2017年02月26日

スコープのちょっとした話

皆さんこんばんにちわ( ´ ▽ ` )ノ

今日はスコープについてちょっとした話をしたいと思います。

現状うちにある筒類。あと一か月でもう一本増える予定。


皆様「ひとみ径」というものをご存知でしょうか。接眼レンズからある程度離れて見ると、明るく光って見える部分があります。これが「射出瞳」といい、その大きさが「ひとみ径」と言います。

この大きさが、双眼鏡や天体望遠鏡、ライフルスコープにおいておおよその明るさの指標になります。計算でも求めることが出来、その場合は「ひとみ径 = 対物レンズの口径 ÷ 倍率」で求めることが出来ます。

なぜ、この「ひとみ径」というのが像の明るさに関係してくるかというと、人間のひとみの大きさと関係してくるからです。というのも、ひとみというものは目が感じる「明るさ」を調節する部分で(厳密に言うと違いますが割愛
)、周囲の明るさに対して大きくなったり小さくなったりして見える明るさを調節しています(猫なんかはわかりやすいですね)そのため、人間の場合暗いところなどでは最大7mm、昼間などでは2mm~3mm程度の大きさになっていると言われています。そして、スコープを覗く際の明るさはこのひとみの大きさとひとみ径如何で決定されるらしいのです。つまり、ひとみ径=ひとみの大きさの場合は肉眼と同じ明るさ、ひとみ径<ひとみの大きさの場合は肉眼より暗く見えてしまいます。


例えば8倍、対物径24mmのスコープの場合ひとみ径は

24mm÷8倍=3mm

となり、昼間では肉眼と同じ明るさで見えますが、夜ではあきらかに明るさ不足になってしまいます。

では、倍率1倍、対物24mmだとどうなるかと言いますと

24mm÷1=24mm

と計算上はなります。この場合、ひとみ径が24mmもあるので肉眼より明るくなると思われるかもしれませんが、人間のひとみの大きさ(≒明るさを感じる部分)が7mm程度が限界なのでそれより明るくなることは無いのです。(これはひとみ径で検索すると出てくる望遠鏡や双眼鏡を撮りあつかったウェブ等に詳しく書いてあります。)
言い方を変えると、ひとみの大きさが3mmだった場合、8倍、対物径24mm(ひとみ径3mm)のスコープも8倍 対物径50mm(6.25mm)のスコープも同じ明るさに見えるということです。

まあ実際にはコーティングやレンズの質等にも影響されますが…。

では大きすぎるひとみ径は全く無駄なのかと言いますと、実はもう一つ重要な要素があります。それは「アイボックスの広さ」です。

いつだかアイボックスの説明を書いた気がしますが、もう一度簡単に説明すると、スコープは覗いたまま上下左右に目線をずらすと像が真っ暗になる(ケラレる) 事象が発生します。このケラレるまでの範囲の大きさのことをアイボックスと言います。このアイボックスは、基本的には広ければ広いほど目線がずれた状態でも像が見える(照準できる)ので、アイボックスが広い=覗きやすいスコープになります。

そして、アイボックスの広さを決定する重要な項目にひとみ径の大きさがあります。

もし、今スコープをお持ちの方は実験してもらえるとわかりやすいんですが、高倍率時に少しケラレた状態から低倍率に持っていくとケラレが解消されるのがわかると思います。これは低倍率にすることでひとみ径が大きくなる、つまりアイボックスが大きくなったために解消されたと考えることが出来ます。

ここまで読んでくださった方にはアレッ?と思われる方もいるかもしれません。「ひとみ径 = 対物レンズの口径 ÷ 倍率」なら、等倍を持つスコープは皆おんなじ広いアイボックスを持つのか?と。

実は、ズーム式ライフルスコープは天体望遠鏡などと比べて特殊な機構のようで、必ずしも「ひとみ径 = 対物レンズの口径 ÷ 倍率」にはならないことが確認されています。特に低倍率時にはこれが顕著で、VX6では1倍時ひとみ径12mmくらい6倍時4.5mmくらい、marchでは1倍時9.5mmくらい8倍時3mmくらいの実測値でした。実際の覗きやすさも、marchと比べるとVX6のほうが上なのです。(なので、上のひとみ径24mm云々というのは実際にはありえない話です)

なので、ディオン光学では今年の新製品に1倍時ひとみ径17.8mmというものが発表されました。このことからも、「ひとみ径 = 対物レンズの口径 ÷ 倍率」が必ずしもそうではないことがわかります。


では実際のひとみ径はどのように確認したらいいかというと、ある方法を教えていただきましたのでそのアレンジ版を紹介したいと思います。

まず、スコープがついた状態のテッポウを立て、スコープの対物側からフラッシュライト等で光らせます。光量はそこまで要りませんが、蛍光灯くらいではやりづらいかも?そうすると、接眼側から光の円ができます。そこに、DVDケースのようなものを接眼側に近づけたり離したりすると光の円の直径がもっとも小さく、はっきりしてくるポイントがあります。その高さにケースを固定、大きさを測ることで実際のひとみ径を知ることが出来ます。

この直径がひとみ径

これはケースがスコープから離れすぎて円が大きくなり過ぎた例

光が収束しきっていないのがわかりますね。

一応書いておくと、この記事は技師でも専門家でもない人間がネットの情報と実体験のみで書いてますので、あんまり鵜呑みにしないでくださいww(この記事に限ったことではないですが)





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