Les systemes optiques

Question 1

Pour un reflex, qu’est ce qu’on retrouve

Answer 1

-objectif photo
-boitier
-capteur

Question 2

Expliquer objectif photo (reflex)

Answer 2

Jeu de lentilles qui contient un diaphragme près du centre
Diaphragme = ouverture avec des lamelles, capable de se fermer dans tous les sens pour ne faire qu’un cercle de lumière au centre de l’objectif.
Objectif relativement circulaire
Plusieurs propriétés :
 Limite la lumière transmise (> influence le temps d’exposition)
 Augmente la profondeur de champ lorsqu’il est fermé
 Restreint le centre de la lentille (utilisation uniquement du centre > courbure plus faible donc meilleure restitution de l’image)
Contrainte vis-à-vis de la netteté

Question 3

Expliquer boitier (pour reflex)

Answer 3

o Miroir qui bascule > car visée optique > image optique
Si image numérique > on expose directement le capteur donc pas besoin de miroir mais moins bonne qualité
But = amener la lumière au viseur
o Obturateur = « rideau » mécanique qui se lève au début de l’exposition et se referme à la fin
Règle le temps d’exposition
Obturateur physique (rideau mécanique) – deux rideaux
Si temps très courts > les deux rideaux se suivent (fente) > capteur pas exposé partout en même temps
Obturateur numérique > pilotage numérique du capteur&raquo_space; commander l’exposition ie capteur constamment exposé à la lumière, enregistre à un moment précis

Question 4

Expliquer capteur (reflex)

Answer 4

o Plein format (2436 mm) correspond aux négatifs de l’époque
o Passage numérique > plein format correspond à un 2436 en terme de taille (on parle d’équivalence)

Question 5

Def lentilles convergentes

Answer 5

Peuvent former des images réelles – après une lentille CV on peut projeter une image sur un mur
Les rayons lumineux convergent vers une focale
Peut former une image virtuelle si objet sur le foyer objet ou entre ce foyer et la lentille&raquo_space; image virtuelle avec agrandissement (ex : loupe)

Question 6

def lentilles divergentes

Answer 6

Peuvent former des images virtuelles
Les rayons lumineux divergent, point focal de l’autre côté
Si on veut une image après une lentille DV > il faut un autre appareil optique qui re-converge

Question 7

Comment les lentilles peuvent eviter les abberations dues a la refraction?

Answer 7

peuvent avoir des formes sphériques ou asphériques en vue de corriger certaines aberrations du plan image projeté mais couteuse

Question 8

Regle de base d’une lentille et compo

Answer 8

ne forme une image d’un objet que sur un seul plan
-elements d’un syst optique
-cercle de nettete
-cercle de pleine lumiere
-cercle image
-angle de champ utile

Question 9

Expliquer les elemnts dun syst optique

Answer 9

Foyer image F’ = plan qui correspond au capteur
Décomposition du centre optique en plans nodaux :
 Pour les lentilles d’une certaine épaisseur
 Plans nodaux avant et arrière sont utilisés en réalité pour toutes les mesures de distance
 Simplification -> « centre optique »

Question 10

Expliquer cercle de nettete

Answer 10

Tout ce qui est à l’intérieur est considéré net, en dehors, de – en – net en raison de la courbure du plan image projeté

Question 11

Expliquer cercle de pleine lumiere

Answer 11

Où la luminosité transmise est constante (= blanc)

Question 12

Expliquer cercle image

Answer 12

Plan image au travers d’une lentille contenant des défauts > pas forcément plat (légèrement courbé mais capteur droit)
Défini le plan image de la lumière projetée
Si le capteur est plus grand que le cercle image > une partie ne sera pas exposée > angle de champ utile

Question 13

expliquer angel de champ utile

Answer 13

Angle dont la projection correspond à la diagonale du capteur

Question 14

Quelles sont les 3 regles importantes de la construction graphique de l’image

Answer 14

• Tout rayon passant par le centre optique n’est pas dévié
• Tout rayon parallèle à l’axe optique passe par le foyer image
• Tout rayon incident passant par le foyer objet F, est réfracté et émerge parallèlement à l’axe optique.

Question 15

Quelles sont les proprietes de la construction graphique de l’image

Answer 15

• Lorsque l’objet se trouve à l’infini (tous les rayons // à l’axe optique > convergent tous au foyer F’), l’image se trouve en f
• Lorsque l’objet se trouve entre l’infini et 2f (= photographie), l’image de l’objet est plus petite que nature et se trouve entre f et 2f
• Lorsque l’objet se trouve à 2f, l’image est de grandeur nature et se trouve à 2f
• Lorsque l’objet se trouve entre 2f et f (= macroscopie), l’image est réelle et plus grande que nature et se trouve entre 2f et l’infini
• Lorsque l’objet se trouve en f, l’image se trouve à l’infini
• Lorsque l’objet se trouve entre f et le centre optique, l’image est virtuellement plus grande que nature (domaine de la microscopie)

Question 16

Def objectif photographique

Answer 16

Système optique composé de plusieurs lentilles qui permet de former une image réelle sur le plan capteur

Question 17

Donner les caracteristiques principales de l’objectif photographique

Answer 17

Caractéristiques principales = contraintes physiques liées à l’objectif
-la longueur focale
-langle de champ - champ capte
-la distance de prise de vue -distance objet (p)
-la distance image - tirage (p’)
-l’ouverture relative du diaphragme

Question 18

Expliquer la longeur focale pour objectif photo

Answer 18

Distance entre le centre optique de la lentille et le foyer, donnée pour tous les objectifs
On parle de zoom lorsqu’on fait varier la distance focale

Question 19

Expliquer l’angle de champ - champ capte pour objectif photo

Answer 19

o Décris l’angle qui, à partir de l’objectif, correspond au champ maximum de la scène qui peut être capturée par un appareil
Propre à chaque objectif, dépend de la longueur focale (+ on allonge la focale + on ressert sur un détail de la scène) – jeu de lentille peut être optimisé pour embrasser un + grand angle dans les limites optiques

Question 20

Expliquer la distance de prise de vue - distance objet (p)

Answer 20

Règle la mise au point =distance entre la lentille et l’objet, faire coïncider l’image projetée à la distance du capteur
= distance centre optique de l’objectif et l’objet

Question 21

Expliquer la distance image - tirage (p’) pour objectif photo

Answer 21

Distance entre le centre optique et le plan image

Question 22

Expliquer l’ouverture relative du diaphragme pour photo objectif

Answer 22

Variation des ouvertures réelles en fonction de la longueur focale choisie pour un même diaphragme
Longueur focale de l’objectif/diamètre utile du diaphragme
Noté f/Ouverture relative
Progression géométrique de √2
 Double la quantité de lumière à chaque ouverture de diaphragme de cette progression et vice-versa
 Entre chaque diaphragme > formule en pir² > on divise par 2 la surface du cercle que peut traverser la lumière > progression en √2
 Adaptation du temps d’exposition pour avoir une image similaire

Question 23

Qu’est ce que la longeur focale influence

Answer 23

• L’angle de champ capté
  o Plus la focale est courte, plus le champ capté est grand
  o Restriction drastique avec l’augmentation de la focale
  o Focale courte : paysage, scène de crime…
  o Focale longue : on se restreint à des objets particuliers
• La profondeur de champ
  o Si focale courte, augmentation de la PC
  o Si focale longue, PC chute
  o Intérêt pour portrait > focale longue pour arrière-plan flou et mise en évidence portrait
  o SF > plutôt focale courte
• La taille du sujet
• La stabilité de l’appareil
  o Influence le flou de bouger si on tient l’appareil à la main

Question 24

Def focale normale

Answer 24

• Equivaut à la diagonale du capteur – change en fonction de la taille du capteur
  o Pour un 2436mm > ~ 43mm
  o Pour un 14.822.2 mm > ~ 27 mm (crop factor de 1.6x)
• Avec cette focale, il est d’usage de dire que l’image est perçue à travers l’objectif selon le même angle de champ que la vision humaine (angle d’observation 60°)
• Si focale plus courte > champ capté plus grand > surestimer les distances > compense la petite taille du capteur pour capter le même champ qu’un plus grand capteur = crop factor (proportionnel à la taille de notre capteur par rapport au plein format)
• Si focale pus grande > champ capté plus petit > sous-estimer les distances

Question 25

Relation long focale et champ de vision des objectif (objectif normale, macro, objectif grand angle, teleobjectif, zoom)

Answer 25

 Objectif normal
Permet de reproduire une image qui paraît naturelle à un observateur en termes de distance, perspective et champ de vision. Il correspond à un champ de vision de 60° et à une longueur focale ~ égale à la diagonale du capteur
 Objectif macro
Focale plus longue qu’un objectif normal et a un champ de vision plus petit que la focale normale
Utilisé pour les gros plans (1 :1)
Généralement, champ de vision parfaitement plan et // au capteur > image projetée plus plate qu’un objectif standard
Optimisé pour travailler à distance courte
 Objectif grand-angle
Champ de vision supérieur à 60° et longueur focale inférieur à un objectif normal
 Téléobjectif
Angle de champ inférieur et longueur focale supérieur à un objectif normal
 Zoom
Objectif qui a la capacité de faire varier sa longueur focale (et son champ de vision correspondant)
Souvent décrit par leur intervalle de longueurs focales

Question 26

Que se passe til si la focale est plus grande que la normale

Answer 26

• Diminue l’angle d’observation
• Agrandit le sujet
• Aplatit la perspective (impression due à l’agrandissement)

Question 27

Focale plus courte que la normale?

Answer 27

Focale plus courte que la normale :
- Augmente l’angle d’observation
- Rend le sujet plus petit
- Exagère la perspective

Question 28

Qu’est ce que la long focale influence:

Answer 28

La stabilité
o Pour une photo nette à main levée > Texp min < 1/f
Pour éviter d’avoir un « bougé » sur l’image, on considère en général qu’il faut une vitesse supérieure à l’inverse de la focale que vous utilisez.
Stabilisateur optique
o Système optique (mécanique) de lentilles flottantes ou motorisées correctrices qui permet de compenser selon les modèles
 Les vibrations angulaires de l’appareil
 Les vibrations linéaires de l’appareil
 Compensation du flou de bougé parfois équivalente au gain de 5 vitesses d’obturation

Question 29

Qu’est ce que l’angle de champ influence?

Answer 29

• La perception de la scène et des distances (notion de focale normale)
  o Impression des distances complètement différente selon le cadrage
   Si appréciation de la profondeur = importante > travail proche de la focale normale recommandée : à la focale normale, champ capté trop faible mais trouver l’équilibre

Question 30

Qu’est ce que la distance de mise au point (distance objet) inflence?

Answer 30

Va déterminer où le plan image va se situer – intérêt à ce que l’image > plan image corresponde parfaitement avec la position du capteur
Mise au point = adéquation de la distance de mon objet avec le plan image sur la capteur – à ne pas confondre avec la profondeur de champ !!
- Le plan de netteté
- La profondeur de champ
o Jusqu’à une certaine distance (hyperfocale) la profondeur de champ augmente plus le plan de focalisation est éloigné

Question 31

Qu’est ce que l’ouverture relative du diaphragme influence?

Answer 31

• La quantité de lumière – le temps d’exposition (à régler en conséquence)
  o Si on ferme d’un diaphragme > double le temps d’exposition pour compense le fait que moitié de quantité de lumière ne passe pas -> augmenter le temps d’exposition pour compense la perte de lumière
• La profondeur de champ
  o Si je ferme le diaphragme, j’augmente la PC mais je perds de la netteté du plan image (diffraction)
  o Si on ferme trop le diaphragme > phénomène de diffraction qui s’installe et qui va rendre toute l’image un peu floue  qualité image beaucoup plus faible et mauvaise restitution
• La netteté (diffraction) apparente de l’image
  o Diminue si on ferme trop le diaphragme