Глаза и окуляры.

[Владимир Николаевич]

Все существующие рекомендации по выбору окуляров и равнозрачковому увеличению исходят из посыла что зрачок на выходе из окуляра паралельный.
Но это не так! Рассмотрим два крайних случая -7 и +7 \не знаю даже есть ли такое зрение, но для примера\.
И что мы имеем -
- При минусе в глазах пучок на выходе из окуляра будет с расхождением,
- при плюсе со схождением.
Как это повлияет на параметры окуляра? Понятно что влияние несомненно будет. Поэтому интересно как изменится вынос? Изменится ли поле? Улучшится\ухудшится качество на краях? Как изменится размер равнозрачка для этих крайних случаев - +7 и -7???
Хотелось бы рассмотреть оба случая.

Что получается из анализа этих двух случаев с первого взгляда?

При зрении -7 мы имеем расходящийся пучок, стандартный размер равнозрачка работать не будет, глаз необходимо придвигать к окуляру как можно ближе.
От положения глаза далее зависит и размер зрачка на выходе.
То есть если человек с минусом возьмет стандартный окуляр на зрачок 6-7мм то у него БУДЕТ РЕЗАТЬ АПЕРТУРУ телескопа и бинокля! И нужно ориентироваться на выходе из окуляра на зрачок учитывающий положение глаза и МЕНЬШИЙ в размерах чем рекомендованные 6-7мм - то есть 6мм как пример.
Наоборот у человека с плюсом сходящийся пучок и нужен БОЛЬШИЙ зрачок на выходе из окуляра - не 6-7мм, а 8мм как пример .

Вообщем интереснейшая тема. Приглашаю к обсуждению. Если все так как я пишу то окуляры на равнозрачок придется менять!!!!!! Как и параметры их выбора для каждого
типа зрения. Для +3 будет одно, для -3 другое, а для -7 третье.....

[Феанор]

Что мы имеем?

1) Пучок на выходе из окуляра параллельный.
2)  На пути его встречается роговица. Вроде как, особой роли в наличии близорукости/дальнозоркости не играющая.
3)  Пучок проходит через зрачок
4)  Ну а теперь - хрусталик, который и работает по-другому при близорукости или дальнозоркости.  Поскольку свет уже миновал зрачок (т.е. нашу природную апертуру - 7, 6 или 5мм - у кого как и когда), то пусть хрусталик сводит-разводит пучок как ему вздумается, главное чтобы на сетчатке все фокусировалось

[Владимир Николаевич]

Что мы имеем?
1) Пучок на выходе из окуляра параллельный.
2)  На пути его встречается роговица. Вроде как, особой роли в наличии близорукости/дальнозоркости не играющая.
3)  Пучок проходит через зрачок
4)  Ну а теперь - хрусталик, который и работает по-другому при близорукости или дальнозоркости.  Поскольку свет уже миновал зрачок (т.е. нашу природную апертуру - 7, 6 или 5мм - у кого как и когда), то пусть хрусталик сводит-разводит пучок как ему вздумается, главное чтобы на сетчатке все фокусировалось

Конкретно у Вас -7 так что никакой паралельности на выходе быть не может. При паралельном пучке Вы просто ничего не увидите и никто ничего не сведет
Все приведенное Вами выше это наблюдения в очках    -7х. Другое дело прикидка в уме дает весьма малую сходимость пучка. Все изменения в крайних положениях весьма невелики +-0.5-1мм. И ими вполне можно пренебречь.

[ath]

То есть бинокль 7x50 (со зрачком 7,1мм) чуть более удобен для дальнозорких (+7).
А бинокль 10x50 (со зрачком 5мм) чуть более удобен для близоруких (-7).

Если они наблюдают без очков, разумеется.

[Владимир Николаевич]

Получается что нужно делать поправку ~ +-0.5-1мм в зависимости от положения глаз\окуляр. и зрения.
Если взять зрение -7 и вынос 20мм то вроде как значение будет как раз - 1мм. То есть для зрения -7 нужно брать окуляр на зрачок не 7мм, а ~6мм. Для +7 на 8мм.
Однако есть еще более сложные вопросы - как изменится поле, улучшатся или ухудшатся края?

[Евгений Васильевич]

Все существующие рекомендации по выбору окуляров и равнозрачковому увеличению исходят из посыла что зрачок на выходе из окуляра паралельный.
Но это не так! Рассмотрим два крайних случая -7 и +7 \не знаю даже есть ли такое зрение, но для примера\.
И что мы имеем -
- При минусе в глазах пучок на выходе из окуляра будет с расхождением,
- при плюсе со схождением.
Как это повлияет на параметры окуляра? Понятно что влияние несомненно будет. Поэтому интересно как изменится вынос? Изменится ли поле? Улучшится\ухудшится качество на краях? Как изменится размер равнозрачка для этих крайних случаев - +7 и -7???
Хотелось бы рассмотреть оба случая.

Что получается из анализа этих двух случаев с первого взгляда?

При зрении -7 мы имеем расходящийся пучок, стандартный размер равнозрачка работать не будет, глаз необходимо придвигать к окуляру как можно ближе.
От положения глаза далее зависит и размер зрачка на выходе.
То есть если человек с минусом возьмет стандартный окуляр на зрачок 6-7мм то у него БУДЕТ РЕЗАТЬ АПЕРТУРУ телескопа и бинокля! И нужно ориентироваться на выходе из окуляра на зрачок учитывающий положение глаза и МЕНЬШИЙ в размерах чем рекомендованные 6-7мм - то есть 6мм как пример.
Наоборот у человека с плюсом сходящийся пучок и нужен БОЛЬШИЙ зрачок на выходе из окуляра - не 6-7мм, а 8мм как пример .

Вообщем интереснейшая тема. Приглашаю к обсуждению. Если все так как я пишу то окуляры на равнозрачок придется менять!!!!!! Как и параметры их выбора для каждого
типа зрения. Для +3 будет одно, для -3 другое, а для -7 третье.....

А каким образом собственная рефракция глаза может повлиять на выходной пучок? Отчего вдруг геометрия выходящего из окуляра пучка изменится при поднесении глаза к глазной линзе окуляра?
Изменения начнутся с момента пересечения пучком передней поверхности роговицы. Глаз это иммерсионная система с двумя плотными (роговица и хрусталик) и двумя жидкими (внутриглазная жидкость - между роговицей и хрусталиком, и полужидкое стекловидное тело - между хрусталиком и сетчаткой) компонентами. Суммарно это около 40 диоптрий, из них 19-21 дает хрусталик, остальное это вклад роговицы вкупе с жидкими компонентами. В этой системе менять радиус кривизны оптических поверхностей способен только хрусталик, и то к 60 годам эта способность утрачивается.
Несколько сложнее вопрос о выносе зрачка, но полагаю, что близорукость/дальнозоркость на вынос зрачка влиять не должны, так как сильная (близорукость) или слабая (дальнозоркость) рефракция глаза в системе двух оптических приборов (телескоп - глаз) компенсируется изменением расстояния между объективом и окуляром, т.е. фокусировкой. Так как оптическая схема окуляра при этом не меняется, то и вынос зрачка должен оставаться величиной постоянной.

[ath]

А каким образом собственная рефракция глаза может повлиять на выходной пучок? Отчего вдруг геометрия выходящего из окуляра пучка изменится при поднесении глаза к глазной линзе окуляра?

Геометрия пучка изменится от того, что наблюдатель настроит фокус под свой близорукий глаз.

[Владимир Николаевич]

А каким образом собственная рефракция глаза может повлиять на выходной пучок? Отчего вдруг геометрия выходящего из окуляра пучка изменится при поднесении глаза к глазной линзе окуляра?

Геометрия пучка изменится от того, что наблюдатель настроит фокус под свой близорукий глаз.

Конечно изменится. Иначе бы и очки были бы не нужны. Проще ведь как это наглядно обьяснить - настраиваем окуляр под зрение 1.  Но для людей с проблемой зрения это будет дефокус.  Что делает близорукий\дальнозоркий - меняет фокусировку изменяя наклон пучка.

[tlgleonid]

По моему, начинаем путаться. Что бы разобраться с вопросом, нужно сделать простое построение для геометрической оптики, как это делают школьники или студенты.

Из такого построения можно получить, что по сути выходной зрачок есть нечто иное, как построенная окуляром изображение апертурной диафрагмы (для рефрактора или Ньютона - объектива). Диаметр этого выходного зрачка равен D*f/(F+x).  D - диаметр объектива, f - фокусоне расстояние окуляра, F-фокусное расстояние объектива, x- величина дефокусировки.

Телескоп с глазом работают, как единая система, состоящая из объектива (с апертурной диафрагмой), окуляра (с полевой диафрагмой) и глаза (диафрагма в виде зрачка). Полевая диафрагма окуляра ограничивает лишь поле зрения окуляра и на выходной зрачок не влияет, так что количество попадающего в глаз света зависит только от двух диафрагм. Оптимальнее всего, когда выходной зрачок совпадает с входным зрачком глаза. В этом случае мы имеем наибольшее поле зрения. И это не зависит от диоптрийности глаза.

Для того, что бы глаз (близорукий или дальнезоркий) мог сфокусироваться на объект, нужно скомпенсировать положением окуляра диоптрийность глаза. Как несложно понять, перемещение окуляра составит x=f*f*Д/1000, x - смещение окуляра, f-фокусное расстояние окуляра, Д - диоптрии глаза. Для близорукого человека окуляр нужно приблизить к объективу, для дальнезоркого - удалить.

Подставляя вторую формулу в первую, получим, что диаметр выходного зрачка будет зависеть от диоптрийности глаза и равен
                                                        d=D*f/(F+f*f*Д/1000).

Теперь оценим эту величину количественно. Пусть у нас близорукость 7 диоптрий. Это еще сравнительно часто встречающийся дефект. У меня рабочий на даче было со зрением -10. Возьмем длиннофокусный окуляр 32мм (понятно, что для короткофокусного окуляра величина изменений будет существенно меньше). Имеем 32*32*7/1000=7.1мм. То есть при фокусе 1метр (модальное значение) выходной зрачок увеличится на 0.7%, то есть будет не 6мм, а 6.04мм
Соответственно для дальнезоркости в 7 диоптрий выходной зрачок уменьшится и будет равен 5.96мм. Однако величина изменения ничтожно мала и на практике мы не можем померять зрачок с точностью до 10 микрон. По этому этим эфектом можно пренебречь.

[Владимир Николаевич]

Леня! Мы аплодируем, но просчитал бы ты еще два значения -7\+7  и дело с концом!

[tlgleonid]

Уже подсчитал. Смотрите пост выше.

[Евгений Васильевич]

Владимир Николаевич. Теоретически Вы правы, изменения есть. Но, как показал весьма мной уважаемый за фундаментальный подход к любому вопросу Леонид Ткачук, изменения и выноса, и размера выходного зрачка пренебрежительно малы и практически на визуал не влияют. А так конечно, если подходить строго, то и масштаб картинки при дефокусировке должен меняться на те же десятые процента.
В общем, как оригинально выразился один мой старый друг: теоретически кобыла, а практически не везет.