Оптическая система стереоскопической щелевой панорамной камеры

 

Использование: стереофотограмметрия, крупномасштабное картографирование . Сущность изобретения: пучок излучения от предмета последовательно отражается от правого основного отражателя 5, двух дополнительных отражателей 6, 7, нжней грани центральнойгфизмы 3 и с помощью фокусирующего объектива 1 создает правое стереоизображение в нижней части фотопленки 11. Левая ветвь камеры аналогично создает левое стереоизображение в верхней части фотопленки. Полное оборачивание изображений в каждой ветви достигается за счет расположения дополнительных отражателей по разные стороны от плоскости , проходящей через ребро центральной призмы и оптическую ось фокусирующего объектива 1 ил

СОЮЗ,СО В Е ТС КИ Х

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 03 В 35/02

ГОСУДАРСТБЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

"l7l)32

4 ф.

ОО (Сл)

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4790392/10 (22) 08.02.90 (46) 15,07.92. Бюл. 3Ф 26 (71) Научно-исследовательский институт приклодной геодезии (72) Ю.Г.Панько (56) Патен.т США

N- 3825328, кл. G 03 В 35/02, опублик, 1974, (54),ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА СТЕРЕОСКОПИЧЕСКОЙ ЩЕЛЕВОЙ ПАНОРАМНОЙ КА. МЕРЫ (57) Использование: стереофотограмметрия, крупномасштабное картографирование. Сущность изобретения: пучок ю. Ж 1748133 А1 излучения от предмета последовательно отражается от правого основного отражателя

5, двух дополнительных отражателей 6, 7. нжней грани центральной призмы 3 и с помощью фокусирующего объектива 1 создает правое стереоизображение в нижней части фотопленки 11. Левая ветвь камеры аналогично создает левое стереоизображение в верхней части фотопленки. Полное оборачивание изображений в каждой ветви достигается за счет расположения дополнительнь х отражателей по разные стороны от плоскости, проходящей через ребро центральной призмы и оптическую ось фокусирующего объектива. 1 ил.

1748133

3 4

Изобретение относится к стереофотог- симметричные относительно оптической рамметрии, а именно к устройствам для па- оси фокусирующего объектива оптические норамной стереоскопической съемки, и ветви, каждая из которых содержит основ-, может,быть использовано при крупномасш- . ной отражатель, размещенный на соответтабном кратографировании городов, съемке 5 ствующем конце съемочного базиса под карьеров, промышленных площадок и. вы- углом 45 . к оптической оси фокусирующего полнении других инженерно-геодезических объектива, и два дополнительных отражатеработ.: ля, установленных nо ходу лучей между осИзвестно устройство для пайорамной новным отражателем и соответствующей стереосьемки с вращающимся базисом, со- 10 отражающей гранью центральной прйзмы. держащее панорамную щелевую камеру с Оптическая система для стереоскопичеобьективом и механизмом управления дви-, ской кйнокамеры имеет следующие недо- жения фотопленки относительно зкспози- статки: ционной щели, снабженный вертикальной, -данная система сложна в конструктйв-20 высокие требования как к..оптическим ха-.„.. кинематически связанный с механизмом упрактеристикам отдельных элеменов. так и системы в целом с точки зрения обеспече- ния необходимой точн ости и х"цен трир ов а- равления движением фотопленки.

Основной недостаток данного устройства состоит в том, что для получения панония, установки их взаимйого положения; а рамных снимков, образующих стереопару

25 также сохраненйя их взаимного положонмянеобходимо осуществлять последователь ную перестановку панорамной камеры на в процессах юстировки и эксплуатации; . рычаге в положения для экспозиции, соот- -данная сйстема йе позволяет получать ..

I ветствующие левoMV и правому панорам- измерительные снимки, тЭк как:получаемые . -. стереопары изображения Имеют отраниченным снимкам, и ориентировать ее в этих

30 ный в силу конструктивных особенностей положениях

Кроме того, внецентренность оптиче- съемочной стереобаэис и масштаб изобра- -, ской оси камеры относительно оси враще- жения, обусловленный малым форматам ния рычага требует обеспечения кадра", и предназначена"толъко для форминеоднозначной кинематической связи ме- рования Ilo ним . при кинойроекции с ho ханизмов управления. движением фото- 35 мощью специальной аппаратуры пленкой и привода вращения рычага при визуального стереоскопического восприяпанорамировании с перестановкой камеры тия изображения; в "крайние" положейия, так как при этом, применение данной системы с "горидолжно соблюдаться условие совпадения з6нтальными" габаритными размерами и, направлений и равенства скоростей движе- 40 "световыми зонами" оптических элементов ния фотопленки и изображения местности (объективов, линз и др,), рассчитанными на относительно экспозиционной щели. одновременную экспозицию всего riîëåçíî- — .

При однозначном характере укаэанной го поля как"верхйего,".так и нижнего кадров кинематической связи, вне завйсимости от . присъемкесканирующейпанорамнойфото- . положения камеры на рычаге, и при одноно- 45 камерой с щелевой экспозицйей, нецелесостороннем направлении вращения рычага, образно и нерентабельно, в силу-того,:что:, в результате влияния "боковой" относитель- эффективная угловая апертур® и, соответст-; но составляющей скорости движения изо- венно."мгновенйое полезрениясйстемы" в браженйя относительно щели при прочих плоскости-сканирования; а слеДовательно,: согласованных условиях возможен "смаз" 50 и габариты оптических элементов определяизображения на фотопленке для одного из ются в этом случае исходя из соотношенйя положений камеры на рычаге,: ширййй экспозиционной щели и фокусного . Наиболее близкой к предлагаемой явля- расстояния съемочного объектива, Такой, . ется оптическая система стереоскопиче- подход позволяет уменьшить общую:массу ской щелевой панорамной камеры. 55 насадки за счет снижения габаритов и мас- " содержащая фокусирующий объектив, цен- сы оптических элементов при сохранении тральную призму с двумя отражающими прочих равных техничеСких:характеригранями, ребро которой совпадает слинией стик;полное,оборачивание изображения в; съемочного базиса и размещено перед фо- .оптических ветвях блока формирования лекусирующим объективом, две идентичные ваго и правого изображения непозволяет s" осью рычаг, на котором панорамная камера 15 ном отношении. содержит значите6 ное ориентируется и неподвижно закрепляется (обусловленное спецификой применения) вположенииоптическойосинарасстоянии, число оптических элемейтов ; что при исравном полубазису съемки от оси враще- пользовании такой системы .в целях при- ния, механизм привода вращейия рычага. кладной фотограмметрии предъявляет -

1748133 применении к щелевой панорамной съемке тической силой и оборачивающим действиконструктивно упростить данную систему ем; путем исключения из ее состава осесиммет- Кроме того, в применении к щелевой ричных оптических элементов, обладающих 5 съемке конструкция оптической системьг оптической силой и оборачивающим дейст- стереоскопйческой панорамной камеры мовием, так как это не обеспечит необходимо- жет быть выполнена облегченной за счет . гоконечногооборачивания изображения за снижения массы отражающих- элементов, фокусирующим объективом, а следователь- 10 так как при этом изображение объектов но, и согласование направления движения съемкй экспонируется вгоризонтальном на-. иэображения при сканирующем вращении па- правлении не одновременно по всему полю норамной камеры с направлением движе- . зрения фокусирующего объектива, а непрения фотопленки, перпендикулярным рывно-последовательно сканируется при экспозйционной щели, 15 вращении камеры узкой щелью, т.е. мгноЦелью изобретения является упроще- венное" значение угла поля зрения насадки ние конструкции.при обеспечении полного в горизонтальном направлении в данном оборачивания изображения, . случае практически равно "0", что позволяПоставленная цель достигается тем, что ет, используя известные -основнйе исходв известной оптической системе стереоско- 20 ные конструктивные параметры оптической пической щелевой панорамной камеры, co- системы, определитьоптимальные габарит держащей: фокусирующий объектив, ные размеры световых зон"отражающих поцентральную призму с двумя отражающими верхностей, определяющих углы поля гранями,реброкоторойсовпадаетсИинйей зрения в вертикальном и. горизонтальном съемочного базиса и размещено перед фо- 25 направлении. кусирующим объективом, две идентичные - На чертеже приведена принцийиальная симметричные относительно оптической схема оптической систеМы стереоскопичеоси фокусирующего объектива оптические ской щелевой панорамной камеры. ветви, каждая из которых содержит основ- Оптическая система стереоскопической ной отражатель, размещенный на соответ- 30 щелевой панорамной камеры содержит фо . ствующем конце съемочного базиса под кусирующийобъектив1, центральную призуглом 45, к оптической оси фокусирующего . му 2 с нижней 3 и верхней 4 отражающими

Я . объектива, и два дополнительных отражате- гранями и две оптические ветви; правую, ля, установленных по ходу лучей между ос- включающую основной отражатель 5, нановным отражаталем и соответствующей 35 пример зеркало, и два дополнительных ототражающей гранью центральной призмы, . ражателя 6 и 7, например зеркала, и в каждой оптической ветви дополнительные . аналогичную — левую, включающую основотражатели установлейы по разные сторо- ной отражатель.8 и два дополнительных отны относительно плоскости, проходящей ражателя 9 и 10. через ребро центральной призмы и оптиче- 40 Основные отражатели 5 и 8 установлескую ось фокусирующего объектива, при ны один относительно другого нэ расстояэтом отражающие поверхности дополни- нии сьемочного базиса В, взаимно тельных отражателей параллельны друг перпенрикулярны, ориентированы под угдругу. .. - лом 45 к оси 0-0 фокусирующего объектива

При сьемке щелевой панорамной каме- 45 1 в направлении объекта съемки и совмещерой движение, пленки осуществляется не- ны отражающими поверхностями с линией прерывно в направлении, пэраллельйо съемочного базиса p — Ь. линии стереобазисэ. В этом случае обеспе- . Дополнительные отражатели 6, 7 и 9, 10 чивается строгое соответствие между,на- установлены в каждой оптической ветви по правлением вращения камеры и 50 ходулучеймеждуосновнымиотражателями

: напрэвлениямиимодулямискоростейпере- 5 и 8 и отражающими гранями 3 и 4 центмещения пленки и изображения относи- ральной призмы,. Дополнительные отража тельно экспозиционной щели путем тели 6, 7 и 9, 10 расположены в каждой

"переключения хода лучей в оптических вет-, оптической ветви по разные стороны отновях .нэ противоположйую отражающую 55 сительно плоскости, проходящей через лигрань центральной призмы за счет измене- нию съемочного базиса b-Ь и оптическую ния расположения дополнительных отража-. ось 0 — 0 фокусирующего объектива, что обес- телей и достигаемого при этом печивает необходимое оборачивание изооборачивающего действия оптической сис-. бражения, согласованное с направлением темы, что упрощает конструкцию камеры, движения фотопленки. При этом. отражаютак как позволяет исключить из ее состава щие поверхности дополнительных.отражаряд оптических элементов, обладающих on- телей 6, 7, 9, 10 параллельны одна другой, 1748133

7 цейтральная призма 2 расположена сймметрично оси 0-0 фокусирующего объ..1i — отстояние по оптической оси 1-ой отражающей певерхности от входного зрачектива 1, а ребро двухгранного угла, образо- ка объектива;

t размер экспозиционной щели;

fo6 — фокусное расстояние объектива.

Работа оптической системы стереоско, ванное нижней 3 и верхней 4 отражающими гранями, параллельно линии съемочного ба- 5 зиса b-b, При этом величина двухгранного угла. образованного отражающими гранями: пической щелевой панорамной фотокамеры

3 и 4, выбрАна так; что при данном соотно- осуществляется следующим образом шении отстояния ребра этого угла от фоку- Пайорамную фотокамеру устанавлйва- " сирующего объектива 1 и значения 10 ютнадпунктомсъемкии включаютэлектроотносительно отверстия фокусирующего привод сканирующего вращательного объектива 1 левое и правое изображение движения панорамной фотокамеры, при строятся на фотопленке 11 в соответствующей верхней или нижней зонах.экспозициойной щели 12 без взаимного их 15 этом одновременно включается привод транспортирования фотопленки относи-. тельно зксйонируемой щели. -, Световые. лучи от объекта съем ки падают в правой ветви на оСньвной отражатель

5. Далее, в результате последова гельных ot- ..: . перекрытия или наложения, и с минимальной границей раздела между ними в средней части по ширине фотопленки 11.

Экспозиционная щель 12 шириной t расположена симметрично оси 0-0 фокуси- 20 ражений поверхностями 5, 6, 7 и нижней отражающей поверхностью 3 центральной рующего объектива 1 таким образом, что ось призмы 2; попадают на фокусирующий объ ., а-а щели 12 перпендикулярна направлению ектив 1, котрый формирует изображние объ .движения фотопленки 11.:, екта в зоне щели 12 в нижней 4эстй Йб

Оптические ветви симметричны относи- ширине фотопленки 11... тельно оси о--о фокусирующего объектива 1 25 . В левой"ветви Световые лучи от.объекта и при повороте одной из них относительно съемки падают на основной отражатель 8 и о указанной оси на 180 все аналогичные от- после последовательных отраженийповерражающие поBepkHocfM совмещаются меж- хностями 8. 9, 10 и верхйей отражающей ду собой. " ... : : . поверхностью 4 центральной призмы 2 riîОсобенности панорамной щелевой 30 падают на обьектив 1, который формирует сьемки, когда изображение объекта съемки изображение объекта в зоне экспозицион- экспонируется в горизонтальном направле- ной щели 12. в верхйей части по ширине нии узкой щелью непрерывйо- последова- фотопленки 11. тельно при вращении камеры, т.е, В результате вращения панорамной ка"мгновенное" значениеуглэ поля зрения на- 35 меры и непрерывного . Согласованйого с садки в горизонтальном направлении прак- этим вращением, транспортирования фототически равно "0", позволяют, используя — пленки относительно экспозиционной ще-,. известные основные исходные конструктив- ли; стереоизображения круговой панорамы ные параметры оптической системы, апре- местности эксйонируются на соответствую-, делить оптимальные гэбарйтйые размеры 40 щих участках фотопленки с Отйосительным световых зон отражающих поверхностей. горизонтальным пэраллактическйм смещеГабарйтнЫе размеры световых зой основ- нием одноименныМ объектов, пропорцио-, . ных 5, 8, дополнительных 6, 7. 9, 10 отража- нальным величине базиса схемки и телей, нижней 3 и верхней 4 отражающих отстоянию их от пункта съемки. При этом граней центральной призмы 2, которые on- 45 оптическая система обеспечивает необхо-. ределяют эффективные углы поля зрения . димов, однозначное оборачивание стереооптичеаких ветвей, йе превышают величи- изображений, а следовательно. и ны, устанавливаемой для углов вертйкаль- нэправлениедвижения стереоизображений ного сечейия проектирующих пучков, в взонеэкспозиционной щелипри вращений соответствии с половиной значения угла по- 50 камеры, согласованное с направлением ля эрейия обьектива, а для горизонтального .движения фотопленки относительно экспо- .:: сечения проектирующих пучков могут быть зицйонной щели, что является необхбди-... определены из собтношения мым условием для получения качественйого изображения при щелевой панорамной д = О+! . 55 съемке. Об Кроме того,.такое переключение хада где д — горизонтальный размер световой лучей в оптических ветвях на противоположзоны 1-го элемента .... ные отрэжающйе грани центральной приз1

0 диаметр входного зрачка объектива; мы позволяет конструктивно упростить оптическую систему стереоскопической ще1748133

10. Составитель Ю.Панько

Техред М.Моргентал

Корректор А.Осауленко

Редактор С.Лйсина

Заказ 2505 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственнога комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб.; 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

9 левой панорамной камеры путем исключения из ее состава ряда оптических элементов, обладающих оптической силой и оборачивзющим действием.

Формула изобретения

Оптическая система стереоскопической щелевой панорамной камеры, содержащая фокусйрующий объектив, центральную призму с двумя отражающими гранями, ребро которой совпадает с линией съемочного базиса и размещено перед фокусирующим объективом, две идентичные симметричные относительно оптической оси фокусирующего объектива оптические ветви, каждая из которых содержит основной отражатель, размещенный на соответствующем конце ребра центральной призмы под углом 45. к оптической оса фокусирующего обьектива, и два дополнительных отражателя, установленных по ходу лучей между основнйм отра5 жателем и соответствующей отражающей гранью центральной призмы, о т л и ч а ю щ а. я с я тем, что, с целью упрощения конструкции при обеспечении полного оборачивания изображения., в каждой оптической ветви

10 дополнительные отражатели установлены . пь разные стороны относительно плоскости, проходящей через ребро центральной призмы и оптическую ось фокусирующего объектива, при этом отражающие поверхно15 сти дополнительных отражателей параллельны друг другу.