Optique

Focale, centre optique et macrophotographie

Ecrit par Patrick LOUICHE

Dès que l’on parle de focale, ou plus exactement, de distance focale, on pense 24×36. Toute lentille a une distance focale, même si l’on ne parle pas photo.

Loupe, foyer et distance focale

Les rayons provenant de l’infini convergent au foyer.
Si vous avez déjà allumé une bougie avec l’énergie du soleil, vous connaissez le principe.
Il suffit d’avancer ou reculer la loupe pour faire coïncider le foyer image avec la mèche.

 

Focale, centre optique et macrophotographie sur une bougie

Focale, centre optique et macrophotographie expliqué avec une loupe et une bougie

Notez bien que le système est réversible. Si vous retournez la loupe, vous pourrez allumer la mèche de la même manière.

Foyer et distance focale

Ce schéma reprend l’illustration ci-dessus.

 

Foyer et distance focale

Focale, centre optique et macrophotographie en détail avec une loupe

Notez bien que le système est réversible.
Si vous placez une lumière puissante au foyer de la lentille, les rayons sortants, émergeants de la lentille sont projetés à l’infini.
C’est le principe des phares de voiture et des phares maritimes.

Formation de l’image

 

 

Focale, centre optique et macrophotographie : Objectif et formation image

Quelque soit la focale, photo normale ou macrophotographie, l’image s’inverse au niveau du centre optique.

Les rayons lumineux formant l’image (à droite) du sujet (à gauche) se croisent au centre optique ou point nodal image de l’objectif.

Schéma de la formation de l’image

 

Schéma formation image vous aidant à comprendre focale et centre optique

En macrophotographie, les règles régissant focale et centre optiques restent les mêmes.

Pour simplifier, on considère l’objectif comme une lentille mince dont le symbole est la double flèche verticale, perpendiculaire à l’axe optique.

  • A gauche du schéma, on marque l’infini (?) ;
  • Le centre optique ou point nodal image se situe à l’intersection de l’axe optique et la lentille mince ;
  • La distance focale, du centre optique au foyer image est notée « f » ;
  • Le foyer image est noté « Fi » ;
  • Le foyer objet symétrique au foyer image, côté objet, est noté « Fo »
Schéma axe optique 2 montrant le centre optique

Le foyer image et le foyer objet, de part et d’autre du centre optique, à la distance focale.

Les rayons passant par le centre optique (CO) ne sont pas déviés.
Les rayons venant de l’infini, parallèles à l’axe optique sont déviés et passent par le foyer image.

Les rayons passant par le centre optique ne sont pas déviés, quelque soit la focale utilisée

Quelque soit l’objectif utilisé, zoom ou focale fixe, Les rayons passant par le centre optique ne sont pas déviés.

Pour tracer l’image d’un point objet, il suffit de tracer

  • le rayon parallèle à l’axe optique, passant par ce point objet, puis par le foyer objet ;
  • le rayon passant par ce point objet et le centre optique.

L’intersection des tracés de ces deux rayons correspond à l’image de ce point.
En traçant les rayons, point par point, de l’objet, on obtient l’image de cet objet, ce que fait automatiquement et instantanément l’appareil photographique, sur le capteur numérique ou la pellicule argentique.

L'images est construite avec 2 rayons particuliers passant par le centre optique et le foyer image avec n'importe quelle focale

Quelle que soit la focale, l’images est construite avec 2 rayons particuliers passant par le centre optique et le foyer image.

Cas particuliers

L’objet est situé à deux fois la distance focale de l’objectif utilisé.

Le rapport 1 est obtenu quand l'objet est exactement à 2x la focale du centre optique

Le rapport 1 est obtenu quand l’objet est exactement à 2x la focale du centre optique. L’image à exactement la même taille que l’objet et elle se forme à 2x la distance focale du centre optique.

Son image se forme à deux fois la distance focale.

  • La taille de l’image est égale à la taille de l’objet, on entre dans le domaine de la macrophotographie, au rapport 1.
  • Si l’objet continue à s’approcher de l’objectif, sans atteindre le foyer objet, son image sera de plus en plus grande.

Si une fois avoir placé l’objet à 2x la focale, vous n’arrivez pas à faire la netteté, vous devrez utiliser une bague allonge.
Vous pouvez aussi utiliser une bonnette.

L’objet est exactement situé à une distance égale à la distance focale de l’objectif.

Objet situé au foyer objet avec n'importe quelle focale.

Quelque soit la focale, si l’objet est placé exactement au foyer objet, les rayons ressortent de l’objectif parallèles. Il n’y a pas d’image possible !

L’objet est donc situé sur le foyer objet.
Dans ce cas les rayons émergeants de l’objectif sont projetés à l’infini, aucune image n’est construite.

Auteur de l'article

Patrick LOUICHE

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