Comments 18
Спасибо большое за материал.
Три типа диафрагм
Есть ещё и такой зверь как кодирующая диафрагма, но она обычно применяется без вспомогательной оптики, и как раз в тех случаях, когда оптику использовать затруднительно.
Когда продавцы прицелов и биноклей указывают диаметр выходного зрачка (exit pupil) в 6-8 мм ‒ это маркетинговая ложь. Диаметр выходного зрачка телескопических систем всегда равен диаметру зрачка глаза пользователя (2-3) мм
Не всегда. Дело в том, что в сумерках зрачок глаза увеличивается, и в пределе может доходить до 8-9 мм, соответственно, если брать трубу для астрономических наблюдений или наблюдений в сумерки, то большой выходной зрачок имеет смысл. Ну, и допустимая децентрировка тоже играет роль - ловить маленький выходной зрачок трубы глазом неудобно.
В объективе существует только одно место, где возможно правильное расположение апертурной диафрагмы.
Обычно да, но иногда нет. В зрительной трубе по схеме Кеплера, например, входной и выходной зрачок могут играть роль апертурной диафрагмы в равной степени, и в объективах с промежуточным изображением, соответственно, такая же ситуация.
Ещё упущено влияние формы апертурной диафрагмы на вид пятна при дефокусировке - все вот эти эффекты боке с колечками-звёздочками-сердечками)
в сумерках зрачок глаза увеличивается, и в пределе может доходить до 8-9 мм
Насколько я помню, диаметр зрачка глаза 8 мм бывает разве что у детей и подростков лет до 12-14. Потом с возрастом он неуклонно снижается. 9 мм ни в одной книге не встречал. А производители иногда не чураются и больше писать.
Ещё мы помним про сумеречное число у биноклей, что в них изображение светлее, чем при наблюдении глазом. Ситуация со зрачком глаза даже 6 мм, на мой взгляд, встречается достаточно редко.
кодирующая диафрагма
Логика в том, что апертурная и полевая диафрагмы в объективе есть всегда, виньетирующие - практически всегда. А кодирующая - сами сказали, зверь специфический и новый, и работает она по принципу проекции (то есть как трафарет), чем несколько выбивается из логики диафрагм, непосредственно влияющих на формирование изображения.
Думаю, специфических диафрагм для решения специфических задач можно много добавить, но я решил не множить сущности. В черновике статьи был интересный факт про щелевую диафрагму спектрометра, но я подумал-подумал и просто его удалил:)
В зрительной трубе по схеме Кеплера, например, входной и выходной зрачок могут играть роль апертурной диафрагмы в равной степени
Вся статья крутится вокруг классических объективов, и я специально не включал в неё всё, что не относится к таким объективам напрямую - чтобы не добавлять лишнюю информацию. Я много работал с неоптиками и давно понял, что оптимально писать по принципу Паретто: 80% то, что часто встречается и просто объясняется, а 20% то, что не укладывается в упрощённую теорию. Лучше и вовсе не писать, чтобы не путать специалистов из других направлений.
В классическом объективе диаметры линз рассчитываются относительно одного-единственного положения апертурной диафрагмы.
Ещё упущено влияние формы апертурной диафрагмы на вид пятна при дефокусировке
Я намерено не включал в статью то, что не относится напрямую к техническому зрению. Потому ничего, что связано с художественной фотографией, я не добавлял. Да я и не фотограф :)
Насколько я помню, диаметр зрачка глаза 8 мм бывает разве что у детей и подростков лет до 12-14
Ну, например, вот в этом исследовании у испытуемых от 16 до 45 лет среднее раскрытие зрачка в темноте было 5,6 мм с разбросом +/-1,1 мм, а зафиксированный максимум - 8,45 мм. Пишут, что в среднем после 45 лет снижается примерно на миллиметр. И пюпилометры, у которых предусмотрено измерение диаметра зрачка, обычно имеют диапазон измерений до 10 мм, чтобы перекрыть весь возможный разброс.
Я читал книгу про астрономические наблюдения и выбор биноклей для них и там утверждалось, что значок у молодых людей до 20 лет может достигать 7 мм. Я так понял, что морские бинокли именно поэтому имеют формулу 7х50. Выходной зрачок=7мм.
Статья отличная. Спасибо!
Спасибо :)
В формуле 7х50 первое число - видимое увеличение. Второе - диаметр входного зрачка (в бинокле он равен диаметру первой линзы).
Соответственно, выходной зрачок БЕЗ глаза - 50/7 = 7,14 мм.
Но суть в том, что на такой входной зрачок невозможно нормально посчитать оптическую систему - аберрации окажутся слишком большими. Потому ставят зрачок 3-4 мм и смотрят, чтобы при дефокусировке качество сильно не уплывало.
Бывают окуляры, у которых входной зрачок формально большой, но при децентрировке качество резко падает до неприемлемого. В итоге ими можно пользоваться только на неподвижном приборе типа телескопа или микроскопа.
Про аберации не буду спорить.
Это конечно не аргумент, но вот цитата из интернета: Классический размер бинокля для морского использования - 7x50. Это означает, что они имеют 7-кратное увеличение, а диаметр объективов составляет 50 мм.
Я раньше занимался наблюдениями за птицами и мне больше всего подошел бинокль 8х44. Самый лучший формат для наблюдений в лесу и не очень далеко. Выходной зрачек где-то эквивалентен светосиле. Поэтому при плохом освещении это имеет важное значение. Но как говорил Франсуа Рабле "но руку на отсечение я не дам". Со специалистом спорить неправильно.
А там и не надо особо, аберрации глаза-то тоже растут с ростом зрачка. Хорошо исправляют для выходного диаметра 3-4 мм. Если отдельно упороться, можно учесть по крайней мере среднюю сферическую аберрацию глаза на большом зрачке и скорректировать под неё остаточные аберрации трубы, но там от индивидуальных особенностей глаза будет зависеть и не все одинаково оценят)
Очень познавательно! Такие статьи и делают Хабр тортом)
У молодых ночной зрачек может увеличиваться до 6мм
Спасибо!
Мое уважение автору за качественный материал!
Благодарю :) Такие статьи достаточно долго писать, приятно видеть, что они не уходят в пустоту)
Ценность точно есть! Мне вот недавно довелось задаться вопросом: из-за чего на фотографии появляется эффект боке. Чтобы разобраться в теме до того уровня понимания, когда матчасть хотя бы временно укладывается в голове в целостную картину, пришлось пройтись по всем основам фотографии (принцип работы фотоаппаратов, фокусное расстояние, длина выдержки, диафрагма, перспектива, типы объективов, etc.). Помогли несколько хороших статей, думаю и эта могла бы быть в их числе, если бы существовала на тот момент. Хотя конечно она получилась потруднее, чем может осилить средний обыватель :)
P.S. Кстати если кому-то интересно, вот серия из трех статей и еще одна отдельная.
Этот курс изначально создавался для программистов нейросетей, которые уже имеют опыт работы с объективами. При трансляции его на хабру я много что дополнил и расширил, но всё равно, для всех статей курса, кроме первой, предполагается некоторый опыт работы с оптическими системами, который служит базой. Нельзя создавать хорошие системы технического зрения и не знать хотя бы основ оптики. То есть, конечно, можно, но результат будет примерно как IT-сервис от человека, ничего не понимающего в программировании...)
Последняя статья будет ещё сложнее, но её целевая аудитория - те, кто серьёзно занимается задачами технического зрения. Я её уже написал, сейчас идёт тестовая вычитка от знакомых специалистов разных направлений. Когда соберу обратную связь и доредактирую статью - выложу. Будет в течение месяца.
Оптика в техническом зрении. Лекция 3: Диафрагмы и виньетирование