Фототрансформатор
ФОТОТРАНСФОРМАТОР, содержащий последовательно расположенные по ходу светового потока осветитель, кассету снимка, объектив, кассету фотоматериала , причем кассеты снимка и фотоматериала установлены на каретках, направляющие которых параллельны азимуту главной вертикали, отличающийся тем, что, с целью повышет1ия точности трансформирования и обеспечения возможности использования объектива любого фокусного расстояния, в него дополнительно введены щелевая диафрагма, проектирующая и коррекционная линейки, i инверсор объектива, вертикальная каретка объектива и привод каретки фотоматериала , причем щелевая диафрагма yciaHOB- лена перед кассетой фотоматериала, проектирующая линейка размещена меисау каретками кассет снимка и фотоматериала с возможностью их перемещения навстречу ц руг другу посредством первого ведущего ролика, установленного на конце линейки так, что его ось укреплена на каретке фотоматериала, в посредством второго ведущего родика, причем верхний конец линейки связан с вторым ведущим роликом, ось которого укреплена на вертикалыюм суппорте каретки снимка, коррекционная линейка вьшолнена с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси и кинематкчест ки связана с вторым ведущим роликом, (Л инверсор объектива содержит плоскую линейку, установленную с возможностью поворота на оси вращения укрепленной на каретке фотоматериала и связанной с третьим ведущим роликом вертикальной каретки объектива, при этом проектируь. юнюя и коррекционная линейки, а также линейка инверсора и оси направляюогах 30 кареток расположены в плоскостях, раллельнъсх плоскости главного вертяка сд ла снимка, а ось щелевой диафрагмы перпендикулярна этой плоскости.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ
Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3526342/18-10 (22) 22.12.82 (46) 23.03.84. Бюл. № 1 1 (72 ) Ф. В. Дробышев (71) Московский орцена Ленина институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (53) 528.722.31 (088.8) (56) 1. Геодезия и аэрофотосъемка. Известия ВУЗов, 1961, № 3, с. 143.
2. Авторское свидетельство СССР
¹ 718705, кл. 5 01 С 11/24, 1978 (прототип). (54) (57) ФОТОТРАНСФОРМАТОР, содержащий последовательно расположенные по ходу светового потока осветитель, кассету снимка, объектив, кассету фотоматериала, причем кассеты снимка и фотоматериала установлены на каретках, направляющие .которых параллельны азимуту главной вертикали, о т л и ч а юшийся тем, что, с цепью повышения точности трансформирования и обеспечения возможнос ти использования объектива любого фокусного расстояния, в него цополнительно введены шелевая диафрагма, проектируюшая и коррекционная линейки, инверсор объектива, вертикальная каретка обьектива и привод каретки фотоматериала, причем шелевая диафрагма .установ лена перец кассетой фотоматериала, проектируюшая линейка размещена между каретками кассет снимка и фотоматериа ла с возможностью их перемещения навстречу друг цругу посредством первого ведущего ролика, установленного íà ни нем конце линейки так, что его ось
: укреплена на каретке фотоматериала и посредством второго ведущего родика, причем верхний. конец линейки связан с вторым ведущим роликом, ось которого укреплена на вертикальном суппорте каретки снимка, коррекдионная линейка выполнена с возможностью поворота во круг горизонтальной оси и кинемачмчес ки связана с вторым ведущим роликом, инверсор обьектива содержит плоскую линейку, установленную с возможностью поворота на оси вращения укрепленной на каретке фотоматериала и связанной с третьим вецушим роликом вертикальной каретки объектива, при этом проектиру ющая и коррекдионная линейки, а также линейка инверсора и оси направляющих кареток расположены в плоскостях, пав! раллельных плоскости главного вертушка ла снимка, а ось шелевой диафрагмы перпендикулярна этой плоскости.
1415 2 ф 1-2 мм, что снижает точность проек ти рован ия.
Кроме того, для перехода на трансформирование снимков от камеры с цругими фокусными расстояниями, например, на Р =100 мм, 5 =70 мм, f
=-140 мм, потребовалсь бы постановка с соответствующих цругих проектируюших объективов по своему фокусному расстоя0 нию.
Бель изобретения является повышение точности трансформирования единичного увеличения при использовании объектива любого фокусного расстояния.
1 Ый
Изобретение Относится к фотограмме рии, В час тнос ты, II фо тограмметрическим
liPH6GPBM цлЯ тРансфОРмHPQBBHHH аэРО.=
СНИМКОВ.
Известен прибор для фототрансформияования снимкОВ путем непрерыВнОго из уенения масштаба IIpoeKILHH при параллель:ном расположении плоскостей нега гива и экрана, разработанный В. Я. Финковским Ы
Оцнако в данном устройстве для ре1 щения GBIIB IH фототрансформирования принято условие - применение проекциояных объективов малых фокусных pBccтоя=ний. Например, для снимков gö = 100 мм фокусное расстояние его берется равным
t5
=20 мм„для снимков 7 =200 мм - равным = 40 мм. Это дает четырех кратное уменьшение проекции аэроснимка.
При этом проекционные объективы должны иметь широкоугольность поля зрения, зо равную съемочным объективам.
Эти условия не позволяют произвести точного фо тотрансформирования снимков для стереоизмерений по ним, тем более для целей крупномасштабного картографи рован ия.
Затруднительно также подбирать цля проектирования аэроснимков с различными фокусными расстояниями проекционные; объек тивы.
Известен фототрансформатор цля выЗо полнения точного трансформирования аэроснимков при единичном их увеличении
Для этого кассета установлена по азимуту 8 главной вертикали с возможнос1 тью наклона ее на съемочный угол g, М5 относительно задней узловой точки объек- тива f2).
Проектирующий обьектив имеет фокус.= ное расстояние .-, равное половине ( фокусного pBccTQBHHH объектива cbeMÎHной камеры @, именно
Е
Фототрансформатор содержит кассету с аэросником, наклоненную на угол на- . t5 клона ЫО обьектив по широкоугольности, PBBHbIH съемОчномУ, $ còBHÎÂneHHbIÉ на угол gg, и фотоэкран, I B котором фиксируется изображение сразу всего снимка. 50
Однако известный способ проектирования снимка через -объектив, идентичный по широкоугольности поля зрения и точному значению половине фокусного расстояния съемочной камеры, на практи-55 ке трудно осуществим, Br как отдельные обьективы иногда отличаются от номинала по фокусному расстоянию на
Поставленная цель достигается тем, что в фототрансформатор, содержащий последовательно расположенные по ходу светового потока осветитель, каретку снимка, объектив, кассету фотоматериала, причем кассеты снимка и фотоматериала установлены на каретках, направляющие которых параллельны азимуту главной вертикали, дополнительно введены шелевая диафрагма, проектирующая и коррекционная линейки, инверсор объектива, вертикальная каретка объектива и привод каретки фотоматериала, причем щельвая диафрагма установлена перец кассетой фотоматериала, проектирующая линейка размещена между каретками кассет снимка и фотоматериала с возможностью их перемещения навстречу друг другу посредством первого ведущего ролика, установленного на нижнем конце линейки так, что его ось укреплена íà карет ке фотоматериала, и посредством второго вецущего ролика, причем верхний конец линейки связан с вторым ведущим роликом, ось которого укреплена на вертикальном суппорте каретки снимка, коррекционная линейка выполнена с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси и кинематически связана с вторым ведущим роликом, инверсор объектива содержит плоскую линейку, установленную с возможностью поворота на оси вращения укрепленной на каретке фотоматериала и связанной с третьим ведущим роликом вертикальной каретки объектива, при этом проектируюшая и корректирующая линейки, а также линейка инвертора и оси направляющих кареток расположены в плоскостях, параллельных плоскости главного вертикала снимка, а ось шелевой диафрагмы,перпенцикулярна этой плоскос ти.
Кроме того, предполагается использование так называемых гиростабилизиро-.
3 1 Р j ванных аэроснимков с углами наклона
0 +2.
На фиг. 1 показана схема наклонного по главной вертикали снимка в отношении связи координат Х, Y точек его с точками местности, при строгой засечке; на фиг. 2 — связь точек на главной вер-тикали с точками местности при преобразованной засечке, когда фокусное расстояние проектируюшего луча берется равным F.= К Ук, на фиг. 3 — схема расположения снимка при проектировании; . центрального луча его и положение коррекционной линейки, установленной на угол keL и инверсной линейки установленной на угол х ; на фиг. 4 — - cxeМа расположения снимка в крайнем положении коррекционной линейки строяшей значение коррекции и положение инверсорной линейки, строящей сме 8 шение дР объектива; на фиг.5 и 6— фототрансформатор, сечение вдоль линии главной вертикали и главной горизонтали соответс твенно.
Координаты Х, У (фиг. 1 ) точки месч ности А изображаются через объектив
5 на снимке в виде координат )(= o< и (— — ай„.
Линия м ти А< О1 пар дельная ли:::.-.ии АР, проходяшей через надирную точку N на снимке изображается ли нией д 0, направленной в точк,, схода Y.
Линии местности У, перпендикулярные координатной линии Х, изображаются на снимке перпендикулярными главной вертикали.
Дпя решения задачи трансформирования координат снимка в координаты мес ности приняты условия механического и оптического трансформирования по осям 4О
У и Х прибора.
На фиг. 2 показано расположение снимка с точками и, С, О, на линии главной вертикали.
Какая либо точка а проектируется в 45 точку А. Из теории преобразования засеч-. ки известно, что, взяв новый центр проектирования S, можно получить точку А, применяя коррекционную плоскость с а когда отвесный толкатель ау строит поправку,ь Fg в проектируюшем направпе нии при новом фокусном расстоянии F.
При этом известно также, что угол наклона ССО коррекционной плоскости должен быть равен
О где К вЂ” коэффициен т преобразования, равный К = F15
416 4
В данном случае вместо .коррекционной плоскости может быть применена коррек- ционная линейка. Имеется также возмож ность при малых углах (oh = +2 ) устао новить снимок v СОН горизонтально, де цен трируя его на величину 3 =, t g d < и центр поворота коррекционной линейки
Из схемы, (фиг. 3) видно, что точки соответствия, например, а и А, могут находиться на точках д и М после перемешения рычагом l,. 0 снимка и его проекции в противоположные стороны (по стрелкам ).
Коррекционная линейка (фиг. 4), уста» новленная на угол . kdiо, будет при этом строить необходимые поправки 5F, поскольку точка сочленения (вертикально го суппорта скользит по линейке, обеспечивая правильное смешение снимка.
Таким образом, все точки главной вертикали будут трансформироваться через точку и - положения неподвижной mens . во весь размер снимка, на подвижный фо тоэкран.
Рассмотрим теперь трансформирова ние отрезков по У, перпендикулярных к главной вертикали оптическим проекти» рован нем.
Положим, что масштаб проектирования отрезка по У, проходящего через точку с с - нулевых искажений (фиг. 1), равен единице, именно — — = 1, 5
Y 5с что можно написать в виде
oS
К
SN H
Ввиду того, что главная вертикаль может проходить через углы снимка, примем для формата аэроснимка 180 > х 180 мм максимальные значения коор» динат (= 100 мм и У=100 мм.
Оптнческое расстояние между сним ком и его проекцией равно
2 +21 4 5 где Ь - расстояние между узловыми точ ками обьектива, а расстояние между . снимком и его проекцией для механичес кого проектирования должно быть разно
2f +25
Для установок в шепевом фототранс» форматоре значений элементов необходи мо определить необходимую степень их точности, причем в качестве примера
S 1ОвХ берутся следующие табличные их значещия." фокусное расстояние аэроснимков 1
=100; фокусное пасстояние проекти руемого объектива Ю = 120 мм; мак Ф симальные (--100 мм; Х = 100 мм;
Х = 100 мм; У =100 мм; минималь ный угол наклона главной вертикали
4 6 =,2; коэффициент преобразования К вЂ”; угол наклона коррекционной аи, Кжо =4,8.
Определим теперь элементы траноформирования при проекчировании отрез ков Y- У100 мм и отрезкой 1 и
,у2, в данном случае 100 мм и
П," и проектировании координат:1 и (фиг. 3) объектив должен располагаться на расстояниях 2 от снимка и 2f от его проекции.
Опрецелим теперь элементы проекти
РованиЯ отРезка о в кооРцинатУ = 20
=100 мм.
Имеем (фиг. 1) у Ем cCVOLО
, 2 х cCg. о -100
25 откуда
iOO(f „cCо- a,— 2 cCg o или <оо(у,-400 tg 40) г = К Элемен ты трансформирования g u Y дают увеличение 1ОО 30 35 или 400(Е 4 0 tg 40 ) 0 400 0 4t 40 которое используется в уравнениях 33- 1+ 7 4 = К ((+м1 Поцставляя значения увеличения получаем 8 =--Х 1+ 55 к f.„„--ко -Ы или = (20 ((+ =$94(- 3, Сумма 80 + o(4 отличается от, 1" + + 3 1 на малую величину 480,1 -- (-80 = 0,1 мм. Поэтому фокусирование изображения можно осушествить линейкой, установленной на угол г цля перемещения объектива на протяжении Х=100 мм, на вели о чину Df =2 - dЗ . При этом угол определяется из уравнения - з Ю (00 Э гот угол может браться из таблиц, составленных для различных углов по формуле — (00 Ф - o(2f -5 (oo На цне трансформаторного корпуса 1 находится каретка 2 с фотоматериалом, прикрытая панелью с шелью 3, размером 200 . 3 мм цля кадров аэроснимка 18004 х 180 мм. На плато 4 нахоцится каретка 5 со снимком. Между каретками 2 и 5 находится кронштейн 6 с объективом 7, имеюшим перемешение вверх-вниз для фокусирования изображения снимка на фотома териале. фокусировка объектива производится . инверсной линейкой 8, установленной микрометром 9 на угол у на стойке l0, укрепленной к каретке 2 с фотоматериалом. Каретка 2 с фотоматериалом и с инверсорной линейкой 8 перемешается электромотором 11 с тяговым винтом. К каретке 2 укреплено роликовое соединение. с рычажной линейкой 12, имеюшей центр врашения, расположенный на кронштейне 6. Верхний конец рычажной линейки 12 перемешает каретку 5. со снимком в противоположную движению каретки 2 с фотоматериалом сторону, при 1 посредстве вертикального толкателя 13, цецен трированного относительно каретки 5 со снимком винтом 14 на значение цецентрации A = Юк Cy Lz . При этом толкатель 13 с роликом перемешается по,коррекционной линейке 15, цецентрированной относительно каретки 5 со, Дневная выработка шести стереопар снимков означает 12 ортогональных 07 печатков; обработка снимков (дальнейшая) на рельеф на каждый паре снимков дает экономию времени на ориентировании 1Б мин, а всего - 3 ч; трансформирование фотоотпечатков на трансформаторе дает экономию на каждом снимке 20 мин, всего - 4 ч. Значительную экономию средств на изготавливаемых приборах типа стерео графов можно нолучить за счет упразд» кения мощной станины с механизмами движений и корре щионных двух плоскоо тей; упразднения двух фокусных суппор тов на шарикоподшипниках; упразднение четырех суппортов делен траций снимков и визирных лучей. Стоимость стереографа СДЗ с 100000 руб. снижается на 20000 руб., т.е. на 20%. 7 10814 снимком на величину д„ к 0-, Коррехпионная линейка 15 устанавливается на угол Кс „микровинтом 16 для получения коррекции d F проекционной рычажной линейкой 12, установленной в нулевом положении на значение F= 2Е где f - фокусное расстояние проектирующего обьектива. Освещение полосы снимка производи ся электролампой 17. 10 Установками в приборе являются, на основании заранее известных углов с(,о наклона главной вертикали и ее азимута Ж к существующей оси меток на аэроснимке: угол у поворота кассеты 5 со 15 снимком; децентрация кассеты Ь = к ф о(0;â yran Kd,ð наклона коррек ционной линейки для механической децентв рации коррекционной линейки d 1 —; угол ъ- наклона инверсор- 20 „2 ной линейки ", перемещающейся совместно с фотокассетой, устанавливаемый по данным таблиц, составленных по уравнению. Работа прибора начинается после уста новок в нем укаэанных элементов ориенти- 25 PoBBHHR. Аэроснимок сдвигается в крайнее положение (фиг. 4}, а электромотор 11 и лампа 17 включаются в работу. При движении, каретки 2 с фотомате- 30 риалом со скоростью примерно 3 мм/с происходит равномерное коррекционное движение вдоль главной вертикали карет ки 5 снимком рычажной линейки 12 и установка каретки 2 с фотоматериалом IIoA неподвижную щель; одновременная фо.кусировка объектива 7 от воздействия на него перемещающейся инверсорной линейки 8 - и фотопечатание проекции на протяжении всей длины щели. 40 Через 1-2 мин процесс трансформирования заканчивается и фотоматериал (пленка или диапозитив) поступает в проявление. Полученные трансформированные сним» 4 ки будут пригодны для стереофотографи ческой обработки на стереоприборах с уменьшенным количеством установок эле ментов ориен тирования. Прибор пригоден для щелевого траноформирования снимков различных фокусных расстояний. Приведем установки на нем для транс» формирования снимков Ек =70 мм, Пусть = 120 мм, о(о = 2о Коэффициен т преобразования равен К= 2Ю 240 70 70 15 8 Значение отрезкой трансформирования d> и 8+ по формулам равны 70 70 » » » »З d = 120(1+ — )=234 мм; 66,5 dg = 120 (1+- - ) = 246 мм. Сумма отрезков d + By = 480 мм, что полностью совпадает с суммой 2 + 2g2 240+240=480 мм, Таким образом, один и тот же щелевой трансформатор весьма просто и точно обслуживает трансформирование различных по фокусному расстоянию аэроснимков. Значение угла у. определяет по фор муле, 2 120 120 (1+. 1 у 100 откуда у= 3 10 Таким образом, все установки .имеют допус тимые размеры. Предлагаемый прибор, использующий элементы ориентирования о(,„,k, Ф(Ф/ 1 2 1 Я( полученных, например, на типовом стереоприборе, стереографе СДЗ, позволяет .. получить точные горизон тальные фотооэ печатки, пригодные для стереоизмерений,. При выпуске в течение года экономка по зарплате операторов составляет в ro4 1800 руб. Экономия по выпуску в теч, ние года десяти приборов составляет 20000 руб. xo8x4>s 4 1 Ж Фиг. I ff 1081415 1081415 И 15 1081415 Составитель В. Васильев Редактор П. Коссей Техрец О.Неце Корректор M. Шаюоши Заказ 1519/33 Тираж 587 Поцписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж- 35, Раушская наб., ц. 4/5 Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
