L’invention de C. Piazzi Smyth

Revenons au XIX^ème siècle. La courbure d’image de l’objectif d’origine était un défaut jugé rédhibitoire pour un usage universel. Nous savons aujourd’hui que la suppression simultanée de cette aberration et des quatre autres du 3^ème ordre tout en conservant l’achromatisme, n’est possible à grande ouverture, que par l’usage de verres dits nouveaux, où la loi de dispersion n’est plus liée à celle de l’indice. Avec les verres anciens, si l’on aplanit l’image, l’astigmatisme augmente, et vice-versa, sans compter que la distorsion varie elle aussi.

Voici une formule attribuée à Voigtländer, qui tentait d’obtenir avec les verres anciens, un champ plan en disposant les deux focales astigmates de part et d’autre du plan focal paraxial :

Figure 23 . objectif de Petzval (variante), 1840 [n°5]

Si l’on compare avec l’objectif original, l’amélioration de l’image loin de l’axe n’est pas manifeste, et la distorsion réapparaît  [34] .

Figure 24 : Charles Piazzi Smyth
(http://en.wikipedia.org/wiki/Charles_Piazzi_Smyth)

Une solution fort astucieuse fut proposée par Charles Piazzi Smyth, un astronome écossais du XIX^ème siècle. Ce savant fit un voyage en Égypte avec une chambre photographique munie d’un Petzval, et rentra en pestant contre cette optique qui ne couvrait pas nettement le format de ses plaques :  les astronomes sont gens pointilleux en ce domaine. Or C. Smyth savait comme tout le monde que si l’on pose un verre plan convexe sur un dessin, l’image sous le centre de la lentille paraît plus proche.

Figure 25 : peinture de V. Vasarely
imitant l’effet d’une lentille posée sur un quadrillage
(http://home.tele2.fr/verneau/pages/reference9.htm)

En plaçant près de sa plaque une lentille divergente de puissance adéquate, qui « rapprochait » les bords plus que le centre, il courberait l’image de son objectif en sens inverse de sa concavité naturelle, et la rendrait de ce fait plane. Comme la lentille serait très proche de la plaque, elle n’introduirait que peu d’aberrations supplémentaires  [35] . Le système fonctionne, à condition que la courbure d’image ne soit pas trop prononcée. Voici d’ailleurs le calcul rapide et rudimentaire d’une telle lentille, qui aurait pu, moyennant une petite perte d’angle de champ, satisfaire ce savant voyageur au prix d’une sérieuse distorsion.

Figure 26 . Objectif de Petzval avec lentille de Smyth. [n°424]

[34] C’est probablement cette formule qui a servi de départ à l’objectif Jade cité précédemment.

[35] Gageons que, bien que M. Smyth fut pour le moins un savant peu ordinaire, il est improbable qu’il soit parti d’un raisonnement aussi simpliste.