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Petits calculs étonnants concernant le Nikkor 18-300 !

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GhostRaider
Bonsoir,

Comme JD a monté des tubes allonges avec un multiplicateur de focale sur
son objectif macro pour voir encore plus grand dans l'infiniment petit,
j'ai décidé de faire pareil et de monter mon 18-300 sur des tubes
allonges, avec une ou deux bonnettes en plus pour faire bon poids !
Oui, mais quels tubes allonges ? Quelle longueur ? Pour quel grandissement ?

La première des choses, c'est de calculer la distance focale du 18-300
en focale maxi.
300 mm vous allez me dire ! Que nenni ! La distance focale de ces
objectifs à mise au point interne diminue d'autant plus qu'on se
rapproche du sujet. Et là, grosses surprises.

Pour calculer cette focale à la mise au point minimum, j'installe mon
D7000 sur une table, réglé à la distance mini de mise au point, soit un
peu en dessous de la marque des 45 centimètres, et je relève d'une part
le champs en largeur : 65 mm et d'autre part la distance du sujet
jusqu'à la marque du capteur : 380 mm.

Première grosse surprise : la mise au point minimum du 18-300 n'est pas
de 450 mm mais de 380 mm ! Étonnant non ?

A présent, pour calculer la focale, il faut d'abord calculer le
grandissement.
Le champ de 65 mm remplit le capteur dont la largeur est de 23,6 mm. Le
grandissement est donc de 23,6/65 = 0,36.

Pour calculer la focale, il faut appliquer la formule de Descartes : 1/p
+ 1/ p' = 1/f, ou p est la distance du sujet au centre optique, p', la
distance du centre optique au capteur et f est la focale. On ne sait pas
où se trouve le centre optique mais comme le grandissement est de 0,36,
on a p' = 0,36 p avec p + p' = 380 mm, donc 380 = 1,36 p, donc p =
279,41 mm, p' = 100,59 mm et on tire f = 73,96 mm !
Deuxième grosse surprise : la focale réelle du 300 mm réglé à sa
distance mini de mise au point n'est que de 73,96 mm !

10 réponses

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Charles Vassallo
Thomas a écrit :

Mais avec cette distance a entre les deux plans principaux, ça n'est
plus la formule de Descartes qui s'applique. Ce n'est plus la même
figure géométrique. 1/p + 1/p' = 1/f est alors faux.

Voir figure explicative n°10 sur ce très beau site, signalé par René.
http://www.pierretoscani.com/echo_focale.html



Elle est très bien cette figure ; regarde mieux, elle conduit bien à ce
que j'ai dit, sachant qu'on a f=f' quand on est dans l'air des deux
côtés de l'objectif (c'est rappelé juste en dessous de la figure 5)


charles
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GhostRaider
Le 30/11/2014 21:44, Thomas a écrit :
GhostRaider a exprimé avec précision :
Le 30/11/2014 14:25, Thomas a écrit :
GhostRaider avait prétendu :
Le 29/11/2014 23:44, Thomas a écrit :





http://www.nikon.fr/fr_FR/product/nikkor-lenses/auto-focus-lenses/dx/zoom/af-s-dx-nikkor-18-300mm-f-3-5-5-6g-ed-vr








Ils indiquent bien une distance mini de 0,45 m.
J'ai presque envie de leur écrire pour leur dire qu'ils se trompent.



Oui c'est quand même très curieux. Ils prennent peut-être une sécurité.



J'ai fait une série de photos de contrôle au 300 mm en me rapprochant
petit à petit de la cible.
La dernière photo pour laquelle le bip-bip de MAP a retenti, avec
l'allumage de la diode verte dans le viseur, est la suivante :
http://www.cjoint.com/14nv/DKEsf28bcdk_d7000_16180-002.jpg
Elle est bien au point.
La cible était à 382 mm de la marque du capteur.
Les EXIF disent : 0,45 mètre.
Ça fait quand même une sacré différence : 7 cm !.
Je vais écrire à NIKON, j'aimerais comprendre.



La distance de 0.45m est peut-être établi à partir d'une lentille
moyenne (= la lentille située à peu près à la distance focale
équivalente du zoom) ? Ce qui ne présenterait alors aucun intérêt pour
l'utilisateur.



On en verrait effectivement mal l'intérêt.
Il faut que je précise une chose : quand la bague de distance est à 0,45
m, elle n'est pas en butée, on peut encore la tourner un peu. Est-ce
alors un jeu prévu pour permettre à l'autofocus du zoom de faire une
marche avant-arrière avant de se fixer ? Ça me paraît possible mais 7 cm
de jeu de fonctionnement me paraissent excessifs.

C'est dans ce registre qu'on aimerait que les critiques spécialisés
apportenr plus de valeur ajoutée dans leurs tests, en faisant la mesure
de distance que tu as faite par exemple. Mais en la donnant surtout à
partir de la lentille avant. Bref, plus de pratique et moins de copie
des spécifications techniques.



J'ai aussi mesuré la distance minimale de la lentille frontale au sujet,
ce qui est important pour l'éclairage ou pour ne pas effrayer les
bestioles, papillons par exemple. Elle est de 127 mm, ce qui est trop
court pour que le flash intégré n'ait pas son faisceau coupé sur l'image
par le fut de l'objectif, d'où l'intérêt d'un flash cobra ou d'un
diffuseur devant le flash intégré.

Je regrette aussi que les tests s'attardent souvent sur des points
évidents, comme la position de telle ou telle commande et passent sous
silence des points qui nécessiteraient un peu de travail d'essai, mais
le temps doit manquer pour cela.
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Jacques L'helgoualc'h
Le 30-11-2014, GhostRaider a écrit :
Le 30/11/2014 14:25, Thomas a écrit :
GhostRaider avait prétendu :
Le 29/11/2014 23:44, Thomas a écrit :





http://www.nikon.fr/fr_FR/product/nikkor-lenses/auto-focus-lenses/dx/zoom/af-s-dx-nikkor-18-300mm-f-3-5-5-6g-ed-vr







Ils indiquent bien une distance mini de 0,45 m.
J'ai presque envie de leur écrire pour leur dire qu'ils se trompent.



Oui c'est quand même très curieux. Ils prennent peut-être une sécurité.



J'ai fait une série de photos de contrôle au 300 mm en me rapprochant
petit à petit de la cible.
La dernière photo pour laquelle le bip-bip de MAP a retenti, avec
l'allumage de la diode verte dans le viseur, est la suivante :
http://www.cjoint.com/14nv/DKEsf28bcdk_d7000_16180-002.jpg
Elle est bien au point.
La cible était à 382 mm de la marque du capteur.
Les EXIF disent : 0,45 mètre.
Ça fait quand même une sacré différence : 7 cm !.



Ton objectif n'est pas une lentille simple ...

En combinant dans un objectif des lentilles simples ou épaisses
(coaxiales), on obtient(1) une lentille épaisse : elle est équivalente à
une lentille simple, *accompagnée d'un décalage(2)* (le long de l'axe)
entre les demi-espaces de part et d'autre de l'objectif : Le trait de
repérage du capteur sur le boîtier n'est pas suffisant, il faut aussi
connaître le décalage (qui varie quand tu tournes les bagues de zoom
et/ou de mise au point).

N.B.
1. sauf le cas particulier du système afocal.

2. le décalage peut être négatif, ce qui explique qu'un téléobjectif
puisse être plus court que sa focale.

On peut déterminer la focale sans faire appel à une bonnette de focale
connue, mais uniquement par des mesures de longueur :

Sur un rail gradué,

- un sujet (une diapo éclairée) ;

- l'objectif, m.a.p. à l'infini, et bague de zoom sur une focale à
vérifier ;

- un dépoli.

En mettant au point, si p et p' sont les distances de la formule de
Descartes et e l'épaisseur (sic), on peut mesurer la distance
sujet-image d = p + e + p'.

On peut ensuite décaler le sujet d'une distance connue, et mesurer à
nouveau d et la variation de p', puis recommencer pour obtenir trois
équations à trois inconnues --- et/ou mesurer aussi le grandissement
associé.

Tu peux aussi, faute de rail, utiliser ton boîtier et deux bagues
allonges --- en photographiant du papier millimétré, tu calculeras
facilement le grandissement.

Je vais écrire à NIKON, j'aimerais comprendre.

La focale est surtout une caractéristique d'industriel. C'est le
grandissement maxi qu'on devrait inscrire prioritairement sur les
objectifs.



Et l'angle de champ.



L'angle de champ dépend aussi de la taille du capteur.

--
JL
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benoit
GhostRaider wrote:

Le 30/11/2014 21:44, Thomas a écrit :
>
> La distance de 0.45m est peut-être établi à partir d'une lentille
> moyenne (= la lentille située à peu près à la distance focale
> équivalente du zoom) ? Ce qui ne présenterait alors aucun intérêt pour
> l'utilisateur.

On en verrait effectivement mal l'intérêt.
Il faut que je précise une chose : quand la bague de distance est à 0,45
m, elle n'est pas en butée, on peut encore la tourner un peu. Est-ce
alors un jeu prévu pour permettre à l'autofocus du zoom de faire une
marche avant-arrière avant de se fixer ? Ça me paraît possible mais 7 cm
de jeu de fonctionnement me paraissent excessifs.



Amha : Le 0,45 est là pour faire « propre », arrondi. Tu vois
l'utilisateur lire un 0,42628 ? En plus la distance est marquée pour
donner une info qui n'est pas nécessaire puisque c'est l'appareil qui
fait la mise au point, alors sortir son mètre ruban pour mesurer comme
sur les plateaux... D'autant que la profondeur de champ doit
compensenser l'erreur entre la marque et la réalité (cf plus loin)

> C'est dans ce registre qu'on aimerait que les critiques spécialisés
> apportenr plus de valeur ajoutée dans leurs tests, en faisant la mesure
> de distance que tu as faite par exemple. Mais en la donnant surtout à
> partir de la lentille avant. Bref, plus de pratique et moins de copie
> des spécifications techniques.

J'ai aussi mesuré la distance minimale de la lentille frontale au sujet,
ce qui est important pour l'éclairage ou pour ne pas effrayer les
bestioles, papillons par exemple. Elle est de 127 mm, ce qui est trop
court pour que le flash intégré n'ait pas son faisceau coupé sur l'image
par le fut de l'objectif, d'où l'intérêt d'un flash cobra ou d'un
diffuseur devant le flash intégré.



La distance marquée est donc fausse puisque si 45 = 12,7...

Concernant le flash intégré et la macro, l'idée du photographe US
dont j'ai pointé le site, il y a quelques jours, est excellente : le
diffuseur n'est pas n'importe où devant le flash. Il est fixé à l'avant
de l'objectif, comme un filtre. Il diffuse donc la lumière après
l'objectif et il ne peut y avoir d'ombre.

Je regrette aussi que les tests s'attardent souvent sur des points
évidents, comme la position de telle ou telle commande et passent sous
silence des points qui nécessiteraient un peu de travail d'essai, mais
le temps doit manquer pour cela.



P'tet qu'y a aussi le talent ou le savoir qui manquent. :)

--
"La théorie, c'est quand on sait tout et que rien ne fonctionne. La
pratique, c'est quand tout fonctionne et que personne ne sait pourquoi.
Ici, nous avons réuni théorie et pratique : Rien ne fonctionne... et
personne ne sait pourquoi !" [ Albert Einstein ]
Avatar
Thomas
Charles Vassallo a exprimé avec précision :
Thomas a écrit :

Mais avec cette distance a entre les deux plans principaux, ça n'est
plus la formule de Descartes qui s'applique. Ce n'est plus la même
figure géométrique. 1/p + 1/p' = 1/f est alors faux.

Voir figure explicative n°10 sur ce très beau site, signalé par René.
http://www.pierretoscani.com/echo_focale.html



Elle est très bien cette figure ; regarde mieux, elle conduit bien à ce que
j'ai dit, sachant qu'on a f=f' quand on est dans l'air des deux côtés de
l'objectif (c'est rappelé juste en dessous de la figure 5)



Il ne suffit pas d'avoir f=f'. Egalement en-dessous de cette figure 5:

"Un objectif photographique ne comporte pas de “centre optique” stricto
sensu (ce terme devrait être réservé aux lentilles très minces
considérées isolément)."

Or la formule de conjugaison de Descartes se réfère à une figure plus
simple, sans plan principal objet ni plan principal image.

Démonstration simple et rapide de cette formule de Descartes par
exemple ici, en deux temps:
https://www.youtube.com/watch?v=oB_eeX36UnQ
https://www.youtube.com/watch?v=cre6DYIrg0s

Le problème n'est donc pas seulement qu'il manque une équation, mais
que la formule 1/p + 1/p' = 1/f n'est pas adaptée.
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Jacques L'helgoualc'h
Le 30-11-2014, Thomas a écrit :
[...]
Le problème n'est donc pas seulement qu'il manque une équation, mais
que la formule 1/p + 1/p' = 1/f n'est pas adaptée.



Mais si, il faut seulement mesurer p et p' à partir de deux points différents.
--
JL
Avatar
René
"Charles Vassallo" a écrit dans le message de groupe de discussion :
m5fm34$q4o$


Mais non, voyons, la formule de Descartes tient toujours ! Seulement, p
est la distance entre l'objet et le plan principal objet et p' la distance
entre le plan principal image et l'image. On a 4 inconnues : p, p', f et
la distance a entre les deux plans principaux, et hélas seulement 3
équations :
p+a+p' = distance objet-source (connue)
p'/p = grandissement (connu)
1/p + 1/p' = 1/f
Manque une équation.

Il ne faut pas toucher aux réglages de l'objectif (notamment la bague de
distance) car on ne sait pas bien ce qui va arriver aux plans principaux.
Par contre, on peut visser une bonnette connue dessus et on remesurera la
distance objet-source (pour avoir une nouvelle image nette sur le capteur)
et au grandissement. Ça fait deux données de plus. Une de trop ? Non, car
la bonnette introduit une inconnue supplémentaire : la distance entre le
plan principal objet et la bonnette.

Cette bonnette étant une lentille mince tout à fait honorable, de focale
connue, l'analyse du système bonnette+objectif ne pose donc donc aucun
problème philosophique. Je te laisse faire les calculs, évidemment.



De un:
Je me souviens d'avoir déjà lu que le grandissement maximum avec un certain
zoom n'était obtenu ni à la plus longue focale ni à la plus courte. Je crois
que mon vieux macro 28-105 est ainsi, mais je l'ai prêté, donc ... de toute
manière même si je l'avais en main je ne suis pas porté à faire des tests
rigoureux.

De deux:
En regardant ces beaux dessins de simulation il est visuellement assez
évident que le plan principal peut aimer voyager et causer des surprises.
http://www.pierretoscani.com/images/echo_telezooms/Figure-28.swf

René
Avatar
jdd
Le 30/11/2014 22:47, Benoit a écrit :

Concernant le flash intégré et la macro, l'idée du photographe US
dont j'ai pointé le site, il y a quelques jours, est excellente : le
diffuseur n'est pas n'importe où devant le flash. Il est fixé à l'avant
de l'objectif, comme un filtre. Il diffuse donc la lumière après
l'objectif et il ne peut y avoir d'ombre.



tu ne connais pas le diffuseur spécial picard de GR!!!

jdd
Avatar
Thomas
Jacques L'helgoualc'h a formulé :
Le 30-11-2014, Thomas a écrit :
[...]
Le problème n'est donc pas seulement qu'il manque une équation, mais
que la formule 1/p + 1/p' = 1/f n'est pas adaptée.



Mais si, il faut seulement mesurer p et p' à partir de deux points
différents.



Non. Toujours en considérant la figure 10 (qui est aussi elle-même une
figure simplificatrice.)
http://www.pierretoscani.com/images/echo_focale/Figure-10.jpg

Les 2 figures de Thalès utilisées dans la démo de la vidéo n°1 restent
valables, donc la relation de Newton reste valable.
https://www.youtube.com/watch?v=oB_eeX36UnQ

En revanche, la figure de Thalès pour finaliser la relation de
conjugaison (video n°1) n'existe plus dans le cas d'une figure avec
plans principaux objets et images, parce que les points H et H' de la
figure 10 ne sont pas confondus.
https://www.youtube.com/watch?v=cre6DYIrg0s
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Nul
Le samedi 29 novembre 2014 21:35:04 UTC+1, GhostRaider a écrit :
Bonsoir,

Comme JD a monté des tubes allonges avec un multiplicateur de focale su r
son objectif macro pour voir encore plus grand dans l'infiniment petit,
j'ai décidé de faire pareil et de monter mon 18-300 sur des tubes
allonges, avec une ou deux bonnettes en plus pour faire bon poids !
Oui, mais quels tubes allonges ? Quelle longueur ? Pour quel grandissemen t ?

La première des choses, c'est de calculer la distance focale du 18-300
en focale maxi.
300 mm vous allez me dire ! Que nenni ! La distance focale de ces
objectifs à mise au point interne diminue d'autant plus qu'on se
rapproche du sujet. Et là, grosses surprises.

Pour calculer cette focale à la mise au point minimum, j'installe mon
D7000 sur une table, réglé à la distance mini de mise au point, soi t un
peu en dessous de la marque des 45 centimètres, et je relève d'une pa rt
le champs en largeur : 65 mm et d'autre part la distance du sujet
jusqu'à la marque du capteur : 380 mm.

Première grosse surprise : la mise au point minimum du 18-300 n'est pas
de 450 mm mais de 380 mm ! Étonnant non ?

A présent, pour calculer la focale, il faut d'abord calculer le
grandissement.
Le champ de 65 mm remplit le capteur dont la largeur est de 23,6 mm. Le
grandissement est donc de 23,6/65 = 0,36.

Pour calculer la focale, il faut appliquer la formule de Descartes : 1/p
+ 1/ p' = 1/f, ou p est la distance du sujet au centre optique, p', la
distance du centre optique au capteur et f est la focale. On ne sait pas
où se trouve le centre optique mais comme le grandissement est de 0,36,
on a p' = 0,36 p avec p + p' = 380 mm, donc 380 = 1,36 p, donc p =
279,41 mm, p' = 100,59 mm et on tire f = 73,96 mm !
Deuxième grosse surprise : la focale réelle du 300 mm réglé à s a
distance mini de mise au point n'est que de 73,96 mm !



ton calcul ne serait il pas faussé dès le départ, ce n'est peut êtr e pas 23,6 mais ne serait ce pas plutôt 16,7, on ne parle pas de la large ur du capteur mais de sa hauteur pour le calcul
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