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- Compléments de Physique

ensavoirplusDiaphragme d'ouverture - Pupilles

Auteur: Benjamin Mollier

Dans les quelques pages à venir, nous allons rentrer dans des détails un peu plus techniques. Je les donne pour satisfaire la curiosité du lecteur, mais ils ne rentreront pas aux programmes de l'examen.

definitionDiaphragme d'ouverture

Considérons un instrument possédant un certain nombre de lentilles. Faisons avec l'image d'un point A situé sur l'axe optique.

Diaphragme d'ouverture
instru-lunette-champ1.png
La lentille M_3 est celle qui limite le plus la taille du faisceau. Le faisceau rouge, prenant appui sur la monture M_1 est vignété par M_3. Le faisceau bleu, prenant appui sur la monture M_2 est vignété par M_1 et M_3. La lentille M_3 joue le rôle de diaphragme d'ouverture.
Crédit : ASM/B. Mollier

Ce point émet un faisceau lumineux. Certains rayons de ce faisceau ressortiront de l'instrument, d'autres seront interceptés par la monture d'une des lentilles.

Pour connaître la quantité de lumière qui ressort de l'instrument, il faut chercher la monture qui limite la taille du faisceau (sur notre image, c'est la monture M_3).

On nommera cette monture diaphragme d'ouverture.

exempleExemples de diaphragme d'ouverture

Sur une lunette et un télescope, où on cherche à avoir le plus de lumière, on construit l'instrument de telle sorte que le diaphragme d'ouverture soit la première lentille (ou le miroir primaire). Comme c'est l'optique la plus grande, il serait dommage qu'elle ne serve à rien si c'est une autre monture plus petite qui joue le rôle de diaphragme d'ouverture.

En photographie, la problématique est différente. L'ouverture étant liée au temps de pose et à la profondeur de champ, on cherche à la contrôler en fonction de l'effet recherché. C'est donc un diaphragme physique, avec un diamètre ajustable, placé dans l'objectif, qui servira de diaphragme d'ouverture.

definitionPupille d'entrée, pupille de sortie

Pour rechercher quelle monture limite la largeur de notre faisceau, une méthode consiste à rechercher l'antécédent de ces montures par rapport à toutes les précédentes.

Un rayon qui passera chacun des conjugués m_k traversera toutes les montures réelles M_k. Trouver le diaphragme d'ouverture M_k revient à chercher le conjugué m_k dont le diamètre est le plus petit.

Pupille d'entrée
instru-lunette-champ2.png
On cherche les antécédents des montures M_2 à travers M_1 et M_3 à travers M_2 et M_1. M_1 est son propre antécédent. On cherche ensuite lequel de ces antécédents limite le plus le faisceau issu de A. Ici, c'est m_3. m_3 est appelé pupille d'entrée, et son image M_3 est appelée diaphragme d'ouverture.
Crédit : ASM/B. Mollier

Ici, c'est m_3. m_3 est appelé pupille d'entrée et M_3 diaphragme d'ouverture.

remarqueRemarque

La pupille d'entrée est le conjugué du diaphragme d'ouverture dans l'espace objet.

De la même manière, on définit la pupille de sortie comme étant le conjugué du diaphragme d'ouverture dans l'espace image.

Pour profiter pleinement d'un instrument, il faut que la pupille de sortie et la pupille de l'oeil soient confondues.

Ce n'est pas nécessairement une lentille qui joue le rôle de diaphragme d'ouverture. Ça peut-être un vrai diaphragme, comme dans le cas de l'appareil photo.

On peut également placer un vrai diaphragme physique, en entrée, pour jouer le rôle à la fois de diaphragme d'ouverture et de pupille d'entrée. (En effet, s'il est placé en amont de la première lentille, il est son propre antécédent).

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