Brevet FR2186662A1 — publié le 19740111

De nombreux types d'objectifs ont été calculés et réalisés en vue d'obtenir des images suffisamment nettes dans un très grand champ. Tous ces objectifs ont en commun une certaine disposition, le plan du diaphragme partage l'objectif en deux parties inégales un ensemble de lentilles antérieures situées du côté de l'objet, et un ensemble postérieur situé du côté de l'image. La difficulté de corriger les aberrations dans un très grand champ a toujours conduit à utiliser de nombreuses lentilles, et en particulier le groupe antérieur a pris une grande ampleur avec une première lentille divergente comparable à une demi-sphere pour que le champ avoisine 180 degrés. Une premiere caractéristique essentielle de 1 'objectif selon la présente invention, est la suppression complète du groupe antérieur, l'objectif se présentant intégralement derrière son diaphragme. Les lentilles du groupe postérieur se succèdent alors jusqu'au voisinage du plan de l'image, en conduisant à un encombrement très réduit, non seulement par la suppression du groupe antérieur mais par une utilisation totale du champ image réel dans le plan du diaphragme. Une deuxieme caractéristique de l'objectif est d'être simulta nément à grand champ supérieur à 120 degrés, et à très grande ouverture telle que f/2,5 et même f/0,8, tandis que tous les objectifs de l'art antérieur ont une ouverture de l'ordre de f/ll, ou exceptionnellement f/4,5. A titre d'exemple de réalisation, on obtient un pouvoir séparateur de 75 traits au mm dans les deux tiers du champ image pour un champ objet de 1300, avec un diaphragme de 6mm de diametre pour une focale de 15mm (ouverture : f/2,5). Par ailleurs, on a parfois essayé d'utiliser pour des systèmes optiques des lentilles en matériau plastique. Deux inconvénients majeurs ont obligé à y renoncer pour des systèmes optiques de précision. D'une part, la dureté des plastiques est insuffisante et les surfaces ne tardent pas à se couvrir de rayures. Et d'autre part, la constance des indices de réfraction ne peut être obtenue avec une précision suffisante lorsqu'il y a des variations de température importante et que les lentilles ont une puissance définie pour une température de l'ordre de 200. Selon l'invention, certains matériaux plastiques transparents et peu dispersifs tels que métacrylate de méthyle ou d'allyle, carbonate d'allyle, pourront être utilisés en évitant les deux inconvénients précédents, et en présentant par contre l'avantage consi dérable, du point de vue industriel, de pouvoir être fabriqués en série d'une manière parfaitement reproductible et à bas prix, par moulage, polymérisation, ou formage à chaud (dans ces trois procédés, la lentille est dite "conformée sur une surface modèle"). Ce mode de fabrication autorise alors à recourir à des surfaces non sphériques permettant une correction des aberrations avec un nombre inférieur de lentilles. Pour éviter le premier des deux inconvénients précédemment cités, l'invention prévoit l'utilisation de lentilles en matière plastique en combinaison avec des lentilles de verre, les premières étant à l'intérieur de l'objectif à l'abri des poussières et de toute autre cause de rayures. Pour éviter le second inconvénient précité, l'invention pré- voit de n'utiliser le sous-ensemble de lentilles en materiau plastique qu'avec une puissance optique sensiblementnnulle, ne changeant donc que très faiblement la puissance axiale du système complet, et cela avec un chromatisme sensiblement nul. Le choix des cambrures des lentilles en matériau plastique permet alors d'obtenir une correction des aberrations résiduelles axiales et extraaxiales; les corrections étant plus complètes pour les très grandes ouvertures si l'on utilise des lentilles asphériques et ce, sans changer la fonction de transfert de l'objectif. L'invention- sera mieux comprise avec la description ci-après donnée à titre d'exemple. Sur le dessin annexé La figure 1 représente un premier mode de réalisation de l'objectif la figure 2 represente un second mode de réalisation de 1 'ob- jectif la figure 3 représente un troisième mode de réalisation de l'objectif avec lentille asphérique. Sur la figure 1, on voit en O le centre du diaphragme D et l'axe oPtique OZ. L'objectif est schématisé par une enveloppe en trapèze correspondant au fait caractéristique de l'objectif d'une croissance du diamètre des lentilles successives. Le champ 2 est supérieur à 1200, le plan focal au foyer F est tres proche de l'ar- riere de l'objectif. En A et en B, est représenté, par des hachures, l'ensemble des lentilles en verre qui enferment hermétiquement un système optique U en plastique formé de deux lentilles L1 et L2 dont la somme des puissances est nulle, avec leurs faces convexes en vis-à-vis. Sur la figure 2, on voit les mêmes dispositions générales que sur la figure 1, mais le système optique U en plastique et de puissance nulle a ses lentilles L1 et L2 de position inversée. Sur la figure 3, les lentilles représentées en A et B, sur les figures 1 et 2, sont composées : A des lentilles L1, L2 et L3, une lentille L4 non sphérique qui peut être réalisée en verre ou en plastique, a sa face d'entrée plane et sa seconde face parabolique. Elle précède le groupe B formé des lentilles L5 et L6. Le tableau ci-dessous donne pour les six lentilles L, les indices, les rayons de courbure, les épaisseurs, les espaces entre les groupes, et les diamètres des lentilles; toutes les cotes étant en mm. L'objectif a une focale de 8mm, une ouverture F/2, un champ de 1200, son tirage est de 3,7 à 11mm selon mise au point. Le plan du diaphragme est à 2mm en avant du premier sommet de L1. A titre de variante, les matières choisies peuvent avoir des indices entre 1,48 et 1,78. TABLEAU Indices Rayons de courbure Epaisseurs Espace entre Diamètres R R les groupes R1 2 L1 1,73 - 4,1 - 4,82 1 0,2 4,0 L2 1,73 -15,38 caD 1 collées b,0 L3 1,62 ~~~ - 8,71 4,2 0,2 6,0 L4 1,49 20 -12,88 2,2 2,2 7,5 L5 1,62 +15,3 -10,25 6,0 6,0 9,0 L6 1,73 -10,25 +11,02 1,5 1,5 9,0 L'invention s'applique essentiellement à des objectifs photographiques et à des objectifs de lunette d'observation panoramique où l'image grand angulaire formée par l'objectif est reprise par des lentilles de champ et un systeme oculaire d'un type classique. Etant donné la caractéristique essentielle de l'objectif d'avoir un diaphragme identifié à la pupille d'entrée, une lunette d'observation panoramique du type précité et réal-isée à petite échelle constitue, selon une application particulière de l'invention, un système d'examen à travers une petite ouverture. REVENDICATIONS 1 - Système optique objectif du type grand angulaire et à grande ouverture, caractérisé par une pupille denturée extérieure à l'objectif matérialisée par un diaphragme, le champ de netteté étant au moins égal à 80" pour une ouverture numérique au moins égale à 1/3,5. 2 - Objectif selon la revendication 1, caractérisé par des lentilles extrêmes en verres optiques classiques, au moins une lentille interne étant en matériau plastique conformé sur des surfaces modèles. 3 - Objectif selon la revendication 2, caractérisé par au moins deux lentilles internes en matériau plastique dont 1 'ensem- b-le a une puissance optique sensiblement nulle, les cambrures desdites lentilles coopérant à la correction des aberrations. 4 - Objectif selon la revendication 3, caractérisé par une lentille au moins ayant une de ses surfaces asphérique. 5 - Objectif selon la revendication 2, caractérisé par les lentilles plastiques obtenues par moulage entre des surfaces de formes prédéterminées. 6 - Objectif selon la revendication 2, caractérisé par les lentilles plastiques obtenues par polymérisation entre des surfaces de formes prédéterminées. 7 - Objectif selon la revendication 2, caractérisé par des lentilles plastiques obtenues par formage à chaud entre des surfaces de formes prédéterminées.