Глава XVII. ПРОЕКЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

92. Виды и особенности проекционных систем

Оптические приборы, предназначенные для получения на экране изображений (проекций) диапозитивов и кинокадров, негативов, чертежей, рисунков, текстов, небольших предметов, называют проекционными. Проекционными приборами являются эпидиаскопы и кинопроекторы, фотоувеличители и фотограмметрические проекторы, аппараты для чтения микрофильмов, часовые проекторы, проекционные устройства микроскопов, приборы для создания элементов микроэлектроники и др.

Оптические системы проекционных приборов состоят из двух частей — осветительной и проекционной.

Осветительные системы общего назначения рассмотрены в гл. XII. Особенности этих систем для проекционных приборов изложены ниже.

В проекционных системах гомоцентрические расходящиеся пучки на входе преобразуются в сходящиеся пучки на выходе. Проекционной оптической системой обычно является проекционный объектив.

Проекционная и осветительная оптические системы должны быть согласованы между собой в целях получения требуемой освещенности экрана и ее распределения при заданном масштабе изображения (проекции).

В зависимости от характера проецируемых предметов оптические системы проекционных приборов и получаемые проекции делят на два вида: эпископические и диаскопические.

Эпископической 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 эпидиаскопцческими.

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

света, коэффициентом пропускания всей системы, схемой и конструкцией осветительной системы и др.

Проекционным 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 обеспечение удовлетворительного контраста и разрешающей способности при 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 выполт 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 При больших удалениях предмета (или изображения) аберрационную 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 диапроекции) и проецировании на экран диффузионно рассеивающей поверхности (для эпипроекции).

Яркость экрана зависит от его освещенности и отражательной способности, характеризуемой коэффициентом отражения При коммерческой кинопроекции яркость экрана принимают примерно равной (при действующем обтюраторе), для демонстрационных приборов диапроекции при эпипроекции — до для контрольно-измерительных проекторов

Коэффициент диффузионного отражения для идеально белого экрана, для экрана, покрытого слоем углекислого магния, для экрана из технического оксида цинка или для баритового экрана, для матированного экрана из пластмассы.

Рекомендуемые освещенности центральной части экрана при согласно формуле (227) следующие: для коммерческой кинопроекции для демонстрации диапозитивов при эпипроекции для контрольно-измерительных приборов

При удалении от центра освещенность экрана изменяется согласно формуле (228): где

освещенность в центральной части экрана; коэффициент виньетирования; текущее значение угла между главным, лучом и 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.