Untersuchungen zu den Gesetzen des Fernrohrsehens
1957; Taylor & Francis; Volume: 4; Issue: 3 Linguagem: Alemão
10.1080/713826081
ISSN0030-3909
Autores Tópico(s)Textile materials and evaluations
ResumoAbstract Es wird über weitere Sehschärfenmessungen mit fernrohrbewaffnetem Auge berichtet, deren Auswertung eine unmittelbare Aussage gestattet, in welcher Weise Fernrohrvergrösserung und Objektivöffnung in die Sehleistung im Dämmerungs-und Nachtsehen eingehen. Der alte Meinungsstreit, ob im Gebiet des Dämmerungssehens eine Fernrohrübervergrösserung vorteilhaft ist oder nicht, wird dahingehend entschieden, dass bei gleicher Objektivöffnung eine stärkere Vergrösserung eine Erhöhung der Sehschärfe fast im gesamten Anwendungsgebiet der Feldstecher bewirkt. Der Vorteil ist am grössten beim Tagessehen (über 10 asb), ist im Dämmerungssehen (100-10-2, Mondschein etwa 100,5 asb) immer noch beträchtlich. Bei etwa 10-3 asb ist die Fernrohrleistung von der Vergrösserung unabhängig, erst unterhalb dieser Leuchtdichte wirkt sich eine Übervergrösserung nachteilig auf die Sehleistung aus, die Fernrohraustrittspupille sollte hier also die Grösse der Augenpupille haben, zumindest nicht wesentlich kleiner sein. Die Sehschärfenmessungen wurden unter entsprechenden Vorsichtsmassnahmen im Labor vorgenommen. Als Sehschärfenkriterium diente die Erkennung der Lücke in Landoltringen verschiedener grösse und verschiedenen Kontrastes. Die Lichtschwächung über fünf Zehnerpotenzen (101-10-4 asb) erfolgte mittels neuartiger Grauschichtenfilter, als Fernrohre fanden handelsübliche Feldstecher Verwendung, deren Unterschiede in den Verlusten und der Gesichtsfeldgrösse unberücksichtigt blieben. An den recht umfangreichen Messungen beteiligten sich vier Beobachter. Die Leistung eines Fernrohrs kann angenähert in der Form L = Cγ1-x Dx oder L = C γ Px dargestellt werden. Darin bedeutet C eine sehr allgemeine, von der Umfeldleuchtdichte, Beobachter-und Fernrohreigenschaften abhängende Konstante, Γ die Fernrohrvergrösserung, D den Objektivdurchmesser und P den Durchmesser der Austrittspupille des Fernrohrs. Der Exponent x ist in erster Linie von der Umfeldleuchtdichte abhängig, in geringerem Masse vom Kontrast der Sehzeichen, der Fernrohraustrittspupille, dem Adaptationszustand des Beobachters und Fernrohrverlusten. Als Mittelwert von vier Beobachtern, für Fernrohraustrittspupillen zwischen 1,6 und 7,1 mm Durchmesser und einen Sehzeichenkontrast von etwa - 1 ergaben sich für x die folgenden Zahlenwerte: Umfeldleuchtdichte in asb : 10-4,5 10-4 10-3,5 10-3 10-2,5 10-2 10-1,5 10-1 10-0,5 100 100,5 101 x : 1,5 1,2 0,9 0,7 0,52 0,48 0,46 0,45 0,42 0,28 0,12 0,0 Im Gebiet 10-2,5 bis10 -1 asb, wo x etwa den Wert 0,5 annimmt, wird die alte Faust-Formel L = C √ F.D bestätigt. Unterhalb von 10-2,5 asb steigt x an, der Einfluss der Vergrösserung auf die Fernrohrleistung nimmt ab, der Einfluss des Objektivdurchmesserszu. Unter 10-3,5 asb wächst x über den Wert 1. In diesem Bereich bringt jede Vergrösserung, die die Austrittspupille des Fernrohrs wesentlich kleiner (< 6 mm) als die Augenpupille des Beobachters (etwa 7,4 mm) werden lässt, eine Verminderung der Sehleistung mit sich. Oberhalb von 10-1 asb geht x allmählich gegen Null, dieser Wert gilt im reinen Tagessehen, d. h. der Objektivdurchmesser ist in weitem Masse ohne Einfluss auf die Fernrohrleistung. Diese Ergebnisse bestätigen weitgehend die Theorie der Fernrohrsehens von Kühl, die zunächst nur für 70 -extrafoveale Beobachtung gilt. New measurements of visual acuity are described for the eye in conjunction with a telescope, and results given showing how visual acuity at low light intensities depends on the magnification and aperture of the instrument. It is shown that an increase of magnification under twilight conditions produces an increase in visual acuity in almost the whole range of field-glasses. The gain is greater for day vision (above 10 asb), but is significant in the region 100 to 10-2 asb (moonlight gives about 10-0.5 asb). Towards 10-3 asb the instrumental efficiency is independent of magnification and below this acuity decreases with magnification; the exit pupil should then be approximately equal in size to that of the eye. The criterion of visual acuity was the recognition of the gap in Landolt rings at different contrasts. Reduction of illumination over a range 10-5 (101 to 10-4 asb) was obtained by a new type of grey filter; normal field-glasses were used. The performance of a telescope can be approximately represented by L = C τ1-x Dx or L = C τ Px, where C is a general constant varying with illumination, observer and instrument, τ ils the magnification, D is the diameter of the objective and P that of the exit-pupil. x depends primarily on the illumination, and less strongly on the object contrast and instrumental losses. Taking the average for four observers, for exit pupils from 1.6 to 7.1 mm and object contrast about -1, the following values of x were obtained. Illumination (in asb) : 10-4,5 10-4 10-3,5 10-3 10-2,5 10-2 10-1,5 10-1 10-0,5 100 100,5 101 x : 1,5 1,2 0,9 0,7 0,52 0,48 0,46 0,45 0,42 0,28 0,12 0,0 From 10-2.5 to 10-1 where x is about 0.5, Faust's formula L = C δ Γ D is confirmed. Below 10-2.5 asb, x increases, and the influence of magnification falls, relative to that of objective diameter. Below 10-3.5 asb, x exceeds unity and any increase of magnification which makes the exit pupil significantly less than that of the eye decreases visual acuity. Above 10-1 asb x approaches zero corresponding to normal daylight vision so that the instrument performance is largely independent of objective diameter. These results give general confirmation to Kuhl's theory of telescopic vision, previously only confirmed for extra foveal vision at 70. De nouvelles mesures d'acuité visuelle sont décrites, concernant l' -il muni d'un instrument télescopique; l'examen des résultats permet de dire directement de quelle façon le grossissement de l'instrument et l'ouverture de l'objectif interviennent dans l'acuité visuelle de la vision crépusculaire et nocturne. Existe-t-il oui ou non un avantage à augmenter le grossissement dans le domaine de la vision crépusculaire, c'est l'ancienne controverse qui se trouve réglée en ce sens qu'à égale ouverture d'objectif, un grossissement plus fort produit une amélioration de l'acuité visuelle dans la presque totalité du domaine d'emploi des jumelles. L'avantage est le plus important en vision diurne (audessus de 10 asb), mais reste encore notable en vision crépusculaire (100-10-2 asb, le clair de lune donne environ 10-0,5 asb). Pour 10-3 asb environ, la puissance de l'instrument est indépendante du grossissement, et au-dessous de cette luminance, un excès de grossissement commence à devenir défavorable pour l'acuité visuelle, dans ce cas la pupille de sortie de l'instrument devrait donc avoir la grandeur de la pupille de l' -il, ou tout au moins ne pas être sensiblement plus petite. Les mesures d'acuité visuelle ont été entreprises au laboratoire en prenant les précautions convenables. Pour ce critère d'acuité visuelle, on utilisait des anneaux de Landolt de dimensions et contrastes différents. L'affaiblissement de la lumière jusque dans un rapport 10 5 (de 101 à 10-4 asb) était obtenu à l'aide de filtres gris d'un nouveau modèle. Comme instruments télescopiques, on utilisait des jumelles de type courant, dont les différences étaient négligeables en ce qui concerne les pertes et la grandeur du champ visuel. Quatre observateurs ont pris part à de nombreuses mesures. La puissance d'un instrument télescopique peut être représentée approximativement sous la forme: L = C τ1-x Dx ou L = C τ Px, où C désigne une constante très générale dépendant de la luminance ambiante et des propriétés de l'observateur et de l'instrument, τ le grossissement de l'instrument, D le diamètre de l'objectif et P le diamètre de la pupille de sortie de l'instrument. L'exposant x dépend en premier lieu de la luminance ambiante et, dans une plus faible mesure, du contraste de l'objet, de la pupille de sortie de l'instrument, de l'état d'adaptation de l'observateur et des pertes dans l'instrument. En moyenne, pour quatre observateurs, pour des pupilles de sortie de diamètre compris entre 1,6 et 7,1 mm, et pour un contraste de l'objet de l'ordre de—1, on a obtenu pour x les valeurs numériques suivantes: Luminance ambiante (en asb) : 10-4,5 10-4 10-3,5 10-3 10-2,5 10-2 10-1,5 10-1 10-0,5 100 100,5 101 x : 1,5 1,2 0,9 0,7 0,52 0,48 0,46 0,45 0,42 0,28 0,12 0,0 Dans la région de 10 -2,5 à 10-1 asb, où x prend la valeur 0,5, l'ancienne formule approximative est confirmée: L = C√ P.D. Au-dessous de 10-2,5 asb, x croît, c'est-à-dire que l'influence du grossissement sur la puissance de l'instrument baisse tandis que l'influence du diamètre de l'objectif augmente. Au-dessous de 10-3,5 asb, x croît jusqu'à dépasser l'unité. Dans ce domaine, chaque grossissement rendant la pupille de sortie de l'instrument nettement plus petite (6 mm) que la pupille de l' -il de l'observateur (7,4 mm) apporte une diminution de l'acuité visuelle. Au-dessus de 100 asb, x se rapproche progressivement de zéro, valeur correspondant à la vision purement diurne, c'est-à-dire que le diamètre de l'objectif est, dans une large mesure, sans influence sur la puissance de l'instrument. Ces résultats confirment largement la théorie de la vision télescopique de Kühl, d'abord valable seulement pour l'observation extrafovéale à 70.
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