Brevet FR2658623A1 — publié le 19910823

La présente invention concerne un objectif pour appareil de prise de vues ayant une ouverture relative de 1:1,4, une distance focale de 35 mm, ayant cinq éléments comme suit: a) un premier élément b) un deuxième élément en tant qu'élément de mastic convexe côté objet c) un obturateur d) un troisième élément en tant que lentille symétrique e) un quatrième élément en tant qu'élément de mastic concave côté objet f) un cinquième élément. Un tel appareil de prise de vues est connu et, par exempleoffert sous la disignation Summilux M 1.4/35 mm, N O 11870 par la Société Leica Gmb H. Du DE-OS 35 23 611, on connait également un objectif pour un appareil compact de prise de vues pour film de 35 mm, avec ménisque divergent côté image et surface de lentille asphérique. Cependant, le ménisque est concave côté objet et sa surface côté image est une non sphère convexe Sont montrés des objectifs avec une correction pour un rapport d'ouverture de 1/2,8 et 1/3,5 On connaît également, de ce brevet, l'utilisation de deux non sphères pour de tels objectifs, qui doivent être agencées dans une partie de l'objectif, c'est-à-dire devant ou derrière l'obturateur. Du DE-PS 36 33 032, on connaît un objectif avec cinq éléments se composant de sept lentilles sphériques avec un rapport d'ouverture de 1:1, 4, ayant une bonne correction, mais cependant, pour la mise au point, le cinquième élément doit être déplacé vis-à-vis des quatre premiers. La présente invention a pour tâche d'améliorer la qualité de reproduction, en particulier dans les zones de bordure de l'image, d'un objectif du type ci-dessus, en utilisant des surfaces asphériques. La solution de la présente invention réside dans le fait que: le premier élément est réalisé sous la forme d'un élément de mastic concave côté objet le cinquième élément est réalisé sous la forme d'un élément de mastic concave côté image et les surfaces convexes côté objet des deuxième et cinquième élément sont asphériques. Selon l'invention, par ailleurs, le pouvoir convergent du premier élément est positif, celui du deuxième élément est négatif, celui du troisième élément est positif, celui du quatrième élément est positif et celui du cinquième élément est négatif. L'invention repose sur le principe que, pour obtenir une bonne correction dans la z 8 ne des bords de l'image, l'introduction de non sphères seules ne conduit pas au succès On a établi de manière surprenante que la configuration complémentaire des surfaces externes de l'objectif sous forme concave conduisait à une amélioration dans la zone de bordure. On s'écarte ainsi, à la base, du type traditionnel de Gauss. Comme autre mesure, on peut réaliser les premier et cinquième éléments en tant qu'éléments de mastic. Par l'utilisation de deux non sphères convexes, on évite les problèmes techniques de fabrication des formes de non sphère, en particulier des non sphères concaves telles qu'elles étaient par exemple nécessaires lors de la configuration d'une non sphère sur le troisième élément. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention, et dans lesquels: la figure 1 montre une vue en coupe d'un objectif, à titre d'exemple, la figure 2 montre les aberrations transversales de l'objectif donné à titre d'exemple, pour diverses hauteurs de l'image, la figure 3 en montre la distorsion d'image, la figure 4 en montre la courbure du champ de l'image,et la figure 5 montre le tracé de l'intensité lumineuse sur la hauteur de l'image pour divers réglages de l'obturateur. Sur la figure 1, les cinq éléments de l'objectif sont désignés par G 1 à G 5. Les surfaces de réfraction sont numérotées de 1 à 6 et de 8 à 15. L'obturateur est indiqué en 7 et le plan d'image en 16. Le premier élément G 1 est un élément de mastic concave côté objet, ayant un pouvoir convergent positif. Le deuxième élément G 1 est un élément de mastic convexe côté objet, de pouvoir convergent négatif, dont la surface de lentille convexe 4 est asphérique. Dans l'espace suivant est agencé l'obturateur 7. Le troisième élément G 3 est un ménisque concave côté objet, de pouvoir convergent positif. Le quatrième élément G 4 est un élément à mastic concave côté objet de pouvoir convergent positif. Le cinquième élément G 5 est un élément à mastic convexe côté objet de pouvoir convergent négatif, dont la surface de lentille convexe 13 est asphérique. Avec une distance focale f = 35 mm, une largeur de 19 mm et une valeur minimale de diaphragme de K = 1,4, l'objectif est approprié en tant qu'objectif à grand angle à grande ouverture pour chambres petit format. Les données de construction de cet exemple de réalisation sont montrées au Tableau qui suit: f = 35 K = 1,4 2 6 = 64 Surface de lentille Epaisseur/ Type de verre NO Rayon Distance ne Ve 1 110,114 2,010 1,503 56,1 2 24,920 7,400 1,820 45,1 3 305,000 0,100 4 28,346 6,070 1,820 45,1 57,560 1,610 1,694 31,0 6 16,624 4,340 7 Obturateur 1,660 8 197,204 6,070 1,792 47,2 9 38,628 1,500 21,142 1,720 1,652 33,6 11 101,985 5,860 1,820 45,1 12 21,905 0,110 13 60,026 5,940 1,820 45,1 14 31,325 2,050 1,624 36,1 31,325 19,595 Pour les surfaces de lentille no 4 et no 13, le rayon au sommet est indiqué et elles sont asphériques selon la formule pour la hauteur de l'arc (p) en fonction de la corde (s): p(s) = s K(n) (_)n n= 1 En tenant compte des coefficients suivant: Surface no 0,35278 -0,39034 -0,31407 0,51317 -0,67514 0,30151 -1 -4 -6 -8 -10 À 10-12 0,16659 10-1 -0,23435 104 0,32059 10-7 0,20560 109 -0,55738 10-i 11 0,23730 10-13 Ce choix des coéficients pour les non sphères a pour suite que la surface de la lentille devient de plus en plus plate en se rapprochant du bord Cela facilite la production en série Le coefficient K( 1) est en outre exactement l'inverse du rayon au sommet. K( 1) K( 2) K( 3) K( 4) K( 5) K( 6) La distance donnée à la surface de lentille 15 est la distance jusqu'au plan de l'image 16, c'est-à-dire la largeur de l'objectif La corde S est la distance d'un point de la surface de la lentille jusqu'au sommet de la lentille. Le degré de correction obtenu avec cet objectif ressort des figures suivantes. Sur la figure 2 est montré, pour une hauteur d'image y'= 0,00; 6,00; 12, 00; 18,00 et 21,00, en fonction de l'ouverture relative ap, en pointillé, le défaut correspondant au coma sagittal pour la longueur d'onde 3 = 546 nm Même au bord du champ de l'image pour y' = 21,00, ce défaut est très minime sur les deux tiers de l'ouverture relative ap. Pour cette longueur d'onde XN 3 est également montrée l'aberration transversale sagittale sous la forme de lignes en trait plein. Pour y' = 0,00, cette grandeur, devant être désignée dans ce cas en tant qu'aberration sphérique, est également indiquée pour les longueurs d'onde A 1 = 436 nm, A 2 = 480 nm et > 4 = 644 nm L'aberration transversale méridionale est indiquée en tirets, et cela pour y' = 6,00 et 21,00 pour t 3 et pour y' = 12,00 et 18,00 pour les quatre longueurs d'onde 2 1 à ^ 4. Pour toutes les hauteurs d'image y' et longueurs d'onde \, le défaut reste, sur une large plage de l'ouverture relative ap, inférieur à 20 j m, au bord du champ de l'image (y' = 21,00), il est encore relativement plus petit et il peut être obtenu de manière presque linéaire sur une grande plage d'ouverture pour toutes les hauteurs d'image, ce qui conduit à une plus ample amélioration de la qualité à moins de 7 L m dans le meilleur plan de réglage. La figure 3 montre la distorsion (en abscisses) minime jusqu'au bord du champ de l'image dans le cas de y' = 21 Pour y' = 6,00, elle est de 0,254 %, pour y' = 12,00, elle est de 0,871 %, pour y' = 18,00, elle est de 1, 322 % et pour y' = 21,00, elle est de 1,061 % La distorsion est en barillet. La figure 4 montre, en tirets, la courbe du champ de l'image méridionale et en trait plein, sagittale Par une légère défocalisation de 0,07 mm, la courbure méridionale du champ de l'image peut être pratiquement totalement corrigée. La figure 5 montre, pour divers valeurs assez faibles de diaphragme K, le bon éclairement (en tenant compte de la loi de cos 4)du champ de l'image jusqu'au bord. Cette caractéristique de puissance du nouvel objectif peut même être obtenue à courte distance jusqu'à 0,7 m, avec une échelle de reproduction de 1:17,5. R E V E N D I C A T I O N S 1 Objectif pour appareil de prise de vues ayant une ouverture relative de 1:1,4 et une distance focale de 35 mm, avec cinq éléments comme suit a) premier élément, b) deuxième élément en tant qu'élément de mastic convexe côté objet, c) obturateur, d) troisième élément en tant que lentille symétrique, e) quatrième élément en tant qu'élément de mastic concave côté objet, f) cinquième élément, caractérisé en ce que g) le premier élément (G 1) est réalisé en tant qu'élément de mastic concave côté objet, h) le cinquième élément (G 5) est réalisé en tant qu'élément de mastic concave côté image, i) les surfaces convexes côté objet des deuxième (G 2) et cinquième (G 5) éléments sont asphériques. 2 Objectif pour appareil de prise de vues selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pouvoir convergent a) du premier élément (G 1) est positif b) du deuxième élément (G 2) est négatif c) du troisième élément (G 3) est positif d) du quatrième élément (G 4) est positif et e) du cinquième élément (G 5) est négatif. 3 Objectif pour appareil de prise de vues selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit objectif présente les données suivantes de construction f = 35 K = 1,4 2 i = 640 Surface de lentille NO Rayon il ,1 24,9 305,0 28,3 57,6 16,6 197,2 38,6 21,1 101,0 21,9 ,0 31,3 31,3 Epaisseur/ Distance 2,01 7,40 0, 10 6,07 1,61 6,00 6,07 1,50 1,72 ,86 0,11 ,94 2,05 19,60 Pour les surfaces de lentille 4 et 13, le rayon au sommet est indiqué et celles-ci sont asphériques selon la formule pour la hauteur de l'arc (p) en fonction de la corde (s): p(s) = n= 1 s K(n) (_)n Type de n e verre e 56, 1 ,1 ,1 31,0 47,2 33,6 ,1 ,1 36,1 1,503 1,820 1,820 1,694 1,792 1,652 1, 820 1,820 1,624 avec les coefficients suivants: Surface n O K( 1) K( 2) K( 3) K( 4) K( 5) K( 6) 0,3528 -0,3903 -0,3141 0,5132 -0,6751 0,3015 -1 -4 -6 -8 À 10-10 -12 0,1666 -0,2344 0,3206 0,2056 -0,5574 0,2373 -1 -4 -7 9 À 10-11 13 4 Objectif pour appareil de prise de vues selon la revendication 3, caractérisé en ce que les rayons, les épaisseurs, les distances dans l'air et les coefficients d'asphéricité (K (i)) sont variables dans les limites de + 10 %, N dans les limites de e -0,05 et e dans les limites de + 5 et en outre, sur tout le champ de l'image, la distorsion est inférieure à 1,5 % et la courbure du champ méridional d'image est inférieure à 0,1 mm.