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Roger Canto

Les objectifs des caméras

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Roger Canto
 

 


Les objectifs des caméras






Propriétés des objectifs


1° Distance focale


Les objectifs considérés comme normaux par une vieille règle de pratique photographique doivent présenter une distance focale égale à la diagonale de l’image enregistrée, ce qui conduirait à une focale de 13 mm pour le film 16 mm.
En fait, les objectifs normalement utilisés correspondent à une focale plus longue :
25 mm pour le film 16 mm (28 mm pour le film Super-16).
Les objectifs de focale plus courte sont dits grands angulaires et ceux de focale plus longue sont souvent désignés par le terme de télé-objectifs.


2° Champ utile


Le champ d’un objectif est l’angle qui correspond à l’ouverture des rayons extrêmes admis par le système ; cependant, on doit distinguer diverses interprétations de la notion de champ. Le champ total est déterminé par le diamètre des verres et le tracé géométrique de la propagation des rayons ; mais cette considération est secondaire.
Il importe en effet que les aberrations marginales de l’objectif soient suffisamment corrigées dans toute l’étendue angulaire obtenue et que l’on arrive ainsi à la notion plus utile de champ de netteté .
Cependant, de façon pratique, on considère plus simplement le champ utile qui résulte directement du format d’image et de la focale de l’objectif ; la valeur de ce champ se calcule aisément en fonction de la diagonale de l’image et de la focale de l’objectif.
C’est ainsi qu’un objectif de 15 mm présente un angle de champ de 45° en format Super-16 et se trouve classé comme grand angulaire, alors que le même objectif n’a plus qu’un champ de 25° en Super-8 et devient donc un objectif normal.
Tous ceux qui utilisent les optiques du 16 mm sur leur Beaulieu Super-8, grâce à la monture C, ont pu remarquer cela.


3° Ouverture relative


Les objectifs comportent tous un diaphragme réglant l’éclairement de l’image par modification de l’ouverture relative ; on peut considérer en principe que ce diaphragme se trouve entre deux lentilles convergentes. Les rayons lumineux qui pénétreront jusqu’au film sont ceux qui s’appuieront sur le bord du diaphragme : or ces rayons auront déjà subi une réfraction à travers la lentille antérieure, si bien qu’ils correspondront à des rayons initiaux s’appuyant sur le bord de l’image du diaphragme dans la première lentille : cette image s’appelle la pupille d’entrée de l’objectif et l’on désigne son diamètre par la notation F/n.
Un calcul photométrique montre que l’éclairement de l’image formé par un objectif est inversement proportionnel au carré du coefficient n ; on graduera donc le diaphragme en chiffres croissants selon une progression géométrique de raison :

Racine de 2 = 1,414 … soit :

1,4 - 2 - 2,8 - 4 - 5,6 - 8 - 11 - 16

L’éclairement étant moitié à chaque fois que l’on passe d’une ouverture à celle immédiatement supérieure.




4° Netteté et aberrations


Les objectifs des caméras doivent être optiquement conçus de façon à donner de tout point une image aussi ponctuelle que possible : le diamètre du cercle-image devrait en toute rigueur ne pas être supérieur au diamètre du grain d’émulsion.
Or, si les conditions de netteté et de réduction des aberrations sont facilement réalisées pour les rayons centraux, le problème devient beaucoup plus délicat pour les rayons écartés de l’axe tels qu’on les utilise sur les objectifs à grande ouverture.


image_1.thumb.jpg.92da55fc00b9e4ff3b5ec7



L’aberration sphérique, défaut de convergence des rayons parallèles à l’axe optique, peut être corrigée par compensation en associant des éléments de signe contraire affectés d’aberrations de sens contraire ; c’est ainsi que des ménisques divergents rentrent dans la composition des objectifs. Toutefois l’étude assigne alors à certaines lentilles des courbures si prononcées qu’on ne pourrait les tailler qu’avec des épaisseurs exagérées ; on est donc amené à choisir des verres très réfringents correspondant à de moindres courbures et corrigeant les aberrations zonales.
Pour corriger les aberrations axiales, on dédouble les éléments en plusieurs éléments séparés à faible courbure équivalent à un élément à forte courbure.
L’aberration chromatique, irisation du contour de l’image d’un point par différence de dispersion aux différentes couleurs, est corrigée par l’association de verres d’indices différents comme le crown et le flint. On obtient alors un doublet achromatique.


 



5° Profondeur de champ


Étant donné un sujet ponctuel placé à l’infini, l’objectif en donne dans le plan focal une image qui peut être assimilée à un point ; les rayons lumineux formant cette image définissent un cône ayant pour sommet le point et s’appuyant sur le cercle d’ouverture utile de l’objectif. Or l’œil perçoit quand même comme un point le cercle de très petit diamètre qui se forme si l’image ponctuelle réelle est un peu en arrière du plan focal image.
Le diagramme ci-dessous montre la variation des limites antérieures et postérieures de champ net au 1/40 mm aux diverses ouvertures relatives, ainsi que la distance hyperfocale pour un objectif f :2 de 25 mm de foyer.


image_2.thumb.jpg.783195f24defefaa5a0c5c

Constitution des objectifs


1° Combinaisons optiques


L’objectif pose simultanément à peu près tous les problèmes du calcul optique ; la nécessité de réduire les aberrations, tout en conciliant les exigences contradictoires d’un champ étendu et d’une grande clarté, ont abouti à des combinaisons optiques plus ou moins complexes.
Les schémas ci-dessous montrent quelques unes de ces combinaisons :


2° La fabrication des objectifs


Les verres servant à la fabrication des objectifs (boro-silicate-crown, crown baryum, flints légers et denses) sont découpés à partir de plaques polies et arrondies sur des platines au grès. Les disques obtenus sont ensuite collés à la paraffine sur des plateaux et les surfaces sont mises en courbe sur des outils en fonte, à l’aide de grès ;
L’ébauchage des surfaces est terminé avec des outils en laiton, à l’aide d’émeri de plus en plus fin. La phase finale consiste à polir les lentilles, dans des bassins, avec du sesquioxyde de fer ou de l’oxalate ferreux calcinés, en suspension dans l’eau.


3° Traitement de surface


La constitution des objectifs modernes à grande ouverture et à nombre de verres élevés aboutit à des pertes de lumière importantes par réflexion sur les faces et interfaces des verres.



Réflexions à l'intérieur des lentilles


On a donc recherché le moyen de supprimer ces phénomènes de réflexion ; or, la théorie démontre qu’il est possible de diminuer l’énergie lumineuse perdue dans les faisceaux réfléchis s’il existe sur les surfaces une couche de passage dont l’indice moyen est intermédiaire entre l’indice du verre et celui du milieu d’incidence (air).
On peut réaliser cette condition par deux moyens différents, soit un dépôt d’une couche mince de fluorure (lithium ou calcium) par évaporation dans le vide, soit attaque superficielle à l’aide d’acides.
Les objectifs ainsi traités se reconnaissent au reflet bleu-violacé ou pourpre résultant de ce que l’épaisseur des dépôts anti réflecteurs est réglée pour la longueur d’onde moyenne du spectre.



4° Montures


Les montures d’objectifs sont constituées par un assemblage vissé d’un grand nombre de pièces métalliques filetées avec précision. Sur les montures des objectifs de cinéma se trouvent des bagues graduées permettant de commander le diaphragme à iris, la mise au point et les mouvements des lentilles internes pour les zooms. La précision des pièces métalliques portant les lentilles est aussi importante que la qualité des lentilles elles-mêmes ; on comprend pourquoi les objectifs sont des pièces qui coûtent très cher, si on désire un minimum de qualité.
La précision doit être encore plus grande pour les objectifs à focale variable (zooms) car un groupe de lentilles doit se déplacer à l’intérieur, sans le moindre jeu.
La variation de focale est assurée par la translation d’un deuxième élément divergent.


 


Roger CANTO

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Kamel Djadi

merci pour ces infos  mais j'ai du mal a comprendre  l'ouverture relative pouvez vous m'expliquez  plus en détailles svp  

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Roger Canto

L’ouverture relative est égale au rapport entre la distance focale de l’objectif et le diamètre d’ouverture du diaphragme (l’ouverture réelle).

L’ouverture réelle (parfois appelée ouverture absolue) représente le diamètre mesurable de l’ouverture du diaphragme par laquelle passe la lumière. On parle également de pupille d’entrée. Elle se mesure généralement en millimètres.
Pour un photographe, l’important est de connaître l’impact du diaphragme sur l’exposition de sa photo. Or pour un même diamètre d’ouverture et un temps de pose donné, la quantité de lumière qui va atteindre le capteur va varier en fonction de la longueur de la focale : plus la focale sera longue moins la quantité de lumière atteignant le capteur sera importante.
Pour éviter ce problème et appliquer la même échelle quels que soient les objectifs, on utilise la notion d’ouverture relative qui intègre la distance focale dans l’équation et permet donc d’oublier ce paramètre.

 

 

 

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François Giroud

en photo on parle de (f) alors qu'au cine ce serait plutot (T). Ca se calcul pas la meme chose

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      Plus largement par rapport au traitement des images qu'ils donnent à voir j'ai fait de nombreuses mesures dans d'autres salles, qui ne sont pas du tout aux normes dans les salles UGC dès que l'écran n'est pas métallisé (pour info les écrans métallisés argentés seront illégal à partir du 3 Mai 2017 - le CNC ayant laissé un délai de 5 ans pour que les cinémas changent leurs écrans). Pour rappel la norme est de 48 cd/m² et la tolérance est entre 38 et 58 cd/m², mes mesures ont été faites au moyen d'un spotmètre vérifié sur une source étalon  :
      UGC Ciné Cité La Défense :
      - Salle 03 : 12 cd/m² (20/10/2016) (22/01/2017)
      - Salle 06 : 32 cd/m² (18/01/2017)  -> écran métalisé
      - Salle 07 : 14 cd/m² (13/11/2016), 18 cd/m² (18/12/2016)
      - Salle 08 : 17 cd/m² (31/10/2016), (11/11/2016) et (09/01/2017)
        Lampe qui flicke
      - Salle 09 : 36 cd/m² (31/10/2016) 48 cd/m² (18/12/2016) -> écran métalisé
      - Salle 10 : 18 cd/m² (31/10/2016)
      - Salle 12 : 20 cd/m² (28/10/2016) (22/01/2017)
        Partie gauche de l'écran Jaune dans les hautes lumières (et de pire en pire).
      - Salle 13 : 54 cd/m² -> écran métalisé. (09/01/2017)
        Projection trop piquée en Scope (Mauvaise Confo Cadre)
      - Salle 14 : 16 cd/m² (06/11/2016)
      - Salle 16 : 51 cd/m² (29/12/2016) -> écran métalisé
      UGC Ciné Cité Les Halles :
      - Salle 01 : 40 cd/m² (01/11/2016) -> écran métalisé
      - Salle 35 : 24 cd/m² (07/11/2016)
      UGC George V :
      - Salle 08 : Frange Verte dans les blancs (01/10/2016)
      Cinéma des Cinéastes :
      - Salle 03 : 33 cd/m² (03/01/2017)
      Forum des Images :
      - Salle 300 : 36 cd/m² (05/01/2017)
      Cinémathèque :
      - Salle Langlois : 47 cd/m² (04/11/2016)
      Le Grand Action :
      Salle 1 : 44 cd/m² (06/11/2017)
      Cinémas Indépendants Parisiens :
      Max Linder : 47 cd/m² (01/12/2016)
      l'Etoile St Germain : 50 cd/m² (06/12/2016)
      J'ai contacté le service client UGC plusieurs fois qui m'ont dit avoir fait un audit technique, et me promettent de régler tous les problèmes d'ici fin Janvier 2017 (à voir...). Ils refusent tous remboursements de projections qui ne sont pas dans les normes de luminosité ou de me laisser discuter avec leur directeur technique. De plus ils refusent d'admettre que leurs salles ne respectent pas les normes ISO, AFNOR, CNC et CST.
      J'ai contacté la personne en charge du contrôle des salles au CNC qui m'a dis qu'ils ne contrôlaient que 10 salles par an et se concentraient désormais plus que sur les salles Paris intra-muros.
      J'ai contacté la personne en charge du contrôle des salles à la CST. Je n'ai pas eu de réponses, mais dans tous les cas le marché du contrôle des salles est laissé à des sociétés privées.
      De mon côté j'ai fait tout ce qui était dans ma mesure pour essayer de modifier les choses avec au final très peu de réussites puisque les problèmes persistent et me heurte en tant qu'étudiant à ne pas pouvoir m'adresser aux personnes compétentes. Je me tourne désormais vers vous amis techniciens pour faire pression à votre échelle, sur les mauvaises conditions de projection qui subsistent dans nos salles pour que les problèmes soient réglés et que les mentalités changent. 
      Je vous invite également à prendre vos spotmètres, et à vous aussi faire des mesures dans les salles sur les blancs max et peut-être que les choses évolueront...
      Pour finir je citerai Philippe Brelot :  "Je sais chacun convaincu par cette idée simple : si tant de techniciens et d’artistes consacrent autant d’énergie à améliorer la qualité de leur photographie, de leur lumière, de leurs décors... Si tant de personnes mettent tant de soin à rechercher la perfection dans l'image, il faut que ces efforts soient visibles et même sublimés sur l’écran, de la plus belle manière ..."
      Merci de m'avoir lu

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