Основні поняття про стереоскопічний зір

Стереоскопічний зір – це здатність обома очима сприймати відносне віддалення предметів, т.б. їх взаємне розташування по глибині.

В ідстані між зображенням точок С і А в лівому оці та в правому різні. Якщо чоловік це відчуває то він відчуває і віддаленість точок А і С або, як говорять, далекомірник бачить простір стереоскопічно.

Кути при точках А і С, позначені Еа и Ес, називаються паралактичними кутами. Визначеної дальності до точки А або С відповідає визначений паралактичний кут Е або Ес і, навпаки, визначеному паралактичному куту відповідає визначена дальність до цілі.

Паралакс - від грец. – відхилення - видима зміна положення предмета внаслідок переміщення ока спостерігача.

Він пропорційний різниці кутів

Е = Еа - Ес,

де: Е різниця паралактичних кутів;

Еа і Ес паралактичні кути.

Внаслідок фізіологічної особливості людського зору таку різницю в паралактичних кутах, тобто, і різниця во взаємній віддаленості предметів буде відчуватися до тих пір, поки різниця між зрівнювальними паралактичними кутами не зменшиться до деякої величини, визначається гостротою стереоскопічного зору та залежить від ступеню натренованості далекомірника.

Таким чином, якщо різниця двох паралактичних кутів менше деякої величини, то різниця відстаней до цілі буде невідчутна і вони відчуваються так ніби знаходяться на однаковому віддаленні від далекомірника.

Якщо умовно замінити очі людини двома об’єктивами, то в фокальних площинах створюється зображення однієї і тієї ж точки Ц, яка знаходиться на різних відстанях від фокусів F1 і F2 відповідно.

Різниця цих відстаней = Е.

Кут Е між візирними осями ЦЦ1 і ЦЦ2 є паралактичним кутом, а відстань Д від об’єктива до точки Ц дальністю.

При достатньо великій Д треба: P

де f' фокусна відстань об’єктива, м

Б - база оптичної системи, м

P - лінійний паралакс, м

Д - дальність, м.

В той же час, якщо точка Ц розташовується на оптичній осі одного з об’єктивів, то:

Д = Б/tgЕ

де: Б - база оптичної системи, м

Е - паралактичний кут, рад

Д - дальність, м

tgЕ = Е - внаслідок малого кута.

Таким чином, дальність можна визначити виміром Е. Ця можливість і реалізується в оптичних телескопічних системах, які називаються дальномірами.

Використання далекомірів дозволяє штучно збільшити базу очей і гостроту стереоскопічного зору. Так при використанні далекоміра зі збільшенням 15" і базою 1 м теоретична гострота зору збільшується приблизно в 230 раз. Вказана величина називається повною пластикою.

Принципова схема далекоміру

Принципова схема далекоміру :

АВ - база далекоміру;

АС - дальність до цілі;

α - паралактичний кут.

Принципова схема складається з зорової системи, біаксіальної системи об’ємного зображення марок і відлікової системи, яка складається з компенсатора Км зі шкалою Ш.

Принципова схема дії лінзового компенсатора

I – нерухома лінза компенсатора; II – рухома лінза компенсатора; α – паралактичний кут; Км – компенсатор; П – призма підсвічування; М – вимірювальні марки; Обк – об’єктиви коліматора; Зк – відбивачі біаксіального коліматора; Зс – відбивачі зорової системи; Обе - об’єктиви зорової системи; К - дзеркала (або блок призм); Ок – окуляри.

На кінцях бази розташовані кінцеві відбивачі Зк и Зс. Кінцеві відбивачі Зс відхиляють промені на 90° і напрямляють їх в об’єктиви Обс. Далі промені від цілі дзеркалами відхиляються на 90° по напрямку до окулярів.

Отримуючи освітлення від денного світла або від електролампи (крізь призми підсвіти П), виміряні марки М, які знаходяться в фокальних площинах об’єктивів Обк, проектуються в поле зору зорової системи.

Для виміру паралактичного кута та перетворення його в дальність до цілі використовується компенсатор Км. З додатньою лінзою компенсатора жорстко зв’язана шкала Ш. Для розрахунку значень дальності служить відраховуюча система, яка складається з лінз Лм і призми П1. Зображення шкали проектується в поле зору променевого окуляру Ок.

Для виміру дальності до цілі далекомір наводять на неї. Припустимо, що наводка проведена так, що в ліве вхідне вікно промінь від цілі падає перпендикулярно базі далекоміра, т.б. зображення утримується на центральній лінії лівого окуляра, тоді в праве вхідне вікно промінь буде падати під кутом Е та давати зображення в правому окулярі з деяким зміщенням від центральної лінії.

Зображення від вимірювальних марок утримуються на центральних лініях правого та лівого окулярів.

Далекомірник, спостерігаючи одночасно в обидва окуляра, сприймає зміщення по глибині зображення цілі і вимірювальної марки.

В правій гілці далекоміра є компенсатор Км, який складається з двох лінз, від’ємної та додатної. При переміщенні додатної лінзи промінь відхиляється в площині вимірювального трикутника, тобто зображення цілі переміщується горизонтально в полі зору окуляра. Це переміщення далекомірник сприймає як рух по глибині в просторі.

В момент стереоскопічного сполучення вимірювальної марки з зображенням цілі в правій гільці далекоміра паралактичний кут цілі буде рівень паралактичному куту об’ємної вимірювальної марки, тобто, і додатна лінза компенсатора переміститься на величину пропорційну паралактичному куту цілі.

З цією лінзою зв’язана шкала, по якій відраховують дальність до цілі. Відповідно оцифровці шкали дальності на місцевості досягається механізмом вивірки по дальності шляхом вибору паралактичного кута об’ємної вимірювальної марки під час вивірки далекоміра по цілям з відомою дальністю.