分解能

[ヘリコイド]

毎回、質問ばかりで恐縮ですが。
望遠鏡の分解能は何れの公式でも口径が大きい程良くなりますが、
人間の肉眼もレンズとして考えれば、虹彩が小さくなっている昼間よりも、虹彩が開いている夜間の方が分解能は良いのでしょうか？

[ガラクマ]

　「それは。。。あれだよ・・・？」という、知っていたはずと、思い込んでいたけど、人に説明しようとしてつまる質問ですね。
探すとこの説明が、わかりやすいです。
　ようするに、明るいものを見る視神経（錐体視細胞：トータルで分解能高い）と、暗いものを見るときの視神経（桿体視細胞：分解能低い）の種類が違い、瞳が開いたとき（暗い時）は、分解能が低い神経でしか見れないため、瞳径（虹彩）が広がっても分解能は上がらない。ということでしょうか。

　そこで、私なりに新たな疑問が浮かんできました。
双眼鏡や望遠鏡の射出瞳径と実際見る人の瞳径の関係で分解能が変わるか？という問題です。

例えば、5cm25倍の望遠鏡は、射出瞳径は２㎜。人間の瞳径は２~７㎜に変化します。
コーティングも迷光対策も上等で、星を見てもバックも漆黒。覗く瞳径も開き、分解能が低い桿体視細胞でみるより、
コーティングも迷光対策もダメダメで、星を見たらバックも明るい。そのほうが、覗く瞳径も小さく、分解能が高い錐体視細胞で見る方がよく見えるのでしょうか？
　瞳に届くまでの光学的な分解能が同じで、人がもつセンサーが違う場合です。
分解の式に人の目の要素は、出てこないように思いますが、実際見え方（分解能）に差があるのでしょうか？

[ヘリコイド]

なるほど。そうだったんですね。ありがとう御座います。
肉眼の場合、ある一定の明るさで桿体視細胞から桿体視細胞にいきなり切り替わるとは思えないので、明るさに応じて両者の比率が徐々に変化すると考えれば結果的にトータルの分解能は常に一定と言う理屈も成り立つ気がします。

[木村]

ヘリコイド様、こんにちわ。

　横ですけど、例えばカメラのレンズは絞りを開けて見かけの口径を大きくすると分解能は下がります。
なんだかんだの収差が増えるので、解像力は下がるのが普通です。天体望遠鏡のレンズなどの光学系は、かなり理論的理想に近いので口径が大きくなると分解能が上がりますけど、これは珍しい方の例ですね。

特に人間の眼球だと、どぉ言う光学特性やら？？？なんせ、有機物で出来てますので（＾＾
こんな時は実測して調べるのが一番ですが、まぁ検索したら昔の人の研究がありました。東芝の証明関係のHPにあったので信頼できるでしょう。

　暗くなると視力（分解能の逆数；分解して見える角度の分角の逆数）は下がります。私の目でも、こんな感じです。うんと暗いところでは、ある程度より解像度が下がらなくなります。なお、しっかり暗順応させる必要があります。

　あと･･･猫の目なんかは、虹彩の広さで明るさの調整をしている感じがしますが、人間の目の方は、ピーカンの表と、真っ暗な夜を除くと、あまり虹彩の大きさが変わりません。明るさを変えると、すっと虹彩が変わるのですけど、暫くすると元に戻ります。
　どうも、人間の目は虹彩の大きさではなくて、主に、視細胞の切り替えなどの感度調整で見えの明るさを調整していて、虹彩の直径は急変に対応した調節に使われている気がします。

　あと、人間の目は照明の色によっても、暗いところでの分解能は変わりますね。車のヘッドライトなんか、LEDの青白い光より、白熱電球の黄色い光の方が（私の目は）解像度とコントラストが良いです。

　何にしましても、暗いところでは視力が下がる（分解能が下がる）と考えて良さそうですよ。

[ガラクマ]

　瞳孔が開く＝暗い、というところから離れて、
同じ明るさで瞳孔が開く条件。サンブラスしたりしたら暗いのと変わりませんが、薄目を開けてみる。というのはいかがでしょう。
薄目で瞳孔が大きくなれば、　縦方向はまぶたがで覆うので、瞳孔が狭いのと同じですが、少なくとも横方向の分解能は上がるのでしょうか？　先の望遠鏡でバックが明るい場合と同じで、謎が尽きません。

[木村]

ガラクマ様

＞薄目を開けてみる。というのはいかがでしょう。

　わ、わ、わからんです(T_T;
大体、壁の様に一様な明るさの物が目に映っているのと、真っ黒な壁に一点、眩しいくらいの光点があるのとでは、人間の瞳は、どっちがどれだけ開くのかってのも、研究例が有るやら無いやら？？？。

また、私の目のように乱視があったりの欠陥がある場合は「目を細める」≒「横向きのスリットを入れる」として実験すると縦方向の分解能が上がります。横はボケボケです。基本、私は目玉ってのはダメな光学系だと思ってます。絞った方が良く見えます。

　あと、上の私が紹介した図と資料では、暗くなると目の分解能が下がるのは明かですが、望遠鏡の分解能は目玉よりずっと上なので、倍率を上げれば目の分解能低下を補うことができるはずですよね？　視力1.0の人が暗くて視力0.1に下がったとしても、望遠鏡の方の倍率をさらに10倍にすれば、また1.0相当になります。
　ドーズ限界ってアマには良く知られた式です。あの式を信じると視力1.0の人は口径を㎜で表した半分程度の倍率程度で十分細かいところまで見えるはずだって事になります。（10cmなら100倍程度）

　だけど、暗くなったら視力が0.1程度に下がるって話しなら、暗い天体は、望遠鏡の倍率を500倍に上げないと望遠鏡の方の分解能が活かせないって事になりませんですかね？
これ、私の長い疑問です。