Le portrait au téléobjectif — exercice corrigé d'optique géométrique (PCSI) (chapitre 5)

Le portrait au téléobjectif

Instruments : l'œil, l'appareil photographique et la fibre optique · niveau 2

Énoncé

Un photographe veut un portrait avec un arrière-plan bien flou pour détacher le sujet.

Rappeler les deux réglages qui diminuent la profondeur de champ.
Pourquoi un téléobjectif (grande focale) donne-t-il un arrière-plan plus flou qu'un grand-angle, à cadrage égal ?
Pourquoi, à l'inverse, une photo de paysage net de près à l'infini demande-t-elle l'opposé ?

Corrigé

1. Ouvrir le diaphragme (petit nombre d'ouverture $N$ ) et utiliser une grande focale réduisent la profondeur de champ.

2. Un arrière-plan très lointain, quand la mise au point est faite sur le sujet à la distance $d_{0}$ , laisse sur le capteur une tache de diamètre $δ = D O A_{0}^{'} / d_{0} \approx f^{'} ∣ γ ∣/ N$ , où $∣ γ ∣ \approx f^{'} / d_{0}$ est le grandissement du sujet. À cadrage égal, $∣ γ ∣$ est le même : la tache du fond croît comme la focale. Par exemple, à $N = 2$ et $c = 0.030 mm$ , un $50 mm$ à $3 m$ donne une tache de $0.42 mm$ , un $100 mm$ à $6 m$ (même cadrage) une tache de $0.85 mm$ : l'arrière-plan est deux fois plus brouillé, ce qui isole le sujet net.

3. Pour un paysage net partout, on veut une grande profondeur de champ : on ferme le diaphragme, on emploie une focale plus courte et l'on fait la mise au point sur la distance hyperfocale — l'inverse du portrait.