Filtre de lumina - tipuri de obiectivi fotogrametrici, obturatorul si tipuri de obturatoare

Filtre de lumina

Filtrele de lumina sunt medii optice colorate care se aseaza in fata obiectivilor fotogramatrici. Aceste componente optice sunt traversate de anumite radiatii luminoase restul radiatiilor fiind absorbite.

Filtrele de lumina se clasifica astfel :

Filtre monocromatice

Filtre selective

Filtre de compensatie

Filtrele monocromatice sunt traversate numai de radiatiile luminoase corespunzatoare unei singure culori sau componente cromatice restul radiilor fiind absorbite.

Filtrele selective sunt traversate numai de radiatiile luminoase din anumite zone ale spectrului.

Filtrele de compensatie au proprietatea de a combina radiatiile luminoase din anumite zone ale spectrului schimbandu-le compozitia lor spectrala.

Totdeauna la proiectarea misiunilor de aerofotografiere filtrele de lumina trebuiesc alese cu foarte mare atentie. Din studiile efectuate asupra atmosferei terestre s-a putut stabili ca in atmosfera sunt prezente particule f fine de praf si respectiv apa. Aceste particule produc difuzia radiatiilor luminoase, difuzie ce are ca efect aparitia fenomenului de val sau voal atmosferic. Daca particulele de apa sunt f fine si predominante in atmosfera, difuzia radiatiilor albastre este mult mai puternica decat cea a radiatiilor galbene si rosii. Avand in vedere acest considerent totdeauna la preluarea imaginilor in fata obiectivului se aseaza filtre galbene, portocalii sau rosii. Practic folosirea filtrelor de lumina mareste substantial calitatea imaginii preluate asigurandu-i un contrast f bun.

Totdeauna firmele constructoare de aparatura pt preluarea imaginilor practic de camere fotoaeriene indica setul de filtre care poate fii utilizat in procesul de preluare a imaginilor. Astfel camerele MRB care au fost utilizate in tara noastra erau livrate cu un set de filtre standard. Acesta era compus dintr-un filtru galben G 500, un filtru portocaliu O550 si un filtru clar K350.

La comanda utilizatorul camerei fotoaeriene poate sa solicite o gama f variata de filtre. Practic filtrele folosite in misiunile de aerofotografiere in fuctie de conditiile atmosferice precum si de alti factori pot sa acopere tot spectrul vizibil precum si o mica parte a zonei radiatiilor ultraviolete precum si a zonei de infrarosu.

FIGURA 1

Filtrele de lumina fiind medii optice auxiliare care se aseaza in fata obiectivului totdeauna trebuie sa indeplineasca anumite conditii geometrice. Practic fetele filtrelor trebuie sa aiba un grad foarte inalt de planeitate si paralelism.

Tipuri de obiectivi fotogrametrici

Pe parcursul evolutiei tehnologiei fotogrametrice permanent s-a cautat permanent s-a cautat imbunatatirea calitatii obiectivelor. Pe langa obiectivii cu unghi de camp mic si normal au aparut si obiectivii cu unghi de camp de mare si f mare deschidere, obiectivi care maresc substantial randamentul de preluare al imaginilor. De asemenea obiectivii fotogrametrici preiau imaigini care pot fi asimilate cu prespective centrale foarte riguroase iar aberatiile acestor obiectivi sunt reduse la nivel minim.

Practic aberatiile obiectivilor au valori de cativa microni.

In continuare vor fii trecuti in revisat obiectivii fotogrametrici utilizati la echipementele de preluare a imaginii folosite in tara noastra precum si unele aspecte referitoare la obiectivii moderni de ultima ora.

O prima serie de obiectivi sunt cei e tip Lamegon. Aceasta serie cuprinde obiectivii :

PI 5.6/300

PI 4.5/150

PI 5.6/90

Primele litere repzeinta domeniul spectral in care pot fii utilizati acesti obiectivi. PI - Pan-Infra.

Practic acesti obiectivi pot sa opereze pe toata gama spectrului vizibil si asa cum se observa acesti obiectivi sunt obiectivi unhghi normal, unghi de mare deschidere si f mare deschidere. Echipati cu setul de filtre corespunzatoare obiectivii din seria Lamegon pot sa preia imagini pe senzor analogic precum si digital, imagini alb-negru, color, infrarosu, fals color sau spectro-zonal. O caracteristica importanta a acestor ob e reprezentata de faptul ca pot fi utilizati in conditii mai putin favorabile. Nivele de iluminare mai scazute si de asemene aerofotografieri de la inaltimi mici.

Un alt obiectiv care s-a folosit in tara noastra a fost obiectivul Russar, fabricat in fosta URSS, acest obiectiv face parte din seria obiectivilor cu unghi de camp de f mare deschidere. Distanta focala a obiectivului este de 100 mm iar deschiderea relativa de 1/9. Obiectivul Russar a echipat camerele foto-aeriene AFA-TE.

O alta serie de obiectivi folositi la noi in tara au fost obiectivii Aviogon. Obiectivii Aviogon au echipat camerele foto-aeriene fabricate de fosta firma Wild Heemnug, actualmente denumita Leica Geosystems. Practic obiectivii din seria Aviogon au fost amplasati pe camerele Wild RC8, RC9, RC10, RC20, RC30.

Efectiva camerele Wild RC20 si 30 reprezinta ultimele camere fotogrametrice analogice care au fost fabricate de firma Leica.

In figura 2 se prezinta schematic obiectivul Aviogon cu distanta focala de 153 mm care a fost utilizat la camera Wild RC8 pentru preluarea imaginilor fotogramelor cu formatul de 23x23 cm.

In afara de obiectivul prezentat anterior, la aparatura fotogrametrica utilizata in tara noastra s-au mai folosit si obiectivii care au echipat foto-teodolitele. Schematic in figura 3 e prezentat obiectivul care a echipat fototeodolitul Photheo 1318.

Obiectivul DO care echipeaza camerele fotoaeriene ADS40 si respectiv ADS80. Acest obiectiv are o distanta focala de 100mm iar unghiul de camp transversal directiei de inaintare a senzorului e de 64 grade. Caracteristica sa cea mai importanta este echiparea cu un dispozitiv trichroic. Acest dispozitiv descompune fascicolul de raze emergente in cele 3 compenente spectrale rosu-verde-albastru iar razele emergente intersecteaza planul focal sub unghiuri de 100 grade.

Obturatorul si tipuri de obturatoare

Obturatorul este un dispozitiv mecanic prezent in stuctura obiectivului fotogrametric, dispozitiv care are rolul de a facilita trecerea radiatiilor luminoase catre senzorul de imagine intr-un interval de timp bine definit denumit timp de expunere.

Obturatoarele utilizate in fotogrametrie trebuie sa indeplineasca anumite conditii dintre care cele mai importante sunt :

1.     Obturatorul trebuie sa se poata adapta foarte precis la toate situatiile practice. Deci obturatorul trebuie sa se poata adapta la toti timpii de expunere care apar in practica

2.     Obturatorul trebuie sa asigure iluminarea tuturor punctelor senzorului de imagine cu acelasi interval de timp.

3.     Pt a se evita aparitia deformatiilor obturatorul trebuie sa asigure iluminarea tuturor punctelor senzorului de imagine simultan.

4.     Randamentul obturatorului sau coeficientul de transmisie trebuie sa fie foarte apropiat de valoarea 1 si nu trebuie sa depinda de marimea timpului de expunere.

5.     Functionarea obturatorului trebuie sa fie independenta de factorii externi astfel cum sunt temeperaturile si presiunile scazute.

Prin randamentul sau coeficientul de transmisie al unui obturator se intelege raportul dintre cantitatea de lumina care trece efectiv prin obturator si cantitatea de lumina care ar fii trebuit sa treaca prin obturator daca acesta ar fii fost deschis la maximum in tot intervalul de timp reprezentat de timpul de expunere.

In figura 4 se prezinta graficul de functionare al obturatoului. Se poate obs ca timpul de functionare al obturatorului e altcatuit practic din 3 timpi : t1 care reprezinta timpul de deschidere al obturatorului, t₀ timpul cat obturatorul ramane deschis si t2 timpul de inchidere al obturatorului.

Randamentul sau coeficientul de transmisie al obturatorului reprezinta raportul suprafetelor AEFD/ABCD.

La obturatoarele moderne timpii de inchidere si deschidere sunt f scurti pt a se asigura un randament sau coeficient de transmisie de peste 90%.

Obturatorul se poate clasifica in raport cu pozitia sa fata de senzorul de imagine si respectiv fata de obiectiv. Tinand seama de senzorul de imagine, obturatoarele pot fii obturatoare focale sau de placa. Raportate la obiectivul fotogrametric obturatoarele pot fii asezate in fata obiectivului, in spatele obiectivului sau in imediata vecinatate a planului diafragmei obiectivului. Practic pozitia cea mai avantajoasa a obturatorului e atunci cand acesta este plasat intre lentilele obiectivului, in vecinatatea diafragmei deoarece aici fascicolul de radiatii luminoase are cea mai mica deschidere iar obturatorul poate sa atinga cel mai bun randament.

Principalele tipuri de obturatoare sunt:

Obturatoarele cu discuri metalice

Obturatoarele cu sectoare metalice.

Schematic obturatorul cu discuri metalice este prezentat in figura 5.

Un obturator cu discuri metalice e compus din 2 discuri D1 si D2 in care sunt practicate 2 fante circulare de aceeasi dimensiune F. Cele 2 discuri sunt montate pe 2 axe astfel incat discurile se acopera intre ele pe o portiune care poate sa cuprinda fanta F. Cand obturatorul este deschis discurile metalice ocupat pozitia arata in figura 5.1. Atunci cand obturatorul se deschide, discurile metalice ocupat pozitia 5.2. Cele 2 fante se suprapun iar obturatorul ramane deschis pe toata durata reprezentata de timpul de expunere. Dupa scurgerea timpului de expunere discurile se rotesc din nou si revin in pozitia 1.