Ces pages donnent un apperçu de l'évolution des optiques, à commencer par les lentilles simples, puis les lentilles asphériques. Il est recommandé de lire préalablement la page de la théorie du fonctionnement des lentilles.
Les premières émulsions photographiques étaient orthochomatiques (uniquement sensible à la lumière verte). Dès qu'on a commencé à utiliser des émulsions panchromatiques ou des émulsions couleur, de nouveaux problèmes sont apparus. La lentille se comporte comme un prisme et produit une dispersion de la lumière selon sa longueur d'onde. C'est très beau, mais c'est absolument pas ce qu'on cherche. La dispersion rend l'image floue (émulsion panchromatique noir et blanc) ou faussée (les différentes teintes ne se recouvrent pas lors de l'emploi de film couleur).
Aucune lentille simple ne peut réduire ce phénomène, il faut absolument passer aux systèmes à lentilles multiples.
Aberration chromatique
La photo de droite est prise à travers le collimateur d'un projecteur. Le collimateur sert à concentrer les rayons lumineux de la lampe. Une aberration n'a ici aucune importance, il s'agit simplement de concentrer la lumière. Il s'agit d'une simple lentille convexe sphérique (loupe).
Doublet achromatique
La seconde photo est prise à travers l'objectif du même projecteur. L'image projetée à l'écran ne peut pas avoir d'aberrations. L'optique ne peut pas produire de déformations. La puissance de la lentille (dioptrie) est moindre que celle d'une lentille non-compensée. De plus, la lentille est asphérique.
Doublet achromatique
On peut comparer l'utilisation d'une lentille correctrice à la contre-réaction utilisée dans les amplificateurs haute fidélité: le but est d'obtenir un son de meilleure qualité, mais le gain est réduit, ce qui oblige l'utilisation d'un ou de plusieurs étages d'amplification supplémentaires.
Plus tard, on utilisera du verre au fluor pour parfaire la correction: il s'agit des optiques apochromatiques. Le verre achromatique effectue une correction sur une fréquence, tandis que le verre apochromatique effectue la correction sur deux (et parfois trois) fréquences.
“Diffractive Optics”
On peut ainsi construire des optiques plus compactes (“DO” chez Canon), mais ce principe ne permet pas d'obtenir des images aussi contrastées qu'avec des optiques classiques.
L'avantage des optiques “Diffractive Optics” est qu'il permet de réduire la taille et le poids des optiques, avec comme inconvénient une réduction de la netteté. Comparez en cela les optiques
- EF 70-300mm ƒ/4.5-5.6 DO IS USM
- EF 75-300mm ƒ/4-5.6 IS USM.
Terminologie:
- Réfraction: les rayons sont brisés lors du passage d'un materiau à un autre (air et eau, air et verre,...)
Tous les systèmes optiques sont basés principalement sur la réfraction. - Dispersion: l'angle des rayons brisés varie selon la fréquence (couleur) de la lumière.
C'est la dispersion qui produit les arc-en-ciels, mais cela ne nous interesse pas. - Diffraction: les rayons sont brisés par un effet d'interférence par microstructures.
C'est également le même phénomène qui rend les photos de plus en plus floues quand on utilise un petit diaphragme.
Et ce n'est pas encore terminé. Au lieu d'un simple doublet achromatique, on s'est rendu compte qu'une construction symmétrique à lentilles multiples permet de meilleurs résultats.
Lentilles a(po)chromatiques
| Lentille simple | Doublet |
|---|
Un double achromatique en pratique
“Diffractive Optics”
