7.3. Прожектор

Прожектор – это оптическая система, концентрирующая световой поток источника света в узкий пучок для освещения удаленных объектов или для передачи сигналов на большие расстояния (рис. 7.7).

Оптическая система прожектора используется в маяках, театральных прожекторах, в фарах автомобилей и т.д.

Рис. 7.7. Схема прожектора.

Рассмотрим основные характеристики прожектора.

Сила света прожектора (поток излучения на единицу телесного угла) определяется выражением:

,

(7.1)

где  – коэффициент пропускания оптической системы,  – диаметр выходного зрачка,  – яркость источника (поток, излучаемый единицей площади на единицу телесного угла).

Из выражения (7.1) видно, что при одной и той же яркости источника сила света растет пропорционально площади выходного зрачка. Выражение (7.1) справедливо при удалении освещаемого предмета на расстояние, большее, чем дистанция оформления пучка (рис. 7.7). Только начиная с этого расстояния в изображении участвуют все лучи, идущие через край выходного зрачка прожектора.

Коэффициент усиления прожектора – это отношение силы света прожектора к силе света источника:

,

(7.1)

где  – диаметр источника.

Коэффициент усиления прожектора может достигать .

Угол рассеяния прожектора зависит от размеров светового тела источника излучения:

.

(7.1)

Из этого выражения следует, что чем больше фокусное расстояние, тем меньше угол рассеяния.

Угол охвата – двойной апертурный угол  в пространстве предметов, характеризующий полноту использования светового потока.

7.4. Осветительные системы проекционных приборов

Проекционные приборы предназначены для получения на экране изображений предметов требуемого масштаба. Основными устройствами проектора являются осветительное, обеспечивающее равномерное и интенсивное освещение проецируемого предмета, и изображающее (проекционное), формирующее на экране изображение требуемого масштаба и качества.

Проекционные приборы разделяют на два класса:

• диаскопические – проектируют прозрачные предметы в проходящем свете (например, кинопроекция);

• эпископические – проецируют непрозрачные предметы в отражающем свете.

Диаскопическая проекция (проекция в проходящем свете) обеспечивает большую освещенность экрана, чем эпипроекция. Именно ее мы и будем рассматривать.

Возможны два варианта действия осветительной части диаскопа.

Изображение источника света в плоскости входного зрачка проекционного объектива

В такой схеме источник света проецируется во входной зрачок проекционного объектива, а освещаемое кадровое окно находится в ходе лучей (рис. 7.8). В этом случае каждая точка диапозитива освещается светом от всех точек источника, что особенно важно при неравномерной яркости источника, в частности, при использовании лампы накаливания.

  Рис. 7.8. Изображение источника во входном зрачке.

Чтобы источник заполнял весь зрачок, увеличение такой осветительной системы должно быть равно отношению диаметра входного зрачка проекционного объектива к диаметру источника:

.

(7.4)

Примером подобной схемы является обычный проектор. Если бы в проекторе использовалась вторая схема, то на экране было бы видно изображение источника света (лампы накаливания).