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Ein neues hochleistungsobjektiv für die luftbildmessung
5O Ein n e u e s H o c h l e i s t u n g s o b j e k t i v fiir die L u f t b i l d m e s s u n g yon L. Be~'tele, Heerbrugg. Die Leistungsfi~higkeit der bis heute bekannten Objektivtypen mittlerer O e f f n u n g - d a r u n t e r sei zu verstehen I : 4 bit I : 6,8 - - und einem nutzbaren Bildwinkel yon 60 ° ist in den Brennweiten yon ca. 15 his 30 cm fiir die Luftbildphotographie infolge unzu~'eichender Abbfldungssch~irfe nicht immer befriedigend. Da mit den iiblichen Objektivtypen kaum eine wesentliche Steigerung der Bitdschlirfe e r w a r t e t werden konnte, wurde bei der Schaffung eines neuen Objektivs auf einen in friiheren J a h r e n vom Verfasser entwickelten Typus zuriickgegriffen und dieser in der F i r m a Wild, Heerbrugg, in Fortsetzung der Entwicklungsarbeiten den Genauigkeitsanforderungen der photogrammetrischen Vermessung angepasst. Eine grunds~4tzliche Forderung w a r vSllige Verzeichnungsfreiheit; mit anderen Worten - - es sollten die yon der Verzeichnung her~ihrenden Messfehler in keinem Fall 0.01 mm tiberschreiten. Eine derart welt getriebene Verzeichnungsfreiheit setzt nattirlich eine entsprechende Schfirfe in allen Teilen des Bildes voraus. Es ist jedoch zwecklos, yon ,,phantastisch geringer Verzeichnung" zu sprechen, wenn sich diese lediglich auf den durch die Blendenmitte gehenden Strahl, den sogo_mnnten Hauptstrahl bezieht, dagegen benachbarte, ebenfatls an der Abbildung desselben Bildpunktes beteiligte Lichtbiindel Abirrungen von wesentlich grSsserem Ausmass zeigen. Es besteht auch, abgesehen vom zentralen Tell des Bildes, kein Grund zur Annahme, dass die hellste Stelle
i Fig. 1. des Zerstreuungsscheibchens, welches durch das volle an der Definition des Bildpunktes beteiligte Biindel erzeugt wird, mit dem Durchstossungspunkt des Hauptstrahls in der Sch~rfenebene iibereinstimmt. Dieser Punkt muss nicht mit dem Helligkeitsmaximum zusammenfallen, sondern kann auf der nach der Bildmitte zielenden Symmetrieachse verschoben sein. Dies l~isst sich bei Objektiven mit grSsseren Schfirfenrestfehlern beobachten, insofern als der gemessene Verzeichnungswert vom Grad der Abblendung abh~ingig ist. Lediglich bei starker Abblendung wird der fiir den H a u p t s t r a h l gerechnete Verzeichnungswert mit dem gemessenen Wert immer iibereinstimmen. Ausgenommen hiervon w~.re bloss ein streng symmetrisches Objektiv fill' eine Abbildung im Masstab 1 : 1. In diesem Fall liegt der Durchstossungspunkt des Hauptstrahls in der Sch~rfenebene mit hinreichender Genauigkeit stets in der Mitte des jeweiligen Zerstreuungsscheibchens. Dieser Fall ist jedoch ffir Gel~ndeaufnahmen bedeutungslos. Eine andere unerwfinschte Erscheinung ist die Abhfingigkeit der besten Sch~rfenein-
51 stellung vom Grad der Abblendung. Im allgemeinen werden die 0bjektive so eingestellt, dass sie bei roller Oeffnung maximale Schiirfe ergeben. Es ist a b e t nicht sicher, ob diese Einstetlung bei den verschiedenen Blendenstufen die beste Schi~rfe ergibt. Durch die UnmSglichkeit bei gewissen Objektivtypen die sphfirischen Aberrationsreste geniigend klein zu erhalten, verschiebt sich die optimale Einstellebene je nach dem Grad der Abblendung. Diese Erscheinung ist unter der Bezeichnung ,,Blendendifferenz" bekannt. Besonders bei Objektiven mittlerer Oeffnung und l~ingerer Brennweite, wie sie filr die Luftbildvermessung gebraucht werden, kann die Btendendifferenz deutlich auftreten. Fiir Objektive mit kleinerem Bildwinkel sind bereits Typen entwickelt worden, welche diese Erscheinung kaum m e h r aufweisen. Aus diesen Ueberlegungen heraus wurde ein neuer Typ des Messobjektives geschaffen - - das Aviotar.
÷ OtOlmm
'
5crn ~
IOcm
- O~01mml
Fig. 2. Verzeicbnung des Aviotars f ~ Bilddiagonale.
21 cm in der
Das Aviotar besitzt eine grSsste Blenden.Sffnung von 1 : 4 , 2 bei einem Bildwinkel yon 60". Das neue Objektiv ist vollkommen unsymmetrisch gebaut und aus neun Einzellinsen zusammengesetzt, die wie die F i g u r 1 zeigt, zu vier in L u f t stehenden Glieder verkittet sind. Die Korrektion der Abbildungsfehler Hess sich so welt durchfiihren, dass es fiir Farbenphotographie angew~ndt werden kann. Das Objektiv wird vorerst in den Brennweiten 17 cm und 21 cm von der F i r m a Wild, Heerbrugg, Schweiz, hergestellt. Einen ungefShren Ueberblick fiber die Leistung des Objektives geben folgende Daten: (f ~ Kammerkonstante in Millimetern). 1. Die restliche sph~rische I ~ n g s a b e r r a t i o n bleibt fiir gelbes Licht ftir alle Oeffnung'en f < 1 : 4,2 zwischen den Grenzen ± 1800 ram. 2. Die tangentiale Bildkurve des gelben Hauptstrahls verl~uft fiir den Bildwinkel yon 0 bis ~ 30 ° genau in der Ebene d e r giinstigsten Sch~rfeneinsteIlung. Fiir blaues f Licht weicht der Verlauf nur um - - yon der Sch~irfenebene ab. 800 3. Die sagittale Bildkurve des Hauptstrahls ist bis ± 30 ° so gestreckt, dass auch in diesem Schnitt eine gleichm~ssige Schiirfe gew~hrleistet ist. 4. Die komatischen Fehler in der Meridianebene fiberschreiten in keinem Teil des Bildfeldes die Restfehler der sphfirischen Aberration. f 5. Die maximale Verzeichnung betr'~gt gemessen in der Bildebene in mm z _ 35000 oder 6H. Die F i g u r 2 zeigt den Verlauf der Verzeichnung fiir den H a u p t s t r a h l in der o~)timalen Sch~irfeneinstellung.
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i Fig. 1. des Zerstreuungsscheibchens, welches durch das volle an der Definition des Bildpunktes beteiligte Biindel erzeugt wird, mit dem Durchstossungspunkt des Hauptstrahls in der Sch~rfenebene iibereinstimmt. Dieser Punkt muss nicht mit dem Helligkeitsmaximum zusammenfallen, sondern kann auf der nach der Bildmitte zielenden Symmetrieachse verschoben sein. Dies l~isst sich bei Objektiven mit grSsseren Schfirfenrestfehlern beobachten, insofern als der gemessene Verzeichnungswert vom Grad der Abblendung abh~ingig ist. Lediglich bei starker Abblendung wird der fiir den H a u p t s t r a h l gerechnete Verzeichnungswert mit dem gemessenen Wert immer iibereinstimmen. Ausgenommen hiervon w~.re bloss ein streng symmetrisches Objektiv fill' eine Abbildung im Masstab 1 : 1. In diesem Fall liegt der Durchstossungspunkt des Hauptstrahls in der Sch~rfenebene mit hinreichender Genauigkeit stets in der Mitte des jeweiligen Zerstreuungsscheibchens. Dieser Fall ist jedoch ffir Gel~ndeaufnahmen bedeutungslos. Eine andere unerwfinschte Erscheinung ist die Abhfingigkeit der besten Sch~rfenein-
51 stellung vom Grad der Abblendung. Im allgemeinen werden die 0bjektive so eingestellt, dass sie bei roller Oeffnung maximale Schiirfe ergeben. Es ist a b e t nicht sicher, ob diese Einstetlung bei den verschiedenen Blendenstufen die beste Schi~rfe ergibt. Durch die UnmSglichkeit bei gewissen Objektivtypen die sphfirischen Aberrationsreste geniigend klein zu erhalten, verschiebt sich die optimale Einstellebene je nach dem Grad der Abblendung. Diese Erscheinung ist unter der Bezeichnung ,,Blendendifferenz" bekannt. Besonders bei Objektiven mittlerer Oeffnung und l~ingerer Brennweite, wie sie filr die Luftbildvermessung gebraucht werden, kann die Btendendifferenz deutlich auftreten. Fiir Objektive mit kleinerem Bildwinkel sind bereits Typen entwickelt worden, welche diese Erscheinung kaum m e h r aufweisen. Aus diesen Ueberlegungen heraus wurde ein neuer Typ des Messobjektives geschaffen - - das Aviotar.
÷ OtOlmm
'
5crn ~
IOcm
- O~01mml
Fig. 2. Verzeicbnung des Aviotars f ~ Bilddiagonale.
21 cm in der
Das Aviotar besitzt eine grSsste Blenden.Sffnung von 1 : 4 , 2 bei einem Bildwinkel yon 60". Das neue Objektiv ist vollkommen unsymmetrisch gebaut und aus neun Einzellinsen zusammengesetzt, die wie die F i g u r 1 zeigt, zu vier in L u f t stehenden Glieder verkittet sind. Die Korrektion der Abbildungsfehler Hess sich so welt durchfiihren, dass es fiir Farbenphotographie angew~ndt werden kann. Das Objektiv wird vorerst in den Brennweiten 17 cm und 21 cm von der F i r m a Wild, Heerbrugg, Schweiz, hergestellt. Einen ungefShren Ueberblick fiber die Leistung des Objektives geben folgende Daten: (f ~ Kammerkonstante in Millimetern). 1. Die restliche sph~rische I ~ n g s a b e r r a t i o n bleibt fiir gelbes Licht ftir alle Oeffnung'en f < 1 : 4,2 zwischen den Grenzen ± 1800 ram. 2. Die tangentiale Bildkurve des gelben Hauptstrahls verl~uft fiir den Bildwinkel yon 0 bis ~ 30 ° genau in der Ebene d e r giinstigsten Sch~rfeneinsteIlung. Fiir blaues f Licht weicht der Verlauf nur um - - yon der Sch~irfenebene ab. 800 3. Die sagittale Bildkurve des Hauptstrahls ist bis ± 30 ° so gestreckt, dass auch in diesem Schnitt eine gleichm~ssige Schiirfe gew~hrleistet ist. 4. Die komatischen Fehler in der Meridianebene fiberschreiten in keinem Teil des Bildfeldes die Restfehler der sphfirischen Aberration. f 5. Die maximale Verzeichnung betr'~gt gemessen in der Bildebene in mm z _ 35000 oder 6H. Die F i g u r 2 zeigt den Verlauf der Verzeichnung fiir den H a u p t s t r a h l in der o~)timalen Sch~irfeneinstellung.
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