Les instruments d’optique sont classés en :

  • instruments objectifs, qui ne nécessitent pas la présence de l’œil humain et dont l’image peut être projetée (caméra, projecteur)
  • instruments subjectifs, qui nécessitent la présence de l’œil pour observer l’image (loupe, microscope, verres correctifs, …)

Leur qualité dépend :

  • de leur focométrie : formation d’une image correcte par focalisation des rayons lumineux
  • de leur photométrie : capacité à transporter un flux et une énergie
  • de leur capacité à corriger les aberrations
  • de la prise en compte des défauts de l’œil (pouvoir séparateur, acuité, défauts visuels)
  • de leurs solutions techniques (diaphragmes de champ ou d’ouverture)
  • de leur prise en compte de l’optique physique (aspect ondulatoire et corpusculaire de la lumière)

Ils sont caractérisés par leur :

  • Grandissement : rapport entre la taille de l’image et celle de l’objet $\mathrm{\gamma = \frac{A'B'}{AB}}$
  • Puissance : quand un objet réel donne une image virtuelle à distance finie, $\mathrm{P=\frac{\alpha'}{AB}}$ avec $\mathrm{\alpha’}$ en radians et $\mathrm{P}$ en dioptries, et la puissance intrinsèque $\mathrm{P_i=\frac{1}{f}}$
  • Grossissement : 
    • quand l’objet est à l’infini ou très éloigné et lorsque l’image est virtuelle $\mathrm{G=\frac{\alpha'}{\alpha}}$ ($\mathrm{\alpha}$ étant l’angle sous lequel l’objet est vu à l’œil nu à la distance minimale de vision distincte $\mathrm{d}$)
    • quand l’objet est proche et lorsque l’image est virtuelle, on parle de grossissement conventionnel $\mathrm{G=\frac{\alpha'}{\alpha}=P \times d}$ 
    • le grossissement commercial est défini pour $\mathrm{d=0,25~m : G_c=\frac{P}{4}}$

Les instruments optiques sont également caractérisés par leur champ transversal. Le faisceau utile est issu du point A et atteint le point A’ après un système  centré et un certain nombre de diaphragmes afin d’améliorer le stigmatisme.

On distinguera :

  • La pupille d’entrée : le diaphragme d’ouverture Do. Le faisceau lumineux issu du champ de pleine lumière ne sera pas vignetté par la pupille d’entrée. Un point hors de ce champ le sera totalement ou en partie et son éclairement (appareil objectif) ou sa luminance (appareil subjectif) décroîtra. On l’appellera également cercle oculaire. D’où l’intérêt d’y placer l’œil directement afin de recevoir le maximum de flux lumineux.
  • La lucarne : le diaphragme limitant au maximum l’ouverture utile du faisceau. Le champ de contour passe par les extrémités de la lucarne. Au-delà de ce champ, plus aucune lumière ne passe.