Focus sur le service d’ingénierie optique - [LUMIX S 18-40 mm F4.5-6.3]
Bonjour à tous.
Dans cette série, le service de conception optique de Panasonic détaille la conception des objectifs et leurs caractéristiques, ainsi que la passion et la philosophie qui guident notre travail et que vous ne trouverez pas dans nos catalogues ou sur nos sites web.
Pour les photographes en herbe qui envisagent d'acheter un objectif d'appareil photo, nous vous encourageons à développer vos connaissances sur la philosophie qui anime la conception des objectifs LUMIX, et pour ceux qui en possèdent déjà un, nous espérons que vous apprécierez l'attention inégalée portée aux détails et à la réflexion qui est à l'origine de la superbe qualité d'image dont vous bénéficiez dans vos photos.
Le présent article décrit plusieurs objectifs et est rédigé par des développeurs qui s’expriment dans un jargon technique.
Au fil de votre lecture, vous succomberez vous aussi à l'enthousiasme contagieux que l’acquisition d'objectifs suscite.
L'article est consacré au LUMIX S 18-40 mm F4.5-6.3, avec les explications techniques de Kitada et Shodai.
Contenu
◼ Introduction
◼ 1. Performances d'image exceptionnelles sur toute la plage de zoom, de l'ultra grand angle 18 mm au standard 40 mm
◼ 2. Conception optique permettant d'obtenir le poids le plus faible et le plus léger au monde*
◼ 3. Conception mécanique permettant d'obtenir le poids le plus faible et le plus léger au monde*
◼ Enfin
Introduction
Le développement du LUMIX S 18-40 mm F4.5-6.3 a commencé par la conception d'un objectif qui tirerait le meilleur parti du concept du LUMIX S9.
Le S9 est un appareil photo destiné aux personnes qui prennent régulièrement des photos et des vidéos avec leur smartphone et qui souhaitent faire l'expérience de la capture d'images qu'il est impossible d'obtenir avec un appareil photo de smartphone.
Le développement du S9 s'est appuyé sur le concept de compacité et de légèreté — un appareil photo facile à prendre en main et à utiliser pour de nombreuses personnes — tout en mettant l'accent sur l'attrait du design.
Après des discussions approfondies avec le service de planification des produits sur les objectifs interchangeables qui complèteraient le mieux le concept du S9, trois objectifs de développement clés ont été définis pour le LUMIX S 18-40 mm F4.5-6.3 :
1. Performances d'image exceptionnelles sur toute la plage de zoom, de l'ultra grand angle 18 mm au 40 mm standard
2. Conception optique permettant d'obtenir le poids le plus faible et le plus léger au monde*
3. Conception mécanique permettant d'obtenir le poids le plus faible et le plus léger au monde*
En mettant ces concepts en pratique, l'objectif peut être utilisé dans un large éventail de scénarios de prise de vue : des paysages dynamiques et des photos d'architecture à l'ultra grand angle de 18 mm aux instantanés et aux portraits avec la perspective naturelle du 40 mm standard. Il prend également en charge la photographie ultra grand angle de type macro en vous permettant de vous rapprocher au grand angle tout en capturant l'arrière-plan.
La distance focale commence à 18 mm, de sorte que même les personnes habituées à la photographie grand angle sur smartphone trouveront cet appareil facile à utiliser.
Suffisamment petit pour être saisi avec les doigts
Avec une longueur d'environ 40,9 mm (lorsqu'il est rétracté) et un poids d'environ 155 g, il représente moins de 50 % de la longueur et du poids du LUMIX S 20-60 mm F3.5-5.6 précédemment présenté et nous espérons que vous le trouverez facile à transporter avec le S9.
Voici les détails techniques qui ont permis d'atteindre les objectifs 1 à 3.
1. Performances d'image exceptionnelles sur toute la plage de zoom, de l'ultra grand angle 18 mm au standard 40 mm
Le diagramme ci-dessous montre la configuration de l'objectif du LUMIX S 18-40 mm F4.5-6.3.
La construction de l'objectif comprend huit éléments répartis en sept groupes, avec trois lentilles asphériques, deux lentilles ED et une lentille UHR positionnées pour corriger les aberrations sphériques, chromatiques et autres, pour un rendu d'image exceptionnel.
En particulier, comme pour le LUMIX S 14-28 mm F4-5.6 MACRO présenté précédemment, l'utilisation d'une lentille asphérique de grand diamètre comme deuxième élément de lentille à partir de l'avant minimise la distorsion qui a tendance à se produire aux angles ultra larges.
Le pouvoir de réfraction des groupes de lentilles qui se déplacent pendant le zoom est disposé dans une configuration de zoom à trois groupes (négative-positive-négative de l'avant à l'arrière), ce qui permet une compensation très efficace des variations d'aberration pendant le zoom.
Ces caractéristiques ont permis de créer un objectif qui offre un rendu d'image élevé sur toute la plage de zoom, de l'ultra grand angle 18 mm au 40 mm standard, tout en restant compact et léger.
Le graphique MTF présenté ici montre également des valeurs élevées à la fois au grand angle et au téléobjectif.
2. Conception optique permettant d'obtenir le poids le plus faible et le plus léger au monde*
Le LUMIX S 18-40 mm F4.5-6.3 est l'objectif le plus petit et le plus léger* au monde, mesurant ø67,9 x 40,9 mm (en position rétractée) pour un poids d'environ 155 g.
Cette section explique la conception optique qui a rendu cela possible.
Cet objectif est doté d’un mécanisme rétractable qui réduit sa longueur lorsqu’il n’est pas utilisé.
Pour réduire la longueur de l'objectif rétractable, il est nécessaire de [a] réduire l'épaisseur totale des groupes de lentilles (les groupes 1, 2 et 3 illustrés dans le diagramme ci-dessus sont appelés groupes de lentilles), [b] réduire l'amplitude du mouvement du groupe 2, et [c] réduire la longueur optique totale à l'extrémité large et la rendre plus longue que la longueur optique à l'extrémité téléobjectif.
Cette section fournit des détails sur [a].
Les figures ci-dessous montrent les vues en coupe avec l'objectif rétracté et réglé sur l'extrémité large. Le fait de tourner l'objectif de zoom à partir de l'extrémité large réduit la distance entre chaque groupe de lentilles pour rétracter l'objectif.
(Gauche) En position rétractée (Droite) Extrémité large
Tout au bout se trouve un verre de protection pour protéger le groupe de mise au point.
Il y a des espaces entre le premier et le deuxième groupe, et entre le troisième groupe et le verre de protection : le premier pour accueillir l'unité d'ouverture et le second pour permettre le mouvement du groupe de mise au point. Par conséquent, plus les groupes de lentilles sont minces, plus l'objectif peut être court lorsqu'il est rétracté.
Pour réduire cette épaisseur globale, nous avons réduit le nombre de lentilles, réduit l'épaisseur de chaque lentille et minimisé les espaces d'air (les espaces entre les lentilles). Cependant, malgré ces efforts, nous n'avons pas réussi dans un premier temps à atteindre la taille la plus petite* au monde.
Après de nombreux essais et erreurs, nous avons finalement réussi à atteindre notre but en modifiant considérablement la configuration du zoom.
Auparavant, les objectifs de type « première lentille négative » avec un groupe de réfraction négatif 1 avaient généralement une configuration de zoom à quatre composants négative-positive-négative-positive ou négative-positive-négative- négative (le LUMIX S 14-28 mm F4-5.6 MACRO et le LUMIX S PRO 16-35 mm F4 ont une configuration de zoom à quatre composants négative-positive-négative-négative).
Avec cet objectif, le concept de conception optique a été radicalement modifié, ce qui se traduit par une configuration de zoom négative-positive-négative à trois composants. Le groupe 4 a été éliminé et l'épaisseur totale des groupes de lentilles a été réduite, ce qui a permis d'obtenir la taille la plus petite* au monde pour un objectif, avec 40,9 mm en position rétractée.
3. Conception mécanique permettant d'obtenir le poids le plus faible et le plus léger au monde*
Cette section est expliquée par Shodai, responsable de la conception mécanique.
L'entreprise a décidé de développer un objectif compact qui s'adapterait parfaitement au S9, et a commencé la conception avec l'objectif d'en faire l'objectif le plus petit et le plus léger* au monde.
■ Un système rétractable en deux temps pour un objectif ultra-compact
Le LUMIX S 18-40 mm F4.5-6.3 adopte une configuration de barillet rétractable en deux étapes.
Bien que cette configuration permette de raccourcir le barillet de l'objectif lorsqu'il est rétracté, elle se traduit généralement par une augmentation du diamètre.
En examinant attentivement la relation entre la taille de chaque élément de l'objectif, le diamètre de la monture et le diamètre du filtre, et en concevant une structure pour le barillet rétractable en deux étapes, nous avons obtenu une forme quasi-cylindrique, avec un diamètre extérieur pratiquement inchangé d'arrière en avant lorsque le barillet de l'objectif est rétracté.
■ Uniformité fonctionnelle et esthétique
Lors du développement des objectifs interchangeables de la série LUMIX S (plein format), une attention particulière a été accordée à la cohérence du design extérieur, afin de garantir l'uniformité du fonctionnement et de la fonctionnalité, des aspects qui influencent directement l'expérience d'utilisation.
C'est pourquoi les équipes de planification et de conception des produits ont insisté pour que le LUMIX S 18-40 mm F4.5-6.3 suive également la philosophie de conception établie pour la série S.
L'élimination des sections de montage du filtre et des interrupteurs est un avantage en matière de réduction de la taille. Cependant, avec les objectifs interchangeables, la valeur de l'objectif en tant qu'élément d'une série est également importante.
Nous avons soigneusement examiné différentes configurations afin d'évaluer l'impact de l'inclusion de chaque caractéristique sur la taille et le coût, et de déterminer si l'augmentation de la taille pouvait être compensée en repensant d'autres aspects de la conception de l'objectif.
Ainsi, le LUMIX S 18-40 mm F4.5-6.3 reste compact tout en offrant les mêmes fonctionnalités que le LUMIX S 20-60 mm F3.5-5.6.
■ Commande de zoom optimisée pour un objectif à monture interchangeable
Un objectif zoom effectue un zoom en déplaçant chaque groupe de lentilles le long des rainures de came.
La conception des rainures de came a un effet significatif sur la qualité de fonctionnement du zoom. Selon la disposition des rainures de came, le passage du mécanisme interne sur des surfaces irrégulières peut être ressenti au cours de l'utilisation.
Le LUMIX S 18-40 mm F4.5-6.3 étant un objectif interchangeable à commande manuelle, les rainures de came ont été conçues de manière à ne pas se croiser, en tenant compte de l'effet sur la sensation lors de l'utilisation.
Il s'agit d'une contrainte de conception majeure, mais les rainures de came et la disposition générale des composants ont été revues à de nombreuses reprises afin d'obtenir une conception optimale.
■ Technologie développée à partir des modèles précédents
Bien entendu, cette réduction de taille n'a pas été accomplie du jour au lendemain.
Elle a été rendue possible en tirant le meilleur parti des technologies que nous avons mises au point lors du développement des objectifs d'appareils photo numériques compacts et des objectifs interchangeables (en particulier, le Micro Four Thirds LUMIX G VARIO 12-32 mm F3.5-5.6 ASPH. MEGA O.I.S.).
Derniers mots
Cet article a donné une vue d'ensemble des conceptions optiques et mécaniques de l'objectif zoom de la série LUMIX S, le LUMIX S 18-40 mm F4.5-6.3.
En tant qu'objectif zoom le plus petit et le plus léger du monde* commençant par un ultra grand angle de 18 mm, il s'associe parfaitement au S9.
Nous espérons que vous emporterez cet objectif avec vous et que vous prendrez plaisir à photographier un large éventail de sujets, qu'il s'agisse de paysages dynamiques et de photos d'architecture avec l'ultra grand angle de 18 mm, ou d'instantanés et de portraits avec la perspective naturelle du 40 mm standard. Il prend également en charge la prise de vue macro ultra grand-angle en vous permettant de vous rapprocher avec le grand angle tout en capturant l'arrière-plan.
Enfin, nous avons inclus une sélection de photographies prises par nos ingénieurs, qui, nous l'espérons, vous inspireront et vous seront utiles.
S5II, S 18-40 F4.5-6.3 18 mm, 1/250 s, F4.5, ISO 100
S9, S 18-40 F4.5-6.3 40 mm, 1/125 s, F6.3, ISO 200
S9, S 18-40 F4.5-6.3 18 mm, 1/25 s, F4.5, ISO 1600
S5II, S 18-40 F4.5-6.3 18 mm, 1/400 s, F8, ISO 100
