Pourquoi les objectifs de caméra sont-ils si gros et lourds?

La révolution de l’appareil photo sans miroir visait à produire un équipement plus petit et plus léger, mais en réalité, les fabricants d’appareils photo n’en ont profité que pour fabriquer des objectifs plus grands et de meilleure qualité. Le pourquoi se résume à la physique des lentilles.

Manipulation de la longueur focale est compliquée

La distance focale d'un objectif, que nous avons examinée en profondeur auparavant, correspond à la distance entre le point nodal arrière et le point focal. Dans un simple objectif convexe, il s’agit de la distance entre le centre de l’objectif et le point focal. Cependant, aucun objectif d'appareil photo n'est un simple objectif convexe; ce sont tous des «objectifs composés», qui sont constitués d'une combinaison d'objectifs individuels appelés «éléments d'objectif».

Les caméras ont une «distance focale de bride» qui est la distance entre la monture d'objectif et le capteur. Sur les reflex numériques de Canon, par exemple, il fait 44 mm. Le problème pour les fabricants d'appareils photo est que la manipulation de la distance focale est compliquée et implique généralement l'ajout de plusieurs éléments d'objectif qui rendent les choses plus grandes et plus lourdes. Le plus petit des objectifs EF 40 mm de Canon tient au fait qu'il correspond si étroitement à la distance focale de la bride et nécessite donc très peu d'éléments d'objectif..

Plus vous vous éloignez de la distance focale de la bride, dans un sens ou dans l'autre, plus l'objectif sera gros. Un objectif de 600 mm n’a pas besoin de faire 60 cm de long, mais pour qu’il ne l’ait pas, comme il le serait si c’était un simple objectif convexe, la conception optique est compliquée. C'est pareil avec un objectif fisheye de 11 mm.

Il existe un petit point doux, entre 24 et 50 mm environ, où il est possible de fabriquer des objectifs de taille inférieure, mais pour tout le reste, les optiques de manipulation de la distance focale constituent un obstacle important à la miniaturisation..

L'ouverture est une limite dure

L'ouverture est une fonction de la distance focale. Lorsque nous parlons de f / 5.6, nous disons que l’iris de la lentille est ouvert à la distance focale divisée par 5.6. Par exemple, un 50mm à f / 2 a une ouverture d’iris de 25mm; à f / 8, l'iris est ouvert à 6,25 mm.

Bien que cela ne soit pas une préoccupation pour les objectifs grand angle, cela devient très rapidement un problème pour les objectifs téléobjectif rapides. Prenez le très populaire Canon 70-200 f / 2.8: à 70 mm, l’iris de la lentille mesure 25 mm de large, mais à 200 mm c’est 71,5 mm. Cela signifie qu'en supposant des matériaux infiniment minces, la taille minimale possible de la partie avant de l'objectif est d'environ 72 mm - en réalité, elle mesure 88,8 mm - et il est tout simplement impossible de la réduire..

Peu importe ce que veulent Canon, Nikon ou Sony, ils ne peuvent pas physiquement fabriquer un objectif 200 mm f / 2,8 avec un élément frontal plus petit que 80 mm environ. Les lois de la physique ne bougeront pas.

Les développements techniques sont un problème

Beaucoup de vieilles lentilles n'étaient tout simplement pas très bonnes. Ils avaient du charme, mais l'autofocus était désactivé, le vignettage et les distorsions étaient fréquents et l'image n'était pas nette sur l'ensemble du cadre. Les objectifs modernes ont résolu un grand nombre de ces problèmes en ajoutant plus d'éléments de lentilles, ce qui bien sûr augmente également la taille et le poids.

De même, les développements modernes tels que la stabilisation d'image puissante ajoutent encore plus de poids aux objectifs déjà lourds.

Et n'oublions pas les zooms. Un objectif principal sera (presque) toujours plus petit et plus léger qu'un objectif zoom qui couvre la même distance focale car ils sont beaucoup plus simples. Les zooms prennent, vous l'avez deviné, plus d'éléments de lentilles et de pièces mobiles.

Vraiment, la physique est le problème

Le problème, c’est que les lois de la physique sont pénibles.

L’optique est un domaine bien étudié et compliqué. Manipuler la lumière de manière à ce que les objets éloignés apparaissent de plus en plus rapproché ou plus rapproché, tout en flouant l'arrière-plan ou en conservant tout le focus, et en maintenant un niveau élevé de qualité d'image nécessite seulement des objectifs gros et lourds.

Le rêve des caméras professionnelles devenant plus petites n’est que cela: un rêve.

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