Question theorique sur l'evolution du diametre du cercle image en fonction du diaphragme

Bonjour

La question est dans le titre : Comment varie le diamètre du cercle image en fonction de l'ouverture du diaphragme (pour une distance du sujet fixe)?

Est-ce une fonction dépendante de la formule optique de l'objectif ou bien cette atténuation est elle "géométriquement" liée a des paramètres optiques de premier ordre (longueur focale, diamètre de la pupille d'entrée.... )?
Impossible de trouver quoi que ce soit dans mes livres de photographie ou bien d'optique

J'ai beau chercher des valeurs chiffrées ans les doc de Nikkon, Rodenstock... mais toutes les mesures de cercles images sont faites a f22 pour une raison qui est compréhensible, du coup impossible de se faire une idée de la dégradation du cercle image en fonction du diaphragme.....

De plus il est très difficile de se faire une idée sur le dépoli. Reste les essais expérimentaux mais pour le moment je me limite a poser la question aux experts.

Merci d'avance

Dr Bigler est demandé au parloir !

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Anything more than 500 yds from the car just isn't photogenic. - Brett Weston

Quelques images et vidéo : [www.facebook.com]

C'est très variable, cela dépend des formules optiques et des diaphragmes concernés sans oublier les critères de couverture, éclairement ou résolution.
On peut le lire sur le dépoli par les coins coupés, on doit voir le trou du diaphragme en entier pour qu'il y ait couverture.
Par expérience et pour les gammes classiques, et autour du diaf de référence, qui est 11/16/22 selon les faibrications, je considère que plus on ferme, plus on couvre et que nous gagnons ou perdons 2° par valeur de diaf, mais dans la limite couramment utilisable , soit 2 diaf de chaque côté de la valeur de référence. Mais cette approximation personnelle ne m'empêche pas de contrôler avec les coins coupés.

Hello
j'avais trouvé sur le site de Schneider un plan technique du 47XL montrant les différent filetages et distances optiques avec un petit tableau indiquant pour chaque diaph le CI.
Je ne suis pas sûr que ces données soient encore accessibles sur internet (ni n'étaient disponibles pour toutes les optiques schneider d'ailleurs).

Préambule :
dans une image prise à F2.8, celle à F4.0 existe tout comme celle à F22, simplement elles sont d'autant sous-exposées que "leur diaph" progresse (= les rayons lumineux formant l'image à F22 sont dans une proportion de 2^6 moins présent que ceux à F2.8)

Mon avis sur le problème (je peux me tromper)
fermer le diaph élimine des rayons optiques qui peuvent ne pas être focalisé à cause du trop grand angle d'incidence sur certain dioptres. Ces rayons apportant beaucoup de lumière, ils supplantent en puissance ceux se focalisant correctement.

Car finalement, quand on regarde la pupille de sortie de l'objectif par les coins coupés du dépoli, la lumière passe à tous les diaph (autrement dit: on ne voit pas apparaître tout d'un coup la lumière passer dans les angles en passant de F2.8 à F22)...

Après, à quoi sert le diaph?
En prise de vue GF, la profondeur de champ diminue beaucoup avec le format, un F22 en 4x5 doit correspondre à un F5.6 en 24x36. D'ailleurs, n'utilisons-nous pas des bascules pour étendre cette profondeur de champ qui nous manque cruellement?
Les aberrations d'ouverture (de diaph et d'angle de champ) sont les + compliquées à corriger, aussi il est facile à l'opticien de favoriser une ouverture de calcul pour rendre le projet d'objectif réalisable...
Si on additionne les deux, avoir des optiques utilisables uniquement à F22 en 4x5 n'est pas "déconnant"

J.Ph.

Bonjour, pas grand chose à ajouter à ce qui a été dit précédemment, on peut résumer ainsi :
- il n'y a pas de règle ou de formule précise générale donnant l'évolution du cercle d'image nette ou du cercle illuminé en fermant le diaph ;
- pour le cercle illuminé, il y a toujours un vignettage mécanique à pleine ouverture ; vue depuis les coins du format, à pleine ouverture, la pupille de sortie apparaît presque toujours sous forme d'oeil de chat qui disparaît si on ferme au diaph de travail 16 / 22 /32 ;
- pour le cercle d'image nette, avec les optiques de chambre récentes, la netteté devient homogène du centre vers les bords lorsqu'on ferme le diaph.

Voir par exemple sur cette fiche technique du Grandagon-N 6,8 de 75 mm, grand-angulaire de chambre couvrant 102°
- la chute de luminosité centre-bord est bien moins prononcée à f22 qu'à f6,8 (pleine ouverture) ;
- la comparaison des courbes FTM à f/11 et f/22 montre que la netteté de bord progresse, la netteté centre-bord est plus homogène mais la netteté au centre baisse un peu à f22 (effet de la diffraction, probablement imperceptible sur les images) ;
- la distorsion est, en règle générale pour tous les objectifs, indépendante du nombre d'ouverture, elle ne disparaît pas en diaphragmant.

E.B.

Merci pour vos réponses très instructives!
La fiche technique du Grandagon est en effet très éclairante.
Je suis étonné de ne pas retrouver ce genre d'infos sur plus de datasheets japonaises ou germaniques.

La fiche technique des Apo Symmar L qui était disponible autrefois sur le site Internet Schneider-Kreuznach et de son distributeur étazunien Schneider Optics. montre le même comportement concernant l'illumination dans les coins de l'image et l'amélioration de la qualité d'image lorsqu'on diaphragme.
Le jeu de courbes d'illumination et de courbes FTM est ici très complet, puisque sont données les valeurs pour la pleine ouverture de 5,6 et pour 11 et 22.
Les courbes FTM sont également données pour un objet à l'infini et pour les grandissements de 1/10 et de 1/5
La page d'archive des fiches techniques des Apo Symmar L est ici
[web.archive.org]

Voir par exemple la fiche de l'Apo Symmar L de 150 mm.
[web.archive.org]

E.B.



Modifié 1 fois. Dernière modification le 17/01/23 19:25 par Emmanuel Bigler.

Du coup, je me pose une question annexe...

Tous les fabricants de nos belles optiques grand formistes utilisent le f22 comme "sweet spot" autrement dit comme le meilleur compromis entre diffraction, performance en résolution et taille optimale du cercle image. C'est devenu une valeur de référence.

Mais est ce que le f22 est vraiment toujours l'ouverture optimale pour des objectifs grand format?

Prenons le cas du boyer APO 600mm qui ouvre de f10 a f180 (f10 - f11 - f16 - f22 - f32 - f45 - f64 - f90 - f128 - f180), ne faudrait il pas choisir l'ouverture médiane de l'échelle (règle que j'applique) autrement dit f45 comme ouverture optimale et dit autrement est-ce que les datasheets des objectifs trèèèès longue focale >400mm (non télé) n'ont pas tendance a sous-estimer les performances de l'objectif en calant les performances de celui-ci sur du f22?

Évidemment une grande partie des optiques grand format ont leur médiane qui tombe a f22 donc la question ne se pose pas vraiment et les objectifs symétriques dépassant les 400mm ne court pas les rues.

Le meilleur diaf, ce n'est pas le milieu de l'échelle, mais 2 ou 3 diaf de fermeture à partir de PO,
Ces plages sont un bon compris entre maitrise des aberrations et diffraction limitée
Ensuite plus on ferme, la qualité reste, mais la diffraction s'impose.
C'est juste une question relative, soit la finalité est le tirage contact et là F/64 - F/90 ne pose aucun probléme, soit j'agrandi 10 fois et là F/8 - F/11 sera ma limite ou presque ...

Il y a quelques exceptions, parfois la diffraction arrive plus vite que prévu, pour les T-ED Nikon, 600-800-1200, juste un diaf après PO, ensuite c'est de la bouillie.

Donc sauf anomalies comme les T-ED, on choisit le diaf en fonction du grandissement cĺassique qui se réduit en fonction du format, donc 6x6 f/8, 4x5 f/16, 8x10 f/32, 11x14 f/45, 20x24 f/90 ...

Merci pour vos réponses très instructives!