Article polémique sur optiques lumineuses

[FuryNick]

On s'en fiche que les rayons sortant de l'optique soient divergents si l'enveloppe des rayons atteignant le capteur est elle convergente, parce que l'ouverture de la lentille est plus grande que le capteur.

Mais c'est justement ça que l'on dit, les rayons sont toujours divergents, l'enveloppe des rayons atteignant le capteur quelle que soit sa taille est divergent.

Ce n'est pas parce qu'il y a un capteur plus petit derrière que le cheminement des rayons dans l'objectif est modifié. La lumière part de la lentille arrière de l'objectif et va en direction du capteur, pas l'inverse. L'enveloppe utile des rayons est proportionnelle à la taille du capteur et se réduit proportionnellement avec celui-ci. C'est pas plus compliqué que le théorème de Thales.

Un capteur plus petit n'utilisera pas tous les rayons, c'est le principe même du crop, ce n'est qu'un simple recadrage. L'éclairement (étant le rapport entre le flux lumineux et la surface éclairée) est donc le même ce qui explique d'ailleurs qu'un même objectif produira sensiblement la même quantité de lumière à n'importe quelle taille de capteur.

Illustration à l'échelle (j'ai pris un tirage de 44mm ne connaissant pas la valeur exacte) :

[lolo78]

Mais c'est justement ça que l'on dit, les rayons sont toujours divergents, l'enveloppe des rayons atteignant le capteur quelle que soit sa taille est divergent.

Ce n'est pas parce qu'il y a un capteur plus petit derrière que le cheminement des rayons dans l'objectif est modifié. La lumière part de la lentille arrière de l'objectif et va en direction du capteur, pas l'inverse. L'enveloppe utile des rayons est proportionnelle à la taille du capteur et se réduit proportionnellement avec celui-ci. C'est pas plus compliqué que le théorème de Thales.

Un capteur plus petit n'utilisera pas tous les rayons, c'est le principe même du crop, ce n'est qu'un simple recadrage. L'éclairement (étant le rapport entre le flux lumineux et la surface éclairée) est donc le même ce qui explique d'ailleurs qu'un même objectif produira sensiblement la même quantité de lumière à n'importe quelle taille de capteur.

Définition d'un objectif photographique dans Wikipedia:

L'objectif photographique est un système optique convergent formé de plusieurs lentilles, donnant des images réelles sur la surface sensible de l'appareil photographique.

En chaque point du capteur, les rayons qui arrivent de la lentille sont convergents.

Voici ce qui se passe si le capteur est plus petit que l'ouverture de la lentille arrière.



Le faisceau de lumière sortant de l'objectif (en jaune) est bien divergent.

Les deux rayons lumineux rouges montrent le faisceau lumineux formant l'image en un point quelconque à l'intérieur du capteur.

Les rayons verts montrent la formation de l'image en deux points extrêmes du capteur.

Le faisceau de lumière atteignant le capteur et délimité par les rayons verts externes et il est bien convergent.

Après, pour revenir à l'origine de la discussion, est-ce que la cage d'un reflex APS-C peut réellement intercepter une partie des rayons censés arriver au capteur comme le dit Eric, je n'en sais rien, j'avais fait le schéma précédent uniquement pour montrer pourquoi ce n'était pas impossible.

[eric-p]

Définition d'un objectif photographique dans Wikipedia:



En chaque point du capteur, les rayons qui arrivent de la lentille sont convergents.

Voici ce qui se passe si le capteur est plus petit que l'ouverture de la lentille arrière.



Le faisceau de lumière sortant de l'objectif (en jaune) est bien divergent.

Les deux rayons lumineux rouges montrent le faisceau lumineux formant l'image en un point quelconque à l'intérieur du capteur.

Les rayons verts montrent la formation de l'image en deux points extrêmes du capteur.

Le faisceau de lumière atteignant le capteur et délimité par les rayons verts externes et il est bien convergent.

Après, pour revenir à l'origine de la discussion, est-ce que la cage d'un reflex APS-C peut réellement intercepter une partie des rayons censés arriver au capteur comme le dit Eric, je n'en sais rien, j'avais fait le schéma précédent uniquement pour montrer pourquoi ce n'était pas impossible.

Oui, l'idée est bonne mais il y a quelques erreurs sur votre schéma.
1-La largeur des faisceaux convergents n'est pas forcément aussi large que la lentille arrière.
2-Les faisceaux formant la périphérie de l'image sont moins larges que le faiscau central.
3-L'enveloppe des faiscaux peut parfois être convergente (Cas des 50/1.0 L EF & 85/1.2 L EF I & II)

[lolo78]

Oui, l'idée est bonne mais il y a quelques erreurs sur votre schéma.
1-La largeur des faisceaux convergents n'est pas forcément aussi large que la lentille arrière.
2-Les faisceaux formant la périphérie de l'image sont moins larges que le faiscau central.
3-L'enveloppe des faiscaux peut parfois être convergente (Cas des 50/1.0 L EF & 85/1.2 L EF I & II)

OK, Éric, mais il s'agissait uniquement de montrer géométriquement sur un cas général simplifié pourquoi, même avec un faisceau lumineux de sortie de l'objectif divergent, on pouvait néanmoins avoir un faisceau utile (atteignant le capteur) convergent.

[ikari]

Je ne sais pas si le coup des vignetages ovales est une preuve suffisante. Je pense qu'on peut démontrer par le même procédé que cela est du à la focale également (même si ça me parait bizarre, je n'aurais aucune explication à donner, c'est juste pour démontrer par l'absurde).
Parce que les vignettages ovales arrivent évident sur les objectifs lumineux qui sont plutôt des courtes focales.

Par exemple, voire le 17-40: Canon EF 17-40 mm f/4.0L USM review - Vignetting - Lenstip.com
Perso, je trouve qu'à 17, le vignettage est ovale et à 40 rond. Et pourtant c'est du f/4.
(idem sur le 16-35, etc)

OK, Éric, mais il s'agissait uniquement de montrer géométriquement sur un cas général simplifié pourquoi, même avec un faisceau lumineux de sortie de l'objectif divergent, on pouvait néanmoins avoir un faisceau utile (atteignant le capteur) convergent.

Je veux pas être trop lourd, mais géométriquement tu peux montrer n'importe quoi. C'est pas pour ça que c'est juste optiquement parlant. Je peux te faire un dessin où les rayons divergent complètement ça sera tout aussi crédible géométriquement.
Ceci dit, il est évident que les rayons issus d'un point objet convergent dans le plan image sinon... il n'y a pas d'image. Pas besoin de faire bp de dessins pour ça à mon sens. Donc, le schéma avec les rayons "divergents" était juste là pour montrer l'enveloppe lumineuse rien de plus (par contre, les rayons issus d'un même point convergent dans cette enveloppe). Là, je pense qu'on devrait être d'accord.

[lolo78]

Je ne sais pas si le coup des vignetages ovales est une preuve suffisante. Je pense qu'on peut démontrer par le même procédé que cela est du à la focale également (même si ça me parait bizarre, je n'aurais aucune explication à donner, c'est juste pour démontrer par l'absurde).
Parce que les vignettages ovales arrivent évident sur les objectifs lumineux qui sont plutôt des courtes focales.

Par exemple, voire le 17-40: Canon EF 17-40 mm f/4.0L USM review - Vignetting - Lenstip.com
Perso, je trouve qu'à 17, le vignettage est ovale et à 40 rond. Et pourtant c'est du f/4.
(idem sur le 16-35, etc)

Preuve suffisante, je ne sais pas non plus, mais en tous les cas, ça tend à confirmer l'hypothèse plutôt qu'à l'infirmer.

Pour moi, le vignetage du 17-40 F/4 est bien rond à toutes les focales.

Et le 300 F/2,8 a un vignettage ovalisant: les deux premières graduations (-0,2 et -0,4) sont circulaires, mais les suivantes sont nettement ovales. En fait, ce n'est même plus ovale, c'est presque un rectangle qui aurait des bords et des angles arrondis, ce qui suggère assez bien une combinaison de deux composantes de vignetage: l'une inhérente à l'optique, progressive et circulaire, et une due à la chambre, très allongée.

Je ne pense donc a priori pas que ce soit un effet de la focale.