Аэрофотоаппарат Советский патент 1992 года по МПК G03B41/02 

w

&

Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет расширить эксплуатационные возможности щелевых аэрофотоаппаратов. В задней фокальной плоскости обьектива 2 размещен оптический модулятор 3, выполненный в виде теневой маски с прозрачностью элементов, пропорциональной i-му значению j-ой функции полной системы дискретного ортогонального преобразователя функции Уолша. За оптическим модулятором 3 установлена, цилиндрическая линза 4, а экспозиционная щель 5 совмещена с задней фокальной линией линзы 4. При протягивании пленки 7 в процессе съемки на ней фиксируется все неполные коэффициенты ортогонального преобразователя Уолша от всех элементов подстилающей поверхности, попадающей в зону захвата оптической системы при полете носителя аппаратуры. 1 ил.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, конкретно, к устройствам для получения фотографических изображений соответственно поступающей поверхности с летательных аппаратов при решении задач исследования приводных ресурсов земли.

Известен аэрофотоаппарат, содержащий транспортирующий механизм, автомат регулирования экспозиции и синхронизации движения, механизм регулирования ди- афрагмы и оптическую систему с экспозиционной щелью (1).

Недостатком данного аэрофотоаппарата является снижение качества изображения, возникающее из-за неправильного изменения экспозиций и внутренних вибраций аппарата.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является щелевой аэрофотоаппарат, в фокальной плоскости

объектива которого расположена экспозиционная щель с экспозиционным валом, который вращается с помощью привода, вход которого подключен к выходу датчика скорости изображения, при этом привод вращает экспозиционный вал со скоростью, пропорциональной входному напряжению, в связи с чем скорость протяжки фотопленки в щелевом фотоаппарате поддерживается пропорциональной скорости движения изображения в фокальной плоскости объектива, поэтому обеспечивается неискаженная регистрация изображения подстилающей поверхности, а экспозиционная щель ориентирована перпендикулярно к направлению движения носителя аппаратуры, причем экспонируемая фотопленка подается на экспозиционный вал и сматывается с него с помощью лентопротяжного механизма, все элементы щелевого аппарата размещены в светонепрозрачной камере, а

v4 СО СЛ -х|

;0 ivl

чувствительность щелевого аэрофотоаппарата определяется шириной щели (2).

Недостаток известного устройства состоит в относительно малой чувствительности, не позволяющей вести фотосъемку с заданным качеством в условиях недостаточной освещенности подстилающей поверхности или малой светочувствительности фотопленки. Это имеет место при аэросъемке в сумерках, например, ранним утром или поздним вечером, при использовании новых без серебреносодержащих светочувствительных материалах, например, светочувствительных термопластиков.

Целью изобретения является расшире- ние эксплуатационных возможностей.

Указанная цель достигается тем, что аэрофотоаппарат, содержащий корпус с объективом, экспозиционный вал с экспозиционной щелью, лентопротяжный меха- низм и датчик скорости перемещения изображения, связанный с приводом вращения экспозиционного вала, снабжен последовательно установленными оптическим модулятором, размещенным в задней фокальной плоскости объектива и выполненным в виде теневой маски с прозрачностью, соответствующей i-ым значениям j-й функции полной системы дискретного ортогонального преобразователя функции Уол- ша, и цилиндрической линзой, при этом экспозиционная щель совмещена с задней фокальной линией цилиндрической линзы, а сторона оптического модулятора, образующая криволинейной поверхности цилинд- рической линзы и экспозиционная щель ориентированы параллельно друг другу.

На чертеже представлен общий вид устройства.

Дискретный ортогональный преобразо- ватель функции Уолша может быть описан в матричном виде, в виде квадратной матри- цы размера N x причем i, j 1, N, и N

On

, где n - натуральное число. Например,

для N 4 матрица Уолша Wal(i, j) имеет вид:

+1 +1 +1 +1 + 1 +1 -1 -1 + 1-1-1 + 1 +1 -1 +1 -1

О)

Оптический модулятор, соответствующий матрице Уолша Wal(i, j) имеет свето- прозрачные участки в точках с координатами (i, j), когда Wal(i, j) +1, и непрозрач- ные участки в точках с координатами (i, j), когда Wal(i,j) -1.

Аэрофотоаппарат содержит непрозрачную камеру 1 с объективом 2. В задней фокальной плоскости объектива 2 размещен

5 10

15

0 5 0 5

0

5

0

оптический модулятор 3, выполненный в виде теневой маски с прозрачностью элементов, пропорциональной i-му значению j-ой функции полной системы дискретного ортогонального преобразователя функции Уолша. За оптическим модулятором 3 в световом потоке размещена цилиндрическая линза 4, задняя фокальная линия которой совмещена с экспозиционной щелью 5 экспозиционного вала 6. Экспозиционный вал 6 предназначен для выравнивания фотопленки 7. Для этого экспозиционный вал 6 связан с приводом вращения вала 8, электрически подключенным к выходу датчика скорости движения изображения 9. Для подачи фотопленки 7 на экспозиционный вал 6 и дальнейшего ее приема предназначен лентопротяжный механизм 10. Одна из сторон оптического модулятора 3, ось симметрии цилиндрической линзы 4 экспозиционная щель 5 и ось экспозиционного вала 6 параллельны и ориентированы вдоль направления движения носителя аппаратуры.

Работает устройство следующим образом.

Объектив 2 строит оптическое изображение подстилающей поверхности в фокальной плоскости, где расположен оптический модулятор 3. Световой поток модулированный оптическим модулятором 3 фокусируется цилиндрической линзой 4 на экспозиционную щель 5, фотопленки 7 непрерывно подается с лентопротяжного механизма 10 на экспозиционный вал 6 где выравнивается. Экспозиционный вал 6 непрерывно вращается с помощью привода 8 управляемого от датчика скорости движения изображения 9, благодаря этому скорость вращения экспозиционного вала 6 поддерживается пропорциональной скорости движения изображения задней фокальной плоскости объектива 2. Если обозначить через U(i, j) яркость точки подстилающей поверхности, спроецированной объективом 2 на элемент оптического модулятора 3 с координатами i, j, то тогда распределение освещенности фотопленки 7 вдоль экспозиционной щели 5 (вдоль координаты j) будет пропорционально

v+0)- § и+ (ij), i - 1

(2)

где U (i,j) U(i,j)- W(i,j) при W(i,j) +1.

Величина V+(j) представляет собой неполную j-ю компоненту спектра Уолша от j-ой строки подстилающей поверхности. Известно, что ночная компонента V(j) спектра

Уолша в j-й строки связана с неполной компонентой ) соотношением

V(j) 2V+G)-V(1)

(3)

где V(1) - первая компонента спектра Уолша равна постоянной составляющей первой грани изображения подступающей поверхности. Фотопленка 7 непрерывно протягивается вдоль экспозиционной щели 5 со скоростью

Vn

KVn

(4)

где VM3 - скорость движения изображения в фокальной плоскости объектива;

К - коэффициент пропорциональности. Тогда неполные коэффициенты спектральные коэффициенты от одной и той же строки подстилающей поверхности будут зафиксированы на фотопленке 7 вдоль линии, летящей к экспозиционной щели 5 под углом

OF arctg arctg К . (5)

VH3

Таким образом, на фотопленке 7 будут зафиксированы все неполные ортогонального преобразования Уолша от всех элементов подстилающей поверхности, попадающей в зону захвата оптической системы в процессе полета носителя аппаратуры. После фоi ЈГЗ; К

-I-ictSLR- t-Шг

lM:N

тохимической обработки фотопленки ее плотность почернения будет пропорциональна соответствующим неполным коэффициентам спектра Уолша. Восстановление зафиксированного изображения может быть получено путем считывания плотности почернения любым известным методом и с учетом выражений (3) и (5).

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Аэрофотоаппарат, содержащий корпус с объективом, экспозиционный вал с экспозиционной щелью, лентопротяжный механизм и датчик скоростей перемещения

изображения, связанный с приводом вращения экспозиционного вала, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, он снабжен последовательно установленными оптическим модулятором, размещенным в задней фокальной плоскости объектива и выполненным в виде теневой маски с прозрачностью, соответствующей i-ым значениям j-ой функции полной системы

дискретного ортогонального преобразователя функции Уолша, и цилиндрической линзой, при этом экспозиционная щель совмещена с задней фокальной линией цилиндрической линзы, а сторона оптического

модулятора, образующая криволинейной поверхности цилиндрической линзы и экспозиционная щель ориентированы параллельно друг другу.