Brevet FR2857464A3 — publié le 20050114

FR 2857464 A3 20050114 FR 0308387 A 20030709 L'invention concerne de manière générale un système d'objectif qui présente un rapport de zoom de 3,0, et en particulier un appareil photographique numérique et similaire. Les systèmes d'objectif traditionnels comportent principalement deux groupes de lentilles qui sont un groupe de lentilles négatives et un groupe de lentilles positives. Ces systèmes d'objectif présentent généralement un rapport de zoom de 2 environ. Il est évident que le rapport de zoom est trop petit, même si la structure du système d'objectif est simple. En outre, la distance de la pupille de sortie du système de lentilles est trop courte. Particulièrement, l'illumination dans le coin de l'image sera insuffisante, appliquée à un appareil photographique numérique et similaire. Un système d'objectif connu est décrit dans le document US-A-6 304 389, présentant un rapport de zoom est de 2,5 environ. Lorsqu'il est appliqué dans un appareil photographique numérique, le rapport de zoom est toujours insuffisant. En outre, le système de lentilles à focale variable est composé de trois groupes de lentilles. Lorsque la focale est modifiée, les trois groupes de lentilles sont déplacés respectivement le long de l'axe optique. Par conséquent, il est difficile de commander le mouvement des groupes de lentilles. De plus, il n'y a pas de conception prévue pour couper les rayons infrarouges dans le système d'objectif, de sorte que la qualité de l'image est diminuée. Un objetif de la présente invention consiste à proposer un système d'objectif qui non seulement étend la distance de la pupille de sortie et améliore l'illumination dans le coin de l'image, mais encore réduit l'interférence des rayons infrarouges, afin d'augmenter la qualité de l'image, simplifier la structure, réduire la difficulté de commande, et diminuer les exigences en termes de technologie de fabrication. Pour atteindre l'objectif ci-dessus, la présente invention propose un système d'objectif qui comprend, dans l'ordre du côté objet, un premier groupe de lentilles présentant un pouvoir convergent négatif, un deuxième groupe de lentilles présentant un pouvoir convergent positif et un troisième groupe de lentilles présentant un pouvoir convergent positif. Le premier groupe de lentilles comprend une première unité de lentilles présentant un pouvoir convergent négatif et une deuxième unité de lentilles présentant un pouvoir convergent positif, dans lequel la première unité de lentilles inclut une lentille convexe-concave négative et une double lentille plastique concave négative présentant au moins une surface asphérique, et la deuxième unité de lentilles inclut une lentille positive. Le deuxième groupe de lentilles comprend un élément d'ouverture, une première unité de lentilles présentant un pouvoir convergent positif, une deuxième unité de lentilles présentant un pouvoir convergent positif et une troisième unité de lentilles présentant un pouvoir convergent négatif, dans lequel la première unité de lentilles comporte une lentille positive, la deuxième unité de lentilles est formée par une lentille collée composée d'une lentille positive et d'une lentille négative, et la troisième unité de lentilles inclut une lentille négative présentant au moins une surface asphérique. Le troisième groupe de lentilles comprend une unité de lentilles positives avec un revêtement multicouche dans la surface faisant face au côté objet afin de couper les rayons infrarouges et de diminuer l'influence des rayons infrarouges sur l'image. Un filtre de coupure infrarouge traditionnel est une pièce supplémentaire. En concevant un tel objectif de zoom, on devrait réserver de la place pour mettre le filtre de coupure infrarouge. Si on utilise un revêtement multicouche, qui a été intégré dans une unité de lentilles, la longueur de l'objectif deviendra plus courte. Etant donné que le troisième groupe de lentilles est fixé, la distance de la pupille de sortie est étendue et l'illumination dans le coin de l'image est améliorée. En outre, il y a une lentille présentant une surface asphérique dans le premier groupe de lentilles et le deuxième groupe de lentilles, d'où, une excellente correction est réalisée pour diverses aberrations, notamment l'aberration sphérique, l'astigmatisme coma. Ainsi, on obtient une bonne qualité d'imagerie. La présente invention apparaîtra plus clairement pour les spécialistes de la technique à la lumière de la description suivante des modes de réalisation de celle-ci, en référence aux figures du dessin joint, où : la figure 1 est une vue représentant schématiquement un premier mode de réalisation de la configuration du système d'objectif de la présente invention dans l'état final grand-angulaire; - la figure 2 est une vue similaire à la figure 1 représentant le même système d'objectif dans l'état final téléphotographique; - la figure 3 est une vue représentant schématiquement un deuxième mode de réalisation de la configuration du système d'objectif de la présente invention dans l'état final grand-angulaire - la figure 4 est une vue similaire à la figure 3 représentant le même système d'objectif dans l'état final téléphotographique; - les figures 5A-5D représentent diverses aberrations du premier mode de réalisation de la présente invention dans l'état final grand-angulaire; - les figures 6A-6D représentent diverses aberrations du premier mode de réalisation de la présente invention dans l'état final téléphotographique; - les figures 7A-7D représentent diverses aberrations du deuxième mode de réalisation de la présente invention dans l'état final grand-angulaire; et - les figures 8A-8D représentent diverses aberrations du deuxième mode de réalisation de la présente invention dans l'état final téléphotographique. En référence à la figure 1 et la figure 2, dans l'ordre du côté objet, un système d'objectif selon la présente invention comprend un premier groupe de lentilles 100 présentant un pouvoir convergent négatif, un deuxième groupe de lentilles 200 présentant un pouvoir convergent positif et un troisième groupe de lentilles 300 présentant un pouvoir convergent positif. Dans l'ordre du côté objet, la lumière traverse tour à tour le premier groupe de lentilles 100, le deuxième groupe de lentilles 200 et le troisième groupe de lentilles 300. Le premier groupe de lentilles 100 comprend une première unité de lentilles 110 présentant un pouvoir convergent négatif et une deuxième unité de lentilles 120 présentant un pouvoir convergent positif. La première unité de lentilles 110 inclut une lentille convexe-concave négative 111 dont la surface convexe fait face au côté objet et une double lentille plastique concave négative 112 présentant une double surface asphérique. En conséquence, une bonne correction de l'aberration peut être réalisée, la qualité de l'image est améliorée, la difficulté de fabrication de la lentille est diminuée et les coûts de production sont diminués. La deuxième unité de lentilles 120 comporte une lentille ménisque positive 121 présentant une surface convexe faisant face au côté objet. La double lentille plastique concave négative 112 et la lentille ménisque positive 121 sont appliquées pour corriger l'aberration et l'aberration chromatique de la lentille convexe-concave négative 111. Le deuxième groupe de lentilles 200 comprend un élément d'ouverture 201, une première unité de lentilles 210 présentant un pouvoir convergent positif, une deuxième unité de lentilles 220 présentant un pouvoir convergent positif et une troisième unité de lentilles 230 présentant un pouvoir convergent négatif. La première unité de lentilles 210 comprend une double lentille convexe positive 211. La deuxième unité de lentilles 220 donne forme de préférence à des lentilles collées qui sont composées d'une double lentille convexe positive 221 et d'une lentille concaveconvexe négative 222. La troisième unité de lentilles 230 comprend une lentille convexe-concave négative 231. Par ailleurs, il est préférable d'introduire une asphérique des deux côtés de la lentille convexe-concave négative 231, de sorte qu'une bonne correction des aberrations peut être réalisée. Le troisième groupe de lentilles 300 comporte une double lentille convexe positive 301 plaquée avec un revêtement multicouche dans la surface faisant face au côté objet afin de couper les rayons infrarouges pour diminuer l'influence des rayons infrarouges sur l'image et obtenir une bonne qualité d'imagerie. Le troisième groupe de lentilles 300 est fixé afin d'étendre la distance de la pupille de sortie et d'améliorer l'illumination dans le coin de l'image. Par ailleurs, il n'y a pas de filtre dans le présent système d'objectif, de telle sorte que la longueur de l'objectif est plus courte. Le troisième groupe de lentilles 300 est fixé, tandis que le premier groupe de lentilles 100 ainsi que le deuxième groupe de lentilles 200 peuvent être déplacés le long de l'axe optique pendant le changement de focale afin de modifier le grossissement. Sur la base de la présente invention, le premier groupe de lentilles 100 présente trois lentilles avec, dans l'ordre du côté objet, la lentille négative 111, la lentille négative 112 et la lentille positive 121. La première lentille 111 est du crown-glass présentant un nombre d'Abbe élevé. La deuxième lentille 112 présente au moins une surface asphérique et un nombre d'Abbe élevé. La troisième lentille 121 est du flint-glass. La première lentille 112 et la deuxième lentille 121 peuvent corriger l'aberration sphérique et l'aberration chromatique provenant de la première lentille 111. Le deuxième groupe de lentilles 200 est principalement le groupe de foyer et comprend quatre lentilles. La première lentille 211 et la deuxième lentille 221 sont du crown-glass présentant un indice de réfraction et un nombre d'Abbe élevés afin de diminuer l'aberration chromatique. La quatrième lentille 231 présente au moins une surface asphérique. En conséquence, une bonne correction de l'aberration est réalisée. Le troisième groupe de lentilles 300 inclut une lentille positive 301 plaquée avec un revêtement multicouche dans la surface faisant face au côté objet afin de couper les rayons infrarouges et de diminuer l'influence des rayons infrarouges sur l'image, de façon à obtenir une bonne qualité d'imagerie, et le premier groupe de lentilles 300 est fixé afin d'étendre la pupille de sortie et d'améliorer l'illumination dans le coin de l'image. En outre, il y a des lentilles qui présentent une surface asphérique dans le premier groupe de lentilles 100 et le deuxième groupe de lentilles 200, de sorte que le système d'objectif présente moins de lentilles et une structure plus simple. Alors que le rapport de zoom atteint 3,0, une excellente correction est effectuée pour les diverses aberrations. De plus, les lentilles présentant une surface asphérique ne touchent pas directement l'entourage extérieur, de sorte que les lentilles peuvent être en plastique, d'où, le coût du système d'objectif est bas et la structure est simple. En référence à la figure 3 et la figure 4, un deuxième mode de réalisation qui est similaire au premier mode de réalisation est représenté. Dans le deuxième mode de réalisation, le système d'objectif comprend, dans l'ordre du côté objet, un premier groupe de lentilles 100, un deuxième groupe de lentilles 200 et un troisième groupe de lentilles 300. Le premier groupe de lentilles 100 comprend une première unité de lentilles 110 comportant une lentille convexe-concave négative 111 et une double lentille plastique concave négative 112, ainsi qu'un deuxième groupe de lentilles 120 incluant une lentille ménisque 121. Le deuxième groupe de lentilles 200 comprend un élément d'ouverture 201, la première unité de lentilles 210 incluant une double lentille convexe 211, une deuxième unité de lentilles 220 comprenant une double lentille convexe 221et une lentille concave-convexe 222 ainsi qu'une troisième unité de lentilles 230 incluant une lentille négative 231'. Le troisième groupe de lentilles 300 inclut une lentille positive 301'. En outre, la lentille 231' présente une double surface concave et il est préférable d'introduire un plan asphérique aux deux surfaces de la lentille 231'. En conséquence, l'aberration du système d'objectif peut être efficacement corrigée. Par ailleurs, le troisième groupe de lentilles 300 comporte une lentille plane-convexe positive 301' plaquée avec un revêtement multicouche dans la surface faisant face au côté objet afin de couper les rayons infrarouges, réduire l'influence des rayons infrarouges sur l'image et obtenir une bonne qualité d'image. De plus, le troisième groupe de lentilles 300 est fixé afin d'étendre la distance de la pupille de sortie, de telle manière que l'illumination dans le coin de l'image peut être améliorée. Etant donné qu'aucun filtre n'est nécessaire dans le système d'objectif, l'objectif devient plus court. Dans chaque mode de réalisation, le troisième groupe de lentilles 300 est fixé, tandis que le premier groupe de lentilles 100 ainsi que le deuxième groupe de lentilles 200 peuvent être déplacés respectivement le long de l'axe optique pendant le changement de focale, de sorte que l'espace entre le premier groupe de lentilles 100 et le deuxième groupe de lentilles 200 est modifié, et, en même temps, les conditions suivantes: -2,7 5 fl/fw PREMIER MODE DE REALISATION La figure 1 et la figure 2 sont des vues schématiques du premier mode de réalisation du système d'objectif. Dans le tableau 1, diverses valeurs du premier mode de réalisation sont présentées. Dans le tableau 1, r représente le rayon de courbure de la surface de la lentille, d représente la distance entre les surfaces des lentilles, v représente le nombre d'Abbe et n représente l'indice de réfraction pour la ligne d (X = 587,6 nm) respectivement. Les figures 5A-5D et les figures 6A-6D représentent diverses aberrations du premier mode de réalisation selgn le système d'objectif dans l'état final grand-angulaire et dans l'état final téléphotographique. Dans chaque diagramme d'aberration, F représente la focale effective, w représente l'angle de vue, d représente la ligne d (X =-587,6 nm), c représente la ligne c (X = 656,3 nm), f représente la ligne f (X = 486,1 nm) respectivement. La ligne S représente l'astigmatisme dans le plan image sagittal, et la ligne T représente l'astigmatisme dans le plan image tangentiel. Ainsi que cela ressort des diagrammes respectifs illustrant les diverses aberrations, une excellente correction est réalisée pour les diverses aberrations et une bonne qualité d'imagerie est obtenue. Tableau 1 r d v n 1 15,663 1 41,01 1,88067 2 7,334 2,527 3 -64,490 0,598 57,44 1,49176 asphérique 4 9,266 2,405 asphérique 12,708 2,5 23,83 1,84667 6 28,415 18,433 7 - 0,993 élément d'ouverture 8 15,451 2 46,38 1,80318 9 -117,146 0,93 8,075 2,5 84,47 1,48656 11 -8,075 2,2 35,83 1,66446 12 -19,193 0,564 13 13,003 0,6 29,91 1,58547 asphérique 14 4,827 8,614 asphérique 39,959 2,5 41,01 1,88067 16 -55, 542 Deuxième mode de réalisation La figure 3 et la figure 4 sont des vues schématiques du deuxième mode de réalisation du système d'objectif. Dans le tableau 2, diverses valeurs du deuxième mode de réalisation sont présentées, des symboles identiques ont été présentés dans le premier mode de réalisation. Les figures 7A-7D et les figures 8A-8D représentent diverses aberrations du deuxième mode de réalisation selon le système d'objectif dans l'état final grand-angulaire et dans l'état final téléphotographique. Dans chaque diagramme d'aberration, des symboles identiques ont été présentés dans le premier mode de réalisation. Comme il ressort des diagrammes respectifs illustrant les diverses aberrations, une excellente correction a été réalisée pour les diverses aberrations et une bonne qualité d'imagerie est obtenue. Tableau 2 r d v n 1 21,435 1 40,8 1,88300 2 7,433 2,054 3 -34,090 1 56,10 1,53117 asphérique 4 23,746 2,614 asphérique 13,417 2 23,8 1,84666 6 30,387 20,413 7 co 1 élément d' ouverture 8 8,692 1,327 46,5 1,80420 9 94,293 0,955 8,917 2,2 70,4 1,48749 11 -8,917 1,2 25,5 1,80518 12 -36,318 0,315 13 -8,909 1,2 29,91 1,58547 asphérique 14 80,337 6,612 asphérique 2 40,8 1,88300 16 -26,201 Tel que décrit ci-dessus, la présente invention permet de proposer un système d'objectif présentant un rapport de zoom d'environ 3,0, une structure simple, une commande facile, des exigences inférieures en termes de technologie de fabrication, ainsi qu'une excellente qualité d'imagerie, qui est adaptée à l'utilisation avec un appareil photographique numérique et similaire. REVENDICATIONS 1. Système d'objectif comprenant, dans l'ordre du côté objet, : un premier groupe de lentilles (100) présentant un pouvoir convergent négatif; un deuxième groupe de lentilles (200) présentant un pouvoir convergent positif; et un troisième groupe de lentilles (300) présentant un pouvoir convergent positif; dans lequel le premier groupe de lentilles (100) comprend: une première unité de lentilles (110) présentant un pouvoir convergent négatif, ladite première unité de lentilles comprenant une lentille convexe-concave négative (111) et une double lentille plastique concave négative (112) présentant au moins une surface asphérique; et une deuxième unité de lentilles (120) qui comporte une lentille positive (121) présentant une surface convexe faisant face au côté objet; le deuxième groupe de lentilles (200) comprend: un élément d'ouverture (201) ; une première unité de lentilles (210) présentant un pouvoir convergent positif, ladite première unité de lentilles incluant une lentille positive (211); et une deuxième unité de lentilles (220) présentant un pouvoir convergent positif, ladite deuxième unité de lentilles incluant une lentille positive (221) et une lentille négative (222) ; et une troisième unité de lentilles (230) présentant un pouvoir convergent négatif, ladite troisième unité de lentilles incluant une lentille négative (231) présentant au moins une surface asphérique; et le troisième groupe de lentilles (300) comprend une lentille positive (301). 2. Système d'objectif selon la revendication 1, dans lequel la deuxième unité de lentilles (120) du deuxième groupe de lentilles (200) est formée par une lentille collée incluant deux lentilles. 3. Système d'objectif selon la revendication 1, dans lequel la troisième unité de lentilles (230) du deuxième groupe de lentilles (200) comporte une lentille convexe-concave. 4. Système d'objectif selon la revendication 1, dans lequel la troisième unité de lentilles (230) du deuxième groupe de lentilles (200) comporte une double lentille concave. 5. Système d'objectif selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la condition -2,7 6. Système d'objectif selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la condition 1,7