Les oculaires

QUASAR 95 – Club d’astronomie de Frouville - 95960
CE QUE NOUS ALLONS ETUDIER
CE SOIR
LES OCULAIRES
QUELLE DIFFERENCE ENTRE
OBJECTIF ET OCULAIRE ?
OBJECTIF ET OCULAIRE
L’objectif de nos appareils d’observation est composé de lentilles
pour une lunette ou de miroirs pour un télescope ou d’une
combinaison des deux pour les instruments catadioptriques. C’est
donc l’objectif de nos appareils qui détermine les caractéristiques
fondamentales de l’instrument, par son diamètre et son principe
optique : résolution, magnitude limite, champ, etc...
Mais l’objectif ne donne pas d’image directement exploitable par
l’œil, c’est là qu’intervient le deuxième élément de tout instrument :
l’oculaire, qui n'est qu'une simple loupe permettant de grossir l'image
donnée par l'objectif afin d’en rendre l'examen plus confortable.
L'oculaire étant fondamentalement une lentille, est soumis aux
même aberrations optiques qu’un objectif. Mais la différence majeure
entre un objectif et un oculaire est l’angle de champ de l’image qu’il
doit couvrir.
Par comparaison, un objectif ne dépasse que rarement un angle de
champ de 2°. L’angle de champ d’un oculaire peut dépasser 80°. Par
conséquent, pour un oculaire, la correction des aberrations hors-axe
devient prépondérante. En particulier, l'aberration chromatique, qui
doit être corrigée par l'emploi de plusieurs verres.
L’ANATOMIE D’UN OCULAIRE
ANATOMIE D’UN OCULAIRE
•
•
•
Un oculaire est constitué d’une partie métallique lisse appelée
« coulant », qui vient se placer dans le porte-oculaire. Il est utilisé 3
diamètres de coulant :
Le standard japonais 0,9683’’ ou 24,5 mm,
Le standard américain 1,25’’ou 31,75 mm, qui est le plus courant,
Le standard américain 2’’ ou 50,8 mm, qui est moins répandu et est
utilisé pour des oculaires haut de gamme, de longue focale et de
grand champ apparent.
(1)
ANATOMIE D’UN OCULAIRE
Sur le coulant à l’entrée de l’oculaire, on trouve un filetage
permettant de visser des filtres.
Le diaphragme est un trou qui limite volontairement la portion de
l’image observée, car plus on s’écarte de l’axe de l’oculaire, plus
l’image se dégrade. Il délimite donc le champ apparent de
l’oculaire.
Ce diaphragme se situe généralement dans le coulant, mais il peutêtre aussi à l’intérieur de l’oculaire entre deux lentilles, cela dépend
de la formule optique de l’oculaire.
(2)
ANATOMIE D’UN OCULAIRE
(3)
Puis vient le système optique, destiné à agrandir l’image donnée par
l’objectif. La lentille de champ est la première lentille traversée par la
lumière tandis que la lentille d’œil est la dernière lentille traversée par la
lumière.
La pupille de sortie est l’endroit où l’on doit placer l’œil afin d’observer
dans les meilleures conditions de confort.
Le relief d’œil ou relief d’oculaire est la distance qui sépare la dernière
lentille de l’oculaire, de la pupille de sortie. Cette distance est importante
pour les porteurs de lunettes qui ont besoin d’un relief d’œil important.
LES PARAMETRES
GEOMETRIQUES D’UN
OCULAIRE
PARAMETRES GEOMETRIQUES
D’UN OCULAIRE
(1)
Chaque oculaire se caractérise par sa focale f, son champ apparent Ca et
son relief d’œil Ro.
La focale d’un oculaire «f» est la distance qui sépare le centre optique de
la lentille à son foyer, situé sur le plan focal de l’image.
Les focales disponibles sur le marché courant vont de 3 à 50 mm.
Le champ apparent «Ca» est l’angle du champ de l’oculaire. Un angle de
champ de 40° et en dessous donne l’impression désagréable de regarder
dans un tuyau. Un angle de champ apparent de 65° et plus est très
agréable, on n’y voit que le ciel et le bord noir de l’entrée de l’oculaire
n’est quasiment pas visible.
PARAMETRES GEOMETRIQUES
D’UN OCULAIRE
(2)
Le relief d’œil Ro est la distance à laquelle il faut tenir son œil derrière la
lentille de sortie pour obtenir une bonne image. Il est important d’avoir un
relief d’œil de plus de 15 mm pour les porteurs de lunettes et de plus de
10mm pour le confort d’observation
Le grossissement fournit par l’instrument et son oculaire est égal au
rapport de la focale de l’instrument divisé par la focale de l’oculaire :
G = F / f.
PARAMETRES GEOMETRIQUES
D’UN OCULAIRE
(3)
Le champ réel «Cr» observé est la portion du ciel que l’on voit au
travers de l’oculaire. Il est égal au champ apparent de l’oculaire
divisé par le grossissement : Cr = Ca / G.
La pupille de sortie «Ps» est le diamètre du champ lumineux
parallèle à la sortie de l’oculaire. Elle est égale au diamètre de
l’objectif divisé par le grossissement : Ps = D / G. Si la pupille de
sortie venait à être plus grande que le diamètre maximum de la
pupille de l’œil de l’observateur, cela équivaudrait à diaphragmer
l’instrument.
LE GROSSISSEMENT D’UN
OCULAIRE
LE GROSSISSEMENT D’UN
OCULAIRE
(1)




Le grossissement est le rapport entre la focale de l'objectif (F) par la focale
de l'oculaire (f). Il est donné par : G = F/ f. Par exemple, pour une lunette
de 60/800 mm nous avons un grossissement de 40 fois avec un oculaire
de 20 mm (800 / 20), de 64 fois avec un oculaire de 12,5 mm (800 / 12,5)
et un grossissement de 133 fois avec un oculaire de 6 mm (800 / 6).
La luminosité diminuant avec le grossissement, il n'est pas utile de grossir
plus de 2,5 fois le diamètre de l'objectif, c'est-à-dire que pour la lunette de
60 mm d'ouverture le grossissement maximum utilisable est de 60 x 2,5 =
150 fois
Le grossissement équipupillaire, appelé grossissement minimum d'un
instrument, est égal au diamètre de l'instrument divisé par le diamètre de
la pupille de l'œil humain la nuit qui est voisin de 6 mm. Pour un 114 mm,
le grossissement minimum sera donc de 19 fois.
Le grossissement utile, ou résolvant, est celui qui permet de voir à travers
l'oculaire les plus fins détails que l'instrument est capable de restituer. Il est
égal à trois fois le grossissement équipupillaire. Pour un télescope 114mm,
le grossissement résolvant sera donc de 57 fois.
POUVOIR SEPARATEUR
ET OCULAIRE
Le pouvoir séparateur : c'est la capacité de l'instrument à séparer
deux points rapprochés. Plus le diamètre de l'objectif sera grand,
meilleur sera son pouvoir séparateur. Le pouvoir séparateur se
calcule en divisant 120" par le diamètre de l'instrument exprimé
en millimètres. Pour un télescope de 114 mm le pouvoir
séparateur sera donc de 120" / 114 = 1,05". On s'aperçoit ainsi
qu'à grossissement égal entre une lunette de 60 mm et un
télescope de 114 mm, l'image dans le télescope sera presque
deux fois plus détaillée.
LES PRINCIPALES FORMULES
OPTIQUES DES OCULAIRES
LES PRINCIPALES
FORMULES OPTIQUES
DES OCULAIRES
(1)
Ces deux oculaires ont tous les deux 20 mm de focale. Ils donnent
donc le même grossissement.
Le plus petit est un Huygens, avec un champ apparent de 35°. Il ne
comporte que 2 lentilles et coûte environ 40€.
L’autre est un Nagler type II, avec un champ apparent de 82°. Il
comporte 8 lentilles et coûte près de 400€.
Le type d’un oculaire est donc un critère de choix important. Chaque
fabricant possède son type d’oculaire et il est bien difficile de s’y
retrouver. Mais tous dérivent des formules dont nous allons
maintenant examiner les caractéristiques.
LES PRINCIPALES FORMULES
OPTIQUES DES OCULAIRES
(2)
Historiquement les premiers oculaires étaient composés d’une seule
lentille.
Le premier réel développement de l’oculaire date de 1703 avec la
création du premier oculaire à deux lentilles qui porte encore
aujourd’hui le nom de son concepteur : Huygens.
Des évolutions de cet oculaire sont ensuite apparues : notamment
les Ramsden et les Huygens-Mittenzwey. Ces oculaires simples
sont encore aujourd’hui construits soit pour les instruments
d’initiations avec bien souvent des qualités médiocres, soit pour des
instruments professionnels avec des focales inhabituellement
longues.
LES PRINCIPALES FORMULES
OPTIQUES DES OCULAIRES
(3)
Mais contrairement à nos idées reçues, le Huygens avec ses 2 lentilles
reste un des oculaires les mieux corrigé de l’aberration chromatique
latérale !
Ajoutons une lentille en plus dans le Huygens, et l’on obtient le Kellner,
qui est l’oculaire des jumelles à prisme bon marché.
Si l’on met des doublets au lieu de lentilles simples dans le Ramsden,
on obtient le Plössl.
Et si l’on met un triplet plus une lentille simple, on obtient quoi?
L’orthoscopique !
Et si l’on ajoute encore quelques lentilles bien tassées, on obtient l’Erflé
à grand champ pour les militaires !
Tous ces oculaires sont bien adaptés pour nos télescopes d’amateurs et
sont bien corrigés. Faits de lentilles peu nombreuses et minces, ils
transmettent bien la lumière, ne faussent pas les teintes et produisent
peu de reflets.
Mais aux courtes focales, la pupille de sortie est tout contre l’oculaire et
les rend impropres aux grands champs et malcommodes d’utilisation
aux porteurs de lunettes.
LES PRINCIPALES FORMULES
OPTIQUES DES OCULAIRES
(4)
Aussi depuis les vingt dernières années, un marché lucratif s’est créé
autour des oculaires à grand champ apparent. Ils sont utilisables par les
porteurs de lunettes, qui généralement ne sont plus tout jeunes et
présentent l’avantage pour les fabricants d’avoir les moyens de se les
payer !
Ils sont en général au coulant de 2 pouces soit 50,8 mm.
Schéma optique de l’oculaire Nagler type II à 8 lentilles. Les oculaires à courte focale et grand
dégagement sont tous conçus avec un système optique divergent placé loin en amont des éléments
convergents. On reconnaît le groupe divergent (improprement appelé Barlow) intégré à gauche.
LES DOUBLETS OPTIQUES


(1)
Un doublet est un système centré constitué de deux lentilles minces
sur un même axe optique, dont les centres optiques sont séparés
par une distance e. Tout doublet peut être symbolisé par trois
nombres entiers (m, n, p) tels que :
f =e =f’
m n p
Ces chiffres représentent respectivement la proportion entre la
distance focale de la lentille d'œil, la distance entre les deux lentilles
et la distance focale de la lentille de champ. Ainsi, pour un oculaire
(2,3,4), si on prend une lentille d'œil de 1cm de focale, on devra
prendre une lentille de champ de 2cm de focale et on devra laisser
entre elles une distance de 1,5cm.
LES DOUBLETS OPTIQUES
•
•
•
•
•
(2)
Par convention, n est toujours positif, mais m ou p peuvent être
positifs ou négatifs.
Les deux oculaires en doublet, les plus souvent utilisés sont:
l’oculaire de Huygens ou doublet (2, 3, 4) ,
l’oculaire de Ramsden ou doublet (3, 2, 3) .
Les doublets optiques permettent :
L’amélioration du champ,
La compensation des aberrations chromatiques,
La diminution considérable de l’astigmatisme et la courbure de
champ par un choix convenable des courbures des faces des
lentilles.
L’OCULAIRE DE HUYGENS
(1)
L’oculaire de Huygens est une loupe composée de deux lentilles planconvexes, avec les convexités tournées vers l’objet. L’image est
examinée par la plus petite des lentilles située près de l’œil. Le
premier verre, appelé «verre champ» collecte les rayons issus de
l’objectif et les rabat sur le «verre œil». Le champ est ordinairement de
30° à 40°.
Ce type d’oculaire est très utilisé dans les observations qualitatives du
fait de son caractère achromatique. C’est un oculaire très employé
pour les longues-vues et les lunettes astronomiques. Son usage
convient mieux aux instruments ayant un rapport d'ouverture élevé
(supérieur à F/D de 6 ou 8).
L’OCULAIRE DE HUYGENS
(2)
Cet oculaire est dit «négatif», car son foyer objet (A’) est situé en
arrière de la lentille de champ. Le foyer objet se trouve entre la
lentille de champ et la lentille d’œil. Le foyer objet de l’oculaire est
virtuel. L’image finale est donc à l’infini. Comme l’angle
d’observation final est indépendant de la couleur de la lumière
incidente, cet oculaire n’a pas d’achromatisme apparent. Par contre,
il ne permet pas l’utilisation d’un réticule.
L’OCULAIRE DE RAMSDEN
(1)
L’oculaire de Ramsden est une variante de l’oculaire de Huygens.
C’est une loupe composée de deux lentilles plan-convexes non
accolées, disposées de façon à ce que les convexités se regardent.
Dans laquelle f’ + f = 2 e (f’ est la focale du premier verre, f celle du
second, et e la distance qui les sépare). Si le doublet est
symétrique (3, 2, 3, par exemple), il sera donc équipé de deux
lentilles minces identiques. Cette condition évite les aberrations de
chromatisme de grandeur susceptible d'affecter les oculaires.
L’OCULAIRE DE RAMSDEN
(2)
Cet oculaire est dit « positif », car son foyer objet (A’) est situé en
arrière de la lentille œil. Le foyer objet de l’oculaire est dans un
espace réel.
Le champ est ordinairement de 20 à 30°.
L’oculaire de RAMSDEN est souvent utilisé pour observer en même
temps que l’objet, un réticule (traits fins gravés sur une lame de
verre, par exemple).
L’OCULAIRE DE KELLNER
L’oculaire de Ramsden a été amélioré par Kellner en remplaçant la
lentille d’œil par un système à deux lentilles. La lentille de champ
est une lentille plan-convexe en crown (type de verre peu dispersif).
La lentille œil est constituée par deux lentilles accolées, la première
est biconvexe, en crown et la seconde est plan-concave en flint
(type de verre très dispersif), la lumière sort par la surface plane. On
peut ainsi rendre l’oculaire achromatique.
L’OCULAIRE ORTHOSCOPIQUE
(1)
Les oculaires de type Huygens, Ramsden ou Kellner ne sont pas exempts
d'aberrations chromatiques (image irisée, non ponctuelle, etc..) ou de
distorsions, en particulier près des bords où l'image est courbée. Pour
éviter ces défauts M. Abbe (Zeiss) créa les oculaires orthoscopiques (OR),
composé de quatre lentilles.
Dans ce type d’oculaire, la lentille d’œil est plan-convexe, face plane vers
l’œil. La lentille de champ se compose de deux lentilles biconvexes
collées de part et d’autre d’une lentille biconcave
L’OCULAIRE ORTHOSCOPIQUE
(2)
Le champ d’un oculaire orthoscopique est relativement modeste
(40 à 45°), mais donne des images parfaitement nettes jusqu’au
bord de celui-ci. Sa distorsion est extrêmement faible. Un autre
avantage de cet oculaire est sa très faible sensibilité aux reflets
internes. Caractéristique qui était très appréciée avant la
généralisation des traitements antireflets. Par contre le collage du
triplet demande un centrage très soigneux et est d’autant plus
difficile à réaliser que la focale est courte.
Ces oculaires sont universels, excellent aussi bien pour les lunettes
que pour les télescopes.
L’OCULAIRE DE PLÖSSL
Il se compose de deux groupes de lentilles plan-concave et biconvexe se
faisant face. Le champ varie entre 48° et 50°.
La possibilité de le décliner sur toutes les focales et une relative facilité de
fabrication (en évitant le délicat collage du triplet de l’orthoscopique), font
que le Plössl est devenu l’oculaire le plus populaire des dix dernières
années.
Les meilleurs oculaires disposent de formule non symétrique entre les
deux doublets qui le composent alors que les plus simples ont des
formules symétriques qui permettent d’abaisser significativement les coûts
de fabrication.
Les oculaires Plössl sont utilisables avec tous types d'instruments, y
compris ceux à bas rapport F/D.
LES OCULAIRES GRAND CHAMP
(1)
Le premier oculaire à très grands champs (65 à 70°) fut inventé par Erflé en
1917. Cette formule est restée quelque temps secret militaire. Certes, son
champ est étendu, mais les aberrations restent assez élevées, c’est
pourquoi il n’existe quasiment qu’en longue focale.
En 1982, Al Nagler révolutionne le marché des oculaires en créant un
oculaire avec un champ apparent de 82°, alors qu’un simple Plössl de base
ne couvre que 50°. Tous les fabricants s’engouffrent alors dans ce créneau
de marché fort lucratif.
En effet, pour un télescope de 1000 mm de focale muni d'un oculaire de 26
mm de focale, on aura un grossissement de 38 fois. Avec notre oculaire
Plössl de 50 degrés divisé par 38 fois, on obtient un champ réel de 1,3
degrés. Si on remplace notre oculaire de base par un Nagler, on obtiendra
un champ de 2,1 degrés.
LES OCULAIRES GRAND CHAMP
(2)
Mais on calcule facilement qu'il est possible d'obtenir le même champ de
1,3 degrés avec un oculaire Nagler de 16mm grossissant 63 fois !
(1000mm divisé par 16mm égal environ 63 fois, 82 degrés divisé par 63
égal environ 1,3 degrés ).
La formule d’un oculaire de type Nagler inclue un doublet négatif d’entrée
qui joue le rôle d’une lentille de Barlow, lui permet à la fois de rester
performant avec de faible rapport F/D et de compenser la courbure de
champs sans augmentation notable de l’astigmatisme. Par contre, cet
oculaire présente une forte aberration de sphéricité de la pupille de sortie
induisant des effets «d’ombres volantes» en observation diurne. Ce
phénomène qui n’est sensible qu’à partir des focales moyennes, a été
réduit sur les dernières versions
LES OCULAIRES GRAND CHAMP
(3)
Les oculaires Lanthanum ne constituent pas à proprement parler un type
d’oculaire. Il s’agit en fait d’un Plössl sur lequel a été incorporé une mini
lentille de Barlow spécifique à chaque focale de la gamme (un peu comme
sur les Nagler). Ce qui permet de garder l’avantage d’un bon rejet de la
pupille de sortie sur toute la gamme de focale. Le verre au lanthane est un
verre a fort indice de réfraction, souvent utilisé sur les courtes focales afin
d’éviter de polir avec des courbures excessives. Ce verre est utilisé en
optique depuis quelques dizaines d’années.
L’utilisation d’oculaire grand champ apporte certes un grand confort
d’utilisation, mais est-elle indispensable pour nos activités d’observation?
Rien n’est moins sûr, car il est démontré que l'œil humain voit moins les
détails lorsqu'il reçoit trop d'informations visuelles. Ainsi, un observateur de
planètes ou d'étoiles doubles aura raison de préférer un oculaire
orthoscopique ou un Plössl de 30 ou 40 degrés de champ, qui cadrera ses
objets préférés sans le distraire.
LES PRINCIPALES
ABERRATIONS OPTIQUES
DES OCULAIRES
Les principales aberrations
L’aberration chromatique latérale
L’aberration chromatique latérale ou aberration chromatique de
grandeur, fait apparaître des bandes colorées autour des objets et
d’autant plus que l’on s’éloigne de l’axe optique.
Pour un rayon lumineux poly-chromatique, l’épaisseur de la lentille
traversée se comporte comme un prisme M’MS. Or l’indice du
prisme variant avec la longueur d’onde, la composante bleu du
rayon est plus déviée vers la base que la composante rouge.
Les principales aberrations
L’aberration de coma
L’aberration de coma est une distorsion dans laquelle l'image d'une étoile
n'est pas un point, mais prend la forme d'une comète, d'où son nom.
Le schéma de gauche montre la coma d’une lentille pour un objet situé
hors axe optique. Les rayons parallèles qui ne sont pas dans l'axe optique
de la lentille ne convergent pas tous en un même point sur le plan focal.
Les rayons qui passent sur les bords de la lentille peuvent être focalisés
plus loin ou plus près de l'axe optique que ceux passant au centre de la
lentille. On parle respectivement de coma positive et de coma négative.
L’image de droite montre la forme en Vé caractéristique de cette aberration
optique.
Les principales aberrations
L’aberration de sphéricité
(1)
L’aberration de sphéricité provient du fait que les rayons lumineux
provenant du bord et du centre d’une lentille, ne se focalisent plus au
même endroit sur le plan focal. L'image d'un point devient donc une tache
floue.
Les lentilles sont souvent taillées par les fabricants avec des formes
sphériques, qui sont les plus simples à tailler et à polir. Mais cette forme
n'est pas la forme idéale pour réaliser une lentille.
L’aberration sphérique de la pupille de sortie entraine un glissement de
position de la pupille de sortie au fur et à mesure que le champ apparent
s’élargit.
Les principales aberrations
L’aberration de sphéricité
(2)
Ce phénomène deviendra d’autant plus sensible que le champ
apparent s’élargira et que la focale sera élevée.
Comment se manifeste cette aberration ? L’observateur aura des
difficultés à positionner son œil pour englober tout le champ et
pourra s’étonner de voir des zones sombres mobiles lorsque le
regard se promènera sur le champ apparent ! Ce phénomène est
appelé « ombres volantes ». Il est particulièrement visible en
observation diurne du fait de la diminution du diamètre de la pupille
de l’œil qui ne permettra plus d ’intercepter l’intégralité de la pupille
de sortie.
Cette aberration peut être minimisée en utilisant des lentilles
asphériques paraboloïdes, qui font converger par définition des
rayons parallèles en un point focal.
Les principales aberrations
L’astigmatisme
Dans la pratique, la symétrie axiale
(horizontale et verticale) d’une
lentille optique n’est pas parfaite. Si
la distance focale d’une lentille
dépend de son indice de réfraction,
elle dépend également de son
rayon de courbure. S’il n’est pas
parfaitement homogène, la focale
ne le sera pas non plus.
Les images situées en dehors de l'axe de l'objectif traversent la/les
lentilles et forment deux images, une sagittale (S1) et l’autre
tangentielle (T2). L'astigmatisme correspond à la distance séparant
ces deux nappes de points. L'image la moins floue est située entre ces
deux nappes de points. L'astigmatisme détériore les points images loin
de l'axe. C'est l'aberration ennemie des grands angulaires. Mais nos
oculaires modernes sont calculés et fabriqués selon des procédés de
haute précision (laser) et sont quasiment exempts d'astigmatisme.
Les principales aberrations
La courbure de champ
(1)
La forme naturelle d'une image produite
par une lentille est courbe, comme la
surface de la lentille est elle-même
courbe. On parle d’aberration de
courbure de champ. Cette aberration fait
que si une image au milieu est nette,
ses bords seront flous. Si l’on fait la
mise au point pour avoir des bords nets, ce sera le centre de l’image qui
sera flou.
Les aberrations d’astigmatisme et de courbure de champ sont
généralement inversement liées. La plupart des constructeurs préfèrent
un champ plan mais acceptent par conséquent un léger astigmatisme
résiduel.
Cependant, il faut savoir qu’une légère aberration de courbure de champ
sera compensée par l’accommodation oculaire de l’observateur (la
puissance
nécessaire
de
l’accommodation
sera
inversement
proportionnelle à la longueur focale de l’oculaire, ce qui signifie que plus
la longueur focale de l’oculaire sera grande, moins l’œil aura à faire
d’effort d’accommodation pour une courbure de champs donnée).
Les principales aberrations
La distorsion
La distorsion correspond à une déformation géométrique de l’image. Par
exemple l’image d’un carré sera incurvée (distorsion en barillet) ou
bombé (distorsion en coussinet). La distorsion peut être gênante lors de
la présence de lignes droites (cas de la photographie d’architecture) où la
moindre déformation saute aux yeux. Mais elle devient très peu visible
dans le cas de l’observation astronomique. Par contre, si des mesures de
position (astrométrie) sont nécessaires, une bonne correction de la
distorsion devient impérative afin de ne pas fausser ces mesures.

LES OCULAIRES SPECIAUX
LA LENTILLE DE BARLOW
(1)
La lentille de Barlow est un dispositif optique divergent imaginé par le
physicien anglais Peter Barlow, qui allonge la distance focale d’un
objectif. En fait, elle est couramment composée par un doublet (2
lentilles) et parfois par un groupe de 3 lentilles (Barlow
apochromatique).
Elle est principalement caractérisée par sa distance focale qui est
négative et par le grandissement pour lequel elle a été conçue. On
dégrade la qualité des images si on l'emploie pour un grandissement
différent (voir calcul, ci-après).
LA LENTILLE DE BARLOW
(2)
Quant on met une Barlow (B) à un distance Z du foyer (F) celui-ci
se déplace à F', si le coefficient est de 2 x la focale est doublée.
F = focale de la Barlow
C = coefficient multiplicateur
L = distance lentille foyer résultant (F')
Z = distance lentille foyer de l'instrument (F)
Calcul du coefficient multiplicateur : C = (L/F) + 1
La longueur L = F x (C-1)
La longueur Z = F x [(C-1) / C]
LA LENTILLE DE BARLOW
EXEMPLE PRATIQUE
Ma lentille de Barlow a une focale de 113,4 mm et un
grossissement de 2 fois. L est égal à 113,4 mm.
Je veux avoir un coefficient de 2,5.
Pour connaître le tirage T supplémentaire à appliquer je fais le
calcul suivant :
T = [F x (C-1)] - F ou en clair [113.4 x (2,5 -1)] – 113,4 = 56,7 mm.
Donc il faut mettre un tube allonge de 56,7 mm en plus pour avoir
un coefficient de 2,5.
LES REDUCTEURS DE FOCALE
Tout comme la lentille de Barlow, c’est accessoire permet de modifier la
longueur focale de votre tube optique, et donc le rapport F/D (ou rapport
d’ouverture) de votre télescope.
Cette fois-ci, à l’inverse de la Barlow qui sert à grossir l’image au détriment
de la luminosité, le réducteur de focale permet de réduire la focale de votre
télescope, donc d’en ouvrir le champ et d’en accroître sa luminosité.
LES OCULAIRES A FOCALE
VARIABLE

Les oculaires à focale variable ou zoom n’ont pas une
très bonne réputation sur leur qualité optique. Le
défaut le plus rédhibitoire est certainement la variation
du champ apparent au cours du zooming : celui-ci est
minimal à la plus longue focale (environ 35°) pour
s’élargir à une valeur plus raisonnable à la plus courte
focale (45-50°). Mais l’inverse serait plus tolérable
avec un grand champ au faible grossissement. Seuls
les oculaires de ce type se détachent du lot : le Varioocular de Zeiss ou le Nagler zoom de Tele Vue par
exemple, qui possèdent un champ constant de 50° et
une excellente qualité. Dans ces conditions, quel
confort de pouvoir adapter son grossissement
instantanément !
LES CORRECTEURS
D’ASTIGMATISME
Pour terminer cette description des oculaires spéciaux, étant moimême porteur de lunettes, il me faut mentionner un accessoire
d’oculaire assez original, inventé par Al Nagler. Le correcteur
d’astigmatisme est une lentille additionnelle qui corrige cette
déformation de la cornée et nous permet de réaliser les observations
à l’œil nu. Cette lentille correctrice est intégrée dans un support
pouvant être mis en rotation après fixation sur les oculaires.
LES CRITERES DE CHOIX
D’UN OCULAIRE
CRITERES DE CHOIX D’UN
OCULAIRE
•
•
•
•
•
Le choix d’un oculaire dépend
de plusieurs critères qui sont
par ordre d’importance :
L’adéquation entre le prix de
l’oculaire et le budget de
l’amateur,
La conception optique de
l’oculaire,
La qualité optique du verre
utilisé (dont dépendent les
aberrations résiduelles),
La distance focale, qui découle
du grossissement recherché,
L’encombrement et le poids de
l’oculaire.
CHOISIR SES OCULAIRES
•
•
•
•
Dans un article pour Astrosurf, Patrick Sogorb (créateur et président
d’honneur de notre club QUASAR 95) nous donnait les conseils suivants sur
le nombre d’oculaire que nous devions avoir :
Un premier donnant un grossissement proche du grossissement minimum,
pour l’observation du ciel profond, soit f oculaire = 5 à fois F/D.
Un second permettant l’observation planétaire. Il aura une focale oculaire
proche de f = F/D.
Il peut être ensuite, utile de compléter ces deux oculaires par un troisième
donnant un grossissement encore supérieur, à ne sortir pour l’observation
planétaire, que lorsque la turbulence est particulièrement faible. Il aura une
focale oculaire f = 0,7 fois F/D.
On pourra compléter cette gamme par un oculaire donnant un
grossissement double du grossissement minimum pour l’observation du ciel
profond sur des objets de petites tailles et plus brillants (galaxies vues par la
tranche, amas globulaire ou nébuleuses planétaires). Il aura une focale
oculaire f = 2,5 fois F/D.
Il faut savoir que ces valeurs de focales sont «indicatives» et peuvent être
retouchées à quelque chose près selon les oculaires existants. Par exemple
si vous avez calculé que vous voudriez un oculaire de 20 mm mais que
seuls des oculaires de 22 mm sont disponibles, le résultat sera très proche.