FR2686160A1 - Systeme de zoom. - Google Patents
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Abstract
Un système de zoom ayant un faible encombrement mais qui corrige effectivement des aberrations chromatiques, comprend, dans l'ordre à partir du côté objet, un premier groupe de lentilles ayant une vergence positive et un second groupe de lentilles ayant une vergence négative, l'action de zoom étant obtenue par la variation de la distance entre les deux groupes. Le premier groupe comprend, dans l'ordre à partir du côté objet, un premier sous-groupe ayant une vergence faible et un second sous-groupe ayant une vergence positive élevée. L'un au moins des sous-groupes consiste en une lentille collée ayant une surface divergente, et le premier sous-groupe comprend une surface asphérique. Application aux appareils photographiques compacts.
Description
i La présente invention concerne un petit système d'objectif à
focalevariable (ou zoom), prévu pour l'utilisation avec des appareils photographiques
compacts, qui présente une moindre contrainte concer-
nant sa distance focale postérieure qu'un zoom prévu pour l'utilisation avec des appareils photographiques
Reflex à un seul objectif.
On a utilisé jusqu'à présent avec des appa-
reils photographiques compacts une catégorie de systè-
mes de zoom à deux groupes qui n'emploient pas des surfaces asphériques On peut citer à titre d'exemple de ces types de systèmes un système dans lequel le
premier groupe de lentilles est constitué par plu-
sieurs éléments, et le second groupe de lentilles est
constitué par environ trois éléments Ainsi, le sys-
tème considéré à titre d'exemple comprend environ huit éléments (voir la publication de brevet du Japon ouverte à l'examen du public N O SHO 62264019, ayant
pour titulaire la demanderesse).
Une autre catégorie de systèmes de zoom
classiques prévus pour l'utilisation avec des appa-
reils photographiques compacts comprend un système qui utilise de nombreuses surfaces asphériques et dans
lequel chacun des premier et second groupes de lentil-
les est constitué par deux éléments, ce qui donne un
système ayant quatre éléments au total (voir la publi-
cation de brevet du Japon ouverte à l'examen du public n O HEI-3-127008, ayant pour titulaire la demanderesse), ainsi qu'un système qui est constitué par un plus petit nombre de lentilles élémentaires, comme deux ou
trois au total.
Cependant, les systèmes de zoom classiques
prévus pour l'utilisation avec des appareils photo-
graphiques compacts ont présentédivers problèmes Les systèmes à deux groupes qui n'utilisent pas des surfaces asphériques ont besoin d'un si grand nombre de lentilles élémentaires qu'il est difficile de
donner au système un faible encombrement.
Avec des systèmes à quatre éléments qui comportent de nombreuses surfaces asphériques, il est difficile de parvenir à un bon compromis entre la
réduction de la longueur totale occupée par les len-
tilles et la correction d'aberrations chromatiques.
Les systèmes à deux ou trois éléments ont généralement de mauvaises performances En outre, il a été difficile de parvenir à un bon compromis entre la
réduction de la longueur totale occupée par les len-
tilles et la correction d'aberrations chromatiques.
Un but de la présente invention est donc de procurer un système de zoom prévu pour l'utilisation avec des appareils photographiques compacts qui ait un faible encombrement (c'est-à-dire relativement moins de lentilles élémentaires) et qui corrige néanmoins
efficacement des aberrations chromatiques.
Pour atteindre le but indiqué ci-dessus, le système de zoom de la présente invention comprend, dans l'ordre à partir du côté de l'objet, un premier groupe de lentilles ayant une distance focale positive et un second groupe de lentilles ayant une distance focale négative, la distance entre les premier et
second groupes de lentilles étant changée pour accom-
plir l'action de zoom Le premier groupe de lentilles comprend, dans l'ordre à partir du côté de l'objet, un
sous-groupe la ayant une faible vergence et un sous-
groupe lb ayant une vergence positive élevée, l'un au moins des sousgroupes la et lb consistant en une lentille collée ayant une surface collée divergente, et au moins une surface de lentille du sous-groupe la étant asphérique Le premier groupe de lentilles satisfait les conditions (al), (bl) et (c) suivantes (ai) -0,7 < f S/fla C 0,3 (bl) 1,2 < f S/flb < 2,3 (c) -1,7 < f S/fc < avec f S: distance focale du système global à l'extrémité grand angle; fla:distance focale du sous-groupe la; flb:distance focale du sous-groupe lb; fc:distance focale de la surface collée dans le premier groupe de lentilles, avec fc = rc/(Nr Nf); et avec rc:rayon de courbure de la surface collée; NR:indice de réfraction sur la ligne d de la lentille élémentaire du côté image de la surface collée; et Nf: indice de réfraction sur la ligne d de la lentille élémentaire du côté objet de la
surface collée.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la
description qui va suivre de modes de réalisation,
donnés à titre d'exemples non limitatifs La suite de
la description se réfère aux dessins annexés dans
lesquels: La figure 1 est une coupe simplifiée du système de zoom conforme à l'Exemple 1, à l'extrémité grand angle; La figure 2 montre un ensemble de graphiques
représentant les courbes d'aberration qui sont obte-
nues avec le système de zoom de l'Exemple 1, à l'extrémité grand angle; La figure 3 montre un ensemble de graphiques représentant les courbes d'aberration obtenues avec le système de zoom de l'Exemple 1 à la position d'angle intermédiaire; La figure 4 montre un ensemble de graphiques représentant les courbes d'aberration obtenues avec le système de zoom de l'Exemple 1 à l'extrémité petit angle; La figure 5 est une coupe simplifiée du système de zoom conforme à l'Exemple 2, à l'extrémité grand angle; La figure 6 montre un ensemble de graphiques représentant les courbes d'aberration obtenues avec le système de zoom de l'Exemple 2 à l'extrémié grand angle; La figure 7 montre un ensemble de graphiques représentant les courbes d'aberration obtenues avec le système de zoom de l'Exemple 2 à la position d'angle intermédiaire; La figure 8 montre un ensemble de graphiques représentant les courbes d'aberration obtenues avec le système de zoom de l'Exemple 2 à l'extrémité petit angle; La figure 9 est une coupe simplifiée du système de zoom conforme à l'Exemple 3 à l'extrémité grand angle;
La figure 10 montre un ensemble de graphi-
ques représentant les courbes d'aberration obtenues avec le système de zoom de l'Exemple 3 à l'extrémité grand angle;
La figure 11 montre un ensemble de graphi-
ques représentant les courbes d'aberration obtenues avec le système de zoom de l'Exemple 3 à la position d'angle intermédiaire;
La figure 12 montre un ensemble de graphi-
ques représentant les courbes d'aberration obtenues avec le système de zoom de l'Exemple 3 à l'extrémité petit angle; La figure 13 est une coupe simplifiée du système de zoom conforme à l'Exemple 4, à l'extrémité grand angle;
La figure 14 montre un ensemble de graphi-
ques représentant les courbes d'aberration obtenues avec le système de zoom de l'Exemple 4 à l'extrémité grand angle;
La figure 15 montre un ensemble de graphi-
ques représentant les courbes d'aberration obtenues avec le système de zoom de l'Exemple 4 à la position d'angle intermédiaire;
La figure 16 montre un ensemble de graphi-
ques représentant les courbes d'aberration obtenues avec le système de zoom de l'Exemple 4 à l'extrémité petit angle; La figure 17 est une coupe simplifiée du système de zoom conforme à l'Exemple 5, à l'extrémité grand angle;
La figure 18 montre un ensemble de graphi-
ques représentant les courbes d'aberration obtenues avec le système de zoom de l'Exemple 5 à l'extrémité grand angle;
La figure 19 montre un ensemble de graphi-
ques représentant les courbes d'aberration obtenues avec le système de zoom de l'Exemple 5 à la position d'angle intermédiaire;
La figure 20 montre un ensemble de graphi-
ques représentant les courbes d'aberration obtenues avec le système de zoom de l'Exemple 5 à l'extrémité petit angle; La figure 21 est une coupe simplifiée du système de zoom conforme à l'Exemple 6, à l'extrémité grand angle;
La figure 22 montre un ensemble de graphi-
ques représentant les courbes d'aberration obtenues avec le système de zoom de l'Exemple 6 à l'extrémité grand angle;
La figure 23 montre un ensemble de graphi-
ques représentant les courbes d'aberration obtenues avec le système de zoom de l'Exemple 6 à la position d'angle intermédiaire;
La figure 24 montre un ensemble de graphi-
ques représentant les courbes d'aberration obtenues avec le système de zoom de l'Exemple 6 à l'extrémité petit angle; La figure 25 est une coupe simplifiée du système de zoom conforme à l'Exemple 7, à l'extrémité grand angle;
La figure 26 montre un ensemble de graphi-
ques représentant les courbes d'aberration obtenues avec le système de zoom de l'Exemple 7 à l'extrémité grand angle;
La figure 27 montre un ensemble de graphi-
ques représentant les courbes d'aberration obtenues avec le système de zoom de l'Exemple 7 à la position d'angle intermédiaire;
La figure 28 montre un ensemble de graphi-
ques représentant les courbes d'aberration obtenues avec le système de zoom de l'Exemple 7 à l'extrémité petit angle; La figure 29 est une coupe simplifiée du système de zoom conforme à l'Exemple 8 à l'extrémité grand angle;
La figure 30 montre un ensemble de graphi-
ques représentant les courbes d'aberration obtenues avec le système de zoom de l'Exemple 8 à l'extrémité grand angle;
La figure 31 montre un ensemble de graphi-
ques représentant les courbes d'aberration obtenues avec le système de zoom de l'Exemple 8 à la position d'angle intermédiaire; et La figure 32 représente un ensemble de graphiques représentant les courbes d'aberration obtenues avec le système de zoom de l'Exemple 8 à
l'extrémité petit angle.
Par l'utilisation de lentilles asphériques et de lentilles collées, la présente invention procure
effectivement des systèmes de zoom prévus pour l'uti-
lisation avec des appareils photographiques compacts, qui ont un faible encombrement et ont un plus petit nombre de lentilles élémentaires, en comparaison avec les systèmes classiques, mais qui corrigent néanmoins
efficacement des aberrations chromatiques En compa-
raison avec un premier groupe de lentilles composé de deux éléments en deux unités, le système de zoom de la présente invention a une plus petite taille et une plus grande efficacité de correction d'aberrations chromatiques.
En utilisant la surface collée ou des sur-
faces ayant une vergence négative ou divergente, on peut réduire la dépendance vis-à-vis de surfaces asphériques, ce qui permet de fabriquer aisément des
lentilles asphériques.
La condition (al) concerne la vergence du sous-groupe la ayant une faible vergence Si la limite
supérieure de cette condition est atteinte ou dépas-
sée, la vergence positive du sous-groupe la augmentera et la distance focale postérieure deviendra si courte
qu'elle rendra difficile la correction de distorsion.
Si la limite inférieure de la condition (al) n'est pas dépassée, la vergence négative du sous-groupe la augmentera Cependant, le premier groupe de lentilles,
considéré globalement, doit avoir une vergence posi-
tive, ce qui fait que la vergence positive du sous-
groupe lb doit être considérablement augmentée si le sous-groupe la a une vergence négative élevée Ceci
rend difficile la correction de l'aberration sphéri-
que. La condition (bl) concerne la vergence du sous-groupe lb qui remplit la fonction d'une lentille principale Si la limite supérieure de cette condition est atteinte ou dépassée, la vergence du sous-groupe lb augmentera, ce qui provoquera de plus grandes
variations d'aberration sphérique Si la limite infé-
rieure de la condition (bl) n'est pas dépassée, le résultat est avantageux pour corriger des aberrations, mais la valeur du mouvement nécessaire pour l'action
de zoom augmentera.
La condition (c) concerne la vergence de la surface collée, et elle doit être satisfaite pour
pouvoir corriger efficacement des aberrations chroma-
tiques, et pour réduire la taille globale du système de zoom Si la limite supérieure de cette condition est atteinte ou dépassée, il y aura une correction excessive qui produira des aberrations sphériques d'ordres supérieurs Si la limite inférieure de la condition (c) n'est pas dépassée, des aberrations
chromatiques seront sous-corrigées.
Si le sous-groupe lb a une lentille collée, il est préférable que les conditions (a 2), (b 2) et (d) suivantes soient satisfaites: (a 2) -0,5 < f S/fl < O (b 2) 1,2 < f S/f 2-3 < 2,3 (dl) -1,7 < f S/fcb C-0,3 avec f 2-3: distance focale du sous-groupe lb; fcb: distance focale de la surface collée dans le sous-groupe lb, avec fcb = rcb/(N 3-N 2); et avec rcb: rayon de courbure de la surface collée;
N 2: indice de réfraction de la seconde lentil-
le élémentaire sur la ligne d; et N 3: indice de réfraction de la troisième
lentille élémentaire sur la ligne d.
Si le sous-groupe la a une lentille collée, il est préférable que les conditions (a 3), (b 3) et (e) suivantes soient satisfaites: (a 3) -0,3 < f S/fl-2 < 0,3 (b 3) 1,2 < f S/f 3 < 2,3 (e) -0,7 < f S/fca < O avec fl-2: distance focale du sous-groupe la; f 3:distance focale du sous-groupe lb; fca:distance focale de la surface collée dans le sous-groupe la, avec fca = rca/(N 2-N 1); et avec rca: rayon de courbure de la surface collée; et N 1: indice de réfraction de la première
lentille élémentaire sur la ligne d.
Si les sous-groupes la et lb ont tous deux
une lentille collée, il est préférable que les condi-
tions (a 4), (b 4) et (f) suivantes soient satisfaites: (a 4) -0,3 < f S/fl-2 < 0,3 (b 4) 1,2 C f S/f 3-4 <2,3 (f) -1,7 4 f S/fcb < -0,3 avec fl-f 2: distance focale du sous-groupe la; f 3-4: distance focale du sous-groupe lb; fcb: distance focale de la surface collée dans le sous-groupe lb, avec fcb = rcb/(N 4- N 3); et avec N 4: indice de réfraction de la quatrième
lentille élémentaire sur la ligne d.
Les combinaisons des conditions (a 2), (b 2)
et (d), des conditions (a 3), (b 3) et (e) et des condi-
tions (a 4), (b 4) et (f) rempliront les mêmes fonctions
que la combinaison des conditions (ai), (bl) et (c).
Lorsque les sous-groupes la et lb ont tous deux une lentille collée, une surface asphérique ayant une vergence négative ou divergente élevée est de préférence incorporée dans la lentille collée formant
le sous-groupe lb ayant une vergence positive élevée.
Pour faire en sorte que le premier groupe de lentilles ait une vergence accrue, tout en réduisant suffisamment le nombre de lentilles élémentaires constitutives de façon à obtenir la réduction de taille désirée, il est préférable de donner une forme concave à la surface de lentille la plus proche de l'objet. Ceci est particulièrement avantageux lorsque le premier groupe de lentilles est conçu de-façon à être d'un type rétrofoyer ayant une courte longueur globale, pour garantir un plus grand angle de champ à
l'extrémité de courte distance focale.
La première lentille du premier groupe de lentilles satisfait de préférence la condition (g) suivante, qui spécifie le degré de courbure de la surface qui fait face à l'objet: (g) -15 < SF 1 < -0,3 avec SF 1: facteur de forme de la première lentille élémentaire du premier groupe de lentilles, avec SF 1 = (rn + r 2)/(rl r 2); et avec rn: rayon de courbure de la première surface de la première lentille élémentaire; et r 2: rayon de courbure de la seconde surface de
la première lentille élémentaire.
Si la limite inférieure de cette condition n'est pas dépassée, la surface concave qui fait face à l'objet aura un rayon de courbure excessif, ce qui fera apparaître des aberrations d'ordre supérieur Si la limite supérieure de la condition (g) est atteinte
ou dépassée, la vergence du premier groupe de lentil-
les ne pourra pas être augmentée tout en maintenant une taille globale suffisamment faible, du fait qu'il est difficile de corriger des aberrations, ou bien il sera nécessaire d'utiliser un plus grand nombre de
lentilles élémentaires constitutives.
Lorsque le sous-groupe la comporte une surface asphérique, le système de zoom de la présente
invention satisfait de préférence la condition supplé-
mentaire (h) suivante, concernant le verre optique que l'on utilise pour former la lentille asphérique dans le sous-groupe la: (h) 34 < Va avec Va: nombre d'Abbe de la première lentille
élémentaire du premier groupe de lentilles.
Si on utilise une lentille asphérique moulée en verre pour le premier sous-groupe, il est difficile de la fabriquer à partir d'un verre optique du type SF Il est donc souhaitable d'utiliser un verre qui ne
satisfait pas la condition (h).
Dans la présente invention, on utilise une lentille collée dans l'un ou l'autre des sous-groupes la ou lb, ou dans les deux, et ceci permet d'obtenir aisément une condition achromatique, sans utiliser un
verre optique du type SF dans la lentille asphérique.
Lorsqu'on utilise une lentille collée dans le sous-groupe lb, il est préférable que le verre optique qui est employé pour former la lentille élémentaire négative dans le sous-groupe lb satisfasse la condition (i) suivante: (i) b < 34 avec Vb: nombre d'Abbe du sous-groupe lb (lentille collée).
En réalisant la lentille élémentaire néga-
tive dans le sous-groupe lb avec un verre optique de
type SF qui satisfait la condition (i), on peut obte-
nir l'achromatisme désiré au moyen du sous-groupe lb sans utiliser un verre optique du type SF dans le
sous-groupe la qui comporte une surface asphérique.
Dans un autre mode de réalisation préféré, le système de zoom de la présente invention peut satisfaire la condition (j) supplémentaire suivante, qui concerne la surface asphérique dans le sous-groupe la: (j) 0 < AV < 2 avec A V: somme des variations du coefficient de la distorsion du troisième ordre qui est due à la surface asphérique dans le sous-groupe la. De façon générale, plus la longueur globale du système est courte, plus il est probable qu'une distorsion positive apparaisse du côté des courtes
distances focales.
Par conséquent, si la limite supérieure de
la condition (j) est atteinte ou dépassée, une sur-
correction aura lieu, ce qui augmentera la probabilité que la distorsion soit plus élevée à une position d'angle intermédiaire qu'à une extrémité d'angle maximal Si la limite inférieure de la condition (j) n'est pas dépassée, la distorsion sera insuffisamment corrigée.
Il est possible d'apporter diverses modifi-
cations sans sortir du cadre de l'invention, et ces modifications comprennent par exemple un système dans lequel les sous-groupes la et lb peuvent être déplacés indépendamment l'un de l'autre, ainsi qu'un système dans lequel un groupe de lentilles ayant une faible vergence est placé derrière le second groupe de lentilles.
On trouvera ci-après une étude supplémen-
taire concernant la valeur de variation du coefficient de l'aberration du troisième ordre qui est due à une
surface asphérique De façon générale, on peut expri-
mer la forme d'une surface asphérique par l'équation ( 1): c 2 4 6 8 10 cy X = y +C 4 y 4 + 06 y 6 + 4 y 8 + O y" 10 T( 1) 1 + Vi-(i+K)C 2 y 2
dans laquelle x est la distance de laquelle les coor-
données au point sur la surface asphérique auquel la hauteur à partir de l'axe optique est y, s'écartent du plan tangent au sommet de la surface asphérique; c est la courbe (l/r) du sommet de la surface asphérique; K est la constante conique; et 4, 6 ' x 8 et > 10 sont les coefficients asphériques respectivement des
quatrième, sixième, huitième et dixième ordres.
En calculant la distance focale de façon à avoir f = 1,0, c'est-à-dire en substituant dans l'équation ( 1) x=x/f, y=y/f, c=fc, A 4 =f 34, A 6 =f 3 6,
7 9 4, 6
A 8 =f 7 8 et A 10 =f t 10 ' on obtient l'équation ( 2) suivante: cy 2 4 6 8 10 X = c +A 4 Y +A 6 Y +A 8 Y +A 10 Y 10( 2) 1 + Vl-(l+K)c 2 y 2 Le second terme et les termes suivants de l'équation ( 2) définissent la valeur de sphéricité, et la relation entre le coefficient A 4 du second terme et le coefficient asphérique du troisième ordre s'exprime de la façon suivante:
= 8 (N'-N)A 4
en désignant par N l'indice de réfraction du milieu situé avant la surface asphérique, et par N' l'indice
de réfraction du milieu situé après la surface asphé-
rique. Le coefficient asphérique + donne les valeurs de variation suivantes pour les coefficients d'aberration du troisième ordre, conformément à ce qu'indique la théorie des aberrations à I h 4 AII = h 3 HX A III = h 2 H 2 aâ IV = h H 2 AV = h H 3 avec I: coefficient d'aberration sphérique; II:coefficient de coma; III:coefficient d'astigmatisme; IV:coefficient de courbure du champ sagittal; V:coefficient de distorsion; h:hauteur à laquelle des rayons paraxiaux parallèles à l'axe traversent chaque surface de lentille; et H: hauteur à laquelle des rayons paraxiaux non parallèles à l'axe, passant par le centre de la pupille, traversent chaque surface de lentille.
Lorsque la surface asphérique dans le sous-
groupe la satisfait la condition (j), le système de zomm de la présente invention satisfait de préférence la condition supplémentaire (k) suivante, qui concerne l'épaisseur de la première lentille élémentaire (k) 0,1 < dl/f S < 0,3
avec dl: épaisseur de la première lentille élémen-
taire du premier groupe de lentilles.
La condition (k) doit spécialement être satisfaite pour obtenir un plus grand angle de champ. Si la limite inférieure de cette condition n'est pas dépassée, on rencontre des difficultés pour obtenir un plus grand angle de champ Si la limite supérieure de la condition (k) est atteinte ou dépassée, l'épaisseur de la première lentille augmentera considérablement, au point qu'il sera difficile de réaliser un système
de zoom léger.
Des Exemples 1 à 8 du système de zoom de la présente invention sont décrits ci-dessous en relation avec des tableaux de données, dans lesquels f désigne
la distance focale, f B est la distance focale posté-
rieure, r est le rayon de courbure d'une surface de
lentille individuelle, d est l'épaisseur d'une lentil-
le ou l'espace d'air entre des lentilles (les para-
mètres précédents sont exprimés en millimètres), F est le nombre d'ouverture, W est le demi-angle de champ
(en degrés), N est l'indice de réfraction d'une len-
tille individuelle sur la ligne d, et V est le nombre d'Abbe d'une lentille individuelle sur la ligne d, les nombres relatifs à des surfaces asphériques étant
marqués d'un astérisque Pour chaque surface asphéri-
que, V 4,6 et î 8 (et éventuellement ml() désignent les coefficients asphériques respectivement des
quatrième, sixième et huitième ordres (et éventuelle-
ment du dixième ordre).
Exemple 1
La figure 1 est une coupe simplifiée du système de zoom conforme à l'Exemple 1, à l'extrémité grand angle Le Tableau 1 présente des données spécifiques pour cet exemple La figure 2 montre un ensemble de graphiques représentant les courbes d'aberration sphérique SA, de condition des sinus SC, d'aberrations chromatiques exprimées par l'aberration chromatique sur les lignes d, g et C, d'aberration chromatique latérale, d'astigmatisme (S: sagittal; M: méridien) et de distorsion, qui sont obtenues avec le système de zoom de l'Exemple 1, à l'extrémité grand angle; la figure 3 montre un ensemble de graphiques représentant les courbes des mêmes paramètres qui sont obtenues à la position d'angle intermédiaire; et la figure 4 montre un ensemble de graphiques représentant les courbes des mêmes paramètres qui sont obtenues à
l'extrémité petit angle.
Tableau 1
Surface n r d N V n O
1 * -16,621 5,00 1,73077 40,5
2 -22,148 0,10
3 24,706 3,54 1,53172 48,9
4 5,355 2,84 1,80518 25,4
9,087 variable
6 * -66,142 2,10 1,58547 29,9
7 -17,650 3,05
8 7,160 1,80 1,83481 42,7
9 -52,228
Première surface asphérique K = O 4 = -0,15769029 x 103 X 6 = 0, 30802121 x 10-5 8 = -0,32510966 x 10-7 Sixième surface asphérique K = 0 4 = 0,17904943 x 10-3 -6 56 = 0,63433168 x 106 O 8 = 0,40777362 x 10- 7 Les valeurs de F, f, f B, W et d 5 varient avec l'action de zoom, comme le montre le Tableau 2 ci-dessous.
Tableau 2
F 4,7 5,7 7,9
f 29,00 35,00 48,50 f B 12,11 17,71 30,31 w 36,0 31,4 24,0 d 5 6,03 4,67 2,84
Exemple 2
La figure 5 est une coupe simplifiée du système de zoom conforme à l'Exemple 2, à l'extrémité
grand angle Le Tableau 3 présente des données spéci-
fiques pour cet exemple Les courbes d'aberration obtenues avec ce système de zoom à l'extrémité grand angle, à la position d'angle intermédiaire et à
l'extrémité petit angle, sont respectivement repré-
sentées sur les figures 6, 7 et 8.
Tableau 3
Surface d R d n V n
1 * -16,014 5,69 1,58913 61,2
2 -22,672 0,10
3 19,720 3,26 1,53172 48,9
4 5,724 3,00 1,80518 25,4
9,926 Variable
6 * -45,870 2,23 1,58547 29,9
7 -15,519 2,95
8 7,032 1,50 1,83481 42,7
9 -44,700
Première surface:asphérique K = O î 4 = -0,12476019 x 10-3 < 6 = 0, 26422229 x 105 8 = -0,23612453 x 10-7 sixième surface:asphérique K = 0 O 4 = 0,16558446 x 10-3 06 = 0,12079021 x 10-5 8 = 0,37475794 x 10-7 Les valeurs de F, f f B, O et d 5 varient -avec l'action de zoom, comme le montre le Tableau 4
ci-dessous.
Tableau 4
F 4,7 5,7 7,9
f 29,00 35,00 48,50 f B 12,16 17,78 30,45 w 36,0 31,5 24,1 d 5 6,03 4,64 2,77
Exemple 3
La figure 9 est une coupe simplifiée du système de zoom conforme à l'Exemple 3, à l'extrémité
grand angle Le Tableau 5 présente des données spéci-
fiques pour cet exemple Les courbes d'aberration obte-
nues avec ce système de zoom à l'extrémité grand angle, à la position d'angle intermédiaire et à
l'extrémité petit angle sont respectivement représen-
tées sur les figures 10, Il et 12.
Tableau 5
Surface no r d N V
1 * 27,076 1,70 1,8 Q 518 25,4
2 17,353 2,54
3 23,110 3,50 1,51633 64,1
4 -10,000 1,50 1,62004 36,3
* -12,606 Variable
6 * -16,804 2,50 1,58547 29,9
7 -12,012 4,30
8 -10,000 1,80 1,77250 49,6
9 -129,785
Première surface: asphérique K = O -3 4 =-0,78071698 x 10 6 =-0, 38820565 x 10 08 = 0,42306964 x 10-7 Seconde surface: asphérique K = O 4 =-0,89232763 x 10 6 =-0,15051096 x 10 8 = 0,73608431 x 10-7
=X 0,73608431 x 1-
Cinquième surface: asphérique K = O 04 = 0,11275623 x 10-3 < 6 = 0, 25817645 x 10 5 08 =-0,22261271 x 10 7 Sixième surface: asphérique K = O 4 - d 4 =-0,29921502 x 10 -6 " 6 = 0,17753430 x 106 O 8 =-0,41314155 x 10-7 = 0,49999999 x 10 9 Neuvième surface asphérique: K = O C 4 =-0,59862508 x 10-4 O 6 = 0,57075458 x 10-6 8 =-0,54521998 x 10- 8 = 0,19963241 x 10-10 Les valeurs de F, f, f B, W et d 5 varient avec l'action de zoom, comme le montre le Tableau 6 ci-dessous.
*Tableau 6
F 4,5 6,3 8,5
f 35,85 50,00 68,00
FB 11,35 23,58 39,13
w 30,5 23,0 17,5 d 5 8,47 5,24 3,07
Exemple 4
La figure 13 est une coupe simplifiée du système de zoom conforme à l'Exemple 4, à l'extrémité
grand angle Le Tableau 7 présente des données spéci-
fiques pour cet exemple Les courbes d'aberration obtenues avec ce système de zoom à l'extrémité grand angle, à la position d'angle intermédiaire et à
l'extrémité petit angle sont respectivement repré- sentées sur les figures 14, 15 et 16.
Tableau 7 Surface n r d N V
1 * 63,664 1,30 1,80100 35,0
2 19,256 2,00 1,72916 54,7
3 * 57,630 3,34
4 * 92,721 3,00 1,51728 69,6
-11,731 Variable
6 * -29,116 2,50 1,58547 29,9
7 -19,623 4,75
8 -10,000 1,80 1,77250 49,6
9 * -65,660
Première surface: Troisième surface: asphérique asphérique
K = 0 K = O
4 = 0,37335714 x 10-3 " 4 =-0,50000002 x 10 3
4 4
6 =-0,23381363 x 10-5 06 = 0,78892879 x 10-6
0 < 8 = O 8 O
8 8
Quatrième surface: Sixième surface: asphérique asphérique
K = O K = O
< 4 =-0,23135254 x 10-3 C 4 = 0,43305326 x 10-4
4 4
56 = 0,25132805 x 10-7 6 = 0,10069011 x 10-5 58 = O 8 = 0,16350554 x 10-8
8 8
Neuvième surface asphérique K = 0 04 =-0,27770270 x 10-4 6 = 0,78884771 x 10 7
68 = O
ç 8 Les valeurs de F, f f B, L et d 5 varient avec l'action de zoom, comme le montre le Tableau 8
ci-dessous.
Tableau 8
F 4,5 6,2 8,5
f 36,05 50,00 68,00 f B 11,30 23,35 38,90
UJ 30,5 23,1 17,5
d 5 7,91 4,69 2,49
Exemple 5
La figure 17 est une coupe simplifiée du système de zoom conforme à l'Exemple 5, à l'extrémité
grand angle Le Tableau 9 présente des données spéci-
fiques pour cet exemple Les courbes d'aberration obtenues avec ce système de zoom à l'extrémité grand angle, à la position d'angle intermédiaire et à
l'extrémité petit angle sont respectivement repré-
sentées sur les figures 18, 19 et 20
Tableau 9
Surface 0 or d N 9 n O
1 * -267,945 2,0 1,75520 27,5
2 * 860,692 7,79
3 32,888 3,50 1,51633 64,1
4 12,150 1,50 1,80518 25,4
* 15,614 Variable
6 * 357,749 3,00 1,58547 29,9
7 48,998 4,81
8 10,688 1,50 1,77250 49,6
9 -113,863
Première surface: asphérique K = O O 4 =-0,16637679 x 10-3 56 =-0, 12474394 x 105 8 = 0,25899414 x 10-7 Deuxième surface: asphérique K = 0 0 =-0,13850736 x 10
0 < = 0,28773396 x 1-
Cinquième surface: asphérique K = O " 4 = 0,24253867 x 104 6 = 0, 64685131 x 10-7 8 =-0,20730672 x 10-8 Sixième surface: asphérique K = O 4 = 0,63100489 x 10-4 O 6 = 0,14545819 x 106 CK 8 = 0,27117914 x 10-8 Les valeurs de F, f, f B, W et d 5 varient avec l'action de zoom, comme le montre le Tableau 10 ci-dessous.
Tableau 10
F 3,6 5,5 8,0
f 39,13 60,00 87,00 f B 13,19 31,28 54,68
0 28,4 19,6 13,9
d 5 8,33 3,72 1,03
Exemple 6
La figure 21 est une coupe simplifiée du système de zoom conforme à l'Exemple 6, à l'extrémité
grand angle Le Tableau 11 présente des données spéci-
fiques pour cet exemple Les courbes d'aberration obtenues avec ce système de zoom à l'extrémité grand angle, à la position d'angle intermédiaire et à
l'extrémité petit angle sont respectivement repré-
sentées sur les figures 22, 23 et 24.
Tableau 11 l
Surface r d N V n O
1 * 223,230 1,50 1,80100 35,0
2 25,220 2,80 1,60311 60,7
3 * -188,485 6,29
4 36,285 3,50 1,55963 61,2
* 19,279 Variable
6 * -168,929 3,00 1,58547 29,9
7 53,327 4,81
8 10,072 1,50 1,77250 49,6
9 53,268
Première surface: asphérique K = O 4 =-0,15064565 x 10 06 =-0,11185335 x 10 5 68 = 0,54297900 x 10 O( = O 54297900 x 10 8 Troisième surface: asphérique K = O 4 =-0,18686928 x 103 6 =-0,11629641 x 105 68 = 0, 14898899 x 10
C= 0,14898899 x 1-
Cinquième surface: asphérique K = 0 -4 oc 4 = 0,53898116 x 10 6 (=r 5743 x 10 X 8 =-0,75734043 x 10 Sixième surface: asphérique K = O o 4 = 0, 76097797 x 10-4 68 = 0,39379218 x 10-6 08 = 0,39379218 x 108 Les valeurs de F, f, f B, W et d 5 varient avec l'action de zoom, comme le montre le Tableau 12 ci-dessous.
Tableau 12
F 3,6 5,5 8,0
f 39,16 60,00 87,00 f B 12,63 29,87 52,20 Cd 28,3 19,6 13,9 d 5 7,80 3,83 1,51
Exemple 7
La figure 25 est une coupe simplifiée du système de zoom conforme à l'Exemple 7, à l'extrémité
grand angle Le Tableau 13 présente des données spéci-
fiques pour cet exemple Les courbes d'aberration obtenues avec ce système de zoom à l'extrémité grand angle, à la position d'angle intermédiaire et à
l'extrémité petit angle sont respectivement représen-
tées sur les figures 26, 27 et 28.
Tableau 13
Surface n r d N V
1 * 26,434 2,00 1,74950 35,3
2 * 34,072 4,88
3 * 44,439 3,50 1,51633 64,1
4 10,041 1,50 1,80518 25,4
13,138 Variable
6 * 1280,856 3,00 1,58547 29,9
7 44,442 4,74
8 10,845 1,50 1,77250 49,6
9 -117,602
Première surface: asphérique K = O 4 = 0,33992982 x 10 3 6 = 0,11890545 x 10 C 8 = 0,47529293 x 10 7 =-0,25538455 x -9 =-O, 25538455 x 1 O-9 Seconde surface: asphérique K = O çx 4 =-0,30307845 x 103 06 = 0, 29612906 x 10 8 = 0,13834532 x 107 Troisième surface: asphérique K = O 04 = -0,96392728 x 104 Sixième surface: asphérique K = O C 4 = 06251 x-4 06 = 0,10985129 x 10-5 C 6 = 0,11434083 x 10-7 08 =-0, 60582298 x 108 8 =-0,40663572 x 10-8 Les valeurs de F, f, f B, W et d 5 varient avec l'action de zoom, comme le montre le Tableau 14 ci- dessous.
Tableau 14
F 3,6 5,5 8,0
f 39,13 60,00 87,00 f B 14,13 32, 90 57,19
W 28,4 19,7 13,9
d 5 8,72 4,15 1,49
Exemple 8
La figure 29 est une coupe simplifiée du système de zoom conforme à l'Exemple 8, à l'extrémité
grand angle Le Tableau 15 présente des données spéci-
fiques pour cet exemple Les courbes d'aberration obtenues avec ce système de zoom à l'extrémité grand angle, à la position d'angle intermédiaire et à
l'extrémité petit angle sont respectivement représen-
tées sur les figures 30, 31 et 32.
Tableau 15
Surface n r d N
1 * 69,265 1,50 1,80100 35,0
2 108,973 2,80 1,60311 60,7
3 * 43,268 6,49
4 * 38,453 4,00 1,55963 61,2
9,000 1,50 1,83481 42,7
6 14,802 Variable
7 * -105,868 3,15 1,58547 29,9
8 26,948 4,69
9 10,612 1,50 1,77250 49,6
* 1012,067
Première surface: asphérique K = O 0 4 =-0,14422600 x 103 6 =-0, 38866300 x 10 6
2 O 8 = O
C 10 = 0,57327400 x 10-10 Troisième surface: asphérique K = O ( 4 =-0, 16767500 x 10 3
0 C 6 = O
o 8 = 0,50306800 x 10-8 Quatrième surface: asphérique K = O c 4 =-0, 22843900 x 10
6 =-0,20316900 x 10-
8 = 0,10334300 x 10 7 Dixième surface: K = O
4 =-0,35996000
6 = 0,31727400
8 ( =-0,29930800
= 0,10557300
Septième surface: asphérique K = O % 4 = 0,24516400 x 104 6 = 0,86419200 x 10-6 8 =-0,15337400 x 10 7 = 0,14726400 x 10-9 asphérique x 10-4 -6 x 106 x 10-8 x 10-10 Les valeurs de F, f, f B, W et d 5 varient avec l'action de zoom, comme le montre le Tableau 16 ci-dessous.
Tableau 16
F 3,6 5,9 8,0
f 39,18 65,00 87,00 f B 12,81 33,57 51,26 Co 28,2 18,2 13,9 d 5 7,90 3,29 1,52
Le Tableau 17 montre des valeurs qui satis-
font les conditions (ai) à (k) dans les Exemples 1-8.
Tableau 17-1
Condition Ex 1 Ex 2 Ex 3 Ex 4 f S/fa -0,20 -0,21 -0,55 -0,13 f S/fb 1,77 1,76 2,10 1,77 f S/fcb -1,48 -1,39 -0,37 -0,14
SF 1 -7,0 -5,8 4,6 20,1
a 40,5 61,2 25,4 35,0 b 25,4 25, 4 _
V 0,18 0,15 0,78 0,60
D 1/f S 0,17 0,20 0,05 0,09
Tableau 17-2
Condition Ex 5 Ex 6 Ex 7 Ex 8 f S/fa -0,14 -0,04 -0,22 0,04 f S/fb 1,67 1,70 1,33 1,57 f S/fcb -0,93 -0,31 -1,13 -1,20 **
SF 1 -0,53 0,08 -7,9 4,32
a 27,5 35,0 35,3 35,0 b _ 25,4 42,7
V 0,68 0,83 0,45 0,88
dl/f S 0,05 0,11 0,05 0,11 ** (f S/fca = -0,071) Comme décrit ci-dessus, le système de zoom de la présente invention est d'un type à deux groupes comprenant des premier et second groupes de lentilles, et le premier groupe de lentilles comprend, dans l'ordre à partir du côté objet, un sous-groupe la ayant une faible vergence et un sous-groupe lb ayant
une vergence positive élevée, l'un au moins des sous-
groupes la et lb employant une lentille collée, tandis
qu'au moins une surface de lentille dans le sous-
groupe la est asphérique Du fait de cette structure, le système de zoom de la présente invention a un faible encombrement et il comprend un plus petit nombre de lentilles élémentaires constitutives, en comparaison avec les systèmes classiques, mais il
corrige néanmoins efficacement des aberrations chroma-
tiques. Il va de soi que de nombreuses modifications
peuvent être apportées au dispositif décrit et repré-
senté, sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (5)
1 Système de zoom, caractérisé en ce qu'il comprend: dans l'ordre, à partir du côté objet, un
premier groupe de lentilles ayant une vergence posi-
tive; et un second groupe de lentilles ayant une vergence négative, la distance entre le premier groupe de lentilles et le second groupe de lentilles étant changée pour accomplir l'action de zoom, le premier groupe de lentilles, comprenant, dans l'ordre à partir du côté objet, un premier sous-groupe ayant une première vergence, et un second sous- groupe ayant une seconde vergence, et en ce que l'un au moins des premier et second sous-groupes comprend une lentille collée ayant une surface collée divergente, au moins une surface de lentille du premier sous-groupe étant
asphérique, et le premier groupe de lentilles satis-
faisant les conditions (ai), (bl) et (c) suivantes: (ai) (bi) (c) -0,7 < f S/fla C 0,3 1,2 < f S/flb ( 2,3 -1,7 < f S/fc < O
avec f S: distance focale du système global à l'extré-
mité grand angle; fia: distance focale du premier sous-groupe; flb: distance focale du second sous-groupe; fc: distance focale de la surface collée dans le premier groupe de lentilles, avec fc = rc/(Nr Nf); et avec rc: rayon de courbure de la surface collée; Nr: indice de réfraction sur la ligne d de la lentille élémentaire du côté image de la surface collée; et Nf: indice de réfraction sur la ligne d de la lentille élémentaire du côté objet de la
surface collée.
2 Système de zoom selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier sous-groupe comprend une seule lentille élémentaire ayant au moins une surface asphérique, le second sous-groupe comprenant une lentille collée qui comporte une lentille positive et une lentille élémentaire négative et qui a une vergence positive et une surface collée divergente, le
premier groupe de lentilles satisfaisant les condi-
tions (a 2), (b 2) et (d) suivantes: (a 2) -0,7 zf S/fl < O (b 2) 1,2 4 f S/f 2-3 < 2,3 (d) -1,7 < f S/fcb t -0,3
avec f S: distance focale du système global à l'extré-
mité grand angle; fi: distance focale du premier sous-groupe; f 2-3: distance focale du second sous-groupe; fcb: distance focale de la surface collée dans le second sous-groupe, avec fcb = rcb/(N 3 N 2); et avec rcb: rayon de courbure de la surface collée; N 2: indice de réfraction de la seconde lentille élémentaire sur la ligne d; et
N 3: indice de réfraction de la troisième len-
tille sur la ligne d.
3 Système de zoom selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier sous-groupe comprend une lentille élémentaire négative et une lentille élémentaire positive collées ensemble, et il comporte au moins une surface asphérique, le second sous-groupe
ayant une seule lentille élémentaire qui a une ver-
gence positive élevée, et le premier gorupe de len-
tilles satisfaisant les conditions (a 3), (b 3) et (e) suivantes: (a 3) -0,3 < f S/fl-2 d 0,3 (b 3) 1,2 < f S/f 3 2,3 (e) -0,7 < f S/fca C O avec f S: distance focale du système global à l'extrémité grand angle; fl-2: distance focale du premier sous-groupe; f 3: distance focale du second sous-groupe; fca: distance focale de la surface collée dans le premier sous-groupe, avec fca = rca/ (N 2 Ni); et avec rca: rayon de courbure de la surface collée;
Ni: indice de réfraction de la première len-
tille élémentaire sur la ligne d; et N 2: indice de réfraction de la seconde lentille
élémentaire sur la ligne d.
4 Système de zoom selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier sous-groupe comprend une lentille élémentaire négative et une lentille élémentaire positive collées ensemble et il comporte
au moins une surface asphérique, ce premier sous-
groupe consistant en une lentille collée ayant une
surface collée divergente, le premier groupe de len-
tilles satisfaisant les conditions (a 4), (b 4) et (f) suivantes: (a 4) -0,3 < f S/fl-2 < 0,3 (b 4) 1,2 < f S/f 3-4 < 2,3 (f) -1,7 < f S/fcb < -0,3 avec f S: distance focale du système global à l'extrémité grand angle; fl-2: distance focale du premier sous-groupe;
f 3-4: distance focale du second sous-groupe.
fcb: distance focale de la surface collée dans le second sous-groupe, avec fcb = rcb/ (N 4 N 3); et avec rcb: rayon de courbure de la surface collée; N 3: indice de réfraction de la troisième len- tille élémentaire sur la ligne d; et
N 4: indice de réfraction de la quatrième len-
tille élémentaire sur la ligne d.
Système de zoom, caractérisé en ce qu'il comprend: dans l'ordre, à partir du côté objet, un
premier groupe de lentilles ayant une vergence posi-
tive; et un second groupe de lentilles ayant une vergence négative, la distance entre le premier groupe de lentilles et le second groupe de lentilles étant changée pour accomplir l'action de zoom; et en ce que le premier groupe de lentilles comprend, dans l'ordre à partir du côté objet, un premier sous-groupe ayant une première vergence et un second sous-groupe ayant une seconde vergence, la première lentille élémentaire
du premier groupe de lentilles satisfaisant la con-
dition (g) suivante: (g) -15 4 SF 1 < -0,3 avec SF 1: facteur de forme de la première lentille élémentaire du premier groupe de lentilles, avec SF 1 = (rl + r 2)/(rl r 2); et avec rl: rayon de courbure de la première surface de la première lentille élémentaire; et r 2: rayon de courbure de la seconde surface de
la première lentille élémentaire.
6 Système de zoom selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface asphérique dans le
premier sous-groupe satisfait la condition (h) sui-
vante: (h) 34 < Va avec Sa: nombre d'Abbe d'une lentille élémentaire, ayant une surface asphérique, du premier sous-groupe. 7 Système de zoom selon la revendication 2, caractérisé en ce que la lentille élémentaire négative de la lentille collée est une lentille asphérique, et cette lentille collée satisfait la condition (i) suivante: (i) b < 34 avec)b: nombre d'Abbe de la lentille élémentaire négative de la lentille collée du second sous- groupe. 8 Système de zoom selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface asphérique dans le premier sous-groupe du premier groupe de lentilles satisfait la condition (j) suivante (j) 0 < AV Z 2 avec AV: somme des variations du coefficient de la distorsion du troisième ordre qui est due à
la surface asphérique dans le premier sous-
groupe. 9 Système de zoom selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il satisfait la condition (k) suivante: (k) 0,1 < dl/f S < 0, 3
avec dl: épaisseur de la première lentille élémen-
taire du premier groupe de lentilles.
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|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20060929 |