Заказнов Н.П., Кирюшин С.И., Кузичев В.И. - Теория оптических систем (1060803), страница 55
Текст из файла (страница 55)
На рис. 230, а источник света 1 изображается конденсором 2 во входном зрачке 4 проекционного объектива, а на рис. 230, б— в плоскости диапозитива 3. При выполнении условия синусов (см. гл. Ч11 и 1Х) линейное увеличение осветительной системы в первом варианте ~„з = з1п пз/зш и( = — Р1с~ = а,'з/а,ы (399) где о, — входной апертурный угол осветительной системы, равный половине угла охвата 2о,,; о1 — выходной апертурный угол осветительной системы, равный (или больший) половине углового поля проекционного объектива, т.
е. а; Р— диаметр входного зрачка проекционного объектива; с1 — размер источника света. Используя формулу (393), при з[п о1 ж 1д в получим: Яню = Н1 1аа)/аров] (/ /У) з!и ом Угол охвата конденсора для первого варианта, когда изображение источника света получается во входном зрачке проекционного объектива, вычисляют по формуле з1п о„„= з1п от = — ~аг~аау/[/ (1 — раа)] (400) Здесь линейное увеличение р,а проекционного объектива считается заданным, его фокусное расстояние /' определяют по формуле (396); у — половина диагонали диапозитива. Диаметр входного зрачка Р обьектива, определяющий получают светознергетическим расчетом (см. и.
95), При выполнении закона синусов линейное увеличение осветительной системы во втором варианте (рис. 230, б) б„а = з!поз/з!поз = — 2у/сз = а„'з/амь (401) где о, — апертурный угол осветительной системы в пространстве предметов, равный половине угла охвата, т. е. о„,; оа — апертурный угол осветительной системы в пространстве изображений, равный (или несколько больший) апертурному углу о,а проекционного объектива в пространстве предметов; у — половина диагонали диапозитива, с, — размер источника света.
Используя формулу (395), выведенную при условии, что линейное увеличение в зрачках объектива ~р — — 1, т. е, Р' = Р, и формулу (396), получим: ~н = — 2 [(1 — 6 а)/~ а] (/'/Р) з!и о,. Следовательно, угол охвата конденсора в случае, когда изображение источника света получается в плоскости диапозитива, определяют по формуле з!и о„„= жп о, = — ])„,б,а/([2 (1 — р,а)] (Р//')). (402) Если ] р,а ] )) 1 (например, в стационарных кинопроекторах), то з!и о„„= з[п о, = (р„,/2) (Р//').
Введем в формулы (400) и (402) значения линейных увеличений осветительных систем согласно формулам (399) и (401). Из формул (400) и (399) получим: з]п о,а, т = зШ от = [Раа/(1 — Раа)] (У/с,) (Р//'). 29! Соответственно з!п о,х„— з1п о, = [р,а/(! — ~,а)] (р1С,) (О/7'). Таким образом, для определения угла охвата осветительной системы в любом из двух рассмотренных вариантов используют одну и ту же зависимость.
Перейдем к определению диаметра О входного зрачка проекционного объектива. Из формул (394) †(396) следует, что необходимая освещенность экрана Е' = [тп1,/4 (1 — Ца)'] (Оl[')', где т — коэффициент пропускаиия осветительной и проекционной частей оптической системы проектора; Ь вЂ” яркость источника света; ~,а — линейное увеличение проекционного объектива, О/!' — относительное отверстие проекционного объектива. Формулы (396), (398), (403) позволяют рассчитать фокусное расстояние !', угловое поле 2ы и относительное отверстие О/7"', по которым можно подобрать объектив для диаскопической проекции [6, 35] Объективы проекторов и фотоувеличителей имеют относительное отверстие 1: 4,5 ...
!: 9, а угловое поле в особых случаях до 122', например в фотограмметрическом многокамерном проекторе (мультиплексе). Кинопроекционные объективы имеют относительные отверстия 1: 1,2 ... 1: 2 и угловое поле до 16'. Для уменьшения светового диаметра осветительной системы вблизи диапозитива (кадровой рамки) устанавливают коллектив (см. п. 75). 95.
Габаритный и светознергетический расчеты проекционного прибора с зеркальной осветительной системой Выполним габаритный и светоэнергетический расчеты фотоувеличителя по следующим исходным данным: линейное увеличение изменяется от [ р ],„до ] р ], наибольший формат негатива определяется его диагональю 2у (диаметром), освещенность экрана Е' и наибольшее проекционное расстояние р т а',„заданы. 1.
Из формулы (396) определяем фокусное расстояние проекционного объектива: Г=Р7(! — Р)=Р !(!+[р[ ). (404) 2. Угловое поле 2ы объектива вычисляем с использованием формулы (398); (йы=] 1[-р([(1+] 1]-)~'] (405) 292 Меньшее, чем (()( „, значение линейного увеличения уменьшает фактически используемое угловое поле, увеличивает абсолютное значение расстояния а и уменьшает а' ж р, так как р = = а'lа. 3. Задаваясь коэффициентом пропускания т осветительной (зеркальной по условию) проекционной системы (т = р,т,а) при заданной освещенности Е' экрана и возможной яркости Е электролампы, по формуле (403) находим относительное отверстие объектива: Рх'> ко-~-~к~ .)к е'1~ ер (406) 4.
Значения г', 2ох и Р((' необходимы для подбора проекционного объектива, Возможное несовпадение характеристик выбранного объектива с вычисленными иногда допустимо: например, угловое поле 2со может быть несколько больше вычисленного. Для выбранного объектива уточняют коэффициент пропускания теа. Заметим, что важной эксплуатационной характеристикой фотоувеличителя является экспозиция, зависящая от освещенности экрана, а следовательно, и от относительного отверстия проекционного объектива (кроме других величин).
5. Зеркальный осветитель должен обеспечивать получение изображения источника света в плоскости входного зрачка объектива. Отражающая поверхность осветителя представляет собой поверхность вогнутого эллипсоида, в первом фокусе Ех которого (рис. 231) помещается тело накаливания электролампы, во втором фокусе Ех, совмещенном с центром входного зрачка объектива, получается изображение тела накала. Диаметр с)„зеркала должен соответствовать угловому полю 2ок объектива. Расстояние д от входного зрачка до края зеркала постоянно и определяется выражением К =(п(так+м=к (! + + (б (т,а)/(Р (в,а+й, (407) где й — расстояние между негативом в его крайнем положении (пРи 1 Р )мак) и кРаем зеРКала; это расстояние выбирают по конструктивным соображениям и из условия удобства работы.
Рис. 230 Расчетная схема фотоуве- личителя с аериальной осветитель- ной системой Из рис. 231 следует, что диаметр зеркала 0„= 2д(и в. (408) Расстояние между фокусами Е', и Р, образующего эллипса г,)сз = 2 У а' — Ь', (409) где а и Ь вЂ” большая и малая полуоси эллипса. Расстояние от вершины эллипса до фокуса Р, з = а — у а* — Ь'. (4! О) Сумма модулей радиусов векторов, проведенных из фокусов к любой точке эллипса, постоянна: г, + г, = 2а. (4! 1) Возьмем на эллипсе точку М так, чтобы она соответствовала диаметру В„, определяемому формулой (408).
Тогда из треугольника Е,МЕ, имеем: гг з)п паз = гз ып м. (412) Из формулы (409) следует — г,созо„„, + г,сов в = 2 у'а' — Ьз (413) Из равенства (412) найдем: м .=~~ ~ — ~ю Согласно выражению (413) ~~~ — дмк" =21 ' — е— Использовав равенства (410) и (411), получим, что большая полуось эллипса а = з (з + г, соз ы)~ (2з — г, (1 — соз ой ), (414) где г, =' хгЛ2 ып ез). Из равенства (410) следует, что малая полуось эллипса Ь =- у'2за — зз .
(415) Расстояние з выбираем так, чтобы получить наименьшую высоту зеркала при условии удобного размещения электролампы с фокусируюшим патроном. Угол охвата 2о„, осветительной системы (зеркала) получаем из равенства: ып (180' — о„,„) = В,/(2г,), где г, = 2а— — В„1(2 з!и м). Следовательно, э!по„„= О, з1пм!(4аз1пе> — В„). (416) Высота зеркала (см. рис.
23!) И = (В„!2) с1я о„, +' з или И = 2а — з — д. (411) 294 8. Общая наибольшая высота фотоувеличителя Н „= а„„, +у+/з. (418) 7. Линейное увеличение зеркала р„ = — Р/с, где Р— диаметр входного зрачка объектива; с — размер источника света (тела накала). Одновременно рн = (гЛ+3)/з = — (2 у аз — Ьз+з)/з, Таким образом, с = Рз/(2 у'а' — Оз+ з) (419) 8. По яркости /. и используемому размеру с источника света по каталогу выбираем злектролампу. Пример. Лана: 5 = — (1,5 ...!О); формат негатива 6 Х 6 см; Е' ~ 100 лк; рм«» = 825 мм ° По формулам (404) — (406), назначая ч = 0,75 и /. = 2,5.10«кд/мз, находим /' = 75 мм, 2ы = 54' 20' и /)//' = 1: 3,6.
Полученным характеристикам удовлетворяет объектив «Иидустар-58», имеющий ' = 75 мм, 2ы = 60' и /)//' = 1: 3,5. Г' ркасть 2,5.!Оа кд/мз обеспечит злектролампа ыощностью !00 Вт с матированиой или молочной колбой, диаметр плоского тела накала которой составляет 4 ... 5 мм. Результаты вычисления параметров зллипсоидальиога зеркала и высоты фотоувеличителя по формулам (407) — (418) при полезно используемом угловом поле объектива 2м = 54'20' и выбранных расстояниях й = 35 мм н з = 40 мм следующие: л = 160 мм; /) и — 165 мм; а = 133,2 мм; Ь = 95,! мм; 2 пахам 211'1 й = 66,5 мм; /»'ам» = 1050 мм. По формуле (414) с = 3,8 мм. Г л а в а Х к'111 ОПТИЧЕСКИЕ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ йб. Некоторые характеристики и параметры приемников излучения Фотоэлектрическими оптическими системами называют системы, которые регистрируют излучение с помощью фотоэлектрических приемников.
К ним же следует отнести и системы, в которых используются тепловые, оптико-акустические и другие иеселективные приемники. Приемник излучения (приемник лучистой энергии) — устройство, предназначенное для преобразования энергии оптического излучения в электрическую энергию. Для сравнительной оценки различных приемников излучения с точки зрения их работы в фотоэлектрической системе используют общие способы описания свойств приемников через систему характеристик и параметров. Параметром приемника излучения называют величину, характеризующую определенное свойство приемника при работе его в оговоренных условиях.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
