Фотоаппарат и проектор

Оптические приборы, служащие для получения изображений, можно разделить на две группы: 1) приборы, работающие без участия глаза; они должны давать действительные изображения; 2) приборы, работающие с глазом; они должны послать в глаз параллельные пучки света от каждой светящейся точки предмета; действительное изображение будет создано уже самим глазом.

К приборам первой группы относятся фотоаппарат и проекционный фонарь (эпидиаскоп).

В принципе фотоаппарат представляет собой одну линзу (в действительности это сложная линза весьма высокого качества); она должна создать качественное уменьшенное изображение на фотографической пленке. Линзы в современных фотоаппаратах имеют фокусные расстояния порядка нескольких сантиметров, т. е. значительно меньше тех расстояний, на которые удалены обычно объекты съемки. Поэтому изображение получается почти в фокальной плоскости, его линейные размеры пропорциональны фокусному расстоянию F, а площадь — квадрату фокусного расстояния. Световой поток, проникающий в линзу фотоаппарата, в свою очередь пропорционален квадрату диаметра отверстия линзы D. Поэтому освещенность изображения оказывается пропорциональной величине

(5.21)

называемой светосилой объектива. У лучших объективов светосила достигает значения 1:1,5. Чем больше это отношение, тем меньшая экспозиция требуется при съемке на фотопластинку или пленку данной чувствительности.

Диафрагма, ограничивающая рабочее отверстие объектива, позволяет изменять светосилу; одновременно она меняет глубину резкости (см. § 5.6).

Проектор (проекционный фонарь) является как бы обращенным фотоаппаратом, так как он призван создавать увеличенные изображения близких к фонарю объектов на удаленном экране. Однако так как эти изображения рассматриваются зрителем с довольно больших расстояний, то требования к качеству изображения гораздо менее строги, чем в случае фотоаппарата (там изображение будет при печатании снимка увеличено, и его дефекты выступят отчетливо). Так, простая колба с водой может дать изображение, приемлемое вцелом ряде случаев. Основные трудности в проекционном фонаре — это необходимость сильного освещения объекта и предохранения его от перегрева инфракрасными лучами, мощность которых велика у всех источников белого света.

Схема простейшего проекционного фонаря, работающего «на просвет» (диапроектора), показана на рисунке 5.23.

Рис. 5.23

 

Рис. 5.24

Рис. 5.25

Световой поток от источника S концентрируется осветительной линзой L (обычно это комбинация из двух плосковыпуклых линз), затем фокусируется на линзе О, создающей изображение диапозитива D, помещенного сразу за осветительной линзой и пронизываемого всем световым потоком. При этом выгодно иметь симметричный ход лучей, так .что объект оказывается удаленным от линзы приблизительно на удвоенное фокусное расстояние осветительной линзы; в то же время это расстояние примерно равно фокусному расстоянию линзы О, так как экран Э располагается далеко и увеличение делается значительным. Между источником света и осветительной линзой можно поместить кювету с водой К, поглощающей инфракрасное излучение, не участвующее в создании видимого изображения.

В более удобных проекторах (эпидиаскопах), позволяющих отображать и прозрачные (диапроекция), и непрозрачные (эпипроекция) объекты, непрозрачный предмет Р (рис. 5.24) освещается мощным пучком света лампы S, дополнительно концентрируемым зеркалами Rи Т. Свет, отраженный объектом, при помощи плоского зеркала направляется в объектив О, дающий увеличенное изображение на удаленном экране. При диапроекции зеркало Т опускается в положение Т', а прозрачный объект (диапозитив) помещается в сечении Gсветового пучка. Объектив 01 дает увеличенное изображение диапозитива на экране.