Plus la lentille fontale est grande, meilleure est la définition ?

[raminagrobi]

En astronomie, le critère principal qui permet de connaître le potentiel de
définition d'un instrument est le diamètre de l'objectif/du miroir, la
distance focale étant un paramètre secondaire.
Est-ce que cela s'applique aussi en photo classique ? Si non, pourquoi ? Cela
voudrait dire qu'un 200mm F/2 est forcément plus piqué qu'un 200mm f/4 (sans
tenir compte des autres aberrations ?)

[Corazon]

Bonjour

La taille des lentilles n'a rien à avoir.  Leica fait de très bons objectifs et
ils ont quasi toujours de "petites" lentilles.

Le 70-200/4,0 L IS USM est l'objectif le plus piqué que j'ai, or sa lentille
est inférieure en taille aux versions 2,8 (que j'ai eues).  Seulement les 2,8 L
sont plus anciens et entre temps les techniques ont évoluées : c'est surtout
cela qui fait une différence.

La taille de la lentille frontale conditionne l'ouverture maximale.

Amitiés
Martin

[alain2x]

ce fut longtemps la taille de filtre des Nikkors, y compris le Noct-Nikkor
58mm/1,2
La taille de la lentille avant ne limite que l'ouverture maxi, suivant la
formule optique.
A focale et ouverture égale, un zoom est toujours plus gros qu'une focale fixe
Comparez le 17-55/2,8 AFS et le Micro-Nikkor 55/2,8 : l'un fait 77mm, l'autre
se contentait de 52mm

[raminagrobi]

mais je voudrais que quelqu'un m'explique pourquoi en astronomie la règle
n'est pas la même : le pouvoir séparateur d'un instrument d'astro est
fonction du diamètre de l'objectif. Si ce n'était pas le cas, pourquoi
s'embêter à faire des télescopes géants ? Et pourquoi cette règle semble ne pas
s'appliquer en photo standard...

[Corazon]

A qualité de traitement égale, tu auras plus de détails sur une grande surface
qu'une petite.  Or plus la taille est grande, plus c'est difficile à produire.

Tu peux comparer cela avec un 24*36 et un 645 : la dia est la même, mais la
quantité d'information enregistrée est proportionelle à la taille.

Amitiés
Martin

[uraete]

N'est-ce pas plutôt une question de luminosité ?

[geo444]

la sensibilité a la turbulence est aussi proportio. au diam.
(d'ou les grands téléscopes en altitude ou en orbite)

le prix des lentilles est proportionel au cube du diamètre !
(les grand téléscope modernes sont des réflecteurs)

<< 200mm F/2 est forcément *Plus Piqué* qu'un 200mm f/4 >>
'tention, le diamètre peut améliorer le *Pouvoir Séparateur*
c'est pas tout a fait pareil (*Piqué* = micro contraste) !!

tout ça suppose qu'on arrive a façonner de Grandes lentilles
.. aussi parfaites que des petites, ce qui n'est pas gagné !

effet de la Turbulence : Fuji S2 avec 360/5.6 seulement..
.. admirez la tronche gondolée des menuiseries alu ;o)) =>
(et ce n'est que le matin !!!)

[Darth]

a raison!

En fait en astronomie on privilégie un grand diametre pour avoir un maximum de
luminosité!

En effet, on cherche à collecter le plus de lumière possible afin d'observer
dans les meilleur conditions possible le ciel profond!!!

Car si on ne fait que du planétaire, la focal prendra vite le pas sur le
diamètre, car les planette son très lumineuse.

[Alain]

la definition est proportionnelle à l'ouverture, a chaque fois qu'on ferme le
diaph on augmente la diffraction, MAIS
il y a un mais, une definition moyenne avec un fort contraste donnera une
impression de netteté superieure à une haute definition avec un faible
contraste, en astro on a besoin de definition absolue, et qu'un point lumineux
(une etoile) reste un point lumineux et non une tache due à la diffraction, en
photo generaliste on fait des compromis sur le contraste, le vignetage (on s'en
fout en astro) les corrections geometriques etc... toute la difference est
là.

[geo444]

l'Abérration Chromatique augmente aussi avec le ratio F/D !

d'ou l'utilisation de couteux verres ED (fpl-51/53)
.. ou carrément de Fluorite hors de prix et fragile !

on peut faire sans avec des F/D supérieurs a 10 !! :^(((
.. ou avec d'encombrantes formules Petzval F/D > 6 ...

qques tuyaux ;o) =>

[seba]

Plus le rapport F/D est petit, meilleure sera la définition.

Ainsi, un objectif ouvert à 1 aura une définition double d'un objectif ouvert à
2, etc...définition qui sera limitée par le diamètre de la tache d'Airy.

Seulement, les objectifs photo laissent subsister des aberrations qui sont loin
d'être négligeables et qui sont plus importantes à grande ouverture.

Pour les objectifs astronomiques destinés à atteindre la résolution théorique,
le fabricant s'efforce de corriger les aberrations pour le centre de l'image
sans se préoccuper des aberrations à plus grand champ (mais selon la formule
optique les aberrations peuvent tout de même être minimisées sur un certain
champ).

Idem en microscopie où les objectifs, d'une ouverture extrême et très bien
corrigés, atteignent la résolution théorique.

Un autre exemple : les ultra micro-Nikkors, très ouverts, qui atteignent aussi
la résolution théorique à pleine ouverture (mais sur un très petit champ).
L'objectif que je montre n'a d'ailleurs pas de diaphragme.

En conclusion, la résolution augmenterait aussi avec l'ouverture si les
objectifs photos étaient suffisamment corrigés, ce qui n'est en général pas le
cas.

[Pierre-Marie]

Un objectif photo est rarement un système grossissant. D'autant qu'on fait de
la photo au foyer, sans oculaire. Une lentille convergente de 50 mm de diamètre
devrait pouvoir donner tout son pouvoir séparateur avec un grossissement de 50
fois. Soit, sur appareil photo, une focale de presque 2,5 mètres avec un 24x36.
Nous en sommes très loin et tu ne verras pas de figure d'Airy sur tes prises de
vues.

[seba]

Le pouvoir de résolution théorique n'a rien à voir avec le grossissement, les
objectifs pour la microlithographie fonctionnent comme des objectifs
photographiques et atteignent la résolution théorique.

[JP64]

Les instruments d'astronomie sont corrigés pour que seule la diffraction limite
la netteté de l'image au centre. Donc le diamètre de l'instrument est
déterminant.
Les objectifs photographiques sont corrigés pour d'autres raisons : Champs
étendus, différentes distances de map, abérations chromatiques, distorsion, etc,
et n'atteignent pas toujours le pouvoir séparateur théorique de la diffraction,
le diamètre n'est donc pas seul déterminant.
Mais si l'on diaphrame trop, la diffraction reprends le dessus sur les autres
abérations et cela diminue la netteté des images (en général ouverture 8 ou 11).

[kochka]

D'où les grandes lentilles pour capter les quelques photons qui passent et
avoir de temps de pose acceptables.
Tout est affaire de compromis.

[seba]

Un miroir de télescope de grand diamètre bénéficiera à la fois d'une surface
collectrice plus importante et d'une résolution plus élevé.

[astrophoto]

il y a deux cas de figure bien distincts.

1) la photo de ciel profond (nébuleuses, galaxies, amas d'étoiles). On
travaille soit au foyer, soit avec un réducteur de focale, avec un rapport
d'ouverture pas trop grand, compris généralement entre 4 et 10. On ne cherche
pas à approcher les capacités de résolution théoriques de l'ouverture, en
longue pose on est le plus souvent limité par les défauts de suivi et la
turbulence atmosphérique qui empâte les images. Comme on cherche à travailler
avec un rapport d'ouverture le plus petit possible pour gagner en temps de
pose, à focale égale un instrument de plus grand diamètre est plus prisé.
La situation est finalement très similaire à ce qui se passe en photo courante,
où on préfère un 300/2.8 plutôt qu'un 300/4 (à qualité optique égale) surtout
si on travaille en basse lumière. La lentille frontale du 300/2.8 est plus large
que celle du 300/4 mais on ne bénéficie pas d'une meilleure résolution (focale
bien trop courte pour ça), juste d'un gain de lumière.

2) la photo planétaire. Ces objets étant très petits angulairement (Jupiter ne
fait même pas 1', soit moins de 1/60 de degré), il faut agrandir l'image et
travailler en général à des rapports d'ouverture entre 20 et 30 afin d'aller
chercher les capacités ultimes de l'instrument, chose que l'on ne fait jamais
en photo courante.

Thierry

[astrophoto]

sur les instruments astro, le diamètre de l'objectif (ou des miroirs s'il
s'agit d'un télescope) est représentatif des capacités de résolution, parce
que la pupille d'entrée est située à ce niveau. Même chose pour un
téléobjectif.
Par contre, pour un grand-angle, la pupille d'entrée est bien plus à
l'intérieur de l'objectif et le diamètre de la lentille frontale n'est pas
représentatif de cette pupille. Par exemple, si on calcule le diamètre pour le
Canon 24/1.4, ça fait seulement 17mm (24 divisé par 1,4), or la lentille
frontale est bien plus large que ça. Il serait d'ailleurs impossible de
concevoir un 24mm comme une lunette astronomique (objectif doublet), pour la
simple raison que la distance entre l'objectif et le capteur est plus grande
que la focale (sur les boitiers Canon, le plan de la baïonnette et le capteur
sont distants de 44mm), d'où des formules optiques plus compliquées dites
"retrofocus".

Thierry

[senbei]

tu sais, si je fabrique moi-même mon miroir astro en tapissant un grand wok de
papier alu, j'aurai une moins bonne qualité optique qu'une lunette de
poche...
C'est pareil pour les optiques en plastique d'opticiens plus connus pour leurs
tarifs au raz des pâquerettes que pour leurs performances optiques (exemple en
lien : vous achêteriez ?)

A la limite, même s'il y a des exceptions, il vaut mieux prendre pour adage
"plus c'est cher, meilleure est la définition"...

[geo444]

c'est sur que pour y distinguer des détails, y'a intéret
a avoir le meilleur Pouvoir Séparateur possible, au centre
de l'instrument au moins, d'ou des images assez précises
malgré les cibles microscopiques utilisées : les WebCams !

d'ailleurs les Instruments Simples ne résolvent bien qu'au
centre, le reste de l'image est gaché par la Coma pour les
Newton (Miroir) et par un Champ Courbé pour les Lunettes !
(sauf Lunettes Petzval a deux doublets)

voila ce qui arrive quand on ne met pas de correcteur !
l'étoile en Haut a Droite semble une Comète justement (Coma)

Holmes, avant-hier soir,
Eos 20d 8 sec a 1600 iso =>

[seba]

Non mais faut voir la théorie et la pratique.
La théorie, c'est que avec un objectif suffisamment corrigé la résolution
augmente quand f/D diminue.

Si c'est le but de l'opticien, on arrive effectivement à la résolution
théorique pour des objectifs très ouverts et de focales très courtes (bien plus
ouverts que 2,8 et bien plus courtes que 300mm) : ce sont les objectifs de
microscopes.

Pour les objectifs photo, la résolution n'a pas besoin d'être aussi extrême et
comme il faut corriger les aberrations sur l'ensemble du champ et que ceci
aboutit à des compromis, effectivement il serait hasardeux de dire qu'un
300/2,8 a une résolution supérieure à un 300/4.

[Ronan]

Plus c'est gros, plus ça collecte de lumière et plus on peut allonger la focale
(ie le grandissement) sans avoir au bout une image ridiculement sombre. Les gros
télescopes type Hawaï ou plateaux andins ont des focales de l'ordre de 16 m
(soit au moins autant que ce qu'un amateur peut faire avec un paquet de barlows
pour des objets lumineux types planètes) mais au foyer primaire soit vers F/D 2
diamètre de 8 m dans cette hypothèse).
Ainsi, on a sur le ciel profond le même grandissement et le même pouvoir
séparateur qu'un amateur très bien équipé en planétaire, mais avec une
luminosité formidable. C'est aussi bête que cela?
Amicalement-Ronan

[tili]

si c'était le cas :
"Ainsi, on a sur le ciel profond le même grandissement et le même pouvoir
séparateur qu'un amateur très bien équipé en planétaire "
Les lois de l'optique auraient changées ?

Pouvoir résolvant en radians = 1,2 fois la longueur d'onde de la lumière / par
le DIAMETRE de l'instrument.

Le diamètre est directement impliqué dans le pouvoir résolvant. Plus le diamètre
est petit, plus les détails sont noyés dans la même tâche d'Airy (tâche de
diffraction).

C'est pour cela qu'on privilégie le diamètre outre la luminosité. Mais de
toute façon comme Astrophoto le dit très bien, les facteurs limitants sont
nombreux : mécaniques, atmosphères et optiques (état de surface de l'optique,
...).
En astro, pour définir le maximum de résolution que l'on a eu sur une
observation, on parle souvent de : R0 de Xmm ou X définit le diamètre.
Par exemple, si j'ai eu une figure d'Airy parfaite avec un 250mm (de diamètre)
je pourrai dire que j'ai eu un R0 de 250mm, si c'est avec un 600mm alors
j'aurai eu un R0 de 600mm (ce qui est exceptionnel et cela ne m'est arrivé que
quelques fois : moins que de doigts sur une main).

[seba]

Déjà en astrophoto, en ce qui concerne la photométrie des objets, il faut
distinguer les objets ponctuels (vis-à-vis du récepteur) et les objets étendus.
Pour les objets ponctuels, la luminosité de l'image est fonction de la surface
du collecteur.
Pour les objets étendus, la luminosité de l'image est fonction du rapport f/D.

En outre, pour les grands télescopes, il y a en général plusieurs foyers
(primaire, cassegrain, nasmyth, coudé) dont certains ont un grand rapport f/d,
utiles à telle ou telle application.

Ensuite, avec les instruments de la dernière génération, l'optique adaptative
rend possible des résolutions auxquelles l'amateur très bien équipé n'a pas
accès, et là le diamètre important du miroir (outre son pouvoir collecteur) est
beaucoup mieux exploité.
Pour ceci il est important que le miroir primaire soit poli à la précision
nécessaire pour atteindre la résolution théorique.

Pour finir, en mode interférométrique, la recherche de la résolution maximale ne
s'acoompagne pas de la recherche de la luminosité maximale.
Ce mode est largement utilisé en radioastronomie et offre actuellement une
résolution bien meilleure que les télescopes optiques.

Jetez un coup d'oeil aux photos du télescope spatial Hubble ou à celles des
grands télescopes avec optique adaptative et vous verrez que la recherche d'une
grande luminosité n'est pas le seul but pour les grands diamètres.

[tili]

le simple fait de reconnaitre que tu t'es planté te laisse un tel gout amer que
tu ne répondes pas ?
Moi, pour ma part je sais en public reconnaitre mes erreurs.
Donc, j'en rajoute :
"Ainsi, on a sur le ciel profond le même grandissement et le même pouvoir
séparateur qu'un amateur très bien équipé en planétaire, mais avec une
luminosité formidable. C'est aussi bête que cela "
C'est plus que bête, c'est idiot. Allé avec la verve qui te caractérise et
surtout ton bagage journalistique, botte moi le cul et essaye de me démontrer
que j'ai tord.