Brevet FR2658312A1 — publié le 19910816

VISEUR A IMAGE REELLE NOTAMMENT POUR APPAREILS PHOTOGRAPHIQUES La présente invention se rapporte principalement à un viseur du type à image réelle destiné à être utilisé dans des appareils photographiques. Parmi les systèmes de viseur optique montés sur le corps de l'appareil photograhique indépendamment du système optique de prise de vues, un viseur tel que le viseur de type galiléen a connu jusqu'à présent une très grande popularité dans divers domaines d'application Cependant, en raison de l'arrivée sur le marché de systèmes de prise de vues améliorés, le marché a tendance maintenant à donner préférence aux viseurs du type à image réelle capables de former l'image d'un objet avec un pouvoir grossissant relativement élevé et présentant un cadre clair du champ de vision De plus, étant donné que le marché tend à s'orienter vers les appareils plus compacts, il devient nécessaire de disposer d'un viseur du type à image réelle capable de former une image avec un pouvoir grossissant élevé et présentant une longueur hors tout réduite. Cependant, le viseur d'appareils photographiques de l'art antérieur présentait un inconvénient en ce qu'il provoquait fréquemment l'apparition d'une tache hyperlumineuse autour du point d'observation avec l'augmentation du pouvoir grossissant au niveau de chacune des lentilles constituant le système optique; la présence de ces taches hyperlumineuses, etc, conduisait à une détérioration rapide de l'image lors du déplacement de la pupille de l'observateur regardant à travers le viseur. Récemment, un objectif zoom doté d'un pouvoir grossissant hautement variable a connu une grande popularité en tant que composant de systèmes de prise de vues, et il a également créé une demande de viseur à image réelle présentant un rapport de grossissement hautement variable et un pouvoir grossissant élevé. Cependant, dans un viseur de zoom de l'art antérieur, le diamètre du point d'observation est sujet à d'importantes variations en raison de son pouvoir grossissant variable En effet, le diamètre du point d'observation est sujet à une augmentation excessive à la position grand angle extrême, ce qui entraîne la création d'une grande tache hyperlumineuse autour du point d'observation. Il y avait également le problème de la réduction excessive du diamètre du point d'observation à la position téléphoto extrême; cette réduction empêchait le viseur de voir l'objet lorsque l'utilisateur manipulait l'appareil photographique pour réduire le diamètre du point d'observation à la position grand angle extrême afin de régler le problème. Lorsque l'ouverture est séparée du système optique de l'objectif, la qualité de formation des images au niveau du système optique de l'objectif se détériore et le diamètre de la lentille avant du système optique de l'objectif doit être augmenté, étant donné que la lumière présente sur la périphérie du champ de vision passe à travers la périphérie du système optique de l'objectif. La présente invention a donc pour objet de proposer un viseur de type à image réelle dans lequel le risque d'apparition d'une tache hyperlumineuse autour de la sortie pupille (point d'observation) est éliminé; cet objectif est atteint en prévoyant la formation de la sortie pupille de diamètre correct en un emplacement approprié situé à l'arrière du système optique de l'oculaire, ce qui a pour effet de réduire la possibilité d'une diminution du diamètre de la sortie pupille même au cas o le viseur de zoom présente un rapport de pouvoir grossissant très variable. Selon une caractéristique de la présente invention, il est prévu un viseur du type à image réelle qui est adapté sur un système optique d'objectif, un système optique d'oculaire et une ouverture prévue dans ledit système optique d'objectif, ladite ouverture étant sensiblement conjuguée avec la sortie pupille. Cette disposition permet à un utilisateur de régler le diamètre de l'ouverture et sa position par la simple manipulation de l'ouverture en vue du réglage. En outre, dans un mode de réalisation préféré, selon une caractéristique du viseur conforme à la présente invention, il est prévu un viseur de zoom qui comporte un système d'objectif comprenant deux groupes de lentilles à pouvoir grossissant variable, chaque-groupe étant apte à être rapproché et écarté de l'autre, dans lequel une ouverture est prévue de façon à être intégrale et déplaçable dans un groupe de lentilles arrière à pouvoir grossissant variable. Cette disposition permet de réduire les variations du diamètre de la sortie pupille malgré l'opération de zoom en raison d'une réduction de la distance sur laquelle le groupe de lentilles à pouvoir grossissant variable arrière peut être déplacé pendant 1 ' opération de zoom. La présente description se rapporte à certains éléments faisant l'objet de la demande japonaise de modèle d'utilité No 02-33011. L'invention va maintenant être décrite de façon détaillée en référence aux dessins annexés, dans lesquels: les figures IA et 1 B représentent un trajet optique d'un mode de réalisation de la présente invention dans son application à un système optique de viseur de zoom, les figures l A et 1 B représentant les positions "grand angle" et "téléscopée" du trajet, respectivement; la figure 1 C représente un autre mode de réalisation de la présente invention; la figure 2 est une vue en perspective éclatée représentant le viseur de zoom du système optique du viseur de zoom; la figure 3 est une vue représentant un mode de réalisation du trajet optique dans son application au viseur à image réelle de la présente invention. La présente invention va être décrite ci-après en référence aux dessins annexés Cet exemple représente un mode de réalisation de la présente invention dans son application au viseur d'un appareil photographique. La figure 3 est une vue d'un mode de réalisation du système optique du viseur du type à image réelle illustrant la constitution de son système de lentilles Le viseur du type à image réelle selon l'invention comprend un système optique d'objectif 91, une lentille formant condenseur ú 2, un système optique de redressement d'image ú 3 et un oculaire ú 4, respectivement, en partant du côté objectif. Le système optique de redressement d'image ú 3 et l'oculaire ú 4 servent à constituer le système optique d'oculaire. La lentille formant condenseur ú 2 est disposée à proximité de la surface de prise d'images du système optique de l'objectif úi de manière à former un point d'observation en un emplacement correct situé à l'arrière de l'oculaire ú 4 en réglant la divergence du faisceau lumineux qui passe à travers le système optique ú 3. Un verre à cadre de champ de vision ú 5 est disposé sur ou au voisinage de la surface de prise de vues du système optique d'objectif Il D'une manière connue de l'art, un cadre de champ de vision et un moyen d'indication de direction, etc, (non représentés) sont tracés sur le verre à cadre de champ de vision ú 5. En outre, une ouverture Il est formée entre le système optique d'objectif Il et la lentille formant condenseur ú 2. L'ouverture 11 a une forme sensiblement circulaire, et une sortie pupille (point d'observation) 13 correspondant à cette ouverture il est formée à l'arrière de l'oculaire ú 4. Comme décrit ci-dessus, dans le viseur du type à image réelle conforme à un mode de réalisation de l'invention, l'ouverture 11 se trouve dans le système optique d'objectif, ce qui permet ainsi de réaliser le système optique d'objectif sous une forme compacte et ce qui permet à l'utilisateur, en outre, d'obtenir une image de qualité satisfaisante. Dans le système optique décrit ci-dessus, il est préférable de disposer l'ouverture 11 de manière à ce qu'elle soit espacée de la lentille formant condenseur ú 2 d'une distance _ qui pourra être déterminée sur la base des conditions suivantes: fc.0,5 formant condenseur). Selon la formule 1 ci-dessus, une relation conjuguée est établie entre l'ouverture Il et le point d'observation 13, étant donné que la lentille formant condenseur ú 2 et l'oculaire ú 4 correspondent approximativement au système optique télécentrique respectivement suivant une relation opposée, le système optique de redressement d'image ú 3 étant interposé de manière à assurer la fonction de limite. Ainsi, le diamètre de la sortie pupille peut être réglé sans difficulté en faisant varier le diamètre de l'ouverture 11 Par ailleurs, les faisceaux principaux qui sont passés à travers la lentille formant condenseur ú 2 sont parallèles les uns par rapport aux autres suivant la relation d=fc, si bien que l'ouverture 11 et la lentille formant condenseur ú 2 coopèrent l'une avec l'autre pour former le système optique télécentrique. Il n'est pas indispensable que le condenseur ú 2 soit constitué par une lentille; au contraire, il peut être constitué par tout système optique susceptible d'offrir les caractéristiques de performance équivalentes à celles d'un condenseur Par exemple, lorsqu'un prisme est utilisé dans le système optique ú 3, la surface incidente du prisme peut être formée de manière à présenter une courbure prédéterminée pour lui permettre d'assurer des caractéristiques de performance d'un condenseur équivalentes à celles offertes par la lentille formant condenseur Dans ce cas, la valeur du paramètre fc est choisie de manière à représenter une valeur inverse du pouvoir de réfraction sur l'incidence du prisme. Par ailleurs, le système optique de redressement d'image ú 3 peut utiliser non seulement un prisme mais également une lentille formant relais, etc. La description qui précède concerne un mode de réalisation dans lequel l'invention est appliquée à un système optique de viseur doté d'un pouvoir grossissant fixe; un autre mode de réalisation de l'invention va maintenant être décrit ci-après, en référence aux figures l A, 1 B, 1 C et 2, dans lesquelles l'invention est illustrée dans son application au système optique de viseur de zoom. Le système optique de viseur de zoom F comporte un premier groupe de lentilles positives Lt, un second groupe de lentilles négatives L 2, un troisième groupe de lentilles positives L 3, une lentille prisme Pl, une lentille prisme composée P 2 et un quatrième groupe de lentilles positives (oculaire) L 4 respectivement, en partant du côté objectif. Les groupes de lentilles L 1-L 3 et la lentille prisme Pl forment le système optique de lentilles d'objectif, tandis que la lentille prisme composée P 2 et l'oculaire L 4 constituent le système optique de lentilles de visée. Par ailleurs, la lentille prisme Pl constitue également le quatrième groupe de lentilles du système optique d'objectif. Le premier groupe de lentilles LI et l'oculaire L 4 sont des lentilles du type fixe, tandis que les second et troisième groupes de lentilles, L 2 et L 3, sont des groupes de lentilles mobiles à pouvoir grossissant variable (groupe de lentilles à pouvoir grossissant variable) La lentille prisme Pl et la lentille prisme composite P 2 forment un système optique de redressement d'image. Le champ de vision des second et troisième groupes de lentilles L 2 et L 3 varie dans une gamme de zoom normale intermédiaire entre les positions grand angle et télescopée, tandis que les groupes se rapprochent et s'éloignent l'un de l'autre en même temps que les opérations de zoom du système optique, faisant ainsi varier son champ de vision (pouvoir grossissant). La surface d'incidence et la surface de sortie de la lentille prisme Pl sont réalisées sous la forme de lentilles concave et convexe, et la surface d'incidence Cl du prisme composite P 2 est réalisée sous la forme d'une lentille convexe. Un verre à cadre de champ de vision L 5 est disposé à proximité de la surface sur laquelle une image est formée par les groupes de lentilles Ll, L 2 et L 3 et la lentille prisme Pi Un cadre de champ de vision est tracé sur ce verre à cadre de champ de vision L 5 Une image, qui est formée par les premier, second et troisième groupes de lentilles et par la lentille prisme Pl, est focalisée sur ce verre de cadre de champ de vision L 5 (ou bien une partie située vers l'avant ou vers l'arrière à proximité du cadre) Cette image est formée par le système optique en association avec la lentille prisme Pl et la lentille prisme composée P 2, et elle peut être observée en tant qu'image réelle à travers l'oculaire L 4. Dans le système optique du viseur du type à image réelle construit comme décrit ci-dessus, une ouverture 15 est ménagée sur la surface arrière du troisième groupe de lentilles L 3 de manière à être déplaçable solidairement avec le groupe de lentilles L 3 L'ouverture est de forme sensiblement circulaire (cf figure 2). Les figures l A et 1 B montrent la variation de l'image de l'ouverture 15 en fonction de la variation du pouvoir grossissant du système optique du viseur du type à image réelle ci-dessus; c'est-à-dire qu'elles illustrent la manière dont la sortie pupille 17 varie Comme on peut le constater sur ces dessins, étant donné que le degré de déplacement du troisième groupe L 3 est faible, la sortie pupille 17 est soumise à des variations de position et de diamètre moins importantes à la position grand angle (comme représenté sur la figure 1 A) et à la position télescopée (comme représenté sur la figure 1 B) Ainsi, le diamètre du point d'observation peut facilement être ajusté par le réglage du diamètre de l'ouverture 15, minimisant ainsi le risque de création d'une tache hyperlumineuse et/ou analogue autour du point d'observation Comme déjà indiqué, le viseur de zoom du type à image réelle de la présente invention permet à l'utilisateur d'obtenir une image de viseur qui est toujours de qualité satisfaisante quel que soit le pouvoir grossissant du viseur En outre, l'image n'est pas dégradée même si la pupille de l'utilisateur bouge légèrement. La figure 1 C illustre encore un mode de réalisation de la présente invention, qui représente une modification des modes de réalisation des figures l A et 1 B. Dans ce mode de réalisation, le système optique d'objectif comporte un groupe de lentilles positives L 11, un groupe de lentilles négatives L 21, et un groupe de lentilles positives L 31 Les opérations de zoom sont réalisées par le déplacement relatif des groupes de lentilles L 21 et L 31 dans la direction de l'axe optique. L'ouverture 16 est assujettie au groupe de lentilles L 31. Pll et P 21 désignent un prisme constituant le système optique de redressement L 51 désigne le cadre du champ de vision, et le groupe de lentilles L 41 désigne un oculaire. En disposant l'ouverture dans le système optique d'objectif, les dimensions de ce dernier peuvent être réduites au minimum car les éléments réfléchissants sont généralement disposés dans la partie arrière du système optique d'objectif, si bien que l'on obtient une formation d'image d'excellente qualité dans le système optique de viseur. La présente invention a été décrite ci-dessus relativement au mode de réalisation dans lequel elle est appliquée à un objectif zoom se composant de quatre groupes de lentilles; la présente invention peut également être incorporée dans un objectif zoom se composant de trois ou de deux groupes de lentilles (si son rapport de zoom est réduit) La lentille prisme Pl et le prisme composé P 2 sont utilisés pour former un système optique à image réelle, mais, en variante, d'autres prismes ou miroirs connus, ou bien une combinaison de ceux-ci, pourraient également être utilisés En outre, les ouvertures Il et 15 peuvent être utilisées selon des configurations autres que circulaires. Bien que le mode de réalisation de l'invention dans son application au viseur de zoom du type à image réelle ait été décrit ci-dessus en référence aux dessins annexés, la portée de la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation sous la forme de viseur pour appareil photographique; elle pourrait également mise en oeuvre sous la forme d'un télescope, par exemple. La présente invention, telle qu'elle est décrite ci-dessus, se rapporte à un viseur du type à image réelle qui est adapté pour convertir une image devant être formée par un système optique d'objectif en un système afocal à travers un oculaire prévu à l'arrière de l'objectif, une ouverture étant prévue dans le système optique d'objectif pour permettre à l'utilisateur de régler facilement le diamètre du point d'observation en ajustant le diamètre de l'ouverture. En outre, étant donné qu'il est prévu une ouverture apte à être déplacée de façon solidaire avec le groupe arrière de lentilles à grossissement variable du viseur de zoom du type à image réelle, il est possible de réduire une variation du diamètre de la sortie pupille due aux opérations de zoom, ce qui permet à l'utilisateur d'observer un objet facilement quel que soit le grossissement du champ de vision. REVENDICATIONS 1 Viseur du type à image réelle comprenant: un système optique d'objectif ( avec une sortie pupille ( 13). 2 Viseur du type à image réelle selon la revendication 1, dans lequel ledit viseur du type à image réelle comprend en outre un système optique de redressement d'image (ú 3). 3 Viseur du type à image réelle selon la revendication 2, dans lequel ledit système optique de redressement d'image (ú 3) est constitué par des éléments réfléchissants. 4 Viseur du type à image réelle selon la revendication 3, dans lequel ladite ouverture ( 11) est située en un emplacement qui est plus proche d'un objectif que desdits éléments réfléchissants. Viseur du type à image réelle selon la revendication 1, dans lequel ladite ouverture a une forme sensiblement circulaire. 6 Viseur du type à image réelle selon la revendication 3, dans lequel lesdits éléments réfléchissants se composent d'une lentille prisme (Pi) et d'une lentille prisme composée (P 2) respectivement, en partant du côté objectif. 7 Viseur du type à image réelle selon la revendication 1, dans lequel ledit système optique d'objectif et un système optique de lentilles de visée sont dotés respectivement de pouvoirs de réfraction positive. 8 Viseur du type à image réelle selon la revendication 1, dans lequel ledit système optique d'objectif se compose d'un premier groupe de lentilles positives (Ll), d'un second groupe de lentilles négatives (L 2) et d'un troisième groupe de lentilles positives (L 3) respectivement en partant d'un objectif, dans lequel lesdits second et troisième groupes de lentilles constituent un système optique à grossissement variable et sont susceptibles il d'être rapprochés et éloignés l'un de l'autre pour faire varier son pouvoir grossissant, et dans lequel ladite ouverture ( 15) est conçue de manière à être déplaçable solidairement avec ledit troisième groupe de lentilles positives dudit système optique d'objectif. 9 Viseur du type à image réelle selon la revendication 8, dans lequel ladite ouverture ( 15) a une forme sensiblement circulaire. Viseur du type à image réelle selon la revendication 1, dans lequel ledit système optique d'objectif se compose d'un premier groupe de lentilles positives (Ll), d'un second groupe de lentilles négatives (L 2), d'un troisième groupe de lentilles positives (L 3) et d'un quatrième groupe de lentilles (L 4) respectivement en partant du côté objectif, dans lequel lesdits second et troisième groupes de lentilles constituent un système optique à grossissement variable et sont susceptibles d'être rapprochés et éloignés les uns des autres pour faire varier son pouvoir grossissant, et dans lequel ladite ouverture ( 15) est conçue de manière à être déplaçable solidairement avec ledit troisième groupe de lentilles positives dudit système optique d'objectif. 11 Viseur du type à image réelle selon la revendication 10, dans lequel ladite ouverture est de forme sensiblement circulaire.