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Après la théorie optique, nous sommes passé aux lentilles simples.
Mais ces lentilles ne satisfont pas.

Un des premiers problèmes rencontrés avec notre optique sphérique est que les rayons passant à l'extérieur de la lentille ne sont pas concentrés au même endroit que les rayons passant plus près du centre. Cette aberration est entre autre causée par l'épaisseur du verre, et les optiques qui utilisent des miroirs (télescopes et autres optiques catadioptriques où la réflection s'effecue sur la face avant sont plus faciles à corriger. Une optique sphérique produit une image floue dès qu'on tente d'utiliser une ouverture plus grande.

Les ouvertures qu'on pouvait obtenir avec ce type de lentilles étaient supérieures à celles d'une chambre noire sans objectif (avec seulement un petit trou: sténopé), mais cela n'était pas fameux malgré tout.

La lentille simple produit aussi un effet d'astigmatisme (les rayons parallèles qui touchent la lentille sous un plan incliné produisent une tache qui a la forme d'une comète). Aucun de ces problèmes ne pouvait être résolu à partir d'une optique simple avec une seule lentille sphérique. Les appareils photos avaient une optique très peu lumineuse (ƒ/8 au mieux) et seul le centre de l'image était plus ou moins net.

Les aberrations de sphéricité pouvaient être réduites en utilisant des lentilles asphériques (dont la courbe ne suit pas le rayon d'une sphère). Ces lentilles sont appellées anaclastiques. Le calcul de la courbe idéale est très complexe et à l'époque nous ne disposions pas d'appareils spéciaux pour polir la surface obtenue. Les déformations restèrent donc très importantes et même à l'ère présente, on préfère réduire les défauts d'une optique en utilisant des lentilles combinées plutôt que d'essayer de produire une lentille simple parfaite.

Il est à remarquer qu'un retrouve des lentilles asphériques surtout dans les appareils bas de gamme équipé de lentilles en plastique: le plastique est moulé (et non taillé et poli comme le verre). Pendant qu'on taille et polit une seule lentille en verre, on peut produire des milliers de lentilles en plastique moulé.

Il n'est pas possible de tailler et polir une lentille asphérique avec les même appareils utilisés pour fabriquer des lentilles spériques: on utilise surtout le procédé d'ablation par laser qui est plus lent. Un procédéplus rapide est le moulage du verre fondu dans un moule ayant la forme asphériqye voulue.

Mais on retrouve également les lentilles asphériques dans certaines optiques haut de gamme. Une seule lentille asphérique peut remplacer jusqu'à 6 lentilles simples. Les lentilles asphériques se retrouvent également dans les optiques grand-angulaire.

L'optique Sigma 24-70 ƒ/2.8 fait la concurrence à l'optique Canon équivalente. Elle est moins lourde, laisse passer plus de lumière (moins de pertes par réflections internes) et coûte nettement moins que l'optique Canon.

Notons également l'existence d'optiques hybrides, combinant des lentilles en verre classiques et des lentilles en résine spéciale. Les lentilles en résine sont collées contre certains verres. Il est plus facile de polir une résine qu'un verre, et c'est ainsi qu'on utilise une résine là où on recherche une courbe non-sphérique. L'optique Sigma 24-60mm F2.8 EX DG IF ASP (qui n'est malheureusement plus fabriquée) était une des meilleures optiques de ce genre.

Mais on a oublié un élément de taille (si on peut dire...): la couleur. Toutes les lentilles se comportent en fait comme des prismes miniatures qui produirent des arc-en-ciels au lieu d'une image bien nette. Pour éviter ce phénomène, on a eu recours aux lentilles apochromatiques.

Bokeh en forme de pelure d'oignon

Les lentilles asphériques ne sont pas taillées et polies, mais produites par ablation. La forme voulue est produite dans un tour numérique de haute précision. Actuellement on utilise le moulage du verre (plus rapide). Pour former le moule, on utilise ici aussi un tour numérique avec pointe en diamant. Cette pointe trace de fins sillons qui se retrouvent... vous ne devinerez jamais où... dans le bokeh!

En effet, les fines traces circulaires de la pointe en diamant se retrouvent sur le verre en fin de moulage, et le verre asphérique n'est que très peu poli pour éviter de déformer la courbe. La lentille utilisée produit ainsi une très faible déformation de l'image qui ne se voit que dans le bokeh. Un exemple est donné à droite.

Aberrations résiduelles
(residual spherical aberration)

Les optiques ne sont jamais compensées totalement. L'effet de l'aberration sphérique résiduelle est décrit sur cette page.

Lentilles asphériques


Aberration sphérique


Lentille asphérique
(anaclastique)


Déformation coma causé par l'astigmatisme


Utilisation de lentilles asphériques dans une optique haut de gamme


Bokeh en forme de pelure d'oignon

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