接眼鏡に関する原理
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射出瞳って何だ?

  このページは,「覗きやすい接眼鏡」に関する議論の内容を編集したものです。 

ショートカット
 射出瞳と目の位置

 射出瞳の計算

 望遠鏡につけた接眼鏡をのぞくと「」が見える.

 接眼鏡を通して像が見える範囲は限られていて,そこへ目を持っていかないと,ちゃんと見えない.

 この場所を「射出瞳」 (しゃしゅつひとみ,しゃしゅつどう)と呼ぶ.

 この射出瞳は,接眼鏡から少し離れて見ると,小さな白い円として見ることが出来る.

射出瞳1 例1:射出瞳の径は,4mm

 射出瞳の径や位置は,条件によって変る.(=のぞきやすさも変る.)

 上の例1と同じ望遠鏡で,接眼鏡だけを変えた場合の例2に示す.

射出瞳2 例2:射出瞳の径は,1mm

 
 これは,ずいぶん小さくなっている.

 「射出瞳」に自分の目を合わせないと,ちゃんと見えないのだから,「例1」の方が楽に見える.



射出瞳と目の位置
 
 望遠鏡に光を入れると,接眼レンズを通過後,かならず射出瞳と 呼ばれる領域を通るのが分かる.

 下図3は,中心像(黒)と周辺像()の光線を描いたもの.

射出瞳の図
図3.射出瞳を通過する模様

 接眼レンズで作られた中心像と周辺像の平行光は射出瞳と呼ばれる領域でクロスしたあと,広がっていくのが分る.
 
 では,射出瞳に目を合わせないと,なぜちゃんと見えないのか,概念図で見てみよう. 

正しい位置
図4.目が合っている場合

 射出瞳の近傍に目を持ってくれば,接眼レンズからの光束は全部,目に入るのでちゃんと見える.(図4)

 ところが,射出瞳から目がずれると,光束の一部が目に入らず,ケラレが発生する.(図5)

目が合ってない
図5.目が合ってない場合
 
このような現象は、「ブラックアウト」などと呼んでいる。



射出瞳の計算

 「射出瞳」の正体は,接眼レンズが作った「対物レンズ」の像である.
 
  そこで接眼レンズで「対物レンズ」自体を結像させてみると,次のようになる.

 射出瞳の計算図
図6 

 D:対物レンズの口径
 
 f1:対物レンズの焦点距離
 
 f2:接眼レンズの焦点距離
 
 d:射出瞳の径
 
 L1:対物レンズと接眼レンズの距離
 
 L2:射出瞳と接眼鏡の距離(=アイリリーフ)

射出瞳の径

 結論だけを書くと,

 d(射出瞳)=D(口径)xf2(接眼レンズの焦点距離)/f1(対物レ ンズの焦点距離)
           =D(口径)/m(倍率)

 射出瞳を大きくするには,望遠鏡の口径を大きくするか,倍率を下げれば良いことが分かる.

 ただ,ここを7mmよりに大きくすると,問題が出てくる.

 人間の瞳の径は最大7mmだから,射出瞳の径がそれより大きいと、光があふれ,望遠鏡の口径をフルに生かせなくなる.

 逆に倍率を上げると,射出瞳の径はどんどん小さくなるが,1mm以下では目の中のゴミが目立つようになり目障り.(飛蚊現象と呼ばれる)

アイリリーフ (アイレリーフ)

 射出瞳と接眼レンズ(の最終面)との距離のことで,これがあまり短いとのぞきにくい. 
 
 話しを簡単にするために,接眼レンズを薄い1枚レンズと仮定すると,次のようになる.

 L2(アイリリーフ)=f2x(f1+f2)/f1

          =f2(接眼レンズの焦点距離)

(但し,f1>>f2の場合)

 接眼レンズの形式が同じならば,アイリリーフは接眼レンズの焦点距離に比例する.

 すなわち焦点距離が長い接眼鏡は,アイリリーフも長くなり,のぞきやすくなる.

ハイアイ接眼鏡は少し事情が異なる.原理は知りたい方は,こちら

(2000.12.19掲載)

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