Les lunettes terrestres sont destinées à voir une image droite d'objets éloignés avec un plus grand diamètre apparent. Elles sont constituées par un objectif convergent et un oculaire.
On peut les classer en trois types : lunette de Galilée, longue-vue et lunette à prismes.

Lunette de Galilée
L'objectif convergent donne d'un objet éloigné AB une image réelle inversée A'B' située très près de son plan focal image. L'oculaire divergent est placé entre l'objectif et cette image. Elle constitue pour l'oculaire un objet virtuel. L'oculaire donne de l'objet une image virtuelle A"B" dont le diamètre apparent θ" est supérieur au diamètre apparent θ de l'objet.
Pour ne pas accommoder un œil emmétrope vise à l'infini : le foyer imageF'1 de l'objectif est alors confondu avec le foyer objet F2 de l'oculaire. La lunette est alors afocale. Pour observer sans fatigue un myope doit rapprocher l'oculaire de l'objectif alors qu'un hypermétrope doit l'éloigner.
Le grossissement est G = θ" / θ. Comme θ = A'B' / F'1, on a G = F'1. θ" / A'B' = F'1.p2 (p2 est la puissance de l'oculaire).
Le grossissement est donc fonction des conditions d'observation. Dans le cas ou la lunette est afocale on a G = F'1 / −F'2.
Simple à construire la lunette de Galilée ayant un champ faible ne permet pas d'utiliser de forts grossissements ni de réticule mais sa clarté est supérieure à celle des autres lunettes.

Longue-vue
Dans la longue-vue, on utilise un oculaire convergent et le redressement de l'image est obtenu en utilisant un système optique le véhicule que l'on peut schématiser par une lentille convergente.
L'objectif donne de l'objet AB une image A1B1 inversée située près de son foyer image. Le véhicule donne de cette image réelle une image réelle A2B2 de même sens que AB. L'oculaire permet d'observer cette image. Si le foyer objet F de l'oculaire est placé en A2B2, l'image finale est à l'infini.
Le véhicule redresseur induit un allongement important de la lunette mais agrandit l'image donnée par l'objectif.
La longue-vue est surtout utilisée dans les viseurs de tir. L'objectif est un achromat à deux ou trois lentilles, le véhicule est constitué par un doublet de lentilles achromatiques.

Lunette à prismes
L'objectif donne d'un objet ABC une image inversée A'B'C'. Le redressement de cette image est assurée par deux prismes rectangles isocèles dont les arêtes sont orthogonales (système de Porro). Il y a réflexion totale sur les deux faces du dièdre. Chaque prisme est équivalent (si l'on omet les réfractions sur la face hypoténuse) à un ensemble de deux miroirs perpendiculaires.
Le premier prisme (arête verticale) donne de A'B'C' une image A₁B₁C₁ symétrique par rapport à un plan vertical. On a inversé la droite et la gauche. Le second (arête horizontale) donne une image A₂B₂C₂ symétrique de A₁B₁C₁ par rapport à un plan horizontal. On inverse ainsi haut et bas.
Après traversée des deux prismes l'image est une image totalement inversée de A'B'C'.
Les rayons étant repliés dans la lunette la longueur de celle-ci est bien plus faible que pour une longue-vue. On a intérêt à éloigner au maximum les prismes. Les trajets dans le verre des prismes augmente encore le chemin optique.
J'ai fait le choix de représenter le système par une vue de dessus et une vue de profil. Dans chaque cas un prisme a son arête normale au plan de figure.

Jumelles
En associant deux lunettes, on constitue des jumelles. Comme il faut faire coïncider les axes optiques de chaque lunette avec le centre de rotation des yeux les jumelles sont à écartement variable.
La mise au point est effectuée avec un bouton molleté qui déplace les deux oculaires par rapport aux objectifs. L'un des oculaires est aussi mobile afin de corriger la mise au point pour des yeux affectés de défauts différents.
Dans les modèles élaborés des œilletons permettent d'effectuer les observations avec des verres correcteurs.
Avec des lunettes de Galilée il est impossible de dépasser 6 cm de diamètre pour les objectifs.
Dans les lunettes à prismes l'écartement important des axes des objectifs augmente l'effet stéréoscopique.

Jumelles avec lunettes de Galilée

Jumelles à prismes