Diagramme de rayons lentille mince

Qu'est-ce qu'un calculateur de focale ?

Un calculateur de focale aide les photographes à comprendre l'équivalence focale entre différents formats de capteurs (plein format, APS-C, micro 4/3, smartphone), à calculer la profondeur de champ, et à déterminer l'angle de vue d'un objectif sur un appareil donné.

Un objectif 50 mm n'a pas le même cadrage selon le capteur : sur un plein format, c'est un standard ; sur APS-C (facteur 1,5x), c'est l'équivalent d'un 75 mm en plein format (donc un petit téléobjectif). Comprendre ces équivalences est essentiel pour choisir le bon objectif selon son besoin.

Types de lentilles

• Lentille convergente (convexe) : distance focale positive. Concentre la lumière parallèle en un foyer. Utilisée dans les loupes, les appareils photo et les verres correcteurs pour l'hypermétropie.
• Lentille divergente (concave) : distance focale négative. Disperse la lumière vers l'extérieur. Utilisée dans les verres correcteurs pour la myopie et en combinaison avec des lentilles convergentes dans les systèmes optiques composés.

Comment utiliser cet outil

Saisissez la focale physique de votre objectif et le format de votre capteur. L'outil indique la focale équivalente en plein format, l'angle de vue horizontal et vertical, et la distance hyperfocale. Vous pouvez aussi calculer la profondeur de champ en fournissant l'ouverture et la distance de mise au point.

Cas de formation d'image

Pour une lentille convergente : lorsque l'objet est au-delà de 2f, l'image est réelle, inversée et plus petite. À 2f, l'image est réelle, inversée et de même taille. Entre f et 2f, l'image est réelle, inversée et plus grande. À f, aucune image ne se forme (les rayons sont parallèles). En deçà de f, l'image est virtuelle, droite et plus grande (effet loupe).

Exemple concret

Une lentille convergente de distance focale 10 cm forme l'image d'un objet placé à 30 cm. L'équation des lentilles minces 1/f = 1/do + 1/di donne 1/10 = 1/30 + 1/di, donc 1/di = 1/10 - 1/30 = 1/15, et l'image se situe 15 cm derrière la lentille. Le grandissement est -di/do = -15/30 = -0,5, l'image est donc deux fois plus petite et inversée.

Erreurs courantes

Les conventions de signe causent le plus d'erreurs. Dans la convention courante, la distance focale est positive pour les lentilles convergentes et négative pour les divergentes, et une distance image négative signifie une image virtuelle du même côté que l'objet. Une autre erreur est d'oublier que l'équation des lentilles minces suppose des rayons proches de l'axe ; les lentilles épaisses ou les grandes ouvertures introduisent des aberrations que la formule simple ignore.

Questions fréquentes

Qu'est-ce que le facteur de crop ?

Le facteur de crop (ou facteur multiplicateur) compare la diagonale d'un capteur à celle d'un plein format 24x36. APS-C Canon = 1,6x ; APS-C Sony/Nikon = 1,5x ; Micro 4/3 = 2x ; 1 pouce = 2,7x. Un 50 mm sur un capteur 1,5x donne le cadrage d'un 75 mm sur plein format.

La profondeur de champ change-t-elle avec le capteur ?

Oui, indirectement. Pour un même cadrage et une même ouverture, un capteur plus grand donne une profondeur de champ plus faible (bokeh plus marqué). C'est pourquoi les portraits au plein format ont souvent un arrière-plan plus flou qu'au smartphone.

Quelle est la différence entre une image réelle et une image virtuelle ?

Une image réelle se forme là où les rayons lumineux convergent réellement et peut être projetée sur un écran, comme dans un appareil photo ou un projecteur. Une image virtuelle semble seulement provenir d'un point où les rayons paraissent diverger ; elle ne peut être projetée, mais c'est ce que vous voyez à travers une loupe ou dans un miroir.