L`appareil photo

L’appareil photo
1.Histoire de l’appareil photo :
 La naissance de l’appareil photo :
L’appareil photo est nait avec l’invention de la chambre noir. L’image d’un objet éclairé
rentré dans un petit trou de la chambre noir et se reflété sur un petit papier blanc placé au
fond, mais elle ne resté pas visible longtemps. C’est le français Nicéphore Niepce qui réussit
pour la première fois, en 1822, une photographie en fixant l’image de manière durable. Pour
cela il utilisa une plaque de verre, couverte de bitume de Judée, substance insoluble à la
lumière.
Un peu plus tard, le peintre Daguerre, avec qui Niepce c’était associé, inventa un procédé
plus performant que l’on nomma le Daguerréotype. Puis en 1841 l’anglais Fox Talbot inventa
le calotype, qui permettait de prendre autant d’image que l’on voulait.
 La commercialisation de l’appareil photo :
L’américain George Eastman eu l’idée de fabriquer des appareils photographiques facile à
manier, moins encombrants. Il eut l’idée d’équiper son appareil d’un film sur papier qui
permettait à son utilisateur de prendre 100 photos successives. Une fois tout le rouleau
utilisé, il était renvoyé à l’usine qui le manipuler en chambre noir, le remplacé par un rouleau
neuf puis le renvoyé à son propriétaire. Par la suite, Eastman inventa un système
d’emballage qui permettait de sortir le rouleau de l’appareil à la lumière du jour, les
amateurs pouvaient donc faire eux-mêmes la manipulation. Il inventa un nom publicitaire
pour commercialiser son produit : Kodak. Le succès fut immédiat, n’importe qui pouvait
acheter un appareil photo, la photographie était devenue universelle.
 Invention du petit format :
Les appareils ainsi que les rouleaux étaient encore assez grands. L’ingénieur Allemand Oscar
Barnack inventa donc en 1924 le premier « Leica » qui pesait 500g et pouvait prendre 36
vues, chacune de 24mm 36mm sur la pellicule photo. L’encombrement réduit de « Leica » et
son prix réduit firent adopter l’invention de Barnack comme le modèle courant des appareils
photographiques.
 Photo instantanée :
Vers 1948, le docteur Edwin Land met au point le premier appareil à développement
instantané. Le Polaroïd. En 1962 il adapte ce procédé à la couleur.
 Premier appareil photo numérique :
En 1975, Steven Sasson, un ingénieur américain travaillant chez Kodak, met au point le
premier appareil photo électronique. Ce prototype pèse 3.6kg et capte des images
100x100 pixels en noir et blanc grâce à un nouveau capteur. L’enregistrement de la
photo, sur le support d’une banque magnétique cassette, prend 23 seconde.
Les grandes marques comme Canon, Kodak, Apple, Fiji invente d’autre capteurs pour une
meilleur qualité d’image et créent des appareil photo numériques de plus en plus
performant.
2. Composition de l’appareil photo :
L’appareil photographique est composé :
-d’une chambre noire, boîte étanche à la lumière, dans laquelle se trouve le capteur ou la
pellicule s’il est argentique.
-d’une optique, porte entre la lumière et la chambre noire. Elle se caractérise par son zoom
(sa longueur focale), par son diaphragme (ouverture qui permet de régler la quantité de
lumière souhaitée dans la chambre noire).
-d’un diaphragme, il a 3 fonctions principales, la limitation de la quantité de lumière reçue
par la pellicule ou la régulation de l’illumination du capteur, la modification de la profondeur
de champ de l’image, la limitation des aberrations optiques de l'objectif. Il agit comme un
régulateur, et il est utile pour la netteté de l'image.
-un obturateur qui permet de régler le temps pendant lequel on souhaite laisser entrer la
lumière dans la chambre noire (temps de pause). Il existe deux types d'obturateur : à plan
focaux, pour les appareils de taille inférieures aux moyens formats et centraux, utilisés pour
les appareils réflex.
-un système de visée qui permet de choisir le cadrage de l’image que l’on souhaite
enregistrer.
-un objectif, système optique convergent formé de plusieurs lentilles. La quantité de lumière
entrante, dû à la convergence de l’objectif, est toujours plus grande que la quantité de
lumière sortante. Il existe de nombreux types d’objectifs depuis le sténopé (simple trou)
jusqu’aux objectifs comportant une vingtaine de lentilles et un système de mise au point
automatique.
Lors de l'appui sur le déclencheur, l'obturateur s'ouvre afin de laisser passer la lumière par
l'objectif qui va fournir une image nette du sujet à photographier au film ou au capteur
numérique. La quantité de lumière entrante est déterminée par le temps durant lequel
l'obturateur va rester ouvert et par la taille de l'ouverture du diaphragme. A la fin de
l'exposition, l'obturateur reprend sa position fermée initiale.
-Différences entre les appareils argentiques et les
numériques :
La première différence est l’enregistrement de l’image. Pour l’argentique se fait sur film ou
pellicule mais pour le numérique cela se fait sur le capteur numérique. Il faut savoir que le
nombre de photos prises sur une pellicule est souvent très limité alors que pour le
numérique possède une mémoire et les photos se stockent sur une carte sd. Le numérique a
une autonomie, il peut marcher à piles ou à batterie. Pour les argentiques, le film nécessite
d’être développé en laboratoire où l’image du négatif est transférée sur papier, exposée
sous l’agrandisseur puis révélée par de multiples bains chimiques pour obtenir la photo.
Pour le numérique, la lumière entre en contact avec un capteur composé de plusieurs
millions de cellules photosensibles recouvertes d'un filtre coloré rouge, vert ou bleu afin de
restituer la couleur, le capteur CCD permet de transformer l'énergie lumineuse en signal
électrique. Un convertisseur analogique/numérique se charge par la suite de convertir ce
signal en données binaires. Ces données sont alors conservées sur le support de stockage de
l'appareil. On peut obtenir les photos à l’aide d’une imprimante.
3. Fonctionnement de l’appareil photo
Réalisation expérimentale d’un appareil photo :
principe de la misse au point et principe du zoom
1er expérience :
Comprendre le principe de la misse au point afin qu’un appareil photo puisse
aussi bien photographier des objets proches ou éloignés.
On place notre appareil photo à une distance x de l’objet a photographié et on
change la distance appareil-capteur pour arriver à avoir une image nette. A
partir de là on bouge notre appareil photo en l’éloignant et en l’approchant de
l’objet. On garde toujours une distance fixe entre l’écran et l’appareil photo.
On observe cette distance entre l’appareil et l’objet n’est pas importante car
l’image continue nette.
B
Capteur (écran)
A
Distance fixe : 25 cm
Distance variable
Appareil photo (lentille)
On obtient :
1. Distance objet-lentille : 40cm / Distance lentille-capteur : 25cm/ Taille de
l’image nette : 1,7 cm
2. Distance objet-lentille : 50 cm/ Distance lentille-capteur : 25 cm/ Taille
de l’image nette : 1,4 cm
3. Distance objet-lentille : 60 cm/ Distance lentille-capteur : 25cm/ Taille de
l’image nette : 1,2 cm
 On montre que l’appareil photo est capable de photographier des
objets proches et éloignés, toujours en gardant une image nette et
une distance fixe lentille-capteur
2ème expérience :
Connaître l’influence de la vergence C de la lentille sur la taille de l’image
pour une distance objet-lentille fixée
On place notre appareil photo à une distance fixe de 50 cm entre l’objet a
photographié et lui. On essaye les différentes lentilles, de différentes vergences
chacune, et pour obtenir l’image nette on change la distance du capteur.
A
B
Capteur
Distance variable
Distance fixe : 50 cm
Appareil photo
On obtient :
1. C=6/ Taille de l’image : 1,4 cm
2. C=8/ Taille de l’image : 1 cm
3. C=11/ Taille de l’mage : 0,7 cm
On observe que plus la vergence est grande, plus la taille de l’objet sur l’écran
diminue et que plus la vergence est grande, plus le capteur doit être près de la
lentille, c’est-à-dire le capteur s’approche de l’appareil.

Alors avec cette expérience on arrive à comprendre que les lentilles
jouent le rôle de zoom dans notre appareil photo. Quand on dézoom
la vergence de la lentille utilisée augment et le capteur s’approche
peu à peu jusqu’obtenir la taille de l’image demandé et l’image nette,
et vice-versa.
3ème expérience:
Mettre en évidence les problèmes rencontrés pour photographier un
objet très proche.
Pour cette expérience on utilise, par exemple, la lentille de vergence 8.
Avant de commencer l’expérience on calcul la distance focale de cette
lentille.
F=1/8=0,125m
12cm
On place notre appareil photo à une distance x de l’objet et on règle le
capteur pour obtenir l’image nette. On commence à l’approcher toujours
en réglant cette distance déjà nommée. Quand on arrive à une distance
plus petit que la distance focale (x<12) on observe que l’image disparaît
de l’écran.
A
On ne voit pas d’image
B
Distance=10cm
Appareil photo (C=8)
 Alors on montre le principal problème qu’on rencontre quand on veut
faire une photo trop proche et on propose deux solutions :
1. Soit on éloigne l’appareil en mettant une distance plus grande que la
distance focale (x>12)
2. Soit on change la lentille par une de vergence plus grande (c’est-à-dire on
dezoom dans l’appareil). Cette lentille aura alors une distance focale plus
petite et pourra photographier alors les objets plus proches.