出射光瞳

光学领域术语

出射光瞳在光学系统上是光圈的真正直径，只有穿过这个真正口径的光线可以离开系统。出射光瞳在光学上是跟随在影像的口径中止位置之后，这真正开口和直径的意义是相同的。

简介

光学系统的孔径光阑在光学系统像空间所成的像称为系统的“出瞳”。出瞳的位置（由出瞳距离表示）和直径（由出瞳直径表示）代表了出射光束的位置和口径。

在光学系统中，出射光瞳是光学系统中的真正口径。只有通过这个真正口径的光线才可以离开系统。出射光瞳是光学器件中的孔径光阑的图像。在望远镜或复合显微镜中，该图像是由目镜产生的目标元件的图像。该尺寸和形状对于仪器的性能也是必需的，因为观察者的眼睛只有通过这个微小的光圈才能看到光线。出射光瞳通常也用于指虚拟光圈的直径。

孔阑、入瞳和出瞳之间的共轭关系

（1）通过入瞳中心的光线必通过孔阑中心，并过出瞳中心。

（2）通过入瞳边缘的光线必通过孔阑边缘，并过出瞳边缘。

光阑

定义

光学系统中可以限制光束的光学元件的边框，或者带孔的金属薄片通称为光阑。

分类

光阑根据在光学系统中的作用不同主要有三类：孔径光阑、视场光阑和消杂光光阑。

孔径光阑：光学系统中对于光轴上物点发出的光束起主要限制作用的光阑。

孔径光阑的确定方法：

(1) 作出光学系统中所有光阑在系统物(像)空间的像；

(2) 在系统的物(像)空间比较光阑的像对A(A')的张角，张角最小的光阑的像对应的光阑即为孔径光阑。

说明：(1)光学系统孔径光阑与系统和物平面位置有关；

(2)当物(像)位于无穷远时，在物(像)空间比较张角变为比较光阑的像的大小。

入瞳：孔径光阑在光学系统物空间的像。

出瞳：孔径光阑在光学系统像空间的像。

说明：入瞳和出瞳关于光学系统共轭。

虚拟仪器

为了使用光学仪器，观察者的眼睛的入射光瞳必须与仪器的出射瞳孔对准并具有相似的尺寸。这适当地将光学系统耦合到眼睛并避免晕影。（眼睛的入射瞳孔是通过角膜观察到的瞳孔的图像）。出射瞳孔的位置因此决定了目镜的眼睛的位置。良好的目镜设计，其直径接近眼睛瞳孔直径的出射光瞳，并且位于距目镜的最后一个表面约20mm处，以提供观察者舒适的场合。如果大于眼睛的瞳孔，光将会丢失，而不会进入眼睛；如果较小，视图将被忽略。如果太靠近目镜的最后一个表面，眼睛必须靠近才能观察；如果太远，观察者将难以保持眼睛与它之间的对准。

由于眼睛的瞳孔直径随观察条件而变化，理想的瞳孔直径取决于应用场合。天文望远镜需要一个大瞳孔，因为它被设计用于在晚上观看朦胧的物体，而显微镜将需要更小的瞳孔，因为物体将被明亮地照亮。例如，规格为 7 x 50的双筒望远镜，出射光瞳正好略大于7 mm，这正是眼睛的瞳孔在夜晚的大小。这意味着在夜晚使用这一种双筒望远镜，通过目镜然后进入瞳孔中的光线，一点都没有损失掉（假设传导是完美的）。但在白天，瞳孔的直径大约只有4 mm，则有一半以上的光量不能到达视网膜。然而，这种损失是无关紧要的，因为在白天有非常充裕的光量。与8 x 32的双筒望远镜对比，依照规格上的重点，出射光瞳的直径只有4 mm，这正好与白天的瞳孔值径相同，因此这种望远镜在白天使用的效果会比在夜晚来得好。

望远镜

对于望远镜，可以通过将目镜的焦距除以望远镜的焦距比（f数）来计算出射光瞳的直径。除了最便宜的望远镜之外，目镜是可互换的，目镜是可互换的，因此，放大倍数不会写在镜架上，因为它会随着不同的目镜而改变。相反，望远镜的f数f = L / D通常写在示波器上，以及物镜直径D和焦距L上。各个目镜的焦距也写在它们上面。

然而，在双筒望远镜的情况下，两个目镜通常是永久连接的，并且放大倍数和物镜直径（以mm为单位）通常以例如7×50的形式写在双筒望远镜上。在这种情况下，出射光瞳可以容易地计算为物镜的直径除以倍率。这两个公式当然是等价的，它只是一个关于使用哪个公式开始计算的问题。

在摄影上

出射光瞳的观念在光学摄影的书中通常都不会谈论到，但是在数位摄影机中这是非常重要的主题。出射光瞳与焦平面的距离决定了入射至焦平面的光线角度，而影像感测器，特别是微透镜，接受光线的角度范围是有一定限制的。出射光瞳越接近焦平面，视场边缘入射光的角度就越大。

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