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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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GhostRaider
Le 30/11/2014 22:37, Jacques L'helgoualc'h a écrit :

Je réponds là à tous ceux qui m'ont répondu en les remerciant de leur
intérêt.

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



Oui mais moi, je suis un esprit 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).



J'admets tout-à-fait avoir négligé l'espace "e" entre mes supposées
lentilles, et que la formule de Descartes ne s'applique pas, ou pas très
bien, ou peut-être que oui ou peut-être que non...
Oui, mais, tout système optique complexe convergent qui donne une image
réelle peut toujours se ramener à un système à une lentille unique.
C'est le cas de mon 18-300 dans une position donnée du zoom et de la
bague de distance. S'il donne sur le capteur une image d'un objet, c'est
qu'il a une distance focale positive.
Quelle est cette distance focale à l'extension maximum correspondant à
la focale à l'infini de 300 mm, pour une distance du capteur au sujet de
382 mm et un grandissement de 0,36 ?
En appliquant la formule de Descartes, je trouve 74 mm, compatible avec
toutes les données.
Je laisse tomber l'anomalie apparente de la différence entre la distance
réelle du capteur au sujet qui est de 382 mm et celle de 450 mm que
l'objectif annonce, c'est autre chose qui n'intervient pas dans ce problème.

Ce qui m'intéresse, c'est de savoir si la distance focale de 74 mm est
bien celle d'une lentille unique, d'une épaisseur nulle, qui donnerait
la même image dans ce cas de figure, c'est-à-dire avec un grandissement
de 0,36.

Comment vérifier cette distance focale ?
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Charles Vassallo
GhostRaider a écrit :
Comment vérifier cette distance focale ?



Avec l'objectif sur le boitier, aucune idée. Je pensais qu'en refaisant
ton expérience avec une bonnette et en remesurant la distance
objet-capteur et grandissement, on devait ajouter suffisamment de
données pour accéder à toutes les inconnues, mais ça ne marche pas. Il
faudrait enlever l'objectif (sans modifier sa configuration interne)
pour le passer au banc de mesure.

Charles
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benoit
GhostRaider wrote:

Excellente idée, tout de suite elle est bien mieux, non ?
http://www.cjoint.com/data/0LbrtDaPw1Q_d90_12269-003.jpg



Pas celle-là !
:-D

--
"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 ]
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Thomas
Dans son message précédent, GhostRaider a écrit :
Le 30/11/2014 22:37, Jacques L'helgoualc'h a écrit :

Je réponds là à tous ceux qui m'ont répondu en les remerciant de leur
intérêt.

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



Oui mais moi, je suis un esprit 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).



J'admets tout-à-fait avoir négligé l'espace "e" entre mes supposées
lentilles, et que la formule de Descartes ne s'applique pas, ou pas très
bien, ou peut-être que oui ou peut-être que non...
Oui, mais, tout système optique complexe convergent qui donne une image
réelle peut toujours se ramener à un système à une lentille unique.
C'est le cas de mon 18-300 dans une position donnée du zoom et de la bague de
distance. S'il donne sur le capteur une image d'un objet, c'est qu'il a une
distance focale positive.
Quelle est cette distance focale à l'extension maximum correspondant à la
focale à l'infini de 300 mm, pour une distance du capteur au sujet de 382 mm
et un grandissement de 0,36 ?
En appliquant la formule de Descartes, je trouve 74 mm, compatible avec
toutes les données.
Je laisse tomber l'anomalie apparente de la différence entre la distance
réelle du capteur au sujet qui est de 382 mm et celle de 450 mm que
l'objectif annonce, c'est autre chose qui n'intervient pas dans ce problème.

Ce qui m'intéresse, c'est de savoir si la distance focale de 74 mm est bien
celle d'une lentille unique, d'une épaisseur nulle, qui donnerait la même
image dans ce cas de figure, c'est-à-dire avec un grandissement de 0,36.

Comment vérifier cette distance focale ?




Quelques fouilles archéologiques à la cave, et voilà des infos
extraites de Réponses photo n°218 de mai 2010, article "Pourquoi mon
200mm devient un 120mm" par Claude Tauleigne.

Il propose un protocole de mesure en 5 points de la vraie focale à
distance rapprochée. Les points 1 à 4, tu as faits (mesure du
grandissement G). Le point 5, c'est la mesure de la focale réelle:

F = D / (2 + G + 1/G)

D: distance depuis le plan du capteur.

Pour toi, ce serait donc
F = 382 / (2+0.36+1/0.36) = .......toujours 74 mm... :'( :-)

Précision de l'auteur: "Cette formule est une approximation. Elle
assimile l'objectif à une lentille mince de même focale...mais elle
marche plutôt bien."

S'il trouve qu'elle marche plutôt bien, c'est parce qu'il teste un 50mm
standard à une distance arbitraire de 650mm et qu'il trouve une focale
de 53mm, ce qui est effectivement proche de la focale affichée par le
constructeur.

Mais il n'est pas évident que ce soit le cas pour le 300mm d'un zoom à
sa distance minimale réelle de mise au point.

La formule donnée ne peut être qu'une approximation, puisque comme
l'écrit Pierre Toscani sur son site, la connaissance du grandissement
ne suffit pas pour déterminer la focale. Il faut connaître une autre
mesure comme par exemple A'F', mais ce n'est pas du tout accessible
pour l'utilisateur.

Il te reste à vivre avec une focale inconnue...Mais c'est tout à fait
facultatif, tu as pu mesurer le grandissement = ce qui est important.

En revanche, pour celui qui n'a pas l'objectif et qui veut l'acquérir,
c'est problématique parce que les testeurs professionnels ne font pas
complètement leur travail, qui devrait être de préciser le
grandissement réel mesuré à 3 distances: à l'infini, à une distance
moyenne (disons 5 mètres) et à la distance minimale de mise au point.

Ce qui permettrait de mieux comparer des objectifs, il y en a qui
"trichent" forcément moins que d'autres du fait de leur mise au point
(interne ou non.)
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efji
Le 02/12/2014 08:47, Thomas a écrit :


complètement leur travail, qui devrait être de préciser le grandissement
réel mesuré à 3 distances: à l'infini, à une distance moyenne (disons 5



Grandissement à l'infini. Concept intéressant :)

--
F.J.
Avatar
Thomas
efji a présenté l'énoncé suivant :
Le 02/12/2014 08:47, Thomas a écrit :


complètement leur travail, qui devrait être de préciser le grandissement
réel mesuré à 3 distances: à l'infini, à une distance moyenne (disons 5



Grandissement à l'infini. Concept intéressant :)



Bah, "loin" si tu veux. 100m par exemple.
Avatar
Thomas
GhostRaider a écrit :
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.



Une explication possible (toujours dans l'article Reponses photo n°218
de mai 210):

"Les puristes choisissent comme repère, pour différencier la mise au
point interne de la mise au point arrire, la postion du _diaphragme_."
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GhostRaider
Le 01/12/2014 22:14, Benoit a écrit :
GhostRaider wrote:

Excellente idée, tout de suite elle est bien mieux, non ?
http://www.cjoint.com/data/0LbrtDaPw1Q_d90_12269-003.jpg



Pas celle-là !
:-D



C'est ce qu'on appelle un regard noir.
Avatar
benoit
GhostRaider wrote:

Le 01/12/2014 22:14, Benoit a écrit :
> GhostRaider wrote:
>
>> Excellente idée, tout de suite elle est bien mieux, non ?
>> http://www.cjoint.com/data/0LbrtDaPw1Q_d90_12269-003.jpg
>
> Pas celle-là !
> :-D
>
C'est ce qu'on appelle un regard noir.



Un regard vide sur une tête creuse.

--
"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 ]
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jdd
Je termine en ce moment le dépouillement des archives de mon père
(commencé en 2009 :-)).

Je tombe justement sur une lettre où une allusion concerne ce fil de
discussion.

http://dodin.info/luciendodin/index.php?n=Histoire.Rencontres#toc1

Il s'agit d'une lettre de mon père à Mr Boyer, ci-devant propriétaire de
l'usine éponyme d'objectifs, au sujet des paramètres techniques d'usage
du télémètre Dodin.

je relève (page 2):

"les constructeurs d'objectifs trichent tous sur l'ouverture (et sur la
focale aussi, d'ailleurs) de leurs objectifs ce qui fait que je n'ai
jamais eu en main un seul objectif marqué f:1/4.5 qui soit ouvert à plus
de f:1/5..."

ca n'a pas l'air d'avoir changé depuis (notez que mon père dessinait des
appareils photo, il avait donc une certaine compétence dans ce domaine)

jdd
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