FR 2466785 A1 19810410 FR 7924154 A 19790928 "Objectif à focale variable suivant de grands rapports comportant des surfaces asphériques". L'invention concerne un objectif à focale variable et plan image fixe, composé de groupes de lentilles dans au moins deux desquels est insérée une lentille à surface asphérique. Le brevet allemand n0 2 625 058 décrit un objectif de ce type. Il présente la particularité de n'être composé que de deux grou- pes de lentilles, tous les deux mobiles. L'objectif, selon ce brevet, présente deux sortes d'incon- vénients. D'une part, ses possibilités optiques sont limitées et con- duisent à une variation de focale de rapport entre ses valeurs maximale et minimale à peine supérieure à 2 compte tenu des tolérances à satis- faire pour les aberrations chromatiques et géométriques. D'autre part, bien que par l'introduction dans chacun des groupes d'une surface asphé- rique le nombre d'éléments constitutifs de chaque groupe soit diminué, celui-ci reste élevé ce qui complique la réalisation mécanique de l'ob- jectif, notamment de la partie qui doit assurer le déplacement des groupes l'un par rapport à l'autre. L'invention vise à remédier à ces inconvénients, notamment à augmenter le rapport de variation de focale. Elle utilise également un certain nombre de surfaces asphériques de manière à minimiser le nombre des éléments constitutifs de l'objectif, Jes groupes mobiles allant jus- qu'à ne comporter qu'un seul élément, l'objectif étant alors d'une cons- truction mécanique simple. Les groupes mobiles n'étant constitués que d'un seul élément optique ont une masse peu élevée, ce qui permet pour leur déplacement l'utilisation de moyens également de masse faible mettant en jeu, par exemple, des microprocesseurs. Pour la naissance de l'invention il a été fait appel aux mé- thodes dites "de compensation" de variation de focale utilisées dans les systèmes optiques lorsque la fixité du plan image doit être assurée. La méthode dite par "compensation optique" a été éliminée du fait qu'elle ne conduit pour les groupes mobiles à des solutions sim- ples que lorsque la variation de focale s'effectue dans un rapport in- férieur à 2. L'invention utilise la méthode de compensation de variation de focale avec plan image fixe, dite "mécanique". Cette méthode consiste à soumettre l'espacement des groupes et leur déplacement à une loi ana- lytique imposée par le calcul. Cette méthode se prête par excellence à la compensation dans le cas de variation de focale avec rapports éle- vés. Selon l'art antérieur, cette méthode a déjà été utilisée mettant en jeu le diagramme dit "diagramme Delano" (voir l'article de Besenmatter "Analyse der primâren Wirkung asphMrischer Flâchen mit Hilfe des Delano Diagrams" dans Optik 51, 1978, pages 385 à 396). Un objectif connu de l'art antérieur obtenu selon cette méthode de compen- sation est celui qui fait l'objet de l'article par D.S. Volosov, inti- tulé: "Design of complex photographic systems" dans Gostekhizdat 1948. Cet objectif a des prétentions modestes: rapport de focale de 3 à 4 et ouverture F/3 à F/5. Lors de l'application de cette méthode, l'inven- tion a suivi une voie plus adaptée à la recherche de solutions plus per- formantes. Furent examinées en premier lieu les puissances des diffé- rents groupes de lentilles fixes et mobiles et les rapports qui doivent exister entre ces puissances pour obtenir les variations de focale et les ouvertures désirées en se fixant comme critères de faisabilité les lois de déplacement de chaque groupe et les rapports entre les diamè- tres des groupes et leurs focales. On a ainsi construit le diagramme dit "d'évaluation des focales". Dans le cas o il est recherché un ob- jectif devant comprendre, par exemple, deux groupes fixes et deux grou- pes mobiles de distances focales respectives F1 F4 F2 F3 les distances focales des groupes mobiles normalisées à F1, c'est-à-dire les rapports F2/F et F3,F, sont portés en abscisses et ordonnées sur les axes d'un plan, des considérations de variation de distance focale et de puissan- ce maximale de l'objectif permettant alors de délimiter les zones du plan correspondant aux solutions réelles. Selon l'invention, il a été ainsi déterminé une partie de plan très réduite correspondant à des va- riations de focale d'au moins rapport 5. De mêmes travaux d'approche ont consisté, pour des objectifs comportant trois groupes mobiles, à établir un diagramme des puissances à trois dimensions et à sélection- ner une zone volumique correspondant aux fortes variations de focale recherchées. L'objectif selon l'invention, né de ces investigations, se caractérise en ce qu'il est composé de plusieurs groupes mobiles de lentilles et au moins un groupe fixe de lentilles, en ce que les len- tilles asphériques sont disposées de façon que pour une même variation de focale le nombre total des lentillessphériques ou non 1soit plus petit que dans tout autre objectif à focale variable à plan image fixe ne comportant que des lentilles sphériques, la fixité du plan image, pendant une variation de focale supérieure à cinq, étant assurée par compensation mécanique, en ce que tous les groupes mobiles sont consti- tués par des lentilles simples dont une au moins comporte une surface asphérique, alors que le(s) groupe(s) fixe(s) peut (peuvent) comporter au moins une surface asphérique. Selon un premier mode de réalisation l'objectif comporte dans l'ordre depuis l'espace objet jusqu'à l'espace image un premier groupe fixe à puissance positive, un premier groupe mobile formé d'une lentille simple à puissance négative, un deuxième groupe mobile formé d'une lentille simple mobile à puissance positive et un deuxième groupe fixe à puissance positive. Plus particulièrement F1, F2, F3 désignant les distances focales optiques respectivement du premier groupe fixe, du premier groupe mobile et du deuxième groupe mobile, les focales de ces diffé- rents groupes sont telles que F2 - 0,25 4 F 0,1 F3 0,9 Selon un deuxième mode de réalisation l'objectif comporte 3 groupes mobiles. Selon des variantes de ces modes de réalisation le rapport de variation de focale atteint des valeurs supérieures à 8 tandis que le demi-angle de champ est supérieur à 240, le nombre d'ouverture pou- vant étre compris entre F et -F- F désignant la distance focale de l'ob- 2 1,5/ jectif. Par ailleurs, le tirage image de l'objectif peut être impor- tant et être supérieur à 22 mm, ce qui permet selon l'invention l'utili- sation dudit objectif dans un dispositif de prise de vues en couleur avec interposition d'un prisme de séparation des couleurs entre objec- tif et caméra à trois tubes de prise de vues. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description t suivante de quelques modes de réalisation donnés à titre d'exemples, ladite description étant accompagnée d'explications et dessins qui re- présentent: figure 1: un diagramme relatif à l'évaluation des focales des deux groupes mobiles d'un objectif de l'invention selon un pre- mier mode de réalisation; figures 2a, 2b, 2c, 2d:-le schéma optique d'un premier exemple d'ob- jectif à deux groupes mobiles selon le premier mode de réa- lisation de l'invention, chacune de ces figures correspon- dant à une valeur de focale de l'objectif depuis, dans l'or- dre, son minimum jusqu'à son maximum; figures 3a, 3b, 3c, 3d: le schéma optique d'un second exemple d'objec- tif à deux groupes mobiles selon le premier mode de réalisa- tion de l'invention, chacune de ces figures correspondant à une valeur de focale de l'objectif depuis, dans l'ordre, son minimum jusqu'à son maximum figures 4a, 4b, 4c, 4d * le schéma optique d'un premier exemple d'ob- jectif à trois groupes mobiles selon le second mode de réa- lisation de l'invention, chacune de ces figures correspon- dant à une valeur de focale de l'objectif depuis, dans l'or- dre, son minimum jusqu'à son maximum; figure 5: les lois du mouvement des groupes mobiles de l'objectif re- présenté aux figures 4a, 4b, 4c, 4d; figures 6a, 6b, 6c, 6d: le schéma optique d'un second exemple d'objec- tif à trois groupes mobiles selon le second mode de réalisa- tion de l'invention, chacune de ces figures correspondant à une valeur de focale de l'objectif depuis, dans l'ordre, son minimum jusqu'à son maximum; figure 7: les lois du.mouvement des groupes mobiles de l'objectif re- présenté aux figures 6a, 6b, 6c, 6d. La figure 1 se rapporte à un premier mode de réalisation de l'objectif celui-ci comportant deux groupes mobiles entre deux groupes fixes. Les distances focales des groupes fixes sont respectivement F1 et F4, celles des groupes mobiles F2, F3. Sur un système d'axes rectan- gulaires on a porté, en abscisse et ordonnée, respectivement les rap- F3 F ports F et et construit le diagramme d'évaluation des focales rela- tif à cet objectif. L'invention sélectionne dans ce diagramme la zone de contour 12 en forme de rectangle défini par les relations - 0,25 F2 0,1 F3 0,9 _. 1. Les points à l'intérieur de 12 correspondent à des objectifs à focale variable et plan image fixe présentant de grands champs, de l'ordre de , et des variations de focale de l'ordre de 8. Un des meilleurs com- promis pour cet objectif se situe aux environs du point A de la figure 1 ayant pour coordonnées F2 F= 0,2 (1) F3 F3 avec F1 > 0 Cela correspond pour un format d'image de diagonale 7 mm et une ouver- ture de 7/1,8, F désignant la focale de l'objectif, à une valeur mini- male de focale de l'ordre de 6 à 8 mm et à un encombrement, y compris le tirage image, de l'ordre de 140 mm. Un premier exemple correspondant à ce cas particulier est représenté sur les figures 2a, 2b, 2c, 2d, ces figures correspondant chacune aux valeurs de focale respectivement F 7,95 mm, F = 15,00 mm, F = 35 mm, F = 63,5 mm. Sur ces figures, l'axe optique de l'objectif est 21 le champ image 20. Les dioptres des éléments de l'objectif sont numérotés de 1 à 17 du champ objet vers le champ image. Le groupe fixe de focale positive F est constitué des lentilles L., L2, L3 tandis que le groupe fixe de focale Fest consti- tué des quatre lentilles L6 à L9. Les lentilles L4, L2 forment un dou- blet collé convergent tandis que la lentille L3 a la forme d'un ménis- que convergent. Dans le groupe fixe de focale F la lentille L6 est convergente, sa face d'entrée 10 étant asphérique et les lentilles L L8, L9 forment un triplet décollé, la lentille L7 étant convergente sensiblement plan convexe, la lentille L8 divergente sensiblement plan concave et la lentille L9 convergente sensiblement équiconvexe. Les groupes mobiles sont respectivement une lentille divergente L4 de foca- le F2 et une lentille convergente L5 de focale F3. Chacune de ces len- tilles comporte une face asphérique correspondant au dioptre respecti- vement 7 et 8. L'équation des sections des dioptres asphériques 7, 8, (de révolution autour de l'axe optique 21) par le plan des figures 2a, 2b, 2c, 2d rapportées à un système d'axes rectangulaires (x, y) est de la forme (2) x = Cy2 i n 2i (2) 2 1 2 + i-n Y 1 + -(_1 + X)C2 y2 i =2 les abscisses x étant mesurées depuis le sommet du dioptre sur l'axe optique orienté positivement de la lentille L vers le champ image 20 et les ordonnées y perpendiculairement à l'axe optique. Le deuxième membre de cette équation comporte un premier terme correspondant à une conique de courbure au sommet C et de coefficient X et un second terme décrivant les déformations d'ordre supérieur à 2 du dioptre par rapport à cette conique. Les tableaux I et II donnent les paramètres de cons- truction de cet objectif. Le tableau I indique les épaisseurs E entre deux dioptres consécutifs pour la distance focale F = 7,95 mm, le rayon R de courbure des dioptres, l'indice n de réfraction des matériaux et le nombre d'Abbe v de leur dispersion. Lorsque la surface du dioptre est asphérique, la colonne R indique le rayon du cercle osculateur à cette surface sur l'axe optique. Le tableau II indique les valeurs de C, X et des e. de l'équation (2) relative à chaque surface asphérique développée jusqu'à l'ordre 2n = 10. La longueur totale de l'objectif est 108,25 mm tandis que son tirage image (distance disponible entre le dernier dioptre et le plan image) est de 22,14 mm. uww SZo'8: J-4aaCqo,l ap znan6uo9 ww DIZ: a6ewT a6eTlF ww o0'ú9 q 56'L: J aIeooj ap UoTIeTJeA ( t ooo'o t' 00 C tt09t Z9' z *t " (::.91 ) (: 000000t *: 000'0:) (: :OgB' oú-:: út) 5ú ( t.'09:Z6Bg9': g9:) (: -ZO/' 5Z:.9) ( 000000oooooo'-: À:) (: 09/'{t-: Ct) ( Ot'9 sz6zggS9't: g0'O:) Oú (::úo' 89':,t:)T (: 000000'I: OgOsO:) (: oúz' B -: ú1:) ( 16'09: LCgg'9'ú: Ot) ( *: Z0 ' 60ú: t) SZ (: 000000' 1: 6o':) (: :9Ct'6Cg-:: 6) ( t6'C : 2úE6Lo9't:' zg6':) (: 6Bo' Sz: 6O) (: 0ooooo0o": 969':) (:: O' 6ú-:: 6) ( lT'o9: z6to5s't: Ct':) (:: 6z0' Sú -: 9 ) (: oo'000000't: 9C6':) (: : 96' 8:: C) ST ( t6'09: gzT6l'st: cç'9:) ( *: 886C:: 9t) (: oooooo' î::96 ' z:) ( -: 9:9 g6z'6:: C) ( 1'o09: 8Z9' T: 66oS'9:)- O (: : 6ú' úS::) (: 000000' I.::OgO'O:) (::C9s 9L8:: ú) (;1;'09: LSggg9' t:: 66 0'Ct:,) (: o06' úw:: z ) So ( B8'6Z: gRtO'I:: zg96'z: (: 1: T- T, stT - À::T I) (: ,:: : _) (: t... .: c.) (:: , ,,,,,):(-,,l).:) (: nuiv ( 8;: u: g: I: a.zdOF(l) (: I nlV39BVl 59zt99Z f TABLEAU II Les figures 3a, 3b, 3c, 3d, représentent un deuxième exemple de ce pre- mier mode de réalisation de i'invention satisfaisant aux relations de focales (1)/chacune pour une valeur de focale respectivement F = 8 mm, F = 15 mm, F = 35 mm, F = 64 mm. La structure de I'objectif est sembla- ble à celle indiquée sur les figures 2a, 2b, 2c, 2d, à ceci près qu'est introduit dans l'objectif du côté champ image, un prisme de séparation des couleurs, connu en soi, de manière à pouvoir obtenir, spatialement séparées, les composantes spectrales de l'image dans le rouge, le bleu et le vert. Sur les figures 3a, 3b, 3c, 3d, les dioptres des éléments sont numérotés de 1 à 20 y compris le champ image. On y retrouve avec une forme semblable les lentilles L1 à L9, les faces 7, 8, 10 étant as- phériques mais avec des paramètres de construction différents tenant compte de l'existence du prisme séparateur trichrome. Sur chacune des figures 3a, 3b, 3c, 3d, les lentilles mobiles L4 et L5 sont représen- tées dans une position différente correspondant à l'une des valeurs de distance focale de l'objectif indiquées précédemment. Sous le repère 23 est représenté le prisme de séparation des couleurs schématisé sous for- me d'une lame à faces parallèles. Les tableaux III et IV analogues aux tableaux I et II indiquent les paramètres de construction relatifs à ce deuxième exemple, les équations des sections des dioptres asphériques étant de la forme (2). Le tableau III est relatif à la valeur de dis- tance focale F = 7,90 mm. La longueur totale de l'objectif, y compris le prisme se trouve être de 131,66 mm, le tirage image disponible après prisme étant de 4,25 mm. Dioptre 7 8 10 C 1,21048 10-1 2,85479 10-2 3,93954 10-2 A - 1,42139 - 1,07632 - 2,90598 ú2 - 1,68578 10-4 - 1,89696 10-5 - 2,27969 10-5 3 2,73671 10-6 3,04327 10-7 - 1,91999 10-7 ú4 - 6,58215 108 - 5,01920 10-9 1,14049 10-9 5,46590 10 2,90044 10 - 1,55755 0 E5,46590 10-10 2,90044 10 -111 - 1,55755 10-111 ww 99'1úç: anen6uoi ww z'l: awsTid sqade a@ewT a6eaTl uw l 9 e 06'L: T aeoj ap UOTIFeTJBeA : OOOOT: :000000: oooooo': :: 6 0000t041 : oooooo' : OGOOOO'1: : LLa: 000000't :: T 00:0'0: :00009't: * 6c 0000006 t : OOOOO0I: ::9 * e 000000' t : /99t:g ------ '-: o C g C000 - C C:U C>O C> 0994 9ze 8z6'ct *I/' 9t 59 9 ZaEt 00610- ' t Cz r9s G tCz r.ti,cg 61, ' 9 ;11 '51; oo00o'o oo00' gz oSo' o ooz6 a Z' 99z'0 0y0 '0 tC 6 86' 0899 t 6ZE ' 84 eeS6O 9t9 4 O 0O5O'0 Zog, t C6 6c -- - - --C- - - - - - - - - C-- (UIU)) (tutu): u: ai}doFa III l'V319Vi oz r c c c c c c c c c c c c c c c c c c c ( ( ( c ( c ( c c c c c c ( ( c ( c c c c c ( c c It 6'o09 tI'09 c5 'ot W6'09 1t '09 t1'09 9z66Z ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) > ) et Lt 9t ge z i t1 ú ' E à L > l -------- TABLEAU IV Il va de soi que, dans ces exemples, peuvent convenir toutes autres combinaisons de groupes fixes de l'art antérieur compatibles avec la nature des groupes mobiles constitués des lentilles respectivement L4 et L5. Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention l'ob- jectif comprend 3 groupes mobiles entre deux groupes fixes. Les distan- ces focales des groupes fixes sont dans l'ordre, du champ objet vers le champ image, F1 et F5, celles des groupes mobiles F2, F3, F4. Un tra- vail préliminaire d'évaluation des puissances conduit l'invention à choisir les élémernts de l'objectif de telle sorte que les rapports F2 F F 1 F3 F4 F3' F4 soient compris entre certaines limites. FIlY Il le premier les que: Selon une variante de ce mode de réalisation, pour laquelle groupe fixe est à focale F1 négative, ces limites sont tel- F2 - 0,7 F. - 0,3 F1 F3 0,12 F4 0,3 Dioptre 7 8 10 C 8,48454 10-2 4,20932 10-3 2,33336 1O-2 X - 8,64111 10-1 - 6,87745 10-2 - 5,06288 - 1,0t718 10-4 2,05245 10-6 - 7,45166 10-5 s3 - 1,33362 10-7 - 4,29973 108 - 2,89507 10-7 54 - 1,23607 O -8 1,41858 30-9 1,75248 10-9 ,9575 1 - 1,73662 10 - 5,15778 0- Es 1449575 10- - 4,73662 10- - 54'5778 10- Un exemple d'objectif selon cette variante est celui qui correspond à F2.4 F3 F. F2 = 0,385 F3 0,500 F Cet objectif est représenté sur les figures 4a, 4b, 4c, 4d correspon- dant aux valeurs de focale respectivement F = 7 mm, F = 14 mm, F = 28 mm, F = 56 mm. Le groupe fixe de focale F est constitué du ménisque di- vergent LI tandis que le groupe de focale F5 est constitué des lentil- les accolées L5 et L6 respectivement convergente et divergente. Les 3 groupes mobiles sont constitués chacun d'une lentille respectivement L2, L3, L4, à savoir L2 une lentille convergente quasiment plan convexe, L3 une lentille convergente biconvexe et L4 une lentille divergente bicon- cave. Les dioptres de tous les éléments sont numérotés de J à It du champ objet au champ image. Sont asphériques les surfaces des éléments Là, L2, LY, L4, L5 correspondant aux dioptres respectivement 2, 3, 5, 8, 9. Sur chaque figure 4a, 4b, 4c, 4d, les lentilles mobiles L2, L3, L4 sont représentées dans une position correspondant à l'une des focales indiquées précédemment. Les paramètres de construction de l'objectif apparaissent sur les tableaux V et VI conçus de façon analogue à celle des tableaux précédents III et IV. Sur le tableau V, la distance focale considérée est celle de valeur minimale F = 7 mm. La valeur maximale est F = 56 mm. Le tirage image est de 22,119 mm. ww Zt'OZ: nann6uol wW 6'ZZ: Ga6emz 6ez 51 ww 0f'99 O'L: A aTeoOJ ap uoieTreA (:)- -.000000000 (: :: 6 -:) (:'o: 0gz09i':: 96 '0:) (:: zI6'Ot-:: OI) ( tt'o9: 6gz9Sz:: :g69':) (:: C0'9t:: 6) (: 000000'î:: O 0g'5:) (:: úL9 't:6) OT ( 0: oooooo'9:: 99z' zS: -) (: : 69g'C-:: L)9 ( oooog: O0*:):: 9 : (:: 6(ú'6ú-:: 9) ( T'09: ggg9't:: gS'6:) (: L: zT' O::;) ( zt'og: OOOOOOS:,: OO'T: (:: z99 05:: S) ( TT'09: zszzg9't: 6ú'Ot:) (: : ogo'tc: go (: oooooo't:: 00y f) (:: 66'T:: zz.) 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Ces lois sont données à partir des variations d'épaisseurs d'air sur l'axe entre certains dioptres fixes et mobiles et entre certains dioptres mo- biles à savoir Ed entre les dioptres 2 et 3 E2 entre les dioptres 4 et 5 E2 entre les dioptres 6 et 7 E4 entre les dioptres 8 et 9 Selon une seconde variante du mode de réalisation de l'ob- jectif avec 3 groupes mobiles entre deux groupes-fixes, dans l'ordre de l'espace objet vers l'espace image, le premier groupe fixe est à focale F1 positive et le second groupe fixe à focale F5 positive tandis que pour les groupes mobiles, constitués chacun d'un seul élément, le pre- mier est à focale F2 négative, le second à focale F3 négative et le troisième groupe à focale F4 positive. Une évaluation préliminaire des focales des groupes mobiles par rapport à celle du premier groupe fixe, a conduit, selon l'invention, à choisir les distances focales de telle sorte à satisfaire aux inégalités suivantes F. - 0,5 F4 O,3..r-F 0,8 û, 3 Un exemple de cette variante est représenté sur les figu- res 6a, 6b, 6c, 6d pour différentes valeurs de focale et correspond à F2 _F3 F4 0,301 F3- =0,326 F4 0455 Sur ces figures les dioptres sont numérotés de 1 à 16 du champ objet vers le champ image. Le premier groupe fixe à focale F1 po- sitive est constitué des deux lentilles L1, L2 accolées, respectivement divergente et convergente, et de la lentille L3 convergente. Le second groupe fixe, à focale F5 positive, comprend, d'une part, l'ensemble - convergent constitué de la lentille L7 à forte épaisseur et de la len- tille L8 collées ensemble et, d'autre part, la lentille L9 convergente. Sur chaque figure 6a, 6b,'6c, 6d, les groupes mobiles L2, L, L4 sont représentés dans une position différente, correspondant aux valeurs de distance focale de l'objectif respectivement F = 7,5 mm, F = '15 mm, F 30 mm, F = 60 mm. Le premier groupe mobile, à focale F2 négative, est la lentille L4 sensiblement plan concave, le deuxième groupe mobile à focale F3 négative, la lentille L5 également sensiblement plan conca- ve. La lentille L6 biconvexe constitue le troisième groupe mobile à fo- cale F4 positive. Les faces de lentilles correspondant aux dioptres 4, 7, 12 et 16 sont asphériques. Les tableaux VII et VIII, analogues aux couples de tableaux précédents, donnent les paramètres de construction de cet exemple, le tableau VII correspondant à la valeur de distance fo- cale F = '15,00 mm. tnan6uol a eml a6elTI OZ aleooj ap UoTIeFIeA ( : (: 00ooo0'*t:: 000 ( ': t;6'1t-: ( tT'o09: / gzz9'T:: (: : 3 66- (: OOOOO0'T:: 696'o (: :5g9'ú- : ( OC'6z: 61:igt'î- I: 50/.0 (: : 0.'- : ( '1C'g8: 9/t.T9'T:: OO0'oT (: : "T.'6C-: (: OOOOOO'.:: /O /' 9t (:: Ot' z-: ( út '8Z: 6cúC'C/'r:: 9T/8't (: O:Z9' S;t: (: OOOOO0' t:: 6t9'{ú 0(: 0: 699'9CT-: ( 6'g09: 8gz65't:: 9C9'0 : 6o66oi- :::606'0L-: ( 6: oooooo0':: tzO'L (:: /z' TT: ( 6'09: ggt65' t: 0:6'0 (:: LoL'sLC-: (: oooooo000': L90o'6 (: :z6' vBt: tt'09: zzg9'T:: Cc ú' !(:: 96' 09: (: oooooo'0:: oO0'0 (: : 8]TT' OT: T T'09: Lzzg9' T:: 99 'CT (: :S6' z : ( - - - --: -- - --: (à:: --à--:____ (:: (wuI): (:) (: u,:a 9T St 7T TlT. t; Zt 01T h ú ç (; c I I1 Z Z ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) :------t- :) : a-4:doTa) :) IIA 9V310VI 59L99fZ w 09 o4a: oz J OT TABLEAU VIII Cette distance focale varie de 7,5 mm à 60 mm lorsque les lentilles mo- biles exécutent les mouvements indiqués sur les courbes de la figure 7. Sur cette figure, analogue à la figure 5, le mouvement des lentilles mo- biles est indiqué à l'aide des variations en fonction de la distance fo- cale F des épaisseurs d'air E à E sur l'axe optique à savoir E1 entre les di4ptres 5 et 6 E2 entre les dioptres 7 et 8 E2 entre les dioptres 7 et 8 E entre les diptres 9 et E4 entre les dioptres 9 et 10 E entre les dioptres il et 12. Le tirage image de l'objectif est de l'ordre de 22,2 mm. Une application de ces objectifs, selon l'invention, con- siste dans leur utilisation dans des dispositifs de prise de vue. Se- lon une variante de cette application, il s'agit d'une caméra d'image en couleur comportant trois tubes de prise de vue en lumière, respecti- vement bleue, verte et rouge. L'objectif est choisi parmi ceux à fort tirage (supérieur ou égal à 22 mm), ce qui permet d'intercaler entre l'objectif et la caméra un prisme de séparation des couleurs. L'objec- tif décrit à la figure 3, conçu de telle sorte qu'il comporte déjà lui- même ce prisme de séparation trichrome, convient particulièrement à cette application. Selon une autre variante de cette application, ie Dioptre 4 7 12 16 C 1,63972 40-2 8,7549910-2 -2,5371510-2 -6,6974140-2 X -1,6823310- - 7,5591810- 0,00000 0,00000 E2 - 5,59326 10-8 1,61978 10-5 -2,2386010-4 - 3,6801810-6 3 1,64888 I0-0 - 4,29937 10-7 - 1,0657910-6 2,2855210-8 E4 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 E5 0,00000 0,00000 D,00O0 0,00000 dispositif de prise de vue est une simple caméra à film photosensible ou une caméra d'image en couleur ne comportant qu'un seul tube de prise de vue. Il n'est alors pas besoin d'intercaler entre objectif et caméra un prisme de séparation trichrome. L'objectif de l'invention utilisé peut être alors choisi parmi ceux à faible tirage (inférieur à 22 mm). REVENDICATIONS 1. Objectif à focale variable à plan image fixe, composé de groupes de lentilles dans au moins deux desquels est insérée une len- tille à surface asphérique, caractérisé en ce que l'objectif est compo- sé de plusieurs groupes mobiles de lentilles et au moins un groupe fixe de lentilles, en ce que les lentilles asphériques sont disposées de fa- çon que pour une même variation de focale le nombre total des lentilles sphériques ou non soit plus petit que dans tout autre objectif à-focale variable à plan image fixe ne comportant que des lentilles sphériques, la fixité du plan image, pendant une variation de focale supérieure à -cinq, étant assurée par compensation mécanique, en ce que au moins tous les groupes mobiles sont constitués par des lentilles simples dont l'une au moins comporte une surface asphérique alors que le(s) groupe(s) fixe(s) peut (peuvent) comporter au moins une surface asphérique. 2. Objectif selon la revendication 4, caractérisé en ce que, depuis l'espace objet jusqu'à l'espace image, l'objectif comporte dans l'ordre un premier groupe fixe à focale positive, un premier groupe mo- bile formé d'une lentille simple à focale négative, un deuxième groupe mobile formé d'une lentille simple mobile à focale positive et un deu- xième groupe fixe à focale positive. 3. Objectif selon la revendication 2, caractérisé en ce que F1, F2, F3 désignant les focales optiques respectivement du premier groupe fixe, du premier groupe mobile et du deuxième groupe mobile, les focales de ces différents groupes sont telles que F - 0,25 2 - 0,1 F3 0,9 4 3 4. Objectif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le nombre de groupes mobiles est égal à trois. 5. Objectif selon la revendication 4, caractérisé en ce que depuis l'espace objet jusqu'à l'espace image, il comporte dans l'ordre un premier groupe fixe à focale F1 négativeun premier groupe mobile formé d'une lentille simple à focale positive F2, un deuxième groupe mo- bile formé d'une lentille simple à focale positive F3, un troisième groupe mobile formé d'une lentille simple à focale négative F4, et un deuxième groupe fixe à focale positive, les focales de ces différents groupes étant telles que F2 - 0,7 F3 - 1 F F4 0,12 g F4 4 0,3 6. Objectif, selon la revendication 4, caractérisé en ce que, depuis l'espace objet jusqu'à l'espace image, il comporte dans l'ordre un premier groupe fixe à focale F4 positive, un premier groupe mobile formé d'une lentille simple à focale négative F2, un deuxième groupe formé d'une lentille simple à focale négative F3, et un deuxième groupe fixe à focale positive F4, les focales de ces différents groupes étant telles que F2 - 0,5 S - - 0,2 - 0,5 S F3 4 - 0,2 1. F4 0'3 4 7. Objectif selon l'une des revendications 1 à 6, caractéri- sé en ce que la variation de focale s'effectue dans un rapport au moins égal à 8 et en ce que le demi-angle de champ. est au moins égal à 240 pour la valeur minimale de focale. B. Objectif selon l'une des revendications 1 à 7, caractéri- sé en ce que le nombre d'ouverture est compris entre 2 et 1,5. 9. Objectif selon l'une des revendications 1 à 8, caractéri- sé en ce que le tirage image libre est supérieur à 22 mm. 10. Objectif selon l'une des revendications 1 à 8, caractéri- sé en ce que le tirage image libre est inférieur à 22 mm. 11. Objectif selon les revendications 3 et 9, caractérisé en ce que l'ouverture est égale à 1,8, les paramètres de construction étant ceux indiqués dans les tableaux I et II suivants, à savoir, dans le ta- bleau I, les dioptres de l'objectif étant numérotés de 1. à 17 dans l'or- dre du champ objet au champ image, l'épaisseur E sur l'axe de l'objectif pour la distance focale F = 7,95 mm des différents milieux traversés ainsi que l'indice de réfraction n et le nombre d'Abbe v de dispersion relatif auxdits milieux, dans le tableau II, les valeurs des symboles C, X, e. de l'équation de la section des dioptres asphériques 7, 8, 10 par un plan passant par l'axe optique x Cy2 i 2i 1 + % _ Cl + \) i Y i + V - (l +X)c2.y2 i 2 l'abscisse x étant mesurée à partir du sommet du dioptre le long de l'axe optique et l'ordonnée y perpendiculairement à cet axe, til 'o09 oC'4z 1 '09 î6'gC Lt' 4C 16' 09 Hi'09 Tt ' 09 gg'6z : 000000' T: :: 0Z8' oú-: : Lggz9' t: :: tOL' 5z: : oooooo'T: :: 09L' CT: : 6ztg'. t: : Co' 89- :ooooos': *: oúz' 0'-: :: 0 (Z'ST-: :L;99't: :: ZOt ' 60C: : 000000': :: C95' z9-: : LCt%79't:: :: %g(' Sz: : 000000' T: :: ú10' 6ú-: : z6LO 't:: :: 6zo'sC: : oooooot: :000000' I :: t9g' 8: : 88z;6g': ::886'Z.-: :000000oooooo': -:: 9g6z' 6z: : Lgg9'T: :: 56C' úS: 96 C :000000 T: ::bT9' 99L: : Lçgzz9't: :: 016' ú: : 5FoL'T -: ::tt' tt: 000' 0 SZ9' Z zúo' 1 0l 0 Zog'0 0çO'0 Szo' C 698' L zg6'z tfg'6 ZC',' C 969' T útt' t 9C6'z úo5'9 oSo'O 660' T zg96'z zLt 9T Ct * ZI zt : (T :Il ot : 6 : 9 g : t : ú : ç z t ) ) ) -) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) j ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) Oç OT ça (::: :) (..........::i -: : -) (:: (mmul): (m):) (::: : I I-IV3"18 ;z99'z ( c ( ( ( ( c ( ( ( ( ( c ( ( ( ( ( c c ( ( c ( c ( ( ( c ( c ( ( c t TABLEAU II 12. Objectif selon les revendications 3 et 10, caractérisé en ? ce que l'ouverture est égale à a, les paramètres de construction étant ceux indiqués dans les tableaux III et IV suivants, à savoir: dans le tableau III, les dioptres de l'objectif étant numérotés de t à 20 dans l'ordre, du champ objet au champ image, les épaisseurs E sur l'axe de l'objectif pour la distance focale F = 7,90 mm des différents milieux traversés ainsi que l'indice de réfraction n et le nombre d'Abbe v de dispersion relatifs auxdits milieux, dans le tableau IV, les valeurs des symboles C, A, e. de l'équation de la section des dioptres asphériques 7, 8, 40 par un plan passant par l'axe optique Cy2 1= n 2i _ Cy2 +C> X E. Y 1 + '1- ( + X)C2,y2 i = 2 l'abscisse x étant mesurée à partir du sommet du dioptre le long de l'axe optique et l'ordonnée perpendiculairement à cet axe, Dioptre 7 8 10 C 1,21048 10-1 2,85479 10-2 3,93954 10-2 À - 1,42139 - 1,07632 - 2,90598 E2 - 1,68578 10-4 - 1,89696 10-5 - 2,27969 10-5 ó3 3 2,73671 lO-6 3,04327 10-7 - 1,91999 10-7 4 - 6,58215 10-8 - 5,01920 10-9 1,14049 10-9 546590 1 29 557 C5 5,46590 %0 -!O 2,90044 1O-1 - 1,55755 10-11 000000'1: *1 ZZt91 5 ' 1 000000'1 oooooo' 1 LS8zzg&i 6ZZ19' t 000000 I ZLSZZ9' t 000000 t LLz9' 1 oooooo0'T m g C9- 989 6z- 6L6': 9Z6 ' Ci TgL' TOl-: I ZZ' 91 - o8' 05o 990' I C- 58zçq 6zt o o t u C o g (: : goo'*T-: ( (5'0c: LLL6 't: (c:: g95'LC: (: 00000' :: (: 98L' : ( '6'o 9: gg169': (:: 9gL'61-: (: oooooo0':: (: oooooo0Z:: (: : o y'89-: ( tT'09: LgZZ9'T1: (:: :t61'59: c *;716t19, C A: (ww)/T (::: (::: {: : (mm): I( (: . u:: (: :: :) :) :) 00'o:) 61) io0'9Z:) : 8) o'o:) : 0/0) 6) zçoz' O 9T) gL'o9) z':) : 5tT) )8z0: (T) : Vyt) : OT) !(A'6ú:) : 6) )99;T:) : 81) Le't:) : 01) 9'65:) : 6) 899':) : 8) )L0'0:) 9'z:) l89 '9) --:g) (6'z: ') : S) :) o'0:) : (ú') l9t't:) : za,doTfl) ú6'z:) :) : *J}doTG) :) III flV31VJ. 17Z ç9z99'Z (. c ( ( ( c c ( c ( ( ( ( c ( ( ( c ( c c c c c Il '09 tI '09 0O é. TABLEAU IV 13. ce que Objectif selon les revendications 5 l'ouverture est égale à,F, les paramètres et 9, caractérisé en de construction étant ceux indiqués dans les tableaux V et VI suivants, à savoir: dans le ta- bleau V, les dioptres étant numérotés de 1 à 1l dans l'ordre du champ objet au champ image, les épaisseurs E sur l'axe de l'objectif pour la distance focale F = 17 mm des différents milieux traversés, leurs indi- ces de réfraction n et leur nombre d'Abbe de dispersion, dans le ta- bleau VI, les valeurs des symboles C, À, ei de l'équation de la section des dioptres asphériques 2, 3, 5, 8, 9 par un plan passant par l'axe op- tique Cy2 + -_ (1 + x) C2 y2 i = n 2i + = Ci y i: =2 l'abscisse x étant mesurée à partir du sommet du dioptre le long de l'axe optique et l'ordonnée perpendiculairement à cet axe, les mouve- ments des groupes mobiles étant régis par les lois de variation, en fonction de la distance focale de l'objectif, des épaisseurs d'air entre dioptres E1, E2, E3, E4 indiquées sur la figure 5, E, E2, E, E4 dési- gnant les paisseurs d'air entre les dioptres respectivement 2 et 3 4 gnant les épaisseurs d'air entre les dioptres respectivement 2 et 3, 4 Dioptre 7 8 10 C 8,48454 102 4,20932 10-3 2,33336 10- - 8,64111 10 - 6,87745 0o-2 - 5,06288 e2 - 1,01718 10-4 2,05245 10-6 - 7, 45166 10-5 C3 - 1,33362 10-7 - 4,29973 10d8 - 2,89507 1O07 C4 - 1,23607 10-8 1,41858 10-9 1,75248 10-9 Eú5 1,9575 10- - 1,73662 10- - 5,15778 10l (:: :) :::) :) (: oooooo't:: 000'0: ( L09::96'- :: 9) (:se: I6'0I-8:: O6ú': (:: ao6'at-::.6o) ( Las: OOOOO0I:: 9 O05f) (:: L9 '8t:: 6) ( I 0 9: Loooo9' I:: 998 '0È:) (:: 9569'C-:,: L) (: ooo ooo's:: o98 :) (:L9: gL'6Lz ) (::tOç:::) (: OOO00000't:: 00t': (:: g'Cofz 6Lz- ( II'09:L8gz9't:,:6C'0:) (: :o oo'Sts :) (: OOOOO'î:: 00j' T:) (: :566L': a) ç0 ( gO'oC: C9LL9'î:: 00'o9:) (: :ogS' o9:: g*) (: : z)0 (...z....... ::: oo) (:: :::: ) A flV3OVI 6 la 8 'L 1a 9 ' la 9z figZ99Z In N Co (- oizciz0 6 66 o 2) (:. 2 e) ( à6 _ _ci ____ 5 ot ooo o t-) oo_8g____ (6-01 t6g66'z: o i Z; 9zg8 9s>o 8soo 6C toi o06') (: .b...... -------..... c.o-)o- -_o- 48-01 zor&:Z8-oi zz9ç66î:Eo czt66W?-; 09ZU ZU6-X 8C ?o 6 0 96GC6 3 - - - - - --( b b- - -- - - - - - -- b ---------- = = _r ) ( oC:0o 1659C9;- 0 0g76B0 ()d2{1C t t > O3w496> O0t' 6 út-)r ( o = b =) ( o e fbOe a eoo o O * ( 6 t; { z tld t t ( s b o b IA llV31Vl 14. Objectif selon les revendications 6 et 9, caractérisé en bce que l'ouverture est égale à les paramètres de construction étant ceux indiqués dans les tableaux VII et VIII suivants, à savoir,dans le tableau VII, les dioptres étant numérotés de 1 à 116 dans l'ordre, du champ objet au champ image, les épaisseurs E sur l'axe de l'objectif pour la distance focale F = '15,00 mm des différents milieux traversés, leurs indice de réfraction n et nombre d'Abbe de dispersion, dans le ta- bleau VIII, les valeurs des symboles C, À, si de l'équation de la sec- tion des dioptres asphériques 4, 7, 12, 16 par un plan passant par l'axe optique 2 i x - C 2'n2 1 + 1- (1 +.k)C2,y2 i = 2 l'abscisse x étant mesurée à partir du sommet du dioptre le long de l'axe optique et l'ordonnée y perpendiculairement à cet axe, les mouve- ments des groupes mobiles étant régis par les lois de variations des épaisseurs d'air entre dioptres E., E2, E3, E4, en fonction de la dis- tance focale de l'objectif, indiquées sur la figure 7, E1 E2 E3 E4 désignant les épaisseurs d'air entre les dioptres respectivement 5 et 6, 7 et 8, 9 et 10 et 11 et '12 tt'09: 16'09 116'09 tt'09 L1 ' 9 16'09 T6'09: I ' 09o Lli82 oooog' t 000000' s OOOOOOil 000000' t 9gZ965' t 000000' t g8Zt65' t z9zg' t 000000' t gz6 C7C't ( à-------:-- - - - - (:: (: (:: tC6't1- Ztl '66- 99'ci- 589 ' 1;- a17t'6ú- 0tif, 6e- o 9'aCt ozg' 5ú 699'9ci- 606 '0oI 6o6'oi- zzfl6 i l Z76'tgt 986' og9 996'09 91t' 8t tLZ' tC 586' Z5 I I L1 'Z 696'o /Z'0 çOz&O ooo'ot 000 'Ct 0oi'9t 8179 ' 6 9' 9ú9'0o tzo'L 06'0 Ms 61 0176 ' o ú90'6t 00go' 99' Ct 6617'z a t a a s 1t CIt zt O1 L t : e ---- --- - - -- --- ----- (wM): (M): a ' S: ai:4doi{ À o IIA flnV31Vi ç9z9992 c ( c ( c c c c c c c c c c c c c c c c c c c ( c c c c c c ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) -J f Il ) TABLEAU VIII Dispositif de prise de vue en couleur caractérisé en ce qu'il comporte dans l'ordre depuis la scène examinée un objectif selon la revendication 9, un prisme de séparation des couleurs et une caméra d'image en couleur comportant trois tubes de prise de vues. 16. Dispositif de prise de vue en couleur caractérisé en ce qu'il comporte depuis la scène examinée un objectif selon la revendica- tion 12 et une caméra d'images en couleur comportant trois tubes de prise de vues. 17. Dispositif de prise de vue en couleur caractérisé en ce qu'il comporte dans l'ordre depuis la scène examinée, un objectif selon la revendication 10 et une caméra d'images en couleur comportant un seul tube de prise de vues ou une caméra de cinéma. Dioptre 4 7 12 16 C f1,6397210-2 8,7549910-2 - 2,53715 10-2 -6,69741 0-2 X - 1,6823310 -1 -7,5591810 -1 0,00000 0,00000 e2 -5,59326 10-8 1,6197810-5 -2,2386010-4 -3,68018 10-6 3 1,64888 10-0 -4,29937 10-7 -1,0657910-6 2,2855210-8 E4 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 c5 15.