
книги из ГПНТБ / Данилов К.Б. 35-мм стационарные кинопроекторы
.pdfЗеркальная осветительная система (рис. 11) построена так, что она изображает источник света в кадровом окне в действительном, перевернутом, увеличенном виде. При таком способе построения осветительной системы умень шаются потери света.
В зеркальных системах 35-лш кинопроекторов применя ют эллиптические стеклянные с серебряным или интерфе ренционным отражающим слоем отражатели диаметром 302,
|
|
|
|
|
|
358, |
420 мм. Самым |
|
распро |
||||
|
|
|
|
|
|
страненным является зеркаль |
|||||||
|
|
|
|
|
|
ный |
отражатель |
с |
серебря |
||||
|
|
|
|
|
|
ным |
отражающим слоем ди |
||||||
|
|
|
|
|
|
аметром 358 мм, с |
полезным |
||||||
|
|
|
|
|
|
углом охвата 140° и фокусным |
|||||||
|
|
|
|
|
|
расстоянием 135 мм. Зеркало |
|||||||
|
|
|
|
|
|
изготовлено |
из |
нетермо |
|||||
|
|
|
|
|
|
стойкого |
стекла |
и |
имеет |
||||
Рис. |
I I . Схема |
зеркальной освети |
относительно |
малый |
срок |
||||||||
службы—примерно 300 рабо* |
|||||||||||||
тельной системы: |
Fi — первый |
гео |
|||||||||||
метрический |
фокус |
эллипса; |
F2 — |
чих часов. При несоблюдении |
|||||||||
второй геометрический фокус эллип |
правил |
эксплуатации — за |
|||||||||||
са: |
/ — кратер угля, 2 — эллиптиче |
||||||||||||
ский |
зеркальный |
|
отражатель; |
3 — |
грязнении |
зеркала, |
большом |
||||||
кадровое |
окно; |
|
4 — изображение |
||||||||||
|
|
кратера |
|
наклоне кинопроектора —рез |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
ко снижается |
срок |
службы, |
|||||
понижается он и при работе кинопроектора |
в |
режиме дуги |
|||||||||||
90 а с углями |
KJI 9/8-90, когда тепловая нагрузка |
на зер |
кало увеличивается вдвое по сравнению с углями КП 8/7-60
в режиме |
60 а. Срок службы |
увеличивается |
применени |
|
ем зеркальных отражателей |
из термостойкого стекла. |
|||
Определяется срок |
службы |
зеркального отражателя по |
||
снижению |
светового |
потока |
кинопроектора |
вследствие |
потускнения отражающей поверхности и забрызгивания отражателя продуктами горения дуги. Однако применение дорогостоящих зеркальных отражателей из термостойкого стекла практически не эффективно при дуге интенсивного горения. Другая возможность увеличения срока службы зеркального отражателя — это снижение тепловой нагруз ки на него. Оно осуществляется двумя способами: обдувом отражателя воздухом от специального вентилятора и сни жением тока дуги. Последнее не только уменьшает тепло вую нагрузку на зеркальный отражатель, но и уменьшает скорость сгорания углей, что приводит к их экономии и переводит угли в режим более спокойного горения.
Снижение питающего дугу тока понижает полезный световой поток кинопроектора, однако эту потерю можно
скомпенсировать увеличением диаметра зеркального отра жателя с 358 до 420 мм. Применение отражателя диамет ром 420 мм позволяет получить следующие значения свето вого потока кинопроектора KXIT (табл. 11).
|
|
|
|
Т а б л и ц а I I |
|
|
Угли |
Ток дуги, |
а |
Световой |
|
|
поток, |
лм |
|||
КП |
9/8-90 |
80 |
|
7 000 |
|
|
|
75 |
|
6 500 |
|
КП |
8/7-60 |
60 |
|
5 500 |
|
|
|
55 |
|
3 500 |
|
В кинопроекции все больше применяются |
интерферен |
||||
ционные зеркальные |
отражатели |
(рис. 12), |
отражающим |
слоем в которых являются тонкие пленки из редкоземель ных металлов, нанесенные на эллиптическую отражающую поверхность. Благодаря такому покрытию зеркало пропускает тепловые лучи и отражает свето вые лучи. Интерференционный отражатель в отличие от обыч ного отражателя с серебряным отражающим слоем выглядит полупрозрачным и по сравнению с ним он более эффективен в ра боте. Если принять световой по ток, отражаемый обычным отра жателем, и нагрев фильма в фильмовом канале за 100%, то
интерференционный |
отражатель Рис. |
12. Схема |
работы ин |
|
даст прирост светового потока |
терференционного |
зеркаль |
||
на 5% и уменьшит нагрев |
|
ного отражателя |
||
|
|
|
||
фильма в фильмовом канале на 40 %. В связи |
со сложно |
|||
стью изготовления |
интерференционный отражатель дорог, |
|||
а при его работе иногда наблюдается |
различная |
цветность |
||
экрана. |
|
|
|
|
Зеркальные отражатели, работающие с ксеноновой лам пой, имеют особую конструкцию. Угол его охвата 180°, от ражатель глубокий, по горизонтали он развернут на угол 41'. В первый период изготовления таких отражателей они разрезались по вертикали и склеивались с разворотом,
теперь они отливаются в специальную форму и называются о т р а ж а т е л я м и т и п а Р Ч — « р а з в а л е н н а я
ч а ш |
а». |
Зеркальный |
эллиптический отражатель типа |
РЧ |
дает |
на кадровом |
окне два изображения разряда |
ксеноновой лампы, расположенные рядом, что способствует заполнению кадрового окна светом. Осветительная систе ма с ксеноновой лампой (рис. 13) имеет алюминиевый контр-
Рис. 13. Осветительная система с ксеноно
вой |
лампой: / — лампа |
Д К с Ш ; |
2 — о т р а ж а |
|||
тель |
РЧ; |
3 — контротражатель; |
4 — разряд |
|||
ксеноновой |
лампы; 5 — изображение |
раз |
||||
|
ряда |
контротражателем |
|
|||
отражатель сферической |
формы с полированной отражаю |
|||||
щей поверхностью и |
углом охвата 175°; |
контротражатель |
||||
устанавливается |
на |
двойном |
фокусном |
расстоянии от |
места разряда ксеноновой лампы, разряд находится в центре кривизны сферического зеркала. При этом контрот ражатель дает изображение разряда лампы на самом раз ряде, но в перевернутом виде. Общая яркость разряда будет более равномерной, что обеспечит в свою очередь и равномерную яркость экрана. В связи с тем что разряд ксеноновой лампы не препятствует прохождению лучей света, отраженных контротражателем на основной отража тель, прирост светового потока от применения контротра жателя достигает 40—50%. При эксплуатации ксеноново го осветителя следует тщательно следить за чистотой полированной поверхности контротражателя и его регули ровкой.
Для снижения нагрева фильма в фильмовом канале перед кадровым окном устанавливают теплофильтры. Они представляют собой одну или несколько стеклянных пластинок, выполненных из специального стекла, погло щающего тепловые лучи, либо они покрываются слоем, отражающим тепловые лучи (интерференционные теплофильтры) .
§ 2. Кинопроекционная оптика
кинопроектора
При демонстрировании обычного и кашетированкого фильмов кинопроекционная оптнка состоит из кинопроек ционного объектива, а при демонстрировании широкоэкран ного фильма с анаморфированным кадром — из кинопроек ционного объектива и анаморфотной насадки.
Кинопроекционный объектив
Кинопроекционный объектив представляет собой поло жительную собирающую оптическую систему, состоящую из нескольких линз и исправленную относительно оптиче ских ошибок, называемых аберрациями. По виду исправлен ных в объективе аберраций они делятся на апланаты и анас тигматы (рис. 14). Апланат имеет четыре линзы, попарно склеенные, или имеет склеенными пару линз, обращенную к экрану, а пару линз, обращенную к кадровому окну, несклеенными.
Анастигмат содержит шесть линз. Апланат исправлен относительно всех аберраций, кроме астигматизма и кри-
Рнс. 14. Схемы кинопроекционных объективов: а — система ап ланат; б — система анастигмат
визны поля изображения, анастигмат — относительно всех оптических ошибок. Астигматизм выражается нерезкостью по краям изображения, что особенно заметно при демонст рировании широкоэкранных фильмов, поэтому при их демонстрировании следует пользоваться анастигматами. Однако анастигмат, давая качественное изображение на экране, имеет меньший коэффициент пропускания, так как в нем больше линз. Это несколько снижает световой поток.
Кинопроекционный объектив имеет следующие характе ристики.
2-432 |
33 |
Фокусное расстояние — это расстояние от плоскости кадра в кадровом окне до главной плоскости объектива Фокусное расстояние кинопроекционного объектива ука зывают на его оправе, оно определяет размеры изображе ния на экране. Такое определение фокусного расстояния довольно приблизительно, оно правомерно для симметрич ных объективов и при расположении плоскости кадра в фокальной плоскости объектива.
Длиннофокусные объективы дают на том же расстоянии от экрана меньшее изображение, чем короткофокусные. Зная фокусное расстояние кинопроекционного объектива и расстояние от объектива до экрана, можно определить размеры изображения на экране, пользуясь простой фор мулой:
Ш |
П |
т |
Па |
о |
= — . отсюда |
Ш = |
І |
f |
|
где Ш — ширина изображения на экране; а — ширина кадрового окна; П — расстояние от объектива до экрана (проекционное расстояние); / — фокусное расстояние объек тива.
Так как ширина равна 1,37 высоты |
экрана, можно |
определить и высоту изображения на экране. |
|
П р и м е р . В аппаратной установлен |
кинопроектор |
КН-15 с объективом КО-120М, длина зрительного зала 20 м. Определим размеры экрана. Размеры кадрового окна 20,7X15,2 мм.
г п |
20-20,7 |
о с о |
и |
ш |
3,52 |
о |
с |
ш = |
— = 3,52 ЛІ; |
Л = |
= —:—=2,6 м. |
||||
|
120 |
|
|
1,37 |
1,37 |
|
|
При кинопроекционном объективе с фокусным расстоя |
|||||||
нием 12 см размеры изображения |
на экране |
будут |
равны |
||||
3,52x2,6 м. А при фокусном расстоянии |
объектива 9 см |
||||||
размеры |
изображения на |
экране |
будут |
4,54x3,3 |
м. По |
размерам экрана и фокусному расстоянию кинопроекцион ного объектива можно найти нужное расстояние от объек тива до экрана. Такой расчет следует производить для стационарной киноустановки, смонтированной в автобусе и работающей как передвижной кинотеатр. Для этого нужно найти расстояние, на котором следует поставить автобус от экрана, а также, зная размеры экрана и длину зрительного зала, подобрать кинопроекционный объектив с требуемым фокусным расстоянием. Все эти расчеты доволь но точны, но требуют корректировки, если расчетное
фокусное расстояние объектива не совпадает со стан дартным.
Линейное увеличение кинопроекционного объектива можно получить, разделив расстояние от объектива до экрана на расстояние от кадра до объектива или разделив один линейный размер изображения на экране на соответ ствующий линейный размер кадрового окна. Зная линей ное увеличение кинопроекционного объектива, можно опре делять размеры изображения на экране по размерам кад рового окна:
Ш = а р,
где Ш — ширина изображения на экране; а — ширина кадрового окна; g — коэффициент линейного увеличения объектива. Линейное увеличение кинопроекционных объек тивов для 35-мм фильмов лежит в пределах 200—6С0.
Относительное отверстие является важным параметром объектива, оно в значительной степени влияет на величину светового потока кинопроектора. При увеличении, напри мер, относительного отверстия кинопроекционного объек тива в два раза полезный световой поток кинопроектора увеличится в четыре раза. Относительное отверстие ука зывают на оправе объектива в виде отношения, например, 1:2, 1:1,8, где делимое есть единица, а делитель — отноше ние фокусного расстояния к диаметру выходного зрачка объектива. Относительное отверстие 1:1,8 больше, чем 1:2, ибо в первом случае диаметр выходного зрачка объектива больше, чем во втором случае при одинаковом фокусном расстоянии.
Увеличение относительного отверстия уменьшает глубину резкости кинопроекционного объектива, незна чительное отклонение плоскости кадра в кадровом окне вызывает нерезкость изображения на экране. Объективы различных фокусных расстояний с одинаковым относитель ным отверстием делают разных диаметров, что вызывает необходимость применения переходных втулок для объективодержателя.
Коэффициент пропускания объектива зависит от коли чества несклеенных линз. Две склеенные линзы считаются за одну,'так как в современных кинопроекторах примене ны объективы с просветлением, то коэффициент пропуска ния объективов высокий и лежит в пределах 0,85—0,9 для апланата и 0,7—0,75 для анастигмата. Он определяется как отношение светового потока, прошедшего через объек тив, к световому потоку, падающему на объектив.
2* |
35 |
Разрешающая способность определяется числом линий, приходящихся на 1 мм пленки, на кадре по его ширине или высоте, которые при проекции такого кадра на экран хоро шо различимы. Указывается она в паспорте объектива и лежит в пределах 80—100 лині мм в центре объектива и 50—60 лані мм по его краям. Чем разрешающая способность объектива больше, тем выше резкость изображения на экра не. Общая разрешающая способность пленки и объектива меньше, чем только одного объектива.
Анаморфотная насадка
Кинопроекционная анаморфотная насадка представляет собой двухкомпонентную афокальную систему, состоящую из цилиндрических линз с параллельными осями. На садка имеет положительный и отрицательный компоненты, расположенные относительно друг друга, так что задний фокус положительного компонента совпадает с передним фокусом отрицательного. Такая оптическая система стано вится афокальной, она не фокусирует изображение на экра не, эту роль, как и при обычной проекции, выполняет кино проекционный объектив. Принципиальная схема анамор фотной насадки 35НАП-2-2 показана на рис. 15. Из схемы
Рис. 15. Принципиальная схема анаморфотноП насадки 35НАП-2-2: 1 — ведущее кольцо; 2 — направляющая шпонка; 8 — шкала гру бой установки
видно, что со стороны экрана расположен отрицательный компонент, который связан с ведущим кольцом. Со стороны кадра расположен положительный компонент насадки, укрепленный неподвижно в корпусе. Фокусировка изоб ражения на экране производится перемещением всей на садки вместе с объективом для получения резких горизон-
тальных линий на экране, а перемещением переднего ком понента получают резкое изображение вертикальных линий на экране.
Анаморфотная насадка дезанаморфирует изображение анаморфированного кадра в горизонтальном сечении. Ко
эффициент дезанаморфирования берется равный |
двум. |
Поле зрения по горизонтали лежит в пределах |
2x33°, |
а по вертикали 2x13 . В вертикальном сечении анаморфот ная насадка не изменяет хода лучей, вышедших из кино проекционного объектива. Встречаются анаморфотные на садки различного сочленения с объективом. Насадка 35НАП-1-1 имеет хвостовик, куда вставляется кинопроек ционный объектив и стопорится в нем винтом. Насадка 35НАП-2-2 комплектуется ступенчатыми втулками. С одной стороны во втулку вставляется объектив, с другой — ана морфотная насадка. При всех способах сочленения анамор фотной насадки с кинопроекционным объективом расстоя ние между ними должно составлять 20—40 мм.
Кинопроекция с анаморфотной насадкой уступает по качеству кинопроекции с одним кинопроекционным объек тивом. Так как увеличение по горизонтали в два раза больше, чем по вертикали, то по горизонтали объектив становится короткофокусным с меньшей глубиной резкости. Из-за этого точность фокусировки объектива с анамор фотной насадкой приобретает особое значение.
Потери света в осветительно-проекционной системе ки нопроектора. Если взять отношение полезного светового потока кинопроектора к полному световому потоку, излу чаемому источником света, то получится коэффициент использования светового потока. В кинопроекторах он мал и не превышает 20%, это при идеально отрегулирован ной светооптической системе. Потери света происходят в оптических элементах осветительной и проекционной опти ки и зависят от типа осветительной системы; в конденсорной осветительной системе они больше, чем в зеркальной. В кинопроекционном объективе, содержащем больше линз, они тоже больше.
Потери |
светового |
потока зависят также от коэф |
|||||
фициента |
использования |
источника света, определяемого |
|||||
полезным |
углом |
охвата. |
|
|
|
|
|
Кроме потерь света в оптических элементах системы |
|||||||
значительные потери |
(до 50%) |
возникают |
на |
обтюра |
|||
торе и зависят |
они |
от |
типа |
обтюратора; |
при |
кони |
ческом обтюраторе потери меньше, чем при дисковом обтюраторе.
§ 3. Звуковоспроизводящие системы кинопроекторов
Звуковая часть кинопроектора состоит из двух элемен тов — звуковоспроизводящей оптики и стабилизатора ско рости.
Стабилизатор скорости должен обеспечить строго по стоянное движение фонограммы перед читающим штрихом.
Звуковоспроизводящая оптика создает определенных размеров правильно расположенный читающий штрих на фонограмме. Если эти условия будут выполнены, то звук с фонограммы воспроизводится без искажений и с макси мальной отдачей.
В 35-мм стационарных кинопроекторах нашли примене ние три схемы звуковоспроизводящей оптики: а) с механиче ской щелью перед фонограммой; б) с механической щелью после фонограммы и в) бесщелевая цилиндрическая оптика. Все три схемы имеют свои достоинства и недостатки.
Звуковоспроизводящая оптика с механической щелью
перед |
фонограммой |
(рис. |
16) по конструкции проще, но |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
световой |
к.п.д. |
ее |
ниже, |
||||
|
|
|
|
|
|
|
не превышает |
0,2%. |
Это |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
требует |
применения |
чита |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
ющих |
ламп |
сравнительно |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
большой |
мощности, |
|
что |
||||
|
|
|
|
|
|
|
усложняет |
конструкцию |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
питающего лампу устрой |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
ства, |
вызывает |
сильный |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
нагрев |
фонаря |
лампы |
и |
||||
|
|
|
|
|
|
|
самой |
оптики. |
Кроме |
то |
||||
|
|
|
|
|
|
|
го, |
эта |
оптика |
не |
обес |
|||
Рнс. 16. Принципиальная схема звуко |
печивает |
равномерного ос |
||||||||||||
воспроизводящей |
оптики с |
механичес |
вещения |
читающего |
штри |
|||||||||
кой щелью |
перед фонограммой: |
/ — |
ха, |
ибо |
его |
освещенность |
||||||||
источник |
света; |
2 — конденсор; 3 — ме |
||||||||||||
5 — читающий |
штрих; 6 — |
фонограмма |
в сильной степени зависит |
|||||||||||
ханическая |
щель; |
4 — мнкрообъектнв; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
фильма; |
7 — фотоэлемент; |
в — у с и л и |
от |
правильного |
располо |
|||||||||
тель; |
9 — громкоговоритель |
|
жения читающей лампы от |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
носительно конденсора, что в условиях эксплуатации кинопроектора не всегда выпол няется. Размеры читающего штриха тоже имеют значитель ный разброс, ибо он является изображением механической щели на фонограмме, а микрообъектив, формирующий читающий штрих на фонограмме, имеет погрешности и может быть расфокусирован. Такая оптика нашла приме-
нение в кинопроекторе КПТ. Конденсор изображает нить лампы во входном отверстии микрообъектива, равномерно освещая механическую щель, установленную рядом с конденсором. Микрообъектив изображает равномерно освещенную механическую щель на фонограмме в виде читающего штриха. Ширина штриха 0,02 мм, что при воспроизведении частоты 7000 гц составляет отношение:
где S — ширина |
читающего штриха; X — длина |
вол |
ны. |
|
|
Это обеспечивает отдачу фонограммы на частоте 7000 гц, |
||
приблизительно равную 90%, или снижение уровня |
гром |
|
кости в пределах |
10%. Фонограмма, проходя перед читаю |
щим штрихом с равномерной скоростью, модулирует свето
вой поток. До фонограммы световой |
поток, |
падающий |
на нее в виде плоского тонкого пучка, |
имеет |
постоянную |
величину, после фонограммы он изменяется в соответст
вии |
с записью |
звука на |
фонограмме. |
Модулированный |
||||||||
световой |
поток, |
попадая |
на фотоэлемент, |
преобразуется |
||||||||
в колебания электрического тока, которые |
усиливаются |
|||||||||||
усилителем и поступают |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
на |
звуковую |
|
катушку |
|
|
|
|
|
|
|
||
громкоговорителя. Дли |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
на |
читающего |
штриха |
|
|
|
|
|
|
|
|||
определяется |
|
шириной |
|
|
|
|
|
|
|
|||
фонограммы |
и равна |
|
|
|
|
|
|
|
||||
2,15 мм, штрих |
немного |
|
|
|
|
|
|
|
||||
уже |
фонограммы. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Звуковоспроизводя |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
щая |
оптика с механиче |
|
|
|
|
|
|
|
||||
ской щелью после фоно |
Рнс. 17. Принципиальная схема звуко |
|||||||||||
граммы |
(рис. 17) полу |
|||||||||||
воспроизводящей |
оптики |
с механичес |
||||||||||
чила название |
о п т и к и |
кой щелью после |
фонограммы: / — ис |
|||||||||
с «з а д н и м |
ч т е - |
точник |
света; 2 — конденсор; 3 — свето |
|||||||||
провод; |
4 — фонбграмма |
фильма; |
5 — |
|||||||||
н и е м», |
она |
нашла |
световое |
пятно; |
6 — микрообъектив; |
7 — |
||||||
механическая |
щель; |
8 — фотоэлемент; |
||||||||||
применение |
в |
ЪЪ-мм |
9 — изображение |
светового |
пятна; |
10 —> |
||||||
стационарных |
кинопро |
изображение фонограммы |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
екторах «Маяк», «Ксенон», «Меоптон». В оптике с «задним
чтением» читающий штрих |
не оптический, а |
механический |
|
и читается не фонограмма, |
а ее изображение |
на механиче |
|
ской щели. Конденсор изображает нить читающей |
лампы |
||
во входном торце светопровода, который, являясь |
смеси- |