Téléobjectif-zoom
Commentaires :
En photographie, on utilise trois types d'objectifs : grands angles, focales normales et téléobjectifs. Pour corriger les aberrations chromatiques et géométriques,  les objectifs comportent de nombreuses lentilles (de 4 à 20 pour des objectifs de qualité).
En particulier pour la correction des aberrations chromatiques un ensemble est constitué par l'association des lentilles convergentes et divergentes réalisées avec des verres de natures différentes.
Pour le format 24x36,  les angles angles ont une focale de 28 à 35 mm.
Avantages : Objectifs simples, légers, lumineux avec une grande profondeur de champ et une mise au point rapprochée.
Inconvénients : Distorsion importante pour les objets proches et convergence des verticales.
Focale normale : 50 mm.
Téléobjectifs : 85 mm à 800 mm.
Avantages : Permettent la prise de vues de sujets éloignés sans déformations.
Inconvénients : Objectifs complexes, lourds et encombrants, peu lumineux, faible profondeur de champ, mise au point rapprochée impossible.
Pour les appareils numériques comme la dimension du capteur est faible la focale "normale" est de l'ordre de 10 mm.
Si l'on construit un téléobjectif avec un système convergent la longueur de l'objectif est au moins égale à la distance focale. Pour éviter cet inconvénient majeur, on utilise soit des objectifs avec des miroirs (monture de type Cassegrain) complexes à fabriquer ou l'on introduit derrière le système convergent un système divergent qui permet de diminuer la longueur de l'objectif.
Si on modélise un téléobjectif par l'association d'un lentille convergente de distance focale F'1 >0 et d'une lentille divergente de focale F'2 <0 écartées d'une distance e, la distance focale F' du téléobjectif résultant est donnée par la relation F' = F'1.F'2/(F'1 + F'2 -e). Retrouver cette relation (ou regarder le chapitre sur les doublets dans un cours d'optique).
Si l'on fait varier e, alors F' varie et le système devient un zoom.
En pratique les zooms sont des systèmes optiques complexes avec entre 10 et 20 lentilles dont plusieurs sont mobiles par rapport aux autres.
Il faut en particulier que la mise au point soit conservée quand on fait varier la focale ce qui impose une mécanique complexe.

L'applet :
On simule un objectif zoom avec une lentille convergente (focale F'1 = 6 cm) et une lentille divergente(F'2 = -2,5 cm).
On peut faire varier l'écartement entre les lentilles entre 4,25 cm et 5,5 cm.
Il faut bien sûr que l'image de l'objet donnée par L1 (en jaune) soit située avant le foyer image de L2. L'image finale est tracée en vert.
En cliquant sur la trace de L2, puis en glissant la souris on peut faire varier e.
Pour effectuer la mise au point il faut utiliser les flèches gauche et droite du clavier pour amener l'image finale dans le plan du film (magenta).
On peut constater que ce dispositif primitif ne répond pas aux conditions d'une utilisation pratique en particulier au niveau de la mise au point.

Retour au menu "optique géométrique".