DD148820B1 - OPTICAL DETERGENT DEVICE - Google Patents
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Description
berechnet wird.is calculated.
6. Optisches Entzerrungsgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein Mikrorechner die Einhaltung der projektiven Beziehungen, die Steuerung der Lage der Ausgangspupille der Beleuchtungseinrichtung, der Filterwechseleinrichtung und der Belichtungszeit realisiert.6. An optical equalizer according to claim 1, characterized in that a microcomputer realizes compliance with the projective relationships, the control of the position of the exit pupil of the illumination device, the filter changing device and the exposure time.
7. Optisches Entzerrungsgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Lage der Ausgangspupille der Beleuchtungseinrichtung durch Verschieben der Lichtquelle entlang der optischen Achse geregelt wird.7. An optical equalization device according to claim 1, characterized in that the position of the exit pupil of the illumination device is controlled by moving the light source along the optical axis.
8. Optisches Entzerrungsgerät nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Stellglieder eine definierte Verschiebung der Lichtquelle entlang der optischen Achse der Beleuchtungseinrichtung realisieren.8. Optical equalizer according to claim 2, characterized in that the actuators realize a defined displacement of the light source along the optical axis of the illumination device.
9. Optisches Entzerrungsgerät nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Stellglieder eine Verschiebung mindestens eines optisch wirksamen Elementes der Beleuchtungseinrichtung realisieren.9. Optical equalizer according to claim 2, characterized in that the actuators realize a displacement of at least one optically active element of the illumination device.
Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings
Die Erfindung betrifft ein optisches Entzerrungsgerät mit einem Bildträger, mindestens einem Objektiv und einer Projektionsfläche, die mit Hilfe von Rechnern zur Einhaltung der projektiven Bedingungen relativ zueinander bewegbar sind. Das Entzerrungsgerät ist vorzugsweise für fotogrammetrische Zwecke bestimmt.The invention relates to an optical equalizer with an image carrier, at least one lens and a projection surface, which are relatively movable by means of computers to comply with the projective conditions. The equalizer is preferably for photogrammetric purposes.
Die bekannten optischen, insbesondere selbstfokussierenden Entzerrungsgeräte sind mit einem fest angeordneten Objektiv konstanter Brennweite ausgestattet. Zur Einhaltung der projektiven Beziehungen, die vorzugsweise durch die Linsengleichung und die Scheimpflugbedingung charakterisiert sind, werden analog arbeitende mechanisch oder elektrisch arbeitende Rechner (Inversoren) verwendet. In einigen Fällen verfügen optische Entzerrungsgeräte über einen dritten Rechner zur Einhaltung der Fluchtpunktbedingung. Jeder dieser Rechner gestattet die Steuerung des Entzerrungsgerätes nur für eine bestimmte Entzerrungsbrennweite innerhalb gewisser Toleranzen. Außerdem ermöglicht ein Entzerrungsobjektiv nur eine Vergrößerung bis 1:10. Die Verbesserung der optischen Systeme und fotochemischen Materialien und Prozesse ermöglicht jedoch die Entzerrung von Luftbildern und aerokosmischen Aufnahmen mit wesentlich höheren Vergrößerungen, dem die bekannten Entzerrungsgeräte nicht Rechnung tragen. Es sind auch Entzerrungsgeräte bekannt, die die Entzerrung nach Einstellwerten ermöglichen. Die Werte werden meist manuell eingestellt.The known optical, in particular self-focusing equalization devices are equipped with a fixed lens of constant focal length. To comply with the projective relationships, which are preferably characterized by the lens equation and the Scheimpflug condition, analogously operating mechanically or electrically operating computers (inversors) are used. In some cases, optical equalizers have a third computer to comply with the vanishing point condition. Each of these computers allows the control of the equalizer only for a certain equalization focal length within certain tolerances. In addition, an equalizing lens only allows magnification up to 1:10. The improvement of optical systems and photochemical materials and processes, however, allows the equalization of aerial images and aerocosmic images at much higher magnifications, which the known equalization devices do not take into account. Equalizing devices are also known which enable equalization according to setting values. The values are usually set manually.
Wird das Fotomaterial zum Festhalten der entzerrten Bilder nicht direkt auf den Tisch aufgelegt oder ist dieses Fotomaterial zu dick, so macht sich bei der Entzerrung der Abstand der Oberfläche des Fotomaterials von der Projektionsfläche störend bemerkbar. Es sind also spzezielle Mittel zum Absenken der Projektionsf lache notwendig, die wegen ihrer Aufwendigkeit bei den meisten Entzerrungsgeräten nicht vorhanden sind.If the photographic material for holding the rectified images is not placed directly on the table, or if this photographic material is too thick, then the distance between the surface of the photographic material and the projection surface becomes disturbing. Thus, special means for lowering the projection area are necessary, which are not available because of their complexity in most equalization devices.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Durch die Erfindung soll ein optisches Entzerrungsgerät geschaffen werden, das die erreichten Fortschritte der elektronischen, optischen und fotochemischen Technik vollständig auszuschöpfen und die Entzerrung in praktisch beliebigen Vergrößerungsbereichen durchzuführen gestattet.It is an object of the present invention to provide an optical equalizer which fully exploits the advances made in the electronic, optical and photochemical arts and allows to perform equalization in virtually any magnification range.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein optisches Entzerrungsgerät so auszubilden, daß sowohl Luftbilder als auch aerokosmische Aufnahmen entzerrt werden können. Darüber hinaus soll das Entzerrungsgerät für die Herstellung farbiger Entzerrungen, zur genauen Einstellung und Anzeige der unabhängigen Freiheitsgrade und zur Berücksichtigung von Neben- und Randbedingungen geeignet sein.The object of the invention is to design an optical equalization device so that both aerial images and aerocosmic images can be equalized. In addition, the equalizer should be suitable for the production of color equalization, for the accurate adjustment and display of the independent degrees of freedom and for the consideration of side and boundary conditions.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß an einem Entzerrungsgerät mit Bildträger, Objektiv und Projektionsfläche, die mit Hilfe von Rechnern zur Einhaltung der projektiven Beziehungen zueinander bewegbar sind, sowie einer Beleuchtungseinrichtung, mindestens ein weiteres Objektiv vorgesehen ist, welches gegen das erste austauschbar ist, und das Mittel zur Verschiebung der geometrischen Lage der Ausgangspupille des opitschen Systems der Beleuchtungseinrichtung relativ zu dem Projektionsobjektiv entsprechend der geometrischen Eigenschaften des Projektionsobjektivs und/oder der Farbe des zur Abbildung benutzten Lichtes vorhanden sind. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn in den Beleuchtungsstrahlengang Farbfilter einschaltbar sind, Mittel zur Entzerrung des augenblicklich wirksamen Farbfilters vorhanden sind sowie Stellglieder zur Verschiebung der Lage der Ausgangspupille des optischen Systems der Beleuchtungseinrichtung relativ zu dem Projektionsobjektiv mit diesen Mitteln verbunden sind. Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich, wenn an mindestens einem Rechner Mittel zur Eingabe bzw. Erkennung der optischen Parameter des verwendeten Objektivs vorhanden sind und die Lage der Ausgangspupille der Beleuchtungseinrichtung entsprechend der Hauptebenenlage des verwendeten Objektivs eingestellt wird. Für die Berücksichtigung der Dicke des Fotomaterials ist es günstig, wenn Mittel zum Eingeben der Dicke vorhanden sind und die Bildweite a'red nach der FormelAccording to the invention, this object is achieved in that at least one further lens is provided on an equalization device with image carrier, lens and projection surface, which are movable with the help of computers to maintain the projective relationships to each other, and a lighting device, which is interchangeable with the first and the means for displacing the geometric position of the exit pupil of the optical system of the illumination device relative to the projection objective are present according to the geometrical properties of the projection objective and / or the color of the light used for imaging. Furthermore, it is advantageous if color filters can be switched on in the illumination beam path, means for equalizing the instantaneous color filter are present, and actuators for shifting the position of the exit pupil of the optical system of the illumination device relative to the projection objective are connected to these means. An advantageous embodiment of the invention results when at least one computer means for input or detection of the optical parameters of the lens used are present and the position of the exit pupil of the illumination device is set according to the main plane position of the lens used. For the consideration of the thickness of the photographic material, it is favorable if there are means for entering the thickness and the image width a ' re d according to the formula
a'red = a' - d (1 + 0,5 (tan2 a. + tan2 a'))a'red = a'-d (1 + 0.5 (tan 2 a . + tan 2 a '))
berechnet wird. Von besondereTn Vorteil ist es, wenn ein Mikrorechner die Einhaltung der projektiven Beziehungen, die Steuerung der Lage der Ausgangspupille der Beleuchtungseinrichtung der Filterwechseleinrichtung und der Belichtungszeit realisiert.is calculated. It is particularly advantageous if a microcomputer realizes the maintenance of the projective relationships, the control of the position of the exit pupil of the filter changer illumination device and the exposure time.
Vorteilhafterweise wird durch die Stellglieder eine definierte Verschiebung der Lichtquelle oder eines optisch wirksamen Elementes der Beleuchtungseinrichtung entlang der optischen Achse realisiert.Advantageously, a defined displacement of the light source or of an optically active element of the illumination device along the optical axis is realized by the actuators.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the schematic drawing. Show it:
Fig. 1: den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Entzerrungsgerätes und Fig.2: ein Blockdiagramm.Fig. 1: the basic structure of an equalization device according to the invention and Figure 2 is a block diagram.
In Fig. 1 sind entlang einer optischen Achse 0-0 eine Lichtquelle 1, ein Kondensor 2, ein Meßbild 3, ein Objektiv 4 und ein Projektionstisch 5 angeordnet. Die Lichtquelle 1 ist an einem Träger 6 befestigt, der mit Hilfe eines Antriebs- und Regelmittels 7 entlang einer Führung 8 parallel zur optischen Achse 0-0 verschiebbar angeordnet ist. Das Meßbild 3 ist mit einem Kreuzschlittensystem 9; 10 und Antriebs- und Regelmitteln 11; 12 in durch Pfeile dargestellten Richtungen χ und у verschiebbar. Das x-y-Verschiebungssystem 48 des Meßbildes 3 ist mittels eines Antriebs- und Regelmittels 13 um eine Achse X-X schwenkbar und mit diesem auf einem gemeinsamen Träger 14 angeordnet, der mittels eines Antriebs- und Regelmittels 15 um eine zur Achse X-X rechtwinklige Achse Y-Y schwenkbar angeordnet ist, die ihrerseits rechtwinklig zur optischen Achse 0-0 gerichtet ist. Der Träger 14 befindet sich mit dem Antriebs- und Regelmittel 15 auf einer Basis 16, die mit Hilfe eines Antriebs- und Regelmittels 17 parallel zur optischen Achse 0-0 verschiebbar ist. Das Antriebs- und Regelmittel 17 ist seinerseits auf demselben Träger 18 befestigt wie die Führung 8 und das Antriebs- und Regelmittel 7. Der Träger 18 ist an einer gerätefesten Führung 19 mittels eines weiteren Antriebs- und Regelmittels 20 ebenfalls parallel zur optischen Achse 0-0 verschiebbar. Am Träger 18 ist ein Arm 21 befestigt, auf den eine Fassung 22 für das Objektiv4 aufgeschoben ist. Das Objektiv 4 ist gegen ein anderes mit einer anderen Entzerrungsbrennweite auswechselbar, wobei jedes Objektiv eine reproduzierbare Lage einnimmt, in der seine optische Achse mit der optischen Achse 0-0 zusammenfällt. Jede Fassung hat einen für das jeweilige Objektiv typisch angeordneten Kontakt, mit dem ein Schalter 23 bzw. 24 (bei zwei gegeneinander auswechselbaren Objektiven) zusammenwirkt. Der Projektionstisch 5 ist mit Antriebs- und Regelmitteln 25; 26 versehen, mit deren Hilfe er um zwei zueinander rechtwinklige Achsen U-U und V-V schwenkbar ist. Hierzu sind am Projektionstisch 4 Segmente 27; 28 vorgesehen, in die Spindeln 29; 30 der Antriebsmittel 25; 26 entsprechend eingreifen. Die Antriebs- und Meßeinrichtungen und Schalter sind über elektrische Verbindungskanäle 31 bis 41 mit einer Steuereinrichtung 42 verbunden, die mit Eingabemitteln 43 versehen sind. Über einen elektrischen Übertragungskanal 44 sind die Eingabemittel 43 an die Steuereinrichtung 42 angekopppelt. Die Funktion des in Fig. 1 dargestellten Entzerrungsgerätes wird gleichzeitig an Hand der Fig. 2 erläutert, in der die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 und darüber hinaus Meßsysteme Verwendung finden, die der Messung der durch die Antriebs- und Regelmittel hervorgerufenen Veränderungen an den jeweiligen Baugruppen dienen. Durch Drücken der Zehnertastatur 68 werden in die Steuereinrichtung 42 u.a. die Brennweite des Objektivs 4, die Flughöhe und Dezentrierung des Meßbildes 3, die Neigungskomponenten φ und ω des Meßbildes und die gewünschte Vergrößerung eingegeben. Die Steuereinrichtung 42 wirkt auf die Antriebs- und Regelmittel 7 ein, die eine Verschiebung der Lichtquelle 1 parallel zur optischen Achse 0-0 erzeugen, um damit bei gleichzeitiger Einhaltung der Linsengleichung für den Kondensor 2 eine optimale Ausleuchtung der Pupille des Gerätes bei unterschiedlicher Lage der Hauptebene des Objektivs 4 und bei unterschiedlichen Farbfiltern im Strahlengang zu erzeugen. Die Lage der dem Meßbild 3 zugewendeten Hauptebene des Objektivs 4 ist zusammen mit dessen Brennweite in der Steuereinrichtung 42 gespeichert und automatisch berücksichtigt. Die Information über das jeweils verwendete Farbfilter (Fig. 2) wird in gleicherweise wie die über die Objektivbrennweite über die Eingabemittel 43 in die Steuereinrichtung 42 eingegeben. Die Verschiebung der Lichtquelle 1 wird vom Meßsystem 44 erfaßt und über den Kanal 45 an die Steuereinrichtung zurückgemeldet.In Fig. 1, a light source 1, a condenser 2, a measuring image 3, a lens 4 and a projection table 5 are arranged along an optical axis 0-0. The light source 1 is attached to a support 6, which is arranged with the aid of a drive and control means 7 along a guide 8 parallel to the optical axis 0-0 slidably. The measuring image 3 is with a cross slide system 9; 10 and drive and control means 11; 12 in directions shown by arrows χ and у slidable. The xy displacement system 48 of the measurement image 3 is pivotable by means of a drive and control means 13 about an axis XX and arranged therewith on a common carrier 14, which is arranged by means of a drive and control means 15 pivotable about an axis XX perpendicular to the axis YY , which in turn is directed at right angles to the optical axis 0-0. The carrier 14 is located with the drive and control means 15 on a base 16 which is displaceable by means of a drive and control means 17 parallel to the optical axis 0-0. The drive and control means 17 is in turn mounted on the same support 18 as the guide 8 and the drive and control means 7. The carrier 18 is on a device fixed guide 19 by means of another drive and control means 20 also parallel to the optical axis 0-0 displaceable. On the support 18, an arm 21 is fixed, on which a socket 22 for the Objektiv4 is pushed. The lens 4 is interchangeable with another with a different equalizing focal length, each lens assuming a reproducible position in which its optical axis coincides with the optical axis 0-0. Each socket has a contact typically arranged for the respective lens, with which a switch 23 or 24 (in the case of two interchangeable lenses) interacts. The projection table 5 is with drive and control means 25; 26, by means of which it is pivotable about two mutually perpendicular axes UU and VV. For this purpose, the projection table 4 segments 27; 28 provided in the spindles 29; 30 of the drive means 25; 26 intervene accordingly. The driving and measuring devices and switches are connected via electrical connection channels 31 to 41 with a control device 42, which are provided with input means 43. Via an electrical transmission channel 44, the input means 43 are coupled to the control device 42. The function of the equalizer shown in Fig. 1 will be explained at the same time with reference to FIG. 2, in which the same reference numerals as in Fig. 1 and beyond measuring systems are used, the measurement of the caused by the drive and control means changes to the serve respective assemblies. By pressing the ten-key 68, the focal length of the objective 4, the altitude and decentration of the measurement image 3, the inclination components φ and ω of the measurement image and the desired magnification are entered into the control device 42. The control device 42 acts on the drive and control means 7, which generate a displacement of the light source 1 parallel to the optical axis 0-0, so that while maintaining the lens equation for the condenser 2 optimal illumination of the pupil of the device at different location Main plane of the lens 4 and to produce different color filters in the beam path. The position of the measuring image 3 facing the main plane of the lens 4 is stored together with its focal length in the control device 42 and automatically taken into account. The information about the respectively used color filter (FIG. 2) is input to the control device 42 in the same way as that via the objective focal length via the input means 43. The displacement of the light source 1 is detected by the measuring system 44 and reported back via the channel 45 to the control device.
Bei Betätigung der Tasten 51 und 52 wirkt die über einen Kanal 49 mit den Antriebs-und Regelmitteln 11 und 12 verbundene Steuereinrichtung 42 auf das Kreuzschlittensystem 9; 10, wodurch das Meßbild 3 um Beträge zur optischen Achse 0-0 dezentriert wird, die durch ein Meßsystem 46 gemessen und an die Steuereinrichtung 42 rückgemeldet werden. Die Bilddezentrierung ist eine unabhängige Variable, die wirkt, wenn eine Fluchtpunktsteuerung nicht erfolgt. Von der Steuereinrichtung 42 wird über die Antriebs- und Regelmittel 13; 15 das Meßbild 3 um die Achsen X-X und Y-Y geneigt. Die Größe der Neigungen wird durch ein Meßsystem 47 erfaßt und über den Kanal 45 an die Steuereinrichtung 42 zurückgekoppelt. Dabei gelten für die Bildneigungen in den Komponenten cpa (Längsneigung) und coa (Querneigung) die BeziehungenUpon actuation of the keys 51 and 52, the control device 42 connected to the drive and control means 11 and 12 via a channel 49 acts on the cross slide system 9; 10, whereby the measurement image 3 is decentered by amounts to the optical axis 0-0, which are measured by a measuring system 46 and fed back to the control device 42. The image decentering is an independent variable that works when there is no vanishing control. From the control device 42 is on the drive and control means 13; 15 the measuring image 3 inclined about the axes XX and YY. The size of the inclinations is detected by a measuring system 47 and fed back via the channel 45 to the controller 42. In this case, the relationships apply to the image inclinations in the components cp a (longitudinal inclination) and co a (transverse inclination)
tan ψ^ . a . tan Gr , tan ψ ^ . a. tan Gr,
a . tan ^1 tan ψ = -2- tan (o a. tan ^ 1 tan ψ = -2 tan (o
a· a a · a
wobei a die Objektweite und a' die Bildweite sind.where a is the object distance and a 'is the image width.
Die Steuereinrichtung 42 setzt außerdem das Antriebs- und Regelmittel 17 in Gang, wodurch die Basis 16 mit dem Meßbild 3 zur Veränderung der Objektweite a zwischen dem Meßbild 3 und dem Objektiv 4 verschoben und in einem Meßsystem 48 gemessen wird. Über die Tasten 53; 54; 55; 56 entsprechende Antriebsmittel 63 werden Filter 64 (z. B. rot, grün, blau, organe) in der Nähe des Objektivs 4 in den Strahlengang des Entzerrungsgerätes eingeschwenkt, und über ein Meßsystem 65 der Steuereinrichtung 42 eine entsprechende Vollzugsmeldung gegeben. Die Schalter 23; 24 geben ihre Informationen über den Kanal 45 an die Steuereinrichtung 42, welches Objektiv mit welcher Entzerrungsbrennweite fe benutzt wird. Daraus ermittelt die Steuereinrichtung 42 die Objektweite a gemäß der BedingungThe control device 42 also sets the drive and control means 17 in motion, whereby the base 16 is moved with the measurement image 3 to change the object distance a between the measurement image 3 and the lens 4 and measured in a measuring system 48. About the keys 53; 54; 55; 56 corresponding drive means 63 filter 64 (eg., Red, green, blue, organs) are pivoted in the vicinity of the lens 4 in the beam path of the equalization device, and given a corresponding Vollzugsmeldung via a measuring system 65 of the control device 42. The switches 23; 24 give their information via the channel 45 to the control device 42, which lens with which equalization focal length f e is used. From this, the control device 42 determines the object distance a according to the condition
a' fa 'f
Aus a' und a ermittelt die Steuereinrichtung 42 die VergrößerungFrom a 'and a the controller 42 determines the magnification
Werden die Tasten 57; 58 gedrückt, so gewährleistet die Steuereinrichtung 42 über die Antriebs- und Regelrrfittel 25 und 26 und die Segmente 27; 28 die Einstellung der Neigungskomponenten epa· und ü>a· des Projektionstisches 5, die durch ein Meßsystem gemessen und der Steuereinrichtung 42 zugeleitet werden.If the keys 57; 58 is pressed, the control device 42 ensures via the drive and Regelrrfefittel 25 and 26 and the segments 27; 28 the adjustment of the inclination components ep a · and ü> a · of the projection table 5, which are measured by a measuring system and fed to the control device 42.
Mittels der Taste 60 ist die Vergrößerung V aufrufbar. Überhaupt ist es möglich, entweder die unabhängigen Variablen über die Zehnertastatur 68 in die Steuereinrichtung 42 einzugeben oder durch Drücken der entsprechenden Taste am Eingabemittel 43 in einem Anzeigefeld 62 erscheinen zu lassen.By means of the key 60, the magnification V can be called up. In general, it is possible either to input the independent variables via the numeric keypad 68 in the control device 42 or to appear in a display field 62 by pressing the corresponding key on the input means 43.
Durch Betätigung der Tasten 59 wird durch die Steuereinrichtung 42 über die Antriebs- und Regelmittel 20 der Träger 18 des Objektivs 4 und der Lichtquelle 1 und dem Kondensor 2 verschoben und damit die Bildweite a', der Abstand des Objektivs 4 vom Projektionstisch 5, eingestellt und mittels eines Meßsystems 67 gemessen. Alle durch die Meßsysteme gemessenen Werte werden am Anzeigefeld 62 der Steuereinrichtung 42 angezeigt.By pressing the buttons 59 is moved by the controller 42 via the drive and control means 20 of the carrier 18 of the lens 4 and the light source 1 and the condenser 2 and thus the image size a ', the distance of the lens 4 from the projection table 5, set and measured by a measuring system 67. All values measured by the measuring systems are displayed on the display field 62 of the control device 42.
Am Eingabemittel 43 ist noch eine weitere Taste 61 vorgesehen, die der Berücksichtigung des Abstandes der Oberfläche des Fotomaterials von der Projektionstischoberfläche gemäß BeziehungAt the input means 43, a further key 61 is provided, which is the consideration of the distance of the surface of the photographic material from the projection table surface according to relationship
a'red = a' - d (1 + 0,5 [tan2<pa- + tan2coa])a'red = a '- d (1 + 0.5 [tan 2 <p a - + tan 2 co a ])
dient. Darin ist a're(j die reduzierte Bildweite und d die Dicke des Fotomaterials. Diese Beziehung wird in der Steuereinrichtung verwirklicht und berücksichtigt.serves. Therein, a ' re ( j is the reduced image width and d is the thickness of the photographic material.) This relationship is realized and taken into consideration in the control device.
Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf Entzerrungsgerät mit senkrechter optischer Achse O-O. Sie ist jedoch nicht auf ein derartiges Entzerrungsgerät beschränkt.The embodiment relates to equalization device with vertical optical axis O-O. However, it is not limited to such an equalizer.
Claims (5)
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