入瞳(Entrance Pupil)
定义:入瞳是孔径光阑在物方空间的像,由孔径光阑之前的光学系统对其成像得到,是物方所有入射光线的公共入口。
核心作用:决定进入光学系统的最大光束口径,直接影响系统的通光量(孔径光阑越大,入瞳口径越大,通光量越高);同时限定轴外光线的入射范围,与视场角共同决定系统的成像范围。
关键特点
• 入瞳的位置和大小由孔径光阑的位置、以及光阑前光学元件的焦距/放大率决定。
• 对轴上点而言,入瞳的中心与光学系统的光轴重合,所有入射光线都需通过入瞳才能进入系统参与成像。
• 示例:单反相机的光圈(孔径光阑)经镜头前组镜片所成的像,就是相机的入瞳,肉眼可从镜头前端观察到。
出瞳(Exit Pupil)
定义:出瞳是孔径光阑在像方空间的像,由孔径光阑之后的光学系统对其成像得到,是像方所有出射光线的公共出口。
核心作用:决定观测者的最佳观测位置(眼点位置),出瞳到系统最后一面的距离称为出瞳距离;出瞳口径与观测者瞳孔大小匹配时,能获得最大的观测视场和亮度(如望远镜、显微镜需保证出瞳口径不小于人眼瞳孔直径)。
关键特点
• 出瞳的位置和大小由孔径光阑的位置、以及光阑后光学元件的焦距/放大率决定。
• 出瞳与入瞳是共轭关系,满足理想光学系统的共轭成像规律。
• 示例:望远镜的出瞳可通过目镜端观察到,呈一个明亮的小圆斑,观测时需将人眼瞳孔对准这个圆斑,才能看清完整视场。
核心区分与关联
对比项 入瞳 出瞳
成像对象 孔径光阑(经前组光学系统) 孔径光阑(经后组光学系统)
所在空间 物方空间 像方空间
核心功能 限制入射光束口径 限定观测眼点位置
共轭关系 与出瞳共轭 与入瞳共轭