Эксплуатация проекционной оптики

Оптическая система и яркость источника света определяют световую мощность кинопроектора, то-есть тот полезный световой поток, который может отбросить объектив проектора на экран.

Выше было показано, что расчетный световой поток 35-мм кинопроектора составляет:

Чтобы получить действительное значение светового потока при работающем обтюраторе и с учетом всех потерь, связанных как с отражением и поглощением в стекле, так и с несовершенством оптики, введем в выражение (33) числовые значения этих потерь.

Для коэффициента пропускания обтюратора может быть принято среднее значение Т = 0,5. Для коэффициента про пускания осветительной и проекционной системы может быть принято значение τ = 0,6, а для учета влияния погрешностей оптики и установки ɳ₀ = 0,55.

Таким образом, реальное значение полезного светового потока имеет вид:

При относительном отверстии объектива 1:2, как это имеет место в большинстве 35-мм проекторов, световой поток составит:

то-есть полезный световой поток проектора, выраженный в люменах, равен ¹/₁₀ яркости источника света, выраженной в стильбах.

Несмотря на ряд округлений, допущенных при выводе формулы (35), она вполне пригодна для всех практических расчетов с точностью +10%.

Световая мощность проектора определяет в свою очередь размеры экрана, который может быть покрыт с требуемым уровнем освещенности. Яркость изображения на экране зависит от освещенности экрана, его коэффициента яркости и от коэффициента пропускания кадра.

Экспериментальным путем установлено, что наиболее благоприятной, так сказать отличной яркостью экрана является яркость около 100 асб и наименьшей допустимой —12 асб.

Если принять в качестве среднего значения коэффициента яркости экрана r = 0,75, то освещенность экрана должна составлять:

то-есть световой поток, необходимый для получения отличной яркости на экране шириной В метров, составляет 100 В² лм. Решая равенство (36) относительно В, получаем:

то-есть ширина экрана при наилучшей освещенности составляет ¹/10 корня квадратного из светового потока, выраженного в люменах.

В Советском Союзе применяются звуковые кинопроекционные аппараты четырех типов: два типа для театральной проекции и два типа передвижек— одна на 35-мм пленку и другая на 16-мм. Все эти аппараты отечественного производства и представляют собой хорошо зарекомендовавшие себя конструкции отечественной разработки.

1. Наиболее распространенным театральным проектором является проектор СКГ1-26 (прежнее название КЗС-22). Схема проекционной системы проектора СКП-26 приведена на рис. 103 (стр. 131). В проекторе применена дуговая лампа с пламенными углями, осветительная система из зеркала типа манжен с фокусным расстоянием 116,8 мм диаметром 250 мм и линзы такого же диаметра с фокусным расстоянием 533 мм.

Кратер дуги помещается в фокусе зеркала, которое отбрасывает на линзу пучок параллельных лучей. Плосковыпуклая сферическая линза собирает пучок параллельных лучей вблизи кадрового окна в главном фокусе линзы, где и образуется изображение (действительное и увеличенное) кратера дуги. В подобных схемах для обеспечения параллельности хода пучка зеркало должно иметь параболическую форму, но ввиду того, что изготовление параболического зеркала сопряжено с большими техническими трудностями, здесь использовано зеркало типа манжен, хотя и уступающее параболическому, но зато легко изготовляемое технологически.

Зеркало ограничено двумя сферическими поверхностями, описанными из разных центров. Собственно зеркалом является тыльная посеребренная поверхность, имеющая меньшую кривизну. Чтобы слой серебра не подвергался повреждению, он омедняется и покрывается бакелитовым лаком. Коэффициент отражения зеркала составляет вначале не менее 85%, но со временем уменьшается вследствие забрызгивания зеркала частичками меди, покрывающей уголь.

Получаемое в кадровом окне световое пятно—„яблочко“ представляет собой несколько размытое изображение кратера дуги. Увеличение осветительной системы составляет около 4,5, и если бы не было обсоса углей и осветительная система не имела аберраций, пятно имело бы диаметр от 45 до 54 мм при диаметре угля от 10 до 12 мм. На самом деле осветительная система имеет значительные аберрации и, кроме того, полезной частью кратера является только ее центральная, наиболее яркая часть, составляющая по диаметру примерно 60% диаметра угля. Изображение этой наиболее яркой части и покрывает кадровое окно, диагональ которого составляет около 26 мм.

Объектив П-4 с относительным отверстием 1:2 и с фокусным расстоянием от 9 до 18 см приведен в табл. 13 (стр. 108).

Обтюратор—цилиндрический, расположенный перед кадровым окном. Полезный световой поток проектора 1700—2000 лм при питании дуги постоянным током. Следовательно, ширина экрана при наилучшей освещенности составляет:

При освещенности около 80 лк ширина экрана будет б м. Звуковоспроизводящая система проектора СКП-26— сферическая с микрообъективом 10 х 0,25 и с лампой К-7— 12 в х 30 вт.

2. Более мощным проектором является театральный проектор КПТ-1. В проекторе применена автоматическая дуговая лампа с невращающимися углями интенсивного горения, автоматически поддерживающая нормальное расстояние между углями. Схема проекционной системы дана на рис. 121. Осветителем служит эллиптическое (вернее, сфероэллиптическое) зеркало диаметром 350 мм. Кадровое окно защищено от чрезмерного нагрева теплофильтром из специального стекла ИК.

Рис. 121. Схема проекционной системы проектора КПТ-1

Теплофильтр, поставленный перед кадровым окном, поглощает, кроме тепла, еще заметную долю видимого света и уменьшает относительное содержание красных лучей. Как известно, недостаток зеркальной осветительной системы заключается в том, что, отражая вместе с видимыми лучами тепловые лучи, она сильно нагревает фильм. Тем не менее только зеркальные осветительные системы обеспечивают получение наибольшего светового потока.

В отличие от зеркала манжен, у которого толщина края больше толщины середины, эллиптическое зеркало имеет равномерную толщину. Посеребренной поверхностью и здесь является тыльная поверхность. Эллиптическое зеркало проектора КПТ-1 имеет в середине отверстие для пропуска отрицательного угля.

Объективы те же, что и в аппарате СКП-26 (см. табл. 13, стр. 108). Полезный световой поток проектора около 3000 лм, что обеспечивает отличную освещенность при экране шириной 5,5 м. При освещенности 80 лк ширина экрана больше 7 м. Звуковоспроизводящая система та же, что и в проекторе СКП-26.