Article sur la caméra d'instrument optique
Pièces de l'appareil photo
Un appareil photo simple se compose d'une lentille convexe, d'un diaphragme, d'un obturateur et d'une pellicule.
Les lentilles convexes servent à former une image réelle et inversée sur la pellicule. Contrairement au cristallin de l'œil, dont la distance focale est variable, celle de l'objectif de l'appareil photo est fixe. Il s'agit d'une lentille convexe, et non concave, car l'image produite par une lentille concave est toujours virtuelle. En revanche, l'image produite par une lentille convexe est réelle lorsque la distance de l'objet est supérieure à sa distance focale. Une image réelle est une image qui existe, car elle peut être enregistrée sur la pellicule. À l'inverse, une image virtuelle est une image erronée et ne peut donc pas être enregistrée sur la pellicule. La position de l'image réelle et inversée produite par la lentille convexe coïncide avec la position de l'image sur la pellicule.
Diaphragme ou ouverture relative. Le diaphragme contrôle la quantité de lumière qui atteint la pellicule. Le diamètre de son ouverture dépend de la taille de l'objectif et est exprimé par l'ouverture relative (ou nombre f). L'ouverture relative est définie comme le rapport entre la distance focale de l'objectif (f) et le diamètre de son ouverture (D) : ouverture relative = f / D. Si l'objectif a une distance focale de 100 mm et un diamètre d'ouverture de 20 mm, son ouverture relative est de 100 mm / 20 mm = 5. Dans ce cas, l'objectif est réglé sur f/5. Si l'objectif a une distance focale de 100 mm et un diamètre d'ouverture de 25 mm, son ouverture relative est de 100 mm / 25 mm = 4. Dans ce cas, l'objectif est réglé sur f/4. Ce calcul montre que plus le diamètre de l'ouverture relative est grand, plus le nombre f est petit et plus la pellicule est éclairée. Le plus petit nombre d'ouverture (le diamètre d'ouverture le plus significatif) correspond à la vitesse de l'objectif.
Vitesse d'obturation. La durée d'ouverture de l'obturateur influe sur la quantité de lumière qui atteint la pellicule, car lorsque l'obturateur s'ouvre, la pellicule est également exposée à la lumière. La vitesse d'obturation est aussi appelée « temps d'exposition ». Elle est liée à la durée d'ouverture de l'obturateur et s'exprime donc en secondes. La vitesse d'obturation varie de quelques secondes à une seconde. Plus la durée d'ouverture de l'obturateur est courte, plus la vitesse d'obturation est rapide et moins la pellicule reçoit de lumière. Une vitesse d'obturation rapide est nécessaire lorsque la luminosité est faible. Elle est également indispensable pour éviter le flou de bougé.
Le film. Le film sert à enregistrer l'image réelle formée par l'objectif de l'appareil photo. Il y a quelques années, on utilisait encore du film, mais ce n'est plus le cas aujourd'hui. Désormais, l'image formée par l'objectif est enregistrée électroniquement. Les appareils photo qui enregistrent les images électroniquement sont appelés appareils photo numériques. Les appareils photo qui enregistrent les images sur film sont appelés appareils photo argentiques.
Mise au point et formation de l'image
La qualité de la prise de vue, outre l'ouverture du diaphragme et la vitesse d'obturation, dépend également de la mise au point. Avant d'aborder la mise au point d'un objectif, il est important de comprendre l'explication suivante. Concernant les lentilles convergentes, si la distance objet ( s = d₀) est très grande et considérée comme infinie, l'image réelle formée par une lentille convergente coïncide avec le foyer de cette lentille. Ainsi, lorsque la distance objet est infinie, la distance image ( s' = d₀) est égale à la distance focale (f). Concernant la formation de l'image par une lentille convergente, il faut retenir que plus la distance objet diminue, plus la distance image augmente et plus la taille de l'image est grande.
La mise au point de l'objectif d'un appareil photo est différente de celle de l'œil. Pour l'œil, on modifie la courbure du cristallin (on ajuste sa distance focale) jusqu'à ce que l'image se forme précisément sur la rétine, pour une image optimale. Si l'appareil photo utilise un objectif unique (et non un zoom), sa distance focale est fixe. Dans ce cas, la mise au point s'effectue en ajustant la distance image (en pouces) jusqu'à obtenir l'image la plus nette possible.
Si la distance de l'objet ( s = do) est très grande ou infinie, la distance de l'image (di) est la même que la distance focale (f). Comparer la figure 1.
Si la distance de l'objet est inférieure à l'infini, la distance de l'image (s' = di) est supérieur à la distance focale (f). Le plus petit 
la distance de l'objet (s = Plus la distance entre l'objet et la lentille est grande (di), plus la taille de l'image est importante. On en déduit que si l'objet est plus proche de la lentille, la distance entre la lentille et le film doit être augmentée. Inversement, si l'objet est plus éloigné de la lentille, la distance entre la lentille et le film est réduite. Voir figure 2.
Lorsqu'on choisit un objectif, il faut aussi tenir compte de sa distance focale. Plus la distance focale est grande, plus la distance entre l'image et le sujet ( s' = di) est importante. Les objectifs à longue distance focale produisent également une image plus grande. Pour obtenir une image précise d'un objet éloigné, il est donc conseillé d'utiliser un objectif à longue distance focale. Ces objectifs sont généralement plus plats, c'est-à-dire moins incurvés.
