Utiliser des lentilles tubes avec des objectifs corrigés à l'infini

Cette note correspond à la Section 9.2 du Guide de Ressources en Imagerie.

Pour créer une image avec un objectif corrigé à l'infini, il faut utiliser une lentille tube pour faire la mise au point de l'image. Un avantage de l'utilisation d'un objectif corrigé à l'infini avec une lentille tube est qu'il peut y avoir un espace entre l'objectif et la lentille tube. Cet espace permet d'insérer des composants optiques supplémentaires dans le système, tels que des filtres optiques ou des séparateurs de faisceau. La distance entre un objectif corrigé à l'infini et la lentille tube (L) peut être modifiée par rapport à la distance recommandée ou optimale, mais cela aura une incidence sur le diamètre du champ d'image ($ \varnothing $). Les équations 1 et 2 sont des formules d'approximation pour déterminer la relation entre ($ \varnothing $) et L.

(1)$$ \varnothing_1 =2 \times f_1 \times \text{NA} $$

(1)

$$ \varnothing_1 =2 \times f_1 \times \text{NA} $$

où $ \small{\varnothing _1} $ est la pupille de sortie de l'objectif, $ \small{f_1} $ est la distance focale de l'objectif, et NA est l'ouverture numérique de l'objectif.

(2)$$ L = \frac{ \left( \varnothing_2 - \varnothing_1 \right) \times f_2 }{\varnothing} $$

(2)

$$ L = \frac{ \left( \varnothing_2 - \varnothing_1 \right) \times f_2 }{\varnothing} $$

Où L est la distance entre l'objectif et la lentille tube, $ \small{\varnothing _2} $ est la pupille d'entrée de la lentille tube, $ \small{f_2} $ est la distance focale de la lentille tube, et $ \small{\varnothing } $ est le diamètre du champ d'image.

Exemple d'application:

En utilisant un objectif M Plan APO 10X (#46-144), une lentille tube MT-1 (#54-774) et une caméra à capteur 2/3", quel est l'espacement maximal entre la lentille tube et l'objectif sans vignettage ? La distance focale de l'objectif ($ \small{f_1} $) est de 20 mm et la NA est de 0,28, le diamètre de la pupille de sortie peut donc être calculé :

(3)$$ \varnothing_1 = 2 \times 20 \text{mm} \times 0,28 = 11,2 \text{mm} $$

(3)

$$ \varnothing_1 = 2 \times 20 \text{mm} \times 0,28 = 11,2 \text{mm} $$

Un capteur d'image 2/3" a une diagonale de 11 mm, donc $ \varnothing $ doit être au moins de 11 mm. La distance focale de la lentille tube MT-1 est de 200 mm et le diamètre de la pupille d'entrée est de 24 mm. Par conséquent,

(4)$$ L = \frac{ \left( 24 \text{mm} - 11,2 \text{mm} \right) \times 200 \text{mm} }{11 \text{mm}} = 232,7 \text{mm}$$

(4)

$$ L = \frac{ \left( 24 \text{mm} - 11,2 \text{mm} \right) \times 200 \text{mm} }{11 \text{mm}} = 232,7 \text{mm}$$

Tant que l'espacement entre la lentille tube et l'objectif est inférieur à 232,7 mm, il n'y aura pas de vignettage.

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