Un objectif simple (comme l'objectif dans une paire de lunettes) forme une image à une distance de f derrière l'objectif pour un objet à l'infini (où f est la distance focale). Le même objectif formera une image à 2f derrière l'objectif pour un objet 2f devant l'objectif. Cela permettra d'atteindre un grossissement de 1: 1, c'est-à-dire la définition de la macro. Ainsi, tout objectif à élément unique est un objectif macro lorsqu'il est monté dans un tube 2f à partir du capteur.
Dans un objectif à éléments multiples (c'est-à-dire un objectif d'appareil photo), l'objectif forme une macro image 2f derrière le plan principal arrière pour un objet 2f devant le plan principal avant . La distance minimale de mise au point d'un objectif "ordinaire" peut être augmentée en l'éloignant du capteur, à l'aide de tubes d'extension. Il est donc tentant de dire que n'importe quel objectif est un objectif macro lorsqu'il est monté à la bonne distance du capteur (et qu'il n'y a donc pas de différence entre un objectif macro et un objectif "ordinaire", autre que la longueur du tube le reliant à l'appareil photo).
Cependant, le plan principal avant peut être à l'intérieur de l'objectif, donc pour certains objectifs, la distance requise de 2f par rapport au plan principal avant peut finir par être un point à l' intérieur de l'objectif - ce qui est un problème! Ainsi, un objectif macro est juste un objectif ordinaire avec le plan principal avant à moins de 2f de l'avant de l'objectif et le plan principal arrière 2f - ffd de l'arrière de l'objectif (où ffd est la distance focale de la bride ).
La position des plans principaux dans une lentille à éléments multiples est fortement influencée par la distribution des éléments positifs et négatifs dans la lentille. Un design rétro-focus, couramment utilisé par les objectifs grand angle, pousse les plans principaux vers l'arrière, tandis qu'un design téléobjectif les pousse vers l'avant. C'est la raison pour laquelle vous avez tendance à voir beaucoup plus de téléobjectifs macro que de macros grand angle.
En plus de la position des plans principaux, les macro-objectifs sont généralement optimisés pour avoir un champ plat, c'est-à-dire que l'image focalisée est plane par opposition à légèrement incurvée. Ce n'est pas une exigence pour qu'un objectif soit une macro, mais une caractéristique utile des objectifs utilisés pour photographier des objets plats à des distances rapprochées, par exemple pour copier des documents.
Il y a aussi un compromis mécanique à considérer: si vous souhaitez permettre une mise au point très rapprochée, en particulier avec un objectif de mise au point unitaire, sans accessoires supplémentaires, vous devez concevoir une différence significative dans l'extension du barillet entre l'infini et la mise au point très rapprochée - ce qui signifie que vous avez besoin pour construire l'ensemble plus grand - même à la mise au point à l'infini, le canon rétracté a besoin d'un endroit où aller. C'est la raison pour laquelle de nombreux objectifs macro ont des pare-soleil intégrés - le baril est caché dans les parois latérales de ce pare-soleil ...
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