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Coulisses de la fabrication de l'objectif EF 85mm f/1.4L IS USM de Canon : les développeurs dévoilent tout

Le nouvel objectif EF 85mm f/1.4L IS USM est le quatrième objectif 85mm de la très populaire série Canon EF.

Avant de commencer à travailler sur le nouvel objectif EF 85mm f/1.4L IS USM, le but de Canon était simple : utiliser ses toutes dernières technologies « sans réserve » pour créer un objectif pour portrait hors pair. Nous avons eu la chance exceptionnelle de discuter de l'objectif avec ses concepteurs et avons découvert à cette occasion à quel point les détails et l'expertise en conception étaient nécessaires à sa fabrication. Non seulement le nouvel objectif est doté de caractéristiques remarquables, mais il offre également aux photographes une combinaison incomparable de qualité d'image et d'ergonomie.


Yamaguchi, responsable de la planification produit de Canon

Yamaguchi, Canon Product Planning Lead for the EF 85mm f/1.4L IS USM lens, sitting at a desk.
En tant que responsable de la planification produit pour l'objectif EF 85mm f/1.4L IS USM, Yamaguchi précise que le but de Canon, lors de la conception du nouvel objectif, était de « créer un objectif permettant d'immortaliser vos souvenirs et moments les plus importants et ce, de la manière la plus sereine et la plus belle possible. »

Le modèle EF 85mm f/1.4L IS USM est le quatrième objectif 85 mm de la gamme Canon EF, après les modèles EF 85mm f/1.2L USM, EF 85mm f/1.8 USM et EF 85mm f/1.2L II USM. Yamaguchi explique pourquoi ce nouvel objectif est si important, ainsi que la place qu'il occupe dans la gamme Canon.

« La distance focale des objectifs 85 mm est appréciée pour la photographie de portrait », précise Yamaguchi. « Avec la gamme actuelle, toutefois, de nombreux utilisateurs se plaignent du prix trop élevé de l'objectif EF 85mm f/1.2L II USM, tandis que la plupart des utilisateurs du modèle EF 85mm f/1.8 USM ont déclaré vouloir de meilleurs effets bokeh. »

« Lors de la planification de l'objectif EF 85mm f/1.4L IS USM, nous avons discuté avec de nombreux photographes professionnels, y compris des photographes de mariage, pour qui les occasions d'utiliser cet objectif ne manquent pas. Ils nous ont rapporté que le modèle EF 85mm f/1.2L II USM était très apprécié pour sa grande ouverture qui assure des effets bokeh et des expressions de qualité. Toutefois, en raison de son poids, toute utilisation prolongée de cet objectif peut rapidement devenir pénible. De plus, sa vitesse d'autofocus n'est pas totalement satisfaisante. D'après certains, même s'il s'agit d'un objectif à grande ouverture et à focale unique, l'ajout d'un stabilisateur d'image permettrait de réaliser des prises de vue de manière sereine. »

Christian Ziegler’s

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Le modèle EF 85mm f/1.4L IS USM offre des caractéristiques bien équilibrées, notamment une grande ouverture f/1.4 et un stabilisateur d'image pour la photographie à main levée. Il est également conçu pour garantir la haute qualité d'image attendue d'un objectif de la série L.

Canon avait deux buts marketing clairs à l'esprit : créer un objectif pesant moins de 1 kg et réduire la taille globale de l'objectif.

Yamaguchi est parfaitement clair au sujet de l'importance de cet objectif pour les photographes : « La photographie de portrait, y compris celle de mariage, capture les moments les plus importants et les immortalise. Notre but était de créer un objectif permettant d'immortaliser vos souvenirs et moments les plus importants et ce, de la manière la plus sereine et la plus belle possible. »


Iwamoto, responsable de la conception optique de Canon

A photo of Iwamoto, Optical Design Lead for the EF 85mm f/1.4L IS USM lens, sitting at a desk.
Dès le début, Iwamoto savait exactement ce qu'il avait à faire concernant l'objectif : « Nous avons tout fait pour trouver le parfait équilibre entre la clarté de la résolution au centre de l'écran (fonctionnalité de tout objectif de la série L) et un superbe effet bokeh sur les bords, combinaison idéale pour la photographie de portrait, activité très prisée et dont les sujets sont au centre du cadre », déclare-t-il.

Iwamoto explique les principaux buts de la conception optique, notamment la haute résolution, l'ouverture maximale et un superbe effet bokeh sur les bords. Toutefois, il indique que cela doit être réalisé en respectant des restrictions strictes en matière de poids et de taille.

« En 2006, Canon a commercialisé le modèle EF 85mm f/1.2L II USM, annoncé comme l'objectif phare en termes de plage focale. Cependant, c'est son superbe effet bokeh qui lui a valu une réputation exceptionnelle. Quant au modèle EF 85mm f/1.4L IS USM, sa conception optique s'appuie davantage sur une délimitation nette et claire, tout en maintenant la grande expression de ses prédécesseurs.

« Tout en tenant compte du poids, de la taille et du coût, nous avons tout fait pour trouver le parfait équilibre entre la clarté de la résolution au centre de l'écran (fonctionnalité de tout objectif de la série L) et un superbe effet bokeh sur les bords, combinaison idéale pour la photographie de portrait, activité très prisée et dont les sujets sont au centre du cadre. »

« Tous les objectifs à grande ouverture et les téléobjectifs moyens requièrent un certain diamètre. Étant donné que le diamètre du stabilisateur d'image augmente lorsqu'il contrôle un objectif grand et lourd, il en est de même pour la taille et le poids du produit final. Par conséquent, un facteur important dans la conception optique de cet objectif consiste à réduire le diamètre et le poids du système optique de stabilisation. »

En général, les diamètres des lentilles frontales sont supérieurs à ceux des lentilles arrière, et les lentilles à proximité du diaphragme ont un diamètre plus petit. La solution consistait à placer le système optique de stabilisation sur le côté monture de l'objectif, à proximité du diaphragme. (Fig. 1)

A figure of the lens’ optical arrangement.
Fig. 1 Montage optique.

Malgré cela, un certain poids reste inévitable. De plus, la taille et le poids du système optique de stabilisation de cet objectif sont comparables à ceux du super téléobjectif EF 400mm f/2.8L IS II USM. (Fig. 2)

An image comparing the different image stabilisation unit and stabilising optical systems of different lenses in the series.
Fig. 2 Comparaison du stabilisateur d'image et du système optique de stabilisation (de gauche à droite : EF35mm f/2 IS USM, EF100mm f/2.8L Macro IS USM, EF85mm f/1.4L IS USM, EF400mm f/2.8L IS II USM).

La nouvelle conception optique a été rendue possible grâce au grand diamètre de la monture d'objectif EF utilisée sur les reflex Canon.

« En raison de la nature de la conception optique, plus le diaphragme (unité EMD) est éloigné de l'arrière du système optique (côté monture), plus le diamètre de la lentille arrière doit être grand. Vu que le stabilisateur d'image se trouve également sur le côté monture, les composants doivent être disposés dans l'ordre suivant : avant de l'objectif, diaphragme, stabilisateur d'image et groupe de lentilles arrière.

Étant donné que le diaphragme est relativement éloigné de la monture de cet objectif (voir Fig. 3 ci-dessous), le diamètre du groupe de lentilles arrière augmente. Dans la mesure où les objectifs à grande ouverture disposent déjà d'éléments à large diamètre et où le diamètre de l'objectif a tendance à augmenter lorsqu'il est équipé d'un stabilisateur d'image, il est important que le diaphragme se situe à l'arrière. Il a été difficile de configurer le système optique de stabilisation et le groupe de lentilles arrière en utilisant le moins de lentilles possible et sans nuire aux performances optiques. »

La large monture EF est l'un des facteurs ayant rendu possible la conception optique du EF 85mm f/1.4L IS USM.

A figure of the EF 85mm f/1.4L IS USM optical arrangement.
Fig. 3 Montage optique de l'objectif EF 85mm f/1.4L IS USM.

L'intégration d'un stabilisateur n'était pas le seul défi auquel l'équipe de conception optique a dû faire face. Les exigences relatives à la taille et au poids du nouvel objectif ont également nécessité une conception optique spéciale du groupe de mise au point (Fig. 3 ci-dessus).

« Afin de réduire la taille de l'ensemble de l'objectif, le groupe de mise au point et le système optique de stabilisation doivent être légers et le moins mobiles possible. Pour cet objectif, nous avons utilisé le nouveau montage optique suivant (en commençant par l'avant de l'objectif) : groupe avant, groupe de mise au point, diaphragme, système optique de stabilisation et groupe arrière. »

Toutefois, les systèmes de stabilisation et de mise au point n'étaient pas les seules considérations à prendre en compte dans la conception optique, car le nouvel objectif devait également assurer un contrôle élevé des aberrations : « Le facteur le plus important pour l'objectif EF 85mm f/1.4L IS USM est la correction des aberrations chromatiques axiales et des aberrations sphériques. Corriger la courbure de champ est également nécessaire pour assurer une haute qualité d'image en raison de la très faible profondeur de champ. Les verres à indice de réfraction élevé et ceux à faible indice de dispersion sont efficaces pour corriger ces aberrations. »

Il est facile de négliger l'importance des technologies, des matériaux et des évolutions du verre. En effet, comme l'explique Iwamoto, plus de la moitié des éléments en verre du modèle EF 85mm f/1.4L IS USM sont composés de matériaux qui n'étaient pas encore mis en application lors du lancement du modèle EF 85mm f/1.2L II USM en mars 2006.

La correction des aberrations chromatiques axiales (frange chromatique dans les zones floues) est importante dans les objectifs conçus pour être utilisés à de grandes ouvertures. L'équipe de conception de Canon a relevé le défi.

« Pour corriger les aberrations chromatiques axiales, nous avons mis du verre à faible indice de dispersion à l'avant ou à proximité du diaphragme. De plus, nous avons utilisé du verre à indice de réfraction élevé pour la lentille positive, qui est essentielle pour améliorer les caractéristiques de plan d'image. Dans cet objectif, les aberrations chromatiques axiales et les caractéristiques de plan d'image sont parfaitement corrigées grâce au montage optique des éléments en verre, alliant caractéristiques à faible indice de dispersion et à indice de réfraction élevé. »

En utilisant de nouveaux matériaux en verre et de nouvelles lentilles asphériques qui n'existaient pas au moment du développement du modèle EF 85mm f/1.2L II USM, l'équipe de conception a pu corriger chaque type d'aberration tout en réduisant la taille de l'objectif.

Les images fantômes représentaient un autre défi technique à relever : « Pour la lentille arrière de cet objectif, nous avons utilisé une lentille composée de trois éléments. Cette solution ne facilite pas l'alignement. Cependant, dans la mesure où la surface des lentilles arrière a tendance à former des images fantômes, nous avons décidé d'utiliser cette méthode pour réduire la surface de contact avec l'air. De plus, même si le fait que nous équipions l'objectif d'un stabilisateur d'image a augmenté le nombre de lentilles, nous avons tout de même pu réduire au minimum les images fantômes. »


Okuda, responsable de la conception mécanique de Canon

A photo of Okadu, Mechanical Design Lead for the EF 85mm f/1.4L IS USM lens, sitting at a desk.
Okuda est le responsable de la conception mécanique de l'objectif EF 85mm f/1.4L IS USM. Pour Okuda, il était important d'ajouter un stabilisateur d'image, mais le processus était loin d'être simple. En effet, il s'est tout d'abord dit que cela était pratiquement impossible. Toutefois, après avoir examiné la situation, son équipe et lui ont trouvé une solution innovante au problème.

Okuda nous parle des défis mécaniques qu'impliquait l'intégration d'un stabilisateur d'image dans la conception de ce nouvel objectif. Cela peut paraître normal, mais Okuda explique qu'ajouter un stabilisateur d'image tout en assurant les performances opérationnelles attendues par les photographes n'était pas si simple.

« À première vue, l'équipe chargée du développement a pensé qu'il était quasiment impossible d'inventer un objectif 85mm f/1.4 de taille raisonnable, à un prix abordable et doté d'un stabilisateur d'image, comme demandé par le service de planification produit.

Toutefois, nous nous sommes dit que cela était possible en réorganisant les optiques, en utilisant de nouveaux matériaux en verre et en superposant des composants mécaniques compacts à une échelle de 0,1 mm. »

Okuda explique comment les exigences relatives à la taille et au poids affectent le fonctionnement des systèmes de mise au point et de stabilisation d'image du modèle EF 85mm f/1.4L IS USM.

« Selon le diamètre, plusieurs moteurs ultrasoniques (USM), qui permettent d'actionner le système de mise au point, sont disponibles. Pour conserver un diamètre extérieur suffisamment petit pour les prises de vue à main levée étendues, nous avons décidé d'utiliser un type relativement petit de moteur USM utilisé dans de nombreux objectifs EF, notamment les modèles EF 35mm f/2 IS USM et EF 85mm f/1.8 USM. En commençant par le système optique, nous avons examiné la conception avec le responsable de la conception optique de sorte que chaque composant puisse tenir dans le diamètre limité du moteur USM. »

Le modèle EF 85mm f/1.2L II USM actuel utilise le moteur USM à large diamètre des super téléobjectifs EF 400mm f/2.8L IS II USM. Reportez-vous à la figure ci-dessous pour voir à quel point le moteur USM utilisé dans le modèle EF 85mm f/1.4L IS USM est plus petit.

An image of the USM used by the EF 85mm f/1.4L IS USM.
Fig. 4 Moteur USM annulaire (à droite, le moteur USM utilisé sur l'objectif EF 85mm f/1.4L IS USM).

Avec un objectif à grande ouverture, la profondeur de champ est très faible et l'autofocus nécessite une très grande précision. Comme vous pouvez vous y attendre dans un objectif de ce type, le groupe de lentilles de mise au point est également lourd et la durabilité de l'ensemble du mécanisme d'entraînement est importante.

« Le fait d'utiliser des roulements à billes à haute durabilité dans le mécanisme d'entraînement de cet objectif permet d'en réduire la charge et d'en améliorer la résolution et la précision. L'utilisation de roulements à billes assure également un autofocus haute vitesse. Le lourd groupe de lentilles de mise au point doit être alimenté par la puissance limitée du moteur, mais les lentilles de mise au point peuvent rapidement être entraînées étant donné que les roulements à billes en réduisent la charge. »

The focusing unit of the lens.
Fig. 5 Unité de mise au point de l'objectif EF 85mm f/1.4L IS USM. Les roulements à billes sont visibles dans le carré rouge.

Le mécanisme de stabilisation d'image a posé un problème mécanique spécifique en raison de la taille du groupe de stabilisation de cet objectif, dont la taille et le poids sont comparables à ceux d'un super téléobjectif.

« Nous avons dû concevoir un stabilisateur d'image de taille raisonnable qui incluait le système d'entraînement. Pour cette raison, nous avons réduit la charge d'entraînement en utilisant un mécanisme d'entraînement à très faible friction et qui reposait sur plusieurs roulements en céramique pour prendre en charge les composants amovibles. Cela réduit la force d'entraînement nécessaire et assure un stabilisateur d'image compact et léger. »

An image comparing the image stabilisation units of four lenses in the 85mm series.
Fig. 6 Comparaison des unités de stabilisation d'image. Gauche : unité utilisée. Droite : unités comparées (de gauche à droite, en commençant par la deuxième unité sur la gauche : EF 35mm f/2 IS USM, EF 100mm f/2.8L Macro IS USM, EF 85mm f/1.4L IS USM, EF 400mm f/2.8L IS II USM).

Les concepteurs ont créé un effet de stabilisation d'image à 4 vitesses (distance focale 85mm, à l'aide d'un objectif EOS-1D X Mark II conforme aux normes CIPA).

Il y a un autre aspect des performances mécaniques facile à négliger : la fiabilité. Il ne s'agit pas uniquement de l'homogénéité et de la durabilité à long terme de l'objectif, mais aussi de sa capacité à résister aux chocs et aux coups au quotidien. Okuda explique les solutions de conception et les idées de Canon pour optimiser cette fiabilité.

« Même si nous avons imaginé des solutions pour obtenir une conception légère, la force d'impact (lors d'une chute, par exemple) sera importante car l'objectif pèse tout de même près de 1 kg. Pour en améliorer la fiabilité, nous avons ajouté un mécanisme d'amortissement à l'avant de l'objectif. Le porte-filtre est conçu pour se rétracter lorsque vous appuyez dessus. L'amortisseur répartit l'impact lors de toute collision avec l'extrémité de l'objectif. »

Il se peut que de nombreux utilisateurs soient surpris d'apprendre que certains objectifs sont dotés de composants résistants aux chocs, mais il s'agit pourtant d'une caractéristique de base dans la conception des objectifs de la série L de Canon.

« Nous avons décidé d'utiliser un amortisseur car il s'agit d'un objectif à focale fixe et à grande ouverture. Ce système n'est pas utilisé pour tous les objectifs EF, mais l'est lorsque cela s'avère nécessaire, selon les simulations et la configuration de l'objectif. Outre cet objectif, il est également utilisé sur les modèles EF 24-70mm f/4L IS USM, EF 11-24mm f/4L USM, EF 35mm f/1.4L II USM et EF 24-105mm f/4L IS II USM. »

Conclusion de Yamaguchi

Pour Yamaguchi, le modèle EF 85mm f/1.4L IS USM est un excellent objectif pour portrait, car il propose le parfait équilibre entre résolution, stabilisation d'image, poids et taille.

« Lors de toute prise de vue en intérieur ou en basse lumière, cet objectif vous permet de capturer des images nettes sans avoir à augmenter le paramètre ISO. Grâce à sa légèreté et à son stabilisateur d'image, vous pouvez effectuer des portraits à main levée sans ressentir la moindre fatigue. Nous voulons absolument que vous profitiez de la meilleure expression que cet objectif a à vous offrir et qui était impossible auparavant. »

Rédigé par Marcus Hawkins


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