Brevet FR2255620A1 — publié le 19750718

L'invention concerne un objectif pancratique, en particulier pour caméra de télévision, de préférence du format 'tVidikon 2/3 pouce comprenant un objectif additionnel à distance focale variable et un objectif principal à distance focale fixe, l'objectif additionnel comportant un premier élément frontal positif suivi d'un deuxième et d'un troisième éléments négatifs et enfin d'un quatrième élément positif, tandis que l'objectif principal est formé d'un élément positif, le deuxième élément négatif voisin de l'élément frontal positif pouvant coulisser le long de l'axe optique pour faire varier la distance focale globale et le troisième élément négatif exécutant le mouvement compensatoire nécessaire pour maintenir constante la position de l'image tandis que le quatrième élément positif amène à I'objectif principal, à travers le diaphragme, en direction pratiquement parallèle à l'axe, le faisceau qui diverge après le troisième élément. Dans les objectiS classiques de ce genre, on a des difficultés à diminuer les dimensions mécaniques, c'est-à-dire aussi bien la longueur totale de construction que le diamètre du groupe de lentilles frontales tourné vers l'objet sans perdre de la puissance. On peut exprimer la puissance d'un objectif pancratique de la façon déja décrite dans le brevet autrichien NO 291 620, par un indice de puissance Z que l'on peut calculer par la formule 2y D Z = ---- fGmin dans laquelle 2y est la diagonale du champ d'image, D le coefficient d'expansion et fGmin la plus petite distance focale globale de l1objectif. Le coefficient d'expansion représente, de façon connue, le rapport entre les distances focales globales maximale et minimale de l'objectif. ~Ainsi, afin que la marge de variation de 11 échelle de reproduction soit aussi grande que possible, il faut aussi que l'indice de puissance soit aussi grand que possible. Pour des valeurs fixées du coefficient d'expansion et de la distance focale minimale, également dans le type d'objectif connu par le brevet autrichien NO 291 620, le diamètre du groupe de lentilles frontales dépend de la longueur de construction et celle-ci dépend à son tour dans une large mesure de la grandeur de la distance focale négative du deuxième élément négatif.Dans une certaine mesure, le longueur de construction peut aussi être influencée par le rapport, en lui-même libre, entre la distance focale de l'élément frontal et de la distance focale de l'objectif principal et une distance focale relativement grande de l'objectif principal entrasse une distance focale relativement petite de l'élément frontal. De cette manière, la distance entre les lentilles infiniment minces qui remplacent le premier et le deuxième éléments peut prendre par exemple des valeurs négatives, de sorte que d'une part la longueur de construction est réduite mais que d'autre part, la réalisation de l'élément additionnel exige un élément frontal du type dit à rétrofoyer dont le point principal d'émergence situé hors de l'élément frontal.Dans l'objec- tif selon l'invention, cette mesure n'est pas prise parce que les éléments frontaux du genre mentionné sont naturellement de construction coûteuse, mais aussi parce que, l'ouverture relative étant donnée, un aussi grand diamètre du faisceau dans la zone de diaphragme, rendu nécessaire par un objectif principalà distance focale relativement grande, est contraire à l'exigen- ce de dimensions physiques aussi petites que possible. L'invention vise à fournir un objectif ayant un coefficient d'expansion à peu près trois fois plus grand et une distance focale minimale, supérieure d'environ 20 S à la diagonale de l'image. Tout en ayant une grande muminosité, l'objectif doit présenter, même au bord extrême de l'image, un contraste particulièrement uniformeet élevé sur la totalité du champ d'image. Selon l'invention, on y parvient grâce au fait que l'objectif remplît les conditions suivantes dans lesquelles f v est la distance focale de l'objectif principal, r16 à r23 sont les rayons de courbure et dg à d12 les épaisseurs au centre des quatre éléments de lentilles qui forment l'objectif principal. Selon un autre mode d'exécution avantageux, l'objectif est caractérisé par le fait que la distance focale minimale de l'objectif appelée fgmin, la distance focale fIS du deuxième élément négatif qui peut coulisser axialementle biple de la longueur de la diagonale d'image, appelé 6y, d'autre part et le rayon de côté objet r8 de la lentille d'air du deuxième élément ainsi que son rayon du c8té image r9 d'autre part, répondent aux inégalités suivantes la distance focale fII du deuxième élément étant de préférence inférieure à sa course de coulissement. On obtient ainsi un in dicte de puissance Z supérieur à 4. Avantageusement, pour remidier aux défauts d'image, l'élément frontal positif ainsi que le deuxième élément négatif sont formés de plusieurs lentilles, mais au maximum quatre. Cela ne contredit nullement l'exigence d'une structure peu coûteuse et simple, car étant donné que les puissances sont ainsi réparties entre plusieurs surfaces, non seulement les différentes lentilles présentent une forme avantageuse pour la fabrication de sorte que dans l'élément frontal aucun rayon de courbure n'est plus petit que le diamètre de la lentille considérée, mais en outre, aucune épaisseur au centre ne dépasse 15 5t du diamètre correspondant. Cela est particulièrement important en vue d'une exécution économique.En outre, ces lentilles peuvent être fabriquées en verres optiques qui se situent très loin des deux ex trêmes en ce qui concerne l'indice de réfraction et le nombre d'Abbe, donc aussi en ce qui concerne le prix de revient. Un autre but de l'-invention est de fournir un objectif pancratique au moyen duquel, sans moyens supplémentaires tels que des lentilles additionnelles, on puisse reproduire sans perte de qualité des objets qui se trouvent à une distance comprise entre l'infini et quelques millimètres devant la lentille frontale.Dans l'objectif selon l'invention, par un coulissement axial supplémentaire du troisième élément négatif, on peut obtenir des échelles de reproduction comprises entre 1 :ooet i:-5 Ainsi, il devient possible de faire des prises de vues s'étendant loin dans le gamme macrographique qui, comme on le sait, s' étend aux échelles de reproduction comprises entre 1: -10 et 1: -1 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention sont indiquées dans la description suivante qui porte sur un exemple et se ré ère au dessin qui représente en coupe un mode d'exécution possible de l'objectif selon l'invention pour trois réglage de distance focale. la figure 1 montre le réglage à la distance focale globale minimale; la figure 2 un réglage moyen de distance focale et la figure 3 le réglage à la distance focale globale maximale. De façon connue, l'objectif est formé d'un élément fixe I à distance focale positive f1 tourné vers l'objet, d'un élément II à distance focale négative f11 voisin de l'élément I et pouvant coulisser le long de l'axe optique de manière à faire varier la distance focale totale, d'un élément III à distance focale négative fIII voisin de l'élément II, pouvant coulisser le long de l'axe optique de manière à maintenir constante la position de l'image ét d'un élément fixe IV à distance focale positive fIV qui rend parallèle à l'axe le faisceau divergent obtenu après l'élément III et l'amène à l'objectif principal V à distance focale positive fV. Dans l'exemple selon la figure 3, on a appelé r les rayons, d les distances entre pôles, nd les indices de réfraction et vd les nombres d'Abbe, et on est parti d'un réglage à une distance focale moyenne fGM = 1 qui est obtenue lorsque 1'é- lément négatif II reproduit à l'échelle de 1: -I l'image intermédiaire d'un objet, formée par l'élément positif I. REVENDICATIONS î - Objectif pancratique, en particulier pour caméra de télévision, de préférence du format "Vidikon 2/3 pouces comprenant un objectif additionnel à distance focale variable et un objectif principal- à distance focale fixe, l'objectif ad positif jltionnel comportant un premier élément frontâl/suivi à'un deu- xième et d'un troisième éléments négatifs et enfin d'un quatrième élément positif, tandis que l'objectif principal est formé d'un élément positif, le deuxième élément négatif voisin de l'é- lément frontal positif pouvant coulisser le long de l'axe op focale tique pour faire varier la distanceïobale et le troisième élé- ment négatif exécutant le mouvement compensatoire nécessaire pour maintenir constante la position de l'image tandis que le quatrième élément positif amène à l'objectif principal, à travers le diaphragme, en direction pratiquement parallène à l'axe le faisceau qui diverge après le troisième élément, objectif caractérisé par le fait qu'il remplit les conditions suivantes dans lesquelles f v est la distance focalè de l'objectif princi pal, r16 à r23 sont les rayons de courbure et dg à d12 les épaisseurs au centre des quatre.-éléments de lentille qui forment l'ob jectif principal 2 - Objectif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il remplit les conditions suivantes la distance focale f11 du deuxième élément étant de préférence inférieure à sa course de coulissement. On obtient ainsi un indice de puissance Z supérieur à 4. 3 - Objectif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par les paramètres suivants, qui s'entendent avec un écart de courbure représentant au maximum + 10 % de la puissance de l'élément correspondant, pour chaque surface, un écart de + 10 % au maximum sur l'épaisseur de l'élément correspondant un écart d'indice de réfraction de + 0,03 au maximum et un écart de nombre d'Abbe de + 5 au maximum:: nd vd r1 + 5,781 L1 d1 = 0,07 / 1,805 / 25,4 r2 + 1,913 l1 = 0,04 r3 + 2,135 L2 d2 = 0,16 / 1,603/ 60,6 r4 - 11,193 12 = 0,00 r5 + 1,873 L3 d3 = 0,15 / 1,658/. 50,9 r6 - 61,930 0,03 ... fmin l3 0,59 ... fM 0,92 ... fmax r7 - 19,248 L4 d4 = 0,Q4 / 1,658/ 50,9 r8 + 0,790 14 = 0,12 r9 - 1,440 fII I -0,826 L5 r d5 = 0,04 / 1,670 / 47,1 g 3 + O,11 0,864 L6 d6 = 0,11 / 1,805 / 25, r11 + 180, 854 0,97 ... fmin 5 0,30 ... fM 0,08 ... fmax r12 - 0,730 L7 d7 = 0,04 / 1,624 / 47,0 r13 - 1,205 0,03 ... fmin l6 0,14 ... fM 0,03 ... fmax r14 plan L8 d8 = 0,09 / 1,691 / 54,7 17 = 0,04 rP1 plan. P dp = 0,18 / 1,517 / 64,2 rP2 plan zone de diaphragme 0,07 + 0,07 r16 + 0,593 L9 dg = 0,19 j 1,717 / 48,0 r17 + 37,365 18 = 0,15 r18 - 0,927 L10 d10= 0,20 / 1,847 / 23,8 r19 + 0,626 19 = 0,22 7,641 f 60, v = +1,059 r20 - 2,626 L11 d11==0,10 / 1,641 / 60-,1 r21 - 0,614 11o= - 0,0-0 r22 + 0,725 L12 d12= 0,19 / 1,641 / 60,1 r23 - 18,602 fmin = 0,56 fM = 1,00 fmax = 1,58 2y' = 0,47 ouverture relative = 1:1,9