 2, 3 et 7 sont obtenues à partir de considérations géométriques simples, dans lesquelles d est la dis-20 tance définie ci-dessus entre les axes des tiges des pieds 364 et 366. Les équations 4 à 6 se déduisent de la définition du système de coordonnées. On voit que chacune de ces équations définit une sphère de rayon r^, r2 ou r^ dont le centre coïncide avec l'origine du système de coordonnées. Par conséquent, l'axe de chaque 25 pied terminé par une sphère peut être considéré comme se trouvant sur la surface d'une sphère dont le centre se trouve sur l'axe de rotation, à l'emplacement du centre de courbure de la surface inférieure de la lentille 135. Etant donné que l'emplacement de / 72 02211 12 2123362 ce centre de courbure et les emplacements des axes des pieds terminés par une sphère sont tous connus, il est facile de calculer V r2 et V Pour faire tourner la lentille autour d'un point à proximi-5 té du centre de courbure de sa surface inférieure, il est nécessaire et suffisant de déplacer cette lentille de manière que chacun des pieds terminés par une sphère reste à la même distance du centre de courbure de-la surface inférieure de l'élément 135. En d'autres termes, après avoir fait tourner la lentille, r1, 10 et r^ doivent avoir les mêmes valeurs qu'avant le mouvement de ladite lentille. Pour obtenir ce résultat, les plateaux 327 et 331 sont déplacés par leurs organes de commande linéaire dans les directions des X et des T d'une quantité correspondant à une fraction de la distance nécessaire pour amener le centre de cour-15 bure de la surface supérieure de la lentille 135 sur l'axe de rotation de l'arbre 311. Ceci définit de nouvelles valeurs pour x.| et y.j dans l'équation 4 ci-dessus. Le calculateur calcule ensuite une nouvelle valeur de à partir de l'équation 4 à savoir 2 2 2 2 ,Q> z1 = r1 - x1 - y1 (8) 20 Ensuite, on calculé une valeur de z^ à partir de la relation „ 2 -1_ 2 =2W2 avec z.j (d2-2w2-e2) + xld(4w2+2e2-d2-e4/d2)1^2] (9) 2 2,2 w = x1 + y1 2 2 2 . e1 ~ r2 " r1 25 en donnant au terme + x^d le signe'moins"si z^ est positif et le signe"plus"si z1 est négatif. L'équation 9 se déduit des équations g+ I 1, 4,-5/ 7. Enfin, on calcule une nouvelle valeur de z^. On emploie de préférence,pour effectuer ce calcul,un procédé par itération dit de Newton-Raphson. Pour effectuer ce calcul il faut également 30 déterminer la coordonnée X définissant la position du pied 368 terminé par une sphère. On opère également par itération. Les re 72 02211 13 2123362 lations itératives générales, permettant de calculer de nouvelles valeurs x'^ et z'^ des coordonnées du pied 368 terminé par une, sphère, sont : x' x + 2 0 - B . D x ~ ts n _ n "c \ IUV 3 ~ 3 E . D - C . F B . F - A . E 3~Z3 E . D - 0 . E + g ' l " £ ■' 5 (H) avec 2 . _ \2 d2 10 A = (z3 ~ Z1) + ^y3 " y1^ ~ B = (z^ - z^)2 - (z2 - z^)2 - (x2 - x^)2 + d2 C = 2(Z2 - Zl) D = -2(y3z1 - y1z5)/y5 E = 2(x2 - x^) F = -2X5 (y^ - y1)/y^ Ces équations se déduisent des équations 2, 3, 6 et 7 et des valeurs de.z^ et z2 données par les équations 8 et 9. Ii'ité-15 ration à partir des équations 10 et 11 converge rapidement. Par conséquent, si la nouvelle valeur de z^ est proche de l'ancienne valeur, il suffit de quelques itérations pour la calculer. Une fois déterminées les nouvelles valeurs x^, y^, z^z2 et z^, le calculateur détermine les modifications à apporter aux 20 emplacements des plateaux 327 et 331 et des tiges 344, 346 et 348. Il engendre ensuite les signaux nécessaires pour effectuer ces changements ; ces signaux sont ensuite transmis par les conducteurs appropriés à travers les bagues collectrices 319 montées sur l'arbre 311 aux divers organes de manoeuvre linéaire 25 qui positionnent les plateaux et les tiges. Après avoir amené les plateaux et les tiges à leur nouvelle position, on vérifie à nouveau le centrage de la surface supérieure de la lentille 135. Si l'on constate que cette surface 72 02211 14 2123362 est centrée, on peut alors commencer à centrer la surface inférieure. Cependant, si la surface supérieure n'est pas centrée, l'écart entre le centre de courbure de la surface supérieure et l'axe de rotation est à nouveau mesuré par le photodétecteur 5 à quadrants 211 et on fait à nouveau tourner la surface inférieure de la lentille 135 autour de son centre de courbure. Pour cette rotation, on opère exactement de la manière décrite ci-dessus. les plateaux 327 et 331 sont déplacés par leurs organes de manoeuvre linéaire dans les directions X et Y d'une quantité 10 correspondant à une fraction de la, distance nécessaire pour amener le centre de courbure de la surface supérieure de la lentille 135 sur l'axe de rotation de l'arbre 311. A partir des nouvelles valeurs ainsi déterminées pour x^ et , on calcule une nouvelle valeur de à l'aide de l'équation 8. On calcule ensuite une 15 valeur de z^ à l'aide de l'équation 9 et une valeur de z^ à partir des équations 10 et 11. le calculateur engendre un .signal qui modifie les positions des axes des pieds 364, 366 et 368 terminés par une sphère de manière qu'elles correspondent à ces nouvelles valeurs des coordonnées. On vérifie ensuite le centrage 20 de la surface supérieure de Ig&entille 135 et l'on recommence cette opération jusqu'à ce qu'elle soit finalement centrée. Une fois que la surface supérieure est centrée, son centre de courbure se trouve sur l'axe de rotation de l'arbre 311. L'emplacement précis de ce centre peut être facilement déterminé à 25 l'aide du calculateur en déplaçant 1'autocollimateur 21 le long de l'axe de rotation de l'arbre 311 et en surveillant les indications de 1'interféromètre 165 et du photodétecteur 235. Quand le faisceau de rayonnement lumineux en provenance de l'autocollima-teur 21 est concentré sur un point de la surface supérieure de 30 la lentille 135, le faisceau qui arrive sur le photodétecteur 151 converge de manière analogue sur un point dont les dimensions sont limitées uniquement par celles de la tache de diffraction formée par la lentille 145. Etant donné que la surface supérieure de la lentille 135 est centrée, ce point coïncide avec l'ouver-35 ture 231 ménagée au centre du photodétecteur à quadrants 211. Ainsi, la quasi-totalité de la lumière réfléchie par la surface supérieure de la lentille 135 passe à travers l'ouverture 231 72 02211 15 2123362 du photodétecteur à quadrants 211 et tombe sur le photodétecteur 235. le flux lumineux qui passe par l'ouverture 231 est maximal quand le faisceau de rayonnement est concentré sur la surface supérieure de la lentille 135. Quand ce faisceau lumineux est 5 concentré en un autre point quelconque, le flux lumineux qui tombe sur le photodétecteur 235 diminue. Par conséquent, pour déterminer l'emplacement exact de la. lentille 135, le calculateur agit sur le moteur 161 de manière à déplacer 1*autocollimateur 21 le long de l'axe de rotation de l'arbre 311. En même 10 temps, il contrôle le signal de sortie du conducteur 245 relié au photodétecteur 235 et la position de l'autocollimateur 21 déterminée par 1*interféromètre 165. A partir de cette information, le calculateur détermine à l'aide d'une courbe le point où l'au-tocollimateur 21 est mis en place au-dessus de la surface supé-15 rieure de la lentille 135. Etant donné que le calculateur a emmagasiné dans sa mémoire l'emplacement de la surface de référence employée pour la détermination des positions des axes des trois pieds terminés par une sphère, la différence entre l'indication de 1'interféromètre quand l'autocollimateur 21 est mis en place 20 au-dessus de la surface supérieure de la lentille 135 et l'indication de 1*interféromètre quand l'autocollimateur 21 est mis en place au-dessus de la surface de référence,indique la position exacte de la lentille 135. le centre de courbure dé la surface supérieure de la lentille 135 est ainsi connu étant donné 25 que le rayon de courbure de cette surface est connu. Ensuite, on procède au centrage de la surface inférieure de la lentille 135 en opérant de la même manière que pour le centrage de la surface supérieure. Ici aussi la courbure du front dejl'onde en provenance de l'autocollimateur est adaptée à la 30 courbure de la surface de la lentille à centrer par ajustement de la position de l'auto collimateur ou, si nécessaire, par remplacement de la lentille 129. Dans ce cas, c'est la courbure du front de l'onde dans la lentille qui est adaptée à la courbure de la surface inférieure. les distances r^, et 35 r^ entre les pieds terminés par une sphère,et le centre de courbure de la surface supérieure de la lentille 135 sont calculées. On mesure ensuite le décentrage de la surface inférilurt^e/fe à l'aide du photodétecteur à quadrants 211. On fait ensuite tour 72 02211 16 2123362 ner la lentille autour du centre de courbure de sa surface supérieure. Pour effectuer cette rotation, on déplace les plateaux 327 et 331 parallèlement aux axes des X et des Y d'une quantité égale à une fraction de la distance nécessaire pour amener le 5 centre de courbure de la surface inférieure de la lentille 135 sur l'axe de rotation de l'arbre 311. Ceci définit de nouvelles valeurs pour les coordonnées x^ et de l'axe du pied 356 terminé par une sphère. A partir de ces valeurs et de la valeur de r^, on calcule une nouvelle valeur de à l'aide de l'équation 10 8 ci-dessus. On calcule aussi les valeurs de z„ et z., à l'aide 3 des équations 9, 10 et 11. les changements qui doivent être apportés aux positions des plateaux 327 et 331 et des tiges 344 346 et 348 sont ensuite calculés et des signaux destinés à effectuer ces changements sont transmis aux divers organes de manoeuvre 15 linéaire qui commandent les emplacements de ces plateaux et tiges. Ensuite, on vérifie à nouveau le centrage de la surface inférieure de la lentille. Si cette lentille est encore décentrée, on détermine l'importance du décentrage et l'on fait à nouveau 20 tourner la lentille autour du centre de courbure de sa surface supérieure. On continue ainsi jusqu'à ce que la surface inférieure soit aussi centrée. Une fois la surface inférieure centrée, les centres de courbure des surfaces supérieure et inférieure de la lentille 135 25 se trouvent sur l'axe de rotation de l'arbre. Cette lentille est ensuite collée à la partie supérieure de l'arbre 311. la figure 1 représente un tel élément 135' dans cette position. Après avoir centré la première lentille, on place la seconde lentille de l'objectif sur le manipulateur de lentilles 31 30 en fixant au support 385 la bague annulaire à laquelle cette lentille est collée. Cette lentille est placée à proximité de l'axe , optique de l'autocollimateur 21 de manière que la lumière réfléchie par sa surface soit renvoyée au photodétecteur 151. On fait coulisser le support 381 sur des tiges 371 de manière 35 que la seconde lentille soit espacée d'une quantité voisine de la distance désirée de la lentille centrée antérieurement. La. surface supérieure de la seconde lentille est ensuite centrée / 72 02211 17 2123362 en opérant exactement de la manière indiquée ci-dessus pour le centrage de la partie supérieure de la. première lentille. Après avoir centré la surface supérieure» on détermine la position de cette surface comme ci-dessus à l'aide du photodétecteur 151 de 5 l'autocollimateur 21 et de 1'interféromètre à compteur de franges 165. La seconde lentille est ensuite déplacée le long de l'axe de rotation de l'arbre 311 de manière que sa surface supérieure soit placée à la distance désirée de la surface supérieure de la première lentille. Ce changement de position est accompli en dé-10 plaçant chacun des organes de manoeuvre linéaire qui positionnent les tiges 364, 366 et 368 de la même quantité. La surface inférieure de la seconde lentille est ensuite centrée en opérant exactement de la manière décrite en détail ci-dessus pour le centrage de la surface inférieure de la première lentille. 15 Quand la seconde lentille est centrée, on la colle à la première lentille. Pour cela, on utilise de préférence des tiges d'espacement qui sont en contact avec la "bague de métal annulaire à laquelle la lentille est collée. Les autres lentilles de l'objectif sont centrées de la même manière et fixées les unes par 20 rapport aux autres dans la position appropriée. La figure 4 représente à titre d'exemple un objectif 410 à trois lentilles, à savoir les lentilles 412, 422 et 432. Ces éléments sont collés à des bagues métalliques 411, 421 et 431, respectivement. Ces bagues sont espacées de la distance désirée 25 par des tiges d'espacement 415 et 425. Les tiges 415 sont fixées dans des cavités 418 de la bague 411 et des trous 427 de la bague 421. Les tiges 425 sont fixées dans des creux 428 de la bague 421 et des trous 437 de la bague 431. Les diamètres intérieurs des divers creux et trous doivent 30 être plus grands que les diamètres extérieurs des tiges afin de tenir compte des variations de position des bagues qui sont nécessaires pour l'opération de centrage. En variante, les diverses lentilles peuvent être maintenues en place par des bandes de métal qui sont fixées à la sur-35 face latérale extérieure de la bague annulaire entourant chaque lentille. Il va de soi, pour l'homme de l'art, qu'on peut procéder à diverses modifications de l'appareillage décrit ci-dessus. L'autocollimateur décrit est simplement un des nombreux collima 72 02211 18 2123362 teurs existants et les moyens pour mettre en place l'autocollimateur 21, l'arbre 311 et la lentille 135 à centrer sont indiqués simplement à titre d'exemples. On peut employer d'autres dispositifs à la place des vis micrométriques et des moteurs pas à pas 5 décrits. Par exemple, on peut aussi employer des combinaisons de vis d'entraînement et de capteurs piézoélectriques pour réaliser les organes de manoeuvre linéaire . De même, on peut employer d'autres formes de photodétecteurs 151. Par exemple, on peut réaliser le photodétecteur à quadrants en argentant les faces d'une 10 pyramide de verre à quatre faces. On place ensuite cette pyramide dans l'appareil de manière que chacune de ses quatre faces renvoie la lumière qu'elle reçoit sur un photodétecteur. En enlevant l'argent du sommet de la pyramide, on forme dans cette pyramide une petite ouverture comparable à l'ouverture 231 de la figure 2. 15 On peut placer derrière cette ouverture un photodétecteur qui joue le même rôle que le photodétecteur 235 de la figure 2. L'utilisation de cinq organes de commande linéaire et des plateaux et tiges qu'ils entraînent est donnée simplement à titre d'exemple. De nombreux autres dispositifs provoquant des 20 déplacements parallèles aux axes des X, des T et des Z ainsi que des rotations autour d'axes perpendiculaires à l'axe de rotation de l'arbre 131 sont évidents pour l'homme de l'art. Par exemple, on peut placer les tiges aux trois sommets d'un triangle équilatéral au lieu de les placer sur trois des quatre som-25 mets d'un carré comme l'indique la figure 3. Il va de soi que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif mais nullement limitatif, et qu'elle est susceptible de reçevoir diverses variantes entrant dans le cadre de l'invention. 72 02211 19 2123362 REVENDICATIONS 1. Appareil destiné au centrage d'un élément optique comportant une première et une seconde surface afin de placer l'axe optique dudit élément sur un axe prédéterminé, ledit appareil com-5 prenant un dispositif pour projeter un rayonnement électromagnétique sur un élément optique à centrer, d'autres dispositifs pour recevoir le rayonnement en provenance dudit élément et pour engendrer un signal représentant le décentrage dudit élément et des moyens pour monter ledit élément et pour ajuster sa position 10 de manière à corriger ledit décentrage, caractérisé en ce que lesdits moyens de réglage sont conçus de manière à modifier la position d'un premier centre de courbure desdites surfaces indépendamment de la position du centre de courbure de la seconde desdites surfaces. 15 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de réglage sont conçus de manière à ajuster ladite position en faisant tourner ledit élément autour d'un / premier desdits centres de courbure jusqu'à ce que le second desdites centres de courbure se trouve sur ledit axe prédéterminé 20 et en faisant tourner ensuite ledit élément autour dudit second centre de courbure jusqu'à ce que ledit premier centre de courbure se trouve sur ledit axe prédéterminé. . 3. Appareil selon l'une des revendications t et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de réglage comprennent 25 au moins cinq organes de manoeuvre linéaire afin de déplacer ledit élément dans trois directions orthogonales et de le faire pivoter autour d'axes orthogonaux audit axe prédéterminé. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits dispositifs destinés à émettre un signal comprennent 30 un calculateur et en ce que lesdits organes de manoeuvre sont couplés audit calculateur afin d'être commandés par ce dernier. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits dispositifs destinés à diriger un rayonnement électromagnétique comportent des éléments pour di- 35 riger un faisceau lumineux et lesdits dispositifs destinés à recevoir un rayonnement comprennent un photodétecteur du type à quadrants au centre duquel est ménagée une ouverture, un photo 72 02211 20 2123362 détecteur additionnel étant placé derrière ladite ouverture. 6. Procédé de centrage d'une lentille comportant une première et une seconde surface de manière que l'axe optique de ladite lentille coïncide avec un axe prédéterminé, procédé suivant 5 lequel un faisceau de rayonnement électromagnétique est dirigé sur ladite lentille, un signal représentant le décentrage de ladite lentille est engendré à partir du rayonnement reçu en provenance de ladite lentille et la position de ladite lentille est ajustée de manière à corriger ledit décentrage, caractérisé en 10 ce que la position de ladite lentille est ajustée par déplacement du centre de courbure d'une première desdites surfaces indépendamment de la position du centre de courbure de la seconde desdites surfaces. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que 15 la position de ladite lentille est ajustée en la faisant tourner autour d'un premier desdits centres de courbure jusqu'à ce que le second desdits centres de courbures se trouve sur ledit axe prédéterminé, et ensuite en faisant tourner ladite lentille autour dudit second centre de courbure jusqu'à ce que ledit pre-20 mier centre de courbure se trouve sur ledit axe prédéterminé. 8. Procédé selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'une seconde lentille est centrée en opérant de la même manière et chacune desdites lentilles est fixée à une cale d'espacement après centrage. 25 9. Procédé de centrage d'une lentille de manière que son axe optique coïncide avec un axe prédéterminé, comportant les opérations ci-après : mise en place de ladite lentille sur ledit axe prédéterminé, projection d'un faisceau de rayonnement électromagnétique sur ladite lentille, production à partir du rayonnement 30 reçu en provenance de ladite lentille de signaux indiquant la valeur du décentrage d'une surface de ladite lentille et ajustement de la position de ladite lentille sur ledit support de manière à corriger le décentrage qui a été détecté, caractérisé en ce que l'ajustement de la position de ladite lentille est com-35 mandé par un calculateur numérique. 10. Procédé de montage d'un objectif comprenant au moins deux lentilles espacées d'une distance déterminée, caractérisé 72 02211 2123362 en ce qu'il comprend les opérations ci-après : montage d'une première lentille sur un appareil de centrage des lentilles, centrage de ladite première lentille, montage d'une seconde lentille sur ledit appareil de centrage des lentilles, centrage de ladite 5 seconde lentille, à une distance prédéterminée de ladite première lentille et fixation desdites lentilles sur une cale d'espacement qui maintient les lentilles à ladite distance choisie. 11. Objectif ou système optique, caractérisé en ce que son centrage est réalisé par un procédé selon l'une quelconque 10 des revendications 6 à 10.