L’oculaire d’un microscope est, avec l’objectif, l’un des éléments essentiels du système optique. La fonction de l’oculaire est d’agrandir l’image du spécimen qui a été préalablement agrandie par l’objectif. C’est à travers l’oculaire que l’utilisateur peut enfin observer l’échantillon.
L’oculaire est fixé au tube, qui est la partie qui conduit les rayons lumineux provenant de l’échantillon de l’objectif à l’oculaire. Il s’agit généralement d’un élément interchangeable, de sorte que des oculaires de grossissement différent peuvent être utilisés pour modifier le grossissement total du microscope. Dans les microscopes professionnels, sa position peut être ajustée à l’aide d’une bague rotative afin de corriger les défauts de vision de l’utilisateur.
Le grossissement de l’oculaire est généralement inférieur au grossissement de l’objectif. Les grossissements les plus courants sont 5x, 10x, 15x et 20x. Le grossissement fourni par un oculaire est généralement inscrit sur le côté de l’oculaire.
Au moyen des lentilles de l’oculaire, l’image réelle générée par l’objectif est à nouveau agrandie, donnant ainsi naissance à l’image virtuelle observée par l’utilisateur du microscope. Ce principe de fonctionnement est représenté schématiquement dans l’image suivante.
Grossissement et résolution d’un oculaire
Le grossissement total du microscope est obtenu en multipliant le grossissement de l’oculaire par le grossissement de l’objectif. Cependant, toutes les combinaisons d’oculaire et d’objectif qui donnent le même grossissement n’ont pas la même résolution.
Cela est dû au fait que la résolution dépend de l’ouverture numérique de l’objectif et non directement de son grossissement. Par exemple, un objectif 40x (avec une ouverture numérique égale à 0,65) combiné à un oculaire 10x permet d’obtenir le même grossissement qu’un objectif 20x (avec une ouverture numérique égale à 0,4) combiné à un oculaire 20x. Dans les deux cas, le grossissement total est de 400x. Cependant, l’objectif de la première option a une ouverture numérique plus grande. Cela implique que la résolution de l’image sera meilleure dans la première option que dans la seconde.
Types d’oculaires
Les éléments de base à l’intérieur d’un oculaire sont au moins deux lentilles et un diaphragme. Les deux objectifs sont nécessaires car avec un seul objectif, il serait impossible de corriger l’aberration chromatique. La lentille située en haut, c’est-à-dire près de l’œil, est appelée lentille oculaire. La lentille du bas est appelée lentille collectrice ou lentille de champ.
Le diaphragme est situé au niveau du plan focal de l’oculaire et sa fonction est de minimiser les réflexions lumineuses produites par la surface de l’oculaire elle-même.
En fonction de la disposition de ces trois éléments à l’intérieur de l’oculaire, on distingue deux types d’oculaires : les oculaires positifs et les oculaires négatifs.
- Oculaires positifs : Le diaphragme est situé sous les deux lentilles. L’oculaire le plus courant avec cette disposition est l’oculaire Ramsden.
- Oculaires négatifs : le diaphragme est situé entre les deux lentilles. L’oculaire le plus courant avec cette disposition est l’oculaire de Huygens.
D’autres oculaires couramment utilisés sont l’oculaire de Kellner, l’oculaire de Plössl ou symétrique et l’oculaire orthoscopique d’Abbe.
La différence entre les différents oculaires réside dans la technique utilisée pour corriger les aberrations optiques. Souvent, le type d’oculaire utilisé doit être choisi en fonction de l’objectif du microscope. C’est pourquoi les microscopes de haute qualité ont des objectifs et des oculaires conçus de telle sorte que leur combinaison minimise les aberrations introduites.
Microscopes par nombre d’oculaires
En fonction du nombre d’oculaires présents dans un microscope, on peut distinguer différents types de microscopes
- Microscope monoculaire : il ne possède qu’un seul oculaire et, par conséquent, l’échantillon ne peut être observé que par un seul œil.
- Microscope binoculaire : il possède deux oculaires. Cela permet d’observer l’échantillon simultanément avec les deux yeux et est donc beaucoup plus pratique pour les observations à long terme.
- Microscope trinoculaire : il possède trois oculaires. Deux d’entre eux sont utilisés pour observer l’échantillon avec les deux yeux tandis que le troisième permet de connecter une caméra. De cette façon, des images de l’échantillon observé peuvent être capturées.
Dans le cas des microscopes numériques, l’oculaire est remplacé par un système optique incorporé dans une caméra numérique. Ce système optique consiste en un ensemble de lentilles optimisées pour générer une image de qualité pour l’appareil photo numérique et non pour l’œil humain.
Accessoires
Dans certains microscopes, il est possible de connecter l’oculaire avec une lentille de Barlow. Ces lentilles permettent de modifier le grossissement obtenu au détriment du champ de vision ou vice versa. Par exemple, une lentille de Barlow 0,5x connectée à l’oculaire réduira de moitié le grossissement mais doublera le champ de vision. Par ailleurs, une lentille de Barlow 2x doublera le grossissement total mais réduira de moitié le champ de vision.
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