基本介紹
- 中文名：出射光瞳
- 外文名：exit pupil
- 領域：光學
- 屬性：光圈的真正直徑
- 套用：攝影
- 相關名詞：入瞳
簡介,孔闌、入瞳和出瞳之間的共軛關係,光闌,定義,分類,虛擬儀器,望遠鏡,在攝影上,
簡介
在光學系統中，出射光瞳是光學系統中的真正口徑。 只有通過這個真正口徑的光線才可以離開系統。 出射光瞳是光學器件中的孔徑光闌的圖像。 在望遠鏡或複合顯微鏡中，該圖像是由目鏡產生的目標元件的圖像。 該尺寸和形狀對於儀器的性能也是必需的，因為觀察者的眼睛只有通過這個微小的光圈才能看到光線。 出射光瞳通常也用於指虛擬光圈的直徑。
孔闌、入瞳和出瞳之間的共軛關係
（1）通過入瞳中心的光線必通過孔闌中心，並過出瞳中心。
（2）通過入瞳邊緣的光線必通過孔闌邊緣，並過出瞳邊緣。
光闌
定義
光學系統中可以限制光束的光學元件的框線，或者帶孔的金屬薄片通稱為光闌。
分類
孔徑光闌：光學系統中對於光軸上物點發出的光束起主要限制作用的光闌。
孔徑光闌的確定方法：
(1) 作出光學系統中所有光闌在系統物(像)空間的像；
(2) 在系統的物(像)空間比較光闌的像對A(A')的張角，張角最小的光闌的像對應的光闌即為孔徑光闌。
說明：(1)光學系統孔徑光闌與系統和物平面位置有關；
(2)當物(像)位於無窮遠時，在物(像)空間比較張角變為比較光闌的像的大小。
入瞳：孔徑光闌在光學系統物空間的像。
出瞳：孔徑光闌在光學系統像空間的像。
說明：入瞳和出瞳關於光學系統共軛。
虛擬儀器
為了使用光學儀器，觀察者的眼睛的入射光瞳必須與儀器的出射瞳孔對準並具有相似的尺寸。 這適當地將光學系統耦合到眼睛並避免暈影。 （眼睛的入射瞳孔是通過角膜觀察到的瞳孔的圖像）。出射瞳孔的位置因此決定了目鏡的眼睛的位置。 良好的目鏡設計，其直徑接近眼睛瞳孔直徑的出射光瞳，並且位於距目鏡的最後一個表面約20mm處，以提供觀察者舒適的場合。 如果大於眼睛的瞳孔，光將會丟失，而不會進入眼睛；如果較小，視圖將被忽略。 如果太靠近目鏡的最後一個表面，眼睛必須靠近才能觀察；如果太遠，觀察者將難以保持眼睛與它之間的對準。
由於眼睛的瞳孔直徑隨觀察條件而變化，理想的瞳孔直逕取決於套用場合。天文望遠鏡需要一個大瞳孔，因為它被設計用於在晚上觀看朦朧的物體，而顯微鏡將需要更小的瞳孔，因為物體將被明亮地照亮。例如，規格為 7 x 50的雙筒望遠鏡，出射光瞳正好略大於7 mm，這正是眼睛的瞳孔在夜晚的大小。這意味著在夜晚使用這一種雙筒望遠鏡，通過目鏡然後進入瞳孔中的光線，一點都沒有損失掉（假設傳導是完美的）。但在白天，瞳孔的直徑大約只有4 mm，則有一半以上的光量不能到達視網膜。然而，這種損失是無關緊要的，因為在白天有非常充裕的光量。與8 x 32的雙筒望遠鏡對比，依照規格上的重點，出射光瞳的直徑只有4 mm，這正好與白天的瞳孔值徑相同，因此這種望遠鏡在白天使用的效果會比在夜晚來得好。
望遠鏡
對於望遠鏡，可以通過將目鏡的焦距除以望遠鏡的焦距比（f數）來計算出射光瞳的直徑。除了最便宜的望遠鏡之外，目鏡是可互換的，目鏡是可互換的，因此，放大倍數不會寫在鏡架上，因為它會隨著不同的目鏡而改變。 相反，望遠鏡的f數f = L / D通常寫在示波器上，以及物鏡直徑D和焦距L上。各個目鏡的焦距也寫在它們上面。
然而，在雙筒望遠鏡的情況下，兩個目鏡通常是永久連線的，並且放大倍數和物鏡直徑（以mm為單位）通常以例如7×50的形式寫在雙筒望遠鏡上。 在這種情況下，出射光瞳可以容易地計算為物鏡的直徑除以倍率。 這兩個公式當然是等價的，它只是一個關於使用哪個公式開始計算的問題。
在攝影上
出射光瞳的觀念在光學攝影的書中通常都不會談論到，但是在數位攝影機中這是非常重要的主題。出射光瞳與焦平面的距離決定了入射至焦平面的光線角度，而影像感測器，特別是微透鏡，接受光線的角度範圍是有一定限制的。 出射光瞳越接近焦平面，視場邊緣入射光的角度就越大。
線上上的"digital lens FAQ"，在透鏡概念的文章中說明出射光瞳距離對定義一台數位相機適用與否的重要性。
