Caractéristiques technologiques des jumelles

Quels sont les différents types de jumelles ?

Qu'est-ce que le grossissement ?

Pourquoi une image grossie est-elle plus facile à voir ?

Pourquoi le champ visuel est-il différent selon le type de jumelles ?

Pourquoi certains types de jumelles sont-ils plus lumineux que d'autres ?

Comment peut-on voir les différences dans la qualité de l'image ?

Pourquoi les jumelles IS de Canon sont-elles uniques ?

Quels sont les différents types de jumelles ?

L'invention des jumelles remonte à 400 ans. Aujourd'hui, plusieurs centaines de modèles de jumelles sont fabriqués et vendus dans le monde. Bien que les jumelles actuelles aient gardé le même concept de base, à savoir nous permettre de voir des images agrandies, il en existe deux types : les jumelles à prismes et les jumelles de Galilée.

  • Jumelles à prismes
    La majorité des jumelles vendues de nos jours sont équipées d'objectifs et d'oculaires constitués de lentilles convexes. On les appelle jumelles à prismes car elles intègrent des prismes visant à « redresser » les images inversées.

    Prismes de Porro
    Lorsqu'elle passe dans les prismes de Porro, la lumière suit une trajectoire en forme de « Z » avant d'atteindre l'œil.

    Prismes en toit
    Par contre, lorsque les jumelles sont équipées de prismes en forme de toit, appelés prismes en toit (ou Dach, toit en allemand), la lumière suit une trajectoire directe. Ceux-ci conviennent parfaitement à la fabrication de jumelles compactes.
  • Jumelles de Galilée
    Ce type de jumelles est conçu selon le principe des télescopes construits par Galilée au 17e siècle. Les oculaires étant constitués de lentilles concaves, les prismes ne sont plus nécessaires pour redresser les images. Connues également sous le nom de jumelles de théâtre, elles sont idéales pour regarder les objets qui ne se trouvent pas trop loin.

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Qu'est-ce que le grossissement ?

Le grossissement correspond au rapport entre la taille d'un objet observé à l'œil nu et celle d'un objet observé avec des jumelles. Par exemple, un objet observé avec des jumelles à grossissement 10x semblera 10 fois plus grand qu'à l'œil nu. Plus concrètement, cela revient à dire qu'avec des jumelles, un objet situé à 100 m semblera se trouver à 10 m de distance.

Le grossissement d'un téléobjectif d'appareil photo de 1 000 mm de focale sera 5 fois supérieur à celui d'un 200 mm. Il en va de même pour les jumelles : un objet observé avec des jumelles à grossissement 20x sera 4 fois plus gros qu'avec des jumelles à grossissement 5x. Ces deux systèmes se différencient cependant sur un point. Un téléobjectif doit être suffisamment large pour former une image adaptée à l'ouverture de l'appareil photo, tandis que les jumelles se limitent à former une image pouvant couvrir le diamètre de l'iris de l'œil humain, relativement plus petit. Ainsi, pour obtenir un grossissement équivalent à celui de jumelles 12x, il faut un téléobjectif de 700 ou 800 mm placé sur un appareil photo réflex à un seul objectif de 35 mm.

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Pourquoi une image grossie est-elle plus facile à voir ?

On entend par pouvoir de résolution la faculté qu'ont les jumelles de nous permettre de distinguer des détails. Étant donné la surface unitaire réduite des cônes, cellules visuelles de la rétine de l'œil humain, l'entraînement physique n'augmentera pas le pouvoir de résolution de l'œil au-delà d'une certaine limite. La seule solution est d'utiliser des jumelles de qualité. Ainsi, des jumelles à grossissement 10x multiplient le pouvoir de résolution de l'œil par 10.

En réalité, toutes les jumelles n'offrent pas le taux de grossissement et de résolution indiqués dans leurs caractéristiques. Des aberrations trop nombreuses altèrent leur pouvoir de résolution. D'autre part, quelle que soit la qualité optique des jumelles, les vibrations des images dues au tremblement des mains diminuent également le pouvoir de résolution. Ces vibrations sont d'autant plus importantes que le grossissement est élevé. Pour cette raison, il est généralement déconseillé de tenir des jumelles à grossissement supérieur à 10x à la main. Canon a résolu ce problème en appliquant aux jumelles la technologie optique de pointe auparavant développée pour les objectifs d'appareils photo. Outre le doublet à champ plat, les verres UD et les lentilles asphériques, Canon a intégré le stabilisateur d'image optique dans les jumelles de la gamme IS, ce qui a permis d'éliminer le tremblement des mains. Grâce à ces technologies, chaque plume d'un oiseau observé avec des jumelles Canon est d'une netteté et d'une clarté absolues.

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Pourquoi le champ visuel est-il différent selon le type de jumelles ?

La construction optique varie en fonction du modèle de jumelles. Par conséquent, à grossissement égal, chaque paire de jumelles offre un champ visuel différent. Le champ visuel est l'étendue observée dans les jumelles. Pour observer des oiseaux en forêt par exemple, il est préférable de disposer d'un champ visuel large.

  1. Champ visuel réel
    Il s'agit du champ angulaire observé et calculé à partir du centre des objectifs des jumelles, il s'exprime en degrés (angulaires). Plus le grossissement est faible, plus le champ visuel réel est large, et inversement, un grossissement plus fort donne un champ visuel plus étroit. Par conséquent, les champs visuels réels de jumelles à grossissement différent ne sont pas comparables.
  2. Champ visuel apparent
    Le champ visuel apparent s'obtient en multipliant le champ visuel réel par le grossissement. Par exemple, si des jumelles à grossissement 10x ont un champ visuel réel de 5°, leur champ visuel apparent est de 50°. Cette valeur correspond au champ visuel effectivement observable dans les jumelles et peut être comparée d'une paire de jumelles à l'autre, même si leurs grossissements sont différents. En général, les champs visuels apparents supérieurs à 65° sont considérés comme étant des champs larges.
    Champ visuel apparent = grossissement x champ visuel réel

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Pourquoi certains types de jumelles sont-ils plus lumineux que d'autres ?

La luminosité varie d'un modèle de jumelles à un autre et dépend de leur coût et de leur taille. Il existe ainsi plusieurs indices de luminosité selon les besoins des utilisateurs.

  1. Pupille de sortie
    La pupille de sortie est le cercle lumineux que l'on peut voir sur les oculaires en les regardant à environ 25 cm de distance. Son diamètre, exprimé en millimètres, s'appelle l'ouverture de la pupille. Plus celui-ci est important, plus l'image obtenue dans les jumelles est lumineuse. Le taux de luminosité correspond au carré de l'ouverture de la pupille de sortie.

    La pupille de l'œil humain s'ouvrant de 2 à 3 mm maximum en plein jour, les pupilles de sortie des jumelles devraient mesurer 3 mm environ pour une utilisation dans les mêmes conditions. La nuit par contre, nos pupilles se dilatent. Les jumelles destinées à un usage nocturne doivent donc être dotées de larges pupilles de sortie,
    ce qui les rend malheureusement plus lourdes et plus encombrantes.
  2. Ouverture effective de l'objectif
    On entend par ouverture effective de l'objectif le diamètre de l'objectif par lequel entre la lumière. A grossissement égal, plus l'ouverture effective de l'objectif est grande, plus l'image obtenue est lumineuse. C'est le même principe qu'avec un téléobjectif pour appareil photo de diamètre très large. Les trois éléments mentionnés ci-dessus sont liés par l'équation suivante :

    Ouverture de la pupille de sortie = ouverture effective de l'objectif x grossissement

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Comment peut-on voir les différences dans la qualité de l'image ?

Les jumelles idéales sont celles qui vous font oublier que vous utilisez des jumelles. Si vous achetez une paire de jumelles à champ large offrant une qualité d'image supérieure (à savoir sans grande différence avec l'observation à l'œil nu), vous apprécierez leur confort d'utilisation, même après plusieurs heures d'utilisation. Certaines personnes se trompent en affirmant qu'il importe peu que les bords de l'image soient flous puisque le regard est concentré au centre de celle-ci. Normalement, les images projetées par la rétine sont exemptes d'aberration. Dès lors qu'une image est floue, notre cerveau tend à l'ignorer. Si vous essayez d'ignorer les images floues pendant longtemps, vous risquez de vous fatiguer, voire de vous sentir mal. Il est très difficile de déterminer la qualité d'image offerte par des jumelles uniquement à partir de leurs caractéristiques. La méthode la plus sûre et la plus facile est donc de les essayer. Si vous désirez acheter une paire de jumelles, posez-vous les questions suivantes.

  1. Voyez-vous une ou deux images ?
    Les jumelles sont constituées de deux systèmes optiques parallèles. Ils peuvent cependant être décalés s'ils n'ont pas été parfaitement alignés lors de la fabrication ou s'ils ont subi un choc lors du transport et, le cas échéant, vous verrez deux images. Même si vous immobilisez les jumelles, les lentilles auront tendance à glisser avec de légères secousses. Il est déconseillé d'acheter de telles jumelles.
  2. L'image est-elle bien nette ?
    Observez les lettres d'une affiche ou les petites branches d'un arbre et assurez-vous qu'elles sont parfaitement nettes. Vérifiez également que, de nuit, les lumières ou les étoiles ne sont pas floues, et que les images ne sont pas déformées. Vous pourriez éprouver des difficultés à évaluer la qualité de l'image en essayant une seule paire de jumelles. Essayez-en plusieurs et vous verrez la différence.
  3. Les couleurs semblent-elles mélangées ou ternes ?
    Si vous observez un objet blanc et que vous voyez apparaître une frange aux couleurs de l'arc-en-ciel sur le contour, il y a une aberration chromatique. Ce phénomène, qui altère la qualité de l'image, est courant avec des jumelles à grande ouverture et à fort grossissement. Les couleurs peuvent également être altérées à cause du type de verre utilisé et du traitement de surface appliqué aux lentilles. Pour vous assurer que ce n'est pas le cas, pointez vos jumelles sur un sujet blanc et vérifiez sa couleur. Pour éviter que les couleurs ne ternissent, Canon a opté pour le verre UD (15x50 IS TOUS TEMPS, 18x50 IS TOUS TEMPS) utilisé dans les objectifs de la gamme EF, reconnus pour leur qualité optique exceptionnelle. Par ailleurs, l'application du traitement « Super Spectra Coating » garantit des images nettes et lumineuses.
  4. L'image est-elle tout à fait claire ?
    Afin de répondre à la demande des consommateurs, de plus en plus de jumelles à champ large sont fabriquées. Dans certains cas toutefois, les jumelles ont été « contraintes » d'offrir un champ visuel plus large, ce qui a provoqué une diminution de la qualité du pourtour de l'image. Souvent, la courbure de champ en est à l'origine. Pour vous en assurer, dirigez les jumelles sur un mur, effectuez la mise au point sur un objet simple, puis vérifiez si l'image est claire dans l'ensemble. Si la courbure de champ est importante, le pourtour de l'image sera flou. Un bon conseil, n'achetez pas de telles jumelles. Afin de réduire la courbure de champ, Canon a équipé ses jumelles de lentilles à champ plat et de lentilles asphériques. Les jumelles Canon vous garantissent donc une qualité d'image parfaite.
  5. L'image est-elle déformée ?
    Lorsque vous regardez un immeuble avec des jumelles, il arrive parfois que les lignes verticales des fenêtres ou des briques semblent incurvées sur le pourtour de l'objectif. Il s'agit du phénomène de distorsion. Lorsque la distorsion est forte, non seulement les objets sont déformés mais en outre, dès que vous bougez les jumelles, l'image semble onduler, ce qui est très désagréable. Canon est parvenu à corriger la distortion en intégrant dans ses jumelles des lentilles asphériques de haute précision.

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Pourquoi les jumelles IS de Canon sont-elles uniques ?

Grâce à son stabilisateur d'image d'une performance inégalée, Canon est parvenu à éliminer la « vibration des images », l'un des problèmes majeurs rencontrés par les utilisateurs de jumelles.
Lors d'événements sportifs ou de concerts, qui ne s'est jamais heurté à l'inutilité des jumelles tant les images obtenues bougeaient ? La vibration des images est l'un des principaux griefs des utilisateurs. Plus le grossissement est élevé, plus les vibrations sont fortes. En général, il est conseillé de ne pas faire une utilisation prolongée de jumelles à grossissement supérieur à 10x. Autrefois, le recours au trépied était la meilleure solution, mais cet outil encombrant ne pouvait être utilisé partout. Même si, pour les observateurs d'oiseaux par exemple, l'idéal est une paire de jumelles à grossissement 10x, ceux-ci préfèrent se limiter à un grossissement 7x ou 8x parce qu'ils se déplacent beaucoup.

Canon est le premier fabricant au monde à avoir intégré un stabilisateur d'image optique de type actif dans les jumelles de la gamme IS. Le tremblement des mains est éliminé grâce deux prismes à angle variable contrôlés par un microprocesseur. Par conséquent, même avec un grossissement supérieur à 10x, vous n'avez plus besoin de trépied et vous pouvez même utiliser vos jumelles dans un véhicule en mouvement ! Les jumelles de la gamme IS étant plus légères et permettant de réduire la fatigue oculaire, elles peuvent être utilisées plus longtemps.

Champ visuel élargi et qualité d'image supérieure grâce au doublet à champ plat.
Il importe de veiller à la qualité de l'image sur les bords du champ lorsque vous choisissez des jumelles. L'utilisation prolongée de jumelles offrant une mauvaise qualité d'image peut être source de fatigue et d'inconfort. Les jumelles de la gamme IS sont les premières au monde à être équipées d'un doublet à champ plat. Cette conception optique de Canon, composée de deux lentilles à champ plat, est habituellement réservée aux jumelles haut de gamme. Ce doublet permet d'obtenir une largeur de champ de 67° et une netteté d'image exceptionnelle (les modèles 12x36 IS, 15x50 IS TOUS TEMPS et 18x50 IS TOUS TEMPS en sont équipés).

Légères et étanches : idéales pour une utilisation extérieure.
L'oiseau que vous observiez de loin s'approche soudain de vous. La mise au point doit donc se faire sur une distance plus courte. En général, plus le grossissement des jumelles est élevé, plus la distance de mise au point est grande. Combien de fois vous est-il arrivé de devoir observer des sujets à l'œil nu parce que la mise au point n'avait pas été assez rapide ? Par ailleurs, lorsque vous observez les oiseaux, vous ne cessez de vous déplacer en portant des jumelles, c'est pourquoi il importe qu'elles soient légères.

Malgré leur stabilisateur d'image et leur fort grossissement, les jumelles 10x30 IS de Canon ne pèsent que 600 g. Si vous considérez en outre qu'il ne vous est plus nécessaire de transporter un trépied (d'environ 1 kg), la différence de poids est considérable. Quant aux jumelles 15x50 IS TOUS TEMPS et 18x50 IS TOUS TEMPS, elles sont dotées d'un revêtement hermétique permettant leur utilisation en extérieur, même sous les plus fortes pluies. Elles conviennent à TOUTES les conditions météo. Les jumelles 12x36 IS, pour leur part, sont étanches et donc idéales par temps de bruine. Même mouillé, leur revêtement en caoutchouc garantit une prise en main sûre.

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Caractéristiques technologiques des jumelles

Caractéristiques des différents systèmes de stabilisation d'image

Actuellement, trois fabricants, dont Canon, proposent des jumelles équipées de stabilisateurs d'image.
  1. Stabilisation via prismes à angle variable
    Cette technologie utilise deux capteurs qui détectent les vibrations horizontales et verticales. Montés dans les barillets gauche et droit, ces deux prismes à angle variable sont contrôlés par un microprocesseur de manière à régler instantanément l'angle de réfraction de la lumière. Les jumelles de la gamme IS de Canon sont équipées de ce système.

    Avantages : forme compacte ; légèreté ; stabilisation immédiate de l'image dès l'activation du stabilisateur optique (par simple pression du bouton) ; stabilité de l'image même pendant des mouvements latéraux.
    Inconvénient : piles requises.
  2. Système gyroscopique
    Un gyroscope mû par un moteur à haute vitesse est fixé à un prisme. Quelle que soit l'importance des vibrations, l'image reste stable. Les modèles Fujinon Stabiscope S1240 et S1640 sont équipés de ce système.

    Avantage : résistance extrême aux tremblements ou vibrations importantes.
    Inconvénients : délai d'une minute pour la montée en régime du moteur à 12 000 tours/minute ; poids assez élevé ; image instable pendant les mouvements latéraux, le système ne faisant pas la différence entre ces mouvements et les vibrations ; piles requises.
  3. Système mécanique
    Les prismes sont montés dans un système de suspension à cardan qui les empêche de bouger, quelle que soit l'intensité des vibrations. Les jumelles professionnelles 20x60S de Zeiss sont équipées de ce système.

    Avantages  : ce système étant mécanique, il ne nécessite pas de piles ; stabilisation immédiate de l'image dès activation du stabilisateur optique (par simple pression du bouton).
    Inconvénients  : poids assez élevé ; image instable pendant les mouvements latéraux, le système ne faisant pas la différence entre ces mouvements et les vibrations.

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