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Verschlußlose Schlitz-Kamera mit kontinuierlichem Filmablauf für Luftaufnahmen
Die Erfindung bezieht sich auf eine verschlußlose Schlitz-Kamera mit kontinuierlichem
Filmablauf für Luftaufnahmen, bei der im Strahlengang vor dem Objektiv ein Planspiegel
angeordnet ist, der mit einer in seiner Ebene liegenden oder zu dieser parallel
verlaufenden Drehwelle versehen ist.
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Eine erste Forderung bei der Herstellung von Luftbildaufnahmen mit
einer solchen Kamera besteht darin, daß die Filmgeschwindigkeit bei großer Flughöhe
besonders klein sein muß, was beim Aufbau des Filmtransportmechanismus Schwierigkeiten
bereitet. Eine zweite, bei geringer Flughöhe auftretende Schwierigkeit besteht darin,
daß die Filmgeschwindigkeit dann sehr groß sein muß, was gleichfalls bauliche Probleme
für den Filmtransportmechanismus mit sich bringt.
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Dem kommt die Erfindung dadurch nach, daß die Drehwelle des Spiegels
senkrecht zur Flugrichtung und parallel zur Längsrichtung des im Spalt abgebildeten
Geländestreifens angeordnet ist. Hierdurch wird erreicht, daß durch Drehung des
Spiegels um die so angeordnete Achse der durch die Fluggeschwindigkeit
verursachten
Bewegung des Bildes in der Bildebene eine zweite Bewegung überlagert werden kann,
und zwar je nach der gewählten Drehrichtung in gleichem oder entgegengesetztem Sinne.
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Bei Überlagerung der Bewegungen in gleicher Richtung wird erreicht,
daß die Filmgeschwindigkeit gleich der Summe der Geschwindigkeit ist, die das Bild
in der Bildebene infolge der Flugbewegung und der Drehung des Planspiegels erhält.
Dies ist besonders bei größerer Flughöhe vorteilhaft, weil durch den Drehspiegel
die erforderliche Filmgeschwindigkeit wesentlich erhöht wird, wodurch die Bauart
des Filmtransportmechanismus vereinfacht wird.
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Bei Überlagerung der beiden Bewegungen in entgegengesetztem Sinne,
also beim Fliegen in geringer Höhe, tritt der Vorteil auf, daß die in diesem Fall
erwünschte mäßige Filmgeschwindigkeit dadurch erreicht werden kann, daß die große
Bildgeschwindigkeit infolge der niedrigen Flughöhe teilweise durch die Drehung des
Spiegels ausgeglichen werden kann.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß mittels des erfindungsgemäß
vorgesehenen Drehspiegels auf einem Film mittels einer einzigen Kamera Stereoaufnahmen
gemacht werden können, wie dies bei der Beschreibung der Zeichnung näher erläutert
werden wird.
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Es ist nach der Erfindung vorteilhaft, den Filmtransportmechanismus
und den die Drehung des Planspiegels bewirkenden Mechanismus miteinander zu kuppeln,
und zwar vorzugsweise auf einstellbare Weise. Das Verhältnis zwischen der Filmgeschwindigkeit
und der Drehgeschwindigkeit des Spiegels kann sodann auf einen jeder Situation angepaßten
Wert eingestellt werden.
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Die Wirkungsweise des Anmeldungsgegenstandes ist an Hand des in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Fig. i zeigt eine Situationsskizze, in der das überflogene Gelände
i, der Spiegel 2, der um die in seiner Ebene liegende Welle 3 drehbar ist, das Kameraobjektiv
q., der zwischen den Platten 6 und 7 frei gelassene Spalt 5, der Film 8, die Abwickelspule
9 und die Aufwickelspule io dargestellt sind.
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Die Flugrichtung ist durch den Pfeil 1i, die Richtung der Filmbewegung
durch den Pfeil 12 und die Drehrichtung des Spiegels durch den kreisförmigen Pfeil
13 angedeutet.
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Ferner sind im Gelände der Streifen 14 und der Streifen 15 dargestellt,
welch letzterer in dem Spalt 5 abgebildet wird.
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Die Figur i entspricht nicht der wirklichen Größe, um die wesentlichen
Punkte deutlich ersichtlich zu machen. Ferner sind nur diejenigen Teile dargestellt,
die für ein gutes Verständnis der Erfindung erforderlich sind, während sämtliche
übrigen Teile zwecks Erhaltung einer übersichtlichen Darstellung weggelassen sind.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Während des Fliegens
in der Pfeilrichtung ii wird der Spiegel 2 um die Welle 3 in der Pfeilrichtung 13
gedreht. Folglich läuft das Bild des Geländes in der Bildebene des Objektivs q.
mit einer aus zwei Beiträgen bestehenden Geschwindigkeit. Der erste Beitrag wird
von der Fluggeschwindigkeit v geliefert und beträgt annähernd v f /1a, wenn
f die Brennweite des Objektivs q. und k die Flughöhe darstellt. Der zweite
Beitrag ist das Ergebnis der Drehung des Spiegels 2 und beträgt annähernd arf, wobei
m die Winkelgeschwindigkeit des Spiegels 2 ist.
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Die erforderliche Gesamtgeschwindigkeit beträgt daher vf/la
X 03f.
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Sie wird q. -E- 20 = 24 mm/sec, wenn v = ioo m/sec, f = 20 cm,
lt = 5000 m, (,) = i/io Radialen-sec. Dieser Wert von 24 mm/sec kann
in einfacher Weise mit hinreichender Konstanz mit einer der üblichen Bauarten für
den Filmtransport verwirklicht werden, so daß es nicht erforderlich ist, besondere
Maßnahmen zu treffen, im Gegensatz zu dem Fall, daß der Spiegel 2 nicht verwendet
wird und die Filmgeschwindigkeit daher nur q. mm/sec beträgt.
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Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer Bauart, bei welcher
der Filmtransport und der Mechanismus des Drehspiegels auf einstellbare Weise miteinander
gekuppelt sind. Der Drehspiegel 16 ist in zwei Lagen dargestellt, nämlich S und
S'. Die von Punkten der Erdoberfläche herrührenden Lichtbündel werden nach erfolgter
Reflexion am Spiegel 16 auf das Kameraobjektiv 17 geworfen und in dem Spalt 18 fokussiert.
Der Film z9 wird mittels der Transportrolle zo befördert. Die Abwickelspule 21 ist
mittels des Riemens 22 mit der Stufenscheibe 23 gekuppelt, die ihrerseits mittels
des Riemens 24 mit der Stufenscheibe 25 gekuppelt ist, die auf der Welle des Spiegels
16 montiert ist. Der Filmtransportmechanismus ist daher auf einstellbare Weise mit
dem Drehspiegel 16 gekuppelt. Durch Umlegen des Riemens 2¢ auf den beiden Stufenscheiben
23 und 25 können verschiedene Übertragungsverhältnisse zwischen der Filmgeschwindigkeit
und der Drehgeschwindigkeit des Spiegels i6 eingestellt werden. Es ist einleuchtend,
daß die Kupplung zwischen dem Filmtransport und der Drehwelle des Spiegels 16 noch
auf viele andere, an sich bekannte Weisen 'durchgeführt werden kann.
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Die Kamera und der Planspiegel können auf verschiedene Weise angeordnet
werden. So kann es z. B. mit Rücksicht auf den verfügbaren Raum im Flugzeug erwünscht
sein, die Kamera derart anzuordnen, daß deren optische Achse senkrecht zur Flugrichtung
steht. In diesem Falle muß im Strahlengang vor oder nach dem Drehspiegel 2 (s. Fig.
i) ein fester ¢5°-Spiegel oder ein Prisma angebracht werden.
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Wesentlich bei der Erfindung ist nur, daß die Anordnung der Kamera,
des Drehspiegels und gegebenenfalls der festen Hilfsprismen oder Hilfsspiegel im
Flugzeug derart ist, daß die vom Drehspiegel herbeigeführte Bildgeschwindigkeit
in der Bildebene der Kamera und die durch das Fliegen herbeigeführte Bildgeschwindigkeit
gleich oder entgegengesetzt gerichtet sind.
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Mit Rücksicht auf die Notwendigkeit, den Gesichtswinkel zu beschränken,
kann man den Spiegel 1:6
(s. Fig. 2) nicht kontinuierlich weiterdrehen
lassen, sondern es muß dafür Sorge getragen werden, daß der Spiegel im Augenblick
zurückspringt, in dem die Grenze des gewünschten Gesichtsfeldes erreicht ist. Dies
kann einfach und auf verschiedene, an sich bekannte Weisen baulich verwirklicht
werden. Einzelheiten darüber sind in der Zeichnung daher weggelassen. Wenn der gewünschte
Bildwinkel z. B. 9o° beträgt, so kann dies dadurch verwirklicht werden, daß der
Spiegel =6 zwischen der Lage, in der die Normale zu seiner Fläche mit der optischen
Achse des Objektivs 17 einen- Winkel von 22,5° einschließt, und der Lage, in der
dieser Winkel 67,5° beträgt, bewegt wird. Nachdem der Spiegel 16 mit einer konstanten
Winkelgeschwindigkeit von o,z Radialenlsec von der aa,5°-Lage in die 67,5`-Lage
gedreht ist, wird er schnell in die 22,5°-Lage zurückgeklappt.
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Dieses Rückklappen des Spiegels 16 bietet einen wesentlichen Vorteil,
nämlich, daß auf einem Film mittels einer einzigen Kamera Stereoaufnahmen gemacht
werden können. Dies wird an Hand der Situationsskizze in Fig. 3 näher erläutert.
Diese Figur zeigt das Kameraobjektiv 26 und den vor diesem angeordneten drehbaren
Planspiegel 27. Letzterer ist in seiner augenblicklichen Lage a und in der gestrichelten
Lage b dargestellt, die der Spiegel kurz vorher eingenommen hat. Zwischen diesen
beiden Augenblicken ist ein Teil BA des Geländes 28 photographiert worden.
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Einige Zeit später, wenn das Flugzeug eine bestimmte Strecke in der
Pfeilrichtung PQ zurückgelegt hat, befindet sich das Objektiv in 26' und der Spiegel
in 27', und zwar in der Lage a'. Kurz vorher nahm der Spiegel die gestrichelt dargestellte
Lage b' ein; so daß ein Geländeteil B'A' photographiert ist. Folglich sind zwei
Aufnahmen entstanden, -die sich über die Länge B'A' überlappen und eine stereoskopische
Basis haben, die gleich dem Abstand ist, den das Flugzeug zwischen der Lage 26-27
und der Lage 26'-27' zurückgelegt hat. In der Zeichnung ist deutlichkeitshalber
angenommen, daß die Fluggeschwindigkeit gegenüber dem Produkt der Flughöhe und der
Winkelgeschwindigkeit des Drehspiegels 27 klein ist, so daß sich das Flugzeug während
der Aufnahmen BA bzw. B'A' nicht über einen in der Figur ersichtlichen Abstand
verschiebt. Dieses Verfahren bietet den besonderen Vorteil, daß die stereoskopische
Basis dadurch wesentlich vergrößert werden kann, daß von zwei zusammenpassenden
Aufnahmen die eine schräg vorwärts und die andere schräg rückwärts gemacht wird.
Dies ist in Fig. 3 auch der Fall, in der BA schräg vorwärts und B'A' schräg
rückwärts liegt. Die stereoskopische Basis kann vorher durch geeignete Wahl der
Spiegellage im Zeitpunkt der Vorwärts- bzw. der Rückwärtsaufnahme auf jeden gewünschten
Wert eingestellt werden.
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Wenn der Spiegel während der Vorwärtsaufnahme einen Winkel von q.5°
-f- a und während der Rückwärtsaufnahme einen Winkel von q.5° - a mit der Senkrechten
einschließt, so ist die stereoskopische Basis 21a tg 2a bei einer Flughöhe lt.