Konstrukcja wydajnego rzutnika do przezroczy wymaga oprócz sprawności ręki również pewnego pojęcia o optyce, gdyż bez tego pod znakiem zapy­tania pozostaje dobór odpowiednich elementów konstrukcyjnych. Dlatego też tym, którzy są jeszcze niezbyt biegli w tej „teorii" polecamy najpierw odpowiedni rozdział w tej książce. Również z rozdz. 9.1 zaczerpniemy skróty oznaczeń stosowanych w dalszych opisach. Rzutnik składa się z uchwytu przezroczy, obiektywu, który można przesuwać po osi, w celu wyregulowa­nia ostrości oraz z części oświetleniowej. Obiektyw rzutnika służy do rzucania powiększonego obrazu otrzymanego przez oświetlenie przezrocza od tyłu. Obraz ten jest rzucany na po­wierzchnię projekcyjną (ekran). Dobór obiektywu zależy od trzech czynni­ków: jakości obrazu, ogniskowej i przysłony. Obraz zadowalający pod względem barwy i geometrii możliwy jest do uzy­skania tylko w przypadku stosowania układów optycznych o wysokiej ja­kości, produkowanych przez renomowane firmy, gdyż tylko wtedy korek­cja barwy, odległość i kąt projekcji odpowiada wymaganiom. Aczkolwiek obiektywy fotograficzne są korygowane nieco inaczej (na g ~ oraz dla innego zestawu barw), uzyskiwane projekcje są całkiem zadowalające. rym odbywa się projekcja, w przeciwnym razie światło rozproszone, wy­dobywające się z niego, będzie oślepiało widzów. Przy projekcji w domu minimalna odległość od obrazu wynosi 2,5-^3,5 m. Zależność pokazana na - 198 określa związek między ogniskową f, odległością od obrazu b i ska­lą projekcji fi (powiększenie) b =/(l+/3) Jeżeli przyjmiemy np. dla formatu małoobrazkowego normalną skalę pro­jekcji wynoszącą 25-^-30 (wielkość obrazu ok. 60X90 do 80X120 cm), wtedy ogniskowa obiektywu będzie wynosiła 75-T-135 mm. Mniejsze wartości po­wodują konieczność stosowania zbyt małych odległości między rzutnikiem i ekranem (odległość projekcji), większe ogniskowe natomiast będą dawały zbyt małe wielkości obrazu. Zazwyczaj stosuje się obiektyw z ogniskową 80-f-100 mm. Aby zabezpieczyć obiektywy fotograficzne przed ciepłem wydzielającym się w czasie projekcji należy stosować na przykład podwójne filtry prze-ciwcieplne. Specjalne obiektywy projekcyjne produkowane są tak, aby miały dobre odprowadzenie ciepła poprzez uchwyty soczewek i nie mają one powierzchni klejonych (Triplet,) lub też mają tylko jedną taką powierzchnię (Petzval, - 197). Ponieważ warunki termiczne i korekta obiektywu do powiększeń są podobne, obiektyw taki można wykorzystać również w rzutniku, jeżeli pozwala na to jego ogniskowa. Rzutnik powi­nien spełniać dwa warunki * Ogniskowa obiektywu nie powinna być mniejsza od pewnej wartości minimalnej, gdyż wtedy przekroczony zostanie kąt odwzorowania, dopusz­czalny dla danej korekcji obiektywu. Jeżeli użyjemy obiektywu o większej ogniskowej, wtedy ten problem odpada. Przeważnie zwyczajne obiektywy fotograficzne spełniają to wymaganie, jeśli ogniskowa jest co najmniej rów­na przekątnej reprodukowanego przezrocza (43 mm dla formatu mało­obrazkowego). Rzutnik powinien wykorzystywać 754/o długości pomieszczenia, w któ- Układ optyczny stosowany zarówno do powiększalnika, jak i do rzutnika ma ogniskową 75 mm (maksymalna wartość dla powiększalnika i mini­malna wartość dla rzutnika). Przysłona (minimalna wartość przysłony) obiektywu rzutnika nie powin­na być większa od 4,5 (najlepiej 3,5, a nawet 2,8). Upraszcza to znacznie warunki konstrukcji części oświetleniowej. Część oświetleniowa składa się ze źródła światła i z układu optycznego (kondensora). Zagadnienia związane z kondensorem omówiono w rozdz. Jako źródło światła bierzemy pod uwagę żarówki specjalne, tzw. żarówki projekcyjne. Zgodnie z istnieje kilka typów do wyboru. Jeżeli idzie o wyższą gęstość światła (tzn. duży strumień światła przy małej powierzchni świecącej), lampy niskonapięciowe są znacznie lepsze. Ponadto przy ich mniejszym napięciu roboczym, ze względu na umiarkowane wymagania dotyczące izolacji, łatwiej jest je instalować. Wadą ich jest jedynie fakt, że do zasilania potrzebny jest transformator, który ze względu na wymagane moce (100 W) jest duży i ciężki.nym, trzeba więc przewidzieć możliwość wymiany na oprawkę do lampy zasilanej z sieci. Naturalnie będzie to oznaczało przeważnie utratę części światła (większe elementy świetlne, ograniczenie przez otwór obiektywu). pokazano dla tego przypadku interesujący fragment programu produkcyjnego Narva, Werk Plauen. Wartości w nawiasach w rubryce „przekątna elementu świetlnego" (maksymalny wymiar elementu' świetlne­go) uwzględniają już obraz lustrzany włókna, występujący przy włóknach płaskich w lampach niskonapięciowych (przy zastosowaniu zwierciadła wklęsłego w celu wykorzystania strumienia świetlnego, skierowanego do tyłu, . W tablicy tej są podane również parametry konstruk­cyjne. Pozostaje jeszcze zastanowić się, czy celowe jest, również przy P^ewidy-wanym zastosowaniu lamp niskonapięciowych, wykonanie sposób aby spełnić wymagania stawiane przez przyrządy zasilane _: .ie«. Spotkamy się z siecią prądu stałego, do których lampy ^"^^ nie nadają .1«, gdyż transformatory działają tylko przy prądzie przenuen- Przestrzenna charakterystyka promieniowania ma postać przedstawioną na Wykorzystanie kąta promieniowania większego od 80° wpływa tylko nieznacznie na poprawę jasności. Tak więc wydajność oświetlenia dzięki uchwyceniu światła skierowanego ku tyłowi można zwiększyć do 150-f-170ł/o, stosując lustro wklęsłe, w którego centrum krzywizny umiesz­cza się lampę. Musi ono wytrzymać duże obciążenie cieplne (prod. VEB Glastechnik, Lommatzsch), trzeba je ustawić tak, aby obraz odbity w przy­padku lamp zasilanych z sieci (- 201) przypadł w szczelinach między poszczególnymi uzwojeniami włókna, a w przypadku włókien płaskich (przy lampach niskonapięciowych, - 202) musi on znaleźć się powyżej lub poniżej tego włókna. Jeżeli lustro będzie odbijało obraz włókna na włóknie, wtedy będzie się ono bardziej podgrzewało i szybko się przepali. Żarówki są w pewnym sensie promiennikami ciepła. Maksimum energii pro­mieniowania leży w zakresie promieniowania cieplnego, ponieważ włókno żarowe nie można ze zrozumiałych względów ogrzać powyżej tempera­tury topnienia (- 203); tylko zaczerniona część całkowitej energii pro­mieniowania jest dostępna dla oka. Mimo iż lampy niskonapięciowe ze względu na duże obciążenie termiczne grubego włókna są nieco lepsze od żarówek żarzonych wysokonapięciowych, ich współczynnik sprawności świetlnej nie przekracza kilku procent; więcej niż 90% mocy elektrycznej (np. 100 W) zamienia się nie tylko w straconą, ale również niepożądaną przy projekcji ilość ciepła, która uszkadza nie tylko przezrocze, ale również w pewnych przypadkach obiektyw (elementy klejone) i pozostałe elementy konstrukcyjne (kondensor). Dlatego też nie należy oszczędzać na kosztach tzw. filtrów cieplnych. Są one zbudowane ze szkła mającego selektywną przepuszczalność różnych barw; podczas gdy widzialna część widma prze­chodzi przez taki filtr prawie bez zmian, promieniowanie cieplne w swej większej części zostaje zaabsorbowane. Aby zaabsorbowane przez taki filtr ciepło nie powodowało jego pęknięcia (naprężenia cieplne), musi być za­pewniony dobry kontakt cieplny filtru z obudową rzutnika. Grube szkło przy ogrzaniu pęka łatwiej niż cienkie. Dlatego też lepiej jest stosować dwie płytki cienkie (lub więcej), niż jedną grubą. sługując się następującą metodą: dla każdej części układu optycznego i dla przezrocza (może to być również negatyw) wycina się ze sztywnego kar­tonu odpowiednie oprawki i ustawia się je centrycznie względem punktu O (przejście osi optycznej). W ich wycięcia wkładamy odpowiednie elementy, mocując je na stałe (ewentualnie taśmą klejącą) w trzech punktach na obwodzie. Do krawędzi oprawek przykleja się z obydwu stron listewki drewniane, które tworzą stojak (nadają się tu również klamerki do bielizny). Wysokość h osi optycznej mierzona od podstawy (płyty stołu) musi dokładnie odpowiadać odległości od stopki oprawki żarówki do środka jej uzwojenia — w przypadku lamp zasilanych z sieci, lub też do górnej krawędzi uzwo­jenia — przy lampach niskonapięciowych z włóknem płaskim Jeżeli nie posiadamy odpowiedniej oprawki do żarówki, należy wykonać ją Przy zastosowaniu lamp ponad 150 W, które jednakże przy projektorach domowych są zbędne, nie można się obejść bez dodatkowego chłodzenia (wentylator). Konstruowanie rzutnika zaczynamy od zdobycia niezbędnych elementów konstrukcyjnych, takich jak: obiektyw, kondensor, lampa, lustro wklęsłe, filtr cieplny. Następnie przystępujemy do konstrukcji doświadczalnej, po- zgodnie z poniższymi zaleceniami. Najpierw ustawiamy (w żadnym przy­padku nie wieszać, przegrzanie!) lampę na blacie stołu i nagrzewamy ją napięciem niższym od znamionowego (np. 100 W lampa osłonięta tkaniną). Następnie w odległości równej w przybliżeniu podwojonej długości ognisko­wej ustawiamy jedną z dwóch soczewek kondensora, po tym w takiej samej odległości kawałek kartonu tak, aby powstał na nim ostry obraz włókna żarówki. Następnie szukamy takiego ustawienia lustra wklęsłego, przy którym lustrzany obraz włókna — często nieco ciemniejszy od bez­pośredniego obrazu w zależności od rodzaju włókna — pojawi się albo między zwojami, albo też nad obrazem bezpośrednim Lampy i lustra nie wolno już więcej przesuwać! Przeszkadzającą część światła roz­proszonego można usunąć za pomocą ekranu wykonanego z kartonu. Z kolei ustawiamy (w kierunku biegu promieni) pierwszą soczewkę kon­densora w takiej odległości od lampy, aby na możliwie oddalonym ekranie (ścianie) utworzył się ostry obraz włókna żarówki Tuż przy pierwszej soczewce ustawia się drugą soczewkę kondensora w ten spo­sób, żeby zwrócone były do siebie powierzchniami wypukłymi. Należy rów­nież zwrócić uwagę na to, aby znajdowały się one na osi optycznej. Ekran, na który rzutujemy, musi być równomiernie oświetlany. W miejscu utworzenia obrazu włókna (nieostrego w wyniku aberracji sfe­rycznej), a więc w miejscu, gdzie jest największe zwężenie strumienia światła, umieszcza się obiektyw. Miejsce to można ustalić, wdmuchując w strumień światła nieco dymu lub po prostu posługując się kawałkiem papieru. Obraz włókna powinien prawie całkowicie wypełniać otwór obiek­tywu. Jeżeli tak nie jest, wtedy przez przesunięcie soczewek kondensora wzdłuż osi optycznej można ustawienie skorygować; przesunięcie w kie­runku lampy powiększa obraz włókna, i odwrotnie. Przezrocze umieszczo­ne między kondensorem i obiektywem musi dawać oświetlany równomier­nie obraz. Jeżeli przy takim zestawieniu elementów optycznych rzutowany obraz nie ma naroży, wtedy — zakładając że soczewki kondensora nie mają zbyt małej średnicy — kąt o (kąt zbieżnych promieni) i q> (kąt widzenia obiekty­wu) nie są ze sobą zgodne Odległość przezrocza od kondensora jest więc większa od wymaganej konstrukcyjnie (ok. 10 mm). Można je wyrównać przez przesunięcie kondensora w kierunku obiekty­wu. Tym samym zmieni się skala powiększenia obrazu włókna; będzie on mniejszy, a więc mniejszy będzie także kąt wlotowy kondensora. Przez to strumień światła lampy nie będzie dostatecznie wykorzystany. Jeżeli obraz włókna przy równomiernie oświetlonym przezroczu jest mniej­szy od otworu obiektywu, wtedy zaleca się stosowanie dodatkowej soczewki skupiającej (np. od szkieł optycznych) między lampą i kondensorem . Lampę przysuwa się odpowiednio bliżej do kondensora, zacho­wując przy tym taką samą odległość między lustrem i lampą. Dokładne wyrównanie należy przeprowadzić dopiero wtedy, gdy zanotuje się stwier­dzone doświadczalnie położenia poszczególnych elementów konstrukcyj­nych. Dzięki temu można bez straty czasu ponownie je odtworzyć. Zanim włączy się lampę na pełne napięcie, należy sprawdzić, czy ostrość obrazu nie zmieniła się.