Brevet FR2626681A1 — publié le 19890804

Objectif à focale variable permettant une mise au point tres rapprochée' La présente invention concerne les objectifs a longueur focale variable, comprenant plusieurs groupes de lentilles, dont les distances respectives peuvent varier, de telle sorte que le déplacement de certains de ces groupes mobiles permet idéalement d'obtenir, indépendamment et de façon continue, d'une part une variation de la longueur focale de l'objectif ayant pour effet une variation du champ objet couvert, et d'autre part une variation de la distance de mise au point, le champ couvert restant alors idéalement fixe. Dans l'état actuel de la technique, le ou les groupes de lentilles qui se déplacent lors des variations de distance de mise au point voient leurs déplacements limités, de telle sorte que la distance minimum de mise au point n'est pas nulle et qu'il est impossible de faire le point sur un sujet s'approchant jusqu'a toucher la lentille frontale. Cette limitation est un inconvénient, par exemple dans le cas de prise de vue d'interview, au cours d'un reportage dans un lieu exigu ou dans une ambiance de bousculade. D'autre part, dans l'état actuel de la technique, lors des variations de distance de mise au point destinées, par exemple, a accomoder continument sur un sujet qui s'avance vers la caméra, mais sans que l'opérateur ne désire une variation du champ couvert, il se produit néanmoins, surtout dans les types d'objectifs où cette variation de distance de mise au point s'effectue par le déplacement, suivant l'axe, d'un groupe de lentilles situé à l'arrière des groupes de lentilles mobiles destinées à effectuer les variations de longueur focale, un effet parasite de "pompage" se traduisant par une certaine variation du champ couvert, c'est-à-dire en fait une variation non voulue de la longueur focale de l'objectif. La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient, d'une part en permettant la mise au point jusqu'a une distance nulle de la lentille avant, et d'autre part en assurant une séparation véritable et non plus théorique des deux fonctions de variation de champ apparent ouvert et de variation de distance de mise au point, de telle sorte que l'opérateur puisse effectuer une variation continue de mise au point tout en gardant un champ objet apparent rigoureusement fixe, et ce dans une plage importante de longueurs focales. Les objectifs actuels à focale variable ne permettent pas d'obtenir ce resultat. Ainsi si l'on considère un objectif opérant comme celui décrit dans le brevet 2.580.412, le résultat recherché dans le cas présent ne peut pas etre atteint. Dans un tel objectif, les deuxieme et troisième groupes de lentilles ne se déplacent que lors des variations de longueur focale, mais restent fixes par rapport a l'image finale lors des variations de distance de mise au point. Ils constituent ainsi ce qu'on appelle le "variateur", c'est-a-dire le variateur de longueur focale, ne participant pas a la mise au point. Or dans ce type d'objectif, pour faire la mise au point sur des objets très rapprochés, jusqu'a meme toucher la lentille frontale, il est évidemment nécessaire de déplacer au moins un autre groupe de lentilles que le premier, en l'occurrence le cinquième dans l'exemple considéré. Mais, dès lors que. les deuxième et troisième groupes restent immobiles et que l'on déplace le cinquième groupe pour suivre, par exemple, un objet qui se rapproche, il se produit nécessalrement une variation parasite du champ apparent. La présente invention a donc justement pour but de remédier à cet inconvénient. A cet effet elle a pour premier objet un procédé particulier de commande d'un dispositif d'objectif focale variable, utilisable - dans les appareils cinématographiques et de télévision, comprenant deux catégories de groupes de lentilles, a savoir : une première catégorie de deux groupes de lentilles assurant la- variation de longueur focale lors de leurs déplacements axiaux et une seconde catégorie d'au moins un groupe de lentilles dont le déplacement selon l'axe provoque une variation de la distance objet de mise au point.Ce procédé est caractérisé en ce que, pour effectuer la mise au point sur un objet très proche de l'objectif, éventuellement situé a une distance nulle de celui-ci, on effectue non seulement un déplacement du ou des groupes de lentilles de la seconde catégorie assurant la mise au point, mais également un déplacement simultané des groupes de lentilles de la première catégorie assurant normalement la seule variation de la longueur focale, de façon a compenser une variation parasite du champ apparent qui sans cela se produirait dans un tel cas. Cependant la présente invention a également pour objet un dispositif d'objectif a focale variable spécialement conçu pour la mise en oeuvre de ce procédé. Dans ce dispositif, l'objectif comprend deux catégories de groupes de lentilles, a savoir : une première catégorie de deux groupes de lentilles assurant la variation de longueur focale lors de leurs déplacements axiaux et une seconde catégorie d'au moins un groupe de lentilles dont le déplacement selon l'axe provoque une variation de la distance objet de mise au point, et il est par ailleurs prévu deux systèmes de commande assurant respectivement le déplacement des groupes de la première catégorie et celui du ou des groupes de la seconde catégorie. Or le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que ces deux systèmes de commande sont asservis l'un à l'autre, de façon que pour une mise au point sur un objet très proche de l'objectif, éventuellement situé à une distance nulle de celui-ci, le système de commande de mise au point agisse sur le système de commande des groupes de lentilles de la première catégorie afin de leur impartir un déplacement simultané apte à compenser une variation parasite du champ apparent qui sans cela se produirait dans un tel cas. Dans une forme de réalisation particulière du présent dispositif, les déplacements des groupes de lentilles de la première categorie sont commandés par une came mécanique montée rotative, et cette forme de réalisation est caractérisée en ce que le système de commande du ou des groupes de lentilles de la seconde catégorie est apte à assurer, lors d'une mise au point sur un objet très proche, une légère rotation de ladite came de commande ayant pour effet de provoquer un déplacement approprié des groupes de lentilles de la première catégorie permettant d'obtenir la compensation voulue de la variation parasite du champ apparent. Cependant d'autres particularités et avantages de l'objet de l'invention apparaitront au cours de la description suivante d'un exemple de réalisation d'un dispositif à focale variable selon l'invention et du procédé particulier de commande de celui-ci. Cette description est donnée en référence au dessin annexé à simple titre indicatif, et sur lequel La figure 1 est une vue en coupe longitudinale des differentes lentilles d'un tel objectif. La figure 2 est un schéma-bloc de l'ensemble du dispositif correspondant de commande. L'objectif représenté aux figures 1 et 2 comprend quatre groupes de lentilles répartis en deux catégories, a savoir 1) Une premiere catégorie de deux groupes Il et III de lentilles qui sont destinés essentiellement a assurer la variation de longueur focale lors de leurs déplacements axiaux, 2) Une seconde catégorie de deux groupes I et V de lentilles qui sont essentiellement destinés à effectuer les variations de distance de mise au point. La référence IV désigne un groupe supplémentaire de lentilles, qui est interpose entre les groupes III et V, et qui est fixe. Le tableau I ci-dessous donne les caractéristiques d'un tel objectif à longueur focale variable, à savoir les rayons de courbure en millimètres, le signe plus désignant des surfaces dont la concavité est tournée ers l'image, les épaisseurs des lentilles et entreverres en millimètres, les indices de réfraction et les nombres d'Abbe. Le tableau II indique, pour différentes longueurs focales, les déplacements des groupes mobiles commandés par la came. Les tableaux III et IV indiquent les valeurs des entreverres e8 et e27 respectivement pour différentes longueurs focales et différentes distances de mise au point. TABLEAU I R1 = + 288.40 el = 6.0 ndl = 1.785 vl = 26.1 R2 = + 184.06 e2 = 25.5 nd2 = 1.487 v2 = 70.4 R3 = - 1786.00 e3 = 0.2 nd3 = 1. R4 = + 266.24 e4 = 27.0 nd4 = 1.487 v4 = 70.4 R5 = - 319.40 e5 = 5.0 nd5 = 1.613 v5 = 44.3 R6 = + 2004.00 e6 = 0.2 nd6 = 1. R7 = + 163.37 e7 = 18.5 nd7 = 1.486 v7 = 81.8 R8 = + 1255.00 nd8 = 1. R9 = + 5200.00 e9 = 2.4 nd9 = 1.487 v9 = 70.2 R10= + 52.98 e10= 6.9 ndlO= 1. R11= + 8198.00 ell= 2.4 ndll= 1.487 vll= 70.2 R12= + 43.51 e12= 11.0 ndl2= 1. R13= - 56.50 e13= 1.8 nd13= 1.609 v13= 59.0 R14= + 57.53 e14= 6.5 nd14= 1.847 v14= 23.9 R15= + 456.50 ndl4= 1. R16= - 215.25 e16= 2.5 ndl6= 1.785 v16= 26.2 R17= + 112.10 e17= 12.0 ndl7= 1.603 v17= 65.5 R18= - 112.52 e18= 0.2 nd18= 1. R19= + 299.00 e19= 8.0 nd19= 1.603 v19= 65.5 R20= - 162.55 e20= 0.2 nd20= 1. R21= + 132.20 e21= 9.5 nd21= 1.603 v21= 65.5 R22= - 254.70 nd22= 1. R23= - 81.82 e23= 1.8 nd23= 1.697 v23= 55.5 R24= + 43.04 e24= 6.0 nd24= 1.847 v24= 23.9 R25= + 166.79 e25= 24.0 nd25= 1. R26= p e26= 9.0 nd26= 1.516 v26= 64.2 R27= e e27= 25.0 nd27= 1. R28= + 488.50 e28= 1.8 nd28= 1.806 v28= 40.9 R29= + 80.41 e29= 7.0 nd29= 1.487 v29= 70.2 R30= - 77.20 e30= 0.2 nd30= 1. R31= + 178.34 e31= 1.8 nd31= 1.785 v31= 26.2 R32= + 49.55 e32= 7.0 nd32= 1.487 v32= 70.2 R33= - 136.30 e33= 0.2 nd33= 1. R34= + 50.18 e34= 7.0 nd34= 1.516 v34= 64.1 R35= - 477.40 e35= 1.0 nd35= 1. R36= s e36= 47.9 nd36= 1.517 v36= 64.2 R37= oo nd37= 1. TABLEAU II distances entre groupes mobiles longueur focale e8 el5 e22 F = 12.3 1.96 202.32 10.00 F = 31.8 56.97 133.47 23.84 F = 62.1 81.41 95.92 36.95 F = 114.6 96.69 65.46 52.13 F = 195.2 106.07 39.62 68.59 F = 375 114.07 5.95 94.26 TABLEAU III e8 MAP 1.5 m 1 m 0,5 m O F= 12.3 1,96 33,57 33,57 33,57 33,57 F= 18 27,53 59,14 59,14 59,14 59,14 F= 50 74,51 106,12 106,12 106,12 106,12 F= 150 101,81 133,42 133,42 133,42 133,42 F= 375 114,06 145,68 I I I TABLEAU IV e27 MAP/ I 1.5 m 1 m 0,5 m O F= 12,3 25,00 25,00 24,94 1 24,79 24,03 F= 50 25,00 25,00 24,13 22,77 20,40 F= 150 25,00 25,00 18,74 12,59 6,14 F= 375 25,00 25,00 I I I TABLEAU V M.A.P.- > oxo 20 m 10 m 5 m 3 m 2 m 1,5m F= 12,3 12,3 12,3 12,3 12,3 12,3 12,3 12,3 F= 18 18 17,3 17,3 16,6 15,7 14,6 13,4 F= 50 50 48,3 46,7 43,4 39,8 35,1 30,9 F=150 150 141,3 133,2 117,7 100,1 81,1 65,5 F=375 375 322,1 284,6 229,5 179,2 133,2 100,3 La figure 2 represente schématiquement l'agencement du présent objectif ainsi que les moyens prévus pour la mise en oeuvre du procédé de commande selon l'invention. Sur cette figure les reférences I, IZ, III, IVet V designent les mêmes groupes de lentilles signalés par ces références sur la figure 1. La référence 1 désigne l'axe optique de l'ensemble cependant que la référence 2 indique l'appareil de prise de vue sur lequel est monté le présent objectif. Ainsi qu'il a déjà été indiqué, les deux groupes intermédiaires II et III sont spécialement destinés à assurer la variation de longueur focale. Ces deux groupes sont donc mobiles et leurs déplacements dont commandés par une came rotative 3 actionnée par un moteur électrique 4 par l'intermédiaire d'un pignon 5 et d'une couronne dentée 6 solidaire de cette came. Celle-ci agit sur l'un et l'autre des deux groupes II et III par l'intermédiaire de deux fentes ou rainures, respectivement 7 et 8, constituant les cames proprement dites et à l'intérieur de chacune desquelles est engagé un téton 9 ou 10 porté par le groupe correspondant de lentilles. Quant aux deux groupes extrêmes I et V, ils sont destinés à assurer les variations nécessaires pour la mise au point.A cet effet le groupe avant I est actionné par un moteur électrique 11, cependant que le groupe arrière est pour sa part actionné par un autre moteur 12. Ces deux moteurs sont raccordés à un micro-processeur 13 auquel est également raccordé le moteur 4 commandant le déplacement des deux groupes II et III. Ces trois moteurs sont donc assujettis à ce micro-processeur. Or celui-ci reçoit d'une part le signal 14 de variation de longueur focale et d'autre part le signal 15 de variation de distance de mise au point. En réalité il s'agit là de consignes imparties par l'opérateur utilisant le présent objectif. Pour la mise en oeuvre du procédé de commande selon l'invention, le programme dont est équipé le processeur 13 est tel que lors d'une commande de distance de mise au point, il assure non seulement le déplacement voulu des deux groupes extrêmes I et V par l'intermédiaire des moteurs 11 et 12, mais également un déplacement simultané des deux groupes II et III dont la fonction principale est d'assurer normalement la seule variation de la longueur focale. Or le déplacement ainsi imparti simultanément à ces deux groupes II et III est détermine de façon à compenser une variation parasite du champ apparent qui sans cela se produirait lors de la commande de la distance de mise au point, notamment lors d'une mise au point sur un sujet extrêmement rapproché. Mais bien entendu le programme dont est équipé le micro-processeur 13 est également en mesure de déterminer les déplacements voulus des deux groupes II et III de lentilles pour réaliser la variation de focale désirée par l'opérateur, et ce par l'intermédiaire de la came rotative 3. Eventuellement celle-ci pourrait etre remplacée par tout autre système approprié de commande. Au lieu d'être actionné par un organe commun de commande comportant deùx cames distinctes 7 et 8 proprement dites, les deux groupes II et III pourraient être actionnés par des organes de commande absolument distincts actionnés par des moteurs distincts, assujettis l'un et l'autre directement au micro-processeur 13, le programme prévu dans celui-ci étant déterminé en conséquence, c'est-à-dire de façon à appliquer la loi optique nécessaire pour réaliser les variations voulues de longueur focale par des déplacements respectifs déterminés de l'un et l'autre des deux groupes II et III. REVENDICATIONS 1. Procédé de commande d'un dispositif d'objectir à focale variable, utilisable dans les appareils cinématographiques et de télévision, comprenant deux catégories de groupes de lentilles, à savoir : une première catégorie de deux groupes (II et ISI ì de lentilles assurant la variation de longueur focale lors de leurs déplacements axiaux et une seconde catégorie d'au moins un groupe (I, V) de lentilles dont le déplacement selon l'axe provoque une variation de la distance objet de mise au point, caractérisé en ce que, pour effectuer la mise au point sur un objet très proche de l'objectif, éventuellement situé à une distance nulle de celui-ci, on effectue non seulement un déplacement du ou des groupes (I, V) de lentilles de la première catégorie assurant la mise au point, mais également un déplacement simultané des groupes (II et III) de lentilles de la seconde catégorie assurant normalement la seule variation de la longueur focale, de façon à compenser une variation parasite du champ apparent qui sans cela se produirait dans un tel cas. 2. Dispositif d'objectif à focale variable, utilisable dans les appareils cinématographiques et de télévision, comprenant deux catégories de groupes de lentilles, à savoir : une première catégorie de deux groupes (II et III) de lentilles assurant la variation de longueur focale lors de leurs déplacements axiaux et une seconde catégorie d'au moins un groupe (I, V) de lentilles dont le déplacement selon l'axe provoque une variation de la distance objet de mise au point, et deux systèmes de commande assurant respectivement le déplacement des groupes de la première catégorie et celui du ou des groupes de la seconde catégorie, caractérisé en ce que les deux systèmes de commande sont asservis l'un à l'autre, de façon que pour une mise au point sur un objet très proche de l'objectif, éventuellement situé à une distance nulle de celui-ci, le système de commande de mise au point agisse sur le système de commande des groupes (II et III) de lentilles de la première catégorie afin de leur impartir un déplacement simultané apte à compenser une variation parasite du champ apparent qui sans cela se produirait dans un tel cas. 3. Dispositif d'objectif à focale variable selon la revendication 2, caractérisé en ce que les déplacements des groupes (II, III) de lentilles de la première catégorie étant commandés par une came mécanique (3) montée rotative, le système de commande (13) du ou des groupes (I, V) de lentilles de la seconde catégorie est apte à assurer, lors d'une mise au point sur un objet très proche, une legère rotation de ladite came de commande (3) ayant pour effet de provoquer un déplacement approprié des groupes (II, III) de lentilles de la première catégorie permettant d'obtenir la compensation voulue de la variation parasite du champ apparent.