Выходной ученик - Exit pupil

Сторона изображения объектива зеркальной камеры; выходной зрачок - это светлая область в середине линзы.

В оптика, то выпускной ученик это виртуальный отверстие в оптической системе. Только лучи которые проходят через эту виртуальную апертуру, могут выйти из системы. Выходной зрачок - это изображение из диафрагма в оптике, которая следует за ним. В телескоп или же составной микроскоп, это изображение является изображением цель элемент (ы), произведенный окуляр. Размер и форма этого диска имеют решающее значение для работы инструмента, потому что глаз наблюдателя может видеть свет, только если он проходит через эту крошечную апертуру. Период, термин выпускной ученик также иногда используется для обозначения диаметр виртуальной апертуры. В более старых публикациях по оптике выходной зрачок иногда упоминается как Диск Рамсдена, названный в честь английского инструментария Джесси Рамсден.

Визуальные инструменты

Апертура этой системы - край линзы объектива. Выходной зрачок - это его образ.

Средний человеческий глаз диаметр зрачка в зависимости от возраста
Возраст (годы)	День (мм)	Ночь (мм)
20	4.7	8
30	4.3	7
40	3.9	6
50	3.5	5
60	3.1	4.1
70	2.7	3.2
80	2.3	2.5

Чтобы использовать оптический инструмент, вступительный ученик зрителя глаз должен быть выровнен с выходным зрачком прибора и иметь такой же размер. Это правильно соединяет оптическую систему с глазом и позволяет избежать виньетирование. (Входной зрачок - это изображение анатомический зрачок как видно через роговица.) Таким образом, расположение выходного зрачка определяет облегчение глаз окуляра. Хорошая конструкция окуляра обеспечивает выходной зрачок диаметром, приблизительно равным видимому диаметру зрачка глаза, и расположенный примерно в 20 мм от последней поверхности окуляра для удобства зрителя. Если диск больше, чем зрачок глаза, свет будет теряться, а не попадать в глаз. Если диск расположен слишком близко к последней поверхности окуляра, глаз должен быть слишком близко для просмотра; если слишком далеко, наблюдателю будет трудно поддерживать выравнивание глаза с диском.

Поскольку диаметр зрачка глаза зависит от условий просмотра, идеальный диаметр выходного зрачка зависит от области применения.^[1] Астрономический телескоп требует большого зрачка, потому что он предназначен для наблюдения за тусклыми объектами в ночное время, в то время как для микроскопа потребуется зрачок гораздо меньшего размера, поскольку объект будет ярко освещен. Набор 7х50 бинокль имеет выходной зрачок чуть более 7,1 мм, что соответствует среднему размеру зрачка юного адаптированного к темноте человеческого глаза в условиях отсутствия постороннего света. Возникающий свет в окуляре затем заполняет зрачок глаза, что означает отсутствие потери яркость ночью из-за использования такого бинокля (при условии идеального коробка передач ). При дневном свете, когда диаметр зрачка глаза составляет всего 4 мм, более половины света блокируется радужной оболочкой и не достигает ее. сетчатка. Однако потеря света в дневное время, как правило, не вызывает беспокойства, поскольку для начала достаточно много света. В отличие от них, бинокли 8 × 32, которые часто продаются с упором на их компактность, имеют выходной зрачок всего 4 мм. Этого достаточно, чтобы заполнить типичный дневной зрачок глаза, поэтому этот бинокль лучше подходит для дневного использования, чем для ночного. Максимальный размер зрачка человеческого глаза обычно составляет 5–9 мм для людей младше 25 лет и медленно уменьшается с возрастом, как показано в таблице ниже в качестве приблизительного ориентира.^[2]^[3]^[4]^[5]

Оптимальное расстояние удаления выходного зрачка также зависит от области применения. Например, прицел требует очень длинного удаления выходного зрачка, чтобы не дать ему ударить наблюдателя из-за отдачи.^[1]

Выходной зрачок можно визуализировать, сфокусировав инструмент на ярком невзрачном поле и поднеся белую карточку к окуляру. Это проецирует на карту световой диск. Перемещая карту ближе к окуляру или дальше от него, диск света будет минимизирован, когда карта находится у выходного зрачка, а яркий диск покажет диаметр зрачка. Прозрачный пузырек с молочной жидкостью также можно использовать для визуализации световых лучей, которые выглядят как сходящиеся и расходящиеся в форме песочных часов на выходе из окуляра, причем наименьшее поперечное сечение (талия формы песочных часов) представляет собой выходной зрачок.

Телескопы

Для телескопа диаметр выходного зрачка можно рассчитать, разделив фокусное расстояние окуляра фокусное отношение (f-число) телескопа. Во всех телескопах, кроме самых дешевых, окуляры взаимозаменяемы, и по этой причине увеличение не указывается на прицеле, так как оно меняется в зависимости от окуляров. Вместо этого на телескопе обычно пишется f-число f = L / D, а также диаметр объектива D и фокусное расстояние L. На отдельных окулярах также указано их фокусное расстояние.

Выходной зрачок отображается в виде белого диска на линзе окуляра этого бинокля 8 × 30. Его диаметр 30 ÷ 8 = 3,75 мм.

Однако в случае с биноклем два окуляра обычно постоянно прикреплены, а увеличение и диаметр объектива (в мм) обычно записываются на бинокле в форме, например, 7 × 50. В этом случае выходной зрачок можно легко рассчитать как диаметр объектив разделенный на увеличение. Эти две формулы, конечно, эквивалентны, и вопрос просто в том, с какой информации исходить, какую формулу использовать.

Фотография

Расстояние выходного зрачка от плоскости сенсора определяет диапазон углы падения что свет сделает с датчиком. Цифровой датчики изображения часто имеют ограниченный диапазон углов, при которых они будут эффективно принимать свет, особенно те, которые используют микролинзы для повышения их чувствительности.^[6] Чем ближе выходной зрачок к фокальной плоскости, тем больше углы падения на крайних краях поля. Это может привести к пиксельное виньетирование. По этой причине многие маленькие цифровые фотоаппараты (например, в сотовых телефонах) не работают. пространственно-образный телецентрический.^{[нужна цитата ]}

Смотрите также

внешняя ссылка

Краткое определение относительной яркости

[Hecht152-1] а ^б Hecht (1987), стр. 152.

[Aging_Eyes_and_Pupil_Size-2] «Старение глаз и размер зрачков». Архивировано из оригинал в 2013-10-23. Получено 2009-05-19.

[iovs.org-3] Факторы, влияющие на размер светоадаптированных зрачков у нормальных людей

[4] Ортис, Эстефан; Бойер, Кевин У .; Флинн, Патрик Дж. (2013). «Линейный регрессионный анализ эффектов возрастного изменения расширения зрачка в биометрии радужки» (PDF). Шестая международная конференция IEEE по биометрии: теория, приложения и системы. Дои:10.1109 / BTAS.2013.6712687. Архивировано из оригинал (PDF) на 2014-10-06.

[5] ttps://www.astronomics.com/binocular-specifications_t.aspx

[DLF-6] Вишневски, Джозеф С. (6 декабря 2003 г.). «Часто задаваемые вопросы о цифровых линзах». Архивировано из оригинал 5 июля 2008 г.. Получено 11 мая, 2008.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]