Deux objectifs décortiqués

[seba]

Une nouvelle page technique de PierreT (trop discret parmi nous).
Des animations graphiques étonnantes.

http://www.pierretoscani.com/objectifs.html

[Verso92]

Superbe boulot, comme d'hab !

;-)

[Barbej]

magnifique travail ; extrêmement bien illustré et expliqué

[seba]

Vous pouvez remarquer que pour le zoom 70-200 la distance focale augmente légèrement en mise au point rapprochée, alors que vu la distance de mise au point et le rapport de reproduction, on pourrait s'attendre au contraire (d'ailleurs dans les tests il est généralement indiqué une diminution importante de la distance focale).
Ce paradoxe apparent mériterait une explication.

[Tonton-Bruno]

magnifique travail ; extrêmement bien illustré et expliqué

+1

[remi56]

Un travail très impressionnant et magnifique; cela fait penser, avec l'apport d'outils informatiques, aux magnifiques éclatés de Michel de Ferrière que l'on trouvait autrefois dans Phot'argus.

[AlainNx]

Vous pouvez remarquer que pour le zoom 70-200 la distance focale augmente légèrement en mise au point rapprochée, alors que vu la distance de mise au point et le rapport de reproduction, on pourrait s'attendre au contraire (d'ailleurs dans les tests il est généralement indiqué une diminution importante de la distance focale).
Ce paradoxe apparent mériterait une explication.

Un paradoxe constaté et documenté pour le 70-200/2,8-VR2.
Peut-être Pierre parle-t-il du VR1 ?

Au fait, JMS pourrait-il remettre ce fil dans la bonne case "Objectifs Nikon" ?

[JMS]

Non, je n'ai pas la main sur les fils "boîtiers" je ne modère que les objectifs ...

[seba]

Oui je me suis trompé de rubrique.

[seba]

Un paradoxe constaté et documenté pour le 70-200/2,8-VR2.
Peut-être Pierre parle-t-il du VR1 ?

Je crois qu'il s'agit effectivement du VR1.
Mais le paradoxe est le même.

On ne peut pas déterminer la distance focale à partir de la distance de mise au point et du rapport de reproduction.

[PierreT]

Bonjour,

Le paradoxe est dû au fait que la tendance naturelle du photographe est d’assimiler tout objectif à une lentille mince. Or, lorsqu’il est question d’objectifs épais et complexes, la comparaison montre ses limites ; un peu comme si l’on assimilait Ariane V à un ballon de baudruche en phase d’expiration : dans les deux cas il est question de quantité de mouvement. Cependant, pousser la comparaison au-delà est très risqué…

Rappels (très simples)… Un objectif est en grande partie caractérisé par ses quatre points cardinaux (foyers principaux objet et image, points principaux objet et image). La position de l’objet par rapport à ces points cardinaux détermine la position et la dimension de l’image correspondante. Point objet, points cardinaux et point image forment un système cohérent.

Lorsqu’un objectif de distance focale donnée est en configuration de mise au point à l’infini, l’image d’un point objet situé à l’infini se forme précisément dans le plan focal de l’objectif. Si le point objet est situé sur l’axe optique, le point image correspondant se forme également sur l’axe optique ; il est alors confondu avec le foyer principal image de l’objectif.

Si le point objet se rapproche des points cardinaux de l’objectif, son image ne se forme plus au foyer principal image mais en arrière de celui-ci, à une distance d’autant plus grande que le point objet est proche. L’espace qui se créé entre le foyer principal image et le point image (appelé distance ultra-focale) dépend de la distance de l’objet, et détermine le grandissement : G = distance ultra-focale / distance focale.

L’opération de mise au point consiste à faire coïncider le plan image avec le plan du capteur, quelle que soit la valeur de la distance ultra-focale. Pour ce faire on peut :
-   déplacer le capteur par rapport au foyer principal image de l’objectif (celui-ci restant fixe) ;
-   déplacer le foyer principal image de l’objectif en déplaçant ce dernier par rapport au capteur ;
-   modifier les caractéristiques de l’objectif de manière à déplacer son foyer principal image par rapport au capteur ;
-   combiner deux des trois moyens précédents.

Avec la plupart des objectifs modernes de distance focale “fixe” ou variable (zooms), la mise au point s’effectue en modifiant les caractéristiques du système optique de l’objectif, ce dernier restant fixe (dans sa globalité) par rapport au capteur. La position du plan image est maintenue constante par rapport à l’objectif, précisément à la surface du capteur, quelle que soit la position de l’objet, donc quelle que soit la valeur de la distance ultra-focale.

C’est là que les choses se compliquent…

Lorsque l’objet se rapproche, la distance ultra-focale augmente ; donc, pour maintenir la fixité du plan image, le foyer principal image doit obligatoirement se déplacer vers l’avant. Quelques éléments mobiles du système suffisent à assurer cette adaptation. Pour déplacer le foyer principal image de l’objectif vers l'avant sans modifier la position globale de ce dernier on peut :
-   essentiellement* déplacer son point principal image,
-   essentiellement* diminuer sa distance focale,
-   combiner (plus ou moins) les deux moyens.

*) “essentiellement”, car toute action sur un paramètre altère également, plus ou moins, l’autre.

C’est essentiellement par déplacement du point principal image que le 70–200 mm f/2.8 VR 1 effectue la mise au point. Pendant le processus, la distance focale est légèrement altérée car le foyer principal image se déplace moins vite que le point principal image. La distance focale augmente donc lorsque le plan de mise au point se rapproche (et inversement).

Ainsi, en configuration de mise au point à l’infini et à la distance focale nominale de 200 mm, la distance focale effective est de 196 mm. Elle augmente progressivement pour atteindre 202,6 mm lorsque l’objectif est en configuration de mise au point mini (1,5 m). Compte tenu du déplacement du point principal image, la distance ultra-focale est alors de 33,4 mm. On obtient donc le grandissement G = 33,4 / 202,6 = 0,165.

Pour un grandissement identique avec une lentille mince, dans les mêmes conditions de distance objet-image, la distance focale doit être de 182,2 mm… Voilà comment le fait d’assimiler certains objectifs à une lentille mince peut conduire à des déductions fausses, voire contraires à la réalité.

PS : Merci à tous pour les compliments !