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Objectifs ultra-lumineux / super-lumineux

Présentation

Ultra-luminous lenses — Ultra-fast / Super-fast lenses
Samples and historical view.
Les objectifs photo à très grande ouverture / luminosité.
Exemples et aperçu historique.

On trouvera ci-dessous des exemples notoires d’objectifs « ultra-lumineux » dont l’ouverture dépasse f/1,2. Dans la partie historique suivante, le panorama sera élargi, des valeurs supérieures à f/2 étant déjà satisfaisantes et pas si faciles à optimiser.

Sommaire

Minolta X500 avec un 85 mm f/1,7 de la belle époque des « verres radioactifs » au thorium et lanthane (cf infra verres aux terres rares.)
Minolta X500 et 85 mm MC Rokkor PF 1:1.7

Table des matières

Avant-propos

Le goût des extrêmes

Comme le sujet semble intriguer certains, on trouvera ici quelques classiques du genre, et un peu plus sous forme d’aperçu historique. Ces commentaires privilégient la photographie petit format, ils ne prétendent pas offrir un tableau complet ni remplacer les manuels et ouvrages théoriques.

Cette présentation a entraîné à son tour des questions et réponses, auxquelles se sont ajoutés précisions et commentaires : on demande d’excuser la taille qu’elle a fini par atteindre. Vue l’étendue des questions abordées, j’ai pris le parti de laisser évoluer cette page de façon à se suffire à elle-même. Raison pour laquelle est apparue, pour les non-connaisseurs, une ANNEXE censée apporter les lumières qui leur manquent.

Parmi quelques enseignements, on verra qu’il existe un hiatus entre les ouvertures atteintes par certaines optiques très spécialisées, et les objectifs utilisables couramment pour ce qu’il est convenu d’appeler prise-de-vue générale. Pour celle-là, le photographe souhaite bien entendu une image fine et contrastée jusque dans les coins, impeccablement corrigée pour la couleur sur tout le spectre visible (et même un peu plus), mais de plus sans déformation géométrique ni assombrissement à la périphérie, aussi bonne à 50 cm qu’à l’infini, et capable de conserver les détails dans les ombres dans les pires situations de contre-jour. Réunir toutes ces qualités avec en plus une très grande luminosité est une gageure. Comme pour tout problème technique, des choix et donc des compromis sont nécessaires dans le design d’un objectif [1]. Sur ce thème, voir aussi plus bas le commentaire sur les objectifs Petzval améliorés.

Objectifs pour petits formats

Quand, en 1925, Oscar Barnack lança son Leica utilisant le film 35 mm perforé — suivi en 1932 par Zeiss Ikon avec ses beaux Contax, ce fut le triomphe du « petit format ». Le 24x36 (puisque c’est de lui qu’il s’agit) imposait néanmoins une contrainte aux opticiens : il exigeait une définition (pouvoir résolvant) très améliorée par rapport aux formats supérieurs comme le film 120 (56 mm de largeur utile). C’était un défi pour les concepteurs, et on peut voir que les évolutions se firent sur des périodes qui se mesurent en décennies.

Optiques pour cinéma

En image animée (cinéma ou video), la haute définition n’est pas le critère premier. Pour le comprendre, il suffit d’observer à la loupe une bande de film : c’est flou. En revanche, les objectifs et zooms lumineux sont très demandés : une plus grande ouverture est avantageuse en raison du principe de fonctionnement de la movie camera. Comme le temps de pose est fixe (contrairement à l’appareil photo), seule la modification de l’ouverture permet d’agir sur l’exposition ; dès lors il est souhaitable de disposer du plus grand nombre de crans possible sur la bague de diaphragme. Il existe aussi une raison esthétique qui peut faire privilégier une grande ouverture : comme on obtient ainsi une plus faible profondeur de champ, l’arrière-plan est fondu dans un flou plus accentué, ce qui atténue l’impression de sautillement qui peut parfois être ressentie.

Visée reflex et objectifs lumineux

Rappelons que lorsqu’on utilise un appareil-photo reflex (mono-objectif s’entend, ou SLR — Single Lens Reflex) la visée se fait à travers l’objectif. Avec ces boîtiers il y a un intérêt certain à disposer d’une grande ouverture, aussi bien pour le confort de l’opérateur que pour l’efficacité des divers automatismes des appareils modernes. Surtout, la précision de la mise-au-point (qui se fait à pleine ouverture, grâce au mécanisme de la présélection) dépend directement de la profondeur de champ (cf ANNEXE) : plus celle-ci est étroite (i.e. plus l’objectif est ouvert) et plus le point sera juste. Pour le photographe lui-même, le besoin se fait encore plus sentir quand il utilise un appareil bon marché récent : au lieu d’un pentaprisme, cette catégorie de boîtier est munie d’un médiocre dispositif à miroirs.

Contraintes des reflex

Celà étant dit, rares sont les objectifs à ouverture extrême présentés plus bas qui soient utilisables sur un boîtier reflex, ceci pour une raison mécanique. Les objectifs pour reflex doivent laisser un espace entre la lentille arrière et la surface sensible, afin de permettre la présence et le mouvement du miroir. Or, si on prend l’exemple du Zeiss 50 mm f/0,7, il faut savoir que cet intervalle n’est que de 4 mm ! C’est une des raisons pour lesquelles les premiers objectifs standards pour reflex poussés à f/1,4 puis f/1,2 furent des 58, 57 ou 55 mm au lieu des 50 mm courants.

Remarque sur les non-reflex

Sur les appareils à visée séparée, il est préférable d’avoir un objectif compact : un reflex se monte sans inconvénient derrière les plus monumentaux téléobjectifs ; mais pour les appareils à viseur séparé comme les télémétriques (rangefinder cameras), l’optique ne devra pas être trop volumineuse, afin de ne pas encombrer le cadre de visée. Cette nécessité ne facilite pas le design des objectifs très lumineux et/ou très bons.

Remarques générales

Les appareils reflex subissent comme les autres l’inconvénient du focus shift [2] qui se manifeste avec certaines formules optiques et particulièrement en augmentant l’ouverture.

Pour les appareils à objectif interchangeable, un facteur limitant la luminosité est simplement le diamètre de la monture. Lors du passage à l’autofocus, l’abandon de l’ancienne monture FD pour l’EF autofocus au large diamètre a permis à Canon de créer son 1,0/50. [3]

Photo numérique

Les capteurs digitaux remplacent de plus en plus la pellicule argentique. Ce nouveau type d’imagerie utilise majoritairement de petits formats, avec pour résultat un accroîssement de la profondeur de champ (cf ANNEXE) ; ce qui a de quoi chagriner ceux qui aiment isoler un sujet net sur un décor flou. Pour ceux-là, une ouverture augmentée apparaît plus que jamais comme une nécessité.

Les capteurs des appareils numériques ont leurs contraintes. Citons :

  • Une sensibilité particulière à l’aberration chromatique ;
  • La moindre tolérance aux rayons obliques – la lentille arrière doit se trouver le plus loin possible du capteur ;
  • La nécessité d’une définition élevée ;
  • Une vulnérabilité aux poussières qui mène à une regrettable prédominance de l’usage des zooms pour éviter les changements d’objectif sur le terrain ;
  • Précision micrométrique requise pour le positionnement de l’optique et du système de visée par rapport au capteur : l’image doit se former au ras de ce dernier alors que pour un film, l’épaisseur de l’émulsion autorise une relative marge d’erreur — et un peu plus de courbure de champ. Cette exigence de précision est difficile à satisfaire rigoureusement en conservant un coût de fabrication raisonnable ; et pénalise fortement les objectifs très lumineux. Certains boîtiers intègrent d’ailleurs des possibilités d’étalonnage (en anglais : calibration) du système d’autofocus, (AF Microadjustment) Cf note [4] back, front, shift focus,

Tout celà amène quelques réflexions

  1. Pour différentes raisons indiquées ci-dessus, l’utilisation d’objectifs anciens, excellents sur pellicule, ne donne pas forcément les résultats espérés en photo digitale.
  2. L’évolution récente a vu apparaître des appareils dits « full frame » au format 24x36, à des tarifs presque abordables par le grand public. Ces boîtiers sont très attirants mais imposent des objectifs de premier ordre pour que l’augmentation du format présente un avantage effectif.
  3. Certains problèmes peuvent disparaître par la grâce de l’évolution des capteurs, puisqu’ils donnent un accès immédiat à l’image, sans le renvoi d’un miroir : l’avenir n’appartient peut-être pas aux reflex...

Quelques specimens

Cosina-Voigtländer Nokton 50 mm f/1,1 (2009)

Nokton 50mm/1.1
Cosina Voigtlander Nokton 1:1.1/50mm

Présenté au printemps 2009, ce Nokton 1:1.1 se distingue du 50 mm portant le même nom mais ouvert « seulement » à f/1,5 (cf infra VC Nokton 50 mm f/1,5 aspherical). Il ressemblerait davantage au Nokton 35 f/1,2 par son gabarit et ses ambitions. Mais il se différencie de ces deux-là (cf infra : formules à surfaces asphériques) du fait de sa formule optique classique et sans surface asphérique. Il constitue avant tout un alléchant compromis pour ceux qui n’ont pas les moyens ou l’envie de s’offrir un Noctilux, et qui ne se sentent pas inspirés par les très vieillissantes occasions Canon ou Fujinon (ouverture f/1,2).

La luminosité de f/1,1 n’est peut-être pas seulement une nouvelle manifestation du goût de M. Hirofumi Kobayashi pour les ouvertures originales. Certes, de même que le Nokton f/1,5 « normal » nous remet en mémoire l’objectif réputé de 1951 (cf infra : Du Xenon au Summilux préasph) (quand tous les catalogues présentent des 1:1.4 depuis un demi-siècle !), cet objectif rend hommage à deux perles rares ouvertes à f/1,1 de 1953 : le Zunow de Mishisaburo Hamano, (cf infra : le triplet / extrapolations ultralumineuse) et le Nikkor-N par Saburo Murakami. ( cf infra : Planar ultralumineux des années 50) Mais ce peut être aussi un choix technique réfléchi : cela fait suffisamment longtemps que des 50/1,2 de qualité convenable sont produits, le gain d’un demi-tiers de diaphragme n’est pas hors de portée d’un industriel comme Cosina.

Leica Noctilux-M 50 mm f/0,95 ASPH (2008)

Noctilux f/0,95

Un nouveau Noctilux, apparu à la Photokina de septembre 2008 (livrable début 2009). Successeur du modèle f/1 non asphérique, il hérite en partie du phénoménal Summilux ASPH (f/1,4). Focale exacte : 52,3 mm. 8 lentilles en 5 groupes. Le très haut niveau de performances permis en théorie par le calcul suppose en pratique un rare savoir-faire ; par exemple l’alignement des deux premiers éléments doit être quasi parfait, un tour de force avec des lentilles séparées.

La partie arrière est un vrai groupe flottant (la documentation Leica indique qu’il se déplace indépendamment du reste). En tous cas, un progrès sur le précédent modèle pour la qualité d’image à courte distance. La distance minimale reste à 1 mètre (contre 70 cm pour les objectifs standard habituels), deux fois plus loin que ce qu’on a l’habitude de voir en reflex, mais tolérée par les habitués du télémétrique.

Côté piqué, comparable à pleine ouverture au précédent Noctilux (amélioration sur les bords quand même), cet objectif est annoncé comme capable de se hisser au niveau du Summilux à partir de f/2,8 ; ce qui laisse rêveur. En progrès aussi : focus shift, courbure de champ et même vignettage.

Avec ces performances poussées et la qualité mieux préservée à courte distance, cet objectif est un meilleur candidat à un usage général que l’ancien Noctilux. Il restera l’inconvénient du poids (700 g.) — et l’obstacle de la facture, comparable à celle d’un gros téléobjectif de sport.

Leica annonce à pleine ouverture un rendu similaire à celui du prédécesseur. C’est heureux, car sinon ce dernier risquerait de conserver la faveur de ceux qui n’apprécient pas le rendu « chirurgical » des objectifs dernier cri.

Leitz-Leica M 50 mm f/1,0 Noctilux (1976-2007)

Noctilux f/1,0

50 mm à monture Leica M produit de 1976 à 2007. L’exploit n’était pas tant la luminosité que d’avoir obtenu un objectif utilisable quotidiennement, et bon au point de supporter la comparaison diaphragme fermé avec des rivaux réputés et beaucoup moins lumineux (et donc autrement plus faciles à concevoir).

Cet objectif succédait au premier Noctilux M 50mm f/1,2 (1966-1975), qui bénéficiait de lentilles asphériques alors que ce modèle-ci plus lumineux utilise des éléments normaux.

Avantages :
  • Pleine ouverture vraiment utilisable.
  • A diaphragme fermé : ne rougit pas de la comparaison avec des concurrents moins lumineux.
  • Quasi-absence de flare.
  • Zônes floues et transitions (« bokeh ») remarquables (l’aberration sphérique n’a pas que des inconvénients — cf ANNEXE).
Inconvénients :
  • Moins maniable comparé aux objectifs « standards » courants (encombrement et longue course de mise-au-point).
  • Qualité d’image en baisse à très courte distance (1 m - 1,5 m).
  • Vignettage et aberrations résiduelles sensibles à pleine ouverture (mais on est à f/1...).

On ne présente plus le Noctilux ? Voir quand-même la page spécialement dédiée [http://www.dg77.net/photo/leicaM/noctilux.htm]

Pour un complément d’informations cf infra.

Canon EF 50 mm f/1,0 L USM (1989)

Canon EF 50 mm f/1,0 L USM (1989)

Un des très rares objectifs à haute luminosité (> 1:1.2) pouvant s’adapter sur un appareil-photo reflex (« SLR »). Lancé en 1989, disparu depuis sans tambours ni trompettes du catalogue Canon.

Caractéristiques : 9 groupes pour 11 éléments, dont les 3ème et 8ème asphériques. Quatre des éléments en verre à haut indice de réfraction, des lentilles flottantes pour une meilleure correction à courte distance. Diam. 91,5 mm, long. 81,5 mm, poids 985 g. Monture Canon EF, autofocus à motorisation ultra-sonique.

Verdict rapide : lourd, de qualité quelconque, nanti d’un autofocus lent. Pourtant, à côté des déçus, on lui trouve des afficionados. Il est vrai que ceux-là l’utilisent surtout comme objectif à portrait, alors qu’au départ on s’attendait à le voir régner sur la photographie de ballets ou de combats de boxe.

Sur un Canon EF-S, ce 50 mm devient un équivalent de 80 mm, plutôt doux et à faible profondeur de champ (cf ANNEXE), effectivement idéal en portrait. Dommage que l’aberration chromatique soit aussi marquée.

Les difficultés éprouvées par certains avec ce bel objet révèlent peut-être simplement un de ces sujets qui fâchent : aucun autofocus n’est complètement satisfaisant. Cette faiblesse peut rester cachée diaphragme fermé, mais éclate à grande ouverture, lorsque la profondeur de champ devient vraiment ténue.

Informations complémentaires : cf infra, sous la section « Formules à surfaces asphériques ».

Zoom Canon 8,5-25,5 mm f/1,0 (1975)

Canon 310 XL
Canon 310 XL - zoom f/1,0

La caméra 310 XL de Canon (1975) offre un exemple de zoom à très grande ouverture (sur ce sujet, cf la section « Focales variables / zooms »). Il s’agit de matériel pour cinéma Super 8 (format 4 x 5,4 mm). Avec une image aussi minuscule, la profondeur de champ est autrement plus étendue qu’en photo 24x36, et une grande luminosité pénalise beaucoup moins la précision de mise au point.

Ce zoom 8,5-25,5 (amplitude : 3) comporte 13 éléments en 11 groupes. Un modèle très intéressant pour les utilisateurs de la peu sensible (mais très regrettée — † 22 juin 2009) pellicule Kodachrome.

Canon 50 mm f/0,95 (1961)

Canon 50 mm f/0,95 (1961)

Sortie en 1961, fin en 1967. Monture avec adaptateur spécifique au Canon Model 7 ou 7S. Facilement reconnaissable du fait de sa longueur réduite, cet objectif était desservi par la base télémétrique de l’appareil, insuffisante pour assurer une précision correcte à pleine ouverture ; mais l’adaptation sur un boîtier Leica est possible

Sept éléments en 5 groupes ; ouverture f/0,95 annoncée peut-être légèrement optimiste. Hormis un « rendu » particulier à grande ouverture, il ne faut pas trop en attendre du côté des prestations optiques. Des informations supplémentaires se trouvent infra, sous-section « variantes lumineuses du type Gauss ».

Il est parfois fait mention d’un Canon 0.95 TV muni d’une monture C (standard du ciné 16 mm) amovible. Ce modèle est identique à l’objectif pour Model 7. La différence est que ce dernier est pourvu d’une came pour le télémètre, qui passe par une échancrure taillée dans la lentille arrière. Le modèle « TV », dépourvu de cette altération, semble donc préférable pour une adaptation sur un Leica M.

Carl Zeiss 50mm 0.70 (1966)

Produit sur commande spéciale de la NASA, le Carl Zeiss 50mm f/0.70 fut embarqué par l’expédition Appolo 8 fin décembre 1968 et fit une dizaine de tours de Lune. Son utilisation spatiale pratique semble avoir été plutôt limitée. Il est plus souvent cité en raison de l’emploi de 3 des 10 exemplaires par le cinéaste Stanley Kubrick (1928-1999), dans son film Barry Lindon (1975). La grande ouverture permet de filmer des scènes éclairées uniquement par une bougie. Muni d’un additif anamorphique de projection cinéma, la focale résultante était de 36,5 mm, toujours ouverte à f/0,7 (illustration ci-contre).

Carl Zeiss 50mm 0.70, schéma avec Kollmorgen
Carl Zeiss 50mm 0.70 1966, schema avec Kollmorgen

Cet objectif, dû aux Dr Glatzel et Sauer, appartient à la catégorie des double-Gauss à arrière complexe ; il est d’ailleurs visiblement apparenté à l’objectif de Herzberger (Cf infra la section Planar spéciaux). Présenté à la Photokina 1966, le Planar 50 mm f/0,7 a un angle de champ de 30°, ce qui signifie qu’avec une focale de cette longueur il ne couvre pas le 24x36 mais à peine 18x24 mm (diagonale de 27 mm). L’équivalent approximatif en 24x36 serait une focale de 75mm. Malgré ce format de caméra pour ciné 35 mm, il était pourtant bien destiné à un usage photographique. La première tâche de Kubrick fut d’ailleurs de faire enlever l’obturateur central Compur #3 qui y était monté. La lentille frontale a un diamètre de 76mm.

Angénieux f/0,95 (1953)

Schema de l'Angenieux f/0,95 (1953)

Très connue des cinéastes est l’optique ouverte à f/0,95 - t/1.0 développée en 1953 par le constructeur dijonnais Pierre Angénieux (1907-1990). Elle existait en focale 25 mm pour format 16 mm, et 50 mm pour film 35 mm. Sa formule comporte un dédoublement des éléments avant et arrière. C’est le 25 mm qui équipait la caméra de la sonde spatiale Ranger 7 qui filma de très près la face cachée de la Lune (gloire à l’optique française, et honni soit qui mal y pense !) le 31 juillet 1964.

Toko – Simlar 50 mm f/0,7 (1941-1951)

Simlar 1:0.7 50mm
Simlar 1:0.7 50mm

En 1941, on avait étudié au Japon un Toko 5cm f0.7, rebaptisé ensuite Simlar (ou Shimura). Signé Ryoii Tomita, le projet fut repris en 1951 par Shuji Maruyama. Celà se passait chez Tokyo Optical (Tokyo Kogaku Kikai Kabushiki Kaisha), firme fondée en 1932, dont le nom ne dira rien à la plupart des lecteurs, jusqu’à ce qu’on leur précise que c’est elle qui produisit en 1950 le Topcoflex, puis en 1953 le Topcon, et enfin les objectifs Topcor à partir de 1954. Plus d’informations sur le site Topconclub (cf les références infra)

Monsieur Takamori Yushida m’a aimablement fourni d’intéressantes informations. Le Toko de départ, conçu pour les rayons X et la prise-de-vue nocturne, comportait 8 éléments en 4 groupes, et donnait une image de 26 mm de diamètre (comparable au Zeiss 1:0.7/50 de 1966 précité). La lentille frontale mesurait 90 mm — long. 128 mm, tirage mécanique 33,3 mm, poids 1 kg ; il était peint en noir.

La version de 1951 (chromée, aux lentilles traîtées, tirage 30,3 mm, long. 123,7 mm et 2,5 kg) figurait sur le catalogue Topcon de 1956 (sans prix). Elle fit l’objet en 1970 d’une réédition de trois exemplaires dont deux furent confiés aux reporters du Mainichi Shinbun à l’occasion d’une expédition antarctique.

Mon correspondant m’informe encore qu’un 130 mm f/1,0 était également produit pour Konishiroku (alias Konica).

IR Leitz / UR Zeiss

L’illustration ci-dessous montre un 150 mm f/0,85 aperçu au hasard d’une vente Internet. Il s’agit visiblement (detail montrant le N:573131) d’un Leitz IRSummar dont les 10 dernier numéros de série (terminée par #594852) furent enregistrés le 15 mars 1944. Cet objet peut avoir été destiné à des systèmes de visée nocturne (Infra-Red) que la Wehrmacht commençait à utiliser.

Leitz IR Summar 150 f/0,85

Chez le concurrent Zeiss, on trouvait à la même époque les objectifs UR (Ultrarotstrahlung). Ces optiques découlaient d’un programme de santé publique, pour un suivi radiographique systématisé de la population allemande. Cf infra les Planar spéciaux

Dallmeyer 25mm 0.99 (1930)

Schema optique Dallmeyer 25mm 0.99 1930

Le Dallmeyer 25 mm (1 pouce) f/0,99 pour ciné 16 mm, a été testé en 1929 dans le magazine Amateur Photographer, et est cité sur le British Journal Almanac of Photography de 1930 (doc.747 et 749) ; il en a disparu dans celui de 1932. Le schéma optique ci-contre est une « coupure de presse » tirée d’un article disponible à l’URL : http://www.eenportfolio.nl/Dallmeyer_feb1930.pdf. Cette structure à quatre éléments en 3 groupes correspond exactement au type Petzval (cf section infra).

La classique monture C permet de l’adapter facilement sur de nombreux types d’appareils. On trouve ainsi cet objectif utilisé sur les pages web suivantes où, 78 ans après sa sortie d’atelier, il connaît le sort curieux d’être utilisé sur un Lumix G1 numérique. :

Les images produites par ce type d’objectif montrent des zones floues très caractéristiques, quasi-hallucinatoires sur les bords.

G.O.I. 20 mm f/0,5

GOI 20mm/0.5

Conçu vers 1948 en ex U.R.S.S. par le Laboratoire d’Optique d’Etat de Saint Petersbourg (alors Leningrad), ce 20 mm a un angle de champ de 8°24, comparable à un 300 mm en 24x36. De ce fait il couvre un format minuscule (moins de 3 mm de diagonale...) qui ne l’empêche pas de peser ses 10 kg. Un tel objet est évidemment de peu d’utilité au photographe du dimanche, comme le solid Schmidt ci-après.

Il s’agit d’une formule catadioptrique, d’ailleurs complexe : la lumière commence par traverser un triplet achromatique ; le dernier groupe (éléments 7-8) effleure la surface sensible. L’élément 6 est logé curieusement dans le miroir primaire (n. 4).

Schmidt « solide » f/0,35

L’estonien Bernard Schmidt (1879-1935) était un constructeur d’instruments pour observatoires astronomiques. Vers 1929, il eut l’idée de combattre l’aberration sphérique (cf ANNEXE) des miroirs concaves par une lame avant dotée d’une face asphérique. La lame asphérique n’introduit pas de chromatisme mais une bonne qualité ne peut s’obtenir que pour une distance donnée ; pour chaque distance, il faut un nouveau calcul. Bref, ce modèle ne convient guère à l’enregistrement de souvenirs de vacances ; mais l’inconvénient n’existe pas pour les astronomes chez qui l’unique distance de travail est l’infini. D’après un des fabricants de cette lame (Philips à Eindhoven, Pays-Bas) une excellente image peut être obtenue à la très grande ouverture de 1:1.0 et avec un champ remarquable de 25°. Le Schmidt (« 18 inches ») du Mont Palomar a une ouverture relative de f/2,5 (en raison du système d’observation qui encombre le passage) pour une focale de 3m15, et un angle de champ de 6° très intéressant pour l’exploration systématique du ciel.

Documentation Philips
Objectif de Schmidt (schema)
solid Schmidt lens f/0,35

Constitué d’un bloc de verre, le Solid Schmidt appartient lui aussi à la famille des objectifs « catadioptriques » ou téléobjectifs à miroir. La partie antérieure (K sur l’illustration) forme correcteur, tandis que la partie postérieure S est un miroir sphérique. En théorie, une luminosité de f/0,02 peut être atteinte avec un « Schmidt solide » taillé dans un diamant. Ce genre d’outil est surtout apprécié des astronomes et astrophysiciens, une fois muni d’un spectrographe à l’emplacement de la surface sensible. Cette dernière doit se trouver au fond du puits qu’on aperçoit sur l’illustration, plaquée contre la surface de verre. Le dernier point est important, c’est lui qui permet de dépasser la limite des sinus de Abbe qui établit à 1:0.5 l’ouverture maximale d’un objectif. [5]

Remarques :

Prototypes et autres curiosités

Rekkord-4 1:0.90/52 mm
Kiev 52 mm f/0,9

En 1971, le Rekord-4 de Kiev Arsenal a failli devenir l’objectif le plus lumineux mis sur le marché. Il fut apparemment victime de la décadence de l’industrie soviétique.

Composé de 9 éléments en six groupes, c’était l’œuvre de D. Volosov, H. Khmelnikova et I. Driackaya. Informations et illustrations sur Photohistory.ru. [http://www.photohistory.ru/1207248188823286.html]

Elcan 90 mm f/1,0
Elcan 90mm/1,0

De nombreuses optiques ultra-lumineuses ont été étudiées sinon réalisées pour des utilisations qui échappent au circuit commercial courant. L’illustration ci-contre en donne un exemple : le 90 mm f/1,0 Elcan (Leitz Canada), résultat d’une commande de l’US Navy à la fin des années soixante. Ce modèle (plus ouvert en fait que f/1) fut conçu pour l’observation des sous-marins soviétiques. Il est représenté ici monté sur un Leica M4, accouplement d’un intérêt pratique discutable — hormis la présence d’un obturateur et le dispositif de transport du film. Le viseur doit être quelque-peu encombré, et l’engin est dépourvu de rampe de mise-au-point. Le poids s’élève à 2 kg 300.

Zeiss spéciaux
CZ 400/1,5

En 1945, les Américains occupant Jena mirent la main sur une précieuse collection Zeiss qui fut envoyée aux USA et étudiée de près par Kaprelian et d’autres. Parmi les objectifs lumineux figuraient un 90 mm et un 250 mm tous deux f/1,0 ; et le 400 mm ouvert à f/1,5 que montre l’illustration ci-contre.

Optiques intustrielles
Wray 0.7/64mm, type Petzval

Il existe toute une famille qu’on peut qualifier d’optiques industrielles. Voici en exemple le 64 mm f/0,71 de la firme britannique Wray. Breveté en 1950 (USPat 2,487,750, Brit Pat. 575,076, 17,752/1950), décrit par Wynne en 1951 (Jnl. Sci. Instr. 1951, 28, 172-3). Sept éléments en quatre groupes, couvrant 22°. Résoud 80 pl/mm dans l’axe, 40 à 16 mm du centre, 28 à 24 mm ; distorsion très modérée. Ce Wray ultra-lumineux est encore un dérivé du type Petzval.

Lynxar
Kynoptic Lynxar

De telles optiques sont en définitive assez communes ; mais si on peut en dénicher, il est difficile de les utiliser valablement en prise de vue générale. Ne serait-ce que du fait qu’elles sont souvent dépourvues de rampe de mise-au-point et de diaphragme. Sur la Toile, on peut voir des exemples de telles utilisations (cf dans les références).

Au passage, citons encore le Lynxar 1:0,7/60 mm de la société française Kinoptic.

Handkammer moyen-format
Handkammer HK 12,5cm - Xenon 125 1:2.0

Ci-contre : Volk Luftwaffe HK12.5 (Handkammer), objectif Schneider Xenon 125mm f/2,0. Appareil 7x9, doté d’une belle ouverture pour un moyen-format. Sorti des usines ISCO de Göttingen, utilisé par les équipages de JU 88 et autres Heinkel 115. Il aurait existé des Aero Xenon (ou Aeroxenon) de 300 et 400 mm f/2,0.

Il y a très longtemps, j’ai lu que des avions de reconnaissances de la Luftwaffe utilisaient un appareil de prise-de-vue muni d’un objectif ouvert à 0,7. C’est possible puisque des viseurs à infra-rouge utilisant des objectifs Zeiss UR existaient à cette époque (voir ci-dessus).

Super-Farron
Super Farron 76 mm /0.87

Voici le Super Farron 76 mm f/0,87 (mais t/1,0) de la Farrand Optical Corp. (devenue ensuite Farrand Optical Components & Instruments), dans une version destiné à la photographie aérienne. L’appareil de l’illustration utilise le dos Bronica qui permettait la photo au film 135 sur les boîtiers moyen-formats de cette marque ; un de ces appareil du type concours Lépine... L’optique F/.87 T/1.0 (qui a existé en différentes focales) du type double Gauss à neuf éléments fut conçu par Tronnier lors de sa période post-guerre aux Etats-Unis. D’autres versions ont été utilisées en astronomie/spectrographie. Cf la page Web Super Farron Objectives.

Anciens objectifs

Formules symétriques — rectiligne

Quand Nicéphore Niepce (1765-1833) produisit ses premiers clichés, on savait depuis plusieurs générations comment confectionner un doublet achromatisé en collant deux lentilles de verres de types différents. [6]

Rapid rectilinear Dallmeyer 1866
Rapid rectilinear Dallmeyer 1866

Le rectiligne utilise deux de ces groupes, positionnés face-à-face. Au XIXe siècle on arrivait à en tirer des objectifs de qualité honorable (sphéricité, chromatisme et distorsion — cf ANNEXE). Mais ils restaient peu homogènes, et mal corrigés de l’astigmatisme et de la courbure de champ. En outre leur luminosité atteignait difficilement f/8 et encore n’était-ce acceptable qu’avec des focales longues.

Les opticiens améliorèrent le rectiligne par de constants efforts. Le schéma ci-joint est celui du Rapid Rectilinear de Dallmeyer (concurrent de l’Aplanat par Steinheil), produit vers 1866, ouvert à f/7,2. La focale de 30 cm est utilisable sur un format 18x24 cm, ce qui représente un excellent champ de 45° correspondant au 50 mm normal en format 24x36. Très bon au centre mais en baisse sensible sur les bords.

Le développement du triplet (grâce aux progrès des verriers vers 1890), encore plus simple à fabriquer, mit un terme à la vogue de ces objectifs. D’autres formules symétriques attendaient leur heure ; mais n’anticipons pas.

Unar

Zeiss Unar – Rudolph 1899
Zeiss Unar - Rudolph 1899

Le Dr Rudolph (1858-1935) de chez Zeiss voulant améliorer le rectiligne, il en sépara légèrement les éléments collés. En 1899 ce travail donna l’Unar f/4,5, dans lequel la modification des courbures aboutit d’ailleurs à rompre avec la stricte symétrie de la structure d’origine. L’Unar est un bon objectif doté d’un excellent angle de champ (65° et plus), mais sensible au flare.

La carrière de l’Unar fut brève mais, dans le foisonnement des créations de cette époque, il constitua une base pour d’autres développements. C’est ainsi qu’il déboucha sur le Tessar décrit plus bas. Le Tessar est classé dans la catégorie des Triplets. On voit là que des types différents peuvent évoluer jusqu’à converger vers un modèle unique.

L’ancêtre Petzval

En 1840, le mathématicien Hongrois Józeph Petzval (1807-1891) calcula une formule optique — dont la réalisation fut confiée à une certaine maison Voigtländer, à Vienne. L’objectif de Petzval consiste en deux doublets (achromatique pour le groupe avant, mais pas pour le postérieur). Cet objectif avait une ouverture de 1:3.4, étonnante à côté des 1:16 qui était le mieux que la technique pouvait offrir alors avec une couverture correcte de l’image. Les 4 diaphragmes gagnés représentant 16 fois plus de lumière, le supplice des séances de portrait se trouva grandement adouci, la pose passant de 10mn à 30s environ ! [7].

Objectif Petzval 4 éléments f/3,4

Les potentialités du Petzval en matière d’amélioration de l’ouverture sont certaines. Mais, affecté d’astigmatisme, de courbure de champ, de chromatisme et d’un champ réduit de 15°, il est peu utilisable en dehors de la projection ou du portrait (il souffre aussi d’aberration sphérique qui crée à courte distance une « enveloppe » appréciée des dames d’age mûr — cf ANNEXE).

A la même époque, Petzval étudia rigoureusement l’astigmatisme et montra (1843) que sa correction exigeait des verres inexistants alors. Produit de ces calculs, le terme somme de Petzval est toujours utilisé [8]. Les « verres nouveaux » à indice de réfraction élevé virent le jour en 1886 (chez Schott, maison fondée en 1879 à Jena, le fief de Carl Zeiss depuis 1846...).

On améliora ensuite le type Petzval par un cinquième élément à l’arrière, destiné à réduire la forte courbure de champ. Cette trouvaille de l’élément arrière est attribuée à Charles Piazzi-Smyth (1819-1900), anglais de la catégorie original, surtout connu comme égyptologue et astronome.

En 1929 le Dallmeyer 25mm 0.99 (qui figure dans les exemples donnés au début) offrit, avec seulement quatre lentilles, une ouverture supérieure à f/1,0. Destinée au reportage cinématographique en format 16 mm, cette optique était loin d’offrir une définition satisfaisante pour les photographes sur la plus grande partie du champ.

Des améliorations (verres modernes, courbure des lentilles modifiée, collage d’éléments supplémentaires) ont donné des dérivés du Petzval très lumineux et efficaces mais spécialisés : Biotar R f/0,85 de Merté (1927), l’objectifs f/0,9 par Warmisham et f/0,6 de Kaprelian. Ce dernier (US Pat. 2,424,827/1947, B.J.A. 1949, p171), dérivé du R-Biotar, fut développé par US Army Signals Corps sous la forme d’un 54 et d’un 33 mm (le second pour ciné 16 mm). Ce sont principalement des objectifs destinés à la photographie d’écrans radioscopiques. Les conditions fixes de prise de vue, de moindres exigences par rapport à la prise-de-vue générale, ainsi que le rayonnement uniforme (qui réduit les complications de la correction du chromatisme) sont de nature à simplifier le calcul et rendent plus faciles de pareilles performances.

D’après Ed. Kaprelian, Journal of Motion Picture Engineers juillet 1949

Le triplet et sa famille

Taylor & Cooke

Apparu en 1893, le triplet de Harold Dennis Taylor (1862-1943) consiste en 3 éléments séparés : une lentille divergente entre deux autres convergentes. L’ouverture originelle de f/6,3 fut amenée à f/3,5 et même plus. Cet objectif est peu homogène : l’image formée est bonne au centre mais se dégrade à la périphérie. Le triplet convient plutôt à des longues focales (cf le vénérable Nikkor-T 10.5cm f/4 de 1959) ou des appareils photos simples (qui ne connait le Lubitel ?). [http://www.dg77.net/photo/lubitel2/index.htm]

Taylor-Cooke 1893

Parmi les longues focales intéressantes en forme de triplet, l’incontournable LVM attire notre attention (p. 656 éd. 2001) sur les Zeiss de 1930 : 500 mm f/4,8, 700 f/5,0, 1200 f/7,0 contributions d’August Sonnefeld (30/8/1886 - 31/1/1974). Un de ses brevets de 1931 (US Pat. 1616765) concerne un « deformed triplet » ce qui signifie utilisant une forme asphérique. Un second (US Pat. 1825828) donne en exemple un 2000 mm f/5,0 à quatre élément, la lentille frontale au diamètre respectable de 40 cm étant remplacée par deux éléments convergents à bas indice de réfraction. Dans les arguments qui précèdent les revendications du brevet, Sonnefeld souligne que le façonnage est ainsi considérablement facilité, de grandes lentilles taillées dans du « crown » à haut indice de réfraction pouvant demander plusieurs années de travail. Cet objectif possédait aussi une correction de la distorsion inusitée pour une si grande ouverture : une condition importante pour les astronomes qui ont besoin de clichés géométriquement fidèles.

US Pat. 1616765
US Pat. 2260368
US Pat. 1825828
US Pat. 1825828

Tessar

Un quatrième élément collé à l’arrière du triplet améliore nettement les résultats. Cette configuration a donné le Tessar calculé en 1903 par Rudolph, à partir de sa trouvaille de l’Unar (cf ci-dessus) – constitué de 4 éléments séparés. Le Tessar donne une bonne image homogène dans un angle de 45°. On constatait une détérioration à courte distance, mais ce défaut n’est plus qu’un mauvais souvenir si on considère le plus récent Leica Elmar de 1:2.8/50 mm à monture rentrante (discontinué en 2007), considéré en son temps comme le meilleur 50 mm pour Leica M aux plus courtes distances. Pour cette raison, d’aucuns le considéraient comme le compagnon idéal du Noctilux.

Tessar 45 mm f/2,8 pour reflex Yashica-Contax
Leica Elmar-M 1:2,8/50 mm

Remarque : si le brevet du Tessar est depuis belle lurette tombé dans le domaine public, le nom commercial, lui, est toujours propriété de Carl Zeiss. Cela est vrai aussi pour les Planar et Sonnar.

Le Tessar est limité à 1:2.8, pour aller vers de plus grandes ouvertures, il a fallu augmenter le nombre d’éléments, soit par des éléments additionnels, soit par dédoublement de lentilles.

Ultrastigmat

Ultrastigmat (Charles C. Minor)
Ultrastigmat

Charles Clayton Minor chercha lui aussi à amender le triplet. Cet habitant de Chicago est connu pour son Ultrastigmat précurseur des Ernostar et Sonnar. L’Ultrastigmat originel était un f/4,5 (brevets et exploitation par la firme Gundlach). Des modèles très lumineux, ouverts à f/1,9 sortirent en 1916-1920. Il s’agissait de 40, 50 et 75 mm pour cinéma 35 mm. Bref...

Ernostar

...Charles C. Minor ayant ajouté un élément dans l’intervalle avant du Triplet, Ludwig Bertele (1900-1980) décida en 1919 d’utiliser l’idée. On notera au passage qu’il avait 19 ans ! On le retrouvera plus loin. Le résultat fut l’Ernostar f/2, dont l’ouverture fut poussée ensuite à f/1,8. Cette optique équipait les Ermanox, un appareil photo moyen format (utilisant la pellicule 120) doté d’un obturateur plan-focal offrant le 1/1000e, apparu en 1924 et qui satisfaisait les rêves les plus fous des reporters.

Ernostar 1922, f/2,0, F=100 mm, (champ 30°)
Ermanox 4,5x6, 1:2.0/100 mm

Il a existé plusieurs formats d’Ermanox : 4,5X6, 6X9, 6X12, et même en grand format (10X12 – 4"x5", et 13X18 – 5"x7"). L’illustration infra, aimablement fournie par Bailun, prouve l’existence du dernier cité.

Ernostar 240mm pour format 13X18
Ernostar 240

On trouve toujours des moyen-formats de reportage, comme les Mamiya 7, Bronica RF645, les Fujica GA645, GW645 etc.. Ces appareils robustes et simples peuvent être d’excellentes affaires en occasion : Fuji GS(W)690, Makina de Plaubel etc., sans parler du reflex Pentax 6x7 doté d’un vaste parc d’optiques. Mais leurs objectifs restent à un prudent f/3,5 (f/2,8 au mieux), car le fort rapport de reproduction comparé au 24x36 rend la profondeur de champ (cf ANNEXE) très réduite et la mise au point appelle un soin certain. L’utilisation de l’Ernostar à pleine ouverture devait donc être plutôt aléatoire en reportage d’action. L’heure du film 35 mm allait sonner.

Sonnar

En 1930, Bertele entré chez Zeiss s’attaqua à une formule dérivée de son Ernostar f/1,8, ce qui donna dès 1931 le Sonnar f/2, et l’année suivante une version f/1,5. Dans le Sonnar 1:1.5, les groupes arrière et médian comportent chacun 3 éléments collés. Cet objectif très réussi, relativement facile à fabriquer et compact, donne une image douce à pleine ouverture mais nette et contrastée sur tout le champ en diaphragmant. La formule du Sonnar a aussi l’avantage de limiter le nombre des surfaces air-verre, et donc les réflexions parasites. Cet aspect des choses était particulièrement important à une époque où les traîtements de surface étaient inconnus.

Le Sonnar fut une source d’inspiration pour nombre d’opticiens. Cf les Jupiter soviétiques, et le Canon Serenar 1.5/50 de 1947 signé par Seiki Kogaku.

Serenar (Canon) 1947

Si, optiquement parlant, le Sonnar n’atteint pas la perfection, il n’en reste pas moins qu’il ravit encore nombre de photographes. Tant il est vrai que les meilleures performances sur banc de laboratoire ne concordent pas forcément avec l’appréciation subjective du résultat final.

La formule a vu une réédition récente (2006) avec le Carl Zeiss C Sonnar T* 1,5/50 mm à monture compatible Leica M, destiné au Zeiss Ikon ZI. Elle a la particularité de ne comporter que 6 éléments, la lentille intermédiaire du groupe central est remplacée par un espace d’air. Sur cet objectif on vérifie le focus shift non négligeable propre à la formule. A telle enseigne que le constructeur offre en option la possibilité de caler (gratuitement) le bloc optique à la plus grande ouverture, au lieu du calage « usine » positionné à f/2,8.

A des focales plus longues que la normale (angle de champ inférieur à 45°), le Sonnar peut être simplifié. Le groupe central est alors réduit à une ou deux lentilles épaisses, qui suffisent à une bonne correction — sous réserve de ne pas vouloir pousser la luminosité. Voir plus loin, dans la partie sur les longues focales, sous-section « semi-télés ».

Extrapolations ultralumineuses

En 1930, Albrecht Wilhelm Tronnier (1902-1982), autre jeune virtuose de la règle à calcul et des tables de logarithmes, décrivit un objectif proche du Sonnar et particulièrement lumineux. Le brevet fut déposé en 1932 par Schneider sous le n. DE 565566 A. [http://depatisnet.dpma.de/]

Il fallut attendre de longues années pour en voir la concrétisation. Ce fut après 1951, quand (outre l’extinction du brevet) la diffusion de verres spéciaux comportant des terres rares [9] permit de voir fleurir de remarquables réalisations. Toujours pour le 24x36, on vit un Fujinon de 50 mm ouvert à f/1,2 et un Zunow de type Tronnier 50 mm f/1,1.

Fujinon f/1,2
Zunow f/1,1

Le Fujinon fut fabriqué en un nombre limité d’exemplaire, sa possession est devenue un rêve quasi inaccessible à la plupart des collectionneurs. Certains lui accordent une qualité très honorable (pour l’époque ?).

Aussi ardemment convoité, le Zunow 1:1.1 était remarquablement compact, ce qui est une des caractéristiques des Sonnar. Destiné aux boîtiers télémétriques de la marque, il connut deux versions : celle de 1953 par Mishisaburo Hamano, (9 lentilles / 5 groupes), et 1955 par Kenji Kunimi et Yoshisato Fujioka (9 / 4). Par la suite, il exista une version un peu moins ambitieuse, ouverte à f/1,3. Il faut dire qu’à la pleine ouverture de f/1,1 le contraste est bas, les ravages de l’aberration de coma sont visibles sur les bords ; et le focus shift (déplacement du centre optique en fonction de l’ouverture du diaphragme), typique de ce genre d’objectif, rend un peu plus compliquée la mise-au-point.

En 1958, Zunow lança un appareil photo reflex et une gamme d’objectifs, parmi lesquels un 58 mm f/1,2. C’était une belle avance sur Pentax, Canon, Olympus ou Nikon qui peinaient encore pour offrir un objectif standard f/1,4. Ce fut pour Zunow une fatale fuite en avant pour tenter de résister à ses puissants rivaux : la firme disparut peu après.

On trouve en cinéma petit format des formules similaires dérivées du triplet à ouvertures intéressantes. Quelques modèles pour le 16 mm :

Tachonar 1:0.95

En cinéma 8 mm, citons le Switar Kern de 13 mm (1959) ouvrant à f/0,9 comportant pas moins de 10 éléments collés en 5 doublets.

Variantes diverses

Heliar
Heliar 1900
Heliar 1900 C.A.H. Harting

L’Heliar est une formule à 5 éléments en 3 groupes. Il s’agit d’un triplet de Cooke amélioré par le dédoublage des 2 éléments convergents extrêmes. En 1900, Carl August Hans Harting (15/2/1868 - 21/9/1951) déposa un premier brevet, amélioré en 1902 (astigmatisme et courbure de champ laissaient à désirer). Son champ de 50° et sa bonne luminosité (f/4,5) lui assurèrent un succès immédiat. Il y eut une révision en 1903 baptisée Dynar, mais l’Heliar restait mieux corrigé de l’astigmatisme. Les Heliar sortis après 1925 par Voigtländer étaient en fait des Dynar. Une version de 1935 (Universal Heliar) permettait de faire varier l’aberration sphérique par déplacement de l’élément central : caractéristique particulièrement utile aux portraitistes (cf ANNEXE). L’Ektar de Kodak (1942) est aussi un Heliar. Tronnier recalcula tout ça en 1949, ce qui donna le Color-Heliar, assez connu avec les 105mm f/3,5 des 6x9 Bessa.

Voigtlander Heliar 50 mm f/2,0 2009

Depuis 1999, des Heliar sont périodiquement ressortis par Cosina-Voigtlander. Les progrès des calculateur, mais peut-être plus encore en verrerie, permettent aux derniers 50 mm en monture M pour télémétriques 24x36 (2006 à monture rentrante gravé « 1756-2006 », 2009 monture fixe) d’atteindre l’ouverture très utile de f/2,0 avec une qualité générale impeccable aux diaphragmes moyens, et un délicieux rendu « à l’ancienne » à pleine ouverture.

A la grande joie des amateurs, l’été 2010 a vu la naissance d’un autre Heliar Classic, en focale 75 mm ouvert à f/1,8. Un rêve pour ceux qui cherchent un objectif à portrait et trouvent le 50 mm un peu court. Cet objectif comporte 6 éléments, comme le fameux Hektor f/1,9 de 1938 (cf infra)

Pentac

Le Pentac fut conçu en 1919 par L. B. Booth pour Dallmeyer. Triplet disymétrique aux éléments extrêmes doublés (comme l’Heliar mais avec des verres à indice de réfraction élevé). Il fit sensation avec son ouverture de f/2,9 combinée à un bon angle (le 6 inches i.e. 150 mm couvrait le 4x5 — 10,2x12,7 cm), outre une qualité très satisfaisante et un contraste meilleur que les Gauss f/2 (cf infra « Planar lumineux ») qui n’allaient pas tarder ; de même qu’un encombrement inférieur. On produisit des Pentac f/2,9 à partir de 1921 pour de nombreuses applications (chambres « presse » de reportage, cinéma, projection, version spéciale pour portraits à éléments mobiles) jusqu’à la seconde guerre mondiale (où il fut massivement utilisé comme objectif de reconnaissance aérienne).

Pentac f/2,9
Pentac f/2,9
Hektor
Hektor f/1,9

La photo couleur émergea dans les années trente. Leitz, pour améliorer la correction chromatique de ses Elmar — qui sont des Tessar — conçut les Hektor. Poussant le concept, une ouverture de f/1,9 fut atteinte par le Leitz 73 mm Hektor de 1938, bien adapté au portrait, qui comportait un collage pour chaque élément du triplet. Il souffrait d’une notable aberration sphérique ; les ingénieurs cessèrent ensuite de s’acharner dans cette direction, où ils risquaient de se perdre dans la brume.

Primoplan
Meyer Gorlitz Primoplan f/1,9

Le Primoplan est un triplet modifié de type particulier (5 éléments en 4 groupes). Produit chez Meyer Görlitz (cf infra le Kino Plasmat) dans les années trente. En version ciné 25 mm l’ouverture atteignait f/1,5 ; pour les appareil-photo Exakta on eut un 50 f/1,9 de 1934 (focale repoussée à 58 mm en 1938 pour le rendre utilisable sur les reflex). Cette optique dût son succés à la combinaison de cette grande ouverture avec un prix abordable, plutôt qu’à sa qualité (l’image faiblit sur les bords) — raison pour laquelle la version 75 mm est plus appréciée. La production des Primoplan fut poursuivie côté Allemagne de l’Est (« RDA ») longtemps après la 2nde guerre mondiale.

Du Dagor au Plasmat

Dans la section infra sur les grands-angles, il est question des anastigmat symétriques à six lentilles en deux groupes. Ils y sont mentionnés juste à titre d’historique car leur ouverture ne peut être poussée très loin. Il n’empêche qu’ils ont mené dès les années 1920 au Kino-Plasmat de f/1,5. Au demeurant notre histoire ne saurait se réduire au match Petzval-Sonnar-Planar.

Les optiques en question avaient deux groupes opposés constitués chacun par trois lentilles collées (deux convergentes et une divergente). Elles donnaient des images nettes et agréables, sans distorsion, avec un large angle de champ. Cet angle spacieux les a beaucoup fait apprécier des photographes à la chambre grand format (beaucoup de chefs-d’œuvre d’Ansel Adam ont été faits avec son Dagor).

Kino-Plasmat 7,5 cm f/1,5 (1929)
Kino-Plasmat 7,5 cm f/1,5

Hugo Meyer (1863-1905) fut le fondateur à Görlitz de la firme portant son nom — plus tard absorbée dans Pentacon. Rudolph y était entré, et c’est pour elle qu’il inventa en 1918 le Plasmat, développé ensuite en de nombreuses versions (dans les conditions calamiteuses de l’économie allemande d’après Première Guerre Mondiale). Cette évolution consistait dans l’écartement de l’élément voisin du diaphragme de chaque groupe, ce qui donne un peu plus de liberté au calculateur. Le Double-Plasmat ouvrait à f/4,5. Dans les années 20 il y en eut toute une lignée en différentes focales.

Le Kino-Plasmat, conçu vers 1924, fut une fameuse optique très lumineuse (f/1,5) pour caméra ciné, mais aussi livrée en monture pour appareil photo Leica et Contax. On peut trouver des exemples de son utilisation photographique à pleine ouverture : on distingue une zone un peu nette au centre, mais l’ensemble est si mou qu’il en est presque pénible à regarder.

Gauss et sa postérité

Les origines

En 1817, le génial Georg Friedrich Gauss (1777-1855) conçut un objectif de lunette astronomique présentant une correction sphérique et chromatique (cf ANNEXE) nettement améliorée par rapport aux optiques antérieures composées de deux lentilles collées. La trouvaille de Gauss consistait en deux ménisques de même sens, mais de courbure différente et donc séparés.

Lunette de Gauss
Type Gauss

En associant deux groupes de Gauss opposés, on obtenait un objectif à 4 lentilles de bonne qualité, au point d’être meilleur que les Dagor (Goerz) et Unar (Zeiss). L’inconvénient de la formule était la multiplicité des surfaces air-verre, cause de reflets qui nuisent au contraste, notamment à contre-jour — ce flare honni des amateurs exigeants et exécré par les ingénieurs opticiens. L’ouverture étant pratiquement limitée à f/3,5, on s’ingénia à en tirer des versions plus élaborées.

Le Planar

Naissance et destinée du Planar

En 1896 apparut le Planar f/4,8 de Zeiss, à 6 lentilles en 4 groupes par dédoublement des éléments intermédiaires. C’était une création (encore) du Dr Rudolph. Cet objectif remporta un certain succès — voir les chambres de reportage Sigriste de la Belle Epoque. Mais, faute de traitement anti-reflet, le contraste était insuffisant, et pendant longtemps les Tessar et Sonnar (cf supra) lui tinrent la dragée haute.

Planar f/3,5

Le succès vint plus tard pour le Planar, mais on peut dire qu’il continue aujourd’hui à travers de nombreuses variantes. La formule permet en effet une excellente correction, notamment de l’astigmatisme et du chromatisme. En modifiant certaines parties ou en ajoutant des éléments, il est possible de pousser assez loin l’amélioration de l’ouverture tout en conservant une qualité satisfaisante en prise-de-vue générale.

Parmi quelques Planar restés fameux pour leur excellence, on trouve :

Planar lumineux : Opic, Xenon et la suite

En 1920, Horace Lee (1889-1976/9~) de chez Taylor Taylor & Hobson atteignit les f/2,0 avec l’Opic qui était un avatar du type double-gauss de Rudolph, légèrement asymétrique et utilisant des verres à indice de réfraction élevé. Cet objectif avait un grand besoin d’amélioration.

En 1925, A.W. Tronnier créa le Schneider Xenon 2.0/50 mm. Merté en fit autant pour Zeiss en 1927 avec son Biotar (à ne pas confondre avec le R Biotar de type Petzval – cf supra). Angle de champ : 42°.

Opic 1:2.0/5 cm
Opic 5 cm f/2,0
Schneider Xenon 1:2.0
Schneider Xenon 1:2.0
Zeiss Biotar 1:2.0
Biotar 1:2.0

Un peu plus tard (1933) Leica produisit son Summar de même type, œuvre de Max Bereck.

Summar 1:2.0/5 cm 1933
Summar 5 cm f/2,0
Summitar 1:2.0/5 cm 1939
Leitz Summitar 1939

Le Summitar 5cm/2,0 prit le relais du Summar de 1939 à 1953 (production très marginale en 54-55) — avant l'arrivée de l'excellente lignée des Summicrons. Il s’écartait du classique Planar avec ses 7 éléments, en 4 groupes dont le premier était un doublet au très large diamètre [10].

Ultron 50mm f/2,0 1950
Ultron 50mm f/2,0

L’Ultron f/2,0 (1950) de A.W. Tronnier avait toujours 6 lentilles, mais en 5 groupes au lieu de 4 : les 2ème et 3ème éléments étaient séparés. L’idée d’un intervalle dans le second groupe ne tarda pas à être imitée ; en 1957 Pentax Takumar (puis d’autres) en tirait les bases d’une longue réussite. Ce premier Ultron, incorporant un obturateur central Compur, était destiné aux Prominent à télémètre.

On atteignait alors certaines limites des possibilités du Planar : si cet Ultron f/2,0 est réputé avoir pulvérisé les records de pouvoir séparateur (résolution), à de plus grandes ouvertures les 6 lentilles ne suffisaient plus pour assurer une correction et surtout un contraste satisfaisants.

Helios-67 200 f/1,5
Helios-67 200mm f/1,5

Les 6 lentilles ont néanmoins connu des avatars lumineux plus récents : les amateurs d’objectifs à monture vissante connaissent le Helios-40 85 mm f/1,5 soviétique. Clône du Biotar et conçu pour la photographie d’oscilloscopes, ses défauts en photo générale correspondent exactement à ce qu’on attend d’un objectif à portrait : douceur, joli bokeh, et efficacité maximale à courte distance. Il a aussi été produit un Helios-67 équivalent en moyen format (6x7) : un 1.5/200 mm idéal pour qui cherche une profondeur de champ ultra-réduite tout en pratiquant la musculation...

Variantes ultra-lumineuses du type Gauss

Emergence des Planar améliorés

Dans les années trente, l’apparition des traîtements anti-reflet allait donner ses chances au Planar et à ses dérivés plus complexes.

L’amélioration de la luminosité des optiques double-Gauss passe par plusieurs moyens :

Ultra-lumineux simples

Les anciens Canon f/1,2 (1956) et f/0,95 (1961 – cf supra) pour monture S sont de bons exemples où la très grande luminosité est obtenue par le seul dédoublement de l’élément avant. Ces formules fortement disymétriques souffrent par la force des choses d’une sensible baisse de rendement en prise-de-vue rapprochée.

CANON 50 mm f/0,95 1961

Le 0.95 était plus un modèle de « prestige » qu’un produit réaliste. Il utilisait des verres spéciaux à indice de réfraction très élevé, mais sa formule somme toute classique montre ses limites. A pleine ouverture la grande lentille frontale limite le vignettage à un niveau raisonnable ; à part ça, le contraste est bas, le flare et le coma sont sensibles, l’aberration sphérique (cf ANNEXE) provoque le glissement du centre optique (focus shift) en diaphragmant. En fermant le diaphragme le centre s’améliore vers f/5,6 mais les bords ne deviennent jamais franchement bons. Les verres spéciaux infligent une dominante chaude à l’image, ce qui n’est pas un problème en noir-et-blanc mais peut ennuyer les amateurs de diapositives.

Planar spéciaux

Comme exemple de partie arrière complexifiée, on en trouve une particulièrement imposante chez le Planar f/0,7 (ou f/0,75) de Zeiss — déjà présenté supra. D’autres dérivés ultra-lumineux du double Gauss ont fait date, comme le Leitz 1:0.85 de 1934, objectif spécial pour photographie radioscopique (sur ce thème, cf supra in les Petzval modernes).

D’après Ed. Kaprelian, Journal of Motion Picture Engineers juillet 1949

Maximilian Herzberger (1900-1982 — décidément une génération optiquement féconde...) conçut son optique 1:0.8 en 1937 pour Eastman Kodak. L’ajout d’un groupe arrière convergent fonctionne d’une façon qui peut se décrire comme l’inverse d’un multiplicateur de focale. Un multiplicateur, tel l’inénarrable doubleur qu’on trouve parfois au fond des fourre-tout, augmente la focale en élargissant le cercle image dont on n’utilise ainsi qu’une partie. En raison de son principe, la luminosité est drastiquement diminuée (dans le cas du doubleur : surface image quadruplée donc lumière quatre fois moins intense — perte de deux diaphragmes — outre une division par deux de la définition, sans préjudice des aberrations supplémentaires...). A l’opposé, un « diviseur de focale » restitue une image réduite (ce qui revient à une focale plus courte), avec la même quantité de lumière concentrée sur une surface plus petite.

Le Herzberger est au départ un 100 mm f/2 transformé par le groupe arrière en 41 mm f/0,8, avec l’image finale de format réduit en proportion. L’utilisation de verres améliorés lui permettait d’atteindre une correction chromatique meilleure que pour les autres specimens, corrigés pour une seule longueur d’onde. Sur son site, Marco Cavina décrit fort bien la conception de cet objectif (cf références infra).

Du Xenon au Summilux pre-asph

Vers 1930 Merté (Zeiss) poussa à f/1,4 ses Biotar à six lentilles (cf supra) — mais pour le cinéma. Néanmoins, en photographie, le Biotar f/1,5 à angle de champ réduit (28°, focale de 75 mm) de 1938 pour Exakta reste prisé par certains connaisseurs.

A partir de son Opic (cf supra), Lee conçut (brevets de 1935) un nouveau Planar avec l’élément arrière dédoublé. Pour le cinéma, cela donna les objectifs Super Speed Panchro et Special Speed Panchro f/1,3. Là où la chose devient passionnante, c’est que sur certains Xenon et Summarit (f/1,5 — voir la suite) de Leitz de ces années 30, on trouve gravés les n° de brevets de Taylor, Taylor & Hobson (USPat 2,619,895/1935; Brit Pat 373,950/1932; 397,281).

En 1936, Leitz commença à produire son 50 mm Xenon dans une version poussé à 1:1.5, mais sous licence Schneider. La formule — encore une œuvre de Tronnier — conservait le dédoublement de la partie arrière. En dehors d’un intéressant rendu des couleurs, cet objectif était dramatiquement sensible au flare, et globalement inférieur au Sonnar de Zeiss. Le Summarit qui lui succédera en 1949 se différencie uniquement par le traîtement anti-reflet qui améliore un peu son comportement face aux sources de lumière adverses, mais ne change rien aux autres défauts.

Xenon 50 mm f/1,5 1936
Xenon 50 mm f/1,5 1936
Nokton 50 mm f/1,5 1951
Nokton 50mm f/1,5

Le Nokton 50mm/1,5 de 1951 était, chez Voigtländer, l’alternative plus lumineuse à l’Ultron f/2,0 mentionné ci-dessus. Il comportait 7 éléments en 5 groupes. Comme l’Ultron, les lentilles correspondant au second groupe du planar étaient séparées ; le groupe frontal était constitué de deux lentilles collées. Les connaisseurs (cf Taunusreiter) le considèrent comme supérieur au Summarit, et tout simplement l’égal du Sonnar.

En 1959, avec de nouveaux verres et un recalcul, le Summilux f/1,4 première version apportait enfin chez Leitz une amélioration des résultats. Certes il n’égalait pas les objectifs moins lumineux, notablement plus homogênes, mais la pleine ouverture était utilisable, et plus seulement une solution de dépannage.

Summilux 50 mm f/1,4 1959
Summilux 2nde version 1962 – ici le modèle 1995 à pare-soleil télescopique

Le Summilux seconde version de 1962 fut une révision importante : elle se différenciait par un intervalle dans le second groupe et le groupe arrière constitué de deux éléments collés (la formule 1-2#2-1-1 devient 1-1-1#2-2). Objectif bon au centre dès la pleine ouverture, ce « pre-asph » est toujours apprécié pour son rendu plaisant.

Planar ultra-lumineux des années 50

Précédant le Canon 50 f/1,2 de 1956 déjà signalé, voici quelques objectifs valant le détour.

NIKKOR-N 5cm f/1,1

En 1953, au moment ou Zunow lançait son 50 mm f/1,1 de type Sonnar (cf supra), Saburo Murakami, ingénieur chez Nikon choisit la formule Gauss pour concevoir un objectif de mêmes caractéristiques. Il comprenait 9 éléments en 6 groupes ; 3 des lentilles convexes étaient en verre au lanthane. La lentille frontale était dédoublée et la structure arrière du type complexe. Il semble qu’il était meilleur que le Zunow.

Hexanon

En 1954, la firme Konishiroku (devenue Konica en 1987, du nom des appareils vendus sous cette dénomination depuis 1948) présenta un Hexanon 60mm f/1,2 à monture vissante (lancement effectif en 1955). Formule : 8 éléments/6 groupes.

En 1999 sortit un magnifique UC Hexanon 60mm/1,2, à monture vissante (à distinguer du M-Hexanon 50/1,2 à baïonnette M de 2001). De formule différente (7 éléments en 6 groupes), objectif plutôt commémoratif pour collectionneur car produit à seulement 800 exemplaires numérotés, il semble plus difficile à trouver que son aïeul de 1955.

Rappelons ici l’Angénieux pour cinéma ouvert à f/0,95 de 1953, déja présenté ci-dessus. Le catalogue de Schneider offre toujours un équivalent, le Xenon f/0,95 (25 mm : 8 él./7 gr.) en classique monture C, de focale 25 mm destiné aux CCD d’un pouce/2,54 cm (ou tout format de diagonale identique), et 17 mm pour les 2/3".

La vague des reflex

Dans les années soixante, ce fut la marée des appareils reflex à objectif interchangeable. On eut par exemple un Canon R 1:1.8/50 mm en 1959, et en 1962 un R 1:1.2/58 mm.

Nous avons déjà parlé du Zunow 58/1,2 de 1958. Pour les reflex Exakta, les collectionneurs apprécieront de savoir qu’il existait dès 1960 un Taika Harigon de 58 mm f/1,2. Il est difficile de savoir si Taika fabriquait pour Tamron ou si c’était l’inverse. L’objectif comportait 8 éléments en 6 groupes d’après http://www.tamron.co.jp/data/old-lens/olm58f1_2.htm.

Parmi les standards de 50 mm ouverts à 1:1.4 les plus notables, on citera d’abord le Super Takumar 50 mm de Asahi/Pentax de 1964, doté d’un intervalle entre les second et troisième élément. Une configuration déjà vue avec le Pentax Takumar 1.8/55mm (1957, par Ryohei Suzuki) lui-même précédé sous cet aspect par le Voigtländer Ultron 2.0/50 mm (1950) dessiné par A.W. Tronnier.

Canon FL 50 mm f/1,4 1966

Nikon et Canon lancèrent leurs 1.4/50 à partir de 1966. Le comportement de ces objectifs traduisait des options assez différentes du Summilux M de la même époque (cf supra). En effet, s’ils n’étaient pas aussi brillants au centre à pleine ouverture, ils se distinguaient par une bonne régularité sur tout le champ et une correction poussée de l’astigmatisme ; à diaphragme fermé, ils étaient véritablement excellents.

Summilux R f/1,4 (1998)
Summilux 50 mm R 1998

Leitz, devenu Leica Camera GMBH en 1988, présenta longtemps un 50 mm f/1,4 pour ses reflex Leica R, au rendement proche des Summilux pour M télémétriques. En 1998 il fut remplacé par un objectif utilisant les ultimes produits de l’industrie verrière et (forcément) entièrement recalculé, à 8 éléments en 7 groupes. A la plus grande ouverture il n’est pas d’une homogénéité parfaite, mais les résultats au centre sont tellement bons qu’il ne faut pas trop s’inquiéter pour le reste.

Planar à grand angle de champ

Le Planar ne se prête pas au développement de vrais grand-angle. On trouve néanmoins (en 24x36) des 35 mm (champ 63°) qui sont des double-Gauss caractérisés, qui plus est passablement lumineux pour certains, et généralement très compacts.

W-Nikkor 1.8/35 1955
W-Nikkor 1.8/35 1955
Canon 1.8/35 1957
Canon 35 mm f/1,8
Summilux 1.4/35 1961
Leitz Summilux 35mm f/1,4
Summicron 2.0/35
Nokton Classic 1.4/35
Approche des limites ?
Leitz Noctilux 50 mm f/1,0 (1976)
[Schema optique du Noctilux]

La formule à 7 éléments en 6 groupes, avec la partie arrière dédoublée (déjà présente sur le Xenon de 1936) et l’intervalle après le second élément, est commune à beaucoup d’objectifs standards lumineux. Le Leitz (alias Leica) Noctilux 50 mm f/1,0 (1976-2007), [http://www.dg77.net/photo/leicaM/noctilux.htm#desc] présenté supra, correspond à ce genre.

Conçu par Walter Mandler (1922-2005), le Noctilux de 1976 (qui abandonnait les surfaces asphériques de son prédécesseur ouvert à f/1,2.) se distingue surtout par l’usage de verres très spéciaux : le fameux verre 900403 constitue les 2nd et 5ème éléments, et les 1er, 6ème et 7ème sont en verres au lanthane LaK12 et LaF21 (nomenclature Schott). Les niveaux de contraste et définition atteints à pleine ouverture dans un cercle de 10mm de diamètre sont simplement surprenants.

Ce Noctilux « pré-ASPH », reste une exception. La plupart des marques, qui offraient à la clientèle l’objectif de base f/1,4, avaient à leur catalogue un modèle f/1,2 (moins bon, mais tellement plus cher...). Par exemple le Canon 58/1,2 de 1962 amélioré en 1968 avec le FL 55 mm f/1,2. Sans parler des concurrents Minolta, Olympus, Nikon, Pentax...

Zeiss 85mm/1,2 Schema optique Zeiss 1:1.2/85

Le Zeiss Planar 85/1,2 produit en séries spéciales en 1982 et 1992 offrait une formule quelque peu différente (8 lentilles en 6 groupes) avec, il est vrai, un angle de champ plus réduit. Il était destiné aux reflex à monture Contax-Yashica. Zeiss fournit des courbes FTM qui tendent à prouver qu’à pleine ouverture il donne les mêmes résultat que le 85/1,4 de la même firme, ce qui n’est pas une mauvaise nouvelle, mais ne justifie pas aux yeux de beaucoup la terrible différence de prix pour gagner seulement un demi-diaphragme.

Schema optique Zeiss Planar 1:1.2/55

Le CONTAX 55/1.2 Zeiss Planar T* AE (1996), de la même veine que le 85 mm passait aussi à 8 éléments, en 7 groupes dont un flottant. Un superbe objet, avec son poids de plus de 500 g et un diamètre de filtre de 77 mm ! Assurément un bon objectif, mais à f/1,2 ses prestations ne se démarquent pas de concurrents beaucoup moins onéreux. Ajouter des lentilles n’est pas la panacée et l’utilisation de coûteux verres spéciaux suffit à peine à corriger les anomalies, surtout à pleine ouverture. A ces ouvertures, le gain d’un demi-diaphragme n’est pas si simple. C’est pourquoi on s’était orienté depuis quelques temps vers la fabrication et l’utilisation des lentilles asphériques, du moins pour les modèles haut-de-gamme.

Formules à surfaces asphériques

Introduction

L’idée des surfaces asphériques n’est pas nouvelle, voir plus haut in les triplets à longues focales, le brevet signé A. Sonnefeld et utilisant une « lentille déformée ».

On peut remonter plus loin : René Descartes avait décrit les propriétés d’une lentille asphérique. On peut objecter qu’entre le calcul théorique et la réalisation pratique, il fallut quelques siècles. Or M. Olaf Schmidt, chercheur à Aalen (Allemagne) s’est intéressé aux loupes en quartz utilisées il y a mille ans par les Vikings pour allumer leurs feux. Il a constaté qu’elles suivaient avec une précision assez remarquable un profil ellipsoïdal (cf New Scientist 7 nov. 1998). [11]

Différentes techniques ont été utilisées pour fabriquer les lentilles asphériques :

Ouvertures extrêmes

Asphères et hautes performances

On considère qu’une seule face asphérique permet d’atteindre une correction équivalente à ce qu’apporterait un élément entier constitué de façon classique par des calottes de sphères. C’est ce qui permettait au Leitz 50 mm/1,2 Noctilux primitif (1966) d’en rester aux 6 éléments du Planar standard.

Ci-dessous trois études qui utilisent des faces asphériques et mettent en relief cet effet simplificateur. Noter le Djian 1:0.57 dans lequel 4 éléments de forme annulaire sont assemblés probablement pour faciliter la taille de l’élément asphérique final. L’objectif de Lee ouvre à f/1,0 avec simplement les 6 lentilles en 4 groupes. Le Gray f/0,7 comporte une lame correctrice à profil asphérique à l’avant.

Ultra fast aspherical lenses : Gray, Lee, Djian
Leitz Noctilux primitif 1:1.2

Le Noctilux M 50mm f/1,2 à lentilles asphériques fut conçu pour une utilisation spécialisée, du type reportage en éclairage réduit ou non maîtrisé, avec un film sensible et sans finesse excessive. Il comportait 2 faces asphériques situées aux extrémités du bloc optique. Ce choix permet une bonne correction du coma, et favorise un très bon contraste à pleine ouverture au détriment de la définition. Mais il ne permet pas d’agir sur l’aberration sphérique (cf ANNEXE).

Le Noctilux primitif f/1,2 "asphérique"

Fabriqué à partir de 1966, il fut abandonné en 1976, surtout pour des raisons de difficultés de fabrication, au profit d’un nouveau Noctilux encore plus lumineux (1:1.0) mais avec des lentilles sphériques classiques (cf supra).

Canon série L standard

Canon fut le premier fabricant qui ait su industrialiser la délicate production des lentilles asphériques, avec une précision de 0,1 micron (1/10.000e de mm). Par rapport au FL 55 mm f/1,2 normal, une amélioration sensible put alors être constatée avec le FD 55 mm f/1,2 AL de mars 1971 au second élément asphérique. Le New FD de 50 mm/1,2 qui lui succédait en octobre 1980 progressait encore un peu tout en conservant une intéressante compacité. Doté d’un élément postérieur flottant, cet objectif est un des meilleurs compromis dans sa catégorie.

Canon FD 1.2/55 mm AL (1971)
Noct Nikkor
Noct Nikkor

Nikon, rival de Canon, ne pouvait que lancer en 1977 son AI « Noct Nikkor » 58 mm f/1,2. Devenu AIS en 1987, il fut discontinué en 1997. La surface asphérique de la lentille frontale était façonnée par polissage manuel, ce qui explique son tarif notoirement supérieur à celui de son rival de chez Canon. Comme avec le Noctilux primitif, l’emplacement de la surface asphérique à une extrémité permet une excellente correction de la coma mais guère de l’aberration sphérique (cf ANNEXE). Le Noct-Nikkor — avidement recherché par certains scientifiques — est un objectif spécialisé et répond exactement à son cahier des charges : restituer sans déformations (correction de la coma) ni lumières baveuses des objets lumineux photographiés dans la pénombre. Pour le reste, il faut reconnaître qu’un objectif standard moins ambitieux et 15 fois moins cher à l’origine fera au moins aussi bien.

Canon EF 50 mm f/1,0 L USM

Cet objectif, présenté au début, constitue un effort remarquable pour surmonter et dépasser toutes les difficultés du genre. A la différence des Noctilux et Noct-Nikkor qui viennent d’être mentionnés, l’emplacement assez central des surfaces asphériques permet une bonne correction de l’aberration de sphéricité et des défauts qui lui sont liés.

Les courbes FTM qui sont reproduites ici n’ont rien de déshonorant à f/1 (du moins dans un cercle de 24mm de diamètre). Mais à f/8, outre que ça ne monte pas très haut, on constate un fort astigmatisme (écartement des relevés sagitaux et tangentiels — représentés respectivement en traits pleins et pointillés). Ce qui tend à prouver que tout l’effort a été porté sur les performances à pleine ouverture, au détriment de l’optimisation pour l’usage courant. Sauf besoin impérieux et très particulier, l’excellent modèle ouvert à f/1,4 reste le choix le plus judicieux.

Canon 85 mm f/1,2 L
EF 85 mm f/1,2L USM
EF 85 mm f/1,2L USM

A côté du 50 mm f/1,2, Canon propose depuis 1976 un 85 mm de même ouverture, muni d’un élément asphérique, et de lentilles flottantes (pseudo flottantes en fait car il s’agit d’un groupe fixe) pour conserver la qualité optimale à courte distance. Il a connu 4 versions et deux formules optiques successives :

Très semblable extérieurement dans sa version EF au 1:1.0/50 mm, ce 85 mm d’une qualité indéniable semble avoir joui, lui, d’un succès constant depuis son apparition il y a maintenant plus de trente ans. Si on veut couper les cheveux en quatre, on notera les avis qui attribuent un poil de contraste en plus pour la version FD mais les angles légèrement meilleurs avec l’EF.

VC Nokton 35 mm f/1,2 aspherical
VC Nokton 35 mm f/1,2

En 2003, Voigtländer-Cosina a lancé le 35 mm le plus rapide de l’histoire (mais réservé aux boîtiers à visée télémétrique), le Nokton 1:1.2/35 mm aspherical, objet complexe avec ses 10 éléments en 7 groupes, incluant 3 faces asphériques. Ce n’est pas une mince affaire d’obtenir une telle luminosité pour un angle de champ de 63° (contre 46° pour un 50 mm ; et 28,5° pour un 85 mm). Dans une page de son site, Marco Cavina relève la similitude de ce Nokton avec le 100 mm f/1,0 conçu en 1931 par Rudolph (cf les références infra).

En suivant les conclusions de l’étude faite par Erwin Putts, on peut résumer ainsi son rendement :

VC Nokton 35 mm f/1,2 aspherical
VC Nokton 1:1.2/35 mm aspherical

A priori, le problème du faible contraste n’obsède pas les utilisateurs du Nokton 35/1,2 : ceux-là font simplement des photos, et leur objectif permet d’assurer une image dans des conditions qui ne sont pas celles de la prise-de-vue confortable en studio. Ce d’autant plus que vignettage et flare sont bien contenus, choses importantes en available light. A pleine ouverture, la profondeur de champ réduite (cf ANNEXE) permet d’isoler le sujet d’une façon sans équivalent avec un 35 mm. En sens inverse, comparé au Noctilux de 50 mm, la profondeur de champ plus étendue (ainsi que la focale mieux adaptée) devrait amener un taux d’échec inférieur en reportage sur le vif en conditions difficiles.

Certains avancent le contraste limité comme argument en faveur de son utilisation sur un boîtier numérique (sur le Leica M8 un 35 mm est l’équivalent d’un 48 en 24x36 ; et d’un 54 sur un Epson RD1). Cf infra dans les références. Sur pellicule, cet objectif très lumineux, à bas contraste et bonne définition, pourrait convenir à des émulsions noir-et-blanc minces à faible sensibilité et fort contraste (EFKE, Rollei ATP, Ilford PAN F, ou feues Agfapan 25 & Technical PAN...) dans des situations d’éclairage plat ou nuageux, ou en ombre découverte voire en studio (éclairage contrôlé). Bref, le Nokton peut être mis dans la trousse à outil du leicaïste comme objectif pour circonstances ou applications spécialisées ; un choix qui a simplement l’inconvénient d’éloigner de l’intérêt primordial des appareils télémétriques : meilleure qualité pour plus petit fourre-tout.

Mais surtout, et paradoxalement, ce sont les insuffisances de cet objectif qui semblent le rendre attirant. Volontaire ou pas, la recherche d’une correction générale satisfaisante au point de négliger le contraste (élément primordial pour avoir l’impression de netteté, ou de « piqué » pour utiliser une terminologie spécifiquement française) a débouché sur un objectif à la « signature » unique. Ceci, aidé par un prix très raisonnable, explique l’enthousiasme qui se manifeste parfois sur les fora internet (la ferveur est un ancestral moyen de se dispenser d’explication à des choix injustifiables). Ce Voigtländer, encombrant, peu performant en usage normal, apparaît comme un sublime ratage, aux dimensions quasi-wagnériennes si l’on s’en tient à l’étiquette germanique ; l’utiliser relève d’un romantisme qu’on excusera pourtant : après tout, on trouve des utilisateurs satisfaits de Summarit et autres Xenon d’avant-guerre. Or le Nokton se compare avantageusement à de telles antiquités. Avec lui, les fins détails sont enregistrés, alors qu’avec ceux-là ils sont littéralement rongés par le moutonnement des aberrations optiques. Il ne serait même pas étonnant qu’il batte tranquillement à f/1,4 les Summilux « préasph. ».

Ouvertures raisonnables

Recherche de qualité

On a dit qu’avec des surfaces asphériques, le nombres d’éléments peut être réduit. Par suite la trajectoire des rayons lumineux est plus facile à maîtriser et la correction pourra être améliorée. Sans oublier le simple fait que moins d’éléments signifie non seulement moins de dispersion mais aussi moins de reflets : le contraste ne peut qu’en bénéficier.

VC Nokton 50 mm f/1,5 aspherical

Restons chez Cosina. Depuis 1999, cette société a acquis le droit d’utiliser le nom de la firme créée par Johann Christoph Voigtländer (cf Petzval supra) ; ce qui lui permet d’arborer sans complexes excessifs "Since 1756" (depuis 1756) sur des articles produits au 21e siècle dans les environs de Nagano (Japon). Mais on notera surtout que ce fabricant parvient lui aussi à produire industriellement des surfaces asphériques.

VC Nokton 50 mm f/1,5

Ainsi, en novembre 1999, le VC Nokton 50 mm ouvert à f/1,5 fit une apparition remarquée. Les performances surclassaient le Leica Summilux-M non asphérique d’alors. Avec seulement six éléments mais la lentille arrière composée de deux faces asphériques, ce Nokton se caractérise par une bonne qualité sur tout le champ. A pleine ouverture la définition est bonne, mais il faut diaphragmer un peu pour atteindre un contraste élevé. Excellent à partir de f/3,5, cet objectif ne bat de record dans aucun domaine, mais — hormis une certaine sensibilité au flare et un gabarit un petit peu plus encombrant que ce qu’on aurait souhaité — il est peu susceptible de critique importante.

Leica 35 mm Summilux ASPH et sa suite

En 1989 était apparu un nouveau Leica asphérique : le Summilux (donc ouvert à f/1,4) 35 mm Aspherical. Les deux faces asphériques étaient polies par retouches manuelles, ce qui entraînait là encore un tarif très élevé. On chuchote que le travail était exécuté dans les ateliers d’Angénieux à Saint-Héand (Loire).

Par la suite Leica mit au point une technique de façonnage par injection sous pression du verre à l’état visqueux sur des moules de très haute précision, autorisant une production plus régulière et moins onéreuse. Avec cette technique apparut en 1994 un nouveau Summilux de 35 mm (mais toujours pas de 50 mm). Portant le label ASPH, il était muni d’une seule face asphérique. Ce nouveau calcul avait la particularité d’enterrer par sa qualité les 50 mm classiques avec une focale plus courte, ce qui la rend pourtant plus difficile à optimiser. Ce Summilux s’offre même le... luxe d’égaler les performances du 35 mm Summicron f/2,0 ASPH sorti dans la même période.

Les connaisseurs en étaient encore à discuter lequel est préférable quand apparut en 2001 le Summicron-M de 28 mm f/2,0 ASPH. Un objectif de 28 mm est un véritable grand-angulaire, pour lequel il est très ardu d’obtenir une grande luminosité avec une qualité satisfaisante, et surtout homogène. Pour les 28 mm, à part le Nikkor 1:1.4, une ouverture de 1:2 est le maximum qui soit offert habituellement, et encore n’obtient-on jamais une image aussi contrastée qu’avec les modèles normaux ouverts à f/2,8. Or ce Summicron offre, avec un gabarit modeste (41 mm de long), des mesures sur banc meilleures sur les bords à pleine ouverture que le 35 mm, ce qui est étonnant avec un angle de champ de 75°.

A gauche : Summilux 35mm ASPH / à droite : Summicron 28 mm ASPH

Le 35 mm ASPH, reconnaissable à ses deux sufaces extrèmes négatives, rompait avec le classicisme du double-Gauss. Le Summicron de 28 en adoptait la partie avant, tandis que son groupe arrière est inspiré de la structure retrofocus (cf infra) de l’Elmarit f/2,8.

En 2010 apparut une troisième version du Summilux 35, ASPH encore mais cette fois au groupe arrière flottant, comme le 50 mm décrit ci-après. Le schéma est inchangé de prime abord mais il a quand-même fait l’objet d’un recalcul. L’objectf de cet ultime 35 lumineux est une parfaite adaptation au capteur du M9 : les appareils numériques ont des tolérances moindres que les argentiques aux aberrations chromatiques, sphériques et autres ; certains utilisateurs s’étaient plaint d’un focus shift sensible avec la précédente version.

Leica 50 mm Summilux ASPH
Leica Summilux-M 1:1,4/50 mm ASPH
Leica Summilux-M 1:1,4/50 mm ASPH

En ce qui concerne le 50 mm, le successeur du Summilux M de 1962 s’est fait attendre jusqu’en 2004. Mais le résultat est conforme aux espérances : le nouveau Summilux-M 1:1.4/50 mm ASPH obtient des mesures sensiblement supérieures à celles du Summicron 1:2.0 à diaphragme égal. Non seulement le niveau général mesuré sur banc FTM est très élevé (globalement, ses performances à f/1,4 sont celles de très bons objectifs à f/2, et ainsi de suite jusqu’à f/2,8) ; mais encore les courbes de plus faible définition (5-10 pl/mm, indiquant la netteté des contours généraux des objets) sont remarquablement proches du plafond de 100%. En d’autres termes : même sur des tirages de format modeste, une différence pourra être perçue par rapport à des optiques de bonne qualité.

Pour conserver de bonnes performances aux plus courtes distances, il comporte un groupe arrière flottant — avec l’inconvénient d’une certaine complexité mécanique. Si l’on précise que son indifférence au flare n’a rien a envier au Noctilux, on pourra trouver cette optique ultra-lumineuse proche de l’idéal longtemps rêvé d’un objectif standard vraiment universel.

Cet objectif est en fait apochromatique (cf ANNEXE). Cela ressort des propos du head optics designer de Leica lors de la Photokina 2008. [http://dfarkas.blogspot.com/2008/09/photokina-2008-day-2-taking-it-easy-and.html] Le fabriquant a jugé inutile (futile ?) de rendre publique cette caractéristique ; sans commentaire — sauf à dire que certaines firmes ne se gênent pas pour affubler du sigle « APO » des articles qui peinent à répondre à la stricte définition de l’apochromatisme.

Les amateurs noteront que la partie avant dérive du Summicron, alors que l’arrière ressemble à celle du 35 mm Summilux ASPH.

Focales non standards ou variables

Longues focales (ou « téléobjectifs »)

Longue focale et téléobjectif

Le mot téléobjectif est passé dans le langage courant pour désigner les optiques de longue focale. Mais en toute rigueur opticienne, il désigne une sous-catégorie particulière qui se caractérise par sa longueur réduite.

L’objectif de longue focale fonctionne comme une simple lunette d’observation, le foyer se trouve à une distance du plan image qui est simplement égale à la focale ; en pratique, la longueur d’un 400 mm sera de 40 cm ou un peu plus [12]. Avec une vraie formule téléobjectif, la longueur de l’ensemble peut être sensiblement inférieure. C’est ainsi que le Zuiko AUTO-T 300mm f/4.5 ne mesurait que 181 mm.

Ce résultat est obtenu par la combinaison d’un groupe convergent et d’un autre divergent. Le prototype du téléobjectif est le dispositif de Peter Barlow (13-10-1776/1-3-1862), bien connu des astronomes. Barlow avait imaginé vers 1834 d’utiliser une lentille négative comme système grossissant à l’arrière des télescopes.

L1 + L2 donnent la meme image que L’
Principe du teleobjectif

Remarque : le téléobjectif ainsi décrit n’est pas à confondre avec le principe des télescopes à miroir, dans lesquels le trajet des rayons lumineux est renvoyé dans une autre direction — ce qui permet une longueur encore plus réduite.

Les téléobjectifs stricto sensu permettent de réaliser des objectifs lumineux et utilisables en pratique.

Anciennes longues focales

Dallmeyer fabriqua dès 1891 des téléobjectifs (en anglais telephoto) qui furent longtemps parmi les chevaux de bataille de cette firme.

Téléobjectif Dallmeyer telephoto
Dallmeyer

Dans la section sur les triplets ci-dessus, on a déjà cité les longues focales (1931) de A. Sonnefeld, dont un 2000 mm ouvert à rien moins que f/5,0.

« semi télés »

L’expression semi-télé est ici utilisé par analogie avec les grands-angles semi-retrofocus, qui sont proches des téléobjectifs inversés sans en être vraiment. En effet, à côté des vrais téléobjectifs, il existe une catégorie intermédiaire où le groupe divergent est plus en avant, un groupe convergent ou légèrement divergent étant placé à l’arrière. Nombre de courts téléobjectifs de 85 à 135 mm voire plus comprennent ainsi une ou deux lentilles intermédiaires très épaisses. On reconnait dans ces objectifs des variantes de triplets : ce n’est pas par hasard que Zeiss a baptisé Sonnar un certain nombre de ses longues focales, comme l’ancien 135 mm f/4.0. Une imitation connue de ce dernier fut le Jupiter 11 135 mm f/4,0 (4 él./3 gr.), produit en un grand nombre d’exemplaires (approximativement de 1950 à 1976). Les hasselbladistes connaissent le Sonnar 250 mm f/5,6, équivalent en moyen format (6x6) du 135 mm pour petit format. Citons encore deux 250 mm, mais pour 24x36 et f/4,0 (4 él./3 gr.) : Nikkor-Q (1954 – avec viseur reflex à l’instar des caméras ciné), et Zeiss Sonnar (pour Contarex).

Jupiter 11 4.0/135
Jupiter 11 135 mm f/4,0
Nikkor 250 f/4,0
Nikkor 250 f/4,0
Zuiko AUTO-T 250 mm f/2,0 ED-IF
Zuiko AUTO-T 250 mm f/2,0 ED-IF
Mise-au point interne

La mise-au point interne (IF=internal focusing) est très souvent utilisée sur les téléobjectifs. Elle permet, par le mouvement d’un groupe limité d’éléments à l’intérieur de l’objectif, de faire le point sans déplacer l’ensemble du bloc optique ce qui a deux avantages :

Un objectif à mise-au-point interne fonctionne comme un zoom à très faible variation de focale. Dès lors, les formules classiques de calcul du rapport de reproduction en fonction du tirage ou de la distance ne sont pas applicables.

Particularités et limites

A priori, une longue focale permet d’atteindre plus facilement une meilleure correction, car on ne prend que la partie centrale de l’image par rapport aux formules optiques standards. Mais cette catégorie a ses contraintes :

Les effets accentués de l’aberration chromatique et de la diffraction s’expliquent par le fait qu’on est en présence d’objectifs en quelque sorte grossissants. Mais il faut encore tenir compte d’autres contraintes :

En définitive, un grand téléobjectif impose la prise de vue sur trépied solide.

Quelques références en 24x36

En « petit format » pour commencer, par angle de champ décroissant (et donc par focale croissante) :

Longues focales pour moyen/grand format

Beaucoup d’appareils moyen-format utilisent des objectifs à obturateur central, et donc logés dans le bloc optique, ce qui limite considérablement la possibilité d’avoir une grande ouverture.

Téléobjectifs à miroir

Les objectifs catadioptriques sont séduisants en théorie (faible encombrement, simplicité de la formule, bonne correction chromatique), mais leur réalisation est très difficile si on veut atteindre une vraiment bonne qualité d’image. Les tolérances de fabrication du miroir et de son ajustage devraient être pratiquement nulles, ce qui est évidemment impossible, et explique le nombre d’années de construction et le coût des grands télescopes astronomiques. Il faut aussi aux miroirs une argenture de très haute qualité pour réfléchir la lumière avec le minimum de pertes.

Les images prises au télé à miroir se reconnaissent assez facilement par les zones floues où chaque point se transforme en un petit anneau.

Courtes focales, alias grands-angles

Résumé

Depuis longtemps, des formules optiques appropriées permettent un très grand angle de champ avec une excellente définition et une quasi-absence de distorsion. Ces objectifs répondent très bien aux exigences de la cartographie aérienne et de la photogrammétrie. En revanche ils sont peu lumineux, et s’ils conviennent pour des photos d’architecture, il ne satisfont pas les reporters, eux-aussi friands de grands angulaires.

Ces grands-angles classiques ont encore deux défauts importants :

La parade aux différents écueils des grands-angles classiques se trouve dans le téléobjectif inversé ou retrofocus. Alors que les formules téléobjectif (cf supra) permettent de réduire la longueur de l’ensemble au prix d’un angle de champ restreint, ces optiques grands-angulaire se caractérisent a contrario par un éloignement du foyer par rapport au plan image.

Formules classiques

Quelques repères :

Hypergon
schema de l'Hypergon

Inclinons nous d’abord devant le Goerz Hypergon du début du XXe siècle, dont les deux simples ménisques autorisaient un angle de champ sensationnel de 140°, libre d’astigmatisme, de courbure de champ et de distorsion, mais d’ouverture limitée en pratique à f/32 (pour éliminer l’aberration chromatique). La description de son diaphragme et son mode d’emploi est tout un poème et dépasse le but de cette modeste chronique.

Les anastigmat symétriques à six lentilles en deux groupes
Schema du Goerz Dagor

Cette catégorie est évoquée plus haut (cf section « Du Dagor au Plasmat »). Ils offraient depuis 1893 des caractéristiques intéressantes : bonne correction (astigmatisme, planéité de champ, distorsion), image contrastée (« brillance », due au nombre limité de groupes), le tout sans préjudice d’un confortable angle de champ (>70° minimum, et 90° à f/16).

L’archétype en était le Dagor de Goerz (cf illustration). Cette formule ne permet pas d’atteindre une grande ouverture, même si des versions évoluées (lentilles séparées ou supplémentaires) ont permis d’aller un peu plus loin que les f/6,8 du Dagor.

Les objectifs de ce type ont la particularité d’être dédoublables : chaque groupe peut être utilisé seul et donne alors un objectif de focale approximativement double de l’optique complête, certes moins bien corrigé, mais à la qualité encore acceptable. Les Symmar (Schneider) et Sironar (Rodenstock) font partie de cette postérité.

Anastigmat à 4 lentilles séparées
Canon S 25mm f/3,5
Ce dérivé du type Gauss est une sorte d’Hypergon amélioré. Cela a donné d’excellents objectifs de topographie ou reconnaissance aérienne, mais avec une luminosité limitée à f/6,0. Par exemple le 6,2/125 Aquilor de la S.O.M (Sté d’optique et mécanique) Berthiot, qui couvrait le format 13x18 cm. Au début des années 70, on a pu voir un des 14 Boeing B-17 reconvertis de l’Institut Géographique National posé sur le tarmac de l’aéroport de Lyon-Bron. Un Aquilor était probablement accroché sous son ventre.
Canon S 25mm f/3,5
En petit format on a des exemples un peu plus ouverts : cf l’illustration qui montre le vieux (1950) Canon S de 25mm/3,5.
Objectifs à lentilles extrêmes divergentes (Biogon)

Après la guerre de 14-18, les opticiens s’attelèrent à développer des formules spécifiques combinant de grands angles de champ et une qualité améliorée avec moins de vignettage.

Dans les années 20, Schneider (chef concepteur : Tronnier) produisait son Angulon à 4 lentilles séparées, de bonne qualité avec un angle de 105°, et d’ouverture attractive de f/6,8 : même si l’utilisateurs de chambre grand format travaille habituellemnt à f/16 et au-delà, il n’est pas insensible à l’idée de disposer d’une plus grande ouverture qui rend bien plus précise la mise au point, et facilite l’examen de l’image sur le dépoli. La version récente de l’Angulon toujours f/6,8, comporte 6 lentilles (2 groupes) pour un champ de 81 à 85 degrés suivant les focales. Très peu encombrant, il offre un rapport qualité/prix qui en fait toujours une excellente affaire.

L’utilisation de deux grands ménisques assez séparés des éléments intermédiaires a donné, entre autres, les Super Angulon [http://www.dg77.net/linhof/index.htm#supang90] de Schneider et Biogon de Zeiss.

Le Carl Zeiss Jena Biogon pour 24x36 3,5 cm f/2,8, produit en 1936 semble avoir été un précurseur  (un ménisque placé devant la partie arrière d’un Plasmat). L’ouverture était remarquable et la qualité supérieure à la concurrence moins lumineuse. Cet objectif ne contribuait pas peu au lustre des Contax d’avant-guerre.

Angulon f/6,8   1930
Schneider Angulon f/6,8
Biogon 2,8/35 1936
Zeiss Biogon 2,8/35 1936
Russar par Rusinov, 1946

Mikhail Mikhailovitch Rusinov (ou Russinov) conçut en 1946 une formule composée de deux ménisques extrèmes autorisant un angle de champ de plus de 90°. Schneider Kreuznach dût attendre les années 60 pour lancer son Super Angulon [http://www.dg77.net/linhof/index.htm#supang90] f/8,0 (6 él./4 gr.) très proche du brevet du Russar de Rusinov. Il en existe une version particulière de focale 53 mm destinée au format 6x9 dont l’ouverture est de f/4,0 (8 él./5 gr.). Il faut distinguer ces objectifs d’autres modèles comme les PC Super Angulon (35 et 28 mm) fournis en différentes montures pour 24x36, qui sont des quasi-retrofocus (cf infra).

Ludwig Bertele dessina son Biogon nouveau suffisamment différent du Russar pour être produit dans les années 50. L’excellent Biogon 1:4.5/38mm de l’Hasselblad SWC/M 6x6 (équivalant grosso modo à une focale de 22mm en 24x36) est très connu par les utilisateur du moyen-format.

En petit format, il existe des Biogon à grand angle de champ et ouverts à f/2,8, comme le 21mm pour Contax G. Dans la série Zeiss ZM 24x36 à monture compatible Leica M apparue en 2006, figure un 35mm f/2 (9 éléments en 6 groupes). Un angle de champ modéré mais atteignant une ouverture attractive. Cet objectif est vraiment très bon... à condition de fermer un petit peu le diaphragme.

Biogon 38mm/4,5 (6x6)
Biogon 38mm/4,5
Zeiss Biogon T* 2/35 ZM 2006
Téléobjectif inversé (retrofocus)
Taylor Taylor & Hobson (Lee) 35mm f/2,0 1931
Lee 2.0:35mm retrofocus 35mm f/2,0

Jadis, les caméras dédiées au Technicolor nécessitaient 3 films pour enregistrer simultanément chacune des couleurs primaires. Le procédé permet de conserver d’admirables prises de vues de l’époque ; mais le dispositif séparateur de faisceaux entraîne un éloignement du film par rapport à l’objectif. Pour répondre aux contraintes de ces caméras très spéciales, Lee (Taylor, Taylor & Hobson) breveta en 1931 un système utilisant le principe du téléobjectif inversé. L’objectif était un 35 mm f/2,0 constitué d’un Opic précédé par un doublet négatif.

Dans un premier temps, ce retrofocus originel n’inspira guère les photographes ; il est vrai qu’il ne s’imposait guère sur les appareils du moment, d’autant plus que ce 35 mm pour Technicolor était positivement énorme. Mais plus tard, quand apparurent les reflex mono-objectifs, l’utilité du principe se fit sentir avec acuité ; et en 1950 le français Angénieux introduisit en photographie grand-public le « téléobjectif inversé », sous le nom de retrofocus. A commencer par son 35 mm f/2,5 pour appareils Alpa, Leica et Exakta.

Le principe n’était pas nouveau, mais les Angénieux ne furent pas de simples copies de l’objectif de Lee. Ces nouveaux calculs étaient bien adaptés à leur utilisation et reçurent un accueil remarqué. Rappelons que « marque déposée » (trade mark) et brevet (patent) sont deux notions distinctes : qu’Angénieux ait été propriétaire de la désignation Rétrofocus (devenue aujourd’hui un terme générique) n’empêche pas que c’est bien Taylor, Taylor & Hobson qui avait déposé vingt ans plus tôt le brevet d’invention utilisant l’idée.

Or donc, les objectifs retrofocus se distinguent par la présence d’un élément divergent de grande taille placé en avant du système optique convergent. Cette configuration est assez volumineuse, mais elle a permis d’obtenir de très courtes focales au vignettage modéré et utilisables sur appareils reflex. De plus des luminosités intéressantes peuvent ainsi être atteintes avec une bonne qualité générale. En raison de la structure très disymétrique du rétrofocus, un groupe flottant est souvent ajouté pour maintenir une qualité acceptable aux plus courtes distances.

Semi-retrofocus

A partir des formules symétriques du type Biogon, on a vu apparaître des objectifs où le centre optrique est décallé vers l’arrière, ce qui améliore le dégagement entre la lentille arrière et la surface sensible. Parmi les résultats recherchés, on voulait corriger le défaut principal, le vignettage, mais sans trop perdre des qualités (absence de distorsion, excellente netteté). Le Leitz Elmarit-M 2,8/21 mm de 1980 était un exemple de ce type d’évolution, plutôt réussi. Les Distagon de Zeiss peuvent être inclus dans la même famille.

Sous le terme « semi retrofocus » on met des objectifs qui peuvent être assez différents entre eux mais surtout ne répondent pas à la définition stricte du téléobjectif inversé.

Intérêt d’un grand angulaire ultra-lumineux

Il peut sembler curieux de vouloir utiliser de tels objets, alors que l’intérêt majeur d’un grand-angle est a priori de disposer d’une importante profondeur de champ (cf ANNEXE), ce qui va de pair avec une certaine fermeture du diaphragme. Mais avec les boîtiers reflex généralement utilisés par les photographes qui se veulent sérieux, l’expérience montre qu’au grand angle il est difficile de faire un point précis sur le dépoli. Viser avec une ouverture très poussée (et donc une faible profondeur de champ) apporte une meilleure garantie qu’on aura le point sur le sujet qu’on a choisi et non pas sur le décor. La photo aura plus de chance d’être réussie qu’avec un objectif meilleur en théorie mais moins lumineux.

Exemples de grands angulaires ultra-lumineux

Grâce aux surfaces asphériques et aux progrès des calculateurs électroniques, on a pu concevoir des formules complexes aboutissant à des objectifs encore plus lumineux et d’une qualité plus que satisfaisante. On a déjà évoqué plus haut le Summicron-M 28 mm ASPH f/2,0 de Leica. Cet objectif d’une luminosité déjà peu courante pour un grand angulaire écrase par sa qualité tout ce qui a été fait auparavant dans la focale, toutes ouvertures confondues.

Zuiko 21mm f/2,0
Super grand-angle pour Olympus OM, très lumineux mais compact (long. : 44 mm, poids : 250 g.) ce qui se paie par de la distorsion et un fort vignettage à f/2, Pas trop grave si on considère que c’est essentiellement un outil de reportage. A part ça, bonne qualité d’image. 11 éléments en 9 groupes, pas de lentille asphérique mais un groupe flottant.
Sigma 20mm f/1,8 EX DG RF Aspherical
13 éléments en 11 groupes. Angle de champ : 94,5°. Montures Sigma, Canon EF, Nikon D, Sony-Minolta, Pentax.
AF Nikkor 28mm f/1,4D
1994-2006, 11 éléments en 8 groupes. Une face asphérique (réalisée dès la phase du meulage : un progrès depuis le Noct-Nikkor de 1977). La formule est diablement sophistiquée, avec deux ensembles flottants dont l’un se déplace à l’intérieur de l’autre : une mise au point interne, comme un téléobjectif moderne. Coûteux mais très bon.
Canon 24 mm f/1,4
FD 24 mm f/1,4 S.S.C. Aspherical : paru en 1975, 10 éléments en 8 groupes. Angle de champ : 84°.
EF 24 mm f/1,4L USM : 1997, 11 éléments en 9 groupes (vignettage et aberration chromatique améliorés).
Nouveautés ASPH Leica septembre 2008 (10 sept 2008) : 21 et 24 f/1,4
Outre le nouveau 1:1.4/24 mm — et aussi un Noctilux 50 mm f/0,95 — noter surtout un impressionnant Summilux-M 21 mm ASPH (Summilux donc f/1,4). Il faut comprendre que diriger et optimiser un tel flux d’énergie lumineuse sous un aussi vaste angle de champ (90°) est au moins aussi méritoire que le calcul d’un 50 mm (45°) ouvert à f/1,0. Sur un M8 numérique il correspond à un 28 mm en 24x36.
AF-S Nikkor 24 mm f/1,4 G ED
Nikkor 24 mm f/1,4 2010
Mars 2010, 12 él. (dont 2 asphériques)/10 gr.
Projets divers
  • Canon 24 mm f/1,2 : cet objectif fit l’objet d’une étude en 1975, mais ne dépassa pas le stade de la planche à dessin.
  • Pentax 20 mm f/1,4 : un prototype signalé en 1975 cf http://www.aohc.it/proto2e.htm (11 él. 10 gr., dist. minimum 25 cm, dim. 80x65mm, diam. 77 mm, 445 g).
Ultra grands-angles contemporains

Si on n’arrive pas à f/1,4 dans cette catégorie de très courtes focales, les f/2,8 atteints n’en sont pas moins des exploits : c’est toujours 7 crans de diaphragme gagnés sur l’Hypergon, soit 128 fois plus de lumière...

Pour appareils 35 mm

Focales variables / Zooms

Généralités

Sans être un expert, on aura pu saisir de tout ce qui précède que l’optimisation d’un objectif de focale fixe (prime lens) n’est pas chose simple et oblige à des compromis. Dès lors on peut se demander si le calcul d’une focale variable de bonne qualité ne ressemble pas au problème de la quadrature du cercle. En tout cas, on ne sera pas étonné que les zooms ne parviennent pas à des ouvertures aussi grandes que les focales fixes.

Le principe du zoom est établi depuis longtemps : un système afocal accompagné par un système destiné à la focalisation, et la partie objectif elle-même. Le système de lentilles afocal modifie le diamètre du faisceau lumineux sans pour autant diriger les rayons vers un point donné. Le principe est immédiatement compliqué par la nécessité pratique de maintenir une mise au point constante quel que soit le grossissement (i.e. la focale). Pour les modèles les plus élaborés, on cherche aussi à obtenir une ouverture constante à toute les focales.

Les zooms se caractérisent donc par la multiplicité des éléments, constitués en plusieurs groupes aux déplacements complexes. D’où plusieurs conséquences :

La luminosité d’un zoom, de même que la qualité générale, est plus ou moins difficile à améliorer. Le cahier des charges influe fortement :

Evolution

Au départ, le concept du zoom intéressait suprêmement les cinéastes, ce qui est naturel puisqu’ils produisent des images animées : modifier l’angle de vue (en le resserrant ou en l’élargissant) en cours de séquence est un besoin qui va de soi. Quant aux photographes, la généralisation des appareils SLR à visée reflex mono-objectif, avec lesquels on voit exactement l’image cadrée, leur a donné un outil parfaitement adapté à l’usage des zooms.

Il semble que le premier zoom utilisable apparut en 1937, sur une caméra Siemens. En 1933 un brevet britannique (398307) décrivait déja un 28-100 de 11 éléments, conçu autour d’un Opic — objectif décidément fertile en développements. Mais (sans parler de la nécessité de traîtements anti-reflets vraiment efficaces) il fallut les progrès des calculateurs électroniques programmables (i.e. ordinateurs/computers) dans les années 1950 pour que les zooms puissent se développer. On peut imaginer que le calcul des derniers produits (comme le Zuiko 35-100 présenté plus bas) aurait donné la migraine à Tronnier lui-même.

Pierre Angénieux lança en 1956 le premier zoom à compensation mécanique qui permettait de maintenir rigoureusement le point sur toute la gamme des focales.

Pour les usages courants, les zooms actuels donnent le plus souvent satisfaction. Même des modèles présentant certaines faiblesses peuvent être jugés intéressants en raisons de leurs avantages pratiques. Les photographes de presse quotidienne, pour qui le but est de rapporter coûte que coûte des photos, utilisaient il y a déjà longtemps des zooms qui pouvaient atteindre des scores déplorables en tests sur mires, mais satisfaisaient leurs besoins (fournir des images destinées à être imprimées en format modeste avec une trame relativement grossière). Puis ce sont les illustrations « pleine page » de magazine qui devinrent possibles. Quant aux plus récents, les meilleurs zooms sont considérés comme supérieurs aux focales fixes (sous-entendu : focales fixes conçues il y a quinze ou vingt ans). Cette appréciation concerne surtout le « piqué », mais doit être modérée par quelques inconvénients : comportement à contre-jour, distorsion, vignettage, distance minimale et qualité à courte distance, restent les points noirs des zooms.

Exemples
Berthiot 8-40/1.9 Pan-Cinor réflex (1960)

Berthiot offrit jadis aux amateurs de ciné 8 mm ce zoom 5x à viseur reflex ouvert à f/1,9. C’est un exemple de zoom à compensation optique.

Ce modèle succédait à un 12,5-36/2,8 (avec viseur annexe) de 1954.

Schneider Kreuznach Variogon et Optivaron f/1,8
Variogon 1,8/7-56

En cinéma 8 mm, nombre d’amateurs ont connu (ou rêvé sur...) les Variogon/VGN 10-35, 9-36, 8-40, 7-56, tous ouverts à 1:1.8.

On peut en voir le summum dans le Variogon 1,8/6-180 soit un range de 30 fois ! (angle de champ 60 à 2°). Il fut produit vers 1978 pour les caméras Beaulieu.

Le schéma montre le prisme à miroir semi-transparent qui permet la visée reflex. Ce dispositif prélève une proportion non négligeable de la lumière, une raison supplémentaire pour désirer une optique lumineuse ; ceci sans préjudice de la faible sensibilité d’un film couleur comme la Kodachrome 40.

Angénieux 16-44 T1:1,3

Ce zoom très lumineux était destiné aux caméras 16 mm. T désigne la luminosité photométrique ou réelle (T-stop), distincte de l’ouverture géométrique (F-stop). Cette dernière devait être en fait de f/1,1.

A des range nettement plus élevés, noter le 10-120 mm T-2,5 (1958) et 10-150 T-2,3.

Canon 8,5-25,5 mm f/1,0 (1975)
Rappelons ici le zoom f/1,0 qui équipait la caméra Super-8 310 XL de Canon présentée au début.
Voigtländer Zoomar 2.8/36-82 mm (1959)

Non seulement le Dr Frank Back (1902-1982) conçut ce premier zoom pour appareil photo, au demeurant très lumineux, mais encore il inventa le mot zoom par la même occasion. Ce zoomar fut produit en monture Bessamatic, Exakta et aussi 42 mm vissante. Le calcul électronique avait été mis à contribution, ainsi que les verres aux terres rares. 14 éléments en 11 groupes.

Angénieux 1:2,8/45-90 mm

Dès le début on eut donc, en photographie petit format, des zooms ouverts à 1:2.8, mais depuis on n’a guère fait mieux.

L’Angénieux 45-90/2,8 (15 éléments en 12 groupes) pour Leicaflex est un grand classique de ces premiers zooms lumineux. Lancé en 1968 — on a signalé un prototype de 1962 avec monture Retina. C’était la première fois que le constructeur de Wetzlar se risquait à commercialiser un zoom.

Zeiss Contarex Vario-Sonnar 1:2.8/40-120 mm (1971-1973)

Destiné aux Contarex de Zeiss-Ikon. Le second zoom de Carl Zeiss, après le 85-250/4.0 (1970-1973). Angle de champ 56-20°, m. à p. mini. 2,5 m. Un millier d’exemplaires.

Nikkor 80-200 mm f/2,8 ED AI-s (1982-1988)

Ce télézoom donnait des images de haute qualité dès la pleine ouverture et même à 200 mm — au point de faire de l’ombre au Nikkor de 2.8/180, adulé par certains. Les concepteurs avaient limité prudemment la distance minimum de prise-de-vue à 2,5 m : ce n’est pas un zoom à tout faire, mais ce qu’il fait, il le fait très bien.

Lourd (près de 2 kg), il comportait 15 éléments en 11 groupes et fut fabriqué en 1600 exemplaires.

Angénieux 35-70 f/2,5-3,3 (vers 1984)

Très lumineux à 35 mm, forte distorsion à cette focale ; définition bonne et homogène, contraste modéré devenant excellent en diaphragmant. Distance minimale 46 cm, excellente.

Ce zoom accompagnait le 70-210/3,5 et les télés 180 et 200 mm (cf supra section « longues focales »). Il précédait le 28-70 2,6-2,8 AF. Cette gamme fut l’apothéose... et le chant du cygne pour Angénieux sur le marché grand public. Devenue Thales-Angénieux, la firme se « recentra » sur les marchés de l’optronique, TV, optique médico-scientifique et autres disciplines spatio-militaires. Il est vrai que la marge sur les ventes d’articles tels que des épiscopes jour/nuit de véhicules blindés d’infanterie est plus assurée que celle des 35-210/3,5-5,6 vendus en supermarchés.

Olympus Zuiko AUTO-Zoom 35-80mm f/2,8 ED (1987)

Un des meilleurs transtandards connus, sorti en même temps que les boîtiers Olympus OM-3 Ti et OM-4 Ti, couronnement de la gamme. Cette optique pouvait convertir au zoom le plus fervent utilisateur de 50 mm. La plage de focale est sans excès, surtout côté grand-angle (la priorité a visiblement été donnée à la qualité) mais correspond aux applications les plus courantes.

16 éléments (dont 1 en verre ED et 5 à haut indice de réfraction) en 14 groupes, m.a.p. mini 0,60 m. Champ 63-30°.

Olympus Zuiko DIGITAL ED 35-100mm 1:2.0 (2006)

Conçu pour le format 4/3 (image d’environ 22 mm de diagonale), l'Olympus 35-100/2,0 (angle de champ 34 à 12°) équivaut à un 70-200 en 35 mm. L’ouverture de f/2,0 est très intéressante ; elle est aussi indispensable pour obtenir en 4/3 une profondeur de champ assez réduite (le but est d’obtenir des fonds flous comparables à ce qui est possible en 24x36 à f/2,8).

Inconvénient : le résultat est atteint avec un encombrement au moins égal aux zooms 24x36 équivalents (1650 g sans collier de trépied, 96,5 x 213,5 mm). 21 éléments en 18 groupes.

La même remarque s’applique au transtandard 14-35/2,0 (915 g., diam. 86 mm, long. 123 mm — 18 éléments en 17 groupes).

Sigma 200-500 f/2,8 EX DG
Présenté à la PMA 2008. Une pièce de 15 kg 700 (13 groupes, 17 éléments), mettant au point à 1m50 (rapport de reproduction mini 1/4,2) idéal pour la photo de petits animaux très venimeux ! Mensurations : 237x726 mm. Filtres à insertion 77 mm, alimentation autonome de l’autofocus.

Quelques références et ressources

Ojectifs ultra lumineux

Leica Noctilux-M 50mm f0.95 ASPH, part 1 (Erwin Putts – May 18, 2009) [http://www.imx.nl/photo/leica/lenses/page29/nx095_1.html]
Test reports by Erwin Puts.
Leica Noctilux-M 50mm f0.95 ASPH, part 2 (Erwin Putts – June 7, 2009) [http://www.imx.nl/photo/leica/lenses/page150/page150.html]
Test reports by Erwin Puts.
Leica Noctilux-M 1:1.0/50 mm [http://www.imx.nl/photo/leica/lenses/lenses/page56.html]
Test reports by Erwin Puts.
Noctilux revisited (ERWIN PUTS) [http://www.imx.nl/photo/leica/lenses/lenses/page55.html]
A propos du Leitz Noctilux 1ère version 1:1.2/50.
Cosina-Voigtlander Nokton & Co – Erwin Putts [http://www.imx.nl/photo/zeiss/zeiss/zeiss/page53.html]
Test reports by Erwin Puts
Confrontation Noctilux 1.0/50 vs Nokton 1.1/50 [http://www.stevehuffphoto.com/2009/11/24/leica-noctilux-classic-f1-vs-voigtlander-nokton-1-1/]
A pleine ouverture le Nokton vignette moins et semble plus contrasté. Les zônes hors netteté ont un flou beaucoup plus agréables avec le Noctilux, ce que l’examen de taches lumineuses confirme : bien rondes avec le Leitz/Leica, elles suivent hideusement le pourtour du diaphragme pour le Nokton. Pas d’information sur les résultats à contrejours ni le flare. Il serait aussi intéressant d’avoir une confrontation vers f/4,0-f/5,6.
Kiev 5 [http://www.novacon.com.br/odditycameras/kiev5.htm]
Prototype of current Kiev 5 cameras with large aperture Rekkord-4 0.9/52mm – 1968
Farewell to the King [http://www.rogerandfrances.com/photoschool/ps%20king.html]
Hommage au Noctilux.
Slave to the 50 mm Noctilux [http://www.nemeng.com/leica/040b.shtml]
Page d’un fada du Noctilux.
High speed lenses [http://www.imx.nl/photo/technique/technique/hslenses.html]
Confrontation des 50 mm lumineux de quelques constructeurs majeurs (Erwin Putts).
Fast Lenses for the Epson R-D1 [http://www.luminous-landscape.com/reviews/lenses/fastlensreview.shtml]
Sur Luminous-landscape.com, confrontation Nokton, Noctilux et cie.
Two Special Lenses for "Barry Lyndon" — Carl Zeiss 50 mm 1:0.7 [http://www.visual-memory.co.uk/sk/ac/len/page1.htm]
Ed DiGiulio (President, Cinema Products Corp.) From: American Cinematographer
Omaggio all’immortale  Kubrick ed al mitico Planar 50mm f/0,7 (Marco Cavina) [http://www.luciolepri.it/lc2/marcocavina/omaggio_a_kubrick.htm]
Historique, schémas, illustrations et photos de plateau.
Una sottile linea rossa lunga 60 anni definisce l’altra faccia di leitz, con uniforme e stellette militari (Marco Cavina) [http://www.luciolepri.it/lc2/marcocavina/articoli_fotografici/ZG_1229/00_pag.htm]
LEITZ UR-OBJEKTIV 9cm f/1,0 PER ZIELGERAET 1229 VAMPIR (1944) – ELCAN 90mm f/1,0 U.S. NAVY – ELCAN 50mm f/1,0 IR SP50
NOKTON 35mm f/1,2 ASPHERICAL: LE ORIGINI CONCETTUALI DEL SUO SCHEMA OTTICO (Marco Cavina) [http://www.luciolepri.it/lc2/marcocavina/articoli_fotografici/Nokton_35_1,2_origini/00_pag.htm]
Le VC Nokton 35mm/1,2, concept en germe depuis 1931.
Dietro le quinte del celebre cannone di Kiyoshi Hayashi (Marco Cavina) [http://www.luciolepri.it/lc2/marcocavina/articoli_fotografici/Nikkor_300mm_f2/00_pag.htm]
Le monstrueux Nikkor 300 mm/2,0
Elcan 90 mm f/1 [http://photo.net/bboard/q-and-a-fetch-msg?msg_id=00Ex67]
Commentaires sur Photo.net.

Objectifs en général

Antique & Classic Camera [http://www.antiquecameras.net/]
Où l’on trouve la BIBLE : le Lens Vade Mecum alias LVM.
ARTICOLI TECNICI DI ARGOMENTO FOTOGRAFICO by MARCO CAVINA [http://www.luciolepri.it/lc2/marcocavina/articoli_tecnici_fotografici.htm]
De nombreux objectifs testés et commentés.
Bokeh Lens (Lens Test and History) Plasmat,Kinoptik,Angenieux,Dallmeyer vs Noctilux,Thambar [http://www.oldlens.com/]
Les amateurs de bokeh apprécieront particulìrement.

Bases sur l’optique et les objectifs

Robert Andréani L’objectif photographique
Publications Photo-Revue, Paris, 5ème édition 1971, 248p.
René Descartes DISCOURS DE LA METHODE suivi de LA DIOPTRIQUE
Collection Folio essais (No 158), Gallimard -étu. ISBN 9782070326136. 352 pages, 108 x 178 mm.
Oculus artificialis teledioptricus sive telescopium, 1 / Joannes Zahn [http://www.bibliotheque-numerique-cinema.fr/notice/?i=33085]
Le livre-phare de l'optique, de la catoptrique et de la dioptrique vers 1705. A vos Gaffiot...
Rashed R., Géométrie et dioptrique au Xe siècle : Ibn Sahl, al-Quhi et Ibn al-Haytham.
Les Belles Lettres, Paris 1993.
Lumière diffuse et réflexion parasite [http://www.galerie-photo.com/lumiere-diffuse-reflexion-parasite.html]
Sur galerie-photo.com

Histoire générale

Mac Keown Price Guide to Antique & Classic Cameras
Centennial Photo Service,U.S.A. ; ISBN-10: 093183841X; ISBN-13: 978-0931838415
Objectifs photographiques anciens [http://dioptrique.info/sommaire/sommaire.htm]
Site en Français, riche en schémas.
Edward K. Kaprelian (1913-1997) [http://www.zeisshistorica.org/kaprelian.html]
Notice biographique et bibliographie.
Das Rennen um die lichtstärksten Objektive [http://www.taunusreiter.de/Cameras/FastLenses_dt.html]
Historique des optiques lumineuses... revue historique.
Frühe lichtstarke Objektive für 35 mm und andere Kleinbildformate [http://www.taunusreiter.de/Cameras/Biotar.html]
Historique des optiques lumineuses pour appareil photo petit format.
Tous les Kino-Plasmat (et bien d’autres) ! (De Voigtlander à Schneider en passant par Goerz et Dallmeyer) [http://www.ksmt.com]

Fabricants

Zenit, archives optiques (Krasnogorsky zavod,Research and Design Center,KMZ) [http://www.zenit.istra.ru/catalog/lenseslist.html]
Zenith, Zenitar, Helios, Helionar, Granit, Telezenitar, Variozenitar, Vega, Lantan, Mir, MTO, Jupiter, Era, Zodiak, Industar, Orion, OF, Rubin, Russar, MR, Sputnik, Altair, Tair, Teletair, Telemar, Yantar
ALMAZ camera by LOMO [http://xalmaz.narod.ru/]
En russe, Almaz signifie « Diamant »
Centre de Recherche Institut Optique d’Etat Vavilov [http://soi.srv.pu.ru/]
Site du GOI, Laboratoire d’Optique d’Etat de Leningrad.
The 6x9 Photography Online Resource [http://www.lallement.com/pictures/files.htm]
Le catalogue GOI et les listes de F. Yakovlev accessibles via la page Files
Schneider Archiv [http://www.schneiderkreuznach.com/archiv/archiv.htm]
Belle collection de documents (format PDF) sur les produits Schneider Kreuznach.
Schneider Kreuznach FAQ [http://www.schneiderkreuznach.com/knowhow_e.htm]
Accès aux Variogon et quelques autres.
Olympus Shared Resources - Zuiko Lenses [http://www.mir.com.my/rb/photography/hardwares/classics/olympusom1n2/shared/zuiko/index.htm]
Objectifs Olympus Zuiko.
Site officiel Olympus [http://www.olympus.fr/consumer/dslr_6756.htm]
Carl Zeiss Lens Design [http://www.panix.com/~zone/photo/czlens.htm]
Les objectifs Carl Zeiss, par des fans de Contax.
Captain Jack's Exakta Pages [http://captjack.exaktaphile.com/]
Site sur les Exakta - des révélations.
Optiques Topcor et quelques autres pour Exakta [http://captjack.exaktaphile.com/LesserJapanpage.htm]
Le club des Topconophiles [http://www003.upp.so-net.ne.jp/Topconclub/]
Topcor & Topcon [http://members.cox.net/topconcollection/]
Astro-Berlin [http://www.exaklaus.de/astro.htm]
Kilfitt Lenses [http://www.kilfitt.org/Lenses/index.html]
Les objectifs Kilfit (Zoomar, Zoomatar)
ASTRO BERLIN & ZOOMAR MUNCHEN (pages de Marco Cavina) [http://www.luciolepri.it/lc2/marcocavina/articoli_fotografici/astro_zoomar/01_pag.htm]
ASTRO Berlin : Tachon 65 mm/0,75 et 180 mm/1,2 ; Zoomar 180 et Zoomatar 240 mm f/1,2 ; Astro-fernbildlinse 350mm f/2,3...
PHOTOHISTORY (russe) [http://www.photohistory.ru/index.php]
G. Abramov, les étapes du développement de la photographie russe.
Kiev Rangefinders by Peter Hennig [http://www3.telus.net/public/rpnchbck/zconrfKiev.htm]
Page très en faveur des Kiev
Lenses for the Zeiss Ikon Contarex system [http://www.photomoritz.com/contarex/crex_lenses.html]
Objectifs pour Contarex
Incredible Zoomar 180/1.3 [http://cameraquest.com/zoomar13.htm]
Zoomatar 180mm f/1,3 for Single Lens Reflex, 16/35 Motion Pictur and all TV Cameras.
ZEISS IKON und VOIGTLÄNDER Objektive (Leica M Bajonett) [http://www.taunusreiter.de/Cameras/Zeiss_C-Sonnar.html]
Où il est question de récents Sonnar et Heliar
NIKKOR-N 5cm f/1,1 [http://www.nikon.co.jp/main/eng/portfolio/about/history/nikkor/n07_e.htm]
Nikon : objectifs pour montures "S" et "L" (M39 à vis)
A brief history tracking development of Nikkor Lenses [http://www.mir.com.my/rb/photography/companies/nikon/nikkoresources/index.htm]
L’évolution des objectifs Nikkor.
CANON CAMERA MUSEUM [http://www.canon.com/camera-museum/camera/lens/index.html]
Les optiques CANON par leur fabricant.
The Canon FD Resources - The FD Lenses [http://www.mir.com.my/rb/photography/companies/canon/fdresources/fdlenses/index.htm]
Les optiques CANON avec commentaire.
Objectifs du système Leica M [http://www.leica-camera.fr/photography/m_system/lenses/]
Où l’on trouve une fiche technique détaillée sur chaque ojectif.
Objectifs du système Leica R [http://www.leica-camera.fr/photography/r_system/lenses/]
Où l’on trouve une fiche technique détaillée sur chaque ojectif.
Medium Format Lenses with the Pentacon Six Mount [http://www.pentaconsix.com/1000mm.htm]
Le Carl Zeiss Jean Pentacon 6x6 1000 mm/5,6 (avec addition novembre 2007).

Divers

Palomar observatory [http://www.astro.caltech.edu/palomar/]
Quelques monstres optiques
Pacificrimcamera.com [http://www.pacificrimcamera.com/]
Ouverture sur le monde des appareils anciens
Bolex collector – optiques [http://www.bolexcollector.com/lenses.html]
Objectifs et zooms pour cameras cine.
Photoapparat (TCH) [http://www.fotoaparat.cz/index.php?r=7003&rp=2&=2&i=129826&t=129826]
Informations sur C.A.H. Harting.

ANNEXE : définitions

Eléments

On part d’un objet dont on obtient une image projetée sur un plan. Entre objet et image se trouve l’objectif, qui se caractérise essentiellement par :

Focale

Dans la présentation la plus schématique (celle du sténopé), « l’objectif » se représente comme un petit trou percé dans la paroi d’une « chambre obscure » (en italien camera oscura — latin camera obscura) à une certaine distance de la surface où se forme l’image projetée depuis l’extérieur.

Par l’utilisation de lentilles, on peut élargir le diamètre de cet orifice, ce qui rend l’image plus lumineuse. D’où le nom de focale, qui est la mesure à partir du foyer du système optique. Le paysagiste vénitien Giovanni Antonio Canal (alias Canaletto — 1697 - 1768) est réputé avoir utilisé une camera oscura portative améliorée par une lentille convexe.

L’introduction de lentilles apporte des complications : une très bonne netteté peut être obtenue, mais seulement pour une distance donnée (cf infra profondeur de champ)

Angle de champ

Un objectif a un champ déterminé, dont l’angle, compte tenu de la focale, donne le diamètre du cercle image. Ce qui détermine le format que l’objectif est capable de couvrir. En 24x36 mm par exemple, on a besoin d’au moins 42 mm (la diagonale de l’image). Pour une focale de 50 mm, la couverture de ce format supposera un champ de 46° ; mais en 6x7 cm (diagonale 9 cm) la même focale nécessite 83° (le champ d’un 25 mm en 24x36). On conçoit qu’un champ plus étendu est une contrainte qui vient compliquer la conception de l’objectif.

Ouverture

Elle correspond au diamètre de l’entrée de l’objectif (du moins dans une première approche où l’objectif est décrit de façon simplifiée). On a pris l’habitude de l’exprimer relativement à la focale, sous la forme d’un rapport. Ceci permet de comparer des focales différentes : un objectif de 100 mm ouvert à f/2 (lentille frontale de 100/2=50 mm de diamètre) est de même luminosité qu’un 50 mm dont la lentille frontale mesure 25 mm (ces diamètres sont théoriques, en pratique ils seront un petit peu plus importants).

La quantité de lumière varie comme la surface de l’orifice qui la laisse passer, donc en fonction du carré de ses dimensions. Les objectifs sont équipé d’un iris (ou diaphragme) qui permet de varier la quantité de lumière. D’un cran de diaphragme à l’autre, on fait varier la luminosité d’un facteur 2 ; comme la racine carrée de 2 est environ 1,4 le diamètre variera suivant ce facteur. On comprendra donc la suite des diaphragmes normalisés, dont les valeurs courantes sont 1,4 - 2 - 2,8 - 4 - 5,6 - 8 - 11 - 16 - 22... On peut aussi avoir des demi-diaphragmes (f/1,2 - 1,7 - 2,4 - 3,3...) — et même des tiers.

Grandes ouvertures

Les utilisateurs de chambre grand format n’ont pas peur de fermer à f/64. Dans l’autre sens, le diamètre de l’ouverture peut égaler voire dépasser la focale. D’où les ouvertures étonnantes de f/1, f/0,7 ou plus encore présentées ici.

Profondeur de champ (depth of field / DOF)

Des points situés à différentes distances forment leur image également à des distances différentes de l’objectif. En positionnant l’optique à une certaine distance du plan image, on ne peut obtenir en théorie d’image nette que pour les objets situés à une distance précise. Dans la pratique il existe une marge de tolérance (qui varie notamment avec la focale et le format de l’appareil photo, et aussi les dimensions de l’image finale). La profondeur de champ (PDC) est cette plage de distances dans laquelle on admettra que l’image est nette.

La PDC est d’autant plus réduite que l’objectif est ouvert — et aussi que l’objet est proche. Plus précisément, la profondeur de champ est une fonction INVERSE de l’ouverture et du rapport de reproduction. Illustrations :

Mais la variation ne se fait pas suivant la même progression :

Aberration sphérique

Les lentilles ne sont pas des objets abstraits, elle ont non seulement une épaisseur, mais aussi une courbure. D’où une imperfection liée à cette nature sphérique : pour un objet situé dans l’axe, les rayons lumineux qui passent le plus loin du centre ont une trajectoire qui ne s’infléchit pas comme ce qui est prévu, et ils ne rencontrent pas l’axe au même point que ceux qui ont le trajet le plus direct. Ce qui fait qu’aux plus grandes ouvertures, un point lumineux se trouve entouré d’une petite auréole diffuse. Ce n’est pas toujours un défaut grave, en portrait, on peut même souhaiter ce genre de diffusion.

En combinant des lentilles concaves et convexes on peut arriver à corriger jusqu’à un certain point l’aberration sphérique, mais la tache est excessivement ardue avec les optiques très lumineuses.

Aberration chromatique

Chacun connaît le phénomène de décomposition en bandes colorées de la lumière blanche dirigée à travers un prisme. C’est ce qui explique les arcs-en-ciel. L’angle de réfraction varie avec la longueur d’onde, et à la sortie d’un objectif, les différentes couleurs venues du même point objet ne convergent normalement pas toutes au même point image. Celà reste peu détectable si la focale est courte, mais à mesure qu’elle s’allonge, des franges colorées deviennent plus visibles au bord des fins détails. Les opticiens doivent tenir compte du problème dans la conception des objectifs de longue focale. Si la correction est complête, l’objectif est dit apochromatique ; certains fabricants accordent avec quelque complaisance ce qualificatif à leur production.

En prise de vue générale, la correction complête de l’aberration chromatique ne s’impose en principe que pour les longues focales. Par contre, dans d’autres domaines, c’est une qualité indispensable : par exemple pour les objectifs destinés à la reproduction — comme ceux utilisés en photogravure par les imprimeurs. Celà étant dit, les capteurs digitaux sont particulièrement sensible au chromatisme ; la domination nouvelle de la photo « numérique » a considérablement accru l’importance de la question (l’acronyme AC est devenu courant dans les discussions entre amateurs).

Diffraction

Toute onde (mécanique ou électromagnétique) qui doit franchir un passage étroit subit une perturbation. A proximité des bords se produit une « bousculade » qui fait changer de direction une partie du flux : c’est la diffraction. C’est pourquoi, en photographie, au fur et à mesure qu’on ferme le diaphragme, la diffraction détériore l’image (contraste et définition).

La diffraction n’est pas une aberration qu’on peut chercher à corriger, mais le résultat intangible des lois physiques et plus spécialement de la nature corpusculaire de la lumière. Elle frappe indistinctement tous les objectifs, bons ou mauvais. Ceci ne veut pas dire que tous sont absolument égaux devant la diffraction : deux objectifs similaires (i.e. de même focale et même angle de champ — comme vous avez dû le comprendre) mais de formule optique différente peuvent, à diaphragme égal, ne pas subir la diffraction avec la même intensité.

Notes

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Cre : 05 mar 2007 - Maj : 23 aou 2010 - Gen : 30-08-2010-19:50:33,90 par Saxon
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