Comment fonctionnent les jumelles
Les jumelles fonctionnent sur les principes des lois optiques, précisément en tirant parti des propriétés et du comportement de la lumière lorsqu'elle traverse différents milieux. Démontons-en une pour voir comment fonctionnent les jumelles, quelles sont les parties essentielles des jumelles et comment elles fonctionnent ensemble ?
Les jumelles se composent de trois parties optiques pour fonctionner :
Oculaire ou Oculaire: pour focaliser et agrandir l'image virtuelle projetée
Prismes: pour corriger l'orientation de l'image – retournez l'image verticalement et horizontalement
Objectif: collecte la lumière incidente et la concentre dans le point focal, généralement un système de lentilles de 2 lentilles ou plus pour compenser l'aberration
Explication facile du fonctionnement des jumelles
Pour comprendre les pièces des jumelles et leurs fonctions, il est préférable de démonter les jumelles et de jeter un œil à l'intérieur. De cette façon, vous pouvez voir les différents assemblages et avoir une meilleure idée du fonctionnement des jumelles. Il y a unun système optique et un système mécaniqueregarder.
Pièces optiques de jumelles
Les jumelles se composent de trois ensembles optiques qui réfractent et focalisent la lumière pour agrandir un objet éloigné et le faire paraître plus proche. Ces trois composants essentiels sont l’objectif, le système de prisme et l’oculaire. Examinons ces pièces de plus près pour comprendre leurs fonctions et comment les jumelles grossissent.
Objectif
Leobjectifavec son grandlentille de collecteest situé à l’avant ou à l’extrémité inférieure des jumelles, selon la façon dont vous le regardez. La lentille de collecte est dirigée vers l'objet d'intérêt, ellecapte la lumière.
Plus leouverture– le diamètre de l’objectif, plus les jumelles ont un pouvoir de collecte de lumière, donc plus l’image apparaîtra lumineuse. C'est pour cette raison que les chasseurs ou les amateurs d'observation des étoiles choisissent des jumelles avec des lentilles de grand diamètre. Les jumelles compactes et légères, idéales pour la randonnée ou une utilisation occasionnelle, peuvent avoir une ouverture beaucoup plus petite, d'environ 25 mm. La taille de l'ouverture est exprimée dans le deuxième chiffre de la cote des jumelles, c'est-à-dire. 8x42
L'image intermédiaire virtuelle créée par l'objectif est inversée et reflétée. Pour corriger cela, les prismes sont utilisés à l'intérieur des jumelles.
Le système prisme
Sans prismes dans les jumelles, l’observateur verrait une image inversée. Les prismes corrigent cela et contribuent également à réduire quelque peu la longueur des jumelles.
Leprismessont en verre couronne etservir de miroirs correcteurs. Lorsque le faisceau lumineux traverse les prismes, de multiples réflexions retournent l'image inversée projetée par l'objectif, de sorte que l'observateur peut voir une image d'apparence normale.
Il existe deux principaux types de prismes utilisés dans les jumelles. Ce sont les prismes de Porro et différents modèles de prismes en toit.
Prismes de Porro
Il y a deux prismes utilisés dans les jumelles à prisme de Porro, ils sont disposés à angle droit l'un par rapport à l'autre.
Les rayons lumineux sont réfléchis par les surfaces internes et inversés de haut en bas dans un prisme et de gauche à droite dans l'autre prisme.
L'avantage des jumelles équipées d'un système de prismes de Porro est que ces prismes sont beaucoup plus faciles et moins chers à fabriquer et nécessitent peu d'espace car ils sont installés les uns à côté des autres.
Les jumelles à prisme de Porro sont souvent plus courtes que les jumelles à prisme en toit.
Prisme en toit
Ce système de prismes est généralement constitué de deux prismes, dont au moins un a la forme d'un bord de toit.
Un côté d'un corps en verre prims doit être recouvert pour compenser le déphasage des différentes longueurs d'onde et réduire les franges de couleur, ce qui rend le prisme en toit un peu plus cher que les prismes de Porro.
La correction d'image dans les jumelles à prismes en toit peut suivre un trajet de faisceau plus complexe que dans celles de Porro, mais le résultat du retournement de l'image inversée et réfléchie de l'objectif est le même.
Les prismes en toit permettent d'utiliser des jumelles beaucoup plus fines et plus compactes. Les jumelles équipées de ces prismes sont un peu plus étroites et plus élégantes que les modèles équipés de prismes Porro, mais sont généralement un peu plus chères car une production plus élaborée est nécessaire.
Oculaires
Leoculaires, aussi appeléoculaire, sont situés à l’avant des jumelles et sont les deux lentilles que nous regardons directement lors de l’observation.
Les œilletons (extensions en caoutchouc sur le corps oculaire) sont souvent utilisés pour maintenir la bonne distance entre les yeux et l'oculaire et fournir une certaine protection contre la lumière parasite oblique perturbante.
L'oculaire se compose généralement de deux lentilles ou plus.
Lorsque les jumelles sont correctement focalisées, cela permet à l'œil humain de voir l'image projetée par l'objectif et le système de prisme.
Pièces mécaniques des jumelles
Ajustement dioptrique
De nombreuses personnes n’ont pas la même vue dans les deux yeux. Pour permettre une observation sans fatigue avec des jumelles, leune vue différente doit être compenséeafin que les deux yeux puissent voir une image focalisée.
Habituellement, l'oculaire droit peut être réglé avec précision pour compenser la différence dioptrique en ajustant la mise au point des lentilles oculaires.
Pour régler, fermez votre œil droit et faites la mise au point sur un objet à l'aide de l'œil gauche (l'oculaire sans compensation dioptrique) en tournant la molette de mise au point centrale jusqu'à ce que l'image soit nette et claire. Ajustez ensuite finement la netteté du deuxième oculaire à l'aide du réglage dioptrique.
Roue de mise au point
Pour obtenir une image nette et claire lors de la visualisation d'objets à différentes distances, il est toujours nécessaire d'ajuster la mise au point des jumelles. Tourner le bouton de mise au point (ou la molette de mise au point) poussera ou tirera les oculaires (ou juste l'une des lentilles de l'oculaire) de sorte que le point focal des oculaires converge avec le point focal de l'objectif.
Pont en barillet avec charnière
Les jumelles sont simplement deux télescopes montés l’un à côté de l’autre. Ils doivent pointer exactement dans la même direction pour permettre à un observateur de voir simultanément à travers eux. Le pont en barillet tient lebarillets de jumelles alignés parallèlementles uns aux autres afin que l'axe optique soit parallèle (le faisceau lumineux estcollimaté).
Les charnières qui rejoignent le pont nous permettent d'ajuster la distance des oculaires à la distance oculaire individuelle du spectateur.
Baril ou tube
Le barillet est le boîtier qui maintient toutes les pièces optiques ensemble. Le boîtier protège les composants optiques et les maintient dans une position stable afin qu'ils ne se déplacent pas sous l'effet d'un choc mécanique ou d'une chute.
La plupart des meilleures jumelles sont équipées de joints toriques pour empêcher l’eau et l’humidité de pénétrer. Dans de nombreux modèles haut de gamme, l’intérieur est également rempli de gaz inerte pour garantir l’étanchéité même lorsqu’il est immergé sous l’eau.
Chemin de lumière dans les jumelles à prisme de Porro
Comment les prismes inversent l'image
L'image de l'objet visualisé apparaît horizontalement et verticalement inversée
Le premier prisme inverse l'image verticalement
Le deuxième prisme inverse l'image horizontalement
Une petite image est projetée à la fin de la focale de l'objectif
L'oculaire agrandit l'image et la présente à l'œil
Comment l'image est mise au point
Pour présenter une image nette et nette au spectateur, le point focal de la lentille oculaire doit converger avec le point focal de l'objectif.
Comment calculer le grossissement des jumelles
Le grossissement des jumelles, également appelé « puissance », est un facteur de notation important qui aide à décider de l'utilisation prévue de l'instrument. Il indique combien de fois une image apparaît agrandie lorsqu'elle est vue avec des jumelles par rapport à une vue à l'œil nu.
Le nombre de grossissement est le quotient de la distance focale de l’objectif et de la distance focale de l’oculaire. Dans l'exemple ci-dessus, ce serait240 / 24 = 10
Le grossissement des jumelles est exprimé dans le premier chiffre de l'évaluation des jumelles, c'est-à-dire.8x42
Les facteurs de grossissement les plus populaires sont 8x et 10x. Avec un grossissement de 10x, les objets situés à 100 mètres apparaissent comme s'ils se trouvaient à 10 mètres.
Résumé des pièces des jumelles et de leur fonction
Il est intéressant de savoir comment fonctionnent les jumelles et comment elles sont essentiellement assemblées à partir d'un agencement très simple de trois parties optiques : l'oculaire, les prismes et l'objectif.
LeObjectifest la grande lentille située à l’avant des jumelles, elle fait face à l’objet observé. Le diamètre de la lentille de l'objectif est appeléouverture.La taille de l'objectif détermine la résolution (netteté) et la quantité de lumière pouvant être collectée. L'image capturée par l'objectif est inversée et inversée.
Prismessont utilisés pour corriger l’image. Lorsque les rayons lumineux de l’image inversée traversent les prismes, ils se reflètent sur les surfaces intérieures du prisme et sortent sous la forme d’une image normale et réelle. Les types de prismes sont les prismes de Porro et les prismes en toit.
LeOculaireou oculaire est la partie dans laquelle l'utilisateur regarde. L'image que l'objectif a collectée et projetée à la fin de sa distance focale est agrandie par l'oculaire et présentée à l'œil du spectateur.