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OPTIQUE Optique instrumentale

Structures instrumentales

Objet à l'infini et à distance finie - crédits : Encyclopædia Universalis France

Objet à l'infini et à distance finie

Les instruments visuels les plus simples sont conformes à la figure ; nous renvoyons aux articles télescopes, microscopiephotographie-Objectifs photographiques, pour n'envisager ici que les lunettes terrestres, les périscopes et les endoscopes.

Redressement des images

Le redressement de l'image peut être obtenu soit par une combinaison de surfaces réfléchissantes, soit par un « véhicule ».

Redressement par surfaces planes réfléchissantes

On utilise le plus souvent des prismes à réflexion totale, beaucoup plus faciles à monter et à conserver que les miroirs ; ces derniers sont cependant parfois utilisés.

Prismes redresseurs de Porro - crédits : Encyclopædia Universalis France

Prismes redresseurs de Porro

Il faut d'abord citer les combinaisons de Porro. Le système de Porro se compose de deux ensembles de deux surfaces perpendiculaires entre elles, dont les deux arêtes d'intersection sont également perpendiculaires entre elles. Dans la première espèce, le rayon incident sur la première face est parallèle au rayon émergent de la deuxième face. Pour la seconde espèce, le rayon réfléchi par la deuxième face est perpendiculaire au rayon incident sur la première. Un quelconque des quatre prismes élémentaires peut être séparé des autres à condition qu'on ne change pas son orientation. La combinaison de Porro est de loin la plus usitée.

Les prismes de la figure (a, b, c) redressent totalement l'image. Leur inconvénient est d'être difficile à construire et d'avoir de plus longs trajets dans le verre : on y a joint le prisme rhomboèdre, qui déplace latéralement le faisceau sans changer l'orientation de l'image.

Les figures schématisent un corps de jumelles à prismes et un corps de jumelles périscopiques, l'un et l'autre composés d'un objectif et d'un oculaire auxquels est joint un système de Porro.

Les jumelles commerciales ont des grossissements égaux à 4, 6, 8, 12 ou 16, les plus fréquents étant 6 et 8. Le plus souvent, le diamètre du disque oculaire est voisin de 3,3 mm, le champ image étant de 500 à 550. Il atteint 650 pour les jumelles à grand champ et 850 pour les oculaires munis de surfaces asphériques. Les instruments permettant une vision au crépuscule et pendant la nuit possèdent des disques oculaires de 6 à 8 millimètres. Le réglage de l'écart d'yeux est effectué par rotation des corps autour d'un même axe. Pour les instruments militaires lourds, on préfère souvent déplacer l'un des corps parallèlement à l'autre. Lorsque le diamètre de l'objectif dépasse celui de l'écart d'yeux, on rapproche les axes optiques au moyen de deux rhomboèdres dont la rotation autour de l'axe optique fait varier l'écart d'yeux.

On peut rattacher à ces instruments de nombreux appareils de topographie et de géodésie, les diverses lunettes de visée, les appareils de pointage, certains étant agencés pour faire le tour complet de l'horizon sans déplacement du pointeur (types panoramiques), les lunettes de tir au fusil et de chasse.

La mise au point de tous les instruments de nuit doit être modifiée systématiquement de − 1,5 dioptrie afin qu'ils soient adaptés à la myopie de nuit des utilisateurs.

Redressement par véhicule

Lunette de visée de nuit - crédits : Encyclopædia Universalis France

Lunette de visée de nuit

Un véhicule est un système composé de deux lentilles, V1 et V2, et fournit une image renversée I2 de l'image I1 formée par l'objectif Ob. L'image I2, droite par rapport à l'objet, est observée à l'aide d'un oculaire Oc et l'ensemble porte le nom d'oculaire terrestre.

Le véhicule allonge les instruments ; lorsque cela ne présente pas d'inconvénients, ce système est avantageux parce que beaucoup moins coûteux que les prismes, en particulier pour la chasse de nuit, et dans des instruments périscopiques de petites dimensions. Il est utilisé systématiquement dans les périscopes et les endoscopes pour obtenir la plus grande longueur possible.[...]

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Écrit par

  • : professeur honoraire à l'université de Paris-VI Pierre-et-Marie-Curie et à l'université de Paris-XI, Orsay, ingénieur conseil à l'Office national d'études et de recherches aérospatiales

Classification

Médias

Prisme redresseur d'Abbe - crédits : Encyclopædia Universalis France

Prisme redresseur d'Abbe

Corps de jumelles - crédits : Encyclopædia Universalis France

Corps de jumelles

Système optique à objet et image réels - crédits : Encyclopædia Universalis France

Système optique à objet et image réels

Autres références

  • ASHKIN ARTHUR (1922-2020)

    • Écrit par
    • 1 271 mots
    • 1 média

    Le physicien américain Arthur Ashkin a reçu le prix Nobel de physique en 2018 pour ses « inventions révolutionnaires dans le domaine de la physique des lasers ».

    Né le 2 septembre 1922 à New York, au sein d’une famille d’origine juive ukrainienne, Ashkin a passé sa jeunesse dans le quartier...

  • BABINET THÉORÈME DE

    • Écrit par
    • 164 mots

    Considérons une source lumineuse ponctuelle A dont un système optique donne une image ponctuelle A′. Limitons maintenant l'ouverture du système soit par un écran percé d'un petit trou T, soit par l'écran complémentaire E, c'est-à-dire ayant la forme du trou T. Autour de A′, dans une région normalement...

  • CHAMBRE NOIRE ou CHAMBRE OPTIQUE, reproduction graphique

    • Écrit par
    • 508 mots

    L'invention de la camera oscura (chambre obscure dite aussi chambre noire) comme moyen de reproduction d'une image et son exploitation perspective remonte à des temps très anciens. Déjà Aristote, dans ses Problematica avait fait remarquer que les rayons passant par une ouverture constituaient...

  • CINÉMASCOPE

    • Écrit par
    • 240 mots

    Le premier des procédés de film large projeté sur grand écran qui ait connu un grand succès commercial (La Tunique, de H. Koster, 1953).

    Le Cinémascope est fondé sur un procédé optique très ancien, l'anamorphose, qui, par un jeu de miroirs et de lentilles, comprime l'image dans le sens vertical...

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