FR2586828A1

FR2586828A1 - Variable focal-length infrared lens

Info

Publication number: FR2586828A1
Application number: FR8512872A
Authority: FR
Inventors: Andre Masson
Original assignee: Pierre Angenieux SA
Current assignee: Pierre Angenieux SA
Priority date: 1985-08-29
Filing date: 1985-08-29
Publication date: 1987-03-06
Also published as: FR2586828B1

Abstract

Variable focal-length infrared lens including, between two outermost elements, one a movable front element and the other a stationary rear element, an intermediate part forming a variator and comprising two movable elements secured to a drive device imparting the desired movements of these elements as a function of a specified law. In this lens, one or more of the elements II-III of the variator are secured to a drive device 20 imparting to them a correcting movement intended to compensate for variations in position of the image plane which are due to variations in temperature, or to a close focusing, or even to any other cause. This device includes temperature-detecting members and/or focus-detecting members, which are connected, via a computer, to the actual drive (control) system which is itself associated with a system for transcribing the position of the element or elements whose position is to be corrected. The present lens is capable of being used for typical applications of variable focal-length infrared lenses.

Description

La présente invention concerne les objectifs à infrarouge, à distance focale variable. De même que les objectifs normaux à focale variable, les objectifs à infrarouge compprtent, entre deux éléments extrémes une partie intermédiaire formant variateur et comprenant deux éléments mobiles assujettis à un dispositif de commande impartissant les déplacements voulus de ces éléments en fonction d'une loi déterminée. The present invention relates to infrared objectives, with variable focal length. Like normal objectives with variable focal length, the infrared objectives include, between two extreme elements an intermediate part forming a variator and comprising two mobile elements subjected to a control device imparting the desired displacements of these elements according to a determined law .

Les objectifs à infra-rouge à focale variable présentent un intérêt considérable dans les systèmes opto-électroniques modernes consacrés à l'imagerie thermique, la poursuite ou le guidage à infra-rouge, et la simulation. Variable focal length infrared objectives are of considerable interest in modern opto-electronic systems devoted to thermal imaging, infrared tracking or guidance, and simulation.

Cependant, le matériau optique généralement utilisé pour réaliser les composants de tels objectifs est le germanium. Or, ce matériau a l'inconvénient de présenter des variations de son indice de réfraction en fonction de la température. Ceci provoque donc une défocalisation importante de l'objectif, de sorte qu'il est nécessaire de compenser ce défaut en focalisant à nouveau le faisceau lumineux sur la partie détectrice de l'objectif.However, the optical material generally used to make the components of such objectives is germanium. However, this material has the disadvantage of having variations in its refractive index as a function of the temperature. This therefore causes a significant defocusing of the objective, so that it is necessary to compensate for this defect by focusing the light beam again on the detecting part of the objective.

Comme décrit dans le brevet français 2.366.589, cette re-focalisation est habituellement réalisée en déplaçant, d'une quantité définie, l'élément avant ou l'élément arrière de l'objectif. Cependant, comme l'un et l'autre de ces éléments ne font pas partie du variateur intermédiaire, il est nécessaire de prévoir des guidages mécaniques supplémentaires. Or, ceci est préjudiciable en ce qui concerne le prix, l'encombrement et la fiabilité de l'ob- jectif. As described in French patent 2,366,589, this re-focusing is usually carried out by moving, by a defined amount, the front element or the rear element of the lens. However, since both of these elements are not part of the intermediate drive, it is necessary to provide additional mechanical guides. However, this is detrimental with regard to the price, the size and the reliability of the objective.

De plus, on retrouve ces mêmes difficultés lorsque l'objectif doit pouvoir assurer une mise au point rapprochée. En effet, là encore une translation de l'élé- ment avant ou arrière (fixes pendant la variation de focale) constitue la solution habituelle avec les mêmes inconvénients que dans le cas précédent. In addition, we find these same difficulties when the lens must be able to ensure close focusing. Indeed, here again a translation of the front or rear element (fixed during the focal length variation) constitutes the usual solution with the same drawbacks as in the previous case.

S'il est prévu que l'élément avant de l'objectif doit cumuler les fonctions de compensation en température et de mise au point rapprochée, il est alors nécessaire que le déplacement de celui-ci soit assuré en fonction de la focale et de la température. S'il est prévu un déplacement de l'élément arrière, ce déplacement doit dépendre de la focale, de la mise au point et de la température. Or, dans l'un et l'autre cas, ceci entraine un certain nombre d'inconvénients. If it is planned that the front element of the lens must combine the functions of temperature compensation and close focus, then it is necessary that the displacement thereof is ensured according to the focal length and the temperature. If a displacement of the rear element is planned, this displacement must depend on the focal length, the focus and the temperature. However, in both cases, this leads to a certain number of drawbacks.

C'est pourquoi la présente invention a pour but de réaliser un objectif infra-rouge, à focale variable, conçu de façon que la compensation des effets dus à la variation de température et/ou la réalisation d'une mise au point rapprochée, soit réalisée sans faire intervenir un déplacement particulier de l'élément avant ou de l'élément arrière de cet objectif. This is why the present invention aims to achieve an infrared objective, with variable focal length, designed so that the compensation for the effects due to the temperature variation and / or the achievement of close focusing, is performed without involving a particular movement of the front element or the rear element of this lens.

A cet effet, l'objectif selon l'invention est caractérisé en ce qu'un ou plusieurs éléments de son variateur intermédiaire sont assujettis à un dispositif de commande leur impartissant un déplacement de correction destiné à compenser des variations de position du plan image, dQes à des variations de température, ou à une mise au point rapprochée, ou encore à toute autre cause, ce dispositif comportant des organes détecteurs de température et/9u des organes de détection de mise au point, lesquels sont reliés, par l'intermédiaire d'un calculateur, au système de commande proprement dit, lui même associé à un système de recopie de la position des éléments commandés. To this end, the objective according to the invention is characterized in that one or more elements of its intermediate variator are subject to a control device imparting to them a correction movement intended to compensate for variations in the position of the image plane, dQes to variations in temperature, or to close focusing, or to any other cause, this device comprising temperature detecting members and / or focusing detecting members, which are connected, via a computer, with the control system proper, itself associated with a system for copying the position of the elements controlled.

Ainsi, en plus de leur fonction de variation de la focale, les éléments du variateur assurent la compensation des variations de température et la mise au point rapprochée. Cette solution a donc pour avantage d'éviter d'avoir à prévoir des moyens supplémentaires de guidage mécanique. De plus, il en résulte une réduction d'encombrement et une simplification notable de la construction mécanique. Thus, in addition to their focal length variation function, the variator elements provide compensation for temperature variations and close focusing. This solution therefore has the advantage of avoiding having to provide additional mechanical guiding means. In addition, this results in a reduction in size and a significant simplification of mechanical construction.

Dans une forme de réalisation particulière du présent objectif, les variations de grandissement sont assurées de la façon habituelle par un dispositif mécanique, par exemple un dispositif à came. Dans un tel cas un des éléments du variateur de l'objectif dispose d'une liberté supplémentaire en translation et est assujetti à un second dispositif de commande impartissant un déplacement supplémentaire de correction de cet élément pour compenser des défocalisations. In a particular embodiment of the present objective, the magnification variations are ensured in the usual way by a mechanical device, for example a cam device. In such a case, one of the elements of the lens variator has additional freedom in translation and is subject to a second control device imparting an additional correction movement of this element to compensate for defocusing.

Dans une autre forme de réalisation, les variations de grandissement sont assurées par un dispositif électronique à microprocesseur impartissant les déplacements voulus à ces éléments par l'intermédiaire de moteurs distincts d'entrainement, et ce dispositif est alors équipé d'un programme supplémentaire impartissant une modification de l'ampleur du déplacement de l'un des éléments du variateur pour compenser des défocalisations. In another embodiment, the variations in magnification are ensured by an electronic microprocessor device imparting the desired displacements to these elements by means of separate drive motors, and this device is then equipped with an additional program imparting a modification of the extent of displacement of one of the variator elements to compensate for defocusing.

Cependant, d'autres particularités et avantages de l'objectif selon l'invention apparaitront au cours de la description suivante. Celle-ci est donnée en référence au dessin annexé à simple titre indicatif, ét sur lequel
La figure 1 est une vue schématique en cqupe axiale d'un objectif selon l'invention dont les éléments sont représentés dans la position correspondant à une courte focale
La figure 2 est une vue similaire sur laquelle ces mêmes éléments sont représentés dans leur position correspondant à une longue focale
La figure 3 est une vue schématique du dispositif de commande des éléments mobiles du variateur dans une première forme de réalisation du présent objectif
La figure 4 est un diagramme de ce dispositif de commande
La figure 5 est une vue similaire à la figure 3, mais qui représente une autre forme de réalisation du dispositif de commande des éléments mobiles du variateur
La figure 6 représente les déplacements impartis à l'un des éléments du variateur pour assurer les compensations de température et ce, pour un certain nombre de focales différentes
La figure 7 représente les déplacements impartis à ce même élément du variateur pour assurer une re-focalisation lors d'une mise au point rapprochée et ce, pour un certain nombre de focales différentes.However, other features and advantages of the objective according to the invention will appear during the following description. This is given with reference to the attached drawing for information only, and on which
Figure 1 is a schematic view in axial cqupe of a lens according to the invention whose elements are shown in the position corresponding to a short focal length
Figure 2 is a similar view in which these same elements are represented in their position corresponding to a long focal length
FIG. 3 is a schematic view of the device for controlling the movable elements of the variator in a first embodiment of the present objective
Figure 4 is a diagram of this control device
FIG. 5 is a view similar to FIG. 3, but which represents another embodiment of the device for controlling the movable elements of the variator
FIG. 6 represents the displacements imparted to one of the elements of the variator to ensure temperature compensation and this, for a certain number of different focal lengths
FIG. 7 represents the displacements imparted to this same element of the variator to ensure re-focusing during close focusing and this, for a certain number of different focal lengths.

L'objectif représenté aux figures 1 et 2 comporte quatre éléments distincts I-II-III-IV pouvant eux-mêmes être constitués par une ou plusieurs lentilles. Les deux éléments intermédiaires II et III constituent le variateur de l'objectif. Quant à l'élément avant I, il est destiné à former une image d'un objet situé à une distance infinie ou rapprochée. Cette image est reprise par le variateur qui donne une seconde image intermédiaire fixe suivant un grandissement variable. Enfin, l'élément arrière IV est fixe et détermine la dimension de l'image finale. Pour obtenir la variation de focale, les deux éléments II et
III du variateur doivent être déplacés suivant une loi très précise. Les figures 1 et 2 représentent leurs positions extrêmes, respectivement pour une courte focale et pour une longue focale.The objective represented in FIGS. 1 and 2 comprises four distinct elements I-II-III-IV which can themselves be constituted by one or more lenses. The two intermediate elements II and III constitute the variator of the objective. As for the front element I, it is intended to form an image of an object located at an infinite or close distance. This image is taken up by the variator which gives a second fixed intermediate image according to a variable magnification. Finally, the rear element IV is fixed and determines the dimension of the final image. To obtain the focal length variation, the two elements II and
III of the drive must be moved according to a very precise law. Figures 1 and 2 show their extreme positions, respectively for a short focal length and for a long focal length.

Dans l'exemple représenté, l'objectif comporte cinq lentilles en germanium et il présente trois surfaces asphériques, les références 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 et 10 désignant les surfaces avant et arrière de chaque lentille. In the example shown, the objective comprises five germanium lenses and it has three aspherical surfaces, the references 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 and 10 designating the front and rear surfaces of each lens.

L'élément avant I est constitué par une lentille simple (dioptre 2 asphérique) de focale 85.066 mm. The front element I consists of a single lens (aspherical diopter 2) with a focal length of 85.066 mm.

L'élément II, de puissance négative (focale -24.569mm) est constitué d'une lentille simple (dioptre 4 asphérique). Element II, of negative power (focal length -24.569mm) consists of a simple lens (aspherical diopter 4).

L'élément III est de puissance positive (focale 66mm) et ne comporte qu'une lentille (dioptre 6 asphérique). Element III is of positive power (focal length 66mm) and has only one lens (aspherical diopter 6).

L'élément IV final est un télé-objectif de focale 1.464 ,9mu comportant une lentille convergente de focale 170.9 et une lentille divergente de focale -170.1. The final IV element is a 1.464, 9mu telephoto lens with a converging lens of focal length 170.9 and a diverging lens of focal length -170.1.

Les trois surfaces asphériques prévues dans le présent objectif sont définies par l'équation

où y : distance du dioptre à son plan tangent au sommet.The three aspherical surfaces provided for in this objective are defined by the equation

where y: distance from the diopter to its plane tangent to the vertex.

h : hauteur sur le dioptre
c : courbure du dioptre de base
e : excentricité de la conique associée
a4 à a10 : termes d'asphéricité du 4ème au poème ordre.h: height on the diopter
c: curvature of the base diopter
e: eccentricity of the associated conic section
a4 to a10: asphericity terms from 4th to poem order.

L'ensemble décrit précédemment constitue un objectif de focale variable possédant un coefficient de variation de 4 (focales variant de 100 à 400) dont l'ouverture est de f/4 à toute focale . Le tirage dans l'air de la combinaison est de 90 mm. La longueur totale de la combinaison est de 137.1 mm, le champ objet est variable de 1 10' (longue focale) à 4 40' (courte focale). The assembly described above constitutes a variable focal length lens having a coefficient of variation of 4 (focal lengths varying from 100 to 400) whose aperture is f / 4 at any focal length. The air draft of the suit is 90 mm. The overall length of the suit is 137.1 mm, the object field is variable from 1 10 '(long focal length) to 4 40' (short focal length).

Le tableau suivant donne une description plus précise de la combinaison
Elé- Len- Diop- Sépara- Rayon de Matière Diamètre ment tille tre tion courbure
I 1 1 9 141.27 Ger 111
2 variable 300.93 Air 109 II 2 3 2.56 -147.52 Ger 49
4 variable 149.54 Air 48
III 3 5 3.68 -467.73 Ger 51
6 variable -140.04 Air 52
IV 4 7 4.09 82.73 Ger 48
8 50 94.97 Air 46
5 9 1.79 48,43 Ger 31
10 - 41,72 Air 30
Les constantes d'excentricité carrée et d'asphéricité pour les dioptres 2, 4 et 6 sont indiquées dans le tableau suivant dioptre excentricité asphéricités
carré e2 a4 a6 a8 alO
2 -1.2671 .8241.10 8 -.3024 10 11 .1138 10 14 -1752 10
4 30.5841- .2768 10-6 -.3562 10 9 -.7846 10 13 .2029 10
6 3.2993 -.1108 10 6 .6387 10 11-.6927 10-14 .7942 10 1
Les entre-verres entre éléments varient suivant la focale, la température et la mise au point.Pour une température de 20 C et une mise au point à l'infini, les valeurs suivantes sont à utiliser
Focale Elément I Elément II Elément III
/Elément II /Elément III /Elément IV
100 6.9782 44.0264 15.0000
160 26.8400 36.5011 2.6635
220 34.8467 28.7575 2.4004
280 39.1944 21.2506 5.5596
340 41.9369 14.0569 10.0108
400 43.8316 7.1730 15.0000
Cette combinaison est complémentement limitée par la diffraction à toute focale. La fonction de transfert est de 0,70 à 6 cycles/mm.The following table gives a more precise description of the combination
Elen- Len- Diop- Separa- Ray of Material Diameter tille tre tion curvature
I 1 1 9 141.27 Ger 111
2 variable 300.93 Air 109 II 2 3 2.56 -147.52 Ger 49
4 variable 149.54 Air 48
III 3 5 3.68 -467.73 Ger 51
6 variable -140.04 Air 52
IV 4 7 4.09 82.73 Ger 48
8 50 94.97 Air 46
5 9 1.79 48.43 Ger 31
10 - 41.72 Air 30
The constants of square eccentricity and asphericity for dioptres 2, 4 and 6 are indicated in the following table dioptre eccentricity asphericity
square e2 a4 a6 a8 alO
2 -1.2671 .8241.10 8 -.3024 10 11 .1138 10 14 -1752 10
4 30.5841- .2768 10-6 -.3562 10 9 -.7846 10 13 .2029 10
6 3.2993 -.1108 10 6 .6387 10 11-.6927 10-14 .7942 10 1
The spacers between elements vary depending on the focal length, the temperature and the focus. For a temperature of 20 C and an infinite focus, the following values are to be used
Focal Element I Element II Element III
/ Element II / Element III / Element IV
100 6.9782 44.0264 15.0000
160 26.8400 36.5011 2.6635
220 34.8467 28.7575 2.4004
280 39.1944 21.2506 5.5596
340 41.9369 14.0569 10.0108
400 43.8316 7.1730 15.0000
This combination is further limited by diffraction at any focal length. The transfer function is from 0.70 to 6 cycles / mm.

Dans la forme de réalisation représentée à la figure 3, les variations de la focale sont assurées par un dispositif mécanique de commande impartissant, aux deux éléments II et III du variateur, les déplacements voulus en fonction de la loi de variation de focale. Les deux éléments II et III sont montés mobiles en translation sur des tiges de guidage 11. Leurs déplacements respectifs sont commandés par deux cames distinctes 12 et 13 entrainées en rotation par un moteur 14. Celui-ci assure donc la commande de variation de focale. In the embodiment shown in FIG. 3, the focal length variations are ensured by a mechanical control device imparting, to the two elements II and III of the variator, the displacements desired as a function of the focal variation law. The two elements II and III are mounted movable in translation on guide rods 11. Their respective movements are controlled by two separate cams 12 and 13 driven in rotation by a motor 14. The latter therefore ensures the control of focal length variation.

Cependant, l'un des éléments du variateur, en l'occurrence l'élément 3, est assujetti à un second dispositif de commande destiné à lui impartir des déplacements supplémentaires susceptibles de corriger ou de compenser les effets d'une variation thermique ou de tenir compte d'une mise au point rapprochée. A cet effet, la came 13 commandant l'élément III est prévue sur un support 15 distinct du support 16 sur lequel est ménagée la came 12 commandant l'élément II. Ces deux supports sont accouplés
en rotation l'un avec l'autre mais le support 15 présente
une certaine liberté de translation par rapport au support
16.L'accouplement en rotation de ces deux supports est
assuré par un ou plusieurs ergots 17 portés par l'un deux
et engagés dans des rainures longitudinales correspondan
tes 18 ménagées dans l'autre.However, one of the elements of the drive, in this case element 3, is subject to a second control device intended to impart additional displacements to it capable of correcting or compensating for the effects of a thermal variation or of keeping account for close focus. To this end, the cam 13 controlling the element III is provided on a support 15 distinct from the support 16 on which the cam 12 controlling the element II is formed. These two supports are coupled
in rotation with each other but the support 15 has
a certain freedom of translation relative to the support
16.The coupling in rotation of these two supports is
provided by one or more lugs 17 carried by one of them
and engaged in corresponding longitudinal grooves
your 18 in the other.

Par ailleurs, le support 15 de la came 13 est accouplé
avec un doigt 19 d'entrainement en translation, lequel est
associé à un dispositif 20 de commande de la position de
l'élément III. Ce dispositif est actionné par un moteur
21. De plus, il est prévu un système de recopie de la
position de l'élément III, ce système pouvant consister en
un codeur rotatif prévu sur l'axe du moteur 21, ou un
potentiomètre linéaire, ou bien encore un codeur linéaire.Furthermore, the support 15 of the cam 13 is coupled
with a translational drive finger 19, which is
associated with a device 20 for controlling the position of
element III. This device is powered by a motor
21. In addition, a system for copying the
position of element III, this system being able to consist of
a rotary encoder provided on the axis of the motor 21, or a
linear potentiometer, or even a linear encoder.

La figure 4 représente le diagramme de conception de
l'ensemble du second dispositif de commande ainsi prévu.Figure 4 shows the design diagram for
the whole of the second control device thus provided.

Sur ce diagramme
A désigne des sondes thermiques destinées à détecter
une défocalisation sous l'effet d'une variation de tempé
rature et/ou un potentiomètre indiquant-une mise au point
rapprochée réalisée par l'utilisateur de l'objectif.On this diagram
A denotes thermal probes intended to detect
a defocus under the effect of a temperature variation
erasure and / or a potentiometer indicating a focus
close-up performed by the user of the lens.

B désigne un calculateur, numérique ou analogique, apte
à exploiter les informations ainsi reçues pour calculer la
correction de déplacement qui doit être impartie à l'élé-
ment III du variateur pour assurer une re-focalisation -dan-s le-cas idé ré
C désigne le dispositif proprement dit de commande.B designates a computer, digital or analog, suitable
to use the information thus received to calculate the
displacement correction which must be imparted to the
ment III of the variator to ensure a re-focusing -in the ideal case re
C denotes the actual control device.

D désigne le système de recopie de position de l'élé
ment III du variateur.D denotes the system for copying the position of the element
ment III of the drive.

E désigne un système d'asservissement entre cet organe
de recopie de position et le dispositif de commande.E denotes a servo system between this member
position feedback and the control device.

En effet, le positionnement précis de l'élément de re
focalisation exige un asservissement, et donc un système
de recopie de position.Indeed, the precise positioning of the re
focusing requires enslavement, and therefore a system
position feedback.

Le fonctionnement du présent dispositif est le suivant:
1 En cas de variation de temperature
Dans 1' exemple décrit, le domaine de température envisagé s'étend de -40 C à +6OC. The operation of this device is as follows:
1 In case of temperature variation
In the example described, the temperature range envisaged ranges from -40 ° C. to + 6 ° C.

Pour chaque focale et à chaque température, le second dispositif de commande prévu assure une refocalisation par un déplacement de l'élément III par rapport à sa position à cette focale et à la température de 20 C. La figure 6 représente les déplacements réalisés pour quelques focales. On peut donner une approximation satisfaisante de ce réseau de courbes par l'équation
6= (1.212 10 4 f2 + 1.555.10 2 f + 10.7)(20-9) où & : déplacement de l'élément III en microns, dû à la
température.For each focal length and at each temperature, the second control device provided ensures refocusing by a displacement of the element III relative to its position at this focal length and at the temperature of 20 C. FIG. 6 represents the displacements carried out for a few focal lengths. We can give a satisfactory approximation of this network of curves by the equation
6 = (1.212 10 4 f2 + 1.555.10 2 f + 10.7) (20-9) where &: displacement of element III in microns, due to the
temperature.

A : température moyenne de l'optique en C
f : focale de l'optique en mm.A: average temperature of the optic at C
f: focal length of the lens in mm.

La simplicité de l'équation permet un positionnement rapide par une électronique analogique ou digitale. The simplicity of the equation allows rapid positioning by analog or digital electronics.

2 En cas de mise au Point rapprochée
Dans l'exemple décrit le domaine de mise au point s'étend de l'infini à 5 mètres.2 In case of close focus
In the example described, the focusing range extends from infinity to 5 meters.

Pour chaque focale et à chaque mise au point, le second dispositif de commande prévu assure une refocalisation par un déplacement de l'élément III par rapport à sa position à cette focale et à la mise au point infinie. La figure 7 représente les déplacements réalisés pour quelques focales. Une bonne approximation de ces déplacement est donnée par l'équation
# = (1.143 10- f + 3.178 10-1 f - 25.25).x où & : déplacement de l'élément III dû à la mise au
point en microns.For each focal length and at each focusing, the second control device provided ensures refocusing by a displacement of the element III relative to its position at this focal length and at infinite focusing. Figure 7 shows the movements made for some focal lengths. A good approximation of these displacements is given by the equation
# = (1.143 10- f + 3.178 10-1 f - 25.25) .x where &: displacement of element III due to the setting
point in microns.

x : proximité de l'objet visé. Si d est la distance
de mise au point
100
x
d
f : focale de optique en mm
Lorsque la température et la distance de mise au point sont deux paramètres du système, le déplacement de l'élé- ment III, pour une température O et une proximité visée x, par rapport à sa position de 20 C pour une mise au point infinie, demeure en première approximation caractérisée par une formule du type
& Pl(f). x + P2(f) . (9 - 20) où C : déplacement de l'élément III
e : température moyenne
x : proximité de l'objet visé
f : focale de l'optique
P1 P2 : polynomes du second degré.x: proximity to the target object. If d is the distance
of focus
100
x
d
f: focal length of lens in mm
When the temperature and the focusing distance are two parameters of the system, the displacement of the element III, for a temperature O and a target proximity x, relative to its position of 20 C for an infinite focusing , remains in first approximation characterized by a formula of the type
& Pl (f). x + P2 (f). (9 - 20) where C: displacement of element III
e: average temperature
x: proximity to the target object
f: focal length of the optics
P1 P2: second degree polynomials.

La figure 5 représente une autre forme de réalisation de l'objectif selon l'invention. Dans celle-ci les variations de focale sont assurées, non plus par un dispositif mécanique, mais par un dispositif électronique à microprocesseur. Celui-ci impartit, aux deux éléments II et III du variateur, les déplacements voulus par l'intermédiaire de deux moteurs distincts d'entrainement, respectivement 23 et 24. Comme précédemment, les deux éléments II et III sont montés coulissants sur des tiges de guidage 11. Leurs déplacements sont alors commandés par des vis rotatives 25 et 26 entrainées par les moteurs 23 et 24. Figure 5 shows another embodiment of the objective according to the invention. In it the focal length variations are ensured, no longer by a mechanical device, but by an electronic microprocessor device. This allocates, to the two elements II and III of the variator, the desired displacements by means of two separate drive motors, respectively 23 and 24. As before, the two elements II and III are slidably mounted on rods of guide 11. Their movements are then controlled by rotary screws 25 and 26 driven by the motors 23 and 24.

Dans un tel cas, le dispositif électronique de commande est équipé d'un programme supplémentaire impartissant une correction du déplacement de l'un des éléments du variateur pour compenser des défocalisations, soit en cas de variation de température, soit en cas de mise au point rapprochée. In such a case, the electronic control device is equipped with an additional program imparting a correction of the displacement of one of the elements of the variator to compensate for defocusing, either in the event of temperature variation, or in the event of focusing close together.

Cependant, il est alors nécessaire de prévoir deux asservissements dont un piloté par la commande de focale. However, it is then necessary to provide two servos, one of which is controlled by the focal control.

A cet effet, chacun des deux éléments II et III du variateur est associé à un système de recopie de position.To this end, each of the two elements II and III of the variator is associated with a position feedback system.

Les systèmes prévus peuvent être du même type que précédemment. Ainsi il est possible d'utiliser des codeurs rotatifs liés rigidement aux axes de commande en translation des éléments II et III. I1 est également possible d'employer des potentiomètres linéaires 27 et 28, comme prévu dans l'exemple représenté à la figure 5. Cependant, on peut aussi utiliser des codeurs linéaires à franges de
Moiré comprenant un réseau fixe par rapport à l'objectif et un réseau mobile lié à l'élément mobile II ou III correspondant. La superposition de ces deux réseaux crée un système de franges dont le comptage fournit la position de l'élément considéré par rapport à une position de référence.The systems provided may be of the same type as above. Thus it is possible to use rotary encoders rigidly linked to the axes of control in translation of the elements II and III. It is also possible to use linear potentiometers 27 and 28, as provided in the example shown in FIG. 5. However, it is also possible to use linear encoders with fringes of
Moiré comprising a fixed network with respect to the objective and a mobile network linked to the corresponding mobile element II or III. The superposition of these two networks creates a system of fringes, the counting of which provides the position of the element considered relative to a reference position.

Dans l'un et l'autre des deux exemples de réalisation décrits ci-dessus, l'objectif selon l'invention présente un certain nombre d'avantages par rapport aux autres objectifs infra-rouge à focale variable dans lesquels la refocalisation voulue est assurée par un déplacement de l'élément avant ou de l'élément arrière. Ces avantages résultent du fait que dans le cas présent cette refocalisation est assurée par l'un au moins des éléments
du variateur de l'objectif, donc par un élément déjà monté
mobile.In either of the two embodiments described above, the objective according to the invention has a certain number of advantages compared to the other infrared objectives with variable focal length in which the desired refocusing is ensured. by a displacement of the front element or the rear element. These advantages result from the fact that in the present case this refocusing is ensured by at least one of the elements
of the lens variator, so by an element already mounted
mobile.

Les avantages ainsi obtenus sont essentiellement les suivants
a - réduction d'encombrement, les éléments avant et arrière étant rigoureusement fixes par rapport à la monture de l'objectif.The advantages thus obtained are essentially the following:
a - reduction in size, the front and rear elements being rigorously fixed relative to the lens mount.

b - simplification très notable de la construction mécanique, avec deux éléments mobiles seulement. b - very notable simplification of mechanical construction, with only two movable elements.

c - possibilité d'étanchéité complète de l'objectif, ce qui est très difficile, sinon impossible, à réaliser lorsque l'élément avant ou l'élément arrière est mobile. c - possibility of complete sealing of the objective, which is very difficult, if not impossible, to be carried out when the front element or the rear element is mobile.

d - réduction du prix de revient, associée à une plus grande fiabilité du fait du nombre plus faible des pièces mécaniques, fixes ou mobiles. d - reduction in cost price, associated with greater reliability due to the lower number of mechanical, fixed or mobile parts.

Claims

1 - Infra-red objective, with variable focal distance, comprising between two extreme elements, one movable front and the other fixed rear, an intermediate part forming a variator and comprising two movable elements subject to a control device outsourcing the movements desired of these elements according to a determined law, characterized in that one or more of the elements (II, III) of this variator are subject to a control device (C) imparting to them a correction movement intended to compensate for variations position of the image plane, due to temperature variations, or to close focusing, or to any other cause, this device comprising temperature detecting members and / or focusing detection members, which are connected, via a computer (B), to the control system (C) proper, itself associated with a system (D) for copying the position of the element (s) whose position must t be corrected.

2 - Objective according to claim 1, wherein the variations in growth are provided by a mechanical device, for example a cam device, characterized in that an element (III) of this variator has additional freedom in translation and is subject to a second control device (20-21) providing an additional correction movement to this element to compensate for defocusing.

3 - Objective according to claim 1, wherein the magnification variations are provided by an electronic microprocessor device imparting the desired displacements to these elements by 1 'through separate drive motors, characterized in that this electronic device is equipped with '' an additional program imparting a modification of the extent of displacement of one of the variator elements to compensate for defocusing.

4 - Objective according to one of claims, characterized in that the variator comprises two mobile elements (11-111), each of these being associated with a position feedback member associated with the control device determining the position correction of the element of this drive, for which such a correction is provided.

5 - Objective according to claim 4, characterized in that the two position feedback members are rotary encoders coupled with one and the other of the control axes in translation of the two movable elements of the variator.

6 - Objective according to claim 4, characterized in that the position copying member (s) are linear potentiometers.

7 - Objective according to claim 4, characterized in that the position feedback members are linear encoders with Moiré fringes.

8 - Objective according to one of the preceding claims, * characterized in that the displacement of the element used for the compensation of defocusing, relative to its theoretical position without defocusing, depends on the focal length of the device, the average temperature and focusing, according to the formula = = P1 (jib) .x + P2 (jib). (e-Q0)

where: displacement of the element considered

x: proximity to the target object

O: average temperature of the device

O: original temperature for adjustment and use

of the device

jib: focal length of the P1P2 device: polynomials of degree 2 or 3 and allowing thermal compensation for defocusing in real time electronically.