Divers objectifs (3)

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Zoom-Nikkor 28-85 mm f/3.5-4.5

(complément de la page “Le centre optique et ses images”)

Ce zoom trans-standard de grande amplitude et ouverture glissante a été mis sur le marché en version à mise au point manuelle à la fin de l’année 1985. Neuf mois plus tard, une version autofocus était proposée ; elle resta sur le marché jusqu'en 1999. Les deux versions présentent le même système optique. Il adopte le principe du zoom rétrofocus à deux groupes de conception moderne, avec un groupe arrière complexe (10 éléments) à vergence variable.

Ce convergent arrière (ou variateur) est constitué de trois sous-groupes de vergence respectivement positive, négative et positive. Seuls les sous-groupes convergents se déplacent, dans la même direction et à la même vitesse. Dans sa cenception, il est très proche de l'objectif AF Zoom-Nikkor 35-70 f/2.8.

Fig. 01 : Zoom-Nikkor 28-85 mm f/3.5-4.5s configuré à la distance focale nominale de 85 mm. Points cardinaux et centre optique O.

Ce convergent arrière (ou variateur) est constitué de trois sous-groupes de vergence respectivement positive, négative et positive. Seuls les sous-groupes convergents se déplacent, dans la même direction et à la même vitesse.

Dans sa conception, ce zoom est très proche de l'objectif AF Zoom-Nikkor 35-70 f/2.8.

Fig. 02 : Zoom-Nikkor 28-85 mm f/3.5-4.5s . Déplacement des points cardinaux et du centre optique O lors de la variation de la distance focale.

En configuration “standard”, et pour toutes les valeurs de distance focale, la mise au point est assurée de manière classique par le déplacement du groupe frontal seul (distance de mise au point mini : 0,80 m).

Cependant, ce zoom offre une configuration “macro” (opérationnelle uniquement à la distance focale nominale de 28 mm) permettant la mise au point à 0,23 m (distance de travail : 75 mm). Cette configuration est obtenue par le déplacement simultané (de 2,7 mm) vers l'avant des groupes #1, #2 et #4.

Zoom-Nikkor 28-85 mm f/3.5-4.5s .

Fig. 03-1 : Mode standard (distance focale nominale 28 mm).

Fig. 03-2 : Mode macro (distance de mise au point 0,23 m.

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Objectif PC-E Micro NIKKOR 45mm f/2.8D ED

(mouvement de bascule à mise au point mini)

Fig. 01 : Comparaison entre l'objectif réel et le système décrit dans le brevet (après adaptation des données dimensionnelles du brevet).

Nota :

Le schéma du système optique de l’objectif PC-E Micro NIKKOR 45mm f/2.8D ED tel qu’il a été diffusé par la marque lors de sa commercialisation apparaît sensiblement différent du système décrit dans le brevet US 2007/0223114 sur lequel cette étude est basée. Cependant, les caractéristiques du système décrit dans ce brevet peuvent être mises en conformité avec celles de l’objectif réel (51° d’angle de champ à l’infini en format 24x36 mm, g = –0,5 à la distance de 0,253 m) en multipliant les données dimensionnelles publiées par le coefficient 1,119. La distance focale effective du système ainsi obtenue en configuration de mise au point à l’infini est de ƒ’ = 46,1 mm.

Ce qui suit est ainsi représentatif du fonctionnement de l’objectif réel.

Ce 45 mm de type rétrofocus est doté d’un système de bascule et de décentrement. Lorsque l’objectif est en configuration de mise au point à l’infini, l’axe de rotation du mouvement de bascule coïncide avec le point nodal image N’ (ici, confondu avec le point principal H').

Pendant la mise au point, les éléments #3, #4 et #5 (lentilles flottantes) ne se déplacent pas à la même vitesse que le reste du système.

Fig. 02-1 : Configuration de mise au point à l’infini.

Fig. 02-2 : Configuration de mise au point mini (0,253 m).

Dans cette configuration, lors d’un mouvement de bascule, le centre de l'image est légèrement défocalisé et les bords droit et gauche de l'image deviennent flous (ceci est dû à l'inclinaison du plan focal) ; mais l’image reste fixe. Ceci n’est plus vrai lorsque l’objectif est en configuration de mise au point sur une distance finie puisqu’il n’y a plus coïncidence entre l’axe de rotation et le point nodal image (voir détails ici).

En configuration de mise au point à l'infini, le basculement du système optique n'induit aucun déplacement de l'image.

Fig. 03-1 : Sans basculement.

Fig. 03-2 : Basculement de +8°.

Le champ angulaire couvert par cet objectif est peu sensible au basculement du système, mais sa répartition de part et d’autre de l’axe optique varie.

Dans le plan image, cette variation de la répartition du champ s’accompagne d’une compression de la partie droite de l’image A'B', et d’un étirement de la partie gauche A'C'. Ceci vaut pour un basculement positif (vers la gauche) —on observe l’inverse dans le cas d’un basculement négatif (vers la droite).

Fig. 04 : Effet d’un mouvement de bascule de +8° sur l’inclinaison moyenne du plan objet, et sur la distorsion de l'image au grandissement g = –0,5

(obtenu par tracé de rayons inverse).

Nota :

Le phénomène de compression de la partie droite de l’image A'B' et d’étirement de la partie gauche A'C' est proportionnel à la variation du grandissement due à l’inclinaison du plan image ; il n’est pas linéaire et s’intensifie en s’éloignant du centre de l’image. Pour la même raison, l’image d’un carré apparaîtra trapézoïdale.

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Objectif UV-Nikkor 105mm f/4.5

Le UV-Nikkor 105mm f/4.5 a été mis au point par Nikon (demande de brevet en 1984, publication en 1986) et fabriqué par cette marque de 1985 à 1999.

Sept ans plus tard (2006), la société Tochigi Nikon (rebaptisée Rayfact en 2001) en a repris la production. Aujourd’hui, il est toujours au catalogue

“Nikon – Industrial Lenses” de la société Rayfact sous la dénomination Nikon Rayfact PF10545MF-UV.

Fig. 01 : UV-Nikkor 105mm f/4.5 – Constitution des six éléments et vue en coupe (origine Nikon.

Inchangé depuis son origine, le système optique de cet objectif est conçu de manière à permettre la photographie dans un domaine spectral s’étendant au-delà des radiations visibles : de 220 nm (UV) à 900 nm (IR). Pour assurer une transmittance d’au moins 70% dans toute l’étendue de ce domaine, il est constitué de trois éléments en silice fondue (Si02) et trois éléments en fluorine (CaF2). Ces six éléments sont séparés (# 5 et # 6 ne sont en contact qu’à la périphérie).

Fig. 02 : Transmittances comparées du UV-Nikkor 105mm f/4.5 et d’un objectif à lentilles de verre optique en fonction de la longueur d’onde.

Le brevet JP 61-090115 décrit le système optique de cet objectif. En affectant un coefficient de 1,052 aux données dimensionnelles de l’exemple 4, on obtient le système correspondant au dessin et à la littérature d’origine Nikon sur l’objectif de production.

Fig. 03 : UV-Nikkor 105mm f/4.5 en configuration de mise au point à l’infini.

Position des points cardinaux et des pupilles du faisceau axial.

En configuration de mise au point à l’infini, le Nombre d’ouverture N est légèrement supérieur à 4.6.

En configuration de mise au point à distance mini (481,2 mm ; g = –0,5), le Nombre d’ouverture effectif Neff est égal à 7.

Fig. 04 : UV-Nikkor 105mm f/4.5 en configuration de mise au point à distance mini (481,2 mm).

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Pierre Toscani (2008-2021) • Photos, textes et illustrations ne sont pas libres de droits