Brevet FR2290678A1 — publié le 19760604

La présente invention est relative à un objectif présentant de très faibles aberrations et possédant à la fois une grande ouverture, un faible encombrement et un faible poids. L'objectif selon l'invention peut être utilisé pour la prise de vues sur film ou sur tube, tube à intensification de lumi- nance par exemple, dans le domeine visible mais aussi dans le proche infra-rouge. Un objectif de prise de vues classique est optiquement caractérisé par sa distance focale, son champ, ctest à dire le format qu'il doit couvrir, et son ouverture. Celle-ci est définie par un nombre d'ouverture E = F/D, F étant la distance focale et D le diamètre de la pupille d'entrée, c' est à dire 1 'liage du diaphra- gme dans la partie antérieure de l'objectif. On désignera plus classiquement l'objectif par la fraction F/E, expriiant le diamètre de la pupille d'entrée; Les objectifs de grande ouverture actuellement connus sont généralement encombrants et lourds.Beur longueur totale, c' est à dire la distance séparant la première lentille du plan image est le plus souvent supérieure à 15 fois la distance focale quand l'ouverture est voisine de F/1,5. Pour réduire l'encombrement on a calculé des systèmes, appelés téléobjectifs, forms de~deur groupes séparés, le premier groupe étant convergent et le second divergent. Quand ces systèmes sont bien corrigés, le premier groupe possède une distance focale égale à environ la moitié de la distance focale résultante, tandis que le groupe divergent a une puissance opposée.Le nombre d'ouverture du premier groupe est donc égal à la moitié du nombre d'ouverture de l'objectif ; ce groupe est alors formé nécessairement de plusieurs lentilles épaisses et lourdes et l'encombrement total de l'objectif est voisin de sa distance focale. L'invention fournit un objectif dont la longueur est inbr- médiaire entre celles des objectifs classiques et celles des téléobjectifs de même qualité et de même ouverture, nais dont le poids est sensiblement inférieur à ceux de ces deux dernières familles. Cet avantage est particulièrement appréciable quand l'objectif est destiné à un appareil portatif ou bien embarquédans un satellite par exemple. -L'objectif selon l'invention, de focale F, est caractérisé par le fait qu' il comporte successivement dans le sens allant de l'objet vers le dispositif d'enregistrement des vues : - un premier groupe qui est formé d'une lentille simple convergente sensiblement plan convexe et d'un doublet convergent en forme de ménisque tournant sa concavité vers l'arrière, ce groupe étant doté d'une distance focale comprise entre F et 1,25 F, - une lentille divergente biconcave dont la distance focale est comprise entre-0,75 F. et - 0,9 F et dont le diamètre est égal environ à la moitié de celui du premier groupe, la distance entre cette lentille et le premier groupe étant comprise entre 0,3 F et 0,4 F. - une lentille convergente biconvexe dont la distance focale est comprise entre 0,35 F et 0,55 F et dont le diamètre est inférieur à la moitié de celui du premier groupe, la distance entre cette lentille et la divergente qui la précède étant comprise entre 0,18 F et 0,28 F. - une lentille divergente ménisque tournant sa concavité vers l'avant, dont la distance focale est comprise entre - 0,5 F et - 0,8 F et dont le diamètre est inférieur au tiers de celui du premier groupe, la distance entre cette lentille divergente et la lentille conver gente .qui la précède étant comprise entre 0,15 F et 0,25 F. L'invention va maintenant être décrite avec plus.de détails en se référant à un mode de réalisation particulier donné à titre d'exemple et représenté sur les dessins annexés. La figure 1 représente un mode de réalisation de l'objee- tif selon l'invention. La figure 2 représente la variation de l'aberration sph4- rique longitudinale en fonction de la position du rayon incident. La figure 3 représente la variation de l'astigmatisme sur le rayon moyen en fonction de l'angle de champ. La figure 4 représente la courbe de diffusion méridienne en fonction de la hauteur du rayon incident pour deux angles de champ. La figure 5 donne le tableau des caractéristiques de construction de l'objectif. La figure 1 représente un objectif, conforme à l'invention, dont la distance focale est 100 mm, l'ouverture F/i,7 et le cbamp 10 degrés Le récepteur est un tube sensible dans la bande spectrale s'étendant de 550-à 870 nanomètres. Le système optique décrit est associé à une lame à faces planes et parallèles servant à la protection du tube. Les colonnes du tableau de la figure 5 donnent successivement les diamètres utiles Du de chaque dioptre, les rayons de courbure R, les épaisseurs E séparant les dioptres, les indices Ne des verres pour la raie C, les coefficients 9 de dispersion de ces verres et enfin le poids P en gruies de chaque lentille pour les valeurs des diamètres finis qu'on a indiqués entre parenthèses.La convention optique adoptée est que toutes les surfaces concaves faisant face à la lumière incidente ont des rayons négatifs et que toutes les faces convexes faisant face à la lumière incidente ont des rayons positifs. Le poids total des lentilles constituant l'objectif est 164 grammes, ce qui est remarquable pour un système de très bonne qualité, de focale 100 milliiètres et ouvert à F/1,7. Sur la figure 2 on a représenté en fonction du diamètre D l'aberration sphérique longitudinale 1 pour la raie C. Sur la figure 3 on a tracé les écarts par rapport au plan image paraxial des focales sagittales (s) et tangentielles (t) en fonction de l'angle de champ e. La pupille d'entrée est, dans cet objectif, à 85 a derrière le premier dioptre. La figure 4 fournit l'écart Sy, calculé dans le plan image, entre le rayon passant par le centre de la pupille et un rayon parallèle variable et repéré par sa hauteur d'attaque h sur le premier dioptre, ces rayons étant tous contenus dans le lemme plan méridien. I'astigmatisze a été calculé pour les deux angles de champ 20,25 et 40,5 REVENDICAION i.- Objectif de prise de vues cinématographiques ou de télévision à grande ouverture, de focale F, caractérisé par le fait qu'il comporte successivement dans le sens allant de l'objet vers l'appareil d'enregistrement des vues - un premier groupe qui est formé d'une lentille simple convergente sensiblement plan convexe et d'un doublet convergent en forme de ménisque tournant sa concavité vers l'arrière, ce groupe étant doté d'une distance focale comprise entre F et 1,25 F, - une lentille divergente biconcave dont la distance focale est comprise entre - 0,75 F et - 0,9 F et dont le diamètre est égal environ à 12 moitié de celui du premier groupe, la distance entre cette lentille et le premier groupe étant comprise entre 0,3 F et 0,4 F. - une lentille convergente biconveze dont la distance focale est comprise entre 0,35 F et 0,55 F et dont le diamètre est inférieur à la moitié de celui du premier groupe, la distance entre cette lentille et la divergente qui la précède étant comprise entre 0,18 F et 0,28 F. - une lentille divergente ménisque tournant sa concavité vers l'avant, dont la distance focale est comprise entre - 0,5 F et - 0,8 F et dont le diamètre est inférieur au tiers de celui du premier groupe-, la distance entre cette lentille divergente et la lentille convergente qui la précède étant comprise entre 0,15 F et 0,25 F.