home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1992 #31 / NN_1992_31.iso / spool / sci / astro / 13502 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1992-12-29  |  3.3 KB  |  69 lines
  1. Newsgroups: sci.astro
  2. Path: sparky!uunet!gatech!destroyer!ncar!noao!stsci!stosc!gawne
  3. From: gawne@stsci.edu
  4. Subject: Binoculars, exit pupil size, etc...
  5. Message-ID: <1992Dec29.144420.1@stsci.edu>
  6. Lines: 57
  7. Sender: news@stsci.edu
  8. Organization: Space Telescope Science Institute
  9. Distribution: na
  10. Date: Tue, 29 Dec 1992 19:44:20 GMT
  11.  
  12. Concerning the ongoing discussion of binoculars, image brightness, etc...
  13. I went to the library and looked at the recent issue of Astronomy which
  14. included the binocular buyer's guide.  While the guide is overall well
  15. written it does seem to have suffered from not having been proofread by
  16. an optics expert.  
  17.  
  18. Specifically, the guide claims that larger exit pupils (up to 7 mm)
  19. produce brighter images.  As someone else has recently pointed out this
  20. just is not the case.  Image brightness depends only on:
  21.  
  22.     1.  The area of the objective lenses.
  23.     2.  The quality of the anti-reflective coatings.
  24.     3.  The effective focal ratio of the binoculars.
  25.  
  26. The first gathers photons over a given area.  The larger that area the more
  27. photons gathered.  The second gets as many photons as possible from the
  28. front of the binoculars to your eyes.  The third factor (focal length) 
  29. governs how well you'll be able to see dim extended objects, with image
  30. brightness for extended objects dropping off as f squared.
  31.  
  32. Now a short focal ratio binocular will USUALLY also have a larger exit pupil,
  33. so I can see how this misapplication of logic may have come about.  But let's
  34. consider two cases:
  35.  
  36. 1.  Classic 11x80 fully coated astronomical binoculars.  Here we have an
  37. 80 mm objective with 256 mm focal length (f/3.2), and a 23 mm focal length 
  38. eyelens yeilding an actual magnification of 11.13x.  This gives an exit pupil
  39. of 7.19 mm.
  40.  
  41. 2.  10x70 fully coated binoculars.  70 mm objectives with 210 mm fl (f/3.0),
  42. and 21 mm fl eyelenses giving actual mag of 10x.  Now the exit pupil is 
  43. exactly 7 mm.  That's almost 0.2 mm narrower than with the longer focal 
  44. ratio 11x80's above.
  45.  
  46. Of course if your eye can only dilate to 7 mm then the light outside that
  47. aperture would be lost anyway.  But let's assume that your eye can dilate
  48. that far.  Now the increased aperture of the 11x80's gives them a greater
  49. light grasp of (80/70)**2 = 1.306, but the higher focal ratio decreases
  50. their extend object brightness by (3.0/3.2)**2 = 0.8789.  The net effect 
  51. is a difference in brightness of 1.306x0.8789 = 1.148.  So the larger
  52. binoculars do gain *slightly* if your eyes dilate to 7.2 mm.  If they only
  53. dilate to, say, 6 mm then multiply by (6/7.2)**2 = 0.69444 for the 11x80's
  54. and by (6/7)**2 = 0.7345 for the 10x70's.  This results in the 11x80's being
  55. only 1.085x brighter for the person with 6mm dark adapted pupils.  (Or for
  56. that matter for ANY pupil size of 7 mm or less.)
  57.  
  58. BUT if instead of 11x80's you were to use 20x80's with a 5mm exit pupil
  59. then the person with 6mm dark adapted pupils would see 1.56 times brighter
  60. images than with the 10x70's!  A person with 5 mm dark adapted pupils would
  61. see images 2.25x brighter!
  62.  
  63. So where is this all going, you ask?  My point is that very few people 
  64. using binoculars for astronomy have pupils that dilate to 7mm.  You are
  65. much better off getting binoculars with a 5 or 5.5 mm exit pupil and
  66. getting ALL the light into your eyes.
  67.  
  68. -Bill Gawne,  Space Telescope Science Institute
  69.