Brevet FR2648920A3 — publié le 19901228

FR 2648920 A3 19901228 FR 8908364 A 19890623 Ia présente invention concerne un oculaire à grossissement variable, destiné en particulier à l'observation des images transmises par des conducteurs à fibres optiques. Ce nouvel oculaire trouve un champ d'application intéressant, par exemple, dans les endoscopes souples; en effet dans ce type d'instrument, on recherche le champ apparent maximum; or la clarté de l'appareil diminue quand le champ apparent augmente et en dessous d'un certain seuil de brillance, la perception des détails est altérée; aussi est-il nécéssaire d'ajuster le grossissement à la luminosité du sujet observé. D'autre part, selon la nature du sujet, il est souhaitable de faire disparattre ou non la structure des fibres élémentaires constituant le conducteur d'images. Pour ces deux principales raisons, la variation continue de la distance focale de l'oculaire sur une plage importante est vivement conseillée. Les oculaires à grossissement variable actuellement connus comportent au moins trois groupes séparés de lentilles et sont généralement constitués d'un groupe divergent mobile entre deux groupes convergents. Ce type d'oculaire n'est pas utilisable dans les applications visées ci-dessus où les grossissements recherchés sont élevés, de l'ordre de 15 à 30; il conduit en effet à des tirages d'anneau oculaire, c'est à dire des distances entre la pupille de l'observateur et le verre d'oeil, beaucoup trop faibles et, de plus, sa structure relativement compliquée ne permet pas d'obtenir pour les organes mobiles des courses capables de faire évoluer la distance focale dans un rapport de variation supérieur à 1,5 Avec un oculaire conforme à la présente disposition, on peut obtenir simultanément et de façon simple de forts grossissements, un tirage d'anneau oculaire confortable, un rapport de variation voisin de 2 et une bonne quali- té d'image à toutes les distances focales. Un oculaire selon l'invention est constitué de deux groupes de lentilles séparés par un intervalle d'air variable; le groupe situé du coté de 1' oeil est convergent tandis que le deuxième groupe placé du côté de l'objet observé est divergent. le groupe convergent est formé de deux éléments dont le premier est un doublet collé biconvexe et l'autre une lentille simple convergente en forme de ménisque; le groupe divergent est une lentille simple en forme de ménisque divergent; les deux ménisques tournent leur concavité vers le sujet observé. Si on appelle f la plus courte distance focale prise par l'oculaire à grossissement variable selon la présente invention, la distance focale "fc" du groupe convergent et la distance focale "fd" de la lentille simple divergente satisfont aux deux relations suivantes: 0,65 f 0,8 f f Suivant des modes particuliers de réalisation: - la surface de collage du doublet tourne sa concavité vers l'objet visé; l'élément du doublet situé du coté de l'oeil est alors divergent et l'autre convergent. - la surface de collage du doublet tourne sa concavité vers l'oeil;la len- tille simple côté oeil est ainsi contergente et la seconde divergente. les tableaux I et II décrivent avec précision deux exemples de réalisation illustrés respectivement par les figures 1 et 2. Dans chaque exemple le système optique est décrit en se déplaçant de l'oeil de l'observateur vers le sujet visé. la première colonne donne la valeur en millimètres des rayons de courbure des dioptres successifs; selon la convention de signes classique, les rayons de courbure sont évalués algébriquement du sommet vers le centre, le sens positif allant de la gauche vers la droite. le deuxième colonne donne la valeur de l'indice de réfraction du verre pour la raie "d", située au milieu du spectre visible. le troisième colonne indique en millimotres les épaisseurs de verre ou intervalles d'ai- séparant les différents dioptres. Enfin la quatrième colonne fournit pour chaque verre le coefficient de dispersion, appelé nombre d'Abbe. En bas de chaque tableau, on indique pour trois valeurs de l'intervalle variable e, le tirage optique T2 ou distance séparant le dernier dioptre du plan de l'objet visé ( plan focal de l'oculaire ), l'encombrement total E ou distance séparant le premier dioptre de ce même plan de visée, la distance focale F de l'oculaire et le grossissement commercial correspondant C = 250 / F Les corrections des diverses aberrations sont, dans les deux exemples précédents, réalisées pour des diamètres d'images de 1,8 mm. et pour une pupille d'oeil de diamètre 5 mm. placée à 14 mi. devant le verre d'oeil; au fort grossissement l'oculaire est donc supposé travailler à l'ouverture F/l,S, ce qui, compte tenu de la simplicité de la formule optique, représente une cuver ture importante les figures 1 et 2 donnent les silhouettes des oculaires aux valeurs extrêmes de l'intervalle variable. les figures la et 2a correspondent au fort grossissement, tandis que les figures lb et 2b sont relatives au faible gros-' sassement Dans le cas où le sujet examiné est l'image transmise par la face de sortie d'un conducteur à fibres, en chaque point de cette image le rayon moyen du pinceau se dirigeant vers l'oculaire est parallèle à l'axe optique; autrement dit, la pupille dans l'espace contenant la sortie de fibres est à l'infini et son image, qui est l'anneau oculaire, est au foyer antérieur de l'oculaire. Par Sa structure, l'oculaire selon l'invention se comporte pour cette pupille-objet à l'infini comme un retrofocus car il possède un groupe divergent relativement puissant du côté de l1objet: c'est pour cette raison que le système possède un grand tirage d'anneau oculaire. Pour des commodités d'emploi, dans les oculaires à grossissement variable on cherche à stabiliser la position de l'anneau oculaire quand varie le grossissement; la structure simplifiée du présent dispositif ne permet pas de réaliser rigoureusement cette condition; toutefois les caractéristiques du système sont telles que le déplacement de cet anneau reste faible: dans les deux exemples décrits, pour la variation totale du grossissement, il est égal à 4,5 mm., valeur tout à fait admissible. Pour modifier le grossissement, tout en maintenant la bonne qualité, on a vu qu'il suffit d'écarter les deux groupes. On peut, par exemple, déplacer le groupe convergent; mais, comme la valeur T2 mentionnée dans les tableaux s'est modifiée, il est nécéssaire de déplacer ensuite l'ensemble de l'oculaire de fa- çon à retrouver la bonne mise au point. n peut être intéressant, sans que cela soit indispensable, de coupler les déplacements du groupe convergent et de la lentille divergente pour modifier la distance focale de l'ensemble sans perdure la mise au point. la réalisation de ces déplacements fait appel ae90yens connus et n'entre pas dans le cadre de l'invention.la commande des mouvements n'exige pas une grande précision car le maintien de la mise au point n'a pas besoin d' être rigoureux: il faut en effet de toute façon prévoir un mouvement de l'en semble de 1' oculaire pour que chaque observateur réalise la mise au point dioptrique qui lui est propre. En interpollant linéairement entre les tableurs indiquées dans les tableaux, on réalise convenablement le couplage des déplacements des deux groupes. Tableau I rayons indices intervalles dispersions 1 20 1,80510 0,9 25,5 2 #7,2 1,62040 2,7 60,1 3 -34 air 0,1 # fc = 8,84 4 6,3 # 1,78831 2,3 47,4 5 15,5 air variable de 5,5 6 24,7 à 0,5 # 1,64050 0,8 60,1 # fd = -12,58 7 6 e T2 E F G 5,5 0,715 13,01 9,23 27,09 3 4,15 13,954 11,65 21,46 0,5 10,03 17,33 15,77 15,85 Tableau II rayons indices intervalles dispersions 1 14,7 1,64050 2,5 60,1 2 #- 9,43 1,80510 0,8 25,5 3 -73,94 air 0,1 # fc = 8,82 4 7,3 # 1,78831 2,2 47,4 5 25,7 air var. de 5,45 à 0,5 6 25,7 # 1,64050 0,8 60,1 # fd = -12,42 7 6 e T2 E F C 5,45 0,690 12,54 9,20 27,17 3 4,050 13,45 11,58 21,59 0,5 9,92G 16,82 15,75 15,87 REVE;DICATIONS 1)Oculaire à grossissement variable destiné en particulier aux endos copes > caractérisé en ce qu'il comporte, quar.d on se déplace de l'oeil vers l'objet visé, seulement un groupe convergent et une lentille simple en forme de ménisque divergent séparés par un intervalle d'air variable, le groupe convergent étant lui- même formé d'un doublet collé biconvexe et d'une lentille ménisque convergente, les deux lentilles simples ménisques tournant leur concavité vers l'objet observé; cet oculaire est en outre caractérisé par les relations suivantes,dans lesquelles fc représente la distance focale du groupe convergent, fd la distance focale de la lentille divergente et f, la plus courte distance focale prise par l'oculaire: 0,65 f 0,8 f 2) Oculaire selon la revendication 1 caractérisé en ce que la surface de collage du doublet tourne Sa concavité vers l'objet observé. 3) Oculaire selon la revendication 1 caractérisé en ce que la surface de collage du doublet tourne sa concavité vers l'oeil de l'observateur.