vignette|Gauche : 1:2.8/50 MacroCentre : 1:4-5.6/70-300 Droite : 1:4-5.6/10-20 Un objectif photographique est un système optique convergent formé de plusieurs lentilles, et éventuellement de miroirs, donnant des images réelles sur la surface sensible de l'appareil photographique. Un objectif se caractérise en premier lieu par sa distance focale (ou sa plage de focale pour un zoom), son ouverture maximale, et le format maximum de la surface sensible (film ou capteur) avec lequel il est utilisable.
Un objectif photographique ou la cornée de l’œil n'ont à l'origine qu'une seule fonction : concentrer la lumière (pour chaque point de l'image) pour sensibiliser la rétine ou le capteur photographique. C'est un peu ce que fait la parabole pour des signaux lointains donc pratiquement parallèles. Tout le reste : distorsion, profondeur de champ ne sont que les défauts du système. Par exemple pour une source très lumineuse à une grande distance un simple petit trou suffit.
Une immense variété d'objectifs existe, depuis l'absence d'objectif, remplacé par un trou minuscule (sténopé) jusqu'à l'objectif de très haute qualité comprenant une vingtaine de lentilles, en plusieurs groupes mobiles et incluant souvent maintenant un moteur de mise au point automatique (exploitant l'autofocus de l'appareil).
Les critères optiques de qualité essentiels d'un objectif sont : pouvoir séparateur et contraste, transmission lumineuse (le taux de lumière sortant) maximale et homogène (fidélité des couleurs), absence d'aberration chromatique, géométrique, de distorsion et de vignetage, résistance au flare.
Les photographes sont également sensibles aux caractéristiques non optiques des objectifs, selon leur utilisation : fiabilité de l'autofocus qui est liée à son électronique interne (moteur), robustesse, étanchéité (protection contre l'eau, la poussière), disposition et confort d'emploi des réglages disponibles (bague de mise au point notamment), poids et encombrement, etc.
Angle de champ
Le champ maximal couvert par l'objectif est un cercle qui ne dépend que des propriétés optiques de l'objectif. Le champ couvert par l'objectif monté sur un boîtier dépend de la surface du film ou du capteur du boîtier : plus le capteur sera grand, plus le champ couvert sera grand, jusqu'à la limite du champ maximal de l'objectif lui-même. Ainsi, un objectif de est considéré comme « normal » en (35 mm), mais est déjà un grand angulaire en 6 × 6, et une longue focale avec des formats plus petits.
La focale étant une donnée intrinsèque de l'objectif, elle ne dépend pas du format du film ou du capteur du boîtier sur lequel l'objectif sera monté, mais l'image obtenue dépend des deux paramètres (focale de l'objectif et format du capteur). Pour faciliter les comparaisons et le choix d'un objectif il est de pratique courante de convertir les focales réelles dans leur équivalent (voir facteur de conversion).
Les objectifs à focale fixe vignette|Objectif à focale fixe Nikon f/1.8
Comme leur nom l'indique, leur focale n'est pas variable.
Avantage : un objectif à focale fixe donne, à prix comparable, de meilleurs résultats qu'un objectif à focale variable, en termes de netteté, contraste, homogénéité, limitation des aberrations, et de rendu. Inconvénient : si le preneur de vue souhaite ajuster le cadrage, il doit s'éloigner ou s'approcher du sujet ou changer d'objectif. La « couverture » équivalente à celle d'un zoom nécessite d'avoir plusieurs objectifs et revient plus cher. À défaut, il faudra recadrer en rognant l'image au développement, et ainsi perdre une partie de l'intérêt de la précision de l'image de la focale fixe.
Standard C'est l'objectif de base, il offre une perspective "naturelle", assez similaire à celle de la vision humaine dans la majorité des situations ; sa distance focale est proche de la diagonale de la surface sensible (un peu plus longue, généralement), mais . C'est souvent l'optique qui offre le meilleur rapport qualité/prix, car elle est la plus simple à concevoir. vignette|Nikon EM avec nikkor 50mm f/2 + Dimension de l'image Diagonale de l'image Focale « normale » Capteur "4/3" 13 mm × 17,3 mm 25 mm Capteur APS-C Canon 15 mm × 22 mm 26,68 mm 28 mm Capteur APS-C 16 × 24 mm 28 mm, 35 mm Pellicule APS × 28 mm, 35 mm Capteur APS 18 × 24 18 × 24 mm 28 mm, 35 mm 24 × 36, "35 mm" 45 mm, 55 mm 120/220, 4,5 × 6 56 × 42 mm 75 mm 120/220, 6 × 6 56 × 56 mm 80 mm 120/220, 6 × 7 56 × 68 mm 90 mm Plan film 4 × 5 4" × 5" 150 mm
Pour un appareil , dont la diagonale d'image est de 43 mm, toutes les focales comprises entre 40 et 58 mm sont considérées comme normales, mais l'objectif « normal » le plus courant est celui de . La valeur de fut choisie par Oskar Barnack, le créateur du Leica, celle-ci permettant, à l'époque, d'obtenir une meilleure définition que les focales plus courtes.
Exemples d'optiques pour les appareils : f/1,4 ; f/1,8.
Grand-angulaire
Un objectif de courte focale (ou objectif grand angle), couvrant un grand angle de champ. Pour les objectifs destinés aux appareils reflex, la formule est celle du téléobjectif inversé ou « rétrofocus » : on a une courte focale et un tirage mécanique suffisant. La distance focale d'un grand-angulaire varie de 14 à 35 mm (en ).
Exemples pour les appareils : 35 mm f/2,8 ; 28 mm f/3,5 ; 20 mm f/2,8.
Téléobjectif vignette|objectif de focale 400 mm et ouverture f/5,6
Un téléobjectif cadre un angle de champ, plus étroit que celui cadré par un "standard", donnant ainsi l'impression de se rapprocher du sujet. L'image obtenue ne montre cependant pas la même perspective, le point de vue étant plus distant du sujet qu'avec une focale plus courte.
La longueur focale d'un téléobjectif est supérieure au standard. La distance focale d'un téléobjectif est de 85 mm et au-delà (en ). Au-dessus d'un rapport 5 (250 mm en ) on emploie souvent le terme « super-téléobjectif ».
La formule optique des téléobjectifs était généralement assez simple (2 groupes) et s'est compliquée pour diminuer l'encombrement et obtenir une grande ouverture maximale (5 à 7 groupes de lentilles).
La recherche de compacité a également amené certains fabricants à proposer des téléobjectifs munis d'une lentille asphérique, coûteuse à produire et compliquant le traitement de la lumière.
Téléobjectifs courants pour les appareils : 85 mm, 135 mm, 200 mm, 300 mm.
Téléobjectifs exceptionnels : 400 mm, 500 mm, 800 mm.
Objectif à miroirs ou catadioptriques
vignette|500 mm à miroir Tokina monté sur un boîtier Pentax Les objectifs de très longue focale (500 mm et plus) sont si longs (30-50 cm) et lourds (plusieurs kg) que leur utilisation et leur transport sont très contraignants et que l'on doit souvent les monter sur un pied.
Une alternative est l'utilisation d'un objectif à miroirs, inspiré par les télescopes de type Schmidt-Cassegrain ou Maksutov-Cassegrain.
Avantage : Ce type d'objectif permet de réduire fortement leur longueur et leur poids, ne comportant que deux miroirs, une lame de fermeture et peu ou pas de lentilles. Leur coût de production est très intéressant.
Inconvénient : Il ne peut y avoir de diaphragme et l'ouverture est donc fixe et faible (généralement f/8 pour les 500 mm et f/11 pour les mm). Les éléments hors du champ de netteté sont dédoublés (effet « pointilliste »). Le vignettage est important et le contraste réduit, en raison de l'obstruction provoquée par le miroir secondaire. Les modèles actuellement commercialisés sont à mise au point manuelle (une mise au point automatique serait coûteuse et guère utilisable compte tenu de leur faible ouverture).
Objectif macro vignette|redresse|Le même objectif macro au rapport 1:1 (en haut) et mis au point à l'infini (en bas)
Ces objectifs sont optimisés pour photographier des sujets placés très près (jusqu'à quelques dizaines de millimètres) et donc obtenir de forts grossissements. Le tirage important, permettant une mise au point rapprochée et un rapport de reproduction élevé, est généralement obtenu grâce à une double rampe hélicoïdale de mise au point. Une diminution de la focale intervient généralement de façon simultanée (voir illustration).
La mise au point fine est plutôt effectuée en déplaçant l'ensemble appareil - objectif par rapport au sujet une fois le grandissement choisi avec la bague.
Le terme macrophotographie est souvent utilisé pour désigner la photo de petits sujets de près, ce qui est réalisable avec de nombreux objectifs. Il faut cependant rappeler que le domaine de la macrophotographie correspond aux situations telles que la taille de l'image formée sur la surface sensible est au moins aussi grande que celle de l'objet. Sans accessoires spéciaux tels que soufflets ou bagues-allonges, les objectifs « macro » atteignant le rapport 1 ne font qu'effleurer le domaine de la macrophotographie mais couvrent en revanche très bien celui de la proxiphotographie, ou photographie rapprochée. À côté de cette utilisation privilégiée, ils peuvent être utilisés pour des sujets plus éloignés, paysages, monuments ou personnages où ils sont souvent aussi efficaces que les objectifs normaux, et leur destination première leur assure généralement une très bonne résolution.
Une des caractéristiques des objectifs macro est la planéité de mise au point sur tout le champ ce qui les rend aptes à la reproduction de documents.
Exemples : 60mm f/2,8 ; 100mm f/2,8 ; 150mm f/2.8.
Les objectifs à focale variable vignette|Zoom Nikkor 18-70 f/3,5-4,5. Ils sont communément nommés zooms. Les plus courants sont trans-standard, leur plage de focale chevauchant la focale standard. Les zooms peuvent être à : ouverture variable : l'ouverture relative maximale n'est pas la même à toutes les focales (cas le plus courant, notamment sur les objectifs entrée de gamme). Exemple : 70-300 f/4-5,6 : cet objectif a une ouverture relative maximale de f:4 à 70 mm et à f:5,6 à 300 mm. ouverture constante : l'ouverture relative n'est pas modifiée par le changement de longueur focale. Exemple : 24-70 f/2,8 : cet objectif a une ouverture relative maximale de f:2.8 sur toute la plage de focales.
Avantages : La bague du zoom fait varier la longueur focale, permettant de cadrer le sujet plus serré ou plus large et donc rendre le cadrage plus aisé. En fait il s'agit de modifier l'angle de prise de vue, et donc le cadrage tout en restant à la même distance du sujet. Dans les cas où il n'est pas toujours possible de s'approcher du sujet ou de s'en éloigner, c'est un objectif qui offre un grand confort lors de la prise de vue, et permet dans une large mesure de tirer au mieux profit de la définition du film sensible ou du capteur, et d'éviter de perdre du temps à recadrer au traitement de la photo.
Inconvénients : Pour les objectifs courants, la qualité n'est pas toujours au rendez-vous, les ouvertures sont faibles, et, de ce fait, le risque de flou de bougé (et du sujet s'il est mobile) est plus important (en faible lumière). L'amélioration de la sensibilité des capteurs numériques compense en partie cet inconvénient. Avec les zooms à ouverture variable, le temps de pose nécessaire variera en fonction de la focale.
D'autre part, il est fort difficile de construire un tel objectif performant à toutes les focales. Toutefois, les grands progrès faits par les opticiens depuis la fin des années 1990, offrent des zooms de plus en plus performants sur le plan du piqué, de couverture lumineuse et des déformations.
Les objectifs en photo numérique vignette|redresse|Avec le même objectif :En rouge, la zone couverte par un capteur ou un film . À l'intérieur, en bleu, la zone couverte par un capteur au format APS-C.