Заказнов Н.П., Кирюшин С.И., Кузичев В.И. - Теория оптических систем (1060803), страница 54
Текст из файла (страница 54)
В зависимости от характера проецируемых предметов оптические системы проекционных приборов и получаемые проекции делят на два нида: эпископические и диаскопические. Эпигкопичееной проекцией называется проекция непрозрачного предмета, образованная лучами света, отраженными от предмета (в отраженном свете). Диаскопической проекцией называется проекция, образованная лучами света, проходящими сквозь предмет. К этой проекции относится и кинопроекция.
Оптические системы, обеспечивающие получение проекций обоих видов, называются впидиаекопическими. Основными характеристиками оптических систем проекционных приборов являются масштаб проекции или линейное увеличение, освещенность изображения и размер проецируемого предмета, а иногда экрана. Эти характеристики определяются: проекционным расстоянием, фокусным расстоянием проекционного объектива, его относительным отверстием, яркостью источника 286 ю света, коэффициентом пропускания всей системы, схемой и конструкцией осветительной системы и др. Проек!(ионным расстоянием называют расстояние от объектива до экрана.
Оно может быть постоянным в процессе эксплуатации системы, например в стационарных кинопроекторах, и переменным, например в фотоувеличителях. Отличительными особенностями проекционных объективов являются: обеспечение постоянства контраста и разрешающей способности диапозитива (кинокадра) при проекции в проходящем свете (с учетом масштаба изображения) и соответственно обесцечение удовлетворительного контраста и разрешающей способности цри проекции в отраженном свете; малое виньетирование, наличие которого является одной из причин нарушения распределения освещенности на экране по сравнению с освещенностью проецируемого предмета; повышенные требования в отношении дисторсии, особенно если на полученных изображениях выпол. няются измерения, например в фотограмметрии.
Следует отметить, что аберрационную коррекцию проекционных объективов выполняют для предмета, находящегося на конечном расстоянии от объектива, а именно при масштабе изображения 1: 25 ... 25: !. При больших удалениях предмета (или изображения) аберрациониую коррекцию объектива проводят, считая, что предмет (или изображение) расположен в бесконечности.
Требуемая освещенность экрана зависит от назначения проекционного прибора. На практике значение освещенности задают при отсутствии диапозитивов (для диапроекцин) и проецировании на экран диффузионно рассеивающей поверхности (для зпипроекции). Яркость Е экрана зависит от его освещенности Е и отражательной способности, характеризуемой коэффициентом отражения р. При коммерческой кинопроекции яркость экрана принимают примерно равной 100 кд/м' (при действующем обтюраторе), для демонстрационных приборов диапроекции -50 кд/м', при эпипроекции — до 20 кдlм', для контрольно-измерительных проекторов Е = 15 ...
25 кд/м'. Коэффициент диффузионного отражения р =- 1 для идеально белого экрана, р = 0,89 для экрана, покрытого слоем углекислого магния, р = 0,8 для экрана из технического оксида цинка или для баритового экрана, р = 0,72 для матированного экрана из пластмассы. Рекомендуемые освещенности центральной части экрана при р = 0,8 согласно формуле (227) следующие: для коммерческой кинопроекции Е = 400 лк, для демонстрации диапозитивов Е ы 200 лк, при эпипроекции Е ~( 80 лк, для контрольно-измерительных приборов Е = 60 ... 100 лк. При удалении от центра освещенность экрана изменяется согласно формуле (228): Е' = й Еэ соз' е', где Ез — освещен2В7 ность в центральной части экрана; /с„— коэффициент виньетирования; и!' — текущее значение угла между главным лучом н оптической осью проекционного объектива в пространстве изображений.
Для устранения неравномерности в освещенности экрана, обусловленной неодинаковой яркостью поверхности источника света или сферической аберрацией осветительной системы, перед диапозитивом устанавливают матовое стекло (или матируют последнюю поверхность конденсора). Кроме того, пользуются таким способом, как получение изображения источника света во входном зрачке проекционного объектива. 93. Эпископическая проекционная система Схема эпископа показана на рис. 229.
Непрозрачный плоский предмет 1 освещается лампами 2. Лучи света, отраженные поверхностью предмета, направляются на зеркало 3 и через объектив 4 — на экран. Использование зеркала обязательно для получения читаемого изображения. Зеркало во избежание двоения изображения должно иметь внешнее отражающее покрытие. Если поверхность предмета диффузионно рассеивающая, то ее яркость (см. формулу (227)1 1-пр = рпрЕпр/кк; (392) где р,р — коэффициент отражения поверхности предмета; Е,р— освещенность предмета.
Освещенность предмета / т / т Е,р —— к~~~ Е/ — — ~„'1созе//а = лк1созе//', / ! / ! где и! — число симметрично расположенных одинаковых источников света (ламп); 1 — сила света каждой лампы; 1 — расстояние от тела накала лампы до центра поверхности предмета; е— угол между нормалью к поверхности предмета и лучом, проходящим между телом накала и центром поверхности предмета. Освещенность экрана Е' = тпйпр 3!и' оа, (394) где т — коэффициент пропускания системы, состоящей из зеркала и объектива (т = р,т,е); аа — выходной апертурный угол проекционного объектива.
Если проекционное расстоя- ние, приблизительно рааноерас- Рис. 229. Скема эпискси!а 288 стоянию р' от выходного зрачка объектива до плоскости экрана, немного больше диаметра Р' выходного зрачка объектива и ли- нейное увеличение в зрачках ()р ж 1, то э!пах ж Р'/(2р') ж Р7(2р), где Р' ж Р; Р— диаметр входного зрачка. Кроме того, р' = и' = Г (1 — р.в), (396) (395) где у — половина диагонали предмета; р,в у — половина диагонали экрана Полученные фокусное расстояние, относительное отверстие и угловое поле позволяют подобрать проекционный объектив для эпископа [6, 35].
Эпископические объективы обычно имеют относительные отверстия 1: 1,5 ... 1: 2,5 и угловое поле 2ьз «( 45'. По формуле (393) определяют произведение числа ламп гп на силу света 7 каждой лампы, а затем при выбранном числе ламп по каталогу подбирают электролампу. Для лучшего использования светового потока лампы рекомендуется применять конденсоры. Коэффициент диффузного отражения р поверхности чертежей, фотографий, книжных материалов и других произведений печати на белом фоне равен 0,6 ... 0,8.
где а' — расстояние от задней главной плоскости проекционного объектива до экрана; 1' — фокусное расстояние проекционного объектива; р,в — линеййое увеличение объектива прн проецировании предмета на экран. Из формул (390), (394) †(396) следует, что освещенность экрана Е' =- (тр,вЕ и!4) (РЯ' (Ц! — ~ьв)'). (397) По формуле (396) находят фокусное расстояние 7' проекционного объектива, а по формуле (397) — его относительное отверстие Р!!'.
Так как произведение тр„рЕ,р относительно невелико, то стремятся, во-первых, увеличение р,в по абсолютному значению брать возможно меньшим и, во-вторых, использовать объектив с большим относительным отверстием. Угловое поле 2ы определяезся выражением 1Я ы — Ров (У!Р) — РозУI(1 (1 — ()ов)). 94. Диаскопическая проекционная система Диаскопическая проекция (проекция в проходящем свете) обеспечивает ббльшую освещенность экрана, чем эпипроекция.
Возможны два варианта действия осветительной части диаскопа: !) изображение источника света получается в плоскости входного зрачка проекционного объектива; 2) изображение источ- !9 звказвов н. п. 289 И Рис. 230. Оптические системы ддя диапроекдии, в которых источник света иаображается коидеисором: а — ао входном зрачке обьектиаа; б — з напакости диапознтиза ника света получается в плоскости диапозитива, а следовательно, переносится в плоскость экрана, т. е. совмещается с изображением предмета. Для избежания появления на экране изображения нити накала лампы необходимо использовать сплошной излучатель с равномерной яркостью, что возможно, например, в стационарных кинопроекторах (угольная дуга).
Кроме того, если размеры диапозитива (кадрового окна) значительные, то осветительная система должна иметь большое увеличение, что приводит к росту ее размеров. Второй вариант освещения нельзя использовать, если диапозитив длительное время находится в кадровом окне, из-за сильного нагрева диапозитива. Этот вариант рекомендуется применять при кинопроекции, где используются кадры малого формата при их частой смене.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
