La biloupe

Je me suis posé le problème de l'examen avec les deux yeux et avec un grossissement suffisant d'une diapositive en couleur 24 x 36. Ce problème est insoluble à l'aide d'une seule lentille, il faudrait que cette lentille soit corrigée de toutes les aberrations y compris l'aberration chromatique, ce qui est hors de question vu le diamètre nécessaire.

Il faut donc deux systèmes optiques, un par oeil.

D'abord une observation. L'oeil ne juge pas du grossissement en mesurant les dimensions de l'image. On a dit souvent mais on ne le répétera jamais assez, que l'oeil n'est pas un instrument de mesure. Il n'est outillé d'aucune faculté lui permettant de mesurer une longueur, il lui est donc physiologiquement impossible de faire cette mesure. L'oeil juge du grossissement en comptant le nombre de détails qu'il perçoit. Remarquons aussi que...

D'une part il existe un certain nombre de détails perceptibles sur une diapositive. D'autre part l'acuité visuelle de l'oeil est extraordinairement importante : la finesse de cette acuité a toujours rempli d'étonnement les physiologistes qui l'ont étudiée et ils ne sont pas près d'expliquer les raisons de cette acuité. Pourtant elle a une limite.

Pour donner à l'oeil une satisfaction totale, il faudra seulement mais il faudra, que l'oeil puisse percevoir la totalité des détails présents sur la diapositive.

L'acuité de l'oeil étant dépassée quand il observe une diapositive 24 x 36 sans aucun grossissement optique artificiel, il sera nécessaire d'utiliser un instrument. Cet instrument devra posséder deux qualités conjuguées indispensables l'une comme l'autre.

Son pouvoir grossissant devra être suffisant pour que tous les détails soient perçus ou plutôt perceptibles et, condition non moins nécessaire, il faut que les qualités optiques de l'instrument soient suffisantes pour que ces détails apparaissent avec toute leur netteté sans qu'il y manque rien.

Il n'est pas nécessaire à priori que la vision soit binoculaire, je me suis cependant imposé cette condition pour des raisons psychologiques évidentes. Appelez cela "recherche du confort" si vous voulez.

Mais s'imposer cette troisième condition c'était jouer la difficulté. Construire une bonne loupe monoculaire n'aurait pas présenté de problème nouveau, d'ailleurs il n'en manque pas d'excellentes dans le commerce. Un instrument binoculaire pose, au contraire, des problèmes optiques difficiles et qui n'étaient pas encore résolus quand je me suis mis au travail.

J'ai d'abord tracé l'épure en supposant deux oculaires corrigés et un système de miroirs dont un semi-transparent. Je suis arrivé rapidement à la certitude que je ne pourrais pas par ce procédé, aboutir à une distance focale assez courte pour un grossissement dépassant 2x, ce qui est insuffisant. Pendant ce temps les ingénieurs de la maison Lumière faisaient la même épure que moi, mais en gardant le secret sur leurs études. Cette étude de la maison Lumière devait aboutir à la construction en série du Diaposcope lancé à peu près en même temps que ma biloupe. Lumière a accepté cette solution à miroir, que moi j'ai écartée. L'idée m'est venue que le chemin optique dans l'air était différent du chemin optique dans le verre. En faisant traverser par les rayons une grande épaisseur de verre, je pouvais raccourcir la distance focale tout en respectant les conditions d'encombrement impératives posées par la disposition du visage. Cette épaisseur de verre m'a aussi été utile pour faciliter la construction du système optique en me souvenant d'un principe bien connu depuis longtemps mais qu'on ne trouve décrit, je ne sais pourquoi, dans aucun traité d'optique (à part mon manuel de taille et polissage). Voici ce principe énoncé rapidement.

Soit une lentille pl-convexe (fig:l) assez épaisse pour que le centre de courbure du dioptre sphérique se trouve placé sur le centre de le surface plane, soit un objet placé lui aussi sur cette surface plane. Les rayons issus du centre de courbure traverseront le dioptre sphérique sans être déviés. On dit que la lentille est stigmatique absolue pour ce point qui est centre optique. Il n'existe donc aucune aberration d'aucune sorte pour le centre du champ. D'autre part on connaît un autre principe, c'est que, pour les dioptres sphériques (et pour eux seuls) le stigmatisme, absolu en un point, est encore valable dans une certaine mesure dans les environs de ce point. Si donc le champ n'est pas énorme, l'image restera bonne dans toute la surface de ce champ.

Cette lentille constitue le seul cas connu de lentille grossissant un objet sans en changer la position en profondeur. Cette propriété, fort avantageuse a été utilisée par moi dans la construction de la biloupe, comme, d'ailleurs elle est utilisée d'une façon analogue dans beaucoup d'applications. Ce grossissement n'est pas énorme mais il est sensible .

Le rayon AB (fig 1) est réfracté par le dioptre B et devient A'B. On peut difficilement dire si l'image est virtuelle ou réelle puisqu'elle ne change pas de place en profondeur. L'objet OA a pour image la droite OA'. On obtient ainsi à bon marché un grossissement qui peut atteindre 1,5 à 2. Comme ici il y a réfraction,on constate la présence d'un liseré coloré sur le bord du champ, c'est le seul inconvénient sensible et à peine. Le stigmatisme n'est plus absolu mais reste très acceptable. L'image n'ayant pas changé de place en profondeur et restant proche, il est possible de placer une lentille de courte focale en I2 . Les grossissements des deux lentilles ne s'ajoutent pas, ils se multiplient. On arrive ainsi à un grossissement important qui varie évidemment avec les instruments, dans la biloupe il est de 3 à 4x .

Jusqu'ici j'ai fait mes croquis en supposant que je n'avais qu'un oeil à satisfaire. Voici, figure 3 le croquis complet de la biloupe. Les rayons sont réfléchis plusieurs fois mais les distances parcourues dans le verre restent les mêmes. Les lentilles d'oeil doivent être achromatiques pour que la finesse reste bonne à ce degré de grossissement.

Divers défauts peuvent être constatés. L'oeil gauche distingue sur le bord du champ (à droite) un petit bout de l'objet directement. Diverses réflexions parasites donnent, toujours sur les bords du champ et un peu au delà, des images symétriques de l'objet. On vient à bout de ces défauts, à peu près complètement, en dis-posant quelques plaquettes opaques dans l'intérieur du boîtier. Il y a une légère anamorphose en barillet si peu importante que peu de gens la voient.

On peut employer la biloupe comme lecteur de microfilm. On l'emploie tel que pour la lecture des microfilms 24x36. Il faut seulement agencer un dispositif pour permettre de faire circuler le film dans les deux sens. Mais, maintenant on n'utilise presque plus le 24x36 (pleine page) pour les microfilms mais le 24x36 (deux photos par page), cela conduit au format 18x24 mm pour chaque page. Alors la biloupe classique manque de puissance. Pour ce 18x24 il faut construire une biloupe spéciale avec des prismes beaucoup moins volumineux : ils n'en sont que moins coûteux. J'ai envisagé cette application et j'ai construit deux prototypes. L'un a été acheté aussitôt par un chercheur médecin qui, depuis, a changé de ville et que j'ai perdu de vue, l'autre, je l'ai toujours. La monture de celui-ci est très laide mais l'optique est bonne. Si je n'ai pas exploité cet instrument c'est pour les raisons suivantes.

1° Je manquais d'argent pour faire faire un nouveau moule pour l'injection des boîtiers. Mais je me serais arrangé sur ce point en simplifiant ce boîtier qui n'avait aucun besoin d'être luxueux.

2° Les microfilms négatifs qu'on reçoit sont beaucoup trop contrastés ; les lettres sont totalement transparentes sur fond noir opaque. Dans ces conditions il se produit des effets de diffraction que je ne m'explique pas bien et qui rendent très fatigante la vision directe. Pour l'agrandissement projeté c'est tout aussi nuisible, les constructeurs passent sur cet inconvénient qu'ils comprennent encore beaucoup moins que moi, leurs clients ne sont pas satisfaits et les accusent de vendre des instruments imparfaits. Le seul remède et très efficace serait de tirer les négatifs sur fond clair, personne ne parait connaître ce remède. En tout cas on m'aurait fait, à moi aussi le reproche immérité de vendre un mauvais instrument.