Lorsque vous regardez les jumelles à vendre, vous remarquerez qu'il en existe deux types : les traditionnelles, grosses, et les fines et élégantes.
Les grandes jumelles conventionnelles que vous pourriez voir dans les dessins animés sont appelées jumelles Porro Prism. Les autres types minces sont appelés jumelles Roof Prism, ou jumelles Dach Prism en allemand.
Comme leur nom l'indique, les jumelles à prisme en toit se caractérisent par une partie en forme de toit. Étonnamment, le modèle Roof Prism existait déjà à la fin du 19e siècle, quelques décennies seulement après l'invention des jumelles Porro Prism.
Récemment, les jumelles Roof Prism sont devenues plus populaires que Porro Prism en raison de leur design élégant. Dans cet article, j'expliquerai en photos comment fonctionnent les jumelles Roof Prism.
Que contiennent les jumelles Roof Prism ?
Il existe quelques types de modèles de prismes en toit, tels que Abbe-Koenig et Schmidt-Pechan. Chaque conception a ses avantages, mais la conception Shmidt-Pechan Prism est la plus couramment utilisée dans les jumelles.
Voici le chemin optique des jumelles Roof Prism (conception Schmidt-Pechan). Notez que les réflexions sont ici assez complexes.
Un prisme est installé au-delà de l'objectif.
Dans ce diagramme (ci-dessous), il y a apparemment trois réflexions dans le prisme de Shmidt, mais en réalité, quatre réflexions se produisent.
Le prisme Shmidt a un toit sur lequel l'image pivote à 180 degrés et se retourne horizontalement en même temps. Cela permet aux fabricants de rendre les jumelles plus compactes.
Ces prismes jouent un rôle important en faisant pivoter l'image de 180 degrés pour obtenir une image verticale.
Comme la lumière est directement dirigée vers la ligne de toit et ne peut pas être réfléchie, plus la ligne de toit est étroite, mieux c'est. De plus, les fabricants doivent lisser parfaitement les bavures, ce qui demande une extrême précision.
Voici quelques photos pour vous aider à comprendre la difficulté de fabriquer des prismes en toit.
Cette photo est prise face à un miroir. L'image est inversée horizontalement.
L’image suivante fait face à deux miroirs combinés comme un prisme en toit. L'image est pivotée de 180 degrés et retournée horizontalement deux fois (retour à la normale).
Si l’angle de ces miroirs est inférieur à 90 degrés, le centre de l’image est perdu.
Au contraire, si l’angle est supérieur à 90 degrés, l’image se sépare.
Comme vous pouvez le constater, l'angle de la partie du toit doit être exactement de 90 degrés. L'angle doit être précis à 0,0089 degrés près, ce qui augmente les coûts de fabrication.
Bien que la conception du prisme en toit soit très utile pour maintenir le chemin de la lumière droit et rendre l'image à l'endroit, la production de prismes en toit nécessite des techniques de fabrication plus spécialisées à un coût plus élevé.
Quel est le meilleur, le prisme en toit ou le prisme de Porro ?
Dans les prismes de Porro, la lumière est réfléchie par « réflexion totale », ce qui signifie aucune perte de transmission lumineuse. Cependant, dans les jumelles à prisme en toit, la réflexion totale ne peut pas se produire lors de la deuxième réflexion du prisme de Shmidt, car l'angle de la lumière est inférieur à l'angle d'incidence.
Par conséquent, la partie du toit doit être recouverte comme un miroir, ce qui entraîne une perte de transmission lumineuse. C’est un inconvénient majeur des prismes en toit.
Pour de nombreuses bonnes jumelles, des revêtements miroir argentés sont appliqués pour une réflectivité élevée, bien que le coût soit élevé en termes de perte de lumière. De nos jours, certains fabricants d'optiques utilisent des revêtements de prismes diélectriques, qui permettent une réflectivité étonnamment élevée de plus de 99 %.
Le deuxième problème majeur de la conception du prisme en toit est le déphasage qui se produit après de multiples réflexions internes. Le déphasage entraîne moins de contraste et une résolution plus faible.
En regardant un lampadaire à travers une vieille paire de jumelles à prisme en toit (ci-dessous), vous verrez des fantômes agaçants.
Pour éviter cela et augmenter le contraste, certaines jumelles de bonne qualité utilisent des revêtements de correction de phase, qui empêchent les interférences de se produire. Ce déphasage ne se produit pas avec les prismes de Porro.
Pour les raisons mentionnées ci-dessus, de bonnes jumelles Roof Prism peuvent être très coûteuses. Le principal avantage des jumelles Roof Prism est leur corps mince et compact.
Cependant, à mesure que les techniques de fabrication s'améliorent considérablement, les jumelles Roof Prism deviennent moins chères. Avec des jumelles plus grandes, les prismes de Porro sont plus lourds que les jumelles à prisme en toit.
À mon avis, à mesure que l’ouverture s’agrandit, les jumelles Roof Prism ont un avantage en raison de leur relative légèreté. Quand je regarde le ciel nocturne avec ma paire Porro Prism 7×50 (plus d’1 kilo), mes bras se fatiguent assez vite.
Gauche : Prisme en toit 8×42 (le Schmidt Pechan), Milieu : Prisme en toit 7×42 (l'Abbe-Koenig), Droite : Porro régulier 8,5×44.
Au contraire, avec les jumelles compactes, les modèles Mini Porro Prism ont un avantage sur les prismes en toit dans la plupart des aspects. Les jumelles Mini Porro sont déjà compactes et légères, et elles sont beaucoup moins chères que la conception Roof Prism.
Résumé
Il existe deux types de jumelles : les jumelles Porro Prism et les jumelles Roof Prism. Les jumelles Roof Prism sont également appelées Dach Prism en allemand. Avec les prismes en toit, le chemin optique devient droit, ce qui rend le corps mince et compact.
Cependant, les prismes en toit sont plus chers que les prismes de Porro, non pas en raison de leurs excellentes performances, mais en raison des difficultés de fabrication de précision.
Alors que les prismes de Porro permettent à toute la lumière d'être réfléchie par « réflexion totale », la conception du prisme Schmidt comporte un point de réflexion, dans la partie du toit, ce qui entraîne une moindre transmission de la lumière.
De plus, les réflexions internes peuvent provoquer des interférences qui peuvent avoir un effet négatif sur l’image.
Si vous ne savez pas lequel acheter, Porro Prism ou Roof Prism, cela peut dépendre de l'ouverture. Pour les grandes jumelles, la légèreté de la conception Roof Prism constitue un avantage majeur. Cependant, les jumelles compactes sont déjà suffisamment légères et ne nécessitent donc pas de prismes en toit coûteux.
Les conceptions à prisme de Porro et de toit présentent des avantages et des inconvénients. Il est important de connaître les différences avant d'acheter des jumelles.