Проекционные оптические приборы

Проекционные оптические приборы. Законы образо­вания изображений в оптических системах служат основой для построения разнообразных оптических приборов. Основ­ной частью всякого оптического прибора является неко­торая оптическая система. В одних оптических приборах изображение получается на экране, который должен быть установлен в плоскости изображения, другие приборы пред­назначены для работы совместно с глазом. В последнем слу­чае прибор и глаз представляют как бы единую оптическую систему и изображение получается на сетчатой оболочке глаза.

Мы будем рассматривать действие оптических приборов на основе законов геометрической оптики. Однако для ре­шения некоторых вопросов представление о световых лучах оказывается недостаточно точным, и нам придется ссылать­ся на волновые свойства света, которые будут изучаться в последующих главах.

Проекционные приборы дают на экране действи­тельное, увеличенное изображение картины или предмета. Такое изображение может рассма­триваться со сравнительно большого расстояния и благо­даря этому может быть видно одновременно большому числу людей.

На рис. 240 изображена схема проекционного аппарата, предназначенного для демонстрации прозрачных объектов, например рисунков и фотографических изобра­жений на стекле (диапозитивы), фильмов и т. п. Такие аппа­раты называются диаскопами (диа — прозрачный). Осве­щение объекта 1 производится ярким источником света 2 с помощью системы линз 3, называемой конденсором. Иног­да за источником устанавливается вогнутое зеркало 4, в центре которого находится источник. Это зеркало, на­правляя обратно в систему свет, падающий на заднюю стен­ку фонаря, увеличивает освещенность объекта.

Объект помещается вблизи фокальной плоскости объек­тива 5, который дает изображение на экране 6 (см. §97). Для резкой наводки объектив может плавно перемещаться. Проекционные системы очень часто употребляются для демонстрации рисунков, чертежей и т. п. во время лекций (проекционный фонарь). Киноаппарат представляет собой проекционную систему того же типа с тем усложнением, что демонстрируемые картины очень быстро сменяют одна другую. Фильм передвигается скачками — каждый раз на один кадр. В момент передвижения фильма световой пучок

перекрывается обтюрато­ром. На рис. 241 представ­лена схема простейшего киноаппарата.

При проецировании по­лучается обычно сильно увеличенное изображение. Так, например, при прое­цировании кадра кинофиль­ма размером 18X24 мм на экран с размерами 3,6X4,8м линейное увеличе­ние равно 200, аплощадь изображения превышает площадь кадра в 40 000 раз.

Для того чтобы освещен­ность объекта была доста­точно высокой и притом равномерной, важную роль игра­ет правильный подбор конденсора. Казалось бы, что зада­чей конденсора является максимально сконцентрировать свет на изображаемом объекте. Однако это совершенно неверно. Попытки «концентрации» света на объекте при­водят обычно только к тому, что конденсор дает на нем сильно уменьшенное изображение источника, и если этот последний не очень велик, то объект будет освещен крайне неравномерно. Кроме того, при этом часть светового потока пойдет мимо проекционного объектива, т. е. не будет участ­вовать в образовании изображения на экране. Выбор кон­денсора дает возможность избежать этих недостатков.

Конденсор 1 устанавливается таким образом, чтобы он давал изображение 6 небольшого источника 2 на самом объективе 3 (рис. 242).Размеры конденсора выби­раются с таким расчетом, чтобы весь диапозитив 4 был равномерно освещен. Лучи, проходящие

Рис. 240. Схема проекционного ап­парата для демонстрации прозрач­ных объектов: 1 — объект, 2 — источник света, 3— конденсор, 4 — вогнутое зеркало, 5 — объек­тив, 6 — экран

через любую точку диапозитива, должны затем пройти через изображение 6 источника света; следовательно, они попадут в объектив и по выходе из него образуют на экра­не изображение этой точки диапозитива.

Рис.241. Схема простейшего киноаппарата: 1 — источник света;