192

Termes d'optique

193

Qu'est-ce que la « lumière » ?La lumière est un phénomène physique quiimplique la création de la vision par lastimulation des nerfs optiques et qui peut êtredéfini de manière générale comme un typed'onde électromagnétique.Les types de rayonnement électromagnétiquevarient selon la longueur d'onde. Encommençant par les longueurs d'onde les pluscourtes, les rayonnements électromagnétiquespeuvent être de type rayon gamma, rayon X,rayon de lumière ultraviolette, rayon delumière visible, rayon de lumière infrarouge,rayon de lumière infrarouge lointaine,rayonnement à micro-onde, rayonnement àonde ultracourte (VHF), rayonnement à ondecourte, rayonnement à onde moyenne (MF) etrayonnement à onde longue. En photographie,les longueurs d'onde les plus utilisées sesituent dans la zone de la lumière visible(400 nm à 700 nm). La lumière étant un typede rayonnement électromagnétique, on peut laconsidérer comme un type d'onde entrantdans la catégorie des « ondes lumineuses ».Une onde lumineuse peut être considérée

comme une onde électromagnétique danslaquelle un champ électrique et un champmagnétique vibrent à angles droits l'un parrapport à l'autre dans un plan perpendiculaireà la direction de propagation. Les deuxéléments d'une onde lumineuse que l'œilhumain perçoit sont la longueur d'onde etl'amplitude. Les différences de longueurd'onde sont perçues comme des différences decouleur (dans le spectre de lumière visible) etles différences d'amplitude comme desdifférences de luminosité (intensité de lalumière). Le troisième élément, que l'œilhumain ne perçoit pas, est la direction devibration dans le plan perpendiculaire à ladirection de propagation de l'onde lumineuse(lumière polarisée).

RéfractionLa réfraction est un phénomène par lequel ladirection de propagation d'un rayon delumière change lorsque la lumière passe d'unmilieu, tel que le vide ou l'air, à un autremilieu, tel que le verre ou l'eau, ou vice versa.

Indice de réfractionL'indice de réfraction est une valeurnumérique caractérisant le degré deréfraction d'un milieu, calculée selon laformule n = sin i/sin r. « n » est uneconstante qui ne dépend pas de l'angled'incidence du rayon lumineux mais indiquel'indice de réfraction du milieu réfringentpar rapport au milieu d'origine de lalumière.En termes de verre optique, « n » corresponden général à l'indice de réfraction du verrepar rapport à l'air.

DispersionLa dispersion est un phénomène par lequelles propriétés optiques d'un milieu varientselon la longueur d'onde de la lumièretraversant ce milieu. Lorsque la lumières'introduit dans un objectif ou un prisme, lescaractéristiques de dispersion de l'objectif ou

du prisme font varier l'indice de réfractionselon la longueur d'onde, dispersant ainsi lalumière. Ce phénomène est parfois appelé« dispersion des couleurs ».

Dispersion partielle anormaleL'œil humain perçoit la lumièremonochromatique dont la longueur d'onde estcomprise entre 400 nm (violet) et 700 nm(rouge). Dans cette plage, la dispersionpartielle est la différence d'indice de réfractionentre deux longueurs d'onde. La plupart dessupports optiques classiques présentes despropriétés de dispersion partielle similaires.Celles de certains types de verre sont toutefoisdifférentes. C'est le cas du verre dont ladispersion partielle est d'autant plusimportante que la longueur d'onde est courte,le verre FK dont l'indice de réfraction et lespropriétés de dispersion sont faibles, lafluorite et le verre dont la dispersion partielleest d'autant plus importante que la longueurd'onde est grande. Ces types de verre ont despropriétés de dispersion partielle anormales.Ils servent à la fabrication de lentillesapochromatiques visant à corriger lesaberrations chromatiques.

RéflexionContrairement à la réfraction, la réflexion estun phénomène par lequel un rayon de lumièreentrant en contact avec la surface du verre oud'une autre matière se brise et se propage dansune toute nouvelle direction. Le sens de lapropagation reste le même, quelle que soit lalongueur d'onde. Lorsque la lumière traverseune lentille sans traitement anti-reflet, environ5 % de la lumière est réfléchi à la surface decontact entre le verre et l'air. La quantité delumière réfléchie dépend de l'indice deréfraction du matériau.→Traitement (P.174)

Qu'est-ce que la lumière en photographie ?

Phénomènes élémentairesrelatifs à la lumière

Figure 1 Proche de l'œil humain

Figure 2 Proche de l'œil humain

Figure 3 Réfraction de la lumière

Figure 4 Dispersion de la lumière par un prisme

Figure 5 Réflexion de la lumière

Longueur d’onde

TBF

(1kHz)

(1MHz)

(1GHz)

(1THz)

FL

FMOndes

radio

km

mm

0,77RougeOrangeJauneVertBleuViolet

0,64

0,59

0,55

0,49

0,43

0,38

1nm

1µm

1Å

HF

TBF

UHF

SHF

EHF

TBF(Onde ultra-longue)

FL(Onde longue)

FM(Onde moyenne)

HF(Onde courte)

TBF(Onde ultra-courte)

UHF(Onde décimétrique)

SHF(Onde centimétrique)

EHF(Onde millimétrique)

Infrarouge

Ultraviolet

X rays

1 e V

1keV

1MeV

Micro

Fréquences103

1 0400104

105

106

107

108

109

1010

1011

1012

1013

1014

1016

1017

1018

1019

1020

1021

Onde décimillimétrique

Infrarougelointain

Proche infrarouge

Ultravioletextrême

Rayons lumineux visibles

µm

1015

Amplitude

Longueur d’onde

Direction de propagation

Champ électrique

Champ magnétique

Angle d’incidence

Angle de réfraction

i

r

Verre optique ordinaire

RRYB

RY

YB

B

Verre optique spécial

Dispersion partielle extraordinaire

Réflexion normale Réflexion anormale

Surface plane, surface plane et lisse Surface bute

Ligne de centralité

194

DiffractionLa diffraction est un phénomène par lequeldes ondes lumineuses contournent les bordsd'un objet et pénètrent dans la zone d'ombrede celui-ci, en raison de la nature ondulatoirede la lumière. Dans un objectifphotographique, la diffraction peut entraînerdes reflets (lumière diffuse), qui se produisentlorsque des rayons lumineux enveloppent lesbords du diaphragme. Bien que la lumièrediffuse due à la diffraction ait tendance àapparaître lorsque le diamètre du diaphragmeest inférieur à une certaine taille, en réalité cephénomène ne dépend pas seulement dudiamètre du diaphragme mais également dedivers facteurs tels que la longueur d'onde dela lumière, la distance focale de l'objectif et lerapport d'ouverture. La lumière diffuse réduitle contraste et la résolution d'image, etproduit ainsi une image plus douce. Leséléments optiques feuilletés de diffractiondéveloppés par Canon permettent decontrôler la direction de la lumière en créantintentionnellement une diffraction.

Axe optiqueL'axe optique est la ligne droite reliant le centredes surfaces sphériques de chaque côté d'unelentille. En d'autres termes, l'axe optique est laligne centrale hypothétique reliant le centre dela courbe de la surface de chaque lentille. Dansles objectifs photographiques intégrant

plusieurs lentilles, il est primordial que l'axeoptique de chaque lentille soit parfaitementaligné sur les axes optiques de toutes les autreslentilles. Les zooms, qui comportent plusieursgroupes de lentilles aux mouvementscomplexes, requièrent un montage de précisionpour conserver un bon alignement de l'axeoptique.

Rayon paraxialUn rayon paraxial est un rayon lumineuxproche de l'axe optique et incliné selon unangle très petit par rapport à l'axe optique. Lepoint de convergence des rayons paraxiaux estappelé le foyer paraxial. En principe, l'imageformée par un rayon paraxialmonochromatique ne comporte pasd'aberration. Le rayon paraxial est donc unélément essentiel dans la compréhension dufonctionnement de base des systèmes optiques.

Rayon principalLe rayon principal est un rayon lumineuxtraversant l'objectif, selon un certain angle età un point autre que le point de l'axeoptique, en passant par le centre del'ouverture du diaphragme. Les rayonslumineux principaux sont les rayonslumineux de base utilisés pour l'expositiond'une image, quelle que soit l'ouverture dudiaphragme, de la plus grande à la pluspetite.

Faisceau parallèle de rayonsUn faisceau parallèle de rayons est un groupede rayons lumineux circulant parallèlement àl'axe optique depuis un point infinimentéloigné. Lorsque ces rayons traversent unobjectif, ils convergent en forme de cône pourformer une image point dans le plan focal.

Lancer de rayonsLe lancer de rayons est une techniqued'optique géométrique permettant decalculer l'état de divers rayons lumineuxtraversant un objectif. Les calculs sonteffectués à l'aide d'ordinateurs puissants.

Ouverture/ouverture effectiveL'ouverture d'un objectif est liée au diamètredu groupe de rayons lumineux qui letraverse, et détermine la luminosité del'image formée sur le plan focal. L'ouvertureoptique (ou ouverture effective) est différentede l'ouverture réelle de l'objectif car elledépend davantage du diamètre du groupe derayons lumineux traversant l'objectif que dudiamètre réel de l'objectif. Lorsqu'unfaisceau parallèle de rayons atteint l'objectifet qu'un groupe de rayons traversel'ouverture du diaphragme, le diamètre de cegroupe de rayons lumineux, lorsqu'il atteintla surface avant de l'objectif, correspond àl'ouverture effective.

Stop/diaphragme/ouvertureCe mécanisme sert à régler le diamètre dugroupe de rayons lumineux traversantl'objectif. Dans le cas des objectifsinterchangeables destinés à des appareils photoreflex mono-objectif, ce mécanisme consistegénéralement en un diaphragme iris formé deplusieurs lamelles mobiles déterminant lediamètre d'ouverture. En ce qui concerne lesobjectifs traditionnels pour appareils photoreflex mono-objectif, l'ouverture se règle entournant une bague située sur la monture del'objectif. Cependant, le réglage de l'ouverturedes objectifs modernes se contrôle en généralvia une molette électronique située sur leboîtier de l'appareil photo.

Diaphragme à ouverture circulaireDans le cas d'un diaphragme à ouverturenormale, la fermeture de l'ouvertureentraîne la formation d'un polygone.A l'inverse, un diaphragme à ouverturecirculaire optimise la forme des lamellesafin de former un cercle presque parfaitmême lorsque l'ouverture doit être réduiteconsidérablement depuis l'ouverturemaximum. Les photos réalisées avec unobjectif équipé d'un diaphragme à ouverturecirculaire offrent un magnifique effet de flouen arrière-plan, car la source ponctuelle estcirculaire.

Diaphragme automatiqueMécanisme de diaphragme généralementutilisé pour les appareils photo reflex mono-objectif, qui reste entièrement ouvert lors de lamise au point et de la composition afin defournir une image claire dans le viseur, maisqui se ferme automatiquement jusqu'àl'ouverture nécessaire pour une bonneexposition lorsque vous appuyez sur ledéclencheur, puis s'ouvre de nouveauautomatiquement lorsque l'exposition estterminée. Tandis que les objectifs traditionnelsutilisent des moyens de liaison mécaniquespour contrôler le fonctionnement automatiquedu diaphragme, les objectifs EF s'appuient surdes signaux électroniques pour offrir uncontrôle plus précis. Vous pouvez observer cetteréduction instantanée de l'ouverture enregardant l'avant de l'objectif lorsque ledéclencheur est actionné.

Distance d'incidenceLa distance d'incidence est la distanceséparant de l'axe optique un rayon parallèleatteignant l'objectif.

Pupille d'entrée/de sortieL'image de l'objectif côté objet du diaphragme,c'est à dire l'ouverture apparente observéedepuis l'avant de l'objectif, s'appelle la pupilled'entrée, et est équivalente à l'ouvertureeffective de l'objectif. L'ouverture apparente

Termes d'optique relatifs à lapénétration de lumière dans un

objectif

Figure 7 Termes d'optique relatifs à lapénétration de lumière dans unobjectif

Figure 6 Diffraction de la lumière

Faisceau parallèle de rayons

Rayonparaxial

Point focal paraxial

Distanced'incidence

Rayon principal

Ouverture

PointfocalDiamètre

d'ouverture

Axeoptique

Ouvertureeffective

Lumièrediffractée

Lumière à progression directe

Maximum central

Ouverture

Phénomène de diffractionvisible sur la surface de líe au

Lumière incidenteRépartition de l’intensité lumineuse

Premier cercle d’ombre

Premier cercle lumineux

195

observée depuis l'arrière de l'objectif (l'image del'objectif côté image du diaphragme), s'appelle lapupille de sortie. A partir d'un point sujet, lesrayons lumineux qui forment l'image créent uncône de rayons lumineux dont le point sujet estle sommet et la pupille d'entrée la base. Del'autre côté de l'objectif, les rayons lumineuxsortent, formant un cône dont la pupille de sortieest la base et le plan de l'image le sommet. Lespupilles d'entrée et de sortie sont de formeidentique au diaphragme et leur taille estdirectement proportionnelle à celle de celui-ci.Ainsi, même si le montage de l'objectif n'est pasconnu, il est possible de représentergraphiquement les rayons lumineux qui formentl'image dans la mesure où la taille et la positiondes pupilles d'entrée et de sortie sont connues. Ilest donc indispensable de connaître les pupillesd'entrée et de sortie pour la prise en compte defacteurs de performance tels que la quantitétotale de lumière atteignant l'objectif, lamanière dont l'image est rendue floue et lesaberrations.

Ouverture angulaireL'ouverture angulaire est l'angle entre lepoint sujet situé sur l'axe optique et lediamètre de la pupille d'entrée, ou celui entrele point image situé sur l'axe optique et lediamètre de la pupille de sortie.

Distance focale arrièreLa distance focale arrière est la distanceentre la surface de référence d'un objectifd'appareil photo et son plan focal (plan dufilm). Sur tous les appareils équipés dusystème EOS, la distance focale arrière

est fixée à 44,00 mm. La distance focalearrière est parfois appelée focale arrière.

Mise au point arrièreDans le cas d'un objectif mis au point surl'infini, la distance le long de l'axe optique entrele sommet de la dernière surface vitrée arrièreet le plan focal s'appelle la mise au pointarrière. Les objectifs grand angle disposantd'une mise au point arrière courte ne peuventpas être utilisés sur les appareils photo reflexmono-objectif qui utilisent un miroir sesoulevant avant l'exposition, car la lentilleempêche le mouvement du miroir. Les objectifsgrand angle des appareils photo reflex mono-objectif utilisent en général un système rétro-focus qui permet une mise au point arrièrelongue. La taille réduite du miroir à retourrapide sur les appareils photo reflex mono-objectif numériques compatibles avec lesobjectifs EF-S permet de concevoir des objectifstels que les objectifs dédiés EF-S 60 mmf/2,8 Macro USM, EF-S 10-22 mm f/3,5-4,5 USM, EF-S 17-55 mm f/2,8 IS USM et EF-S 18-55 mm f/3,5-5,6 II USM disposant d'unemise au point arrière plus courte que d'autresobjectifs EF.

Foyer, mise au pointDans un objectif parfait, lorsque les rayonslumineux traversent une lentille convexeparallèlement à l'axe optique, ils convergenttous vers un point unique avant de se déployerà nouveau en forme de cône. Le foyer est lepoint vers lequel convergent tous les rayons.Par exemple, lorsqu'on se sert d'une loupe pourfaire converger les rayons du soleil en un petitcercle sur du papier ou sur un autre support, lefoyer est l'endroit où le cercle est le plus petit.En optique, le foyer peut être foyer arrière oufoyer image s'il s'agit du point situé sur le plandu film où convergent les rayons lumineuxprovenant de l'objet. En revanche, il est appeléfoyer avant ou foyer objet s'il s'agit du point

situé du côté de l'objet, où convergent lesrayons lumineux provenant du plan du film ettraversant l'objectif parallèlement à l'axeoptique.

Distance focaleOn appelle distance focale la distance sur l'axeoptique entre le deuxième point principal del'objectif (point principal arrière) et le foyerlorsque des rayons lumineux parallèlestraversent l'objectif parallèlement à l'axeoptique. Plus simplement, la distance focaled'un objectif est la distance sur l'axe optiqueentre le deuxième point principal de l'objectif etle plan focal lorsque la mise au point est àl'infini.

Point principalLa distance focale d'une lentille simple,biconvexe et fine est la distance le long de l'axeoptique séparant le centre de la lentille de sonfoyer. Le point central de la lentille est appelépoint principal. Les objectifs photographiquesactuels combinent plusieurs lentilles convexeset concaves. Le centre de l'objectif n'est doncpas vraiment apparent.Le point principal d'un objectif à plusieurslentilles est défini comme le point sur l'axeoptique situé à une distance égale à la distancefocale, mesurée à partir du foyer vers l'objectif.Le point principal mesuré à partir du foyeravant est appelé point principal avant. Le pointprincipal mesuré à partir du foyer arrière estappelé point principal arrière. La distance entre

Figure 8 Pupilles et ouverture angulaire

Distance focale arrière et miseau point arrière

Figure 9 Distance focale arrière et mise aupoint arrière

Foyer et distance focale

Figure 10 Foyer (lentille individuelle)

Figure 11 Distance focale d'un objectifphotographique

Figure 12 Point principal

Ouverture angulaire

Point objet

Pupille d'entrée Pupille de sortie

Ouverture angulaire

Pointimage

Surface de référence de la monture Plan focal

Distance focale arrière

Mise au point arrière

Rayons lumineux parallèles

Lentille convexe

Lentille concave

Point focal(foyer)

Espace objet Espace image

Foyer image(foyer arrière)

Foyer objet(foyer avant)

Foyer image Foyer objet

Rear principal point

Rear principal point

Rear principal point(Second principal point)

Rear principal point

Point principal avant(Premier point principal)

Focale

Pointfocal

Pointfocal

Foyerimage

Rétro-focus (téléobjectif inversé)

a

b

n'n

h h'

Focale

Focale

Fig. 12-D

Fig. 12-C

Fig. 12-BFig. 12-A

Téléobjectif

Focale

h'

196

ces deux points principaux s'appelle l'intervallede point principal.

Point principal avant/arrièreLa lumière atteignant un objectif depuis lepoint a sur la Figure 12 A se réfracte, passepar n et n’ puis atteint b. Lorsque ceci seproduit, des angles similaires sont créés entre a-n et n’-b par rapport à l'axe optique et lespoints h et h’ peuvent être définis comme lespoints où ces angles coupent l'axe optique. Lespoints h et h’ sont les points principauxindiquant la position de référence de l'objectifentre l'objet et l'image. h est le point principalavant (ou premier point principal) et h’ le pointprincipal arrière (ou second point principal).Pour les objectifs photographiques standard, ladistance focale est la distance entre h’ et lefoyer (plan focal). Selon le type d'objectif, lerapport avant/arrière des points principauxpeut être inversé, ou h’ peut se trouvercomplètement en dehors du groupe objectif.Dans tous les cas, la distance du point principalarrière h’ au foyer est égale à la distance focale.* Avec un téléobjectif, le point principalarrière h’ se trouve en réalité devant lapremière lentille avant. Dans le cas d'objectifsrétro-focus, h’ se trouve derrière la dernièrelentille arrière.

Cercle d'imageLe cercle d'image est la partie de l'imagecirculaire formée par un objectif, à l'intérieurduquel on obtient une image nette. Lesobjectifs interchangeables pour les appareilsphoto 35 mm doivent avoir un cercled'image au moins aussi large que ladiagonale d'une image 24 x 36 mm. Lesobjectifs EF ont en général un cercle d'imaged'environ 43,2 mm de diamètre. Les objectifsTS-E offrent un cercle d'image plus grand(58,6 mm) pour couvrir les mouvementshorizontaux et verticaux de l'objectif. Lecercle d'image des objectifs EF-S est pluspetit que celui d'autres objectifs EF afin de

correspondre à la diagonale du capteurd’images de taille APS-C des appareils photoreflex mono-objectif numériquescompatibles avec les objectifs EF-S.

Angle de champL'angle de champ est le champ d'une scènecorrespondant à un angle et pouvant êtrereproduit sous la forme d'une image nette parl'objectif. L'angle de champ diagonal nominalest l'angle formé par les lignes imaginairesreliant le deuxième point principal de l'objectifaux extrémités de la diagonale de l'image(43,2 mm). En général, parmi les donnéesconcernant les objectifs EF, on trouve l'angle dechamp horizontal (36 mm), l'angle de champvertical (24 mm) et l'angle de champ diagonal.

Rapport d'ouvertureLe rapport d'ouverture est une valeur servant àexprimer la luminosité de l'image. Il s'obtienten divisant l'ouverture effective de l'objectif (D)par sa distance focale (f). La valeur obtenueétant presque toujours une valeur décimaleinférieure à 1, il est difficile de l'utiliser dans lapratique. Dès lors, le rapport d'ouverture del'objectif s'exprime généralement comme étant lerapport entre l'ouverture effective (fixée à 1) etla distance focale. (For exemple, le rapportd'ouverture de l'objectif EF 85 mm f/1,2L IIUSM indiqué sur la monture de celui-ci est de1:1,2, c'est-à-dire que la distance focalecorrespond à 1,2 fois l'ouverture effective lorsquecelle-ci est égale à 1.) La luminosité d'une imageformée dans un objectif est proportionnelle aucarré du rapport d'ouverture. En général, laluminosité de l'objectif s'exprime par un nombre-F, qui est l'inverse du rapport d'ouverture (f/D).Nombre-f

Nombre-FLe rapport d'ouverture (D/f) étant presquetoujours une valeur décimale inférieure à un etpar conséquent difficile à utiliser dans lapratique, la luminosité de l'objectif s'exprimesouvent par l'inverse du rapportd'ouverture (f/D), une valeur appelée lenombre-F. Ainsi, la luminosité d'une image estinversement proportionnelle au carré du

nombre-F, c'est à dire que plus le nombre-Faugmente, plus l'image est sombre. Les valeursdu nombre-F sont exprimées sous forme desérie géométrique commençant par 1, avec unrapport commun de √⎯2, comme suit : 1,0, 1,4, 2,2,8, 4, 5,6, 8, 16, 22, 32, etc. (Cependant, dansbien des cas, seule la valeur d'ouverturemaximum dérive de cette série.) Bien qu'ilspuissent sembler difficile à appréhender d'unpremier abord, les nombres de cette sérieexpriment simplement des valeurs proches desvaleurs FD réelles en fonction du diamètre (D)de chaque réglage de diaphragme successifréduisant de moitié la quantité de lumièretraversant l'objectif. Ainsi, si le nombre-F passede 1,4 à 2, la luminosité de l'image est réduitede moitié. Inversement, s'il passe de 2 à 1,4 laluminosité de l'image est multipliée par deux.(La modification de cette valeur s'appelle engénéral « 1 valeur ».) Sur les écransélectroniques des appareils photo récents, lesfractions inférieures de 1/2 valeur voire1/3 valeur peuvent être utilisées.

Ouverture numérique (O.N.)L'ouverture numérique est une valeur utiliséepour exprimer la luminosité ou la résolutiondu système optique d'un objectif. Généralementreprésentée par l'abréviation O.N., l'ouverturenumérique est une valeur numérique calculéeà partir de la formule nsinθ, où 2θ correspondà l'angle (ouverture angulaire) d'entrée dans lapupille d'entrée d'un point objet sur l'axeoptique et n correspond à l'indice de réfractiondu milieu de l'objet. Rarement utilisée avec lesobjectifs photographiques, la valeur O.N. estfréquemment indiquée sur les lentilles defocalisation des microscopes, où elle caractériseplus la résolution que la luminosité. La valeurO.N. est égale à la moitié de l'inverse dunombre-F. Par exemple : F 1,0 = O.N. 0,5, F 1,4 = O.N. 0,357, F 2 = O.N. 0,25, etc.

Mise au point, foyerLe foyer est le point où convergent les rayonslumineux provenant d'un sujet infinimentéloigné lorsqu'ils ont traversé l'objectif. Le planperpendiculaire à l'axe optique contenant cepoint s'appelle le plan focal. Dans ce plan, quiest l'endroit où se trouve le film ou le capteurd’images dans l'appareil photo, le sujet est net.On dit qu'il est « mis au point ». Dans le casd'objectifs photographiques traditionnelscomposés de plusieurs lentilles, la mise au pointpeut être réglée de manière à ce que les rayonslumineux provenant des sujets plus proches que« l'infini » convergent en un point du plan focal.

Figure 13 Angle de vue et cercle d'image

Figure 14 Luminosité d'un objectif

Mise au point et profondeurde champ

Termes relatifs à la luminositédes objectifs

Anglede champ Angle

de champPlan d'imageh h'

Diagonal 43,2 mm

Cercle d'image

Cercle d'image

Anglede champ

Vertical 24 mm

Horizontal 36 mm

Cercle d'image

fD

Rapport d'ouvertureNombre-fDf

f

D

197

Cercle de confusionTous les objectifs présentent un certain tauxd'aberration sphérique et d'astigmatisme. Parconséquent, les rayons provenant d'un pointsujet ne convergent pas parfaitement pourformer un véritable point image (à savoir unpoint infiniment petit dont la surface est égaleà zéro). En d'autres termes, les images sontcomposées d'une série de points ayant unecertaine surface, ou taille. Etant donné que plusces points sont grands, moins l'image est nette,on les appelle « cercles de confusion ». Ainsi, laqualité d'un objectif peut être déterminée par lataille minimum des points qu'il peut former, end'autres termes, par son cercle de confusionminimum. La taille maximum de cercle deconfusion admise dans une image est le cerclede confusion acceptable.

Cercle de confusion acceptableLe cercle de confusion acceptable est le cercle deconfusion le plus grand apparaissant toujourscomme un point dans l'image. La netteté del'image perçue par l'œil est étroitement liée à lanetteté de l'image réelle ainsi qu'à la« résolution » de la vue. En photographie, lanetteté de l'image dépend également du degréd'agrandissement de l'image ou de la distancede projection ainsi que de la distance à partir delaquelle l'image est observée. En d'autrestermes, il est en pratique possible de définircertaines « tolérances » pour produire desimages qui, quoique présentant un certain degréde flou, semblent toujours nettes pourl'observateur. Pour les appareils photo reflexmono-objectif 35 mm, le cercle de confusionacceptable est d'environ 1/1 000 à 1/1 500 lalongueur de la diagonale du film, en supposantque l'image est agrandie au format 12 cm ×16,5 χμ (5"× 7”) et qu'elle est observée à unedistance d'environ 25 à 30 cm (0,8 à 1 pied). Lesobjectifs EF sont conçus pour produire un cerclede confusion minimum de 0,035 mm. Lescalculs tels que la profondeur de champ sebasent sur cette valeur.

Profondeur de champLa profondeur de champ est la zone situéedevant et derrière le sujet mis au point danslaquelle l'image photographiée est nette. End'autres termes, il s'agit de la zone de netteté àl'avant et à l'arrière du sujet lorsque l'imagefloue sur le plan focal reste dans les limites ducercle de confusion acceptable. La profondeurde champ varie en fonction de la distancefocale de l'objectif, de son ouverture et de ladistance de prise de vue. Lorsqu'elles sontconnues, ces valeurs permettent d'évaluer laprofondeur de champ grâce aux formulessuivantes :

Profondeur de champ avant = d F a2/(f2 +d F a)Profondeur de champ arrière = d F a2/(f2 —d F a)f : distance focale F : nombre-F d : diamètreminimal du cercle de confusiona : distance du sujet (distance du premierpoint principal au sujet)

Si la distance hyperfocale est connue, onpeut également utiliser les formulessuivantes :En photographie générale, la profondeur dechamp est caractérisée par les propriétéssuivantes :� La profondeur de champ est d'autantplus grande que la distance focale est courteet inversement.� La profondeur de champ est d'autantplus grande que l'ouverture est petite etinversement.� La profondeur de champ est d'autantplus grande que la distance de prise de vueest grande et inversement.� La profondeur de champ avant est pluspetite que la profondeur de champ arrière.

Profondeur de foyerLa profondeur de foyer est la zone situéedevant et derrière le plan focal dans lequell'image photographiée est nette. La profondeurde foyer est identique des deux côtés du plan

de l'image (plan focal) et peut être calculée enmultipliant le cercle de confusion minimumpar le nombre-F, quelle que soit la distancefocale de l'objectif. Sur les appareils photoreflex mono-objectif autofocus modernes, lamise au point s'effectue à l'aide d'un capteuroptiquement équivalent (grossissement 1:1) etsitué hors du plan focal, qui détecte la mise aupoint dans le plan d'image (plan focal) etcommande automatiquement l'objectif pourqu'il place l'image du sujet dans la zone deprofondeur de foyer.

Distance hyperfocaleSelon le principe de la profondeur de champ,lorsque l'objectif effectue une mise au pointsur des distances du sujet toujours pluséloignées, on atteint un point où la limitedistante de la profondeur de champ arrièreest équivalente à l'infini. La distance de prisede vue à ce point, soit la distance de prise devue la plus proche à laquelle l'infinidemeure dans la profondeur de champ, estappelée la distance hyperfocale. La distancehyperfocale se calcule comme suit :

Ainsi, en préréglant l'objectif sur la distancehyperfocale, la profondeur de champ s'étendd'une distance égale à la moitié de la distancehyperfocale à l'infini. Cette méthode est utilepour prérégler une grande profondeur dechamp et prendre des photos sans devoir réglerla mise au point de l'objectif, en particulier avecun objectif grand angle. (Par exemple, sil'objectif EF 20 mm f/2,8 USM est réglé surf/16 et la distance de prise de vue sur ladistance hyperfocale approximative de 0,7 m(2,3 pieds), tousles sujets situésdans une plageapproximative de0,4 m (1,3 pieds)entre l'appareilphoto et l'infiniseront mis aupoint.)

Figure 15 Rapport entre le foyer idéal, le cerclede confusion acceptable et laprofondeur de champ

Figure 16 Profondeur de champ etprofondeur de foyer

Photo 1 Condition de définition de la distancehyperfocale

Distancehyperfocale =

f2 f : distance focale F : nombre-F

d•nombre-F d : cercle de confusion minimum diamètre

Figure 17 Rapport entre profondeur de foyeret ouverture

Objectif Point focal idéal

Profondeur de foyer

Profondeur

de champavant Profondeur

de champarrière

Cercle de confusion acceptable

Premierplan net =

distance hyperfocale ×distance de prise de vue

distance hyperfocale +distance de prise de vue

distance hyperfocale ×distance de prise de vue

distance hyperfocale -distance de prise de vue

(distance de prise de vue : distance séparant le plan focal du sujet)

Dernierplan net =

Profondeur de champProfondeur

de foyer

Cercle de confusion minimal

Punctum remotum Punctum proximum

Profondeurde champarrière

Profondeur de champ avant

Distance du punctum proximum

Distance du punctum remotum

Distance du sujet

Distance de prise de vue

Plan focal

Profondeurde foyerarrière

Profondeurde foyeravant

Distancede l'image

50 mm f/1,8

f/1,8

Ouverture

Profondeur de foyer àouverture maximale

Cercle de confusionacceptable

f/5,6

Ouverture

Profondeur defoyer à f/5,6

Cercle de confusionacceptable

198

AberrationL'image formée par un objectifphotographique parfait présenterait lescaractéristiques suivantes :� Un point aurait l'aspect d'un point.� Un plan perpendiculaire à l'axe optique(un mur par exemple) aurait l'aspect d'unplan.� L'image formée par l'objectif aurait lamême forme que le sujet.De plus, en matière d'expression de l'image, unobjectif devrait rendre fidèlement les couleurs.Si seuls les rayons lumineux entrant dansl'objectif à proximité de l'axe optique sontutilisés et que la lumière est monochromatique(une longueur d'onde spécifique), il est possibled'obtenir des performances presque parfaitesde l'objectif. Cependant, avec les objectifsphotographiques réels, où une large ouvertureest utilisée afin d'obtenir une luminositésuffisante et l'objectif doit permettre à lalumière de converger de toutes les zones del'image et non seulement des zones proches del'axe optique, il est très difficile de respecter lesconditions idéales mentionnées plus haut enraison des problèmes suivants :� La plupart des objectifs étant fabriquésuniquement à partir de lentilles dont la surfaceest sphérique, les rayons lumineux provenantd'un point sujet unique ne forment pas unpoint parfait sur l'image. (Ce problème estinévitable avec les surfaces sphériques.)� La position du foyer varie en fonction dutype de lumière (c'est-à-dire de différenteslongueurs d'onde).� De nombreuses conditions sont liées auchangement d'angles de vue (en particulieravec les objectifs grand angle, les zooms etles téléobjectifs).Le terme générique « aberration » est utilisépour décrire les différences entre une imageparfaite et l'image réelle affectée par lesproblèmes susmentionnés. Ainsi, pourconcevoir un objectif haute performance, lesaberrations doivent êtres minimes afind'obtenir une image aussi proche que possiblede l'image parfaite. Il existe deux typesd'aberration : les aberrations chromatiques etles aberrations monochromatiques. →Aberration chromatique → Cinq aberrationsde Seidel

Aberration chromatiqueLorsque de la lumière blanche (lumièrecontenant de nombreuses couleurs mélangéesde manière uniforme de sorte que l'œil neperçoit aucune couleur en particulier mais unelumière blanche), telle que la lumière du soleil,traverse un prisme, on peut observer un arc-en-ciel. Ce phénomène se produit car l'indice deréfraction du prisme (et son taux de dispersion)varie en fonction de la longueur d'onde (leslongueurs d'onde plus courtes sont plusfortement réfractées que les longueurs d'ondeplus longues). Bien que ce phénomèneapparaisse plus clairement au moyen d'unprisme, il se produit également dans lesobjectifs photographiques. Etant donné qu'il seproduit à des longueurs d'ondes différentes, cephénomène est appelé aberration chromatique.Il existe deux types d'aberration chromatique :les « aberrations chromatiques axiales », où laposition du foyer sur l'axe optique varie enfonction de la longueur d'onde, et le« chromatisme de grandeur », oùl'agrandissement de l'image dans les zonespériphériques varie en fonction de la longueurd'onde. Sur des photos, les aberrationschromatiques axiales se traduisent par descouleurs floues ou une lumière diffuse, et lechromatisme de grandeur par des franges decouleur (bords colorés). Les aberrationschromatiques d'un objectif peuvent êtrecorrigées en combinant différents types deverre optique aux propriétés de réfraction et dedispersion différentes. Les effets des aberrationschromatiques augmentant avec la distancefocale, il est important de les corriger avecprécision en particulier dans le cas de supertéléobjectifs afin d'obtenir des images nettes.Bien que le degré de correction possible duverre optique soit limité, il est possibled'améliorer de manière significative lesperformances en utilisant un cristal artificiel telque la fluorite ou le verre UD. Les aberrationschromatiques axiales sont parfois égalementappelées « aberrations chromatiqueslongitudinales » (puisqu'elles se produisent surun plan longitudinal par rapport à l'axeoptique). Le chromatisme de grandeur estparfois appelé « aberration chromatiquetransversale » (puisqu'il se produit sur un plantransversal par rapport à l'axe optique).

Remarque : bien que les effets des aberrationschromatiques soient plus visibles avec du filmcouleur, les images en noir et blancn'échappent pas aux aberrations chromatiques,se traduisant par une diminution de la netteté.

Objectif achromatiqueUn objectif achromatique est un objectif quicorrige les aberrations chromatiques pour deuxlongueurs d'onde de lumière. Dans le cas d'unobjectif photographique, les deux longueursd'onde corrigées sont dans la gamme bleu-violet et la gamme jaune.

Objectif apochromatiqueUn objectif apochromatique est un objectifqui corrige les aberrations chromatiquespour trois longueurs d'onde de lumière. Lesaberrations sont réduites de manièresignificative, en particulier dans le spectresecondaire. Les super téléobjectifs EF sontdes exemples d'objectifs apochromatiques.

Cinq aberrations de SeidelEn 1856, l'Allemand Seidel a analysé etdéterminé l'existence de cinq typesd'aberrations d'objectif se produisant avec lalumière monochromatique (longueur d'ondeunique). Ces aberrations, décrites ci-dessous,sont appelées les cinq aberrations de Seidel.

� Aberration sphériqueCette aberration se produit dans une certainemesure avec tous les objectifs entièrementconstitués d'éléments sphériques. L'aberrationsphérique fait converger les rayons lumineuxparallèles traversant le bord d'une lentille enun foyer plus proche de la lentille que lesrayons lumineux traversant le centre de celle-ci.(L'écart du foyer le long de l'axe optiques'appelle l'aberration sphérique longitudinale.)Le degré d'aberration sphérique tend àaugmenter avec l'ouverture de l'objectif. Uneimage point présentant une aberrationsphérique est rendue de manière très nette parles rayons lumineux proches de l'axe optiquemais subit un effet de lumière diffuse enprovenance des rayons lumineux périphériques(cet effet est également appelé halo, et sonrayon, aberration sphérique latérale). Parconséquent, l'aberration sphérique affecte l'image

Aberrations des objectifs

Tableau 1 Aberrations des objectifs

Figure 18 Aberration chromatique

Figure 19 Aberration sphérique

Aberrations observées dans le spectre continu � Aberrations chromatiques �Aberration chromatique axiale (aberration chromatique longitudinale) �Aberration chromatique transversale (aberration chromatique latérale)

� Aberration sphérique� Aberration chromatique� Astigmatisme� Courbure de champ� Distorsion

Aberrations observéesà des longueurs d'onde spécifiques� Cinq aberrations de Seidel

Axe optique

Rayons lumineux parallèles

Chromatisme de grandeur(aberration chromatique latérale)

BJR

RJBFoyer objet en dehors de l'axe

Aberration chromatique axiale(aberration chromatique longitudinale)

�Ce phénomène est dû au fait que l'indice de réfraction du prisme varie en fonction de la longueur d'onde (couleur).

�Ce phénomène se produit lorsque la mise au point n'est pas effectuée sur un point du rayon lumineux mais décalée vers l'avant ou l'arrière. Production d'un halo (lumière diffuse)

entière du centre aux bords, et produit uneimage douce, de faible contraste, comme si elleétait légèrement voilée. Il est très difficile decorriger l'aberration sphérique des lentillessphériques. En général, on utiliseconjointement deux lentilles, une convexe etune concave, selon des rayons lumineux d'unecertaine hauteur d'incidence (distance depuisl'axe optique). Le degré de correction possibledes lentilles sphériques étant limité, il demeuretoujours une certaine aberration. Celle-ci peutêtre en grande partie éliminée en diminuantl'ouverture du diaphragme afin de réduire laquantité de lumière périphérique. Dans le casd'objectifs à grande ouverture ouverts aumaximum, la seule manière de compenserefficacement l'aberration sphérique consiste àutiliser une lentille asphérique. Æ Lentilleasphérique

� ComaLe phénomène de coma est visible à lapériphérie d'une image produite par une lentilleayant fait l'objet d'une correction d'aberrationsphérique et entraîne la convergence

des rayons lumineux traversant la lentille sousun certain angle sous forme de comète (d'oùson nom) au lieu du point souhaité. Cetteforme est orientée de manière radiale, sonextrémité pointant vers le centre de l'image ouà l'inverse s'en éloignant. Le flou apparaissantde ce fait près des bords de l'image est le floucomatique. La coma, qui peut se produireégalement avec des objectifs qui reproduisentcorrectement un point en tant que point surl'axe optique, est due à une différence deréfraction entre les rayons lumineux provenantd'un point situé en dehors de l'axe optique ettraversant le bord de la lentille, et le rayon delumière principal émanant du même point

mais traversant la lentille en son centre. Lacoma augmente avec l'angle du rayon principalet réduit le contraste près des bords de l'image.Il est possible de réduire quelque peu lephénomène en réduisant l'ouverture del'objectif. La coma peut également rendrecertaines parties de l'image floues et causer uneffet déplaisant de lumière diffuse. La méthoded'élimination de l'aberration sphérique et de lacoma pour un sujet situé à une certainedistance s'appelle l'aplanétisme. Une lentillecorrigée ainsi s'appelle un aplanat.

� AstigmatismeAvec une lentille corrigée pour réduire lesaberrations sphériques et les comas, un pointsujet situé sur l'axe optique est reproduitfidèlement en tant que point sur l'image. Unpoint sujet situé en dehors de l'axe optiquen'apparaît cependant pas comme un point surl'image, mais comme une ellipse ou une ligne.Ce type d'aberration s'appelle astigmatisme. Cephénomène peut être observé près des bordsde l'image en déplaçant légèrement la mise aupoint de l'objectif vers une position où le poin

199

Photo 2 Les photographies sont des grossissements du sujet et de la zone alentour, tirées d'ungraphique de test photographié en 24 mm x 36 mm et imprimé au format 10 x 14.

Formation de l'image presque parfaite

� Exemple d'aberration sphérique �-1 Exemple de coma vers l'intérieur

Périphérique grossissement partiel

� Exemple d'astigmatisme �-2 Exemple de coma vers l'extérieur

Photo 3 Aberration chromatique axiale

Photo 4 Aberration chromatique transversale

Figure 20 Coma

Figure 21 Astigmatisme

Axe optique

Faisceau parallèle de

rayons en dehors de l'axe

�Il s'agit du phénomène dans lequel les rayons lumineux entrant en diagonale ne convergent pas en un seul point à la surface de l'image.

Phénomène dans lequel les rayons lumineuxconvergent en une forme ayant l'aspect de laqueue d'un comète.

Coma vers l'intérieur

Coma versl'extérieur

Image sagittale

Image méridienne

P1

�Phénomène caractérisé par l'absence d'image point

Rayon principal

Axeoptique

P

Po

P2

Lentille

200

sujet apparaît nettement comme une ligneorientée sur un plan radial depuis le centre del'image, puis de nouveau vers une autreposition.

� Courbure de champLorsque la mise au point est effectuée sur unesurface plane et que l'image obtenue n'est pasplane mais apparaît courbée, comme l'intérieurd'un bol, ce phénomène s'appelle la courburede champ. Ainsi, lorsque la mise au point esteffectuée sur le centre de l'image, les bords decelle-ci sont flous, et inversement, lorsque lamise au point est effectuée sur les bords del'image, le centre de celle-ci est flou. Laméthode utilisée pour corriger l'astigmatismemodifie la courbure de l'image. Elle crée uneimage intermédiaire entre l'image sagittale etl'image méridienne. Ainsi, plus la correction del'astigmatisme est importante, plus l'image estréduite. Réduire l'ouverture de l'objectifn'apporte presque aucune correction. Parconséquent, c'est au cours de l'étape deconception que certaines modifications peuventêtre apportées, comme la modification de laforme des lentilles individuelles composantl'objectif et de la position de l'ouverture.Cependant, une des conditions requises pour la

correction simultanée de l'astigmatisme et de lacourbure de l'image est la condition dePetzval (1843). Celle-ci requiert que la sommedu nombre de lentilles individuelles utiliséesdans l'objectif et de l'inverse du produit del'indice de réfraction de chacune des lentillesindividuelles de l'objectif et de la distancefocale soit égale à 0. Cette somme s'appelle lasomme de Petzval.

� DistorsionUne des conditions d'un objectif parfait est que« l'image du sujet et l'image formée parl'objectif soient similaires ». On parle dedistorsion lorsque cet idéal n'est pas atteint etque les lignes droites sont courbées. La formeétendue dans la direction diagonale de l'anglede champ (+) s'appelle la distorsion encoussinet. A l'inverse, la forme contractée (—) estla distorsion en barillet. Avec les objectifs supergrand angle, ces deux distorsions co-existentrarement. Bien que ce phénomène se produiserarement avec des objectifs où la combinaisonde lentilles se situe à la limite de l'ouverture, ilse produit couramment avec des objectifsasymétriques. Les zooms produisent en général

une distorsion en barillet à des distancesfocales courtes, et une distorsion en coussinet àdes distances focales longues (lescaractéristiques de distorsion changentlégèrement lors de l'utilisation du zoom). Dansle cas d'un zoom à lentille asphérique,celle-cipermet cependant de réduire la distorsion. Lacorrection est alors appréciable. La différenceest due à la différence de réfraction des rayonsprincipaux traversant l'objectif en son centre.La réduction de l'ouverture ne permet donc pasd'y remédier.

MéridienUn plan comprenant un rayon principalessayant de capturer un point situé en dehorsde l'axe optique ainsi que ce dernier est unplan méridien. La position reliée au foyer par lerayon lumineux pénétrant dans un objectif decette forme est le plan d'image méridien. Ils'agit du plan d'image dans lequel l'image decercles concentriques dans le cadre est dequalité optimale. Si l'on compare la surfacesphérique de l'objectif à la surface courbe de laterre et l'axe optique à l'axe de la terre, le planméridien se confond avec le méridien de laterre, d'où son appellation. La courbe quiexprime les caractéristiques de ce plan d'imageà l'aide d'un graphique de caractéristiquesMTF (fonction de transfert de modulation) etc.,est souvent désignée par « M ».

SagittalLe plan perpendiculaire au plan méridien est leplan sagittal. Il s'agit du plan d'image danslequel l'image radiale est de qualité optimale.Ce terme est dérivé du mot grec signifiantflèche. Cette appellation s'explique par la formeradiale du foyer. La position reliée au foyerd'un rayon lumineux traversant un plansagittal et pénétrant l'objectif est le pland'image sagittal. La courbe qui exprime lescaractéristiques de ce plan d'image à l'aide d'ungraphique de caractéristiques MTF (fonction detransfert de modulation) etc., est souventdésignée par « S ».

Lecture de graphiques dedistorsionUne méthode simple pour lire lesgraphiques illustrant des aberrations quiaccompagnent les comptes rendus d'essaisdans les magasines de photographie.

� Graphique des caractéristiquesde distorsion sphérique(graphique 1)L'axe vertical du graphique représente lahauteur d'entrée au dessus de l'axe entrant dansl'objectif (distance au dessus de la diagonale

Figure 22 Courbure de champ Figure 23 Distorsion

Photo 5 Exemple de courbure de champ Photo 7 Exemple de distorsion

Lorsque la mise au point est effectuée sur le centre, lescoins ne sont plus nets.

+•Distorsion en coussinet

Photo 6 Exemple de courbure de champ Photo 8 Exemple de distorsion

Lorsque la mise au point est effectuée sur les coins, lecentre n'est plus net.

-•Distorsion en barillet

Surface du sujet

Sujet

�Objectif idéal éliminant le phénomène de courbure.

Surface de mise au �Courbure de l'image

Phénomène dans lequel la surface de miseau point d'une image réussie apparaît courbée.

Sujet

Distorsion en coussinet (+)

Distorsion en barillet (-)

Objectif

Objectif

depuis le centre du cadre), et l'axe horizontalreprésente le décalage de point image capturépar la surface du film. L'unité est le mm. Lessymboles de l'axe horizontal sont « — » (moins),désignant la direction du côté du sujet, et « + »(plus), désignant la direction du côté du film. Unobjectif parfait se caractérise par une ligne droiteformée par le point zéro de l'axe horizontal parrapport à la hauteur d'entrée. La différenceentre cet idéal et l'objectif réel est représentéesous la forme d'une courbe. La correction de ladistorsion sphérique est en principe acceptablesi l'image comporte un cœur et que le foyer sedéplace peu lorsque l'ouverture est réduite. End'autres termes, la correction est légèrementinsuffisante au centre mais parfaite à la hauteurd'entrée maximum, où elle reprend une valeurproche de zéro.

� Courbe d'astigmatisme(graphique 2)L'axe vertical du graphique représente lahauteur d'incidence axiale (distance à partir ducentre de l'image) du rayon entrant dansl'objectif, et l'axe horizontal représente la valeurde décalage du point image formé dans le planfocal. Les unités et symboles sont identiques àceux de la courbe d'aberration sphérique. Lacourbe d'un objectif parfait serait une lignedroite au point zéro de l'axe horizontal parrapport à la hauteur d'incidence. La différenceentre l'objectif parfait et l'objectif réel estexprimée par les deux lignes courbes dans ladirection S (direction sagittale/radiale) et ladirection M (direction méridienne/de cerclesconcentriques). Si la différence entre S et M(différence astigmatique) est importante, unpoint ne sera pas représenté comme un point etl'image débordera. De plus, l'image flouedevant et derrière le plan de formation del'image ne sera pas naturelle.

� Courbe de distorsion(graphique 3)L'axe vertical représente la hauteur d'incidenceaxiale (distance à partir du centre de l'image,en mm) du rayon entrant dans l'objectif, etl'axe horizontal représente le pourcentage (%)

de distorsion. La courbe exprime la différenceentre l'image parfaite et l'image réelle forméedans le plan focal. Le signe moins indique unedistorsion négative, c'est-à-dire en barillet, danslaquelle la longueur de la diagonale de l'imageréelle est inférieure à la longueur de ladiagonale de l'image parfaite. Le signe plusindique une distorsion positive, c'est-à-dire encoussinet. Un objectif parfait présenterait unedistorsion de ±0 % à n'importe quelle hauteurd'image. En général, les courbes de distorsiondes zooms mettent en avant une distorsion enbarillet à des positions grand angle et unedistorsion en coussinet à des positionstéléobjectif.

Minimiser les effets des aberrationsLes objectifs modernes sont conçus à l'aided'ordinateurs puissants capables d'effectuer descalculs complexes et des simulations précisesafin de minimiser tous les types d'aberration etd'obtenir des performances supérieures enmatière de formation d'image. Cependant,malgré cette technologie, toutes les aberrationsne peuvent être supprimées. Tous les objectifsdisponibles sur le marché produisent donctoujours un certain degré minimumd'aberration, l'aberration résiduelle. Le typed'aberration résiduelle d'un objectif détermineen principe ses caractéristiques optiques tellesque netteté et flou. De ce fait,

dès l'étape de conception des objectifsmodernes, des techniques de simulation surordinateur permettent d'analyser leursperformances afin d'obtenir un effet de flousatisfaisant (caractéristiques d'image en dehorsdu plan de formation de l'image). Comme nousl'avons vu précédemment au cours de ladescription des divers types d'aberration, leseffets de certaines aberrations peuvent êtreminimisés en réduisant l'ouverture de l'objectif.Les rapports entre ouverture et aberration sontillustrés dans le tableau 2.

RésolutionLa résolution d'un objectif désigne sa capacité àreproduire un point sujet. La résolution de laphotographie finale dépend de trois facteurs : larésolution de l'objectif, la résolution du film oudu capteur, et la résolution de l'imprimante oudu papier d'impression. L'évaluation de larésolution consiste à photographier, à un degré

201

Figure 24 Graphique des caractéristiques dedistorsion sphérique (graphique 1)

Figure 25 Courbed'astigmatisme(graphique 2)

Courbe dedistorsion(graphique 3)

Evaluation des performancesd'un objectif

Tableau 2 Rapport entre ouverture et aberration

Figure 26 Graphiques de mesures de la résolution

[mm]

20

10

0-0,2 +0,20

[mm]

[mm] [mm]

20

10

-0,6 +0,60

S M

[mm] -5

10

20

+50 [%]

Graphique des résolutions à des fins de projection

Graphique Howllet

Graphique des résolutions (koana)

Graphique des résolutions (JIS)

B

CD

D

B

C

Etoile Siemens

Raison de la baisse de qualité d'image

Aberration chromatique axiale

Chromatisme de grandeur

Aberration sphérique

Aberration de coma

Astigmatisme

Courbure de champ

Distorsion

Images fantômes/lumière diffuse

Baisse de l'éclairage périphérique

Zones concernées à l'écran

Centre et bords

Bords

Centre et bords

Bords

Bords

Bords

Bords

Centre et bords

Bords

Amélioration apportée par une ouverture réduite

Léger effet

Pas d'effet

Effet visible

Effet visible

Léger effet

Léger effet

Pas d'effet

Pas d'effet

Effet visible

202

d'agrandissement donné, un diagrammecontenant des groupes de lignes noires etblanches de plus en plus rapprochées puis àobserver l'image négative à l'aide d'unmicroscope avec un grossissement de 50x.La résolution est souvent exprimée en valeurnumérique, par exemple 50 lignes ou100 lignes. Celle-ci indique le nombre delignes par millimètre du plus petit motif delignes noires et blanches clairement reproduitsur le film. Pour tester uniquement larésolution de l'objectif, la méthode consiste àplacer un diagramme de haute résolution àl'endroit correspondant au plan focal, puis à leprojeter sur un écran à travers l'objectif testé.La valeur numérique utilisée pour exprimer larésolution n'est qu'une indication du degré derésolution possible. Elle ne donne pasd'indication sur la netteté ou le contraste de larésolution.

ContrasteLe contraste est le degré de distinction entredes zones de luminosité différente sur unephotographie, c'est-à-dire la différence deluminosité entre les zones claires et les zonessombres. Par exemple, si le rapport dereproduction entre le blanc et le noir est clair, lecontraste est élevé.

S'il n'est pas clair, le contraste est faible. Engénéral, les objectifs produisant des images dequalité élevée offrent une résolution et uncontraste élevés.

MTF (modulation transferfunction/fonction de transfert demodulation)La fonction de transfert de modulation est uneméthode d'évaluation des performances d'unobjectif utilisée pour déterminer le rapport dereproduction du contraste, ou netteté, d'unobjectif. Lors de l'évaluation descaractéristiques électriques d'un équipementaudio, la réponse en fréquence est une mesureimportante des performances. Dans ce cas,lorsque le son d'origine est enregistré via unmicrophone puis lu à l'aide de haut-parleurs, laréponse en fréquence indique la fidélité du sonreproduit par rapport au son d'origine. Si le sonreproduit est très proche du son d'origine,l'équipement est qualifié de « hi-fi »(« highfidelity », haute fidélité). Si l'on considère lesystème optique d'un objectif comme un« système de transmission de signauxoptiques », tout comme un système audiotransmet des signaux électriques, on peutdéterminer la précision de transmission dessignaux dans la mesure où la réponse enfréquence du système optique peut êtremesurée. Dans le cas d'un système optique,l'équivalent de la fréquence est la « fréquencespatiale », qui indique le nombre de motifs, oucycles, d'une certaine densité sinusoïdale surune largeur de 1 mm. Par conséquent, l'unitéde mesure de la fréquence spatiale est lenombre de lignes par millimètre. Lafigure 27 A illustre les caractéristiques MTF(fonction de transfert de modulation) d'unobjectif « hi-fi » parfait pour une fréquencespatiale donnée, la sortie et l'entrée étantégales. Le rapport de contraste d'un tel objectifserait de 1:1. Cependant, les objectifs réelsprésentant des aberrations résiduelles, lesrapports de contraste réels sont toujoursinférieurs à 1:1. Le contraste diminue demanière inversement proportionnelle lorsque lafréquence spatiale augmente (c'est-à-dire que lemotif sinusoïdal noir et blanc devient plus fin,ou plus dense), tel qu'illustré sur la figure 27 D,jusqu'à un certain niveau de gris où l'on ne faitplus la distinction entre le noir et le blanc(absence de contraste, 1:0) à la limite defréquence spatiale. La courbe du graphique 4illustre ce phénomène. L'axe horizontalreprésente la fréquence spatiale et l'axe verticalle contraste. En d'autres termes, lareprésentation graphique permet de vérifier lareproductibilité de la résolution et du contraste(c'est-à-dire le degré de modulation) de manièrecontinue. Toutefois, la représentation graphiqueillustre les caractéristiques d'un seul point de lazone d'image. Il faut donc utiliser les donnéesde plusieurs points pour déterminer les

caractéristiques MTF (fonction de transfert demodulation) de l'image dans son ensemble.Ainsi, pour les caractéristiques MTF (fonctionde transfert de modulation) des objectifs EFprésentés ici, deux fréquences spatiales types(10 lignes/mm et 30 lignes/mm) sontsélectionnées. Des techniques complexes desimulation sur ordinateur sont utilisées pourdéterminer les caractéristiques MTF (fonctionde transfert de modulation) de l'image dans sonensemble, représentées graphiquement. L'axehorizontal représente la distance à partir ducentre de l'image le long de la ligne diagonale,et l'axe vertical le contraste.

Lecture des graphiques MTF(fonction de transfert demodulation)Les graphiques MTF (fonction de transfert demodulation) illustrant les caractéristiques desobjectifs présentés dans ce document placent lahauteur d'image (la hauteur du centre del'image étant de 0) sur l'axe horizontal et lecontraste sur l'axe vertical. Les caractéristiquesMTF (fonction de transfert de modulation) sontfournies pour des fréquences spatiales de10 lignes/mm et de 30 lignes/mm. Pour chaquegraphique, la fréquence spatiale, l'ouverture etla direction dans la zone de l'image sont tellesque présentées dans le tableau suivant.Les informations de base relatives auxperformances d'un objectif peuvent êtreinterprétées comme suit à partir d'ungraphique MTF (fonction de transfert demodulation) : plus la courbe 10 lignes/mm serapproche de 1, meilleures sont lesperformances de l'objectif en matière decontraste et de séparation ; plus la courbe30 lignes/mm se rapproche de 1, meilleuressont la résolution et la netteté. En outre, le floude l'arrière-plan devient plus naturel au fur et àmesure que les caractéristiques M et S serapprochent. L'équilibre entre cescaractéristiques est important. On peutcependant dire qu'un objectif offre une imaged'excellente qualité lorsque la courbe10 lignes/mm est supérieure à 0,8, et de qualitésatisfaisante si elle est supérieure à 0,6. Enobservant les caractéristiques MTF (fonction detransfert de modulation) des supertéléobjectifs EF série L, les données indiquentclairement que ces objectifs présentent descaractéristiques optiques de très hauteperformance.

Figure 27 Diagramme conceptuel ducontraste

Graphique 4 Caractéristiques MTF (fonctionde transfert de modulation) pourun point image unique

Graphique permettant de mesurer la MTF (fonction de transfert de modulation)

Lumière émanantdu sujet(en entrée)

Lumièrecomposant l'image(en sortie)

Lumière émanantdu sujet(en entrée)

Lumièrecomposant l'image(en sortie)

Figure 27-A

Figure 27-B

Figure 27-C

Figure 27-D

Figure 27-E

Reproduction du contraste

Image obtenue avec unobjectif sphérique grand angle

Différencede densité

Image obtenue avec unobjectif asphérique grand angle

Graphique

Contraste élevé Faible contraste 1

0,5

010 30 50

A

BC

Fréquence locale (ligne/mm)

Co

ntra

ste

0

203

Balance des couleursLa balance des couleurs fait référence à lafidélité de reproduction des couleurs d'unephoto capturée par un objectif, comparée ausujet original. La balance des couleurs de tousles objectifs EF est établie en fonction desvaleurs de référence recommandées par l'ISOet maintenue dans une plage de tolérancestricte plus restreinte que la plage de valeursautorisées par la norme CCI de l'ISO.→ CCI

CCI (color contribution index, indicede contribution à la couleur)La reproduction des couleurs sur une photo encouleurs dépend de trois facteurs : lescaractéristiques de couleur du film ou dusystème de production d'images numériques, latempérature de couleur de la source de lumièreéclairant le sujet et les caractéristiques detransmission de la lumière de l'objectif. L'indicede contribution à la couleur, ou CCI, indique« la quantité de variation chromatique causéepar les différences d'effet de filtre entre diversobjectifs » lorsqu'un film et une source delumière traditionnels sont utilisés. Il se composede trois chiffres, au format 0/5/4. Ces troischiffres sont des valeurs relatives exprimées entant que logarithmes du facteur detransmission de l'objectif aux longueurs d'ondebleues-violettes/vertes/rouges, correspondantaux trois couches d'émulsion photosensiblesdes films couleur. Des valeurs élevéesindiquent un facteur de transmission supérieur.Cependant, étant donné que les objectifsphotographiques absorbent la plupart deslongueurs d'onde ultraviolettes, la valeur dufacteur de transmission du bleu-violet est engénéral de zéro. La balance des couleurs estdonc évaluée en comparant les valeurs du vertet du rouge aux valeurs de référence ISO. Lescaractéristiques de référence de transmission dela lumière des objectifs émises par l'ISO ont étéétablies selon une méthode proposée par leJapon. Celle-ci consiste à calculer la moyennedes valeurs de facteur de transmission de57 objectifs standard,

comprenant cinq modèles des principauxfabricants, dont Canon. Les fabricants de filmss'appuient sur la valeur de référence obtenuede 0/5/4 pour concevoir les caractéristiques deproduction de couleur des films couleur. End'autres termes, si les caractéristiques detransmission de la lumière d'un objectif necorrespondent pas aux valeurs deréférence ISO, les caractéristiques deproduction de couleur d'un film couleur, tellesqu'elles ont été conçues par le fabricant, nepeuvent pas être obtenues.

Eclairage périphériqueLa luminosité d'un objectif est déterminéepar le nombre-F. Cependant, cette valeurindique uniquement la luminosité au niveaude l'axe optique, c'est-à-dire au centre del'image. La luminosité (éclairage de lasurface de l'image) au bord de l'image estl'éclairage périphérique. Il est exprimé enpourcentage (%) de la quantité d'éclairage aucentre de l'image. L'éclairage périphériquedépend du vignetage de l'objectif et de la loien cosinus puissance 4. Il est inévitablementplus faible que celui du centre de l'image.→Vignetage, Loi en cosinus puissance 4

Vignetage optiqueLes rayons lumineux en provenance desbords de la zone d'image et atteignantl'objectif sont en partie bloqués par le cadrede l'objectif devant et derrière lediaphragme. Ils ne parviennent donc pastous à traverser l'ouverture effective(diamètre du diaphragme). La lumière estdonc réduite sur les zones périphériques del'image. Ce type de vignetage peut êtreéliminé en réduisant l'ouverture.

Loi en cosinusSelon la loi en cosinus, la diminution de laquantité de lumière sur les zones périphériquesde l'image augmente avec l'angle de vue, mêmesi l'objectif ne génère aucun vignetage. L'imagepériphérique est formée par des groupes derayons lumineux pénétrant dans l'objectif selonun certain angle par rapport à l'axe optique. Laquantité de réduction de la lumière estproportionnelle au cosinus de cet angle à la

A : Résolution et contraste satisfaisants

B : Contraste satisfaisant mais résolution médiocre

C : Résolution satisfaisante mais contraste médiocre

Tableau 3

Graphique 5 Caractéristiques MTF (fonctionde transfert de modulation)

Graphique 7 Rapport d'éclairage du pland'image illustrant les caractéristiquesde l'éclairage périphérique

Graphique 6 Plage de tolérance ISOreprésentée sur lescoordonnées CCI

Figure 28 Vignetage

10 lignes/mm

Fréquence localeOuverture maximale F 8

MSMS

30 lignes/mm

0 5 10 15 20

1,0

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

Jaune

Vert

Cyan

1,0

Rouge

Origine

0/0/0

Bleu Magenta

R

S

B

V

1,01,0

100

50

00 10

f/8

20Hauteur d'image [mm]

[%]

f/2,8

Corps avant Corps arrièreDiaphragme

Rayon lumineux

périphérique

Rayon lumineux central

204

puissance quatre. La loi en cosinus étant une loide physique, elle est inévitable. Toutefois, dansle cas des objectifs grand angle offrant un anglede champ plus large, la diminution del'éclairage périphérique peut être évitée enaugmentant l'ouverture effective (rapport del'aire de la pupille d'entrée située sur l'axe surl'aire de la pupille d'entrée en dehors de l'axe).

Vignetage prononcéUn vignetage prononcé est un phénomènedans lequel la lumière atteignant l'objectifest en partie bloquée par un obstacle tel quel'extrémité du pare-soleil ou la monture d'unfiltre. Les coins de l'image sont assombris,ou l'image entière peut être éclaircie. Leterme ombre est en général utilisé lorsqu'unobstacle bloque les rayons lumineux quidevraient atteindre l'image, se traduisant parune qualité réduite de l'image.

Lumière diffuseLa lumière réfléchie par la surface des lentilles,les parois internes de la monture de l'objectifou du compartiment contenant les miroirs peutatteindre le film ou le capteur d'image et voilertout ou partie de la zone d'image, réduisantainsi la netteté. Ces réflexions nuisibles sontdésignées par le terme de lumière diffuse. Leseffets de lumière diffuse peuvent en grandepartie être réduits par l'application d'untraitement sur la surfaces des lentilles etl'utilisation de procédés anti-reflets dans lamonture de l'objectif et de l'appareil photo. Ilsne peuvent cependant pas être entièrement

éliminés dans tous les cas de figure. Il est doncrecommandé d'utiliser un pare-soleil appropriédans la mesure du possible. Le terme delumière diffuse fait également référence auxeffets de flou et de halo causés par les comas etles aberrations sphériques.

Image fantômeUne image fantôme est un type d'effet delumière diffuse qui se produit lorsque le soleil,ou une autre source de lumière forte, estcompris dans la scène et qu'une série deréflexions sur la surface des lentilles entraînel'apparition sur l'image d'une réflexionclairement identifiée en un pointsymétriquement opposé à la source de lumière.Ce phénomène se différencie de l'effet delumière diffuse par le terme « fantôme », enraison de son aspect. Les images fantômesentraînées par des réflexions sur des surfacessituées devant l'ouverture prennent une formeidentique à l'ouverture, tandis que cellescausées par des réflexions au-delà del'ouverture se traduisent par une zone delumière voilée et floue. Les images fantômespeuvent également être causées par des sourcesde lumière forte situées hors champ. Parconséquent, il est recommandé d'utiliser unpare-soleil ou tout autre dispositif d'ombrageafin de bloquer la lumière non souhaitée. Il estpossible de vérifier toute présence d'imagefantôme avant de prendre la photo. Il suffit pourcela de regarder dans le viseur et de se servirde la fonction de vérification de profondeur dechamp pour réduire l'ouverture de l'objectifjusqu'à obtenir l'ouverture à utiliser lors del'exposition.

TraitementLorsque la lumière traverse une lentille nontraitée, environ 5 % de la lumière est réfléchipar les extrémités de celle-ci en raison de ladifférence d'indice de réfraction. Non seulementce phénomène réduit-il la quantité de lumièretraversant la lentille mais il peut égalemententraîner de multiples réflexions, se traduisantpar des effets de lumière diffuse ou des imagesfantômes indésirables. Un traitement spécial estappliqué sur les lentilles pour prévenir cesréflexions, par vaporisation sous vide d'une finepellicule, d'une épaisseur équivalente à 1/4 dela longueur d'onde de la lumière que l'onsouhaite cibler. Cette pellicule est composéed'une substance (telle que le fluorure demagnésium) dont l'indice de réfraction est de√⎯n, où n représente l'indice de réfraction duverre optique. Au lieu d'un traitementcorrespondant à une seule longueur d'onde, lesobjectifs EF bénéficient d'un traitement multi-couche supérieur (plusieurs couches sontvaporisées sur la pellicule pour réduire le tauxde réflexion à 0,2 ou 0,3 %), qui prévientefficacement les réflexions de toutes leslongueurs d'onde du spectre de lumière visible.

Le traitement des lentilles ne sert cependantpas uniquement à prévenir les réflexions.Lorsque les divers éléments de l'objectif sonttraités avec des substances adéquates auxpropriétés différentes, le traitement est unfacteur important permettant d'obtenir descaractéristiques optimales de balance descouleurs pour l'objectif.

Verre optiqueLe verre optique est conçu pour les produitsoptiques de précision tels que les objectifsphotographiques et vidéo, les télescopes et lesmicroscopes. Contrairement au verre utilisédans les applications générales, le verre optiqueest doté de caractéristiques de dispersion et deréfraction définies et précises (indice deprécision à six décimales). Il est soumis à desconditions strictes en matière de transparenceet d'absence de défauts, tels que stries,déformations et bulles. Les divers types deverre optique sont classés selon leurcomposition et constante optique (nombred'Abbe). On dénombre plus de 250 types deverre optique à ce jour. Pour les objectifs dehaute performance, différents types de verreoptique sont utilisés conjointement. Un verredont le nombre d'Abbe est inférieur ou égalà 50 s'appelle le flint (F). Un verre dont lenombre d'Abbe est supérieur ou égal à 55s'appelle le crown (K). Chaque catégorie deverre est ensuite divisée selon d'autrescaractéristiques telles que la gravité. A chaquetype de verre est attribué un nom de sériecorrespondant.

Nombre d'AbbeLe nombre d'Abbe est une valeur numériqueindiquant la dispersion du verre optique. Il estexprimé à l'aide du symbole grec ν. Il estégalement appelé constante optique. Le nombred'Abbe est déterminé selon la formule suivante,en utilisant l'indice de réfraction de trois raiesde Fraunhofer : F (bleu), d (jaune) et c (rouge).

nombre d'Abbe = νd = nd — 1/nF — nc

Raies de FraunhoferLes raies de Fraunhofer sont des raiesd'absorption découvertes en 1814 par unphysicien allemand, Fraunhofer (1787 - 1826).Elles comprennent le spectre d'absorptionprésent dans le spectre continu de la lumièreémise par le Soleil, dû à l'effet des gaz dansl'atmosphère du Soleil et de la Terre. Chaqueraie est située à une longueur d'onde fixe. Parconséquent, les raies servent de référence pourles caractéristiques de couleur (longueurd'onde) du verre optique. L'indice de réfractiondu verre optique se mesure selon neuf

Graphique 8 Réduction de la lumièrepériphérique selon la loi en cosinus

Verre optique

Figure 29 Lumière diffuse et imagesfantômes

Taux d'éclairage

Luminosité uniforme

Objectif

wP

a

a'

p'

100(%)

50

00 10 20 30 40 50 60 70

Angle d'incidence

Imagecorrecte

Imagecorrecte

Lumière diffuse

Objectif

Objectif

Fantôme

205

longueurs d'onde sélectionnées parmi les raiesde Fraunhofer (voir Tableau 4). Dans leprocessus de conception des objectifs, lescalculs établis pour corriger les aberrationschromatiques sont également basés sur ceslongueurs d'onde.

FluoriteLa fluorite présente des indices de réfraction etde dispersion extrêmement faibles encomparaison avec le verre optique. De plus, elleprésente des caractéristiques particulières dedispersion partielle (dispersion partielle nonstandard), permettant une correctionpratiquement parfaite des aberrationschromatiques lorsqu'elle est utiliséeconjointement avec du verre optique. C'est unfait connu depuis longtemps. En 1880, lafluorite naturelle était déjà utilisée pour lesobjectifs apochromatiques des microscopes. Lafluorite n'existant à l'état naturel qu'en petitsfragments, elle ne peut pas être utilisée tellequelle dans les objectifs photographiques. Enréponse à ce problème, en 1968, Canon a réussià mettre au point une technique de productionde cristaux artificiels de grande taille, ouvrantainsi la voie à l'utilisation de la fluorite pour lesobjectifs photographiques.

Lentille UDUne lentille UD est réalisée à partir d'un verreoptique spécial aux caractéristiques optiquessimilaires à la fluorite. Les lentilles UDpermettent en particulier de corrigerefficacement les aberrations chromatiques dessuper téléobjectifs. Deux lentilles UDprésentent des caractéristiques équivalentes àun élément en fluorite. « UD » signifie « ultra-low dispersion » (dispersion ultra-faible).

Verre sans plombLe verre optique sans plomb est plusécologique. Le plomb augmente la puissance deréfraction du verre. Il est donc utilisé dans denombreux types de verre optique. Bien qu'il nepuisse pas fuir du verre dans lequel il estcontenu, le plomb pose un problèmeenvironnemental lorsqu'il s'échappe sous laforme des déchets produits lors de la découpeou du polissage du verre. Dans le butd'éliminer l'utilisation du plomb des processusde fabrication, Canon a travaillé en

collaboration avec un fabricant de verre afin dedévelopper un verre sans plomb, et abandonneprogressivement l'utilisation de verre contenantdu plomb dans sa gamme d'objectifs. Le verresans plomb utilise du titane, qui, contrairementau plomb, ne représente pas une menace pourl'environnement ou l'homme, mais jouit decaractéristiques optiques équivalentes au verretraditionnel contenant du plomb.

Formes de lentilles

Lentille de FresnelLa lentille de Fresnel est un type de lentilleconvergente. Elle est formée en divisantfinement la surface convexe d'une lentilleconvexe plane en de nombreux anneauxconcentriques et en les combinant pour réduirede manière significative l'épaisseur de lalentille, tout en préservant sa fonction delentille convexe. Dans un appareil photo reflexmono-objectif, pour diriger la lumière diffusepériphérique vers l'oculaire, le côté opposé à lasurface mate du verre de visée forme unelentille de Fresnel d'un pas de 0,05 mm. Leslentilles de Fresnel sont également trèscouramment utilisées pour les flashes, commel'indiquent les lignes concentriques que l'onpeut observer sur l'écran blanc de diffusionrecouvrant le tube flash. La lentille deprojection utilisée pour projeter la lumière d'unphare est un exemple de lentille de Fresnelgéante.

Lentille asphériqueLes objectifs photographiques se composent engénéral de plusieurs lentilles individuelles. Saufmention contraire, la surface de chacuned'entre elles est sphérique. De ce fait, il s'avère

très difficile de corriger les aberrationssphériques des objectifs grand angle et ladistorsion des objectifs super grand angle. Unelentille spéciale, à la surface parfaitementincurvée de manière à corriger ces aberrations,c'est-à-dire une lentille dont la surface estincurvée mais non sphérique, s'appelle unelentille asphérique. Les fabricants de lentillesconnaissent depuis toujours le principe etl'utilité des lentilles asphériques. Cependant, lessurfaces asphériques étant extrêmementdifficiles à mesurer et fabriquer, ce n'est querécemment que des méthodes pratiques defabrication des lentilles asphériques ont étémises au point. Le premier appareil photoreflex mono-objectif à offrir une lentilleasphérique de large diamètre était leCanon FD 55 mm f/1,2AL, mis sur le marchéen mars 1971. Grâce aux progrèsrévolutionnaires des technologies deproduction, la gamme d'objectifs EF de Canonoffre aujourd'hui de nombreux types delentilles asphériques, telles que les lentillesasphériques en verre dépoli et poli, hauteprécision en verre moulé (GMo), composites ouhybrides.

Lentille d'airOn peut considérer les espaces d'air entre lesdiverses lentilles composant un objectif commedes lentilles d'un certain type de verre dontl'indice de réfraction est identique à celui del'air (1,0). Un espace d'air conçu dans cetteoptique s'appelle une lentille d'air. La réfractiond'une lentille d'air étant l'inverse de celle d'unelentille de verre, une forme convexe agitcomme une lentille concave et inversement. Ceprincipe a été mis en avant pour la premièrefois en 1898 par Emil von Hoegh, de la sociétéallemande Goerz.

Objectifs photographiquesLorsque l'on observe à la loupe l'imageagrandie d'un objet, les bords de l'image sontsouvent déformés ou décolorés, même si lecentre est net. Comme cette expérience nous lemontre, une lentille individuelle présente denombreux types d'aberrations et ne peut pasreproduire une image clairement définie d'unbord à l'autre. Pour cette raison, les objectifsphotographiques sont composés de plusieurslentilles individuelles aux formes etcaractéristiques particulières afin d'obtenir uneimage nette sur toute sa surface. Les brochureset modes d'emploi des objectifs décrivent leséléments individuels et groupes qui lescomposent. La figure 33 illustre par exemple la

Tableau 4 Longueurs d'onde de la lumière etraies spectrales

Formes de lentille et principesde base de composition des

objectifs

Figure 32 Diagramme conceptuel de lentilled'air

Figure 31 Lentille de Fresnel

Figure 30 Formes de lentille

Remarque : 1 nm = 10-6 mm

Code de lignedu spectre

Longueur d'onde (mm)

Couleur

i

365,0

Ultraviolet

h

404,7

Violet

g

435,8

Bleu-violet

F

486,1

Bleu

e

546,1

Vert

d

587,6

Jaune

c

656,3

Rouge

r

706,5

Rouge

t

1 014

Infrarouge

Code de lignedu spectre

Longueur d'onde (mm)

Couleur

Lentille plan-convexe Lentilles biconvexes Lentille ménisque convexe

Lentilles plan-concaves Lentille biconcave Lentille ménisque concave

M L H

↑L (espace d'air)

MH

206

composition de l'objectif EF 85 mm f/1,2L IIUSM, comprenant 8 lentilles disposées en7 groupes.

Principes de base de lacomposition des objectifsIl existe cinq types de composition de base desobjectifs à distance focale fixe à usage général.� Le type de composition le plus simple est lacomposition unique : une seule lentille ou undoublet composé de deux lentilles réunies. �et � sont de type doublet, comprenant deuxlentilles individuelles. � est de type triplet,composé de trois lentilles individuelles selon laséquence convexe-concave-convexe. � est untype symétrique, comprenant deux groupesd'une ou plusieurs lentilles, de forme et deconfiguration identiques, disposés de manièresymétrique autour du diaphragme.

� Objectifs à distance focale fixe� Type symétriqueDans ce type d'objectif, le groupe de lentillessitué derrière le diaphragme présente uneforme et une configuration pratiquementidentiques à celles du groupe situé devant lediaphragme. Il existe plusieurs catégoriesd'objectifs symétriques : Gauss, triplet, Tessar,Topogon et orthomètre. Parmi ceux-ci, la

configuration la plus courante aujourd'hui estle type Gauss et ses dérivés. Sa conceptionsymétrique permet un bon équilibre descorrections de tous les types d'aberration et iloffre une mise au point arrière relativementlongue. Le Canon 50 mm f/1,8, sorti en 1951, apermis de corriger la coma, seul point faibledes objectifs de type Gauss de l'époque. Lasortie de cet objectif a donc marqué l'histoirede la photographie grâce à ses performancesnettement supérieures. Canon utilise toujoursla composition de type Gauss dans sesobjectifs modernes tels que l'EFF 50 mmf/1,4 USM, l'EF 50 mm f/1,8 II ou l'EF 85 mmf/1,2L II USM. Les configurations symétriquesde type Tessar et triplet sont courammentutilisées aujourd'hui pour les appareils photocompacts équipés d'objectifs à distance focalefixe.

� Type téléobjectifLa longueur totale d'un objectif photographiqueclassique (c'est-à-dire la distance depuis lesommet de la première lentille avant jusqu'auplan focal) est plus longue que sa distancefocale. Toutefois, ce n'est en général pas le casdes objectifs à distance focale particulièrementlongue, car l'utilisation d'une configuration delentilles normale se traduirait par un objectiftrès grand et encombrant. Pour concilier tailleraisonnable et longue distance focale, unmodule de lentilles concave (négatif) est placéderrière le module de lentilles principalconvexe (positif). L'objectif est donc plus courtque sa distance focale. Les objectifs de ce types'appellent des téléobjectifs. Dans untéléobjectif, le second point principal se trouvedevant la première lentille avant.

� Rapport de téléobjectifLe rapport entre la longueur totale d'untéléobjectif et sa distance focale s'appelle lerapport de téléobjectif. En d'autres termes, ils'agit du quotient de la distance entre lesommet de la première lentille avant et le planfocal sur la distance focale. Pour les téléobjectifs,cette valeur est inférieure à un. A titre deréférence, le rapport de téléobjectif de

l'EF 300 mm f/2,8L IS USM est de 0,94, et celuide l'EF 600 mm f/4L IS USM de 0,81.

� Type rétro-focusLes objectifs grand angle traditionnels ont unemise au point arrière trop courte pour pouvoirêtre utilisés sur des appareils photo reflexmono-objectif car ils empêcheraient le miroirprincipal de basculer. De ce fait, la compositiondes objectifs grand angle pour appareils photoreflex mono-objectif est l'inverse de celle destéléobjectifs ; le module de lentilles négatif estplacé devant le module de lentilles principal.Ceci déplace le second point principal derrièrela lentille (entre la dernière lentille arrière et leplan du film) et crée un objectif offrant unemise au point arrière plus longue que ladistance focale. Ce type d'objectif est en généralappelé rétro-focus, d'après le nom d'un produitcommercialisé par la société françaiseAngenieux Co. En termes d'optique, ce typed'objectif rentre dans la catégorie destéléobjectifs inversés.

� Type zoom à 4 groupesIl s'agit d'une configuration de zoomtraditionnelle qui sépare en quatre groupesdistincts les fonctions de l'objectif (mise aupoint, variation du grossissement, correction etformation de l'image). Deux groupes bougentpendant le zoom : le groupe de variation dugrossissement et le groupe de correction. Onpeut facilement obtenir un rapport de zoomélevé avec ce type de configuration. C'estpourquoi ce type de zoom est courammentutilisé pour les objectifs de caméra et les zoomsde téléobjectifs reflex mono-objectif. Cependant,en raison de problèmes rencontrés lors de laconception de zooms compacts, ce type deconfiguration est de moins en moins utilisédans les zooms modernes non destinés auxtéléobjectifs.

� Type zoom courtExplication → P.175

Figure 33 Composition de l'EF 85 mmf/1,2L@USM

Figure 36 Type téléobjectif

Figure 35 Types d'objectifs photographiquesstandard

Figure 37 Types téléobjectifs inversés(rétro-focus)

Figure 34 Groupes de lentilles de base

Types d'objectifsphotographiques standard

Zooms

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2 3 4 5 6 7

(Eléments)

(Groupes)

Groupe 1

Groupe 2

Groupe 3

Groupe 4

Groupe 5

Triplet Tessar

Gauss Topogon

207

Type zoom à plusieurs groupesExplication → P.175

Techniques de mouvementd'objectif et de mise au pointIl existe cinq grandes catégories deméthodes de mouvement d'objectif poureffectuer la mise au point.

� Extension linéaire généraleL'intégralité du système optique de l'objectifavance et recule en ligne droite lors de la miseau point. Il s'agit là de la méthode de mise aupoint la plus simple, utilisée principalementpour les objectifs grand angle à distance focalefixe standard, tels que l'EF 15 mm f/2,8 Fisheye,l'EF 50 mm f/1,4 USM, le TS-E 90 mm f/2,8 etd'autres objectifs EF.

� Extension linéaire du groupeavantLe groupe arrière reste fixe et seul le groupeavant avance et recule en ligne droite lors de lamise au point. L'EF 50 mm f/2,5Compact Macro, le MP-E 65 mm f/2,8Macro Photo et l'EF 85 mm f/1,2L II USM sontdes exemples de ce type d'extension.

� Extension circulaire du groupeavantLa partie de la monture de l'objectif quisupporte le groupe avant avance et recule enpivotant lors de la mise au point. Ce type demise au point est uniquement utilisé pour leszooms et non pour les objectifs à distancefocale fixe. Les objectifs EF 28-90 mm f/4-5,6 III,EF 75-300 mm f/4-5,6 IS USM et EF 90-300 mm f/4,5-5,6 USM sont des exemplesparmi d'autres objectifs EF de cette méthode demise au point.

� Mise au point intérieureLa mise au point s'effectue grâce audéplacement d'un ou de plusieurs groupes delentilles situés entre le groupe de lentilles avantet le diaphragme. → P.176

� Mise au point arrièreLa mise au point s'effectue grâce audéplacement d'un ou de plusieurs groupes delentilles situés derrière le diaphragme. → P.177

Système flottantCe système modifie l'intervalle situé entrecertaines lentilles en fonction de l'amplituded'extension afin de compenser les fluctuationsd'aberration causées par la distance del'appareil photo. Cette méthode est aussiconnue sous le nom de mécanisme decompensation des aberrations sur courtedistance. → P.177

Distance de l'appareil photoIl s'agit de la distance entre le plan focal et lesujet. La position du plan focal est indiquée surla partie supérieure de la plupart des appareilsphoto par le symbole « ».

Distance du sujetIl s'agit de la distance entre le pointprincipal avant de l'objectif et le sujet.

Distance de l'imageIl s'agit de la distance entre le point principalarrière et le plan focal lorsque la mise au pointest effectuée sur un sujet situé à une distancedonnée.

Amplitude d'extensionDans le cas d'un objectif dans lequell'intégralité du système optique avance etrecule pendant la mise au point, l'amplituded'extension est l'ampleur de mouvementnécessaire pour effectuer la mise au pointsur un sujet situé à une distance limitée dela position de mise au point de l'infini.

Distance mécaniqueLa distance mécanique sépare l'extrémitéavant de la monture de l'objectif du planfocal.

Distance de travailLa distance de travail sépare l'extrémitéavant de la monture de l'objectif du sujet.C'est un facteur important en particulierpour les gros-plans et les agrandissements.

Grossissement de l'imageLe grossissement de l'image est le rapport(rapport de longueur) entre la taille réelle dusujet et la taille de l'image reproduite sur lefilm. Un objectif macro dont le rapport degrossissement de l'image est de 1:1 peutreproduire une image sur le film de la mêmetaille que le sujet original (taille réelle). Legrossissement est en général exprimé sous

forme de valeur proportionnelle indiquant lataille de l'image comparée au sujet réel. (Parexemple un grossissement de 1:4 estexprimé 0,25x.)

Lumière polariséeLa lumière étant une forme d'ondeélectromagnétique, on peut considérer qu'ellevibre de manière uniforme dans toutes lesdirections dans un plan perpendiculaire à ladirection de propagation. Ce type de lumièreest la lumière naturelle (ou lumière naturellepolarisée). Si, pour une raison quelconque, ladirection de vibration de la lumière naturelledevient polarisée, cette lumière est appeléelumière polarisée. Lorsque

Mouvement d'objectif et miseau point

Figure 38 Distance de prise de vue, distance du sujet et distance de l'image

Distance de prise devue/distance du

sujet/distance de l'image

Figure 39 Rapport entre distance focale,amplitude d'extension (extensiongénérale) et grossissement

Lumière polarisée et filtres depolarisation

Figure 40 Onde électromagnétiquenaturellement polarisée

Sujet Point principal avant

Distance focaleDistance focale

Point principal arrière

Distance de l'image

Distance de prise de vue

Distance du sujet

Distance frontale Distance mécanique

Amplituded'extensionIntervalle

des pointsprincipaux

Plan focal

h h'

rfreRyy'M

Distance focaleAmplitude d'extensionIntervalle des points principauxDistance de prise de vueTaille du sujetTaille du sujet sur le plan du filmAgrandissement

R (r f)2e

M

M

f(M 1)2

y'y

y

f f r

y'

eR

r'f

e

Lumièrepolarisée naturelle(lumière naturelle)

Lumière partiellement polarisée

Sens depropagationde la lumière

208

la lumière naturelle se réfléchit sur la surfacedu verre ou de l'eau par exemple, la lumièreréfléchie vibre dans une seule direction et estentièrement polarisée. De même, lorsqu'il faitsoleil, la lumière tombant à un angle de 90°avec le Soleil devient polarisée en raison del'effet des molécules et particules d'air setrouvant dans l'atmosphère. Les demi-miroirsutilisés dans les appareils photo reflex mono-objectif autofocus entraînent également unepolarisation de la lumière.

Filtre de polarisation linéaireUn filtre de polarisation linéaire est un filtre quine laisse passer que la lumière vibrant dansune certaine direction. Etant donné que lalumière traversant le filtre vibre de manièrelinéaire par nature, ce filtre est appelé filtre depolarisation linéaire. Ce type de filtre élimineles réflexions sur le verre ou l'eau de la mêmemanière qu'un filtre de polarisation circulaire,mais il ne peut pas être utilisé de manièreefficace avec la plupart des appareils photoautofocus (AF) et à exposition automatique (AE)car il produirait des erreurs d'exposition avecles appareils AE équipés d'un système demesure TTL à demi-miroirs, et des erreurs demise au point avec les appareils AFcomprenant un système de télémétrie AF àdemi-miroirs.

Filtre de polarisation circulaireUn filtre de polarisation circulaire est identiqueà un filtre de polarisation linéaire en ce qu'il nelaisse passer que la lumière vibrant dans unecertaine direction. Cependant, la lumièretraversant un filtre de polarisation circulairediffère de la lumière traversant un filtre depolarisation linéaire en ce que la lumière sepropage sous forme de spirale. Ainsi, l'effet dufiltre n'interfère pas avec l'effet des demi-miroirs, permettant le fonctionnement normaldes fonctions TTL-AE et AF. Lorsque vousutilisez un filtre de polarisation avec unappareil photo EOS, veillez à opter pour unfiltre de polarisation circulaire. Celui-ci élimineles réflexions de lumière de manière toutaussi efficace qu'un filtre de polarisationlinéaire.

Capteur d'imagesUn capteur d'images est un élément semi-conducteur qui convertit les données image ensignal électrique, jouant le rôle du film d'unappareil photo argentique traditionnel. Il estégalement appelé système imageur. Les deuxéléments d'image les plus communs utilisésdans les appareils photo numériques sont CCD(Charge-Coupled Devices, dispositifs detransfert de charge) et CMOS (ComplementaryMetal-Oxide Semi-conductors, semi-conducteurs à oxyde de métal complémentaire).

Ce sont tous deux des capteurs de surfacecomprenant un grand nombre de récepteurs(pixels) sur une surface plate qui convertissentles variations de lumière en signauxélectriques. Plus il y a de récepteurs, plus lareproduction de l'image est précise. Cesrécepteurs ne sont sensibles qu'à la luminositéet non à la couleur. De ce fait, les filtres RVB ouCMJN sont placés avant les récepteurs afin decapturer les données de couleur en mêmetemps que les données de luminosité.

Filtre passe-basAvec les éléments d'image standard utilisésdans les appareils photo numériques, lesinformations de couleur RVB ou CMJN sontrecueillies pour chaque récepteur disposé sur lasurface. Ceci signifie que, lorsque de la lumièreà forte fréquence spatiale frappe un seul etunique pixel, un moirage, des couleurs faussesou n'existant pas sur le sujet apparaissent surl'image. Afin de réduire ces phénomènes, lalumière doit frapper divers récepteurs. Pour cefaire, les récepteurs utilisés sont des filtrespasse-bas. Les filtres passe-bas utilisent descristaux liquides et d'autres structures decristaux, caractérisées par une réfraction double(phénomène par lequel deux flux de lumièreréfractée sont créés), placés avant les élémentsd'image. La double réfraction de la lumière àforte fréquence spatiale à l'aide de filtres passe-bas permet de recevoir de la lumière à l'aide dedivers éléments.

Vue, acuité visuelleLa vue, ou acuité visuelle, est la capacité del'œil à distinguer en détail la forme d'un objet.Exprimée sous forme de valeur numériqueindiquant l'inverse de l'angle visuel minimumauquel l'œil peut clairement distinguer deuxpoints ou deux lignes, soit la résolution de l'œilpar référence à une résolution de 1’. (Rapportavec une résolution de 1’ entendue comme 1.)

Accommodation de l'œil

L'accommodation de l'œil est sa capacité àadapter sa puissance de réfraction de manière àformer sur la rétine l'image d'un objet. L'état del'œil à sa puissance de réfraction minimum estl'état de repos.

Vision normale, emmétropieIl s'agit de l'état de l'œil dans lequell'image d'un point infiniment distant seforme sur la rétine lorsque l'œil est au repos.

Vision de loin, hypermétropieIl s'agit de l'état de l'œil dans lequell'image d'un point infiniment distant seforme à l'arrière de la rétine lorsque l'œil estau repos.

Vision de près, myopieIl s'agit de l'état de l'œil dans lequell'image d'un point infiniment distant seforme à l'avant de la rétine lorsque l'œil estau repos.

AstigmatismeIl s'agit de l'état de l'œil dans lequel l'axevisuel de l'œil présente un astigmatisme.

PresbytieIl s'agit de l'état de l'œil dans lequel lepouvoir d'accommodation diminue avecl'âge. En photographie, cela consisterait àavoir une distance focale unique et une zonede netteté réduite.

Distance minimum de visiondistincteIl s'agit de la distance la plus proche àlaquelle un œil aux capacités visuellesnormales peut observer un objet sans effort.On considère en général que cette distanceest de 25 cm (0,8 pieds).

DioptrieLa dioptrie est le degré auquel le viseur doitconverger ou diverger le rayon de lumière.La dioptrie standard pour tous les appareilsphoto EOS est définie sur —1. Ce paramètrepermet à l'image du viseur d'apparaîtrecomme étant éloignée d'une distance de 1 m.Ainsi, si vous ne percevez pas de manièrenette l'image dans le viseur, vous devez fixersur l'oculaire de l'appareil un correcteurdioptrique qui, ajouté à la dioptrie standarddu viseur, permet de voir nettement un objetà une distance d'un mètre. Les valeursnumériques mentionnées sur les correcteursdioptriques EOS indiquent la dioptrie totaleobtenue lorsque le correcteur dioptrique estfixé sur l'appareil photo.

Termes relatifs au numériqueFigure 41 Œil humain

Œil humain et dioptrie duviseur

Chambre postérieureLimbe

Chambreantérieure

Procès ciliairesZonule

Epithélium ciliaireEspace rétrolental

Corps

ciliaire

ConjonctiveCanal scléral

Muscle ciliaire

Cornée

Cristallin

Axe optique Axe central de l'œil

Corps vitré

Fosserétinienne

Rétine

Tachejaune

Nerf optique

SclèreChoroïde

Disque

Iris

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

Caractéristiques MTF (fonction de transfert de modulation)

Fréquence locale

Ouverture maximale f/8

S M

10 lignes/mm

30 lignes/mm

S M

Lecture des caractéristiques MTF (fonction de transfert de modulation)

Courbe indiquant la résolution à ouverture maximale

Courbe indiquant le contraste à ouverture maximale

Une valeur MTF (fonction de transfert de modulation)de 0,8 ou plus à 10 lignes/mm est caractéristique d'un objectif de qualité supérieure.

Une valeur MTF (fonction de transfert de modulation)de 0,6 ou plus à 10 lignes/mm révèle une image satisfaisante.

Plus les courbes S et M sont alignées, plus l'image floue devient naturelle.

(mm) Distance depuis le centre du cadre

209

Résolution et contraste satisfaisants

Contraste satisfaisant maisrésolution médiocre

Résolution satisfaisante mais contraste médiocre

Objectifs à distance focale fixeEF 15 mm f/2,8 Fisheye EF 14 mm f/2,8L USM EF 20 mm f/2,8 USM EF 24 mm f/1,4L USM

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

00 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

00 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 24 mm f/2,8 EF 28 mm f/2,8 EF 35 mm f/1,4L USM

0 5 10 15 20

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

00 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 28 mm f/1,8 USM

EF 35 mm f/2 EF 50 mm f/1,4 USMEF 50 mm f/1,2L USM EF 50 mm f/1,8@

EF 85 mm f/1,2L@USM EF 85 mm f/1,8 USM EF 100 mm f/2 USM EF 135 mm f/2L USM

EF 135 mm f/2,8 (avec système Softfocus) EF 200 mm f/2,8L@USM

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

1

0,9

0,8

0,7

0,6

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0,1

00 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

00 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

00 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

00 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 300 mm f/2,8L IS USM EF 300 mm f/4L IS USM

EF 400 mm f/2,8L IS USM

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

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0,1

00 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

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0,5

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0,3

0,2

0,1

0

EF 400 mm f/5,6L USM 1

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0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

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0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 400 mm f/4 DO IS USM1

0,5

0

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0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 500 mm f/4L IS USM

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

0 5 10 15 20

1

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0

0,4

0,3

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0 5 10 15 20

1

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0

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0,1

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0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,9

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0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

00 5 10 15 20

210

Caractéristiques MTF (fonction de transfert de modulation)EF 50 mm f/2,5 Compact Macro EF 100 mm f/2,8 Macro USM EF 180 mm f/3,5L Macro USM

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

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0,1

00 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

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0,3

0,2

0,1

00 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

MP-E 65 mm f/2,8 1-5 x Macro Photo TS-E 24 mm f/3,5L TS-E 45 mm f/2,8 TS-E 90 mm f/2,8

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

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0,1

00 5 10 15 20

1

0,9

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0,7

0,6

0,5

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0,1

00 5 10 15 20

1

0,9

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00 5 10 15 20

1

0,9

0,8

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0,6

0,5

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0,3

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0,1

0

EF-S 60 mm f/2,8 Macro USM1

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0

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0,1

0,6

0,7

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0,9

0 5 10 13

EF 600 mm f/4L IS USM

0 5 10 15 20

1

0,9

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0,1

0

EF 20-35 mm f/3,5-4,5 USM WIDE EF 20-35 mm f/3,5-4,5 USM TELE

0 5 10 15 20

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0,1

00 5 10 15 20

1

0,9

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0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

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0,1

0

EF 24-70 mm F2,8L USM WIDE EF 24-70 mm F2,8L USM TELE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

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0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

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0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 16-35 mm F2,8L USM WIDE EF 16-35 mm F2,8L USM TELE EF 17-40 mm F4L USM WIDE EF 17-40 mm F4L USM TELEEF 135 mm f/2L USM EF 135 mm f/2L USM

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

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0,2

0,1

0,6

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0 5 10 15 20

1

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0

0,4

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0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

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0,7

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0,9

0 5 10 15 20

EF 24-85 mm f/3,5-4,5 USM TELE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

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0,9

0 5 10 15 20

EF 24-85 mm f/3,5-4,5 USM WIDE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

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0,9

0 5 10 15 20

EF 24-105 mm f/4L IS USM WIDE

0 5 10 15 20

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0,9

0,8

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0,6

0,5

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0,3

0,2

0,1

0

EF 24-105 mm f/4L IS USM TELE1

0,5

0

0,4

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0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

Zooms

211

Zooms

EF 55-200 mm f/4,5-5,6 @ USM WIDE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 55-200 mm f/4,5-5,6 @ USM TELE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

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0 5 10 15 20

EF 70-200 mm f/2,8L IS USM TELE1

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0

0,4

0,3

0,2

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 70-200 mm f/2,8L IS USM WIDE

EF 70-200 mm f/4L IS USM TELEEF 70-200 mm f/4L IS USM WIDE

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

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0

0,4

0,3

0,1

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0 5 10 15 20

1

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0

0,4

0,3

0,2

0,1

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0,9

0 5 10 15 20

EF 28-300 mm f/3,5-5,6L IS USM WIDE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 28-300 mm f/3,5-5,6L IS USM TELE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

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0,5

0

0,4

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0,2

0,1

0,6

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0,9

0 5 10 15 20

EF 28-90 mm f/4-5,6@USM TELE1

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0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

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0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 28-90 mm f/4-5,6# WIDE1

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0

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0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 28-90 mm f/4-5,6# TELE1

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0

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0,2

0,1

0,6

0,7

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0,9

0 5 10 15 20

EF 28-105 mm f/3,5-4,5@USM WIDE

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

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0,6

0,5

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0

EF 28-105 mm f/3,5-4,5@USM TELE

0 5 10 15 20

1

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0,6

0,5

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0,3

0,2

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0

EF 28-105 mm f/4-5,6 USM / EF 28-105 mm f/4-5,6 TELE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 28-105 mm f/4-5,6 USM / EF 28-105 mm f/4-5,6 WIDE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 28-135 mm f/3,5-5,6 IS USM TELE

00

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

5 10 15 20

EF 28-135 mm f/3,5-5,6 IS USM WIDE

00

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

5 10 15 20

EF 28-200 mm f/3,5-5,6 USM / EF 28-200 mm f/3,5-5,6 TELE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 28-200 mm f/3,5-5,6 USM / EF 28-200 mm f/3,5-5,6 WIDE

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

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0,2

0,1

0

EF 70-200 mm f/2,8L USM WIDE

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

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0,6

0,5

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0,2

0,1

0

EF 70-200 mm f/2,8L USM TELE

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

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0,2

0,1

0

EF 70-200 mm f/4L USM WIDE1

0,5

0

0,4

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0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 70-200 mm f/4L USM TELE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

212

Caractéristiques MTF (fonction de transfert de modulation)

EF 75-300 mm f/4-5,6#USM / EF 75-300 mm f/4-5,6# WIDE

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 75-300 mm f/4-5,6#USM / EF 75-300 mm f/4-5,6# TELE

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 80-200 mm f/4,5-5,6@ WIDE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 80-200 mm f/4,5-5,6@ TELE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 90-300 mm f/4,5-5,6 USM / EF 90-300 mm f/4,5-5,6 WIDE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 90-300 mm f/4,5-5,6 USM / EF 90-300 mm f/4,5-5,6 TELE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 100-300 mm f/4,5-5,6 USM WIDE

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 100-300 mm f/4,5-5,6 USM TELE

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

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0,3

0,2

0,1

0

EF 70-300 mm f/4,5-5,6 DO IS USM WIDE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 70-300 mm f/4,5-5,6 DO IS USM TELE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 100-400 mm f/4,5-5,6L IS USM WIDE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 100-400 mm f/4,5-5,6L IS USM TELE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

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0,9

0 5 10 15 20

EF-S 10-22 mm f/3,5-4,5 USM TELE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 13

EF-S 10-22 mm f/3,5-4,5 USM WIDE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 13

EF-S 18-55 mm f/3,5-5,6@ USM / EF-S 18-55 mm f/3,5-5,6@ WIDE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

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EF-S 18-55 mm f/3,5-5,6@ USM / EF-S 18-55 mm f/3,5-5,6@ TELE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

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213

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214

EF 2x@

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EF 200 mm f/2,8L@USM EF 300 mm f/2,8L IS USM EF 300 mm f/4L IS USM (—:f/16) EF 400 mm f/2,8L IS USM

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0 5 10 15 20

Caractéristiques MTF (fonction de transfert de modulation)

215

EF LENS WORK III Les yeux d'EOS

Septembre 2006, Huitième édition

Organisation et publication Canon Inc. Lens Products GroupProduction et éditorial Canon Inc. Lens Products GroupImpression Nikko Graphic Arts Co., Ltd.Remerciements pour leur coopération : Brasserie Le Solférino/Restaurant de la Maison

Fouraise, Chatou/ Hippodrome de MarseilleBorély/Cyrille Varet Créations, Paris/Jean Pavie,artisan luthier, Paris/Participation de la Mairie deParis/Jean-Michel OTHONIEL, sculpteur

©Canon Inc. 2003

Les produits et caractéristiques techniques sont sujets à modification sans préavis.Les photos du présent document sont la propriété de Canon Inc., ou utilisées avec l'autorisation desphotographes.

CANON INC. 30-2, Shimomaruko 3-chome, Ohta-ku, Tokyo 146-8501, Japan