Текст
                    
л

КИНОПРОЕКЦИОННАЯ
ТЕХНИКА

Сим. Р. БАРБАНЕЛЬ, Сол. Р. БАРБАНЕЛЬ, И. К. КАЧУРИН, Н. М. КОРОЛЕВ, А. В. СОЛОМОНИК, М. В. ЦИВКИН КИНОПРОЕКЦИОННАЯ ТЕХНИКА Издание второе, переработанное и дополненное Под общей редакцией профессора С. М. Проворнова Допущено Отделом кадров и учебных заведений Комитета по кинематографии при Совете Министров СССР* в качестве учебника для кинотехникумов ИЗДАТЕЛЬСТВО «ИСКУССТВО» МОСКВА 1966
778 К41 3 = 21 = 3 280 = 65
ОТ АВТОРОВ Учебник «Кинопроекционная техника» написан в соответствии с программой этого курса для кинотехникумов. Второе издание учебника «Кинопроекционная техника» зна- чительно переработано и дополнено в связи с широким развитием новых систем кинематографа. В настоящем издании дано описание новой кинопроекционной аппаратуры для обычного, широкоэкранного и широкоформатного кино, а также приведены технические характеристики ее основ- ных узлов. Учебник написан коллективом авторов — преподавателей Ле- нинградского института киноинженеров и Ленинградского кино- техникума. Доц. Барбанелем Сол. Р. написаны главы — I, II, IV, V, VI, VII, VIII, IX; доц. Цивкиным М. В.— главы X, XI, XII, XIII, XXVII; доц. Барбанелем Сим. Р.— главы XIV, XV, XX, XXI, XXII, XXIII, XXIV; ст. прей. Соломоником А. В,— главыХУ!, XVII, XVIII, XIX, XXVI; проф. Проворновым С. М.— главы XXV, XXVIII; прей. Королевым Н. М.— главы XXIX, XXX, XXXI, XXXII, XXXIII; преп. Качуриным И. К.— главы III, XXXIV, XXXV. Замечания и пожелания по учебнику просьба направлять по адресу: Москва, Цветной бульвар, д. 25, издательство «Искус- ство».^редакция литературы по фотографии и кинотехнике.
ЧАСТЬ | ОСНОВЫ КИНОТЕХНИКИ

Глава I. ГЛАЗ И ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА зрения Глаз является периферическим звеном зрительного анализа- тора *, с помощью которого человек наблюдает окружающую его действительность. Зрительному анализатору человека присущи определенные свойства; только зная их, можно понять сущность ряда кинема- тографических явлений, таких как воспроизведение движения на экране, воспроизведение цветных и объемных изображений средствами кино. Поэтому изложение основ кинотехники и начи- нается с изучения свойств зрения. § 1. УСТРОЙСТВО ГЛАЗА Глаз человека представляет собой приближенно шаровое тело диаметром около 2,5 см, называемое глазным яблоком, которое находится в костной черепной полости, открытой с одной стороны. Горизонтальный разрез глазного яблока дан на рис. 1. Внешний слой глазного яблока состоит из трех различных оболочек. Наружная твердая оболочка 1, называемая белковой, охватывает со всех сторон содержимое глаза и придает глазному яблоку шарообразную форму. Белковая оболочка на большем своем протяжении непрозрачна, за исключением передней части, имеющей большую кривизну и высокую степень прозрачности. Эта прозрачная часть 2 белковой оболочки носит название рого- вицы. С внутренней стороны к белковой оболочке вплотную приле- гает вторая оболочка — 3, представляющая собой сеть кровенос- ных сосудов и называемая сосудистой оболочкой. В передней части глаза сосудистая оболочка переходит в радужную оболочку 4, окрашенную у разных людей в разный цвет. В середине оболоч- * Зрительный анализатор, как и любой другой (слуховой, вкусовой и т. д.), состоит из трех звеньев: периферического (глаз), проводникового (зрительный нерв) и центрального (клетки затылочной части коры головного мозга). 7
так называемого ствола Рис. 1. Горизонтальный разрез глаза человека ки имеется отверстие — зрачок, диаметр которого может изменять- ся примерно от 2 до 8 мм, регулируя количество света, проникаю- щего внутрь глаза. К сосудистой оболочке 3 по всей внутренней поверхности глаза, за исключением его передней части, примыкает третья оболочка — 6, называемая сетчаткой глаза (ретина). Сетчатка 6 глаза состоит из сплетения нервных волокон. Из затылочной части головного мозга нервные волокна проходят в глаз в виде зрительного нерва («Зр. н.»). Пройдя белковую и сосудистые оболочки (в зоне слепого пятна), нервные волокна рас- ходятся по всей сетчатке 6. Нервные волокна имеют окончания в виде так называемых палочек и кол- бочек, являющихся световоспринимаю- щими элементами (зрительные рецепто- ры) сетчатки. Диаметры палочек и кол- бочек не превышают тысячных долей миллиметра, общее их количество в гла- зу достигает 140 млн., из них около 7 млн.— колбочки, остальные — палоч- ки. Колбочки сосредоточены в централь- ной части сетчатки, а палочки — в основном в краевых, периферических участках сетчатки. Центральная часть сетчатки, где располагаются только колбочки, назы- вается центральной ямкой 5. Центральная ямка характеризуется как область наиболее четкого видения. Вокруг нее находится овалообразный участок (размером до 2 мм), называемый желтым пятном. В желтом пятне преобладают колбочки, но встречаются и палочки. Этот участок сетчатки также характерен четким видением предмета, так как каждая колбочка связана с отдельным волокном зрительного нерва. Цалочки и колбочки различаются по своим функциям: палочки более светочувствительны, но не различают цветов; колбочки цветочувствительны, но менее свето- чувствительны. Внутри глаза, за зрачком, находится прозрачное упругое тело 8, имеющее форму двояковыпуклой собирательной линзы; оно называется хрусталиком и находится в прозрачной сумке, укрепленной в кольцевидной мышце 7. Изменение напряжения кольцевидной мышцы вызывает изменение кривизны хрусталика. Глазное яблоко прикреплено к глазной орбите шестью мышца- ми, сокращения которых обусловливают подвижность глаза при оглядывании предметов. Процесс зрительного восприятия по существующим теориям заключается в следующем. 8
Глаз представляет собой сложную оптическую систему, состоя- щую из роговицы 2 и хрусталика 8, а также имеющую оптические среды (камерная влага и стекловидное тело) с различными пока- зателями преломления. Посредством этой оптической системы на сетчатке образуется изображение предмета, рассматриваемого глазом. Под воздействием света, падающего на палочки и кол- бочки сетчатки, происходит фотохимическая реакция — разло- жение зрительного вещества колбочек и палочек (родопсин), в результате которой в нервных волокнах возникает электри- ческая разность потенциалов. Отдельные электрические импульсы, возникшие под действием света, передаются в мозговые центры, где и воспринимаются человеком как зрительные ощущения. Чем больше световой поток, попадающий в глаз, тем выше частота импульсов. § 2. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ЗРЕНИЯ Аккомодация и конвергенция. Четкое видение предметов возможно только тогда, когда изображения этих пред- метов на сетчатке глаза оказываются резкими. При рассматри- вании предметов, удаленных на различные расстояния от глаза, их резкие изображения на сетчатке могут быть получены в резуль- тате изменения преломляющей способности оптических элементов глаза. Таким элементом в глазу человека является хрусталик, кривизна поверхностей которого может измениться под действием кольцевидной мышцы. Приспособление зрения к четкому видению различно удаленных предметов и называется аккомодацией *. При рассматривании разноудаленных предметов двумя гла- зами одновременно с аккомодацией происходит сведение и разве- дение зрительных осей глаз таким образом, чтобы изображения фиксируемых предметов попадали на центральные ямки сетчаток обоих глаз. В этом случае и обеспечивается четкое видение пред- метов. Процесс сведения зрительных осей называется конверген- цией. Адаптация глаза. Глазу человека приходится рабо- тать в различных условиях освещения и различать предметы, резко отличающиеся друг от друга по яркости. Известно, что глаз может работать в диапазоне яркостей от 10"7 до 105 нт **. Способность зрения приспосабливаться к наблюдению пред- метов различной яркости называется адаптацией. Поясним механизм адаптации: если глаз рассматривает неяр- кие предметы, то в зрительном процессе участвуют палочки, как обладающие большей, чем колбочки, чувствительностью. Диаметр * От слова «коммодус» (латинское) — удобный, приспособленный. ** Нит (нт) — единица яркости, 1 нт равен 10-4 сб (стильба). 9
зрачка глаза имеет большую величину, чтобы пропустить в глаз большее количество света. Светочувствительное вещество в кол- бочках не разлагается под действием малого количества света, попадающего в глаз. Если при таких условиях резко повысить яркость наблюдаемых предметов, то в глаз попадает больше света, в работу включится колбочковый аппарат и может возник- нуть ослепление. Для устранения слепящего действия происходит ряд измене- ний: диаметр зрачка глаза постепенно уменьшается, из глубины слоев сетчатки перемещаются зерна черного пигмента, становясь на пути прохождения света к колбочкам, палочки исключаются из работы, так как при большом количестве света разложение зрительного пурпура происходит гораздо быстрее, нежели его восстановление. Все эти процессы: изменение диаметра зрачка, разложение и восстановление зрительного вещества и перемещение черного пигмента — требуют некоторого времени. Приспособление глаза при переходе от темноты к свету (световая адаптация) проис- ходит значительно быстрее, чем при переходе от света к тем- ноте (темновая адаптация). Дневное и сумеречное зрение. Раздражителем глаза является свет. Известно, что свет есть электромагнитное излучение определенных длин волн. В обычных условиях глаз ощущает как свет электромагнитные волны длиной от 380 до 770 нм *. С точки зрения зрительного ощущения, каждой длине волны соответствует определенный цвет. Примерные границы основных цветов спектра приведены в табл. 1. Таблица 1 ГРАНИЦЫ ОСНОВНЫХ ЦВЕТОВ СПЕКТРА Длина волны, нм Цвет Длина волны, нм Цвет 380—450 Фиолетовый 550—575 Желто-зеленый 450—480 Синий 575—585 Желтый 480—510 Голубой 585—620 Оранжевый 510—550 Зеленый 620—770 Красный Солнечный свет вызывает ощущение белого цвета, так как в излучении солнца содержатся электромагнитные колебания всех длин волн видимого спектра. Если колебания каких-нибудь длин волн отсутствуют в спектре или же соотношение энергий излучений различных длин волн * нм — сокращенное обозначение «нанометр»; 1 нм равен 10 9 м\ преж- нее обозначение — ммк (миллимикрон). 10
не соответствует соотношению энергий в солнечном свете, то человек ощущает тот или иной цвет или оттенок. Исследованиями установлено, что чувствительность зритель- ного анализатора различна к световым волнам разной длины, или, как принято говорить, зрительный анализатор обладает избирательной спектральной чувствительностью. Наибольшей чув- ствительностью зрительный анализатор обладает к желто-зеленой части спектра = 555 нм), с уменьшением чувствительности как в сторону красных, так и синих лучей. Чувствительность к излу- чению с длиной волны 555 нм условно принята за единицу. Число, показывающее, во сколь- ко раз чувствительность к излуче- нию данной длины волны меньше, чем к излучению с длиной волны Л, — 555 нм, называется относи- тельной видностью и обозначает- ся Кк. Исследования показали, что ве- личины относительной видности несколько изменяются для одних Рис. 2. Кривые относительной видно- сти при палочковом (а) и колбочковом (б) зрении и тех же длин волн в зависимо- сти от того, работают^ ли в глазу палочки или колбочки. В свою очередь работа колбочкового или палочкового аппарата зависит от яркости поля, на которое адаптирован глаз. Если яркость поля превышает 10 нт, то работают колбочки — имеет место так называемое дневное видение. При яркости поля адаптации меньше 0,01 нт имеет место чисто палочковое видение, называемое ночным зрением. При яркости поля адаптации от 0,01 до 10 нт функционируют и палоч- ковый и колбочковый аппараты (сумеречное зрение). На основании исследований построены кривые относительной видности для колбочкового и палочкового зрения (рис. 2). Из кривых рис. 2 видно, что максимум спектральной чувствитель- ности при уменьшении яркости поля адаптации смещается влево и в условиях палочкового зрения этот максимум уже относится к % = 507 нм (а не к к = 555 нм). Явление смещения максимума спектральной чувствительности в зону коротковолновых (сине-фиолетовых) излучений при умень- шении яркости поля адаптации носит название эффекта Пуркинье. Эффект Пуркинье сказывается при восприятии цветного фильма в условиях недостаточной яркости изображения. Контрастная чувствительность зрительного анализатора. Глаз различает предметы благодаря тому, что эти предметы отличаются друг от друга или от фона, т. е. создается какой-то контраст между предметом и фоном, на котором предметы 11
расположены. Отличие может заключаться в том, что предметы и фон отражают различный по спектральному (цветовому) составу световой поток. В этом случае контраст называют качественным, или цветовым. Если же отличие заключается в том, что яркость предметов и фона различна, то контраст называют яркостным. Яркостный контраст характеризуется величиной к В0~ВФ (1) где К — контрастность; Во — яркость предмета и Вф — яркость фона. Отношение яркости фона Вф к наименьшей различаемой разности яркости Во и яркости фона Вф(АВ = Во — Вф), т. е. отношение , при котором зрительный анализатор еще отличает предмет от фона, называется контрастной чувствитель- ностью. Обратная величина, равная отношению , называется порогом контрастной чувствительности (пороговый контраст). Чем меньше порог контрастности, т. е. чем больше контрастная чувст- вительность, тем меньшее отличие в яркостях предмета и фона может различить зрительный анализатор. Разрешающая способность зрительного анали- затора. Чтобы хорошо видеть предметы, нужно четко различать их очертания и границы и отдельные мелкие детали. Способность четкого вйдения характеризуется остротой зрения, или разрешаю- щей способностью глаза. Под остротой зрения понимают способность глаза различать раздельными две близко расположенные точки или линии. Если две точки находятся на значительном расстоянии друг от друга, то глаз легко различает промежуток между ними. По мере сближения точек наступает момент, когда две точки слива- ются в одну, и глаз не может различить промежуток между ними. Условно считается, что острота зрения v равна единице (1,00), если глаз различает раздельными две точки при угловом расстоя- нии между ними в 1'. Острота зрения зависит от многих факто- ров. В первую очередь, она связана с контрастной чувствитель- ностью. Контраст между наблюдаемыми точками и фоном должен быть выше порога контрастности зрительного анализатора. На остроту зрения влияет яркость поля адаптации. Наиболее быстро острота зрения растет при увеличении яркости до 20—30 нт. Дальнейший рост яркости фона приводит к незначи- тельному увеличению остроты зрения. Острота зрения зависит от местоположения изображения на сетчатке глаза: наибольшей остротой зрения обладает централь- 12
ная ямка. Периферическое зрение (изображение попадает на край сетчатки) характеризуется значительно меньшей остротой зрения. Все пространство, в пределах которого наблюдатель может видеть при фиксированной (неподвижной) оси зрения, принято называть полем зрения. Границы поля зрения неодинаковы у разных лиц и зависят от многих факторов (цветности, индивидуальных особенностей и т. п.). В среднем границы поля зрения двух глаз для белого света показаны на рис. 3. Восприятие мельканий. Человеку иногда приходится наблю- дать мелькающий источник света (мор- ские и воздушные маяки, световая сигнализация, киноэкраны и т. п.). Ощущение, возникающее от мелькаю- щего источника, неприятно и быстро приводит к утомлению зрения. При увеличении числа смен света и тем- Рис. 3. Границы поля зрения двух глаз ноты в одну секунду происходит уменьшение ощущения мельканий и при достижении некоторой определен- ной частоты ощущение мельканий полностью исчезает — источ- ник света кажется наблюдателю излучающим свет постоянно. Та наименьшая частота /кр смен света и темноты, при которой глаз не замечает мельканий, называется критической частотой мельканий. Значение критической частоты /кр зависит от многих факторов. Яркость мелькающего источника (например, киноэкрана), воспринимаемая глазом, при достижении критической частоты мельканий (когда источник кажется излучающим свет постоянно), оказывается меньше, чем истинная яркость этого источника. Согласно закону Тальбота, кажущаяся яркость Вк мелькающего источника будет во столько раз меньше истинной яркости Вв источника, во сколько раз длительность £св вспышки будет меньше длительности суммы времен вспышки £св и темноты /тсч . Таким образом, закон Тальбота выражается формулой Вк______Чв В Чв "Ь Чем (2) С увеличением яркости поля значение критической частоты возрастает. Зависимость критической частоты мелькания fKP от яркости киноэкрана Вд приведена на рис. 4. Для яркостей изображения на экране (не превышающих 15 нтп)* критическая частота мельканий /кр составляет 47—48 пер/сек. * Нит (нт) равен л апостильб (асб). 13
Увеличение площади экрана, т. е. участие в рассматривании периферических участков сетчатки (периферическое зрение), по- вышает критическую частоту мельканий. Критическая частота мельканий выше для желтых лучей и ниже для синих и красных. При палочковом зрении критическая частота увеличивается, при колбочковом зрении — уменьшается. Последовательные образы. При воздействии света на глаз зрительное ощущение в мозговых центрах возникает не мгновенно, а через определенный промежуток времени. Эта особенность зрения в основном может быть объяснена тем, что на процесс распада светочувствительного вещества, происходя- щего в палочках и колбочках под действием света, требуется некоторое время. Инерционность зрения проявляется как при возникновении зрительного ощущения, так и при его исчезновении. Если источник света прекратил свое действие, то зрительное ощущение не исчезает мгновенно. В мозговых центрах еще неко- торое время сохраняется постепенно гаснущее ощущение, назы- ваемое последовательным образом. Именно этим можно объяснить тот опыт, при котором быстро движущаяся точка (например, падающий раскаленный уголек и т. п.) воспринимается глазом как сплошная светящаяся линия. Явление последовательного образа можно объяснить тем, что возникшие под воздействием света раздражающие вещества в палочках и колбочках не могут исчезать мгновенно; на восстановление разложенных светочувст- вительных веществ требуется время. Время, в течение которого глаз сохраняет последовательный образ, называемое иногда временем памяти зрения, зависит от многих факторов. Это время тем больше, чем больше яркость источника, оно больше для утомленного глаза и при больших 14
угловых размерах источника. Наименьшая продолжительность сохранения последовательного образа имеет место при желтом свете, наибольшая — при красном и фиолетовом. В зависимости от указанных факторов время памяти зрения может изменяться от 0,2 до 0,03 сек; в среднем принято считать его равным 0,05 сек. Бинокулярное и стереоскопическое зре- ние. Рассмотренные выше свойства зрения относились к усло- виям видения любым одним глазом. При рассматривании предметов двумя глазами (бинокулярное зрение) име- ются некоторые особенности, обусловленные наличием между центрами зрачков правого и левого глаза расстояния, называемого ба- зисом зрения В3. Бинокулярное зрение позво- ляет человеку произвести оценку глубины предметов и их взаимного удаления. Эти осо- бенности определяются физиологическим со- ответствием сетчаток обоих глаз человека. Известно, что при наблюдении удаленных объектов их изображения попадают на цент- ральные ямки сетчаток обоих глаз, причем зрительные оси глаз практически параллель- ны. Если при таких наблюдениях закрывать поочередно правый и левый глаз, то кажу- Л П Рис. 5. Схема построе- ния изображений наблю- даемой точки а на со- ответствующих участках сетчаток обоих глаз. Ви- дение одиночного пред- мета щееся направление, в каком был виден объект при бинокулярном зрении, не изменится. Это означает, что при параллельных зри- тельных осях глаз изображения удаленного наблюдаемого глазом предмета попадают на определенные точки сетчаток обоих глаз. Эти точки сетчаток называются соответствующими и характери- зуются тем, что их возбуждение дает ощущение одного объекта (одной точки) в поле зрения. Фиксируя зрение на предмете, человек всегда конвергирует зрительные оси так, чтобы точка их пересечения лежала в рас- сматриваемой точке а (рис. 5). В этом случае изображения точки а попадут в участки наиболее четкого видения обоих глаз, т. е. в центральные ямки. Поэтому прежде всего соответствующими точками сетчаток глаз являются центральные ямки. Если наложить сетчатку правого глаза на сетчатку левого так, чтобы совпали центральные ямци, то все места обеих сетчаток, удаленные от центральных ямок в одинаковом направлении и на одинаковые расстояния, являются соответствующими (кор- респондирующими). Это означает, что при возбуждении не только светочувствительных элементов центральных ямок, а любых соот- ветствующих точек обеих сетчаток фиксируемый предмет воспри- нимается одиночным. Что же происходит в тех случаях, когда изображение пред- метов попадает на участки сетчаток, находящиеся на различных 15
расстояниях или в различных направлениях от центральной ямки? (Эти участки называют несоответствующими, или диспа- ратными.) Опыт показывает, что при таких условиях рассматривания может наступить двоение предметов. В сказанном легко убедиться на простом опыте: возьмем две палочки и расположим их верти- кально на расстоянии 15—20 см одну от другой (на одной прямой) и примерно на расстоянии 30—35 см от глаз. На рис. 6 показано их сечение горизонтальной плоскостью, причем точка в — ближ- няя палочка, а точка с — дальняя. Если фиксировать зрение на Рис. 6. Схема построе- ния изображений не- фиксируемой точки С на несоответствующих (диспаратных) участках сетчаток обоих глаз. Ви- палочку в, т. е. сводить зрительные оси обоих глаз в эту точку, то изображения палочки с попадут на несоответствующие участки сетча- ток сл и сп и палочка с будет видна в виде двух: Сх и С2. Аналогичное явление будет ив том случае, если фиксировать дальнюю па- лочку С; она будет видна одиночной и четко, а палочка в — двойной. Однако, как показывает опыт, не всегда раздражение диспаратных точек сетчаток при- водит к двоению изображений рассматривае- мых точек. Если величина несоответствия (диспаратности) раздражаемых точек сетчат- ки невелика и односторонняя, то вместо двоения человек получает ощущение большей или меньшей удаленности данной (нефикси- руемой) точки по сравнению с фиксируемой. Поясним сказанное с помощью рис. 7. димое двоение предмета Допустим, глаза фиксируют точку а, т. е., конвергируя зрительные оси на эту точку, получают ее изображения в соответствующих точках сетчаток (центральные ямки). Тогда изображения точки с попадают на правые половинки сетчаток (односторонняя диспаратность) и, как видно, на несоответствующие точки, так как расстояние (левый глаз) заведомо больше, чем агсг. В результате этого несоответствия точка с видна расположен- ной дальше фиксируемой точки а. Аналогичное явление проис- ходит и с изображениями точки в, которые попадают на диспарат- ные точки сетчаток, но только смещенные влево от центральных ямок. Точка в видна ближе фиксируемой. Итак, определенная диспаратность (несоответствие) изображений в левом и правом глазах является основной причиной, позволяющей человеку судить о глубине, протяженности (объеме) предметов и взаимном их расположении в пространстве, т. е. является основным факто- ром объемного, стереоскопического зрения. Будет предмет казаться дальше или ближе фиксируемого, зависит от знака, так называемого бинокулярного параллакса. 16
Бинокулярным параллаксом называют разность углов, образуе- мых зрительными осями глаз, сконвертированными на фиксируе- мую точку а (угол см. рис. 7), и этими же зрительными осями, если бы они были сконвертированы на нефиксируемые точки в или с (углы рв и рс). Величина этой разности: / ра— (или / ра— / Ре) определяет степень диспаратности, т. е. определяет расстояние между точками айв или с. Для всех точек, лежащих ближе фиксируемой, знак параллак- са будет отрицательным (^0О< ziPe), а Для точек, лежащих даль- ше фиксируемой, он будет положительным (z Р« > /1Рс)- Рис. 7. Схема одностороннего несоответствия раздражаемых мест сетчаток Рис. 8. Рассматривание объек- та двумя глазами Кроме бинокулярного (углового) параллакса иногда поль- зуются понятием горизонтального (линейного) параллакса. Допус- тим, что глаза рассматривают некоторое объемное тело (рис. 8). « Благодаря базису зрения в каждом глазу образуется свое, несколь- ко отличное от другого изображение. Если эти изображения наложить одно на другое, то изображения одних и тех же точек предмета (точки 2Л и 2П или Зл и Зп) не совпадут. Между этими точками будет какой-то сдвиг, называемый горизонтальным парал- лаксом; величина его определяет, насколько данная точка (2 или 3) ближе или дальше фиксируемой точки 1. Кроме рассмотренного основного фактора стереоскопического зрения оценка глубины предметов в пространстве происходит вследствие ряда причин, свойственных как бинокулярному, так и монокулярному видению (одним глазом). Известно, что мышеч- ные усилия, затрачиваемые на конвергенцию зрительных осей 2 Кинопроекционная тех-ка 17
(бинокулярное зрение) и на аккомодацию хрусталика (моноку- лярное зрение), при рассматривании разноудаленных предметов помогают судить об объемности предметов, их глубине. Однако эти факторы проявляются при сравнительно неболь- ших расстояниях до предметов, в то время как оценка глубины производится глазом на весьма больших расстояниях (свыше 1500 ж), где действие конвергенции и аккомодации совершенно не сказывается. К вспомогательным факторам стереоскопического зрения отно- сятся также: линейная и воздушная перспектива, наполненность пространства, загораживание дальних предметов ближними, рас- пределение света и теней и т. п. Перечисленные факторы действуют как при бинокулярном, так и при монокулярном зрении, представляя в последнем случае единственную возможность оценки глубины. Цветовое зрение. Выше было указано, что ощущение того или иного цвета определяется длиной волны излучения, попадающего на сетчатку глаза. Если раздражитель не монохро- матический (одной данной длины волны), а содержит различные длины волн, то ощущение цвета определяется соотношением энергий этих длин волн. При определенном соотношении энергий всех монохроматических излучений, содержащихся в ви- димом спектре, создается ощущение белого света. Все ощущаемые цвета подразделяются на две основные группы: ахроматические и хроматические. В группу ахромати- ческих (некрасочных) цветов входят все серые цвета — от бе- лого до черного. Все остальные цвета образуют хроматическую группу. Изучение цветов было начато еще Ньютоном, который уста- новил, что белый цвет является сложным и может быть разложен с помощью трехгранной призмы на составные цвета. Из опыта известно, что в спектре дневного белого света цвета непрерывно переходят из одного в другой, начиная с красного к оранжевому и т. д., вплоть до фиолетового. При этом замечено отсутствие в спектре пурпурных цветов, которые могут быть, однако, получены смешением красного и фиолетового. Если получить таким образом и пурпурные цвета, то, начав с красного, можно, постепенно переходя к другим цветам, снова вернуться к исходному красному цвету, замкнув круг. Поэтому Ньютоном было предложено изображать все цвета видимого спектра распо- ложенными по окружности (рис. 9). Такая схема позволяет просто решать вопросы смешения цве- тов, т. е. можно определить результат смешения тех или иных цветов, расположенных по кругу. Как же может быть получен белый свет? Во-первых, его можно получить, если смешать все расположенные по кругу цвета в определенных энергетических соотношениях. 18
Во-вторых, белый свет можно получить, смешивая три цвета, равноудаленных друг от друга по цветовому кругу, например: красный, зеленый и синий. И, наконец, ахроматический цвет (белый или серый) может быть получен путем смешения даже двух цветов, расположенных диаметрально противополож- но на цветовом круге. Такие два цвета, которые при сме- шении (при определенном соотношении их интенсивно- стей) дают ахроматический цвет, называются дополни- тельными. В табл. 2 приведе- ны дополнительные цвета * и соответствующие им длины волны. Если смешивать два цвета, Лежащие ПО цветовому кругу Рис. 9. Цветовой круг Ньютона ближе друг к другу, чем до- полнительные цвета, то получится цвет промежуточный между смешиваемыми. Например: смесь красного с желтым дает оран- жевый цвет, смесь синего с зеленым — голубой и т. д. Таблица 2 ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЦВЕТА И СООТВЕТСТВУЮЩИЕ ИМ ДЛИНЫ ВОЛН Дополнительные цвета Длины волн, нм Красный и синевато-зеленый 656 и 492 Оранжево-красный и голубовато-зеленый 608 и 490 Желтый и синий 585 и 485 Желто-зеленый и синий 574 и 482 Зелено-желтый и фиолетовый 564 и 433 Если два любых (ближе дополнительных) цвета при смешении дают все лежащие между ними промежуточные цветовые тона, то очевидно, что путем смешения трех цветов можно получить вообще все цветовые тона. Для этого обычно строят цветовой треугольник, помещая в его вершинах такие три цвета, чтобы дополнительный цвет к любому из них лежал между двумя осталь- * Речь идет о смешении света различных цветовых тонов, т. е. о сло- жении излучений разных длин волн. При смешении красок происходят иные явления, связанные с вычитанием цветов при отражении от окрашенных поверхностей. 2* 19
ними (рис. 10). Эти цвета называют основными, или первичными. В качестве таких основных цветов были взяты красный, зеленый и синий. Меняя соотношения интенсивностей этих цветов, был получен белый цвет, а значит, и весь видимый спектр. С помощью цветового треугольника (см. рис. 10 — штрихо- вые линии) можно определить результаты смешения любых цветов. При смешении двух цветов, например красного (660 нм) с желтым (570 нм), взятых в равных количествах, результирующий цвет ляжет на середине прямой (точка О), соединяющей эти цвета. Рис. 10. Треугольник смешения цветов (по Максвеллу) Цветовой тон полученного цвета определится точкой в пересечения кривой спектральных цветов (сплошные линии) с прямой, про- ходящей через точку К белого и найденную точку О цвета, полу- ченного от смешения. Чем дальше точка О смешанного цвета отстоит от точки белого, тем цвет этот будет насыщеннее — ближе к насыщенности спект- ральных цветов (расположенных на сплошных линиях, рис. 10). Если два цвета: т и п — лежат на сторонах треугольника Так, что прямая, их соединяющая, проходит через точку К белого, то они являются дополнительными и в сумме могут дать белый свет при условии соотношения их интенсивностей, определяемого отношением отрезков тК и Кп. Теория цветового зрения была впервые высказана Ломоносо- вым, а затем подтверждена Юнгом и Гельмгольцем. Согласно этой теории, в зрительном органе имеются три вида цветоощущающих аппаратов. Возбуждение одного из них дает ощущение красного 20
цвета, возбуждение другого — зеленого и возбуждение третьего — синего. Эти цветоощущающие аппараты присущи только колбочкам, так как палочковое зрение не дает возможности получить ощуще- ние цветов. Для каждого из указанных видов светочувствитель- ных аппаратов сетчатки глаза характерны различные кривые чувствительности в зависимости от длины волны излучения, назы- ваемые кривыми основных возбуждений глаза. Если на сетчатку падает красный цвет (650 нм), то он возбуж- дает в большей степени красночувствительный зрительный аппа- рат, зеленочувствительный аппарат возбуждается ничтожно мало, а синечувствительный не возбуждается совсем: возникает ощу- щение красного цвета. Если на сетчатку падает желтый цвет (570 нм), то возбуждается и красно- и зеленочувствительные аппараты. Их совместное возбуждение и дает по закону смешения ощущение желтого цвета. При попадании в глаз белого света происходит одновременное и максимальное возбуждение всех трех видов аппаратов. Трехцветная теория цветного зрения хорошо объясняет все известные явления цветового видения.
Глава II. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ КИНОТЕХНИКИ § 3. ПРИРОДА КИНЕМАТОГРАФИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ Посредством зрительного аппарата человек, рассматривая окружающую его действительность, воспринимает и движение раз- личных объектов. В чем состоит кинематографический * способ воспроизведения движения? На экране кинотеатра изображают (проецируют) отдельные неподвижные фотографии (кадры), распо- ложенные на одной пленке. Каждый кадр представляет собой фотографию движущегося предмета, снятого в определенной, дан- ной фазе его движения (рис. 11). Из рисунка видно, что кадры несколько отличаются друг от друга: на первом кадре рука чело- века поднята, на следующем несколько опущена, на третьем опущена еще больше и т. д. Если показывать на экране эти кадры последовательно один за другим, быстро их сменяя, то зритель будет видеть плавное движение руки сверху вниз. Это кажущееся зрительное восприя- тие в физиологической оптике принято называть стробоскопиче- ским эффектом. Почему же зритель видит движение, хотя на самом деле глаз рассматривает быструю смену неподвижных (в момент рассматри- вания) кадров, каждый из которых представляет собой зафиксиро- ванную при киносъемке последовательную фазу движения объекта? В начале зарождения кинематографа возникло объяснение этого явления, связанное с последовательными образами, т. е. с памятью зрения. Действительно, кажется оправданным, что, получив зри- тельное ощущение от первого кадра — первой фазы движения, зрительный анализатор сохраняет его последовательный образ до момента появления второй фазы и т. д. Происходит как бы наложение, слияние раздражений, возникающих при рассматри- вании изображений последовательных фаз движения. При более тщательном рассмотрении оказывается, что явление последова- тельных образов не может объяснить сущность кинематографиче- ского эффекта. Действительно, если действуют последовательные образы, то зритель, наблюдая смену кадров с промежутком между ними * От греческих слов: «кинема»— движение и «графо»— пишу. 22
i/24 сек, должен был бы видеть несколько кадров одновременно, так как время сохранения последовательного образа (память зре- ния) больше, чем 1/24 сек, а значит, после- довательный образ первого кадра еще не исчез, когда на него наложится второй и т. д. G другой стороны, экспериментами Бурдона (1902) было установлено, что пауза между предыдущими и последую- щими раздражителями может быть боль- ше времени памяти зрения и тем не менее впечатление движения сохраняется. В 1918 г. Линке и несколько позже Ф. Шипулинский провели ряд экспери- ментов для выяснения закономерностей образования киноизображений. Были по- казаны на экране попеременно изобра- жения белого, а затем черного шариков. У зрителей создавалось впечатление, что черный шарик постепенно превращается в белый, и наоборот. Если показать поочередно два изобра- жения (рис. 12, а), то зрители видят перекатывание шарика слева направо и обратно по прямой. Если же поочередно показать два крайних' положения ша- рика при наличии криволинейного лотка (рис. 12, б), то зрители увидят перека- тывание шарика по дуге, а не по пря- мой, как было в предыдущем случае. Данные приведенных экспериментов никак не могут объясняться наложением Рис. 11. Последовательные фазы движения, снятые на кинопленку последовательных образов. Несомненно, что объяснение кинема- тографического эффекта следует искать не только в физиологии Рис. 12. Опыты с перекатыванием шарика по прямолинейному (а) и криволинейно- му (б) лоткам зрения, но и в психологии вос- приятия человека, в работе его головного мозга, основанной на повседневном опыте. Действи- тельно, человек из опыта пре- красно знает, что если шарик находится на наклонной плоско- сти, то движение его будет про- исходить по этой плоскости, а не иначе. Из повседневного опыта также известно, что если тело находилось в одном месте пространства, а затем через некоторое время оказалось в другом, то этот переход мог произойти лишь путем движения тела. 23
Значит ли сказанное, что восприятие движения в кинематогра- фе обусловливается только психологическими факторами, а физио- логия зрения (последовательные образы) не играет никакой роли? Если бы это было так, то длительность пауз между раздражителя- ми, т. е. между первым и последующим кадрами, не влияла бы на характер видимых изображений. Исследования показали обратное: при продолжительности пауз в 1 сек и больше раздражители воспринимались раздельными, и наоборот,— при малых перерывах (меньших 0,03 сек) раздражи- тели виделись одновременно, т. е. накладывались друг на друга. Следовательно, видение движения в кинематографии может быть объяснено сложными психофизиологическими законами вос- приятия, изучение которых в настоящее время нельзя считать законченным. § 4. ВОЗНИКНОВЕНИЕ КИНЕМАТОГРАФА Задолго до появления кинематографа были изобретены различ- ные приборы и аппараты для демонстрации движущихся изобра- жений. Одним из первых был стробоскоп Плато, изобретение которого относится к 1823 г. Он представлял собой диск с радиаль- ными щелями, между которыми нарисован какой-нибудь объект в различных фазах движения. Если напротив диска поместить зеркало, а глаз наблюдателя — против одной из щелей диска и привести диск во вращение, то в зеркале наблюдатель увидит бы- стро сменяющиеся картинки отдельных фаз движения объекта. Б ре- зультате наблюдения последовательно сменяющихся фаз у зрите- ля создается видимость движения нарисованного на диске объекта. Таким образом, стробоскоп Плато показал, что при рассматри- вании быстро сменяющихся картинок, изображающих объект в последовательных фазах движения, у зрителя создается впечат- ление движущегося объекта. Это явилось основным принципом, использование которого и привело к созданию кинематографа (воспроизведение движения снятых объектов). После работ Плато многие авторы предлагали приборы такого же типа, отличающиеся различной конструкцией. Во всех предлагавшихся аппаратах был использован основной принцип кинематографа — рассмотрение отдельных фаз движения предмета, быстро чередующихся в определенной последователь- ности в поле зрения глаза. Однако возможности этих аппаратов были весьма далеки от тех, которыми обладает современная кинематография. На основе развития различных отраслей науки и техники ученым и изобретателям удалось устранить недостатки первых аппаратов и создать техническую базу для кинематографии в ее современном виде. 24
В 50-х гг. прошлого столетия фотография начала развиваться, и с 1857 г. в предлагавшихся аппаратах вместо рисованных карти- нок стали применять фотографии, что резко улучшило воспроиз- ведение движения, сделало его близким к естественному. В 70-х гг. появляется целый ряд устройств, позволяющих полу- чить фотографии отдельных фаз движущихся предметов, т. е. серию моментальных фотографий. Для этого в некоторых аппара- тах применяли механизм прерывистого движения (мальтийский механизм), который прерывисто передвигал фотографическую пластинку перед объективом фотографической камеры. В дальней- шем вместо пластинок использовали бумажные ленты со свето- чувствительным слоем. Успехи химии в 70—80-х гг., приведшие, в частности, к откры- тию гибкого, прозрачного материала — целлулоида, позволили в дальнейшем заменить бумажную ленту нитроцеллюлозной и получить кинопленку. Таким образом, к 90-м гг. прошлого столетия многое уже было сделано в области фотографирова- ния отдельных фаз движущихся объектов, т. е. в области киносъемки. Одновременно с этим проводились и работы по улучшению проекции движущихся изображений. Из большого числа работ следует упомянуть о проекционном аппарате Марэя, об аппаратах Деммени (ученик Марэя), Аншюца и Эдисона. Безусловный интерес представляет сконструированный для проекции движущихся ‘ изображений механиком И. Тимченко аппарат, в котором применялся оригинальный скачковый меха- низм, названный улиткой. Этот аппарат в 1893 г. был использо- ван проф. Любимовым для публичной демонстрации резуль- татов научного опыта. Тем не менее ни один из упомянутых ученых и изобретателей не довел конструкцию своего аппарата до того необходимого совершенства, которое позволило бы использовать аппарат для демонстрации кинофильмов зрителям. В 1895 г. два французских изобретателя — Луи и Огюст Люмьер, удачно использовав все достижения науки и техники и известные принципы стробоскопических приборов, взяли патент <№ 245032 на «аппарат, служащий для получения и рассматривания изображений». Этот аппарат был назван Луи Люмьером «кинема- тограф» (запись движений). Луи Люмьер в своем аппарате, предназначенном для съемки и проекции последовательных фаз движения, использовал ряд принципов, сохранивших свое значение до настоящего времени. Во-первых, он применил в качестве носителя изображений как при съемке, так и при проекции эластичную ленту, покрытую светочувствительной эмульсией. Этот фотографический материал, получивший название кинопленки, является одной из основ тех- ники современной кинематографии. Применение кинопленки дало 25
возможность производить съемку движущихся объектов на про- тяжении любого времени. Во-вторых, Люмьер использовал принцип прерывистого движе- ния кинопленки. Для этого им был применен скачковый меха- низм — грейфер, широко применявшийся в то время в ткацких станках Жакара. Принцип прерывистого движения ленты остался и в современных киноаппаратах. В-третьих, Люмьером был использован вращающийся диск с вырезами (обтюратор) для периодического перекрытия светового потока как при съемке, так и при проекции на время скачкообраз- ного прерывистого движения ленты. Удачное сочетание указанных устройств и сравнительно совер- шенная для того времени конструкция аппарата Люмьера в целом обусловили практический успех: 28 декабря 1895 г. в Париже был открыт первый кинотеатр. После этой даты во многих странах мира начинают появляться различные конструкции киноаппаратов. В 1896 г. кинофильмы уже демонстрировались во Франции, Англии, России, Бельгии, Германии, Австро-Венгрии, Испании, Северной Америке, Сер- бии, Румынии и т. д. В России первые кинофильмы были показаны в мае 1896 г. в Петербурге. До Октябрьской революции в России кинопромыш- ленности не существовало; киноаппаратура и кинопленка закупа- лись за границей и оттуда же в основном поступали кинофильмы. После Октябрьской революции в СССР кинотехника и кино- промышленность развивались своим, самостоятельным путем. В 1926—1929 гг. были разработаны оригинальные системы звукового кино, и немой кинематограф сменился звуковым. Начи- ная с 1929 г. в СССР производились работы по получению цвет- ных киноизображений, которые были успешно завершены разра- боткой метода с использованием цветных многослойных кинопле- нок. Также успешно в СССР были решены и другие задачи, связанные с созданием современных методов кинематографа. Со времени открытия первого кинотеатра прошло около 70 лет. За этот сравнительно короткий срок техника кинематографа прошла значительный путь дальнейшего развития — возникло звуковое, цветное, широкоэкранное, стереофоническое и стерео- скопическое кино. В последние годы быстро развивается новый вид кинематографа — широкоформатное кино.
Глава III. КИНОПЛЕНКА И ФИЛЬМОКОПИЯ Под кинолентами подразумевают гибкие, слоистые светочув- ствительные ленты, являющиеся носителями изображения и фоно- граммы фильма. Для передвижения лента по краям имеет отвер- стия — перфорации; в перфорации входят зубья барабанов, продвигающих ее в киноаппаратах (съемочных, кинопроекцион- ных и др.). Киноленты различаются по типу основы (огнеопасная, огне- безопасная), светочувствительности (черно-белая, цветная, негатив- ная, позитивная, для записи звука), ширине (8, 16, 35 и 70 мм) и некоторым другим признакам. Кинолента неэкспонированная и фотографически необработан- ная называется кинопленкой. На кинопленку производят съемку изображения или фотогра- фическую запись звука. После фотографической обработки экспо- нированных кинопленок получают негативы. Копия кино- фильма, напечатанная с негативов, носит название фильмо- копии. При магнитной записи звука на готовые фильмокопии наносят- ся ферромагнитные дорожки, на которые путем электрокопиро- вания записывается фонограмма фильма. Кинофильм представляет собой кинематографическое произ- ведение в виде совокупности фотографических изображений отдель- ных кинокадров, связанных единым сюжетом. Кинофильмы под- разделяются на художественные, хроникально-документальные, научно-популярные и учебные. В звуковом кинофильме вдоль изображения расположена запись звука, так называемая фонограмма; при отсутствии фоно- граммы кинофильмы называются немыми. § 5. СТРОЕНИЕ И ВИДЫ КИНОПЛЕНОК Строение кинопленки, несмотря на небольшую толщину (0,13—0,17 мм), довольно сложное и зависит от ее назначения. Цветные кинопленки представляют собой систему, состоящую из 27
семи-десяти слоев, искусственно связанных между собой (много- слойные цветные кинопленки). Наиболее простые по своему строе- нию черно-белые кинопленки состоят из четырех-пяти основных слоев (рис. 13, а): 1 — гибкой прозрачной основы (подложки), 2 — промежуточного слоя — подслоя, связывающего подложку с Рис. 13. Строение кинопленки: а — черно-белая, б — многослойная цветная; 1 — основа; 2 — подслой; 3 — эмульсионный слой (I — сине- чувствительный, II — зеленочув- ствительный, III — красночувстви- тельный); 4 — желтый фильтровый слой; 5 — лаковый слой; 6 — про- тивоореольный слой эмульсионным слоем; 3 — светочув- ствительного слоя (фотографической эмульсии), 5 — лакового слоя, на- носимого на наружную сторону подложки. В отличие от позитивной черно-белая негативная киноплен- ка имеет два светочувствительных слоя. В цветных многослойных кино- пленках (рис. 13, б) светочувстви- тельный слой 3 состоит из трех слоев (наружный, средний и нижний). Между наружным и средним свето- чувствительными слоями распола- гается желтый фильтровый слой 4. Чем больше количество слоев, тем меньше должна быть их толщина. Эмульсионный слой обычных кино- пленок: черно-белой позитивной — 0,007—0,008 мм, черно-белой нега- тивной — 0,017—0,022 мм, цвет- ной— 0,022—0,027 мм. В настоя- щее время созданы многослойные кинопленки с толщиной эмуль- сионного слоя 0,004—0,006 мм. Кинопленку по области ее применения можно разделить на следующие группы: для киносъемки, печати фильмокопий, контра- типирования, гидротипного способа печати и звукозаписи. § 6. НАЗНАЧЕНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ СЛОЕВ И ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КИНОПЛЕНКИ Основа кинопленки является носителем светочувствительного слоя. Она должна быть эластичной, устойчивой к колебаниям температуры, механически прочной, прозрачной, а также иметь незначительную водонабухаемость и не иметь большой усадки. Следует заметить, что создать совершенно безусадочную под- ложку чрезвычайно трудно. Важным показателем основы служит степень ее огнеопасности. Наиболее желательна огнебезопасная основа. Главными материалами, применяемыми при изготовлении основы, являются: 28
1) пленкообразующие материалы — высокомолекулярные орга- нические соединения, представляющие собой сложные эфиры цел- люлозы (нитро- или ацетилцеллюлоза); 2) растворители — органические жидкости, хорошо раство- ряющие эфир целлюлозы и позволяющие получать раствор опре- деленной вязкости, требуемой для отлива пленки (ацетон, этило- вый спирт, эфир, амиловый спирт и др.); 3) пластификаторы — органические соединения, обладающие незначительной летучестью и вводимые в раствор с целью при- дания большей пластичности основе (камфара, диэтилфталат, трифенилфосфат и др.). Пленкообразующим материалом для изготовления ацетатной, триацетатной и нитроцеллюлозной основы служит целлюлоза, представляющая собой клетчатку растительных тканей. В технологии изготовления кинопленок в качестве исходного пленкообразующего материала используется главным образом хлопковый пух. Хлопковые отходы очищают от механических примесей, обезжиривают, отбеливают и тщательно промывают. Для того чтобы изготовить ацетатную подложку, целлюлозу обрабатывают уксусной кислотой, уксусным ангидридом. Полученная ацетилцеллюлоза меняет свои свойства в зависи- мости от количества связанной уксусной кислоты. Ацетилцеллю- лоза, содержащая 56—58% уксусной кислоты, хорошо растворяется в ацетоне. В качестве пластификатора для ацетилцеллюлозной основы применяется трифенилфосфат. Ацетилцеллюлоза, содержащая 62,5% связанной уксусной кислоты, называется триацетатом. Триацетат не растворяется в ацетоне. Удовлетворительным растворителем для него является метиленхлорид и дихлорметан. В качестве пластификатора для триацетатной основы применяется диметилфталат, дибутилфталат. При изготовлении нитроцеллюлозной основы целлюлозу обра- батывают смесью азотной и серной кислот и воды. Обработанная таким образом целлюлоза и содержащая 11,8—12,4% азота назы- вается коллоксилином. Коллоксилин полностью растворяется в спирто-эфирной смеси. В качестве пластификатора в нитроцел- люлозной основе применяется камфара. Однородный коллоидный раствор, нужный для отлива основы, получается в смесителе путем тщательного перемешивания пленко- образующего материала, растворителя и пластификатора. После фильтрации и удаления пузырьков воздуха, которые возникли в коллоидном растворе во время перемешивания его массы и фильтрации, раствор поступает на отливочную машину, где поливается на равномерно движущуюся широкую бесконечную металлическую ленту, покрытую зеркальным слоем из ацетил- целлюлозы, желатины или других материалов, способных со- здать относительно прочную, высокоглянцевую и ровную поверх- ность. 29
Из коллоидного раствора испаряются растворители, и с маши- ны сходит прозрачная пленка-основа. Каждая из упомянутых основ обладает определенными достоин- ствами и недостатками. Нитроцеллюлозная основа характеризуется достаточно высо- кими механическими свойствами, но весьма опасна в пожарном отношении. Она легко воспламеняется при температуре 150— 170° С. Воспламенение фильмокопии на нитроподложке может возникнуть во время остановки ее в кадровом окне кинопроектора в течение 0,5—2 сек (в зависимости от величины светового потока и плотности изображения). Горение нитроосновы при ограничен- ном доступе воздуха (фильмокопия, смотанная в рулоны) проте- кает бурно, с большим выделением дыма, в составе которого имеют- ся газы, очень ядовитые для человеческого организма и взрыво- опасные. Прекратить горение рулона с нитроцеллюлозной основой практически невозможно. Ввиду этого нитроцеллюлозная основа применяется для 35-.и.« фильмокопий, демонстрируемых в спе- циально приспособленных в противопожарном отношении поме- щениях. Ацетилцеллюлозная основа воспламеняется при более высокой температуре, чем нитроцеллюлозная (220—230°С). При горении ацетилцеллюлозная основа плавится и не дает открытого пламени. При этом опасность от газообразных выделений примерно такая же, как и при горении дерева. Кинопленка с ацетилцеллюлозной основой обладает сравни- тельно низкой механической прочностью; такая основа исполь- зуется главным образом для изготовления 16-лм кинопленки. Метиленхлорид, применяемый как растворитель триацетата целлюлозы, также трудно воспламеняется, поэтому триацетатная основа практически пожаробезопасна — температура воспламе- нения 300—400° С. Механические свойства триацетатной основы лучше, чем ацетилцеллюлозной, однако она обладает повышенной хрупкостью, особенно при низких температурах. Широкоэкранные и широкоформатные фильмокопии изготов- ляются исключительно на кинопленке, имеющей триацетатную основу. В последнее время в ряде стран, в том числе и в Советском Союзе, уделяется внимание разработке методов получения пленок из синтетических полимеров (полиэтилентерефталат, поликарбонат и полистирол). Основы из этих материалов характеризуются высокой механической прочностью, ровной поверхностью, высо- кой прозрачностью, термической стойкостью, химической инерт- ностью и имеют малую усадку. Основа из синтетических полимеров может быть значительно тоньше и легче триацетатной, что также является ее достоинством. Однако несмотря на безусловное преимущество синтетических полимеров, внедрение их в кинопленочную промышленность 30
затруднено сложностью получения из расплава длинной и широ- кой ленты. Светочувствительный (эмульсионный) слой. Так же как в обычной фотографии, в качестве светочув- ствительного материала в кинопленках используются галоидные соли серебра. Наибольшей чувствительностью обладает бромистое серебро. Фотографическая эмульсия представляет собой раствор желатины, в котором во взвешенном состоянии находятся зерна бромистого серебра. Желатина является аморфным веществом, получаемым путем переработки животных белков — протеинов. Основные продук- ты, из которых добывается желатина,— кости, хрящи, сухожилия, а также мездра шкур животных. Желатина обладает свойством растворяться в воде при нагре- вании, образуя при этом вязкие растворы, способные желати- низироваться, т. е. образовывать студни при охлаждении. Желати- на, как среда для светочувствительного вещества, удобна тем, что при проявлении фотографического изображения проявитель не может сразу подействовать на галоидное серебро, а проникает через желатину постепенно, что дает возможность регулиро- вать процесс проявления и получать нужные плотности изобра- жения. К недостаткам желатины следует отнести ее малую прочность и способность сильно набухать в воде. Подслой и лаковый слой. Для того чтобы фото- графическую эмульсию прочно соединить с основой, на нее нано- сят подслой, а на другую сторону основы — лак. Различают два вида подслоя: кислый и щелочной. Кислый под- слой представляет собой тонкий слой желатины, приготовленный растворением желатины в водном растворе уксусной кислоты с различными добавками. При покрытии этим раствором основы уксусная кислота и остальные растворители эфироцеллюлозы частично растворяют поверхность основы, вследствие чего под- слой плотно сцепляется с основой, а также хорошо связывается и с эмульсионным слоем при его нанесении. Щелочной подслой представляет собой результат поверхност- ной обработки щелочами (омыление) верхнего слоя основы. Полу- чающееся покрытие имеет чрезвычайно малую толщину. Существуют лаки: прозрачные, противодействующие стягива- нию и скручиванию эмульсионного слоя в сторону эмульсии; про- тиворазрядные, предотвращающие появление разрядов стати- ческого электричества, возникающего на кинопленке вследствие ее соприкосновения и трения о различные материалы; противо- ореольные, снижающие степень отражения света от основы при киносъемке ярко освещенных деталей в объекте. Многие киноплен- ки изготовляются на прокрашенной основе. В этом случае сама основа обладает противоореольными свойствами. 31
Подслой и лак наносят на основу после ее отлива с помощью специальных машин. В последующем широкую ленту разрезают на полосы. Ширина полос определяется форматом изготовляемой кинопленки. Затем пленку перфорируют на перфорационных станках. От точности работы резательной машины и перфорационного станка зависит степень устойчивости изображения на экране и характер прохож- дения кинопленки или фильмокопии в киноаппаратуре. Одно- временно с перфорированием пленка маркируется. Между пер- форациями и краем кинопленки печатается тип кинопленки, дата выпуска, фабрика-изготовитель и некоторые другие данные, види- мые лишь после фотографической обработки. Кинопленка, изго- товленная на огнебезопасной основе, должна иметь светомаркиров- ку в виде слова «Безопасная» или буквы «Б». Кроме того, конец каждого рулона кинопленки маркируют игольчатым компостером. Затем рулон упаковывают во влаго- непроницаемый и светонепроницаемый материалы, укладывают в металлическую коробку стандартного образца (ГОСТ 4097—64). § 7. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КИНОПЛЕНКИ И ФИЛЬМОКОПИИ Физические свойства комплекса многослойных пленочных сис- тем характеризуют эксплуатационные качества фильмокопий. При эксплуатации фильмокопии подвергаются нагреву, чрезвычайно быстрым приложениям нагрузки, приближающимся к ударным, и многократным перегибам. Физические свойства фильмокопии определяются главным образом свойствами основы, поэтому подробно и рассмотрим физические свойства последних. Механическая прочность. Так как на фильмо- копию в кинопроекционном аппарате действуют усилия растяже- ния, оценивать ее прочность удобно при помощи диаграммы растяжения. На рис. 14 приведена диаграмма растяжения нитро- целлюлозной основы. Диаграмма имеет три характерные точки. Напряжение, соответствующее точке А, характеризует предел пропорциональности, так как для прямолинейного участка диа- граммы О А справедлив закон о прямой пропорциональности меж- ду напряжением и относительным удлинением. Точка В диаграммы соответствует пределу текучести <тт: т. е. отношение силы Т*т, при которой наблюдается текучесть материала, к первоначальной площади сечения F. Под текучестью материала понимают появление значительных деформаций при незначительном увеличении действующей силы. 32
Напряжение, соответствующее точке С, есть временное сопро- тивление разрыву. Напряжения, соответствующие этим трем точкам диаграммы, неодинаковы для различных сортов материалов основы и разме- ров испытуемого образца и зависят также от условий испытаний (температуры и влажности окружающего воздуха). Механическая прочность основы в значительной степени зави- сит от температуры ее нагрева. Установлено, что при повышении температуры образца нитроцеллюлозной кинопленки с 20 до Рис. 14. Диаграмма растяжения нитроцеллюлоз- ной основы: А — предал пропорциональности; В — предел текучести; С — временное сопротивление раз- рыву в 36 раз, а относительное удлинение при нагревании до 40° С возрастает, а затем резко падает (до 8% при 140° С). Таким образом, нагрев фильмокопии значительно снижает ее механиче- скую прочность. Нитроцеллюлозная основа в нагретом состоянии приобретает текучесть, а триацетатная — сохраняет ударную прочность (вяз- кость), но становится хрупкой. Упругие свойства характеризуют общую сопротив- ляемость основы развитию деформации (стремление при изгибе выпрямиться). Основной характеристикой упругости считается предел упругости Е (модуль Юнга). Эластичные свойства. Об этих свойствах материа- лов основ кинопленки судят по количеству двойных переги- бов образца до излома. Материалы основы, которые выдержи- вают большее количество двойных перегибов, более эластичны. В табл. 3 приведены физические свойства кинопленок на разных основах. Сопротивляемость истиранию. Прочность фильмокопии на истирание изучена весьма слабо. Объясняется это крайней сложностью процессов, которые в совокупности 3 Кинопроекционная тех-ка 33
Таблица 3 ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КИНОПЛЕНОК НА РАЗНЫХ ОСНОВАХ Наименование кинопленки Наименование характеристики Нитро- целлю- лозная Ацетат- ная Триаце- татная Полиэти- лентереф- талатная Прочность на разрыв, кг/мм2 9,5—11,5 6,5-7,5 9—11 13—15 Ударная прочность, кг-см-см3 200—300 — 130—200 300—350 Относительное удлинение, % 27—36 20—30 25—35 50—100 Предел упругости (модуль Юнга), 250—400 220-300 220—350 — кг/мм2 Число двойных перегибов до излома 100-150 45—60 100—150 100 000 приводят к истиранию поверхности. Процесс истирания представ- ляет собой ряд самых различных по характеру микродеформаций и пока не имеет какого-либо количественного показателя. Можно только констатировать, что поверхность основы и, в осо- бенности, фотографический слой имеют очень малую прочность на истирание. Свежий эмульсионный слой фильмокопии очень мягок, особенно при высоких температурах, и имеет неровную шероховатую поверхность. Это благоприятствует появлению цара- пин, потертостей. По мере высыхания желатины повреждения расширяются и становятся видимыми при проецировании кадра на экран. Лаковая сторона фильмокопий, обладающая также малой твердостью, покрывается царапинами еще быстрее вследствие того, что в лентопротяжном механизме кинопроектора фильмоко- пия соприкасается с деталями лаковым слоем. Усадочные свойства. Пленкообразующие вещества являются высокополимерами, молекулы которых имеют вид длин- ных цепей (нитевидные молекулы). Под процессом пленкообразования понимают переход высоко- полимеров из раствора в стеклообразное состояние, в процессе которого фиксируется внутренняя структура основы. Для уяснения весьма важного в условиях эксплуатации филь- мокопии фактора — усадки — необходимо иметь в виду следую- щее: при отливе коллоидного раствора на ленту отливочной машины или желатинового слоя на уже отлитую основу и после- дующем высушивании растворители улетучиваются, что приводит к уменьшению объема. Вместе с тем нижний слой основы, прилип- ший к ленте машины, и нижний слой желатины, сцепившийся с основой, не изменяют своей площади, т. е. имеют место фиксиру- ющее действие ленты машины и основы. Поэтому в процессе стеклообразования происходит растягива- ние цепей полимера вследствие уменьшения его объема и ,вынуж- 34
денного сохранения плоскостных размеров. Растягивание моле- кулярных цепей приводит к значительным напряжениям в системе, в результате которых молекулярные цепи ориентируются в напра- влении действия растяжения. Такое направленное расположение нитевидных молекул соответствует неустойчивому (неравновесно- му) состоянию вещества. С течением времени, в результате уменьшения внутренних напряжений, а также теплового движения растянутые молекулы стремятся прийти в равновесное состояние, т. е. переходят в изог- нутую, более устойчивую форму, что приводит к самопроизволь- ному изменению геометрических размеров основы — к усадке. Этот самопроизвольно протекающий процесс перехода вещества в устойчивое состояние носит название релаксации. Однако усадка основы является следствием не только релакса- ции, но и постепенного улетучивания в процессе эксплуатации фильмокопий влаги, остаточных растворителей и пластификато- ров. Усадка протекает особенно интенсивно под действием тепло- вого облучения. Усадка приводит к изменению геометрических размеров и веса. Таким образом, под усадкой понимают процесс изменения геометрических размеров кинопленки и фильмокопии вследст- вие улетучивания остаточных растворителей, пластификаторов и релаксации. Следует отметить, что желатиновый слой подвержен более значительной усадке,' чем целлюлозная основа. Это объясняется тем, что получение желатинового слоя на подложке связано с переходом раствора в студень и последующим высыханием этого студня. При этом в желатиновом слое возникают весьма большие внутренние напряжения. Под малоусадочной кинопленкой понимают такую, которая после фотографической обработки и выдерживания в течение 30 суток при температуре воздуха 18—24° С и при относительной влажности 50—60% имеет усадку не более 0,2%. В процессе эксплуатации фильмокопий усадка приводит к следующим явлениям: 1) уменьшению геометрических размеров; 2) некоторому уменьшению веса; 3) ухудшению механических свойств, главным образом эла- стичности. Усадка является обратимым процессом. Это значит, что путем создания особого термогигрометрического режима (соответствую- щая температура и влажность воздуха) или специальной обработ- кой можно до известной степени восстановить геометрические размеры фильмокопий и их эластичные свойства. Усадка фильмокопии должна учитываться как при расчете киноаппаратуры, так и в процессе ее эксплуатации. Наибольшее влияние усадка оказывает на шаг перфораций. Если обозначить 3* 35
через ta номинальный шаг перфораций фильмокопии (см. рис. 17), а через tu — шаг перфораций фильмокопии, бывшей некоторое время в эксплуатации, то относительная усадка в процентах будет: £ = *5=13.100%. По принятым нормам минимальная усадка нестереофонической фильмокопии составляет 0,15—0,4%, а максимальная усадка не Рис. 15. Усадка S в % фильмокопий на нитроцел- люлозной основе в зависимости от количества демон- страций: 1 — усадка шага перфораций; г — усадка фильмо- копии по ширине; з — усадка межперфорационного расстояния по ширине фильмокопии должна превышать 1%. Максимальная допустимая усадка стерео- фонической фильмокопии — 0,8%. На рис. 15 показаны изменения усадки фильмокопии в зави- симости от количества ее демонстраций в обычных эксплуатацион- ных условиях. Усадка фильмокопии по длине и ширине неодина- кова; возрастание усадки вначале протекает быстро, по мере же увеличения количества демонстраций фильмокопий уменьшается, а затем прекращается. § 8. ФОТОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КИНОПЛЕНКИ В процессе киносъемки фотографическая эмульсия киноплен- ки подвергается действию света. Процесс освещения кинопленки называют экспонированием. В результате экспонирования и последующей фотографической обработки кинопленки галогениды серебра разлагаются, при этом выделяется непрозрачное металлическое серебро. Интенсивность экспонирования зависит от экспозиции. Экспо- зиция Н — есть произведение освещенности фотографического сдоя Е на время освещения t. Результат фотохимической реакции зависит от количества лучистой энергии, поступившей на поверх- 36
ность фотографического слоя, т. е. от величины произведения: Н — E-t лк-сек. Важнейшей характеристикой кинопленки является свето- чувствительность, под которой понимают способность кинопленки образовывать почернения под действием света и последующего проявления. Количественно светочувствительность S определяет- ся величиной обратной экспозиции, необходимой для получения определенного почернения слоя при заданных условиях про- явления. Таким образом: где S — число светочувствительности в единицах; К — некоторый постоянный коэффициент; Н—экспозиция, необходимая для получения определенного почернения при заданных условиях проявления. Кроме общей светочувствительности S (светочувствительно- сти к белому свету) кинопленки характеризуются так называемой спектральной светочувствительностью. Различные цветовые оттенки снимаемых объектов будут пра- вильно переданы различными плотностями серого тона только в том случае, если цветочувствительность кинопленки будет соот- ветствовать спектральной чувствительности человеческого глаза. Спектральная чувствительность (чувствительность к различ- ным цветам) определяется по светочувствительности пленки к све- ту, прошедшему через цветной светофильтр, или как светочувстви- тельность фотографического слоя к излучению данной длины волны (монохроматическому излучению). Собственная чувствительность галогенидов серебра ограни- чена ультрафиолетовой, фиолетовой и синей зонами спектра. Такая спектральная чувствительность галогенидов серебра не позволяет воспроизвести зеленые, желтые, оранжевые, и крас- ные цвета. Если к фотографической эмульсии в процессе ее изготовления добавить красители, то ее можно сделать чувствительной к той части спектра, которую поглощает данный краситель. Такие кра- сители называются оптическими сенсибилизаторами. Процесс, при помощи которого кинопленка делается чувствительной к другим зонам спектра, носит название сенсибилизации. Упрощенно этот процесс можно представить так: оптические сенсибилизаторы обладают избирательным поглощением и первоначально являются поглотителями световой энергии, а затем передатчиками этой световой энергии микрокристаллу галогенида серебра. Таким образом, в результате сенсибилизации эмульсии стано- вятся чувствительны к той или иной части спектра и одновре- менно повышается их общая светочувствительность. 37
С помощью оптических сенсибилизаторов созданы различные по спектральной чувствительности эмульсии. Им присвоены назва- ния: ортохром — с дополнительной чувствительностью к жел- то-зеленым и желтым лучам; изоортохром — с дополни- тельной чувствительностью к зеленым, желто-зеленым и желтым лучам; изохром с дополнительной чувствительностью к зеленым, желто-зеленым, желтым и оранжевым лучам; пан- хром — чувствительные ко всем лучам видимого спектра, с некоторым понижением чувствительности к зеленым лучам; изопанхром — чувствительные ко всем лучам видимого спектра; панинфрахром — чувствительные ко всей види- мой части спектра и ближней части инфракрасных лучей; и н- фрахром — помимо собственной спектральной чувствитель- ности галогенидов серебра чувствительные к красным и инфра- красным лучам. Для определения величины светочувствительности в разных странах применяются различные системы сенситометрии (системы измерения фотографических свойств светочувствительных мате- риалов). Отечественная сенситометрическая система для черно- белых кинопленок определяется ГОСТом 10691—63, согласно которому светочувствительность измеряется в единицах ГОСТа и определяется по формуле: с 10 14 * п D=0,854-Do где 10 — постоянный коэффициент; Яо=о,85+о0 — экспозиция в люкс-секундах, соответствующая плотности D = 0,85 над плотностью вуали Do. В цветных многослойных кинопленках светочувствительность определяется в соответствии с ГОСТом 9160—59 для каждой из трех характеристических кривых по формуле: К где для негативных кинопленок К = 20, Z)Kp=.0,85 + Do макс; для позитивных кинопленок К = 10, £>кр = 1,0 + Do макс; -Оо макс — наибольшая плотность вуали, соответствующая одной из трех характеристических кривых. При кинопроекции широкоэкранных фильмов применяются большие размеры экрана. При значительном увеличении изображения можно заметить, что оно неоднородно и состоит из отдельных зерен. На экране изображения зерен перемещаются относительно друг друга и создается впечатление, что изображение как бы «кипит». Во избежание этого широкоэкранные и широкоформатные фильмо- 38
копии снимают и печатают на специальных сортах мелкозернис- той кинопленки. С зернистым строением фотографического слоя связана еще одна характеристика кинопленок — разрешающая способность. Разрешающая способность R кинопленки характеризуется максимальным числом приходящихся на 1 мм параллельных штрихов, которые может воспроизвести раздельно данная кино- пленка. Разрешающая способность позитивных кинопленок должна быть больше, чем негативных, только в этом случае можно передать зрителю все мельчайшие подробности, имеющиеся в негативе. Разрешающая способность черно-белых кинопленок характери- зуется одним числом R, цветные — четырьмя: R — общая раз- решающая способность при источнике света, предназначен- ном для испытуемой кинопленки, Rc, 7?3 и 7?к — разрешающие спо- собности светочувствительных слоев кинопленки, полученные при источнике света с соответствующими зональными светофильт- рами. Кинопленки отличаются друг от друга по светочувствительно- сти и разрешающей способности (табл. 4). Таблица 4 ХАРАКТЕРИСТИКИ ЧЕРНО-БЕЛЫХ НЕГАТИВНЫХ КИНОПЛЕНОК (МРТУ 19 № 168/64) Характеристики > пленки по свето- чувствительности Свето- чувстви- тель- ность в едини- цах ГОСТа Разре- шающая способ- ность, лин/мм Марки пленки Назначение Малой светочувстви- тельности 11 135 КН-1 Для специальных съе- мок Средней светочувст- вительности 32 100 КН-2 Для натурных съемок и при увеличенной освещенности в па- вильоне Высокой светочувст- вительности 90 78 КН-3 Для съемок в павильоне и натурных съемок при малой освещен- ности Позитивные кинопленки предназначены для печати фильмо- копий с негативной пленки. Они обладают светочувствительностью около 0,5—1 единицы ГОСТа и разрешающей способностью 100 лин/мм. Позитивная черно-белая кинопленка обладает чув- ствительностью только к синим и фиолетовым лучам, поэтому ее обработку можно вести при оранжевом и даже желтом освещении. Для фотографической записи звука применяются кинопленки малой светочувствительности. Фотографическая запись звука 39
осуществляется по методу переменной ширины и переменной плотности. Для записи звука методом переменной ширины поль- зуются кинопленками, светочувствительность которых 2—5 единиц ГОСТа. Для записи методом переменной плотности пользуются кинопленками, имеющими светочувствительность в два-три раза выше, чем для записи переменной ширины, и разрешающую спо- собность не ниже 100 лин!мм. Цветные негативные кинопленки по общей светочувствитель- ности близки к малой и средней светочувствительности негатив- ных черно-белых кинопленок. В любительской кинематографии используются обращаемые кинопленки, на которых после съемки и обработки получают пози- тивное изображение объекта съемки. Обращаемые кинопленки выпускаются размером 16 мм и 2 X 8 мм (цветные и черно-белые). Светочувствительность цветных пленок — 22 единицы ГОСТа; чер- но-белых — 45—180 единиц ГОСТа. Разрешающая способность этих пленок 85 лин!мм. § 9. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КИНОПЛЕНОК И ФИЛЬМОКОПИЙ Нормальное транспортирование кинопленок и фильмокопий лентопротяжными механизмами киноаппаратов возможно лишь при строгом согласовании размеров деталей лентопротяжных меха- низмов и размеров киноленты. Точные размеры киноленты очень важны при ее использовании в съемочных камерах, проявочных Рис. 16. Основные размеры 70-лии кинопленки машинах, копировальных аппаратах и кинопроекционных уста- новках. Поэтому размеры кинопленки, расположение, форма перфораций и их размеры, расположение и размеры магнитных и фотографических фонограмм строго нормированы государствен- ными стандартами (ГОСТ), отраслевыми нормалями (Норм-кино) и руководящими техническими материалами (РТМ-кино), соблю- дение которых строго обязательно как для предприятий кино- 40
пленочной промышленности, так и для заводов, изготовляющих киноаппаратуру. Развивающийся в нашей стране новый вид кинематографа — ши- рокоформатный — использует для киносъемки и печати фильмо- Таблица 5 ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ 10-мм КИНОПЛЕНКИ (НОРМ-КИНО 2—61) Размеры, м.м. в mi * TH 2 b h h Номинальные 69,95 5,47 53,4 2,8 1,98 4,75 Допустимые отклонения при изготов- лении ±0,05 ±0,05 ±0,05 ±0,01 ±0,01 ±0,01 Размеры, мм <2 q с R d S ** Номинальные 23,75 0,00 6,9 0,5 (макс.) 1,25 0,15 Допустимые отклонения при изготов- лении ±0,05 0,05 (макс.) ±0,1 — ±0,05 ±0,02 -0,015 =аз±0,05. * Отклонения относятся к обоим краям пленки. * * Толщина основы не менее 0,135 мм. копий кинопленки шириной 70 мм. Помимо общих требований эта новая кинопленка должна удовлетворять требованиям малой усадки (не более 0,4% при температуре 18—24° С и относительной влажности 50—60%). На рис. 16 и в табл. 5 приведены основные- 41
размеры 70-.МД1 пленки. Указанные в таблице допуски относятся к измерениям непосредственно после перфорирования кинопленки. Эмульсионный слой сверху Рис. 17. Основные размеры 35-лем кинопленки: В — ширина кинопленки; S — толщина кино- пленки; t — шаг перфорации; mi — расстояние от края кинопленки до перфорации; т2 — меж- перфорационное расстояние по ширине кино- пленки; Ъ — ширина перфорации; q — шахмат- ное смещение перфорации Отверстия малого диаметра, расположенные через каждые пять перфораций, служат для обозначения базовой стороны широкоформатной кинопленки, а также для указания межкадро- Таблица 6 ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ 35-лии КИНОПЛЕНКИ (ГОСТ 4896—49) Размеры, мм в S t mj m2 b q Для черно- белой кино- пленки для цвет- ной мно- гослойной кино- пленки Номиналь- ные Допустимые отклонения при изго- товлении 35,00 -0,05 0,15 ±0,02 0,15 ±0,03 4,75 ±0,01 2,0 ±0,05 25,37 ±0,05 2,8 ±0,01 0,00 He более 0,03 вого участка при зарядке пленки в съемочной и копировальной аппаратуре Размеры 35-лш кинопленки и перфораций, а также форма и взаимное расположение последних соответствуют рис. 17 и табл. 6. 42
Эмульсионный слой сверху Рис. 18. Основные размеры 35-.м.и кино- пленки для широкоэкранных стереофони- ческих кинофильмов Рис. 19. Основные размеры 16-.ч.и, кинопленки: а — с односторонней перфорацией; б — с двусторонней перфорацией; в — дво! с односторонней перфорацией; г — двойная с двусторонней перфорацией
Широкоэкранные стереофонические кинофильмы печатаются на 35-ji.w позитивной кинопленке с квадратными перфорациями. Размеры такой кинопленки и перфораций, а также их форма и расположение приведены на рис. 18 и в табл. 7. Широкоэкранные нестереофонические кинофильмы с фотогра- фической фонограммой печатаются на обычной 35-Л1Л1 позитивной кинопленке (см. рис. 17, табл. 6). На рис. 19 приведены 16-лл кинопленки с одной перфорацион- ной дорожкой (а) — для немых кинофильмов; с двусторонней пер- форацией (б); двойная с односторонней перфорацией (в) и двойная с двусторонней перфорацией (г). Размеры этих кинопленок при- ведены в табл. 8. Таблица 7 ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ 35-Л1Л1 КИНОПЛЕНКИ ДЛЯ ШИРОКОЭКРАННЫХ СТЕРЕОФОНИЧЕСКИХ КИНОФИЛЬМОВ (НОРМ-КИНО 43—61) Размеры, мм в пц * m2 ъ h t Q s ** Номиналь- ные Допустимые отклонения при изго- товлении 35,00 +0,00 -0,05 2,18 ±0,05 26,65 ±0,05 1,98 ±0,01 1,98 ±0,01 4,75 ±0,01 0,00 Не более 0,025 0,15 ±0,02 -0,015 * Отклонения относятся к обоим краям пленки. ** Толщина основы не менее 0,135 мм. Таблица 8 ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ 16-.и.ч КИНОПЛЕНКИ (ГОСТ 4897-56 и 4898-56) Размеры, At At в 8 1 mg ъ q Номинальные Допустимые отклонения при изготов- лении 16,00 -0,05 0,15 ±0,02 7,62 ±0,01 0,91 ±0,05 10,49 ±0,025 1,83 ±0,01 0,00 Не более 0,02 Для любительской кинематографии выпускаются 8-мм кино- пленки— одинарная и двойная (2x8), основные размеры которых приведены на рис. 20 и в табл. 9. 44
На широкоформатные 70-.ил фильмокопии на сторону, про- тивоположную эмульсионному слою, наносят четыре магнитные дорожки, которые предназначаются для записи пяти фонограмм основных каналов и шестой фонограммы канала эффектов. На Рис. 20. Основные размеры 8-лслс кинопленки: а — одинарная; б — двойная (2 X 8) рис. 21, а приведены размеры и расположение магнитных доро- жек, а на рис, 21, б — размеры и расположение магнитных Таблица 9 ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ 8-л<л4 КИНОПЛЕНКИ (ГОСТ 8761-58) Размеры, мм В1 В2 7П1 7П2 ь h t q S * Номиналь- ные Допустимые отклонения при изго- товлении 8,00 -0,05 15,98 -0,05 0,91 ±0,05 10,49 ±0,025 1,83 ±0,01 1,27 ±0,01 3,81 ±0,01 0,00 Не более 0,025 0,13 ±0,02 * Толщина основы не менее 0,1 мм. Таблица 10 РАЗМЕРЫ ФОТОГРАФИЧЕСКОЙ ФОНОГРАММЫ НА 16-лии ФИЛЬМОКОПИЯХ (НОРМ-КИНО 41—55) Вид фонограммы а ь р Переменной ширины Переменной плотно- сти 0,72±0,13 0,3±0,18 1,5±0,1 2,2±0,2 Не менее 0,45 Не менее 0,1 45
фонограмм. Ширина всех магнитных фонограмм одинакова. В кинотеатрах с девятиканальной системой звуковоспроизведения применяется девятиканальная фонограмма, записанная'на отдель- Рис. 21. Размеры и расположение в широкоформатных (70-жж) фильмокопиях: а — магнитных дорожек; б — магнитных фонограмм ной ленте. Размеры и расположение фотографических фонограмм на 35-лж фильмокопиях показаны на рис. 22. Таблица И РАЗМЕРЫ И РАСПОЛОЖЕНИЕ МАГНИТНЫХ ДОРОЖЕК НА 8-, 2х8-и 16-жж ФИЛЬМОКОПИЯХ (ГОСТ 9492-60) Размер Номиналь- ная вели- чина Допустимое отклонение А 2,5 +0,15 В Не более — 0,1 С 0,8 -0,1 46
Норм-кино 4-59 a 1 2 4 3 звуковой дорожки Рис. 22. Размеры и расположение фото- графических фонограмм на 35-jnjt филь- мокопии: а — фонограмма переменной ширины, б — фонограмма переменной плотности Рис. 23. Размеры и расположение на В5-лгл1 широкоэкранной фильмокопии: а - магнитных дорожек; б — фотографи- ческой фонограммы Рис. 24. Размеры и расположение фотографической фонограммы на 16-лсл1 фильмокопии
Магнитный слой сверху Рис. 25. Размеры и расположение магнитных дорожек на 8-, 2 х 8- и 16-мм фильмо- копиях: а — 8-мм одинарная; б — 8-мм двойная (2 X 8); в — 16-лш с двумя перфорацион- ными дорожками; г — 16-лыи с одной перфорационной дорожкой. Стрелки указывают направление движения фильмокопии: № 1 — дорожки ля записи звука; №2 — ба- лансирующие дорожки Эмульсионный слой сверху Норм-нино 94-62 Базовый край сч Рис. 26. Расположение и размеры изображения: а —70-лии фильмокопия; б — 35-лш широкоэкранная с фотографической фонограммой; в — Зб-лим обычная фильмокопия;
00 ' Рис. 26. Расположение и размеры изображения: г — 16-ммс односторонней перфорацией; д — iQ-мм с двусторонней перфо- рацией; е — 16-лш двойная с односторонней перфорацией; ж — 16-л1Л1 двой- ная с двусторонней перфорацией 4 Кинопроекционная тех-ка
На рис. 23, а приведены размеры и расположение четырех магнитных дорожек на 35-.и.ч широкоэкранной стереофонической фильмокопии. Три магнитные дорожки: 1, 2,3 — воспроизводят звук основных каналов, четвертая дорожка 4 предназначена для воспроизведения сигналов эффектов. Размеры и расположение фотографической фонограммы на 35-.и.и широкоэкранной фильмо- копии приведены на рис. 23, б. Размеры и расположение фотографической фонограммы 16-лл« фильмокопий даны на рис. 24 и в табл. 10. Размеры и расположение магнитных дорожек на 8-, 2x8- и 16-мл фильмокопиях даны на рис. 25 и в табл. 11. На рис. 26 приведены размеры изображения на 70-, 35- и 16-.ч.ч фильмокопиях. В 16-жм кинофильмах основная дорожка для записи звука — № 1; дорожка № 2 — балансирующая. Балансирующий слой наносится для получения одинаковой толщины фильмокопии с обеих сторон. Это необходимо для того, чтобы плоскость прое- цируемого кадра была перпендикулярна оптической оси объектива. Балансирующий слой может наноситься из магнитного или дру- гого материала. Кинофильм состоит из нескольких частей. Длина одной части 70-мж кинофильма примерно 360 м, 35-.wji кинофильма — 300 м, 16-л.м. — 120 м. Для правильной зарядки в кинопроектор, удобства перехода с поста на пост и сохранности начала и конца рулона каждая часть фильмокопии имеет так называемые начальный и конечный ракор- ды. Все начальные и конечные ракорды данного типа фильма (16-, 35- и 70-жж) любой фильмокопии имеют одинаковую длину и одинаковые составные части. Ракорды 16-, 35- и 70-ЛМ1 фильмо- копий обусловлены соответствующими Норм-кино (см. § 131). Некоторые действующие отраслевые нормали (Норм-кино), ста- билизировавшиеся в производственном процессе, заменяются Госу- дарственными стандартами (ГОСТами). Так, приведенные в этой главе Норм-кино 2 — 61, 43 — 61, 23 — 61, 24 — 61, 4 — 59, 48 — 62 и 41—55 в 1966 г. отменяются, в связи с введением в действие соответственно ГОСТов 11272—65, 11271—65, 11250—65, 11280— 65, 11251 — 65 и 11360 — 65. В указанных ГОСТах внесены некоторые незначительные изменения в размерах и допусках.
Глава IV. КИНОСЪЕМКА И КИНОПРОЕКЦИЯ Процесс получения изображений движущихся зрительных объектов средствами кинематографа достаточно сложен, и для рассмотрения удобно подразделить его на ряд последовательных этапов: киносъемку, фотографическую обработку, копирование и кинопроекцию. В указанной последовательности и построена данная глава. § 10. КИНОСЪЕМКА Съемка кинофильма заключается в получении на кинопленке серии фотографий последовательных фаз движущихся объектов. Рис. 27. Схема киносъемочной камеры Киносъемка осуществляется с помощью специальных кино- съемочных камер. Для пояснения принципа киносъемок рассмот- рим упрощенную схему такого аппарата (рис. 27). Киносъемочный аппарат представляет собой светонепроницае- мую камеру 1, внутри которой размещены детали и узлы аппарата. 4* 51
Светочувствительная кинопленка 2, смотанная в рулон, помеща- ется в светонепроницаемой подающей кассете 3, откуда с помощью лентопротяжного механизма в процессе киносъемки перематывает- ся в принимающую кассету 4. В некоторых типах киносъемочных камер обе кассеты изготовляются вместе в виде отдельного съемного узла и располагаются снаружи аппарата. Во время про- движения из подающей кассеты в принимающую пленка проходит через фильмовый канал 5, в котором имеется прямоугольный вырез 6, называемый экспозиционным окном. Размеры и форма экспозиционного окна определяют размеры и форму одного сним- ка — кадра, полученного на кинопленке. Находясь в экспозиционном окне, участок кинопленки засве- чивается (экспонируется) светом, который, отражаясь от объекта съемки I—II, проходит сквозь съемочный объектив 7 и попадает в экспозиционное окно. Объектив 7 образует перевернутое умень- шенное изображение снимаемого объекта I—II в плоскости кинопленки. Кинопленка передвигается относительно экспозиционного окна с помощью механизма прерывистого движения'# (грейфера) так, что некоторый промежуток времени она неподвижна в фильмовом канале, а затем скачкообразно передвигается на величину одного кадра. Для чего же необходимо прерывистое движение кинопленки? Если бы кинопленка перемещалась в экспозиционном окне непре- рывно, то получить достаточно резкое изображение снимаемого объекта было бы невозможно. В этом случае изображение предме- та попадало бы не на один и тот же участок пленки, а на различ- ные ее участки, последовательно проходящие в окне, и изображе- ние получилось бы нерезким (смазанным). Во избежание этого и применяют механизмы прерывистого движения, которые обеспе- чивают неподвижное положение кинопленки относительно экспо- зиционного окна в момент съемки. Может возникнуть вопрос: почему же не получается смазан- ного изображения при съемке движущегося объекта. Ведь изобра- жение такого объекта, создаваемое объективом, тоже будет пере- мещаться в плоскости кинопленки в течение времени ее экспо- нирования? При съемке движущихся объектов изображение действитель- но получается несколько нерезкое, смазанное, но эта нерезкость должна быть столь малой, чтобы зритель ее не замечал. Для этого при съемке движущихся объектов выбирают время воздей- ствия света на светочувствительный слой (время экспозиции) достаточно малым, чтобы за это время предмет и его изображение переместились незначительно, что не вызывало бы заметной для глаза нерезкости фотографического изображения. Для предотвращения засвечивания кинопленки во время ее движения в фильмовом канале, т. е. тогда, когда скачком про- 52
исходит смена одного экспонированного участка другим — неэк- спонированным, между объективом и экспозиционным окном уста- навливается вращающийся затвор, называемый обтюратором. Обтюратор 9 (см. рис. 27) представляет собой непрозрачный диск с вырезом (щелью), имеющим форму сектора. При вращении вокруг оси 10 обтюратор периодически перекрывает путь свету, падающему на экспозиционное окно, когда кинопленка движется, и открывает его, когда кинопленка неподвижна в фильмовом канале. В это время и происходит экспонирование кинопленки. Обтюратор киносъемочной камеры имеет и второе назначение: изменять время экспозиции путем изменения углового размера его щели (выреза). Очевидно, при постоянном числе оборотов обтюратора время экспозиции будет тем больше, чем больше угло- вой размер щели. Число снимаемых кадров в одну секунду называется частотой киносъемки; для звукового кино она принята 24 кадр/сек*. Эта частота киносъемки обеспечивается подбором соответствующей скорости движения деталей лентопротяжного механизма. Кроме способа киносъемки с прерывистым движением кино- пленки существует ряд методов киносъемок с непрерывным движе- нием, применяемых в различных случаях, например для ускорен- ной съемки объектов, движущихся с большой скоростью. Среди этих методов различают метод оптического выравнивания, дающий возможность с помощью специальных оптических систем (вращаю- щихся или качающихся зеркал) смещать изображение объекта на ту же величину и с такой же скоростью, как происходит смеще- ние кинопленки. Благодаря этому оптическое изображение снимаемого объекта движется строго синхронно с движением кинопленки. Можно производить киносъемку с применением импульсных источников света, освещающих снимаемый объект на очень корот- кий промежуток времени при съемке каждого кадра. При большой яркости объекта можно применять киносъемку при малых углах раскрытия щели обтюратора и непрерывном движении кинопленки (щелевой метод киносъемки). Ознакомимся в общих чертах с некоторыми техническими при- емами, используемыми кинооператорами в процессе киносъемок. Ряд приемов киносъемки производится при нормальной частоте съемки и без сложного вспомогательного оборудования. Перечис- лим некоторые из них: 1. Изменяя фокусное расстояние объектива или расстояние до снимаемого предмета, изменяют масштаб изображения, получая * Частота киносъемки 24 кадр/сек выбрана исходя из условия создания необходимого качества звукопередачи: чем выше скорость движения кино- пленки, тем лучше могут быть записаны высокие частоты звуковых сигналов, однако увеличение скорости приводит к большому расходу пленки. 53
общий, средний или крупный план. При общем плане фигура чело- века изображается на киноэкране во весь рост, при среднем плане 2/3 фигуры занимают весь экран, а при крупном плане на весь экран проецируется лишь изображение лица актера. 2. Поворачивая в процессе киносъемки съемочную камеру в горизонтальной или вертикальной плоскости, производят пано- рамирование, т. е. последовательную киносъемку объектов, расположенных в горизонтальной или вертикальной плоскости. При демонстрации панорамы на киноэкране у зрителей создается впечатление, будто они непрерывно переводят взгляд, следуя за наблюдаемым объектом. 3. Уменьшая постепенно в процессе съемки угол раскрытия обтюратора, т. е. уменьшая время экспозиции, производят съемку «в затемнение». При этом изображение на экране постепенно темнеет и, наконец, совершенно исчезает — экран становится темным. Обратный процесс — увеличение угла раскрытия обтюра- тора — создает эффект «из затемнения»: экран вначале темный, затем появляется изображение, которое постепенно светлеет. Так называемый «наплыв»— эффект постепенного перехода одной сце- ны (уходящей «в затемнение») в другую («из затемнения»)— создает- ся последовательным применением обоих способов. При киносъемках также применяются трюковые комбиниро- ванные способы киносъемок. Приведем некоторые, наиболее харак- терные методы и приемы комбинированных и трюковых кино- съемок: 1. Изменяя частоту киносъемки в сторону уменьшения или увеличения сравнительно с нормальной частотой (24 кадр!сек), получают возможность показывать зрителям процессы, протекаю- щие весьма медленно или, наоборот, чрезмерно быстро. Допустим, частота съемки меньше стандартной и составляет 12 кадр!сек. В этом случае движение, длившееся секунду (12 кадров), будет показано зрителям за х/2 сек (частота проекции 24 кадр!сек), т.'е. скорость движения на экране возрастает вдвое по сравнению со скоростью движения снимавшегося предмета. Замедленная съемка может производиться с весьма низкой частотой — по одному кадру в секунду, минуту или даже час (киносъемка роста цветов, кристаллов и т. д.). Ускоренная киносъемка позволяет снимать такие процессы, как полет пули, процесс разрушения стены снарядом, атомный взрыв и т.п. Для этого применяют специальные съемочные каме- ры, частота съемки которыми может достигать сотен тысяч и даже миллионов кадров в секунду. 2. Изменяя направление движения кинопленки в съемочной камере на обратное, сравнительно с обычным, получают «обратное движение» на экране, например разваленные дрова «сами» собира- ются в поленницу, разрушенный дом «сам» восстанавливается ит. п. 54
3. Применяя непрозрачные диафрагмы, называемые масками, или каше, которые устанавливаются перед экспозиционным окном, ограничивают экспонируемую часть кинопленки. Если, например, маска имеет круглое отверстие, то изображение на экране создает впечатление рассматривания через бинокль. Описанный способ называют кашетированием. 4. Используя маски, часто применяют метод дорисовки, состоя- щий в следующем. Актера снимают на часть кадра, а остальную часть кадра закрывают маской. Затем небольшой отрезок отсня- той кинопленки проявляют и полученное изображение актера проецируют на небольшой экран, часть которого оказывается не занятой изображением, так как при киносъемке часть кадра была закрыта маской. На эту свободную часть экрана дорисовывают декорацию и затем производят киносъемку экрана с нарисованной на нем декорацией на ту же кинопленку, на которую ранее было снято изображение актера. При этом перед экспозиционным окном устанавливают контрмаску, т. е. маску, форма выреза которой противоположна форме выреза первой маски, с которой произво- дилась съемка актера. Кроме перечисленных выше существует еще большое число методов комбинированных и трюковых киносъемок (перспектив- ные совмещения, блуждающая маска, оптические переклад- ки и т. д.). Итак, в результате киносъемки получают проэкспонирован- ную кинопленку. Под воздействием света в эмульсионном слое кинопленки возникает так называемое «скрытое» изображение. Последнее означает, что в этом случае под действием света в эмуль- сии произошли некоторые физико-химические изменения. Для того чтобы изображение из «скрытого» стало видимым, необходим процесс фотографической обработки. §11. ФОТОГРАФИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА КИНОПЛЕНКИ Целью фотографической обработки экспонированной черно- белой кинопленки является получение на ней видимого изображе- ния снятого объекта. Фотографическая обработка слагается из ряда операций, кото- рые рассмотрим в той же последовательности, в какой они практи- чески производятся. Проявление. Светочувствительная эмульсия, как ука- зывалось выше, представляет собой зерна бромистого серебра, распределенные в желатине. Процесс проявления заключается в восстановлении зерен бромистого серебра в металлическое под действием проявляющего раствора. Проявление основано на том, что реакция восстановления бромистого серебра в металлическое серебро происходит гораздо быстрее на зернах экспонированных, чем неэкспонированных. Поэтому в тех участках эмульсии, 55
на которые падал свет, за время проявления восстановится несрав- ненно большее количество металлического серебра, чем в тех ее участках, куда свет при киносъемке не попадал. В результате избирательного восстановления бромистого сереб- ра (т. е. выделения металлического серебра) эмульсионный слой чернеет, становится непрозрачным в тех местах, куда падал свет. Таким образом, возникает видимое глазом изображение. Степень почернения эмульсионного слоя зависит от количества освещения, или экспозиции, т. е. от произведения освещенности кинопленки на время ее экспонирования. Объект съемки состоит из участков различных яркостей. От его светлых участков при киносъемке на эмульсионный слой падает большее количество света, чем от темных. Поэтому при прояв- лении там, где на кинопленке изображались светлые участки объекта, выделится больше металлического серебра, т. е. они будут чернее, чем места кинопленки, на которые падало меньше света от темных участков снимаемого предмета. Таким образом, расположение светлых и темных участков в изображении, полученном на кинопленке после киносъемки и проявления, будет обратным снимаемому объекту — светлое лицо будет темным, а темные волосы — светлыми. Изображение, в котором темные участки соответствуют светлым местам объекта, а светлые — темным, называется негативным. Следовательно, после проявления проэкспонированной кинопленки получают негативное изображение. В качестве проявителей для черно-белых изображений чаще всего применяются растворы гидрохинона, метола, фенидона и других веществ. Процесс проявления заканчивается, когда достигнута необ- ходимая степень почернения. Для прекращения проявления экспонированная пленка извлекается из проявляющего раствора и подвергается первому промыванию в воде, цель которого — смыть с поверхности пленки остатки проявляющих веществ, для того чтобы, во-первых, приостановить процесс проявления и, во- вторых, предотвратить перенос проявляющих веществ в последу- ющие растворы, в которых обрабатывается кинопленка. Проявленная кинопленка содержит в эмульсии кроме металли- ческого серебра также и остаточное галоидное серебро, не вос- становленное проявителем. Вследствие этого кинопленка остается светочувствительной, ее нельзя подвергать действию света и при сравнительно длительном ее хранении происходит почернение всей поверхности (изображение пропадает). Фиксирование. Желатиновый слой проявленной эмуль- сии содержит остаточное светочувствительное галоидное серебро и, кроме того, остатки частично окисленного проявителя. Галоид- ные соли серебра очень мало растворимы в воде и поэтому не могут быть удалены простым промыванием кинопленки. 56
Для превращения нерастворимого в воде галоидного серебра в растворимые соли, а также для нейтрализации действия остат- ков проявителя проявленную кинопленку подвергают действию фиксирующих растворов. В фотографической практике в качестве фиксирующего вещества почти всегда применяют тиосульфат натрия. Отфиксированную кинопленку подвергают второму, весьма тщательному промыванию в проточной воде, для того чтобы вымыть растворимые соли серебра вместе с фиксирующими ве- ществами. Недостаточное уда- ление растворимых соедине- ний серебра приводит к окрашиванию в желтовато- коричневый цвет светлых уча- стков изображения, а недо- статочное удаление остатков Рис. 28. Схема проявочной машины: 1 — рулон экспонированной кинопленки; 2 — баки с проявителем; 8 — баки с водой для первой промывки; 4 — баки с фиксирую- щим раствором; 5 — баки с водой для окончательной^} промывки; 6 — сушильный шкаф; 7 — рулон обработанной кинопленки фиксирующих веществ при- водит к появлению серебри- сто-белого налета на фотогра- фическом изображении. После окончания процесса промывания обработанная ки- нопленка поступает в сушку. При производстве кинофильмов вся фотографическая обработ- ка пленки производится с помощью специальных проявочных машин (рис. 28). В проявочной машине кинопленка проходит через баки с фото- графическими растворами и водой, а затем поступает в сушиль- ный шкаф. § 12. КОПИРОВАНИЕ Для получения изображения, у которого распределение свет- лых и темных мест было бы обратным негативному, а значит соот- ветствовало бы распределению этих мест в объекте съемки, при- меняется процесс копирования или печати изображения. Сущность процесса копирования заключается в том, что свет пропускают сквозь негатив и засвечивают им светочувствительную позитивную пленку. Через темные непрозрачные участки негатива свет не пройдет или пройдет в очень малом количестве, и на позитивной пленке после фотографической ее обработки в этих местах почер- нения не будет. Сквозь светлые участки негатива пройдет много света, и в этих участках позитива почернение будет большим. Следовательно, в результате копирования и получается фотографическое изо- 57
бражение, в котором распределение светлых и темных участков соответствует объекту съемки. Такое фотографическое изображе- ние называется позитивным, а кинопленка с позитивными кадрами носит название фильмопозитива, фильмокопии или кинофильма. Процесс печати кинофильма может осуществляться двумя методами: контактным и оптическим. Контактный метод печати заключается в том, что негатив изображения и позитивную кинопленку плотно прижимают эмуль- сионными слоями друг к другу и сквозь негатив пропускают свето- вой поток, который засвечивает позитивную кинопленку. Контакт- ная печать позитива может про- Рис. 29. Схема копировального аппарата контактной печати изображения с прерывистым движением кинопленки: 1 — негатив изображения; 2— позитивная кинопленка; 3 — подающий барабан; 4 — филь- мовый канал; 5 — печатное окно; 6 — источник света; 7— скачковый механизм; 8 — при- нимающий барабан; 9 — экспо- нированная позитивная кино- пленка; Ю — негатив изобра- жения; 11 — обтюратор Рис. 30. Принцип контактной печати с непрерывным движением кино- пленки: 1 — негатив изображения; 2 — по- зитивная кинопленка; 3 — печатное окно; 4 — источник света; 5 — зуб- чатый печатный барабан (большого диаметра) изводиться как при прерывистом движении пленки, так и при не- прерывном. Принцип процесса кон- тактной печати ясен из схем ко- пировальных аппаратов контактной печати при прерывистом и непрерывном движении кинопленок, приведенных соответствен- но на рис. 29 и 30. Достоинством контактного метода печати является высокая резкость позитивного изображения, зависящая по существу только от качества контакта между негативом и позитивной кинопленкой. Существенным недостатком метода является повреж- дение эмульсионного слоя негатива, соприкасающегося с эмуль- сионным слоем позитивной пленки. Прерывистое или непрерывное движение при печати также характеризуется определенными достоинствами и недостатками. 58
При прерывистом движении лент во время экспозиции негатив и позитивная кинопленка находятся у печатного окна в неподвиж- ном положении; взаимного их смещения (скольжения) не происхо- дит, и поэтому качество позитива высокое. Однако этот способ характерен малой производительностью, так как примерно поло- вину времени кинопленки движутся и, чтобы при движении не происходило экспонирования, световой поток на это время перекрывается обтюратором. Если не перекрывать свет обтюратором, то экспонирование движущейся пленки может привести вследствие взаимного про- скальзывания пленок к смазыванию позитивного изображения. Кроме того, при прерывистом движении перфорации изнашивают- ся больше, чем при непрерывном. Непрерывное движение кинопленок при печати обеспечивает высокую производительность, но качество позитивного изображе- ния низкое, так как происходит проскальзывание позитивной кинопленки относительно негатива во время печати. Контактные методы печати получили широкое распространение. Однако в тех случаях, когда размеры кадров в фильмокопии должны отличаться от размеров кадров негатива, применяется оптическая печать. Оптический метод печати заключается в том, что освещенный кадр негатива с помощью оптической системы (объектив) про- ецируется на позитивную кинопленку (рис. 31). Объектив создает перевернутое изображение кадра негатива в плоскости позитив- ной кинопленки. К достоинствам оптической печати относятся: возможность изменения масштаба изображения в позитиве, сохранность изо- бражения и эмульсионного слоя негатива, не соприкасающегося с позитивной пленкой, и высокая резкость фотографического изображения. Из отмеченных свойств оптической печати особо следует подчеркнуть возможность изменения масштаба, которая широко используется при печати 16-жж позитива с 35-жж негати- ва, с 70-жж негатива на 35-жж позитив и т. д. Метод оптической печати имеет и ряд недостатков: сложность механических устройств (два лентопротяжных тракта), оптической системы, ухудшение качества позитивного изображения, вслед- ствие пропечатывания царапин негатива. Оптический метод печати изображения практически произво- дится только при прерывистом движении лент. После копирования и фотообработки откопированных планов наступает период монтажа. Каждая сцена кинокартины снимается несколько раз, в результате чего получают несколько так называе- мых дублей, наличие которых гарантирует от недостатков, возмож- ных как при съемке, так и при фотообработке. С каждого дубля печатают позитив и, просматривая его на специальном монтаж- ном столе или на экране, отбирают наиболее удачные дубли. 59
Отобранные дубли позитивов монтируют (склеивают) в извест- ной последовательности, в соответствии с рабочим сценарием фильма. По смонтированному позитиву фильмокопии после прием- ки кинокартины подбирают и монтируют оригинальный — пер- вичный — негатив фильма. Оригинальный негатив является, по существу, единственным результатом производства фильма и представляет большую цен- ность. Так как в процессе печати негатив повреждается и пор- Рис. 31. Схема копировального аппарата оптиче- ской печати изображения» 1,2 — негатив изображения; 3 — неэкспонирован- ная позитивная кинопленка; 4 — экспонированная позитивная кинопленка; 5 — источник света; 6 — объектив; 7 — печатное окно тится, то оригинальный негатив изображения для массовой печати фильмокопий при большом их тираже не используется. С первич- ного негатива печатают промежуточный позитив, а с последнего печатают вторичные негативы — дубль-негативы, или контра- типы. С контратипов на специальных кинокопировальных фабри- ках производится массовая печать фильмокопий, выпускаемых в СССР большим тиражом. Такой процесс массовой печати назы- вают печатью с контратипированием. Если потребное число фильмокопий невелико, то печать может производиться с ориги- нального негатива, что обеспечивает более высокое качество фильмокопий. 60
§ 13. КИНОПРОЕКЦИЯ Процесс получения на экране увеличенных изображений про- зрачных предметов (кадров, рисунков и т. д.) называется диа- проекцией, а непрозрачных — эпипроекцией. Диаскопическая проекция происходит в проходящем диапозитив) свете, который почти пол- ностью попадает в объектив аппара- та, а затем на экран. Эпископическая проекция проис- ходит за счет отраженного (рассеян- ного) от непрозрачного объекта (фо- тография, рисунок и т. д.) света, который только частично попадает в проекционный объектив. Поэтому при эпипроекции происходят огромные потери света. Как показали исследо- вания, при одинаковых осветитель- ных и оптических системах полезный световой поток при диапроекции в десятки раз больше светового потока при эпипроекции, чем и объясняется значительно более широкое исполь- зование диапроекции. Процесс создания на’ экране уве- личенных изображений прозрачных кадров кинофильма, последователь- но сменяющихся с такой частотой, что создается восприятие плавного через объект (кинокадр, Рис. 32. Схема кинопроектора для демонстрации немого фильма движения снятых предметов, назы- вается кинопроекцией. Кинопроекция осуществляется специальным кинопроекционным аппаратом, или кинопроекто- ром, схема которого приведена на рис. 32. Рулон кинофильма, намотанный на бобину (катушку) 1, раз- матывается зубчатым барабаном 2, затем поступает в фильмовый канал 3, где имеется прямоугольный вырез 4, называемый кадро- вым окном. После фильмового канала 3 кинофильм поступает на барабан 5 механизма прерывистого движения, обеспечивающего скачкообразное перемещение кинофильма относительно кадрового окна 4 точно на величину шага кадра. Пройдя принимающий зуб- чатый барабан 6, кинофильм наматывается на бобину 7. Каждый кадр кинофильма равномерно освещается в кадровом окне 4 источником света 8 и проецируется объективом 9 в увели- ченном виде на киноэкран. Прерывистое движение кинофильма в фильмовом канале 3 осуществляется механизмом прерывистого движения, в качестве которого наиболее часто используется 61
мальтийский механизм. Проекция кадров на экран производится только в то время, в течение которого кадр кинофильма в кадро- вом окне находится в состоянии покоя. Если проецировать на экран кадры непрерывно движущегося кинофильма, то четкого изображения получить нельзя: каждая точка кадра будет изображаться на экране не точкой, а линией (вертикальной), представляющей собой «след» движущейся по экрану точки. Тем не менее даже при прерывистом движении кинофильма могут возникнуть в изображении вертикальные полосы — смазан- ность, если на экран будет падать свет во время смены кадров, и зритель увидит процесс смены кадров. Для предотвращения этого на пути светового потока ставят обтюратор 10, одна лопасть которого и перекрывает путь свету на время смены кадров. Из рис. 32 видно, что обтюратор 10 имеет две лопасти и соответствен- но два выреза. Одна из этих лопастей перекрывает свет во время смены кадров. Для чего же служит другая лопасть? Число кадров, проецируемых на экран в секунду, называемое частотой кинопроекции, составляет 24 кадр/сек. Обтюратор, совер- шающий также 24 оборота в секунду, при наличии лишь одной лопасти перекрывал бы свет 24 раза в секунду и вследствие этого зритель ощущал бы мелькания (см. гл. I, § 2). Увеличивая частоту перекрывания света обтюратором, можно достигнуть критической частоты мельканий, при которой экран будет казаться освещенным постоянно. Для достижения критиче- ской частоты мельканий и служит вторая лопасть обтюратора, так как двухлопастный обтюратор обеспечивает частоту обтюрации в 48 перекрываний в секунду. Метод кинопроекции с прерывистым движением кинофильма получил широкое применение в промышленных кинопроекторах. Тем не менее с первых же лет развития кинотехники ученые и изо- бретатели пытались разработать кинопроекторы с непрерывным движением кинофильма, так как последние принципиально имеют ряд достоинств сравнительно с аппаратами с прерывистым дви- жением. Укажем на главнейшие из этих достоинств: 1. Применение механизмов прерывистого движения приводит к значительному износу перфораций кинофильма, в силу чего нормальный срок эксплуатации фильмокопии составляет всего около 600 сеансов. Непрерывное и равномерное движение кино- фильма при кинопроекции приводит к увеличению срока его службы почти в два раза. 2. В некоторых аппаратах с непрерывным движением кино- фильма можно отказаться от применения обтюратора, что умень- шает потери света в оптической системе. 3. Шум, создаваемый кинопроектором при работе, в основном обусловливается наличием механизма прерывистого движения и изменением длины петель кинофильма. Поэтому аппараты, не 62
имеющие таких механизмов, характеризуются значительно мень- шим шумом. Однако разработанные и осуществленные конструк- ции кинопроекторов с непрерывным движением фильма наряду с достоинствами имеют и существенные недостатки. Одним из первых принципов, использованных в аппаратах с непрерывным движением фильма, было оптическое выравнива- ние. Оптическое выравнивание заключается в применении специ- альной оптической системы (плоскопараллельная стеклянная пластинка, плоское зеркало, линза и т. д.), поворот или вращение ко- торой «компенсирует» непрерывное движение кинофильма при кино- проекции так, что изображение каждого кадра на экране за все время его движения остается не- подвижным. Уяснить принцип работы кино- проектора с оптическим выравни- ванием можно путем рассмотре- ния наиболее простой системы, представляющей собой равномерно Рис. 33. Схема оптического компен- сатора с вращающейся плоскопарал- лельной пластинкой вращающуюся плоскопарал- дельную стеклянную пластинку J, установленную между кадро- вым окном и объективом (рис. 33). Кинофильм Ф непрерывно движется в фильмовом канале 2 в направлении стрелки 7Г; плоско- параллельная пластинка'1 равномерно вращается вокруг оси О в направлении стрелки N. Если при движении кинофильма точ- ка С кадра переместится в положение Ct, то при неподвижной пластинке луч света, пройдя точку Ct, выйдет из пластинки в направлении С' и попадет в объектив 3, также сместившись на ту же величину (с' с' = К). Очевидно, при этом изображение точки С на киноэкране также сместится на некоторую величину, опре- деляемую величиной смещения кадра в фильмовом канале и увели- чением объектива 3. Для того чтобы при перемещении точки кадра из положения С в Ci изображение этой точки на киноэкране оставалось в одном и том же месте, необходимо, чтобы луч, пройдя точку Сг и пла- стинку 1, вышел из пластинки на прежнем уровне СС. Для этого пластинку 1 необходимо повернуть на некоторый угол а. Тогда при движении кадра его изображение на экране не сместится. Как показывает построение графиков смещения луча h (вели- чину h см. на рис. 33) и пути фильма от угла поворота пластинки, выравнивание (компенсация) происходит только при повороте пластинки на угол, не превышающий 14—15°. При дальнейшем увеличении угла поворота пластинки смещение луча, падающего в объектив, будет меньше перемещения точки С кадра. Таким образом, для оптического выравнивания может быть использован поворот стеклянной пластинки только на угол 14—15°, 63
а на время поворота на угол 180—(15 X 2)° свет перекрывает- ся обтюратором, что является существенным недостатком данного метода выравнивания (так как применение обтюратора снижает среднюю кажущуюся яркость изображения). Кроме рассмотренного метода оптического выравнивания суще- ствует много других. Так, в 1936 г. в Научно-исследовательском кинофотоинституте была разработана конструкция аппарата, в котором оптическим компенсатором служил вращающийся зер- кальный барабан с 50 гранями. При непрерывном движении филь- ма в кадровом окне поворотом зеркального барабана обеспе- чивалось неподвижное положение изображения кадра на экране. Основной недостаток кинопроекторов с оптическим выравнива- нием — это необходимость весьма высокой точности изготовления и регулировки механизма, чтобы обеспечить строгую синхрониза- цию движения кинофильма и компенсатора. Из-за погрешностей изготовления и особенно вследствие износа эта точность умень- шается, что приводит к нерезкости-изображения кадра на экране. В последние годы, в связи с широким развитием импульсной техники, в кинопроекторах с непрерывным движением фильма начинают применяться импульсные источники света. Применение импульсных источников света позволяет произво- дить освещение кадра не непрерывно, а только в течение очень малых промежутков времени, длительностью не более 0,0001 сек. Очевидно, при столь малых временах освещения, согласно закону Тальбота, мгновенная яркость экрана должна быть очень высокой, чтобы создать необходимый уровень средней яркости изображе- ния. Кроме того, применяя импульсный источник света (при непрерывном движении фильма), необходимо для достижения кри- тической частоты мельканий проецировать 47—48 кадров в секун- ду, что привело бы к неоправданному увеличению расхода пленки. Современные импульсные лампы имеют ряд недостатков: срок службы импульсных ламп большой яркости недостаточно велик, невелика светоотдача, светящееся тело разряда имеет неудобную для кинопроекции форму, необходима сложная система электри- ческого питания лампы, отсюда высокая стоимость аппаратуры. В последнее время делались попытки практического исполь- зования импульсных ламп, питаемых переменным тском, в кино- проекторах с прерывистым перемещением фильма. В этом случае импульсная лампа дает в секунду 100 вспышек, что при частоте проекции 25 кадр/сек обеспечивает четыре вспышки на каждый кадр. Частота мельканий, равная частоте вспышек, значительно превышает критическую. Прерывистое перемещение фильма на шаг кадра происходит между вспышками в момент погасания импульсной лампы, что при условии достижений критической частоты мельканий за счет большого числа вспышек позволяет устранить обтюратор. Отсутствие обтюратора повышает световую эффективность кинопроектора.
Глава V. ОСНОВЫ ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЗВУКА Звук — это колебания давления, происходящие в упругой среде (в воздухе), вызывающие при воздействии на ухо человека слуховое ощущение. Звуковые колебания, так же как и любые другие колебания, характеризуются частотой f, длиной волны X, амплитудой А и скоростью их распространения v. Между длиной волны X, частотой / и скоростью распростране- ния v существует следующая зависимость: * = (3) С давних времен известны попытки произвести фиксацию (запись) звуковых колебаний, чтобы сохранить их, а затем вос- произвести в любом месте, и в любое время. Все предлагавшиеся и существующие методы записи звука основаны на преобразовании звуковых колебаний в другие виды колебаний: электрические, механические, световые и др. В за- висимости от применяющегося вида преобразований, различают методы записи: механический, магнитный и фотографический. В настоящее время в кинотехнике широко применяются фото- графический и магнитный методы записи звука. Механический метод записи, хотя и является наиболее ранним, не находит при- менения в звуковом кино; он используется для грамзаписи. Качественные показатели различных методов записи звуковых сигналов могут быть выявлены лишь в результате их воспроиз- ведения. Поэтому ниже и рассматривается сущность различных процессов звукопередачи в целом. § 14. ФОТОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД ЗВУКОПЕРЕДАЧИ Предложения по способам фотографической записи и воспро' изведения звука относятся к концу прошлого столетия и связаны с именами Фритта (1880), Викшемского (1880), Полякова (1900) и других. Практически фотографическая запись впервые была осуществлена Румером в 1900—1901 гг., использовавшим в каче- 5 Кинопроекционная тех-ка 65
стве записывающего устройства вольтову дугу, к которой подво- дился постоянный ток и переменный ток звуковой частоты. Работы упомянутых ученых и еще большого числа ученых и изобретателей создали предпосылки к тому, что в период 1925— 1928 гг. в разных странах появились разработки систем звукового кино. В СССР в этот период в результате работ А. Шорина и П. Тагера были созданы две оригинальные системы, получившие широкое распространение в отечественной кинотехнике. Любая современная система фотографической записи — вос- произведения звука строится по общей схеме, представленной на рис. 34. Звуковые колебания, распространяясь в воздухе от источ- ника звука 1 (рис. 34, а), доходят до микрофона 2, назначение которого — преобразование звуковых колебаний в соответствую- щие им колебания электрического тока. Интенсивность получен- ных от микрофона 2 электрических колебаний обычно мала, и они не могут непосредственно использоваться для управления записы- вающим устройством. Поэтому слабые электрические сигналы после микрофона передаются по проводам в усилительное устрой- ство записи 5, которое усиливает электрические колебания до необходимой величины. Усиленные электрические сигналы звуко- вой частоты после усилителя подводятся к звукозаписывающему аппарату З.А. Звукозаписывающий аппарат 3. А. представляет собой свето- непроницаемую камеру, в которой с помощью лентопротяжного механизма производится равномерное продвижение светочувстви- тельной кинопленки 5. На движущуюся кинопленку 5 падает световое пятно в форме прямоугольника 7, называемое пищущим штрихом. Это световое пятно создается источником света 6, кото- рый питается постоянным электрическим током. Постоянный поток света на своем пути к светочувствительной пленке 5 про- ходит через так называемое светомодулирующее устройство 4, назначение которого — изменять (модулировать) проходящий постоянный световой поток в соответствии с подводимыми к моду- лятору электрическими сигналами звуковой частоты. В качестве простейшего модулятора света может применяться ленточный (струнный) осциллограф, принцип работы которого виден из рис. 35. В магнитном поле постоянного магнита 1 распо- лагается заслонка — ленточка 2, через которую пропускают ток звуковой частоты, идущий от микрофона 3 через усилитель 4. При прохождении переменного тока звуковой частоты через лен- точку 2 вокруг нее возникает переменное магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем постоянного магнита 7; вследствие этого ленточка приходит в колебания и частично пере- крывает свет (пишущий штрих 7 — см. рис. 34, я), создаваемый источником света 5. Таким образом, в результате работы светомодулирующего устройства на движущуюся светочувствительную кинопленку 66
Рис. 34. Принципиальные схемы фотографической записи (а) воспроизведения (б) звука 5*
падает изменяющийся (модулированный) световой поток, остав- ляя на кинопленке (после ее фотографической обработки) некото- рый след — запись — в виде соответствующего почернения. Этот фотографический след 8 (см. рис. 34, а) записанных колебаний называют фонограммой. Так как световой поток модулировался по закону электриче- ских колебаний, а последние соответствовали звуковым колеба- Рис. 35. Схема ленточного осциллографа как модулятора света ниям, улавливаемым микрофоном, то запись на кинопленке будет соответствовать звуковым сигналам источника звука. Рассмотрим процесс воспроизведения звука с фотографической фонограммы, воспользовавшись рис. 34, б. В звуковоспроизводящем аппарате В. А. с помощью ленто- протяжного механизма равномерно продвигается лента 5 с отпе- чатанной на ней фонограммой 8. На движущуюся фонограмму 8 падает световое пятно 7, имеющее прямоугольную форму и назы- ваемое читающим штрихом, которое создается источником света 6 и оптической системой 4. Так как к источнику света 6 подводится постоянный электрический ток, то на фонограмму падает постоян- ный световой поток. Пройдя сквозь движущуюся фонограмму, световой поток становится модулированным (меняющимся), так как разные участки фонограммы благодаря наличию различных площадей почернений пропустят различные количества света. Таким обра- зом, фотографическая фонограмма при своем движении выступает как модулятор проходящего сквозь нее света. Модулированный фонограммой свет попадает в фотоэлемент 3, который преобразует изменения световой энергии в соответствую- щие изменения электрического тока. Выходящие из фотоэлемента электрические сигналы звуковой частоты ввиду малой их интен- сивности подводятся к усилителю воспроизведения 2, а затем поступают в громкоговоритель 1, преобразующий подводимые к нему электрические колебания в звуковые. Остановимся несколько подробнее на способах получения различных видов фотографических фонограмм. 68
Запись звука осуществляется пишущим штрихом, размеры кото- рого в современной аппаратуре составляют: ширина я~6—16 мк, длина I = 1,8—2,0 мм (рис. 36). Величина светового потока * F, падающего на кинопленку, может быть выражена произведением освещенности Е, определяе- мой величиной светового потока, приходящегося на единицу пло- щади, на площадь пишущего штриха S = а • I, т. е. F = E-a-l. (4) Из последнего выражения можно определить способы модуля- ции света, экспонирующего кинопленку в процессе записи. Пред- Рис. 36. Виды поперечных фонограмм: а — поперечная односторонняя фонограмма; б — поперечная двусторонняя фоно- грамма (две ленточки); в — поперечная двусторонняя необесшумленная фонограмма (М-образная маска); г — поперечная двусторонняя обесшумленная фонограмма ставим себе, что пишущий штрих наполовину перекрыт по своей длине непрозрачной заслонкой (ленточкой) К (рис. 36, а), кото- рая под действием электрических сигналов звуковой частоты, подводимых к модулятору, может совершать колебания вдоль штриха в направлении, указанном стрелками. В этом случае, как ясно из формулы (4), величина светового потока будет меняться за счет изменения длины штриха. В каждый данный момент времени будет освещаться разная длина штриха, и на кинопленке образуются различные по ширине зачерненные участки, в совокупности формирующие так называе- мую поперечную одностороннюю фонограмму. В этом случае моду- лирующая заслонка совершала колебания на всю ширину I фоно- * Во всем изложении мы применяем термин «световой поток», подразу- мевая в некоторых случаях лучистый поток. Действительно, когда речь идет о кинопленке, фотоэлементе, то следует учитывать их чувствительность ие только к видимой части спектра, как у глаза человека, но и к невидимой. 69
граммы относительно некоторой средней линии, показанной на рис. 36, а штрих-пунктирной линией. Если использовать две модулирующие заслонки или одну, но оптическим путем получить два ее изображения на кинопленке и разместить их, как показано на рис. 36, б, то получается так называемая двусторонняя поперечная фонограмма. Очевидно, к модулятору света в этом случае можно подводить меньший ток звуковой частоты, так как отклоняться заслонка должна не на всю ширину фонограммы, а лишь на половину. Применяя заслонки (маски) сложных конфигураций, можно получить различные виды поперечных фонограмм (многодорожеч- ные, противофазные и др.). В частности, имея маску с М-образ- ным вырезом, получают двустороннюю поперечную фонограмму (рис. 36, б), которая сравнительно легко может быть обесшумлена. Поясним сущность обесшумливания. При воспроизведении фотографической фонограммы световой поток модулируется непрозрачными ее участками, через которые свет практически не проходит. Прозрачные, незачерненные участ- ки фонограммы пропускают много света. Если в этих участках фонограммы имеются царапины, загрязнения или неоднородности желатинового слоя, то возникает вредная модуляция светового потока и в громкоговорителях появится шум. Для уменьшения шума кинопленки (обесшумливание) частично зачерняют прозрач- ную часть фонограммы, особенно в тех ее участках, где прозрачная площадь велика, т. е. там, где записан тихий звук малых амплитуд Амин. Двусторонняя обесшумленная поперечная фонограмма при- ведена на рис. 36, г. Для получения различных видов поперечных фонограмм используются разные типы модуляторов света: ленточные осцилло- графы (см. рис. 35), зеркальные гальванометры и др. До сих пор рассматривался только один возможный способ модуляции светового потока, падающего на пленку: изменение длины пишущего штриха. Из формулы (4) вытекают и другие воз- можности: изменения ширины а штриха или его освещенности Е. Изменения ширины пишущего штриха можно добиться, если в простейшем случае модулирующую грань повернуть на 90° и заставить ее совершать колебания не в направлении длины, а в направлении ширины штриха (рис. 37). При таком способе модуляции кинопленка, двигаясь с постоянной скоростью v, в каждый данный момент будет получать различное количество освещения (экспозицию) за счет переменного времени экспони- рования при постоянной освещенности Е. Действительно, когда пишущий штрих будет узким (амии), то кинопленка этот освещенный участок пройдет за меньший проме- жуток времени, чем освещенный участок расширенного штриха (амакс). т. е- время экспозиции t = будет изменяться. Фонограм- 70
ма в этом случае будет представлять собой участки переменных почернений вдоль пленки при постоянной ширине экспонирован- ной полосы. Такая фонограмма называется интенсивной. Наконец, модуляцию светового потока, падающего на кино- пленку, можно производить, изменяя освещенность штриха по закону звуковых колебаний, оставляя размеры штриха неизменны- ми. Для этого следует применять специальные источники света (например, лампу тлеющего разряда), яркость свечения которых изменяется в соответствии с подводимыми к ним электри- носкими сигналами, или уста- новить на пути светового пуч- ка устройство (колеблющийся оптический клин, ячейку Керра), коэффициент пропу- скания которого изменяется соответственно звуковым ко- лебаниям. При использовании последних способов модуля- ции образуется также интен- сивная фонограмма. Качественные показатели любого метода записи и вое- Рис. 37. Интенсивная фонограмма произведения звука характе- ризуются его способностью к неискаженной передаче частот и уровней звукового сигнала. Частотный диапазон естественных источников звука (голос че- ловека, музыкальные инструменты и т. п.), воспринимаемых человеком, простирается примерно в пределах от 30—40 до 15 000—16 ОООги. В пределах этого диапазона частот ощущение зву- ка появляется у человека только при достижении определенной (минимальной) силы звука, лежащей на уровне так называемого по- рога слышимости 70*. Верхняя по силе звука граница слышимости ограничена порогом болевого ощущения, т. е. такой силой звука, которая создает у слушателей болевое ощущение. Все слышимые звуки лежат выше порога слышимости и ниже порога болевого ощущения и субъективно различаются по громкости, определяе- мой силой звука и частотой. Естественные источники могут создавать звуки разной силы: от самых слабых, лежащих на пороге слышимости, до самых сильных, присущих данному источнику звука. Отношение наиболее сильно- го сигнала к наиболее слабому (отношение сил звуков) данного источника называют динамическим диапазоном источника звука. * Уровень порога слышимости принимают в физиологической акус- тике за нулевой уровень. Ему соответствует сила звука Io = 10-16 вт/см^ при частоте / = 1000 гц. 71
Так, например, динамический диапазон обычной речи составляет около 40 дб *. Максимальный уровень ** автоматического гудка — 80 дб, шума самолета (на расстоянии 2 км) — 110 дб и т. и. Для неискаженной передачи звука необходимо, чтобы данный метод записи и воспроизведения позволял передавать без ограни- чений указанные выше диапазоны частот и уровней естественных звуковых сигналов при сохранении формы колебаний ***. Рассмотрим, от каких факторов зависит эта передача при фото- графическом методе записи и воспроизведения. Допустим, что Рис. 38. Поперечная односторонняя необесшумлеиная фонограмма произведена односторонняя запись синусоидального сигнала (рис. 38). На рисунке Z3B обозначена длина волны звукозаписи, под которой понимают тот участок фонограммы (по ее длине), на котором зафиксирована одна волна звукового сигнала, преобразо- ванного в изменение светового потока. Очевидно, этот участок будет равен той длине кинопленки, на которую она успеет переместиться за время Т одного периода изменения звукового сигнала, при дан- ной скорости v движения кинопленки в звукозаписывающем аппа- рате, т. е. = (5) где — Хзв — длина волны звукозаписи; v — скорость движения кинопленки; Т — период звукового колебания данной частоты. Между периодом Т и частотой f колебания существует зави- симость: * Так как слуховое ощущение (как и всякое другое) человека пропор- ционально логарифму раздражения (силы звука), то для оценки воздействия различных раздражителей берут логарифм отношения раздражителей (силы звука). Единица измерения — бел. Удобнее пользоваться более мелкими единицами — децибелами (дб). Бел равен десяти децибелам. ** Во всех случаях, когда указывается только максимальный уровень (в дб), то подразумевается, что минимальным уровнем принят нулевой. *** Искажения формы колебаний передаваемых сигналов называют не- линейными искажениями. Они проявляются в появлении в передаваемом сигнале дополнительных составляющих — дополнительных гармоник. На слух эти искажения ощущаются как хриплость звука. 72
Следовательно: Чв = т- (6) Из формулы (6) видно, что длина волны звукозаписи будет тем больше, чем больше скорость и движения звуконосителя (при данной частоте /) и чем ниже частота / колебаний (при данной ско- рости звуконосителя). Следовательно, низкочастотные сигналы будут записываться на кинопленке при постоянной скорости ее движения с большой длиной волны (А.макс) звукозаписи (см. рис. 38), а высокочастотные сигналы — с малой длиной вол- ны (Хмин) звукозаписи. Из-за ограниченной разрешающей способности кинопленки (см. § 8) по мере повышения частоты записываемого сигнала наступает такой момент (столь малая длина волны звукозаписи), когда отдельные «зубчики» на фонограмме сливаются и запись фактически не происходит. При применяемых на практике сортах кинопленок и стандартной скорости движения 35-л«л« кинопленки при звукозаписи (456 мм/сек) оказывается возможным записать звуковые сигналы с частотой не выше 8000—9000 гц *. Можно улучшить запись верхних частот, увеличивая скорость движения v звуконосителя, но это привело бы к большому рас- ходу кинопленки. Наоборот, уменьшение скорости движения кинопленки при записи (и соответственно при воспроизведе- нии) звука уменьшает расход кинопленки, но одновременно с этим ухудшаются условия передачи верхних частот звукового ди- апазона. Этот недостаток присущ звукопередаче на узких 16-л«ж фильмо- копиях, скорость движения которых составляет 183 мм/сек. При такой скорости движения звуконосителя при использовании фотографического метода звукопередачи удается записать звуковые колебания с верхней частотой, не превышающей 4000— 4500 гц. Для улучшения качества звукопередачи в 16-.и,и фильмах применяется магнитный метод записи и воспроизведения звука (§ 15). Из изложенного следует, что при фотографическом методе передать весь диапазон частот естественных источников звука при ограниченной скорости движения звуконосителя и ограниченной разрешающей способности кинопленок не представляется возмож- ным. Тем не менее указанное выше ограничение передаваемых частот (верхняя граница 8000—9000 гц) существенно не влияет на слуховые ощущения и в практических условиях слушатель не * Частотный диапазон записи ограничивается и конечной шириной пишущего штриха, но конечная ширина штриха существенно влияет в про- цессе воспроизведения, где она больше. Практически диапазон частот при фотографической записи не превышает 8 кгц. 73
замечает искажений звука, что объясняется в основном несовер- шенством слухового анализатора человека. Кроме ограничений в передаче частот звукового сигнала фото- графический метод имеет ограничения и в передаче уровней (дина- мического диапазона). Динамический диапазон естественных источников звука, как говорилось выше, может достигать 120 дб. Можно ли записать на кинопленке сигналы, уровни которых отличались бы на такую же величину? Если условно считать, что зачерненные участки фонограммы (поперечной) абсолютно непро- зрачны, а незачерненные участки абсолютно прозрачны, то макси- мальный уровень записываемого сигнала определится максималь- ной амплитудой Амане записи, величина которой ограничивается шириной фонограммы (см. рис. 38). Ширина фонограммы стандартизована и ее увеличение привело бы к уменьшению полезной площади изображения на кинокадре. Таким образом, максимальный уровень записываемого сигнала на кинопленке ограничен. Минимальный уровень сигнала (амплитуда Амин), который может быть записан на кинопленке, определяется фактически уровнем собственного шума фонограммы, ниже которого сигнал записать невозможно. В силу сказанного оказывается, что динамический диапазон записи ограничен и составляет для фотографического метода звукопередачи ~ 40 дб. Ограниченный динамический диапазон при звукопередаче сказывается в том, что в кинотеатрах не воспро- изводятся как самые тихие, так и самые громкие звуки естествен- ных источников звука. Пояснив принцип фотографического метода звукопередачи, следует остановиться на некоторых его достоинствах, которые обусловливали до недавнего времени исключительное применение его в звуковой кинематографии. К этим достоинствам в первую очередь относятся: 1) надежность синхронизма (одновременности) между воспро- изводимым звуком и проецируемым на экран изображением, так как фонограмма и изображение находятся на одном носителе (кинопленке); 2) сравнительная простота монтажа кинофильма (разрезание и склеивание кусков негатива или позитива); 3) легкость размножения фонограмм путем копирования, т. е. возможность получения любого числа звуковых фильмо- копий. Наряду с указанными достоинствами фотографический метод звукопередачи имеет основной недостаток: его качественные показатели в очень сильной степени зависят от качества кино пленки и стабильности характеристик фотографической обработки. Поэтому в звуковом кино все шире начинает применяться магнит- ный метод звукопередачи. 74
§ 15. МАГНИТНЫЙ МЕТОД ЗВУКОПЕРЕДАЧИ Магнитный метод записи звука впервые предложил датский инженер В. Паульсен в 1898 г.; в 1900 г. он демонстрировал первый аппарат для записи на стальную проволоку. Использовать магнит- ную запись звука в кинематографии первым в СССР предложил ученый Коваленков еще в 1920 г., за несколько лет до появления звукового кино. Практическое применение магнитный метод звукопередачи в кинематографии получил лишь в последние годы, после того Рис. 39. Принципиальная схема магнитной записи (а) и воспроизведения (б) звука как был решен вопрос о синхронизации изображения и сопровож- дающего его звука. При всех ранее применявшихся методах магнитной записи звука использовались звуконосители (проволока, диск, цилиндр и т. д.), которые не могли одновременно служить и носителями изображения. Поэтому обеспечить нужную точность синхронизма между изображением и фонограммой, находящимися на разных носителях (изображение — на кинопленке, а фонограмма — на проволоке или ленте), не представлялось возможным. В настоящее время на кинопленку наносят ферромагнитный слой, на который и записывают звук; тогда фонограмма и изображение, как и при фотографическом методе звукопередачи, располагаются, на одном носителе. Поясним принцип магнитного метода звукопередачи. Звуковые колебания источника звука 1 (рис. 39, а) преобра- зуются в электрические микрофоном 2. Колебания электрического тока звуковой частоты, усиленные усилителем записи 3, подводят- ся к так называемой магнитной записывающей головке 6. 75
Магнитная головка представляет собой незамкнутый (с не- магнитным зазором) кольцевой сердечник из магнитомягкого фер- ромагнитного * материала (пермаллой), на который намотана ка- тушка из медного провода. При прохождении по катушке электрического тока звуковой частоты возникает соответствующее переменное магнитное поле, создающее внешний поток рассеяния в зазоре головки. В этом переменном магнитном поле рассеяния с равномерной скоростью перемещается звуконоситель 4; он плотно прилегает к поверхности записывающей головки 6 и под- вергается переменному намагничиванию. В качестве звуконосителей при магнитной записи звука могут применяться магнитотвердые ферромагнитные материалы, способ- ные сохранять остаточное намагничивание по выходе из намаг- ничивающего поля. Такой звуконоситель при записи движется в переменном маг- нитном поле звуковой частоты, в результате чего вдоль длины звуконосителя образуется остаточное намагничивание — магнит- ный след, который и является собственно магнитной записью, магнитной фонограммой. Для записи синусоидального колебания с длиной волны Хзв магнитный след можно представить состоя- щим из цепочки элементарных магнитиков, ориентированных навстречу друг другу при длине их, равной половине длины волны Хзв записи. Звук с магнитной фонограммы воспроизводится следующим образом (рис. 39, б): ферромагнитный звуконоситель 8, несущий на себе запись звуковых сигналов в форме остаточных намагни- чиваний разной интенсивности, распределенных вдоль звуконоси- теля, движется с равномерной скоростью относительно воспроизво- дящей магнитной головки 7. Воспроизводящая магнитная головка/, так же как и записывающая, представляет собой незамкнутый ферромагнитный сердечник с обмоткой (катушкой). При движении звуконосителя относительно воспроизводящей магнитной головки внешний магнитный поток фонограммы про- низывает (сцепляется) сердечник головки и в катушке, намо- танной на сердечник головки, индуцируется переменная э. д. с. звуковой частоты. Возникшие в цепи катушки под действием этой э. д. с. токи звуковой частоты усиливаются усилителем воспро- изведения 9 и подводятся к громкоговорителю 10, который пре- образует их в звуковые. Рассматривая принцип магнитного метода звукопередачи, сле- дует остановиться на возможности использования одного и того же звуконосителя неоднократно, для различных записей. Очевид- но, для этого необходимо каким-то путем уничтожить на ленте * Ферромагнитные материалы характеризуются большой относительной проницаемостью и разделяются на магнитомягкие с малой коэрцитивной силой и магнитотвердые с большой коэрцитивной силой. 76
следы предыдущей записи. Для этого служит так называемая стирающая головка 5 (см. рис. 39, а и б), установленная в аппарате до записывающей 6 и воспроизводящей 7 головок (по ходу ленты). К стирающей головке подводится электрический ток от спе- циального источника тока, в результате чего создается сильное стирающее магнитное поле, действующее на звуконоситель так, что его переменное магнитное поле уничтожается. На первых порах развития магнитной записи применялось стирание с помощью постоянного тока, т. е. в стирающую головку подавался постоянный ток, созда- валось сильное постоянное маг- нитное поле, которое воздейство- вало на звуконоситель, доводя его до состояния магнитного на- сыщения. В результате звуконоси- тель оказывался одинаково и пол- ностью намагниченным по свбей длине, а переменная остаточная намагниченность исчезала. Как же производится после стирания запись на полностью намагничен- ный (до насыщения) носитель? Известно, что зависимость маг- нитной индукции В в намагни- чиваемом материале от напря- женности намагничивающего по- ля Н выражается петлеобразной кривой, называемой петлей гис- терезиса (рис. 40). Однако эффект магнитной записи проявляется в остаточном намагничивании носителя, выходящего из зоны действия магнитного поля зазора записывающей головки. Зависи- мость между остаточной индук- цией Вг в материале и напряжен- ностью Н намагничивающего поля выражается так называемой ди- намической характеристикой. Ди- намическая характеристика пред- максимальная магнитная индук- ция; В макс — максимальная оста- точная индукция (сохранившаяся в намагничиваемом материале после вы- ключения намагничивающего поля); Нс — задерживающая (коэрцитивная) сила — напряженность намагничиваю- щего поля, необходимая для устране- ния остаточной магнитной индукции Рис. 41. Динамическая характеристи- ка предварительно насыщенного носи- теля варительно насыщенного носителя показана на рис. 41. Ес- ли на полностью (до насыщения) намагниченный носитель воз- действовать синусоидальным магнитным полем записываемого сигнала, то магнитный след на носителе будет искажен и приобре- тет форму, показанную на рис. 42. 77
Таким образом, при воздействии на насыщенный носитель только переменным магнитным полем магнитная запись оказывает- ся сильно искаженной: возникнут нелинейные искажения. Поэтому в процессе записи на записывающую головку кроме переменных электрических сигналов звуковой частоты необходи- мо подавать некоторый постоянный электрический ток, создающий Рис. 42. Запись без подхмагничивания на предварительно насыщенный носитель Рис. 43. Запись с подмагничи- ванием постоянным током на предварительно насыщенный носитель постоянную напряженность магнитного поля, смещающую рабо- чую точку О записи в центр прямолинейного, сравнительно про- тяженного и крутого участка динамической характеристики носителя (рис. 43). Такой метод записи получил название записи с подмагничи- ванием постоянным током. При этом методе в зазоре записываю- щей головки действует переменное магнитное поле записываемого сигнала и постоянное смещающее поле (—#<.), направленное противоположно полю стирания. Благодаря работе на прямолинейном участке динамической характеристики запись оказывается неискаженной при условии, что амплитуда переменной составляющей записываемого сигнала не выходит за пределы прямолинейного участка. Несмотря на отсутствие искажений формы записываемых сигналов, метод запи- си с подмагничиванием постоянным током не применяется в насто- ящее время из-за малого динамического диапазона, обусловлен- ного ограниченной длиной прямолинейного участка динамической характеристики и сравнительно высоким уровнем собственного шума намагниченного носителя вследствие неизбежной неодно- родности материала носителя. В силу сказанного в настоящее время применяется метод магнитной записи со стиранием и смещением при помощи перемен- 78
напряженности Рис. 44. Запись на размагниченный носитель без смещения (без подмаг- ничивания) ного тока ультразвуковой * частоты, подводимого к стирающей и записывающей головкам. Стирание предварительной записи в этом случае основано на том явлении, что при помещении ферро- магнитного тела в достаточно сильное переменное магнитное поле (амплитуда напряженности которого постепенно уменьшает- ся до нуля) происходит полное его размагничивание. Для полного размагничивания при ультразвуковом стирании максимальное значение амплитуды поля должно быть достаточным для магнитного насыщения мате- риала звуконосителя. Кроме того, необходимо плавное и сравнитель- но медленное уменьшение ампли- туд. Практически амплитуда тока ультразвуковой частоты при сти- рании остается постоянной, а плав- ное уменьшение амплитуды на- пряженности магнитного поля, действующего на звуконоситель, происходит за счет удаления от головки элемента звуконосителя при его движении. Если на полностью размагни- ченный переменным током ультра- звуковой частоты носитедь воз- действовать в процессе записи синусоидальным магнитным полем эффект записи так же, как говорилось выше, определится оста- точным намагничиванием, т. е. будет зависеть от динамической характеристики носителя. На рис. 44 показана динамическая характеристика размагниченного носителя и эффект записи — закон изменения остаточной намагниченности — при подаче в за- писывающую головку синусоидального сигнала. Как видно из рисунка, за счет криволинейных участков динамической характе- ристики в начале координат остаточная намагниченность носителя по его длине изменяется не по синусоидальному закону. Таким образом, при записи без подмагничивания (без смещения) на пол- ностью размагниченный носитель происходят искажения формы кривой записываемого сигнала — возникают нелинейные иска- жения. Для того чтобы при записи на размагниченный носитель избе- жать искажений формы кривой записываемого сигнала, необходи- мо использовать прямолинейные участки динамической характе- ристики. Этого можно, достичь, подводя к записывающей головке записываемого сигнала, то * Для стирания и смещения выбирают частоту тока примерно 60 000 гц. 79
(высокочастотным) смещением (под- магничиванием) кроме записываемого сигнала еще и постоянный ток, который смещал бы рабочую точку в центры правого или левого прямо- линейного участка динамической характеристики. Однако каж- дый из этих участков имеет сравнительно малую длину, что ограничивало бы динамический диапазон записи. Гораздо выгоднее использовать оба прямолинейных участка динамической характеристики, что и достигается применением высокочастотного (ультразвукового) смещения. При ультразвуко- вом смещении в записывающую головку кроме сигналов звуковой частоты подаются ультразвуковые токи, амплитуда которых в два- три раза превышает максималь- ную амплитуду звукового сигнала. При этих условиях, когда на звуконоситель действуют два сиг- нала (ультразвуковой большой амплитуты и звуковой с меньшей амплитудой), для записи звуковых частот используются более прямо- линейные и крутые участки верх- ней и нижней ветвей динамиче- ской характеристики (рис. 45). Из рисунка видно, что ход остаточной индукции в носителе от низкочастотных (звуковых) ко- лебаний оказывается неискажен- ным, так как низкочастотные из- менения намагничивающего носи- теля поля укладываются в прямолинейных участках динамической характеристики. Поэтому величина нелинейных искажений при записи с ультразвуковым смещением невелика при значительном динамическом диапазоне записываемых сигналов. Высокочастот- ные колебания практически на носителе не записываются при обычных скоростях его движения (благодаря ограниченной раз- решающей способности магнитного носителя и весьма малой длины волны записи). Следовательно, искаженная форма остаточной индукции в носителе от высокочастотных колебаний, обусловлен- ная нелинейностью динамической характеристики в начале коорди- нат, не сказывается на качестве передачи звука. Из изложенного следует, что качество звукопередачи при магнитном методе прежде всего определяется свойствами носителя. В высококачественных магнитофонах применяется носитель в виде ленты, состоящей из немагнитной * основы, на которую наносится порошкообразный ферромагнитный материал. * Для магнитной записи в особых случаях могут применяться и метал- лические носители (с достаточно высокими показателями), по эксплуатацион- ные недостатки (трудность склеивания) не позволяют широко их использовать. 80
зазор Рис. 46. Схема кольцевой магнитной головки Основа изготовляется из нитроцеллюлозы (тип С) или триацета- та (тип Т) и на нее наносится слой окиси железа (коричневая лента) или магнетита (черная лента). Окись железа и магнетит в порошкообразном состоянии разводятся в лаке, которым и покрывается основа. После высыхания лака ферромагнитный порошок остается на ленте. Кроме таких слойных магнитных лент применяются и однородные ленты (типа Л), получаемые растворением ферромагнитного порошка во всей толще полихлор- виниловой основы. Звуконосители в форме лент обеспечивают получение более высококачественной записи, чем проволочные носители. Стан- дартные магнитные ленты изготовляются шириной 6,35 мм и толщиной 50—60 мк, причем сам слой ферромагнитного порош- ка составляет 15—20 мк, а остальная толщина приходится на основу. Кроме лучшего качества записи маг- нитные ленты имеют и эксплуатационные достоинства: легкость склеивания, ма- лый объем и вес и сравнительно низкую стоимость. В кинематографии наряду с магнит- ными лентами, используемыми для пер- вичной записи, применяются для массовых фильмокопий обычные кинопленки, на поверхность которых полосами вдоль перфораций наносятся слои ферромагнитных порошков. Формы звуконосителей обусловливают конструкцию магнитных головок. Для ленточных звуконосителей наиболее целесообразны кольцевые головки. Кольцевая головка (рис. 46) представляет собой тороид, состоящий из двух полуколец, разделенных двумя зазорами. На каждом полукольце расположена обмотка с тем или иным числом витков. Таким образом устроена записывающая головка; воспроизводящая и стирающая головки отличаются тем, что в них имеются лишь передние зазоры; заднего зазора не делают, собирая полукольца встык, или применяют магнитные прокладки. Устранение заднего зазора повышает чувствительность воспро- изводящей головки. Передним зазором головки соприкасаются со звуконосителем. В качестве магнитного материала для сердечников записывающей и воспроизводящей головок используются материалы с большой магнитной приницаемостью при малой индукции насыщения. В настоящее время для этих головок используются сердечники из пермаллоя. Для специальных высокочастотных записей при- меняется альфенол. Сердечники стирающих головок изготовляются из кремнистой стали, имеющей сравнительно большую индукцию насыщения, что необходимо для процесса стирания. 6 Кинопроекционная тех-ка 81
Для уменьшения потерь на вихревые токи и улучшения частот- ной характеристики на верхних частотах сердечники головок делают не сплошными, а собирают из отдельных изолированных пластин. С этой точки зрения лучше применять для сердечников головок так называемые ферриты — материалы, обладающие большим электрическим сопротивлением. Ферритовые стираю- щие головки разработаны отечественной кинопромышленностью и в настоящее время используются в промышленной аппаратуре. Для уменьшения потерь на перемагничивание (потерь на гистере- зис) материал сердечников головок должен быть магнитомягким, т. е. иметь узкую петлю гистерезиса. Сердечники кольцевых головок располагаются в корпусах из материала с высокой магнитной проницаемостью. Такой корпус выполняет функцию магнитного экрана, защищающего головку от воздействия внешних магнитных полей, что особенно важно для воспроизводящих головок. Остановимся на достоинствах магнитного метода записи срав- нительно с фотографическим методом звукопередачи. Достоинства магнитного метода записи следующие: 1) не требуется какой-либо обработки записи для воспроизве- дения; воспроизведение сигналов может производиться в самом процессе записи. Иначе говоря, возможен немедленный кон- троль записи; 2) процесс звукопередачи не требует копирования, которому при фотографическом методе присущи искажения; 3) благодаря возможности стирания один и тот же звуконоси- тель может использоваться многократно; 4) магнитная фонограмма отличается малым шумом при звуко- воспроизведении; 5) качество звукопередачи в процессе эксплуатации ухудшается значительно меньше от числа проигрываний, чем фотографической фонограммы; 6) магнитная лента дешевле кинопленки. В целом качество звукопередачи при магнитном методе может быть более высоким, чем при фотографическом. При скоростях движения звуконосителя v = 456 мм!сек частотная характери- стика записи может простираться до 12 000 гц и выше. Динамиче- ский диапазон составляет 50—55 дб. К недостаткам магнитного метода звукопередачи, несколько усложняющим его применение, относятся: 1) трудности контроля и монтажа фонограммы в связи с тем, что магнитная фонограмма невидима глазом; 2) трудности размножения копий кинофильмов (необходимость перезаписи для каждой копии); 3) износ, загрязнение и намагничивание записывающих, стира- ющих и воспроизводящих головок из-за постоянного их контакта со звуконосителем и т. и. 82
Указанные недостатки постепенно преодолеваются, и уже в настоящее время магнитный метод звукопередачи широко при- меняется в звуковом кино. § 16. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗВУКОВОГО ФИЛЬМА Процесс производства звукового фильма начинается после утверждения литературного сценария и состоит из ряда последо- вательных периодов. Первый — предсъемочный период, в течение которого разраба- тывается детальный план будущих съемок (режиссерский сцена- рий), производится подбор актеров, костюмов, декораций и т. п. Второй — съемочный период, во время которого производится съемка негатива изображения всего фильма и запись звука, которая в настоящее время производится магнитным методом. Третьим является монтажно-тонировочный период, во время которого производится монтаж отдельных планов изображения и фонограммы в единую кинокартину и печать первой эталонной фильмокопии. Производство фильмов осуществляется киностудиями, где проводятся все работы, вплоть до печати первой эталонной фильмо- копии. Массовые фильмокопии печатаются на специальных кино- копировальных фабриках, откуда кинофильмы поступают в кино- прокатные организации. Съемки кинофильмов могут производиться в специальных поме- щениях, называемых съемочными павильонами, или в естествен- ных условиях: в горах, на море, на улице и т. п.; тогда съемки называют натурными. При созданий кинофильмов стараются использовать павильонные съемки, так как в этом случае сокращаются сроки и уменьшаются затраты на производство фильма. Принцип киносъемки изображений и некоторые методы съемки были рассмотрены выше. Остановимся на тех особенностях, кото- рые при создании фильма связаны с записью звука. Съемки звуковых фильмов производятся несколькими спосо- бами: 1. Синхронная съемка, когда одновременно (син- хронно), производится съемка изображения киносъемочной каме- рой и запись звука звукозаписывающим аппаратом. Киносъемоч- ная камера устанавливается в павильоне, а звукозаписывающий аппарат в специальном помещении — аппаратной записи. В па- вильон выносится микрофон и устанавливается микшерский пульт, посредством которого звукооператор управляет процессом записи. В результате синхронной съемки после фотообработки получается негатив изображения и на отдельной пленке монтаж- ная фонограмма. 6* 83
2. Способ озвучания, когда изображение снимается раньше, затем позитив проецируется кинопроектором на экран в специальном помещении тонстудии и актеры произносят текст в соответствии с изображением. Воспроизводимый звук записывают на пленку или магнитную ленту. Озвучание применяют в тех случаях, когда синхронная съемка невозможна или затруднена наличием посторонних звуков, в частности при натурных съемках. На указанном принципе озвучания построен и метод дублирова- ния фильмов, т. е. перевода речевого сопровождения фильмов с одного языка на другой. 3. Черновая съемка, или киносъемка под фонограм- му. При этом способе звук записан заранее, он воспроизводится в павильоне, и актер исполняет роль, согласовывая свою игру и движения губ с воспроизводимым звуком. После необходимого числа репетиций производится съемка актера. Этот способ интере- сен тем, что звук может быть записан где угодно, а также в спе- циальных условиях, обеспечивающих высокое качество или какие-либо звуковые эффекты. Используя указанные приемы в различных сочетаниях, сни- мают все сцены (планы) фильма, причем каждый план снимают несколько раз и получают несколько дублей изображения и фоно- граммы. После отбора наиболее удачных вариантов дублей фильм монтируют. Отдельно монтируются позитив изображения и по синхронизирующим отметкам фонограмма. Смонтированная кино- картина состоит, следовательно, из позитива изображения и фоно- граммы, причем фонограмма фактически находится на нескольких кинопленках (от трех до восьми). Это происходит потому, что условия записи речи и музыки или шумов могут быть совершенно различными. Практика показала, что качество звукового сопровождения может быть высоким, если на отдельные пленки записываются речь, музыка, шумы. При таком способе киносъемки пользуются фонотеками киностудии, где имеются записанные шумы (самоле- та, моря, лай собаки, плач ребенка и т. д.). Позитив изображения и несколько фонограмм поступают в отдел перезаписи, где звуковое сопровождение с нескольких отдельных пленок переписывается вместе на одну кинопленку. Для этого применяется аппарат перезаписи, состоящий из кино- проектора для проецирования изображения на экран и нескольких звуковоспроизводящих аппаратов — фильмфонографов, воспро- изводящих каждый свою фонограмму. Кинопроектор и фильмфонографы работают синхронно. На рис. 47 приведена упрощенная схема аппарата перезаписи. Просматривая изображение на экране и слушая звучание воспроизводимых фонограмм, в процессе перезаписи можно смеши- вать звуки каждой фонограммы в необходимых пропорциях 84
(усилить речь, ослабить музыку, шумы и т. и.), уравнивать уровни звучания в различных сценах, снятых иногда через длительный промежуток времени, и вносить различные поправки (коррекции). В настоящее время в киностудиях нашей страны широко при- меняется так называемый магнитно-фотографический метод. Он заключается в том, что все первичные записи производятся маг- нитным способом на магнитной ленте с помощью синхронных Рис. 47. Принципиальная схема аппарата перезаписи: 1 — магнитная фонограмма; 2 — лентопротяжный механизм; 3 — воспроизводящая магнитная головка; 4 — усилитель; 5 — фильтр; в — регулятор усиления (уровней); 7 — фильтр (общий); 8 — регулятор усиления (общий); 9 — дополнительный усили- тель; 10 — усилитель записи; 11 — звукозаписывающий аппарат магнитофонов. Синхронными магнитофоны называют потому, что скорость движения магнитной перфорированной ленты равна скорости движения кинопленки — 456 мм!сек. Первичные записи представляют собой магнитные фонограммы. Аппарат перезаписи магнитных фонограмм состоит из кинопроектора и нескольких звуковоспроизводящих аппаратов для магнитной пленки. Звукозаписывающий аппарат в комплекте аппаратуры перезапи- си может быть двух видов: для магнитной и фотографической запи- си. Поэтому после перезаписи получают на одной пленке сведен- ные вместе первичные магнитные записи в виде магнитной фоно- 85
граммы перезаписи, или негатива перезаписи фотографической фонограммы. Наряду с этим в лаборатории киностудии печатают контра- тип изображения и негатив перезаписи на одну пленку, получая контрольную копию. Последняя является образцом, по которому контролируется печать массовых фильмокопий. Рис. 48. Принципиальная схема кинокопировального аппарата для контактной печати изображения и фотографической фонограммы: 1 — подающий рулон контратипа изображения; 2 — печатный барабан изображения; 3 — принимающий рулон контратипа изображения; 4 — подающий рулон негатива перезаписи фотографической фонограммы; 5 — печатный барабан фотографической фонограммы; 6 — принимающий рулон негатива перезаписи; 7 — рулон неэкспониро- ванной кинопленки; 8 — рулон экспонированной кинопленки; 9 — зубчатые барабаны лентопротяжного механизма Для массовой печати фильмокопий киностудия обычно пере- дает кинокопировальной фабрике следующие исходные материалы: 1) контратипы изображения; 2) негативы перезаписи фотографической фонограммы или магнитные фонограммы перезаписи; 3) контрольную копию. Процесс получения массовой фильмокопии несколько разли- чается для обычного, широкоэкранного и широкоформатного кино. Для получения фильмокопий на 35-.и.и кинопленке с фотогра- фической фонограммой применяют контактную печать на специаль- ном кинокопировальном аппарате (рис. 48). Кинокопировальный аппарат имеет две печатные головки: I и II, причем на печатной головке I на светочувствительную 86
пленку 7 впечатывается с контратипа изображение, а на печатной головке II — на ту же пленку (рядом с изображением) — фото- графическая фонограмма с негатива перезаписи. Печать изобра- жения производится на зубчатом барабане 2, а фотографической фонограммы — на зубчатом барабане 5. Рис. 49. Принципиальная схема звукового кинопроек- тора для чтения фотографической фонограммы: I, 3 — ролики; 2 — гладкий барабан стабилизатора скорости; 4 — читающая оптика, создающая читающий штрих; 5 — фотоэлемент При печати контратип изображения, негатив перезаписи и светочувствительную кинопленку так заряжают в кинокопиро- вальный аппарат, чтобы на фильмокопии фотографическая фоно- грамма опережала соответствующее ей изображение для 35-лш фильмокопий на 21 ±0,5 кадра. Печать 16-мм фильмокопий с фотографической фонограммой отличается тем, что печать производится с контратипа изображе- ния на кинопленке 2 X 16 мм, которая несет два ряда изобра- 87
жений; печать производится так же на кинопленку 2 X 16 мм. После печати и фотографической обработки лента разрезается посередине и получаются две 16-мм фильмокопии. Для новых систем кинематографа в массовых фильмокопиях применяется магнитная фонограмма (см. рис. 58 и 59), поэтому при изготовлении фильмокопий вначале печатается только изобра- жение, а после фотографической обработки кинопленки на нее поливают магнитные дорожки, на которых происходит электриче- ская перезапись звука с магнитной фонограммы перезаписи. При перезаписи магнитная фонограмма так же смещается относительно изображения, но только назад (по ходу фильма). Звуковые фильмокопии через прокатные органы поступают в кинотеатры, где демонстрируются кинопроекционно-звуковос- производящими аппаратами. Принципиальная схема кинопроек- ционно-звуковоспроизводящего аппарата, или звукового кино- проектора для воспроизведения фотографических фонограмм, приведена на рис. 49. Сравнивая кинопроектор для демонстрации немого фильма (см. рис. 32) со звуковым кинопроектором (рис. 49), видно, что последний отличается наличием так называемой звуковоспроизво- дящей части (очерченной пунктиром), находящейся после скачко- вого барабана по ходу пленки. В звуковоспроизводящей части фильм с фотографической фоно- граммой роликом 1 прижимается к гладкому барабану 2 стабили- затора скорости, после которого, пройдя ролик 3, поступает на зубчатый барабан; затем фильм наматывается на принимающую бобину. Гладкий барабан стабилизатора скорости, на котором проис- ходит просвечивание фонограммы, смещен для 35-,ил« фильма на 21 ±0,5 кадра (по правильно заряженному в аппарат фильму) отно- сительно кадрового окна фильмового канала, т. е. от места, где просвечиваются кадры фильма. Поэтому, чтобы обеспечить одно- временность (синхронность) между изображением, проецируемым на экране, и сопровождающим звуком, в процессе печати и сме- щают фотографическую фонограмму вперед (по ходу фильма): для 35-.И.М фильма — на 21 ±0,5 кадра, а для 16-.w,w фильма — на 26 ±0,5 кадра.
Глава VI. ЦВЕТНОЕ КИНО Все существующие методы цветной кинематографии основаны на законах смешения цветов (см. гл. I, § 2). Современные методы цветного кино используют комбинации трех цветов для передачи цветовых оттенков, встречающихся в природе. В период возник- новения цветного кино использовались более простые — двух- цветные методы, однако передача всего многообразия цветов окру- жающего нас мира при этом была невозможна. § 17. СПОСОБЫ СМЕШЕНИЯ ЦВЕТОВ Из приведенных в гл. I основных закономерностей смешения цветов вытекает, что смешением трех основных цветов — красного, зеленого и синего — можно получить все существующие цвета. Используют два способа смешения цветов: аддитивный— слага- тельный и субтрактивный — вычитательный. Аддитивный способ заключается в сложении трех цветных потоков света, накладываемых друг на друга при проекции на экран (красного, синего и зеленого изображений). Субтрактивный способ заключается в «вычитании» трех элементарных цветов из белого в процессе проекции. Рассмотрим каждый из указанных способов смешения цветов. Схема аддитивного способа смешения цветов приведена на рис. 50. Допустим, что на белый экран падают три пучка света — красный, синий и зеленый — определенных интенсивностей. Учас- ток экрана, на котором сложатся все три цвета, будет белым; смесь красного и зеленого даст желтый цвет, смесь зеленого с синим — голубой и смесь красного с синим — пурпурный. Изме- няя интенсивности трех основных цветов при наложении пучков света, можно на киноэкране воспроизвести любые цвета. Сущность субтрактивного смешения цветов поясняется схема- ми, приведенными на рис. 51. На пути прохождения белого света устанавливаются свето- фильтры — прозрачные среды (стекло, пленка), окрашенные в тот 89
или иной цвет, которые пропускают лучи только определенной длины волны и задерживают, т. е. вычитают, остальные лучи, Рис. 50. Схема аддитивного сме- шения цветов содержащиеся в белом свете. Обычно выбирают светофильтры следующих цветов: а) голубого, пропускающего зеле- ные и синие лучи, но не пропускаю- щего красные лучи, так как голу- бой цвет является дополнительным к красному; б) желтого, пропускающего крас- ные и зеленые лучи, но не пропу- скающего синие лучи, так как они являются дополнительными к желто- му цвету; в) пурпурного, пропускающего красные и синие лучи, но не про- пускающего зеленые лучи. Представим себе белый свет состоящим из смеси красных, зеленых и синих лучей, и пропустим его через светофильтры. В этом случае, как условно показано на рис. 51, произойдет «вычитание» цветов из белого. Так, например, при прохождении Г олубой рКр- [~ з Зел. г--------------- из Син. Пурп. Син. Рис. 51. Схемы субтрактивного смешения цветов: а — желтый и голубой светофильтры; б — голубой и пурпурный светофильтры; в — желтый и пурпурный светофильтры; г — желтый, голубой и пурпурный свето- фильтры белого света через голубой и желтый светофильтры (рис. 51, а) произойдет вычитание красного (голубым светофильтром) и синего (желтым светофильтром) цветов и выходящий свет будет зеленым. Аналогично этому, поместив на пути белого света голубой и пур- пурный светофильтры (рис. 51, б), получают результирующий синий свет, а применяя желтый и пурпурный (рис. 51, в) свето- фильтры, получают красный свет. 90
Изменяя коэффициенты пропускания светофильтров, можно получить цвета разной насыщенности. Применив все три свето- фильтра (рис. 51, г) при достаточно большой их оптической плот- ности, получают черный цвет, т. е. отсутствие света, так как голубой светофильтр вычтет из белого красные лучи, желтый светофильтр —синие и пурпурный светофильтр — зеленые. Серые (ахроматические) цвета получают, уменьшая оптические плот- ности всех трех светофильтров. Цвета желтые, голубые и пурпурные получаются при приме- нении одного светофильтра — желтого, голубого или пурпурного. Таким образом, аддитивное и субтрак- тивное смешение трех цветов позволяет воспроизвести все цвета, встречающиеся в природе. На этом принципе и построены методы цветной кинематографии. § 18. МЕТОДЫ ЦВЕТНОЙ КИНЕМАТОГРАФИИ Методы цветной кинематографии соот- ветственно способам смешения цветов под- разделяются на аддитивные и субтрак- тивные. Для пояснения аддитивного метода цветного кино воспользуемся так называе- мой цветовой таблицей (рис. 52, а), пред- ставляющей собой сочетание трех квадра- тов: красного, синего и зеленого цветов. Рис. 52. Цветовая таблица (а) и цветоделенные черно- белые негативы цветной таблицы (б): Кн — красное поле; Зн — зеленое поле; Сн — синее поле; I — негатив, полу- ченный при съемке через красный светофильтр; II — то же через зеленый свето- фильтр; ш — то же через синий светофильтр. Заштри- хованные участки — почер- нения, незаштрихованные— прозрачные участки Таблица, освещенная практически белым светом, одновременно снимается с помощью трех киносъемочных аппаратов на три отдельные пленки. При падении белого света на красный квадрат зеленые и синие лучи поглотятся и отразится красный пучок лучей. Соответ- ственно от синего и зеленого квадратов отразятся синие и зеленые лучи. Перед объективами трех съемочных ка- мер устанавливаются три светофильтра: у первого аппарата — красный, у второго — зеленый и у третьего — синий. Следовательно, красный свет от первого — красного квад- рата таблицы пройдет через красный светофильтр первой съемоч- ной камеры и засветит определенный участок кинопленки в аппа- рате, в результате чего после фотообработки образуется черно- белый негатив красных участков снимаемого объекта (таблицы). Во втором и третьем аппаратах свет на кинопленку от красного квадрата таблицы не пройдет, так как зеленый и синий свето- 91
фильтры не пропустят красные лучи. Поэтому на пленках второго и третьего аппаратов участки, соответствующие красному квад- рату, не будут проэкспонированы и после фотообработки в этих местах будут прозрачные поля, а не почернения. Рассуждая аналогично, можно убедиться, что зеленый квадрат изобразится в виде почернения лишь на кинопленке второго аппарата, где установлен зеленый светофильтр, а синий квад- рат — лишь на кинопленке третьего аппарата с синим свето- фильтром. В результате съемки получают три черно-белых цветоделен- ных негатива, каждый из которых является изображением соот- ветственно красного, зеленого и синего бражения; II — позитив «зе- леного» изображения; III— позитив «синего» изображе- ния участков объекта съемки (рис. 52, б). Путем обычного процесса копирования с трех цветоделенных негативов получают три цветоделенных черно-белых позитива (рис. 53). В каждом позитиве прозрачны- ми будут только участки соответствующих цветов, т. е. в первом позитиве прозрачным будет участок, изображающий красный квадрат,— Кп, во втором позитиве про- зрачным будет участок, изображающий зеленый квадрат,— Зп и в третьем пози- тиве— синий квадрат,— Сп. Если полученные три позитива спроеци- ровать тремя кинопроекторами на один экран, поместив перед объективами соот- ветствующие светофильтры (у первого ки- нопроектора — красный, у второго — зе- леный и у третьего — синий), то на экране будет воспроизведен цветной объект, в данном случае — цветовая таблица. Таким же образом можно снять и изобразить на экране предмет белого цвета. В этом случае изображения будут полу- чены на всех трех пленках, так как в белом свете будут красные, синие и зеленые составляющие. В негативах будут участки почер- нения, а в позитивах соответственно — прозрачные участки. Проецируя три позитива через три светофильтра, получают три цветных изображения (красное, зеленое и синее), которые, будучи точно совмещены своими контурами, дадут в результате наложения изображение предмета белого цвета. На практике вместо трех съемочных камер и трех кинопроек- торов были разработаны системы, в которых киносъемка произво- дилась на одну кинопленку: либо поочередно кадры «красного», «зеленого» и «синего» изображений, либо одновременно три цвет- ных изображения на площадь одного кадра. В частности, срав- нительно широко использовался метод Франсита, при котором тремя объективами через три светофильтра на площадь одного 92
обычного кадра снимались три цветоделенных изображения. Каждый цветоделенный кадр занимал площадь 7,5 X 10 мм2. Проекция велась обычным кинопроектором с применением лишь специальных объективов и трех светофильтров. Указанный метод сравнительно прост, но ему, как и всем аддитивным процессам, присущи существенные недостатки. Глав- нейшие из них: сложность способа и большие потери света за счет потерь в светофильтрах. Поэтому в цветной кинематографии практически применяются только субтрак- тивные методы. Субтрактивные методы цветного кино можно пояснить, пользуясь той же цвето- вой таблицей (см. рис. 52, а), что и при аддитивном методе. Допустим, при съемке цветовой табли- цы получены три цветных цветоделенных позитива (рис. 54). Цветоделенный пози- тив I имеет прозрачное поле Ki и поля 34 и несущие изображения, окрашенные голубым красителем; цветоделенный пози- тив II — прозрачное поле 32 и поля К2 и С2, несущие изображения, окрашенные в пурпурный цвет, и, наконец, цветоделен- ный позитив III — прозрачное поле С3 и тоделенные позитивы цвето- вой таблицы поля К3 и З3, несущие изображения, окрашенные в желтый цвет. Сложив вместе окрашенные цветоделенные позитивы так, чтобы произошло совпадение полей Г, II и III позитивов, помещают их в кинопроектор и просвечивают белым светом. Через прозрач- ное и неокрашенное поле Кх первого позитива пройдет весь белый свет и дойдет до поля К2 второго позитива, окрашенного в пур- пурный краситель. Пурпурный краситель вычтет зеленые лучи, пропустив красный и синий свет. Смесь красных и синих лучей далее проходит через поле К3 третьего позитива, окрашенного в желтый краситель. Желтый краситель поля К3 из смеси красных и синих лучей вычтет синие лучи и пропустит на экран только красный свет. Аналогично рассуждая, можно видеть, что от белого света после прохождения полей гЦ, 32, З3 первого, второго и третьего позитивов выйдут зеленые лучи, а после полей Ct, С2, С3 — синие лучи. Таким образом, на экране будет воспроизведена цветовая таблица не путем сложения цветных пучков света (как при адди- тивном способе), а последовательного вычитания из белого — голубого, пурпурного и желтого цветов. Цветные фильмокопии по субтрактивному методу могут быть получены двумя способами: с помощью негативно-позитивного процесса на цветных многослойных кинопленках или путем гидротипной печати. 93
основы имеет зеленый Рис. 55. Схема строения цветной многослойной ки- нопленки Рассмотрим процесс получения цветных кинофильмов на много- слойных кинопленках. Киносъемка цветного объекта при использовании многослой- ных пленок проводится обычным киносъемочным аппаратом. Цветоделение получается в самой многослойной пленке за счет особой ее структуры. Строение цветной негативной многослойной кинопленки пока- зано на рис. 55 (подслой не показан; см. рис. 13). На основе 1 находятся три слоя: 2, 4 и 5 — светочувствитель- ной эмульсии и слой 3 желтого светофильтра. Обратная сторона противоореольный слой 6, который в про- цессе фотообработки кинопленки раство- ряется. Внешний эмульсионный слой 2 све- точувствителен к синим лучам. В этот слой добавляется особое бесцветное вещество — цветная компонента, из которой в про- цессе специального цветного проявления образуется желтый краситель, дополни- тельный к синему. Следующий эмульсионный слой — 4, лежащий после желтого фильтрового слоя 3, чувствителен к зеленым лучам и содер- жит цветную компоненту для образования пурпурного красителя, дополнительного к зеленому. Последний эмульсионный слой — 5 чувствителен к красным лучам и содержит цветную компоненту голубого красителя, дополнительного к красному. Эмульсионные слои 4 и 5 чувствительны также к синим и фио- летовым лучам. Для того чтобы эти лучи не попадали в указанные слои, и применяется желтый фильтровый слой 3, не пропускающий сине-фиолетовых лучей света. При съемке цветного объекта синие лучи подействуют на внеш- ний эмульсионный слой, в котором после фотообработки должно образоваться изображение в желтых цветах. Зеленые и красные лучи, имеющиеся в падающем на кино- пленку свете, на первую эмульсию не подействуют, так как она не чувствительна к этим лучам. Смесь зеленых и красных лучей, пройдя через желтый свето- фильтр, достигнет слоя 4 второй эмульсии, где под действием зеле- ных лучей должно возникнуть цветное изображение в пурпурных цветах. Красные лучи на эту эмульсию не подействуют, так как она к ним не чувствительна. Наоборот, красные лучи подействуют на слой 5 эмульсии, где образуется голубое изображение. В процессе цветного проявления многослойной экспонирован- ной кинопленки в местах, на которые падал свет, происходит восстановление металлического серебра и примерно пропорцио- нально восстанавливается краситель, в результате чего появляют- ся изображения в каждом слое, составленные как из красителей, 94
так и зерен металлического серебра, причем серебряное изобра- жение маскирует изображение, состоящее из красителя. Для удаления серебра из изображения, а также и желтого фильтрового слоя кинопленка подвергается так называемому отбеливанию, а затем фиксированию. В результате этих операций серебро из изображений удаляется, и в слоях кинопленки остают- ся только цветные изображения, составленные из красителей. Так образуется цветной негатив, состоящий из желтого, пурпур- ного и голубого красителей. Если такой негатив рассматривать в проходящем «белом» свете, то участки, соответствующие красным местам объекта съемки, будут голубыми, зеленые места объекта съемки — пур- пурными и синие — желтыми (т. е. в дополнительных цветах). Для печати позитива с цветного негатива, полученного в допол- нительных цветах, применяются также многослойные цветные позитивные кинопленки. Они отличаются от негативных меньшей светочувствительностью. При печати позитива используется белый свет, который про- ходит сквозь цветной негатив и засвечивает многослойную пози- тивную пленку. Если последовательно проследить ход лучей сквозь цветные слои негатива, то окажется, что цветной позитив в проходящем свете будет иметь окраску, обратную окраске нега- тива. Иначе говоря, желтым местам негатива будут соответство- вать синие участки изображения на экране; пурпурным — зеле- ные и голубым — красные. Таким образом, изображение на экране будет воспроизведено в тех же цветах, что и объект съемки. Фотографическая обработка позитивной кинопленки несколько отличается от фотообработки негатива. В позитиве производят неполное отбеливание, т. е. кроме цветного изображения в эмуль- сионных слоях остается слабое серебряное изображение. Послед- нее несколько повышает резкость изображения и улучшает усло- вия воспроизведения цветной фонограммы. Схема негативно-позитивного процесса получения цветных фильмокопий на многослойных кинопленках приведена на рис. 56. Как видно, создание цветных фильмов по методу многослойных кинопленок осуществляется достаточно просто. Основная слож- ность заключается в изготовлении цветных многослойных кино- пленок необходимого ассортимента и качества. Кинопромышлен- ность в настоящее время выпускает необходимый ассортимент цветных кинопленок, в результате чего многослойный метод и получил широкое распространение. Многослойный метод наряду с достоинством, заключающимся в простоте, имеет и ряд существенных недостатков: 1) сложность изготовления и высокая стоимость цветных многослойных кинопленок; 2) наличие цветной фонограммы, т. е. фонограммы, состоящей не из металлического серебра, а из красителей. Последнее обстоя- 95
п Фотографическая Кинопроекция Печать обработка киносъемка Фотографически обработанный фотографически обработанный позитив |к|с|з|ж[п|г|б|ч| Изображение на киноэкране Рис. 56. Схема цветопередачи при применении цветных много- слойных кинопленок (негативных и позитивных). Буквами обо- значены цвета: к — красный; с — синий; з — зеленый; ж — желтый; п — пур- пурный; г — голубой; б — белый; ч — черный
тельство ухудшает качество звуковоспроизведения. Имеются специальные способы так называемой раздельной обработки, при которой может быть получена на многослойной кинопленке серебряная фонограмма. Этот способ применяется, но значительно усложняет обработку; 3) выцветание цветных компонентов красителей, особенно голубого. В настоящее время в СССР развивается гидротипный метод получения цветных фильмов. Сущность его заключается в сле- дующем: киносъемка цветного объекта производится на негатив- ную многослойную кинопленку, после фотообработки которой получается цветной негатив. С цветного многослойного негатива на три черно-белые пленки через три светофильтра — красный, зеленый и синий — производится последовательная печать (выко- пировка) трех цветоделенных изображений, содержащихся в эмуль- сионных слоях цветного негатива. В результате выкопировки получают три черно-белых цветоделенных промежуточных пози- тива, один из которых несет на себе «красное» изображение, дру- гой — «зеленое» и третий —«синее». С цветоделенных промежуточных позитивов печатают черно- белые цветоделенные негативы-контратипы, которые являются исходным материалом для дальнейшего процесса гидротипной печати. С цветоделенных черно-белых негативов на специальной мат- ричной пленке печатают три цветоделенных позитива, которые подвергают специальной обработке: задубливанию желатины эмульсионного слоя. Задубливание заключается в том, что жела- тина в тех местах, на которые падал свет, затвердевает и стано- вится нерастворимой в горячей воде, причем толщина задублен- ного слоя примерно пропорциональна количеству восстановлен- ного при проявлении металлического серебра. Незадубленная желатина и серебро черно-белого изображе- ния удаляются из эмульсии, и после этого каждый позитив представляет собой рельефное изображение соответственно «красной», «синей» и «зеленой» составляющих цветного изобра- жения. Процесс задубливания желатины может осуществляться как при проявлении (дубящее проявление), так и при отбеливании (дубящее отбеливание). В СССР применяется дубящее отбелива- ние, как более простое и обеспечивающее большую стабильность процесса. Полученные три рельефные позитивы-матрицы окрашиваются специальными красителями в следующие цвета: матрица, пред- ставляющая собой красную составляющую цветного изображения, окрашивается дополнительным к красному голубым красителем, матрица зеленой составляющей — пурпурным красителем и мат- рица синей составляющей — желтым красителем. 7 Кинопроекционная тех-ка 97
На специальную позитивную черно-белую кинопленку впеча- тывают черно-белую (серебряную) фонограмму и очень слабое j к | с | з | ж | п | г [ б1 | ч | - Объект киносъемки Светофильтры Черно-белые цветоделенные промежут. позитивы -Цветной негатив на многослой- ной кинопленке н Черно-белые цветоделенные контратйпы ж Рельеф на матричных пленках Цветоделенные позитивы на матричных пленках -Цветной позитив на бланнфильме (цветная фильмокопия) |к'|с|з|ж|п| гТбТТ| Изображение на ПэРк°₽а“е Рис. 57. Схема получения цветных фильмокопий методом гидротипной печати (обозначения те же, что на рис. 56) черно-белое (серебряное) изображение, необходимое для боль- шей четкости и резкости цветного изображения. Эта пленка с впечатанной фонограммой называется бланкфильмом. На подготовленный бланкфильм производят перенос красите- лей поочередно с трех окрашенных матриц путем прижима матриц к бланкфильму. При прижиме красители с матриц диффундируют в желатиновый слой бланкфильма. Процесс переноса красителей с матриц в бланкфильм и получил название гидротипной печати, в результате которой получают цветной позитив с черно-белой (серебряной) фонограммой. Схема получения цветных фильмокопий с помощью цветной многослойной негативной кинопленки и гидротипной печати приведена на рис. 57. Гидротипный метод является безусловно более сложным, чем метод цветных многослойных пленок, но он имеет существенные преимущества. Главные из них: 1) повышение качества звуковоспроизведения вследствие использования серебряной фонограммы; 98
2) практически неограниченный срок хранения цветных филь- мов, которые не выцветают; 3) возможность лучшей и более точной передачи цветов сни- маемых объектов; 4) меньшая стоимость гидротипного позитива по сравнению с многослойным. При производстве фильмокопий массовым тиражом гидротип- ный метод должен найти более широкое применение по сравнению с методом цветного кино на многослойной пленке.
Глава VII. ШИРОКОЭКРАННОЕ, ПАНОРАМНОЕ И ШИРОКОФОРМАТНОЕ КИНО В первые годы развития кинематографии технические возмож- ности были таковы, что демонстрация кинофильмов могла про- изводиться на экраны небольших размеров, в основном из-за малых световых потоков кинопроекторов. По мере развития кино- техники размеры экранов стали увеличиваться, причем принятые ранее соотношения размеров сторон экрана остались, по существу, без изменения. В кинотеатрах устанавливались киноэкраны, размеры которых занимали весьма малую часть поля зрения человека. Обычный экран занимает лишь 2—4% всего поля бинокулярного зрения, а его угловые размеры даже для зрителей первых рядов не пре- вышают 40° в горизонтальной плоскости. Для основной части зрителей, находящихся в зрительном зале, обычный экран находится в поле ясного видения, и, сле- довательно, зрители могут рассматривать все изображения, не поворачивая головы. Из-за сравнительно малых размеров обычного экрана создава- лась некоторая условность, ограниченность кинематографического воспроизведения картины окружающего нас мира. Стремление повысить реальность передачи действительности средствами кине- матографа и приблизить условия рассматривания киноизображе- ния к условиям, в которых находятся зрители в жизни, привело к тому, что с 19.52 г. появились кинотеатры, в зрительных залах которых устанавливались экраны больших размеров, создающих возможно большую заполненность поля зрения человека. Было признано необходимым увеличить (в первую очередь, расширить) экран настолько, чтобы его размеры находились вне пределов поля ясного видения, а значит, чтобы при рассматри- вании изображения работали не только центральные, но и пери- ферические участки сетчаток глаз. В подобных условиях зритель для обозрения всей картины вынужден, как и в жизни, переме- щать глазные оси, а иногда и поворачивать голову. Большая заполненность поля зрения глаз человека, участие в вйдении периферических участков сетчаток глаз, мышечные усилия, связанные с поворотом глазных осей,— все это прибли- жает условия рассматривания киноизображения к реальным 100
условиям видения, создает у зрителя впечатление безграничности наблюдаемого изображения, так же как это происходит в жизни. Зритель перестает быть наблюдателем, становится. как бы участ- ником действия, показываемого на экране. Этот эффект получил название эффекта участия. Психофизиологический эффект большеэкранного кино усили- вается еще тем, что часто кинопроекция на большой экран сопро- вождается стереофоническим звуковоспроизведением. Стереофоническое воспроизведение позволяет слушателю опре- делить местоположение источника звука в пространстве и при перемещении изображения объекта по экрану является допол- нительной причиной, заставляющей зрителя переводить Главные оси за движущимся объектом. Эффект участия в любых системах большеэкранного кино начинает проявляться лишь при определенных размерах экрана. На первый взгляд кажется, что достаточно приблизить зрителя к экрану любых, даже малых размеров настолько, чтобы угловые размеры его стали больше углов поля ясного зрения, и этим будет создан необходимый эффект панорамности. На самом деле при рассматривании близких предметов (пусть даже имеющих и боль- шие угловые размеры) происходят большие напряжения глазных мышц, которые подсознательно позволяют наблюдателю судить об относительных размерах и удалении предмета. Удаление от предмета на значительное расстояние, когда глаза зрителя конвергированы и аккомодированы на бесконечность, является признаком больших размеров наблюдаемого предмета. Анализ указанных условий позволяет установить минималь- ную ширину большого экрана (8—10 м) при угловом размере не менее 50°. Последнее подтверждается и опытными данными обо- рудования кинотеатров. За десять-двенадцать лет такие кинотеатры получили очень большое распространение во всех странах мира. В настоящее время существует значительное число различных систем большеэкран- ного кино: широкоэкранное, широкоформатное и панорамное. § 19. СИСТЕМЫ ШИРОКОЭКРАННОЙ, ШИРОКОФОРМАТНОЙ И ПАНОРАМНОЙ КИНЕМАТОГРАФИИ За время существования кинематографа, с 1895 г., неодно- кратно различные авторы предлагали увеличить угловые размеры киноэкранов и изменить принятое соотношение их сторон (1,36 : 1). Все предложения были направлены на увеличение ширины экрана относительно его высоты. Последнее обосновано тем, что угол поля зрения человека в горизонтальной плоскости примерно вдвое боль- ше, чем в вертикальной (см. рис. 3), а также тем, что большинство снимаемых действий происходит в горизонтальном направлении. 101
В современных системах широкоэкранного кино и применяется относительное увеличение ширины экрана, а в некоторых систе- мах одновременно значительно увеличиваются и абсолютные раз- меры экранов. Существующие системы большеэкранного кино можно под- разделить на две основные группы. К первой группе относятся системы, использующие 35-.M.W кинопленку и стандартные киносъемочные и кинопроекционные аппараты. В этой группе существуют две различные системы — система с кашетированным кадром и система с анаморфированным кадром. Система с кашетированным кадром основана на уменьшении заслонкой (кашетой) высоты кадровых окон съемочного и соот- ветственно кинопроекционного аппаратов таким образом, чтобы получить необходимое соотношение сторон. В этой системе исполь- зуются соотношения ширины и высоты изображения на экране от 1,6 : 1 до 2,0 : 1. По этой системе любой обычный фильм может быть показан на широком экране с увеличенным против стандарт- ного соотношением ширины экрана к его высоте путем срезания по высоте части киноизображения при одновременном возраста- нии линейного увеличения кадра при кинопроекции. Достоинством системы с кашетированным кадром является возможность исполь- зования всей стандартной аппаратуры, а также стандартной 35-лж плеки. Однако этой системе присущи существенные недостатки: 1. Увеличение соотношения ширины к высоте кадра, т. е. при стандартной пленке уменьшение высоты кадра приводит к уменьшению площади кадра, что в свою очередь вызывает уменьшение полезного светового потока, проходящего через кад- ровое окно на экран. Это положение с учетом увеличения пло- щади экрана вызывает значительное уменьшение освещенности экрана сравнительно с обычным экраном той же высоты. 2. Необходимость большего увеличения кадра при его про- екции (применение короткофокусных объективов) приводит к ухудшению резкости, большей зернистости и меньшей устой- чивости изображения на экране. В силу указанных причин система кашетированного кадра в СССР при производстве кинофильмов не получила применения; за границей ее используют ограниченно, но тем не менее некото- рые фильмы, снятые по системе кашетированного кадра и при- ходящие из-за рубежа, поступают в киносеть и демонстрируются на экранах наших кинотеатров. Система с анаморфированным кадром основана на применении специальной анаморфотной * оптической системы к киносъемоч- ному и кинопроекционному аппаратам. * Подробно об анаморфотной оптике см. § 41. 102
Рис. 58. Широкоэкранный фильм со стереофоническими магнитными фонограммами: 1 — граница кадра позитива; 2 — граница кадрового окна; 3 — три стереофонические магнитные фоно- граммы; 4 — магнитная фонограм- ма звуковых эффектов С помощью анаморфотной оптической системы при киносъемке происходит «сжатие» изображения только в горизонтальном направлении обычно в два раза. Иначе говоря, масштаб линей- ного увеличения в вертикальной и горизонтальной плоскостях оказывается различным. При кинопроекции происходит обратное явление: анаморфотная система «растягивает» в горизонтальной плоскости «сжатое» при киносъемке изображение, восстанавливая действительное соотношение его раз- меров. Как правило, в анамор- фотных системах используются фильмокопии, обеспечивающие соот- ношение сторон изображения 1 : 2,35 и 1 : 2,55. Применение анаморфотной опти- ки, «сжимающей» изображение в го- ризонтальном направлении, позво- ляет передавать большее поле зрения в горизонтальной плоскости, чем в обычном кино. Для получения соотношения 1:2,55 в анаморфотных системах исполь- зуется 35-мм кинопленка, но с не- сколько увеличенными размерами кадра: 18,67 X 23,8 мм. При таких размерах площадь кадра увеличивается до 445 .«2 против 352 .о2 для обычного кадра. Большая площадь кадра приводит к увеличению полезного светового потока кинопроектора, что очень желательно, учитывая большую площадь широкого экрана. Эта система широкоэкранного кино рассчитана на использо- вание стереофонического звуковоспроизведения, для чего необхо- димо на фильмокопии разместить четыре магнитные звуковые дорожки (рис. 58). Для этого пришлось уменьшить по ширине перфорации (сделав их квадратными). Несколько видоизмененная анаморфотная система, рассчитан- ная на использование обычной фотографической фонограммы (без стереофонического звукового сопровождения), обеспечивает соотношение размеров экрана 1 : 2,35. В этой системе исполь- зуется также 35-ло{ пленка, но со стандартными перфорациями. Размеры позитивного кадра 22 X 18,67 мм. (С 1965 г. широко- экранные фильмокопии и с магнитной стереофонической фоно- граммой выпускаются с соотношением сторон изображения на экране 1:2,35.) Сравнивая системы с анаморфированным кадром и с кашети- рованным кадром, видно, что основным достоинством первой системы является лучшее использование кинопленки и больший размер кадра. Кроме того, андморфотная система обеспечивает более благоприятные для рассматривания киноизображения соот- 103
ношения размеров экрана (1 : 2,35 и 1 : 2,55). Поэтому, несмотря на ряд недостатков систем с анаморфированным кадром (в основ- ном некоторое ухудшение качества изображения в связи с приме- нением анаморфотной оптики), они получили преимущественное распространение во всем мире. Большое распространение анаморфотных систем обусловлено возможностью использования огромного парка кинопроекцион- ной, киносъемочной и другой аппаратуры без существенных переде- лок. Однако применяемым широкоэкранным анаморфотным систе- мам наряду с большими преимуществами в отношении простоты их реализации присущ существенный недостаток, состоящий в том, что угловые размеры киноизображения не превышают* 80° по горизонтали и 38° по вертикали. Эти размеры поля зрения зна- чительно меньше бинокулярного поля зрения человека, в силу чего эффект участия в таких системах сравнительно невелик и обеспечивается только для части зрителей, расположенных в зрительном зале ближе к экрану. Ко второй группе относятся системы, характеризующиеся большим эффектом участия. К ним относятся широкоформатное и панорамное кино. Широкоформатные системы основаны на использовании кино- пленок шириной более 35 мм. В широкоформатной системе «Тодд А.О.» (США) применяется 65-мм негативная кинопленка; размеры и форма перфораций у нее такие же, как и у обычной 35-лиг кинопленки. Шаг кадра соответствует пяти перфорациям, т. е. равен 23,75 мм. Ширина позитивной кинопленки 70 мм, что вызвано необходимостью размещения на фильмокопии шести маг- нитных фонограмм стереофонического звукового сопровождения. Размер кадрового окна кинопроектора «Тодд А.О.»— 48,59 х X 22 мм. В советской широкоформатной системе ширина позитивной и негативной кинопленок одинаковая, что унифицирует детали аппаратуры, предназначаемой как для производства, так и для демонстрации широкоформатных кинофильмов. Размеры перфора- ций и кадровых окон в отечественной широкоформатной системе выбраны такими же, как и за границей, чтобы иметь возможность обмениваться кинофильмами. С широкоформатных негативов в процессе копирования могут быть получены следующие фильмо- копии: позитив на 70-лглг пленке, анаморфированный позитив на 35-мм пленке (для широкоэкранных анаморфированных филь- мов), обычный позитив на 35-лиг пленке, три 35-лиг позитива для трехпленочной системы панорамного кино (см. ниже). На широкоформатном 70-лглг позитиве расположены шесть магнитных дорожек стереофонического звукового сопровождения (рис. 59). Пять каналов (дорожек) являются основными (громко- * Для планировки зрительного зала в соответствии с нормами СН 30—58. 104
Рис. 59. Широкоформатный фильм с магнитными фонограммами (основа пленки обращена к наблюдателю): 1, 2, з, 4, 5 и в — магнитные фо- нограммы говорители этих каналов располагаются за перфорированным экраном), а шестой — каналом звуковых эффектов. Громкогово- рители этого канала располагаются на стенах и потолке зритель- ного зала. Однако в советской системе, в отличие от системы «Тодд А.О.», предусмотрена возможность значительного улучше- ния передачи звуковых эффектов путем использования не одного, а четырех самостоятельных каналов для громкоговорителей левой, правой и задней стен, а также потолка зрительного зала. При такой системе звуковоспро- изведения применяются девять магнитных дорожек (пять основ- ных и четыре эффектные), распо- ложенных на отдельной 35-Л1Л кинопленке, с которой звук вос- производится с помощью специ- ального звуковоспроизводящего аппарата — фильмфонографа. Основной трудностью перехо- да к широкоформатному кино являлось создание всего нового комплекта аппаратуры, необходи- мого для производства и демонстрации широкоформатных кино- фильмов. В настоящее время в СССР выпускается все необхо- димое широкоформатное оборудование. Трудности, которые стояли при внедрении широкоформатного кино, полностью окупились значительным улучшением качества киноизображения и усилением эффекта участия за счет сущест- венного увеличения угловых размеров киноэкрана. Большая площадь кинокадра широкоформатной фильмокопии позволила при сравнительно небольших увеличениях получить высоко- качественные изображения на больших экранах, угловой размер которых по горизонтали достигает 128° и по вертикали свыше 60°. Такие угловые размеры поля зрения оказываются достаточно близкими к полю бинокулярного зрения человека. Кроме того, большая площадь кадрового окна приводит к значительному уве- личению светового потока кинопроектора, что позволяет приме- нять большие по площади экраны с необходимой освещен- ностью. Следует, однако, отметить что для производства широкоформат- ных кинофильмов требуется большое количество кинопленки и специальная аппаратура, что в некоторой степени сдерживает широкое внедрение этого метода. В отличие от широкоформатных, в панорамных системах используются обычные 35-жм кинопленки. Так, система «Сине- рама» (США) использует три обычные 35-лг.м кинопленки, на кото- рые одновременно специальной строенной съемочной камерой 105
25,4 х 28,2 мм (шесть Рис. 60. Схема панорамной ки- нопроекции: 1, 2, 3 — объективы трех ки- нопроекторов; 4 — цилиндри- ческий киноэкран; 5 — гром- коговорители пяти основных каналов стереофонического звукового сопровождения <громкоговорители!канала эф- фектов не показаны) производится съемка изображения. Таким образом, каждая фаза снимаемого изображения составлена из трех кадров, располо- женных на трех отдельных кинопленках. Размеры каждого кадра перфораций на кадр). Общая ширина изображения на трех кадрах, с учетом некоторого их перекрытия, 72,8 мм. Угол поля зрения при киносъемке тремя объективами составляет по гори- зонтали 146° и по вертикали 55°. Три отпечатанные фильмокопии при помощи трех синхронно работающих кинопроекторов одновременно проеци- руются на цилиндрический киноэкран (рис. 60). В системе «Синерама» используется стереофоническое звуков оспроизведение, для чего на четвертой пленке размещают- ся семь магнитных фонограмм: пять фо- нограмм являются каналами стереофо- нического звуковоспроизведения, ше- стая фонограмма передаёт звуковые эффекты через громкоговорители, рас- положенные по периметру зрительного зала, а седьмая фонограмма — управ- ляющая. Четвертая («звуковая») пленка движется в отдельном звуковоспроизво- дящем аппарате синхронно с тремя филь- мами, несущими изображение. Разработанная в СССР система панорамного кинематографа, получившая название «кинопанорама», значительно отличается от системы «Синерама». Эти отличия заключаются в следующем: 1) для кинопроекции используются три пары кинопроекторов, что позволяет осуществлять переходы с поста на пост и, значит, производить непрерывную демонстрацию панорамных кино- фильмов; 2) используется девятиканальная система звуковоспроизве- дения, при которой запись и воспроизведение звуковых эффектов производятся не одним, а четырьмя каналами (громкоговорители трех каналов расположены по стенам и четвертого — на потолке зала). В этом случае значительно улучшается стереофония зву- ковых эффектов; 3) используется более простая и надежная система синхро- низации между кинопроекторами и звуковоспроизводящим аппа- ратом (система «Ротасин»). Основным преимуществом кинопанорамы сравнительно с дру- гими системами являются большие угловые (и абсолютные) раз- меры киноэкрана (угловой размер для центра первого ряда состав- 106
ляет по горизонтали 160°), что определяет и наибольший эффект участия. Тем не менее этот метод не находит столь широкого распространения, как широкоэкранный (с анаморфированным кадром) и даже широкоформатный методы кинематографии, что объясняется существенными недостатками, присущими кино- панораме. Основными из них являются: 1) заметность на экране стыков трех изображений, проеци- руемых на экран тремя кинопроекторами; 2) заметность взаимной неустойчивости трех изображений — среднее и крайние изображения «качаются» относительно друг друга; 3) яркость и цветность трех изображений изменяются неоди- наково и изображения протяженных по всей ширине экрана предметов оказываются разной яркости и несколько отличны по цвету. Кроме рассмотренных методов в литературе описывается еще большое число разнообразных систем, которые не получили прак- тического распространения по тем или иным причинам, хотя некоторые из них отличаются высоким качеством. Интересна еще одна система, получившая в США название «циркорама», а в Советском Союзе — круговая кинопанорама. В системе «циркорама» используются одиннадцать киносъемочных (узкопленочных) камер, снимающих в пределах угла 360°. Проекция осуществляется также одиннадцатью узкопленочными кинопроекторами на' экран, имеющий форму цилиндра (в пределах угла 360°). В отечественной круговой кинопанораме применяются при проекции не 11, а 22 кинопроектора, что позволяет вести кино- показ на два яруса киноэкранов. Рассматривая принципы широкоэкранной кинематографии, необходимо несколько подробнее остановиться на особенностях стереофонической звукопередачи, часто применяемой в больше- экранном кино. § 20. ПРИНЦИП СТЕРЕОФОНИИ Устройство слухового аппарата человека позволяет ему опре- делять направление, откуда исходит звук, и устанавливать место- положение источника звука в пространстве, т. е. ощущать объем- ность (стереофоничность) звучания. Эта способность человека основана на так называемом биноуральном эффекте. Биноураль- ный эффект обусловлен тем, что уши человека неодинаково рас- положены в пространстве (на правой и левой сторонах головы) относительно источника звука. Поэтому звуковая энергия от источника звука доходит до одного уха несколько раньше, чем до другого, и с несколько различной силой звука. 107
В обычном кинотеатре зритель видит, как происходит пере- мещение изображения актера на экране, но ощутить при этом и перемещение источника звука при помощи слуха он не в состоя- нии. Объясняется это тем, что фактически излучатели звука (громкоговорители) неподвижны, находятся по краям экрана и воспроизводят звук, который был записан с помощью одного микрофона. Зритель в этом случае ощущает, что звук исходит из определенных точек пространства: с боков экрана. Стереофоническая передача обеспечивает слушателю, так же как в естественных условиях, возможность определить направле- ние и перемещение в пространстве источника звука. Иначе говоря, если на экране происходит перемещение изображения говоря- щего актера, то зритель при стереофонической передаче будет не только видеть, но и слышать, что источник звука перемещается в пространстве. Простая по идее и наилучшая по результатам система стерео- фонической передачи заключается в том, что уши слушателя как бы «переносятся» в то помещение, где происходит запись зву- ка. Конечно, «перенос» этот является условным и заключается в применении следующей системы звукопередачи. Допустим, что в тонателье, где происходит запись звука и где находятся естественные источники звука, помещены два микро- фона на таком же расстоянии друг от друга, как правое и левое ухо человека. В этом случае оба микрофона будут улавливать зву- ковые сигналы так же, как их улавливали бы оба уха человека, помещенные в тех же местах. Звуковые сигналы от каждого микрофона записываются на самостоятельные фонограммы: образуется двухканальная система записи. При звуковоспроизведении также имеются два самостоя- тельных канала, заканчивающихся телефонами, надеваемыми на уши слушателя: правое ухо слышит воспроизводимый звук, который был уловлен правым микрофоном, а левое ухо слышит звук от левого микрофона; таким образом создаются те условия слухового восприятия, которые происходят в естественных усло- виях слушания. Простая по идее система оказывается очень сложной в практиче- ском выполнении, когда идет речь о стереофонической передаче одновременно для многих сотен слушателей в кинотеатрах. Оче- видно, к каждому слушателю должны подходить индивидуальные наушные телефоны с проводами. Для стереофонической передачи может быть практически использована так называемая многоканальная система звуко- передачи. Сущность ее (рис. 61) заключается в том, что при записи движущегося звукового объекта или большого числа объектов, различно расположенных в пространстве, используется большое число Микрофонов, каждый из которых передает сигнал в свой, самостоятельный канал. При звуковоспроизведении имеется 108
столько же воспроизводящих каналов, громкоговорители которых расположены в пространстве соответственно расположению микро- фонов при записи, чем и обеспечивается стереофония (простран- ственность) звуковоспроизведения. Практическое осуществление звукопередачи с очень большим числом каналов, естественно, встре- чает значительные технические трудности. В настоящее время применя- ются приближенные способы ре- шения этой задачи с ограниченным числом каналов — от трех до де- вяти. В частности, в наиболее Рис. 61. Схема многоканальной сте- реофонической звукопередачи: I — ателье звукозаписи; II — кино- театр; 1 — микрофоны; 2 — каналы звукопередачи; з —громкоговорители распространенной широкоэкран- ной системе (с анаморфированным кадром) применяется трехканаль- ная система стереофонической пе- редачи. Запись в этом случае производится от трех микрофонов на три самостоятельные маг- нитные фонограммы. На четвертую магнитную фонограмму записываются различные сопровождающие звуковые эффекты (шум летящего самолета, стрельба и т. д.). При воспроизведении имеются также три самостоятельных канала, громкоговорители которых устанавливаются слева, посе- редине и справа от киноэкрана. Громкоговорители четвертого канала — канала звуковых эффектов — устанавливаются по пери- метру зрительного зала. Опытные данные, полученные в результате эксплуатации стереофонической системы с тремя каналами, показывают прак- тическую ее пригодность и значительное повышение общего каче- ства звуковоспроизведения. В широкоформатном и панорамном кино используются пять основных каналов звуковоспроизведения и один или четыре канала для передачи звуковых эффектов.
Глава VIII. СТЕРЕОСКОПИЧЕСКОЕ КИНО Рассматривая окружающую действительность, человек видит предметы объемными, различает взаимную относительную удален- ность их и при определенных условиях может достаточно точно определить расстояние до того или иного предмета. Возможность объемного, стереоскопического видения обус- ловлена свойствами бинокулярного зрения, присущего человеку. Из рассмотрения свойств бинокулярного зрения (см. § 2) сле- дует, что ощущение объемности рассматриваемых объектов воз- никает у человека в результате того, что в каждом глазу наблю- дателя образуется свое, несколько отличное от другого изобра- жение предмета. В стереоскопическом кино необходимо создать такие же условия вйдения, а именно: левый и правый глаза зри- теля должны видеть на экране только «свое» изображение и не ви- деть изображения, предназначенного другому глазу. Исходя из сказанного, проблему воспроизведения объема средствами кинематографии можно представить состоящей из трех следующих задач: 1) создать стереоскопический кинофильм, состоящий из сте- реокадров, каждый из которых образует так называемую стерео- пару. Стереопара представляет собой два сопряженных изобра- жения одного и того же объекта съемки, снятых двумя объекти- вами с двух точек зрения: один объектив расположен в простран- стве как бы на месте левого глаза, а другой — на месте правого глаза; 2) спроецировать оба сопряженных изображения стереопары на один и тот же экран, наложив изображения друг на друга; 3) обеспечить раздельное видение каждого из изображений тем глазом, которому оно предназначалось при стереокино- съемке. Только при выполнении указанных условий может быть осу- ществлено в кинотеатре восприятие зрителем объемного, стерео- скопического изображения. НО
§ 21. СПОСОБЫ КИНОСЪЕМКИ СТЕРЕОСКОПИЧЕСКИХ ФИЛЬМОВ Киносъемку стереофильмов, каждый стереокадр которых фак- тически состоит из двух сопряженных (левого и правого) изобра- жений, образующих стереопару, можно производить различными способами. Одним из первых был предложен способ стереокиносъемки с помощью двух синхронно работающих киносъемочных камер, оси объективов которых расположены друг от друга на определен- ном расстоянии, называемом базисом съемки Вс. В результате киносъемки по этому способу создавались два сопряженных кино- фильма, несущих соответственно только «левые» и только «пра- вые» изображения, для демонстрации которых необходимо иметь два кинопроектора, работающих также синхронно. Практического применения этот способ не получил в основном потому, что использование двух камер затрудняло проведение киносъемки и регулирование базиса съемки. Кроме того, распо- ложение двух сопряженных изображений на двух раздельных пленках налагало дополнительные трудности при кинопроекции: необходимость кинопроекции двумя кинопроекторами при точной синхронизации движения обеих лент, высокую точность совме- щения двух изображений на экране. В настоящее время почти все практически применяемые спо- собы стереокиносъемки построены на использовании одной кино- пленки, на которой должны быть размещены оба изображения стереокадра. При стереокиносъемке на одной кинопленке было желательно сохранить стандартный размер кадра и стандартную скорость движения кинопленки (24 кадр/сек — 456 мм/сек). Поэтому были попытки применить поочередную последовательную съемку кад- ров: левый кадр, за ним правый, снова левый и т. д. Однако и этот метод не может быть использован для стереосъемки движущихся предметов. При последовательной стереокиносъемке параллакс между одноименными точками образуется не только из-за разных точек съемки левого и правого объективов, но и за счет того, что движу- щийся объект съемки сместится в пространстве за промежуток времени между съемкой левого и правого кадров. В результате объемное изображение, проецируемое на экран, окажется иска- женным. Следовательно, стереокиносъемка должна производиться на одну кинопленку и обязательно одновременно обоих (левого и правого) изображений. Такая стереокиносъемка в Советском Союзе в первые годы появления стереокино производилась обычным киносъемочным аппаратом со специальной зеркальной насадкой, а в последние годы — специальным аппаратом с двухобъективной оптической системой. 111
Ф ЛЬ Рис. 62. Разме- щение на стерео- фильме стерео - кадра при съемке двухобъективной системой: Л — левый кадр; П—правый кадр; Ф — фонограмма Зеркальная насадка для стереокиносъемки, сконструирован- ная С. П. Ивановым, представляет собой два плоских зеркала, соединенных между собой шарниром. Два шарнирно соединенных зеркала устанавливаются под углом на некотором расстоянии от объектива киносъемочной камеры. Наличие двух зеркал, расположенных под углом друг к другу, приводит к разделению пучка света на два, каждый из которых образует соответствующее левое или правое изображение объекта. Стереофильмы, снятые с помощью зеркальной стереонасадки, проецируются обычным кинопроектором (с не- большими переделками зубчатых барабанов, кад- ровой рамки и звуковоспроизводящей оптики) с применением аналогичной, как при стереокино- съемке, зеркальной стереонасадки, приспособлен- ной для кинопроекции. Применение двухзеркальной стереонасадки имеет ряд достоинств: используются стандартные киносъемочные и кинопроекционные аппараты с небольшими переделками, а также можно легко изменять базис съемки, изменяя расстояния от стыка зеркал до съемочного объектива. Но использование зеркальной стереонасадки приводит и к существенным недостаткам. Основным из них является искажение воспроизводимого про- странства и появление вертикального параллакса точек изображения, что сильно утомляет зрение. Поэтому в настоящее время в СССР для съемки стереофильмов используются киносъемочные аппараты с двухобъективными опти- ческими системами, не имеющие указанных недостатков. В качестве киносъемочной камеры используется переделан- ный киносъемочный аппарат типа ПСК, к которому разработана оптическая насадка, состоящая из двух объективов и специаль- ных призменных устройств. Заменяя призменные устройства в аппарате, можно изменять базис стереосъемки. При киносъемке с помощью двухобъективной насадки стерео- фильм располагается на 35-.и.и кинопленке со стандартным разме- ром кадров. Изображения стереопары находятся одно над другим (рис. 62). Использование кадров стандартных размеров значительно улучшило условия воспроизведения пространства сравнительно с кадрами уменьшенных размеров. Однако такое расположение изображений в стереокадре при стандартной частоте киносъемки увеличило вдвое скорость движения пленки, так как для фикса- ции стереопары требуется участок кинопленки длиной не 19, а 38 мм. Поэтому в киносъемочной камере лентопротяжный меха- низм, включая и механизм прерывистого движения, подвергся соответствующей переделке. одноименных 112
Стереофильм, снятый по рассмотренному способу, проецируется кинопроектором, снабженным аналогичной двухобъективной оптической системой, благодаря которой обеспечивается точное наложение двух сопряженных изображений друг на друга на сте- реоэкране. Схема двухобъективной оптической системы приве- дена в § 123. § 22. СПОСОБЫ РАЗДЕЛЕНИЯ (СЕПАРАЦИИ) СОПРЯЖЕННЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ СТЕРЕОКАДРА Выше указано, что стереокадры, представляющие собой два сопряженных изображения, проецируются на экран так, чтобы левое и правое изображе- ния совпадали и имели одинаковую яркость. Для восприятия объе- ма, пространственности воспроизводимой картины, необходимо разделить, се- парировать два стерооизо- Рис. 63. Схема стереоскопа Эллиота: бражения так, чтобы зри- л И Н — глаза зрителей тели видели левым глазом только левое изображение и не видели правого, а правым гла- зом — только правое изображение и не видели левого. Существует большое число различных методов сепарации стереоизображений, которые могут быть разделены на две группы. К первой группе относятся методы стереокинопроекции, использующие различные индивидуальные приспособления, кото- рыми снабжаются все зрители стереокинотеатра. Эта группа получила название очковых методов сепарации изображений стереопары. Простейшими индивидуальными устройствами для сепарации стереоизображений являются так называемые стереоскопы. Первый такой прибор — стереоскоп Эллиота (рис. 63) — появился в нача- ле прошлого столетия. Он представляет собой ящик 1 с вырезами 2 для глаз в одной стенке и щелью 3 в другой. Изображения 4 и 5 стереопары рассматриваются обоими глазами раздельно. При рассматривании стереопары зрительные оси всегда скрещены, что приводит к сильному утомлению зрения. Усовершенствование стереоскопов шло по пути использова- ния отклоняющих зеркал, линз или призм. Призменные стерео- скопы получили широкое распространение для рассматривания стереоскопических фотографий, но для кинематографии стерео- скопы практически не применялись из-за сложности их исполь- зования. 8 Кинопроекционная тех-ка 113
Интересен обтюраторный (эклипсный) метод сепарации, кото- рый предлагался различными авторами. Он заключается в том, что на экран поочередно проецируются левые и правые кадры стереофильма. Перед глазами зрителей устанавливается вращаю- щаяся заслонка (обтюратор), поочередно перекрывающая левый и правый глаза наблюдателя. Работа кинопроектора и вращение заслонок производятся синхронно и так, чтобы в момент проекции левого изображения был открыт левый глаз зрителя, а в момент проекции правого изображения — правый глаз. Недостатки этого метода очевидны: необходим сложный синхро- низирующий механизм и увеличенная частота проекции, чтобы для каждого глаза достигалась критическая частота мельканий, возникает шум от работы обтюратора или других видов заслонок и т. п. Таким образом, эклипсный метод сепарации также не полу- чил практического применения. Из очковых методов практически применялись два: метод цветных анаглифов и поляризационный метод стереокино. Первый из них заключается в том, что сопряженные стерео- изображения проецируются одновременно на один экран через два светофильтра. Левое изображение, допустим, проецируется в красном цвете, а правое — в сине-зеленом. Если глаза зрителей снабдить очками с соответственно подобранными светофильтрами, то каждым глазом зритель будет видеть только одно, этому глазу предназначенное изображение. Высокое качество сепарации имеет место тогда, когда фильтры для правого и левого изображений выбираются в дополнительных цветах. Широкого практического применения этот метод не получил, что объясняется рядом существенных недостатков его: невозмож- ностью из-за применения цветных фильтров демонстрировать цветные фильмы; большими световыми потерями в фильтрах и повышенной утомляемостью зрения из-за различного цветового режима для правого и левого глаза. Поляризационный метод — наиболее совершенный из очковых методов сепарации стереоизображений. Известно, что светящееся тело является источником электро- магнитного излучения. Световые волны от обычного источника света совершают колебания во всевозможных направлениях. Такой свет носит название естественного, или неполяризованного. При пропускании естественного света через некоторые кристал- лические вещества происходит разделение таких колебаний на два колебания, которые совершаются в двух взаимноперпендикуляр- ных плоскостях. Эти лучи света называют плоскополяризован- ными, а сам процесс — поляризацией. Поляризация производит- ся, например, при помощи кристаллов исландского шпата или йодистого хинина, называемых поляризаторами. Направление плоскости поляризации зависит от ориентации оси поляризующего кристалла. Если два поляризующих кристал- 114
ла расположить осями взаимноперпендикулярно, то свет, будучи поляризован первым кристаллом в одной плоскости, не пройдет через второй кристалл, так как его плоскость поляризации пер- пендикулярна плоскости поляризации луча света. Прозрачная пленка, в составе которой имеются определенным образом ориентированные поляризующие кристаллы, называется поляроидом. При кинопроекции стереоизображений перед каждым объекти- вом устанавливают поляроид, изображения, имеет верти- кальную плоскость поляриза- ции, а другой — горизонталь- ную. Таким образом, на экран проецируются два изображе- ния: левое создается светом, поляризованным, например, в вертикальной плоскости, а правое — в горизонтальной плоскости. причем один, допустим, для левого Рис. 64. Принципиальная схема поляроид- ной стереоскопической кинопроекции: 1 и 2 — левый и правый кинопроекторы; 3 — поляроидный фильтр с вертикальной плоскостью поляризации; 4 — поляроидный фильтр с горизонтальной плоскостью поля- ризации; 5 — экран; 6 — левое изображе- ние; 7 — правое изображение; 8 — поля- роидные очки; 9 — поляроид левого глаза; 10 — поляроид правого глаза Если снабдить зрителя по- ляроидными очками, у кото- рых перед левым глазом рас- положен поляроид с верти- кальной плоскостью поляри- зации, а перед правым гла- зом — с горизонтальной, то этим самым и будет обеспечено раздельное вйдение правого и левого изображений (рис. 64). Достоинством стереокинопроекции в поляризованном свете сравнительно с цветными анаглифами является возможность демон- страции цветных стереофильмов. К недостаткам этого метода следует отнести сравнительно большие потери света. Кроме перечисленных недостатков, присущих каждому из очко- вых методов в отдельности, все они имеют два принципиальных недостатка: 1) все зрители должны снабжаться теми или иными индиви- дуальными устройствами, что усложняет эксплуатацию стерео- кинотеатров; 2) при очковых методах на экран может проецироваться лишь одна пара сопряженных изображений. Поэтому зрители рассматривают воспроизводимую объемную картину с какой-то одной, фиксированной точки зрения (выбранной при съемке) и не могут оглядывать предмет со всех сторон, как это происходит в жизни. Тем не менее высокая степень (чистота) сепарации стереоизо- бражений, обусловливающая высокое качество рассматривания стереофильмов при поляроидном методе, приводит к тому, что 8* 115
в настоящее время этот метод получает практическое применение. Следует отметить, что для стереокинопроекции в поляризован- ном свете нужны киноэкраны, не вызывающие деполяризации света. Такими экранами являются металлизированные (алюмини- рованные) поверхности. Вторая группа методов сепарации стереоизображений основа- на на применении неиндивидуальных приспособлений, а устройств, Рис. 65. Схема стереокинопроекции с радиально-линзо- вым растром общих для всех зрителей. Эта группа получила название растро- вых методов сепарации. Для сепарации стереоизображений применяется система, раз- работанная коллективом стереолаборатории НИКФИ, с так называемым радиально-линзовым растром, представляющим собой совокупность плоско-выпуклых конических линз, вплотную при- легающих друг к другу. Принцип сепарации стереоизображений с помощью радиаль- но-линзового растра заключается в следующем (рис. 65). Перед рассеивающим свет экраном 1 под некоторым углом помещается растр 2 так, что продолжения плоскостей экрана 1 и растра 2 пересекаются по прямой I — I, а продолжения ребер образующих всех линз сходятся в одну точку О, лежащую на этой прямой. Эта точка называется точкой схода растра. Проекция стереокадра производится двумя объективами: 3 и 4 с проекционным базисом 7?пр. Допустим, объектив 3 проецирует на экран правое изобра- жение, тогда свет, попавший на каждую линзу растра, соберется последним в плоскости экрана 1 в виде узких полосок Пр. Таким образом, данное (правое) изображение стереокадра будет разло- 116
жено растром 2 на ряд узких полосок на экране I, т. е. правое изображение будет состоять на экране из ряда элементов. Аналогичное явление происходит и при проекции объективом 4 левого изображения, но только с тем различием, что за счет про- екционного базиса Ь’пр элементы левого изображения Лев. на экране сместятся относительно элементов Пр. правого изображения и разместятся между ними. Следовательно, каждая линза растра будет формировать на экране по два элемента (две полоски — Пр. и Лев.) изображений стереокадра. Сепарация стереоизображений в растровой системе будет тогда, когда правый глаз зрителя будет видеть одновременно все элементы правого изображения на экране и не видеть элементов левого изображения, а левый глаз — все элементы левого изо- бражения и не видеть элементов правого изображения. Анализ законов образования зон, из которых глаза зрителя наблюдают стереоэффект, показывает, что если поместить глаз наблюдателя на прямую ООа, соединяющую точку схода О с цент- ром Оп зрачка проекционного объектива 3, то глаз увидит все элементы Пр. правого изображения на экране 1. Такой же результат будет и для другого глаза, помещаемого на прямой 00 л, с тем отличием, что видны будут все элементы Лев. левого изобра- жения на экране. Если левый и правый глаза будут находиться одновременно на прямых ООЛ и ООа, то каждый глаз будет видеть только ему предназначенное — левое или правое — изображение, каждое из которых будет состоять из большого числа элементов. Эти отдельные элементы будут сливаться в цельные изображения потому, что шаг растра делается малым настолько, чтобы зри- тель, находящийся даже в первом ряду, не смог различить струк- туру растра. Прямые 00л и 00а являются осями зон стереовидения, а сами зоны простираются на некоторые расстояния вверх, вниз и в сто- роны от осей, что позволяет зрителю несколько перемещать глаза в пределах зон стереовидения для выбора наиболее удобного места наблюдения. Таким образом образуется одна пара зон стереовидения, радиально расходящаяся из точки схода О к проекционным объек- тивам 3 и 4. На самом деле таких пар зон в зрительном зале обра- зуется большое количество. Дело в том, что в качестве отражающей поверхности приме- няется экран 1, который равномерно рассеивает отражаемый им свет во все стороны. Поэтому свет от каждого элемента: Лев. и Пр.— изображения на экране будет попадать как на линзу, формирующую данный элемент, так и на все соседние линзы, которые, в свою очередь, будут по определенным законам форми- ровать зоны стереовидения во всем зрительном зале. Закон образования зон стереовидения при применении радиаль- ных растров таков, что оси всех зон стереовидения: ООЛ, ОО„, 117
г Рис. 66. Схема расположения зон стереовидения в зрительном зале при использовании радиально-лин- зового растра: 1 — экран; 2 — растр; Л — зоны стереовидения для левого глаза; П — зоны стереовидения для правого глаза ОО'а, ОО’П ит. д.— лежат в одной плоскости — плоскости стерео- скопического видения, проходящей через точку схода О и центры Оа и Оп зрачков проекционных объективов 3 и 4. Изменяя по высо- те местоположение точки схода О и проекционных объективов За 4, можно добиться любого располо- жения плоскости стереовидения, включая и горизонтальное ее поло- жение. Таким образом, применяя радиальные растры, удается разме- щать зрителей в горизонтальной пло- скости, т. е. так же, как в обычных кинотеатрах. Расположение зон сте- реовидения при использовании ра- диально-линзового растра показано схематически на рис. 66. Разработка систем растровых методов сепарации производилась многими авторами, из которых инте- рес представляют системы Э. Ноайо- на и G. Иванова. В системе Э. Ноайона применя- лись светопоглощающие растры, состоявшие из прозрачных и не- прозрачных элементов сравнительно большой ширины, причем предла- галось использовать вибрацию растров для того, чтобы сделать невидимыми непрозрачные элементы. Однако выполнить конст- рукцию вибрирующих растров оказалось настолько затрудни- тельным, что практически эта система не применялась. С. Иванов пошел по другому пути: он предложил использовать также светопоглощающий растр, но с такими узкими непрозрач- ными элементами, чтобы они оказались вне пределов разрешаю- щей способности глаз человека. Это предложение было практиче- ски реализовано, и впервые в мире в 1940 г. в Москве был открыт стереокинотеатр с растровым методом сепарации изображений стереокадра. Светопоглощающие растры характеризовались большими поте- рями света. Последнее обусловливалось наличием непрозрачных элементов, поглощавших до 2/3 падающего на них света. Указан- ный недостаток и был устранен в радиально-линзовом .растре, разработанном С. Ивановым и А. Андриевским и применяемом в настоящее время в стереокинотеатрах нашей страны. Яркость видимого стереоизображения при линзовом растре в несколько раз выше, чем при светопоглощающем, в силу чего линзовый растр иногда называют светосильным. Растровые системы сепарации сравнительно с очковыми систе- мами характеризуются следующими основными достоинствами: 118
1) отсутствуют индивидуальные наглазные устройства — сепа- рация производится сразу для всех зрителей; 2) растровые системы принципиально позволяют проецировать на экран не одну, а несколько стереопар, в связи с чем зрители мо- гут оглядывать изображение с разных сторон. Но растровые системы имеют и существенные недостатки: 1) стереоэффект может наблюдаться только из определенных зон зрительного зала; перемещения глаз зрителей оказываются весьма ограниченными из-за ограниченных размеров зон стерео- видения (несколько миллиметров); 2) вследствие пирамидальной формы зон, сходящихся к экра- ну, и неравномерного распределения яркости в пределах зоны зрители, даже находясь по длине зала в пределах зон, оказы- ваются в различных условиях рассматривания экрана. Качество стереоэффекта в разных местах зрительного зала различно. Указанные недостатки присущи данным системам растров и могут быть устранены в других системах. Над изысканием более совершенных систем сепарации стереоизображений продолжает работать научная мысль.
Глава IX. ДНЕВНОЕ КИНО Кинопроекция в незатемненных помещениях при искусствен- ном или естественном освещении получила название дневной кинопроекции, или дневного кино *. Дневная кинопроекция в некоторых случаях имеет ряд пре- имуществ сравнительно с кинопроекцией в закрытых и затемненных помещениях. Дневной кинопоказ позволяет увеличить число киносеансов в открытых кинотеатрах, так как сеансы могут про- водиться не только в вечернее, но и в дневное время. Дневная проекция безусловно желательна в условиях учебного кино, так как позволяет во время демонстрации учебного фильма производить необходимые записи. Наконец, исследования ряда врачей показали, что наличие некоторой небольшой освещенности в зрительном зале улучшает условия работы глаз человека, вызывая меньшее утомление зрите- ля, чем при полном затемнении. Это объясняется тем, что зрители ощущают сильный контраст всякий раз, когда переводят глаза с сравнительно ярко освещенного экрана на его темное обрамление и темные стены зала. Частая переадаптация глаз является причиной повышенной утомляемости зрения в затемненных зрительных залах. Однако, как следует из самой сущности метода дневной кинопроекции, демонстрация фильма происходит в условиях попадания на экран постороннего света, что приводит к снижению контрастности изображения, проецируемого на экран. Рассмотрим подробнее явление засветки экрана посторонним светом. На экран с фильмопозитива проецируется изображение, состоящее из участков различных яркостей. Самые яркие участки на экране являются изображениями участков позитива, имеющих максимальный коэффициент пропускания. Самые же темные участки на экране являются изображениями участков позитива с наименьшим коэффициентом пропускания. Как показали иссле- * Подробно особенности дневных кинотеатров рассматриваются в курсе «Оборудование и проектирование кинотеатров». Здесь дается только принцип дневного кино. 120
дования, коэффициент пропускания самых светлых участков; тмакС фильмокопий в среднем равен 60%, а самых темных участков. ТМИН - 0,6%. Если яркость экрана Вэ без фильма составляет 100 асб (апо- стильб), то яркость наиболее светлых участков 5макс составит: 2?макс = ЮО-Тмакс = 100-0,6 = 60 асб, а яркость наиболее тем- ных участков К,и„ = 100-0,006 = 0,6 асб. Отношение яркостей Вмакс к /?мин, называемое интервалом яркостей К, характеризует собой контрастность изображения. В рассматриваемом случае интервал яркостей фильмопозитива^ спроецированного на экран, будет равен: = ^макс __ ^э* Тмакс _ 6^ _ | QQ ®мин -®э’Тмин 0,60 Вычисленное отношение яркостей К = 100 имеет место при условии, что на экран не падает посторонний рассеянный свет. При дневной проекции на экран будет падать рассеянный свет, вызывающий засвечивание всей поверхности экрана. Допустим, что посторонний свет создает небольшую равно- мерную засветку всего экрана с яркостью Ва = 1 асб. Последнее означает, что наиболее яркие участки изображения будут иметь яркость 2?макс = 60 + 1 асб, а наиболее темные участки — бмин = 0,6 + 1 = 1,6 асб. В этом случае отношение яркостей киноизображения на экране Ki окажется равным: д' ^макс -®э'тмакс + _ 100-06 + 1 60 + 1 61 qq /н\ 1-£мин~ -Вэ-Тмин + ^з “100-0,006 + 1-0,6 + 1 - 1,6 Из рассмотренного примера следует, что при наличии посто- ронней засветки отношение яркостей киноизображения на экране уменьшается, в силу чего уменьшается и контраст рассматривае- мого изображения: в изображении на экране нельзя различить многие его детали, разница между яркостями которых незначи- тельна, цвета разбавляются «белым» и теряют насыщенность. Следовательно, основная задача, которую необходимо решить при создании киноустановок с дневной кинопроекцией,— это защита киноэкрана от засветки его посторонним светом. Кино- экран должен быть защищен не только от попадания прямых лучей солнца в открытых кинотеатрах или осветительных ламп в закрытых, но и от рассеянного света. § 23. СПОСОБЫ ДНЕВНОЙ КИНОПРОЕКЦИИ Наиболее простым способом защиты экрана от посторонней засветки является окружение его по бокам и сверху непрозрачны- ми козырьками, окрашенными в черный цвет (рис. 67). Этот спо- соб получил название дневной кинопроекции в шахту. При кино- 121
проекции по этому способу интенсивность посторонней засветки зависит от глубины шахты. Исследования показали, что защита экрана будет эффективной лишь при весьма значительной глу- бине шахты: верхний и боковые козырьки должны быть в четыре- Рис. 67. Схема дневной кинопроекции в шахту: 1 — экран; 2 — верхний защитный козырек; з — нижний защитный козырек; 4 — задний темный занавес; 5 — кино- проектор ширины экрана. Это означает, что с боков зри- над ними располагаются защитные полотнища. Рис. 68. Схема дневной кинопроекции па просвет: 1 — кинопроектор; 2 — светозащитный ко- жух; 3 — пропускающий свет экран; 4 — передний защитный козырек 4 3 пять раз больше тельских мест и Качество дневной кинопроекции при таких условиях оказывается невысоким, потому что ниж- няя и верхняя части экрана имеют неодинаковую и срав- нительно большую засветку. Лучшие результаты по- лучаются, если позади зри- тельских мест разместить чер- ный занавес 4 (см. рис. 67). В таком случае удовлетвори- тельные результаты получа- ются при глубине шахты, рав- ной утроенной ширине экра- на, и высоте занавеса?—8 м. дневной проекции является заключается в том, что кино- Более эффективным способом кинопроекция на просвет, которая проектор устанавливается за пропускающим свет экраном, на котором зрители рассматривают изображения (рис. 68). Установка для кинопроекции на просвет конструктивно слож- нее установки для кинопроекции в шахту, но зато величина ярко- сти посторонней засветки в этом случае значительно меньше, чем при кинопроекции на отражение. Меньшая видимая яркость посторонней засветки объясняется тем, что просветные экраны пропускают в несколько раз больше света, чем отражают *. Поэтому видимая яркость полезного изобра- * Просветные киноэкраны, разработанные в НИКФИ, имеют коэффи- циент яркости 8—9, а коэффициент отражения 0,1—0,15. Подробнее о кино- экранах см. § 47. 122
жения, создаваемого светом, проходящим сквозь экран, велика, а видимая яркость засветки, создаваемая отраженным от экрана светом, мала. Для устранения засветки со стороны кинопроектора приме- няется светозащитный кожух 2, внутренняя поверхность кото- Рис. 69. Схема дневной кинопроекции на просвет с поворотным зеркалом: 1 — киноаппаратная; 2 — кинопроектор; з — светозащитный ко- жух; 4 — поворотное плоское зеркало; 5 — просветный кино- экран; в — передние защитные козырьки рого окрашена в черный цвет. Небольшой козырек 4 с наружной стороны экрана защищает экран от прямого попадания лучен от источника света (солнца, ламп накаливания и т. д.). Такая дневная киноустанов- ка может обеспечить вполне удовлетворительное качество ки- нопроекции в условиях сравни- тельно большой посторонней засветки. Следует отметить и некото- рые недостатки кинопроекции на просвет при использовании схемы, показанной на рис. 68: во-первых, на экране получает- ся перевернутое слева направо изображение (надписи надо чи- тать слева направо); во-вторых, для размещения светозащитного кожуха и кинопроектора необхо- димо иметь большое заэкранное Рис. 70. Схема дневной киноустановки со «сложенной» шахтой: 1 — экран; 2 —светозащитный кожух; 3 — нижний защитный козырек; 4 — плоское зеркало; 5 —кинопроектор пространство; в-третьих, затруд- няется наблюдение за качеством изображений на экране во время сеанса, так как экран со стороны киномехаников закрыт кожу- хом 2. Первые два недостатка успешно решаются в киноустановке, предложенной Д. Брускиным (рис. 69), где киноаппаратная раз- мещается над экраном, что в два раза уменьшает длину заэкран- ной светозащитной шахты. Кроме того, применение поворотного 123
зеркала обусловливает поворот изображения слева направо так, что надписи и само изображение располагаются на экране пра- вильно. Устранение третьего недостатка требует применения различ- ных специальных приспособлений, описания которых даются в курсе по оборудованию кинотеатров. Кроме указанных систем дневной кинопроекции представляет интерес еще одна, получившая название системы «со сложенной» шахтой. Сущность этой системы поясняется схемой, приведен- ной на рис. 70. Экран 1 помещают тыльной стороной к зрителям и закрывают с трех сторон светозащитным кожухом 2. Зрители наблюдают изображение экрана 1 в плоском зеркале 4, установленном внутри кожуха 2. Такое устройство обеспечивает минимальную постороннюю засветку экрана, так как взаимное расположение зеркала и экрана исключает прямое попадание на экран лучей от солнца, небосвода, осветительных ламп и т. д. Недостатком этой системы является необходимость применения больших по размеру и высококачест- венных зеркал, что удорожает и усложняет киноустановку.
9 ЧАСТЬ ОСВЕТИТЕЛЬНО- ПРОЕКЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Глава X. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ Всякая оптическая система представляет собой некоторую определенную совокупность прозрачных сред (оптических стекол и воздушных промежутков между ними), разделенных преломляю- щими и отражающими поверхностями. Оптические системы предназначаются для получения пра- вильных изображений предметов. Для этого нужно, чтобы свето- вой поток, исходящий из каждой данной точки (элементарной площадки) предмета, направлялся оптической системой только в одну сопряженную точку в плоскости изображения. Из этого следует, что основное значение для теории оптических систем имеют законы распространения света в прозрачных средах. Точной теорией распространения света является волновая теория. Однако она привадит к весьма большим трудностям при изучении оптических систем. Вместе с тем оказалось, что прак- тически достаточно точные результаты дает приближенная теория распространения света — так называемая геометрическая оптика, не учитывающая волновые свойства света. Последние в необхо- димых случаях учитываются дополнительно. В этой главе излагаются основы теории оптических систем на базе геометрической оптики. § 24. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКИ К основным понятиям геометрической оптики относятся поня- тия о световых лучах и пучках лучей, о предметных точках и их изображениях. Световым лучом называется какое-либо одно определенное направление распространения света. Совокупность лучей, заполняющих телесный угол, называется пучком лучей. Если все лучи пучка пересекаются в одной точке, то пучок лучей называется гомоцентрическим. Вершина гомоцентрического пучка лучей, входящих в опти- ческую систему, называется предметной (или светящейся) точкой. 127
Если гомоцентрический пучок лучей, исходящих из предмет- ной точки 5, по выходе из оптической системы остается гомоцентри- ческим, то вершина 5” последнего называется изображением пред- метной точки S. Предметная точка 5 и ее изображение S' называются сопря- женными точками. Предметные точки и их изображения бывают действительные (точки 5Д и 5д на рис. 71) и мнимые (точки SM и S'M), в зависимости от того, пересекаются ли в вершинах пучков сами лучи или только их геометрические продолжения. Все точки изображаемого пред- мета всегда являются действительными предметными точками б Рис. 71. Предметные точки и их изображения: и 8д — действительные; SM и 8^ — мнимые (рис. 71, а). В сложных оптических системах, состоящих из не- скольких компонентов, изображение, даваемое предшествующим компонентом (показан пунктиром), играет роль действительного (рис. 71, б) или мнимого (рис. 71, в) предмета для последующего компонента. Как известно из курса физики, основные законы геометриче- ской оптики — это закон прямолинейного распространения света и законы отражения и преломления световых лучей. Согласно закону прямолинейного распространения света, в однородной прозрачной среде свет от одной точки до другой не может дойти ни по каким другим путям, кроме прямой, соеди- няющей эти точки. Этот закон нарушается только в том случае, если свет встре- чает на своем пути какую-либо преграду. Световые волны, как и волны на поверхности воды, огибают преграды — происхо- дит явление дифракции света. Чем меньше размер преграды, тем заметнее это явление. 128
лежат луча, Рис. 72. Отражение и преломление све- тового луча на поверхности раздела двух сред При падении света на полированную поверхность, разделяю- щую две прозрачные среды, лучи претерпевают зеркальное отра- жение и преломление (рис. 72). Отражение света происходит по следующим законам: 1. Отраженный луч лежит в той же плоскости, в которой падающий луч и нормаль к поверхности в точке падения т. е. в плоскости SON падения луча. 2. Угол отражения i равен по величине и обратен по знаку углу падения —г. Для углов, образуемых луча- ми с нормалью к поверхности, в оптике принято следующее пра- вило знаков: если, идя от нор- мали к лучу, угол отсчитывается по часовой стрелке, он считает- ся положительным, и наоборот. Стрелки на рис. 72 показывают направления отсчета углов. Законы, по которым происхо- дит преломление световых лучей, следующие: 1. Преломленный луч, так же, как отраженный, лежит в плоскости SON падения луча. 2. Отношение синуса угла падения i к синусу угла преломле- ния V есть величина постоянная для данных двух сред, равная отношению показателя преломления п' второй среды к показателю преломления п первой среды: sin г п' sin V п Показателем преломления среды называется отношение ско- рости с распространения света в пустоте к скорости v распростра- нения света в данной среде: (8) /г = — V Как известно из курса физики, показатель преломления неоди- наков для лучей разных длин волн (это явление называется диспер- сией света). Поэтому все сорта оптических стекол, применяемые для изготовления оптических деталей, характеризуются не одним показателем преломления, а по меньшей мере тремя: пс — для красного цвета, соответствующего длине волны X = 656,3 нм; nD — для желтого цвета, соответствующего длине волны X = = 589,3 нм (желтая спектральная линия паров натрия); nF — для синего цвета, соответствующего длине волны X = 486,1 нм. 9 Кинопроекционная тех-ка 129
Основным показателем преломления является Пр, поэтому он часто указывается без индекса D. Пр — 1 Отношение --------= v называется коэффициентом дисперсии. Пр — Hq Все сорта оптических стекол (их около ста) делятся на две большие группы: кроны и флинты. Кроны имеют п = 1,50 ч- 1,65 и v > 50; флинты имеют п = 1,60 ч- 1,80 и v < 50. § 25. СФЕРИЧЕСКОЕ ЗЕРКАЛО. ПОНЯТИЕ О ПАРАКСИАЛЬНОЙ ОПТИКЕ Сферическое зеркало характеризуется одной величиной — ра- диусом кривизны г. Прямая, проходящая через центр С кривизны зеркала и его вершину О, называется оптической осью зеркала. Пусть из точки А (рис. 73), находящейся на оптической оси, на расстоянии s от зеркала, падает на зеркало гомоцентрический пучок лучей. Любой луч пучка, например AM, падающий под углом i, отражается согласно закону отражения под углом —i. Нормалью к сферической поверхности зеркала в точке М паде- ния луча является радиус г, проведенный в эту же точку. Точка А' пересечения отраженного луча с оптической осью является изобра- жением точки А, образованным лучами AM. Достаточно построить еще один отраженный луч, например MiAi , чтобы убедиться, что отраженный пучок лучей перестает быть гомоцентрическим — лучи, падающие под различными углами, образуют изображения точки А в разных точках оптической оси: А', Л' и т. д. Это явление называется сферической аберрацией. 130
Понятно, что при этом резкое (точечное) изображение предмета не получается. Наличие сферической аберрации и других видов аберраций (погрешностей) весьма сильно усложняет теорию оптических систем. Поэтому мы вначале ограничимся рассмотрением изобра- жений малых предметов, образуемых лучами, близкими к оптиче- ской оси. Эти лучи падают на отражающую поверхность под малы- ми углами i и на малых высотах h и называются параксиальными лучами. Изображение А' (см. рис. 73), образуемое параксиальным пучком лучей МАМ (на рисунке он схематически показан штри- ховкой), называется параксиальным изображением точки А. Положение параксиального изобра- жения, определяемое расстоянием s', находится по формуле сферического зеркала: —f— Рис. 74. Главный фокус и фокус- ное расстояние сферического зер- кала 2 s' ‘ S г (9) С изменением положения предмета меняется и положение изображения. Рассмотрим случай, когда предмет весьма удален (находится в бесконечности). В этом случае из точки предмета, расположен- ной на оптической оси, на зеркало падает пучок лучей, параллель- ных оптической оси (рис. 74). Точка F , в которой эти лучи собираются после отражения от зеркала, называется главным фокусом зеркала. Расстояние от вершины зеркала до главного фокуса называется фокусным расстоянием / зеркала. Из сказанного понятно, что f = s' при s=oo. Подставив эти значения , получаем, что в 2 ' (10) Следовательно, формулу писать в виде 1 сферического зеркала можно пере- (И) 1 1 s ~ F Определим теперь, с каким увеличением изображается пред- мет сферическим зеркалом. Линейным, или поперечным, увеличением |3 называется отно- шение размера V изображения к размеру I предмета: 9* 131
Чтобы определить, как зависит увеличение от расстояния до предмета, построим изображение последнего (рис. 75). Из подобия треугольников АВО и Л'В'О имеем, что — Г s' I ~~ s * Следов ательно: Р = 4-=-4- (12) Отрезок V на рис. 75 является отрицательным, так как он расположен под оптической осью. Соответственно отрицательный знак увеличения означает, что изображение получается об- ратным (перевернутым). Если s' < s, то | р I < 1; увеличе- ние, меньшее единицы, озна- чает уменьшение — длина изо- бражения меньше длины пред- мета. Таким образом, зная г, s и I, легко по формуле (11) найти положение изображения s', а по формуле (12) — его величину Г. Для графического построе- ния изображений предметов удобно пользоваться свойства- ми центра кривизны С и глав- Рис. 76. Построение изображений, давае- мых сферическим зеркалом Рис. 75. Определение линейного уве- личения сферического зеркала ного фокуса F зеркала: луч, проходящий через точку С, после отра- жения снова идет через эту точку; луч, проходящий через точкуЕ, после отражения идет параллельно оптической оси, и наоборот. На рис. 76 приведены построения изображения предмета при различных положениях его: в случае a s> г — изображение действительное, уменьшенное, обратное; в случае б s = r — изображение действительное, обратное, равное по длине пред- мету; в случае в f < s < г — изображение действительное, уве- личенное, обратное; в случае г s = f — изображение в бесконеч- 132
ности и в случае д s < f — изображение мнимое, увеличенное, прямое. Задачи: 1. Сферическое зеркало имеет радиус кривизны г = 80 мм. Определить положение и величину изображения кратера угольной дуги, если $ = 50 мм и 22 = 4 мм. Ответ: $' = 200 мм; 22' = 16 мм. 2. Источник света находится на расстоянии $ = 500 мм от сферического зеркала, а его изобрагксние— на расстоянии $' = 50 леи. Определить радиус кривизны зеркала. Ответ: г = 90,9 .и.и. § 26. ЭЛЛИПСОИДНЫЙ ОТРАЖАТЕЛЬ Рис. 77. Эллипсоидный отражатель Как было указано, сферическое зеркало обладает большой сферической аберрацией. Исключение составляет лишь случай изображения точки, расположенной в центре кривизны зеркала — все лучи, вышедшие из этой точки, после отражения снова собираются в ней же. Для других точек оптической оси сферическая аберрация может быть устранена приданием отражающей поверхности формы эллипсоида вращения. Такой эллипсоидный отражатель (рис. 77) обладает следующим свойством: если поместить точечный источник света в одном геометрическом фокусе эллипсоида, то все лучи, независимо от того, под какими углами они падают на поверхность, после отражения соберутся во втором геометриче- ском фокусе эллипсоида. Это свойство делает эллипсоидный отражатель весьма выгод- ным для применения в осветительных системах кинопроекторов. Помещая в первом фокусе эллипсоида Ft источник света, а во вто- ром фокусе F > — изображаемый кадр фильма, можно на последнем собрать лучи очень широкого пучка, а следовательно, и большой световой поток. § 27. ЛИНЗЫ Линзой (сферической) называется прозрачное тело, ограничен- ное с двух сторон сферическими преломляющими поверхностями или одной сферической и одной плоской поверхностями. Линза характеризуется ее радиусами кривизны и г2, показателем преломления п стекла и толщиной d по оптической оси (рис. 78). Согласно принятым в оптике правилам знаков, радиусы кри- визны, как и отрезки —s и s', отсчитываются от поверхностей линзы; они считаются положительными, если расположены справа от поверхностей, и наоборот. При этом имеется в виду, что свет распространяется слева направо. 133
Пусть на собирательную линзу (рис. 78, а) падает из точки А гомоцентрический пучок лучей. Путем расчета хода двух лучей, например AM и АМ1у по закону преломления можно убедиться, что преломленный пучок лучей перестает быть гомоцентрическим. Это приводит к тому, что различные лучи образуют изображения точки А в различных точках: А', А[ и т. д. Наблюдается явление сферической аберрации, мерой которой является отрезок —6s'. Рис. 78. Изображение точки, даваемое собирательной (а) и рассеивающей (б) линзами Аналогичное явление происходит и в случае рассеивающей линзы (рис. 78, б). Только в параксиальной области падающие гомоцентрические пучки лучей остаются гомоцентрическими и после преломления через линзу (см. заштрихованные пучки лучей МАМ на рис. 78, а и б). Рассмотрим законы образования параксиальных изображений тонкими линзами. Тонкой называется такая линза, толщина которой значительно меньше радиусов кривизны ее поверхностей. На оптической оси тонкой линзы имеется точка О, называемая оптическим центром линзы, через которую лучи проходят без изменения направления. У симметричных линз оптический центр расположен посередине их толщин. 134
Линза имеет два главных фокуса — задний F' и передний F (рис. 79). Задний главный фокус F' — это точка, в которую после преломления собирается пучок лучей, параллельных оптической оси. Другими словами, точка F' является изображением беско- нечно удаленной точки оптической оси, расположенной слева от линзы. Аналогично, передний главный фокус F — это точка на оптической оси, изображение которой находится в бесконеч- ности справа от линзы. Рис. 79. Главные фокусы ги фокусные расстояния положи- тельной (а) и отрицательной (б) тонких линз Расстояния от оптического центра линзы до главных фокусов называются соответственно задним и передним фокусными рас- стояниями /' и f тбнкой линзы. Фокусное расстояние считается положительным, если главный фокус расположен справа от линзы, и наоборот. У собирательных линз заднее фокусное расстояние положительно. Поэтому такие линзы называются положитель- ными. У рассеивающих линз заднее фокусное расстояние отрица- тельно. Поэтому они называются отрицательными. Фокусное расстояние тонкой линзы следующим образом зави- сит от ее параметров rit г2 и п: = (13) Если по обе стороны от линзы расположены одинаковые среды (обычно воздух), то фокусные расстояния /' и / равны по величине. По знаку /' и / всегда противоположны. Зная фокусное расстояние /' линзы, положение s и величину I предмета, легко вычислить положение s' и величину V изображе- ния по формулам: и p=v=4- (15> 135
Графическое построение изображений, даваемых тонкими лин- зами, производится при помощи любой пары из следующих трех лучей: 1 — луч, параллельный оптической оси, 2 — луч, про- ходящий через передний фокус, и 3 — луч, проходящий через Рис. 80. Построение изображений, даваемых тонкой поло- жительной линзой Рис. 81. Построение изображений, даваемых тонкой отрицательной линзой оптический центр. После преломления на поверхностях линзы, луч 1 проходит через ее задний фокус F', луч 2 идет параллельно оптической оси и луч 3 не изменяет свое направление. Точка пересечения преломленных лучей является изображением той предметной точки, из которой взяты лучи 7, 2 и 3. На рис. 80 и 81 приведены построения изображений предмета при различных его положениях. Задачи: 1. Тонкая линза имеет г1 = 50 мм, г2= —50 мм и п=-1,5. Определить ее фокусное расстояние. Ответ: /' =—/ = 50 .и.ч. 2. Предмет I = 10 мм, находящийся на расстоянии s=—300 леи от тонкой линзы, изображается ею с увеличением р = 1 . Определить О положение и величину изображения. Ответ: s’ =60 мм, Z' = —2 мм. 3. Из предыдущей задачи определить фокусное расстояние линзы. Ответ: /' = 50 мм. 136
§ 28. ПОНЯТИЯ ОБ АБЕРРАЦИЯХ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ Идеальной была бы такая оптическая система, которая обладала бы следующими свойствами: а) каждая точка какого угодно большого предмета изображает- ся сколь угодно широким пучком лучей также в виде точки; б) изображение геометрически подобно предмету; в) при изменении положения предмета изменяются только положение и величина изображения, но свойства «а» и «б» сохра- няются, т. е. изображение остается точечным и геометрически подобным предмету. Отступления свойств реальных оптических систем от указан- ных свойств идеальной оптической системы обусловливают те или иные недостатки реальных изображений и называются погреш- ностями, или аберрациями, оптических систем. Причины и классификация аберраций Имеются две причины аберраций: 1) природа света такова, что при преломлении гомоцентриче- ского пучка лучей через сферическую поверхность он, как правило, перестает быть гомоцентрическим. То же происходит при отра- жении от сферической поверхности. В результате изображение каждой точки предмета получается не в виде точки, а в виде неко- торого светового пятна; 2) каждый луч пучка вследствие дисперсии света разлагается на цветные составляющие лучи. В результате вместо одного изображения образуется целая серия цветных изображений, наложенных одно на другое. Аберрации, обусловленные второй причиной, свойственны только сложным по спектральному составу пучкам лучей и назы- ваются хроматическими. Аберрации, обусловленные первой при- чиной, свойственны также однородным, или монохроматическим, пучкам лучей; поэтому они называются монохроматическими. Различают следующие пять видов монохроматических аберра- ций: 1) сферическая аберрация; 2) аберрация комы; 3) астигма- тизм; 4) кривизна поверхности изображения и 5) дисторсия. Хроматических аберраций различают две: хроматическая абер- рация положения и хроматическая аберрация увеличений. Сферическая аберрация и способы ее уменьшения и исправления Явление сферической аберрации (рис. 82) заключается в том, что гомоцентрический пучок лучей, выходящих из точки А пред- мета, расположенной на оптической оси системы, после преломле- ния (или отражения) перестает быть гомоцентрическим — лучи 137
собираются не в одной точке А', а во всех точках отрезка 6s'. называемого продольной сферической аберрацией. Лучи преломленного пучка пересекают плоскость параксиаль- ного изображения во всех точках в пределах кружка с радиусом 6z' = 6s' • tg 17'. Этот радиус 6z' называется поперечной сфери- ческой аберрацией. Таким образом, точка А изображается при сферической абер- рации световым пятном (фигурой рассеяния) круглой формы. Фигура рассеяния имеет наименьший диаметр в некоторой плоско- сти, показанной на рис. 82 пунктиром. В этой плоскости полу- чается сравнительно наилучшее изображение, возможное при сферической аберрации. Фигуры рассеяния Рис. 82. Сферическая аберрация линзы Величина сферической аберрации сильно возрастает с увели- чением диаметра линзы. Она также зависит от того, какую форму (радиусы кривизны) имеет линза и как она расположена отно- сительно падающего на нее пучка лучей. Так, плоско-выпуклая линза, обращенная выпуклой стороной к параллельному пучку лучей, имеет в несколько раз меньшую сферическую аберрацию, чем при противоположном расположении линзы. Сферическую аберрацию можно уменьшить путем замены одной линзы с сильно искривленными поверхностями двумя или не- сколькими более слабыми линзами, с меньшей кривизной поверх- ностей. Этот способ часто используется в конденсорах, от которых не требуется высокого качества изображения. В высококачественных оптических системах (например, объек- тивах) достигается тщательное исправление сферической аберра- ции путем замены одной линзы системой из положительных и отри- цательных линз. Этот способ основан на том, что отрицательная сферическая аберрация собирательных линз (см. рис. 78, а) и положительная сферическая аберрация рассеивающих линз (см. рис. 78, б) компенсируют друг друга. 138
Аберрация комы Если точка предмета расположена вне оптической оси и она изображается широким пучком лучей, то кроме сферической аберрации наблюдается аберрация комы. Она заключается в нару- шении симметрии преломленного пучка лучей относительно так Фигура рассеяния Рис. 83. Аберрация комы линзы называемого главного луча SO (рис. 83). Вследствие этого точка S предмета изображается в виде фигуры рассеяния кометообразной формы. Для того чтобы оптическая система давала правильное изобра- жение не только одной осевой точки предмета, а хотя бы малой площадки предмета, перпендикулярной оптической оси, необхо- димо кроме сферической аберрации исправить также аберрацию комы. Такая оптическая система называется апланатической. Астигматизм и кривизна поверхности изображения Сферическая аберрация и кома свойственны широким пучкам лучей. Рассмотрим теперь, как изображаются точки предмета А и 8' (рис. 84), расположенные на оптической оси и вне ее узкими пучками лучей. Для точки А узкий пучок лучей является параксиальным, поэтому изображение ее А' получится в виде точки, т. е. без аберраций (рис. 84, а). Иначе обстоит дело с точкой S. Поскольку она расположена далеко от оси, то узкий пучок лучей SMMCC уже не является параксиальным. При этом лучи плоских пучков MSM (меридионального) и CSC (сагиттального) падают на линзу под разными углами и поэтому различно преломляются: пучок CSC собирается ближе к линзе, а пучок MSM — дальше (рис. 84, б). Изображение точки S получается в виде двух малых линий: Ам и Sc, перпендикулярных друг к другу и к оптической оси и расположенных на разных расстояниях от линзы. Это явление называется аберрацией астигматизма. 139
Горизонтальная линия 5м называется меридиональным изобра- жением, а вертикальная линия 5с — сагиттальным изображе- нием точки 5. Расстояние а между линиями 5м и 5с служит мерой астигма- тизма и называется астигматической разностью. Если перемещать экран от плоскости S'G до плоскости 5м, то вид фигуры рассеяния на нем будет изменяться в последователь- ности, указанной на рис. 84 цифрами от 1 до 5. Наименьшие линейные размеры имеет фигура рассеяния, обозначенная цифрой 3. Она может рассматриваться как наилуч- шее изображение точки 5 при наличии астигматизма. Расположение линий 5м и 5с относительно линзы и относи- тельно друг друга изменяется в зависимости от угла W наклона Рис. 84. Астигматизм линзы пучка лучей к оптической оси системы. Это приводит к тому, что меридиональное изображение отрезка ABD (рис. 85), перпенди- кулярного к оптической оси, находится на некоторой кривой поверхности Ма сагиттальное изображение — на другой кривой поверхности С. • Это явление называется кривизной поверх- ности изображения. При наличии кривизны поверхности изображения можно на плоском экране получить более или менее резкое изображение или только центральной части плоского предмета, или только какой-либо периферической его части. Можно, однако, получить резкое изображение всего пред- мета, если соответственно кривизне поверхности изображения искривить экран или сам предмет. Этот способ используется, например, в некоторых системах для воспроизведения звука. Чтобы оптическую систему исправить в отношении астигматиз- ма и кривизны ‘поверхности изображения, необходимо подобрать систему линз так, чтобы обе кривые: С и М' — приблизить к плоскости параксиального изображения. Это удается достичь 140
только в сложных оптических системах из трех и более линз (в зависимости от требований, предъявляемых системе), причем между линзами (всеми или некоторыми из них) должны быть срав- нительно большие воздушные промежутки. Рис. 85. Астигматизм и кривизна поверхности изо- бражения Оптические системы, исправленные в отношении астигматизма и кривизны поверхности изображения, называются анастигмата- ми. У анастигматов исправляются также сферическая и хромати- ческая аберрации и аберрация комы. Дисторсия Дисторсией называется аберрация, приводящая к нарушению геометрического подобия между изображением и изображаемым Рис. 86. Дисторсия: а — бочкообразная; б — подушкообразная предметом. Дисторсия является следствием того, что линейное увеличение оптической системы неодинаково для отрезков различ- ной длины. 141
Различают два вида дисторсии: бочкообразную и подушкооб- разную. Бочкообразная дисторсия наблюдается, например, когда впереди линзы 3 установлена диафрагма 2 (рис. 86, а). В этом случае квадрат 1 изображается в виде бочкообразной фигуры 4. Линейное увеличение уменьшается по мере удаления точки пред- мета от оптической оси. Подушкообразная дисторсия у простой линзы наблюдается, когда диафрагма установлена после линзы (рис. 86, б). В этом случае линейное увеличение возрастает по мере удаления точки предмета от оптической оси, и изображение квадрата имеет подуш- кообразную форму. Хроматические аберрации Хроматической аберрацией положения называется явление, состоящее в том, что положение изображения точки А на оси системы различно для лучей разных цветов (рис. 87). Рис. 87. Хроматическая аберрация положительной (а) и отрицательной (б) линз Вследствие дисперсии синие лучи преломляются больше и пересекают ось в точке Ар, ближе к линзе, на расстоянии S'F. Красные лучи преломляются меньше и пересекают ось в точке А'с, дальше от линзы, на расстоянии s’c- Лучи всех остальных цветов пересекают ось во всех точках отрезка Ар Ас- Разность расстояний: Sj? Sc — 8sxp называется продольной хроматической аберрацией. 142
Изображение точки А в плоскости А'с представляет собой цветной кружок с красной точкой в центре и синей каймой на краях. Радиус б z^p этого кружка называется поперечной хромати- ческой аберрацией. Как видно из рис. 87, продольная хроматическая аберрация у положительной линзы отрицательна, а у отрицательной линзы — положительна. Это позволяет исправить хроматизм путем под- бора системы из двух линз — положительной и отрицательной из разных сортов стекла. Такая система называется ахро- матом. В ахроматической линзе оказывается возможным также испра- вить сферическую аберрацию и кому. Ввиду этого ахроматы часто применяются в качестве объективов оптических приборов. Второй хроматической аберрацией является хроматизм увели- чений; он заключается в том, что величины изображений, образуе- мых лучами разных цветов, оказываются различными. Мы рассмотрели все виды аберраций в отдельности. В действи- тельности все монохроматические и хроматические аберрации наблюдаются одновременно. Изображения точек предмета полу- чаются в виде фигур рассеяния тех или иных размеров и формы. Суть дела и заключается в этих фигурах: если они уменьшены до достаточно малых размеров, то оптическая система дает практи- чески правильные изображения предметов. Реальная оптическая система может быть исправлена в отно- шении аберраций только для определенного положения предмета, для определенной величины предмета и для определенных диамет- ров линз системы. В пределах этих предназначенных условий работы реальная оптическая система хотя и не является идеаль- ной, практически мало от нее отличается. Если же применить оптическую систему в условиях, резко отличающихся от предназ- наченных, то аберрации сильно возрастут и качество изображе- ния получится низким. Поэтому необходимо при использовании той или иной опти- ческой системы точно знать ее назначение и соответственно ее применять. § 29. ЦЕНТРИРОВАННАЯ ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА, ИСПРАВЛЕННАЯ В ОТНОШЕНИИ АБЕРРАЦИЙ Для того чтобы реальная оптическая система из сферических поверхностей приближалась по своим свойствам к идеальной системе, необходимо, чтобы она была центрированной и исправлен- ной в отношении аберраций. Центрированной называется такая оптическая система, у кото- рой центры кривизны всех поверхностей лежат на одной прямой, называемой оптической осью системы. 143
Главные фокусы, главные точки и фокусные расстояния центрированной оптической системы Пусть имеем некоторую центрированную оптическую систему (рис. 88). Точки F и F' на оптической оси системы, сопряженные с бесконечно удаленными точками той же оси, являются главными фокусами системы: точка F — передним и точка F' — задним фокусом. Плоскости, проходящие через точки F и F' перпендикулярно оптической оси, называются соответственно передней и задней фокальными плоскостями. Л уч I, падающий на систему параллельно оптической оси, претерпевает преломления на всех поверхностях Рис. 88. Главные плоскости, главные фокусы и фокусные расстояния оптиче- ской системы ственного преломления луча I, системы и, выйдя из нее, пере- секает ось в точке F'. Луч II, падающий на систему из точки F, также преломляется на всех поверхностях системы и выхо- дит из нее параллельно оптиче- ской оси. Продолжим падающий луч I и преломленный луч Г до их пе- ресечения в некоторой точке Л'. Эту точку А' можно условно рассматривать как точку един- заменяющего все действительные преломления на поверхностях системы. При этом истинный ход луча внутри системы, показанный на рисунке сплошной линией, заменяется условным ходом, показанным штриховой линией, но ход луча до и после системы не изменяется. Плоскость, проходящая через точку А' перпендикулярно оптической оси, называется задней главной плоскостью оптиче- ской системы, а точка Н' ее пересечения с оптической осью назы- вается задней главной точкой системы. Расстояние f от задней главной точки до заднего главного фокуса называется задним фокусным расстоянием оптической „ 1 системы. Величина ср = р называется оптической силой системы. Аналогично поступим с лучом II. Точка А его пересечения с преломленным лучом II' также может условно рассматриваться, как точка единственного преломления луча II. Плоскость, проходящая через точку А перпендикулярно оптической оси, называется передней главной плоскостью системы, а точка Н ее пересечения с оптической осью называется передней главной точкой системы. Расстояние f от передней главной плоскости до переднего главного фокуса называется передним фокусным расстоянием системы. 144
Будем теперь изображать центрированную оптическую систе- му так, как это показано на рис. 89, т. е. только главными плоско- стями и фокусами. Возьмем на передней главной плоскости про- Рлс. 89. Сопряженность главных плоскостей извольную точку А на высоте h над осью и направим через нее луч I, параллельный оптической оси, и луч II из переднего фокуса системы. Рис. 90. Положение главных плоскостей у простых линз (а) и у кинопроекционного объектива типа апланат (б) Луч II преломится (условно) в точке А и пойдет параллельно оптической оси. Луч I надо продолжить до задней главной плос- кости, где он условно преломится в точке А' и дальше пойдет через задний фокус F'. Очевидно, точка А' находится на такой же высоте h над осью, как и точка Л. Кроме того, точка А' Ю Кинопроекционная тех-ка 145
является изображением точки А, поскольку лучи I и II, пересекающиеся в точке А, после преломления пересекаются в точке А'. Из этого следует, что любой отрезок НА, расположенный в передней главной плоскости, изображается в виде отрезка Н’А' на задней главной плоскости, причем оба отрезка равны по величине и направлены в одну сторону от оси. Другими слова- ми, главные плоскости являются оптически сопряженными, причем линейное увеличение в них равно -|-1, т. е. = 4-1. Из этого следует, что любой луч, например 54, падающий на переднюю главную плоскость в точке А на некоторой высоте h, выйдет из системы, пересекая заднюю главную плоскость в точке А' на той же высоте h (луч A'S' на рис. 89). Расположение фокусов у отрицательной системы и ее фокус- ные расстояния показаны на рис. 91, б. Почти всегда оптическая система находится в воздухе. В этом случае переднее и заднее фокусные расстояния равны по величине и обратны по знаку, т. е. /' = — /. Расположение главных плоскостей и фокусов зависит от кон- струкции оптической системы. На рис. 90 показано расположе- ние главных плоскостей и фокусов у простых линз и у проек- ционного объектива (типа апланат). Графическое построение изображений в оптических системах Указанные выше свойства главных плоскостей и главных фокусов позволяют весьма просто строить изображения в слож- Рис. 91. Построение изображений и обозначения отрезков в положительной (а) и отрицательной (б) оптических системах ных оптических системах. Так же как в сферических зеркалах и тонких линзах, при построении изображений в сложных систе- мах пользуются лучами, падающими параллельно оптической оси, и лучами, проходящими через передний фокус. 146
На рис. 91, а показано, как строится изображение некоторой точки М предмета в положительной оптической системе, а на рис. 91, б — в отрицательной оптической системе. Свойство фокальных плоскостей Задняя фокальная плоскость оптически сопряжена с беско- нечно удаленной плоскостью, перпендикулярной оптической оси. Следовательно, пучок лучей, исходящих из некоторой точки этой плоскости, т. е. параллельный пучок лучей, наклоненный Рис. 92. Свойство задней (а) и передней (б) фокальных плоскостей оптической системы к оси на некоторый угол W (рис. 92, а), после прохождения через систему соберется в некоторой точке М' задней фокальной пло- скости. Положение точки М' легко определяется при помощи луча SF, проходящего через передний фокус F системы. После прелом- ления этот луч выходит параллельно оптической оси и пересекает заднюю фокальную плоскость в указанной точке М'. Аналогичным свойством обладает передняя фокальная пло- скость, сопряженная с бесконечно удаленной плоскостью, перпен- дикулярной оптической оси и расположенной справа от системы (рис. 92, б). Основные формулы центрированной оптической системы Положение предмета может быть задано или расстоянием — а от передней главной плоскости, или расстоянием — а: от перед- него фокуса (см. рис. 91). Соответственно положение изображе- ния определяется расстоянием а' от задней главной плоскости или х' от заднего фокуса. Из подобия заштрихованных на рис. 91 пар треугольников получаем, что f' = T'--7=-T' <16> 10* 147
Следовательно, х-х' = f-f. Так как обычно система находится в воздухе и /' = — f, то х-х' — —f'2. (17) Формула (17) называется формулой сопряженных отрезков х и х’ Ньютона. Как видно из рис. 91: х — а— f и х'= а' — Подставив эти значения х и х’ в формулу (17) и проделав простые преобразования, получим формулу сопряженных отрезков а и а' Гаусса: Задачи: 1. Предмет 1—10 мм находится на расстоянии х=—1 мм от перед- него фокуса объектива, имеющего фокусное расстояние /' = 50 мм. Опре- делить положение и величину изображения. Ответ: ж' = 2500 мм, 1'=—500 мм. 2. Кадровое окно имеет ширину 20,9 мм. Определить, на каком рас- стоянии а оно находится от главной плоскости объектива, если фокусное расстояние объектива равно 100 мм, а изображение на экране имеет ширину 4,18 м. Ответ: а——100,5 мм. 3. На какое расстояние Дж надо переместить кинопроекционный объек- тив с фокусным расстоянием /' = 100 мм вдоль оптической оси, если рас- стояние до экрана меняется от 10 до 25 м"} Ответ: Дж=0,6 мм. Свойство главных точек Если оптическая система находится в воздухе (п' = п—1), то всякий луч, входящий в оптическую систему через перед- нюю главную точку Н под углом W к оси, выходит из систе- мы через заднюю главную точку под тем же углом W к оси. Этим свойством главных точек удобно пользоваться для пост- роения хода лучей в оптических системах и изображений, давае- мых ими. Продольное увеличение оптической системы Продольным увеличением а называется отношение переме- щения Дж' изображения вдоль оптической оси к соответствую- щему перемещению Дж предмета, т. е. Дж' Дж а (19) 148
Как показывает теория, для малых перемещений Дж и Дж' продольное увеличение а равно квадрату линейного увеличе- ния |3, т. е. а = р2. (20) Задача: При кинопроекции с увеличением |3 =—200 кинофильм в кадровом окне периодически смещается на 0,01 мм вдоль оптической оси объектива от правильного положения, сопряженного с экраном. Определить, насколько смещается при этом изображение от экрана. Ответ: Дх' = 400 л:.и. § 30. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ОБ ОГРАНИЧЕНИИ ПУЧКОВ ЛУЧЕЙ В ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ Диафрагмы оптической системы и их значение Всякая реальная оптическая система состоит из линз, призм и зеркал, заключенных в оправы определенных размеров. Кроме того, во многих системах применяются специальные диафрагмы, имеющие в большинстве случаев круглые отверстия. Все оправы оптических деталей, а также специальные диаф- рагмы носят общее название диафрагм оптической системы. Диафрагмы определяют следующие важные свойства оптиче- ских систем. 1. Диафрагмы определяют телесные углы со пучков лучей (рис. 93, а), а следовательно, количество световой энергии, про- ходящей через оптическую систему, и освещенность изображения. Это свойство оптических систем называется светосилой. 2. Диафрагмы определяют, какая часть предмета может быть изображена данной оптической системой (часть АВС на рис. 93, б). Эта изображаемая часть предмета называется полем зрения оптической системы. 3. Диафрагмы часто служат средством улучшения качества изображения (рис. 93, в), так как при их помощи можно умень- шить аберрации оптической системы. 4. Ограничение пучков лучей позволяет получить в данной плоскости практически резкое изображение не только одной сопряженной плоскости предмета, но также некоторой протяжен- ной в глубину части пространства. Это свойство называется глубиной изображаемого пространства данной оптической систе- мы. Рис. 93, г поясняет сказанное. Плоскость изображения S' (например, фотопластинка) сопря- жена с плоскостью предмета 5, поэтому любая точка последней (точка А) изображается резко в плоскости S'. Точка же предмета, не лежащая в плоскости S (точка Л4), изображается резко в некоторой смещенной плоскости В плоскости же S' точка A 4 изображается в виде некоторого кружка с диаметром d'. 149
Если этот кружок настолько мал, что глаз не отличает его от точки, то изображение d' является практически резким. Понят- но, что чем меньше диаметр диафрагмы Z>, тем меньше углы U н U' и тем большая глубина Д пространства будет изображаться резко в плоскости S. 5. Диафрагмы определяют так называемую разрешающую силу оптических систем, т. е. их способность давать раздельные, не сливающиеся изображения близких точек предмета. Действующая диафрагма и зрачки оптической системы Та диафрагма оптической системы, которая в наибольшей степени ограничивает пучок лучей из осевой точки предмета, называется действующей, или апертурной, диафрагмой. На Рис. 94. Действующая диафрагма и входной зрачок оптической системы рис. 93, б, в и. г действующей является диафрагма D, расположен- ная перед линзой. В этом случае она непосредственно определяет ширину пучка лучей, проходящих через систему. В сложных оптических системах действующая диафрагма часто располагается между линзами, например так, как показано на рис. 94. В такой системе телесные углы со пучков лучей, про- ходящих через нее, имеют своим основанием уже не непосред- ственно действующую диафрагму D, а ее изображение D'. Это изображение мы увидим, если поместим глаз в точке А и будем рассматривать диафрагму D через первую линзу. Изображение D' действующей диафрагмы D через предшест- вующую часть оптической системы называется входным зрачком этой системы. Угол U, под которым край входного зрачка виден из центра предмета, называется апертурным углом оптической системы. Входной зрачок и апертурный угол определяют сечение пучка лучей, проходящих через оптическую систему. Совершенно аналогично вводится понятие о выходном зрачке оптической системы — это изображение действующей диафрагмы, которое мы увидим, поместив глаз в точке А' изображения. 151
Понятно, что если перед действующей диафрагмой нет линз, то она одновременно является и входным зрачком оптической системы (рис. 93, б, в, г — диафрагма В). Диафрагма и угол поля зрения. Виньетирование пучков лучей Та диафрагма, которая ограничивает изображаемую часть предмета, т. е. определяет поле зрения оптической системы, называется диафрагмой поля зрения. На рис. 93, б крайней, еще изображаемой точкой предмета является точка С. Оправа линзы L является диафрагмой поля зрения в рассматриваемом случае. Различно удаленные от оптической оси точки предмета изо- бражаются, как правило, пучками лучей различной ширины. Так, на рис. 93, б точка А предмета, расположенная на оси, изображается пучком лучей, заполняющим весь входной зрачок D. Точка В изображается пучком лучей, заполняющим только половину входного зрачка. Вторая половина пучка срезается диафрагмой поля зрения L. Наконец, точка С изображается предельно тонким пучком лучей. Это явление постепенно увеличивающегося срезания пучков лучей по мере удаления точек предмета от оптической оси назы- вается виньетированием пучков лучей. Понятно, что виньетирование приводит к постепенному спаду освещенности изображения от центра к краям и должно всегда ограничиваться допустимой в каждом случае величиной. В сред- нем считают допустимым виньетирование пучков лучей до 50%. При этом крайней точкой поля зрения является точка В на рис. 93, б. Угол W между оптической осью и главным лучом ВР из точки В предмета через центр Р входного зрачка называется углом поля зрения оптической системы. Заметим, что в кинопроекционных объективах диафрагм поля зрения нет. Ими служат кадровые окна — прямоугольные рамки, ограничивающие размеры изображаемой части фильма. Виньетирование в кинопроекционных объективах обычно не пре- вышает 10—20?Ф. § 31. ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ЛИНЗЫ И АНАМОРФОТЫ Цилиндрической линзой называется прозрачное тело, огра- ниченное двумя цилиндрическими поверхностями с параллель- ными образующими. Цилиндрические линзы могут быть тех же типов, что и сфери- ческие линзы (рис. 95). Наиболее часто применяются собиратель- 152
ные (положительные) плоско-выпуклые линзы, которые значи- тельно легче изготовить. Цилиндрическая линза не имеет оси симметрии, т. е. ее опти- ческие свойства различны в разных сечениях. Основное значение Рис. 95. Цилиндрические линзы: а — положительные; б — отрицательные для понимания действия цилиндрической линзы имеют два ее сечения, называемые главными (рис. 96): 1) сечение М плоскостью, проходящей через ось Ofiz цилинд- рической поверхности перпендикулярно к плоской поверхности линзы; это сечение называется мери- диональным; 2) сечения С2 и т. д. плоско- стями, перпендикулярйыми к оси OiO2 цилиндрической поверхности линзы; эти сечения называются са- гиттальными. Лучи II и V, лежащие в плоско- сти меридионального сечения М лин- зы, преломляются так же, как в пло- ско-параллельной пластинке. При этом преломленные лучи 1Г и V остаются в плоскости меридиональ- ного сечения. Лучи /, II и III, лежащие в пло- скости сагиттального сечения лин- зы, преломляются и образуют изобра- Рис. 96. Цилиндрическая линза и ее свойства в главных сечениях жение так же, как в сферической линзе. При этом преломленные лучи 7', 1Г и IIГ остаются в той же плоскости сагиттального сечения (поскольку и нормали к обеим поверхностям линзы в точках падения лучей лежат в этой плоскости). Ввиду сказанного, все понятия и законы, полученные для сферических линз, применимы также для сагиттальных сечений цилиндрических линз. Очевидно, точка является задним главным фокусом сагит- тального сечения линзы. 153
Совершенно так же преломляются лучи и в любом другом сагиттальном сечении линзы, например С2- Каждое сагиттальное сечение имеет свой главный фокус. Изображением же бесконечно удаленной точки, даваемым Рис. 97. Изображения, даваемые ци- линдрической линзой всеми сагиттальными сечениями вместе, является линия F'^F'^, на- зываемая сагиттальной фокальной линией. Рассмотрим важнейшие случаи образования изображений при по- мощи цилиндрических линз: а) изображение точки S (рис. 97, а), лежащей в меридиональной плоскости на расстоянии — а от линзы, дается цилиндрической лин- зой в виде линии S', параллель- ной оси цилиндрической поверх- ности линзы, на расстоянии а' от 111 линзы. При этом где /' — сагиттальное фокусное рас- стояние линзы. Для плоско-вы- пуклой линзы /' = (см. фор- мулу (13); б) если переместить точку S в точку лежащую также в меридиональной плоскости, то, очевидно, изображением ее оста- нется та же линия S'. Отсюда следует, что изображением линии SSi, параллельной оси цилиндра, является линия S', также параллельная оси цилиндра; в) изображением линии АВ (рис. 97, б), лежащей в некотором сагиттальном сечении линзы, является полоса шириной I', при- чем I' = I ~ , где I — длина линии А В. Рассмотренные случаи показывают, что одна цилиндрическая линза, так же как и система из нескольких цилиндрических линз, расположенных параллельно друг другу, не может давать резкого (точечного) изображения предмета. Системы цилиндрических линз, дающие резкие изображения предметов. Анаморфот Рассмотрим систему из двух скрещенных цилиндрических линз, т. е. расположенных так, что образующие их цилиндри- ческих поверхностей перпендикулярны друг другу (рис. 98). Такая система изображает светящуюся точку S также в виде точки S' (точнее, малой фигуры рассеяния, принимаемой за точ- 154
ку). В этом отношении такая система аналогична обычной сфери- ческой линзе. Однако в отличие от последней изображение пред- мета, даваемое скрещенными цилиндрическими линзами, имеет различные увеличения в разных сечениях (рис. 98). Первая линза в своем сагиттальном сечении дает увеличенное изображение Рис. 98. Изображение точки и квадрата, да- ваемое системой из двух скрещенных цилиндри- ческих линз (анаморфотом) горизонтальных линий предмета, вторая линза — уменьшенное изображение вертикальных линий предмета. В результате квад- рат изображается в виде прямоугольника. Оптическая система, дающая резкое (точечное) изображение предмета, но с различными увеличениями в разных сечениях, называется анаморфотом. Рассмотренная система двух скрещен- ных цилиндрических линз является простейшим анаморфотом. Возможны также анаморфоты, состоящие из большего числа цилинд- рических линз или из комбинаций сферических и цилиндри- ческих линз (см. § 41).
Глава XI. ИСТОЧНИКИ СВЕТА ДЛЯ КИНОПРОЕКЦИИ § 32. КЛАССИФИКАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ СВЕТА ДЛЯ КИНОПРОЕКЦИИ И ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НИМ По принципу излучения различают три вида источников света: 1. Тепловые источники, у которых излучение является след- ствием нагрева тел до некоторой, сравнительно высокой темпе- ратуры, т. е. в которых происходит превращение тепловой энер- гии в энергию излучения. К тепловым источникам света относится всякое раскаленное тело, независимо от того, каким образом оно нагревалось. 2. Люминесцентные источники света, у которых в излучение непосредственно превращаются какие-либо виды энергии, кро- ме тепловой. Излучение в таких источниках не зависит от тепло- вого состояния источника и может происходить при низких тем- пературах. Примерами люминесцентного свечения являются све- чения гнилушек, светлячков, стрелок и циферблатов, покрытых специальной светящейся краской, люминесцентных ламп днев- ного света, газоразрядных ламп и т. д. 3. Источники смешанного излучения, у которых происходит одновременно тепловое и люминесцентное излучение. К таким источникам относятся, например, электрические угольные дуги. В кинопроекционной аппаратуре применяются источники света всех трех видов, причем все они являются электрическими источниками, так как они питаются электрической энергией: 1) электрические лампы накаливания — подводимая электри- ческая энергия расходуется на нагревание светящегося тела (нити лампы), а тепловая энергия превращается в энергию излу- чения, в том числе частично в видимое излучение; 2) газоразрядные лампы — за счет подводимой электриче- ской энергии возникает свечение электрического разряда в газах или парах металлов, так называемая электролюминесценция; 3) электрические угольные дуги — за счет подводимой электри- ческой энергии возникает дуговой разряд между угольными электродами и сильное нагревание самих электродов. В резуль- тате возникает смешанное (тепловое и люминесцентное) излу- чение. 156
К источникам света для кинопроекции предъявляются сле- дующие основные требования: 1) высокая яркость светящегося тела; 2) возможно большая световая отдача, т. е. возможно боль- ший световой поток на каждый ватт потребляемой электрической мощности; световая отдача источника света определяется как отношение излучаемого им светового потока в люменах к потреб- ляемой электрической мощности в ваттах; 3) близость спектрального состава излучения к спектральному составу дневного солнечного света; 4) возможно большая равномерность яркости по всей площади светящегося тела; 5) постоянство величины излучаемого светового потока, его спектрального состава и распределения в пространстве в течение всего времени горения источника света; 6) рациональная форма и размеры светящегося тела; 7) длительный срок службы; 8) простота и безопасность обслуживания. § 33. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ Одна из первых практически пригодных электрических ламп накаливания была изобретена в 1873 г. А. Н. Ладыгиным. Основной частью ламцы является тело накала 1 (рис. 99), выполняемое в виде спирали из вольфрамовой проволоки. Это тело накала и представляет собой собственно источник света, тело, излучающее свет. Электрический ток подводится к телу накала через электро- ды 2, верхние участки которых являются одновременно держате- лями тела накала. Для установки в патронах лампа имеет цоколь 3, внутри которого к контактам проходят нижние участки элек- тродов. Тело накала вместе с держателями-электродами помещается в стеклянной колбе 4. Кинопроекционные лампы снабжаются так называемыми фоку- сирующими * цоколями, обеспечивающими строго определенное расположение тела накала относительно оси осветительно-проек- ционной системы. Цоколи кинопроекционных ламп показаны на рис. 99. Применение вольфрама для изготовления тел накала объяс- няется следующим: * Правильнее было бы назвать эти цоколи фиксирующими, поскольку они обеспечивают не фокусировку лампы относительно оптической системы, а фиксацию положения тела накала относительно оси этой системы. 157
1) вольфрам — наиболее тугоплавкий металл (его температу- ра плавления 3655° К). Это позволяет накаливать вольфрам до 3200—3300° К и получать сравнительно большую яркость; 2) доля видимого излучения в общем излучении вольфрама больше, чем у других материалов; 3) вольфрам имеет меньшую скорость испарения по сравнению с другими металлами при одинаковой температуре. Первые электрические лампы накаливания изготовлялись пустотными для уменьшения отвода тепловой энергии от тела Рис. 99. Электрические лампы накаливания: а — лампа К-22; б — лампа К-29 накала наружу. Однако в пустоте сильно увеличивается скорость испарения вольфрама, а следовательно, уменьшается срок службы ламп. Ввиду этого колбы современных ламп наполняются тяже- лыми, химически инертными и не проводящими электричество газами. Чаще всего это смесь аргона (86%) и азота (14%). Мощ- ные же кинопроекционные лампы, имеющие концентрированные тела накала с малыми расстояниями между витками и электродами, наполняются чистым азотом, обладающим меньшей электропро- водностью, чем аргон, хотя и менее выгодным с точки зрения тепловых потерь и световой отдачи. В газополных лампах тепловые потери меньше, если тело накала свернуто в спираль и занимает меньший объем. Колбы кинопроекционных ламп делают обычно цилиндри- ческими, вытянутыми вверх. Такая форма колбы позволяет расположить нить лампы близко к конденсору (см. § 38) и полу- чить компактную осветительно-проекционную систему. 158
Важнейшими характеристиками кинопроекционной лампы накаливания являются габаритная яркость тела накала, а также его конструкция, форма и размеры. Габаритной яркостью называется отношение силы света к пло- щади всего тела накала, включая несветящиеся промежутки между витками спирали и между спиралями (если их несколько). Габаритная яркость есть усредненная яркость в пределах габари- тов всего тела накала. К конструкции тела накала кинопроекционной лампы предъ- являются два основных требования. Во-первых, форма тела накала должна быть близкой к форме кадрового окна (см. § 44). Во-вторых, габариты тела накала должны быть возможно больше заполнены вольфрамом. От этого зависит величина габа- ритной яркости и равномерность яркости по площади тела накала. Этим требованиям наиболее полно удовлетворяет конструкция тела накала в виде плотно намотанной (с малыми промежутками между витками) плоской спирали (рис. 99, а), применяемая в лампах К-22, К-30, К12-90 и др. Основным способом увеличения габаритной яркости ламп накаливания является повышение температуры накала нити лампы. В определенных пределах этого можно достичь простым перекалом нити — увеличение напряжения на 1% приводит к увеличению яркости примерно на 3,5%. Однако одновремен- но резко уменьшается срок службы лампы — примерно на 13%. Понятно, что увеличивать напряжение можно только до тех пор, пока срок службы остается приемлемым — Юн-30 час для кинопроекционных ламп. Под сроком службы понимают вре- мя горения лампы до снижения начального светового потока —на 20%. Есть еще один способ повышения температуры тела накала, не влияющий на срок службы лампы: применение тела накала из более толстой вольфрамовой нити, накаливаемой током низкого напряжения. Это объясняется тем, что при низком напряжении и, следовательно, при большом токе, проходящем через нить, последняя сильнее нагревается, а значительная толщина нити позволяет ей выдержать более высокую температуру нагрева. Это использовано в лампе К-22, имеющей толстую нить (диамет- ром 0,34 мм) и работающей при напряжении 30 в, а также в других лампах с плоской спиралью. В табл. 12 приведены характеристики отечественных кино- проекционных ламп накаливания. Указанная в таблице цвето- вая температура ламп накаливания характеризует спектральный состав и цвет излучения. Известно, что с увеличением температуры раскаленный металл постепенно меняет свой цвет от красного до сине-белого. Это 159
связано с тем, что с повышением температуры увеличивается доля коротковолновых излучений. Поэтому температура раскален- ного тела может служить характеристикой спектрального состава излучения, а следовательно, и его цвета. Таблица 12 ХАРАКТЕРИСТИКИ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ КИНОПРОЕКЦИОННЫХ ЛАМП НАКАЛИВАНИЯ Характеристика лампы Тип лампы К-22 к-зо К12-90 Мощность, вт 400 170 90 Напряжение, в 30 17 12 Световой поток, лм 11600 4420 2400 Световая отдача, лм/вт 29 26 26 Габаритная яркость, Мнт Цветовая температура, °К 25 3285 — 21 Размеры тела накала, мм 8,9x6,4 6,5х 4,3 4x3 Конструкция тела накала Плоская спираль Плоская спираль Плоская спираль Высота светового центра, мм 60 60 — Форма колбы Цилиндри- ческая Цилиндри- ческая Цилиндри- ческая Диаметр колбы, мм 37,0 27,0 — Тип цоколя 1Ф-С34-1 1Ф-С34-1 — Длина лампы, мм Средний срок службы, час 155 155 — 30 20. 25 Применяется в кинопроек- К-ЗОЗ-М; ПУ-16-1; Луч-1; торах КПС-М; СКП-33; ПП-16; КН-11; КН-13; 35-ОСК-1; 35-СК-1 ПУ-16-2; ПУ-16-3; 16-КПЗЛ; 8П-1 (Кама) Луч-2 Однако цвет зависит не только от температуры, но также от вещества раскаленного тела и его конструкции (формы). Ввиду этого для характеристики цвета по температуре надо выбрать некоторое эталонное тело и сравнивать с ним все осталь- ные тела. Таким эталонным телом является так называемый пол- ный излучатель, или абсолютно черное тело. Этот излучатель представляет собой закрытое со всех сторон полое тело, имеющее лишь небольшое отверстие. Свет, попадающий через отверстие внутрь тела (рис. 100, а), претерпевает многократные отражения и практически полностью поглощается. Отсюда происходит назва- ние «абсолютно черное тело». 160
Известно, что чем больше тело поглощает свет, тем больше оно излучает его. Например, раскалив в печи кусок сильно погло- щающего угля и кусок прозрачного кварцевого стекла, мы наблю- даем яркое свечение угля и отсутствие свечения стекла. Из этого понятно, что при нагревании до одинаковых температур черное тело излучает больше всех других тел. Отсюда происходит назва- ние «полный излучатель». Лучистая энергия выходит наружу через отверстие тела (рис. 100, б). Для полного излучателя не имеет значения материал, из которого он сделан. Все его свойства, как излучателя, полностью определяются тем- пературой нагрева. Пусть теперь имеем не- „ ... J г Рис. 100. Абсолютно черное тело, или пол- которое нечерное раскален- ный излучатель ное тело, например вольфра- мовую спираль электрической лампы накаливания при темпе- ратуре Т = 2500° К. Путем сравнения можно определить, что из- лучение спирали имеет такой же цвет (и такое же спектральное распределение энергии в видимой области спектра), как полный излучатель при температуре 2557° К. Эту последнюю температуру называют цветовой температурой Тц нечерного тела (в нашем примере — вольфрама). Таким образом, цветовой температурой нечерного тела называется такая температура полного излучателя, при которой он имеет цвет, одинаковый с цветом данного нечерного тела при истинной температуре Т последнего. Распределение излучения ламп накаливания по спектру показано на рис. 104 (кривая 4). В профессиональных передвижных и стационированных кино- проекторах чаще всего применяется лампа К-22. Продолжитель- ность горения ламп К-22 до перегорания составляет в среднем 70 час. За это время ее осевая сила света и яркость уменьшаются примерно на 15—20%; поэтому при отсутствии заметного потем- нения колбы лампы можно эксплуатировать ее дольше номи- нального срока службы. Повышение напряжения лампы К-22 на 20%, т. е. до 36 в, приводит к снижению продолжительности горения до 7 час и к уве- личению габаритной яркости до 35 Мнт, т. е. на 40%. Одно- временно цветовая температура возрастает до 3600° К. Поэтому в отдельных случаях при проекции цветных фильмов можно исполь- зовать этот путь для повышения яркости изображения на экране и улучшения цветопередачи. На практике, чтобы не уменьшать так сильно срок службы ламп, повышают напряжение не более чем на 10% (до 33 в). И Кинопроекционная тех-ка 161
Существенными недостатками ламп накаливания являются сравнительно низкие световая отдача, цветовая температура и яркость. Это объясняется тем, что при температуре накала вольфрама около 3000° К лишь около 10% расходуемой элек- трической мощности превращается в видимое излучение. В последние годы для устранения почернения колбы лампы осаждающимися частицами вольфрама и для уменьшения распы- ления вольфрама разработана кварцевая лампа накаливания, наполненная техническим аргоном с небольшой добавкой йода. Процесс, происходящий в такой лампе, состоит из двух фаз: 1) образование газообразного соединения испарившегося воль- фрама и йода в той части объема колбы (сравнительно далеко от нити), где температура находится в пределах 250—1400° С, и 2) разложение этого соединения на вольфрам и йод около нити лампы (при более высокой чем 1400° С температуре) и осаждение вольфрама обратно на нить. Следовательно, если температура колбы будет выше 250° С, то отложения вольфрама и почернения колбы не произойдет. Для достижения такой высокой температуры колбы лампа должна иметь малые размеры, а чтобы выдержать такую темпе- ратуру, колбу надо изготовлять из кварца. Так, например, лампа мощностью 500 вт имеет диаметр 10 мм и длину 118 мм (объем в 200 с лишним раз меньше, чем у обычной лампы накаливания такой же мощности). При повышенном давлении внутри колбы светоотдача лампы может возрасти примерно на 50%. Недостатками данной лампы являются высокая температура ее колбы и цоколя а также сравнительно большая стоимость. Исследования последнего времени показали, что эти недостатки можно устранить, если заменить йод фтором, вступающим в реакцию с вольфрамом при сравнительно низких температурах обычных стеклянных колб. В узкопленочных кинопроекторах (8- и 16-.m.w) в последнее время широко применяют так называемые зеркальные лампы накаливания, внутри которых встроена зеркальная осветительная оптика (см. § 38). Лампы накаливания обладают высокими эксплуатационными достоинствами: стабильность положения тела накала, незначи- тельные и плавные (без резких колебаний) изменения величины светового потока и его спектрального состава при длительном сроке службы, простота и безопасность обслуживания. Ввиду этого лампы накаливания являются незаменимыми источниками света для кинопроекторов во всех случаях, когда спектральный состав излучения не имеет существенного значения (черно-белые фильмы). Создаваемый ими полезный световой поток достаточен для любительских, школьных и передвижных кинопроекторов и даже стационарных кинопроекторов для небольших кинотеатров. 162
§ 34. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ УГОЛЬНЫЕ ДУГИ Электрическая угольная дуга впервые была открыта в 1802 г. профессором В. В. Петровым. Используя это явление, П. Н. Яб- лочков и В. Н. Чиколев создали в 70-х гг. XIX в. дуговые лампы, которые, постепенно развиваясь и совершенствуясь, стали наи- более мощными искусственными источниками света. Электрической дугой называется электрический разряд через воздушный или заполненный другими газами про- межуток между электродами, на которых создана достаточная разность потенциалов. Этот разряд сопровождается чрезвычайно ярким свечением, используемым в качестве источника света. В дуговых лампах применяются исключительно угольные электроды, т. е. электроды, основную часть которых составляет углерод в виде сажи, графита, кокса или их смеси. Это объясняется тем, что уголь выдерживает очень высокую температуру (около 4000° С), способен испаряться, предварительно не плавясь, мало теплопроводен и является дешевым материалом. Для зажигания дуги необходимо присоединить электроды к источнику электрического тока и сблизить их до соприкоснове- ния. При этом образуется замкнутая электрическая цепь. Пло- щадь контакта обоих электродов значительно меньше площади сечения электродов, ввиду чего здесь создается большое элек- трическое сопротивление и выделяется много тепла. Вследствие этого электроды сильно раскаляются и возникает термоэлек- тронная эмиссия: отрицательный электрод (катод) начинает испу- скать электроны. Если теперь электроды раздвинуть, то между ними возникает электрическое поле, под действием которого электроны устрем- ляются к аноду. На своем пути они сталкиваются с частицами газа или пара, находящегося между электродами, и ионизируют их. Электроны и отрицательные ионы движутся к аноду, а поло- жительные ионы — к катоду, т. е. возникает электрический ток между электродами через воздушный промежуток, называемый дуговым промежутком. Длина его называется длиной дуги. При работе дуги анод, бомбардируемый движущимися с боль- шой скоростью электронами, раскаляется до 4000°. Катод же, бомбардируемый более медленными положительными ионами, раскаляется слабее — до 3600°. Угли вначале делали сплошными, в виде однородных стерж- ней из углеродистых материалов. Однако дуги с такими углями горят недостаточно устойчиво, так как из-за одинаковости свойств углей разряд перемещается по их торцовым поверхностям. Поэто- му теперь угли делают фитильными (рис. 101, а). Фитильный уголь представляет собой оболочку в виде толстостенного цилинд- ра из углеродистого материала, внутреннее отверстие которого заполняется фитильной массой. 11* 163
Фитиль может иметь круглое сечение (рис. 101, б) или сечение в виде звездочки (рис. 101, в). Фитильная масса состоит из более рыхлого углеродистого материала, перемешанного с жидким стеклом. Входящий в состав жидкого стекла калий обладает большей электропроводностью, чем углерод. Поэтому при горении дуги разряд удерживается в основном на фитиле. Наружная поверхность углей омедняется — покрывается тон- ким слоем меди (несколько сотых долей миллиметра), Это позво- Рис. 101. Конструкция фитильного угля: а — продольное сечение; б — фитиль круглого сечения; в — фитиль звездчатого сечения ляет немного увеличить рабочую плотность тока, но основное назначение омеднения — предохранить уголь от чрезмерного нагрева проходящим по нему электрическим током и от окис- ления поверхности. Так как анод раскаляется сильнее, чем катод, то при одина- ковом диаметре анод скорее сгорит. Поэтому анод в 1,3—1,5 раза больше по диаметру, чем катод *. Понятно, что в этом случае плот- ность тока на катоде будет больше, чем на аноде, примерно в два раза. При горении простой дуги постоянного тока на конце анода образуется воронкообразное углубление, называемое кратером дуги. Различают три основных вида угольной дуги, в зависимости от состава применяемых углей (электродов) и плотности электри- ческого тока: 1) простая угольная дуга; 2) пламенная дуга и 3) дуга высокой интенсивности. * Исключение составляют дуги с воздушным дутьем, рассматриваемые ниже. 164
Кроме того, дуговые лампы по роду питающего их электри- ческого тока бывают постоянного и переменного тока. Простой угольной дугой называется электри- ческая дуга между чисто угольными электродами при сравни- тельно малой плотности тока (порядка 20 а/с№). Для ее зажига- ния необходима разность потенциалов примерно 30—40 в. Яркость простой дуги 160—180 Мнт, причем она не зависит от силы тока дуги. Такая ограниченная величина яркости является основной причиной того, что простая дуга не применяется для кинопроекции; полезный световой поток кинопроектора с такой дугой не превышает 1500 лм. Световая отдача простой дуги составляет всего 15—20 лм!вт, т. е. значительно меньше, чем лампы К-22. Достоинства простой дуги — незначительный спад яркости от центра к краям кратера и малая скорость сгорания углей (60—90 мм!час). Спектральный состав видимого излучения простой дуги харак- теризуется цветовой температурой 3700° К, т. е. мало отличается от спектрального состава излучения лампы К-22. В пламенной дуге в качестве анода применяется так называемый пламенный уголь с утолщенным фитилем, в состав которого входит около 30% солей металлов бария, титана, церия и др. Излучение паров этих веществ лежит преимущественно в видимой области спектра, ввиду чего повышается световая отдача дуги. Кроме того, подбором состава фитиля можно в широких пределах изменять спектральный состав излучения дуги. Вторым отличием пламенной дуги является повышенная плот- ность тока, достигающая на аноде 30—40 а/см1. При этом уве- личивается и скорость сгорания углей. Угли омедняются. Цветовая температура излучения пламенной дуги равна около 4200° К. Это означает, что по спектральному составу излучения пламенная дуга приближается к дневному солнечному свету (см. рис. 104, кривая 3). Световая отдача пламенных дуг около 30 лм1вт — такая же, как у лампы К-22. Яркость дуги постоянного тока в центральной зоне кратера 250 Мнт. В современных кинопроекторах пламенные дуги не приме- няются. Дуга высокой интенсивности — наиболее мощ- ный искусственный источник света; она отличается от пламенной дуги значительно большей плотностью тока, достигающей на аноде 150 а! см2 и выше, и повышенным содержанием в фитиле фтори- стых соединений редких земель, главным образом фтористого церия — до 60 %. Важным условием для получения эффекта высокой интенсив- ности, т. е. высокой яркости дуги, является правильное взаим- ное расположение углей. 165
Эффект высокой интенсивности имеет место для каждого типа углей только при определенном значении тока. При меньшей силе тока дуга будет работать как пламенная, с малой яркостью кратера. При большей силе тока дуга начнет работать неустой- чиво, что объясняется перебрасыванием разряда с фитиля на обо- Рис. 102. Строение пламени дуг высокой интенсивности лочку и обратно. Это характеризуется увеличением шума и воз- никновением резких колебаний яркости. Дуги высокой интенсивности, работающие на постоянном токе имеют положительный уголь В вертик. плоскости В гориз. а высокой интенсивности, а отрица- тельный уголь — простой, фитиль- ный. При работе на переменном токе оба угля являются высоко- интенсивными. На рис. 102 показано строе- ние пламени дуги высокой интен- сивности постоянного тока. На рабочем конце анода образуется глубокий кратер. Испарившиеся из фитиля соединения редких зе- мель концентрируются в кратере в виде газового облачка и светятся с большой яркостью. На излуче- ние этого облачка приходится ос- новная часть всего светового по- тока дуги (70—80%). Пламя, исходящее от катода, имеет значительно меньшую яркость. Однако правильное направление этого пламени имеет важное значение для удержания газового облачка внутри кратера. Для этого катод должен быть определенным образом расположен относительно анода. Правильным является так называемое Г-образ- ное расположение углей, т. е. расположение под углом ср друг к другу, причем <р = 140—150°. При таком расположении отрица- тельный уголь практически не экранирует (не задерживает) излучение кратера дуги. Распределение светового потока дуги (кривая силы света) показано на рис. 103, а. 166
Иногда для упрощения конструкции дуговой лампы угли располагают параллельно друг другу со сдвигом оси отрицатель- ного угля относительно оси положительного уг>я на 1—3 мм вниз (аксиальное расположение углей). Сдвиг отрицательного угля необходим для правильного направления катодного пламени и для предотвращения образования в нижней части анода высту- пающего края («козырька»). Как видно из кривой распределения светового потока дуги (рис. 103, б), при аксиальном расположе- нии углей экранирующее действие отрицательного угля значи- тельно. Дуга высокой интенсивности имеет возрастающие вольт-ампер- ную и нит-амперную характеристики, т. е. с увеличением силы Рис. 104. Спектральные кривые лучистого потока источников света тока возрастают также напряжение и яркость дуги. Однако, как было указано, устойчивый эффект высокой интенсивности наблю- дается только при определенном значении силы тока. Дуги высокой интенсивности являются источниками смешан- ного излучения. Около 70—80% светового потока приходится на излучение газового разряда — свечение атомов веществ, вхо- дящих в состав угля, под действием электрического тока (элек- тролюминесценция). Остальная часть светового потока прихо- дится на тепловое излучение раскаленных углей и твердых частиц в пространстве разряда, имеющее сплошной спектр. На рис. 104 кривая 2 представляет спектральное распределе- ние излучения дуги высокой интенсивности. В видимой области спектра это распределение равномерно и близко к спектраль- ному составу дневного солнечного света, рассеянного небосводом (кривая 7). Около 30—40% всего излучения приходится на види- мую область спектра. Этим объясняется сравнительно высокая световая отдача дуги высокой интенсивности, достигающая 50 лм!вт (с учетом потерь мощности в балластном сопротивлении). 167
Для кинопроекции чаще всего применяются дуги высокой интенсивности на силу тока от 60 до 120 а с положительными углями диаметром от 8 до 11 мм и отрицательными углями диа- метром от 7 до 10 мм. В мощных дугах, сила тока которых превышает 90—100 а, положительный уголь вращается для равномерного обгорания и получения правильной формы краев кратера. Скорость враще- ния составляет 6—12 об!мин. Омеднение вращающихся углей Рис. 105. Зависимость яркости от силы тока дуг высокой интенсивности не производится, так как ток к ним подводится вблизи рабочего конца. В табл. 13 приведены основные характеристики отечественных уг- Рис. 106. Распределение яркости по пло- щади кратера дуги 8-60 для трех направ- лений лей высокой интенсивности. Особенности углей КП12-180 (КП-30) для дуги с воздушным дутьем рассматриваются ниже. Кроме указанных в таблице характеристик важное значение имеет зависимость этих характеристик, в частности яркости и скорости сгорания углей, от силы тока. Важно также знать, как изменяется яркость дуги по площади кратера и в различных направлениях. На рис. 105 приведены кривые зависимости яркости углей высокой интенсивности от силы тока. Как видно, нит-амперные характеристики дуги являются возрастающими — с ростом силы тока растет и яркость. Одновременно сильно растет и скорость сгорания углей, например у дуги 9-90 при изменении силы тока с 90 до 120 а скорость сгорания положительного угля возрастает почти в три раза. Участки кривых, показанные пунктиром, соответ- ствуют режимам неустойчивого горения дуги (при силе тока боль- ше номинальной) или малой яркости дуги (при силе тока меньше номинальной). Рабочие участки кривых показаны сплошными линиями. 168
На рис. 106 приведены кривые изменения яркости по площади кратера дуги 8-60 для различных направлений. Как видно, яркость в разных направлениях несколько различна. Но особенно сильно яркость меняется по площади кратера, уменьшаясь от центра к краям его. Это — существенный недостаток дуг высокой интен- сивности, так как позволяет использовать излучение только цен- тральной части кратера, в пределах которого спад яркости еще не приводит к чрезмерной неравномерности освещенности кино- экрана. В дугах высокой интенсивности с вращающимся положитель- ным углем применяется водяное охлаждение его токоподводящих контактов (головки). Водяное охлаждение позволяет положитель- ному углю выдерживать повышенную плотность тока и одновре- менно уменьшает скорость сгорания угля. Повышение плотности тока необходимо для получения такой же, как у неохлаждаемой дуги, или большей яркости. При одинаковой яркости скорость Таблица 13 ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КИНОПРОЕКЦИОННЫХ УГЛЕЙ ВЫСОКОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ Марки углей (первая цифра обозначает диаметр в мм; вторая цифра — номинальную силу тока) Длина углей, мм Режим горения Средняя яркость цент- ральной зоны кратера (0 1,2 мм), Мнт Макси- мальная, скорость сгорания мм/час Применяется в кино- проекторах положитель- ный электрод отрицатель- ный элект- род положитель-’ ного 1 отрицатель- ного сила тока, а ! напряже- ние, в положитель- ного угля отрицатель- ного угля +КП8-60 -КП7-6О 350 250 60±2 45±2 600 350 120 КПТ-2, КПТ-1 +КП9-90 -КП8-90 390 250 90±5 55±3 820 800 120 КПТ-3 +КП10-90 -КЛ8-90 400 250 90±5 60±5 620 500 120 КПП-2 +КП11-120 -КП 10-120 400 250 120±5 65±5 750 800 150 КП15-А.. КПП-3 +КП12-180 -КП14-180 800 300 180±5 80±5 1050 1850 250 КПЗО-А 169
сгорания охлаждаемого угля уменьшается на 10—15%. Достоин- ством дуги с водяным охлаждением является также повышенная стабильность в работе. Для устойчивого и наиболее яркого свечения дуги высокой интенсивности необходимо стабильное положение кратера на тор- це положительного угля и дугового разряда в целом, а также оптимальная форма его. Кроме того, пламя дуги должно быть Рис. 107. Принцип магнитной стабилизации дуги отведено от отражателя для предохранения его от действия высо- кой температуры и преждевременного выхода из строя. Все эти условия можно обеспечить, используя свойство дуго- вого разряда, как весьма гибкого и подвижного электрического проводника с током, легко изменять свою форму под действием магнитного поля. Создавая при помощи специального магнита определенным образом направленное магнитное поле, действую- щее совместно с собственным магнитным полем дуги, достигают требуемых стабильности, формы и положения дугового разряда и его пламени. Указанный специальный магнит называется магнитным ста- билизатором дуги, а воздействие магнитного поля на дуговой разряд — магнитным дутьем. 170
На рис. 107 поясняется сказанное: а — собственное магнитное поле дуги; б — положение пламени дуги при отсутствии магнит- ного стабилизатора; в — магнитный стабилизатор кинопроектора КПТ; г — положение пламени дуги при магнитном стабилизаторе. Схематически показанный на рис. 107, в магнитный стабили- затор дуги кинопроектора КПТ представляет собой стальную скобу, намагничиваемую при работе дуги током, проходящим по положительному углю. Магнитное поле, образуемое между концами скобы, удерживает светящееся газовое облачко в глу- бине кратера, придает дуговому разряду более фиксированное положение относительно крате- ра и отклоняет пламя дуги от отражателя. В некоторых дугах, напри- мер КПП-120, для отклонения пламени дуги от отражателя применяется не менее эффектив- ный способ воздушного откло- Рис. 108. Схема дуги с воздушным дутьем няющего дутья. Дуги высокой интенсивности с воздуш- ным дутьем. Дуги высокой интенсивности упрощенного вида (с невращающимся положительным углем) могут обеспе- чить получение полезных световых потоков кинопроекторов ориентировочно до 10 000 лм\ с дугами высокой интенсивности с вращающимся анодом полезный световой поток может возрасти до 15 000 лм, а при использовании водяного охлаждения — до 20 000 лм. Для получения еще больших световых потоков, необходимых для кинопроекции на большие киноэкраны, применяется дуга высокой интенсивности нового, наиболее совершенного вида — дуга с воздушным дутьем (рис. 108). Главная особенность ее заключается в применении холодного воздушного дутья 1 вдоль рабочего конца положительного угля 2 в направлении к отрица- тельному углю 3. Поток воздуха поворачивает стремящееся вверх пламя дуги и направляет его вдоль разряда. Тело свече- ния приобретает форму цилиндра, вытянутого вдоль оси положи- тельного угля. По сравнению с обычной дугой высокой интенсивности яркость дуги с воздушным дутьем повышается на 20% вследствие двух причин: во-первых, весь разрядный промежуток оказывается заполненным парами редких земель; во-вторых, края разряда охлаждаются и плотность тока в центральной части разряда увеличивается. Цилиндрическая форма тела свечения позволяет значительно лучше использовать световой поток дуги. Дело в том, что в этом случае световой поток мало экранируется положительным углем и распределяется почти по всем направлениям пространства. 171
Это позволяет применить осветительную оптику с очень большим углом охвата (отражатель и контротражатель) и повысить свето- вую экономичность осветительно-проекционной системы. В дугах с воздушным дутьем применяется вращающийся катод из графита, имеющий диаметр больший, чем у положительного угля. Необходимость увеличения диаметра катода обусловлена усиленным обгоранием его в пламени дуги с воздушным дутьем. Вращение катода необходимо для предотвращения образования на конце катода грибовидных наростов карбидов церия и других металлов фитиля положительного угля, частицы которых пере- носятся воздушным дутьем. Приближающиеся к катоду атомы редкоземельных элементов увлекаются при его вращении из раз- ряда во внешнюю атмосферу, где они окисляются (сгорают). Для повышения допустимых значений плотности тока и уве- личения однородности разряда (равномерности яркости) в дугах с воздушным дутьем применяются водяное охлаждение 4 головки положительного угледержателя и магнитное поле вокруг дуги, создаваемое катушкой 5. Для стабилизации воздушного потока вокруг разряда и пред- отвращения перегрева осветительной оптики (отражателя) про- изводится отсос горячего воздуха и продуктов сгорания спе- циальным вентилятором, сопло 6 которого располагается у отри- цательного угля. Дуга с углями КП12-180 (КП-30), основные характеристики которой приведены в табл. 13, применяется в дуговой лампе Д-200 и представляет собой дугу с воздушным дутьем со всеми указанными дополнительными усовершенствованиями. Принципиальные схемы устройств автоматического управления угольной дугой Световой поток кинопроектора и создаваемая им освещен- ность киноэкрана должны быть стабильными во времени (допу- скаемое отклонение ±10% от номинала). Такая стабильность возможна при выполнении двух условий: 1) источник света излу- чает постоянный по величине и распределению в пространстве световой поток и 2) источник света занимает постоянное положе- ние относительно осветительной оптики. Для выполнения этих условий в дуговых лампах, где излу- чение света сопровождается непрерывным и быстрым сгоранием углей, нужны специальные автоматические устройства для под- держания постоянства длины дуги и ее положения, а также для зажигания дуги. В некоторых дуговых лампах с невращающимся положитель- ным углем применяется так называемое полуавтоматическое 172
управление дугой — подача углей производится автоматически, положение же кратера регулируется вручную. Принципиальная электрическая схема устройства полуавто- матического управления, применяемого в кинопроекторе КПТ-2, приведена на рис. 109. Механизм перемещения угледержателей приводится в движе- ние шунтовым электродвигателем постоянного тока, якорь 1 и шунтовая обмотка 2 которого включены параллельно с дугой 3. Реостат 4, включенный в шунтовую обмотку, регулирует ско- рость подачи углей, изменяя число оборотов якоря от 3000 до 1500 об!мин. Цепь электродвигателя вклю- чается и выключается автома- тически при помощи реле 5. В момент зажигания дуги ток на- чинает протекать по обмотке электромагнита а и он притя- гивает подвижной контакт б к неподвижному в. При этом про- исходит замыкание цепи элек- тродвигателя. При выключении дуги автоматически размыкает- углей в дуге кинопроектора КПТ-2 (полуавтоматическое управление) ся и цепь электродвигателя. Автоматическая подача углей обеспечивается тем, что с увеличением напряжения на дуге, происходящим при увели- чении длины дуги, увеличивается скорость вращения электродви- гателя. При этом восстанавливается нормальная длина дуги и скорость вращения двигателя снова уменьшается до номи- нальной. На рис. 110 дана принципиальная электрическая схема устрой- ства автоматического управления дугой с углями КПП-120 в дуговой лампе «Мир». Постоянство положения кратера дуги поддерживается следующим образом. При правильном положе- нии кратера линза 1 и зеркало 2 изображают рабочий конец раскаленной оболочки (но не самого кратера) положительного угля на щели 3 фотосопротивления 4. Молочное стекло 5 вырав- нивает освещенность на фотосопротивлении, а установленное перед ним сине-зеленое стекло 6 задерживает красное и инфракрасное излучения оболочки, составляющие подавляющую часть всего ее излучения. Ввиду этого освещенность изображения на фото- сопротивлении незначительна, сила тока в его цепи мала и поля- ризованное реле 7, включенное в цепь, не срабатывает. При этом питание ротора электродвигателя 8 подачи положительного угля осуществляется через сопротивление 9, скорость подачи несколь- ко меньше требуемой и кратер медленно смещается из правиль- ного положения, удаляясь от отражателя. 173
Однако, сместившись приблизительно на 0,5 мм (это прак- тически не влияет на величину светового потока дуги), кратер оказывается в таком положении, что теперь уже он изображается на фотосопротивлении. Так как очень интенсивное видимое излу- чение кратера дуги не задерживается светофильтром 6, а фото- сопротивление обладает наибольшей чувствительностью к этому Рис. ПО. Принципиальная схема автоматиче- ского управления дугой с углями КШ1-120 излучению, то ток в цепи фотосопротивления стано- вится достаточно большим для срабатывания реле 7. Его контакты замыкаются, что, в свою очередь, при- водит к срабатыванию и более мощного реле 10. Замыканием контактов по- следнего достигается шун- тирование сопротивления#, возрастание тока в цепи ротора электродвигателя 8, а следовательно, и увели- чение скорости его враще- ния и подачи положитель- ного угля. Увеличенная скорость подачи происходит до тех пор, пока кратер снова займет правильное поло- жение, на фотосопротивле- нии снова изобразится обо- лочка угля, контакты реле 7 и 10 разомкнутся и ско- рость вращения ротора электродвигателя снова уменьшится. Таким образом, кратер дуги периодически то немного удаляется от правильного положения, то снова возвращается к нему (ре- лейный режим работы). Постоянство длины дуги поддерживается за счет перемеще- ния отрицательного угля вперед или назад, автоматически осу- ществляемого электродвигателем 11. Направление вращения ротора электродвигателя регулируется поляризованным реле 12, на которое подается разность потенциалов (т. е. питание с про- тивоположной полярностью) от двух источников постоянного тока — основного источника питания дуги с меняющимся в за- висимости от длины дуги напряжением и вспомогательного источника с постоянным напряжением 110 в. От последнего ток к реле 12 поступает через потенциометр 13, при помощи кото- рого напряжение на обмотке реле 12 устанавливается равным нормальному напряжению на дуге. 174
При нормальной длине дуги разность потенциалов на реле 12 равна нулю, его контакты разомкнуты и электродвигатель 11 отключен. По мере выгорания отрицательного угля длина дуги, а следовательно, и напряжение на ней увеличиваются. Разность потенциалов на реле 12 становится неравной нулю, якорь реле замыкает через контакт а обмотку возбуждения вспомогатель- ного* реле 14а и электродвигатель 11 включается на вращение в сторону подачи отрицательного угля вперед. Эта подача про- должается до тех пор, пока длина дуги снова станет нормаль- ной. Тогда разность потенциалов на реле 12 делается равной нулю и двигатель отключается. Эта же схема обеспечивает и автоматическое зажигание дуги, включая электродвигатель 11 через реле 14а для вращения в сто- рону подачи отрицательного угля вперед с момента включения дуговой лампы до момента соприкосновения углей; после этого электродвигатель 11 переключается через реле 146 для вращения в сторону подачи отрицательного угля назад до установления нормальной длины дуги. § 35. ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ КСЕНОНОВЫЕ ЛАМПЫ СВЕРХВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ (СВД) Устройство и характеристики ксеноновых ламп Наряду с лампами накаливания и дугами высокой интенсив- ности в настоящее время для кинопроекции широко применяются газоразрядные ксеноновые лампы СВД. Ксеноновая лампа представляет собой толстостенный баллон сферической формы из кварцевого стекла, выдерживающий весьма высокие давления, с впаянными в него на малом расстоянии друг от друга вольфрамовыми вертикально расположенными электродами. К электродам прикладывается определенная разность потен- циалов и под действием возникающего электрического дугового разряда происходит свечение атомов ксенона. При низком давлении излучение ксенона (как и других газов) имеет линейчатый спектр, причем интенсивность спектральных линий ксенона в видимой области спектра мала. При сверхвысо- ком же давлении (10—20 атм) возникает, кроме того, интенсив- ное излучение сплошного спектра с равномерным распределе- нием лучистого потока в видимой области спектра. Малая длина дуги в ксеноновой лампе СВД обусловливает высокую яркость ее. Вертикальное расположение электродов необходимо для получения наименьшей длины дуги, наибольшей яркости ее и стабильной работы лампы. 175
а Рис. 111. Ксеноновые лам- пы СВД Давление ксенона в колбе лампы в холодном (нерабочем) состоянии составляет 8—9 атм; в работающей лампе давление достигает 20—25 атм. Для зажигания ксеноновой лампы требуется высокое напря- жение (25—30 кв). Рабочее же напряжение составляет 20—25 в для ламп мощностью 1 кет и 30—33 в — для ламп мощностью 3 кет. Ксеноновые лампы могут работать как на постоянном, так и на переменном токе. Для кинопроекции нашей промышленностью выпускаются в настоящее время три типа И ксеноновых ламп: ДКсШ-1000 (рис. 111, б) и ДКсШ-3000 (рис. 111, а) мощностью 1 и 3 кет, работающие на постоянном токе, и ДКсШ-1000-1 (рис. 111,в) мощностью 1 кет, работающая на переменном токе. Лампы постоянного тока имеют различные элект- роды — более массивный анод находится сверху, а тонкий катод снизу. У ламп переменного тока оба электрода одинаковы. Основные характеристики ксеноновых ламп приведены в табл. 14. Разряд ксеноновой лампы постоянного тока имеет характерную колоколообразную форму, что необходимо учитывать при разработке осветительной оптики (см. ниже). Яркость в разряде неравномерна; для кинопроекции используется централь- ная часть разряда, в пределах которой изменение яркости невелико. Спектральный состав излучения ксеноновых ламп в видимой области спектра почти точно такой же, как у дневного (солнеч- ного) света, что очень важно для правильной цветопередачи при кинопроекции цветных фильмов. Таблица 14 ХАРАКТЕРИСТИКА КИНОПРОЕКЦИОННЫХ КСЕНОНОВЫХ ЛАМП СВД Тип лампы Номинальная мощ- ность, вт Общая длина лам- 1 пы, ММ । Диаметр шаровой части колбы, мм Расстояние между электродами, мм i _ Высота светового центра, мм Рабочее напряже- ние на лампе (наи- большее), в Ток лампы (наи- больший), а Яркость в цент- ральной части раз- ряда, Мнт Срок службы, час ДКсШ-1000 1000 250-12 44 2,7 — 4,1 127 25 51 250 800-'-1000 ДКсШ-1000-1 1000 250~12 44 2,7 4- 3,9 125 25 55 250 1004-150 ДКсШ-3000 3000 326"1° 55 4,34-5,3 157,3 33 НО 500 1504-200 176
Ксеноновые лампы обладают двумя замечательными свойства- ми: во-первых, сохранение постоянства спектрального состава излучения при изменении в больших пределах силы тока и, сле- довательно, электрической мощности. Во-вторых, яркость и све- товой поток ксеноновых ламп меняются приблизительно пропор- ционально силе тока. Оба эти свойства позволяют использовать один и тот же тип лампы для получения различных световых потоков и стандартной яркости на киноэкранах различных разме- ров. Для этой цели в питающем устройстве должна быть преду- смотрена возможность изменения силы тока. Особенности использования ксеноновых ламп переменного тока. Безобтюраторная кинопроекция Как видно из табл. 14, при одинаковых мощностях ксеноновые лампы переменного и постоянного тока имеют одинаковые свето- технические характеристики, но первые уступают вторым в отно- шении срока службы. Существенная особенность использования ксеноновых ламп переменного тока для кинопроекции заключается в следующем. Ксеноновая лампа является практически безынерционным источ- ником света — изменение силы тока (по величине) влечет за собой немедленное соответственное изменение яркости и светового потока. Таким образом, при питании лампы переменным током частотой 50 гц яркость и световой поток лампы изменяются с частотой 100 гц. Если кинопроекция ведется со стандартной частотой обтюра- ции (48 гц), то изменение яркости и светового потока лампы про- исходит несинхронно с работой обтюратора — в различные момен- ты времени при открытиях обтюратора на кадровое окно падает световой поток различной величины. Это приводит к заметным и неприятно действующим на глаза зрителей колебаниям яркости киноэкрана. Это явление исчезает только при кратности частоты кино- проекции и частоты изменения тока, т. е. при синхронизации смены кинокадров с изменением тока, питающего кинолампу. Так как стандартная частота переменного тока 50 гц, то частота кинопроекции должна быть не 24, а 25 кадр/сек. Возможны два способа такой синхронизированной кинопроек- ции: обтюраторная и безобтюраторная. В первом способе пере- крытие светового потока лопастями обтюратора происходит через каждые два периода изменения светового потока лампы в те промежутки времени, когда этот поток имеет минимальное зна- чение. Максимальные значения светового потока приходятся на вре- мя стояния кадра: потери света на обтюраторе оказываются суще- ственно меньшими, чем при питании лампы постоянным током. 12 Кинопроекционная тех-ка 177
Интересен второй — безобтюраторный способ кинопроекции, имеющий существенное преимущество в отношении величины полезного светового потока, падающего на киноэкран. В безобтю- раторном кинопроекторе лампа работает в импульсном режиме, т. е. вместо плавно и непрерывно изменяющегося переменного тока к лампе подводится электрический ток в виде отдельных импульсов, разделенных между собой промежутками времени, в течение которых энергия к лампе не поступает. Излучение лампы происходит также в виде отдельных импульсов. Если частота импульсов превышает критическую частоту мельканий и смена кадра происходит в промежутке между двумя смежными импульсами, то обтюратор становится ненужным — кинопроек- ция осуществляется без него. Достоинства и недостатки ксеноновых ламп Ксеноновым лампам присущ один существенный недостаток — возможность взрыва кварцевой колбы вследствие очень высокого давления внутри нее. Приходится принимать специальные меры для обеспечения безопасности обслуживающего персонала. Можно считать также недостатком ксеноновых ламп требую- щееся высокое напряжение зажигания и необходимость сравни- тельно сложной схемы зажигающего и питающего устройства (если сравнивать их с лампами накаливания). Это обстоятельство ограничивает возможность использования ксеноновых ламп в пе- редвижных кинопроекторах. Однако ксеноновые лампы обладают следующими большими достоинствами: 1) высокая яркость (в 10—20 раз большая, чем у ламп нака- ливания); 2) удовлетворительный спектральный состав излучения, не ме- няющийся с изменением мощности лампы; 3) большой срок службы; 4) отсутствие вредных выделений и, следовательно, нет необ- ходимости в вытяжной вентиляции. Образующееся при горении лампы некоторое количество озона не опасно; 5) простота и удобство обслуживания: ксеноновая лампа, как и лампа накаливания, не требует никаких дополнительных регу- лировок после того как она установлена и отъюстирована; 6) малые габариты осветительной системы; 7) высокая эффективность использования контротражателя (см. ниже) вследствие прозрачности дуги (разряда) ксеноновой лампы; 8) стабильность светового потока по величине, распределе- нию и цветности. 178
Ксеноновая лампа в настоящее время — наиболее прогрес- сивный источник света для кинопроекции и можно ожидать, что она со временем заменит электрические угольные дуги и лампы накаливания в большинстве стационарных киноустановок. Новую ксеноновую лампу рекомендуется начинать эксплуати- ровать при силе тока, несколько меньшей максимальной (см. табл. 14). В этом случае старение лампы (уменьшение со временем ее светового потока) компенсируется постепенным увеличением силы тока до максимальной. § 36. СОПОСТАВЛЕНИЕ ПРИМЕНЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ СВЕТА И НОВЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА ДЛЯ КИНОПРОЕКЦИИ Из сравнения характеристик различных типов источников света видно, что наибольшие значения световой отдачи, яркости и цветовой температуры имеют дуги высокой интенсивности. На втором месте стоят ксеноновые лампы СВД и на третьем — лам- пы накаливания. По условиям эксплуатации и требованиям техники безопасности наилучшими являются лампы накалива- ния. Ксеноновые лампы также просты в эксплуатации, но они взрывоопасны и на них подается высокое напряжение зажигания, что требует применения соответствующих средств защиты. Осо- бенно сложны условия эксплуатации и техники безопасности дуговых угольных ламп. Наконец, по сроку службы первое место занимают ксеноновые лампы — до 800 час и более; затем лампы накаливания — до 70 час. В дугах высокой интенсивности смена углей производится через каждые 20—30 мин работы. В последние годы применяются новые конструкции и типы источников света для кинопроекции: зеркальные лампы накали- вания и импульсные капиллярные лампы. Зеркальные лампы представляют собой малогабаритные и эф- фективные осветительные системы для узкопленочных кино- проекторов, в особенности любительских. Подробно эти лампы описаны в § 38, здесь укажем только, что они в несколько раз эффективнее обычных осветительных систем с лампами накали- вания и с конденсорами, ввиду этого зеркальные лампы найдут в ближайшие годы широкое применение в нашей стране. Импульсные капиллярные лампы служат для безобтюраторной кинопроекции и представляют собой кварцевые капилляры, в которых электрический разряд происходит в парах ртути. Лампы питаются от специальных генераторов с частотой 72 или 100 гц. Соответственно кинопроекция ведется с частотой 24 или 25 кадр!сек, а на время кинопроекции и смены одного кадра приходятся три или четыре световых импульса. Смена кадров происходит во время интервала между двумя вспышками после каждых трех или четырех импульсов. 12* 179
Лампы имеют небольшие габариты (80 X 6 мм у ламп SPP-800 и SPP-1OOO голландской фирмы «Филипс»), что позволяет создать компактные осветительные системы. Светотехнические характеристики этих ламп и осветительных систем весьма высоки. Так, лампа SPP-800 мощностью 800 вт дает световой поток 40 000 лм, т. е. световая отдача равна 50 лм/вт,', срок службы 33 час, полезный световой поток 35-jh.m кинопроек- тора с такой лампой 5000 лм. Однако капиллярным лампам присущи три существенных недостатка: 1) недостаточно удовлетворительный спектральный состав излучения, 2) необходимость охлаждения лампы цирку- лирующей дистиллированной водой и 3) громоздкое и дорого- стоящее питающее и синхронизирующее устройство. Поэтому импульсная ртутная лампа пока не находит широкого применения в кинопроекционной аппаратуре.
Глава XII. ОСВЕТИТЕЛЬНО- ПРОЕКЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ КИНОПРОЕКТОРОВ § 37. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ОСВЕТИТЕЛЬНО-ПРОЕКЦИОННЫХ СИСТЕМ Задачей осветительно-проекционной системы кинопроектора является образование на киноэкране действительного и увели- ченного изображения кадра фильма, причем освещенность изобра- жения должна быть достаточно большой и равномерной по всему полю экрана. Говоря о величине и равномерности освещенности изображения на экране, будем предполагать, что в кадровом окне нет фильма. Чтобы освещенность изображения была достаточно равномер- ной и максимальной, необходимо, чтобы через каждую точку кадра проходил пучок лучей, заполняющих весь входной зрачок кинопроекционного объектива. Простейшая схема осветительно-проекционной системы при- ведена на рис. 112. Кадр '5 освещается лучами источника света L и изображается на экране S' кинопроекционным объективом О. Из схемы видно, что через каждую точку кадра пройдут лучи только в направлениях, проходящих через источник света, т. е. ограниченный пучок лучей, имеющий своим основанием светя- щееся тело источника света. Вследствие этого входной зрачок кинопроекционного объектива заполняется светом только частич- но. Вместе с тем пучки лучей, проходящие через удаленные от опти- ческой оси точки кадра (например, точку В), попадают в объектив неполностью. Понятно, что при таких условиях освещенность изображения на экране будет низкой и неравномерной: освещен- ность в точке В' экрана будет меньшей, чем в точке А'. Оба указанных недостатка можно устранить при помощи дополнительной, так называемой осветительной оптической системы (конденсор К на рис. ИЗ и 114). Действие этой системы заклю- чается в том, что она захватывает лучи источника света и направ- ляет через каждую точку кадра пучок лучей, заполняющих весь входной зрачок объектива. Величина и равномерность осве- щенности экрана будут наибольшими возможными при данном источнике света. Таким образом, светооптическая система кинопроектора долж- на содержать источник света, осветительную оптическую систему и кинопроекционный объектив. 181
Рис. 112. Простейшая схема осветительно- проекционной системы Источник света совместно с осветительной оптикой образуют осветительную систему кинопроектора. Осветительно-проекционная система кинопроектора относится к классу так называемых диаскопических систем, т. е. систем, дающих изображения прозрачных предметов при помощи прохо- дящих сквозь них лучей. Различают две основные принципиальные схемы построения осветительных систем кинопроекторов. Первая схема, которая применяется в подавляющем большинстве кинопроекто- ров, показана на рис. ИЗ. Источник света L изображает- ся осветительной оптикой К в кадровом окне S кинопро- ектора. Все лучи, выходя- щие из центра источника све- та собираются в сопряженной точке центра кадрового окна. При этом полезную роль иг- рают только те лучи, которые проходят через входной зрачок объектива О, т. е. лучи, образующие с оптической осью углы, не большие, чем угол ±С/"ОХВ. Угол 2£7Охв называется углом охвата осветительной системы. Аналогично лучи, выходящие из крайних точек источника света, собираются в сопряженных точках краев кадрового окна. Рис. 113. Первая схема осветительно-проекционной си- стемы — источник света изображается осветительной оп- тикой на кадровом окне Таким образом, в этой схеме лучи из каждой данной точки источника света освещают только одну сопряженную точку кадра. Понятно, что в этом случае освещенность какой-либо точки кадра будет тем больше, чем больше яркость сопряженной точки источ- ника света, и наоборот. Следовательно, освещенность изображе- ния кадра на экране будет достаточно равномерной только тогда, когда яркость источника света также достаточно равномерна по всей своей площади. К таким источникам света относятся угольные дуги и ксено- новые лампы, у которых яркость используемой части светящегося 182
тела хотя и неравномерна, но изменяется плавно и в допустимых пределах. Осветительно-проекционные системы с лампами накаливания К-22 также строятся по первой схеме, но не вполне строго: тело накала изображается не точно на кадровом окне, а в немного смещенной плоскости. Достигаемая при этом расфокусировка изображения тела накала в плоскости кадрового окна приводит к выравниванию его освещенности. Вторая схема, применяемая в кинопроекторах сравнительно редко, показана на рис. 114. В этой схеме источник света изобра- жается осветительной оптической системой во входном зрачке Рис. 114. Вторая схема осветительно-проекционной системы — источник света изображается осветительной оптикой во вход- ном зрачке объектива объектива. Каждая точка кадра (например, точка А) изображает- ся пучком лучей, выходящих из всех точек источника. Понятно, что в этом случае освещенность изображения на экране будет приблизительно равномерной при любом распределении яркости по площади источника света. Причина, почему эта схема применяется значительно реже первой, заключается в том, что она обусловливает большие поте- ри света на кадровом окне и соответственно меньшую освещен- ность экрана. В правильно построенной осветительно-проекционной системе должны быть соблюдены определенные соотношения между све- тотехническими и оптическими характеристиками всех элементов системы: Во-первых, источник света должен иметь достаточную яркость, а кинопроекционный объектив должен пропускать достаточно широкие пучки лучей (иметь достаточную светосилу — см. § 42), чтобы получить требуемый световой поток на киноэкране. Во-вторых, источник света должен иметь достаточно большие размеры, а осветительная оптика — достаточно большое увели- чение. Невыполнение этого требования приведет в первой схеме к освещению не всей площади кадрового окна, а во второй схеме — к заполнению светом не всей площади входного зрачка объектива, а значит, к уменьшению освещенности экрана. В-третьих, осветительная оптика должна иметь достаточно большой угол охвата, чтобы в первой схеме заполнить светом 183
весь входной зрачок объектива, а во второй схеме осветить все кадровое окно. В-четвертых, объектив должен иметь определенное фокусное расстояние, чтобы давать изображение кадра на киноэкране с требуемым увеличением. § 38. ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ Различают три типа осветительных оптических систем: 1) лин- зовые системы или конденсоры; 2) зеркальные системы, или отра- жатели; 3) зеркально-линзовые системы. Основные характеристики осветительной оптической системы: 1) линейное увеличение росв, 2) угол охвата 2£7Охв и 3) коэффи- циент пропускания т (для линзовых систем) или коэффициент отражения Q (для зеркальных систем). Во всех выпускаемых в нашей стране кинопроекторах источ- ник света изображается осветительной оптической системой на кадровом окне или вблизи него. В этом случае линейное увели- чение рОсв должно быть таким, чтобы изображение источника света (точнее, той части светящегося тела, в пределах которой яркость достаточно равномерна) полностью покрывало кадровое окно. Здесь возможны следующие характерные случаи: а) светящееся тело имеет круглую форму (кратер угольной дуги) — диаметр изображения используемой центральной зоны кратера должен быть равен диагонали кадрового окна, т. е. о ____V^K.o + Ьк.о /91 \ Роев— я "ист где /гк.о и &к о — высота и ширина кадрового окна и //ист — диаметр используемой зоны кратера; б) светящееся тело имеет прямоугольную форму, близкую к форме кадрового окна (лампы накаливания с плоской спи- ралью),— высота изображения источника должна быть равна высоте кадрового окна, т. е. Росв = -^-’ (21') "ист где //„ст — высота светящегося тела; по ширине тело накала используется неполностью — крайние витки, имеющие меньшую яркость, изображаются за пределами кадрового окна; в) светящееся тело имеет форму прямоугольника, вытянутого по вертикали (ксеноновая лампа СВД) — осветительная оптика должна иметь различные увеличения в горизонтальном и верти- кальном сечениях (анаморфот) или давать в горизонтальном сече- нии двойное изображение источника (см. рис. 119). Возможно 184
также высветить все кадровое окно путем расфокусировки изо- бражения в горизонтальном сечении при помощи цилиндрической линзы (см. рис. 121). Угол охвата должен быть таким, чтобы через каждую точку кадрового окна проходил пучок лучей, заполняющих по возмож- ности весь входной зрачок проекционного объектива. Необхо- димое значение угла охвата определяется из приближенного соотношения: sin Uохв £-Роев еоб, (22) где еод — так называемое относительное отверстие объектива — отношение диаметра выходного зрачка объектива к его фокусному расстоянию (см. § 40). Линзовые конденсоры В отечественных кинопроекторах линзовые конденсоры при- меняются в настоящее время только с лампами накаливания. За рубежом конденсоры находят применение также с другими источниками света. Различают одно-, двух- и трехлинзовые конденсоры. Конденсор из одной сферической линзы не может иметь угол охвата больше, чем 45°. Это объясняется двумя причинами: во-первых, при данном фокусном расстоянии линза не может иметь диаметр, больший некоторого предела, определяемого ее геомет- рическими параметрами (радиусами кривизны и толщиной); во-вто- рых, одна линза имеет весьма значительную сферическую аберра- цию. Коэффициент пропускания одной линзы равен около 0,90. У двухлинзового конденсора при том же диаметре линз фокус- ное расстояние будет меньше, чем у одной линзы. Значительно меньше также сферическая аберрация. Это позволяет увеличить угол охвата до 60°. Вместе с тем коэффициент пропускания сни- жается до 0,82. У трехлинзового конденсора угол охвата достигает 80—90°, а коэффициент пропускания равен 0,75. У осветительно-проек- ционной системы с трехлинзовым конденсором световой поток примерно в 1,5 раза больше, чем у той же системы с двухлинзовым конденсором при прочих равных условиях. Дальнейшее увеличение числа линз в конденсоре оказывается уже нецелесообразным. В осветительных системах с лампами накаливания приме- няются двух- и трехлинзовые конденсоры, работающие при уве- личениях 2 ч- 3. У двухлинзового конденсора первая линза обычно плоско-выпуклая; вторая линза может быть также плоско- выпуклой или двояко-выпуклой (рис. 115, а). У трехлинзового 185
конденсора первая линза вогнуто-выпуклая (положительный ме- ниск); вторая и третья линзы могут быть плоско-выпуклыми или двояко-выпуклыми (рис. 115, б). Можно значительно улучшить характеристики конденсоров, просветляя их поверхности и применяя линзы с несферическими поверхностями вращения. Так, двухслойное просветление трех- линзового конденсора в кинопроекторе КН-13 увеличивает его коэффициент пропускания на 12%. Применение двухлинзового конденсора с одной только параболической поверх- ностью вместо трехлинзо- вого конденсора со сфери- ческими поверхностями дает увеличение полезного светового потока кинопро- ектора на 20 -н 30%. В осветительных систе- мах с лампами накалива- Рис. 115. Двухлинзовый (а) и трехлинзовый (б) конденсоры ния, имеющими сравнительно большие промежутки между спи- ралями, а также с ксеноновыми лампами и в дуговых лампах с воздушным дутьем, дополнительно применяется так называемый контротражатель. Контротражатель — это сферическое зеркало Z, устанавли- ваемое по отношению к лампе со стороны, противоположной Рис. 116. Применение контротражателя в линзовых осветительных системах расположению конденсора (рис. 116, а) или основного отражателя (см. рис. 121) так, что центр кривизны зеркала совпадает с центром светящегося тела источника света. В этом случае зеркало дает перевернутое изображение светящегося тела на нем же с увели- чением, равным единице. Кроме того, в случае применения ламп накаливания незначительным поворотом зеркала добиваются, чтобы изображения L' спиралей L располагались между самими спиралями (рис. 116, б). Это приводит к увеличению габаритной яркости источника света, а следовательно, и полезного светового потока всей осветительно-проекционной системы. 186
Контротражатель дает увеличение полезного светового потока с лампой К-22 ~ на 10%, с ксеноновой лампой — до 60%. Вместе с тем применение контротражателя в системах с лам- пами накаливания приводит к дополнительному нагреву нити лампы и ускорению ее перегорания. Поэтому в системах с лампой К-22, когда контротражатель дает сравнительно небольшое уве- личение светового потока, последний иногда не применяется. В качестве контротражателей обычно используют металличе- ские алюминиевые отражатели, обладающие достаточной термо- стойкостью и сравнительно высоким коэффициентом отражения (д 0,75). Зеркальные системы (отражатели) Зеркальная оптика применяется в осветительных системах с угольными дугами, с ксеноновыми лампами СВД, а также с лам- пами накаливания. Широкое использование отражателей в совре- менных кинопроекторах объясняется тем, что они имеют значительно большие углы охвата, чем линзовые конденсоры, и тем самым позволяют эффективнее использо- вать световые потоки источников света. В настоящее время в кинопроекторах с зеркальной оптикой применяются почти исключительно эллипсоидные отражатели (см. § 26), имеющие сравнительно неболь- шие аберрации. В отражателях большинства кино- проекторов пока применяется серебряный отражающий слой 1 (рис. 117). Чтобы он не окислился и не потерял отражатель- ных свойств, его необходимо покрыть за- щитными покрытиями. Поэтому серебря- ный слой приходится наносить на тыльную Рис. 117. Сферо-эллипсоид- ный отражатель: D — диаметр; h — глубина; 2ПОХВ —угол охвата; К, — фокус эллипсоида поверхность стеклянной основы отража- теля — она является основной рабочей поверхностью и ее делают эллипсоидной. Лицевая поверхность 2 — сферическая. Такой отражатель назы- вается сферо-эллипсоидным; он мало отличается по своим свой- ствам от чисто эллипсоидного отражателя. Через отверстие 3 проходит отрицательный уголь (в осветителе с угольной дугой). Отражатели имеют обычно большие диаметры, достигающие в кинопроекторах большой световой мощности 600 мм; это вызвано большими углами охвата отражателей (от 140 до 180°) и необходи- мостью расположить их достаточно далеко от дуги, чтобы предохра- нить от перегрева. Кроме того, с увеличением диаметра отражателя уменьшается затеняющее действие углей и угледержателей. 187
В настоящее время все шире применяются так называемые интерференционные отражатели, действие которых основано на интерференции света. Отражающим покрытием служит много- слойная система тонких пленок из прозрачных диэлектриков с чередующимися большими и малыми показателями преломле- ния. Выбором толщины, показателей преломления и числа слоев (пленок) добиваются, чтобы в результате интерференции лучей, частично отражаемых от всех поверхностей пленок, видимый свет максимально отражался. Одновременно достигается мини- мальное отражение и, соответственно, максимальное пропускание инфракрасных лучей сквозь стеклянную основу отражателя. В качестве материалов для слоев могут служить двуокись титана (п = 2,2) и двуокись кремния (п = 1,45). Толщина слоев составляет около четверти длины волны света. Число слоев чаще всего равно 11 -4- 15. Интерференционное покрытие, специально термически обра- ботанное, обладает высокой механической, химической и терми- ческой прочностью. Поэтому покрытие наносится не на тыльную, а на лицевую поверхность стеклянной основы отражателя и эта поверхность делается эллипсоидной формы. На рис. 118 представлена схема действия интерференцион- ного отражателя. Падающий на него от источника света лучистый поток содержит видимое и инфракрасное излучения. Видимое излучение почти полностью (около 95%) отражается и попадает на кадровое окно, а затем на экран. Инфракрасное излучение в основном (около 85%) проходит сквозь отражатель и на кадро- вое окно не попадает. Таким образом, интерференционный отражатель, имея наи- более высокий коэффициент отражения для видимого света, одно- временно и весьма эффективно выполняет роль теплофильтра, отводя от кадрового окна подавляющую часть инфракрасного 188
излучения. Существенно, что сам отражатель не поглощает это излучение и не нагревается, как абсорбционный теплофильтр (см. § 39). Указанные достоинства интерференционных отражателей делают их наиболее эффективными оптическими системами для осве- тителей кинопроекторов. В зеркальных осветительных системах с ксеноновыми лампа- ми СВД применяются эллипсоидные отражатели особого устрой- ства, дающие двойное изображение источника света в горизон- тальном сечении (см. стр. 184). Схема такого отражателя показана на рис. 119. Изображение центральной части разряда в вертикальном сечении б Два изображе- ния разряда в горизонтальном сечении Рис. 119. Разрезной эллипсоидный отражатель Обычный эллипсоидный отражатель разрезается по верти- кальному диаметру; обе половины раздвигаются на расстояние б « 2 мм и устанавливаются под небольшим углом а (около 24') друг к другу; между ними помещается асбестовая прокладка, после чего половины отражателя склеиваются. Как видно из рис. 119, каждая половина отражателя дает свое изображение источника света, смещенное относительно второго изображения. Оба изображения вместе покрывают всю ширину кадрового окна. Важно отметить, что при снижении силы тока и мощности светящийся разряд ксеноновой лампы сужается. Так, при сниже- нии мощности с 1000 до 500 вт разряд сужается настолько, что оба изображения разряда, даваемые разрезным отражателем, покрывают кадровое окно (при равномерности освещенности 0,65) только при тщательной юстировке. В таких случаях целе- сообразно устанавливать между отражателем и кадровым окном сферо-цилиндрическую линзу (отрицательную), расширяющую световое пятно на кадровом окне по горизонтали (см. рис. 121). 189
Зеркальные лампы накаливания До сих пор рассматривались осветительные системы, в кото- рых источник света и осветительная оптика представляют собой отдельные элементы. В этом случае применению наиболее эффек- тивного типа осветительной оптики — эллипсоидного отража- теля — в 8- и 16-.И.М передвижных кинопроекторах препятствуют его большие габариты. Это препятствие весьма просто преодолевается в зеркальных лампах накаливания, где эллипсоидный отражатель с серебря- ным или интерференционным покрытием находится внутри лампы в Рис. 120. Зеркальная кинопроекционная лампа накаливания в виде встроенного самостоятельного элемента (рис. 120, а) или в виде зеркализованной части тыльной поверхности колбы лампы (рис. 120, б и в). В последнем случае колба лампы имеет форму цилиндра с двумя выпуклостями — в виде части эллипсоида сзади и части сферы спереди. Обе эти выпуклости, за исключе- нием небольшого окна для выхода лучей в сферической части колбы, имеют отражающие покрытия. Сферическая отражающая поверхность играет роль контротражателя. Схема осветительно- проекционной системы с зеркальной лампой, приведенной на рис. 120, б, и ход лучей показаны на рис. 120, в. Зеркальные лампы накаливания имеют следующие достоинства: 1) малые габариты осветительной системы и отсутствие каких- либо дополнительных оптических элементов (линз и зеркал); 2) большие полезные световые потоки кинопроекторов при малых мощностях ламп; например, 16-лш кинопроектор с зер- 190
кальной лампой мощностью 50 вт дает полезный световой поток около 60 лм, в то время как тот же кинопроектор с обычной лампой мощностью 90 вт и конденсором дает только 30 лм; 3) повышенная равномерность освещения экрана (в приве- денных примерах освещенность на краях экрана составляет соответственно 70 и 50% от освещенности в центре экрана); 4) не нарушается правильное взаимное расположение нити лампы, отражателя и контротражателя; 5) малая мощность лампы делает излишним ее принудитель- ное охлаждение; 6) лампа, приведенная на рис. 120, б, не нуждается в свето- защитном кожухе (фонаре); 7) каждая новая лампа имеет свой новый отражатель; этим исключается снижение светового потока кинопроектора из-за старения отражателя. Зеркальные лампы дороже обычных ламп, но это компенси- руется их достоинствами. В 8-зш кинопроекторах применяются зеркальные лампы мощностью от 50 до 150 вт, в 16-льм кинопроекторах — от 150 до 250 вт. Зеркально-линзовые системы В качестве примера зеркально-линзовой системы рассмотрим осветительную систему кинопроектора ПКП-1 круговой пано- Рис. 121. Зеркально-линзовая осветительная система с ксеноновой лампой рамы с ксеноновой лампой СВД (рис. 121). Осветительная оптика состоит из эллипсоидного отражателя, контротражателя и сферо- 191
цилиндрической линзы. В вертикальном сечении отражатель вместе с линзой изображают центральную часть разряда лампы на кадровом окне. В горизонтальном сечении оптическая сила сферо-цилиндрической линзы отрицательна и система изображает разряд лампы дальше кадрового окна. В плоскости кадрового окна получается расфокусированное изображение разряда лампы, покрывающее всю ширину кадра. § 39. Теплофильтры Рис. 122. Спектральная кривая 'пропу- скания абсорбционного теплофильтра из стекла СЗС-16 Назначение теплофильтра состоит в уменьшении тепловой на- грузки на фильм, путем отделения видимого излучения от инфра- красного и задержания послед- него или отвода его в сторону от фильма. Инфракрасное излучение бес- полезно для восприятия изобра- жения зрителями и в то же время вредно для фильма, по- скольку дополнительно нагре- вает его. Доля инфракрасного излу- чения в общем лучистом потоке составляет у дуг высокой интен- сивности около 60%, а у ламп накаливания и у ксеноновых ламп — еще больше. Следова- тельно, если полностью отде- лить и задержать инфракрасное излучение, то на фильм попадает менее половины лучистого пото- ка (видимая часть его) и нагрев фильма также уменьшится при- мерно в два раза. По принципу действия различают два типа теплофильтров: абсорбционные (поглощающие) и интерференционные. Абсорбционный теплофильтр представляет собой плоско- параллельный слой вещества, обладающего преимущественным поглощением инфракрасного излучения и преимущественным пропусканием видимого излучения. В качестве такого вещества обычно используется сине-зеле- ное стекло специального состава марки СЗС-14 и СЗС-16; спек- тральная кривая пропускания света приведена на рис. 122. Как видно из кривой, теплофильтр пропускает лишь около 80% видимого излучения, остальные 20% поглощаются и составляют потерю полезного светового потока. Вместе с тем теплофильтр 192
не поглощает полностью инфракрасное излучение, что является существенным его недостаткам. Второй недостаток заключается в том, что поглощаемое излуче- ние приводит к сильному нагреванию теплофильтра. Чтобы он не лопался, его изготовляют из отдельных полосок, оставляя между ними воздушные промежутки. Наконец, кривая на рис. 122 показывает, что теплофильтр обладает неодинаковым г в видимой области спект- ра: в большей степени поглощаются оранжевые и красные лучи. Это измене- ние спектрального состава излучения источника света может оказаться полезным при использовании ламп накаливания, имеющих из- быток излучения в крас- ной части спектра. В осве- тительных системах с ду- гами высокой интенсивно- сти, имеющими избыток излучения в синей части спектра, указанное свой- ство теплофильтров явдя- ется недостатком. Важно иметь в виду, что коэффициент пропуска- ния т стеклянных абсорб- ционных теплофильтров для видимого излучения значительно уменьшается с течением времени. После 350 час работы это сниже- ние составляет около 15%, а после 450 час работы — около 25%. Поэтому следует считать недопустимой эксплуатацию теплофильтра свыше 350 и в особен- ности свыше 450 час. Иногда применяют жидкостные абсорбционные теплофильт- ры, в которых поглотителем инфракрасного излучения служит либо чистая дистиллированная вода, либо, что значительно лучше, водные растворы сернокислой соли закиси железа и серножеле- зистоаммониевой соли. Жидкость помещается в кювету с плоскими параллельными стенками. Весьма эффективный теплофильтр для мощных кинопроекто- ров представляет собой комбинация из двух тонких слоев воды и сине-зеленого стекла между ними. длин волн для разных Отражатель а Кадровое \окно Источник света В—и,10в излучение Интерференционное зеркало-теплофильтр Инфракрасное излучение б Инфракрасное излучение Кадровое \ окно 1 Источним света Отражатель Видимое излучение Интерференционный теплофильтр Рис. 123. Схемы использования интерференцион- ных теплофильтров: а2— отражающего видимое излучение; б — от- ражающего инфракрасное излучение 13 Кинопроекционная тех-ка 193
Жидкостные теплофильтры могут иметь высокие технические показатели. Однако громоздкостей конструктивная сложность сильно ограничивают их применение. Интерференционный теплофильтр устроен аналогично интер- ференционному зеркалу. Он представляет собой стеклянную пластинку, на которую нанесено несколько тонких слоев из про- зрачных материалов с разными показателями преломления. Эти слои подбираются с таким расчетом, чтобы видимое излучение возможно полнее отражалось, пропускалось теплофильтром Рис. 124.'Спектральная кривая отраже- ния интерференционного теплофильтра (типа а) а. инфракрасное возможно полнее или наоборот. Таким образом достигается требуемое отделение (фильтрация) инфракрасного из- лучения. На рис. 123 показаны схемы осветительных систем с интерфе- ренционными теплофильтрами. На рис. 124 приведена спект- ральная кривая отражения ин- терференционного теплофильтра типа а. Общий коэффициент от- ражения для видимого излуче- ния близок к 0,95, а общий коэффициент пропускания для инфракрасного излучения со- ставляет около 85%. Отражение в видимой области спектра приблизительно одинаково для всех длин волн. Инфракрасное излучение не поглощается, а пропускается теплофильтром, поэто- му он не подвержен сильному нагреву. Таким образом, интерференционные теплофильтры свободны от всех недостатков абсорбционных теплофильтров. Кроме того, соответствующим подбором слоев возможно в широких пределах регулировать спектральный состав и цветность светового потока, падающего на киноэкран. Применяя теплофильтры с различными комбинациями слоев, можно обеспечить одинаковую цветопере- дачу при различных источниках света. Рассмотренные выше интерференционные отражатели представ- ляют собой одновременно интерференционные теплофильтры типа а. § 40. КИНОПРОЕКЦИОННЫЕ ОБЪЕКТИВЫ Основные требования к кинопроекционным объективам и их характеристики Кинопроекционным объективом называется оптическая система, служащая для получения на киноэкране действительного увели- ченного изображения кинокадра. 194
Кинопроекционный объектив должен удовлетворять следую- щим основным требованиям: 1. Объектив должен давать изображение на экране с требуе- мым увеличением. Это требование удовлетворяется выбором соответствующего значения фокусного расстояния объектива. 2. Объектив (вместе с осветительной системой) должен обес- печить наибольшую возможную и достаточно равномерную осве- щенность экрана. Это требование удовлетворяется: а) выбором рационального значения относительного отвер- стия объектива, определяющего ширину пучков лучей, проходя- щих через объектив (см. ниже); б) ограничением виньетирования наклонных пучков лучей сравнительно небольшим значением (10 н- 20%); в) достижением возможно большего коэффициента пропуска- ния объектива путем просветления его, т. е. уменьшения отра- жения света от поверхностей линз (см. § 43). 3. Объектив должен обладать достаточной глубиной резкости, т. е. резкость изображения должна оставаться удовлетворитель- ной при имеющих место во время кинопроекции малых смещениях кинокадра вдоль оптической оси объектива. Это требование удо- влетворяется выбором соответствующего значения относительного отверстия объектива (см. ниже). 4. Объектив должен иметь линейное поле зрения, равное диагонали кадрового окна. Это требование удовлетворяется при расчете объектива. 5. Объектив должен давать изображение высокого качества; под этим понимают: а) способность объектива давать четкое, раздельное изобра- жение мелких и близких друг к другу деталей кинокадра. Эту способность объектива называют разрешающей силой; б) способность объектива сохранить в изображении на экране контрасты, имеющиеся на кинокадре: относительная разность яркостей элементов изображения на экране не должна быть заметно меньше относительной разности яркостей соответствую- щих участков кадра (допустимая потеря контраста составляет около 2%). С этим связана также способность объектива давать изображение цветного кадра без искажения цветов (см. § 43). Контраст изображения в значительной мере влияет на разрешаю- щую силу объектива; в) способность объектива давать изображение на экране, геометрически подобное изображению на кадре. Высокое качество изображения обеспечивается: а) тщательным исправлением хроматических и монохроматических аберраций для всех точек кадра; б) просветлением оптики (см. § 43) и принятием Других мер, снижающих потери контраста изображения (чернение фасок линз, рифление и чернение внутренней поверхности оправы). 13* 195
Качество изображения в большой мере характеризуется разре- шающей силой объектива. Таким образом, основными характеристиками объектива являются: 1) фокусное расстояние; 2) относительное отверстие; 3) линейное или угловое поле зрения; 4) коэффициент пропускания; 6) разрешающая сила. Рассмотрим каждую из этих характеристик. 1. Фокусное расстояние объектива. Фокусное расстояние / объектива должно соответствовать длине D зрительного зала и размерам (ширине Шэ) экрана. Согласно формуле (16), линейное увеличение объектива р = = — J7 , откуда /' = —~ . В кинопроекционной установке рас- стояние х' от заднего фокуса объектива до экрана можно с боль- шой точностью считать равным длине зрительного зала D. С дру- гой стороны, линейное увеличение объектива р = где Ъ — ширина кадрового окна; следовательно: (23> Задача: Определить требуемое фокусное расстояние кинопроекционного объек- тива для кинопроектора ЗЗ-.и.и фильма, если а) Л/э = 4-£» и б) Д/Э==П. о о Ответ: а) /' = 125,4 .и.и, б) /' = 104,5 мм. 2. Относительное отверстие объектива.- Относительным отвер- стием е кинопроекционного объектива называется отношение диаметра выходного зрачка объектива к его фокусному расстоя- нию. Освещенность изображения на экране пропорциональна квадрату относительного отверстия (если только весь зрачок объектива заполняется светом осветительной системы). Современные источники света и осветительные оптические системы позволяют использовать объективы с относительными отверстиями до 1: 1,5 для 35-м.м фильмов и до 1 : 0,8 для 16-мм фильмов. Однако применение таких больших относительных отверстий делает'весьма малой глубину резкости (см. § 30). Между тем кадр кинофильма во время кинопроекции частично поглощает падающий на него лучистый поток, нагревается и вследствие этого изгибается так, что эмульсионный слой оказывается выпуклым, а основа — вогнутой. 196
Смещение кадра из правильного положения в плоскости кад- рового окна приводит к нерезкости изображения на экране. Это поясняется рис. 125. При смещении центра кадра на величину Да: изображение смещается в ту же сторону на величину Ах'. При этом на экране вместо точки получается кружок рассеяния с диаметром d. Как видно из рис. 125: d Дх' ^вых. зр D Ах' Имея в виду, что Ах' < D и что D х', можно доказать, что d = Ax-fi-s. (24) Таким образом, при данном смещении Ах фильма кружок рассеяния на экране тем меньше, чем меньше относительное отверстие кинопроекционного объектива. Например, при Ах = = 0,1 мм и р = —200 имеем, что при е = 1 : 2 d = 10 мм, а при 8 = 1: 1,5 d = 13,3 мм. Это обстоятельство вынуждает ограничить относительное отверстие кинопроекционного объектива такой величиной, при которой глубина резкости остается достаточной при происходя- щих в данном кинопроекторе смещениях фильма. 3. Поле зрения, объектива. Линейное поле зрения кинопроек- ционного объектива равно диагонали 21 кадрового окна. Соответ- ственно угол поля зрения 2W может быть вычислен по формуле (25) 4. Коэффициент пропускания объектива. Коэффициент про- пускания т объектива зависит главным образом от числа несклеен- ных поверхностей линз и их просветления (см. § 43), а также от степени виньетирования наклонных пучков лучей. В настоящее время все объективы просветляют и их коэффи- циент пропускания обычно лежит в пределах 0,80 0,90. 197
5. Разрешающая, сила объектива. Разрешающая сила проек- ционного объектива определяется наибольшим числом N чере- дующихся черных и белых линий равной толщины на полоске кадра шириной 1 мм, которые еще изображаются на киноэкране раздельно, не слившись друг с другом (по визуальной оценке). Чем больше разрешающая сила объектива, тем более мелкие детали изображения будут видны на экране. У хороших объек- тивов разрешающая сила достигает для центра кадра 100 лин/мм, для края кадра — около 70 лин!мм. Более полной характеристикой качества изображения является так называемая частотно-контрастная характеристика объектива, показывающая, как изменяется контраст в изображении черных и белых линий при изменении их частоты, т. е. числа линий на 1 мм. Из двух объективов лучше тот, который изображает данное число линий с более высоким контрастом или изображает с данным контрастом большее число линий на 1 мм. Типы, схемы и характеристики отечественных кинопроекционных объективов Для кинопроекции применяются два типа объективов, разли- чающихся по характеру исправления аберраций — апланат и ана- стигмат (см. § 28). Объектив-апланат (рис. 126, а, б, в) состоит из двух ахроматических пар линз, причем склеенными могут быть обе пары линз или только одна из них. В таких объективах хорошо исправляются сферическая и хроматическая аберрации и кома, т. е. аберрации изображений точек центральной части поля зре- ния (кадра). Астигматизм исправляется лишь частично, а кри- визна поверхности изображения не исправляется вовсе. Соот- ветственно угол поля зрения апланата невелик и даже при пони- женном качестве изображения на краях экрана не превышает 25°. Ввиду этого объективы-апланаты следует применять только для кинопроекции обычных 35-жл4 кинофильмов при больших фокус- ных расстояниях (/' = 130 мм и более) и, следовательно, при малых углах поля зрения. Объективы-апланаты применяются также для проекции 16-л<л« фильмов. Объектив-анастигмат (рис. 126, г, д, е), в кото- ром исправляются все виды аберраций, имеет более сложную конструкцию, чем апланат. Современные объективы-анастигматы с относительными отверстиями до 1 : 1,6 для кинопроекции 35-л«.м фильма состоят обычно из шести линз. Такие объективы приме- няются для широкоэкранной кинопроекции. Они должны заме- нить также объективы-апланаты с /' < 130 мм для кинопроек- ции обычных 35-Л4Л4 кинофильмов. 198
Продолжение табл. 15 Шифр или марка объек- тива Тип объектива и схема Фокусное расстояние, мм Отно- ситель- ное отвер- стие Диа- метр опра- вы, мм Длина объектива, Л1Л1 Задний отрезок, Л1Л1 Коэф- фици- ент про- пус- кания, % Разре- шающая сила в центре и на краях, лин/мм Спад осве- щенно- сти от центра к краю, % 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Б. Для кинопроекции широкоэкранных и обычных 35-.и.и. фильмов (кадровые окна 21,1 X 18,1 и 20,7x15,2 1’0-506 Анастигмат (рис. 126, г) 80 1 : 2 62,5 82 54,5 81 — 28 1’0-505 Анастигмат (рис. 126, г) 85 1 : 2 62,5 78 57,2 — — — РО-500 Анастигмат (рис. 126, г) 90 1 : 2 62,5 93 60,6 81 100/55 28 1’0-501 Анастигмат (рис. 126, г) 100 1: 2 62,5 98 66,5 82 100/55 24 1’0-502 Анастигмат (рис. 126, г) НО 1: 2 82,5 113,5 73,9 80 100/55 21 1’0-503 Анастигмат (рис. 126, г) 120 1 : 2 82,5 120 80,1 80 100/55 20 Ж-32 Анастигмат (рис. 126, г) 80—90—100 110—120—130 1 : 2 62,5 82,5 53—60—66 74-80-87 — — — ОКП4-80 Анастигмат 80 1:1,8 62,5 78,5 44,6 85 100/80 27 ОКП2-85 Анастигмат 85 1: 1,8 62,5 85 55,6 86 100/55 30 ОКП5-90 Анастигмат 89 1: 1,8 82,5 87 50,1 85 100/50 26 окпмоо Анастигмат 100 1 : 1,8 82,5 97 65,6 86 100/55 18 ОКП4-1Ю Анастигмат 110 1 : 1,8 82,5 105,6 61,8 86 100/64 27 Продолжение табл. 15 Шифр или марка объек- тива Тип объектива и схема Фокусное расстояние, мм Отно- ситель- ное отвер- стие Диа- метр опра- вы, мм Длина объектива, л.и Задний отрезок, мм Коэф- фици- ент про- пус- кания, % Разре- шающая сила в центре и на краях, лин/мм Спад осве- щенно- сти от центра к краю, % 1 2 3 4 5 6 1 8 9 10 В. Для кинопроекции 16-.и.ч фильмов (кадровое окно 9,45 х 7,05 .ил) РО-Ю2 Апланат (рис. 126, в) 35 1:1,65 34 63 16,7 80 100/45 32 РО-Ю1 Апланат (рис. 126, в) 50 1:1,65 34 63 20,3 85 100/50 18 РО-Ю4 Апланат (рис. 126, в) 65 1:1,5 34 102,5 30,4 83 — — РО-ПО Анастигмат (рис. 126, д) 35 1:1,2 38 52 17,7 67 90/45 36 РО-Ю9 Анастигмат (рис. 126, д) 50 1:1,2 38 78 26,2 78 90/45 17 1’0-111 Анастигмат (рис. 126, д) 65 1:1,4 38 108 34,3 76 —' — Г. Для кинопроекции 70- мм (широкоформатных) фильмов (кадровое окно 48,6 х 22 .м.и) < Ж112-70 Анастигмат (рис. 126, е) 70 1 : 1,8 82,5 344 52,2 71 90/50 30 ОКП2-75 Анастигмат (рис. 126, е) 75 1 : 2 82,5 354 54,8 73 100/55 28
Продолжение табл. 15 S “ и а и о Г- 00 со 1 о 03 03 03 1 со Разре- шающая сила в центре и на краях, лин/мм О Ю ю о LQ СО LQ СО LQ Ю О О О О О О О О 00 о е s н А д S ® Ия 2 00 о ю оз ю оз г- с— г- о- со Задний отрезок, мм Г* О 00 св со оз стГ 00 UO О- 00 СО Г"- Длина объектива, мм со ю со со О 03 г- оо ю ев со со -е* *< Диа- метр опра- вы, мм irt LO L.O Ю LO 03 М* 03 03 03 СО О 00 00 00 Отно- ситель- ное отвер- стие 00~ 03 «ГН 03 03 03 Фокусное расстояние, мм со о о о о оо о оз Тип объектива и схема (М fl "ц? н Е- Ем Н Сб „ Сб Й л Л ► . й со й й со Й СО й СО S **"• к S S S-4-i и нн н н S 6 £ 2 6 2 6 2 6 сб ZL сб сб LL Сб м Сб ьм a s а и я и® и® & „ « к - •&S к о g s ч в.,0 “ a s «о й Я g о ь чН О о о 2 S 00 05 оз СО 03 03 оз К К К G к к и К О О О О О Для проекции 16-ж.ч фильмов применяются также шести- линзовые анастигматы. Их относительное отверстие достигает 1 : 1,2. Для проекции широкоформатных (70-лшг) кинофильмов при- меняются объективы-анастигматы, состоящие из десяти линз (рис. 126, е) при фокусных расстояниях до 100 мм и из шести Рис. 126. Схемы отечественных кинопроекционных объективов (см. табл. 15) линз (рис. 126, а) при > 100 мм. Сложность конструкции короткофокусных объективов объясняется их большим полем зрения — размеры кадрового окна 48,6 X 22 мм. Основные характеристики отечественных кинопроекционных объективов, выпускаемых промышленностью, приведены в табл. 15. со К О §41. ОБЪЕКТИВЫ-АНАМОРФОТЫ ДЛЯ ШИРОКОЭКРАННОЙ КИНОПРОЕКЦИИ Объектив-анаморфот должен давать на экране изображение с различными увеличениями по высоте и ширине. Соответственно фокусные расстояния такого объектива также должны быть раз- личны в горизонтальном и вертикальном сечениях. 203
Отношение увеличений р,-ор и рвер в этих сечениях называется коэффициентом анаморфирования Л. Так как увеличение обратно пропорционально фокусному расстоянию, то отношение фокусных расстояний /гор и /вер равно , т. е. J _ ^гор _ ^вер Рвер /Гор В применяемой на практике системе широкоэкранной кине- матографии с использованием 35-льи фильмов 1 4 = 2, Т. е. Prop = 2Рвер И /гор — "2“/вер* (26) Анаморфотный объектив состоит из обычного (центрирован- ного) кинопроекционного объектива и специальной анаморфотной насадки из цилиндрических линз (рис. 127). Анаморфотная насадка состоит из двух цилинд- рических компонентов — положительного 1 и отрицательного 2. Насадка устанавливается после кинопроекционного объектива и на нее падают из каждой точки кадра приблизительно парал- лельные пучки лучей. Образующие цилиндрических поверхностей расположены параллельно друг другу в вертикальной плоскости. В сагиттальном сечении (горизонтальном) компоненты распо- лагаются относительно друг друга так, что задний фокус F'v пер- вого компонента совпадает с передним фокусом второго ком- понента. Такая система называется афокальной и обладает тем свойством, что входящий в нее параллельный пучок лучей выхо- дит также в виде параллельного пучка. При этом отношение тангенсов углов ТУ(ор и W наклона вышедшего и вошедшего пуч- ков лучей к оптической оси равно отношению фокусных расстоя- ний /' и /2 обоих компонентов, т. е. tg Wгор__/£ tg W ~ f2 ’ В меридиональном сечении (вертикальном) анаморфотная насадка не изменяет угла наклона пучка лучей к оптической оси, т. е. tg Wвер _ * tgvr Если взять на кадре квадрат с длиной стороны I, то размеры его изображения на экране Z(op и Гвер (эти размеры на рисунке не показаны), а значит, и линейные увеличения 0ГоР и рвер объек- тива-анаморфота, будут пропорциональны тангенсам углов Ж/Ор П Жвер, Т. е. ^гор _ Prop _ tg Wгор ^вер Рвер tg И вер 204
Из приведенных соотношений получаем, что Л (27) 12 Итак, чтобы получить требуемое значение коэффициента ана- морфирования А = 2, надо, чтобы /' = 2f2, т. е. фокусное рас- стояние положительного компонента должно быть в два раза больше фокусного расстояния отрицательного компонента. При этом фокусное расстояние всей системы ;объектива-анаморфота Рис. 127. Объектив-анаморфот: а — схема в аксонометрии; б — горизонтальное сечение; в — вертикальное сечение в вертикальном сечении равно фокусному расстоянию одного кинопроекционного объектива, а в горизонтальном сечении — в два раза меньше. Соответственно сечение вышедшего из системы пучка лучей, изображающих отдельную точку (например, центр) кадра, имеет в вертикальной плоскости размер, равный диаметру выходного зрачка объектива, а в горизонтальной плоскости — в два раза меньший (см. рис. 127). В целом сечение пучка имеет форму эллипса. В действительности выходящие из насадки пучки лучей долж- ны быть хотя и близкими к параллельным, но все же сходящимися в плоскости экрана. Отличие пучков от параллельных тем больше, 205
чем ближе экран. Чтобы получить требуемую сходимость пучков лучей, производят фокусировку изображения на киноэкране сле- дующим образом. Вначале перемещением всего объектива-анаморфота в объекти- водержателе добиваются резкого изображения горизонтальных линий. После этого перемещением отрицательного компонента анаморфотной насадки при помощи ее ведущего кольца доби- ваются резкого изображения вертикальных линий. Горизонтальное сечение Рис. 128. Призменная анаморфотная насадка Вторую операцию фокусировки надо производить только при монтаже кинопроектора, а также при нарушении фокуси- ровки. В процессе же эксплуатации кинопроектора фокусировка ограничивается только первой операцией — перемещением всего объектива-анаморфота. Для широкоэкранной кинопроекции 35-л«л1 фильмов в стацио- нарных киноустановках наша промышленность выпускает высоко- качественные объективы-анастигматы (см. раздел Б табл. 15 и рис. 126 г) и анаморфотные насадки НАП1-1, НАП2-2 и НАП2-3. Насадка НАП1-1 может применяться с объективами, имею- щими фокусные расстояния от 80 до 130 мм при относительном отверстии 1 : 2. При /' > 130 мм не сможет быть использована вся светосила объектива; при /' < 80 мм срежутся пучки лу- чей, идущие от краев кадра, и изображения на краях экрана не будет. Насадка НАП2-2 построена о такой же схеме, как и насадка НАП1-1, но имеет уменьшенные габариты. Предназначена для 206
работы с объективами /'= 90 — 100 мм, 8 = 1:2, но может применяться также с объективами /' = 80, 120 и 130 мм. Насадка НАП2-3 предназначена для работы с объективами ОКП4-80, ОКП5-90 и ОКП4-1Ю, имеющими относительное отвер- стие 1 : 1,8. Для передвижных и стационированных кинопроекторов КН-11 разработана насадка 35 НАП4-1 к объективу РО-108 (/' = 93 мм, е = 1:2). Анаморфотные насадки могут быть построены не только из цилиндрических линз. Существуют насадки из цилиндрических (вогнутого и выпуклого) зеркал, из преломляющих призм, а также отражательных (с цилиндрическими отражающими гранями) призм. На рис. 128 приведена схема призменной анаморфотной насад- ки, применяемой в чехословацком кинопроекторе «Меоптон IV-C». Так же, как в линзовой насадке, угол РИгОр > W (tg РИгор = = 2tg W), угол же РРвер = W. Соответственно ширина пучка £)'ор = А/) и £>вер = где D — диаметр выходного зрачка проекционного объектива. Фокусное расстояние центрированного объектива, работаю- щего совместно с анаморфотной насадкой, определяется по фор- муле /' = AD^-, где Шэ — ширина плоского экрана или длина ZH Э хорды искривленного экрана. При А = 2 имеем ’ >'=2ВЖ (28) § 42. ПОЛЕЗНЫЙ СВЕТОВОЙ ПОТОК КИНОПРОЕКТОРА Как указывалось ранее, основным методом кинопроекции является кинопроекция с прерывистым движением фильма и с обтюрацией светового потока. При этом киноэкран освещается и светится не постоянно, а периодически — он является мель- кающим источником света с частотой мельканий выше критиче- ской. «Кажущаяся» яркость Вк экрана связана с истинной его яркостью Во во ' ~ бота — см. § 2): время освещения соотношением (закон Таль- R ___ Г? Ав — &0 г—Т~7 Ссв ‘•тем Отношение ~ -—— = тОбТ называется коэффициентом про- v ^св “г ^тем пускания обтюратора; он показывает, во сколько раз обтюратор уменьшает видимую яркость экрана. Эта яркость будет такой, как если бы на экран непрерывно падал световой поток: В ПОЛ — Грбт F , 207
где F'— истинный световой поток, падающий на экран при откры- том обтюраторе. Световой поток Рпол называется полезным световым потоком кинопроектора. Это усредненное значение светового потока, падаю- щего на киноэкран за время полного цикла работы обтюратора (включающее как периоды освещения экрана, так и периоды его затемнения) при отсутствии фильма в кадровом окне. При измере- нии падающего на экран светового потока при помощи селенового фотоэлемента, обладающего значительной инерцией, усреднение светового потока производится самим измерительным прибором. Как показывает теория Л1ол = -^ис£т5е2, (29) где Кист — яркость источника света; т — коэффициент пропу- скания всей осветительно-проекционной системы; S — площадь кадрового окна и е — относительное отверстие объектива. Вели- чина е2 (^совместно с множителем определяет телесный угол пучка лучей, выходящих из центра кадра и проходящих через объектив; она называется светосилой объектива. Общий коэффициент пропускания т учитывает потери света во всех элементах системы *. Он равен произведению из коэффи- циентов пропускания этих элементов: Г == Тосв. опт ‘s Добтюр ' Т-объектива ‘Гпроч, (30) где тПроч учитывает потери света в теплофильтре, проекционном окне и других возможных элементах. Рассмотрим теперь, как определить потери света и коэффи- циенты пропускания оптических систем (осветительной оптики, объектива и пр.). § 43. ПОТЕРИ СВЕТА В ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ При прохождении светового потока через оптическую систему часть его отражается от поверхностей линз и часть поглощается в стеклах линз. Эти части потока не участвуют в образовании изображения предмета и представляют собой потери. Потери светового потока вследствие поглощения сравнительно невелики и составляют в среднем для всех оптических стекол около 1 % на 1 см толщины стекла. Другими словами, коэффи- циент поглощения а = 0,01 при толщине стекла 1 см. Если общий * Потери света на кадровом окне учитываются в формуле (29) в неявном виде тем, что в нее входит площадь не всего светового пятна, образуемого осветительной системой в плоскости кадрового окна, а только самого кадро- вого окна, т, е. только части светового пятна. 208
путь луча в стеклах оптической системы равен / см, то прошедший через них световой поток F’w = F (1 - а)1™ ~ 099*c-“, (31) где F — падающий световой поток. В кинопроекционных объективах совместно с анаморфотными насадками суммарная толщина всех линз обычно не превышает 10 см. Соответственно потери света вследствие поглощения не пре- вышают 10%. Иначе обстоит дело с потерями светового потока вследствие отражения. Коэффициент отражения р от поверхности линзы, граничащей с воздухом, т. е. от несклеенной поверхности, следующим образом зависит от показателя преломления п стекла: Вычисления по этой формуле показывают, что коэффициент отражения весьма значителен и равен для различных стекол с и = 1,5 ч- 1,8 от 4 до 8%. Можно считать, что в среднем для кронов ркр = 5%, а для флинтов рфл = 6%. Заметим, что отражение от поверхности склейки двух линз весьма незначительно и его можно не учитывать. Если на оптическую систему падает световой поток F, то до второй поверхности дойдет световой поток Fг ~ F — q±F — = F (1 — pi), до третьей поверхности — = Ft (1 — р2) = = F (1 — р4)(1 — р2) и т. д. При этом поглощение света в линзах мы не учитываем. Наконец, из системы выйдет световой поток F(’p) = F(l-ei)(l-e2) ... (1-qn), где N — число несклеенных поверхностей системы. Если число поверхностей кронов равно 7VKP и число поверхностей флинтов N$n, то, приняв для всех кронов и для всех флинтов коэффициенты отра- жения одинаковыми, формула примет следующий вид: F'w = F (1 - 6kP)Nkp (1 - бфл)^ 1 (33) Принимая Qkp = 0,05 и РфЛ = 0,06, J имеем ^('p) = 0.95nkp.0,94^.^. Например, при наличии в системе шести несклеенных поверх- ностей, из которых 7Укр = 3 и У¥фл = 3, получим F(p) = 0,953-0,943-^ = 0,72Д, т. е. вследствие отражений теряется более четвертой части всего светового потока, входящего в данную оптическую систему. 14 Кинопроекционная тех-ка 209
Однако отражение света приводит к еще одному недостатку, даже более существенному, чем потери света. Пусть линза изображает предмет S в плоскости S’ (рис. 129). Пусть, далее, точка А предмета — светлая, а точка В — совер- шенно темная. В правильном (идеальном) изображении вся свето- вая энергия, вышедшая из точки А, должна собраться в одной сопряженной точке А'. В точку же В’ световая энергия не должна приходить. В этом случае относительная разность яркостей в изображении и на предмете будет одинаковой, или, как принято говорить, изображение имеет такой же контраст, как и предмет. В реальных оптических системах вследствие многократных отражений лучей от поверхностей линз часть световой энергии, вышедшей из точки А, рассеивается и попадает в другие точки Рис. 129. Потеря контраста изображения вследствие многократных отражений света от поверхностей линз изображения, в том числе в точку В' (см. рис. 129). Таким обра- зом, темные участки изображения оказываются засвеченными рас- сеянным светом, вышедшим из светлых участков предмета — конт- раст изображения оказывается меньшим, чем контраст пред- мета, т. е. происходит потеря контраста. Это явление аналогично потере контраста в изображении на киноэкране при включении света в зрительном зале: оно очень портит изображение. В цветном изображении помимо снижения контраста рассеян- ный свет приводит к уменьшению насыщенности («разбеливанию») цветов вследствие попадания лучей одних цветов на участки изображения других цветов. Понятно, насколько важно уменьшить коэффициент отражения поверхностей линз. Это привело бы к увеличению освещенности изображения и его контраста, а также к улучшению цветопере- дачи. Уменьшение коэффициента отражения, и притом весьма суще- ственное, может быть достигнуто так называемым просветлением несклеенных преломляющих поверхностей оптических систем. Понятие о просветлении оптики Просветлением оптики называется уменьшение коэффициента отражения поверхностей оптических стекол путем нанесения на них тонких прозрачных пленок (одной, двух или трех). Умень- 210
з 2 1 Рис. 130. Принцип просветления оптики шение коэффициента отражения от таких пленок основано на явлении интерференции света. Рассмотрим сущность просветления при нанесении одной плен- ки (однослойное просветление). Пусть на поверхность стекла (рис. 130) нанесена прозрачная пленка толщиной d, на которую падает гомоцентрический пучок лучей 1, 2, 3 и т. д. Каждый луч отражается и преломляется дваж- ды — на первой и второй поверх- ностях пленки. В результате воз- никает отраженный пучок лучей 1', 2', 3' ит. д. и преломленный пучок лучей 1", 2", 3" и т. д. В любой точке М на первой поверхности пленки встречаются два луча: один, отражаемый от этой (первой) поверхности, и вто- рой, отраженный от второй по- верхности. Так как лучи йсходят из одной светящейся точки, то они интерферируют. Следовательно, в зависимости от разности хода ука- занных лучей, встречающихся в интенсивность отраженного света, т. е. коэффициент отражения Q. Для того чтобы сделать р = 0, необходимо выполнить два условия: 1) разность хода лучей должна быть равна половине длины волны; для этого толщина пленки должна быть равна четверти длины волны (при падении света по нормали), т. е. точке М, будет изменяться d=^~; (34) 2) интенсивности обоих отраженных лучей должны быть равны между собой, т. е. коэффициенты отражения от первой и второй поверхностей пленки должны быть одинаковыми. Это происходит в том случае, когда ^пленки — V ^стекла • (35) Понятно, что условие (34) может быть выполнено только для неко- торой одной длины волны Хо. Ввиду этого невозможно добиться полного устранения отражения для света сложного спектраль- ного состава. Чем больше отличается данная длина волны 1 от Хо, тем больше будет спектральный коэффициент отряжения рх. Этим объясняется характерный цвет просветленных поверхностей, когда они рассматриваются в отраженном свете. Для кинопроек- ционных объективов Хо = 555 нм. 14* 211
При строгом выполнении условий (34) и (35) общий коэффи- циент отражения для белого света снижается до 0,5%. Существуют три основных способа просветления. Первый способ — физический — состоит в нанесении на поверхность стекла пленки из прозрачного вещества (напри- мер, фтористые соли магния или кальция) путем испарения его в вакууме. Такое просветление делается только однослойным. Общий коэффициент отражения для белого света достигает —1,5% для кронов и ~1 % для флинтов. Пленка, полученная физическим просветлением при комнатной температуре линз, обладает очень малой прочностью и влагостой- костью. Если же наносить пленку на поверхности подогретых линз, то эти недостатки в значительной мере устраняются. Второй способ — химический — заключается в обработке поверхностей линз растворами кислот. При этом поверхностный слой стекла отчасти растворяется и разрушается и его показатель преломления становится меньшим, чем у остальной массы стекла. Однако это уменьшение показателя преломления недостаточно для выполнения условия (35), особенно для кронов — коэффи- циент отражения для белого света снижается лишь до ~3%. Ввиду этого рассматриваемый способ применяется редко. Третий способ — тоже химический 1— состоит в нанесении на поверхность стекла двух или трех пленок из растворов соеди- нений кремния, титана, тория и других веществ с последующей обработкой пленок при различных температурах. Получающиеся пленки весьма прочны. При двухслойном просветлении коэффи- циент отражения для белого света достигает 1%. Очень значи- тельное и к тому же равномерное по спектру уменьшение коэффи- циента отражения достигается при трехслойном просветлении — бпроев ж 0,5% для всех длин волн видимого участка спектра. Определение общего коэффициента пропускания оптической системы До сих пор рассматривались в отдельности потери света вслед- ствие поглощения и отражения. Согласно формулам (31) и (33) величины -^ = (1-а)^ = т(а) И = (1 - Qkp)NkP • (1 - 6фл);У*л = Т(р) представляют собой коэффициенты пропускания при учете только поглощения и только отражения. 212
Общий коэффициент пропускания линзовой оптической систе- мы (объектива, конденсора) т = т{р)-т(о) = (1—ркр)^Р-(1 — _ I t = 0,95ahp-0,94a>i.0,99''-’'. Для просветленной оптической системы т = (1-епРосвЛ1-а)Ч (36') где N = 7Укр — общее число несклеенных поверхностей системы. Для расчета т по этой формуле надо принимать а = 0,01, а Рпросв = 1,5% — при однослойном просветлении, 1% — при двуслойном просветлении и 0,5% — при трехслойном просвет- лении. Во многих осветительно-проекционных системах применяется зеркальная осветительная оптика. В этом случае полезной является отраженная часть светового потока и вместо тосв. опт в формуле (30) надо подставить qocb . опт • § 44. СВЕТОВОЙ БАЛАНС ОСВЕТИТЕЛЬНО-ПРОЕКЦИОННОЙ СИСТЕМЫ Вследствие больших потерь светового потока во всех элемен- тах осветительно-проекционных систем кинопроекторов полезный световой поток Fnoa оказывается весьма незначительным по срав- нению со световым потоком источника света F. Рассмотрим, где и в какой мере теряется световой поток источ- ника света: 1. Световой поток источника света попадает на осветительную оптическую систему (на отражатель или конденсор) не полностью, а только частично. Доля светового потока, «захватываемого» отражателем или конденсором, зависит от распределения светово- го потока источника в пространстве и от угла охвата осветитель- ной оптики. Наибольшая концентрация светового потока имеет место у дуг постоянного тока, наименьшая — у ламп накаливания. Угол охвата значительно больше у отражателей, чем у конденсоров. Соответственно световой поток F ъ захватываемый осветительной оптикой, значительно больше у зеркальных осветительных систем с дугой постоянного тока (до 80% F), чем у конденсорных систем с лампами накаливания (~20% F). Обозначим отношение через Цоев, сист- Для разных систем т)Осв. СиСТ = 20 ч- 80%. 213
2. Осветительная оптика пропускает не весь падающий на нее световой поток F а только часть его F2. Отношение vr = тосв. сист — есть коэффициент пропускания Г 1 осветительной оптической системы. Обычно тосв. сист = 0,7 4-0,9. Однако не весь световой поток, прошедший через осветитель- ную систему, попадает на кадровое окно и во входной зрачок объектива. Дело в том, что вследствие значительных аберраций осветительных оптических систем до четверти указанного свето- вого потока рассеивается и представляет собой дополнительную потерю. Таким образом, эффективный коэффициент пропускания осветительной оптики составляет 0,5 ч- 0,7. 3. Коэффициент пропускания теплофильтра тТф = 0,8 ч- 0,9. Световой поток, прошедший через теплофильтр, F% = rT$-F2. 4. Коэффициент пропускания обтюратора F06T = 0,5 ч- 0,6. Полезный (усредненный) световой поток, прошедший через обтю- ратор, F4 = Гобт-^з. 5. Сечение светового пучка в плоскости кадрового окна всегда больше самого кадрового окна. Вследствие этого происходят потери светового потока у кадрового окна, характеризуемые коэф- фициентом пропускания кадрового окна тк. 0. В различных кино- проекторах тк. 0 = 0,3 ч- 0,6. Световой поток, прошедший через кадровое окно, F5 = tk.o-F4. 6. Коэффициент пропускания объектива тоб = 0,8 ч- 0,9. Кроме того, около 10% светового потока не пропускается вслед- ствие виньетирования наклонных пучков лучей; коэффициент виньетирования Л~вин ~ 0,90. Световой поток, прошедший через объектив, Fe = Xoq-K^-F^. 7. В стационарных киноустановках световой поток кинопроек- тора проходит через проекционное окно, закрытое плоскопарал- лельной стеклянной пластиной. Ее коэффициент пропускания тПр.ок = 0,9. Хотя это окно не является элементом кинопроек- тора, потери света на нем надо учитывать. Световой поток, про- шедший через проекционное окно, F7 = Fn0JI — tnp.0K-F&. Таким образом, Fпол ~ Р ‘ Лоев, сист ‘ Тосв. опт ’ Ттф • Тобт ' Тк. о ' Тоб ' Хвин • ТПр, ок. Подставляя указанные выше значения всех этих коэффициен- тов, получаем, что для разных кинопроекторов Fao31 ~ (0,015 ч- р Ч— 0,06) F, т. е. световой к. п. д. кинопроекторов г] 100% ж « 1,5ч- 6%. На рис. 131 представлена диаграмма потерь света в освети- тельно-проекционных системах кинопроекторов. Способы умень- шения потерь света были рассмотрены выше для каждого эле- мента осветительно-проекционной системы (кроме кадрового окна). 214
Потери света у кадрового окна* зависят от формы светящегося тела и равномерности яркости по его поверхности; наимень- шие потери будут у прямоугольного светящегося тела равномер- ной яркости, например при использовании ламп накаливания Рис. 132. Потери светового потока у кадро- вого окна: а — если светящееся тело прямоугольной формы и равномерной яркости; б — если светящееся тело круглой формы и неравно- мерной яркости Рис. 131. Диаграмма потерь светового потока в осветительно- проекционных системах кинопроекторов с плоской спиралью К-22 (рис. 132, а), а наибольшие потери — при дуге высокой интенсивности (рис. 132, б). Кроме того, потери света у кадрового окна зависят от аберраций осветительной опти- ки: чем они меньше, тем мень- ше рассеивается световой по- ток за пределы кадрового окна. Осветительно - проекцион- ная система имеет наилучшие характеристики, ввли она правильно отрегулирована, т. е. когда все элементы ее занимают правильное взаим- ное положение как вдоль оптической оси кинопроекто- ра, так и в поперечном на- правлении. Если система отрегулиро- вана неправильно, потери светового потока могут значительно возрасти. Кроме того, уменьшается равномерность освещенности киноэкрана. Основные цели регулировки осветительно-проекционной систе- мы следующие: 1) получение в плоскости кадрового окна светового пятна с требуемой равномерностью освещенности при минимальных потерях светового потока на кадровом окне; * Под потерями света у кадрового окпа будем понимать потери, обуслов- ленные срезанием части пучка световых лучей элементами конструкции кинопроектора, расположенными вблизи проецируемого кадра (кадровой рамкой, фильмовым каналом, термоблендой, заслонками). 215
2) заполнение входного зрачка проекционного объектива пуч- ками лучей, проходящими через каждую точку кадрового окна; 3) получение резкого изображения кадра по всему полю кино- экрана. В конструкциях осветительно-проекционных систем кино- проекторов предусматриваются механизмы для проведения необ- ходимых перемещений источника света, осветительной оптики и объектива. Особое значение имеет резкость изображения кадра фильма на экране, поскольку недостаточная резкость киноизображений наиболее заметно снижает его качество. Причинами недостаточной резкости изображения на кино- экране могут быть: плохая фокусировка объектива, неправильная установка объектива, перекос фильмового канала, нагар в филь- мовом канале, чрезмерный нагрев и коробление фильма, непра- вильный прижим фильма в фильмовом канале. Проверка резкости изображения на киноэкране производится при помощи проекционного контрольного фильма (см. рис. 179).
Глава XIII. КИНОЭКРАНЫ § 45. НАЗНАЧЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ И СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КИНОЭКРАНОВ Киноэкраном называется светорассеивающая поверхность, на которой осветительно-проекционная система кинопроектора соз- дает увеличенное изображение кадра кинофильма. Светорассеивающим киноэкран должен быть для того, чтобы сделать спроецированное изображение видимым для каждого зри- теля, т. е. чтобы, рассеивая падающий на экран свет, посылать его от каждой точки экрана к глазам всех зрителей. В этом заклю- чается основное требование к киноэкрану и его назначение. Экран играет значительную роль в обеспечении требуемой величины и равномерности яркости. Действительно, если вели- чина и степень равномерности освещенности киноэкрана зависят только от осветительно-проекционной системы, то величина и степень равномерности яркости экрана зависят в большой мере также от светотехнических свойств материала, из которого изго- товлен экран, т. е. от того, какая часть падающего светового потока отражается (пропускается) экраном и как этот отражен- ный (пропущенный) световой поток распределяется в пространстве. Светотехнические свойства материалов характеризуются: 1) коэффициентами поглощения, отражения и пропускания света; 2) характером распределения отраженного и пропущенного- световых потоков по различным направлениям пространства; 3) характером изменения спектрального состава светового потока при отражении и пропускании. Коэффициентами поглощения а, отражения р и пропуска- ния т называются отношения поглощенного Fa, отраженного Fp и пропущенного Fx световых потоков ко всему падающему световому потоку F: е = (37> Так как Fa + Fp + Fr = F, 217
то ^а + ^р + ^т (38) F Для непрозрачных тел т = 0, и тогда а + Q = 1. В табл. 16 приведены средние значения коэффициентов отра- жения, поглощения и пропускания для некоторых материалов. Таблица 16 КОЭФФИЦИЕНТЫ ОТРАЖЕНИЯ, ПОГЛОЩЕНИЯ И ПРОПУСКАНИЯ НЕКОТОРЫХ МАТЕРИАЛОВ Материал р а т Окись магния 0,98 0,02 Сернокислый барий 0,82 0,18 — Стеклянное посеребренное зеркало 0,85 0,15 — Белая клеевая краска 0,80 0,20 — Алюминиевое покрытие киноэкрана 0,65 0,35 — Белая бумага 0,75 0,25 — Черный бархат 0,005 0,995 — Матированное стекло 0,10 0,05 0,85 Молочное стекло (толщина 2—3 мм) 0,45 0,15 0,40 По характеру распределения отраженного и пропущенного световых потоков по различным направлениям пространства различают три основных вида отражения и пропускания: Рис. 133. Отражение света: а — направленное (зеркальное); б — диффузное (идеально-рассе- янное); в — направленно-рассеянное 1. Направленное отражение и пропускание (по отношению к отражению применяют также термин «зеркальное отражение»). Направленное, или зеркальное, отражение свойственно поли- рованным поверхностям (зеркалам) и подчиняется законам отра- жения (рис. 133, а). 218
Направленное пропускание свойственно оптически однород- ным телам с полированными поверхностями (например, линзам) и подчиняется законам преломления. 2. Диффузное (идеально-рассеянное) отражение и пропускание. При диффузном отражении или пропускании световой поток рав- номерно распределяется по всем направлениям пространства, независимо от направления и величины телесного угла падающего светового потока. При этом яркость отражающей поверхности или пропускающего тела одинакова во всех направлениях (рис. 133, б). Практически диффузным отражением обладают, например, белая клеевая краска, окись магния, сернокислый барий и спе- циальные белые пластикаты, используемые для изготовления киноэкранов. Примером диффузно-пр опускающих тел может слу- жить молочное стекло, применяемое для изготовления светиль- ников. Киноэкраны, обладающие диффузным отражением света, назы- ваются диффузными, или бело-матовыми. 3. Рассеянное отражение и пропускание. При рассеянном отражении или пропускании световой поток также распределяется по всем направлениям пространства, но неравномерно. Яркость поверхности различна в разных направлениях. Киноэкраны, обладающие таким неравномерно рассеянным отражением или пропусканием света, называются экранами направленного действия'. Частным видом рассеянного отражения (и пропускания) является направленно-рассеянное отражение (и пропускание). Оно характерно тем, что подавляющая часть отраженного (про- пущенного) светового потока концентрируется в сравнительно малом телесном угле, причем максимальная яркость имеет место вдоль оси этого телесного угла, совпадающей с направлением зеркального отражения падающего светового потока (рис. 133, в). Для характеристики распределения яркости киноэкрана по различным направлениям пространства пользуются величиной, называемой коэффициентом яркости. Будем характеризовать каждое данное направление углом, образуемым этим направлением с нормалью к поверхности. Коэффициентом яркости га поверхности в данном направле- нии называется отношение яркости Ва поверхности в этом направ- лении к яркости Во абсолютно белой поверхности при одинако- вой освещенности Е: г“ ^7 • (39) Абсолютно белой называется идеальная диффузно-отражаю- щая поверхность, имеющая коэффициент отражения q = 1. Яркость абсолютно белой поверхности, имеющей освещенность 1 лк, называется апостильбом (асб). Апостильб — это нестандарт- 219
измеряется опытным путем. Рис. 134. Спектральная кривая от- ражения алюминия ная единица яркости; она часто применяется в кинотехнике. Соотношение между стандартной единицей яркости (нит) и апо- стильбом следующее: 1 нт = л асб. Так как для абсолютно-белой поверхности имеет место числен- ное равенство Во (асб) = Е (лк), то Ва(асб) а Е (лк) т. е. коэффициент яркости есть яркость поверхности, выраженная в апостильбах, при освещенности 1 лк. Коэффициент яркости киноэкранов в различных направлениях 'Зная коэффициент яркости и осве- щенность поверхности, легко опре- делить яркость по формуле Ва (асб) = га-Е(лк). (40') График зависимости коэффици- ента яркости га от угла а назы- вается индикатрисой, или кривой коэффициента яркости. Эти кри- вые строятся в полярных, или в прямоугольных координатах. Кри- вые на рис. 133, б и а представляют собой кривые коэффициента ярко- сти для диффузного и направленно- рассеянного отражения, построенные в полярных координатах. При диффузном отражении (или пропускании) кривая ко- эффициента яркости представляет собой полуокружность — коэффициент яркости одинаков во всех направлениях и равен коэффициенту отражения Q, причем q < 1. При направленно-рассеянном отражении (и пропускании) коэффициент яркости в направлениях, близких к направлению максимальной яркости, может превышать единицу; в остальных направлениях он меньше единицы. Большинство тел в природе отражает и пропускает свет раз- личных длин волн в разной степени, т. е. коэффициенты отраже- ния и пропускания тел различны для разных длин волн. Такое отражение и пропускание света называется избирательным. При избирательном отражении и пропускании светового потока его спектральный состав изменяется. Материалы для киноэкра- нов должны обладать неизбирательным отражением (пропуска- нием) света в видимой области спектра. Спектральной характеристикой отражения или пропускания света данным материалом является зависимость спектрального коэффициента отражения q>. или спектрального коэффициента пропускания Тл от длины волны %. На рис. 134 приведена спект- ральная кривая отражения алюминия, часто применяемого для покрытия киноэкранов. 220
Киноэкраны разделяются на светоотражающие и светопропу- скающие. Первые применяются для кинопроекции на отражение, когда зрители и кинопроектор расположены по одну сторону от экрана. Этот вид кинопроекции наиболее распространен. Вто- рые применяются для кинопроекции на просвет, когда зрители и кинопроектор расположены по разные стороны экрана (установ- ки для дневной кинопроекции). Светоотражающие экраны, предназначенные для киноуста- новок, где громкоговорители располагаются позади экрана, делаются перфорированными. Равномерно расположенные отвер- стия в таких экранах имеют диаметр не больший, чем 1,6 мм, чтобы зритель их не замечал. Светоотражающие экраны применяются как диффузные (бело- матовые), так и направленного действия. Все светопропускающие экраны относятся к экранам направленного действия. Существенным достоинством бело-матовых экранов является постоянство их яркости во всех направлениях. Однако в этом случае световой поток в значительной мере (около 60%) рассеи- вается бесполезно, т. е. в направлениях, в которых зрителей нет. Достоинство экранов направленного действия заключается в концентрации большей части светового потока в ограниченном телесном угле, охватывающем используемые направления, и в увеличении яркости в этих направлениях. При этом, однако, яркость в разных направлениях оказывается неодинаковой. Из рассмотрения светотехнических свойств материалов сле- дует, что диффузно-отражающие киноэкраны полностью характе- ризуются одной величиной — коэффициентом отражения р. Свето- технические же свойства киноэкранов направленного действия детально характеризуются кривой коэффициента яркости. Однако часто такие экраны характеризуют более кратко (но и менее детально) следующими тремя величинами: 1) коэффициентом отражения о (для отражающих экранов) или коэффициентом пропускания т (для пропускающих экранов); эти коэффициенты непосредственно не определяют яркости экрана в используемых направлениях, они могут служить лишь для сравнения различных типов экранов при прочих равных усло- виях; 2) коэффициентом яркости г0 по оси индикатрисы (обычно совпадает с максимальным значением коэффициента яркости); 3) полезным углом рассеяния 2ап, т. е. углом, в пределах которого коэффициент яркости не падает ниже определенного условного значения, например 0,7 или 0,5 Го- Эти три величины: Q или т, го и 2ап — могут быть названы обобщенными характеристиками киноэкранов. Заметим, что некоторые типы киноэкранов, например растровые, имеют различный характер рассеяния света в верти- кальной и горизонтальной плоскостях. Такие экраны характери- 221
зуются соответственно двумя кривыми коэффициента яркости и двумя полезными углами рассеяния — горизонтальным и вер- тикальным. § 46. СОВРЕМЕННЫЕ ТИПЫ СВЕТООТРАЖАЮЩИХ КИНОЭКРАНОВ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ В настоящее время применяются следующие типы кино- экранов: Диффузные: 1) из ткани или другого материала с белым пигментным покры- тием (меловым, бариевым и др.); 2) из гладкого или рифленого белого пластиката без покрытия. Направленного действия, гладкие: 3) из гладкого пластиката с металлизированным (алюминие- вым) покрытием; 4) из гладкого белого пластиката с так называемым перламут- ровым покрытием — специальным лаком со взвешенными полу- прозрачными мелкими кристалликами солей тяжелых металлов; свет, прошедший сквозь кристаллики, отражается диффузно от основы, а свет, отраженный от кристалликов, рассеивается неравномерно (направленно); сочетание этих двух отражений дает своеобразную характеристику распределения отраженного света (см. рис. 136); 5) из гладкого белого пластиката с полуматовой поверхностью без покрытия; 6) из ткани или пластиката с покрытием из мелких стеклян- ных шариков диаметром 0,1 н-0,3 мм (бисерные, или жемчужные, экраны). Направленного действия, растровые (т. е. имеющие тисненую поверхность в виде большого числа мелких лунок или выступов правильной формы, действующих как малень- кие вогнутые или выпуклые зеркальца и направляющие свет в нужных направлениях): 7) из пластиката или повинола с алюминиевым покрытием; 8) из пластиката с перламутровым покрытием. На рис. 135 приведены индикатрисы коэффициента яркости отечественных светоотражающих экранов, а в табл. 17 — их обобщенные характеристики и область применения. Как видно из рис. 135, диффузные экраны имеют для малых углов наблюдения значительно меньшие значения коэффициента яркости и соответственно требуют более высоких освещенностей, чем экраны направленного действия. Однако диффузные экраны обеспечивают равномерную яркость по всей площади экрана для всех зрительских мест кинотеатра. Ввиду этого их используют 222
Таблица 17 СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ КИНОЭКРАНОВ , № кривых | на рис. 135 Тип и материал киноэкрана Макси- мальный коэффи- циент яркости ^0 Полезный угол рассеяния до 0,5 гп 2ап 0 Коэффи- циент отра- жения Р Область применения 1 Диффузные Из ткани с барие- 0,8— Обычная кино- 2 вым покрытием неперфорирован- ные Из белого тиснено- 0,85 0,8— проекция Широкоформат- 3 го пластиката со сварными незамет- ными швами пер- форированные и неперфорирован- ные Наборные из вер- 0,85 0,8— ная, широкоэк- ранная и обыч- ная кинопроек- ция Кинопанорама 4 тикальных полос белого тисненого пластиката пер- форированные Направленного действия гладкие Алюминированные из пластиката со сварными неза- метными швами перфорированные и неперфориро- ванные Тип 0 4,5±0,5 2 X 16° 0,85 0,7— и круговая па- норама Обычная кино- Тип 1 2,8±0,2 2X22° 0,75 0,7— проекция в уз- ких залах; днев- ное кино на от- ражение Обычная кино- Тип II 2,1±0,2 2X27° 0,74 0,7— проекция в уз- ких залах; ки- нопередвижки; кинофикация учебного про- цесса Обычная кино- 0,72 проекция в за- лах средней ширины; кино- фикация учеб- ного процесса 223
Продолжение табл. 17 М кривых на рис. 135 Тип и материал киноэкрана Макси- мальный коэффи- циент яркости го Полезный угол рассеяния до 0,5 то 2“п Коэффи- циент отраже- ния Р Область применения Тип III Направленного действия растровые 1,5±0,2 2x36° 0,7— 0,71 Обычная и ши- рокоэкранная кинопроекция 5 Из алюминирован- ного повинола с клеевыми швами перфорированные и неперфориро- ванные 1,4±0,1 2x52° горизон- тальный, 2x25° вертикаль- ный 0,62— 0,66 Широкоэкранная и обычная ки- нопроекция; стереокино по поляроидному методу 6 Из алюминирован- ного пластиката со сварными шва- ми перфорирован- ные и неперфори- рованные (с мел- коструктурным растром) 1,6±0,2 2x65° горизон- тальный, 2x30° вертикаль- ный 0,7— 0,75 Широкоформат- ная, широкоэк- ранная и обыч- ная кинопроек- ция; стереоки- но по поляро- идному методу во всех случаях, когда световой поток кинопроектора достаточен для создания требуемой яркости таких киноэкранов. Киноэкраны направленного действия (гладкие, т. е. безра- стровые) применяются в сравнительно узких залах, где углы наблюдения экрана невелики, и когда световые потоки кино- проекторов недостаточны для использования диффузных экранов. Достоинством растровых экранов направленного действия является сочетание высоких коэффициентов яркости с достаточно высокой равномерностью яркости в пределах заданных углов рассеяния по горизонтали и вертикали. Однако растровым экра- нам присущ недостаток: заметность швов, соединяющих отдель- ные полотна рулонного растрового материала. Этот недостаток сильно выражен у повиноловых экранов (табл. 17, 5). У пласти- катовых экранов с мелкоструктурным растром (табл. 17, 6) швы практически незаметны. Эти экраны пригодны для обычной, широкоэкранной и широкоформатной кинопроекции, а также для стереоскопической кинопроекции по поляроидному методу. Из безрастровых экранов направленного действия наиболее пригодны экраны с умеренным значением максимального коэффи- циента яркости, имеющие более пологие индикатрисы и, соот- 224
ветственно, больший полезный угол рассеяния. Это алюминиро- ванные экраны из пластиката типов II и III (см. табл. 17 Рис. 135. Индикатрисы коэффициента яркости отечествен- ных светоотражающих киноэкранов (номера кривых по табл. 17) и рис. 135), а также применяющиеся за рубежом перламутровые экраны («Перлюкс»). Индикатриса коэффициента яркости одного из таких экранов представлена на рис. 136. Эта индикатриса имеет пологий ход при больших углах наблюдения, что позволяет при- менять перламутровые экраны для всех видов кинопроекции в кино- театрах, где требуется широкое Рис. 137. Изменение направления оси индикатрисы коэффициента яркости направленно-рассеивающих экранов при их наклоне Рис. 136. Индикатриса коэффициента яркости перламутрового экрана светораспределение. Наибольшее распространение получили эти экраны с гмакс < 1,4; их коэффициент отражения — около 0,8. 15 Кинопроекционная тех-ка 225
Существенным преимуществом металлизированных и пер- ламутровых экранов является возможность улучшения свето- распределения путем соответствующего наклона и искривления экранной поверхности. Эта возможность вытекает из направленно- Рис. 138. Увеличение равномерности яркости на- правленно-рассеивающих экранов при их искрив- лении: а — плоский экран; б — искривленный экран была направлена к «центру тяжести» Улучшение яркостных характеристик рассеянного характера отражения этих экранов и поясняется рис. 137. При наклоне (искривлении) экрана нормаль к его поверх- ности поворачивается на некоторый угол i. Ось индикатрисы откло- няется при этом по за- кону зеркального отра- жения на угол — i от нормали или на угол 2г от направления падения света. Следовательно, изги- бом и наклоном экран- ной поверхности можно направить индикатрисы коэффициента яркости в каждой точке этой по- верхности так, чтобы наибольшие яркости бы- ли в направлениях к зрительским местам. На- клон экрана к вертика- ли выбирают так, что- бы максимальная яр- кость центра экрана зрительских мест. экрана при его искрив- лении поясняется рис. 138. Если экран плоский, яркость ближ- него края для бокового зрительского места будет значительно больше, чем яркость отдаленного края (рис. 138, a: ri > г0 > г2). Искривляя экран в горизонтальной плоскости (делая его ци- линдрическим), достигают постепенно возрастающего от центра к краю экрана поворота индикатрисы коэффициента яркости. Это приводит к заметному выравниванию яркости всей поверхности экрана для всех зрительских мест (рис. 138, б: да г0 да г2). Оптимальная кривизна экрана зависит от типа экрана (его индикатрисы). Радиус кривизны должен быть равен при обычной кинопроекции Q,7D ч- 0,87) для гладких экранов и 1D — для растровых экранов, а при широкоэкранной кинопроекции 0,87) — для гладкого экрана типа III (см. табл. 17), 0,857) — для растрового экрана 5 и 17) для растрового экрана 6 (D — длина зрительного зала). 226
Бисерные (жемчужные) экраны имеют круто спадающие инди- катрисы коэффициента яркости при гмакс = 3 3,5. Соответ- ственно, полезный угод рассеяния сравнительно мал (2ап » 40°). Особенностью таких экранов является то, что максимум яркости всегда направлен навстречу падающему лучу (т. е. к кинопроек- тору). Следовательно, наклон и изгиб бисерного экрана не могут быть использованы для улучшения светораспределения. По этой причине, а также вследствие трудности чистки жемчужные экраны применяются только в любительских киноустановках, где зри- тели располагаются вблизи кинопро- ектора. Наилучшими являются экраны из пластиката—бело-матовые и направлен- ного действия, которыми намечается за- менить в ближайшие годы полотняные экраны на всех киноустановках нашей страны. § 47. СВЕТОПРОПУСКАЮЩИЕ КИНОЭКРАНЫ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ Рис. 139. Индикатрисы коэф- фициента яркости светопро- пускающих киноэкранов: а — из прозрачного растрово- го матированного пластиката; б — из матированного стекла. пластиката с матовой Светопропускающие киноэкраны об- ладают только направленно-рассеянным пропусканием света. Применяются следующие типы экра- нов: 1) из стекла, прозрачной пластмас- сы или прозрачного пластиката с ма- товой поверхностью; 2) из замутненной пластмассы или поверхностью; 3) из замутненного или прозрачного пластиката с одной растровой и одной матовой поверхностью; 4) из шелковой ткани, пропитанной специальным лаком, и другие. Основным недостатком всех Светопропускающих экранов является острая направленность их индикатрис яркости, выра- жающаяся в большом значении коэффициента яркости г0 по оси индикатрисы и в крутом спаде га по мере увеличения угла наблю- дения а. Наилучшие характеристики имеет разработанный в Научно- исследовательском кинофотоинституте светопропускающий экран из прозрачного пластиката толщиной 0,5 мм с растровым тисне- нием на одной стороне и матовой гладкой поверхностью на другой. 15* 227
На рис. 139 приведены индикатрисы такого экрана (сплошная кривая) и, для сравнения, экрана из матированного стекла (пунктирная кривая). Преимущества первого экрана очевидны. Разработанный экран имеет максимальный коэффициент яркости г0 = 8±1, полезный угол рассеяния 2агор = 2х16° и 2авер = 2 X 13°, коэффициент пропускания т » 0,65 и коэф- фициент отражения q ж 0,1 н- 0,15. Этот экран предназначен для кинопроекции на просвет в освещенных залах или на откры- тых площадках. § 48. ВЫБОР ТИПА И РАЗМЕРОВ КИНОЭКРАНА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБУЕМОЙ ВЕЛИЧИНЫ ПОЛЕЗНОГО СВЕТОВОГО ПОТОКА КИНОПРОЕКТОРА Для высококачественного кинопоказа яркость киноэкрана (при работающем обтюраторе и при отсутствии фильма в кадровом окне) по действующим нормам (Норм-кино 50-58) должна состав- лять в центре 35^05 нт (110ts50° асб). На краях экрана яркость может быть ниже, но не менее 65% от яркости в центре при обыч- ной кинопроекции. Для широкоэкранной кинопроекции равно- мерность яркости пока не нормируется; по имеющимся рекомен- дациям равномерность яркости широкого экрана должна быть не менее 50%. В свою очередь, требуемая яркость киноэкрана обеспечивается созданием на нем соответствующей освещенности и выбором типа экрана. Освещенность киноэкрана всегда неравномерна — она посте- пенно спадает от центра экрана к краям. Это обусловлено сле- дующими тремя причинами. Во-первых, все кинопроекционные источники света имеют неравномерную яркость как по площади светящегося тела, так и в различных направлениях пространства. Во-вторых, кинопроекционные объективы частично виньети- руют пучки лучей, проходящие через точки кадрового окна, уда- ленные от его центра. В-третьих, освещенность экрана падает от его центра к краям (даже при отсутствии первых двух причин) пропорционально четвертой степени косинуса угла падения света (главного луча) в данную точку экрана. Следует помнить, что осветительная оптика обладает значи- тельными аберрациями, что обычно используется для некоторой компенсации влияния неравномерности яркости источника света. Спад освещенности, обусловленный совместным действием всех этих факторов, составляет на краях обычного экрана около 30—35%. С увеличением ширины экрана по отношению к его высоте спад освещенности увеличивается. Соответственно 228
ГОСТ 2639—62 ограничивает наименьшую равномерность осве- щенности киноэкранов стационарных киноустановок следующими значениями: для проекции обычных фильмов — 0,7 (для кино- проекторов с лампами накаливания — 0,6); для проекции широ- коэкранных фильмов — 0,6 (для кинопроекторов с ксеноновыми лампами — 0,5); для проекции широкоформатных фильмов — 0,6. Соотношение высоты 77, и ширины Шэ киноэкрана опреде- ляется видом кинопроекции. Для обычной кинопроекции Вэ = О,73777э; для широкоэкранной кинопроекции Ва = 0,3977/э; для широкоформатной кинопроекции Ва = 0,457?7э. Размеры киноэкранов зависят от длины D зрительного зала и от вида кинопроекции. Для обычной кинопроекции Шэ — 0,27) и Вэ = 0,1467); для широкоэкранной кинопроекции Ша = (0,4 — 0,5)7) и Вэ = (0,156 -н 0,195) 7); для широкоформатной кино- проекции Ша = (0,50 0,67) 7) и Ва = (0,225 -ь 0,30) D. Зная размеры и требуемую яркость экрана, можно решать две задачи: 1) выбрать тип экрана, если известна величина полезного светового потока кинопроектора Т^ол, или 2) определить требуе- мую величину светового потока кинопроектора, если тип экрана уже выбран. Наиболее просто эти задачи решаются, если экран диффузный: F^oa —Ecv-Sa —Sa (41) или •®СР „ Q - р •С пол (4Г) где 7?ср — средняя освещенность по площади экрана, выраженная в лк, Вср — среднее значение яркости по площади экрана, выра- женное в асб, и Sg — площадь экрана в м2. Приближенно Еср = и Вср ~ , где Ер и 73ц — освещен- ность и яркость в центре экрана, а коэффициент 1,2 учитывает неравномерность освещения экрана кинопроектором. Если экраны направленного действия, имеющие переменное значение коэффициента яркости для разных направлений, реше- ние приведенных задач усложняется. Приближенно можно решить эти задачи, исходя из условия создания требуемой яркости в центре экрана для центрального зрительского места: Отсюда или Вр = Ер.г0~^™г0. р -Вц' Вц S э Ва Е2ГПол IjSA’cp (42) (42') (42") 229
Задачи: 1. Определить требуемый полезный световой поток кинопроектора при использовании диффузного экрана (см. табл. 17) при Z) = 30 м. Решение: Примем Вд = 110 асб; согласно табл. 17 р=0,8; ^э= = Zff3-58 = (0,2Z7)-(0,73-0,2D) = 6-4,38 at2; по формуле (41) получаем: НО ^пол = 1,2.(),8 '6'4’38^ 3000 ЛМ- 2. Определить требуемые средние освещенности экранов направленного действия, указанных в табл. 17, для создания требуемой яркости в центре экрана (Вц=110 асб) для центрального зрительского места. Решение: по формуле (42"): имея в виду значения г0, указанные в табл. 17, получаем следующие результаты (табл. 18). Таблица 18 ТРЕБУЕМЫЕ ЗНАЧЕНИЯ СРЕДНЕЙ ОСВЕЩЕННОСТИ КИНОЭКРАНОВ НАПРАВЛЕННОГО ДЕЙСТВИЯ № кривой на рис. 135 Тип экрана £ср> лк 4 0 20 I 32 II 43 III 60 5 65 6 58
ЧАСТЬ 3 ТИПОВЫЕ ДЕТАЛИ И УЗЛЫ ЛЕНТОПРОТЯЖНОГО И ПРИВОДНОГО МЕХАНИЗМОВ КИНОПРОЕКТОРА
На рис. 32 приведена принципиальная схема кинопроектора, из которой видно, что всякий кинопроектор имеет устройства для транспортирования кинофильма, совокупность которых образует лентопротяжный механизм, служащий для разматывания, непре- рывного и прерывистого передвижения и наматывания кино- фильма. Лентопротяжный механизм любого кинопроектора имеет зубчатые барабаны, направляющие фильм устройства (фильмовые каналы, ролики, бобины), механизм прерывистого движения кино- фильма в фильмовом канале, стабилизатор скорости, обеспечи- вающий движение фильма с необходимой степенью равномерности относительно читающего штриха или магнитной головки и, нако- нец, устройство для наматывания фильма на бобину — наматы- ватель фильма. Для передачи движения от электродвигателя к деталям и узлам лентопротяжного механизма служит приводной механизм кинопроектора. Кроме того, обычно нормальная работа кинопроектора не может быть обеспечена без ряда вспомогательных устройств, к которым относятся: механизм для совмещения кадра с кадровым окном, обтюраторное устройство, противопожарные устройства, устройства для автоматизации процесса демонстрации кинофиль- мов и т. и.
Глава XIV. ЗУБЧАТЫЕ БАРАБАНЫ § 49. НАЗНАЧЕНИЕ ЗУБЧАТОГО БАРАБАНА В лентопротяжном механизме кинопроектора для передвиже- ния кинофильма используются зубчатые барабаны. Казалось бы, что для этой цели проще всего воспользоваться принудительно вращаемым от приводного механизма гладким барабаном 1, к которому фильм прижимается специальным роликом 2 (рис. 140). Возникающее между фильмом и гладким барабаном трение при- f ! X i вело бы в движение фильм с той / г \ же скоростью, с какой движется 4=-^,^ -М---------------j— гладкий барабан. Однако такой /)] способ передвижения фильма в i кинопроекторах применения не Г j получил. хГЕуо ~ Это объясняется тем, что под- 2 держиваемая постоянной скорость Рис 140 Схема продвижения филь_ движения кинофильма В КИНО- ма гладким барабаном проекторе исчисляется не в линей- ных единицах, а количеством кадров или перфораций, про- ходящих в кинопроекторе в единицу времени. Очевидно, что из-за усадки фильма количество кадров, передвигаемых равно- мерно вращающимся гладким барабаном в единицу времени, будет отличаться от принятого при кинопроекции стандарта — частоты кинопроекции р. Как же поддержать постоянной частоту кинопроекции, при- нимая во внимание уменьшение линейных размеров кинофильма из-за его усадки? Эту задачу с успехом выполняет зубчатый бара- бан, зубья которого входят в перфорации, зацепляются с фильмом и продвигают его с необходимой скоростью независимо от вели- чины усадки. Средняя линейная скорость va в секунду кинофильма, сооб- щаемая зубчатым барабаном, определяется по следующей зави- симости: ул = pktn, (43) 233
где р — частота проекции; к — число перфораций, приходящихся на кадр вдоль одной перфорационной дорожки; tn — шаг пер- форации. В табл. 19 приведены значения гл (без усадки фильма) для различных форматов кинофильма и методов кинопроекции. Таблица 19 СРЕДНЯЯ ЛИНЕЙНАЯ СКОРОСТЬ ®л КИНОФИЛЬМА ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ФОРМАТОВ КИНОФИЛЬМА И МЕТОДОВ КИНОПРОЕКЦИИ Формат фильма, мм Метод кинопроекции Частота проекции, кадр/сек Число перфора- ций на кадр, k Шаг пер- форации по номи- налу, мм v , мм/сек 70 Широкоформатный 24 5 4,75 570,0 35 Обычный 24 4 4,75 456,0 35 Широкоэкранный 24 4 4,75 456,0 35 Панорамный 25 6 4,75 712,5 35 Кругорамный 25 4 4,75 475,0 35 Стереоскопический 24 8 4,75 912,0 16 Обычный 24 1 7,62 —183 8 Обычный От 16 до 26 1 3,81 От 51 до 99 Для различных форматов фильма применяются различные по размерам и форме зубчатые барабаны. В универсальных кинопроекторах, предназначенных для демонстрации как 70-, так и 35-лгл фильмов, используются уни- версальные зубчатые барабаны, имеющие четыре зубчатых венца. Внешние венцы служат для передвижения 70-мм фильмов, а внутренние — для 35-Л1.н фильмов. В кинопроекторах для З.э-.ил фильмов зубчатые барабаны имеют два зубчатых венца, а для 16- и 8-мм фильмов — один зубчатый венец, так как фильмы этих форматов имеют только одну перфорационную дорожку. § 50. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЗУБЧАТОГО БАРАБАНА На рис. 141 изображен в двух проекциях зубчатый барабан для 35-мл4 фильма. Основными элементами зубчатого барабана являются зубча- тые венцы 1, между которыми располагается цилиндрическая шейка 2, переходящая в цилиндрические пояски 3, диаметр кото- рых обозначается Dv. Кинофильм, огибающий зубчатый барабан, ложится на цилиндрические наружные пояски 4, которые назы- вают рабочими, или опорными, поясками зубчатого барабана. 234
Диаметр Do называется диаметром опорной окружности зубчатого барабана. Диаметр Dy выбирают на несколько десятых долей милли- метра меньше диаметра Do для того, чтобы кинофильм в обычных условиях не соприкасался с поясками 3. Последние могут явиться временной опорой для изношенного фильма, у которого отсутст- вует часть перфорационных перемычек. Кинофильм, огибая барабан, подвергается деформации изгиба, при этом его наружные слои растягиваются, а внутренние, при- Рис. 141. Обозначения основных размеров зубчатого барабана легающие к рабочим пояскам, сжимаются. Таким образом, между наружными и внутренними слоями имеется недеформируемый слой, называемый нейтральным слоем кинофильма. Воображаемая окружность, совпадающая с изогнутым ней- тральным слоем фильма, расположенного на зубчатом барабане, называется начальной, или делительной, окружностью зубчатого барабана, диаметр которой обозначается Эта окружность является важнейшим элементом и исходной величиной при рас- чете барабана. Считая материал основы фильма однородным, т. е. имеющим одинаковую структуру во всех местах, можно при- нять нейтральный слой проходящим по середине толщины фильма. Если обозначить толщину фильма через s, то 2)д = 2)о_1_5- (44) Окружность, проходящую через вершины зубьев, называют наружной окружностью. Ее диаметр обозначают DH. Расстояние между осевыми линиями зубчатых венцов называют поперечным шагом зубчатого барабана и обозначают тб. При вращении барабана в направлении стрелки ветвь 5 фильма является набегающей, а ветвь 6 — сбегающей. Центральный угол р, образованный радиусами, проведенными в точки касания фильма с барабаном, называется углом обхвата. 235
Несовпадение осей зубьев двух зубчатых венцов, вызванное погрешностями изготовления, называется шахматным смещением зубьев и обозначается q5. Длина дуги делительной окружности, заключенная между осевыми линиями или между двумя одинаковыми сторонами двух соседних зубьев (рис. 142, а), называется линейным шагом, или шагом зубчатого барабана, и обозначается t§. Рис. 142. Обозначения элементов зуба барабана Угловым шагом зубчатого барабана ад называют центральный угол, опирающийся на эту дугу. Если обозначить число зубьев 360° барабана через z, то ag = , а диаметр делительной окруж- ности = (45) Размер А называют высотой зуба; размер G — толщиной, а размер N (рис. 142, б) — шириной зуба. Ширина зуба N по высоте может быть либо неодинаковой, уменьшаясь к вершине под углом б (рис. 142, б), либо одинаковой (рис. 142, в). В кинопроекционной аппаратуре получили применение 12*-, 16-, 24- и 32-зубые барабаны. Размеры элементов зубчатых барабанов должны быть согла- сованы с соответствующими размерами передвигаемого ими кино- фильма, например шаг t5 зубьев барабана с шагом tn перфорации, ширина зуба N с шириной перфорации, поперечные шаги тб барабана и кинофильма и т. д. При несогласованности указан- ных размеров нарушается нормальное зацепление зубьев бара- бана с перфорациями фильма, следствием чего является чрез- мерный износ межперфорационных перемычек и зубьев барабана. Задача: Определить диаметры Л)д и Do, если z = 16, а £д = 4,73 мм. Ответ: £>д = 24,1 мм, £>0 = 23,95 мм. * Здесь и в дальнейшем, говоря о количестве зубьев барабана, имеется в виду количество зубьев в одном зубчатом венце. 236
§51. КЛАССИФИКАЦИЯ ЗУБЧАТЫХ БАРАБАНОВ Количество зубчатых барабанов, используемых в лентопро- тяжном механизме кинопроектора, зависит от назначения кино- проектора и его конструкции. Наибольшее количество барабанов имеют стационарные кинопроекторы и наименьшее — передвиж- ные. Все зубчатые барабаны делятся на три основных вида: тяну- щие, задерживающие и комбинированные. Тянущим зубчатый Рис. 143. Схема работы зубчатых барабанов: а — тянущего; б — задерживающего; в — комбинированного барабан называется тогда, когда набегающая ветвь фильма натя- нута, а сбегающая свободна (рис. 143, а). Задерживающим зуб- чатый барабан называется тогда, когда набегающая ветвь сво- бодна, а сбегающая натянута (рис. 143, б). В ряде случаев натянуты как набегающая, так и сбегающая ветви; тогда тянущим барабаном будет такой, у которого набе- гающая ветвь натянута в большей степени, чем сбегающая, а у задерживающего барабана — наоборот. Комбинированный зубчатый барабан (рис. 143, в) одновре- менно выполняет функции тянущего и задерживающего бара- банов. Каждый из зубчатых барабанов лентопротяжного меха- низма выполняет ту или иную задачу. Например, в лентопротяж- ном механизме стационарного кинопроектора КПТ-2 барабан 1 (рис. 144) вытягивает фильм из подающей кассеты и потому назы- вается тянущим. Барабан 2 прерывисто продвигает фильм в филь- мовом канале, поэтому его называют скачковым. Барабан 3, установленный после скачкового барабана, успокаивает фильм перед поступлением его в звуковоспроизводящую часть кино- проектора, вследствие чего его называют успокаивающим. Бара- бан 4 протягивает фильм через звуковоспроизводящую часть кинопроектора и потому называется звуковым. Барабан 5, уста- новленный перед принимающей кассетой, называют задержи- вающим. Вне зависимости от того, какую функцию выполняют зубчатые барабаны в лентопротяжном механизме, но учитывая величину 237
Рис. 144. Схема движения фильма в стационарном кино- проекторе КПТ-2: барабаны: 1 — тянущий; 2 — скачковый; 3 — успокаиваю- щий; 4 — звуковой; 5 — за- держивающий; 6 — верхняя противопожарная коробка; 7 — противопожарный канал; 8 — поперечно-направляющий ролик; 9 — фильмовый канал; 10 — гладкий барабан стаби- лизатора скорости; 11 — по- перечно-направляющий при- жимной ролик; 12 — проти- вопожарный канал; 13— ниж- няя противопожарная короб- ка лении). натяжения набегающей и сбегающей вет- вей, каждый из них относится к одному из основных видов барабанов. Так, в рас- сматриваемом лентопротяжном механиз- ме к тянущим относятся барабаны 1, 2 и 4, к задерживающим — барабан 5. § 52. ВЫБОР ШАГА БАРАБАНА Для того чтобы зуб барабана свобод- но входил в перфорацию фильма, тол- щина его должна быть меньше высоты перфорации. Усадка фильмокопий, как известно, приводит к уменьшению геометрических размеров фильма в процессе эксплуата- ции. Относительная усадка фильмокопий колеблется от 0,2 до 1 %. Поэтому зуб- чатые барабаны, продвигающие фильм, могут иметь различные режимы зацепле- ния, а именно: = in И Iq <d Поскольку режим t5= tn в практике встречается очень редко, рассмотрим лишь последние два режима отдельно для тянущего и для задерживающего бара- банов. Если учесть усадку фильма, толщину зуба и неточность выполнения шага tf, зубчатого барабана, то характер зацеп- ления фильма с зубьями тянущего бара- бана при t6 > in может быть представ- лен так, как показано на рис. 145, а. Из рисунка видно, что из всех зубьев, находящихся в зацеплении, лишь первый из них находится в контакте с перфора- ционной перемычкой и поэтому является ведущим. Все последующие зубья, нахо- дящиеся в пределах угла обхвата 0 (см. рис. 141), свободно располагаются в пер- форациях. На рис. 145, б показан характер зацепления зубьев тяну- щего барабана с перфорациями фильма, когда ig < tn- В этом случае ведущим является зуб К (последний зуб в зацеп- 238
Следующий, К + 1 зуб свободно в перфорацию войти не может: он упрется в перфорационную перемычку, что приведет к выги- банию ее и, следовательно, к ускоренному износу. Отсюда можно сделать вывод, что режим зацепления зубьев с фильмом, когда Z6 < Для тянущего барабана неприемлем. Для того чтобы обеспечить условие ig > tn, шаг тянущего барабана должен рассчитываться по шагу перфорации фильма, имеющего наименьшую усадку. Тогда шаг перфорации фильма, имеющего большую относительную усадку, будет всегда меньше шага барабана. Для задерживающего барабана термин «ведущий зуб» не под- ходит, так как такой барабан не продвигает, а, наоборот, задер- живает фильм. Для рассматриваемого типа зубчатого барабана следует пользоваться термином «задерживающий зуб». Рассмотрим вначале случай, когда tQ > tn (рис. 146, а). Как видно из рисунка, задерживающим может оказаться только последний зуб К. Зуб К + 1, следующий за задерживающим зубом К, входя в перфорацию, упрется в перфорационную пере- мычку и вызовет ускоренный ее износ. 239
При соблюдении условия t6 < tn характер зацепления ока- зывается более благоприятным; задерживающим окажется зуб 1 (рис. 146, б), и последующие зубья в пределах угла обхвата сво- бодно расположатся в перфорациях. Таким образом, для задер- живающего барабана необходимо обеспечить условие, когда i6 < in, которое может быть достигнуто, если шаг задерживаю- щего барабана сделать равным шагу перфорации фильма, имею- щего наибольшую усадку. Натяжение фильма Т передается зубу тянущего барабана не полностью; оно несколько уменьшается за счет трения между фильмом и опорными поясками барабана (см. § 53). При работе а б Рис. 146. Схема зацепления зубьев задерживающего барабана с фильмом: а — при t5 > tn; б — при t5 < tn задерживающего барабана этого нет, так как направление дей- ствия усилия натяжения фильма совпадает с направлением вра- щения зубчатого барабана (см. рис. 143, б). Поэтому у задержи- вающего барабана усилие натяжения фильма целиком и непо- средственно передается на задерживающий зуб. Это весьма существенное обстоятельство невыгодно отличает характер работы задерживающего барабана от работы тянущего барабана. При выборе шага комбинированного барабана соблюсти одно- временно условия ig > in и t6 <z ta невозможно. Поэтому в отно- шении комбинированного барабана приходится поступиться строго нормальными условиями работы и прийти к какому-то компро- миссу или отказаться вообще от их применения. Последнее нецеле- сообразно, так как в ряде случаев использование комбинирован- ных барабанов сильно упрощает конструкцию лентопротяжного и приводного механизмов. Если учесть к тому же, что новые фильмокопии после сравни- тельно небольшого количества демонстраций приобретают отно- сительную усадку примерно 0,4—0,5%, то можно применять ком- бинированные барабаны, шаг которых равен шагу перфораций фильма, имеющего указанную усадку. Такой расчет целесообразен еще и потому, что шаг комбинированного барабана приближается 240
к шагу задерживающего барабана, условия работы которого более тяжелые, чем тянущего барабана. В наиболее распространенном в киносети кинопроекторе КПТ все зубчатые барабаны (кроме комбинированного барабана маг- нитной приставки кинопроектора КПТ-3) рассчитаны как тяну- щие. Объясняется это тем, что при прохождении фильма через кинопроектор КПТ обычно повреждается нижняя кромка перфо- рации по ходу фильма, находящаяся в контакте с рядом тянущих барабанов (в том числе скачковым), в то время как на верхнюю кромку перфорации воздействует лишь один задерживающий бара- бан. Поэтому, как показал длительный опыт, допустимо все зубча- тые барабаны кинопроектора изготовлять как тянущие, что упро- щает технологию их изготовления и эксплуатацию киноаппаратуры. В тех случаях, когда лентопротяжный механизм кинопроек- тора содержит примерно равное число тянущих и задерживающих зубчатых барабанов непрерывного вращения, влияние их на износ перфорационных перемычек более или менее одинаково. Поэтому в кинопроекторах КП15-А, КПЗО-А, 35-СК-1, ПП-16-4 зубчатые барабаны, выполняющие ту или иную задачу, рассчитываются на соответствующую относительную усадку. Задачи: 1. Определить шаг тянущего, задерживающего и комбинированного барабанов для 35-.1<л; фильма, приняв УМин = 0,2%, Умакс = 1,0% и Л,Ср = = 0,6%. Ответ: ^6 = 4,741; 4,703; 4,722 мм. 2. Определить диаметры опорных поясков тянущего и задерживающего 16-зубых барабанов для 35-.и.и фильма, приняв шаги зубчатых барабанов из предыдущей задачи. Ответ: 24,01; 23,94 мм. § 53. ПРОФИЛЬ ЗУБА БАРАБАНА Если предположить, что шаг барабана равен шагу перфора- ции, а профиль зуба барабана представляет собой эвольвенту делительной окружности, т. е. развертку делительной окружности, по которой нейтральная линия фильма как бы катится без сколь- жения, то при постоянной угловой скорости барабана обеспе- чится постоянство линейной скорости фильма, а усилие натяже- ния фильма распределится равномерно на все зубья, находящиеся в зацеплении с перфорациями. В этом случае износ перфораций и зубьев барабана будет минимальным. В реальных условиях такое зацепление зубьев барабана с пер- форациями невозможно из-за усадки фильма и неточности изготов- ления шагов барабана и перфораций. Из рис. 145, а следует, что из всех зубьев тянущего барабана, находящихся в зацеплении с фильмом, лишь первый из них нахо- дится в контакте с перфорационной перемычкой и поэтому 16 Кинопроекционная тех-ка 241
является ведущим. Если профиль зуба будет изготовлен по эволь- венте делительной окружности, то при выходе зуба 1 из перфора- ции скорость фильма будет постоянной лишь до тех пор, пока весь зуб не выйдет из перфорации. В момент полного выхода зуба из перфорации фильм остановится, зубчатый барабан проскольз- нет относительно фильма на величину а и перфорационная пере- мычка упрется в зуб 2 и т. д. В силу этого всякий раз при смене ведущего зуба происходят скачки скорости фильма, сопровождаемые ударом перфорацион- ной перемычки об очередной зуб, вступающий с ней в контакт. Очевидно, в таких условиях износ зубьев и перфорационных перемычек будет протекать более интенсивно. Это положение усугубляется еще одним явлением, которое можно уяснить, рас- смотрев рис. 147. Рис. 148. Трение перемычки перфорации о зуб с эвольвентным профилем, построенным на окружности диаметра £>3 Предположим, что сила натяжения фильма Т приложена к ведущему зубу. Эта сила будет направлена нормально к про- филю зуба, поскольку он построен по эвольвенте. При сходе фильма с зуба возникает сила трения F перфорационной пере- мычки о зуб. Эта сила (скашивающее усилие) будет выгибать перфорационную перемычку и стремиться ее вырвать. Стремление уменьшить износ фильма привело к построению профиля зуба, отличного от эвольвенты делительной окружности. Профиль зуба, приведенный на рис. 148, характеризуется меньшей крутизной (показан сплошными линиями), чем эволь- 242
Рис. 149. Зуб с окруж- ностным профилем ба- рабана кинопроекторов КШ5-А и КПЗО-А вента делительной окружности (показана штриховой линией). Для получения менее крутого зуба эвольвенту строят на окруж- ности диаметра D3, которая меньше, чем окружность диаметра Do- Аналогичный результат достигается при построении профиля зубьев в виде дуг окружностей некоторого радиуса R (рис. 149), центры которых располагаются на окружности диаметра D3. В этих случаях используют лишь часть зуба, расположенную выше поверхности опорных поясков. Для такого профиля процесс выхода зуба из зацепления будет сопровож- даться скольжением фильма по барабану в сторону, противоположную его движению, и зазор а (см. рис. 145, а) начнет уменьшать- ся еще до выхода ведущего зуба из зацепле- ния, что приведет к изменению скорости движения фильма. Зависимость скорости фильма от времени транспортирования его зубчатым барабаном (или угла поворота барабана) называют кинематической характеристикой зубчатого барабана. В зависимости от выбранного профиля зуба, можно получить кинематические харак- теристики зубчатого барабана, изображенные на рис. 150. Наибо- лее благоприятная характеристика тянущего барабана, с точки зрения скачка скорости, та, которая приведена на рис. 150, б, потому что скачок скорости v2 меньше скачка скорости vt (рис. 150, а). Однако получить такую характеристику можно лишь Рис. 150. Кинематические характеристики зубчатого барабана, профиль зубьев кото- рого отличен от эвольвенты делительной окружности для совершенно определенной усадки фильма (величины а). Если усадка фильма будет отличной от принятой при расчете, то полу- чим графики, приближающиеся к приведенной на рис. 150, а. Кинематическая характеристика задерживающего барабана приведена на рис. 150, в. Менее крутой профиль приводит также к уменьшению ска- шивающего усилия. Усилие натяжения фильма Т в данном слу- чае (см. рис. 148) можно разложить на две составляющие: нор- мальную к профилю Тп и касательную Tt. Касательная, состав- ляющая Tt, направлена в противоположную сторону от силы 16* 243
трения F, поэтому скашивающее усилие будет равно разности F и Tf До сих пор предполагалось, что натяжение фильма целиком передается только ведущему зубу. В действительности вследствие наличия трения между фильмом и поверхностью опорных пояс- ков тянущего зубчатого барабана усилие давления зуба на перфо- рационную перемычку будет меньшим. Если обозначить действующее на перфорационную перемычку усилие через Р, а натяжение фильма через Т, то согласно формуле Эйлера можно написать; т где р. — коэффициент трения фильма о барабан, р — угол обхвата (см. рис. 141), е — основание натуральных логарифмов. Из этого соотношения можно получить выражение для опре- деления величины силы трения между фильмом и барабаном Ртр: Р„.Т-Р = Т-^ = т(1-^). (47) Из уравнений (46) и (47) видно, что чем больше угол обхвата р , тем больше разгружается ведущий зуб тянущего барабана, а зна- чит, и перфорационная перемычка. Однако делать р сколько угодно большим нельзя. Действительно, как видно из рис. 145, между зубом 2 и перфорацией образуется передний зазор а и зад- ний f — а; между зубом 3 и перфорацией образуется передний зазор 2а и задний f — 2а. Если принять, что в зацеплении с филь- мом находится ZK зубьев, то для ZK зуба передний зазор будет (ZK — 1) а, а величина заднего / = 0. Отрицательной величиной / быть не может, иначе зуб упрется в перфорационную перемычку. Для последнего зуба ZK в пределах угла обхвата передний зазор (ZB — 1) а будет равен заднему зазору / у первого зуба, т. е. / = (Z* —1)а, откуда предельное количество зубьев, которое может быть в зацеп- лении с фильмом в пределах угла обхвата: = + (48) Очевидно, количество зубьев ZK, находящихся в пределах угла обхвата £, может быть тем больше, чем меньше усадка фильма (меньше зазор а) и чем меньше толщина зуба G, так как / равно разности высоты перфорации и толщины зуба. Если разность между шагом барабана t6 и шагом перфора- ции tn достаточно мала, то благодаря упругой деформации перфо- рационной перемычки, нах-одящейся в контакте с первым зубом, зазор а между вторым зубом и следующей перфорационной пере- 244
мычкой уменьшится до нуля и в передвижении фильма примет участие и второй зуб. Чем меньше разность между ta и t6, тем больше зубьев бара- бана будут одновременно участвовать в передвижении кинофильма и тем, следовательно, меньше будут нагрузки на зубья барабана и перфорационные перемычки. Окружностный профиль обеспечивает достаточно хорошую кинематическую характеристику и наиболее удобен при нареза- нии зубчатых венцов с помощью дисковых модульных фрез по методу копирования. Зубчатые барабаны С эводьвентным профилем зубьев изготов- ляются с помощью червячных фрез методом обкатки. Этот метод дает большую точность обработки, чем метод копирования. Поэтому в нашей стране до последнего времени применяли эволь- вентный профиль. Применение же окружностного профиля в бара- банах универсальных кинопроекторов КП15-А и КПЗО-А (см. рис. 149) связано с конструктивными особенностями четырех- венцовых зубчатых барабанов. Задача: Определить количество зубьев тянущего барабана ZK, находящихся в зацеплении с ЗЗ-.и.к кинофильмом в пределах угла обхвата Р, если G = = 1,85 мм, мм, а относительная усадка кинофильма 5=0,5%. Ответ: ZK = 9. § 54. УСТРОЙСТВО ЗУБЧАТЫХ БАРАБАНОВ И СПОСОБЫ ИХ КРЕПЛЕНИЯ К зубчатым барабанам предъявляются довольно жесткие тре- бования с точки зрения точности изготовления и чистоты поверх- ностей, соприкасающихся с фильмом. При изготовлении барабанов необходима строгая концентрич- ность посадочного отверстия и цилиндрических опорных поясков. Это требование особенно важно для скачковых и звуковых бара- банов. Наличие диаметрального биения опорных поясков у скач- кового барабана вызывает перемещение фильма неточно на шаг кадра, а у звукового барабана приводит к колебаниям скорости продвигаемого фильма. Поэтому у этих барабанов допускается диаметральное биение опорных поясков не более 0,01—0,02 мм. Прочие зубчатые барабаны могут иметь диаметральное биение опорных поясков не более 0,04—0,05 мм. Допустимые отклонения А от номинальных размеров ос- новных величин зубчатых барабанов установлены следующие: Az = -f- 0,01 мм-, ADn = (0,01 + 0,02) мм; AG = 0,05 мм; &N = —(0,05 0,06) мм; Arg=-j-0,05 мм; шахматное сме- щение зубьев q не должно превышать 0,02—0,03 мм. Чем выше чистота поверхностей барабана, соприкасающихся с фильмом, 245
тем меньше износ фильма. Поэтому при изготовлении барабанов чистота поверхностей зубьев и опорных поясков должна соот- ветствовать V8. Рис. 151. Скачковый зубчатый барабан универсального кинопроектора КП15-А Зубчатые барабаны, применяемые в кинопроекционной аппа- ратуре, по конструкции могут быть цельными, с насадными опор- ными поясками и сборными. Цельный скачковый зубчатый барабан универсального кино- проектора КП15-А показан на рис. 151. Зубчатые барабаны Рис. 152. Конструкция скачкового барабана с насадными поясками для 35-л<л1 фильма и его крепление на валу мальтийского креста с насадными поясками (рис. 152) имеют преимущества по сравне- нию с цельными барабанами. При изготовлении барабана, когда кольца 1 еще не напрессованы на тело барабана, нарезание зубьев осуществляется фрезерованием при подаче фрезы вдоль оси бара- бана. В отличие от фрезерования при радиальной подаче фрезы, которое используется при нарезании цельных барабанов, этот способ позволяет применять фрезу большего диаметра (см. рис. 142) и, следовательно, большей жесткости. Это обеспе- чивает большую точность обработки и более высокую чистоту поверхности зуба. 246
Для уменьшения момента инерции скачкового барабана в его торцах сделаны выточки и сквозные отверстия (см. рис. 152), а шейка имеет весьма малый диаметр. На рис. 153 приведена конструкция 16-зубого полнотелого барабана с насадными поясками, а на рис. 154 — конструкция сборного 12-зубого одновенцового барабана, используемого в аппаратуре для 16-лш фильма типа ПП-16. Опорный поясок зубчатого барабана изготовляется стальным (см. рис. 152 и 153) или неметаллическим (из капрона, тексто- лита и пр.). Неметаллические опорные пояски позволяют увели- чить коэффициент трения между пояском и кинофильмом, чти, как Рис. 153. Конструкция полнотелого не- прерывно вращающегося зубчатого бара- бана с насадными поясками для 35-.ЧЛ1 фильма и его крепление на валу Рис. 154. Конструкция сборного одновен- цового зубчатого барабана для 16-лии фильма и его крепление на валу указывалось ранее, способствует разгрузке перфорационных пе- ремычек при транспортировании кинофильма тянущим барабаном. Способы крепления зубчатых барабанов отечественных кино- проекторов видны из рис. 152, 153 и 154. Из рис. 152 видно, что на шейке скачкового барабана образо- ваны два пружинящих язычка 2. При креплении барабана на валу пружинящие язычки стягиваются болтом с гайкой (рис. 152, б), чем обеспечивается жесткость крепления его. Зазор 3 позволяет смещать скачковый барабан вдоль оси вала при установке бара- бана относительно фильмового канала. Крепление барабанов стопорным винтом благодаря наличию лыски (рис. 153) или канавки на валу (рис. 154) также позволяет легко смещать барабан вдоль оси при их установке. § 55. ПОНЯТИЕ ДБ ИЗНОСЕ ЗУБЬЕВ БАРАБАНОВ Износ зуба барабана происходит в виде истирания рабочего профиля зубьев. Для тянущих барабанов рабочим будет передний профиль зуба по направлению вращения (рис. 155, а), для задер- живающих — задний (рис. 155, б), а для комбинированных — оба профиля (рис. 155, в). 247
Степень износа зубьев барабана определяют по износу пере- двигаемого ими фильма. Для этой цели из новой кинопленки (кинофильма) склеивают кольцо и пропускают его многократно через лентопротяжный механизм кинопроектора. По состоянию перфорационных перемычек судят о характере износа фильма и качестве зубчатых барабанов. а б в Рис. 155. Изношенные зубья барабанов: а — тянущего; б — задерживающего; в — ком- бинированного Зубчатые барабаны для универсальных кинопроекторов изго- товляют из алюминиевого сплава и подвергают химическому никелированию. Полнотелые зубчатые барабаны для 35-жм фильма выполняют из стали 40, скачковые — из стали ЗОХНЗА, а зубчатые венцы сборных барабанов для 16-мж фильма — из стали 50. Стальные зубчатые барабаны подвергают высокочастот- ной закалке до твердости HRC 36—45. Гарантийные сроки службы барабанов: скачкового — 1000— 1200 час, непрерывного вращения — 1000—1500 час (в узкопле- ночных кинопроекторах — 600—1200 час), комбинированных— 1000 час.
Глава XV. УСТРОЙСТВА для НАПРАВЛЕНИЯ ФИЛЬМА § 56. РОЛИКИ, ЩИТКИ И ФИЛЬМОСНИМАТЕЛИ Для правильной ориентации фильма относительно деталей лентопротяжного тракта применяются ролики и щитки. Требования к роликам сводятся к следующему: 1. Ролики должны легко и свободно вращаться. Они приво- дятся во вращение только благодаря трению роликов о фильм. Поэтому необходимо, чтобы крутящий момент, создаваемый силой трения фильма о ролик, был больше момента сил сопротивления (трения в шарикоподшипнике или ролика об ось). Ролики и оси должны быть точно изготовлены, содержаться в чистоте и регу- лярно смазываться. 2. Диаметральное биение рабочих поясков относительно поса- дочного отверстия допускается не более 0,05 мм, а разность диа- метров для двух рабочих поясков одного ролика должна быть не более 0,02 мм. Конструктивно ролики бывают цельными и сборными. Сборные ролики, состоящие из двух роликов и распорной втулки между ними, менее точны, чем цельные, но более эконо- мичны при эксплуатации, так как при ремонте заменяют только ролики. В новых конструкциях кинопроекторов предпочитают применять цельные ролики. Ролики на оси устанавливают одним из следующих способов: 1) применением шарикоподшипников; 2) посадкой ролика непосредственно на ось; 3) использованием подшипников скольжения; 4) применением насыпных роликов. В новых кинопроекторах применяют в основном ролики, уста- новленные на подшипники качения, так как они обеспечивают легкость вращения и длительный срок службы. Ролики с насып- ными шариками обладают такими же свойствами, но затрудняют сборку, поэтому в новой аппаратуре они применяются редко. В большинстве кинопроекторов, эксплуатируемых в киносети, ролики устанавливают непосредственно на ось. В соответствии с выполняемыми в лентопротяжном механизме функциями ролики делятся на придерживающие, продольно- направляющие, поперечно-направляющие, прижимные и ком- 249
бинированные. Рассмотрим назначение и устройство ролика каждого типа. Придерживающие ролики служат для предо- хранения фильма от соскакивания с зубчатых барабанов. Сборные ролики состоят из собственно роликов 1 (рис. 156), между которыми помещается распорная втулка 2. Диаметр рас- порной втулки меньше диаметра ролика, что исключает касание распорной втулки поверхности фильма, несущей изображение и фонограмму. Для этой же цели внутренний поясок 3 ролика — меньшего диаметра, чем наружный (рабочий) поясок 4. Кольцевая канавка 5 -—। в Рис. 156. Каретка придерживающих роликов стационарного кинопроектора КПТ обеспечивает свободный проход зубьев барабана. Рабочее поло- жение роликов должно быть таким, чтобы между рабочим пояс- ком 4 ролика и опорным пояском 6 зубчатого барабана был зазор, равный примерно двойной толщине фильма; он необходим для свободного прохождения склеек. Для того чтобы можно было беспрепятственно надеть фильм на зубчатый барабан, придерживающие ролики должны иметь возможность отводиться от него. Поэтому ролики устанавливаются на оси 7, которая крепится в откидном кронштейне 8. Такое устройство носит название придерживающей каретки. На рис. 156 показана каретка придерживающих роликов ста- ционарного кинопроектора КПТ. Ось 7 каретки заканчивается резьбой, на которую навинчивается пластмассовая рукоятка 9, служащая для перемещения каретки и одновременно для регули- рования осевого зазора между роликами. Нужное положение рукоятки фиксируется торцевым винтом 10. Для удержания каретки в рабочем и откинутом положении служат подпружиненная защелка 11 и упор 12, ввинченный в корпус головки кинопроектора. Расстояние между рабочими 250
поясками зубчатого барабана и роликами винтом 13. Положение винта стопорится чтобы защелка не выскочила из снятой с ки, в выточке 15 помещается винт 16. Зазор между придерживающим роли- ком 1 (рис. 157) и зубчатым барабаном 2 можно регулировать эксцентричной шай- бой 3, к которой под действием пружины 4 прижимается поворачивающийся на оси 5 рычаг 6, несущий ролик 1. Такая конструк- ция применена в кинопроекторе КН-11. В кинопроекторах КПЗО-А устанавли- вается универсальная придерживающая каретка (рис. 158). В корпусе каретки 1 крепится держав- ка 2, на оси которой на шарикоподшип- никах установлены ролики 3 для 70-.нл фильма. В этой же державке винтом 4 кре- пится ось 5, на которой помещается цель- ный ролик 6 для 35-мм фильма. Для пе- рехода на тот или иной формат фильма фиксатор 7, имеющий возможность пере- регулируется упорным гайкой 14. Для того кинопроектора карет- Рис; 157. Схема устройства для регулирования зазора между роликом и зубчатым барабаном в кинопроекторе КН-11 с помощью эксцент- ричной шайбы мещаться в пазу 8 втулки 9 вдоль оси державки 2, оттягивается вправо, поворачивается вместе с державкой 2 на соответствующий угол и соединяется одним из своих отверстий со штифтом 10, запрессованным в кронштейн 11. Рис. 158. Универсальная каретка придерживающих роликов кинопроектора КПЗО-А для 35- и 70-лии фильма Зазор между роликами и опорными поясками зубчатого бара- бана регулируется упорным винтом 12, фиксируемым контр- гайкой 13. Для прижима фильма к скачковому барабану в ряде кино- проекторов (типа К, КПЗО-А, 35-СК-1) применяется колодка, значение которой подробно рассмотрено в § 61. 251
Колодка 1 (рис. 159) представляет собой полукруглые сталь- ные салазки, где в пазах помещаются зубья барабана. Колодка 2 Рис. 159. Колодка, при- жимающая фильм к скачковому барабану в кинопроекторах типа К крепится к фильмовому каналу 2 кронштейном 8 и прижимается к опорным пояскам зубчатого барабана пружиной 4. При прохож- дении склейки колодка отходит от барабана. Продольно-направляющие ролики применяются в тех случаях, когда фильму необходимо обогнуть высту- пающие части кинопроектора или создать нужный угол обхвата барабана. В узкопле- ночных кинопроекторах и кинопроекторах типа К они, кроме того, используются для удержания фильма на поверхности зубчатого барабана. В этом случае продольно-направ- ляющие ролики выполняют роль придержи- вающих роликов. Продольно-направляющие ролики могут быть цельными и сборными. На рис. 160 показан цельный продольно- направляющий ролик, примененный в звуко- вой части кинопроектора КПТ. Ролик 1 с запрессованными в него втулками 2 вращается на оси 3, укрепленной во фланце 4. Фланец крепится к корпусу проекционной головки винтами 5. Ролик имеет две реборды 6, расстояние между которыми несколько больше ширины фильма. Рис. 160. Разрез цельного продольно-направляющего ролика Рабочими поверхностями являются пояски 7. От осевого пере- мещения ролик предохраняется торцовым винтом 8. Для смазки используется пропитанная маслом фетровая прокладка 9, поме- щающаяся в расточке ролика. Конструкция сборного продольно-направляющего ролика кинопроектора КН-11 приведена на рис. 161. Во фланец 1 запрес- сована ось 2, на которой на шарикоподшипниках 3 вращаются ролики 4. Между роликами помещена распорная втулка 5. 252
Шарикоподшипники удерживаются в роликах заглушками 6, которые одновременно защищают подшипники от загрязнения. От осевого перемещения ролики предохраняет торцовый винт 7. Конструкция ролика 1 для 70- и 35-л.м фильма, смонти- рованного на шарикоподшип- никах 2, показана на рис. 162. От продольных перемещений ролик предохраняется упо- ром 3. На рис. 163 показан про- дольно-направляющий ролик с рычагом, используемый в магнитозвуковой части кино- проектора КПТ-3. В рычаге 1 Рис. 161. Продольно-направляющий ролик на шарикоподшипниках кинопроектора КН-11 из алюминиевого сплава имеется ось 2, на которой на шарикоподшипниках 3 вращается ролик 4. Шайба 5 предохраняет подшипник от загрязнения. Рис. 162. Разрез продольно-направляющего ролика для двух (35- и 70-Л1Л1) форматов фильма Рис. 163. Разрез продольно-направляющего ролика с рычагом магнито- звуковой части кинопроектора КПТ-3 Продольно-направляющий ролик на насыпных шариках кино- проектора типа ПП-16 изображен на рис. 164. Между корпусом ролика 1 и распорной втулкой 2 установлены шарики 3. Осевое положение шариков фиксируется шайбой 4, закатанной в корпус, и запрессованной в нем пробкой 5. Цилиндрический поясок 6 соприкасается с перфорационной дорожкой фильма, а поясок 7 — 253
с узкой полоской фильма, проходящей между фонограммой и изо- бражением. Ролик на оси крепления не имеет. От осевого смеще- ния ролик предохраняет реборда 8, которая заходит за торец зубчатого барабана. Таким образом, зуб- Рис. 164. Разрез продоль- но-направляющего ролика узкопленочного кинопроек- тора ПП-16-4 чатый барабан удерживает ролик на оси. Продольно-направляющие ролики мо- гут выполнять роль придерживающих роликов, например в кинопроекторах типа ПП-16 и К. Из рис. 157 видно, что четыре продоль- но-направляющих ролика удерживают фильм на зубчатом комбинированном ба- рабане. Поперечно-напр ав ляющие ролики служат для предотвращения колебаний фильма в поперечном направле- нии. Такие колебания фильма недопустимы, например, в фильмо- вом канале и на гладком барабане стабилизатора скорости. На рис. 165 показан поперечно-направляющий ролик, уста- навливаемый перед фильмовым каналом в кинопроекторах КПТ-3. Неподвижный в осевом направлении ролик 1 на выступающей Рис. 166. Прижимной ролик узкопле- ночного кинопроектора типа ПП-16 Рис. 165. Поперечно-направляющий ролик фильмового канала кинопроектора КПТ-3 части несет подвижный ролик 2, который прижимается к непо- движному ролику пружиной 3, регулируемой гайкой 4 с контр- гайкой. Ролик имеет конусные углубления, куда входят керны, укрепленные в основании фильмового канала. Поперечно-направляющие ролики, установленные в кино- проекторах КПЗО-А, КП15-А, 35-GK-1 и типа К, работают по такому же принципу и мало отличаются от рассмотренной конструкции. Прижимные ролики применяют для прижима фильма к гладкому барабану стабилизатора скорости в узкопле- ночной аппаратуре. Стальной ролик 1 (рис. 166) имеет только один рабочий поясок 2, которым он прижимает фильм по перфорационной 254
дорожке к гладкому барабану. Реборды ролика в известной сте- пени предохраняют фильм от горизонтальных перемещений. Ролик вращается на оси, проходящей через кронштейн 4. Для прижима ролика к гладкому барабану служит пружина 5. По- ложение ролика относительно гладкого барабана стабилиза- тора скорости в осевом направлении можно изменить, если отпустить стопорный винт 6 в корпусе проектора и переместить ось 3. Комбинированные ролики выполняют функции двух каких-либо рассмотренных ранее типов роликов. На рис. 167 дан разрез поперечно-направляющего прижим- ного ролика, применяемого в звуковой части кинопроекторов типа КПТ. В каретку 1 вмонтированы шарикоподшипники 2, на которых вращается ось 3. Неподвижная в осевом направлении часть ролика 4 застопорена винтом 5. Вторая часть ролика 6 благодаря пружине 7 может смещаться вдоль оси. Торцовое давление пружины находится в пределах 60—80 г. Таким обра- зом устраняется горизонтальное смещение фильма, а значит, и фонограммы относительно гладкого барабана стабилизатора скорости. Обе половинки ролика снабжены резиновыми ободьями S, которые прижимают фильм по перфорационной дорожке к гладкому барабану стабилизатора скорости. Резиновые ободья удержи- ваются стальными кольцами 9, напрессованными на каждую половинку ролика. Пружина 10 заставляет каретку поворачи- 255
ваться на оси 11, чем создается необходимый прижим (250—300 г) ролика к гладкому барабану. Ролик в нерабочем положении фиксируется штифтом 12, под- жимаемым пружиной 13. Посредством разрезной гайки с на- каткой 14 каретка может перемещаться вдоль оси 11 для уста- новки ролика в правильное относительно гладкого барабана поло- жение. В кинопроекторах типа К применяется аналогичного назначе- ния ролик, у которого прижим фильма к гладкому барабану осуществляется пакетом фетровых колец почти по всей ширине фильма. В остальном устройство ролика аналогично рассмотрен- ному. Применение фетра нельзя признать рациональным, так как его загрязнение, нарушение формы может привести к появлению царапин на участке фильма, несущем изображение. Направляющие щитки и фильмоснима- т е л и. На рис. 168 показан направляющий щиток. После про- Рис. 168. Направляющий щиток с открывающейся дверцей кинопроекто- ра типа К Рис. 169. Фильмосъемный щи- ток кинопроектора 35-СК-1 хождения комбинированного зубчатого барабана фильм должен поступить в фильмовый канал. На участке между барабаном и фильмовым каналом можно было бы установить ряд про- дольно-направляющих роликов, обеспечив тем самым нужный путь фильму. Очевидно, в этом случае проще использовать направ- ляющий щиток. Таким образом, направляющие щитки служат для изменения направления движения фильма. Они применяются в передвижных кинопроекторах типа К. В ряде моделей передвижных кинопроекторов (КПС, КПС-М, КН-11) применяют литые щитки с открывающейся дверцей (рис. 168), а в кинопроекторе 35-ОСК-1 вместо одного закрытого щитка используют два открытых металлических щитка, располо- женных последовательно по пути фильма. Для предохранения фильма от наматывания на зубчатый бара- бан применяют фильмосниматели. Наматывание фильма на бара- бан может произойти при обрыве его в лентопротяжном тракте либо может быть вызвано чрезмерной усадкой фильма. Фильмо- 256
сниматель представляет собой металлический щиток, находя- щийся в непосредственной близости от барабана, например в выточке скачкового барабана. Расстояние между щитком и барабаном незначительное, поэтому фильм наматываться на зуб- чатый барабан не может. На рис. 169 показан фильмосниматель кинопроектора 35-СК-1. Поверхностью 1 фильмосъемный щиток крепится к фильмовому каналу так, что левый конец щитка 2 располагается между зуб- чатыми венцами в выточке скачкового барабана. Щиток может поворачиваться на оси 3. Пружина 4 отжимает щиток вверх, что соответствует рабочему положению. При необходимости за отгибку 5 щиток можно вручную повернуть против часовой стрелки. Ролики и направляющие щитки изготовляются преимущественно из стали, иногда их хромируют. Срок службы поперечно-направ- ляющих роликов до 600 час и про- дольно-направляющих роликов — до 1000 час. Срок службы направ- ляющих щитков примерно 1500 час. В процессе работы роликов происходит их износ, который может вызвать серьезные повре- ждения фильма. Если ролик по тем или иным причинам пере- стает вращаться, то появившиеся острые края на площадке износа (рис. 170) вызывают быстрое истирание поверхности фильма и мо- гут привести к образованию глубоких царапин, затрагивающих основу (надрезающие полосы). Аналогичные повреждения вызывают и изношенные направляющие щитки. Рис. 170. Износ продольно-направ- ляющего ролика § 57. БОВИНЫ В кинопроекционной аппаратуре необходимо многократно разматывать и наматывать фильм. Намотка фильма производится на катушку, называемую бобиной. Она состоит из двух дисков, связанных между собой сердечником. Последний имеет устройство (язычок, прорезь, зажим) для закрепления конца ракорда части фильма. К бобинам предъявляются следующие основные требования: 1) параллельность дисков; торцовое биение каждого диска не должно превышать 1—2,5 мм; 2) правильная цилиндрическая форма сердечника и дисков; радиальное биение сердечников допускается до 1 мм, дисков — до 1—2 мм; 3) отсутствие острых ребер и заусениц, могущих травмировать обслуживающий персонал и повредить фильм; 4) наличие надежного антикоррозийного покрытия. 17 Кинопроекционная тех-ка 257
Для того чтобы диски не имели биения и находились парал- лельно друг другу, они должны обладать достаточной жест- костью. Для придания большей жесткости в дисках, обычно выполняемых из листового материала, образуют ребра жесткости путем выдавливания канавок. Кроме того, края дисков закаты- Рис. 171. Неразборная бобина для фильма 35-jwm ширины: 1 — втулка; 2 — сердечник; 3 — диски; 4 — язы- чок; 5 — шлиц ваются, что помимо увеличения жесткости исключает образова- ние острых ребер. При изготовлении бобин из пластических масс ребра 'жест- кости тем более желательны. Диски бобин изготовляют с вырезами, необходимыми^ для закрепления конца ракорда на сердечнике, для наблюдения Рис. 173. Диск для намотки фильма в кинопроекторах ти- па К Рис. 172. Разборная бобина за ходом наматывания (разматывания) фильма, а также для облегчения их веса. Расстояние между дисками бобины долж- 258
но быть таким, чтобы фильм свободно располагался между ними. Бобины могут быть неразборными (рис. 171) и разборными (рис. 172), состоящими из двух отдельных дисков со втулками. 35-Л1Л4 фильмокопии хранятся и транспортируются в железных коробках намотанными в рулон. Демонстрация фильма произво- дится с неразборных бобин, поэтому перед демонстрацией рулон фильма помещают на разборную бобину и перематывают на нераз- борную . Узкие фильмы хранятся и транспортируются на бобинах, поэтому для них делают только неразборные бобины. В передвиж- ных кинопроекторах типа К намотка фильма производится на сер- дечник с одним диском (рис. 173), который называется просто диском. Применение дисков вместо бобин в передвижных кино- установках очень удобно, так как отпадает необходимость пере- возить вместе с аппаратурой 8—10 бобин. Аналогичное устройство используется в стационарных кино- театрах для перемотки 35-л/.ч фильма в рулон при подготовки к транспортировке. Тип, размеры и вес стандартных бобин приведены в табл. 20, причем в обозначении типов бобин последние цифры указывают емкость бобины в метрах. Таблица 20 РАЗМЕРЫ И ВЕС СТАНДАРТНЫХ БОБИН Ширина фильма, мм Тип бобин Наруж- ный диаметр дисков, мм Наруж- ный диаметр сердеч- ника, мм Размер посадоч- ных от- верстий Расстояние между Вес, кг внутрен- ними сто- ронами дисков, мм наружны- ми сторо- нами дис- ков, мм 35 Б-35-300 325 140 09 40 50 1,2 Б-35-600 425 200 09 40 40 1,8 16 Б-16-120 175 55 8X8 18 24 0,2 Б-16-360 320 125 8X8 18 24 1 Б-16-600 395 165 8X8 18 24 1,4 Б-16-1200 580 200 8X8 18 24 2 8 Б-8-60 130 55 08 9 14 0,15 Б-8-120 175 55 08 9 14 0,20 Емкость бобин зависит от диаметров диска и сердечника. Если обозначить: D — диаметр диска, Do — диаметр сердеч- ника, з — толщину фильма, то емкость бобины или длину L наматываемого на нее фильма можно определить по формуле: Л(Д2-Д§) 4s 17* 259
Учитывая, что намотка фильма производится так, что меж- ду витками имеется некоторый зазор, значение s принимают рав- ным 0,16 мм. Если размеры D и Do считать в миллиметрах, то приближенно емкость бобин в метрах можно определить по формуле: L^5(D^-Dl). (49) В киносети СССР наряду со стандартными используют бобины, изготовленные по ранее действовавшим нормам. Сцепление бобин с валом осуществляется следующими спосо- бами: 1) в кинопроекторах типа КПТ и других на валу наматыва- теля заштифтована шайба, торцовые выступы которой входят в шлицы 5 втулки 1 бобины (см. рис. 171); 2) в стационарных кинопроекторах (см. рис. 214) палец фланца 5 входит в одно из отверстий в диске бобины; Рис. 174. Защелка для предохранения бобины от перемещения вдоль вала Рис. 175. Защелка с шариком для предохранения бобины от пе- ремещения вдоль вала* используемая в любительских кинопро- екторах 3) в стационарных кинопроекторах типа КПП связь бобины с валом осуществляется за счет подпружиненных фиксаторов, которые входят в соответствующие шлицы втулки бобины; 4) в узкопленочных кинопроекторах вал 1 наматывателя, имеющий квадратное сечение (см. рис. 220), входит в квадратное отверстие дисков бобин. 260
Для предохранения бобины от осевого перемещения вдоль вала применяется защелка (рис. 174) либо, как в любительских кинопроекторах, предохранительный шарик 15 (см. рис. 216), разрез которого показан на рис. 175. В настоящее время киносеть начали оснащать устройством БУ-600, позволяющим демонстрировать фильмы без перемотки (рис. 176). Подающая, горизонтально расположенная на проекционной головке кинопроектора кассета состоит из неподвижного диска 1 и свободно вращающегося большого диска 2. Ось 3, закрепленная в корпусе подающей кассеты, жестко связана с диском 7, на кото- ром располагается группа свободно вращающихся на вертикально Рис. 176. Схема подающей кассеты бес- перемоточного устройства БУ-600 Рис. 177. Схема принимаю- щего диска бесперемоточ- ного устройства БУ-600 расположенных осях роликов 4. Стержни 5, шарнирно связанные с вертикальными осями, в процессе работы прижимают несколько витков фильма к диску 2, в результате чего диск, установленный на шарикоподшипники, легко вращается вместе с находящимся на нем рулоном фильма. Фильм, пройдя через лентопротяжный тракт кинопроектора, наматывается не на бобину, а на съемный обод 7 (рис. 177), концы которого соединены защелкой 2. Обод легко устанавливается на стержнях 3 диска 4. При подготовке к демонстрации части фильма перематываются на обода началом внутрь и в таком виде хранятся в фильмостате. При установке очередного рулона в подающую кассету обод с фильмом надевается на ролики диска 7 (см. рис. 176). Когда рулон свободно разместится на вращающемся диске 2, обод'удаляют, 261
для чего следует открыть защелку, что позволит уменьшить диаметр обода. Затем обод устанавливают на стержни 3 диска наматывателя. При разматывании фильма происходит повитковое отслаива- ние его от внутренней части рулона, что исключает относительное смещение витков. Натяжение фильма при разматывании состав- ляет 50—60 и 90—100 г соответственно для 300- и бОО-.и рулона. Устройство БУ-600 имеет ряд достоинств, главное из них в том, что значительно снижается износ поверхности фильма. Кроме того, уменьшается натяжение фильма при намотке и раз- мотке, что способствует меньшему износу перфорационных дорожек. Задача: Определить диаметр сердечника бобины £)0, если диаметр дисков D = = 250 мм, а емкость бобины £=294,5 м. Ответ: Z)0=60 мм.
Глава XVI. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К МЕХАНИЗМАМ ПРЕРЫВИСТОГО ДВИЖЕНИЯ В промышленной кинопроекционной аппаратуре фильм в филь- мовом канале продвигается прерывисто; для этого служат спе- циальные механизмы прерывистого движения (м. п. д.), называе- мые также скачковыми. Схематически процесс прерывистого передвижения фильма изображен на рис. 178, где S — путь фильма; I — время движе- ния фильма. За время движения 1Д фильм в фильмовом канале передвигается на шаг кадра Як, а в течение времени стояния (покоя) t0 фильм неподвижен. Длительность одного цикла пре- рывистого передвижения фильма называется периодом работы Т механизма прерывистого движения и, таким образом, Т = tn + tc. По окончании первого цикла работы м. и. д. так же повто- ряются второй, третий и т. д. циклы. Механизмы прерывистого движения делятся на следующие типы: 1) с плоским движением лентопротяжных зубчатых элемен- тов — грейферные механизмы; 2) с прерывисто вращающимся (скачковым) зубчатым бара- баном — мальтийские механизмы, механизмы типа «улитка»; 3) с непрерывно вращающимся зубчатым барабаном — паль- цевые, кулачковые и пальцево-кулачковые механизмы. Из указанных типов м. п. д. в кинопроекционной аппаратуре применяются: 1) в аппаратуре для демонстрации 70- и 35-.И.И фильмов — мальтийские, иногда кулисно-мальтийские механизмы; 2) в узкопленочной аппаратуре (16-.и.м фильмы) — грейфер- ные механизмы с поступательно движущейся или качающейся рамкой, в некоторых случаях кулисно-грейферные или кулисно- мальтийские механизмы; 3) в любительской аппаратуре (8-мл фильмы) — кулачковые, кривошипные и другие типы грейферных механизмов. Для того чтобы иметь возможность оценивать и сопоставлять различные типы м. п. д., необходимо прежде всего сформулиро- вать предъявляемые к ним требования. 1. Механизм прерывистого движения должен перемещать фильм с заданной точностью. 263
При смене кадров фильма на место одного кадра в фильмовом канале должен быть точно установлен следующий кадр. В этом случае изображение кадров будет находиться на одном и том же месте экрана и, следовательно, изображение будет устойчивым. Однако в силу ряда причин (неточность работы м. п. д. кино- проектора, а также м. п. д. съемочной и копировальной аппара- туры, определяющих шаг кадра, и неточность шага перфорации кинопленок, использованных при изготовлении фильмокопии) в процессе проецирования геометрические центры последователь- S Рис. 178. График пути кинофильма при прерывистом его движении ных кадров фильма не совпадают. Это несовпадение может быть как по высоте, так и по ширине экрана и называется вертикальной и горизонтальной неустойчивостью кадра. Наибольшее практическое значение имеет вертикальная неустойчивость кадра. При чрезмерной неустойчивости кадра зри- тель ощущает вертикальное качание изображения или некоторую нерезкость его, в результате чего качество кинопроекции заметно ухудшается, а глаза зрителей быстро утомляются. Некоторую неточность перемещения фильма на шаг кадра можно допустить. Действительно, пусть вследствие вертикальной неустойчивости одноименные точки двух последовательных кад- ров проецируются раздельно с некоторым расстоянием между ними. Если для первого ряда зрителей эти точки рассматриваются под углом, меньшим угла разрешения глаза, то они раздельно не воспринимаются и вертикальная неустойчивость незаметна. Для всех остальных зрителей эти точки будут казаться тем более слившимися и рассматриваться как одна. Вертикальная неустойчивость кадра в кадровом окне не должна превышать следующих величин: в кинопроекторах для 35- и 70-.и.и фильмов — 0,025 мм (ГОСТ 2639—62), в узкопленочных кинопроекторах — 0,03—0,04 мм (ГОСТ 6850—55) и в любитель- ских кинопроекторах — 0,02—0,03 мм (ГОСТ 9100—59). 264
Контроль устойчивости кадра производится с помощью проек- ционных контрольных фильмов. Кадры IG-.w.w фильмов (рис. 179} в верхней и нижней части имеют прямоугольники. Неустойчи- вость кадра определяется в процессе проецирования фильма путем измерения линейкой с миллиметровыми делениями вертикаль- Рис. 179. Изображение, кадра 16-ЛЫ1 контрольного фильма ных и горизонтальных перемещений изображения прямоуголь- ников. 35-льи проекционные контрольные фильмы обычного формата в соответствии с ГОСТом 11079 — 64 состоят из серии кадров для проверки разрешающей способности по полю кадра, резкости и вертикальной и горизонтальной устойчивости изображения, установки обтюратора, масштаба увеличения при проекции и др. 2. Механизм прерывистого движения должен обеспечивать надлежащие кинематические и динамическую характеристики передвигаемого фильма. Кинематическими характеристиками механизма прерывистого движения называются зависимости, которые могут быть выражены аналитически или графически в виде s = / (£), к = <р(г), а = ф(г), 265
где s, v и а — соответственно путь, скорость и ускорение фильма при прерывистом движении его в фильмовом канале, t — время. Независимой переменной может служить не только время I, но и величина, прямо пропорциональная времени, например угол поворота плоского кулачка в грейферном механизме или угол поворота эксцентрика в мальтийском механизме. Кинематические характеристики (рис. 180) обладают следую- щими свойствами: а) у кривой пути максимальная величина абсциссы задана временем передвижения фильма на шаг кадра tR, а максимальная ордината равна шагу кадра Як. Кривая s = f (t) должна быть плавной во избежание разрывов в кривой скорости; б) у кривой скорости и = <р(£) абсцисса такая же, а макси- мальная ордината зависит от характера изменения скорости. Максимальная скорость при разных законах движения может достигать разных величин, хотя время £д и шаг одни и те жК Наименьшее значение максимальной скорости получится при равномерном движении, т. е. при v = const, но тогда в начале и в конце движения будут происходить удары в звеньях меха- низма. Во избежание ударов необходимо, чтобы начальная ув и конечная рк скорости были равны нулю и чтобы кривая ско- рости не имела разрыва, была плавной; в) у кривой ускорения а = <р (t) максимальная абсцисса та же. Кривая состоит из двух участков: участка положительного ускорения, когда скорость увеличивается от va = 0 до пмаКс и движение является ускоренным, и участка отрицательного ускорения, когда скорость уменьшается от омакс До кк = 0 и движение является замедленным. Разрывы в кривой ускорения или конечные значения ускоре- ния в начале и в конце прерывистого движения вызывают повы- 266
шенные напряжения в материале фильма и в механизме преры- вистого движения. Что касается величины максимального ускоре- ния, то она зависит от характера изменения ускорения и может значительно отличаться для разных законов движения при оди- наковых и Нк. Таковы основные свойства и взаимная связь кинематических характеристик. рывистого движения Динамической характеристикой м. п. д. (рис. 181) называется зависимость вида где Р — усилие продвижения фильма в фильмовом канале. В первую половину времени движение фильма ускоренное, сле- довательно, для преодоления инерции фильма необходимо прило- жить к нему соответствующую силу. Величина этой силы Ри определяется согласно второму закону Ньютона: Рп = та, (50) где т — масса фильма, участвующего в прерывистом движении; а — ускорение фильма. Массу фильма т для данной конструкции кинопроектора можно считать величиной постоянной. Следовательно, характер изменения силы Ри аналогичен характеру изменения ускорения а: кривая Ри аналогична кривой а, отличаясь от последней лишь масштабом. Когда скорость фильма достигает максимального зна- чения, ускорение меняет свое направление, значит, меняет знак и сила Ри. 267
Следовательно, если в первую половину времени прерыви- стого движения фильма сила Ри препятствует его движению, то во вторую половину она направлена в сторону движения — фильм по инерции стремится продвинуться вперед. Ясно, что подобное продвижение фильма недопустимо, ибо м. п. д. не смо- жет обеспечить заданной точности перемещения фильма. Чтобы воспрепятствовать инерционному движению фильма, к нему при- лагают силу трения. Это достигается прижатием фильма в фильмо- вом канале по перфорационным дорожкам. Поскольку прижим постоянный, то и сила трения F — величина постоянная *. Усилие продвижения фильма представляет собой сумму двух сил: P = Pa + F. (51) Динамическая характеристика должна удовлетворять сле- дующим условиям: а) приложение нагрузки должно быть постепенным, т. е. начальное усилие, действующее на фильм, должно быть равно нулю. Однако в действительности это условие не может быть выполнено, потому что в величину усилия Р входит постоянная составляющая — сила трения F. Поэтому можно лишь стре- миться к тому, чтобы начальное усилие Ръ было минимальным. Это условие будет выполнено в том случае, когда начальное ускорение аа равно нулю или имеет минимальное значение; б) в динамической характеристике не должно быть резких изменений нагрузки; это условие выполняется в том случае, когда кривая ускорения не имеет разрыва; в) усилие, действующее на фильм, должно иметь возможно меньшее значение; из этого условия вытекает, что ускорение фильма должно быть минимальным. 3. Механизм прерывистого движения должен иметь возможно больший световой, коэффициент. При прерывистом движении фильма в фильмовом канале смена кадров перекрывается обтюратором, поэтому в течение вре- мени движения фильма на шаг кадра световой поток в кадровое окно не падает и, следовательно, экран затемнен. В этих условиях зритель воспринимает кажущуюся (среднюю) яркость экрана. Степень уменьшения кажущейся яркости экрана, обусловленная механизмом прерывистого движения, характеризуется световым коэффициентом м. п. д., под которым понимают отношение вре- мени стояния кадра tc к периоду работы м. п. д. Т: — Лев У ’ * Фильмовые каналы с переменным прижимом не нашли применения в кинопроекционной аппаратуре из-за сложности устройства и малой ста- бильности в работе. 268
Так как Т = tc + £д, то последнюю формулу можно предста- вить так: Псв = 2^=1-4Д- (52> При стандартной частоте кинопроекции р период Т является постоянной величиной, поскольку Т = —. Следовательно, для увеличения светового коэффициента необходимо стремиться к тому, чтобы время стояния tc было возможно больше за счет уменьшения времени движения ta. Заметим, что при кинопроекции время стояния не равно вре- мени проекции кадра. Действительно, чтобы не было заметно мельканий на экране, число перекрываний светового потока в секунду (частота обтюрации) должно быть больше критической частоты мельканий. Поэтому, как показано на рис. 178, световой поток (заштрихо- ванные площадки) перекрывается не только во время движения, но и во время стояния кадра. Увеличение светового коэффициента может быть достигнуто лишь путем уменьшения времени движения кадра ta. Однако при заданном шаге кадра Нк уменьшение времени обусловли- вает увеличение максимального ускорения амако, вследствие чего усилия продвижения фильма возрастут. Отсюда ясно, что увели- чение светового коэффициента сопряжено в той или иной степени с ухудшением динамической характеристики, и наоборот. 4. Механизм прерывистого движения должен иметь благоприят- ные конструктивно-эксплуатационные характеристики. К основным конструктивно-эксплуатационным характеристи- кам относятся: а) простота конструкции (малое количество деталей, имеющих несложную форму и не требующих особо высокой точности изго- товления); б) значительная износостойкость основных частей, определяю- щая срок службы механизма (правильный подбор материалов для трущихся деталей, обильная смазка, соответствующая терми- ческая обработка и т. п.); в) малый шум механизма; г) удобство замены и регулирования изнашивающихся сопря- жений в процессе ремонта.
Глава XVII. МАЛЬТИЙСКИЕ МЕХАНИЗМЫ § 58. ПРИНЦИП РАБОТЫ МАЛЬТИЙСКОГО МЕХАНИЗМА Мальтийский механизм применяется при необходимости пре- образования равномерно-вращательного движения в прерывистое. Он состоит из двух основных узлов: эксцентрика и мальтийского Рис. 182. Эксцентрик мальтийского механизма кинопроекто- ров типа К и КПТ-2 (а) и КПЗО-А (б) креста. По числу лопастей мальтийские кресты делятся на трех- лопастные, четырехлопастные и многолопастные. В кинопроекционной аппаратуре обычно применяются четы- рехлопастные мальтийские кресты. Узел эксцентрика показан на рис. 182, а, где 1 — диск с фик- сирующей шайбой А, 2 — палец, 3 — вал. Мальтийский крест (рис. 183) имеет следующие части: 1 — голов- ку, 2 — посадочную часть вала, 3 — хвостовую часть вала (на ней крепится скачковый зубчатый барабан), 4 — лопасть, 5 — перо лопасти, 6 — фиксируемую выемку, 7 — шлиц. Последовательные фазы работы мальтийского механизма при- ведены на рис. 184. I фаза — вход пальца в шлиц креста; здесь О — центр креста, Oi — центр эксцентрика, О2 — центр пальца. Соединив эти 270
центры прямыми линиями, получим треугольник О(\О2, который называется базовым. II фаза — палец прошел такой путь в шлице, при котором крест повернулся на одну лопасть. III фаза — холостой ход эксцентрика. Крест неподвижен, кадр проецируется на экран. При этом фиксирующая шайба Рис. 183. Мальтийский крест Рис. 184. Фазы работы мальтийского механизма скользит по фиксируемой выемке креста, чем достигается неподвиж- ная фиксация креста, а следовательно, и скачкового бара- бана. Таким образом, принцип работы мальтийского механизма заключается в следующем (рис. 185). Эксцентрик 1 вращается с равномерной скоростью от приводного механизма. Палец 2 эксцентрика периодически входит в шлицы мальтийского креста 3, вследствие чего последний поворачивается вместе с зубчатым скачковым барабаном, вытаскивая фильм из фильмового канала на величину шага кадра. Следовательно, при непрерывном враща- тельном движении эксцентрика мальтийский крест вместе с зуб- чатым барабаном осуществляет прерывистое вращение. Прерывистым будет также движение фильма в фильмовом канале. Для равномерного вращения эксцентрика на валу послед- него закреплен маховик 4, который при холостом ходе эксцент- 271
рика (III фаза) запасает энергию, препятствуя благодаря своей инерционности изменению скорости эксцентрика. При рабочем ходе пальца (/ и II фазы) запасенная энергия расходуется для выполнения работы. Скачковый барабан Рис. 185. Схема устройства мальтийского механизма § 59. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ МАЛЬТИЙСКОГО МЕХАНИЗМА При заданном числе лопастей мальтийского креста базовый треугольник дает возможность определить основные параметры мальтийского механизма. Этими параметрами являются (рис. 186): ОО2 ~ R — радиус головки мальтийского креста; О}О2 = г — радиус окружности, по которой вращается центр пальца эксцентрика; OOf = L — межосевое расстояние; 2аи — рабочий угол мальтийского меха- низма, т. е. угол поворота эксцентрика при его рабочем ходе, соответствующий перемещению фильма на шаг кадра; 2(1,, — угол деления креста, определяющий число лопастей мальтийского креста; у — угол входа пальца в шлиц креста. Угол входа у должен быть равен 90°. Действительно, если у =0= 90° (рис. 187), то вектор скорости пальца ив в момент входа не совпадает с осью шлица. Разложив этот вектор, получим нор- мальную составляющую ип, направленную по оси ОО2, и тан- генциальную составляющую vt, направленную перпендикулярно оси 002. Составляющая vt определяет мгновенное приращение ско- рости креста при входе пальца в шлиц. Из рис. 187 видно, что vt = vB sin 6 = vB sin (у — 90°). Если у > 90°, то vt > 0, т. е. в момент входа пальца в шлиц происходит удар. 272
Если у < 90°, то vt < 0, т. е. при входе пальца в шлиц кроме удара крест повернется в сторону, противоположную нормаль- ному вращению, и лишь при дальнейшем вращении пальца крест вернется в исходное положение, после чего будет осуществляться нормальное вращение. Наличие ударов при входе пальца в шлиц креста недопустимо, так как обусловливает быстрый износ как самого механизма, так Рис. 186. Схема углового перемещения кре- ста при повороте эксцентрика Рис. 187. Угол входа пальца в шлиц маль- тийского креста и продвигаемого фильма. Эти удары отсутствуют при у = 90°, ибо при этом Vt = 0. Мальтийский механизм с углом входа у = 90° называется механизмом с нормальным входом пальца в шлиц креста. Углы рк и ан находятся из базового треугольника (см. рис. 186) следующим образом: = (53) где Z — число лопастей креста, ан =-g-- рп = л ^-2 2“'). (54) 18 Кинопроекционная тех-ка 273
В мальтийском механизме с заданным числом лопастей креста параметры L и г могут иметь различные значения, в связи с чем изменяются габариты механизма, но отношение этих параметров остается неизменным. Поэтому отношение —- = К называется постоянной мальтийского механизма, которая определяется так: л sin.-=- Zj Основные параметры мальтийских механизмов приведены в табл. 21 и 22. Таблица 21 ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ МАЛЬТИЙСКИХ МЕХАНИЗМОВ Число лопа- стей креста, Z Угол деления 2₽н Рабочий угол 2а" Постоян ная ме- ханизма К 3 120 60 1,15 4 90 90 1,41 6 60 120 2 8 45 135 2,61 Таблица 22 ПАРАМЕТРЫ ЧЕТЫРЕХЛОПАСТНЫХ МАЛЬТИЙСКИХ МЕХАНИЗМОВ В ПРОМЫШЛЕННОЙ АППАРАТУРЕ * Кинопроектор Диаметр головки креста Ширина головки креста Ширина шлица Диаметр вала креста Диаметр фиксиру- ющей шайбы Диаметр вала эксцент- рика КПЗО-А, КП15-А 45,5 9,5 6 10 38 10 КПТ, К 36 6 4 8 29,4 10 35-СК-1 35,9 8 5 8 29,4 12 КПП-3 36 9 4 10 29,4 10 «Меоптон IV-C» 52 6 5,5 8 44 10 * Все линейные размеры даны в миллиметрах. § 60. КИНЕМАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ФИЛЬМА, ПРОДВИГАЕМОГО МАЛЬТИЙСКИМ МЕХАНИЗМОМ С НОРМАЛЬНЫМ УГЛОМ ВХОДА На рис. 186 в базовом треугольнике ОО^О2 показано, что эксцентрик при рабочем ходе повернулся на некоторый угол гр, вследствие чего центр пальца занял положение О'. Крест при этом повернулся на некоторый угол <р. 274
Чтобы найти зависимость между углом поворота креста и углом поворота эксцентрика, опустим из точки 0'2 на прямую 00 г пер- пендикуляр О'С и запишем из треугольника ОСО'2: _ О’гС ~ ОС Так как О’2С = г Sin а и ОС = ООх — COi — L — г cos а, то . о г sin а ° r L—rcosa sin а L -----cos а г где К — постоянная механизма. Имея в виду, что угол поворота следующее уравнение движения мальтийского креста: <p = pH-arctg^^, (56) причем а = а)1 — ф = ан — coi, где со — постоянная угловая ско- рость эксцентрика; t — время по- ворота эксцентрика. Уравнение движения фильма s найдем, если угол поворота кре- ста ф, выраженный в радианах, умножим на радиус; начальной окружности р скачкового зубча- того барабана: 8 = фр. (57) Подставляя в формулу (57) зна- чение ф из уравнения (56), по- лучим: s = eO«-argtg;^h) • <58) sin а К—cos а ’ Рис. 188. Кривые скоростей'фильма, продвигаемого мальтийским механиз- мом, при <о =150,7 сек-1 и Н =19 .«JH Дифференцируя уравнение (58) по переменной t, найдем урав- нение скорости фильма: К cos а—1 /гп. v = сор . (59) * К2—2/fcosa+l v > Максимальную скорость крест, а следовательно, и продвигае- мый фильм имеют при положении пальца на линии центров 00^, т. е. при угле поворота эксцентрика ф = ан. В этом случае ^макс= д- , (60) где vQ — средняя скорость кинофильма. На рис. 188 приведены кривые скоростей 35-лсж обычного филь- ма, продвигаемого мальтийскими механизмами с числом лопастей 18* 275
Таблица 23 СКОРОСТЬ И УСКОРЕНИЯ 3 5-Л1.Н ФИЛЬМА, ПРОДВИГАЕМОГО МАЛЬТИЙСКИМ МЕХАНИЗМОМ Число лопастей креста, Z Гмакс=^ Абсолютное значение имакс’ м'сек амакс’ ж/сек2 ап—аК' м/сек2 3 '-’макс — 2Оро 9,12 6470 358 4 1’макс = Ю^о 4,56 1475 276 6 Гмакс = 6оо 2,74 412 239 8 '•’макс = '5J’o 2,28 380 228 креста Z = 3, 4 и 6. Эти кривые, построенные по формуле (59), показывают, что у мальтийского механизма vB — 0 и vK = 0; в середине времени прерывистого движения скорость достигает Рис. 189. Кривые ускорения фильма, продвигаемого маль- тийским механизмом, ириса = = 150,7 сек-1 и Н = 19 мм максимального значения; чем меньше число лопастей креста, тем скорость фильма больше. На основании формулы (60) макси- мальная скорость 35-.Ч.М фильма в за- висимости от числа лопастей креста имеет значения, приведенные в табл. 23. Из таблицы видно, что у трехлопа- стного мальтийского креста максималь- ная скорость фильма в 20 раз больше средней скорости и в два раза больше, чем уМакс при использовании четырех- лопастного креста. У четырехлопастно- го креста, в свою очередь, максималь- ная скорость фильма примерно в 1,7 раза больше, чем у шестилопастного креста, в два раза больше, чем у восьмило- пастного креста, и в десять раз больше средней скорости фильма. Уравнение ускорения фильма полу- чается дифференцированием уравнения (59) по переменной t и имеет следующий вид: » К (К2— l)sina * (А2—2К cos a-j-1)2 Характер кривых ускорений 35-лс.и фильма при разных зна- чениях Z, вычисленных по формуле (61), представлен на рис. 189. Рассматривая кривые, а также данные табл. 23, можем сделать следующие заключения: 1) чем меньше число лопастей мальтийского креста, тем мак- симальное ускорение фильма больше; 276
2) кривая ускорения относительно плавно проходит через нуль, причем с увеличением числа лопастей креста переход уско- рения через нуль происходит более плавно. Такой характер изме- нения ускорения является достоинством мальтийского механизма. Ускорения фильма в промышленной кинопроекционной аппа- ратуре, используемой в СССР, имеют значения, приведенные в табл. 24. Таблица 24 Кинопроектор Частота кино- . проекции, кадр/сек Вид кинопроекции Формат филь- ма, мм Шаг кадра, мм Радиус началь- ной окружности скачкового барабана, мм Начальное ускорение филь- ма, м/сек2 Максимальное ускорение фильма, м/сек2 кпт, к, 35-СК-1 24 Обычная или широкоэк- ранная Широкофор- матная 35 19 12,1 276 1475 КПЗО-А, КП15-А 24 70 23,75 15,12 345 1845 КПП-3 25 Панорамная 35 28,5 18,15 455 2400 КПТС-2 24 Стереоскопи- ческая 35 38 24,2 552 2950 «Меоптон IV-C» 25 Обычная и ши- рокоэкран- ная 35 19 12,1 300 1590 Задачи: 1. Определить максимальную скорость фильма, продвигаемого четырех- лопастным мальтийским механизмом в кинопроекторах КПЗО-А, КПП-3, «Меоптон IV-C». 58 Ответ: Гмакс = 5,7 м/сек', 7 м/сек', 4,7 м/сек. 2. Определить максимальное ускорение фильма, продвигаемого четы- рехлопастным мальтийским механизмом в системе «Синерама» с частотой проекции 26 кадр/сек. Ответ: «макс = 2600 м/сек2. § 61. ДИНАМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФИЛЬМА, ПРОДВИГАЕМОГО МАЛЬТИЙСКИМ МЕХАНИЗМОМ С НОРМАЛЬНЫМ УГЛОМ ВХОДА Мальтийский механизм осуществляет прерывистое движение фильма как за счет скачкового зубчатого барабана, тянущего кинофильм за перфорации, так и за счет силы трения, возникаю- щей между фильмом и опорными поясками скачкового барабана. Поэтому усилие продвижения фильма Р мальтийским механизмом состоит из двух слагаемых: силы, действующей на рабочие кром- 277
та. Рис. 190. Схема сил, действующих на фильм во время ускоренного движения скачкового зубчатого барабана ки перфораций Pit и силы трения Ртр между фильмом и опорными поясками барабана: Р = Л + Ртр. Выше [см. формулу (51)] указано, что усилие продвижения фильма определяется суммой сил Ри и F. Таким образом: P = Pl + PTp = PB + F. • (62) Уравнение (62) является уравнением равновесия сил, действу- ющих на фильм, продвигаемый мальтийским механизмом: силы сопротивления Рв и F уравнове- шиваются движущими силами Рх И Ртр- Отсюда можно сделать следующие выводы: 1) так как в силах сопротивления переменной силой является сила Рв, которая изменяется по тому же за- кону, по которому изменяется уско- рение фильма, то максимальная вели- чина силы Pi имеет место в момент, когда положительное ускорение филь- ма максимально; 2) при заданной величине усилия продвижения Р сила Plt определяю- щая износ перфорационных пере- мычек, будет тем меньше, чем большее значение имеет сила трения Ртр. Поэтому динамическая характери- стика фильма, продвигаемого маль- тийским механизмом, оказывается >т того, прижимается ли специально фильм к скачковому зубчатому барабану или нет. Рассмотрим в отдельности каждый из этих случаев: 1. Специальный прижим фильма к скачковому барабану отсут- ствует. На фильм действуют следующие силы (рис. 190) *: 1) сила трения в фильмовом канале, равная Ni (fa + /2), где Ni — сила прижима в фильмовом канале; /1 и /2 — коэффи- циенты трения между фильмом и, соответственно, направляющими и прижимными полозками фильмового канала; 2) сила трения между фильмом и скачковый барабаном, выз- ванная прижимом фильма к барабану вследствие натяжения уча- стка фильма, расположенного до барабана. различной, в зависимости * Здесь и дальше (см. рис. 191 и 200) направление сил показано условно; в действительности силы направлены вдоль нейтрального слоя фильма. 278
Считая, что натяжение Т создается всем участком фильма, движущегося прерывисто, можно записать: Т = -У1 (/1 + /2) + тамакс> где «макс — максимальное значение положительного ускорения; m — масса фильма, участвующего в прерывистом движении. Масса фильма m находится следующим образом: где I — длина фильма, движущегося прерывисто; q — вес погон- ного метра фильма; g — ускорение силы тяжести. Сила трения на поясках скачкового барабана определяется по формуле Эйлера, как указывалось ранее: = 1-^1 (/1 +/г) + т'амакс1 1-’ 3) сила инерции массы фильма, движущегося прерывисто: (Ри макс ~ ТППмакс); 4) сила, действующая на кромки перфораций (Р1Макс)- Уравнение равновесия этих сил записывается следующим образом: N1 (/1 + /г) + тамакс = Р 1макс + + (/1 + /2) + теамакс] 1-’ откуда, решая относительно Р№аКй'. р ______ (/1 + /2)+ maMaKc ‘l макс— ур • Слагаемая У! (Л + /2) представляет собой силу трения в филь- мовом канале F. В данном случае необходимо, чтобы сила трения в канале была не меньше силы Ря макс, так как в противном случае фильм будет продвигаться по инерции. В случае равенства сил F и РИмакс имеем: Л = . (64) е/р Таким образом, максимальная величина силы, действующей на кромки перфораций, тем меньше, чем меньше масса и ускорение амакс фильма, участвующего в прерывистом движении, и чем больше коэффициент трения между фильмом и скачковый бараба- ном и угол обхвата барабана. 279
колодку (см. рис. 159), Рис. 191. Схема сил, действую- щих на фильм при прижиме фильма к скачковому барабану 2. Специальный прижим фильма к скачковому барабану имеется. Как указано выше, сила Рt, действующая на кромки перфора- ций, тем меньше, чем большее значение имеет сила трения между фильмом и опорными поясками скачкового зубчатого барабана. Для увеличения этой силы трения фильм и прижимается к скач- ковому барабану. Для этого применяют полукруглую прижимную причем имеется в виду, что скачковый барабан расположен в непосредствен- ной близости к фильмовому каналу и что выпучивания фильма между филь- мовым каналом и Скачковым барабаном не происходит. В данном случае на фильм дейст- вуют следующие силы (рис. 191): 1) сила трения в фильмовом канале (АДА + УДД; 2) сила инерции массы фильма, дви- жущегося прерывисто (римакс = тамякс); 3) сила трения между фильмом и скачковым барабаном, обусловленная натяжением участка фильма, распо- ложенного до барабана (Ртр); 4) сила, действующая на кромки перфораций (Романе); 5) сила трения между фильмом И ПРИЖИМНОЙ КОЛОДКОЙ * Nzfit где N2 — сила прижима фильма к бара- бану; 6) сила трения между фильмом и опорными поясками скачкового барабана Nzf, вызванная прижи- мом фильма к барабану прижимной колодкой, где / — коэффи- циент трения между фильмом и опорными поясками скачкового барабана. Уравнение равновесия этих сил записывается следующим образом: (/1 + /г) + ^^макс + Уг/1 = Pi макс + + [Wi (/i + /г) + тамакс] 1 /0 ’ отсюда, решая относительно Р'г макс, Pi макс = + _ TV2 (/ _ /J. (65) * Прижимная колодка обычно изготовляется из того же материала, что и направляющие полозки фильмового капала, вследствие чего сохранен тот же коэффициент трения 280
Сравнивая формулы (63) и (65), видим, что при наличии при- жима фильма усилие Романе уменьшилось на величину TV2 (/—/1). Понятно, для этого необходимо соблюдение условия / > /4. Поэто- му в некоторых случаях, например в кинопроекторе КПТС-2, опор- ные пояски скачкового зубчатого барабана делаются из текстолита (/ = 0,22), в то время как коэффициент трения между фильмом и стальной прижимной колодкой /1 = 0,15. В итоге, как показы- вают расчеты, удается силу Р[ макс уменьшить по сравнению с силой РJ макс приблизительна в 1,5—1,7 раза. Но сила Р' макс уменьшается также при равенстве коэффициен- тов трения fi и /2 (например, в кинопроекторах КН-11 и аналогич- ных, КПП-3, 35-СК-1). Это объясняется тем, что при прижиме фильма к барабану можно силу прижима фильма в фильмовом канале N i свести к минимальной величине TVj мин. При отсутствии прижима фильма к скачковому барабану в торможении фильма в момент, когда его отрицательное ускорение имеет максимальное значение, участвует лишь сила трения в фильмовом канале F = N1 (fi -г /2), поэтому величина силы прижима Ni выбирает- ся из расчета полной компенсации инерции фильма. Отсюда Если фильм прижимается к скачковому барабану, то в момент достижения фильмом максимального значения отрицательного ускорения в его торможении участвуют три силы трения: в филь- мовом канале, между скачковым барабаном и фильмом и между прижимной колодкой и фильмом. Все эти три силы, вместе взятые, выполняют ту же функцию, что и одна сила трения в фильмовом канале при отсутствии прижима фильма к барабану. Поэтому в данном случае сила прижима N i может выбираться из расчета частичной компенсации инерции фильма. Как показывает теория, сила ТУщин имеет следующее значение: • (67) И~Г/2 Сравнивая формулы (66) и (67), получаем ‘К^ин ак N1 амакс Из табл. 23 видно, что у четырехлопастного мальтийского механизма ~L- = 0,187, т. е. с точки зрения устойчивости кадра к моменту его остановки в фильмовом канале можно было бы уменьшить силу ЛГ1МПН приблизительно в пять раз. На практике фактическую величину силы прижима в фильмовом канале N[ при наличии прижима фильма к скачковому зубчатому барабану выбирают так: Л\ мин < Л’' < t, чтобы гарантиро- вать выравнивание фильма в плоскости фильмового канала, необ- 281
ходимого для получения равномерной резкости изображения кад- ра по поверхности экрана. В итоге это дает (при / = /j) уменьше- ние силы макс в 1,2—1,4 раза. В табл. 25 приведены величины силы трения в фильмовом кана- ле и силы, действующей на кромки перфораций фильма, продви- гаемого четырехлопастным мальтийским механизмом, в промыш- ленной аппаратуре. Резюмируя изложенное выше, можем следующим образом оце- нить динамическую характеристику мальтийского механизма: 1. Динамическая характеристика мальтийского механизма определяется его кинематическими характеристиками и возмож- ностью частичной компенсации силы, действующей на кромки перфораций, путем прижима фильма к скачковому зубчатому барабану. 2. Так как с увеличением числа лопастей мальтийского креста максимальное ускорение фильма уменьшается, а переход кривой ускорения из положительной в отрицательную область осуществ- ляется более плавно, то при сравнении между собой мальтийских механизмов с различным числом лопастей креста более благо- приятной динамической характеристикой обладают многолопаст- ные мальтийские механизмы. 3. Динамическая характеристика мальтийского механизма имеет следующие особенности: а) кривая усилия продвижения фильма не имеет разрыва; б) усилие продвижения имеет максимальное значение не в на- чале прерывистого движения фильма. Задачи: 1. Определить силу прижима TVi, силу трения F и силу Рщэкс в кино- проекторе КПТ-2 при значениях I, (3, f, /1 и /2, указанных в табл. 25. Ответ: TVi = 660 г, Г = 260 г, Pi макс = 410 г. 2. Определить силы Л^мин, F и -F\MaKC в кинопроекторе КН-11, если i, Л /1, /а и Р имеют значения, указанные в табл. 25. Ответ: мин= 150 г, F = 140 г, Р' макс= 350 г. 3. Определить усилие Р1Макс> действующее на кромках перфораций прерывисто передвигаемого участка 16-.и.« кинофильма длиной I = 200 мм при использовании восьмилопастного мальтийского креста, если /=/4 = = /2 = 0,15, Р = 135°, 7V2~6. Ответ: 55 г. § 62. СВЕТОВОЙ КОЭФФИЦИЕНТ МАЛЬТИЙСКОГО МЕХАНИЗМА Световой коэффициент цсв мальтийского механизма определяет- ся следующим выражением: Лев=’ (68) где Z — число лопастей креста. сб Д' R Ю сб 282 283
Как видно из выражения (68), чем меньше число лопастей мальтийского креста, тем световой коэффициент больше. В зависимости от светового коэффициента время движения фильма £д в фильмовом канале может быть определено по следую- щей формуле: , 1 — Пев ’ Р где р — частота проекции. Задачи: 1. Определить световой коэффициент мальтийского механизма с трех-, четырех- и шестилопастным крестами. Ответ: &/6; 3/4; а/3. 2. Определить время движения фильма £д при использовании трех-, четырех- и шестилопастного мальтийского механизма, если частота проекции р = 24 кадр/сек. Ответ: 1/i44 сек', 1/96сек', !/72 сек. § 63. ВЫБОР ЧИСЛА ЛОПАСТЕЙ МАЛЬТИЙСКОГО КРЕСТА ДЛЯ КИНОПРОЕКЦИИ При выборе числа лопастей мальтийского креста для кино- проекции приходится одновременно решать две противоречивые задачи. С одной стороны, динамическая характеристика улучшается с увеличением числа лопастей мальтийского креста. При прочих равных условиях у трехлопастного мальтийского механизма уси- лие Рциакс примерно в 4,4 раза больше, чем у четырехлопастного механизма, и почти в 16 раз больше по сравнению с шестилопаст- ным крестом; в свою очередь, у четырехлопастного креста Р1макс больше приблизительно в 3,6 раза сравнительно с шестилопаст- ным крестом и почти в четыре раза по сравнению с восьмилопаст- ным крестом. С другой стороны, с уменьшением числа лопастей креста уве- личивается световой коэффициент, вследствие чего с этой точки зрения наиболее выгодным оказывается трехлопастный крест. Таким образом, применение трехлопастного креста нецелесо- образно, исходя из динамической характеристики, а многолопаст- ные кресты невыгодно применять, принимая во внимание световой коэффициент. Поэтому для прерывистого продвижения 35- и 70-льи фильмов применяются четырехлопастные мальтийские механизмы. § 64. ТОЧНОСТЬ ПРОДВИЖЕНИЯ ФИЛЬМА МАЛЬТИЙСКИМ МЕХАНИЗМОМ Для вертикальной устойчивости кадров требуется высокая точность изготовления и сборки основных элементов мальтийского механизма. Наиболее ответственный размер в мальтийском 284
кресте — угол е между фиксируемыми выемками (см. рис. 183). На отклонение угла е от номинальной величины (90° при четырех- лопастном кресте) задается жесткий допуск (не более ±1')- Точ- ность перемещения фильма зависит также от биения фиксируемых выемок, погрешности углового шага скачкового барабана и диа- метрального биения его опорных поясков. Иногда погрешности изготовления и сборки мальтийского механизма складываются алгебраически и, следовательно, взаим- но компенсируются. Однако нужно исходить из того, что мальтий- ский механизм является многофазным, так как при каждом пово- роте креста на одну лопасть будут проявляться свои ошибки и, значит, при переходе от лопасти к лопасти ошибки будут разные. Число фаз определяется числом лопастей креста: чем их боль- ше, тем при прочих равных условиях трудней обеспечить высокую точность передвижения фильма. Поэтому в тех случаях, когда требования точности перемещения фильма особо важны, как, например, в съемочной аппаратуре, мальтийский механизм не применяют. В кинопроекционной аппаратуре, в первую очередь в аппара- туре для 35- и 70-.ИЛ1 фильмов, достижимая мальтийским механиз- мом точность продвижения фильма дает возможность при нормаль- ной эксплуатации аппаратуры обеспечить удовлетворительную вертикальную устойчивость кадра. $ 65. КОНСТРУКТИВНО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ МАЛЬТИЙСКОГО МЕХАНИЗМА Мальтийский механизм представляет собой самостоятельный легкосъемный узел кинопроектора. Механизм отличается большой износоустойчивостью основных частей, которая объясняется срав- нительно удачной динамической характеристикой, благоприятны- ми условиями смазки, выбором износостойких материалов и их термической обработкой. Мальтийский крест изготовляется из хромоникелевой или инструментальной стали, головка и вал креста закаливаются тока- ми высокой частоты до HRC 45—50. Палец эксцентрика изготов- ляется из стали Р-18 или У-8А, фиксирующая шайба — из анти- фрикционного чугуна или стали, втулка вала эксцентрика — из антифрикционного чугуна или бронзы. Срок службы креста и эксцентрика без пальца — 2000— 2400 час, пальца и эксцентричной втулки — 500—1500 час, втулок вала эксцентрика — 1200 час. На рис. 182, «показано устройство унифицированного эксцент- рика кинопроектора типа К. Диск с фиксирующей шайбой штиф- туется на валу. Такое же устройство имеет эксцентрик кинопроек- тора КПТ-2. 285
Устройство эксцентрика мальтийского механизма кинопроек- тора КПЗО-А (КП15-А) показано на рис. 182, б. Вал 1 изготовлен вместе с фиксирующей шайбой А; в диск 2 с противоположных торцов запрессованы пальцы 3 и 4. Первый из пальцев входит в шлицы мальтийского креста, второй — в отверстие камня (на рисунке не показан), в свою очередь входя- щего в паз маховика (см. рис. 352) и играющего роль соединитель- ной муфты. На рис. 183, а показан мальтийский крест кинопроекторов типа КПТ и К. В кинопроекторах КПЗО-А, КП15-А, КПП-3, 35-СК-1, 35-СКПШ применена другая конструкция мальтийского креста Рис. 192. Зазор между фиксирующей шайбой и фиксируемой выемкой (а) и крепление пальца эксцентрика (б) (см. рис. 183, б), которая уменьшает ошибки деления при изго- товлении шлица по сравнению со сквозными шлицами мальтий- ских крестов кинопроекторов типа КПТ и К. В процессе работы трущиеся сопряжения мальтийского меха- низма изнашиваются. Износ сопряжения палец — шлиц создает зазор между паль- цем и шлицем, который приводит к удару при входе пальца; удар ускоряет износ механизма и фильма и вызывает увеличение шума при работе. Предельным износом пальца и шлица считается износ, равный 0,04 мм. Износ сопряжения фиксирующая шайба — фиксируемая выем- ка создает зазор в сопряжении, вследствие чего крест и скачковый барабан при холостом ходе эксцентрика окажутся незафиксиро- ванными. Это вызывает повышенную вертикальную неустойчи- вость кадра. Для устранения зазора, предельная величина кото- рого не должна превышать 0,02—0,03 мм, вал 1 мальтийского креста в кинопроекторах типа КПТ, К, 35-СК-1 (рис. 192, а) вращается в эксцентричной подшипниковой втулке 2. Поворотом втулки приближают крест к эксцентрику до соприкосновения фиксирующей шайбы с фиксируемой выемкой. Износ эксцентричной втулки не должен превышать 0,03— 0,04 мм, а вала креста — 0,01—0,02 мм. При указанной регулировке нарушится плавность входа пальца в шлиц, который вследствие смещения центра креста в точку О' будет упираться в перо лопасти. 286
Для безударного входа пальца посадочную часть пальца 1 (рис. 192, б) обычно делают эксцентричной относительно рабочей части 2, поэтому при повороте пальца в гнезде диска 3 эксцентрика (после ослабления крепежной гайки 4) можно ось пальца при- близить к оси эксцентрика. Для регулирования плавности входа пальца в шлицы креста кинопроекторов КПЗО-А и КП15-А диск 2 может перемещаться перпендикулярно оси эксцентрика (см. рис. 182, б). Для этого в диске имеются два паза; после установки пальца 3 диск скреп- ляется с фиксирующей шайбой четырьмя винтами 5. В общем, мальтийский механизм имеет удобную регулировку и, несмотря на некоторую сложность конструкции, отличается удачными эксплуатационными показателями.
Глава XVIII. ГРЕЙФЕРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ В отечественной передвижной кинопроекционной аппаратуре применяются следующие типы грейферных механизмов: 1) рамочно-кулачковые с поступательно движущейся рамкой (кинопроекторы ПП-16 и ПУ-16); 2) рамочно-кулачковые с качающейся рамкой (кинопроекторы 16-КПЗЛ и 8П-1); 3) кривошипные (кинопроектор «Луч»). В основном используют механизмы первого типа. § 66. ПРИНЦИП РАБОТЫ РАМОЧНО-КУЛАЧКОВЫХ ГРЕЙФЕРНЫХ МЕХАНИЗМОВ Грейферный механизм имеет несколько зубьев, совершающих плоское движение. Прямолинейная траектория, которую описы- вает конец ведущего зуба механизма с поступательно движущейся рамкой, показана на рис. 193, а, криволинейная траектория конца зуба грейферного механизма с качающейся рамкой — на рис. 193, б. В первом случае фильмовый канал прямолинейный, для второй траектории фильмовый канал на рабочем участке грейферного механизма прямолинейный или криволинейный. Работа грейферного механизма состоит из четырех тактов: I такт — вход зуба в перфорацию; II такт — движение зуба вниз — рабочий ход, при этом фильм в фильмовом канале протя- гивается на величину шага кадра; III такт — выход зуба из пер- форации; IV такт — движение зуба вверх — холостой ход. Максимальное перемещение зуба грейфера при рабочем ходе грейферной рамки называется шагом грейфера (Яг). Для беспре- пятственного ввода зубьев гребенки в перфорации шаг грейфера рассчитывается на минимальную усадку фильма. Угол а называется углом входа, угол р — углом выхода. При прямолинейной траектории а = р = 90°, для криволинейной траектории конца зуба грейфера угол входа должен быть близок к 90°, а угол выхода — равен или меньше 90°. 288
На рис. 194 показан рамочно-кулачковый грейферный меха- низм с поступательно движущейся рамкой. Плоский кулачок 1, вращающийся с постоянной угловой скоростью от приводного механизма, помещается между направляющими 2 грейферной рамки 3. Кулачок располагает- ся эксцентрично относительно оси вращения и при вращении осуществляет возвратно-посту- пательное движение грейферной рамки. Таким образом происхо- дят рабочий и холостой ходы, т. е. II и IV такты. При этом рамка перемещается по непо- движным цилиндрическим на- правляющим скалкам 4. При движении рамки вниз зубья 5 грейферной гребенки 6 находят- ся в перфорациях фильма. Для ввода зубьев в перфора- ции и вывода из них, т. е. для I Рис. 193. Прямолинейная (а) и криволи- нейная (б) траектории конца зуба грей- ферного механизма и III тактов, применяется про- странственный кулачок 7, который вращается с постоянной угло- вой скоростью и охватывается лапками 8 грейферной рамки. Рис. 194. Грейферный механизм с поступательно движущейся рамкой Часть поверхности кулачка (рис. 195), расположенная у края, изогнута таким образом, что образуются плоские (Б и Г) и кри- волинейные (Л и В) участки. 19 Кинопроекционная тех-ка 289
Когда между лапками 8 грейферной рамки 3 (см. рис. 194) проходят криволинейные участки А и В кулачка 7, рамка повора- чивается вокруг оси направляющих скалок 4 и зубья гребенки соответственно входят в перфорации или выходят из перфораций. Когда между лапками 8 проходят плоские участки Б и Г, зубья гребенки в горизонтальной плоскости не перемещаются. Таким образом, такты в работе грейферного механизма осу- ществляются совместным и согласованным действием плоского Рис. 196. Грейферный механизм с качаю- щейся рамкой Рис. 195. Пространственный кула- чок грейферного механизма кулачка 1 и пространственного кулачка 7. Чтобы кулачок 1 вращался с равномерной скоростью, на его валу устанавли- вается маховик 9. На рис. 196 приведена принципиальная схема грейферного механизма с качающейся рамкой. Плоский кулачок 1, вращающий- ся с постоянной угловой скоростью от приводного механизма, находится внутри направляющих грейферной рамки 2, имея с ни- ми контакт в четырех точках. В прорези рамки находится непо- движный направляющий палец 3. При вращении кулачка зубья 4 гребенки 5 совершают плоское движение, перемещая фильм в филь- мовом канале на величину шага кадра Нк. § 67. ШАГ ГРЕЙФЕРНОЙ ГРЕБЕНКИ Грейферная гребенка имеет два или три зуба. Шаг гребенки tr (см. рис. 202), т. е. расстояние между одноименными плоскостями двух соседних зубьев, имеет постоянное значение, а сопряженный с ним шаг перфорации tn вследствие усадки фильма является переменным. Поэтому в общем случае tr tn. Если шаг гребенки больше шага перфорации, то ведущий — нижний зуб гребенки, а средний и верхний зубья расположены в перфорациях с зазором. При шаге гребенки, меньшем шага пер- форации,— ведущий верхний зуб гребенки. Таким образом, веду- 290
щим является лишь один зуб гребенки. Наличие нескольких зубьев облегчает продвижение изношенного фильма. В кинопроекторах ПП-16-4, ПУ-16-3 и КПС-16-2 * выполняется неравенство /г < tn. § 68. ПРОФИЛЬ И РАЗМЕРЫ ПЛОСКОГО КУЛАЧКА В качестве элемента, осуществляющего поступательно-возврат- ное движение грейферной рамки, обычно служит плоский кулачок, сумма радиусов которого во всех на- правлениях — величина постоянная. Исходной величиной при построе- нии профиля кулачка является его рабочий угол ар, под которым пони- мают угол поворота кулачка для ра- бочего хода грейферной рамки. За основание для построения ку- лачка принимается равнобедренный треугольник О А В (рис. 197) с внешним углом, равным углу ар, и с центром вращения в точке О. Кулачок строит- ся следующим образом: из точек А и В радиусом АВ проводят дуги АС и BD, из точки О радиусом ОА—ОВ = =В проводится дуга АВ и радиусом OC=OD=r — дуга CD. В результате построения получается теоретический (расчетный) профиль кулачка. Практически такой кулачок не применяется, так как острые углы у вершин А и В приведут к износу кулачка и направляющих грейферной рамки и к образованию зазора между ними. Поэтому острые углы кулачка закругляют, как показано на том же рисун- ке, где АА' = ВВ' = rt — радиус закругления, равный 2—3 мм. Основные параметры плоского кулачка: ар — рабочий угол; Р — угол покоя, т. е. угол поворота кулачка, соответствующий неподвижному положению рамки; В — большой радиус; г — малый радиус. Шаг грейфера Нг связан следующим образом с радиусами кулачка: Hr = R-r. (69) Большой радиус кулачка определяется так: нг 4 sin2 4 * В кинопроекторе КПС-16-2 применен кулисно-грейферный механизм (см. § 77). 19* 291
Из последней формулы видно, что с увеличением угла ар радиус R уменьшается. В табл. 26 приведены параметры плоского кулачка грейфер- ных механизмов кинопроекторов ПП-16-4 и ПУ-16-3. У плоского кулачка грейферного механизма с качающейся рам- кой профиль такой же, как у кулачка грейферного механизма с поступательно движущейся рамкой. Таблица 26 УСИЛИЯ ПРОДВИЖЕНИЯ ФИЛЬМА В УЗКОПЛЕНОЧНЫХ КИНОПРОЕКТОРАХ Длина фильма, Рабочий угол, ° Радиус кулачка, мм Сила тре- ния Макси- мальное Кинопро- движу- в филь- усилие ектор щегося преры- висто, мм кулач- ка “р меха- низма ар R Г ri мовом канале, г жения фильма, г ПП-16-4 180 82 82 15,75 8 2 25—30 45 ПУ-16-3 270 82 82 15,75 8 2 35—40 70 16-КПЗЛ-З 270 82 86,5 6,31 3,21 3,79 30—35 50 КПС-16-2 210 82 58 15,75 8 2 80—90 145 Отличие между этими кулачками заключается в их размерах. В первом случае большой радиус кулачка уменьшается в С раз, где С = у . Отрезки L и I показаны на рис. 196. Обычно в кино- проекционной аппаратуре С = 2—2,5. Уменьшение габаритов кулачка приводит к уменьшению размеров грейферной рамки, а значит, и усилий в механизме. Габариты кулачка грейферного механизма кинопроектора 16-КПЗЛ-З приведены в табл. 26. Для грейферного механизма с качающейся рамкой кроме шага грейфера используется другой параметр — ход кулачка Н = R - г. Ход кулачка связан с шагом грейфера следующим равен- тт HF ством: И — . У грейферного механизма кинопроектора 16-КПЗЛ-З С ~ 2,5 и Н = 3,1 мм. Задачи: 1. Определить радиусы кулачка, если ар = 90° и 77к = 7,62 мм. Ответ: R = 13,01 мм, г = 5,41 мм. 2. Плоский кулачок в грейферном механизме кинопроектора ПП-16-4 имеет рабочий угол ар = 82°. Определить параметры кулачка, если Лг = 7,75 мм. Ответ: /? :15,75.и.и, г = 8 мм, Р = 98°. 292
§ 69. КИНЕМАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ФИЛЬМА, ПРОДВИГАЕМОГО ГРЕЙФЕРНЫМ МЕХАНИЗМОМ С ПОСТУПАТЕЛЬНО ДВИЖУЩЕЙСЯ РАМКОЙ Под кинематическими характеристиками фильма, продвигае- мого грейферным механизмом, понимают зависимость пути, ско- рости и ускорения фильма от угла поворота плоского кулачка. Для получения первой кинематической характеристики — уравне- ния движения фильма — рассмотрим последовательные фазы дви- жения грейферной рамки при ее рабочем ходе, т. е. при повороте кулачка на рабочий угол ар. I II III IV Рис. 198. Последовательные фазы движения грейферной рамки при повороте плоского кулачка на рабочий угол Эти фазы показаны на рис. 198. Положение I является исход- ным. Направление вращения кулачка примем по часовой стрелке. Отсчет углов поворота кулачка будем вести от радиуса ОА. В положении II кулачок повернулся на угол а, причем а <; . Рамка при этом переместилась вниз, и путь ее есть Sj, равный 51 = ОА - ОС. Так как О А = R, а ОС = R cos а, то Si = R (1 — cos а) (70) для 0 <; а <; . В положении III кулачок, продолжая вращаться, повернулся на угол а > "р и рамка прошла путь 5 2, который определяется так: S2 = OD — ОЕ. Так как OD = Rcostp == 7? cos (л — а — Р) = 7?cos (ар — а), а ОЕ = г, то 52 = 7?cos (ар — а) — г (71) ар для -у < а < ар. Наконец, в положении IV кулачок повернулся на рабочий угол: а = ар. В этом случае рамка прошла максимальный путь 7>макс, равный *^макс “ R Г. 293
Максимальное перемещение грейферной рамки соответствует шагу грейфера Нг (5макс = Нг). Следовательно, получаем ранее написанную формулу (69). Уравнения скорости рамки, а следовательно, и фильма полу- чим, дифференцируя по времени уравнения (70) и (71). Рис. 199. Кривые скорости и уско- рения фильма, продвигаемого грейферным механизмом кино- проектора ПП-16-4 Тогда, имея в виду, что а — со?, где со — постоянная угловая скорость плоского кулачка, a t — время поворота кулачка, получим: = ^- -^ со/? sin со? = 2лр7? sin а, (72) где со = 2лр, причем р — частота кинопроекции, и ц2 = — со/? sin (ар — со?) = 2лpR sin (ар — а). (73) Уравнения ускорения грейферной рамки или фильма получим, дифференцируя уравнения (72) и (73) по времени: «J = — = со2/? cos at — itfpZR cos a (74) и a2 ~ = — co2/? cos (ap — co?) = —4л2/?2/? cos (ap — a) (75) Ускорение имеет максимальное значение в начале (а — 0) и конце (а — ар) рабочего хода рамки, т. е. «макс = «н = «к = i a~R — J; 4л"p~R, (76) где ая и ак — начальное и конечное ускорения. 294
С учетом выражения (76) формулы (74) и (75) можно предста- вить так: Й! = Ямакс COS а, (77) — ймакс cos (ар ct). (78) Кривые скорости и ускорения фильма, продвигаемого грей- ферным механизмом кинопроектора ПП-16-4, приведены на рис. 199. Как видно из рисунка, положительным свойством дан- ного грейферного механизма является сравнительно малая величи- на максимального ускорения фильма — 356 м/сек?. Вместе с тем кривая ускорения менее благоприятна, чем у мальтийского меха- низма. Это видно из того, что в середине времени движения ускоре- ние резко меняет знак и максимальное значение ускорение имеет в начале и в конце прерывистого движения фильма. Задачи: 1. Определить максимальную скорость 16-льи фильма, продвигаемого грейферным механизмом, если ап = 60, 90 и 120°. Ответ: 2,13; 1,38; 0,99 м/сек. 2. Определить максимальное ускорение 16- и 35-.и.ч фильмов, про- двигаемых грейферным механизмом, если ар = 60, 90 и 120°. Ответ: амакс1в = 643; 295; 172м/сек2, Омаке 35 = 1610; 738; 431 м/сек2. § 70. ДИНАМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФИЛЬМА, ПРОДВИГАЕМОГО ГРЕЙФЕРНЫМ МЕХАНИЗМОМ С ПОСТУПАТЕЛЬНО ДВИЖУЩЕЙСЯ РАМКОЙ Динамическая характеристика фильма, продвигаемого грей- ферным механизмом, представляет собой зависимость усилия продвижения фильма от угла поворота плоского кулачка. У грей- ферного механизма прерывистое движение фильма осуществляет- ся лишь с помощью зубьев, тянущих фильм за перфорации, поэтому усилие продвижения фильма Р численно равно силе Р действующей на кромки перфораций. В этом заключается сущест- венное различие между грейферным и мальтийским механизмами, так как у последнего, как указано выше, в продвижении фильма принимает участие сила трения, возникающая между фильмом и опорными поясками скачкового зубчатого барабана. Рассмотрим, какие силы действуют на фильм, передвигаемый грейферным механизмом, в какой-либо момент движения, когда ускорение фильма положительно. Схема действующих сил представлена на рис. 200, где приняты следующие обозначения: N — сила прижима фильма в фильмо- вом канале; и /2 — коэффициенты трения между фильмом и на- правляющими и прижимными полозками фильмового канала (соот- ветственно); т — м^сса фильма, движущегося прерывисто. 295
На фильм действуют следующие силы: 1) сила трения в фильмовом канале N + /2); 2) сила инерции массы фильма т, движущегося прерывисто с максимальным ускорением ямакс (/тглмакс); 3) усилие продвижения фильма (Рмакс). Уравнение равновесия этих сил записывается так: Рмакс — N (/1 + /2) + та макс* (79) На рис. 201 представлена кривая усилия продвижения филь- ма грейферным механизмом кинопроектора ПП-16-4, построенная Рис. 200. Схема сил, дей- ствующих на фильм, про- двигаемый грейферным ме- ханизмом по формуле (79). Как видно из рисунка, максимальное усилие имеет место в начале движения фильма; усилие прилагается мгно- венно; в середине времени движения ^а = -^- = 410^ усилие резко меняет знак. Таким образом, характер приложения и изменения усилия неблагоприятный. Вместе с тем абсолютное значение Рмакс неве- лико — приблизительно 45 г (см. табл. 26). 296
Задача: Длина 16-Л4М фильма, прерывисто продвигаемого грейферным меха- низмом с рабочим углом плоского кулачка ар = 90°, составляет 200 мм. Определить максимальное усилие продвижения фильма. Ответ: Рмакс = 37>7 г. § 71. СВЕТОВОЙ КОЭФФИЦИЕНТ ГРЕЙФЕРНОГО МЕХАНИЗМА С ПОСТУПАТЕЛЬНО ДВИЖУЩЕЙСЯ РАМКОЙ У грейферного механизма время движения фильма £д в филь- мовом канале на величину шага кадра соответствует повороту плоского кулачка на рабочий угол ар, а период работы механиз- ма Т — одному полному обороту плоского кулачка. Поэтому, исходя из формулы (52), световой коэффициент определяется следующим образом: ncB=l-lF- <80> Из формулы (80) видно, что световой коэффициент тем больше, чем меньше рабочий угол кулачка. Однако уменьшение рабочего' угла кулачка сопряжено с увеличением усилия продвижения фильма. Поэтому кулачки с малым рабочим углом невыгодно применять, исходя из динамической характеристики фильма, в то время как кулачки с большим рабочим углом нецелесообразны с точки зрения светового коэффициента. В узкопленочных аппаратах ПП-16-4 и ПУ-16-3 световой коэф- фициент равен Чо.->-Ю = 0'77- § 72. ТОЧНОСТЬ ПРОДВИЖЕНИЯ ФИЛЬМА ГРЕЙФЕРНЫМ МЕХАНИЗМОМ Точность продвижения фильма грейферным механизмом зави- сит от точности изготовления его деталей: кулачка, рамки и на- правляющих скалок. Наиболее существенное требование, предъ- являемое к кулачку,— отсутствие смещения центра дуг радиусов R и г относительно оси вращения кулачка; величина смещения не должна превышать ±0,01 мм- К плоскому кулачку предъявляется жесткое требование в отно- шении точности изготовления по наружному размеру (±0,01 мм) и при сборке его с грейферной рамкой добиваются получения натяга в пределах 0,01—0,02 мм. Зазор между втулками грейфер- ной рамки и направляющими скалками не должен превышать 0,01—0,02 мм. 297
Следует иметь в виду, что грейферный механизм является однофазным механизмом. Это значит, что неизбежные при изготов- лении и сборке погрешности сказываются при перемещении каж- дого кадра более или менее одинаково и существенно не снижают точности работы механизма. Поэтому грейферный механизм в отно- шении точности перемещения фильма в принципе имеет преиму- щества перед мальтийским механизмом. § 73. КОНСТРУКТИВНО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ГРЕЙФЕРНОГО МЕХАНИЗМА На рис. 202 показана конструкция грейферной рамки кино- проекторов ПП-16-4, ПУ-16-3, КПС-16-2. Отогнутые края В грейферной рамки 1 образуют направляю- щие, между которыми устанавливается плоский кулачок (на рисун- ке не показан). Рамка имеет гребенку с тремя зубьями 2, 3 и 4, Рис. 202. Конструкция грейферной рамки из которых зуб 2 приварен газовой сваркой. На рабочую поверх- ность верхнего зуба наваривается пластинка из твердого сплава ВК-6. В рамке развальцованы бронзовые втулки 5. Направляю- щие рамки изготовляются из стали и закаливаются, плоский кула- чок — из текстолита и проваривается в масле; направляющие скалки (см. рис. 194) — из хромистой стали с последующей закалкой. Грейферный механизм смазывается с помощью фетровой (вой- лочной) подушки. Маслоотражающая пластинка 6 предохраняет гребенку от попадания масла. Грейферный механизм имеет малые габариты, незначительный вес и простую конструкцию. В узкопленочных кинопроекторах масса прерывисто передви- гаемых частей (фильма и грейферной рамки) незначительная, следовательно, усилия трения невелики. Это обстоятельство с уче- 298
том подбора высококачественных материалов, точности обработки и сборки позволяет довести срок службы грейферного механизма до 1500—1800 час. Износ рабочих поверхностей направляющих грейферной рамки и плоского кулачка приводит к образованию зазора между ними, который снижает точность транспортировани® фильма на шаг кадра и повышает шум в работе механизма. Изношенные зубья грейферной гребенки вызывают ускорен- ный износ перфорационных перемычек фильма. § 74. ТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ГРЕЙФЕРНОГО МЕХАНИЗМА С КАЧАЮЩЕЙСЯ РАМКОЙ Грейферный механизм с качающейся рамкой в кинопроекторе 16-КПЗЛ-З имеет следующие технические показатели: 1) кинематические характеристики не имеют принципиальных отличий и преимуществ по сравнению с грейферным механизмом с поступательно движущейся рамкой. Максимальное ускорение «макс = 320 м1сек2, максимальное усилие продвижения фильма Г’макс = 50 г (см. табл. 26); а' 2) световой коэффициент т]св = 1 —t—j , где ар — рабочий угол грейферного механизма. У грейферного механизма с поступательно движущейся рам- кой рабочий угол механизма ар равен рабочему углу кулачка ар. У грейферного механизма с качающейся рамкой «р = аР ± Y, где у — угол качания грейферной рамки. Если во время рабочего хода кулачок и рамка поворачиваются навстречу друг другу, то рабочий угол механизма уменьшается на величину угла у, при совпадении направления вращения кулачка и рамки рабочий угол механизма увеличивается на угол у. В кинопроекторе 16-КПЗЛ-З применен второй из указанных вариантов, угол у = 4°30' и рабочий угол механизма ар = 86°30'; таким образом, в этом кинопроекторе т]св ~ 0,76; 3) траектория фильмового канала в месте протягивания филь- ма криволинейная; 4) механизм позволяет применить оригинальный способ сов- мещения кадра с кадровым окном (см. § 95, рис. 257); 5) механизм отличается еще большей простотой, чем грейфер- ный механизм с поступательно движущейся рамкой; размеры кулачка, как указано выше, при одинаковом с кинопроекторами ПП-16-4 и ПУ-16-3 рабочем угле (ар = 82°) уменьшены в 2,5 раза. Кулачок изготовляется из текстолита, рамка — из пластмассы, двузубая стальная грейферная гребенка приклепана к рамке. 299
Рис. 203. Принципиальная схема кри- вошипно-кулисного грейферного ме- ханизма Смазка механизма местная. В любительских кинопроекторах 8П-1 и других, где применя- ются грейферные механизмы с качающейся рамкой, обычно с по- мощью пружины плотно прижимается кулачок к рамке (силовое замыкание), благодаря чему между ними при износе не обра- зуется зазора. ♦ Из-за малого шага 8-мм фильмов (/7К = 3,81 мм) большой радиус кулачка даже при весьма малых рабочих углах (50—60°) получается сравнительно небольшим. Поэтому при допустимых усилиях продвижения фильма (25—35 г при частоте проекции 24 кадр!сек) удается получить зна- чительный световой коэффициент— 0,83-0,86. § 75. КРИВОШИПНЫЕ ГРЕЙФЕРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ Кривошипно-кулисный с качающейся кулисой применен в кинопроекторе «Луч». Принципиальная схема меха- низма показана на рис. 203. От электродвигателя посредст- вом ремня 1 и шкива 2 приводится во вращение ведущий кривошип 3 с закрепленным на нем одноло- пастным дисковым обтюратором 4. Палец 5 кривошипа вертикально перемещает (рабочий и холостой ходы) шатун 6 (гребенку с двумя зубьями). На валу 7, вращаю- щемся от зубчатой передачи 8 и 9, закреплен кулачок 10, который, соприкасаясь своим рабочим профилем с кулисой 11, качает по- следнюю вокруг оси 12, вследствие чего через палец 13 произво- дится ввод зубьев в перфорации. Для вывода зубьев из перфораций используется плоская пру- жина 14. При одном обороте кулачка 10 ведущий кривошип 3 делает три оборота, из которых два оборота холостые. Это обеспе- чивает значительный световой коэффициент, равный примерно 0,85.
Глава XIX. МЕХАНИЗМЫ ПРЕРЫВИСТОГО ДВИЖЕНИЯ С УСКОРИТЕЛЯМИ Механизмы прерывистого движения с ускорителями применя- ются для повышения светового коэффициента. § 76. КУЛИСНО-МАЛЬТИЙСКИЕ МЕХАНИЗМЫ Кулисно-мальтийские механизмы делятся на две разновидно- . сти: с ведущей и ведомой кулисами. Принципиальная схема мальтийского механизма с ведущей ку- лисой приведена на рис. 204. На кулисном диске 1, вращающемся с постоянной угловой ско- ростью от приводного меха- \ I \ ? / ла&ъ низма, имеется паз 2, по ко- торому скользит палец 3, то \ \ приближаясь к центру вр а- щения диска, то удаляясь от И него. Палец3 укреплен на ры- чаге 4 вала 5 эксцентрика. 8^^-___2 На ЭТОМ валу жестко укреп- ри0 204. Схема кулисно-мальтийского меха- лен диск 6 с пальцем 7 и низма фиксирующей шайбой 8. Па- лец 7 входит в шлицы мальтийского креста 9. Так как ось враще- ния рычага 4 не совпадает с осью вращения кулисного диска 1, то при равномерном вращении кулисного диска вал 5 вращается неравномерно: угловая скорость рычага, а следовательно, и эксцент- рика будет увеличиваться по мере удаления пальца 3 от центра кулисного диска 1. Взаимное расположение звеньев кулисно-мальтийского меха- низма подбирается так, что во время рабочего хода эксцентрика его угловая скорость возрастает, а при холостом ходе — умень- шается, хотя число оборотов эксцентрика по-прежнему соответ- ствует частоте кинопроекции. Следовательно, время прерывистого движения скачкового зубчатого барабана и передвигаемого фильма уменьшается, а световой коэффициент повышается. 301
У мальтийского механизма с ведомой кулисой детали 1 и 4 меняются местами: рычаг вращается от приводного механизма, а кулиса вращает с переменной угловой скоростью вал эксцент- рика. На рис. 205 приведены базовые треугольники кулисно-мальтий- ских механизмов, где О, Оу и О3 — соответственно центры маль- тийского креста, эксцентрика и кулисы, О2 и О4 — центры паль- цев эксцентрика и кулисы, 0Н — половина рабочего угла кулисно- мальтийского механизма. Рис. 205. Базовые треугольники кулисно-мальтийских механизмов с ведущей (а> и ведомой (б) кулисами Отрезок ОуО3 = С называется эксцетриситетом ку- лисного механизма, а отрезок ОуО.у = Ry или О3О4 = R2— с радиусом кривошипа эксцентрика. Отношение д- = Ку Q ИЛИ д- = К2 является постоянной кулисно-мал ь- 1’2 тийского механизма. Из треугольника ОуО3О/, (рис. 205, а) можно получить, что (81> 1 Sin 0Н ' ' где ан — половина рабочего угла обычного мальтийского меха- низма без ускорителя. Постоянная Ку может изменяться от 0 до 1. При Ку = О эксцентриситет С = 0, механизм работает как обычный мальтий- ский механизм. При Ку = 1, когда С = Ry, из формулы (81) о — J3"- он- 2 • Таким образом, теоретически у мальтийского механизма с ве- дущей кулисой рабочий угол может быть уменьшен в два раза, практически в 1,5—1,75 раза. У мальтийского механизма с ведомой кулисой (рис. 205, б) из треугольника ОуО3О^ легко получить, что к2 =sin <ан—ад /82\ г sin ан ' ' 302
Как и в предыдущем случае, О < К2 < 1- При К2 = 1 из формулы (82) имеем 0н = О. Таким образом, у мальтийского механизма с ведомой кулисой можно как угодно уменьшать рабочий угол механизма. В этом заключается его преимущество. В свою очередь, при прочих рав- ных условиях ускорения фильма будут меньше у мальтийских механизмов с ведущей кулисой. Мальтийские механизмы с ускорителями иногда используются в кинопроекторах для 35- и 70-.м.и фильмов. Так устроен мальтий- ский механизм кинопроекторов КПЗО-А и КП15-А, причем в выпу- щенных аппаратах эксцентриситет С = 0 и, следовательно, уско- ритель отключен. Переходя к узкопленочной аппаратуре, осветим прежде всего следующий вопрос: какой м. п. д.— мальтийский или грейфер- ный — более благоприятен для кинопроекционной аппаратуры, в том числе узкопленочной? Из перечисленных выше требований, предъявляемых к м. п. д. (см. гл. XVI), в кинопроекционной аппаратуре, предназначенной для обычных видов кинопоказа, наиболее важными являются те, которые обеспечивают минимальный износ фильма, сопровождае- мый относительно высоким световым коэффициентом, и максималь- но возможный срок службы механизма. Следовательно, наиболее важные показатели м. п. д. в обычных кинопроекторах — кине- матические характеристики и световой коэффициент. Какие же механизмы — мальтийские или грейферные — лучше удовлетворяют этим требованиям? Рамочно-кулачковые грейферные механизмы по сравнению с мальтийскими механизмами имеют следующие основные пре- имущества: 1) большая точность продвижения фильма на шаг кадра; 2) меньшая величина ускорения фильма при прочих равных условиях; 3) меньшие габариты и вес. В свою очередь, мальтийские механизмы имеют следующие преимущества: 1) несмотря на большую величину ускорения по сравнению с грейферными механизмами, обеспечивается меньший износ фильма благодаря удовлетворительным кинематическим характеристикам и возможности перераспределения усилий продвижения фильма; 2) значительный срок службы благодаря износостойкости основных деталей и обильной смазке; 3) удобства регулирования и замены изнашивающихся частей в процессе ремонта. Это краткое сопоставление показывает, что в общем мальтий- ские механизмы лучше отвечают основным требованиям, предъяв- 303
ляемым к м. п. д. кинопроекционной аппаратуры. При этом современная технология позволяет изготовлять мальтийские механизмы с точностью, достаточной для качественной проекции 35- и 7O-.it.it фильмов. Однако в узкопленочной аппаратуре применение обычных четы- рехлопастных мальтийских механизмов нецелесообразно. Это объясняется главным образом тем, что малые размеры скачкового зубчатого барабана (диаметр делительной окружности 9,7 мм} ускоряют износ фильма вследствие сильного изгиба его на барабане и зацепления с фильмом одного-двух зубьев. Поэтому в узкопленочных кинопроекторах обычно применяются грейферные механизмы, где их недостатки сказываются относи- тельно слабее, так как усилия продвижения фильма и усилия в звеньях механизма здесь значительно меньшие, чем в кинопро- екторах для 35- или IQ-мм фильмов. Для увеличения диаметра скачкового барабана в узкопленоч- ных кинопроекторах можно использовать мальтийские механизмы с многолопастными крестами (обычно восьмилопастными). Одна- ко, поскольку они имеют низкий световой коэффициент, прихо- дится сочетать их с соответствующими ускорителями. § 77. КУЛИСНО-ГРЕЙФЕРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ Рис. 206. Схема кулисно-грейфер- ного механизма Так как ось маховика Кулисно-грейферные механизмы могут быть с ведущей и ведо- мой кулисами. Рамочно-кулачковый грейферный механизм с ведомой кулисой применен в стационарном узкопленочном кинопроекторе КПС-16-2. Принципиальная схема механиз- ма дана на рис. 206. Шестерня 7, вращающаяся от приводного меха- низма, жестко связана с маховиком 2 и пространственным кулачком 3. Маховик установлен на шариковые подшипники 4, смонтированные на оси 5. В маховик запрессован палец 6, входящий другим своим концом в пря- моугольный камень 7. Последний входит в паз, имеющийся на плоском кулачке 8, находящемся между на- правляющими 9 грейферной рамки. Вал 10 плоского кулачка вращается в шариковых подшипниках 11. смещена относительно оси кулачка (эксцентриситет кулисно-грейферного механизма), то при равно- мерном вращении маховика плоский кулачок, выполняющий в данной схеме роль ведомой кулисы, вращается с переменной 304
угловой скоростью. Рабочий ход кулачка, а значит, и движение фильма в фильмовом канале происходят тогда, когда угловая скорость кулачка возрастает, а холостой ход осуществляется при уменьшении угловой скорости плоского кулачка. Показатели механизма приведены в табл. 26: рабочий угол механизма 58° при рабочем угле кулачка 82°. Максимальное уско- рение фильма при частоте проекции 25 кадр/сек — 925 м/сек2, уси- лие продвижения фильма 145 г. Малый рабочий угол механизма, соответствующий времени прерывистого движения фильма 6,4 м-сек, позволил осуществить в кинопроекторах КПС-16-2 и КПС-16-2А безобтюраторную кино- проекцию при использовании в качестве источника света ксеноно- вой лампы, питаемой переменным током. Отметим, что использование обычного грейферного механизма с рабочим углом 58° привело бы к значительному увеличению габа- ритов кулачка (R = 30,4 мм), правда, при этом максимальное ускорение фильма было бы на 23% меньше, чем при механизме с ведомой кулисой (амакс = 750 м/сек2). Зато увеличение размеров кулачка приведет к росту усилий в звеньях механизма.
Глава XX. ФИЛЬМОВЫЕ КАНАЛЫ Для того чтобы изображение кадра на экране было резким и устойчивым, проецируемый кадр должен находиться в строго определенном положении относительно проекционного объектива и не иметь смещения в момент проекции как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. В кинопроекторе для этого служит фильмовый канал, к которому предъявляются следую- щие основные требования: 1) удерживать проецируемый кадр в фиксированном положе- нии относительно кадрового окна и объектива; 2) иметь устройства, исключающие самопроизвольные верти- кальное и горизонтальное перемещения проецируемого кадра фильма; 3) не повреждать поверхность фильма, несущую изображение и фонограмму; 4) обеспечивать удобство зарядки фильма, регулирования и легкий доступ к деталям для их чистки. Фильмовый канал (рис. 207) обычно состоит из двух частей: неподвижной части — основания а, жестко прикрепляемого к кор- пусу кинопроектора, и подвижной части — дверцы б, которая может либо поворачиваться относительно основания на некото- рый угол (как показано на рисунке), либо отодвигаться от него на некоторое расстояние. В желобе литого основания помещается вкладыш 1, связан- ный с основанием. Фильм прилегает к вкладышу не по всей его ширине, а лишь по выступающим поверхностям (полозкам) вкла- дыша в, к которым прилегают перфорационные дорожки. Таким образом исключается возможность повреждения поверхности фильма, несущей изображение и фонограмму. В желобе основания или непосредственно на вкладыше на опре- деленном расстоянии друг от друга, зависящем от формата фильма, находятся боковые направляющие 2, предохраняющие фильм от горизонтальных перемещений. Для этой же цели в верхней части основания фильмового канала расположен поперечно-направляю- щий ролик 3, вращающийся на оси 4. Посредством резьбовой втулки 5, ввинчиваемой в отверстие, имеющееся в основании, ролик 306
Рис. 207. Фильмовый канал кино- проектора КН-11 можно переместить вдоль оси и правильно выставить его относи- тельно других деталей фильмового канала. Втулка 5 зажата в хомуте 6 винтом 7. В некоторых фильмовых каналах (например, кинопроекторов КПТ-2, КПТ-3) имеется поперечно-направляющий ролик и лишь одна (наружная) боковая направляю- щая. Винты-оси 8 с гайками служат для шарнирного крепления откидной дверцы б к основанию канала. В осно- вании и в дверце фильмового канала имеются большие прямоугольные окна г для прохода света. Размеры проецируемого изобра- жения кадра (табл. 27) определяются прямоугольным вырезом — кадровым окном, образованным во вкладыше или в планке 9. Кадровое окно с за- кругленными углами имеет несколь- ко меньшие размеры, чем кадр, для того чтобы на экран не проецировать границы кадра. Допуская, что плоскости филь- ма и кадрового окна совмещены, размеры проецируемого изображе- ния принимаем равными^размерам кадрового окна. В пазах дверцы помещаются подпружиненные прижимные полозки 10, изготовленные из стали, текстолита или проваренного» Таблица 21 РАЗМЕРЫ ПРОЕЦИРУЕМОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ФОРМАТОВ КИНОФИЛЬМА И ВИДОВ КИНОПРОЕКЦИЙ Вид кинопроекции Формат фильма, мм Размеры проецируе- мого изображения, мм ГОСТ или нормаль ши- рина высо- та радиус закруг- лений (мак- симум) Обычный 35 20,7 15,2 0,15 ГОСТ 2944—565 Широкоэкранный (со сте- реофонической и мо- нофонической фоно- граммами) 35 21,2 18,1 0,15 ГОСТ 11252—65 Широкоформа тный 70 48,5 22 0,50 ГОСТ 11253—65 Обычный 16 9,45 7,05 0,50 ГОСТ 2943—59, Обычный 8 4,4 3,25 0,25 ГОСТ 9217—59 20* 307
в парафине бука. При закрытой с помощью защелки 11 дверце полозки 10 прижимают фильм по перфорационным дорожкам к полозкам вкладыша (кадровой рамки). Давление прижимных полозков может быть нерегулируемым и регулируемым. В передвижных кинопроекторах давление обычно не регули- руется, а обеспечивается при сборке фильмового канала подбором жесткости пружин 1 (рис. 208), связанных с шайбами 2 (12 на рис. 207). Давление пружин через планки 3 передается прижим- ным полозкам 4, которые прижимают фильм к вкладышу 5. Последний связан с основанием фильмового канала штифтами 6, входящими в отверстия основания (байонетное соединение), Рис. 208. Разрез фильмового ка- нала кинопроектора KH-il Рис. 209. Разрез фильмового [канала кинопроектора КПТ-2 и фиксируемыми плоскими пружинами 7. В фильмовых каналах некоторых кинопроекторов (типа ПП-16) вместо прижимных полозков применена прижимная рамка, давление которой также не регулируется. Таким образом, в передвижных кинопроекторах исключена возможность неправильной регулировки силы трения в фильмовом канале в процессе эксплуатации. На рис. 209 дан разрез фильмового канала стационарного кинопроектора КПТ-2, из рассмотрения которого можно уяснить устройство, позволяющее регулировать давление прижимных полозков. Основание 1 фильмового канала крепится к проекцион- ной головке. На нем укреплена квадратная боковая направляю- щая 2 и легко съемная кадровая рамка 3. На дверце 4, откидываю- щейся в сторону объектива, установлены пластмассовые прижим- ные полозки 5, на которые под действием пружин 6, степень сжатия которых регулируется гайками 7, давят планки 8. Слишком сильное давление прижимных полозков (рамки) вызывает повышенный износ перфорационных перемычек, слишком малое давление приводит к неустойчивому положению кадра 308
в момент его проецирования, т. е. к вертикальному качанию изображения. Для определения силы прижима фильма в фильмовом канале пользуются грузом или динамометром, с помощью которого фильм, заряженный в фильмовый канал, вытягивается из него. Прижим полозков должен быть таким, чтобы усилие, прилагаемое к филь- му при его движении в фильмовом канале, находилось в пределах, указанных в табл. 25 и 26. При проецировании новых фильмов на деталях, с которыми соприкасается фильм эмульсионной стороной, оседает эмульсион- ная пыль. С течением времени, и особенно из-за нагрева, она затвердевает, образуя наросты, называемые нагаром. Нагар приводит к образованию царапин и даже надрезающих полос; особенно интенсивно он образуется на деталях фильмового канала, в частности на кадровой рамке. Нагар можно удалять скребком из мягкого металла (алюминий, медь). Для борьбы с образованием нагара при проецировании новых фильмов поль- зуются кадровой рамкой, у которой полозки покрыты замшей. При проецировании старых фильмов, у которых эмульсион- ный слой более твердый, нагар образуется в значительно меньшей степени. Использовать в этом случае кадровые рамки, покрытые замшей, не рекомендуется, так как при разрывах перфорации, стрижках и других повреждениях перфорационных дорожек зам- ша может вызвать разрыв фильма. Большие полезные световые потоки, которыми обладают совре- менные кинопроекционные аппараты, обеспечиваются весьма мощ- ными источниками света. Как указывалось, помимо полезного светового излучения источники света содержат в своем спектре значительное количество невидимого, в основном инфракрасного излучения. Эти невидимые, бесполезные для проекции лучи оказы- вают вредное влияние на фильм: нагревают его, повышают усадку и приводят к нарушению резкости изображения на экране вслед- ствие прогиба фильма в фильмовом канале. Фильм нагревается в результате поглощения лучистой энер- гии, плотность которой измеряется в ваттах, приходящихся на квадратный миллиметр (вт/мм2). Плотность потока лучистой энергии в кадровом окне в современных кинопроекторах находится в пределах 0,35—1,00 вт/мм?. Это весьма большая величина. Для сравнения можно указать, что плотность лучистого потока, посылаемого на землю солнцем, находящимся в зените, составляет 0,001 вт./мм2, т. е. примерно в 300—1000 раз меньше, чем в кад- ровом окне. Нагрев фильма под воздействием лучистой энергии зависит от оптической плотности фильма, т. е., по существу, от поглощающих свойств эмульсионного слоя, так как основа фильма обладает малым поглощением энергии. Температура эмульсионного слоя, 309
движущегося мимо кадрового окна фильма, достигает примерно 100° С. Цветной фильм нагревается несколько меньше, потому что поглощение инфракрасного излучения красителями, образу- ющими цветное изображение, сравнительно мало. Нагрев фильма происходит не мгновенно, а непрерывно в тече- ние всего времени просвечивания кадра в кадровом окне. При этом температура кадра вначале повышается быстро, затем несколько падает при пересечении пучка света дополнительной лопастью обтюратора, а затем снова повышается в период второго просвечивания кадра. За счет распространения тепла, исходящего от эмульсионного слоя, будет нагреваться основа фильма, но степень нагрева ее по толщине неравномерна. В наибольшей степени нагревается та часть основы, которая обращена к эмульсионному слою. В кон- це периода просвечивания кадра примерно 12—15% всего тепла находится в эмульсии, а остальная часть — в основе. Указанные явления приводят к короблению фильма (прогибу) в фильмовом канале вскоре после начала просвечивания кадра и к нерезкому изображению его на экране. Это сильно проявляется при широко- экранной и особенно широкоформатной кинопроекциях. Прогиб фильма может быть положительным, когда эмульсион- ный слой расположен на вогнутой стороне фильма (смещение сере- дины кадра в сторону объектива), и отрицательным,— когда эмульсионный слой расположен на выпуклой стороне фильма (сме- щение середины кадра в сторону источника света). Фильм в холод- ном состоянии имеет положительный прогиб, величина которого зависит от длительности и условий эксплуатации фильмокопии. Отрицательный прогиб образуется во время проецирования фильма. Экспериментально установлено, что для дуг высокой интен- сивности при плотности лучистой энергии в кадровом окне до 0,4 вт/мм2 возникает отрицательный прогиб, который носит обратимый характер; при плотностях 0,4—0,6 вт!мм2 происходит еще дополнительное остаточное выпучивание фильма (участки кадра с различной оптической плотностью смещаются различно); при плотностях 0,7—0,8 вт/мм2 наблюдается явление, называемое «смещение фокуса» (различное смещение середины кадра у пла- нов фильма с различной оптической плотностью), что требует дополнительной фокусировки проекционного объектива. Дефор- мация кадра в рассмотренных выше случаях не вызывает замет- ной Дтерезкости изображения на экране, если смещение середины кадра не превышает глубины резкости объектива. При плотностях лучистой “энергии в кадровом окне более 0,8 вт/мм2 возникает изменение направления прогиба кадра во время его проекции, т. е. отрицательный прогиб переходит в поло- жительный. Это явление исключает получение резкого изображе- ния на экране. 310
Если плотность лучистой энергии достигнет 1,2—1,3 вт/мм2, то в основе и эмульсионном слое фильма образуются пузырьки. Фильм с пузырьками для проекции не пригоден. В прямолинейных фильмовых каналах, при прочих равных условиях, пульсация кадров оказывается больше, чем в криво- линейных каналах. Объясняется это тем, что при изгибе фильма жесткость его увеличивается и прогибание фильма под воздействием лучистой энер- гии источника света умень- шается по сравнению с филь- мом, расположенным плоско. Применение криволиней- ных каналов особенно необхо- димо при проецировании 70-зш фильмов. Криволиней- ные фильмовые каналы имеют вогнутость, обращенную к объективу (рис. 210). Радиус кривизны принимают рав- ным 200—300 мм, что со- Направление световых луче? Рис. 210. Схема криволинейного фильмово- го канала ответствует радиусу кривизны поля применяемых объективов. Таким образом обеспечивается резкость изображения на экране как в центре его, так и на краях. Для увеличения жесткости фильма его можно изгибать как в продольном, так и в попе- речном направлении. В последнем случае жесткость фильма оказывается выше, чем при продольном изгибе. Однако распространение получили фильмовые каналы с про- дольной кривизной из-за меньшей сложности конструкции. Кроме того, такие фильмовые каналы позволяют прижимать фильм по перфорационным дорожкам к направляющим полозкам тонкими стальными ленточками, установленными вдоль длины фильма, что в фильмовых каналах с поперечной кривизной осуществить крайне трудно. Прижим фильма ленточками создает равномерное распределе- ние усилий по поверхности контакта с фильмом, уменьшается удельное давление, а значит, и образование нагара. В кинопроекторах типа К (см. рис. 207), КПТ (см. рис. 209), ПП-16, ПУ-16, «Меоптон IV-C»— прямолинейные фильмовые каналы; в кинопроекторах 35-СК-1, КПП-3, КП15-А и КПЗО-А использованы криволинейные фильмовые каналы. На рис. 211 показан криволинейный фильмовый канал I и механизм прижима фильма II кинопроектора 35-СК-1. В рабочем положении стальные ленточки 1 (рис. 211, а) осу- ществляют прижим фильма в канале, а прижимная колодка 2— к опорным пояскам скачкового зубчатого барабана 3. Посред- ством плоской рукоятки 4 рычаг 5 поворачивается вокруг оси 6 311
пальца, запрессованного в корпус проекционной головки; при этом механизм прижима фильма занимает положение, показан- ное штриховыми линиями. В этом положении механизм под воз- действием спиральной пружины 7 и стакана 8 фиксируется вил- Рис. 211. Криволинейный фильмовый канал кинопроектора 35-СК-1 кой 9, имеющей возможность поворачиваться вокруг оси 10 и связанной с рычагом 5 шарниром 11. Собственно фильмовый канал дан на рис. 211, б. Он состоит из силуминового корпуса 12, укрепленного на проекционной головке кинопроектора посредством трех винтов и двух штифтов. В кор- пус вставляется по направляющим в виде ласточкиного хвоста стальной цилиндрический (R = 300 мм) полозок 13, который свя- 312
зывается с корпусом винтом 14. На полозке имеются хромирован- ные выступающие поверхности 75, к которым фильм стальными ленточками механизма прижима прижимается по перфорацион- ным дорожкам. Полозок имеет кадровое окно 16 и освещаемое изнутри окно 17, служащее для зарядки кадра в рамку. Для предохранения фильма от горизонтального перемещения служит поперечно-направляющий ролик 18, реборда 19 которого подпружинена посредством плоской пружины 20. Ось поперечно- направляющего ролика 18 вращается в кернах 21. К корпусу крепится подпружиненный фильмосъемный щиток 22, левый конец которого располагается в выточке скачкового барабана. При необходимости он может быть за отгибку 23 вручную повернут на некоторый угол относительно оси 24. Детали фильмового канала, соприкасающиеся с фильмом, имеют сравнительно малый срок службы (800—1000 час). Для его удлинения применяют хромирование, что повышает срок службы деталей фильмового канала до 1300—1500 час.
Глава XXI. НАМАТЫВАТЕЛИ КИНОФИЛЬМА И ТОРМОЗНЫЕ УСТРОЙСТВА ПОДАЮЩИХ БОБИН § 78. НАЗНАЧЕНИЕ И ТИПЫ НАМАТЫВАТЕЛЕЙ Устройства, осуществляющие вращение бобины, на которую наматывается кинофильм, прошедший через лентопротяжный механизм кинопроектора, называются нам атыв ате лям и. Наматыватель работает в сочетании с задерживающим бараба- ном (рис. 212). Если скорость наматывания фильма больше ско- рости движения его в кинопроекторе, то при жесткой связи между приводным механизмом и наматывателем фильм будет рваться; если же, наоборот, меньше,— то между задерживающим бараба- ном и бобиной будет образовываться все увеличивающаяся по размеру петля и фильм наматываться не будет. Следовательно, окружная скорость рулона фильма должна быть величиной посто- янной и равняться линейной скорости движения фильма в кино- проекторе. Если обозначить через: v — линейную скорость фильма, D— диаметр рулона фильма, © — угловую скорость бобины, то Dot или, подставив вместо to — 2лп, где п — число оборотов бобины в секунду, и решая это равенство относительно п, получим (83) В процессе намотки кинофильма диаметр рулона непрерывно увеличивается. Учитывая, что линейная скорость кинофильма постоянна, то, как следует из равенства (83), число оборотов бобины п по мере увеличения диаметра рулона должно непрерывно уменьшаться. Очевидно, что жесткая связь между приводным механизмом кинопроектора и наматывателем невозможна, так как вал наматывающей бобины должен вращаться с переменной угло- вой скоростью. Поэтому наматыватель должен представлять собой устройство, обеспечивающее изменение числа оборотов ведомого звена (вала принимающей бобины) относительно ведущего звена (элемента приводного механизма кинопроектора), вращающегося с постоянной угловой скоростью. 314
В качестве наматывателя используется фрикцион той или иной конструкции, в котором вращение от ведущего к ведомому звену передается при помощи трения, или отдельный электродвигатель (асинхронный с глубоким скольжением или коллекторный с после- довательным возбуждением). В послед- нем случае фрикцион отсутствует, а уменьшение числа оборотов принимаю- щей бобины осуществляется за счет сни- жения скорости вала ротора наматываю- щего электродвигателя. Преимущественное применение в ки- нопроекционной аппаратуре получили фрикционные наматыватели. В зависимости от конструкции фрик- ционного устройства наматыватели де- лятся на три основных типа: I тип — наматыватели с фрикцио- ном сухого трения, с по- стоянным вращающим мо- МОНТОМ; Рис. 212. Схема, поясняющая л ~ работу наматывателя фильма ТИП наматыватели С фрикционом совместно с задерживающим сухого трения, с перемен- барабаном ным вращающим моментом; III тип — наматыватели с фрикционом вязкого трения. В кинопроекционной аппаратуре применяются первые два типа, которые рассматриваются ниже. § 79. ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ НАМАТЫВАТЕЛЕЙ Величина натяжения Т сбегающей с задерживающего барабана ветви фильма (см. рис. 212) определяется приложенным к бобине моментом силы трения со стороны фрикциона наматывателя. Натяжение фильма должно быть таким, чтобы достаточно плотно намотать фильм в рулон и в то же время получить минимальный износ его. Такое натяжение фильма будет оптимальным. Для 70-, 35-, 16- и 8-мм кинофильмов оптимальным натяжением считают соответственно натяжения 300—350, 150—200, 50—80 и 30—50 г. При меньших значениях усилий натяжения намотка рулона будет неплотная. Такая намотка приводит к проскаль- зыванию витков относительно друг друга, что вызывает образова- ние царапин на эмульсионной поверхности фильма и, следователь- но, ухудшение качества изображения. Очевидно, чем меньше это натяжение фильма и чем более оно постоянно на протяжении намотки рулона, тем лучше. Поэтому одним из наиболее существенных показателей работы наматыва- теля является кривая зависимости натяжения фильма от диамет- 315
ра рулона. Эту кривую называют характеристикой наматывателя. Идеальной характеристикой наматывателя является прямая 1, параллельная оси абсцисс (рис. 213), т. е. когда натяжение фильма оптимального значения постоянно в течение всего времени на- мотки рулона фильма. Достигнуть в реальных конструкциях идеальной характери- стики не удается. С изменением диаметра рулона всегда в той или инои степени изменяются усилия натяжения фильма Т. Поэтому наматыватель оцени- вают прежде всего по так назы- ваемому характеристическому ко- эффициенту N, который равен дг __ ^макс ^мин Для идеальной характеристи- ки N = 1. Современные типы наматывателей обеспечивают N = = 1,5 — 2, но на практике ветре- Рис. 213. Характеристика наматыва- теля чаются наматыватели со значением N, достигающим 3,5—4,5. Большие значения N особенно опасны при возрастающей характе- ристике (рис. 213, кривая 2). Меньшие значения натяжения филь- ма в начале намотки означают, что первые витки рулона наматы- ваются менее плотно, чем последующие, а это может привести к проскальзыванию первых витков относительно друг друга, т. е. к образованию потертостей и царапин на поверхности филь- ма. Поэтому, при прочих равных условиях, предпочтение следует отдавать тому наматывателю, у которого характеристи- ка имеет падающий вид (рис. 213, кривая 5), а значение N ближе к единице. Вторым показателем работы наматывателя является пусковой период. Если при включении аппарата и при правильно отрегули- рованном наматывателе появляется свободно провисающая петля фильма между задерживающим барабаном и бобиной, то это значит, что время разгона бобины больше времени разгона задер- живающего барабана. Наматыватель, выбирая петлю фильма (см. рис. 212, штриховая линия), вызывает рывок, что приводит к быстрому износу перфорационных дорожек фильма. Поэтому лучшим наматывателем считается тот, у которого пуско- вой период близок или равен пусковому периоду задерживающего барабана. Оценка качества наматывателя производится также по эксплу- атационным и производственным показателям, например плав- ность наматывания фильма (отсутствие рывков фильма), ста- бильность характеристики и др. 316
§ 80. НАМАТЫВАТЕЛЯ С ФРИКЦИОНАМИ СУХОГО ТРЕНИЯ С ПОСТОЯННЫМ ВРАЩАЮЩИМ МОМЕНТОМ (I ТИПА) Принцип работы наматывателя I типа можно уяснить из рас- смотрения наматывателя кинопроектора КПТ-3, конструкция которого приведена на рис. 214. В литом корпусе 1 заармированы втулки 2 и 3, в которых вращается вал 4. Заштифтованный на валу фланец 5 с пальцем обеспечивает связь принимающей бобины с валом 4. Для предотвращения продольных перемещений бобины служит защелка 6. На выступающую часть втулки 3 на шари- коподшипниках установлено водило 7 с тремя заармированными пальцами 8. С водилом винтами связана пластмассовая шестерня 9, получающая вращение от колеса 10, которое, в свою очередь, посредством карданного вала (на рисунке не показан) связано с приводным механизмом кинопроектора. На пальцы 8 надета муфта 11. Между нею и жестко закрепленным на валу 4 флан- цем 12 помещается фрикционная шайба 13. Шайба 14, пружина 15 и гайка 16 с контргайкой создают трение между муфтой 11 (веду- щим элементом) и фланцем 12 (ведомым элементом), благодаря которому приводится во вращение вал 4 наматывателя. По мере увеличения диаметра рулона вал наматывателя умень- шает число оборотов, что приводит к увеличению проскаль- зывания вращающейся с постоянной скоростью муфты 11 относи- тельно фланца 12. Гайкой 16 можно регулировать давление пружины, подбирая нужное значение вращающего момента фрикциона. Такая регули- ровка производится заранее, вследствие чего в процессе намотки кинофильма давление пружины не меняется, т. е. вращающий момент остается постоянным. Обозначим: М — момент силы трения фрикциона; — момент силы натяжения фильма; М2 — момент силы трения в подшип- нике вала наматывателя; М3 — момент, обусловленный инерцией массы бобины и рулона фильма. Вращающий момент фрикциона М уравновешивается момента- ми М2 и М3, поэтому M = Mi -\-М2— М3. Как показывает расчет, величины М2 и М3 малы по сравнению с Mi и ими можно пренебречь, тогда Мх Мх. TD Учитывая, что Mi — -у- , можно написать, что Г = -^-. (84) Так как в этом наматывателе М = const, a D все время увели- чивается, то, очевидно, усилие натяжения кинофильма Т будет непрерывно уменьшаться. 317

На рис. 215 приведена характеристика наматывателя кино- проектора КПТ-3. Наибольшее натяжение фильма, соответствующее началу намотки рулона, определяется следующим соотношением: Т макс 2М О0 ’ (85) где Do — диаметр сердечника бобины. Наименьшее натяжение намотки рулона, будет: 7’mhh = ~, (86) где DK — диаметр рулона в конце намотки. Для определения характе- ристического коэффициента поделим равенство (85) на равенство (86), получим: У = ^макс.^ Дк., (87) Из равенств (85) и (87) следует, что с увеличением Do величина Т’макс уменыпит- фильма, соответствующее концу Рис. 215. Характеристика наматывателя 'ки- нопроектора КПТ-3 ся, следовательно, уменьшит- ся и N. В последнее время существует тенденция к увеличению емкости бобин до 1000—1500 м. В этих случаях для обеспече- ния приемлемой величины N следует по возможности увеличи- вать Dq. К достоинствам наматывателей с ручным регулированием силы трения относится простота конструкции и регулирования, а к недостаткам — большое значение N при малых Do (3,5—4,5) и рывки фильма при намотке. Сухие и шероховатые трущиеся поверхности неплавно сколь- зят друг по другу: это вызывает изменение величины момента сил трения при каждом обороте вала, поэтому реальная характери- стика имеет вид не плавной кривой, а пилообразной (см. рис. 215). Для уменьшения рывков фильма трущиеся поверхности необхо- димо слегка смазывать густой смазкой. Наматыватели I типа применяются также в стационарных кинопроекторах 35-СК-1, «Меоптон IV-C». Учитывая серьезные недостатки, характерные для этого типа наматывателей, рекомендовать их к использованию в стационар- ных кинопроекторах, работающих с большой нагрузкой, не сле- дует. Для любительской аппаратуры наматыватели I типа вполне приемлемы. На рис. 216 приведена конструкция наматывателя I типа реверсивного действия любительского кинопроектора «Луч». 319
В кронштейн 1 из алюминиевого сплава заармирована втулка 2, в которой вращается вал 3. На втулку свободно установлен шкив 4, получающий вращение посредством ремешка от привод- ного механизма. От осевого перемещения шкив удерживается пружинным кольцом 5. При вращении шкива в заданном направ- лении (в рассматриваемом случае — по часовой стрелке) отогну- тая лапка поводка 6, проходящая через криволинейный паз А Рис. 216. Разрез наматывателя'реверсивного действия кино- проектора «Луч» в шкиве, приводит во вращение пружинную шайбу 7. Трение, возникающее между нею и пластмассовыми шайбами 8 и 9, жестко связанными с валом 3, приводит его во вращение. При вращении шкива в противоположном направлении лапка поводка 6, смещаясь в противоположный конец паза А, освобож- дает шайбу 7, а следовательно, и вал 3. При этом пружинные шай- бы 10, 11, 12 и фрикционная шайба 13 создают тормозной момент, препятствующий самопроизвольному вращению подающей бобины. Наматыватель имеет простое устройство и надежно работает как в прямом, так и в обратном направлении. Задачи: 1. Определить натяжение фильма в начале намотки, если 71МИн==100 г, £ = 300 .и, а £>0 = 60 мм. Ответ: 71Макс = 420г- 2. Определить натяжение фильма в начале намотки, если _Оо = 80 мм, а прочие данные аналогичны задаче 1. Ответ: 7,Макс = 315 г. §81. НАМАТЫВАТЕЛИ С ФРИКЦИОНОМ СУХОГО ТРЕНИЯ С ПЕРЕМЕННЫМ ВРАЩАЮЩИМ МОМЕНТОМ (II ТИПА) У наматывателей II типа момент силы трения фрикциона растет по мере увеличения диаметра наматываемого рулона. Возрастание вращающего момента достигается различными спосо- бами, в связи с чем различают три разновидности наматывателей: 320
тип П-А, у которого давление между трущимися поверхностя- ми фрикциона осуществляется за счет веса бобины и рулона фильма. Поскольку вес рулона постепенно возрастает, то вместе с ним увеличивается момент силы трения, т. е. получается систе- ма, следящая за весом рулона фильма; тип П-В, у которого давление пружины фрикциона увеличи- вается при возрастании диаметра наматываемого рулона, т. е. Рис. 217. Схема устройства наматывателя типа П-А получается система, сле- дящая за диаметром нама- тываемого рулона фильма; тип П-С, у которого создается связь между на- тяжением набегающей на рулон ветви фильма и си- лой давления пружины фрикциона, т. е. получает- ся система, следящая за натяжением кинофильма. Наматыватели типа П-В в кинопроекционной аппа- ратуре применения пока не получили, поэтому рас- смотрим две другие раз- новидности наматывателей II типа. Схема наматывателя ти- па П-А приведена на рис. 217. Вал 1 приводится во вращение с постоянной скоростью каким-нибудь приводом: же- стким или ременной передачей, не допускающей заметного сколь- жения (на рисунке изображен шкив 2 для ременной передачи). На валу жестко закреплена бобышка 3, на которую свободно на- дета бобина или диск со втулкой. Фильм наматывается на сер- дечник 4 бобины. При вращении вала наматывателя вследствие силы трения, возникающей между сухими поверхностями бобыш- ки 3 и втулки 5 бобины, последняя приводится во вращение. Величина момента силы трения определяется весом бобины и намотанного на нее рулона фильма; поскольку при намотке дли- на фильма, а следовательно, и вес его возрастают, возрастает и момент силы трения. Момент силы трения М можно определить по формуле: __ (G + <?) £>тц где G — вес бобины или диска; Q — вес намотанного фильма (вели- чина переменная); Dm — диаметр бобышки; ц — коэффициент тре- ния материалов бобышки и втулки бобины (диска). 21 Кинопроекционная тех-ка 321
Аналогично вышеизложенному момент силы натяжения фильма: где Т — усилие натяжения фильма; D — переменный диаметр рулона фильма. Так как момент силы трения М уравновешивается моментом М1, то _ TD 2 — 2 ’ Решив это уравнение относительно Т, получим аналитическое выражение характеристики наматывателя, а именно: у__ D ' D (88) График этого выражения представляет собой гиперболу (рис. 218). Варьируя различными параметрами (G, Dm, р,, Т), можно получить различные рабочие участки на этой кривой. Ана- Рис. 218. Характеристика нама- тывателя с переменным моментом силы трения лиз показывает, что для получения минимального N при прочих одина- ковых условиях самым лучшим ва- риантом будет вогнутая характери- стика с соблюдением условия Уцач = = ГК0Н) которая получается, если при помощи прямой, параллельной оси абсцисс, отсечь от общей кривой рабочий участок (см. рис. 218, жир- ная кривая). Это условие будет выполнимо, если обеспечить следующее соотношение: у__ QK-D0 DK-Do ’ где <2К — конечный вес рулона фильма; Dv — конечный диаметр рулона; Do — начальный диаметр рулона (или диаметр сердеч- ника). Таким образом, зная QK, DK и Do, можно определить вес бобины G. Наматыватель типа П-А использован в кинопроекторе ПУ-16-2. В панорамном кинопроекторе КПП-3 применен наматыватель типа П-С (рис. 219). Фильм после задерживающего зубчатого барабана огибает ролики рычагов амортизаторов 1 и 2 и посту- пает на принимающую бобину. Рычаг амортизатора 1, свободно качающийся на оси посредством регулируемой пружины 3, свя- зан с кронштейном наматывателя, а рычаг амортизатора 2 посред- ством регулируемой пружины 4 — с кронштейном -5, укреплен- ным на валике 6. Кронштейн 7 пружиной 8 (тоже регулируемой) связан также с кронштейном наматывателя. На нижнем конце 322
валика 6 находится вилка 9, которая несет шарикоподшипник, упирающийся в подвижную втулку многодискового фрикциона 10. При зарядке фильма амортизационные рычаги устанавливают в среднее положение. В этом случае на фрикцион 10 действует сила, равная разности действия пружин 8 и 4, так как пружи- на 8 стремится повернуть валик а пружина 4 — против движе- ния часовой стрелки. В пусковой период, когда из-за проскальзывания в фрик- ционе линейная скорость на- матываемого фильма меньше линейной скорости набегающей ветви фильма, прошедшей через лентопротяжный тракт кино- проектора, провисание фильма выберется амортизаторами 1 и 2 (они расходятся), а натяже- ние фильма уменьшится. При этом противодействующая пру- жина 4 не оказывает почти ника- кого влияния на пружину 8, усилие которой целиком пере- дается фрикциону, благодаря чему достигается максимальный крутящий момент, необходи- мый для быстрого разгона бо- бины. Когда же бобина достигнет необходимого числа оборотов и в работу вступит амортизатор под действием натяжения фильк 6 по движению часовой стрелки, Рис. 219. Схема устройства наматывателя типа II-C 2, его пружина 4 растягивается а, сила этой пружины вычтется из силы основной пружины 8 и момент, развиваемый фрикционом наматывателя, уменьшится. Таким образом, изменение натяже- ния фильма приводит к изменению вращающего момента фрик- циона. Наматыватель типа II-G имеет вполне приемлемый характери- стический коэффициент (N = 1,5—1,6), прост в эксплуатации и обеспечивает стабильные характеристики. § 82. КОМБИНИРОВАННЫЕ НАМАТЫВАТЕЛИ ТИПА I-IIA В ряде случаев расчет наматывателя типа П-А, построенного в соответствии со схемой на рис. 217, может привести к непомерно большому весу бобины (см. формулу (89). Поскольку величина G в процессе намотки фильма не меняется, можно уменьшить вес 21* 323
бобины (диска) за счет введения постоянно действующей пружины, обеспечивающей неизменный по величине вращающий момент. Такой наматыватель, у которого постоянный (благодаря пружине) и переменный (благодаря переменному весу рулона наматываемо- го фильма) вращающие моменты, называют комбинирован- ным наматывателей типа I-IIA. Наматыватели типа I-IIA особенно целесообразны в передвижных кинопро- Рис. 220. Разрез наматывателя типа I-IIA кинопроектора ПП-16-4 екторах, так как они позволяют несколько уменьшить вес кино- проектора. Наматыватели типа I-IIA применены в кинопроекторах типа ПП-16, типа К, 35-СКПШ, КПЗО-А, КП15-А, КПС-16-2. На рис. 220 дан разрез наматывателя кинопроектора ПП-16-4. Вал 1 наматывателя свободно вращается в шарикоподшипниках 2, смонтированных в кронштейне 3. Последний может поворачивать- ся на оси 4, связанной жестко с корпусом 5 наматывателя. На оси 6, запрессованной в корпус наматывателя, на шарикоподшип- нике свободно вращается пластмассовая шестерня 7, в которую заармирована стальная втулка 8. Шестерня 7 через ряд паразит- ных шестерен связана с приводом кинопроектора. К шестерне прилегает фланец 9, который посредством штифта 10 связан с ва- лом 1 наматывателя. Вращающий момент, необходимый в начале намотки рулона, создается пружиной 11, сжимаемой гайкой 12, и тяжестью бобины, установленной на вал 1. По мере увеличения веса рулона фильма давление фланца 9 на шестерню 7 увеличи- вается, а значит, будет увеличиваться и вращающий момент. Для сглаживания рывков при намотке между фланцем 9 и шестерней 7 располагается войлочная шайба 13, пропитываемая смазкой через отверстия А в кронштейне и В во фланце. 324
Для чистки трущихся поверхностей кронштейн 3 может отки- дываться, при этом гайка 12 и пружина 11 должны быть сняты со шпильки 14. В кинопроекторах типа К используется наматыватель такого же типа, но выполненный конструктивно иначе. На рис. 221 дан разрез наматывателя кинопроектора КН-11. Вал 7, расположенный в кронштейне 2, посредством шарнира 3 Рис. 222. Характеристика наматывателя кинопроектора типа К и карданного вала (на рисунке не показан), связан с приводным механизмом кинопроектора. Конические шестерни 4 и 5 сообщают вращение валу 6, расположенному в кронштейне 7, жестко свя- занному с кассетой. Вместе с валом 6 вращается бобышка 8, на 325
которую надевается диск со втулкой (на рисунке не показан). Втулка диска под воздействием двух спиральных пружин (на рисунке не показаны) испытывает давление со стороны двух колодок 9, расположенных в выточке бобышки 8. Величина давления колодок регулируется винтом 10 и кони- ческими гайками 11 и 12 с правой и левой резьбой. Шестерня 5 связана с валом 6 торцовой шпонкой 13 и винтом 14. Действие пружин и здесь эквивалентно действию веса диска. На рис. 222 приведена характеристика наматывателя кино- проектора типа К. Наматыватели кинопроекторов 35-СКПШ, КПЗО-А, КП15-А и КПС-16-2 принципиально не отличаются от рассмотренного выше наматывателя с шарнирным кронштейном (ПП-16-4). § 83. ТОРМОЗНЫЕ УСТРОЙСТВА ПОДАЮЩИХ БОБИН Разматывание фильма с подающей бобины осуществляется непрерывно вращающимся тянущим зубчатым барабаном и сопро- вождается некоторым натяжением фильма. Оно необходимо для того, чтобы предотвратить самопроизвольное разматывание руло- на в пусковой период кинопроектора. Опережение подачи фильма рулоном приводит к образованию свободно провисающей петли между рулоном и тянущим зубчатым барабаном. Последний, выбирая фильм, вызовет повторный толчок, быструю раскрутку рулона и т. д., что приводит к повышенному износу перфорацион- ных перемычек. Для натяжения фильма на участке между подающей бобиной и тянущим барабаном, обеспечивающим плавность разматывания фильма, на валу подающей бобины устанавливают той или иной конструкции тормоз. Тормозные устройства очень сходны с фрикционами наматы- вателей. Главное требование, предъявляемое к ним, состоит в соз- дании натяжения сбегающей с рулона ветви фильма, которое должно быть достаточным для того, чтобы не образовывалось провисание фильма и в то же время не достигало значений, опас- ных для сохранности перфорации. Желательно, чтобы усилие натяжения при разматывании Тр на всем протяжении размотки было постоянным и оптимальным. Однако, так же как и при намотке, достигнуть этого в реальных конструкциях не удается. Поэтому введено понятие характеристического коэффициента тормоза А'р. В зависимости от изменения вращающего момента тормоза, так же как и у наматывателей, различают те же типы тормозных устройств и их характеристики будут иметь тот же вид; только надо иметь в виду, что процесс протекает в обратном порядке: от больших значений D к малым его значениям. 326
На рис. 223 приведена конструкция фрикциона подающей боби- ны кинопроектора типа КПТ с постоянным тормозным моментом (I типа). Вал 1 фрикцио- на вращается во втулках 2 и 3, запрессованных в кронштейн 4. Слева на валу крепятся втулка 5 с вы- ступами и многогранный пластмассовый кулачок 6 сигнализатора об оконча- нии части фильма. Справа на вал свободно надевается фрикционная шайба 7, ко- торая посредством пружи- Рис. 223. Разрез фрикциона I типа подающей НЫ 8 И гайки 9 С контр- бобИНЫ ^«^оектора КПТ-2 гайкой поджимается к тор- цу кронштейна. При вращении бобины между шайбой 7 и крон- которой уравнове- штейном возникает сила трения, момент шивается моментом силы натяжения фильма. Через отверстие 10 вводится смазка. Поскольку в рассматриваемом слу- чае момент торможения является ве- личиной постоянной, натяжение фильма при разматывании его с бобины будет переменным. При наибольшем диаметре рулона оно будет наименьшим; по мере уменьшения диаметра рулона усилие Рис. 225. Схема тормозного устройства подающей боби- ны кинопроектора типа К Рис. 224. Характеристики тормозных устройств подающей бобины натяжения увеличивается. Характеристика натяжения фильма рассмотренным тормозным устройством приведена на рис. 224 (кривая 1). 327
Таблица 28 ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ НАМАТЫВАТЕЛЕЙ И ТОРМОЗНЫХ УСТРОЙСТВ ПОДАЮЩИХ БОБИН КИНОПРОЕКЦИОННОЙ АППАРАТУРЫ Примечание з * я а Й Й S н К „ й й >& 45 s £ и m S 52 н § § Й §О ® g ' в со R В О *5 Ф S Н Рн Характери- стический коэффициент ннидод ИЭ1ПО1 -Eton ей -оипяийф 00 СО г- СО Ю СО чн м ~ ci :о о -нхвивн 1,5 2 2,1 1,6 2,1 3 1,5 1,3 1,5 5 1 Натяжение фильма, г при разма- тывании 0OH4ITBW -ИНИН О ПО О О ООО 000 О СЧООСОЮОООьОЮ’^ СО чч -чч ООИЧ1ГВ1Ч -иэяеп о ооооооооо vC ЮСОООЮиООО!-^ Ю С] С\) Г? Cl V- ч-н при наматы- вании эончквк -Ш1ИИ 400 250 200 250 120 140 170 150 160 35 OOH4ITBW -иэявк О оооооооою О о оз о го СЧ Ю о О LO V- 'О 03 0103 Привод к наматывателю От вертикального вала головки кинопроекто- ра Карданный вал От вертикального вала через редуктор Автономный электродви- гатель Карданный вал От электродвигателя че- рез редуктор Автономный электродви- гатель Шестеренчатая передача Телескопический вал Пассик eeoKdox пид, 1-ПА I I-IIA I I-IIA I I-IIA I-IIA I I нкэдвашвквн вид I-IIA I I II-C I-IIA I I-IIA I-IIA II I Кинопроектор Zl о 2 > -4 И сч E «> -rf .1 ° CO ™ S E 5 a “ as E h r й нм CO Л CO * >-m 1-м —( * Схема фрикциона подающей бобины типа П-А приведена на рис. 225. Бобышка 1 жестко крепится на оси 2, которая, в свою очередь, прикреплена к корпусу кассеты 3. На бобышке поме- щается диск 4 с рулоном фильма 5. При вращении диска с филь- мом между бобышкой и втулкой диска возникает сила трения. Очевидно, момент силы трения будет переменным, так как он определяется переменным весом рулона фильма. Характеристика натяжения фильма таким тормозным устрой- ством приведена на рис. 224 (кривая 2). Из сравнения характери- стик 1 и 2 на рис. 224 следует, что тормозное устройство типа П-А имеет лучшую характеристику. Если вместо бобышки 1 (см. рис. 225) жестко укрепить бобыш- ку, изображенную на рис. 221, то получим тормоз типа I-IIA, характеристика которого имеет вид кривой 2 на рис. 224. Основные технические показатели наматывателей и тормозных устройств подающих бобин кинопроекторов приведены в табл. 28. Для того чтобы наматыватели фильма и фрикционы подающих бобин не вызывали интенсивного износа фильма, необходимо регу- лировать их таким образом, чтобы натяжение фильма соответ- ствовало величинам, приведенным в табл. 28. Усилие натяжения фильма наматывателей проверяется дина- мометром. Для этогона вал наматывателя помещают бобину с филь- мом, к концу которого прикрепляют динамометр, удерживаемый в руке. Запустив кинопроектор в ход, фильм натянет динамометр, по шкале которого отсчйтывают величину натяжения фильма. Аналогично контролируют и силу натяжения фильма, создаваемую фрикционом подающей бобины. При этом динамометром плавно, без рывков, разматывают фильм с подающей бобины.
Глава XXII. ПРИВОДНЫЕ МЕХАНИЗМЫ И СИСТЕМЫ СМАЗКИ Механизм, осуществляющий привод деталей и узлов ленто- протяжного тракта, обтюратора, центробежных устройств и т. п., называется приводным механизмом кинопроектора. В него входят: электродвигатель, зубчатые передачи, муфты, оси, валы и под- шипники. Для бесшумности, наибольшей точности и долговечности при- водного механизма необходимы следующие условия: 1) передача вращения от электродвигателя к отдельным эле- ментам лентопротяжного тракта осуществляется минимальным количеством зубчатых пар; 2) нагрузка на зубчатые пары распределяется более или менее равномерно; 3) применение тихоходных передач; 4) регулирование зацепления зубчатых пар; 5) рациональный подбор материала трущихся деталей и соз- дание условий обильной, систематически фильтруемой смазки. . ' Кроме того, приводной механизм должен быть простым в изго- товлении и позволять демонтировать его отдельные узлы в про- цессе ремонта. Рассмотрим типовые элементы приводного механизма. § 84. ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ Приводной электродвигатель должен иметь минимальные изме- нения скорости ротора при колебаниях напряжения электрического тока, так как отклонение частоты кинопроекции от номинальной допускается не более ±4%. Пусковой период электродвигателя должен быть достаточным для того, чтобы обеспечить плавный пуск приводного меха- низма. Работа электродвигателя должна протекать с возможно мень- шей вибрацией, а запас мощности необходим такой, чтобы при изменении нагрузки и напряжения колебания скорости ротора были минимальны. 330
В наибольшей степени отвечают сформулированным выше усло- виям сравнительно тихоходные одно- и трехфазные асинхронные электродвигатели. В последнее время в кинопроекционной аппа- ратуре применяют также синхронные электродвигатели с пово- ротным статором, синхронные электродвигатели с глубоким скольжением, используемые в качестве самостоятельного (авто- номного) привода для наматывателей и тормоза подающей бобины, а также сериесные электродвигатели, применяемые в любитель- ских кинопроекторах. Для плавного нарастания скорости трехфазных электродвига- телей стационарных кинопроекторов в одну из фаз на период пуска включается добавочное сопротивление. В передвижных кинопроекторах типа К применяются однофаз- ные асинхронные электродвигатели с пусковой обмоткой, которая с помощью центробежного размыкателя включается на время пуска и отключается при достижении электродвигателем скоро- сти, близкой к номинальной. В .узкопленочных кинопроекторах применен однофазный электродвигатель, имеющий вспомогатель- ную обмотку, включенную параллельно основной через конден- сатор, который создает в цепи, этой обмотки сдвиг тока по фазе, а следовательно, и магнитного потока относительно потока основной обмотки почти на 90°. Это приводит к образованию вращающегося магнитного поля, благодаря которому создается пусковой момент на валу ротора. Для уменьшения габаритов и, следовательно, веса электродвигатель рассчитан на удвоенное, по сравнению с требуемым, число оборотов — 2800 в ми- нуту. В табл. 29 приведены основные характеристики электродви- гателей, применяемых в кинопроекционной аппаратуре. § 85. ЗУБЧАТЫЕ ЗАЦЕПЛЕНИЯ В приводных механизмах кинопроекторов применяются зуб- чатые передачи с мелкомодульными (0,5—1,5 мм) шестернями. Для плавности работы преимущественно применяются цилиндри- ческие косозубые шестерни и зубчатые пары червяк — цилиндри- ческая косозубая шестерня. В последнем случае уменьшается количество зубчатых элементов, передающих вращение от веду- щего к ведомому элементу, передача работает на замедление, что способствует удлинению срока службы деталей. Для уменьшения износа и шума при работе стальные шестерни и червяки работают в паре с пластмассовыми колесами: текстоли- товыми, капроновыми, из слоисто-древесного пластика. Текстолито- вые шестерни и шестерни из древесно-слоистого пластика сборные, как, например, в кинопроекторах КН-11, 35-ОСК-1 (рис. 226, а), а капроновые (капролактамовые) — с арматурой (рис. 226, б). 331
На рис. 226 приведены способы крепления шестерен на оси и валах. Для надежности крепления шестерен на оси (рис. 226, в) необ- ходимо, чтобы трение, возникающее между шестерней и головкой винта, стремилось его завинтить. Поэтому, в зависимости от направ- ления вращения шестерни, винт должен иметь правую или левую Рио. 226. Крепление шестерен на оси и валах резьбу. Крепление шестерни на валу должно быть жестким и обес- печивать удобную сборку и разборку. Крепление шестерни штиф- том (см. рис. 226, а) гарантирует жесткость, но неудобно при сбор- ке и разборке; оно используется тогда, когда соединение разби- рается сравнительно редко. В настоящее время наблюдается тенденция заменить крепление штифтом на крепление посредством разрезной втулки, выполнен- ной вместе с шестерней (или ее арматурой), и стяжного винта (см. рис. 226, б). Винт входит в отверстие в валу с некоторым зазо- ром, что позволяет незначительно перемещать шестерни вдоль вала для их правильного взаимного расположения. Крепление, показанное на рис. 226, г, отвечает требованиям жесткости и удобства сборки и разборки. Крепление стопорным винтом (рис. 226, д) не гарантирует достаточной жесткости и применяется при небольших нагрузках 332
Т а б л и ц а 29 ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В КИНОПРОЕКЦИОННОЙ АППАРАТУРЕ 333
на шестерню. В тех случаях, когда такое крепление вызывается необходимостью, следует для увеличения жесткости его приме- нить два стопорных винта, расположенных под углом 90°. На рис. 226, е показано соединение шестерни с валом посред- ством скользящей шпонки, позволяющей в процессе работы поре мещать шестерню вдоль вала. В приводных механизмах, в частности у узкопленочных кино- проекторов, применяются пары, где ведущим элементом является червяк, а ведомым — косозубое цилиндрическое колесо. Исполь- зуют также конические шестерни (привод наматывателя кино- проекторов типа К), которые крепятся на валу штифтом или тор- цовой шпонкой и торцовым винтом (рис. 226, ж). § 86. МУФТЫ В кинопроекторах используются муфты различной конструк- ции, облегчающие сборку аппарата, защищающие звуковоспроиз- Рис. 227. Разрез муфты с эластичной прокладкой Рис. 228. Схема устройства двусто- ронней роликовой муфты водящую часть кинопроектора от колебаний скорости, вызываемых другими элементами приводного механизма, или выключающие отдельные звенья его. На рис. 227 показана упругая соединительная муфта, служа- щая для связи двух валов, например вала электродвигателя с ведущим валом кинопроектора. Она состоит из двух фланцев 1, связанных с валами штифтами и стопорными винтами. Каждый фланец имеет три жестко укрепленных пальца 2. Между фланца- ми помещается эластичная (резиновая, кожаная и т. п.) шайба 3 с шестью отверстиями, в которые входят пальцы фланцев. Такая муфта допускает при сборке некоторую несоосность спариваемых валов, и, кроме того, эластичный элемент муфты несколько сглаживает колебания скорости, передаваемые от одного вала к другому. 334
Функцию соединительной эластичной муфты может выполнять поводковая пружина, концы которой входят в пазы в торцах соединяемых валов. Такая муфта используется для связи верти- кального вала кинопроектора типа КПТ с валом масляного насоса. На рис, 228 приведена схема двусторонней роликовой муфты фиксирующего устройства механизма совмещения кадра с кад- ровым окном кинопроектора типа КПТ. Если механизмом не пользуются, то взаимное расположение элементов муфты соответ- ствует рис. 228, а. Пружины 1 закли- нивают ролики 2, и вал 5 не может поворачиваться. При повороте ру- коятки (на рисунке не показана), в которой жестко закреплены паль- цы 4 и 5, один из них (в зависимости от направления вращения рукоятки) отожмет ролик 2 (рис. 228, б), палец 5 придет в соприкосновение с повод- ком 6 и вал 3, связанный с поводком шпонкой 7, получит вращение. На таком же принципе работает храповая роликовая муфта, исполь- зуемая для односторонней передачи вращения от электродвигателя к де- Рис. 229. Разрез фрикционной муфты талям механизма автоматической по- дачи углей, в дуговоц лампе того же кинопроектора. На рис. 229 показано устройство фрикционной муфты, приме- няемой в дуговой лампе кинопроектора типа КПТ для односторон- ней передачи вращения. На валу 1 жестко укреплен фланец 2, к которому прилегает свободно посаженное на вал червячное колесо 3. Благодаря пружине 4, давление которой регулируется гайкой 5, между колесом 3 и фланцем 2 создается трение. Если ведущим элементом является червяк 6, то трение между колесом и фланцем оказывается достаточным, чтобы передать вра- щение валу. Если заставить вращаться вал, то в червячной паре ведущим окажется червячное колесо 3, и поэтому оно будет про- скальзывать относительно вала 1, т. е. муфта обеспечивает пере- дачу вращения только от червяка к валу. § 87. ПОДШИПНИКИ В приводных механизмах кинопроекторов применяются как подшипники скольжения, так и подшипники качения. Подшипни- ковые втулки изготовляются из материалов, хорошо противостоя- щих износу: антифрикционного чугуна, бронзы, бронзо- и железо- графита. 335
Подшипники скольжения по конструктивным признакам делят- ся на три группы: подшипники в виде втулок, запрессованных в корпус, армированные подшипники-втулки и подшипники в виде Рис. 230. Разрез корпуса с подшипниковыми втулками узла обтюратора кинопро- ектора КПТ отверстия в самом корпусе (подшипни- ки без втулок). На рис. 223 подшипниковые втул- ки 2 и 3 запрессованы в кронштейн 4. Примером армированной подшипни- ковой втулки может служить конструк- ция реверсивного наматывателя кино- проектора «Луч» (см. рис. 216), где в силуминовый кронштейн 1 заармирована втулка 2. Аналогично заделана в корпус под- шипника 1 задняя втулка 2 вала обтю- Рис. 231. Разрез узла зубчатого барабана кинопроектора КПЗО-А ратора кинопроектора типа КПТ (рис. 230). Передняя втулка 3 крепится к корпусу подшипника винтами. На рис. 231 приведен разрез узла зубчатого барабана ки- нопроектора КПЗО-А. Здесь в качестве подшипника служат от- Рис. 232. Разрез узла зубчатого барабана кинопроектора КПТ верстия, сделанные в кронштейне 1. С точки зрения удобства при ремонте и стоимости следует отдать предпочтение подшипникам- втулкам, которые легко заменяются новыми. В случае износа армированного подшипника или подшипника без втулок возникает необходимость либо производить расточку 336
отверстий и установку промежуточных втулок, либо подвергать замене корпус подшипника, что неэкономично. Для регулирова- ния зацепления шестерен используют эксцентричные подшипники. На рис. 232 дан разрез узла вала зубчатого барабана кинопроек- тора типа КПТ (зубчатый барабан на рисунке не показан). При повороте подшипника 1 в корпусе головки кинопроектора (показан штрихпунктирными линиями) благодаря эксцентриси- тету е вал зубчатого барабана 2 вместе с жестко укрепленной на нем шестерней 3 будет занимать различное положение относи- тельно ведущей шестерни А (рис. 233). Эксцентричная втулка, в ко- торой вращается вал мальтий- ского креста (см. 3 на рис. 308), служит для регулирования зазо- ра между фиксирующей шайбой эксцентрика и фиксируемой выемкой мальтийского креста. В последних моделях кино- Рис. 233. Регулирование зацепления зуб- чатой пары с помощью эксцентричного подшипника проекторов (КПЗО-А, КП15-А и других) для облегчения хода приводного механизма, а также для повышения срока службы его вертикальные валы установлены на радиальные шариковые подшипники. § 88. СХЕМЫ ПРИВОДНЫХ МЕХАНИЗМОВ КИНОПРОЕКТОРОВ В зависимости от характера передачи движения от электро- двигателя к деталям лентопротяжного механизма различают три типа приводных механизмов: с последовательной (рис. 234, а), параллельной (рис. 234, б) и параллельно-последовательной (рис. 234, в) передачей движения. Наиболее простым является приводной механизм, изображен- ный на рис. 234, а. Но ему присущи некоторые недостатки: в меха- низме затруднено регулирование зацепления шестерен, поэтому требуется более высокая точность изготовления деталей и сборки механизма; более быстрый и неравномерный износ деталей, так как нагрузка в отдельных звеньях велика и неравномерна. Наи- большую нагрузку испытывает шестерня электродвигателя, и по мере удаления от ведущей шестерни нагрузка уменьшается. В этой схеме суммируются погрешности изготовления деталей и зазоры между зубьями, вызванные износом. Если приводной механизм имеет малое количество шестерен, то применяется рассмотренная система передачи движения. В част- ности, она используется в кинопроекторах типа К. 22 Кинопроекционная тех-ка 337
Схема приводного механизма, показанная на рис. 234, б, имеет большее количество шестерен и более сложную конструкцию. Но зато она обладает рядом преимуществ по сравнению со схемой с последовательной передачей движения. Благодаря применению эксцентричных подшипников можно регулировать зацепление каждых попарно работающих шестерен и добиваться наибольшей плавности работы механизма. В связи с этим к точности обработ- ки корпуса, в котором крепятся детали приводного механизма, Рис. 234. Схемы приводных механизмов кинопроекторов предъявляются менее жесткие требования. Кроме того, вследствие более равномерного распределения нагрузки детали приводного механизма изнашиваются медленнее и равномернее. Так как передача движения на валы, несущие детали ленто- протяжного механизма, происходит с помощью одного звена, то погрешности изготовления и износа шестерен здесь не суммиру- ются, что обеспечивает большую равномерность вращения деталей лентопротяжного механизма. Такая схема передачи движения используется обычно в ста- ционарной аппаратуре. Параллельно-последовательная система передачи вращения совмещает в себе особенности обеих схем. Для изготовления деталей приводного механизма в наибольшей степени используются конструкционные простые углеродистые стали, чугуны серые и антифрикционные, алюминиевые сплавы и лишь в отдельных, сравнительно немногочисленных случаях находят применение легированные конструкционные стали и пласт- массы. Срок службы деталей приводных механизмов 3000—4000 час. 338
§ 89. СМАЗКА ПРИВОДНЫХ МЕХАНИЗМОВ Износ деталей кинопроекционной аппаратуры вызывается в основном трением скольжения твердых тел. Действие силы трения на поверхности соприкасающихся дета- лей уменьшают введением между ними слоя смазки. Смазкой соз- даётся промежуточная жидкая или пластическая прослойка, заменяющая сухое трение скольжения трущихся пар жидкостным трением самой смазочной прослойки. Лучшей смазкой является та, которая обладает наибольшим сопротивлением выдавливанию ее из зазоров. Внутренним жидкостным трением или вязкостью называют свойства жидкости сопротивляться взаимному перемещению ее частиц под действием па цих сил, В практике вязкость часто оценивают в условных единицах — градусах Энглера (°Е), опре- деляемых при той или иной температуре масла. В зависимости от вязкости, смазочные материалы делятся на жидкие (масла) и консистентные смазки (мази). Для смазки кинопроекторов применяют минеральные масла, свободные от механических примесей, кислот и щелочей. Присут- ствие в масле кислот приводит к коррозии стальных деталей, щелочи же вредно действуют на бронзовые и латунные детали. В табл. 30 приведены основные показатели жидких масел и консистентных смазок, применяемых для смазки трущихся пар деталей кинопроекционной аппаратуры. Таблица 30 ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЖИДКИХ МАСЕЛ И КОНСИСТЕНТНЫХ СМАЗОК, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ТРУЩИХСЯ ПАР ДЕТАЛЕЙ КИНОПРОЕКЦИОННОЙ АППАРАТУРЫ Марка масла, смазки ГОСТ Условная вязкость по Энглеру, “Esq Максималь- ная темпе- ратура застывания. °C Приборное (МВП) 1805-51 1,5—1,7 -60 Костяное (высший сорт) при 20° С 4593—49 — -18 Трансформаторное 982—56 1,8 -45 Индустриальное 12 (веретенное 2) 1707—51 2,0—2,2 -30 Индустриальное 20 (веретенное 3) 1707—51 2,8—3,2 — Индустриальное 30 (машинное Л) 1707—51 4—4,5 -15 Автол-10 при 100° С 1862—51 1,8 -25 Солидол 1033—51 2,8—5,5 — Смазка может осуществляться различными способами. Если смазка вводится в каждый механизм или сопряжение деталей в отдельности, то ее называют местной, или индиви- дуальной. Если смазка всех или большинства деталей про- 22* 339
изводится из одного общего резервуара, то это централизованная смазка. В первом случае применяется точечная смазка, смазка с помощью фетровой подушки и с помощью масляной ванны. Во втором случае смазка может подаваться к трущимся поверхностям либо самотеком, либо давлением, создаваемым насосом. Самой простой и распространенной и в то же время самой несовершенной является точечная смазка. В этом случае смазка каждой трущейся пары, например вала и втулки, производится Масло Рис. 235. Схема смазки грейфер- ного механизма кинопроектора ти- па ПП-16 Рис. 236. Смазка мальтийского механизма кинопроектора типа К отдельно через специальное отверстие 14 с раззенкованной верхней частью (см. рис. 216). Смазочные отверстия отмечаются белой или красной краской. Недостатки такого способа следующие: 1) так как смазка вводится периодически, смазываемые поверх- ности работают то с избытком, то с недостатком смазки; 2) возможность загрязнения смазочных отверстий. В кинопроекторах широко применяется смазка с помощью фетровой прокладки или подушки. На рис. 235 приведено устрой- ство для смазки грейферного механизма узкопленочного кино- проектора типа ПП-16. Язычки 1 фетрового пакета 2 надеты на направляющие скалки грейферной рамки. В крайних своих поло- жениях рамка сжимает язычки, выжимая масло, которое стекает по скалкам и смазывает их. Два других язычка 3 охватывают с двух сторон пространственный кулачок 4. Плоский кулачок 5 при каждом повороте касается выступающей части 6 пакета 2. Ниже грейферной рамки в специальной полости (на рисунке не показана) располагается фитиль 7, связанный с пакетом 2. Из- лишки масла скапливаются в полости и через фитиль 7 пропиты- вают пакет 2, восстанавливая в нем запас масла. При сборке кинопроектора пакет фитилей пропитывается маслом, которое пополняется в процессе эксплуатации через отверстие 8 в корпу- 340
се грейферного механизма. К недостаткам этого вида смазки сле- дует отнести недостаточную обильность смазки и возможность засорения отверстия, через которое вводится смазка. С помощью фетровой прокладки смазываются также продольно-направляю- щие ролики (см. 9 на рис. 160). В кинопроекторах типа К для смазки деталей мальтийского механизма используется масляная ванна (рис. 236). Этой ванной является закрытый корпус мальтийского меха- низма, куда заливается масло до определенного уровня так, что эксцентрик почти наполовину погружен в масло. При работе механизма масло разбрызгивается на все трущиеся поверхности. Мальтийский механизм имеет три отвер- стия: верхнее—для заливки масла, боковое — для выхода воздуха при заливке масла и ниж- нее — для выпуска отработанного масла. Мальтийский механизм кинопроектора ти- па К располагается вблизи от осветительной си- стемы и нагревается. В результате давление воздуха внутри коробки мальтийского механиз- ма повышается, а вязкость масла уменьшает- ся. Повышение давления воздуха приводит к интенсивному выталкиванию масла из коробки через зазоры между валами и втулками. Для Рис. 237. Сапун выравнивания давления внутри коробки в верхнее отверстие уста- навливается сапун 1, отдельно показанный на рис. 237. Наличие от- верстий в сапуне приводит к понижению давления внутри коробки. Боковое и нижнее отверстия закрываются резьбовыми проб- ками 2 и 3 (см. рис. 236). Местная смазка применяется также для шариковых подшипни- ков. При ремонте кинопроектора шариковые подшипники набива- ются густой смазкой. Бронзографитовые подшипники помимо систематической местной смазки, вводимой через отверстия, при ремонте должны тщательно промываться и пропитываться горя- чим машинным маслом. В современных кинопроекторах централизованная смазка без принудительного давления не применяется и поэтому здесь не рассматрив ается. Централизованная смазка приводного механизма с циркуля- цией масла под давлением используется в стационарных кино- проекторах. На рис. 238 приведена принципиальная схема такого способа смазки. Приводной механизм помещен в закрытый корпус проекционной головки 1, на дне которого находится шестеренчатый насос 2. Из насоса масло по главному маслопроводу 3 поступает в маслораспределитель 4, откуда по маслопроводам 5 направляет- ся к трущимся поверхностям. Заливка масла в корпус головки производится через отверстие 6, а слив — через отверстие 7, 341
6 Рис 238. Схема централи- зованной смазки под давле- нием приводного механизма стационарного кинопроек- тора закрываемые пробками. Уровень масла определяется по отвер- стию 8, закрытому прозрачным материалом. На рис. 239 приведена схема работы шестеренчатого насоса. В корпусе 1 помещаются две цилиндрические шестерни. Шестерня 2 связана с приводным механизмом и является ведущей. Колесо 3 сидит свободно на оси и является ведомым. При враще- нии шестерен в направлении стрелок мас- ло из полости 4 засасывается и нагнетается в полость 5, откуда по маслопроводу по- падает в маслораспределитель. При засасывании масла из картера проекционной головки оно фильтруется, проходя через металлическую сетку 6. Фильтрацию масла только путем прогона через металлическую сетку нельзя при- знать удачной, так как продукты износа в виде металлической пыли такой сеткой не улавливаются. В кинопроекторах КПЗО-А, КП15-А, 35-СК-1, «Меоптон IV-С», в отличие от ки- нопроекторов типа КПТ, помимо фильтра- ции масла через металлическую сетку на пути следования масла помещают постоян- ный магнит. Он может располагаться непосредственно в насосе (кинопроекторы КП15-А, КПЗО-А) или в маслораспределителе. На рис. 240 дан разрез маслораспределителя кинопроектора 35-СК-1. В корпусе 1 распределителя помещается стакан 2, в кото- ром винтом 3 закреплен постоянный магнит 4. Масло в распределитель по- ступает по трубке 5, омывает постоян- ный магнит и по трубкам 6, 7, 8 и 9 на- правляется к трущимся деталям. За ра- ботой системы смазки наблюдают через стекло 10. Для герметизации корпуса маслораспределителя служат прокладки И и 12 из маслостойкой резины, поджи- маемые соответственно гайкой 13 и винтом 14. Крепление маслораспредели- теля в корпусе проекционной головки осуществляется гайкой 15. Для лучшего подведения масла к трущимся поверхностям служат маслосъемники и маслопроводя- щие канавки. На рис. 232 показан маслосъемник 4, используемый в стацио- нарных кинопроекторах, представляющий собой металлическую Рис. 239. Схема устройства шестеренчатого насоса 342
пластинку, привинченную к корпусу подшипника 1. Масло, раз- брызгиваемое шестерней 3, ударяется о маслосъемник, стекает в канавку 5, а затем через отверстие 6 попадает на трущиеся поверхности. Спиральные маслопроводящие канавки могут иметь как под- шипниковые втулки, так и валы. Технологически проще выпол- нять спиральные канавки на валах. Поэтому в настоящее время подшипниковые втулки кинопроекторов делаются гладкими, а ва- Рис. 240. Разрез узла маслораспределителя кинопроектора 35-СК-1 лы имеют спиральные канавки. На рис. 231 показано устройство маслопроводящих канавок на трущихся частях вала зубчатого барабана. Централизованная смазка под давлением обеспечивает обиль- ную смазку трущихся поверхностей и унос продуктов истирания. Во избежание вытекания смазки через зазоры между валами и втулками применяются специальные устройства в виде сальни- ков и маслоразбрызгивающих колец. Сальник 2 на рис. 231 представляет собой фетровое или войлочное кольцо, помещающееся в расточке втулки, которое плотно охватывает вал и задержи- вает масло, идущее вдоль вала. Такое устройство работает недо- статочно хорошо, так как кольцо сравнительно быстро засаливает- ся и его способность задерживать масло значительно снижается. Более надежно работают маслоразбрызгивающие кольца 3 на рис. 231 и 7 на рис. 232. Масло, движущееся по валу (см. рис. 232), попадает на раз- брызгивающие кольца 7, с которых под действием центробежной силы разбрызгивается и по внутренней поверхности маслоулавли- вающей гайки 8 стекает вниз, откуда по пазу 9 попадает в картер проекционной головки. В кинопроекторах ПП-16 для предохранения фильма от зама- сливания, которое может произойти из-за стекания масла по грей- ферной рамке, конструкция последней имеет маслоотражательный 343
щиток 9 (см. рис. 235), исключающий попадание масла на грей- ферную гребенку 10. С целью предотвращения вытекания масла из корпуса кино- проектора или коробки мальтийского механизма (в кинопроекто- рах типа К) между корпусом и крышкой помещают прокладки из чертежной или другой гигроскопической бумаги, пропитанной мастикой. В качестве мастики может быть использован один из следую- щих составов: Канифоль ..............— 40 весовых частей Воск...................— 45 » » Индустриальное масло — 15 » » В индустриальном масле вначале растапливают воск, а затем канифоль. Не доводя до кипения, раствор охлаждают. Ацетон.................—100 весовых частей Нитрооснова............— 10 » » Касторовое масло ... — 20 » » Грушевая эссенция (амил- ацетат) ...............— 5 » » В ацетон опускают мелко нарезанную нитрооснову. После ее растворения, помешивая раствор, добавляют касторовое масло и грушевую эссенцию и затем вновь добавляют некоторое количе- ство ацетона, сверх указанного, до тех пор, пока консистенция мастики станет близкой к густой патоке. Смесь нужно выдержать в течение 3—4 час. В этот период смесь надо перемешать один- два раза. В загустевший состав перед употреблением добавляют ацетон и грушевую эссенцию в соотношении 1 : 20. Использование прокладок, пропитанных мастикой, не предот- вращает в полной мере вытекание масла из корпуса головки кино- проектора. Поэтому в последнее время стали применять масло- отражательные щитки, укрепляемые перед крышками (кинопро- ектор «Меоптон IV-С») или непосредственно на них (кинопроектор 35-СК-1), работающие более надежно.
Глава XXIII. ОБТЮРАТОРЫ § 90. ТИПЫ ОБТЮРАТОРОВ Как указывалось в § 13, обтюратор предназначен для перекры- вания светового потока на время смены кадра в кадровом окне и для достижения критической частоты мельканий. Основной характеристикой обтюратора является его коэф- фициент пропускания тобт, т. е. отношение количеств световой энергии, прошедшей через обтюратор (Э2) и падающей на него (5J за время одного или нескольких полных оборотов обтюратора, т. е. _ Э2 Тобт —' Э1 ‘ При конструировании обтюратора стремятся к тому, чтобы он обеспечил необходимую частоту перекрываний светового потока и в то же время имел наибольший возможный коэффициент про- пускания. При этом необходимо учитывать следующие факторы, влияющие на критическую частоту мельканий: 1. Критическая частота мельканий тем больше, чем выше яркость изображения на экране (см. рис. 4). Обычно освещенность киноэкрана не превышает 150—200 лк. При этом яркость изображения на киноэкране не превышает 75— 100 асб при наиболее светлых кадрах фильма. Таким яркостям соответствует критическая частота мельканий около 47 в секунду (при равенстве углов лопастей и вырезов обтюратора). Таким образом, при частоте проекции 24 кадр/сек достаточно перекрывать световой поток два раза за один период работы меха- низма прерывистого движения, так как при этом частота обтю- рации будет равна 48 в секунду. Если обтюратор делает один оборот за период работы механизма, то он должен иметь две лопасти, а если два оборота,— то одну лопасть. 2. Наименьшая критическая частота мельканий имеет место в том случае, когда рабочая и холостая лопасти равны по вели- чине и симметрично расположены. Из этого следует, что холостую лопасть нельзя делать значительно меньшей, чем рабочую. 3. Критическая частота мельканий тем больше, чем больше угловые размеры экрана для зрителя, следовательно, мелькания 345
более заметны зрителям, сидящим в первых рядах. По этим же соображениям при широкоэкранной кинопроекции критическая частота мельканий несколько увеличивается. В кинопроекционной аппаратуре преимущественно приме- няются двухлопастные обтюраторы с симметричным расположе- нием лопастей, вращающиеся с той же скоростью, что и ведущий элемент механизма прерывистого движения фильма (вал эксцент- рика мальтийского или кулачок грейферного механизмов). Рис. 241. Основные типы обтюраторов: а — дисковый; б — цилиндрический; в — конический В последнее время стали применять однолопастные обтюраторы, вращающиеся с удвоенным числом оборотов. По конфигурации обтюраторы бывают дисковые (рис. 241, а), цилиндрические (рис. 241, б) и конические (рис. 241, в). §91 . ДИСКОВЫЙ ОБТЮРАТОР Рассмотрим наиболее часто встречающийся случай, когда обтюратор делает один полный оборот за один период работы меха- низма прерывистого движения. На рис. 242, а показано расположение дискового обтюратора относительно кадрового окна в тот момент, когда рабочая лопасть обтюратора начинает перекрывать световой поток. Прежде чем кадр фильма начнет перемещаться, обтюратор должен полностью перекрыть его. Для этого край лопасти 1 должен переместиться в положение 2, т. е. обтюратор должен повернуться на некоторый угол р, называемый углом предварительного за- крытия. После этого начинается перемещение кадра, во время которого обтюратор должен перекрывать световой поток. Угол поворота обтюратора, соответствующий времени пере- движения кадра на один шаг, называется углом движе- ния обтюратора и обозначается адв. 346
Таким образом, центральный угол ар рабочей лопасти, назы- ваемый рабочим углом обтюратора, должен быть равен сумме угла движения и угла предварительного закрытия, т. е. аР = аДв + Р- Угол движения адв обтюратора должен быть равен рабочему углу механизма прерывистого движения. На величину р сущест- венное влияние оказывают форма и размеры сечения светового пучка в плоскости обтюратора. По выходе из осветительной оптической системы световой пучок имеет круглое сечение с диаметром, равным диаметру отра- Рис. 242. К определению рабочего угла дискового обтюратора жателя или конденсора. Далее пучок делается более узким и имеет наименьшее сечение в плоскости кадрового окна. Именно здесь наиболее целесообразно перекрывать световой пучок обтю- ратором. Следовательно, нужно стремиться, чтобы расстояние а (см. рис. 241, а) между обтюратором и кадровым окном было возможно меньше. Полное сечение светового пучка в плоскости кадрового окна по своим размерам всегда превышает размеры самого кадрового окна. Однако учитывать надо только полезную часть сечения светового пучка, т. е. ту его часть, которая проходит через кадро- вое окно и участвует в образовании изображения фильма на экране. Обычно расстояние а между обтюратором и кадровым окном мало. При этом условии сечение полезной части светового пучка плоскостью обтюратора приближенно имеет форму и размеры кадрового окна. Угол предварительного закрытия зависит также от располо- жения оси вращения обтюратора относительно кадрового окна. Поскольку их оси параллельны, то, как следует из рис. 242, б, ось обтюратора может быть расположена в различных местах по отношению к кадровому окну. 347
Если ось обтюратора расположена сбоку и лежит в горизон- тальной плоскости, проходящей через середину кадрового окна, то P = 2arctg-^. (90) В случае расположения оси обтюратора под или над кадровым окном Pi = 2 arctg ~~ . Так как h < Ъ, то р < pi, т. е. угол предварительного закры- тия имеет при данном г наименьшее значение, когда ось обтюра- тора расположена сбоку. Такое расположение выгоднее и потому обычно применяется. Из формулы (90) видно также, что р тем меньше, чем больше расстоя- Рис. 243. К определению допустимого угла смазывания обтюратора ние г от оси обтюратора до кад- рового окна, т. е. чем больше диаметр обтюратора. В формуле (90) расстояние а между плоско- стями обтюратора и кадрового окна предполагается равным нулю. В действительности оно может отличаться от нуля. Тогда угол р увеличивается. Обычно угол предварительного закры- тия равен от 30 до 35°. Таким образом, рабочий угол обтюратора при четырехлопа- стном мальтийском кресте должен быть равен 90° + (30-=-35°) = = 120 -г- 125°. Примерно такой же величины должна быть и холо- стая лопасть. Понятно, что коэффициент пропускания обтюратора будет при этом весьма мал. Однако на практике можно значительно уменьшить рабочий угол, если начало и окончание перемещения кадра производить при не совсем полном закрытии кадрового окна рабочей лопастью обтюратора. При этом величина AS перемещения фильма при открытом обтюраторе должна быть настолько малой, чтобы зритель этого перемещения не замечал. Величина AS зависит от яркости изображения на экране, от размеров экрана и других факторов. При средних значениях яркости экрана и его размеров AS = 0,1—0,2 мм. Чтобы опреде- лить, на сколько можно уменьшить рабочий угол обтюратора, надо знать угол поворота эксцентрика (при мальтийском меха- низме) или кулачка (в грейферном механизме), соответствующий величине AS в начале и конце перемещения фильма. На рис. 243 показан график пути фильма в зависимости от угла поворота эксцентрика а. В начале и конце кривой отложены ординаты AS. Этим ординатам соответствуют углы Ан, называемые 348
углами смазывания. Таким образом, рабочий угол обтюратора ар = аДв+Р — 2Да. (91) Уменьшить угол р при тех же размерах г можно также за счет применения однолопастного обтюратора, вращающегося с удвоен- ной скоростью по сравнению с нормальной. В этом случае за счет увеличения скорости за время Ai обтюратор повернется на угол 2Да, а за время рабочего такта скачкового механизма — на 2адв, следовательно, для рассматриваемого случая аг, = 2адв-|-8—4Да. (92) Определение коэффициента пропускания дискового обтюратора Величина светового потока, проходящего через обтюратор, равна нулю, когда пучок лучей полностью перекрыт обтюрато- ром, и максимуму,— когда кадровое окно полностью открыто для Рис. 244. График зависимости светового потока, прошедшего через обтюратор, от времени или угла его поворота прохождения света. Когда кадровое окно открыто лишь частично (в начале и в конце перекрывания светового потока обтюратором), то величина светового потока приблизительно пропорциональна открытой площади кадрового окна. На рис. 244 представлен график зависимости величины свето- вого потока F, проходящего через симметричный двухлопастный обтюратор, от времени или угла поворота его. Начало графика относится к моменту начала закрывания кадрового окна рабочей лопастью обтюратора (положение 1 на рис. 242, а). Конец графика относится к моменту начала закрывания кадрового окна, но уже холостой лопастью. Так как обе лопасти одинаковы, то для холо- стой лопасти и второго выреза график полностью повторится. Ввиду этого можно ограничиться рассмотрением только половины цикла работы обтюратора. 349
Общее количество световой энергии прошедшей через обтю- ратор за один или несколько полных оборотов его, пропорцио- нально площади, ограниченной графиком светового потока и осью времени (или угла) поворота обтюратора. Эта площадь на рис. 244 заштрихована. Количество же световой энергии падающей на обтюратор, пропорционально всей площади прямоугольника abgf, поскольку па обтюратор все время падает одинаковый световой поток /’макс’ Таким образом, коэффициент пропускания обтюратора равен Э, площ. аЪс4-площ. defe Т°бт площ. abgf Как видно из рис. 244, площади аЪс и dejg не изменяются, если заменить криволинейные участки графика ас и de на прямые. Если провести прямую dh, параллельную аЪ, то \аЪс — = \dhe, тогда _ плэщ, dhfg_____^'мансасв_______ ясв /под обт— площ. abgf ~~ ^макс («р + асв) ар + аСв ’ V ' где асв— центральный угол выреза обтюратора. Формула (93) соответствует отношению -—— в формуле § 42. *св"т ?тем Формулу (93) можно преобразовать, исходя из того, что в двух- лопастном симметричном обтюраторе асв = 180° — ар и ар + + асв = 180°. Таким образом: т _ — 180°~~ар _ 1 (94) т°бТ 180о -1 180о • W Дисковые обтюраторы применяются в кинопроекторах «Меоп- тон IV-С», типа К, ПП-16 и в любительской аппаратуре. § 92. КОНИЧЕСКИЙ ОБТЮРАТОР Конический обтюратор представляет собой полый усеченный конус (см. рис. 241, в), имеющий на противоположных сторонах образующей поверхности секторные вырезы. Ось вращения обтюратора находится в одной горизонтальной плоскости с центром кадрового окна и образует с оптической осью кинопроектора острый угол у, причем у = 90° — Ej, где £ — угол между осью обтюратора и его образующей. Если увеличить угол то угол у уменьшается. Когда угол £ сделается равным 90°, то угол у станет равным нулю и конический обтюратор перейдет в дисковый обтюратор. Угол предварительного закрытия определяется по той же фор- муле (90), что и для дискового обтюратора, но под радиусом надо 350
понимать так называемый основной радиус г0 (рис. 245), т. е. Р = 2 arctg. (95) Рис. 245. Расположение конического обтюратора относи- тельно кадрового окна Основное преимущество конического обтюратора перед диско- вым в том, что секущую лопасть конструктивно проще располо- Рис. 246. Разрез по валу обтюратора приводного механизма кино- проектора КПЗО-А жить в непосредственной близости от кадрового окна, т. е. сде- лать расстояние а (см. рис. 245) весьма малым. Вследствие этого 351
угол предварительного закрытия р у конического обтюратора может быть меньше, чем у дискового. Это приводит к увеличению коэффициента пропускания конического обтюратора, который определяется по той же формуле (94), что и для дискового обтю- ратора. Конические двухлопастные обтюраторы применяются в кинопроекторах СКП-33, КПТ-2, КПТ-3, 35-СК-1. В кинопроекторах КП15-А и КПЗО-А применяется однолопаст- ный обтюратор, вращающийся с удвоенным числом оборотов. На рис. 246 приведен разрез приводного механизма кинопроек- тора КПЗО-А по валу обтюратора. Как видно из рисунка, обтю- ратор 1 имеет форму диска, т. е. по конструкции он дисковый, но вследствие расположения оси обтюратора под углом к фильмо- вому каналу и наличия отгибки 2 лопасть обтюратора оказы- вается в непосредственной близости от кадрового окна, что позво- ляет оценивать его работу как конического обтюратора. Благо- даря такой конструкции тОбТ значительно повысился. § 93. ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ обтюратор Цилиндрический обтюратор представляет собой полый цилиндр (см. рис. 241, б), имеющий два симметрично расположенных выреза на образующей поверхности и вращающийся вокруг оси, Рис. 247. Схема работы цилиндрического обтюратора: а — начало перекрывания светового потока; б — окончание перекрывания светового потока расположенной в одной горизонтальной плоскости с центром кад- рового окна перпендикулярно оптической оси кинопроектора. Цилиндрический обтюратор отличается от дискового и кониче- ского тем, что световой поток перекрывается одновременно обеими лопастями сверху и снизу (рис. 247, а). Лопасть 1 начинает пере- крывать световой поток сверху в точке б, а лопасть 2 — немного позднее — в точке Ь. Когда край первой лопасти достигнет точки т (рис. 247, б), а край второй лопасти — точки п, то световой поток будет полностью перекрыт обеими лопастями обтюратора. В цилиндрическом обтюраторе каждая лопасть имеет свой угол предварительного закрытия: для первой лопасти — Щ и для вто- рой лопасти — р2- 352
СО го Д' Н Р? ю св Ь ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБТЮРАТОРОВ КИНОПРОЕКЦИОННОЙ АППАРАТУРЫ Коэффи- цдспг пг опу- скания обтюра- тора, тобт 1 С, 45 0,57 О 00 ю см со О 00 со ю ч 3 к ~ О га В 5 5 £ S в< о. Ой S со СО со 1 1 с K’s предва- ритель- ного за- крытия 0, град. 42 и 19 я м ю со СМ я 1 1 . град. холостой лопасти см S S 1 С5 1 Угол, рабочей лопасти аР 1 см о 00 136 О о Диаметр обтюра- тора и основ- ной радиус, мм 06 155 (г0 = 70) S 270 (/•0=95) СО СМ«? 2 II с 345 (/•о = 120) 220 1 Рабочий угол скачко- ного ме- ханизма, град. 06 см 00 О 05 О О 8 § о о Тип обтюратора Цилиндрический двухлопастный Конический двухло- пастный Дисковый двухло- пастный То же Конический двухло- пастный Конический одноло- пастный Дисковый двухло- пастный Конический одноло- пастный с Е 23 Кинопроекционная тех-ка
Угол Pi оказывается довольно значительным, так как сечение пучка di большое, а диаметр обтюратора D — сравнительно мал. Коэффициент пропускания цилиндрического обтюратора можно определить приближенно по формуле qp+ Т Тобт = 1----(96) Сравнивая эту формулу с формулой (94) для коэффициента пропускания дискового и конического обтюраторов, видим, что при одинаковых ар цилиндрический обтюратор имеет коэффициент ₽1 + ₽2 пропускания меньше на Расчет и измерение показывают, что цилиндрический обтюра- тор не может иметь коэффициент пропускания выше, чем 0,47, поэтому его применение нерационально. В табл. 31 приведены основные характеристики обтюраторов кинопроекционной аппаратуры. § 94. УСТАНОВКА И РЕГУЛИРОВКА ОБТЮРАТОРОВ Обтюратор можпо располагать в любом ссчспии светового пучка кинопроектора: как до кадрового окна, так и после него, как до объектива, так и после него. Однако на практике обтюратор располагают всегда до кадрового окна, в непосредственной бли- а Рис. 248. «Тяга» обтюратора сверху (а) и сни- зу (б) зости от него. В этом слу- чае достигается уменьшение нагревания фильма лучи- стым потоком, так как этот поток падает на фильм не все время, а периодически. Работа обтюратора долж- на быть строго согласована с работой скачкового меха- низма кинопроектора. Если это условие не выполнено, то происходит смазывание, или «тяга», изображения на экране снизу или сверху. Таким образом, под «тягой» обтю- ратора понимают смазывание изображения на экране вслед- ствие того, что проекция кадра происходит во время его дви- жения, т. е. вследствие несогласованности работы обтюратора и механизма прерывистого движения фильма. Обычно направление движения секущей лопасти обтюратора совпадает с направлением движения фильма. Если обтюратор закрывает кадровое окно с опозданием, происходит «тяга» сверху изображения (рис. 248, а). При преждевременном закрывании 354
кадрового окна обтюратором «тяга» наблюдается снизу изображе- ния (рис. 248, б). «Тяга» изображения наиболее заметна на контрастных кадрах, особенно на надписях. Поэтому проверку правильности уста- новки и регулировки обтюратора рекомендуется проводить по специальным контрастным тестам (ромбы и вертикальные полосы) проекционного контрольного фильма (см. рис. 179) или при проек- ции надписей любого фильма. Для устранения «тяги» изображения необходимо повернуть обтюратор на некоторый угол относительно вала, на котором он закреплен. Такая возможность предусмотрена конструкцией обтю- раторного механизма в каждом кинопроекторе. 23*
Глава XXIV. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА КИНОПРОЕКЦИОННОЙ АППАРАТУРЫ § 95. МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ СОВМЕЩЕНИЯ КАДРА С КАДРОВЫМ ОКНОМ В процессе проецирования фильма может быть несовпадение границ изображения кадра с границами экрана, т. е. на экране видна межкадровая черта и части двух смежных кадров. Это может происходить из-за: 1) неправильной зарядки фильма в кинопроектор ; 2) неправильной склейки фильма; 3) неточного расположения межкадровой черты относительно перфораций, вызванного ошибками печати; 4) проскальзывания фильма по скачковому барабану, вызванного, например, отсутствием на неко- торых участках перфораций. При несовмещении кадра с кадровым окном необходимо, не прекращая работы кинопроектора, совместить кадр с кадровым окном. Это осуществляется специальным механизмом, к которому предъявляются следующие основные требования: 1) механизм должен быть простым по устройству и удобным в эксплуатации; 2) совмещение кадра с кадровым окном должно происходить в минимально короткое время; 3) механизм не должен вызывать самопроизвольного смещения кадра относительно кадрового окна, т. е. быть надежным в работе. Совмещение кадра с кадровым окном может быть достигнуто двумя способами: дополнительным перемещением кадрового окна относительно фильма, либо дополнительным перемещением фильма относительно кадрового окна. Рассмотрим способы совмещения кадра с кадровым окном, использующие перемещение кадрового окна относительно фильма. На рис. 249 приведена принципиальная схема осветительно- проекционной системы кинопроектора. Для совмещения кадра с кадровым окном последнее перемещается на некоторую величину в направлении стрелки А. Однако этому способу присущ ряд серьезных недостатков: 1. Перемещение кадрового окна на величину s (рис. 250) при- ведет'к перемещению изображения кадрового окна на экране на величину s(J, где [J — линейное увеличение объектива. Так как |J обычно достигает большой величины, то даже малое смещение кадрового окна вызовет значительное перемещение изо- 356
бражения на экране. Если принять, например, что 0 = 200, a s = 5 мм, то изображение на экране сместится по вертикали на величину s0 = 5-200 = 1000 мм = 1 м. Такое смещение изображения, явно заметное зрителям, недопустимо. 2. Происходят большие потери света. Увеличение потерь можно проследить на рис. 250, где показаны кадровое окно и све- рле. 249. Схема осветительно-проекционной системы: 1 — источник света; г — конденсор; 3 — фильмовый канал; 4 — объектив; 5 — экран Рис. 250. Световое пятно при не- подвижном кадровом окне (а) и при перемещающемся (б) товое пятно, его перекрывающее при неподвижном положении кадрового окна (а) и при перемещающемся кадровом окне (б). Заштрихованная площадь характеризует световые по- тери. Очевидно, во втором случае величина световых потерь резко воз- растает, так как при любом переме- щении кадрового окна для освещения проецируемого кадра с нужной сте- пенью равномерности диаметр свето- вого пятна, падающего на него, должен быть увеличен с d до dx. 3. На качестве изображения сильнее сказываются аберрации объектива, так как при смещении кадрового окна объектив рабо- тает в косых пучках света. Несмотря на вышеперечисленные недостатки, этот способ полу- чил в свое время некоторое распространение даже в профессио- нальной узкопленочной аппаратуре потому, что из всех причин, вызывающих несовмещение кадра с кадровым окном, только одна из них (третья) присуща узкому фильму. Погрешность расположе- ния межкадровой черты относительно перфорации весьма мала (в пределах десятых долей миллиметра), поэтому недостатки рас- смотренного способа в узкопленочной аппаратуре проявляются очень слабо. Для любительской же аппаратуры, когда фильм снимается на обращаемую пленку и погрешность печати исключается, 357
этот способ совмещения кадра с кадровым окном тем более приемлем. Для того чтобы устранить первый и третий недостатки рас- смотренного метода, достаточно вместе с кадровым окном пере- мещать объектив. В этом случае величина перемещения кадрового окна и его изображения на экране будет одинаковой, что прак- тически зрителем не воспринимается. Рио. 251. Фильмовый канал с объективодержателем кинопроектора типа ПП-16 Такой способ совмещения кадра применен в узкопленочной аппаратуре типа ПП-16 (рис. 251). Вращая гайку с накаткой 7, дверца фильмового канала 2, несущая на себе кадровую рамку 3 и объектив одержатель 4, будет перемещаться вверх или вниз. В этом устройстве не устраняется второй недостаток — допол- нительная потеря света у кадрового окна. Для устранения и этого недостатка необходимо вместе с кадровым окном и объективом перемещать и осветительную систему. В стационарных кинопроекторах, использующих в качестве источника света дуговую или газосветную лампу, такой способ совмещения кадра с кадровым окном сопряжен с трудностями из-за громоздкости конструкции. ~ 358
Рис. 252. Схема устройства меха- низма для совмещения кадра с кад- ровым окном в кинопроекторах типа К В кинопроекторах, где источником света служит лампа нака- ливания, механизм совмещения кадра с кадровым окном решается сравнительно просто. В передвижных кинопроекторах типа К применен механизм, изображенный на рис. 252. Рукоятка 1, имеющая возможность качаться на оси 2, перемещает плату 3, с которой жестко связаны третья линза конденсора 4, кадро- вое окно 5 и объективодержатель 6. Источник света и первые две линзы конденсора остаются неподвижными. Поскольку третья линза конден- сора работает в параллельном пучке лучей, то при ее перемещении рав- номерность освещенности кадрового окна не нарушается, так как изобра- жение тела накала перемещается на туже величину, что и линза. Поэтому световое пятно, покрывающее кадро- вое окно, остается неизменным как по величине, так и по положению. Рассмотрим механизмы совмеще- ния кадра с кадровым окном, использующие дополнительное перемещение фильма относительно неподвижного кадрового окна. В кинопроекторах, в которых используются мальтийские меха- низмы, могут применяться четыре способа совмещения кадра с кадровым окном: 1) смещение мальтийского механизма в вертикальной плоско- сти относительно фильмового канала; 2) дополнительные перемещения фильма в фильмовом канале посредством ролика, расположенного между фильмовым каналом и скачковым барабаном; 3) поворот мальтийского механизма относительно оси эксцент- рика; 4) поворот мальтийского механизма относительно оси мальтий- ского креста. Первый способ не нашел широкого применения из-за сложности конструкции и изменения положения скачкового барабана отно- сительно фильмового канала. Второй и третий способы имели сравнительно широкое применение, но они вызывают повышенный износ перфорационных перемычек фильма и увеличение вертикаль- ного качания изображения. В современной стационарной аппаратуре используется почти исключительно четвертый способ. На рис. 253 приведена принципиальная схема механизма совме- щения кадра с кадровым окном, применяемого в кинопроекторах типа КПТ. Для совмещения кадра с кадровым окном вращают рукоятку 1, на оси которой жестко закреплена шестерня 2, нахо- 359
Рис. 253. Схема устройства механизмов совме- щения кадра с кадровым окном и компенсации обтюратора в кинопроекторах типа КПТ дящаяся в зацеплении с зубчатым венцом 3 корпуса мальтийского механизма. При вращении коробки мальтийского механизма эксцентрик повернется относительно креста на некоторый угол и заставит крест, а следовательно, и скачковый барабан 4 повернуться на тот же угол. В этом механизме устранены все недостатки предыдущего механизма, но появился новый дефект. Он состоит в том, что при повороте эксцентрика вокруг креста шестерня вала эксцентрика 5. обкатываясь по промежуточной шестерне 6 (рис. 254; обозначения те же, что и на рис. 253), передающей вращение от приводного меха- низма, получает дополни- тельный поворот по отноше- нию к остальным шестер- ням приводного механизма и обтюратора, что вызывает несинфазную работу маль- тийского механизма и обтю- ратора. Это приведет к тому, что обтюратор будет раньше или позже (в зависимости от направления поворота мальтийского механизма) перекрывать кадровое окно, что вызовет появление на экране «тяги» изображения. Устранить это можно двумя способами: 1) при повороте маль- тийского механизма придать обтюратору дополнительный поворот в том или другом направлении на дополнительный угол - поворота эксцентрика; 2) придать шестерне вала эксцентрика поворот в направлении, противоположном от обкатки по промежуточной шестерне. В первом случае необходим дополнительный механизм ком- пенсации обтюратора, зазоры в звеньях которого неизбежно ска- жутся на точности работы обтюратора. Во втором случае исклю- чается дополнительный механизм за счет некоторого усложнения конструкции мальтийского механизма. Первый способ использован в кинопроекторах типа КПТ, «Меоптон IV-С» и др., а второй — в кинопроекторах КПЗО-А, 35-СК-1 и др. Принцип работы механизма компенсации обтюратора в кино- проекторах типа КПТ можно уяснить из рис. 253. Для дополнительного поворота обтюратора на угол ф, соответ- ствующий дополнительному углу поворота эксцентрика, на оси 360
Рис. 254. Схема, поясняющая допол- нительный поворот шестерни эксцент- рика при совмещении кадра с кадро- вым окном в кинопроекторах типа КПТ эксцентрика о. d шестерне Рис. 255. Схема устройства механизма совмещения кадра с кадровым окном кинопроектора «Меоптон IV-C» рукоятки 1 (см. рис. 253) закреплена шестерня 7, сцепляющаяся с зубчатой рейкой 8, которая несет на себе вилку 9. При вращении рукоятки 1 рейка 8 будет перемещаться в вертикальном направле- нии и поведет вилкой шестерню 10, установленную на валу при- водного механизма по скользящей шпонке. При перемещении шестер- ни 10 шестерня вала обтюратора 11 получит дополнительный пово- рот на соответствующий угол, так как обе шестерни косозубые. На рис. 255 приведена схема ме- ханизма совмещения кадра с кадро- вым окном и компенсации обтюрато- ра кинопроектора «Меоптон IV-C». При вращении рукоятки 1 чер- вяк 2 поворачивает пластмассовую шестерню 3, жестко связанную с коробкой мальтийского механизма. Шестерня 3 располагается соосно с промежуточной шестерней 4, передающей вращение от шестер- ни А вертикального вала приводного механизма на шестерню* ~ 3 имеется паз 6, расположенный* эксцентрично относительно оси шестерен 3 и 4. В пазу помещается палец рычага 7, имеющего возмож- ность качаться на оси 8, укреп- ленной в корпусе головки кино- проектора. Верхний конец рычага 7" шарнирно связан с косозубой шестерней 9, сидящей на скользя- щей шпонке вала 10 обтюратора 77. При вращении коробки маль- тийского механизма рычаг 7, по- ворачиваясь на оси 8, будет пере- мещать шестерню 9 вдоль вала 10 и сообщать ей дополнительный поворот, так как шестерня 9 нахо- дится в зацеплении с шестерней Б вертикального вала приводного* механизма. Таким образом, и обтю- ратор получит дополнительный поворот. Рукоятка 12 служит для вращения приводного механизма вручную. На рис. 256 приведена схема устройства для компенсации обтюратора в кинопроекторах КП15-А и КПЗО-А. Вращение от приводного механизма через червяк 7 и проме- жуточные шестерни 2 и 3 передается на шестерню 4 вала 5 эксцент- 361
рика. Шестерни 2 и 3, связанные между собой торцовой шпонкой, свободно вращаются на втулке 6, которая сидит на оси 7 на сколь- зящей шпонке 8. Ось 7 расположена соосно с мальтийским крестом. В корпусе мальтийского механизма жестко закреплена втулка 9, в расточке которой выполнена резьба. Во втулку 9 ввинчена Рис. 256. Схема устройства для компенсации обтюратора в кинопроекторах КП15-А и КПЗО-А резьбовая часть втулки 6. Ось 7 удерживается от вращения посред- ством вилки 10, в паз которой входит укрепленный в головке кинопроектора палец 11. При повороте мальтийского механизма шестерня 4 вала эксцентрика будет обкатываться по шестерне 3, но одновременно Рис, 257. Схема устройства механизма для совмещения кадра с кадровым окном кинопроектора 16-КПЗЛ-З с этим повернется втулка 9, благодаря чему втулка 6 ввинтится (или вывинтится) во втулку 9 и переместится по оси 7, увлекая за собою шестерни 2 и 3. Вследствие этого косозубые шестерни 2 и 3 получат дополнительный поворот (так как шестерня 2 нахо- дится в зацеплении с червяком 1). Шестерня 4 тоже получит допол- нительный поворот, но в противоположном направлении. В ре- зультате нарушения синфазности работы мальтийского механизма и обтюратора не произойдет. Палец 11 имеет некоторый эксцентриситет. При повороте паль- ца ось 7 будет также поворачиваться и смещать втулку 6 с шестер- нями 2 и 3 вдоль оси 7 независимо от механизма совмещения кадра. 362
Таким образом, поворачивая палец 11, можно устранить «тягу» обтюратора в процессе работы кинопроектора. В любительском узкопленочном кинопроекторе 16-КПЗЛ-З для совмещения кадра с кадровым окном применен механизм, схема которого приведена на рис. 257. В этом механизме исполь- зован дополнительный поворот качающейся грейферной рамки 1 относительно плоского кулачка 2. Для дополнительного поворота грейферной рамки вращают эксцентричный палец 3, ось которого 4 помещается в корпусе кинопроектора. При повороте пальца 3 вил- ка 5, охватывающая его, повернется вокруг оси 6, укрепленной в плате грейферного механизма 7. Так как палец 8, вокруг которого качается рамка 1, закреплен в вилке 5, то он переместится вместе с вилкой. Смещение пальца 8 приведет к повороту грейферной рамки 1. На рисунке сплошными и пунктирными линиями показаны два положения механизма, из которых ясно, что при повороте грей- ферной рамки произойдет дополнительное перемещение фильма в фильмовом канале 9. § 96. ТЕПЛОЗАЩИТНЫЕ УСТРОЙСТВА Как уже указывалось, нагрев фильма в процессе проецирова- ния вызывает его деформацию. Кроме того, нагрев ухудшает физико-механические свбйства фильма. Как показали испытания, максимальный полезный световой поток кинопроектора с дугой высокой интенсивности при кино- проекции 35-Л1.И фильма без охлаждения не должен превышать 6000 лм. При больших полезных световых потоках необходимо применение в кинопроекторах различных теплозащитных и охлаж- дающих устройств. К таким устройствам относятся теплофильт- ры, теплозащитные бленды, воздушное и водяное охлаждение. Основным средством теплозащиты фильма являются тепло- фильтры и особенно интерференционные отражатели. Современные теплофильтры позволяют снизить тепловое воз- действие на фильм примерно на 50% при потере светового потока не более чем на 10—15%. За счет применения теплофильтра полез- ный световой поток может быть доведен до 10 000—12 000 лм. При более высоких значениях полезного светового потока при- менение только теплофильтров недостаточно. Необходимы допол- нительно теплозащитные бленды, водяное охлаждение фильмового канала и воздушное охлаждение фильма и отдельных элементов осветительно-проекционной системы: отражателя, объектива, поло- жительного угледержателя и др. В кинопроекторах типа КПТ и К используются стеклянные абсорбционные теплофильтры, поглощающие инфракрасное излу- чение, из-за чего они сильно нагреваются. Это делает невозмож- 363
ным их практическое применение в кинопроекторах с большим полезным световым потоком. В этих кинопроекторах используются теплофильтры, изготовленные из специального сплава, выпускае- мого под маркой СЗС-16. Для того чтобы неодинаковое расширение различных участков теплофильтра не вызывало вредных напряжений и трещин, он обычно выполняется из нескольких частей (полосок). В кинопроекторах КП15-А, КПЗО-А используются интерферен- ционные отражатели (отражатели «холодного света»). Сравнительные данные о величинах полезных световых потоков и нагреве фильма при применении различных отражателей и теп- лофильтров в кинопроекторах приведены в табл. 32. Таблица 32 СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ДАННЫЕ О СВЕТОВЫХ ПОТОКАХ И НАГРЕВЕ ФИЛЬМА ПРИ ПРИМЕНЕНИИ РАЗЛИЧНЫХ ОТРАЖАТЕЛЕЙ И ТЕПЛОФИЛЬТРОВ Тип отражателя, теплофильтра Относительный световой поток, % Относительный нагрев в кадровом t окне, % Зеркальный отражатель 100 100 Зеркальный отражатель с абсорбци- 85 60 онным стеклянным фильтром Зеркальный отражатель с интерфе- 90 52 ренционным фильтром Интерференционный отражатель 105 58 Как видно из таблицы, в кинопроекторах наиболее целесообраз- но применение интерференционных отражателей. Использование воздушной струи — весьма эффективное сред- ство охлаждения фильма и фильмового канала. Преимущество этого способа состоит в отсутствии потерь светового потока. Вместе с тем проекционное оборудование кинопроектора несколь- ко усложняется за счет введения устройства для нагнетания воздуха. Наилучшие результаты воздушное охлаждение дает в том случае, когда воздушная струя скользит по поверхности фильма. Это достигается применением весьма высокой скорости воздуха, подаваемого на фильм с помощью сопел круглого или прямоуголь- ного сечения. Хорошие результаты можно получить за счет установки стек- лянных окон по обе стороны фильма, образующих длинный узкий канал, через который прогоняется воздух. В зарубежной кинопроекционной аппаратуре применяли воздушное охлаждение фильма методом пульсирующей воздушной струи. Суть метода заключается в том, что фильм, обдуваемый 364
с двух сторон, претерпевает различные давления: со стороны источ- ника света — непрерывное давление, со стороны же объектива — прерывистое (пульсирующее) давление, создаваемое за счет спе- циального устройства, например вращающегося клапана. С помощью воздушного потока осуществляется также охлажде- ние кинопроекционного объектива (КПЗО-А) и деталей осветителя (КПС-16-2, КП15-А, КПЗО-А). От водопровода Рис. 258. Схема циркуляции воды в системе водяного охлаж- дения кинопроекторов КПТ-2 и КПТ-3 Фильм подвергается вредным воздействиям также'из-за чрез- мерного нагрева фильмового канала. Поэтому применение водя- ного охлаждения фильмового канала весьма целесообразно. Тем- пература фильмового канала практически становится ниже тем- пературы воздуха в помещении киноаппаратной. Эффективность этой системы подтверждается тем, что на деталях фильмового канала не образуется нагар. Наилучшие результаты достигаются применением воздушно- водяного охлаждения, при этом воздух, подаваемый в фильмовый канал, необходимо увлажнять. 365
Применение термобленд позволяет срезать ту часть светового потока, которая падает на участки фильмового канала, окружаю- щие кадровое окно, и не участвует в проекции фильма. Термобленды изготовляются в виде пластин, в середине кото- рых имеется отверстие по форме кадрового окна, и располагаются между фильмовым каналом и источником света. Они выполняются из материалов с малой теплопроводностью: керамики, асбошифе- ра, асбоцемента, листовой жаростойкой стали. В ряде случаев Рис. 259. Расположение водо- и воздухопрово- дов кинопроектора КПТ-3 они охлаждаются проточ- ной водой. Термобленды примене- ны в кинопроекторах КПТ-2, КПТ-3, КП15-А и КПЗО-А. Схема циркуляции воды в системе водяного охлаж- дения бленды и фильмо- вого канала кинопроекто- ров КПТ-2 и КПТ-3 по- казана на рис. 258, а на рис. 259 — расположение водо- и воздухопроводов кинопроектора КПТ-3 (обо- значения на рис. 258 и 259 одинаковые). От водопровода или под- весного бачка резиновым шлангом вода подается к распределительной короб- ке 1, укрепленной на го- ловке кинопроектора. Рас- пределительная коробка внутри перегорожена на две части. Шланг подачи холодной воды подключается к штуцеру, 2 и через рас- пределительную коробку вода поступает в трубки 3 и 4 для охлаждения соответственно фильмового канала 5 и бленды 6. Нагретая вода по трубкам 7 (из бленды) и 8 (из фильмового канала) поступает в верхнюю часть распределительной коробки и по трубке 9 направляется в канализацию. Для контроля работы водоохлаждающей системы имеется индикатор (рис. 260), который в вертикальном положении вклю- чается в шланг, подводящий воду так, чтобы вода двигалась снизу вверх. Если в охлаждающую систему подается нормальное количество воды (2—3 л в минуту), то шарик 1 индикатора подни- мается до верхнего упора 2. При недостаточном количестве воды шарик будет опускаться в направлении упора 3. Воздух к воздухопроводу 10 (см. рис. 259) поступает по рези- новому шлангу, соединяющему воздухопровод с краном на валу 366
контроллера кинопроектора, к которому, в свою очередь, подается от воздуходувки (в кинопроекторе КПТ-2 воздушное охлаждение отсутствует). Воздухопровод заканчивается прямоугольным соплом, которое крепится к корпусу головки кинопроектора рядом с фильмовым каналом; из сопла через отвер- стия в прижимных полозках воздух направ- ляется на фильм. Воздуходувка показана на рис. 261. При- водом воздуходувки служит трехфазный электродвигатель АОЛ-21/4 или АВ-071/4. Вал электродвигателя 1 с помощью эластич- ной муфты связан с валом центрального компрессора 2. Штуцер 3 служит для отвода сжатого воздуха. Масленка 4 заполняется солидолом для смазки трущихся частей комп- рессора и повышения его компрессии. С по- мощью трубки компрессор соединен с увлаж- нителем 5. Увлажнитель (рис. 262) представляет Рис. 260. Индикатор для контроля работы водо- охлаждающей системы кинопроекторов КПТ-2 и КПТ-3 собой герметически закрытый сосуд, в крышке которого имеются трубки 1 и 2 и отверстие для заливки воды, закрытое пробкой 3. На трубке 1 укреплены три щитка 4, смещен- ные относительно друг друга на 180° и создающие лабиринт, кото- рый препятствует попаданию водяных брызг в трубку 2. Уровень воды в увлажнителе не должен превышать отметки 5. Из-за большого шума воздуходувку реко- мендуется устанавливать вне аппаратной. Длина соединительных шлангов не должна превышать 10 м. Установка УОК-2 предназначена для Рис. 261. Воздуходувка для подачи увлажненного воздуха в фильмовый канал кинопроектора КПТ-3 Рис. 262. Разрез увлажни- теля воздуходувки охлаждения кинопроектора КПЗО-А. Она содержит две независи- мые системы охлаждения: водяного охлаждения кинопроектора 'и воздушного охлаждения фильма. 367
Система водяного охлаждения состоит из: центробежного насоса типа «Кама» (давление до 3 атм), теплообменника, бачков из органического стекла, служащих для заливки воды в цирку- ляционную систему (до 10 л) и наблюдения за движением цирку- ляционной и водопроводной воды (для охлаждения теплообмен- ника) и контрольных и сигнализационных устройств (манометр, термометр, струйные реле, индикаторные лампочки, аварийный звуковой сигнал). Это — замкнутая циркуляционная система, где может быть использована дистиллированная вода. Система воздушного охлаждения фильма обеспечивает подачу фильтрационного воздуха к кадровому окну кинопроектора. Она состоит из пластинчатого ротационного компрессора, приводимого во вращение трехфазным асинхронным электродвигателем АОЛ-21 /4 мощностью 2,8 кет, и фильтра-увлажнителя. Производительность компрессора — до 20 м3 воздуха в час при скорости на выходе из сопел у кадрового окна около 130 м!сек. Измерения показали, что при использовании данной системы температура движущегося фильма в кадровом окне кинопроекто- ра КПЗО-А с 80—85° С (без охлаждения) снижается до 50— 55° С. Для предохранения противопожарной заслонки кинопроектора КПЗО-А от деформаций она также охлаждается водой. § 97. ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ УСТРОЙСТВА Отечественная кинопленочная промышленность еще выпускает 35-ЛМ1 пленки на легковоспламеняющейся нитрооснове. Поэтому в кинопроекционной аппаратуре необходимо иметь противопожар- ные устройства, предохраняющие фильм от воспламенения во вре- мя проецирования. Движущийся в лентопротяжном тракте фильм, несмотря на весьма высокую температуру в кадровом окне, не воспламеняется. Воспламенение возникает при сравнительно длительном воздей- ствии лучистой энергии на фильм при его остановке в фильмовом канале или при соприкосновении фильма при обрыве с нагретыми частями кинопроектора (фильмовым каналом и т. п.). В качестве противопожарных устройств в кинопроекторах используются: 1) противопожарные заслонки, автоматически срабатывающие при остановке приводного механизма либо при остановке фильма вследствие обрыва в фильмовом канале и перекрывающие свето- вой поток, падающий на кадровое окно; 2) противопожарные фильмовые каналы, препятствующие проникновению пламени в противопожарные коробки в случае воспламенения фильма на участке лентопротяжного тракта между подающей и принимающей бобинами; 368
3) противопожарные коробки, или кассеты, служащие для защиты рулонов фильма от воспламенения. Противопожарные заслонки используются также как элемент устройства для полуавтоматического или автоматического пере- хода с поста на пост. противопожарные автоматические заслонки Противопожарные автоматические заслонки по принципу действия делятся на: фрикционные, гидравлические, центробеж- ные, центробежно-фрик- ционные, центробежно-ры- чажные и электромагнит- ные. Фрикционные заслонки из-за малой надежности в работе в настоящее время не применяются. Гидрав- лические заслонки приме- нялись в кинопроекторах КШС-1 и КПП-2 и даль- нейшего распространения не получили. Центробежные заслон- ки кинопроектора КПТ-1 также не отличались вы- сокой надежностью и в последующих модифика- циях (в кинопроекторах СКП-33, КПТ-2, КПТ-3) их заменили более стабиль- но работающими центро- бежно-рычажными заслон- Рис. 263. Устройство центробежно-рычажной автоматической противопожарной заслонки ки- нопроекторов КПТ-2 и КПТ-3 ками. На рис. 263 дана схема, поясняющая устройство центробежно-рычажной ав- тематической заслонки кинопроекторов КПТ-2 и КПТ-3. На вертикальном валу 1 приводного механизма кинопроектора крепится поводок 2, который тягами 3 связан с грузиками 4, а те, в свою очередь, с ползуном 5, имеющим возможность свободно перемещаться вдоль вала. В кольцевую выточку ползуна 5 входит палец рычага 6, который может свободно поворачиваться на оси 7. Вилка нижнего конца рычага 6 связана с пальцем тяги 8. Тяга связана с плоской пружиной 9, несущей на конце поводок 10 в виде пальца, входящего в отверстие кулачка 11, который может поворачиваться вместе с осью 12, установленной в корпусе'филь- 24 Кинопроекционная тех-ка 369
мового канала. С кулачком связана система рычагов 13, 14 и 15, которая служит для подъема шторки заслонки А при помощи пальца 16, укрепленного на рычаге 15. При вращении вертикального вала 1 грузики 4 под действием центробежной силы расходятся и поднимают ползун 5, рычаг 6 повернется и сместит влево тягу 8 с плоской пружиной 9, пово- док 10 повернет против часовой стрелки кулачок 11, система рыча- гов 13, 14, 15 поднимется и палец 16 поднимет заслонку А вверх, Рис. 264. Схема, поясняющая действие центробежно-рычажной заслонки при увеличе- нии петли фильма над фильмовым каналом которая откроет кадровое окно. Между корпусом проекционной головки и втулкой плоской пружины 9 помещена спиральная пружина 17, обеспечивающая при остановке механизма возврат кулачка 11 и системы рычагов в исходное положение (кадровое окно перекрыто заслонкой). Ось 7 ввинчена в кронштейн 18, который крепится на корпусе головки. Заслонка срабатывает не только при остановке механизма, но и при увеличении петли фильма над фильмовым каналом. Работу заслонки в этом случае можно проследить, пользуясь рис. 264 (обозначения те же, что и на рис. 263). Кулачок 11 имеет фигурный вырез 19, в который заходит поводок 10 плоской пру- жины 9. Поводок имеет ступенчатую форму. Когда кинопроектор работает, заслонка находится в положе- нии, показанном на рис. 264, а. При увеличении петли фильма над фильмовым каналом щиток 20 вместе с осью 21 повернется вправо 370
и пластинка 22, жестко укрепленная на оси21, нажмет на поводок 10 и в паз 19 фигурного выреза войдет тонкая его часть; шторка заслонки под действием собственного веса упадет. Кулачок 11 при этом повернется на некоторый угол против часовой стрелки Рис. 265. Рычажная противопожарная заслонка кинопроектора КН-13 и займет положение, показанное на рис. 264, б. Поскольку при этом кинопроектор придется остановить, то тяга 8 и плоская пру- жина 9 втолкнут поводок 10 толстой его частью в паз 19 кулачка 11, Рис. 266. Центробежно-фрикционная противопожарная заслонка и заслонка снова готова к действию. При необходимости поднять заслонку вручную пользуются выступающим из фильмового канала концом рычага 13. Рычажная автоматическая противопожарная заслонка приме- нена также в передвижном кинопроекторе КН-13, созданном на базе кинопроектора КН-11 и обладающем большим полезным свето- вым потоком (600—700 лм). Этим обстоятельством и объясняется введение в конструкцию кинопроектора заслонки, работающей по принципу светового клапана (рис. 265). При увеличении петли 24* 371
Рис. 267, Заслонка электромагнитного типа кинопроектора 35-СК-1
фильма над фильмовым каналом она окажет давление на щиток 1, который повернется на оси 2 вместе с упором 3, удерживающим заслонку 4. Последняя, падая, перекрывает световой поток между третьей линзой конденсора и плоским зеркалом. Поворачивая рукоятку 5 против часовой стрелки, заслонка устанавливается в рабочее положение. Центробежно-фрикционные заслонки применяются в кинопро- екторах типа К и «Меоптон IV-С». Действие центробежно-фрик- ционной заслонки понятно из рассмотрения рис. 266, где даны детали заслонки кинопроектора КН-11 и схема ее действия. Рис. 268. Блокировочное устройство кинопроектора 35-СК-1 Лопасть заслонки 1 приварена к чашке 2, имеющей шарикопод- шипник 3. На маховике 4 вала эксцентрика мальтийского меха- низма на осях 5 свободно сидят монолитовые кулачки 6. При сбор- ке узла шарикоподшипник 3 надевается на втулку 7 маховика так, чтобы кулачки 6 оказались внутри чашки. Посредством шайбы 8 и стопорного винта заслонка крепится от осевых смещений на втул- ке 7. При вращении маховика кулачки 6 под действием центробеж- ной силы расходятся, прижимаются к внутренней поверхности чашки 2 и вследствие трения их о чашку увлекают ее за собой по ходу вращения. Заслонка, повернувшись на некоторый угол, откроет доступ световому потоку на кадровое окно. При остановке кинопроектора заслонка под действием пружины 9 возвратится в исходное поло- жение, перекрыв при этом световой поток. Упоры 10 и 11 ограни- чивают угол поворота заслонки. Заслонка электромагнитного типа, перекрывающая световой поток при увеличении петли фильма над фильмовым каналом и при полуавтоматическом переходе с поста на пост, применена в кинопроекторе 35-СК-1. Заслонка 1 (рис. 267) жестко укреплена на оси 2 и посредством тяги 3 связана с подвижной частью электро- магнита 4. При разрыве цепи питания электромагнита заслонка под действием собственного веса падает и в нижнем крайнем поло- жении штифтом 5 нажимает на выключатель 6, который размы- кает цепь питания лампы просвечивания читающей оптики и замы- кает цепь питания электромагнита заслонки второго поста. Заслонка не имеет ручного привода, а поднимается и удерживается 373
в верхнем положении электромагнитом 4. Регулируемый упор 7 имеет амортизирующую прокладку 8. На рис. 268 показан узел блокировочного устройства кино- проектора 35-СК-1, который крепится над фильмовым каналом. Рис. 269. Нижняя^противопожарная кассета кинопроектора КПТ-3 Рис. 270. Схема устройства противопо- жарного канала с пламягасящими ролика- ми кинопроектора типа КПТ Увеличивающаяся петля фильма давит на щиток 1, поворачиваясь на оси 2, хвостовик щитка дей- ствует на контактную группу 3, которая прерывает цепь пи- тания электромагнита заслонки и приводного электродвигателя. После установки нормального размера петли фильма над филь- мовым каналом щиток 1 воз- вращается в исходное положе- ние, блокировочное устройство оказывается включенным. Это же устройство срабатывает при воспламенении фильма в филь- мовом канале. В этом случае перегорает ленточка из горюче- го материала (горючая основа фильма, пороховой шнур), один конец которой связан с корпусом кинопроектора, а другой — с блокировочным устройством. 374
В кинопроекторах КП15-А и КПЗО-А имеется автоматически действующая противопожарная заслонка, срабатывающая при: а) замедлении скорости или остановке приводного механизма кинопроектора; б) обрыве фильма в фильмовом канале; в) загорании фильма в фильмовом канале; г) переходе с поста на пост. Для предохранения от воспламенения фильма, намотанного на бобины, их помещают в противопожарные коробки (кассеты) кинопроектора. На рис. 269 приведена нижняя кассета кинопроектора КПТ-3. Штампованная из листовой стали коробка 1 укреплена на крон- Рис. 271. Противопожарный фильмовый ка- нал кинопроектора 35-СК-1 штейне 2. На шарнирах 3 установлена крышка 4, связанная с коробкой замком 5. В крышке имеется ряд отверстий 6, служа- щих для выхода газов в случае воспламенения фильма внутри кассеты. В верхней части кассеты крепится противопожарный фильмовый канал 7, схема устройства которого показана на рис. 270. В массивном литом корпусе (для лучшего отвода тепла) по- мещаются ролики. Ролик 1 вращается на неподвижной оси. Ролики 2 вращаются на осях, которые могут перемещаться в на- клонных пазах, образованных в корпусе канала. При отсутствии фильма ролики 2 под действием собственного веса прижимаются к"ролику7. При продвижении фильма вследствие его натяжения 375
ролики 2 несколько отходят от ролика 1. При воспламенении фильма до противопожарного канала натяжение фильма исчезает и ролики 2 плотно прилегают к ролику 1, благодаря чему пламя не проходит в кассету. На рис. 271 приведена конструкция противопожарного филь- мового канала кинопроектора 35-СК-1. В корпус 1 запрессованы оси 2, на которых свободно вращается ролик малого диаметра 3 и большого диаметра 4. Ролики снаружи закрыты соответственно крышками 5 и 6. Между роликами и корпусом образуется узкий канал — лабиринт, предотвращающий проникновение пламени внутрь противопожарной кассеты.
ЧАСТЬ 4 ЗВУКОВОСПРОИЗВОДЯЩАЯ ЧАСТЬ КИНОПРОЕКТОРА

Глава XXV. ЧТЕНИЕ ФОТОГРАФИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ ФОНОГРАММ Развитие современных систем кинематографа привело к приме- нению в фильмокопиях как фотографических, так и магнитных фонограмм. Фотографическая фонограмма применяется в: 1) 35-.М.Ч. обычных (не широкоэкранных) фильмах; 2) 35-мм широкоэкранных фильмах без стереофонического звуковоспроизведения; 3) 16-jut фильмах. Схема звуковоспроизводящей части звукового кинопроектора для чтения фотографической фонограммы показана на рис. 49. Фотозвуковая часть всегда располагается после скачкового меха- низма. Для одновременного воспроизведения изображения на экране и чтения соответствующего ему участка фотографической фонограммы в фильмокопиях всегда фотографические фонограммы опережают изображение. Согласно ГОСТ 2639—62 фотографическая фонограмма в 35-лдг фильмокопиях опережает соответствующее ей изображение на 20 кадров, а в 16-л/.и фильмокопиях — на 26 кадров. Для синхронного воспроизведения при кинопоказе изображе- ния и чтения фонограммы необходимо заряжать фильм в звуко- воспроизводящую часть звукового кинопроектора так, чтобы расстояние от середины кадрового окна до места чтения фотографи- ческой фонограммы, измеренное по заряженному фильму, равня- лось для 35-.V.4 фильма 19—20 кадрам, а для 16-.и.и фильма — 26 кадрам. Магнитные фонограммы применяются в: 1) 35-.ii.tt широкоэкранных фильмах с четырьмя магнитными фонограммами (см. рис. 58); 2) 70-лл широкоформатных фильмах с шестью магнитными дорожками (см. рис. 59); 3) панорамных фильмах, в которых девятиканальная магнит- ная фонограмма записана на отдельной перфорированной 35-.иж пленке; чтение магнитных фонограмм производится отдельным фильмфонографом, поэтому панорамный кинопроектор звуковос- производящей части не имеет; 379
4) 16-.ИЛ4 фильмокопиях. Многие современные стационарные кинопроекторы предназна- чены для демонстрации как обычных 35-лг.м фильмов с фотографи- ческой фонограммой, так и широкоэкранных и широкоформатных фильмов с магнитными фонограммами, поэтому в этих стационар- ных кинопроекторах имеются две читающих системы: для Рис. 272. Схема движения фильма и лентопротяжного меха- низма стационарного кинопроектора КПТ-3: а — при демонстрации фильма с фотографической фонограм- мой; б — при демонстрации фильма с магнитными фонограм- мами фотографической фонограммы (фотозвуковая часть) и магнитной фонограммы (магнитозвуковая часть). На рис. 272 представлена схема движения фильма и ленто- протяжного механизма кинопроектора КПТ-3 для демонстрации 35-Л1Л1 фильмокопий с магнитной и фотографической фонограммами. Фотозвуковая часть (рис. 272, а) расположена после скачко- вого барабана! и состоит из лентопротяжного механизма и читаю- щей оптики 2. Лентопротяжный механизм фотозвуковой части имеет: успокаивающий зубчатый барабан 5, защищающий после- 380
дующий тракт фильма от колебаний петли после скачкового бара- бана 7; поперечно-направляющий прижимной ролик 4, обеспечи- вающий точное поперечное направление фонограммы и прижим фильма к гладкому барабану 5 стабилизатора скорости; про- дольно-направляющий ролик 6 и звуковой зубчатый барабан 7, который продвигает фильм в звуковоспроизводящей части. От рывков со стороны наматывателя фильма звуковой барабан 7 защищен петлей фильма а между ним и задерживающим бара- баном 8. Таким образом, чтение фотографической фонограммы в кино- проекторе КПТ-3 производится на гладком барабане 5 стабили- затора скорости. Аналогичная схема применена в кинопроекторах КПТ-1, КПТ-2, СКП-33. Для чтения магнитных фонограмм в аппарате имеется специаль- ная звуковая или магнитная приставка б (рис. 272, б), располо- женная сверху кинопроекционной головки. Магнитозвуковая часть состоит из блока 9 магнитных головок и лентопротяжного механизма, состоящего из продольно-направляющих роликов 10, комбинированного зубчатого барабана 11, натяжных (подвижных) подпружиненных роликов 12 и двух гладких барабанов 13, на валах которых укреплены маховики. Гладкие барабаны 13 с махо- виками и натяжными роликами 12 и натянутым фильмом образуют трехзвенный стабилизатор скорости (см. § 105). Комбинирован- ный зубчатый барабан не имеет связи с приводным механизмом кинопроектора, поэтому фильм продвигается через магнитную приставку верхним (тянущим) зубчатым барабаном 14 кино- проектора. Учитывая, что магнитозвуковая часть расположена до филь- мового канала, для синхронного воспроизведения изображения кадра и соответствующего ему участка магнитной фонограммы необходимо, чтобы магнитная фонограмма отставала от соответ- ствующего ей изображения. Согласно ГОСТ 2639—62 магнитная фонограмма в 35-.м.м широкоэкранных фильмах должна отставать от соответствующего ей изображения на 29 — 30 кадров, при за- рядке такого фильма в кинопроекторе расстояние от места чтения магнитных фонограмм до середины кадрового окна, измеренное по заряженному фильму, должно равняться 29 — 30 кадрам. При чтении фотографической фонограммы фильм минует маг- нитозвуковую часть (см. рис. 272, а), а при чтении магнитных фонограмм — фотозвуковую часть (см. рис. 272, б). В СССР выпускаются универсальные (двухформатные) кино- проекторы для демонстрации 35-.иж обычного фильма, 35-л1л< широкоэкранного фильма с фотографической и магнитными фоно- граммами и 70-.М.И фильма с шестью магнитными фонограммами. Универсальные кинопроекторы (см. § 121) имеют также две звуко- воспроизводящих части для чтения фотографической и магнитных фонограмм. Принцип их построения аналогичен рассмотренному 381
на рис. 272. Магнитные фонограммы в 70-ж.м широкоформатном фильме отстают от изображения согласно ГОСТу 2639—62 на 26 кадров. Фотозвуковая часть предназначена лишь для 35-жж фильмов. Для повышения качества звукопередачи в 16-жж фильмокопиях начинают все шире применять магнитную фонограмму. С целью упрощения конструкции звуковоспроизводящей части для 16-жж фильмокопий, а также принимая во внимание, что магнитная фонограмма одна и расположена сбоку фильма (вместо фотографической фонограммы) и со стороны основы, чте- ние магнитной дорожки производится на том же гладком барабане стабилизатора скорости, на котором читается и фотографическая фонограмма (см. рис. 303). К магнитной фонограмме на 16-жж фильме при ее чтении подводится магнитная головка. Чтобы она не мешала читающей оптике, чтение магнитной и фотографиче- ских фонограмм узкого фильма должно происходить в разных местах у гладкого барабана. Для достижения этого фотографическая фонограмма опере- жает соответствующее изображение на 26 кадров, а магнитная фонограмма опережает соответствующее изображение на 28 кадров. Из изложенного выше следует, что типовыми частями звуко- воспроизводящих устройств в кинопроекторах являются стаби- лизаторы скорости, читающие оптические системы фотографиче- ских фонограмм и читающие системы магнитных фонограмм, к рассмотрению которых и переходим.
Глава XXVI. СТАБИЛИЗАТОРЫ СКОРОСТИ КИНОФИЛЬМА § 98. ИСКАЖЕНИЯ ЗВУКА ПРИ ВОСПРОИЗВЕДЕНИИ НЕРАВНОМЕРНО ДВИЖУЩЕЙСЯ фонограммы Для высокого качества звуковоспроизведения необходимо, чтобы отсутствовали колебания скорости фонограммы, движущей- ся мимо читающего устройства (читающего штриха или зазора магнитной головки). Если это условие не соблюдается, то воспро- изводимый сигнал оказывается искаженным — возникают частот- ные и нелинейные искажения. Эти искажения, обусловленные колебаниями скорости движения фонограммы, называются д е т'о- нациями. Для количественной оценки детонации вводится понятие коэффициента детонации: Ад= 100%, где vm— амплитуда колебания скорости фильма; v0 — средняя (постоянная) скорость фильма. Искажения, возникающие при непостоянстве скорости движе- ния фонограммы, прослушиваются ухом человека, которое очень чувствительно к детонациям. Детонации делятся на два рода, а каждый род — на две группы. Детонации первого рода происходят при частоте колебаний скорости фонограммы до 12—16 гц; если частота коле- баний скорости находится в пределах звукового диапазона, т. е. выше 16—20 гц, то возникающие искажения носят название детонации второго рода. Субъективно детонации с различными частотами восприни- маются слушателями по-разному. Если частота колебаний скорости фонограммы не превышает 3—5 гц (низкочастотные детонации первого рода), то прослуши- вается периодическое плавание звука. При высокочастот- ной детонации первого рода (частота детонации 5—16 гц) создается впечатление вибрирующего, «дрожащего» звука, который воспри- нимается как периодическое колебание громкости. При детонации с частотой 16—120 гц (низкочастотные детона- ции второго рода) звук хотя и становится слитным, но создает впечатление хрипа, дребезжания. 383
Наконец, при высокочастотной детонации второго рода (часто- та колебаний скорости магнитной фонограммы 1000—4000 гц) прослушиваются дополнительные тона, воспринимаемые как пара- зитный шум. Различные исследования 'слухового восприятия детонаций приводят к следующим заключениям: 1) детонации наиболее заметны при передаче музыки, причем особенно они ощущаются при прослушивании чистого тона, фортепианной, скрипичной и симфонической музыки; 2) при прослушивании речи ухо человека мало чувствительно к детонации первого рода и весьма чувствительно к детонации второго рода; 3) ухо имеет наибольшую чувствительность к детонации при низких частотах колебаний скорости фильма (от 1—2 до 4—8 гц, в зависимости от частоты воспроизводимого тона). Таким образом, наиболее опасны низкочастотные детонации первого рода; 4) чувствительность человеческого уха к детонациям возрастает с увеличением частоты и амплитуды и соответственно громкости воспроизводимого основного тона. Согласно ГОСТу 2639—62 для стационарных кинопроекторов, демонстрирующих 35- и 70-мм фильмы, коэффициент детонации не должен превышать 0,25% при воспроизведении фотографиче- ской фонограммы и 0,35% — магнитной фонограммы. При расчете стабилизаторов скорости ориентируются не на эти предельные нормы, а на то, чтобы детонации не были заметны при передаче наиболее критичного звукового материала (чистый тон, фортепиано) и при низкой частоте колебаний скорости. Кроме того, принимают во внимание собственную детонацию контрольного фильма, используемого при измерении детонации на киноаппаратуре. Поэтому для кинопроекционной аппаратуры обычно ориен- тируются на следующие расчетные значения Кд: 0,1—0,15% — для фотографической фонограммы, 0,15—0,2% — для магнитной фонограммы (первые цифры — для 35- и 70-лж фильмов, вторые— для 16-.wat фильмов). § 99. ПРИЧИНЫ, ВЫЗЫВАЮЩИЕ КОЛЕБАНИЯ СКОРОСТИ ФОНОГРАММЫ На рис. 272 приведена схема движения фильма в кинопроекто- рах типа КПТ, на которой показано, что в фотозвуковой части этих кинопроекторов фонограмма читается на гладком барабане 5. Последний кинематически не связан с приводным механизмом кинопроектора — он вращается при работе кинопроектора за счет силы трения, возникающей между барабаном и движущимся фильмом. 384
Благодаря прижимному ролику 4 и достаточному углу обхвата имеется контакт между гладким барабаном и фильмом и линей- ные скорости их оказываются одинаковыми (в установившемся режиме). Поэтому, чтобы фильм продвигался мимо читающего штриха с заданной степенью равномерности, необходимо п о- стоянство угловой скорости гладкого барабана. Рассмотрим, какие причины могут вызывать колебания ско- рости гладкого барабана. Колебания скорости гладкого барабана, обусловленные источником переменной скорости Чтобы фильм продвигался на гладком барабане с постоянной линейной скоростью, необходимо постоянство угловой скорости звукового зубчатого барабана 7 (см. рис. 272). Рассмотрим принципиаль- ную схему передачи движения звуковому зубчатому барабану кинопроектора КПТ (рис. 273). Электродвигатель 1 через упру- гую соединительную муфту 2 связан с ведущим валом 3 ки- нопроектора. От последнего по- средством зубчатой передачи Zi — Z2 вращается вертикаль- ный вал 4. На этом валу закреп- лены несколько зубчатых ко- лес, в частности колесо Z3, пе- редающее вращение шестерням Z4 и Z5, на валах которых соответственно установлены зву- ковой и задерживающий зубча- тые барабаны. Как видно из схемы, в кино- проекторе КПТ применена срав- Рис. 273. Схема передачи!вращения от электродвигателя к звуковому зубчатому барабану кинопроектора КПТ нительно короткая кинематическая цепь, связывающая электродви- гатель со звуковым зубчатым барабаном, т. е. эта связь осуществ- ляется незначительным числом зубчатых передач. Несмотря на это, обеспечить постоянство угловой скорости зубчатого ба- рабана не представляется возможным. Причины этого следу- ющие. 1. Электродвигателъ.Чпсл.о оборотов асинхронного электро- двигателя определяется главным образом частотой переменного тока и напряжением сети, питающей электродвигатель. В прак- тике возможны отклонения от номинальных значений как частоты, 25 Кинопроекционная тех-ка 385
так и напряжения, при этом может соответственно измениться угловая скорость электродвигателя, а вместе с ним и звукового зубчатого барабана. Неравномерное вращение электродвигателя может также вызываться непостоянством нагрузки на его валу, эксцентрич- ностью этого вала, непостоянством трения в подшипниках и дру- гими причинами. Частота колебаний скорости, обусловливаемых эксцентричностью вала электродвигателя и переменным трением в его опорах, — около 24 гц. 2. Зубчатые колеса. При равномерном вращении ведущей шестерни Zt ведомая шестерня Z2 будет вращаться также равно- мерно лишь при идеально точном изготовлении шестерен (профиля, толщины зубьев) и отсутствии их износа в процессе работы. Есте- ственно, что достигнуть в практических условиях идеального зацепления зубчатых колес невозможно, вследствие чего вход зубьев в зацепление и выход их из зацепления сопровожда- ются толчками, обусловливающими колебания угловой скорости. Эти колебания создаются также диаметральным биением зубча- тых колес. Аналогичное явление имеет место и для других зубчатых передач, в том числе для шестерен Z3 и Z4, передающих вращение звуковому зубчатому барабану. Частота колебаний скорости, обусловленных погрешностями зубчатого зацепления, равна числу зубьев, проходящих зацепле- ние в единицу времени. Для зубчатых колес Zj и z2 эта частота равна 576 гц, для колес z3 и z4 — 276 гц. Частота колебаний ско- рости, обусловленных диаметральным биением зубчатых колес, равна для шестерни — 24 гц, для шестерен L2 и L3 — 11,5 гц, для шестерни Л4 — 6 гц. 3. Подшипники. Сила трения в подшипниках непостоянна вследствие шероховатости трущихся поверхностей вала и под- шипника, а также неравномерности смазки и наличия зазора между подшипником и валом. Частота колебаний скорости, обу- словленных непостоянством момента силы трения в подшипниках, равна числу оборотов вала в подшипнике в единицу времени. В рассматриваемом механизме она равна: для вала электро- двигателя — 24 гц, для вертикального вала — 11,5 гц, для вала звукового зубчатого барабана — 6 гц. 4. Звуковой зубчатый барабан. Существенной причиной, создающей колебания скорости фильма, является диаметральное биение опорных поясков звукового зубчатого барабана. Частота колебаний скорости равна числу оборотов барабана в единицу времени и для кинопроектора КПТ составляет 6 гц. Кроме того, если даже допустить, что звуковой зубчатый барабан вращается с постоянной угловой скоростью, то фильм все же продвигается им с неравномерной скоростью. Это видно из кинематической характеристики тянущего зубчатого барабана 386
(см. рис. 150), где показано, что смена каждого ведущего зуба характеризуется скачками линейной скорости фильма. Частота колебаний скорости, обусловленных этой причиной, составляет для рассматриваемого случая 96 гц. 5. Наматыватель. Работа наматывателя сопровождается рывками при намотке. Если эти рывки достигнут гладкого барабана, они могут отразиться на равномерности его вращения. Таким образом, приводной механизм (электродвигатель, зубча- тые колеса, подшипники) и лентопротяжный механизм (зубчатый барабан, наматыватель) создают значительные колебания скоро- сти фильма. Эти колебания скорости называются вынужден- ными; под ними понимают колебания, происходящие под дей- ствием внешних периодически изменяющихся сил. Вынужденные колебания скорости, происходящие с различными амплитудами и частотами, подводятся к звуковому зубчатому барабану, вслед- ствие чего угловая скорость последнего меняется во времени и зву- ковой зубчатый барабан выступает в роли источника (гене- ратора) переменной скорости. В других типах и моделях кинопроекционной аппаратуры имеет место в общем такое же воздействие источника переменной скорости на гладкий барабан. С практической точки зрения наибольший интерес представ- ляют низкочастотные колебания скорости первого рода, так как от них трудней всего защитить гладкий барабан. Поскольку в задан- ной кинематической цепи звуковой зубчатый барабан является конечным звеном схемы, минимальная частота вынужденных коле- баний скорости coj соответствует числу оборотов в секунду звуко- вого зубчатого барабана и определяется диаметральным биением опорных поясков барабана и переменным трением в его подшип- никах. Колебания скорости гладкого барабана, обусловленные источником переменной силы Поскольку чтение фонограммы производится на гладком бара- бане, линейная скорость фонограммы может изменяться под воздействием возмущающих факторов, прилагаемых непосред- ственно к гладкому барабану. К таким факторам можно, напри- мер, отнести диаметральное биение гладкого барабана или недо- статочную уравновешенность массы, связанной с валом гладкого барабана (картера или маховика). Однако наиболее существенным фактором является непостоянство силы трения в подшипниках вала гладкого барабана; даже если вал устанавливается на высоко- качественные шариковые подшипники, сила трения в них не по- стоянна. Понятно, что переменная составляющая момента силы трения (источника переменной силы) обусловливает колебания угловой 25* 38 7
скорости вала гладкого барабана. Эти колебания имеют регуляр- ный (периодический) характер с круговой частотой ц>2. Колебания скорости гладкого барабана, обусловленные кратковременными импульсами Ниже мы увидим, что гладкий барабан нельзя связать жестко с источником переменной скорости — звуковым зубчатым бараба- ном; эта связь осуществляется посредством упругого элемента (гибкости самого кинофильма, пружины). Поскольку на валу гладкого барабана установлен инерционный элемент, масса по- Рис. 274. Простая механическая колеба- тельная система с сухим (а) и вязким (б) следнего в сочетании с упругим элементом образует механиче- скую колебательную систему. Примером такой колебатель- ной системы является тело с массой т, подвешенное на пру- жине с жесткостью К* (рис. 274). Если телу сообщить крат- ковременный импульс (толчок), оно вместе с пружиной начнет колебаться относительно поло- жения равновесия. Эти колеба- ния называются собственными (свободными), так как они со- трением вершаются при отсутствии внеш- ней силы, приложенной к телу. Если предположить, что в колебательной системе полностью отсутствует трение, то собственные колебания будут незатухаю- щими, т. е. будут продолжаться бесконечно долго. Чтобы ускорить процесс затухания собственных колебаний, нужно в колебатель- ную систему ввести активное сопротивление, т. е. создать в систе- ме трение R (вязкое, воздушное или сухое). При помощи трения уменьшается амплитуда собственных коле- баний скорости — осуществляется демпфирование. Характер демпфирования зависит от соотношений между пара- метрами колебательной системы (масса тела т и жесткость пру- жины К) и величиной трения R. Для простой колебательной системы и при наличии вязкого (или воздушного) трения возможны следующие случаи: 1. R <С 2 '/Кт. Трение в колебательной системе недостаточно, поэтому рассеяние энергии собственных колебаний характери- * Жесткостью пружины при растяжении (сжатии) называется отноше- ние приложенной силы к величине деформации пружины. Размерность ее — г/см. Величина, обратная жесткости, называется гибкостью (эластичностью). 388
зуется законом изменения амплитуд пс1, пс2, vci... этих колеба- ний, представленным на рис. 275 (кривая Г). Такой характер демпфирования называется колебатель- н ы м. 2. R>2y Кт. Величина трения достаточна, чтобы исклю- чить колебательный процесс затухания собственных колебаний. Характер демпфирования в этом случае называется апериоди- ческим (кривая 3): амплитуда скорости вначале нарастает до некоторого максимума, после чего спадает, причем скорость не меняет знака. 3. R = 2} Кт. При такой величине трения также имеет место апериодическое затухание, но поскольку рассматриваемый случай лежит на грани между колебательным и апериодичес- ким затуханием, его называют кри- тическим затуханием (кри- вая 2). Если сравнить лентопротяжный механизм звуковой части кино- проектора КПТ (см. рис. 272) с прос- той механической колебательной системой (см. рис. 274), то можно сказать, что между ними принци- пиальной разницы нет. На гладкий барабан действу- ют периодические внешние (воз- мущающие) силы, обусловленные колебаниями скорости элементов приводного и лентопротяжного ме- ханизмов. Эти силы возбуждают как вынужденные, так и собственные колебания. Собственные колебания возникают и в пусковой пе- риод, а также при прохождении через гладкий барабан склейки фильма. Собственные колебания гладкого барабана также вредно отражаются на равномерности его угловой скорости, как и вынуж- денные колебания, поступающие от источников переменной скорости и переменной силы. Таким образом, существует ряд причин, обусловливающих колебания угловой скорости гладкого барабана. Чтобы коэффициент детонации не выходил за допустимые значения, применяют специальные устройства — стабилизаторы скорости. Назначение стабилизатора скорости в том, чтобы обеспечить движение фильма мимо читающего устройства с такой степенью равномерности, при которой величина коэффициента детонации не превышает допустимого значения. Рис. 275. Колебательный, апериоди- ческий и критический процессы за- тухания собственных колебаний 389
§ 100. ТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СТАБИЛИЗАТОРА СКОРОСТИ В промышленной кинопроекционной аппаратуре применяется ряд типов стабилизаторов скорости. Для их сопоставления и оцен- ки необходимо сформулировать соответствующие технические показатели. Возвращаясь к схеме, приведенной на рис. 272, видим, что гладкий барабан 5 является стабилизируемым эле- ментом. Посредством фильма, являющегося упругим эле- ментом, он приводится во вращение звуковым зубчатым бара- баном 7. Стабилизируемый элемент должен быть защищен от колебаний скорости, поступающих к нему от источника переменной скоро- сти, источника переменной силы и кратковременных импульсов («толчков»). Этим и определяются три основных технических пока- зателя стабилизатора скорости: 1. Коэффициент защиты. Этот коэффициент показывает, в какой мере стабилизируемый элемент защищен от источника переменной скорости, и определяется так: где иа — амплитуда колебания скорости источника переменной скорости (звукового зубчатого барабана); vB — амплитуда вынуж- денных колебаний скорости стабилизируемого элемента (глад- кого барабана). В зависимости от установленного для кинопроектора допусти- мого значения коэффициента детонации Кл требуемая величина коэффициента защиты т]тр определяется данными, представлен- ными в табл. 33. 2. Механическое сопротивление. Этот показатель харак- теризует степень защиты стабилизируемого элемента от источника переменной силы и определяется следующим образом: =----(г см- сек), где Мп — амплитуда переменной составляющей момента силы трения в опорах вала стабилизируемого элемента; ton — амплиту- да колебания угловой скорости стабилизируемого элемента, обусловленная моментом Мп. Требуемые величины механического сопротивления ZMTp для стабилизаторов скорости кинопроекционной аппаратуры даны в табл. 33. 3. Затухание собственных колебаний стабилизи- руемого элемента (демпсфирование). Вопрос о характере затухания собственных колебаний решают в зависимости от их частоты со0. Если эта частота лежит в области, где ухо человека СО ! ;мые 5Ш1Я г•сек•см 8 8 S ° § § § § § § 1 S К Ч S i Й ' Сб WH ! н < Е TpeGyt зиаче а 57 S « N N И Й S « со н Й Натяже- ние фильма, г о 23888 S СО N w Л и Й Л 1 Е-* Й й Н й 1 и ® rt я С сг о ге CU s° 5 - « £ S £ S сч S м м чн н ооооо о о о' о' о о Радиус гладкого бара- бана, мм 1Л LO о о О О с- S s 2 2 Й я 1 КИНОПРОЕКЦИОННОЙ А1 X ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛ Число зубьев звукового барабана со м м м 2222м М см со со со Демпфер в к 5 ' в и § § ф ’Э I ’и =и ° S ° ® В, £ ® s ® В, w U S О О El S H m 2 1ИЗАТОРОВ СКОРОСТИ В И 1 1 Тип стабилизатора скорости о о О ьй В ь * и сб 2 СО *_1 ф « w * В 3 и о ч s , а и ь и. И «э «М - « й S в « * й S S £ а й о в и g й И Св Ё? Н ® 3 Q св о. Я Д Ьы S к « ю н к Е- и S 5 Кинопроектор , о я 1 св >в< g LO М а 3- (7 5 н. К ~ и К § И ** 5 Д _н ***^5 У w л 4ч Л S “ 1X1 °? М < >> а 2 £ 2 2 2 о 2 2 . со о св 2>е< g 2 и и 9 До >> д и в сня е —₽ Й § w Й 5 каики Й 390
Продолжение табл. 33 2 и □а а s я Ф QJ Z мтр> г сек ♦ см 140 О Я о -« п Е-< & 5 Щ >& 100 250 250 100 100 200 Расчет- ная величи- на Кд, % 0,2 0,15 ST‘0 0,15 0,15 o' 1 Радиус гладкого бара- бана, мм 12,5 ю со СО 2 55 2 д ° ® *5 <□ Д « 2 o'® S10 И се со Д Я еоО со о? 55 Демпфер Сухого трения Масляный Сухого трения । То же л Масляный Тип стабилизатора скорости Тормозной блок-ста- билизатор Трехзвенный . 1 То же Маховик — петля в сочетании с двух- звенным стабили- затором скорости То же Гидравлический при- вод в сочетании с двухзвеиным ста- билизатором ско- рости Кинопроектор КПС-16-2 КПТ-3 (магнитозву- ковая часть) 35-СКПШ-2 (магнито- звуковая часть КПЗО-А, КП15-А (магнитозвуковая часть, 70-.ч.и. фильм) КПЗО-А, КП15-А (магнитозвуковая часть, 35-.И.И фильм) «Меоптон IV-С» (фо- тозвуковая часть) особенно чувствительно к детонации (низкочастотные детонации первого рода), то считают обязательным критическое затухание. Если <в0 лежит вне данной области, то допускают колебательное затухание. Для окончательной оценки стабилизатора скорости следу- ет также учесть вспомогательные показатели, к которым отно- сятся: 1) пусковой период. Стабилизируемый элемент (гладкий барабан) кинематически не связан с приводным механизмом. Оче- видно, чтобы наступил установившийся режим вращения стаби- лизируемого элемента, требуется известное время, называемое пусковым периодом. Длительность пускового периода в кинопро- екционной аппаратуре для 35- и 70-мм фильмов установлена не более 6 сек', 2) конструктивно-эксплуатационные характери- стики. К ним относятся: простота устройства, удобство экс- плуатации, отсутствие повышенного износа фильма, стабильность технических показателей стабилизатора скорости и т. и. §101. УПРУГИЕ СВОЙСТВА КИНОФИЛЬМА Рис. 276. Схема, поясняющая упругие свойства фильма гибкостью (эластично с'т ь ю) Кинофильм обладает упругими свойствами. Так, если че- рез два ролика 1 и 2 перекинуть кусок фильма (рис. 276), один конец которого А неподвижно закреплен, а другой натянут с силой Т, то по мере увеличения натяжения Т обнаружится угловое пе- ремещение роликов. При этом петля фильма, обра- зованная у роликов, с увеличением натяжения будет уменьшаться, за- нимая последовательно положения, отмеченные штриховыми линиями. Количественно упру- гие свойства оцениваются S или обратной ей величиной — жесткостью к. Если фильм используется в качестве упругого элемента ста- билизатора скорости, то гибкость участка фильма, расположен- ного между зубчатым и гладким барабанами, определяется как отношение угла поворота гладкого барабана к моменту, прило- женному при этом к гладкому барабану. Размерность гибкости — ряд । у г -см размерность жесткости фильма — —. 393
Гибкость кинофильма при изгибе определяется следующими факторами: 1) чем меньше натяжение фильма Т, тем гибкость больше. Объясняется это тем, что при малых натяжениях фильм неплотно облегает ролик, несколько выпучивается, образуя у ролика так называемые ячейки гибкости. У однозвенных * и обычных двух- звенных стабилизаторов скорости в установившемся режиме вра- щения гладкого барабана натяжение Т определяется в основном трением в опорах вала стабилизируемого элемента и прижимного ролика; 2) чем меньше диаметр ролика, огибаемого фильмом, тем фильм больше выпучивается, тем больше гибкость фильма; 3) чем больше роликов огибает фильм, тем больше число ячеек гибкости, тем больше гибкость фильма; 4) гибкость фильма зависит от его свойств и геометрических размеров: она увеличивается с увеличением модуля упругости и толщины фильма. Таким образом, варьируя натяжением фильма, радиусами и количеством роликов, огибаемых фильмом, можно обеспечить требуемую гибкость кинофильма при изгибе. § 102. СТАБИЛИЗАТОР СКОРОСТИ ТИПА МАХОВИК — ПЕТЛЯ Схемы движения фильма в звуковоспроизводящей части кино- проектора 35-СК-1 и стабилизируемого элемента представлены на рис. 277. Источником переменной скорости является звуковой зубчатый барабан I; стабилизируемым элементом — гладкий барабан 2 и маховик 3, жестко закрепленный на его валу 4; упругим эле- ментом — участок фильма между зубчатым и гладким барабанами, огибающий продольно-направляющие ролики 5 и 6. Вал стабили- зируемого элемента вращается в шариковых подшипниках 7 и 8, которые являются источником переменной силы. Фильм посту- пает на гладкий барабан свободной петлей, огибает ряд продоль- но-направляющих роликов, играющих роль успокаивающего элемента, и прижимается к гладкому барабану роликом .9, который одновременно осуществляет поперечное направление фильма. Масса маховика и гибкость фильма образуют механическую колебательную систему, откуда и происходит название стабили- затора скорости —маховик — петля. Принцип действия стабили- затора скорости заключается в следующем: если мгновенная угловая скорость звукового зубчатого барабана изменится (увели- чится или уменьшится), то петля фильма между зубчатым и глад- ким барабанами сократится или удлинится. * Однозвенным называется стабилизатор скорости, состоящий из одной механической колебательной системы. 394
За счет деформации упругой петли фильма амплитуда пере- менной составляющей скорости звукового зубчатого барабана на гладком барабане уменьшится. Частично колебания скорости зубчатого барабана передадутся гладкому барабану, однако уста- новленный на его валу маховик стремится сохранить состояние равномерного вращения и препятствует возникновению колеба- ний скорости. Таким образом, защита стабилизируемого элемента от пере- менных воздействий со стороны источника переменной скорости осуществляется совместным действием массы маховика и гибко- сти фильма. Маховик также защищает гладкий барабан от пере- менных воздействий источника переменной силы. Упругий элемент а Источник переменной скорости Стабилизируемый элемент Рис. 277. Схемы хода фильма (а) и стабилизируемого элемента (б) стабили- затора скорости маховик — петля Специально примененного активного сопротивления, являю- щегося демпфером, в этой системе нет: затухание собственных коле- баний скорости стабилизируемого элемента осуществляется глав- ным образом за счет сухого трения в шариковых подшипниках вала гладкого барабана. Рассмотрим кратко основные показатели стабилизатора ско- рости типа маховик — петля. 1. Коэффициент защиты. Как показывает теория, абсолютное значение коэффициента защиты без учета коэффициента трения в демпфере равно: — к (97) где (щ — минимальная частота вынужденных колебаний скоро- сти (сек-1); J — момент инерции * маховика (г-сл-сек2); к — жест- v. с'г см \ кость петли фильма * Моментом инерции маховика относительно оси вращения называется сумма произведений элементов массы маховика на квадрат их расстояний до оси. 395
Формула (97) показывает следующее: а) с увеличением жесткости фильма к коэффициент защиты для данной частоты возмущения «4 уменьшается и при к—> со ц —> 1. Физически это понятно, так как при бесконечно большой жесткости фильма осуществляется жесткая связь между источ- ником переменной скорости и стабилизируемым элементом, вслед- ствие чего амплитуда колебаний скорости этих элементов одна и та же. Наоборот, если жесткость кинофильма настолько мала, что можно допустить к—» 0, то т] —>оо; б) с увеличением момента инерции маховика J коэффициент защиты для данной частоты возмущения увеличивается. Если J —> оо, то ц —» со, а если J—>0, то ц —> 1; таким образом, момент инерции маховика и гибкость кинофильма должны иметь возможно большие значения. Так как частота собственных колебаний стабилизатора скоро- , /~к сти типа маховик— петля ио = у j-, то это условие, очевидно, удовлетворяется, если соо имеет малое численное значение, значи- тельно меньшее частоты сор 2. Механическое сопротивление. Абсолютное значение меха- нического сопротивления стабилизатора скорости типа маховик — петля без учета трения в демпфере^’ (98) где со2 — минимальная частота возмущений источника перемен- ной силы. Так как жесткость’фильма к имеет малое численное значение, то в числителе формулы (98) col J Пренебрегая вели- чиной к, можно приближенно записать: ZM « co2J. (99) Следовательно, при заданной частоте со2 механическое сопротив- ление определяется главным образом моментом инерции маховика. Такое же положение имеет место у любого типа стабилизатора скорости кинофильма. 3. Демпфирование. Собственные колебания затухают вслед- ствие трения в шариковых подшипниках. Однако этот способ демпфирования, несмотря на его простоту и эксплуатационные удобства, имеет недостатки: величина демпфирующего трения шариковых подшипников недостаточна, чтобы обеспечить эффек- тивное рассеяние энергии собственных колебаний. Шариковые подшипники должны быть высокого класса, что необходимо для разгрузки сбегающей с гладкого барабана ветви фильма, являю- щейся упругим элементом стабилизатора скорости. Очевидно, трение, создаваемое такими подшипниками, мало. 396
Поэтому можно сказать, что недостатком стабилизатора ско- рости типа маховик — петля является не вполне эффективное затухание собственных колебаний скорости. Стабилизатор скорости типа маховик — петля в кинопроекторе 35-GK-1 имеет следующие показатели: р = 280 и ZM = 3260 г-см-сек. Если учесть, что т|Тр = 49 и ZMTp = 1500 г-см-сек (см. табл. 33), то видим, что основные технические показатели вполне удовлетво- рительны. Однако отсутствие надлежащего демпфирования при- водит к тому, что коэффициент детонации все же значителен, в среднем 0,3 ч-0,4%, а в отдельных случаях еще больше. Задачи: 1. Определить коэффициент защиты и механическое сопротивление стабилизатора скорости маховик—петля, исходя из следующих данных: а) момент инерции маховика J = 13 г • см • сек2, жесткость 8-.и.и кино- фильма к = 40 , число зубьев звукового барабана Zg = 10, радиус гладкого барабана Яд = 8 мм. Ответ: ц==73, ZM=144 г-см-сек. б) жесткость 35-.И.И фильма Zc=160 , Zg = 32, 7?д = 20.«.и, частота собственных колебаний со0==2 сек-1. Ответ: ц=87, ZM = 466 г-см-сек. 2. Определить коэффициент защиты стабилизатора скорости маховик — петля, примененного в узкопленочном кинопроекторе, если механическое сопротивление ZM = 500 г-см-сек, k=80 , Zg = 12, 7?д = 13.и.и. Ответ: ц = 70. § 103. ВРАЩАЮЩИЙСЯ СТАБИЛИЗАТОР СКОРОСТИ Вращающийся стабилизатор скорости применяется в кино- проекторах КПТ. Схема движения фильма в звуковоспроизводя- щей части приведена выше (см. рис. 272). Стабилизируемый элемент вращающегося стабилизатора ско- рости (рис. 278) существенно отличается от системы маховик — пет- ля. Гладкий барабан 1 закреплен на валу 2, вращающемся в двух шариковых подшипниках 3. На другом конце вала 2 крепится кар- тер 4. Внутри картера на шариковом подшипнике 5 помещен маховик 6. Радиальный зазор между картером и маховиком состав- ляет 0,2—0,5 мм; все пространство между ними заполнено мине- ральным маслом. Картер закрыт крышкой 7. В установившемся режиме картер и гладкий барабан пред- ставляют собой одно целое, являясь стабилизируемым элементом. Упругим элементом служит петля фильма, расположенная между звуковым зубчатым и гладким барабанами. Источник переменной скорости — звуковой зубчатый барабан. Гладкий барабан защищен от источника переменной скорости совместным действием момента 397
Рис. 278. Разрез стабилизируемого элемента вращающегося стабилиза- тора скорости инерции картера и гибкости фильма, а от источника переменной силы (шарикоподшипников вала гладкого барабана)— главным образом моментом инерции картера. Следовательно, у вращающегося стабилизатора скорости уменьшение амплитуды вынужденных колебаний скорости на глад- ком барабане основано на том же принципе, что у стабилизатора скорости маховик — петля. Необходимо, однако, помнить, что у последнего на валу гладкого барабана жестко закреплен махо- вик, а. на валу гладкого барабана вращающегося стабилизатора скорости крепится картер. Существенное отличие между этими стабилизаторами скоро- сти состоит в способе демпфирования. При пуске кинопроектора движущийся фильм приводит во вра- щение гладкий барабан, а вместе с ним и картер. Между карте- ром и маховиком возникает вязкое трение. Так как силы вязкого тре- ния пропорциональны относитель- ной скорости трущихся поверхно- стей картера и маховика, то ма- ховик, свободно установленный на шариковом подшипнике, также при- ходит во вращение. По окончании пускового периода маховик будет вращаться почти с одинаковой с кар- тером скоростью. При наличии собственных коле- баний стабилизируемого элемента картер станет то опережать равно- мерно вращающийся маховик, то отставать от него. Допустим, что скорость картера возросла по срав- нению со скоростью маховика, мо- мент инерции которого в несколько раз больше момента инерции картера; тогда силы вязкого трения будут замедлять движение картера до тех пор, пока их скорости не сравняются. Аналогичное положение наблюдается при умень- шении скорости картера. Таким образом, пока собственные колебания стабилизируе- мого элемента отсутствуют, картер и маховик вращаются как одно целое; как только возникнут собственные колебания, между кар- тером и маховиком появляется вязкое трение и происходит демпфи- рование. Отсюда ясно, что роль маховика весьма своеобразна: по суще- ству он является опорной площадкой, на которой при собствен- ных колебаниях картера развиваются силы вязкого трения; роль маховика в уменьшении амплитуды вынужденных колебаний скорости гладкого барабана весьма незначительная. 398
Рассмотрим основные показатели вращающегося стабилизатора скорости. 1. защмпгы при заданной частоте возмущения со । источника переменной скорости определяется в той или иной мере всеми параметрами стабилизатора скорости — жесткостью кинофильма к, моментами инерции картера J и маховика коэффициентом вязкого трения R в зазоре между картером и махо- виком. Прежде всего выясним влияние на коэффициент защиты коэффициента вязкого трения R, величина которого представ- ляет собой момент силы вязкого трения при относительной ско- рости между картером и маховиком, равной единице. На рис. 279, а приведены в относительных единицах кривые зависимости коэффициента защиты ет частоты вынужденных коле- Рис. 279. Кривые зависимости коэффициента защиты (а) и£меха- нического сопротивления (б) вращающегося стабилизатора скоро- сти от возмущающей частоты при 3 = 1, J, = 8, h = 1 баний ©j для разных значений коэффициента R. Эти кривые пока- зывают, что при увеличении R коэффициент защиты увеличивается. Однако разница в значении коэффициента защиты, вычисленном при R —> О (система картер — петля) и при коэффициенте трения 7?кр, обеспечивающем критическое затухание собственных коле- баний, незначительная (обычно не более 10%), поэтому с доста- точной для практики точностью можно коэффициент защиты оценивать, принимая R —> 0. В этом случае коэффициент защиты вращающегося стабилиза- тора скорости определяется той же формулой (97), что и для ста- билизатора скорости маховик — петля, с той, однако, существен- ной разницей, что вместо момента инерции маховика здесь учиты- вается момент инерции картера. Рассмотренные выше соображения о влиянии параметров ста- билизатора скорости маховик — петля на величину коэффициента 399
защиты полностью справедливы и для вращающегося стабилизатора скорости: коэффициент защиты будет тем больше, чем меньше жесткость фильма к и больше момент инерции картера J. Момент инерций картера не может быть значительным (это рассматривается ниже). Поэтому практически остается Лишь один путь для удовлетворительного значения коэффициента защиты — уменьшение жесткости упругой петли фильма. Обычно это дости- гается уменьшением натяжения фильма, для чего принимают меры, чтобы стабилизируемый элемент вращался как можно легче. Отсюда и возникает необходимость установки вала гладкого бара- бана на высококачественные шариковые подшипники; прижимной ролик вращается на шариковых подшипниках или кернах; огра- ничивается давление прижимного ролика. В итоге натяжение фильма невелико (в кинопроекторе КПТ-2— 25 г), жесткость фильма мала и коэффициент защиты имеет доста- точную величину. 2. Механическое сопротивление вращающегося стабилизатора скорости в относительных единицах характеризуется семейством кривых, показанных на рис. 279, б. Рассматривая эти кривые, видим, что, как и коэффициент защи- ты, механическое сопротивление вращающегося стабилизатора скорости можно оценивать при допущении R —> 0. Тогда Z = « со2/, ы2 т. е. приходим к формулам (98) и (99). При этом, как указывалось, у вращающегося стабилизатора скорости инерционным элемен- том является картер, и так как момент инерции J последнего мал, механическое сопротивление также мало. В этом заклю- чается основной недостаток вращающегося стабилизатора ско- рости. 3. Демпфирование. Характер затухания собственных колеба- ний зависит от соотношения между моментами инерции маховика Ji и картера J. Если п = ~ > 8, то собственные колебания стабилизируе- мого элемента затухают апериодически, при п = 8 имеет место критическое демпфирование. Однако ни в одной промышленной конструкции это значение показателя п не выполняется; обычно п = 4 -г- 5. Объясняется это тем, что при более или менее значи- тельном моменте инерции картера маховик, имеющий в восемь раз больший момент инерции, оказывается слишком большим; с другой стороны, применение конструктивно приемлемого маховика приведет при показателе п = 8 к малому моменту инерции картера, что отрицательно скажется на коэффициенте защиты и особенно механическом сопротивлении. Поэтому при- ходится показатель п снижать до значений п = 4 н- 5, вследствие 400
чего у вращающегося стабилизатора скорости затухание собствен- ных колебаний носит колебательный характер. Для окончательной оценки вращающегося стабилизатора ско- рости нужно также учесть вспомогательные показатели: 1. Пусковой период составляет 5—6 сек и, таким образом, длительность его соответствует техническим требованиям. 2. Конструктивно-эксплуатационные характеристики опреде- ляются следующим образом: а) стабилизатор имеет относительно простое устройство; б) показатели стабилизатора скорости не вполне стабильны в процессе эксплуатации, так как вязкость масла зависит от темпе- ратуры; в) прижимной ролик может быть дополнительным источником колебания скорости фильма (диаметральное биение ролика). Вращающийся стабилизатор скорости в кинопроекторе КПТ-2 имеет следующие технические показатели: коэффициент защиты при минимальной частоте возмущения cot = 37,7 сек'1 равен т] = 93, следовательно, ц/т]тр = 1,9; механическое сопротивле- ние при минимальной частоте возмущения и2 — 22,8 сек'1 равно ZM = 400 г-см-сек. Имея удовлетворительную величину коэффициента защиты, стабилизатор скорости кинопроектора КПТ-2 характеризуется малым механическим сопротивлением, которое численно в 2,5 раза меньше необходимого (см. табл. 33). В кинопроекторе КПТ-2 величина коэффициента детонации ТГд составляет 0,2 — 0,25%, достигая в ряде случаев 0,3—0,4% и выше. Задача: Определить механическое сопротивление вращающегося стабилизатора скорости, примененного в узкопленочном кинопроекторе, если коэффи- циент защиты стабилизатора скорости Г| = 60, жесткость кинофильма г-см рад к = 50 радиус гладкого барабана Rq = 10 мм, частота 04 = 12,6 сек-1. Ответ: ZM = 357 г-см-сек. § 104. ДВУХЗВЕННЫЙ СТАБИЛИЗАТОР СКОРОСТИ Схемы двухзвенных стабилизаторов скорости кинопроекто- ров типа К, ПП-16-4 и магнитозвуковой части «Меоптон IV-C» представлены на рис. 280. Кинофильм, огибающий гладкий барабан 1, передвигается звуковым зубчатым барабаном 2, на валу гладкого барабана установлен маховик (на рисунке не показан). Следовательно, система маховик — петля и здесь сохранена, представляя собой первое звено стабилизатора скорости (первую механи- ческую колебательную систему). В упругую петлю фильма введен подвижный ролик 3, свободно вращающийся наноси, установлен- 26 Кинопроекционная тех-ка 401
ной на рычаге 4. Пружина 5 одним концом прикреплена к рычагу, другим — к корпусу аппарата. Масса ролика 3 с рычагом 4 и гибкость пружины 5 образуют второе звено (вторую колебательную систему) стабилизатора скорости. Таким образом, у двухзвенного стабилизатора скорости два инерционных и два упругих элемента. На гладкий барабан фильм набегает свободной петлей, при- жимаясь к поверхности барабана роликом 6. 402
Здесь и в дальнейшем центры гладкого барабана, оси качания рычага и ролика обозначены соответственно О^, О2 и О3. Принцип работы двухзвенного стабилизатора скорости заклю- чается в следующем. Амплитуда вынужденных колебаний скорости, обусловлен- ных источником переменной скорости (звуковым зубчатым бараба- ном 2), уменьшается на стабилизируемом элементе (гладком барабане 7) совместным действием момента инерции маховика и гибкостей кинофильма и пружины. Колебания, обусловленные источником переменной силы (пере- менное трение в опорах вала стабилизируемого элемента), сглаживаются в основном за счет инерционного сопротивления маховика. Затухание собственных колебаний осуществляется в кино- проекторах типа К с помощью демпфера сухого трения (в основ- ном в опорах вала гладкого барабана), в кинопроекторах ПП-16-4 и «Меоптон IV-С» применен специальный демпфер 7 (см. рис. 280, б, в): у первого — масляный, у второго — воздушный. Для постоянства длины петли кинофильма, огибающего два гладких барабана в магнитозвуковой части кинопроектора «Меоп- тон IV-С», применен комбинированный зубчатый барабан 8 (см. рис. 280, в), не имеющий кинематической связи с приводным механизмом и вращающийся движущимся фильмом. Остановимся на основных технических показателях двух- звенного стабилизатора скорости. 1. Коэффициент защиты зависит от параметров первого и вто- рого звеньев следующим образом: а) чем больше момент инерции маховика, тем коэффициент защиты больше. Момент инерции маховика нельзя слишком повышать, так как его предельное значение ограничивается заданной величиной пускового периода и допустимой нагрузкой на перфорационные перемычки. Кроме того, в передвижной аппаратуре тяжелый маховик повышает вес кинопроектора, что также нежелательно; б) чем больше гибкость упругой петли кинофильма, тем коэф- фициент защиты больше. Гибкость кинофильма при изгибе у двух- звенного стабилизатора скорости весьма большая, так как натяже- ние фильма невелико (см. табл. 33); как и у однозвенных стабили- заторов скорости, натяжение фильма определяется главным образом трением в подшипниках вала гладкого барабана; в) чем меньше момент инерции 72 подвижного ролика с рычагом, жесткость пружины кл и трение R в демпфере, тем коэффициент защиты больше; г) за счет момента инерции маховика, значительных гибкостей пружины и кинофильма и малой массы ролика с рычагом удается обеспечить значительную величину коэффициента защиты двух- звенного стабилизатора скорости (табл. 34); 26* 403
Таблица 34 ТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДВУХЗВЕННЫХ СТАБИЛИЗАТОРОВ СКОРОСТИ Кинопроектор Коэффи- циент защиты Чкр Механи- ческое сопро- тивление Мкр» г • см сек Собст- венная частота “о2, сек~1 ^кр/^тр ZMKp/ZMTp Коэффи- циент защиты системы маховик- петля НН-13 330 1780 22,1 14,3 2,7 125 «Меоптон IV-C» 205 2660 37,4 7,6 1,7 30 ПП-16-4 350 560 31,6 8.7 3,3 90 ПУ-16-3 680 540 26,4 20,6 0,6 57 16-КПЗЛ-З 175 145 20,9 5,3 1,03 97 д) если в схеме двухзвенного стабилизатора скорости каким либо способом жестко закрепить рычаг, стабилизатор скорости превращается в систему маховик — петля. Очевидно, момент инер- ции маховика и жесткость кинофильма при этом останутся неиз- менными. Тогда, пользуясь формулой (97), можно рассчитать величины коэффициента защиты для системы маховик — петля. Соответствующие данные приведены в той же табл. 34; они показы- вают, что при прочих равных условиях коэффициент защиты стабилизатора скорости маховик — петля заметно уступает двух- звенному стабилизатору скорости; е) у двухзвенного стабилизатора скорости имеется ограниче- ние, накладываемое на максимальное уменьшение жесткости пружины kit ибо при малой жесткости пружины частота собствен- ных колебаний второго юо2 = 1/ звена также будет малой. Вследствие малой величины частоты <йо2 может случиться, что ролик с рычагом не будет успевать следить за изменениями длины упругой петли фильма, обусловленными колебаниями скорости источника переменной скорости. Тогда петля окажется ненатянутой, будет провисать. Чтобы этого не произошло и по- движный ролик не отрывался от петли фильма, надо обеспечить условие юо2> о)1, где o)t— минимальная частота колебаний скоро- сти генератора переменной скорости. Этим’условием характеризует- ся ограничение, накладываемое на максимальное уменьшение жесткости кх, и еще раз подтверждается необходимость уменьше- ния момента инерции ролика с рычагом J2. 2. Механическое сопротивление двухзвенного стабилиза- тора скорости может рассчитываться по приближенной форму- ле (99). 404
Из табл. 34 видно, что двухзвенные стабилизаторы скоро- сти кинопроекторов КН-13, «Меоптон IV-С» и ПП-16-4 имеют механическое сопротивление, в несколько раз большее требуемого по расчету кинопроектора 16-КПЗЛ-З — на уровне требуемого, а кинопроектора ПУ-16-3 — почти в два раза меньше требуемого. 3. Демпфирование. На первый взгляд кажется, что у двух- звенного стабилизатора скорости следует иметь два демпфера для затухания собственных колебаний скорости соответственно каждой механической колебательной системы. В действитель- ности, как показывают теория и опыт, можно ограничиться одним демпфером, так как двухзвенный стабилизатор скорости представ- ляет собой единую систему, состоящую из первого и второго звеньев, связанных между собой движущимся кинофильмом. Оказывается, для надлежащего затухания собственных колеба- ний можно ограничиться демпфером, присоединенным к рычагу подвижного ролика. Это обстоятельство освобождает от необхо- димости присоединения демпфера к маховику, упрощая конструк- цию стабилизатора скорости. Соответствующим расчетом демпфера можно обеспечить кри- тическое затухание собственных колебаний, хотя в действи- тельности по ряду причин в промышленной кинопроекционной аппаратуре затухание собственных колебаний носит колебатель- ный характер. Укажем также кратко вспомогательные показатели двух- звенного стабилизатора скорости: 1. Пусковой период составляет обычно 7—8 сек в аппаратуре для 35-ЛМ1 фильмов и 5—7 сек в узкопленочных кинопроекторах. 2. Конструктивно-эксплуатационные характеристики: а) стабилизатор скорости имеет простое устройство; б) наличие фетрового или стального прижимного ролика может внести дополнительные колебания скорости движения фонограммы; в) при необходимости можно применить демпферы, например воздушные, коэффициент трения которых практически не зависит от температуры. Величина коэффициента детонации составляет в кинопроек- торе типа К примерно 0,3%, в ПУ-16-3 доходит до 0,4% и выше. В кинопроекторах, где стабилизаторы скорости построены более рационально, коэффициент детонации снижен до 0,25% — ПП-16-4 и 0,2% — «Меоптон IV-С». § 105. БЛОКИРУЮЩИЕ И ТРЕХЗВЕННЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ СКОРОСТИ Рассмотренные типы стабилизаторов скорости, как одно-, так и двухзвенные, отличаются одной общей особенностью. Она состоит в том, что воздействие со стороны источника переменной 405
скорости (зубчатого барабана) на стабилизируемый элемент (гладкий барабан) одностороннее. Действительно, если мгновенная угловая скорость зубчатого барабана изменится, произойдет деформация упругого элемента (или упругих элементов — у двух- звенного стабилизатора скорости), однако набегающая на глад- кий барабан ветвь фильма не принимает при этом участия в про- цессе стабилизации угловой скорости гладкого барабана. Рис. 281. Принципиальная схема блок-стабили- затора скорости Чтобы уяснить смысл этого положения, обратимся к принципу действия нового типа стабилизатора скорости — блокирующего стабилизатора (сокращенно блок-стабилизатора) скорости. Пусть коромысло 1 (рис. 281) может поворачиваться вокруг шарнира О2. На осях, жестко закрепленных на концах коромысла, свободно вращаются ролики 2 и 3. Через эти ролики, гладкий барабан 4, нагруженный маховиком 5, и зубчатые барабаны 6 и 7 перекинута ветвь фильма, движущегося при работе аппарата слева направо. Натяжение фильма на правом продольно-направляющем роли- ке 2 обозначено равнодействующая натяжения фильма Натяжение участков фильма, огибающего левый ролик 3, Т2, а их равнодействующая Р2. Если эта система — коромысло с роли- ками и гладкий барабан — находится в равновесии, то нельзя вызвать вращение гладкого барабана, воздействуя на участок 8 фильма дополнительным усилием (переменным или постоянным). При увеличении натяжения участка 8 коромысло стремится повернуться по часовой стрелке, так как момент равнодейству- ющей относительно оси О2 увеличится. Но коромысло встретит противодействие со стороны левого ролика 3, вследствие чего момент М2 равнодействующей Р2 относительно оси О2 возрастет настолько, чтобы уравновесить момент М t и увеличить натяжение фильма у левого ролика. В результате натяжение участков фильма, огибающих глад- кий барабан, не изменится, следовательно, суммарное воздействие их на гладкий барабан равно нулю (или почти нулю). Аналогичное положение имеет место, если дополнительное усилие прилагается к участку 9 фильма. 406
На этом принципе и основан блок-стабилизатор скорости А. М. Мелик-Степаняна: усилие, возникающее на одной из ветвей фильма, огибающего гладкий барабан, вызывает равное ему, но противоположно направленное усилие на другой ветви, в резуль- тате чего оба эти усилия по окружности гладкого барабана компен- сируют друг друга. Гладкий барабан (стабилизируемый элемент) оказывается заблокированным от переменных воздействий со стороны зубчатого барабана (источника переменной скорости). Как же можно создать требуемое натяжение фильма, огибаю- щего гладкий барабан и ролики коромысла? Для этого имеется несколько способов: 1. Натяжение фильма создается подвиж- ным подпружиненным роликом. Если в сбегающую ветвь 8 фильма или в набегающую ветвь 9 (см. рис. 281) ввести подвижный ролик на качающемся рычаге, то пружина последнего обеспечит натяжение фильма на участке от зубчатого барабана 6 до зубчатого барабана 7. В таком случае по- лучим блок-стабилизатор скорости с жестким коромыслом. Данный тип блок-стабилизатора скорости применения в кино- аппаратуре пока не получил. 2. Натяжение фильма создается тормоз- ным элементом. Если в рассматриваемой схеме (см. рис. 28'1) зубчатый барабан 6 заменить тормозным элементом (тормозным барабаном или роликом), создающим натяжение фильма, отпа- дает надобность в натяжном ролике. Тогда получается схема тормозного блок-стабилизатора скорости. Такой стабилиза- тор скорости применен в кинопроекторе КПС-16-2. 3. Натяжение фильма создается пружи- ной, стягивающей рычаги. Схема этого типа блок-стабилизатора скорости с упругим коромыслом применительно к фотозвуковой части кинопро- екторов КПЗО-А и КП15-А представлена на рис. 282. До поступления на гладкий барабан 1, где воспроизводится фотографическая фонограмма, 35-льм фильм огибает ролики 2, свободно вращающиеся на осях рычагов 3. Благодаря пружине 4, стягивающей рычаги, фильм оказывается натянутым на всем участке лентопротяжного тракта фотозвуковой части — от зубча- того барабана 5 до зубчатого барабана 6. Переменные усилия, возникающие вследствие непостоянства скорости вращения источников переменной скорости (зубчатых барабанов 5 и 6), оказывают двустороннее, противоположно направленное воздействие на стабилизируемый элемент (гладкий барабан 7) и в значительной степени компенсируют друг друга. Следовательно, защита стабилизируемого элемента от источников переменной скорости достигается совместно блокирующей систе- мой и моментом инерции маховика. Этим обеспечивается требуемая величина коэффициента защиты. Защита стабилизируемого элемен- 407
та от источника переменной силы обеспечивается в основном моментом инерции маховика, чем и достигается необходимая величина механического сопротивления. Рис. 282. Схема блок-стабилизатора скорости фотозвуковой части кинопроекторов КПЗО-А и КП15-А Затухание собственных колебаний осуществляется с помощью демпфера 7, каковым в кинопроекторах КПЗО-А и КП15-А являл- ся первоначально поршневой воздушный демпфер, в данное вре- мя — масляный. Перейдем теперь к трехзвенным стабилизаторам скорости. Переход от двухзвенного (см. рис. 280) к трехзвенному стабили- затору скорости можно осуществить, если и в набегающую на глад- 408
кий барабан ветвь кинофильма ввести подвижный ролик на под- пружиненном рычаге. Однако такой стабилизатор скорости оста- нется, как и двухзвенный, стабилизатором одностороннего действия. Подобные схемы трехзвенных стабилизаторов скорости в нашей кинопроекционной аппаратуре не применяются, поэтому останав- ливаться на них не будем. Широкое применение нашла видоизмененная схема трехзвен- ного стабилизатора скорости с в з аимоподпр у жиненными рычагами, используемая в магнитозвуковых частях кино- проекторов КПТ-3 (КШС-1) и 35-СКПШ, а также в звуковом блоке СМБ-4 (приставка к кинопроектору КПТ-1), фильмфонографе ФФП-9 (аппаратура для панорамного кино) и других. На рис. 283 представлена принципиальная схема лентопро- тяжного механизма трехзвенного стабилизатора скорости кино- проектора КПТ-3. Из подающей кассеты фильм поступает на свободно вращаю- щийся комбинированный зубчатый барабан 7, огибая по пути амортизирующий ролик 2 и продольно-направляющий ролик 3. После комбинированного зубчатого барабана фильм, огибая подвижный ролик 4, свободно вращающийся на оси, установлен- ной на рычаге 5, поступает на гладкий барабан 6, нагруженный маховиком 7, и далее на гладкий барабан S, на валу которого установлен маховик 9. Магнитные головки, смонтированные в бло- ке 10, воспроизводят звук с участка фонограммы, расположенной между гладкими барабанами. Сбегающая ветвь фильма огибает второй подвижный ролик 11, свободно вращающийся на оси рычага 12, поступает на комбиниро- ванный зубчатый барабан, затем на продольно-направляющий ролик 13 и на тянущий зубчатый барабан 14, установленный на проекционной головке кинопроектора. На комбинированном барабане фильм удерживается роликами 15 и 16. Рычаги, несущие подвижные ролики, стягиваются пружи- ной 17, поршневой демпфер 18 осуществляет затухание собствен- ных колебаний стабилизатора скорости. Рычаги могут качаться вокруг осей О2 и О’>. Принцип действия данного стабилизатора скорости аналоги- чен предыдущему: защита стабилизируемого элемента от источ- ника переменной скорости осуществляется совместно моментом инерции маховика й двусторонним, противоположно направленным воздействием на стабилизируемый элемент рычагов с роликами, стягиваемых общей пружиной, а от источника переменной силы — главным образом моментом инерции маховика. Трехзвенные стабилизаторы скорости кинопроектора 35-СКПШ, блока СМБ-4 и фильмфонографа ФФП-9 не имеют принципиаль- ных отличий от кинопроектора КПТ-3, за исключением того, что в них отсутствует масляный демпфер. Затухание собственных 409
I
колебаний осуществляется за счет сухого трения на осях качаний рычагов и в опорах валов гладких барабанов. Остановимся на особенностях и технических показателях блокирующих и трехзвенных стабилизаторов скорости в кино- проекционной аппаратуре. 1. Как показывают исследования, двустороннее воздействие со стороны источника переменной скорости на стабилизируемый элемент оказывается успешным лишь при достаточном натяже- нии фильма. Если у стабилизаторов скорости одностороннего действия (одно- и обычные двухзвенные стабилизаторы скорости) натяжение фильма составляет несколько десятков граммов (см. табл. 33), то при использовании принципа двустороннего воздей- ствия натяжение фильма повышается до 100—150 г в узкопле- ночных кинопроекторах, 250—300 г — в аппаратах для 35-лш фильмов и 350 — 400 г — в широкоформатных кинопроек- торах. Такие величины натяжения фильма считают оптимальными, так как они обеспечивают нормальную работу стабилизатора скорости, а также плотный контакт между магнитными головками и звуконосителем. В то же время нет повышенного износа перфо- рационных перемычек фильма. Вследствие значительных натяжений гибкость фильма при изгибе имеет столь малое значение, что роль кинофильма в каче- стве упругого элемента в стабилизаторах скорости двусторон- него действия практически исключается. Требуемое натяжение фильма создается соответствующей пружиной (4 — на рис. 282, 17 — на рис. 283) *, причем в установившемся режиме работы эта пружина не принимает участия в процессах стабилизации скорости гладкого барабана. 2. Стабилизаторы скорости имеют два коэффициента защиты (Л1 и Лг): У блок-стабилизатора скорости (см. рис. 282) — соот- ветственно со стороны зубчатых барабанов 5 и 6, у трехзвенного стабилизатора скорости (см. рис. 283) — со стороны верхней и нижней ветвей комбинированного зубчатого барабана 1. 3. Комбинированный зубчатый барабан 1 трехзвенного стабили- затора скорости (см. рис. 283), который приводится во вращение от тянущего зубчатого барабана 14, как и у двухзвенного стабили- затора скорости кинопроектора «Меоптон IV-С» (см. рис. 280), поддерживает постоянство длины петли фильма, огибающего гладкие барабаны 6 и 8. При отсутствии комбинированного зубчатого барабана, чтобы обеспечить натяжение фильма на гладких барабанах, пришлось бы установить со стороны набегающей ветви фильма зубчатый * В магнитозвуковой части кинопроектора КПТ-3 натяжение фильма (250 г) устанавливается при расстоянии между осями роликов 4 и 11, равном примерно 38 мм. 411
барабан, кинематически связанный с приводным механизмом кинопроектора. 4. У стабилизаторов скорости двустороннего действия воз- никающие собственные колебания блокирующей системы (рыча- гов с роликами) напоминают маятниковые колебания. Круговая частота собственных колебаний скорости равна “° = VУ + 2Л ’ где J и J! — соответственно моменты инерции маховика и рычага с роликом; к — жесткость квазиупругого звена. Квазиупругое звено обнаружено и обосновано А. М. Мелик- Степаняном: действие блокирующей системы (или рычагов с роли- ками у трехзвенного стабилизатора скорости) при возникновении ее собственных колебаний уподобляется упругому звену (квази- упругости), присоединяемому к валу стабилизируемого элемента. Аналогичное положение наблюдается и у всех других типов блок-стабилизаторов скорости. 5. В статическом положении (кинопроектор не работает) натяже- ние Ti сбегающей ветви фильма равно натяжению Т2 набегающей ветви. В динамическом режиме (при работе аппарата) Т2, так как по-прежнему Т2 — Т, а натяжение Ti возрастает за счет сил трения в опорах вала гладкого барабана, а также между движущейся фонограммой и неподвижной магнитной головкой. В итоге после пуска кинопроектора рычаги с роликами (или коромысло с роликами) повернутся на некоторый угол относи- тельно положения покоя («перекос» системы). Обычно «перекос» системы ухудшает технические показатели стабилизаторов скорости, поэтому принимают меры к его воз- можному уменьшению. Одним из способов решения задачи яв- ляется ввод в систему специальной установочной (возвратной) пру- жины (8 — на рис. 282, 19 — на рис. 283); по окончании пус- кового периода эта пружина оттягивает рычаги, уменьшая их «перекос». Другой способ — использование асимметричного (неравнопле- чего) блок-стабилизатора скорости: со стороны сбегающей ветви фильма рычаг делается несколько короче рычага, установленного' в набегающей ветви, что позволяет уравнять моменты равнодей- ствующих натяжения фильма относительно оси О2 качания рычагов. Асимметричные блок-стабилизаторы скорости широко исполь- зуются в аппаратуре для звукозаписи; предполагается, что они найдут применение и в кинопроекционной аппаратуре. 6. Основные технические показатели блокирующих и трех- звенных стабилизаторов скорости в кинопроекционной аппарату- ре характеризуются следующим образом: 412
а) коэффициент защиты ц , при выбранной (рассчитанной) величине коэффициента трения R в демпфере практически опреде- ляется численными значениями моментов инерции J и из которых первый (момент инерции маховика) должен иметь по возможности большее значение, а второй (момент инерции рычага с роликом), наоборот,— быть минимальным. У трехзвенных и блок-стабилизаторов скорости, как правило, удается иметь большие значения коэффициента защиты тц (табл. 35); Таблица 35 ТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ БЛОКИРУЮЩИХ И ТРЕХЗВЕННЫХ СТАБИЛИЗАТОРОВ скорости Стабилизатор скорости Коэффициент защиты Меха- ниче- ское сопро- тивле- ние, г-см- сек Часто- та со- ответ- ствен- ных коле- баний ©о сек-1 П2Л1тр Z.. /Z М/ Мтр при крити- ческом затухании при коле- бательном затухании ’Икр ”2кр Л! П2 Блок-стабилиза- тор скорости кинопроекторов КПЗО-А и КП15-А (вари- ант 1) 1500 23 1460 150 2200 0,53 2,2 1,05 Блок-стабилиза- тор скорости кинопроекторов КПЗО-А и КП15-А (вари- ант 2) 1850 52 1800 320 2200 0,25 4,6 1,5 Тормозной блок- стабилизатор кинопроектора КПС-16-2 3 16 675 2,5 0,34 4,8 Трехзвенный ки- нопроектора кпт-з 800 21 770 130 3100 0,89 3,4 4 б) коэффициент защиты ц2 со стороны рычага, к которому присоединен демпфер, меньше коэффициента защиты ц, со стороны рычага, где демпфер отсутствует. Это характерно для стабили- заторов скорости двустороннего действия. Из табл. 35 видно, что при критическом демпфировании дан- ное положение имеет место и в изучаемых типах стабилизаторов скорости. Для повышения коэффициента защиты ц2 приходится умень- шать коэффициент трения R, отказавшись от критического за- 413
тухания собственных колебаний. Если, например, остано- виться на коэффициенте трения R = /?кр/2л, то коэффициент за- щиты Г|2 приобретает численные значения, указанные в той же табл. 35. Сравнительно с режимом критического затухания коэффи- циент защиты тц мало изменился, зато второй коэффициент защи- ты увеличился до вполне удовлетворительных значений, за исклю- чением кинопроектора КПС-16-2; в) механическое сопротивление, как и ра- нее, при заданной частоте ю2 определяется в основном моментом инерции маховика. Как видно из табл. 35, рассматриваемые стабилизаторы скорости имеют достаточное механическое сопро- тивление; г) демпфир ов ание. Поскольку в режиме критического затухания собственных колебаний скорости не удается обеспечить достаточную величину коэффициента защиты т]2, приходится уменьшать значение коэффициента трения в демпфере. При этом собственные колебания затухают по колебательному закону (см. рис. 275). Мы уже отмечали (см. § 100), что колебательный характер затухания можно допустить, если частота собственных колебаний достаточно низкая. Как видно из табл. 35, наименьшая величина частоты юо обеспечена у стабилизаторов скорости кинопроекто- ров КПЗО-А и КПТ-3. 7. Вспомогательные показатели характеризуются следующим образом: а) длительность пускового периода составляет 5—8 сек; б) стабилизаторы скорости имеют относительно простую конструк- цию (особенно тормозные блок-стабилизаторы); по сравнению с однозвенными стабилизаторами скорости показатели более стабильны, отсутствует прижимной ролик и т. д. 8. Трехзвенные стабилизаторы скорости могут обеспечивать коэффициент детонации 0,15 — 0,2%, а блок-стабилизаторы ско- рости с упругим коромыслом — 0,1—0,15%. Теория подтверждает, что удовлетворительные показатели может иметь и тормозной блок-стабилизатор, однако в кино- проекторе КПС-16-2 применена неудачная его схема, и коэффици- ент детонации достигает 0,3—0,4%. § 106. КОМБИНИРОВАННЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ СКОРОСТИ В современной киноаппаратуре используют ряд комбиниро- ванных стабилизаторов скорости, представляющих собой сочетание двух ранее рассмотренных различных типов стабилизаторов скорости. Остановимся на комбинированных стабилизаторах ско- рости кинопроекторов КПЗО-А и КП15-А (магнитозвуковая часть) и «Меоптон IV-С» (фотозвуковая часть). 414
Двухзвенный стабилизатор скорости в сочетании с системой маховик — петля На рис. 284 показана схема движения кинофильма в магни- тозвуковой части кинопроектора КПЗО-А (КП15-А). С подающей бобины фильм поступает на зубчатый барабан 1, огибает подвижный продольно-направляющий ролик 2, установ- Рис. 284. Схема лентопротяжного механизма магнитозвуковой части кино- проекторов КПЗО-А и КП15-А ленный на оси подпружиненного рычага 3 (пружина на рисунке- не показана), и два гладких барабана 4 и 5. К левому барабану 4 фильм прижимается роликом 6, а после правого барабана 5 огибает два продольно-направляющих роли- ка 7 и 8, вращающихся на осях кронштейна 9, и поступает на зуб- чатый барабан 10. Как видно из схемы, стабилизируемый элемент (гладкие бара- баны 4 и 5) защищен со стороны зубчатого барабана 10 упругой петлей фильма и маховиками, а со стороны зубчатого барабана 7, кроме того, пружиной подвижного ролика. Следователь- но, стабилизатор скорости представляет собой комбинацию двухзвенного стабилизатора скорости с системой маховик — петля. 415
Технические показатели стабилизатора скорости характери- зуются следующим образом: 1) коэффициент защиты т]t со стороны первого источни- ка переменной скорости — зубчатого барабана 1 — определяет- ся так же, как у обычного двухзвенного стабилизатора ско- рости. При воспроизведении звука с магнитных фонограмм 35-.мл1 фильмов численное значение коэффициента защиты при кри- тическом демпфировании находится на уровне требуемого — Л1кР = 59 или ц1кр ~ 1,1 Цтр. Для 70-лж фильма т]1кр=109, т. е. т]1кр=2,1цтр; 2) коэффициент защиты ц2 со стороны второго источника пере- менной скорости — зубчатого барабана 10 — зависит от пара- метров стабилизатора скорости в общем так же, как в системе маховик — петля. В данном случае, поскольку жесткость фильма при изгибе весьма значительная, коэффициент защиты ц2кр при критическом демпфировании имеет для 35-.мл1 фильма величину, значительно меньшую требуемой (t^kp^IS или т]2кр= 0,35 г]тр). Для 70-.М.М фильма т]2кр= 51 (Цгкр ~ Лтр); 3) механическое сопротивление, определяемое в основном моментом инерции маховиков, имеет большое численное значе- ние (4590 и 7550 г-см-сек соответственно для 35- и 70-млг филь- мов). Комбинированный стабилизатор скорости кинопроекторов КПЗО-А и КП15-А уступает по своим техническим показателям трехзвенным и блок-стабилизаторам скорости. Коэффициент дето- нации достигает 0,3% и выше. Двухзвенный стабилизатор скорости в сочетании с гидравлическим приводом На рис. 285 показана схема лентопротяжного механизма фотозвуковой части кинопроектора «Меоптон IV-С». После скачкового барабана фильм, образуя свободную петлю, попадает на тормозной ролик 1, а затем, огибая продольно-направ- ляющий ролик 2, на гладкий барабан 3 — стабилизируемый элемент. Сойдя с гладкого барабана, фильм огибает подвижный ролик 4, установленный на оси в качающемся рычаге 5, и посту- пает на звуковой зубчатый барабан 6. С рычагом 5 связан двухплечий рычаг 7, к одному концу кото- рого прикреплена спиральная пружина 8, к другому — масля- ный демпфер 9. Таким образом, со стороны лентопротяжного тракта применен двухзвенный стабилизатор скорости, причем в данном случае благодаря тормозному ролику 1 натянуты обе ветви фильма, огибающего гладкий барабан,— набегающая и сбе- гающая. 416
Основная особенность данного стабилизатора скорости заклю- чается в конструкции стабилизируемого элемента, который пред- ставляет собой так называе- мый гидравлический привод. Предварительно, однако, необходимо сделать некото- рые замечания. Возвратимся к схеме стабилизатора скоро- сти типа маховик — петля (см. рис. 277). Уже указыва- лось, что этот стабилизатор скорости может иметь удов- летворительными два основ- ных технических показателя: коэффициент защиты и меха- ническое сопротивление. Не- эффективным является про- цесс затухания собственных колебаний, осуществляемый сухим трением в подшипни- ках вала гладкого барабана. Этот недостаток можно попы- таться устранить, поместив маховик в картер и заполнив пространство между ними ми- неральным маслом определен- ной (расчетной) вязкости. Если картер вращать от приводного механизма, то придем к новому типу стаби- лизатора скорости — гидрав- лическому приводу (рис. 286). В неподвижной втулке 1 установлены подшипники, на которых вращается вал 2 с жестко закрепленными на нем гладким барабаном 3 и махови- ком 4. На втулке 1 свободно установлено зубчатое колесо 5, вра- щающееся от приводного механизма кинопроектора. Это колесо жестко связано с картером (малым маховиком) 6, находящимся в расточке маховика 4. Пространство между обоими маховиками заполнено маслом (пастой), следовательно, при вращении картера 6 за счет вязкого трения будет вращаться и маховик 4. Эффективность гидравлического привода зависит прежде все- го от соотношения между угловыми скоростями картера и маховика: а) если картер отстает от маховика, натяжение фильма на глад- ком барабане возрастает, что для стабилизаторов скорости одно- стороннего действия недопустимо; 27 Кинопроекционная тех-ка 417
Рис. 286. Принципиальная схема гидравлического привода б) если картер опережает маховик, натяжение фильма умень- шается; в) если в установившемся режиме картер и маховик враща- ются с одинаковой угловой скоростью, то натяжение фильма в звуковой части кинопроектора за счет гидропривода не меняется. Последний вариант использован в кинопроекторе «Меоптон IV-С». Гидравлический привод в этом кинопроекторе играет роль фрикционной муфты, осуществляющей принудительное вращение маховика 4 (см. рис. 286), вес которого 7,3 кг, что сокращает дли- тельность пускового периода и умень- шает нагрузку на перфорационные перемычки в пусковой период. Кроме того, слой масла между картером и маховиком является демпфером, уча- ствующим вместе с поршневым масля- ным демпфером, установленным во втором звене стабилизатора скорости, в затухании собственных колебаний стабилизируемого элемента. Комбинированный стабилизатор скорости кинопроектора «Меоп- тон IV-С» характеризуется следую- щими особенностями: 1) на стабилизируемый элемент действуют два источника переменной скорости — звуковой зубчатый бара- бан 6 (см. рис. 285) и зубчатое колесо 5 (см. рис. 286). В соот- ветствии с этим стабилизатор скорости имеет два коэффициента защиты — т]1 и ц2; 2) собственные колебания скорости стабилизируемого эле- мента, как указано, затухают за счет одновременного действия двух масляных демпферов. Если коэффициент вязкого трения в цилиндре поршневого демпфера а в гидроприводе Т?2, то общий коэффициент трения 7? = /?2- Путем соответствующего расчета обоих демпферов и приме- нения масел требуемой вязкости можно, видимо, обеспечить нужные величины коэффициентов защиты. Например, при 7? t = D D = Т?2 = - = (колебательный характер затухания собствен- ных колебаний) ц = т]t = ц2 = 43, т. е. ц = 1,07 г]тр; 3) механическое сопротивление составляет 4600 г-сек-см, пре- вышая требуемое значение приблизительно в 1,4 раза. В общем стабилизатор скорости кинопроектора «Меоптон IV-С» имеет удовлетворительные основные технические показатели; 418
коэффициент детонации 0,15—0,2%; однако конструкция стаби- лизатора скорости несколько усложнена. § 107. КОНТРОЛЬ РАБОТЫ СТАБИЛИЗАТОРА СКОРОСТИ При оценке стабилизатора скорости решающим фактором является достижимая им минимальная величина коэффициента детонации. В эксплуатационных условиях объективные методы измерения детонаций еще не внедрены, поэтому пока приходится ограни- читься субъективными методами оценки равномерности движения фонограммы. Для этой цели служит звуковой контрольный фильм, который наряду с другими проверками и регулировками позволяет оценить скорость и равномерность движения фонограммы. Для определения скорости движения фонограммы контрольный фильм по ГОСТу 11080 — 64 имеет специальные сигналы. Длина участка фильма между сигналами выбрана такой, чтобы время между воспроизведением начального и конечного сигналов со- ставляло 120 сек. В этом случае частота проекции соответствует 24 кадр!сек. Начальный и конечный сигналы представляют собой два длин- ных и один короткий тон с частотой 1000 гц. Несоответ- ствие скорости движения фонограммы требованиям стандарта приводит к изменению тональности, которое почти не ощущается ухом, пока изменение скорости не превышает 3—4%. Поэтому изменение времени между воспроизведением начального и конеч- ного ракордов, измеренное секундомером, не должно превышать ±5 сек. Для оценки равномерности движения фонограммы прослуши- вают фонограмму с записью медленно затухающих аккордов рояля, которые позволяют обнаруживать периодические измене- ния скорости. При отсутствии ощутимых детонаций затухание звука должно быть плавным, звучание чистым, не должны про- слушиваться колебания тона, хрипы и «плавание» звука. Для оценки общего качества звуковоспроизведения прослу- шивают оркестровую музыку и речевые фонограммы. Следует указать, что минимальный коэффициент детонации, достижимый стабилизатором скорости, можно получить только при правильной эксплуатации аппаратуры. Для измерения детонаций выпускается детонометр 7Э-В, входящий в комплект КВУ-11, и контрольный фильм с частотой испытательного сигнала 3150 гц. 27*
Глава XXVII. СВЕТООПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЗВУКА С ФОТОГРАФИЧЕСКОЙ ФОНОГРАММЫ (читающие системы) § 108. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ЧИТАЮЩИМ СВЕТООПТИЧЕСКИМ СИСТЕМАМ Читающие светооптические системы предназначаются для получения на фотографической фонограмме читающего штриха большой освещенности и строго определенных размеров и для направления светового потока, прошедшего через фонограмму, на фотоэлектронный умножитель. К читающей системе предъявляются следующие требования: 1. Читающий штрих должен иметь форму прямоугольника с резкими границами и строго определенные размеры. Согласно принятым у нас нормам, размеры читающего штриха должны быть: а) для 35-Л1Л1 фильмов длина штриха I = 2,15 ±0,05 мм; шири- на штриха а = 0,02 ±0,002 мм; б) для 16-льм фильмов I = 1,8 мм; а = 0,016 мм. Ширина штриха должна быть строго одинаковой по всей длине его. Длина читающего штриха и допуски на нее обусловлены шириной фонограммы, а также изменением расположения фоно- граммы и ее ширины при усадке фильма. Ширина читающего штриха в большой степени определяет качество воспроизводимого звука: чем меньше ширина штриха, тем более высокие частоты могут быть воспроизведены и тем больше так называемая отдача фонограммы, т. е. уровень сигнала на выходе усилителя, и наоборот, чем больше ширина штриха, тем меньшей становится отдача фонограммы с увеличением частоты записанного звука. Это явление называется частотным, или линей- ным, искажением звука. Если ширина штриха а равна длине волны записи колебаний на фонограмме, т. е. расстоянию между двумя соседними выступа- ми или впадинами фонограммы, то световой поток, проходящий через фонограмму, не будет совершенно изменяться и уровень сигнала на выходе усилителя будет равен нулю. На рис. 287 представлен график зависимости уровня отдачи фонограммы от отношения ширины штриха а к длине волны X 420
Рис. 287. Зависимость уровня отдачи фо- нограммы от величины а/Л. записи колебаний на фонограмме. За единицу принята отдача фонограммы при бесконечно узком читающем штрихе. Для 35-.И.И фильма и — 456 мм!сек, /макс » 8000 гц и согласно формуле (3) Хмин »0,06 мм. Следовательно, ширина штриха, равная 0,02 мм, составляет х/з^мин- Уровень отдачи при этом равен 0,8. 2. Освещенность читающего штриха должна быть равномерной по всей его длине. При значительном изменении освещенности по длине штриха при воспроизведении поперечной фонограммы возникают как линейные, так и нелинейные искажения звука. Под последними понимают такое явление, когда в воспроизводи- мом звуке появляются колеба- ния с частотами, которых не было в записываемом звуке. При воспроизведении интен- сивной фонограммы нелинейных искажений звука вследствие не- равномерности освещенности чи- тающего штриха не возникает. Неравномерность освещенно- сти читающего штриха не дол- жна превышать 10% (в старых кинопроекторах 20%). 3. Световой поток читающе- го штриха, т. е. световой поток, падающий на фонограмму в пределах площади читающего штриха и попадающий затем на фотоэлемент, должен быть возможно большим (не менее 0,03 лм у 35-.мл« кинопроекторов). Чем больше световой поток читающего штриха, тем выше уровень полезного сигнала над помехами и, следовательно, тем выше качество воспроизводи- мого звука. 4. Читающая система долж- на обладать достаточной глуби- ной резкости. Это требование возникает в связи с тем, что фонограмма не занимает все время строго опре- деленное положение вследствие диаметрального боя гладкого ба- Плоскость резкого Плоскость читающего штриха ] фоно- Рис. 288. К определению зависимости ширины читающего штриха от смещения фонограммы и апертуры микрообъектива рабана, достигающего + 0,01 мм, и изменения толщины основы фильма в пределах 4 0,02 мм. Таким образом, смещение Афо- нограммы относительно номинального (правильного) положения может достигать ч 0,03 мм. Смещение фонограммы, в свою оче- редь, приводит к расфокусировке читающего штриха и к увели- чению его ширины. 421
Рис. 288 поясняет это. Если фонограмма занимает правильное положение, т. е. она совмещена с плоскостью резкого читающего штриха, то ширина последнего равна а. Если же фонограмма смещена на величину А, то ширина штриха ад = а + 2A-tgw', т. е. ад тем больше а, чем больше апертурный угол и' микрообъек- тива. Величина sinu' называется числовой апертурой микро- объектива. Расчет показывает, что ширина читающего штриха не выходит за пределы допуска, если sinw'^0,25. 5. Размеры и освещенность читающего штриха не должны заметно изменяться при малых отклонениях в размерах и смеще- ниях спирали читающей лампы, происходящих при смене лампы. Кроме перечисленных требований, которым должна удовлетво- рять сама читающая система, предъявляются еще следующие важ- ные требования в отношении взаимного расположения читающего штриха и фонограммы: 1. Читающий штрих должен быть установлен симметрично оси фонограммы. Если читающий штрих смещен в сторону, то край штриха может попасть на край кадра или перфорации. Соответст- венно наступит так называемое чтение кадра, или чтение перфора- ций, т. е. модуляция светового потока межкадровыми штрихами или перемычками между перфорациями. Кроме того, при больших смещениях штриха в случае воспроизведения поперечной фоно- граммы могут появиться нелинейные искажения. 2. Читающий штрих должен быть расположен перпендику- лярно краю фонограммы. В противном случае происходят искаже- ния звука. При воспроизведении интенсивной фонограммы искаже- ния являются только линейными. Перекос штриха приводит точно к таким же искажениям, как и соответствующее увеличе- ние ширины штриха (см. выше). При поперечной фонограмме перекос штриха приводит к появлению одновременно линейных и нелинейных искажений звука, причем весьма значительных. Анализ искажений звука, вызываемых перекосом штриха, показывает, что требуемая точность его установки перпендикуляр- но /краю фонограммы весьма высока: допустимая погрешность составляет всего лишь 0,1°. § 109. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ЧИТАЮЩИХ СИСТЕМ В кинопроекционной аппаратуре применяются три типа читаю- щих светооптических систем: 1) читающая система с механической щелью перед фоно- граммой; 2) читающая система с механической щелью после фоно- граммы; 3) бесщелевая читающая система с цилиндрической оптикой. Рассмотрим каждую из этих систем. 422
Читающая система с механической щелью перед фонограммой Оптическая схема читающих систем с механической щелью перед фонограммой, применяемых в кинопроекторах КПТ-2, КПТ-3 и СКП-33, показана на рис. 289. Эти системы состоят из так называемой читающей (или просвечивающей) лампы 1, конден- сора 2, микрообъектива 3, светопровода 4 и фотоэлектронного умножителя 5. Плоскопараллельная пластинка 6 и матовый экран 7 служат для контроля правильности установки лампы 1. Рис. 289. Оптическая схема читающей системы с механической щелью перед фонограммой кинопроекторов КПТ-2, СКП-33 и КПТ-3 В качестве читающей лампы 1 применяется лампа накалива- ния К-27 (10 в 50 вт). Основные характеристики читающих ламп приведены в табл. 36'. Конденсор 2 состоит из трех линз: одной простой и двух склеен- ных. Обе склеенные линзы изготовлены из одного сорта стекла и поэтому с оптической точки зрения они представляют собой одну двояковыпуклую линзу. Изготовление ее из двух частей потребовалось для того, чтобы на вогнутой поверхности отри- цательной линзы нанести слой серебра и в нем процарапать меха- ническую щель шириной 0,1 мм. После склейки обеих линз щель совершенно изолирована и защищена от пыли и грязи. Радиус кривизны вогнутой поверхности подбирается таким, чтобы ком- пенсировать аберрацию кривизны поверхности изображения микро- объектив а. Для достижения наибольшей возможной равномерности осве- щения читающего штриха конденсор изображает нить лампы в плоскости входного зрачка микрообъектива с увеличением 4х. Микрообъектив 3 четырехлинзовый типа апланат, с числовой апертурой 0,25 и фокусным расстоянием 15,6 мм. Его входной зрачок совпадает с первой поверхностью. Световой поток, прошедший через фонограмму, направляется при помощи светопровода 4 на фотоэлектронный умножитель 5 ФЭУ-1. Светопроводом называется прозрачное тело в виде параллеле- пипеда, цилиндра, конуса или клина сравнительно большой 423
ХАРАКТЕРИСТИКИ ЧИТАЮЩИХ ЛАМП 50 850 6x2 Посто- янным 3000 Таблица 36 В каких кино- проекторах применяется Р-14/25-2 100 КПТ-1, КПТ-2, КПТ-3, СКП-33, «Ме- оптон IV-С» в 100 2850 1Ф-С19-2 100 35-СКПШ, 35-СК-1, КПЗО-А, КП15-А КН-11, КН-13, 35-ОСК-1, КПС-М, КЗОЗ-М, ПП-16 ПУ-16 1Ш-15 100 16-КПЗЛ длины и малого поперечного сечения (рис. 290). Световой поток направляется на входной торец светопровода. Здесь световые лучи преломляются, падают на боковые грани светопровода под угла- ми, большими предельного угла полного внутреннего отражения, и отражаются от этих граней. Через боковую поверхность свет не выходит. После многократных отражений лучи попадают на выходной торец светопровода, преломляются и выходят из него. Таким образом, свет «проводится» от входного торца к выходному торцу. Светопровод можно в определенных пределах изгибать и «проводить» свет по криволинейным путям. На пути от конденсора к микрообъективу световой поток падает на пластинку 6 и делится ею на две части (см. рис. 289): около 92 % светового потока проходит сквозь пластинку и образует изображение нити лампы на первой поверхности микрообъектива; 424
остальные 8% светового потока отражаются от обеих поверхно- стей пластинки и образуют еще одно изображение на контроль- ном матовом экране 7. Для наглядности на рис. 289 контроль- ная система и нить лампы показаны в горизонтальном сечении. Читающая система с механической щелью перед фонограм- мой применяется также в стационарном кинопроекторе для 16-лле фильмов КПС-16-2А. В качестве читающей лампы 1 (рис. 291) применяется лампа К-27. Конденсор 2 с механической щелью, устроенной так же, Рис. 290. Светопроводы: а — цилиндрический; б — конический как в рассмотренной выше системе (см. рис. 289), изображает нить лампы на первой поверхности микрообъектива 4, а также на конт- рольном матовом экране 10. Для получе- ния этих двух изображений нити исполь- зуется так называемая призма-куб 3, со- стоящая из двух склеенных прямоуголь- ных призм. Гипотенузная грань одной из призм покрыта тонким, частично прозрач- ным слоем серебра. Благодаря этому око- ло 80% светового потока отражается к микрообъективу 4 и около 2% пропу- скается на матовый экран 10. Остальные 18% светового потока составляют потери. Рис. 291. Оптическая схема читающей системы с меха- нической щелью перед фо- нограммой кинопроектора КПС-16-2 А Пройдя фонограмму 5, световой поток при помощи зеркал 6 и 8 и линзы / направ- ляется на фотоэлектронный умножитель 9. Читающие системы с механической щелью перед фонограммой имеют простую и компактную кон- струкцию и позволяют получить читающий штрих нужных размеров. Основной недостаток этих систем—недостаточная равномерность освещенности читающего штриха (она не превышает 70% при 425
требуемой равномерности 90%). Кроме того, у этих систем весьма низки световая отдача и световой к. п. д.— при мощности и свето- вом потоке лампы К-27 50 вт и 850 лм световой поток читающего штриха равен 0,03 лм, т. е. световая отдача равна 0,0006 лм!вт, а световой к. п. д. равен 0,0035%. Читающая система с механической щелью после фонограммы Недостатки читающих систем с механической щелью перед фонограммой в значительной мере устранены в читающих систе- мах, где микрообъектив и механическая щель расположены после Рис. 292. Оптическая схема читающей системы с ме- ханической щелью после фонограммы кинопроектора 35-СК-1 фонограммы. Они применяются в стационарных 35-.W.W кинопроек- торах 35-СКПШ и 35-СК-1, в универсальных кинопроекторах КПЗО-А и КП15-А, в кинопроекторе «Меоптон IV-С» и других. Оптическая схема читающей системы кинопроектора 35-СК-1 приведена на рис. 292. Нить 1 читающей лампы К-6 (6 в 30 вт) изображается конденсором 2 на входном торце светопровода 3. Фонограмма 4 находится в непосредственной близости от выход- ного торца светопровода, ввиду чего на фонограмме образуется световое пятно равномерной освещенности. Размеры светового пятна приблизительно равны размерам выходного торца светопро- вода и значительно превосходят, особенно по ширине, требуемые размеры читающего штриха. Однако это световое пятно еще не является читающим штрихом. После фонограммы расположен микрообъектив 5 (марки СМ-5, увеличение 10х, числовая апертура 0,3), изображающий освещен- ный участок фонограммы на диафрагме 7 в увеличенном в десять раз виде. В диафрагме имеется щель, называемая читающей, 426
размеры которой (равные 21,5x0,2 мм) соответствуют требуемым размерам читающего штриха. Таким образом, через щель прой- дут только те лучи, которые прошли через фонограмму в пре- делах участка 2,15 X 0,02 мм. Этот участок светового пятна на фоно- грамме и играет роль читающего штриха. После читающей щели установлена линза 8, направляющая прошедший через щель световой поток на фотоэлектронный умно- житель 9 ФЭУ-1. Линза 8 изображает выходной зрачок микрообъ- ектива 5 на катоде фотоэлектронного умножителя. Благодаря этому размеры и положение светового пятна на катоде оказываются одинаковыми, независимо от размеров и положения прозрач- ного участка на фонограмме. Этим исключается влияние неравно- мерности чувствительности по площади фотокатода на качество звуковоспроизведения. Призма 6 изменяет направление пучка лучей на 90°. Читающие системы с механической щелью после фонограммы удовлетворяют всем предъявляемым требованиям: нужные раз- меры читающего штриха; равномерность освещенности не ниже 90%, причем она не изменяется ни при малых смещениях лампы, ни при различии яркости спирали в разных направлениях; свето- вой поток читающего штриха достигает 0,04 лм при мощности лампы 30 вт, что означает увеличение световой отдачи и светового к. п. д. по сравнению с читающей системой с механической щелью перед фонограммой в 2,2 раза. Читающие системы рассматриваемого типа позволяют визуаль- но наблюдать за резкостью и положением изображения фонограм- мы относительно читающей щели через специальное смотровое окно, находящееся над или под призмой 6. Марка (метка) на диа- фрагме 7 указывает правильное положение середины фонограммы. Как было указано, в этой системе нить лампы изображается конденсором на входном торце светопровода, размеры которого должны быть такими, чтобы изображение нити полностью уклады- валось в них. При этом следует учесть, что у различных экземп- ляров ламп нити располагаются не совсем одинаково по высоте. Соответственно изображения этих нитей сместятся вверх или вниз. Кроме того, при работе кинопроектора происходит дрожа- ние нити лампы, что также приводит к смещениям ее изображения по высоте. По этим причинам в настоящее время применяются сравнительно толстые светопроводы — толщиной 2 мм. Однако чем больше толщина светопровода, тем больше разме- ры светового пятна на фонограмме и тем меньше освещенность этого пятна, а значит, и световой поток читающего штриха. Чтобы этого избежать, делают выходной торец светопровода не плоским, а с цилиндрическим закруглением; последнее равносильно уста- новке вплотную к светопроводу цилиндрической линзы, сжимаю- щей пучок лучей по вертикали и, следовательно, уменьшающей высоту светового пятна на фонограмме. 427
Читающий штрих Нить Лампы Рис. 293. Схема цилиндриче- ской оптики бесщелевой читаю- щей системы Бесщелевая читающая система с цилиндрической оптикой Рассмотренные типы читающих систем с механическими щелями применяются в стационарных кинопроекторах. Для передвижных и стационированных 35-лл кинопроекторов, и в особенности для передвижных, школьных и любительских 16-лгл^ кинопроекто- ров, конструкции и регулировки щелевых читающих систем слишком сложны, а их габариты и мощности читающих ламп (при питании их выпрямленным током) чрезмерно велики. Ввиду этого в передвижных кинопроекторах применяются читающие системы упрощенного типа — так называемые бесщеле- вые системы с цилиндрической оптикой. Эти системы не обеспечивают столь вы- сококачественное воспроизведение зву- ка, как щелевые, но зато они компактны, просты по конструкции и в эксплуата- ции' и используют читающие лампы К-29 мощностью всего 3 вт. Последнее очень важно, учитывая, что лампы питаются выпрямленным (постоянным) током, а габариты, вес и стоимость селеновых выпрямителей растут с увеличением мощности лампы. В любительских кинопроекторах для демонстрации черно-белых фильмов 16-КПЗЛ-1, 16-КПЗЛ-2 и 16-КПЗЛ-З питание осуществляется переменным током, а воспроизведение звука — при помощи фотодиода ФД-1, наиболее чувствительного к крас- ным и инфракрасным лучам. При этих условиях к читающей лампе предъявляются иные требования: а) мощность лампы, поскольку не требуется выпря- мителя, может жестко не ограничиваться; б) нить должна быть достаточно толстой, чтобы яркость ее заметно не изменялась при питании лампы переменным током; в) спектр излучения лампы должен в основном лежать в красной и инфракрасной области, для чего лампа должна работать в режиме недокала. По этим причинам применяется лампа К-19 (6 в 30 вт), работающая при напряжении 4 в. Схема цилиндрической оптики бесщелевой читающей системы представлена на рис. 293. Она состоит из трех цилиндрических линз с диафрагмами перед ними. Сагиттальные сечения первых двух линз расположены горизонтально, а третьей линзы — верти- кально. Читающий штрих образуется следующим образом: по ширине он представляет собой изображение нити лампы, даваемое линзой 3 (см. вертикальное сечение); по длине он пред- ставляет собой изображение первой диафрагмы, даваемое лип- 428
зой 2 (см. горизонтальное сечение). Линза 1 играет роль конден- сора в горизонтальном сечении системы и изображает нить лампы на диафрагме линзы 2, Такое устройство системы обеспечивает удовлетворительную равно- мерность освещенности чи- тающего штриха. Система имеет всего три линзы, и в ней используется излучение всех точек одной стороны спирали лампы. Бла- годаря этому обеспечиваются значительно большие свето- вая отдача и световой к. п. д., чем у читающей системы с механической щелью; свето- вой поток читающего штриха Рис. 294. Читающая система 16-лип кинопроекторов Рис. 295. Читающие системы 35-aim передвижных кинопроек- торов составляет около 0,005 лм, а световой поток ‘лампы К-29 равен 24 лм. Следовательно, световой к. п. д. системы равен: °’у.— 100% 0,02%, а световая отдача равна: 0,005 лм 3 вт та 0,002 лм/вм. Световой поток, прошедший через фонограмму, направляется на фотоэлектронный умножитель в 16- и 35-.и.и, кинопроекторах различным образом. Ход лучей в 16-.w.it кинопроекторах показан на рис. 294. В 35-,imi кинопроекторах световой поток направляется на фотоэлемент через светопровод (рис. 295). В читающей системе с цилиндрической оптикой ширина читаю- щего штриха зависит от прогиба и наклона спирали читающей лампы, что является ее недостатком. При изображении спирали лампы через цилиндрическую линзу 3 (см. рис. 293) размер изобра- 429
жения определяется наибольшим расстоянием между верхней и нижней точками спирали (рис. 296). Следовательно, всякий 3? wwww «° Рис. 296. Увеличение ширины читающего штриха при наклоне и изгибе спирали читающей лампы в системе с цилиндрической оптикой изгиб или наклон спирали эквивалентен с рассматриваемой точки зрения увеличению диаметра d спирали, а значит, и ширины а читающего штриха. § НО. РЕГУЛИРОВКА ЧИТАЮЩИХ СИСТЕМ Для наилучшего воспроизведения звука читающая система должна быть правильно отрегулирована. Под этим понимается правильное расположение всех элементов системы относительно друг друга, а также относительно фонограммы. Полная регулировка читающей системы заключается в выпол- нении следующих операций: 1) установка резкости (фокусировка) читающего штриха; 2) установка читающего штриха в перпендикулярное к краю фонограммы положение; 3) установка читающего штриха в симметричное положение относительно оси фонограммы (установка читающего штриха по ширине фонограммы); 4) установка равномерной и максимальной освещенности читаю- щего штриха по всей его длине; 5) направление всего светового потока, прошедшего через фонограмму, на катод фотоэлектронного умножителя. Для фокусировки читающего штриха в системах с механиче- ской щелью микрообъектив перемещают вдоль оптической оси, а в системах с цилиндрической оптикой — перемещают весь тубус читающей оптики. 430
Установка читающего штриха в горизонтальное положение производится в системах с механической щелью поворотом меха- нической щели вокруг оптической оси, а в системе с цилиндриче- ской оптикой — поворотом всего тубуса читающей оптики. Установка читающего штриха по ширине фонограммы осуществ- ляется двумя способами: перемещением фонограммы вдоль оси гладкого барабана и перемещением читающего штриха отно- сительно фонограммы; последнее достигается у некоторых щелевых систем перемещением микрообъ- ектива вдоль оси гладкого ба рабана. В читающих системах с меха- нической щелью после фонограм- мы (см. рис. 292) эта регулировка производится чаще всего пово- ротом призмы 6 вокруг верти- кальной оси. При этом изображе- ние фонограммы перемещается относительно механической ще- ли, что соответствует переме- щению читающего штриха отно- сительно фонограммы. В этих системах возможно также регу- лировать положение читающего штриха горизонтальным переме- щением механической щели по- перек оптической оси. Для равномерной и макси- мальной освещенности читаю- щего штриха читающая лампа правильно устанавливается от- носительно конденсора читающей системы путем перемещения лампы вдоль и поперек оптической оси. В читающих системах с лампами с фокусирующими цоколями эта регулировка не про- изводится. В читающих системах с механической щелью после фонограммы для максимальной освещенности читающего штриха регулируют светопровод. Направление всего светового потока, прошедшего через фонограмму, на фотоэлектронный умножитель достигается правильной установкой линзы или светопровода, рас- положенных перед фотоэлектронным умножителем. Указанными способами производятся требуемые для регули- ровки перемещения элементов читающих систем. Второй частью задачи регулировок читающих систем является их контроль, позволяющий определить оптимальное положение каждого регулируемого элемента. Предварительная регулировка читающей лампы в системах с механической щелью перед фонограммой (см. рис. 289 и 291) 431
для проверки а б в Рис. 298. Конт- рольная фоно- грамма с запися- ми параллельно- го растра различ- ного наклона контролируется по матовому экрану. Контроль регулировок 1, 2, 3 и 4 лучше всего производить при помощи специальных контроль- ных фонограмм, входящих в комплект контрольного фильма и регулировки кинопроекционной аппаратуры, и вольтметра переменного тока (ТТ-1 или ИВ-4) для измерения напряжения на выходе усилителя. Симметричность расположения читающего штриха относительно оси фонограммы проверяется по фонограмме «маяк» (рис. 297, а). Рабочая часть этой фонограммы представляет собой темное поле, и при правильном расположении читающего штри- ха свет через фонограмму не проходит и звук от- сутствует. Если же читающий штрих сдвинут в сторону, то он начинает читать имеющиеся по бокам темного поля записи более высокого тона — со стороны перфораций, или более низкого тона — со стороны кадра. Контроль фокусировки читающего штриха и его перпендикулярности краю фонограммы произ- водится по второй специальной фонограмме (рис. 297, б), представляющей собой запись парал- лельного растра определенной частоты (7000 гц — для 35-Л1.И фильмов и 5000 гц — для 16-мл филь- мов). При наилучшей фокусировке и отсутствии на- клона читающего штриха достигается максималь- ное показание вольтметра. Третья специальная фонограмма, представляю- щая собой запись параллельного растра частотой 1000 гц, постепенно смещающегося вдоль ширины звуковой дорожки (рис. 297, в), служит для проверки равномер- ности освещенности читающего штриха. Если показания вольт- метра остаются постоянными при прохождении фонограммы, то освещенность равномерна. Уточняющая регулировка перпендикулярности читающего штриха краю фонограммы производится по имеющимся на конт- рольном фильме записям одинаковых растров (рис. 298), линии которых расположены наклонно (рис. 298, айв) и перпендикуляр- но (рис. 298, б) краю фонограммы. Добиваются, чтобы макси- мальное показание вольтметра имело место при прохождении записи б. Контроль прохождения всего светового потока на фотоэлемент лучше производить визуально, помещая в различных местах на пути пучка лучей листок белой бумаги. При этом фонограмму заряжать в кинопроектор не нужно. Добиваются, чтобы световой пучок полностью попадал на линзу (или светопровод) и не сре- зался краем гладкого барабана, кожухом фотоэлектронного умно- жителя пли другими элементами конструкции. 432
Глава XXVIII. ЧИТАЮЩИЕ СИСТЕМЫ МАГНИТНОЙ ФОНОГРАММЫ §111. УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЧТЕНИЯ МАГНИТНЫХ ФОНОГРАММ И ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НИМ Принцип магнитного метода звукопередачи был изложен в § 15, а схема магнитной головки показана на рис. 46. Магнитная головка представляет собой магнитный сердечник, собранный из тонких пермаллоевых пластин, изолированных друг от друга. Пластины собраны в виде двух полуколец и обра- зуют сердечники. На каждой половине сердечника имеется катуш- ка из изолированного медного провода. Читающая или воспроизводящая магнитная головка отли- чается тем, что при сборке полуколец делают только передний зазор шириной 10—15 мк, так как устранение заднего зазора повышает чувствительность магнитной головки. С целью фиксации постоянной величины переднего зазора и во избежание его засоре- ния в зазор помещаемся прокладка из диамагнитного материала: фосфорита, бронзы, медно-бериллиевого сплава. Фильм с магнитной фонограммой движется мимо зазора вос- производящей головки, вплотную соприкасаясь с сердечником головки. При стереофоническом (многоканальном) воспроизведении зву- ка магнитные головки собираются в отдельные блоки. На рис. 299 показана схема устройства блока магнитных головок для 35-лг.м широкоэкранных фильмов, а на рис. 300 — блок магнитных головок 7Д-5 в собранном виде (применяется в кинопроекторах КПТ-3). Катушки а сердечников соединяются последовательно, при- чем концы их выводятся на панель, установленную на передней стенке звукового блока. Корпус блока магнитных головок состоит из двух полубло- ков, которые соединяются винтами и двумя установочными штифтами. В корпусе блока установлены сердечники магнитных головок и между ними расположены металлические экраны. К блоку магнитных читающих головок предъявляются следую- щие основные требования: 1. При движении магнитной фонограммы по сердечнику ее переменное магнитное поле пронизывает сердечник головки 28 Кинопроекционная тех-ка 433
и в обмотке головки индуктируется электродвижущая сила. Напряжение выходного сигнала, развиваемое читающей магнит- ной головкой, должно быть не менее 100—150 мкв. 2. Рабочие поверхности сердечников читающих магнитных головок, по которым скользит магнитная фонограмма, должны 99999999 а Магнитные Рис. 299. Схема блока магнитных читающих головок для 35-лии широко- экранных фильмов быть отполированы. Это необходимо для лучшего контакта маг- нитной фонограммы с сердечником головки и для уменьшения истирания фонограммы и воспроизводящей Рис. 300. Блок маг- нитных головок 7Д-5 в собранном виде со снятым экраном ГОЛОВКИ. 3. Ширина сердечников магнитных головок и их взаимное расположение в блоке должны строго соответствовать размерам и расположе- нию магнитных фонограмм на фильмокопии (см. рис. 23). Учитывая расплывание ферромаг- нитной фонограммы на краях, ширина сердеч- ника делается немного меньше ширины фоно- граммы, кроме узкопленочных кинопроекторов. 4. При сборке блока читающих магнитных головок необходимо добиться расположения рабочих поверхностей сердечников строго в одной плоскости для хорошего контакта со всеми магнитными дорожками, а также вы- ставить рабочие зазоры всех магнитных голо- вок на одну прямую. 5. Блок магнитных головок должен быть хорошо заэкраниро- ван от воздействия внешних полей, для чего он помещается при работе в пермаллоевый экран (см. 12 на рис. 301). 434
6. Сердечники читающих магнитных головок должны быть износоустойчивыми, так как при движении магнитной фонограм- мы их рабочие поверхности постепенно изнашиваются. Срок службы блока магнитных головок — около 400—500 час. § 112. РЕГУЛИРОВАНИЕ ЧИТАЮЩИХ МАГНИТНЫХ ГОЛОВОК Качество звуковоспроизведения при чтении магнитных фоно- грамм в сильной' степении зависит от точности установки магнит- ной головки относительно магнитной фонограммы. К расположению магнитных головок относительно магнитной фонограммы предъявляются следующие требования: 1. Фонограмма должна плотно прилегать к рабочей части сердечника магнитной головки по всей ее ширине. Появление между читающей головкой и фонограммой малейшего зазора вызывает значительное уменьшение звуковой отдачи и частотные искажения. 2. Для контакта читающей головки с магнитной фонограммой необходимо добиться нормального обхвата кинофильмом рабочего участка магнитной головки. Угол обхвата читающей магнитной головки магнитной фонограммой должен быть около 12—15°, причем рабочий зазор магнитной головки должен находиться в середине угла обхвата. Угол обхвата магнитной головки фоно- граммой оказывает существенное влияние на срок службы магнит- ной головки — малый угол обхвата приводит к уменьшению срока службы. 3. Правильное совмещение читающей головки и магнитной фонограммы; если читающая головка несколько смещена относи- тельно фонограммы по ширине, то это приводит к уменьшению уровня снимаемого сигнала. 4. Рабочий зазор магнитной головки должен быть перпенди- кулярен краю магнитной фонограммы; если имеется перекос щели, то при чтении магнитной фонограммы возникают частотные искажения. Для правильной установки читающих магнитных головок относительно магнитной фонограммы магнитная головка или блок устанавливается в узле подвески, который и обеспечивает возможность регулирования положения головок относительно магнитной фонограммы. На рис. 301 показан узел подвески блока магнитных головок 7Д-5 в кинопроекторе КПТ-3. Блок магнитных головок 1 привинчен к плато 2, в котором жестко закреплены полуось 3 и упор 4. Угольник 5 имеет два продольных паза 6, через которые проходят винты крепления угольника к корпусу магнитной приставки (см. а на рис. 302). Угольник 5 имеет цилиндрическое отверстие с хомутиком 7 и отвер- 28* 435
стие 8 для входа упора 4. В цилиндрическое отверстие угольника вставляется эксцентричная втулка 9 с головкой, имеющей накат- ку, в которую проходит полуось 3. Втулка 9 после регулирования затягивается хомутиком 7, а в торец полуоси 3 ввинчен торцовый винт 10. В боковые полки угольника 5 ввинчены регулировочные винты 11, которые упираются в упор 4. Блок головок 1 помещен в пермаллоевый экран 12. Рис. 301. Узел подвески блока магнитных головок 7Д-5 в ки- нопроекторе КПТ-3 Блок магнитных головок регулируется следующим образом: 1. Выставка блока магнитных головок для получения необхо- димого угла обхвата и симметричного расположения рабочего зазора в пределах угла обхвата производится перемещением всего угольника относительно крепежных винтов а в направлении стрелки А, как показано на рис. 302, а также небольшим разворо- том угольника вокруг крепежных винтов. При этой регулировке с блока магнитных головок снимается экран, в магнитную пристав- ку кинопроектора заряжается фильм и натягивается между глад- кими барабанами 1 и 2 стабилизатора скорости. Блок магнитных головок укрепляется на плато магнитной приставки кинопроектора так, чтобы прогиб фильма S составлял 5 —7 мм, при этом магнитные дорожки должны полностью за- крывать сердечники отдельных головок. После этого на блок 436
надевают экран 12 (см. рис. 301) и проверяют, не касается ли он поверхности фильма. 2. Установка блока магнитных головок по ширине магнитных фонограмм. Перед этой регулировкой в кинопроектор заряжается кольцо контрольного фильма с магнитной фонограммой (с записью сигнала частоты 1000 гц) и на выход канала эффектов у усилителя включается измеритель напря- жения, так как этот канал наиболее чув- ствителен к смещению магнитной головки относительно фонограммы. Регулировка блока магнитных головок производится при работе кинопроектора и включенном усилителе. Для регулирования ослабляют стяжной Рис. 302. Установка магнитных головок при регулировании обхвата блока 7Д-5 угла винт хомутика 7 и плавно поворачивают эксцентричную втулку 9 за головку с на- каткой до тех пор, пока не получат наи- большего напряжения на выходе канала эффектов. После этого осторожно затягивают хомутик 7. повороте эксцентричной втулки 9 полуось 3 вместе с блоком При маг- нитных головок смещается в стороны. Рис. 303. Магнитная приставка к кинопроектору ПП-16-4 3. Установка рабочих зазоров магнитных головок в перпенди- кулярное краю фонограммы положение. Регулирование азиму- тального положения блока головок производится кольцом кон- трольного фильма с магнитной фонограммой (с записью 8000 гц), 437
Рис. 304. Устройство читающей магнит- ной головки МГ-14В причем измерительный прибор включается на выход среднего канала. Уменьшение уровня сигнала при переносе рабочего зазо- ра более заметно при большой ширине фонограммы. При работающем кинопроекторе и включенном усилителе плавно поворачивают регулировочные винты 11 (см. рис. 301) до тех пор, пока не достигают наибольшего уровня сигнала на выхо- де усилителя. При этом винты 11 упираются в упор 4 и поворачи- вают весь блок магнитных головок вокруг полуоси 3. После регулирования необходимо проверить, чтобы упор 4 был плотно зажат между винтами 11, а торцовый винт 10 завинчен в полуось до отказа. Операции регулирования блока магнитных головок произво- дятся только при установке кинопроектора в аппаратной. При эксплуатации кинопроектора необходимо ежедневно перед началом работы снимать пермал- лоевый экран и мягкой кисточ- кой счищать с блока накопив- шуюся ферромагнитную пыль. Для чтения магнитной фо- нограммы 16-Л4Л фильма к передвижным кинопроекторам ПП-16-4 одесский завод «Кинап» выпускает магнитную пристав- ку (рис. 303), в которой уста- навливается малогабаритная читающая магнитная головка МГ-14В. Ширина сердечника — 2,3 мм, а рабочего зазора — 10 мк. Чтение магнитной фонограммы в рассматриваемой конструкции осуществляется на гладком барабане 1 стабилизатора скорости. Магнитная головка 2 располагается внутри этого барабана и имеет возможность при чтении магнитной фонограммы прижиматься к последней, а при чтении фотографической фонограммы — под- нимается вверх и отходит от фильма. Устройство читающей головки МГ-14В показано на рис. 304. Сердечник 3 магнитной головки устанавливается в стакане 4, который крепится на кронштейне 5. Втулка 6 головки, через которую выводятся провода 7 обмотки магнитной головки, входит в плато 8 (см. рис. 303), а кронштейн 5 крепится на нем винтом 9. Ослабив винт 9, можно поворачивать магнитную головку 2 вокруг оси втулки 6 для симметричного расположения рабочего зазора головки в пределах угла обхвата. Плато 8 крепится винтами 10 и 11 на рычаге 12, ось 13 которого входит в отверстие корпуса 14 магнитной приставки. Ось 13 вместе с рычагом 12, плато 8 и маг- нитной головкой 2 с помощью винта 15 может перемещаться относительно корпуса 14, что необходимо для установки магнит- ной головки 2 по ширине магнитной фонограммы. 438
Рычаг 12 под действием пружины 16 может поворачиваться вокруг оси 13, при этом выступ рычага 12 упирается в кулачок 27, изготовленный вместе с рукояткой 18. При повороте рукоятки 18 кулачок 17 будет поворачивать рычаг 12, благодаря чему магнитная головка 2 будет перемещаться относительно фильма, расположенного на гладком барабане 1. В конструкции магнитной при- ставки к кинопроектору ПП-16-4 предусмотрены следующие опера- ции регулирования магнитной чи- тающей головки: 1) смещение читающей маг- нитной головки по ширине фоно- граммы, для чего поворачивается винт 25; 2) установка рабочего зазора магнитной головки в перпендику- лярное краю фонограммы положе- ние, для чего необходимо подвин- чиванием винтов 11 в небольших пределах поворачивать плато 8 от- носительно рычага 22; 3) симметричное расположение рабочего зазора магнитной голов- ки в угле обхвата, для чего от- винчивают винт 9 и поворачивают кронштейн 5. Контроль выполнения опера- ций 2 И 2 регулирования магнит Рис. 305. Блок магнитных головок уни- НОЙ ГОЛОВКИ производится так- нереального кинопроектора КПЗО-А же с помощью контрольных фильмов, как и при регулировании блока магнитных голо- вок 7 Д-5. Блок магнитных головок универсального кинопроектора КПЗО-А показан на рис. 305. Он состоит из двух полублоков: 2 и 2, кото- рые штифтуются и скрепляются винтами. Магнитные головки 3 служат для чтения шести магнитных фонограмм 70-льм широко- форматного фильма, а головки 4 — для чтения четырех магнит- ных фонограмм 35-мм широкоэкранного фильма. Между магнит- ными головками помещены экраны. С тыльной стороны блока укреплена панель 5, к которой подходят концы обмоток магнит- ных головок. Узел подвески блока магнитных головок кинопроектора КПЗО-А обеспечивает те же операции регулирования, как и для блока 7Д-5. 439
Магнитные контрольные фильмы Для регулировки и контроля магнитных головок и блоков головок, применяемых в различных кинопроекторах, выпускаются контрольные магнитные фильмы на 16-.и.и (16МФ-400 и 16-МКФ), 35-жлг (35-ШКМСФ) и 70-ль% перфорированных магнитных лентах со сплошным поливом ферромагнитного слоя. Содержание всех контрольных фильмов, в основном, одина- ковое, в силу чего приведено описание лишь одного контрольного фильма типа 35-ШКМСФ, предназначенного для контроля блока магнитных головок 7Д-5 широкоэкранных кинопроекторов КТ-3. Контрольный фильм 35-ШКМСФ состоит из трех регулировочных и одной музыкально-речевой фонограммы. Фонограмма № 1 представляет собой стереофоническую запись на четырех магнитных дорожках сигналов частотой 1000 гц. Эта фонограмма служит для регулировки (и контроля) положения головок блока по ширине магнитных фонограмм, для регулиров- ки угла обхвата головок, а также для установления уровня уси- ления усилителя по всем четырем каналам звуковоспроизведения. Фонограмма № 2 — запись на четырех дорожках сигналов частотой 250 гц. Эта стереофоническая фонограмма служит для проверки и установления уровня усиления в области нижних частот звукового диапазона. Фонограмма № 3 — запись на трех основных (1, 2 и 3) дорож- ках сигналов частотой 8000 гц и на четвертой дорожке (канал звуковых эффектов) сигналов частотой 6000 гц. Эта стереофони- ческая фонограмма служит для регулировки азимутального положения зазоров магнитных головок блока, а также совместно с фонограммой № 2 для балансировки уровня усиления верхних частот относительно нижних частот звукового диапазона. Регулировочные фонограммы используются в виде колец по 2—3 м длиной. Музыкально-речевая фонограмма представляет собой стерео- фоническую запись музыкально-речевых фрагментов и служит для субъективной (на слух) оценки общего качества звуковоспро- изведения. Контрольные фильмы для 16- и 70-жл кинопроекторов отли- чаются в основном от фильма 35-ШКМСФ тем, что первый из них имеет одноканальную запись, а на втором запись произведена на шести каналах. Методика контроля и регулировок магнитных головок и бло- ков головок с помощью магнитных контрольных фильмов, в целом, аналогична описанной выше методике контроля систем воспро- изведения фотографических фонограмм, проводимого с помощью фотографических контрольных фонограмм.
5 ЧАСТЬ ПРОМЫШЛЕННАЯ КИНОПРОЕКЦИОННО- ЗВУКОВОСПРОИЗВОДЯЩАЯ АППАРАТУРА

Глава XXIX. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ КИНОПРОЕКЦИОННОЙ АППАРАТУРЫ § ИЗ. КЛАССИФИКАЦИЯ КИНОПРОЕКЦИОННОЙ АППАРАТУРЫ Кинопроекционная аппаратура классифицируется по характеру работы, формату кинофильма и назначению. По характеру работы кинопроекционная аппаратура делится на стационарную и передвижную. Для профессионального кинопоказа применяются три типа кинопроекторов, в соответствии с используемым форматом кино- фильма — 16-, 35-мж и универсальные кинопроекторы для демон- страции кинофильмов двух форматов: 35 и 70 мм. Любительские передвижные кинопроекторы предназначены для демонстрации 16- и 8-мм кинофильмов. По назначению кинопроекционная аппаратура делится на: а) кинопроекторы, предназначенные только для демонстрации изображения; б) кинопроекторы, демонстрирующие изображение одновре- менно с воспроизведением звука с фотографической или магнитной фонограммы; в) стереокинопроекторы, демонстрирующие стереофильмы на растровый стереоэкран или по поляроидному методу; г) кинопроекторы для демонстрации панорамных кино- фильмов; д) рирпроекторы, проецирующие на полупрозрачный экран фон при комбинированных киносъемках; е) кинопроекторы для проекции изображения и воспроиз- ведения звука с двух лент, применяемые на киностудиях для просмотра отснятого изображения и прослушивания фоно- граммы; ж) кинопроекторы для демонстрации учебных кинофильмов, имеющие прямой и обратный ход и покадровую проекцию; з) кинопроекторы для рекламных целей, обслуживания выста- вок и демонстрационных залов, обычно использующие кассету для кольцевого фильма и позволяющие многократно просматривать рекламный ролик кинофильма; эти кинопроекторы имеют дистан- ционное управление. 443
Таблица 37 ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ 35- И 70-Л1М СТАЦИОНАРНЫХ КИНОПРОЕКТОРОВ (СОГЛАСНО ГОСТу 2639—62) Характеристики кинопроектора Нормативы по типам КП-1 КП-2 КП-За КП-Зб КП-4 КП-5 Полезный световой обычных, лм, не менее 650 2500 7000 7 000 12 000 18 000 поток для проек- ции фильмов широкоформатных, лм, не менее — — 10 000 15 000 30 000 Источник света Газоразряд- ная лампа или лампа накаливания Газоразрядная лампа или дуга высокой интенсивности Дуга высокой интенсивно- сти обычных, не менее 0,6 0,7 Равномерность ос- вещенности экра- на для проекции фильмов широкоэкранных, не менее — 0,5 0,6 широкоформатных, не ме- нее — — — 0,6 Частота кинопроекции, кадр/сек „,± 1 24 0,5 Неустойчивость фильма в кадровом окне, мм, не более 0,025 Полезный световой лм, не менее поток читающей системы, 0,03 Продолжение табл. 37 Характеристики кинопроектора Нормативы по типам КП-1 КП-2 КП-За КП-Зб КП-4 КП-5 Равномерность освещенности читающего штри- ха или читающей щели, не менее 0,9- -0,8 * 0,9 Расстояние от гори- зонтальной оси кадрового окна до читаемого места фонограммы фотографической (в на- правлении движения фильма, в кадрах) 20 20 19 магнитной (в направле- нии обратном для 35-мм фильма, в кадрах — 29 30 движению фильма, в кадрах) для 70-мм фильма, в кадрах — — — — 26 26 Неравномерность скорости движе- ния (детонации) фонограммы (пи- ковое значение) фотографической, %, не более 0,25 магнитной, %, не более 0,35 Пусковой период стабилизатора скорости, сек, не более 6 Емкость кассет, л«, не менее 1500/600 * 1500/750 * * Допускается в конструкциях, разработанных до введения настоящего стандарта.
Таблица 38 ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КИНОПРОЕКТОРОВ ДЛЯ 16-лии КИНОФИЛЬМА Нормативы по типам КПС-16-0,1 Лампа накаливания или газоразрядная лампа 100 1 Любительский кинопроектор 600 и 120 24±0,5и16±0,5 i КПУ-16-0,35 350 1 1 Учебный кино- проектор 1Г5 «О и к и 150 Передвижной кинопроектор 24 ±0,5 КПС-16-0,35 ( 350 ! | 24±0,5 I КИС-16-0,45 Газоразрядная лампа или лампа нака- ливания ! 450 Стационарный кинопроектор 1200 и 600 24 ± 0,5 КПС-16-1,3 Дуга высокой 1 интенсивно- сти или газо- разрядная лампа 1300 1 24 ± 0,5 Характеристики кинопроектора Источник света ! Полезный световой поток, । лм Назначение кинопроектора Емкость бобин, м Частота кинопроекции, кадр/сек Неустойчивость фильма 0,03 — 0,04 в кадровом окне, мм, не более
§ 114. СТАНДАРТЫ НА КИНОПРОЕКЦИОННУЮ АППАРАТУРУ Для обслуживания различных по емкости зрительных залов с учетом различия систем современного кинопоказа необходимо иметь ряд типовых кинопроекторов, отличающихся друг от друга основными техническими показателями, и в первую очередь величиной полезного светового потока. В соответствии с ГОСТом 2639—62 стационарные кинопроекто- ры для 35- и 70-мм кинофильмов разделяются на шесть групп по величине полезного светового потока; техническая характери- стика каждого типа кинопроектора приведена в табл. 37. Для передвижной кинопроекционной аппаратуры особенно важны ее портативность и пожарная безопасность при демонстра- ции кинофильма. С этой точки зрения преимущество имеют узко- пленочные кинопередвижки, работающие с 16-ai.ii кинофильмами, изготовленными на ацетатной основе. Уменьшение веса фильмокопии на 16-лл4 кинопленке в 5,5 раза по сравнению с кинофильмом, отпечатанным на 35-.и.и кинопленке, облегчает ее транспортирование. Применение мелкозернистых кинопленок с большой разрешаю- щей способностью, использование светосильных объективов и маг- нитной фонограммы значительно улучшают качество кинопоказа 16-МЛ1 кинофильмов. В соответствии с ГОСТом 6850—56 кинопроекторы для 16-мм кинофильмов могут быть щести типов; краткая техническая харак- теристика каждого типа кинопроектора приведена в табл. 38. Государственным стандартом (ГОСТ 9600—59) предусмотрены два типа любительских кинопроекторов для 8-мм кинофильмов: КИЛ-8-50 и КИЛ-8-20 с полезным световым потоком соответствен- но 50 и 20 лм. Оба кинопроектора должны иметь плавное изменение частоты кинопроекции от 12 до 26 кадр/сек; емкость бобин 120 м. Кинопроектор КИЛ-8-50 должен иметь обратный ход и покадро- вую кинопроекцию. Должна быть предусмотрена возможность синхронизации работы кинопроекторов с магнитофоном.
Глава XXX. СТАЦИОНАРНАЯ КИНОПРОЕКЦИОННАЯ АППАРАТУРА ДЛЯ 35-мм КИНОФИЛЬМОВ §115. КИНОПРОЕКТОР КПТ-2 Стационарный кинопроектор КПТ-2 предназначен для демон- страции 35-.ИЛ1 черно-белых и цветных кинофильмов с фотогра- фической фонограммой. Полезный световой поток кинопроектора обеспечивает достаточную яркость изображения на экране обыч- ного кинотеатра вместимостью до 1000 зрителей. Общая техни- ческая характеристика кинопроектора КПТ-2 приведена в табл. 39. Кинопроектор КПТ-2 показан на рис. 306, Проекционная головка 7, включающая лентопротяжный и приводной механизмы, укреплена на столе 2, шарнирно связанном с колонкой 3. Шарнир- ное приспособление дает возможность перемещать стол относи- тельно колонки на 6° вверх и на 17° вниз, ориентируя оптическую ось кинопроектора на центр экрана. На проекционной головке укреплены кронштейны нижней 4 и верхней 5 противопожарных кассет, а также цилиндрические направляющие 6, по которым перемещается объективодержатель 7. На столе укреплен фонарь 8 с дуговой лампой и электродвига- тель 9 для привода кинопроектора. На светозащитном конусе фо- наря укреплен полуавтомат 10 УПП-2 перехода с поста на пост. Схема движения фильма в кинопроекторе КПТ-2 приведена на рис. 144, а кинематическая схема приводного механизма — на рис. 307. В кинопроекторе применена схема приводного меха- низма с параллельной передачей движения от электродвигателя к деталям лентопротяжного механизма. От электродвигателя 1 через упругую муфту 2 вращение передается ведущему валу 5, а от последнего через шестерни 4 и 5 вертикальному валу 6. От вертикального вала движение передается: валу тянущего барабана 7 через шестерни 8 и 9, валу обтюратора — шестернями 10 и 77, валу эксцентрика маль- тийского механизма — шестернями 12, 13 и 14, валу успокаи- вающего барабана 15 — шестернями 16 и 17, валам звукового 18 и задерживающего 19 барабанов — зубчатыми колесами 20, 21 и 22. С помощью карданного вала 23 и двух пар шестерен 24, 25, 26 ъ. 27 — движение передается на наматыватель. Вертикальный вал состоит из двух частей, связанных упругой муфтой, находя- 448
щейся в расточке шестерни 5. С нижней части вертикального вала через поводковую пружину 28 движение передается на масля- ный насос 29. Упругие муфты защищают звуковоспроизводящую часть кинопроектора от колебаний скорости, возникающих в про- екционной части, масляном насосе, электродвигателе. Рис. 306. Кинопроектор КПТ-2 На верхнем конце вертикального вала находится центробеж- ное устройство 30 автоматической противопожарной заслонки. При повороте рукоятки 31 механизма совмещения кадра корпус мальтийского механизма поворачивается вокруг оси мальтийского креста; при этом шестерня 10, связанная с верти- кальным валом шпонкой, при помощи вилки 32 перемещается вдоль вала, обеспечивая компенсацию обтюратора (см. рис. 253). 29 Кинопроекционная тех-ка 449
Таблица 39 ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ СТАЦИОНАРНЫХ КИНОПРОЕКТОРОВ ДЛЯ 35-мм КИНОФИЛЬМОВ Данные Тип кинопроектора кинопроектора КПТ-2 КПТ-3 СКП-33 35-СК-1 35-СКПШ-1 35-СКПШ-2 «Меоптон 1V-C» Привод кинопроек- тора: тип электродвига- теля Асинхронный трехфазного тока Асинхронный однофазный, конденсатор- ный Асинхронный трехфазного тока Синхронный трехфазного тока марка АВ-07 1/4 АВ-071/4 АОЛ-21/4 АВЕ071/4 АОЛ-12/4 АОЛ-12/4 — напряжение, в 220/380 220/380 220/380 220 220/380 220/380 220/380 мощность, кет 0,27 0,27 0,27 0,18 0,18 0,18 0,25 число оборотов, об/мин 1400 1400 1400 1350 1400 1400 1500 Осветительно-опти- ческая система Эллиптический отража- тель 0 356 .«.и, / = = 135 мл, 2и = 140° Эллиптиче- ский отра- жатель 0 280 мм, / = 135 мм, 2и = 125° Эллиптический отражатель 0 302 мм, 2и = 140° Эллиптический отражатель 0 35 8 мм две части, которые развернуты на 24' и склеены. Сферический контротражатель 0 75 мм, 2и = 175° Эллиптический отражатель 0 356 мм, 7=113 мм Источник света: Дуга высокой интенсивно- сти Лампа накаливания Ксеноновая лампа Дуга высокой интенсивности ьо о * марка ток, а напряжение, в угли Кинопроекционный объектив: при кинопроекции обычных филь- мов при кинопроекции широкоэкранных фильмов — — К-2 2 ДКсШ-1000 60 1)0 или 60 12 или 13 50 60-80 41-45 52-58 41-45 30 или 33 Зажигания 30 000 рабочее 20—25 38-47 +КП8-60 -КП7-60 +КП9-90 -КП8-90 или +КП8-60 -КП7-60 — — — +КП9-90 -КП8-90 или +КП8-60 -КП7-60 Апланат П-5 Апланат П-5 Апланат П-6 Апланат П-6 Апланат ОП-5 Апланат ОП-5 Анастигмат «Стигмар» — Анастигмат типа РО-500, анаморфот- ная насадка 35НАП2-2 — — — Анастигмат РО-500 и ана- морфотная насадка НАП-1-1 Анастигмат «Стигмар» с призменной анаморфотной насадкой Полезный световой поток, лм: при кинопроекции обычных филь- мов 4000 4000 600-700 2500 2500 3000—4000
Продолжение табл. 39 Данные кинопроектора Тип кинопроектора КПТ-2 КПТ-3 скп-зз 35-СК-1 35-СКПШ-1 35-СКПШ-2 «Меоптон IV-С» при кинопроекции широкоэкранных фильмов — 7000 — — — 2500 5000—6000 Лентопротяжный тракт Открытого типа; пять 16-зубых барабана, включая скачковый Закрытого типа ных диаметров два 24-зубых барабана различ- , 16-зубый скачковый Два 32-зубых барабана раз- личных диа- метров, 16-зу- бый скачковый Емкость кассет, м 600 600 400 600 600 600 Механизм прерыви- стого движения Мальтийский механизм с четырехлопастным крестом Способ совмещения кадра с кадровым окном Поворотом мальтийского механизма вокруг оси мальтийского креста Фильмовый канал: сила трения, г Прямолинейный, не более 260 Криволинейный с ленточным прижимом (вогну- тость обращена к объективу), не более 200 Прямолинейный Устранение гори- зонтального кача- ния фильма в зоне кадрового окна Поперечно-направляющий ролик Подпружиненная pel орда ролика 1 1 1 1 1 Охлаждение: фильмового канала фильма Водяное Водяное Воздушное — — Водяноэ Интерференци- онный тепло- фильтр Воздушное Размеры кадрового окна, jwAt 20,7 х 15,2 21,2X18,1 20,7 X 15,2 20,7 X 15,2 20,7 X 15,2 20,7 X 15,2 21,2 X 18,1 20,7 X 15,2 23,1 х 18,1, 21,3 X 18,1, 20,7 X 15,2, 20,9 X 11,3 Наматыватель: тип привод С постоянным моментом сил трения (тип I) С переменным моментом сил тре- ния (тип I—II) С постоянным моментом сил трения (тип I) От вертикального вала с помощью кар- данного вала От электродви- гателя через шестеренча- тый редуктор От электродвигателя через ше- стеренчатый редуктор От электродви- гателя через червячный редуктор Натяжение фильма при наматывании, г: в начале наматы- вания в конце наматыва- ния 500 420 250 420 250 200 180 140 Тормозное устрой- ство подающей бо- бины С постоянным моментом сил трения (тип I) С переменным моментом сил тре- ния (тип I—II) С постоянным моментом сил трения (тип I) Натяжение фильма при сматывании, г: в начале сматыва- ния в конце сматыва- ния 125 180 80 250 230 250
Продолжение табл. 39 Данные кинопроектора Тип кинопроектора КПТ-2 КПТ-3 СКП-33 35-СК-1 35-СКПШ-1 35-СКПШ-2 «Меоптон IV-С» Обтюратор: тип угол рабочей ло- пасти, град. коэффициент про- пускания Конический двухлопастный Дисковый двух- лопастный 77 77 77 76 76 1 76 ; 90 I 0,57 0,57 0,57 0,58 0,58 0,58 0,5 Противопожарная заслонка Центробежно-рычажная Электромагнитная Центробежно- фрикционного типа Стабилизатор ско- рости: в магнитозвуковой части в фотозвуковой ча- сти — Трехзвенный с масляным демпфером — — — Трехзвенный Двухзвенный с воздушным демпфером Вращающийся Маховик — петля Двухзвенный с гидравличе- ским приво- дом Читающая система С механической щелью до фонограммы фильма С механической щелью после фонограммы фильма Читающая лампа: тип напряжение, в мощность, впг К-27 10 50 К-6 6 30 — К-27 6 10 30 50 1 1 1 1 1 | | | | 1 Фотоэлектронный умножитель ФЭУ-1 ФЭУ-1 ФЭУ-1 ФЭУ-2 Расстояние от цент- ра кадрового окна до читающего штриха (по заря- женному фильму) 20 кадров 20 кадров 20 ± 0,5 кадра 1 20 кадров Воспроизводящие магнитные голов- ки — Блок 7Д-5 — — — Блок ГД-5 Тесла АНП941 (аналогично 7Д-5) Расстояние от цент- ра кадрового окна до зазора магнит- ных головок (по заряженному фильму) — 29 кад- ров — 28 ±0,5 кадра 29 кадров Устройство для по- луавтоматическо- го перехода с по- ста на пост УПП-2 УПП-1 Электромагнитная заслонка Смазка приводного механизма Способ очистки мас- ла Принудительная от шестеренчатого насоса Сетчатый фильтр Сетчатый фильтр и постоянный магнит Допустимый диа- метральный бой, ММ.'. опорных поясков скачкового бара- бана Не более 0,02 для всех кинопроекторов
Продолжение табл. 39 Данные кинопроектора Тип кинопроектора КПТ-2 КПТ-3 СКП-33 35-СК-1 | 35-СКШП-1 35-СКПШ-2 «Меоптон IV-С» опорных поясков звуковых зубча- тых барабанов гладкого барабана опорных поясков остальных зуб- чатых барабанов Не более 0,02 для всех кинопроекторов Не более 0,01 для всех кинопроекторов Не более 0,05 для всех кинопроекторов Расстояние от опти- ческой оси до пло- скости основания колонки кинопро- ектора (при накло- не 0°), мм 1250 Наклон оптической оси кинопроектора в вертикальной плоскости, град.: вверх вниз До 6 До 17 До 3 До 8 До 5 До 8 До 5 До 8 До 10 До 15 Габариты кино- проектора (при открытых двер- цах), мм: длина ширина высота 1450 1100 1990 1600 1100 2025 1100 800 2000 840 410 1900 1360 630 1900 1360 630 2060 1580 580 2040 Вес кинопроектора, кг 300 350 275 220 250 260 270 457
В приводном механизме применены цилиндрические косозубые шестерни с некратным числом зубьев, дающие возможность механизму спокойно и бесшумно работать. Система смазки приводного механизма проекционной головки кинопроектора автоматическая принудительная от масляного насоса шестеренчатого типа. Для смазки рекомендуется масло индустриальное 30 или автол-10. Фильм в фильмовом канале прерывисто продвигается мальтий- ским механизмом с четырехлопастным крестом. Мальтийский механизм (рис. 308) собран в полуоткрытом корпусе 7, позволяющем обильно смазывать детали проточным Рис. 308. Мальтийский механизм кинопроектора КПТ-2 маслом. В корпусе 1 стопорным винтом 2 фиксируется эксцентрич- ная втулка 3, в которой вращается вал 4 мальтийского креста. На валу креста с помощью винта и гайки укреплен скачковый барабан 5. Вал 6 эксцентрика вращается в двух втулках: 7 и 8. На этом валу заштифтован диск 9 эксцентрика с фиксирующей шайбой 10. Палец 11 эксцентрика на диске крепится гайкой. От приводного механизма вращение передается через проме- жуточную шестерню 12, установленную на оси, заармированной в кронштейне 13, шестерне 14. Последняя своими торцовыми выступами входит в торцовые прорези маховика 15, укреп- ленного на валу эксцентрика с помощью разрезной гайки 16 с пальцем. Величина зазора между фиксирующей шайбой эксцентрика и фиксируемыми выемками креста регулируется поворотом эксцент- ричной втулки 3, а плавность входа пальца 11 в шлицы мальтий- 458
ского креста — поворотом пальца, у которого рабочая часть эксцентрична относительно посадочной его части. Корпус мальтийского механизма крепится в эксцентричном фланце 17, поворотом которого регулируют зацепление шестерни72 с шестерней вертикального вала. В отрегулированном поло- жении фланец штифтуется на корпусе проекционной головки и крепится маслоуловительной гайкой. Рис. 309. Узел обтюратора кинопроектора КПТ-2 В проекторе применен конический двухлопастный обтюратор с рабочим углом 77°. Вал 1 обтюратора (рис. 309) вращается в двух- опорном подшипнике 3 с втулками из антифрикционного чугуна. Шестерня 4 имеет прорезь, которая охватывает штифт 5, запрес- сованный в вал. Связь заштифтованного на валу кольца 6 и шестерни 4 осуще- ствляется спиральной пружиной 7. Заведенная пружина, стре- мясь раскрутиться, будет смещать шестерню относительно штифта и выбирать зазор между ней и ведущей шестерней вертикального вала, обеспечивая большую точность работы механизма. Обтюратор 2 крепится к фланцу 8 с помощью шайбы 9 и четы- рех винтов. Фланец 8 укреплен на валу с помощью торцового 459
винта и штифта, входящего в паз на торце фланца. Крепление обтюратора с помощью шайбы, прижимаемой к фланцу четырьмя Рис. 310. Звуковой сигнализатор окончания части винтами, дает возможность регулировать обтюратор. В кинопроекторе КПТ-2 применен наматыватель с постоянным моментом сил трения I типа (см. рис. 214). Для подачи звукового сигнала за определенное время до окончания части фильма в кинопроекторе ость звуковой сигнали- затор (рис. 310), работа которого основана на явле- нии механического резо- нанса. На валу верхней про- тивопожарной кассеты не- подвижно укреплен мно- гогранный кулачок 1, со- прикасающийся с роликом 2. Кронштейн ролика укреплен на плоской пружине 5, жестко укрепленной в держателе 4, поме- щенной снаружи противопожарной кассеты. На плоской пружине укреплены грузик 5 и молоточек 6. Пружина и грузик представ- ляют собой пружинный вибратор, который имеет определенную частоту собственных коле- баний. Перемещая грузик вдоль пружины, можно из- менить частоту собственных колебаний пружинного виб- ратора. При вращении вала с ку- лачком 1 вынужденные ко- лебания роликом передают- ся пружинному вибратору. Рис. ЗИ. Схема осветительно-проекционной тт J г гj системы кинопроектора КПТ-2: При Совпадении частот ВЫ- — эллиптический отражатель; 2 — фильмо- нужденных И собственных ВЫЙ канал; 3 — проекционный объектив колебаний наступает явле- ние механического резонанса, амплитуда колебаний вибратора значительно возрастает, молоточек 6 ударяет по звонковой чашке 7 и сигнализирует об окончании части фильма. Для регулирования необходимого расстояния между молоточком и звонковой чашкой последнюю можно перемещать по прорези 8. Винт 9 позволяет регулировать контакт между роликом 2 и кулачком 1. В кинопроекторе применена противопожарная заслонка центробежно-рычажного типа (см. рис. 263). 460
Водяное охлаждение фильмового канала (см. рис. 259) и тепло- защитной бленды осуществляется от водопроводной сети. Рис. 313. Дуговая лампа кинопроектора КПТ-2 Схема осветительно-проекционной системы кинопроектора при- ведена на рис. 311. На рис. 312 показана дуговая лампа кинопроектора КПТ-2, установленная в фонаре, а на рис. 313—вынутая из фонаря 461
Рис. 314. Угледержатель поло- жительного угля кинопроектора КПТ-2 Механизм дуговой лампы смонтирован на чугунном литом основании, привинченном к столу кинопроектора; к этому же основанию крепится и корпус фонаря дуговой лампы. Для регулирования осветительной системы и подачи угледер- жателей лампа имеет следующие рукоятки (см. рис. 312): 1 — подача угледержателя положительного угля; 2 — подача угледер- жателя отрицательного угля; 3 — подъем угледержателя отрица- тельного угля; 4 — боковое перемещение угледержателя отрица- тельного угля; 5 — одновременная подача обоих угледержателей; 6 — механизм для изменения величины подачи угледержателя отрицательного угля; 7 и 8 — регу- лирование положения зеркала. При зажигании дуги зеркало за- крыто двухстворчатой заслонкой, ко- торая сблокирована с заслонкой 9 фонаря и открывается с помощью рукоятки 10', контрольный экран — 11 и 12 — рукоятка шунтового рео- стата. Угледержатель положительного угля (рис. 314) состоит из трех основ- ных частей: кронштейна 1, зажим- ного устройства 2, которое может легко поворачиваться на оси 3, и ка- ретки 4, связанной с ходовым винтом. Кронштейн 1 крепится к каретке 4 двумя винтами и изолирован от нее миканитовыми прокладками 5. Для зажима положительного угля служат угольник 6 и металлическая призма 7, заштифтованная на направляю- щей 8. На конце направляющей на- ходится пружина 9, обеспечивающая зажим угля. Для зажи- ма угля поворачивают рукоятку 10 вниз, и уголь прижимается призмой 7 к угольнику 6. Отвод призмы производится эксцентри- ком 11 при повороте рукоятки в обратном направлении. Кратер положительного угля устанавливается на оптическую ось при помощи призматической опоры 1 (рис. 315), которая укреп- лена на неподвижном кронштейне 2 и изолирована от него мика- нитовыми прокладками. Опору 1 можно регулировать по высоте; к ней двумя винтами крепится скоба-магнитопровод 3 магнитного стабилизатора пламени дуги. Магнитный стабилизатор пламени дуги отклоняет пламя дуги от зеркала и обеспечивает более спокойное и устойчивое горение дуги. Отрицательный уголь зажимается в угледержателе 1 прижи- мом 2 (рис. 316) при помощи пружины 3. Отжим угля производится поворотом рукоятки 4 с эксцентриком. 462
Угледержатель 1 с кронштейном 5 связан таким образом, что с помощью рукоятки с кулачком его можно перемещать вниз или вверх относительно кронштейна 5, а рукояткой 6 на эксцентрич- ном валике 7 смещать в сторону. Кронштейн 5 угледержателя связан поводком с ходовым винтом дуговой лампы. Кинематическая схема механизма подачи угледержателей при- ведена на рис. 317. Приводом служит шунтовой электродвигатель постоянного тока мощностью 7,5 вт, число оборотов которого может регулироваться реостатом в пределах 2000—3000 об/мин, при напряжении на зажимах 41—45 в. Рис. 315. Неподвижная опо- ра положительного угля Рис. 316. Угледержатель отрицательного угля кинопроектора КПТ-2 Шунтовой реостат позволяет изменять скорость подачи поло- жительного угля от 240 до 350 мм/час и совместно с регулиро- вочным механизмом изменять скорость подачи отрицательного- угля от 67 до 350 мм/час. На валу электродвигателя укреплен червяк 1, находящийся в зацеплении с червячным колесом 2. Колесо находится на полом валу 4 и связывается с ним через роликовую храповую муфту 3. Полый вал 4 через червяк 5 и червячное колесо 6 передает вра- щение ходовому винту 8 угледержателя положительного угля. Для зажигания дуги рукоятка 9 перемещается вместе с ходо- вым винтом и угледержателем влево. После соприкосновения и зажигания дуги пружина 10 возвращает ходовой винт с угле- держателем в исходное положение. Червячное колесо 6 с ходовым винтом связано фрикционной муфтой 7, обеспечивающей возможность ручной подачи 463
положительного угля от рукоятки 9. Внутри полого вала 4 проходит вал 77, который передает вращение червяку 15, находя- щемуся в зацеплении с червячным колесом 16, фрикционно связан- ным с ходовым винтом 17 угледержателя отрицательного угля. Рис. 317. Кинематическая схема дуговой лампы кинопроектора КПТ-2-а; узлы механизма — б Для регулирования скорости подачи отрицательного угля при постоянной скорости подачи положительного в кинопроекторе применяется регулировочный механизм (рис. 318). На полый вал 4, имеющий на конце резьбу, навинчивается разрезная рамка 12, шарнирно связанная с вилкой 13, на которой 464
укреплен храповой зуб 24. Основание храпового зуба 24 опи- рается на торец кольца 28, расположенного внутри регулировоч- ного барабана 30. Между барабаном 30 и кольцом 28 (см. рис. 318) расположена плоская пружина 29, один конец которой 27 загнут и входит в прорезь барабана, второй проходит через прорезь в кольце 28 и входит внутрь кольца. Вилка 13 с храповым зубом 24 спиральной пружиной 25 прижимается в торец кольца 28 или в торец пружины 29. На валу 11, проходящем через полый вал 4, жестко укреплен фланец 26, связанный с храповым колесом 14", на противополож- ном конце вала 11 крепится червяк, передающий вращение через Рис. 318. Регулировочный механизм подачи отрицательного угля червячную шестерню на ходовой винт угледержателя отрицатель- ного угля. При вращении рамки 12 храповой зуб поднимается на выступ кольца 28 и затем переходит на торец пружины 29, при этом вилка 13 поворачивается и храповой зуб 24 входит в зацеп- ление с храповым колесом 14. Пока основание зуба 24 скользит по торцу пружины 29, зуб 24 находится в зацеплении с храповым колесом 14, а значит, будет вращаться вал 11 и. происходить подача угледержателя отрица- тельного угля. Поворотом барабана 30 можно изменять длину пружины 29, находящейся внутри кольца, и тем самым изменять время, в течение которого храповой зуб 24 находится в зацеплении с храповым колесом 14, т. е. изменять скорость подачи угледер- жателя отрицательного угля. Механизм подачи углей дуговой лампы обеспечивает совмест- ную и раздельную ручную подачу обоих угледержателей. Ручная подача обоих углей производится рукояткой 21 (см. рис. 317), на валу которой находится шестерня 23, сцепляющаяся с шестерней 22, жестко укрепленной на полом валу 4. При враще- нии рукоятки вращается полый вал, при этом роликовая храповая муфта 3 расцепляет червячное колесо 2 с валом 4. Вращение 30 Кинопроекционная тех-ка 465
рукоятки 18 через шестерни 19 и 20 приводит во вращение ходо- вой винт 17; при этом червячное колесо 16 остается неподвижным за счет фрикционной муфты 7. В дуговой лампе положительный уголь подается непрерывно, скорость его подачи регулируется изменением числа оборотов электродвигателя; отрицательный уголь подается прерывисто, скорость его подачи изменяется как при изменении числа оборо- тов электродвигателя, так и с помощью регулировочного меха- низма, описанного выше. Дуговая лампа кинопроектора КПТ-2 устанавливается в сле- дующем порядке: 1. Фонарь с дуговой лампой крепится на столе в таком поло- жении, чтобы расстояние от центра вогнутой поверхности зеркала до плоскости кадрового окна составляло 865 мм. 2. Перед установкой углей угледержатели разводятся и уста- навливаются в крайнее положение. 3. Угледержатель положительного угля устанавливают по высоте так, чтобы ось угля была на расстоянии 255 мм от обра- ботанной поверхности стола. 4. Конец положительного угля устанавливается на расстоя- нии 136 мм от середины вогнутой поверхности зеркала и 30 мм — от передней плоскости неподвижной опоры. 5. Отрицательный уголь устанавливается на расстоянии 5—6 мм от конца положительного угля и так, чтобы его ось была на 1—1,5 мм ниже оси положительного угля. Звуковоспроизводящая часть кинопроектора состоит из узла читающей оптики и вращающегося стабилизатора скорости. Схема читающей оптики приведена на рис. 289. Читающая лампа — К-27; световой поток читающего штриха, модулированный фоно- граммой фильма, подается на катод фотоэлектронного умножите- ля ФЭУ-1 с помощью светопровода. Все элементы читающей светооптической системы крепятся в тубусе читающей оптики (рис. 319), представляющем собой отливку, которая винтами крепится к головке кинопроектора. Быстросъемный фонарь с читающей лампой 1 надевается на тубус и крепится на нем винтом 2. Патрон лампы имеет сферическое кольцо, которое зажимается с помощью стяжного винта 3 в хому- тике фонаря. Сферическое кольцо патрона читающей лампы дает возможность перемещать патрон с лампой в хомутике для регули- рования положения читающей лампы. Оправа 4 конденсора вместе с механической щелью крепится в тубусе читающей оптики сто- порным винтом, проходящим через отверстие в тубусе (на рисун- ке не показан). Плоскопараллельная пластина 5 укреплена на втулке 6, на которой также укреплено матовое стекло 7, являющееся контроль- ным экраном. В тубусе читающей оптики находится втулка 8 с микрообъективом 9, которая связана с фокусирующим коль- 466
цом 10 винтом 11, проходящим через косой шлиц в тубусе читаю- щей оптики. Для фокусирования читающего штриха поворачивается фоку- сировочное кольцо 10, а для установки читающего штриха по ширине фонограммы перемещается поперечно-направляющий при- жимной ролик у гладкого барабана. Перпендикулярное положение читающего штриха относительно оси фонограммы достигается поворотом оправы 4 конденсора вместе с механической щелью в тубусе читающей оптики. Каче- ство регулирования читающей оптики проверяется звуковым конт- рольным фильмом (см. § НО). Рис. 319. Разрез узла читающей оптики кинопроектора КПТ-2 В кинопроекторе применен вращающийся стабилизатор ско- рости. Ход фильма в звуковой части кинопроектора виден на рис. 144, а разрез стабилизируемого элемента стабилизатора скорости при- веден на рис. 320. Гладкий барабан 1, на котором просвечивается фонограмма, укреплен на валу 2, вращающемся в двух шарикоподшипниках 3, установленных на специальных кронштейнах 4 на передней части проекционной головки кинопроектора. На вал 2 свободно наде- вается полый картер 5 с крышкой 6. Связь картера с валом фрик- ционная за счет пружины 7, прижим которой регулируется гайкой 8. Такая фрикционная связь обеспечивает в момент пуска кино- проектора проскальзывание картера относительно вала, вслед- ствие чего несколько увеличивается период пуска картера, а сле- довательно, уменьшается нагрузка на перфорационные перемычки фильма. Внутри картера на шариковом подшипнике 9 вращается 30* 467
Рис. 320. Разрез стабилизируемого элемента стабилизатора скорости кинопроектора Рис. 321. Схема электрооборудования кинопроектора КПТ-2! ТР — токовое реле (электромагнит и микровыключатель КВ-9); Р — рубильник дуговой лампы; В,, В2, В, — выключатели; О, — электродвигатель подачи углей; Д2 — приводной электродвигатель; ПА — полуавтомат для перехода с поста на пост; ЭМ — электромагнит; К — контроллер пуска электродвигателя О2 проекционной го- ловки; Bi — сопротивление плавного пуска (200 ом 0,5 а); Я2 — гасящее сопротивле- ние (1500 ом), ШР — шунтовой реостат; Л2 — лампа 127/220 в; Л2 — лампа СЦ-21 (НО в 8 sm); Л3 — читающая лампа К-27 (10 в 50 вт) 468
маховик 10. Все пространство внутри картера, в том числе и ради- альный зазор (0,2—0,5 мм) между картером и маховиком, запол- нено маслом. Принцип работы и характеристики примененного в кинопроек- торе вращающегося стабилизатора скорости рассмотрены в § 103. Принципиальная схема электрооборудования приведена на рис. 321. Электропитание кинопроектора осуществляется через три клеммных плато, расположенных внутри колонки кинопроектора. На каждом плато имеются два ряда клемм, соединен- ных перемычками. Прово- да, подающие к кинопроек- тору напряжение от источ- ников питания, подклю- чаются к левому ряду клемм, к правым клеммам подключаются провода, идущие к потребителям тока. Назначение клемм: 7, 2 — питание дуговой лам- пы; 3,4, 5 — питание Рис. 322. Контроллер пуска электродвигателя электродвигателя кинопроектора; 6,7 — питание лампы освеще- ния фонаря и лампы т вспомогательного освещения кадра; 9, 10 — питание читающей лампы и электромагнита полуавтомата УПП-2; 11, 12 — коммутация полуавтоматов УПП-2; 13, 14 — коммутация источника питания дуговой лампы при работе двух кинопроекторов с одним выпрямителем; 15,16 — линия дежурного освещения зала; 8, 17, 18 — клеммы, не используемые для под- ключения. Включение электродвигателя осуществляется контроллером пуска электродвигателя, который на схеме (см. рис. 321) изобра- жен в виде рубильника. Ротор контроллера (рис. 322) представ- ляет собой цилиндр 1 из пластмассы с кольцевыми шайбами 2, изготовленными из того же материала. Медные контакторы (замы- катели) 3, 4и5 представляют собой части цилиндрической поверх- ности ротора, не соединяющиеся друг с другом. Контакты 6, 7, 8, 9, 10, 11 и 12 укреплены на токонепроводящей пластине. К пру- жинным контактам 6, 8 и 10 с клеммного плато кинопроектора подводится трехфазный ток напряжением 220 или 380 в. К кон- тактам 7,9 и 11 подключаются провода питания электродвигателя. Контакт 12 соединяется через сопротивление с контак- том 7. В промежуточном положении контроллера («Пуск») две обмот- ки электродвигателя будут включены непосредственно в сеть, а третья — через сопротивление 7?i, обеспечивая плавный разгон 469
электродвигателя. В положении контроллера «Включено» все обмотки электродвигателя включены непосредственно в сеть. На рис. 323 показан полуавтомат перехода с поста на пост. На основании 1 укреплены микропереключатели 2, 5 и электро- магнит 4. На рукоятке 5 крепится кулачок 6, приводящий в дви- жение подвижные системы переключателей, и колодка 7, в кото- рой помещается якорь 8 с амортизирующей пружиной, предохра- няющей систему от резких ударов. На оси рукоятки 5 укреплена Рис. 323. Полуавтомат УПП-2 перехода с поста на пост заслонка 9, перекрывающая световой поток, падающий на кадровое окно. Для соединения цепей заслонок меж- ду собой и с соответствующими цепями кинопроекторов служат провода, за- ключенные в шланг 10, заканчивающий- ся штепсельным разъемом 11. Полуавтомат УПП-2 при переходе с поста на пост переключает питание чи- тающей лампы и электромагнита за- слонки, а также перекрывает световой поток, падающий на кадровое окно ки- нопроектора, заканчивающего демон- страцию части кинофильма. Читающая лампа может в ключаться через полуавтомат ПА (см. рис. 321) перехода с поста на пост. Приразомкну- том выключателе В1 читающая лампа включается при поднятии заслонки полуавтомата. В открытом положении заслонка удерживается электромагнитом ЭМ, цепь питания которого замыкается полу- автоматом второго кинопроектора. При работе с полуавтоматом необходимо проверить поляр- ность проводов, подключаемых к клеммам читающей лампы, и разомкнуть выключатель В1; иначе ток через полуавтомат не пойдет. На рис. 324 приведена схема соединения полуавтоматов УПП-2 при работе с двумя кинопроекторами. При закрытых заслонках первого П-1 и второго П-2 кино- проекторов электромагниты 9Mt и ЭМ2 заслонок включены. Полуавтоматическая заслонка кинопроектора П-1 при открыва- нии ее от руки удерживается в поднятом состоянии электромаг- нитом ЭМ^, так как контакты 1 и 2 переключателя ПК2 замкнуты; читающая лампа JIi кинопроектора П-1 включается при замы- кании контактов 3 и 4 переключателя ПК^. При переходе с кинопроектора П-1 на кинопроектор П-2 под- нимается заслонка полуавтомата на кинопроекторе П-2. Под воз- действием кулачковой системы размыкаются контакты 1 и 2 переключателя ПК2, разрывая цепь электромагнита ЭМ % и 470
заслонка полуавтомата кинопроектора П-1 опускаются. Контак- ты 3 и 4 переключателя ПК2 замыкаются, включая читающую лампу Л2 кинопроектора П-2, а контакты 3 и 4 переключате- ля nKi размыкаются, выключая читающую лампу Л^. Рис. 324. Схема соединения полуавтоматов УПП-2 для двух постов: Шр,, Шр2 — 6-штырьковые штепсельные разъемы с гибкими шлангами; ЭМ,, ЭМ,—электромагниты; ПК,, ПК2, ПК3, ПК4— концевые микропере- ключатели; К,, К2, К3, К4 — ручные кнопки управления с нормально от- крытыми контактами; Л,, Л2 — читающие лампы; В,, В2 — выключатели типа тумблер; КР — реверсирующий контактор Переключатели ПК3 и ПК\ находятся в цепи реверсирующего контактора, переключающего питание дуговых ламп при работе двух кинопроекторов от одного выпрямителя. § 116. КИНОПРОЕКТОР КПТ-3 Стационарный кинопроектор КПТ-3 предназначен для демон- страции 35-.it.и широкоэкранных фильмов с магнитной фонограм- мой, 35-ЛЛ1 широкоэкранных и обычных фильмов с фотографиче- 471
ской фонограммой. По внешнему виду кинопроектор КПТ-3 отли- чается от кинопроектора КПТ-2 наличием магнитной приставки 1 (рис. 325) для чтения магнитных фонограмм, а также анаморфот- ной насадки 2. Техническая характеристика кинопроектора КПТ-3 приведена в табл. 39. Проекционная головка кинопроектора КПТ-3 имеет лентопро- тяжный механизм, измененный в соответствии с размерами Рис. 325. Кинопроектор КПТ-3 и расположением фонограмм на широкоэкранном фильме. В кино- проекторе КПТ-3 введено воздушное охлаждение фильма в зоне кадрового окна. Схема движения фильма в лентопротяжном тракте при демон- страции широкоэкранного кинофильма с магнитными фонограм- мами и кинофильмов с фотографическими фонограммами дана на рис. 272. 472
Для воспроизведения магнитной фонограммы широкоэкран- ного фильма в кинопроекторе имеется магнитная приставка Рис. 326. Магнитная приставка кинопроектора КПТ-3 (рис. 326 и 327), установленная на проекционной головке кино- проектора. Она представляет собой литой корпус 7, к которому прокладки плато 2 с деталями крепится через резиновые лентопротяжного механизма и бло- ком 3 магнитных головок 7Д-5. Блок головок закрыт пермаллоевым экра- ном, предохраняющим их от влия- ния посторонних магнитных полей. В магнитной приставке для сглажи- вания колебаний скорости движения фонограммы применен трехзвенный стабилизатор скорости, принцип работы которого описан в § 105. Маховики (рис. 327) с валами гладких барабанов имеют фрикцион- ную связь, благодаря чему несколько уменьшается нагрузка на межперфо- рационные перемычки в пусковой Рис. 327. Магнитная приставка — вид сзади со снятой крышкой период. 473
Натяжение петель фильма, создаваемое роликами стабилизато- ра,— 250—300 г, что соответствует расстоянию между осями натяжных роликов в 36 мм и обеспечивает надежный прижим фонограмм к магнитным головкам. В кинопроекторе КПТ-3 предусмотрено водяное охлаждение Рис. 328. Схема осветительно-проекционной системы ки- нопроектора КПТ-3: I — эллиптический отражатель; 2 — фильмовый ка- нал; 3 — проекционный объектив; 4 — анаморфотная насадка фильмового канала и теплозащитной бленды (аналогично кино- проектору КПТ-2) и воздушное охлаждение фильма увлажненным очищенным воздухом от воздуходувки (см. рис. 261), устанавли- ваемой вне кинопроекционной. Схема осветительно-проекционной системы дана на рис. 328. Рис. 329. Анаморфотная насадка Конструкция дуговой лампы аналогична дуговой лампе кино- проектора КПТ-2, однако число оборотов шунтового электродви- гателя, являющегося приводом механизма автоматической подачи углей, может регулироваться потенциометром в пределах от 2000 до 3000 об!мин — для углей КП8-60 при напряжении на электро- двигателе 41—45 в и от 4500 до 6800 об!мин — для углей КП9-90 при напряжении на электродвигателе 52—58 в. Скорости подачи углей регулируются в следующих пределах: угли КП8-60 474
положительного — 240—350 мм/час, отрицательного — 51— 210 мм/час', угли КП9-90 положительного — 530—800 мм/час, отрицательного — 80—480 мм/час. Для проецирования широкоэкранной фильмокопии с анамор- фированным кадром в кинопроекторе КПТ-3 применена проек- Рис. 330. Схема электрооборудования кинопроектора КПТ-3 ционная оптическая система, состоящая из проекционного объек- тива типа Ж (см. табл. 15) и анаморфотной насадки 35НАП-1-1 или 35НАП-2-2. Анаморфотная насадка (рис. 329) состоит из двух пар цилинд- рических линз: 1 и 2, укрепленных в корпусе 3 насадки. Первая пара 7 цилиндрических линз является положительным компонен- том анаморфотной насадки, оправа 4 которого неподвижно укреп- лена в корпусе насадки; вторая пара 2 цилиндрических линз пред- ставляет собой отрицательный компонент, оправа 5 которого через гайку 6 связана с регулировочным кольцом 7, на наружной поверхности которого имеется накатка. Взаимное расположение оптических компонентов насадки может изменяться путем пере- мещения отрицательного компонента 2, осуществляемого поворо- том кольца 7 насадки. Проекционный объектив крепится в кор- пусе насадки с помощью переходной оправы 8, обеспечивающей необходимую соосность насадки и объектива. 475
В принципиальной схеме электрооборудования (рис. 330) кинопроектора КПТ-3 по сравнению со схемой кинопроектора КПТ-2 произведены следующие изменения: к клеммам 1 и 2 под- водится постоянный ток для питания дуговой лампы 52—58 в 90 а — при широкоэкранной кинопроекции и 41—45 в 60 а — при проецировании обычного кинофильма. Дополнительно на плато имеются клеммы 17 и 18, к которым подводятся провода от схемы коммутации питания воздуходувки. Микровыключатель В2 механически сблокирован с контроллером пуска электродвигателя кинопроектора и предназначен для замы- кания цепи магнитного пускателя воздуходувки при включении электродвигателя кинопроектора. § 117. КИНОПРОЕКТОР СКП-33 Стационарный кинопроектор СКП- 33 предназначен для демонстрации 35-мм обычных фильмов с фотографи- ческой фонограммой. Общая техническая характерис- тика кинопроектора приведена в табл 39 Кинопроектор СКП-33 (рис. 331) разработан на базе кинопроектора КПТ-2 и отличается от последнего осветителем, в котором в качестве источника света применена кинопро- екционная лампа К-22. Для быстрой замены перегоревшей лампы в освети- теле установлены две лампы: одна — рабочая, вторая — резервная. Схема осветительно-проекционной системы приведена на рис. 332, а устройство фонаря осветительной си- стемы кинопроектора показано на рис. 333. Основание 1 фонаря четырьмя вин- тами крепится к столу кинопроекто- ра. На основании укреплены перед- няя 2 и задняя 3 стенки фонаря, рис. зз1. Кинопроектор скп-зз соединенные светозащитным кожу- хом^ с двумя откидными дверцами. На передней стенке фонаря укреплен кронштейн 5, связанный с револьверной головкой проекционных ламп 6. На двух цилиндрических направляющих револьверной голов- ки винтами/крепятся два хомутика8, в которых зажимаются пат- роны 9 кинопроекционных ламп. Хомутики 8 вместе с лампами 476
могут перемещаться по направляющим для регулировки поло- жения проекционной лампы относительно отражателя. Для регулирования кинопроекционной лампы по высоте пере- мещается ее патрон 9 в хомутике 8. Перемещение лампы в стороны от оптической оси производится винтом 10, расположенным на Рис. 332. Схема осветительно-проекционной системы кинопроектора СКП-33: 1 — проекционная лампа К-22; 2 — эллиптический отражатель; 3—филь- мовый канал; 4 — проекционный объектив Рис. 333. Фонарь кинопроектора СКП-33 передней стенке фонаря. Для установки в рабочее положение резервной лампы у передней стенки фонаря выведена наружу рукоятка 17. На задней стенке 3 фонаря укреплены трансформатор с пере- ключателем 11, вольтметр 12 и держатель 13 с эллиптическим отражателем 14. Держатель с отражателем может перемещаться в стороны относительно оптической оси и поворачиваться отно- 477
сительно горизонтальной оси (наклон отражателя) с помощью регулировочных винтов 15 и 16. Для уменьшения нагрева фонаря в его кожухе имеются вентиляционные отверстия. Принципиальная схема электрооборудования кинопроектора СКП-33 приведена на рис. 334. Электропитание кинопроектора производится через клеммное плато, расположенное внутри колон- ки кинопроектора. Включение электродвигателя и трансформато- ра питания проекционной лампы осуществляется пятисекцион- Рис. 334. Схема электрооборудования кинопроектора СКП-33 ным пакетным переключателем, который имеет четыре положения: два положения «Выключено», «Пуск» и «Включено». В положе- нии «Выключено» электродвигатель и кинопроекционная лампа выключены. В положении «Пуск» переменный ток подается к электродви- гателю, причем в одну из его фаз включается секционированное трубчатое сопротивление (200 ом 0,5 а), чем достигается плав- ный пуск электродвигателя. Положение перемычки сопротивле- ния устанавливается на заводе и регулируется по мере прираба- тывания механизма кинопроектора. В положении «Включено» электродвигатель продолжает работать, причем сопротивление отключается и включается проекционная лампа. 478
При установке резервной лампы в рабочее положение ножи- контакты револьверной головки проекционных ламп замыкаются с контактами «губки», получающими питание от трансформатора. § 118. КИНОПРОЕКТОР 35-СК-1 («КОЛОС») Кинопроектор 35-СК-1 предназначен для демонстрации 35-.и.и звуковых, черно-белых и цветных обычных кинофильмов в кино- театрах и клубах вместимостью до 200 зрителей. Рис. 336. Схема движения фильма в кинопроекторе 35-GK-1 Основные технические данные кинопроектора приведены в табл. 39. Кинопроектор (рис. 335) смонтирован на основании 1 из про- фильного стального листа. Основание укреплено на литой плите 2, связанной с литым чугунным основанием 3 шарнирно, что позво- ляет наклонять оптическую ось кинопроектора в пределах 5° вверх и 8° вниз. 479
На основании сверху крепится проекционная головка 4 кино- проектора, а на передней стенке укреплена кассета 5 принимаю- щей бобины. На проекционной головке сверху укреплена кассета 6 подающей бобины, а на задней стенке головки — фонарь 7 с осве- тительной системы. Внутри основания 1 расположены наматы- ватель, приводной электродвигатель, автотрансформатор, селе- новый выпрямитель для питания электромагнита заслонки, панель ввода и предохранители. Проекционная головка имеет закрытый лентопротяжный тракт. Схема движения фильма в кинопроекторе 35-СК-1 показана на рис. 336. Из верхней кассеты 1 через пламягасящий канал 2 фильм вытягивается 24-зубым тянущим барабаном 3, образует свобод- ную петлю и поступает в криволинейный фильмовый канал 4. Прерывистое движение в фильмовом канале осуществляется 16-зубым скачковый барабаном 5 мальтийского механизма. После скачкового барабана фильм образует свободную петлю, проходит группу успокаивающих роликов 6, защищающих от колебаний петли фильма звуковую часть кинопроектора. Просвечивание фонограммы фильма происходит на гладком барабане 7, к которому фильм прижимается поперечно-направляю- щим прижимным роликом 8. После гладкого барабана фильм про- ходит продольно-направляющие ролики 9, 24-зубый задерживаю- щий барабан 10, выполняющий функции задерживающего и звуко- вого барабанов, пламягасящий канал 11 и поступает в принимаю- щую кассету 12. Зарядка фильма производится эмульсионной стороной к источнику света. Вращение бобин в верхней и нижней кассетах происходит по часовой стрелке. Зубчатые барабаны сборной конструкции имеют напрессован- ные кольца. Диаметр опорных поясков тянущего и задерживающе- го зубчатых барабанов неодинаков, а потому они не взаимозаме- няемы; для отличия задерживающий барабан на торце имеет кольцевую канавку. На тянущем и задерживающем барабанах фильм удерживается придерживающими роликами, расположенными на откидных каретках. К скачковому барабану фильм прижимается полукруг- лой стальной колодкой. Кинематическая схема кинопроектора 35-СК-1 приведена на рис. 337. На валу электродвигателя 1 укреплен шкив, от которого при помощи клинового кордтканевого ремня вращение передается на шкив 2 промежуточного вала 3 привода наматывателя. Косозубая шестерня 4, связанная с шестерней 5, является приводом наматывателя. От промежуточного вала с помощью двух эластичных муфт 6 вращение передается вертикальному валу 7 проекционной головки. От вертикального вала 7 вращение передается: валу тянущего барабана 8 — через шестерни 9 и 10, валу обтюратора 11 — через 480

шестерни 12 и 13, мальтийскому механизму — через шестерни 14. 15 и 16 и валу задерживающего барабана 17 — через шестерни 18 и 19. Передача вращения шестерням 20 масляного насоса, произво- дится от вертикального вала че- рез шестерни 18, 19, 21, 22. Вер- тикальный вал вращается в двух шариковых подшипниках, укреп- ленных в специальном крон- штейне. Механизм совмещения кадра с кадровым окном и компенсации обтюратора работает следующим образом: на валу рукоятки 23 на- ходится шестерня 24, соединенная через промежуточную шестерню 25 с зубчатым сектором 26 корпуса мальтийского механизма. Рукоят- кой 23 мальтийский механизм пово- рачивается вокруг оси мальтийско- го креста. При этом шестерня 16, жестко связанная с маховиком эксцентрика, обкатывается по про- межуточной шестерне 15, вследст- вие чего маховик эксцентрика по- лучает дополнительный поворот, нарушающий синфазность работы мальтийского механизма и обтю- ратора. Одновременно шестерня 27, жестко связанная с корпусом маль- тийского механизма и расположен- ная соосно с промежуточной шес- терней 15, поворачиваясь на тот же угол, передвигает червяк-рейку 28, застопоренную в каретке (на рисунке условно показана скоба) и обхватывающую большую ше- „ „ ,„в .. стерню 14 вертикального вала. Рис. 338. Узел вертикального вала „ 1 кинопроектора 35-СК-1 При этом каретка переместит ше- стерню 14 вдоль вертикального вала по шпонке; промежуточная косозубая шестерня 15, обкаты- ваясь по шестерне 14, дополнительно повернется в сторону, противоположную дополнительному повороту шестерни 16. Таким 482
образом, эксцентрик не получает дополнительного поворота при совмещении кадра с кадровым окном, т. е. обеспечивается синфаз- ная работа обтюратора и мальтийского механизма. На рис. 338 показан узел вертикального вала кинопроекто- ра 35-СК-1. Червяк-рейка 28, застопоренная в каретке винтом 29, имеет- головку 30 с накаткой. Отпустив стопорный винт и вращая голов- Рис. 339. Мальтийский механизм кинопроектора 35-СК-1 Рис. 340. Разрез мальтийского механизма“кинопроектора 35-СК-1 ку, можно перемещать шестерню 14 вверх или вниз, добиваясь отсутствия «тяги» обтюратора. На верхнем конце вертикального вала находится центробежный механизм 31. Когда кинопроектор остановлен или число оборотов вертикального вала становится ниже допустимого, шайба этого механизма нажимает на палец рычага, находящегося на одном валу с выключателем, и разрывает электрическую цепь противопожарной заслонки. Система смазки приводного механизма проекционной головки автоматическая принудительная от масляного насоса шестеренчатого типа, распо- ложенного в нижней части проекционной головки. Для фильтрования масла внутри маслораспределителя уста- новлен легковынимающийся фильтр, состоящий из сетки и посто- янного магнита (см. рис. 240). 31* 483
Прерывистое движение фильма в фильмовом канале обеспечи- вается мальтийским механизмом с четырехлопастным крестом. Мальтийский механизм и разрез его даны на рис. 339 и 340 (обозначения на обоих рисунках одинаковые). Он состоит из стального корпуса 1 и силуминовой крышки 2, которая связана с корпусом винтами и установочными штифтами. В корпусе закрепляется четырьмя винтами фланец 3 оси, предназначенной для установки маховика-эксцентрика 4 с напрессованной на нем шестерней 5. На оси маховик удерживается гайкой 6. На маховике закреплен палец 7, у которого посадочная часть эксцентрична рабочей части, он стопорится винтами 9 и 10. Такая конструкция дает возможность регулировать плавность входа пальца в шли- цы креста 8. Вал мальтийского креста вращается в эксцентричной втулке 11, положение которой в корпусе механизма фиксируется стопорным винтом 12. Осевой зазор мальтийского креста устраняется втул- кой 13, являющейся одновременно маслоразбрызгивателем. На оси 14 находится промежуточная шестерня 15, получающая вращение от шестерни вертикального вала и сцепляющаяся с шес- терней эксцентрика. На крышке 2 жестко укреплена шестерня 16, служащая для компенсирующего смещения шестерни вертикаль- ного вала при совмещении кадра с кадровым окном. В корпусе проекционной головки установлен фланец 17, к которому привинчивается шайба 20 шестью винтами, что и соз- дает необходимое трение между фланцем и корпусом проекцион- ной головки. Во фланец 17 вставляется корпус 1 мальтийского механизма и закрепляется в нем гайкой 18 и контргайкой 19. Благодаря этому можно поворачивать мальтийский механизм во фланце 17. Смазка деталей механизма принудительная от масляного насоса. Фильмовый канал кинопроектора криволинейный, фильм при- жимается стальными ленточками (см. рис. 211). В кинопроекторе применен двухлопастный конический обтю- ратор. Наматыватель кинопроектора с постоянным моментом сил тре- ния показан на рис. 341. Вал 2 наматывателя вращается в шари- коподшипниках 3, установленных в корпусе 1 наматывателя. На конце вала 2 находится фланец 4, имеющий шпоночное соедине- ние с валом, который фрикционно связан через фетровое кольцо 5 с корпусом 6 ведущей шестерни 7. Шестерня 7 получает вра- щение от шестерни 8 промежуточного вала приводного механизма кинопроектора. Усилие наматывания фильма может регулироваться измене- нием давления пружины 9 с помощью гайки и контргайки 10. На валу 2 заштифтована втулка 11 с пальцем, связывающая бобину с валом. 484
В кинопроекторе имеется противопожарная заслонка, перекры- вающая световой поток, падающий на кадровое окно при обрыве фильма на участке фильмовый канал — скачковый бара- бан, уменьшении числа оборотов вертикального вала и остановке кинопроектора. Она также служит для полуавтоматического перехода с поста на пост. Противопожарная заслонка 1 (см. рис. 267) закреплена на оси 2 и падает под действием собственного веса. В нижнем поло- Рис. 341. Узел наматывателя кинопроектора 35-СК-1 жении рычаг заслонки нажимает штифтом на выключатель 6, который одновременно с йерекрытием заслонкой светового потока выключает цепь звуковой лампы, а также замыкает цепь электро- магнита заслонки второго поста. Заслонка не имеет ручного привода, а поднимается и удер- живается в верхнем положении электромагнитом 4 при помощи тяги 3 и рычага 9, укрепленного на оси заслонки. Над фильмовым каналом крепится узел блокировочного устройства (см. рис. 268). При обрыве фильма увеличивающаяся петля фильма давит на щиток 1; поворачиваясь на оси 2, хвостовик щитка действует на контактную группу 3, которая прерывает цепь питания электромагнита противопожарной заслонки. Это бло- кировочное устройство срабатывает и при воспламенении фильма. В этом случае перегорает пленочная ленточка, и блокировочное устройство размыкает цепь электромагнитов заслонок проекцион- ных окон аппаратной. Фонарь кинопроектора с открытой крышкой показан на рис. 342. Патроны двух проекционных ламп — рабочей и резерв- ной — укреплены на стержнях 1 в поворачивающейся каретке 2. При повороте каретки за рукоятку 3 из одного крайнего фиксиро- ванного положения в другое на место перегоревшей лампы уста- навливается резервная лампа. Переключение напряжения с одной лампы на другую производится автоматически переключателем 4 во время поворота каретки. 485
Каждая из проекционных ламп имеет независимые регулиров- ки: по высоте — перемещением стержня 1 по вертикали после освобождения воротка 5, вдоль оптической оси — поворотом рукоятки эксцентрика 6, сдвигающей ролики 7. Положение эллиптического отражателя может изменяться наклоном его оправы при помощи двух регулировочных винтов, выходящих наружу крышки фонаря. Охлаждение корпуса фонаря естественное — воздухом, кото- рый поступает снизу и выходит через жалюзи 8 в фонаре. Для Рис. 342. Фонарь кинопроектора 35-СК-1 предотвращения нагрева стенок фонаря прямым из- лучением от ламп внутри имеются щитки 9. На передней стенке фо- наря расположены вольт- метр 10 и панель управле- ния 11. КрышкаУЗ фонаря с отражателем открывается на петлях и в закрытом положении удерживается стяжным винтом. В звуковой части кино- проектора применены чи- тающая оптика с располо- жением механической щели после фонограммы и стаби- лизатор скорости махо- вик — петля. Звуковоспрозводящий блок (рис. 343) кинопро- ектора выполнен в виде самостоятельного узла, собранного на отдельном основании и укрепленном на головке кинопроектора винтами через резиновые амортизационные шайбы. На основании размещены: корпус 1 читающей лампы с укреп- ленными на нем конденсором 2 и светопроводом 3, узел вращаю- щегося на шариковых подшипниках гладкого барабана 4 с махо- виком 5, каретка 6 с прижимным роликом 7, направляющие роли- ки 8, успокаивающие пульсацию фильма, читающая система 9, состоящая из микрообъектива 10 типа ОМ-5, призмы 11 с устрой- ством для ее регулировки и механической щели 15, и ролики 13 упругой петли. Для фокусирования изображения фонограммы вращается опра- ва микрообъектива. В отрегулированном положении микрообъектив фиксируется винтом 14. 486

Установка механической щели в перпендикулярное положение относительно края изображения фонограммы производится пово- ротом держателя 15 механической щели вокруг оптической оси при помощи винта 16. Совмещение изображения фонограммы с механической щелью по ширине регулируется поворотом призмы путем вращения регулировочного винта 17. В требуемом положении винт стопо- рится контргайкой 18. Увеличенное изображение фонограммы в плоскости механиче- ской щели можно наблюдать при работе кинопроектора через смотровое окно 19. За механической щелью установлена собира- тельная линза 20. Читающая лампа К-6 (6 в 30 вт) имеет цоколь с фокусирую- щим фланцем и не требует регулировки. Фотоэлектронный умножитель ФЭУ-1 установлен на аморти- зационной панели в отсеке проекционной головки рядом с махо- виком стабилизатора скорости. При закрывании крышки фото- умножитель оказывается внутри экрана, изготовленного из мягкой стали. Подсоединение фотоумножителя к входу усили- теля производится экранированным шлангом через панель, расположенную на передней стенке основания кинопроектора. Схема электрооборудования кинопроектора 35-СК-1 представ- лена на рис. 344. Источник питания — однофазная сеть переменного тока 50 гц цапряжением 220 или 127 в. Питание проекционной лампы и регу- лировка напряжения — от автотрансформатора Тр. Питание читающей лампы постоянным током — от выпрямителя, распо- ложенного в усилительном устройстве. Провода, подводящие к кинопроектору напряжение от источ- ников питания, осуществляющие связь между двумя постами, вводятся внутрь основания кинопроектора снизу и подключаются к клеммам, расположенным на двух панелях. Двухсекционный пакетный переключатель 2П позволяет вклю- чать и выключать электродвигатель Д — секция I и проекцион- ную лампу 1ЛП или 2ЛП — секция II. На задней стенке основания кинопроектора имеется переклю- чатель 1П, позволяющий подавать на проекционные лампы напря- жение 30 или 33 в, а также переключатель П для регулирования выходного напряжения автотрансформатора при колебаниях напряжения питающей сети. Переключатель ПРГ, установленный внутри фонаря кино- проектора, переключает напряжение при установке резервной проекционной лампы взамен перегоревшей. Селеновый выпрямитель ВС (24 в 2,4 а) питает электромагнит ЭПЗ противопожарной заслонки кинопроектора. Для включения электродвигателя служит пакетный переклю- чатель. После достижения вертикальным валом приводного меха- 488
Рис. 344. Схема электрооборудования кинопроектора 35-СК-1: д — электродвигатель однофазный конденсаторный АВЕ071-4; Тр — авто- трансформатор; 1П — переключатель 30 или 33 в; 1ЛП и 2ЛП — проекци- онные лампы К-22; 2П — пакетный переключатель; ВС — селеновый вы- прямитель; РП — контакты блокировочного устройства петли фильма; KBt, КВ2 — микровыключатели; ЭПЗ — электромагнит заслонки; ЛП — читающая лампа К-6; ЛО — лампа МН-24; CPi, СР2, СР3 — конденсаторы обмотки электродвигателя; РЗ — контакты противопожарных заслонок аппаратной: 1 и 41 — 220 в или 2 и 3 •— 127 в; 25 и 28 —6 в постоянный ток; 29 и 30 — противопожарные заслонки аппаратной; 34 и 39 — дежурное осве- щение зала; 18 и 22— коммутация для полуавтоматического перехода с поста на пост (с клеммами 23 и 24 второго кинопроектора); 31 — 33 — на вход уси- лительного устройства
низма кинопроектора номинальных оборотов центробежное устрой- ство замыкает контакты микровыключателя КВ2 (типа МИ-3). Если второй пост киноустановки в это время отключен, например в начале сеанса, и замкнуты контакты РП блокировочного устрой- ства верхней петли у фильмового канала, на катушке электро- магнита заслонки ЭПЗ появится напряжение постоянного тока. Однако из-за падения напряжения на сопротивлении СД (20 ом 25 вт) величина его будет недостаточна для того, чтобы электро- магнит поднял заслонку. Заслонка поднимается при помощи электромагнита ЭПЗ при нажатии кнопки КЗ (типа КУО-3). При этом на электромагнит заслонки поступает напряжение постоянного тока 23—25 в, и заслонка поднимается. Одновременно с этим срабатывает пере- ключатель КВХ (типа КВ-9), что приводит к включению читающей лампы и отключению заслонки второго поста, т. е. происходит переход с поста на пост. После опускания кнопки КЗ напряжение на катушку электромагнита поступает через добавочное сопротив- ление СД, которого оказывается достаточным для удержания заслонки в верхнем положении. Когда заслонка находится в верхнем положении, контакты 26 и 28 замкнуты, а контакты 23 и 24 разомкнуты; при нижнем положении заслонки контакты 26 и 28 разомкнуты, а контакты 23 и 24 замкнуты. При обрыве фильма на участке фильмовый канал — скачковый барабан блокировочное устройство размыкает контакты РП, отклю- чающие питание электромагнита ЭПЗ, при этом падает противо- пожарная заслонка и отключается читающая лампа. Для включения читающей лампы служит выключатель 1В (типа В-45), а дежурного освещения зала—выключатель 2В. Мини- атюрная лампа ЛО (МН-24) является лампой освещения вспомога- тельного окна фильмового канала. Электросхема со стороны входа защищена трубчатыми предо- хранителями 1ПР и 2ПР (типа ПР-2) на 6 а. Конденсаторы СР^ СР2, СР3 (типа КБГ-МН-600) имеют емкость соответственно 2, 4 и 1 мкф и включены в цепь дополни- тельной рабочей обмотки однофазного асинхронного электро- двигателя Д (типа АВЕ071-4). § 119. КИНОПРОЕКТОРЫ 35-СКПШ-1 И 35-СКПШ-2 Стационарные кинопроекторы 35-СКПШ-1 и 35-СКПШ-2 пред- назначены для демонстрации 35-.м.и обычных и широкоэкранных кинофильмов с фотографической фонограммой, а кинопроектор 35-СКПШ-2 также и широкоэкранных 35-мм кинофильмов с маг- нитной фонограммой в зрительных залах вместимостью до 490
600 зрителей. В настоящее время на базе этих кинопроекторов выпускают кинопроектор «Ксенон» Кинопроектор 35-СКПШ-2 показан на рис. 345. По внеш- нему виду кинопроектор 35-СКПШ-1 отличается от кинопроекто- ра 35-СКПШ-2 только отсут- ствием магнитной приставки. Основанием кинопроектора служит массивная станина 1 и связанный с ней шарнирно стол 2. Шарнирное соединение дает возможность перемещать стол, а значит, и оптическую ось кинопроектора вверх до 5° 6 и вниз до 8°. Внутри станины за съемными крышками разме- щается блок зажигания ксено- новой лампы с панелью для подключения проводов от ис- точников питания. К столу 2 - крепятся проекционная голов- ка 3, кассета 4 принимающей бобины, электродвигатель 5 приводного механизма, фо- нарь 6 осветительной системы н пульт управления 7. > На проекционной головке 3 укреплены магнитная при- ставка 8 (35-СКПШ-2) для воспроизведения магнитных фонограмм и противопожар- ная кассета 9 подающей бо- бины. Кинопроекторы 35-СКПШ-1 н 35-СКПШ-2 имеют закрытый лентопротяжный тракт с окном для наблюдения за ходом фильма. Схема движения фильма в кинопроекторе 35-СКПШ-2 приве- дена на рис. 346. Схема зарядки широкоэкранного кинофильма с магнитной фонограммой показана сплошной линией, а кинофиль- мов с фотографической фонограммой — пунктирной. Схема зарядки звуковой приставки такая же, как и в магнит- ной приставке кинопроектора КПТ-3 (см. рис. 272), а в проек- ционной части,— как в кинопроекторе 35-СК-1. Схема приводного механизма кинопроектора приведена на рис. 347. Приводом кинопроектора служит трехфазный асинхрон- ный электродвигатель 1 АОЛ-21/4. Движение от вала электродвигателя поступает через муфту 2 к редуктору, состоящему из двух зубчатых колес: 3 и 4. Корпус 491
редуктора является одновременно корпусом наматывателя, дви- жение на вал которого передается шестернями 5 и 6. От редуктора движение с помощью эластичной муфты 7 передается промежуточ- ному валу, связывающему редуктор, расположенный в станине кинопроектора с вертикальным валом проекционной головки. Промежуточный вал эластичной муфтой 8 связан с вертикаль- шариковых подшипниках, укреплен- ных в отдельном кронштейне. От вертикального вала вращение пере- дается при помощи шестерен 9 и 10 валу тянущего барабана, шестерен 11 и 12 — валу конического обтюра- тора, шестерен 18, 14 и 15 — валу эксцентрика мальтийского механизма и шестерен 16 и 17 — валу задержи- вающего барабана. Передача вращения шестерням 18 масляного насоса производится от вертикального вала через шестерни 16, 17, 19 и 20. Совмещение кадра с кадровым окном производится поворотом маль- тийского механизма с помощью ру- коятки 21 вокруг оси мальтийского креста, а сохранение синфазности работы обтюратора и мальтийского механизма обеспечивается так же, как и в кинопроекторе 35-СК-1 (см. § И8). На верхнем конце вертикально- го вала установлено центробежное устройство 22, связанное через ры- чаг 23 с ртутным выключателем, на- ходящимся в цепи электромагнитной противопожарной заслонки. Фильм в фильмовом канале пре- рывисто продвигается мальтийским ным валом, вращающимся в Рис. 346. Схема движения фильма в кинопроекторе 35-СКПШ-2 механизмом с четырехлопастным мальтийским крестом. Конструк- ция мальтийского механизма кинопроектора 35-СКПШ аналогична мальтийскому механизму кинопроектора 35-СК-1 (см. рис. 339). Фильмовый канал с направляющими полозками выполнен в виде отдельного узла и привинчен к проекционной головке. Фильмовый канал криволинейный, фильм прижимается сталь- ными ленточками. Вкладыш с кадровым окном выполнен отдельно и устанавливается в направляющих держателя кадрового окна. В кинопроекторах 35-СКПШ использован наматыватель с пере- менным моментом сил трения (тип I-II) с шарнирным кронштейном. 492
Рис. 34 7. Кинематическая схема приводного механизма кинопроектора 35-СКПШ
В фотозвуковой части кинопроектора применена читающая оптика с расположением механической щели после фонограммы фильма и стабилизатор скорости типа маховик — петля, устрой- ство которых аналогично устройству в кинопроекторе 35-СК-1, а в магнитозвуковой части — блок магнитных головок 7Д-5 и трехзвенный стабилизатор скорости. Схема осветительно-проекционной системы кинопроектора 35-СКПШ-2 представлена на рис. 121. На рис. 348 показано устройство фонаря кинопроектора 35-СКПШ-2. Ксеноновая лампа 1 устанавливается вертикально, Рис. 348. Разрез фонаря кинопроектора 35-СКПШ а ее эластичные контакты 3 и 4 зажимаются в держателях. Во избежание влияния магнитных полей на положение разряда ксе- ноновой лампы ток поступает к верхнему электроду (аноду) лампы через кольцо 2, состоящее из двух полуколец, к которым подводится рабочее напряжение. Такая симметричная подводка тока обеспечивает стабильное положение разряда относительно оптической оси, так как влияние на разряд магнитных полей полуколец компенсируется. К нижнему контакту лампы ток подводится коротким проводом, идущим непосредственно от импульсного автотрансформатора. Лампа вместе с контротражателем 5 передвигается вдоль оптической оси при помощи регулировочного винта, головка кото- рого выведена на переднюю стенку фонаря. Контротражатель 494
закреплен На штоке 6, который может перемещаться в вертикаль- ном направлении и вдоль оптической оси, что дает возможность правильно установить контротражатель относительно ксеноновой лампы. Лампа вместе с ламподержателем крепится на текстолито- вом плато 7, установленном на каретке 8, которая может переме- щаться по направляющим 9. Кроме того, на плато укреплен импульсный автотрансформатор-разрядник и конденсатор. Отражатель 10 укреплен в откидной крышке 11 фонаря, и вин- тами 12 можно производить его регулировку. Для охлаждения верхнего контакта лампы по трубке 13 нагнетается воздух от центробежного вентилятора, установленного под фонарем. На рис. 349 приведена схема электрооборудования кинопроек- тора 35-СКПШ-2. Провода, подводящие к кинопроектору напря- жение от источников питания, вводятся внутрь основания и под- ключаются к клеммному плато. Переключатель 2В подключает к схеме перехода с поста на пост читающую лампу или располо- женное в усилительном устройстве реле, переключающее на вход усилителя блок магнитных головок кинопроектора, начинаю- щего работу. Для включения ксеноновой лампы, пуска и остановки электро- двигателя кинопроекторов, подъема заслонки нажимаются кнопки на пульте управления. Включение ксеноновой лампы производится нажатием кнопки 2КП. При этом, если замкнут блокировочный выключатель 1КВ на крышке фонаря, включается расположенный в устройстве ВУК-50 магнитный пускатель и подается постоянный ток на лампу, а также напряжение переменного тока 220 в на первичную обмотку повышающего трансформатора ТВН, установленного в кино- проекторе. Одновременно при замыкании контактов кнопки 2КП включается электродвигатель вентилятора Д2- Высокое напря- жение (около 5000 в), снимаемое со вторичной обмотки трансфор- матора, пробивает искровой промежуток разрядника Р и попадает на импульсный автотрансформатор ИА Т. В контуре, образованном частью обмотки автотрансформатора и конденсатором С2, возникают высокочастотные колебания, кото- рые, трансформируясь, дают возможность получить со всей обмотки напряжение около 30 000 в, необходимое для пробития проме- жутка между электродами и зажигания лампы. После отпуска- ния кнопки 2КП первичная обмотка трансформатора ТВН отклю- чается. На лампу в момент зажигания подается повышенное напряжение — около 50 в. Включение электродвигателя Д1 привода кинопроектора про- изводится нажатием кнопки 1КП. В этом случае напряжение пере- менного тока 220 в подается на втягивающую катушку магнитного пускателя П, замыкающего контакты Л. При этом, если замкнуты контакты РП блокировочного устройства верхней петли у фильмо- вого канала, включается приводной электродвигатель Д 495
Рис. 349. Схема электрооборудо- вания кинопроектора 35-СКПШ-2:
Остановка кинопроектора производится нажатием кнопки 1КС. В этом случае снимается напряжение с втягивающей катушки магнитного пускателя П, размыкающего контакты Л, отключаю- щие электродвигатель кинопроектора, и снимается напряжение с втягивающей катушки магнитного пускателя в питающем устрой- стве ВУК-50, отключающего питание ксеноновой лампы ЛК и электромагнита ЭПЗ, при этом противопожарная заслонка падает. Выключатель 1В служит выключателем блокировки чита- ющей лампы. Трансформатор ТП питает лампу ЛО (типа МН-15,6,3 в 0,28 «) вспомогательного освещения кадрового окна. Заслонка поднимается при помощи электромагнита ЭПЗ при нажатии кнопки КЗ. § 120. КИНОПРОЕКТОР «МЕОПТОН IV-С» (ЧССР) Стационарный кинопроектор «Меоптон IV-С» предназначен для демонстрации: а) обычных 35-мм фильмов с фотографической фоно- граммой; б) широкоэкранных 35-.жм фильмов с фотографической фоно- граммой; в) широкоэкранных фильмов со стереофонической записью звука на четырех магнитных фонограммах; г) широкоэкранных 35-.и.и фильмов с кэшированным кадром (соотношение сторон кадра 1 : 1,85). Кинопроектор «Меоптон IV-С» показан на рис. 350, а его основные технические данные приведены в табл. 39. Проекционная головка 1 с магнитной приставкой 2 и противо- пожарными кассетами Зл4 укреплена на столе 5, шарнирно свя- занном с колонкой 6. На столе укреплен фонарь 7 дуговой лампы. Внутри колонки кинопроектора расположены клеммное плато подключения кинопроектора, детали электрооборудования, а так- же вентилятор для охлаждения фильмового канала, воздух к которому подводится гибким шлангом. На проекционной головке укреплена анаморфотная насадка 8, которая поворачивается вверх при проекции обычных фильмов. Схема движения фильма в кинопроекторе приведена на рис. 351. Ход фильма с магнитными фонограммами показан сплош- ной линией, а с фотографической фонограммой — пунктирной. Фильм из верхней кассеты 1 вытягивается тянущим 32-зубым бара- баном 2, на котором удерживается придерживающим роликом 3. Между верхней кассетой и проекционной головкой установлена магнитная приставка, через которую фильм транспортируется тянущим барабаном 2 (барабан имеет маркировку «Н») кино- проектора. 32 Кинопроекционная тех-ка 497
Фильм, пройдя противопожарный канал 4, поступает на ком- бинированный 32-зубый барабан 5, на котором удерживается придерживающей кареткой 6, затем, образуя свободную петлю, проходит ролик 7 и огибает гладкие барабаны 8 и 9 стабилизатора скорости, при этом магнитные дорожки фильма Рис. 350. Кинопроектор «Меоптон IV-С» прижимаются к магнитным головкам блока 9а. После гладкого барабана 9 фильм проходит подвижной ролик 10 и вновь попадает на комбинированный барабан 5, на котором удерживается придер- живающей кареткой 11. После зубчатого барабана 2 фильм делает свободную петлю и поступает в фильмовый канал, через который транспортируется прерывисто 16-зубым скачковым барабаном 12 мальтийского меха- низма, затем образует свободную петлю, проходит фрикционный ролик 13, к которому прижимается прижимным самоустанавлива- ющимся роликом 14, задерживающий 32-зубый барабан 15 (бара- 498
бан имеет маркировку «Д»), про- тивопожарный канал 16 и по- ступает на принимающую боби- ну 17, связанную с валом наматы- вателя. Фильм с фотографической фо- нограммой огибает ролики 11а магнитной приставки и поступает на тянущий зубчатый барабан 2; после фрикционного ролика 13 фильм огибает ролик 18, проходит гладкий барабан 19, подвижной ролик 20, задерживающий бара- бан 15, противопожарный канал 16 и наматывается на принимающую бобину 17. Фильмовый канал открывается с одновременным перемещением объективодержателя вдоль оптиче- ской оси. Для зарядки кадра в рамку в фильмовом канале имеется освещаемая щель, по которой устанавливается междукадровый штрих заряжаемой фильмокопии. Кинематическая схема привод- ного механизма кинопроектора дана на рис. 352. Верхний конец вала электро- двигателя 1, укрепленного верти- кально, упругой муфтой 2 соединен с вертикальным валом 3, вращаю- щимся в двух подшипниках сколь- жения. Нижний конец вала элект- родвигателя 1 несет шестерню 4, передающую движение через шес- терню 5 на шестерню 6 узла нама- тывателя. Зубчатые колеса 7 и 8 обеспечивают передачу движения на шестерни масляного насоса 9. Червячная пара 10 и 11 пере- дает вращение валу тянущего зуб- чатого барабана 12 и аналогичная пара 21 и 22 — валу задерживаю- щего зубчатого барабана 23. Чер- вячная пара 13 и 14 приводит в вод стабилизатора скорости (см. кинопроектора. Рис. 351. Схема движения фильма в кинопроекторе «Меоптон IV-С» движение гидравлический при- рис. 286) фотозвуковой части 32* 499
Рис. 352. Кинематическая схема приводного механизма кинопроектора «Меоптон IV-C»
Зубчатое колесо 15 через промежуточную двойную шестерню передает вращение шестерне 17 вала эксцентрика мальтийского механизма, а зубчатая пара 18 и 19 (последняя связана с валом скользящей шпонкой) — валу обтюратора 20. Совмещение кадра с кадровым окном происходит за счет пово- рота мальтийского механизма относительно оси мальтийского креста (оси шестерни 16) с помощью рукоятки 24. Компенсация обтюратора (см. рис. 255) — перемещением шестерни вала обтю- ратора вдоль вала. Рис. 353. Дуговая лампа кинопроектора «Меоптон IV-C» В кинопроекторе прерывистое движение фильма в фильмовом канале осуществляется четырехлопастным мальтийским меха- низмом. Фильмовый канал кинопроектора прямолинейный, дверца фильмового канала объединена с объективодержателем и переме- щается с ним по направляющим при открывании фильмового канала. Наматыватель с постоянным моментом сил трения (тип I) имеет ручное регулирование величины силы трения. В осветительно-проекционную систему входят: эллиптический отражатель, проекционный объектив и призменная анаморфотная насадка. Дуговая лампа, установленная в фонаре с открытой крышкой, показана на рис. 353. В качестве источника света используется дуга высокой интенсивности; дуговая лампа снабжена механизмом автоматической подачи углей, который включается автоматически при зажигании дуги. Внутри фонаря кинопроектора находятся эллиптический отра- жатель 7, стабилизатор 2 пламени дуги, угледержатели 3 и 4, приводной механизм дуговой лампы. Снаружи фонаря располо- жены рукоятки ручного управления и регулирования дуговой 501
лампы, вольтметр 14 и амперметр 15 для контроля напряжения и тока дуги. На правой дверце фонаря расположено оптическое устройство, проецирующее изображение раскаленных концов электродов на контрольный экран, укрепленный на передней стенке аппаратной. Выключатели 16 служат для дистанционного включения питания дуговой лампы. В выходном отверстии фонаря помещается интерференционный теплофильтр. Ручная заслонка фонаря, сблокированная с заслон- кой зеркала, управляется рычагом. Обе дверцы фонаря имеют смотровые окна. Угледержателя дуговой лампы можно отрегулировать для работы с углями разного диаметра. Шарнирное крепление угле- держателси позволяет отклонять концы углей в пределах 10—15Q. Рис. 354. Схема читающей оптики кинопроектора «Меоптон IV-С» Для правильного положения кра- тера дуги относительно отражате- ля концы углей поддерживаются держателями 5 и 6. Приводом механизма дуговой лампы является однофазный элект- родвигатель 220/110 в мощностью на валу 16 вт и числом оборотов 1300 в минуту. Электродвигатель включается автоматически при по- мощи реле в момент зажигания дуги. Величина подачи регулируется для каждого угля в отдельности поворотом маховичков 7 и 5 в пределах 0—600 мм/час. С помощью рукояток 9 и 10 угледержатели можно перемещать вручную. Держатель 6 отрицательного угля рукоятками 11 можно пере- двигать в небольших пределах в вертикальном и горизонтальном направлениях. Для совмещения светового пятна с кадровым окном отражатель регулируется рукоятками 12. Зажигание дуги производится нажатием на рукоятку 13 и только при закрытой заслонке фонаря. На передней стенке фонаря находится сигнальная лампочка, указывающая на то, что дуговая лампа находится под напряже- нием. При подъеме любой дверцы фонаря автоматически включает- ся лампа освещения фонаря. В кинопроекторе применена читающая оптика с расположе- нием механической щели после фонограммы, схема ее приведена на рис. 354. В качестве источника света служит читающая лампа 1 К-27 (10 в 50 вт) с фокусирующим цоколем. Световой поток от читающей лампы собирается конденсором 2 и направляется в светопровод 3. За фильмом 4 находится микрообъектив 5, который образует десятикратно увеличенное изображение фонограммы на механи- 502
ческой щели 6. Над механической щелью расположена диафрагма- экран 7 с прямоугольным вырезом для прохода световых лучей, обеспечивающая контроль положения изображения фонограммы относительно механической щели. Прямоугольная призма 8 изме- няет направление световых лучей, выходящих из микрообъекти- ва, на 90°. Под механической щелью расположена собирательная линза 9, собирающая световые лучи на катоде фотоэлектронного умножи- теля 10 ФЭУ-2. Рис. 355. Фотозвуковая часть проекционной головки кинопроектора «Меоптон IV-С» Фотозвуковая часть проекционной головки кинопроектора показана на рис. 355. Держатель читающей лампы надевается на контактные штифты, находящиеся в фонарике 7; оправа 2 кон- денсора и держатель 3 светопровода укреплены на корпусе фона- рика. Микрообъектив 4 ввинчен во втулку 5, укрепленную винтами в корпусе 6. Фокусирование изображения фонограммы на механической щели производится поворотом микрообъектива, а симметричное расположение изображения фонограммы относительно механиче- ской щели — перемещением механической щели рукояткой 9. Рез- кость и симметричность изображения фонограммы контролируются по диафрагме-экрану через окно 7 корпуса 6. 503
Рис. 356. Схема электрооборудования кинопроектора «Меоптон IV-С»: а — приводной электродвигатель кинопроектора; б — контакты устройства для пере- хода с поста на пост; в — контакты в цепи электромагнитов противопожарных заслонок аппаратной; г — лампочки вспомогательного освещения 12 в 3 вт', д — читающая лампа К-27; е — ртутный прерыватель; ж — угли дуговой лампы; 3 — электромагнит дуговой лампы; и — токовое реле; к — электродвигатель автоматической подачи углей 220 в 16 вт 1300 об/мин; л — лампа освещения фонаря 12 в в 15 вт', м — кнопки включения и выключения приводного электродвигателя; н — контактор 42 в', о —• контактор 220 в; п — реле времени; р — сопротивления плавного пуска; с — конденсатор (6 мкф) электродвигателя вентилятора (120 в 30 вт 2000 об/мин)', у — трансформатор; х — рычажные выключатели в цепи контакторов питания дуговой лампы; 1,2 — по- стоянный ток 10 в; з — 6 — устройство для переключения с поста на пост; 7,8 — про- тивопожарные заслонки аппаратной; 13—15 — 3 х 380 или 3 х 220 в; 16 — нулевой провод при 3 X 380 в или одна фаза при 3 X 220 в (соединяется с клеммой 13); 17, 18 — переключение магнитной звукозаписи; 27—30 — дистанционное управление вы- прямителями дуговой лампы
Оправа призмы укреплена на круглом основании, которое при помощи двух винтов 8 может поворачиваться в корпусе звукочи- тающего устройства вокруг вертикальной оси. Поворотом призмы регулируется перпендикуляр- ность изображения фонограм- мы по отношению к механиче- ской щели. Механическая щель с линзой-рукояткой 9 может перемещаться по отношению к изображению фонограммы в пределах ±5 мм. В кинопроекторе два стаби- лизатора скорости: один — для стабилизации скорости движе- ния фотографической фоно- граммы (фотозвуковая часть), другой — для стабилизации скорости движения магнитных фонограмм (магнитозвуковая часть). Оба стабилизатора ско- рости двухзвенные, но стаби- лизатор фотозвуковой части имеет, кроме того, гидравли- ческий привод (см. § 106). Схема электрооборудова- ния кинопроектора «Меоп- тон! V-C» приведена на рис. 356, а на рис. 357 показана колон- ка кинопроектора с открытой крышкой. Клеммное плато для подключения источников пита- ния находится внизу колонки. Для полуавтоматического перехода с поста на пост в двухпостовой установке клем- мы 3 и 4 одного кинопроектора соединяются с клеммами 5 и Рис. 357. Колонка кинопроектора с откры- той крышкой: 1 — клеммное плато; 2 — колодка питания дуговой лампы; з — контактор 42 в; 4 — контактор 220 в; 5 — реле времени; 6 — со- противления плавного пуска; 7 — транс- форматор 220, 120, 42, 10 в; 8 — венти- лятор 6 второго. В трехпостовой уста- новке для перехода с поста на пост устанавливается дополни- тельное реле, включаемое согласно схеме, находящейся в описа- нии кинопроектора. § 121. УНИВЕРСАЛЬНЫЕ СТАЦИОНАРНЫЕ КИНОПРОЕКТОРЫ КП15-А И КПЗО-А Основные технические данные универсальных стационарных кинопроекторов КП15-А и КПЗО-А приведены в табл. 40. 505
Таблица 40 ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ УНИВЕРСАЛЬНЫХ КИНОПРОЕКТОРОВ ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ 35- и 70-.И.И КИНОФИЛЬМОВ Данные кинопроектора КП15-А КПЗО-А Привод кинопроектора: электродвигатель напряжение, в мощность, кет число оборотов, об/мин Асинхронный трехфазпого тока АОЛ-12/2 220/380 0,28 2800 Осветительная система Эллиптический отражатель р 450 мм с интерферен- ционным покрытием, 2и= = 140°, /=170 мм Эллиптический отражатель 0 600 мм с интерферен- ционным покрытием, 2и=180° и сферический контротражатель 2'1= = 180° и р 100 мм Источник света: ток, а напряжение, в угли охлаждение Дуга высокой интенсивно- сти Д-150Б 120 65 +КП11-120 и —КП10-120 Водяное охлаждение tokoi положительного угля Дуга высокой интенсивно- сти с воздушным дутьем Д-200Б 180 85 +КП12-180 и -НП14-180 юдводящего контакта положительного и отрица- тельного углей Кинопроекционный объек- тив: при кинопроекции 7Q-mm фильмов при кинопроекции широко- экранных фильмов при кинопроекции обычных 35-At.U фильмов ОКП2-70, ОКП2-80, ОКПЗ-90, ОКП2-ЮО, ОКП2-120 ОКП4-80, ОКП2-85, ОКП5-90 ОКШ-100, ОКП4-110 П-5 П-5 Полезный световой поток, лм: при кинопроекции 70-.it.it фильмов при кинопроекции широко- экранных фильмов при кинопроекции обычных 35-jkm фильмов 20 000 40 000 15 000 30 000 12 000 20 000 Лентопротяжный тракт Закрытого типа, четыре двухформатных зубчатых бара- банов, включая скачковый и один одноформатный Емкость кассет, ju 1500 Механизм прерывистого движения Мальтийский механизм с четырехлопастным крестом Способ совмещения кадра с кадровым окном Поворотом мальтийского механизма вокруг оси маль- тийского креста 506
Продолжение табл. 4 0 Данные кинопроектора КП15-А КПЗО-А Фильмовый канал Криволинейный с ленточным прижимом Охлаждение; фильмового канала Водяное, проточной водой Водяное, от установки фильма Воздуг УОК-2 иное Размеры кадрового окна, мм 48,5x22 —для проекции широкоформатного кино- фильма 21,2х 18,1—для проекции широкоэкранного кино- фильма с фотографической или магнит- ными фонограммами 20,7х 1 5,2—для проекции обычного кинофильма Наматыватель: привод Комбинированный (тип I-IIA) От вертикального вала шестеренчатой передачей Натяжение фильма при наматывании, г: в начале наматывания в конце наматывания 600 400 Устройство для полуавто- матического перехода с поста на пост Электромагнитная заслонка Смазка приводного меха- низма и способ очистки масла Автоматическая принудительная с механическим и магнитным фильтрами Расстояние от оптической оси до плоскости основа- ния колонки кинопроек- тора (при наклоне 0), мм 1250 Наклон оптической оси ки- нопроектора в вертикаль- ной плоскости, в град.: вверх вниз 2 8 2 8 Габариты кинопроектора (при открытых дверцах) ММ'. ширина высота длина 750 1730 2260 890 2260 2325 Тормозное устройство по- дающей бобины Комбинированный тормоз (тип I-IIA) 507
Продолжение табл. 40 Данные кинопроектора КП15-А КПЗО-А Натяжение фильма при сматывании, г: в начале сматывания в конце сматывания 540 300 Обтюратор: угол рабочей лопасти, град коэффициент пропуска- ния Конический однолопастиый (см. § 92) 136 0,62 Противопожарная заслон- ка Электромагнитная Стабилизатор скорости: в магнитозвуковой части в фотозвуковой части Маховик — петля в сочетании с двухзвенным фильтром Блок-стабилизатор скорости с упругим коромыслом Читающая система С механической щелью после фонограммы кинофильма Читающая лампа: напряжение, в мощность, вт К-6 6 30 Фотоэлектронный умножи- тель ФЭУ-2 Воспроизводящие магнит- ные головки Блок ГВУ-1 (десятиканальный) Кинопроектор КШ5-А Универсальный стационарный кинопроектор КП15-А пред- назначен для кинотеатров вместимостью до 2000 зрителей и рас- считан на демонстрацию: а) обычных 35-.и.и кинофильмов с фотографической фоно- граммой; б) широкоэкранных 35-лл< кинофильмов с четырьмя магнитны- ми фонограммами; в) широкоэкранных 35-льи кинофильмов с одной фотографи- ческой фонограммой; г) широкоформатных 70-^и.н кинофильмов с шестью магнитными фонограммами. Кинопроектор (рис. 358) смонтирован на массивном основа- нии, состоящем из станины 1 в виде полой тумбы и стола 2, шар- 508
Рис. 358. Кинопроектор КП15-А нирно связанного со станиной. На столе укреплены проекционная головка 3 и фонарь 4 дуговой лампы. На проекционной головке укреплены кассета 5 подающей бобины и кассеты 6 принимающей бобины. Панель 7 управления кинопроектором укреплена на столе под дуговой лампой. На ней расположены кнопки пуска и оста- новки электродвигателя, зажигания дуги и сигнальные лампы. Внутри полой тумбы-основания размещены механизм накло- на оптической оси кинопроек- тора, блок электроуправления кинопроектором, а также нагне- тательная вентиляционная си- стема воздушного дутья дуговой лампы. Лентопротяжный тракт ки- нопроектора—закрытый с окном для наблюдения за ходом филь- ма при работе. На рис. 359, а показана схе- ма движения 35-жж фильма и широкоэкранного 35-жж фильма с ^фотографической фонограм- 4 мой, а на рис. 359, б — 35-жж широкоэкранного фильма с маг- нитными фонограммами и 70-жж широкоформатного фильма. Через лентопротяжный тракт кинопроектора кинофильм тран- спортируется универсальными зубчатыми барабанами (см. рис. 151 ). Придерживающие ролики (см. рис. 158) выполнены таким образом, что при переходе на другой формат фильма необходимо повернуть их на 180°. Направляющие ролики (см. рис. 162), так же как и зубчатые барабаны, — универсальные с рабочими поля- ми для 35- и 70-жж кинофильмов. Кинопроектор снабжен двумя сменными фильмовыми канала- ми, каждый из которых рассчитан на один формат фильма (70 или 35-жж). При переходе на другой формат кинофильма заменяются корпус фильмового канала, прижимные стальные ленточки и кашетка с кадровым окном. 35-жж обычный и широкоэкранный фильм с фотографической фонограммой с тянущего барабана 1 (рис. 359, а) поступает непо- средственно на второй зубчатый барабан 2, образуя петлю, поступает в криволинейный фильмовый канал 3, где прерывисто транспортируется Скачковым зубчатым барабаном 4, и, снова 509
образуя петлю, поступает на зубчатый барабан 5. Далее фильм огибает гладкий барабан 6, блок-стабилизатор скорости 7, посту- пает на задерживающий зубчатый барабан 8, а затем наматывается на принимающую бобину. 70-мм широкоформатный и 35-лм« широкоэкранный с магнит- ными фонограммами фильм после тянущего барабана 1 (рис. 359, б) огибает гладкие барабаны 9 и 10 стабилизатора скорости, а после Рис. 359. Схема движения 35-мм кинофильма с фотографической фонограммой (а); схема движения 70-Л1Л1 кинофильма и 35-мм широкоэкранного кинофильма с магнитными фонограммами (б) зубчатого барабана 5 минует фотозвуковую часть, для чего преду- смотрены продольно-направляющие ролики 11 и 12, и поступает в принимающую кассету. На входе и выходе кассет установлены легкосъемные ролики 13 и 14 большого диаметра пламягасящих каналов. Кинематическая схема приводного механизма кинопроектора дана на рис. 360. Приводом проекционной головки является асинхронный трехфазный электродвигатель 1, связанный с веду- щим валом 2 (валом обтюратора) эластичной муфтой 3. От ведущего вала 2 через трехзаходный червяк 4 и шестерню 5 (z = 34) вращение передается вертикальному валу 6. Шестер- ни 7, 8, 9 и 10 (z = 17) через шестерни 11, 12, 13 и 14 (z = 18) 510
вращают зубчатые барабаны непрерывного вращения (на рис. 359 эти барабаны обозначены 1, 2, 5 и 8). На валу 2 крепится одно- лопастный конический обтюратор 15 (по конструкции обтюратор дисковый, но установка оси вращения его под углом к оптической оси делает его работу подобной коническому.) Шестерня 16 (z = 12) вращает промежуточную шестерню 17 л (z = 24) с левым направлением спирали; вместе с пей вращается такая же шестерня 17п с правым направлением спирали, передаю- щая вращение шестерне 18 (z = 24) вала эксцентрика. От вертикального вала через шестерни 19 (z = 51) и 20 (z = 34) вращаются шестерни 21 (z = 20) и 22 (z = 20) масляного насоса. Вращение наматывателю передается через шестерни 23 (z = 8) и 24 (z = 29). Вертикальный вал состоит из двух частей, связанных между собой эластичной муфтой 25, каждая из которых вращается в двух шарикоподшипниках, закрепленных в кронштейнах. Кронштейны крепятся на левой вертикальной стенке корпуса проекционной головки кинопроектора и штифтуются. В нижней части вертикального вала размещен центробежный механизм 26 привода блокировки противопожарной заслонки. При уменьшении числа оборотов вертикального вала или его остановке центробежный механизм вызывает срабатывание противопожарной заслонки, перекрывающей световой поток, падающий на кадро- вое окно. Совмещение кадра с кадровым окном производится поворотом мальтийского механизма вокруг оси креста с помощью рукоятки 27. Поворот мальтийского механизма' обеспечивается зубчатой пере- дачей, состоящей из шестерен 28 (z = 32) и 29 (z — 15) и трех- заходного червяка 30, находящегося в зацеплении с зубчатым венцом корпуса мальтийского механизма. Для привода кинопроектора вручную на валу приводного электродвигателя имеется рукоятка. Смазка приводного механизма централизованная автоматиче- ская от масляного насоса шестеренчатого типа. Масло под давле- нием от насоса направляется в маслораспределитель, а оттуда по маслопроводам к трущимся деталям. В системе смазки установ- лены сетчатый фильтр и постоянный магнит, очищающие масло от механических частиц. Отсутствие в кинематической схеме ускори- тельных передач снижает шум механизма и увеличивает срок службы шестерен. В кинопроекторе применен мальтийский механизм с четырех- лопастным мальтийским крестом. Разрез мальтийского механизма кинопроектора КП15-А при- веден на рис. 361. В чугунном корпусе 1 на оси 2 установлен стальной закаленный винт 3 с пальцем 4. Через блок шестерен 5 (две шестерни) вращение от ведущего вала проекционной головки передается шестерне 6, закрепленной на стальном валу 7 болтом. 511
Рис. 360. Кинематическая схема приводного механизма кинопроектора КП15-А
Рис. 361. Мальтийский механизм кинопроектора 1Ш15-А
Во фланце 8, связанном с помощью четырех винтов и штифта с маховиком 9, имеется паз, где находится камень 10, надетый на один из пальцев эксцентрика 11. Маховик с фланцем выполняет, таким образом, роль ведущей кулисы. Вал эксцентрика 11 вращается однопальцевым соединением, расположенным между валом привода и валом эксцентрика и вы- полненным в виде кулисного сочленения с нулевым эксцентри- ситетом. Конструкция механизма позволяет путем перестановки крышки относительно корпуса смещать вал эксцентрика относи- тельно вала кулисы и тем самым ускоренно двигаться мальтий- скому кресту при уменьшении рабочего угла механизма до 75°. Вал эксцентрика изготовлен как одно целое с фиксирующей шайбой (см. рис. 182), диск эксцентрика 12 (см. рис. 361) связан с фиксирующей шайбой четырьмя винтами и штифтом. В узле эксцентрика предусмотрена возможность смещения диска относи- тельно фиксирующей шайбы; этим регулируется положение пальца эксцентрика, входящего в шлицы мальтийского креста. На палец диска эксцентрика, расположенный снаружи диска, надевается камень 10 кулисы. Вал мальтийского креста 13 и вал эксцентрика 11 расположены в одной детали — корпусе 14 и соответственно вращаются в запрес- сованных в корпусе втулках 15 и 16. Универсальный (двухформатный) скачковый барабан 17 кре- пится на валу креста винтом с гайкой. В корпус проекционной головки кинопроектора введена дополнительная опора, улучшающая крепление мальтийского механизма. В кинопроекторе КП15-А криволинейный фильмовый канал (см. § 211); кинофильм прижимается стальными ленточками. Обтюратор однолопастный (см. рис. 246), совершающий 2800 об!мин. Для совмещения кадра с кадровым окном мальтий- ский механизм поворачивается вокруг оси креста, причем синфаз- ность работы обтюратора и мальтийского механизма обеспечивается специальным устройством (см. рис. 256). Наматыватель кинопроектора — комбинированный (тип I-IIA) с шарнирным кронштейном (см. § 82). К противопожарному оборудованию кинопроектора КП15-А следует отнести противопожарные кассеты, автоматическую про- тивопожарную заслонку электромагнитного типа, охлаждаемую проточной водой. Противопожарная заслонка перекрывает свето- вой поток, падающий на кадровое окно при уменьшении числа оборотов приводного механизма или его остановке, обрыве фильма в фильмовом канале, выключении питания дуги, воспламенении фильма в фильмовом канале, переходе с поста на пост. Автоматический выключатель АВЗ в случае воспламенения фильма в фильмовом канале закрывает шторки проекционных окон аппаратной. 514
Схема осветительно-проекционной системы кинопроектора КП15-А показана на рис. 362. Источником света в кинопроекторе служит дуга высокой интен- сивности с водяным охлаждением контактов положительного угля. Положительный и отрицательный угли подаются двумя отдель- ными электродвигателями. Зажигание дуги и подача электродов производятся автоматически. Постоянство положения кратера положительного угля относи- тельно фокуса отражателя контролируется оптической системой, Рис. 362. Схема осветительно-проекционной системы кинопроектора КГИ 5-А отбрасывающей изображение кратера на входную щель фото- сопротивления, включенного в схему автоматического управления дуговой лампы Д-150Б. Фонарь дуговой лампы Д-150Б показан на рис. 363 и 364. Дуговая лампа собирается в сварном корпусе 1 (рис. 363). Передняя дверца 2 фонаря открывается вращением относительно горизонтальной оси; она имеет два смотровых окна, прикрытых светофильтрами. На задней дверце фонаря крепятся оптическая система автоматического устройства, удерживающего кратер положительного угля в фокусе отражателя, и фотосопротивление, а также первое зеркало оптической системы, отбрасывающее изо- бражение дуги на контрольный экран 3. Внизу фонаря монтируется щиток 4 управления дуговой лам- пы. Внутри фонаря (рис. 364) дуговой лампы расположены меха- низмы подачи положительного и отрицательного углей, контакт- ная головка. Кинематическая схема дуговой лампы Д-150Б приведена на рис. 365. Конец положительного угля 1 зажимается в цанге 2, которая осуществляет подачу и вращение положительного угля со скоростью 10 об/мин. Цанга 2 приводится в движение от шун- тового электродвигателя 3 СЛ-261 (110 в 24 вт 3000 об/мин) через редуктор 4 (показан пунктиром), состоящий из червячной пары и зубчатой передачи, и конические шестерни 5, 6,7 и 8. Кониче- 33* 51
ская шестерня 5 сидит на шпонке ходового вала 9 и помещена в подвижную каретку 10 (показана пунктиром) положитель- ного угля. Каретка 10 имеет фиксатор 11, входящий в канавку ходового винта 12. Последний вращается от редуктора 4 через конические шестерни 13 и 14, причем шестерня 13 связана с валом редукто- ра 4 через фрикционную муфту 15, обеспечивающую ручную подачу Рис. 364. Фонарь дуговой лампы Д-150Б с открытой крышкой: 1 — механизм подачи положительного угля; 2 — рукоятка включения механиз- ма; 3 — контактная головка угля; 4 — механизм подачи отрицательного угля; 5 — рукоятка заслонки положительного угля рукоят- кой 16 через коническую шестер- ню 17. Ток к углю подводится кон- тактной головкой 18, располо- женной вблизи рабочего угля и имеющей легкосъемные кон- Рис. 363. Фонарь дуговой лампы Д-150Б: 1 — корпус фонаря; 2 — дверца; 3 — контрольный экран; 4 — щиток управ- ления; 5 — рукоятка регулировки отри- цательного угля по вертикали; 6 — ру- коятка ручного привода отрицательного угля; 7 — рукоятка бокового смещения отрицательного угля; 8 — сигнальная лампа (зеленая) автоматики отрицатель- ного угля; 9—потенциометр регулировки длины дуги; 10 — амперметр; 11 — инди- катор контроля работы водяной системы охлаждения; 12 — сигнальная лампа (красная) автоматики положительного угля; 13 — рукоятка ручного привода положительного угля; 14 — боковая двер- ца фонаря; 15, 16, 17 — рукоятки ре- гулировки отражателя; 18 — запираю- щая ручка такты, которые во время работы лампы охлаждаются водой. Подача отрицательного угля производится от второго электро- двигателя 19 СЛ-261, который через систему червячных пар 20, 21 и конических колес 22, 23 передает вращение ходовому винту 24 угледержателя 25 (показан пунктиром) отрицательного угля. В этой системе передач также имеется фрикционная муфта, благо- даря чему можно перемещать отрицательный уголь вручную с помощью рукоятки 27. Конец отрицательного угля можно поднимать и опускать с помощью рукоятки 28, на валу которой укреплен эксцентрик 29, обхватываемый вилкой 30 корпуса угледержателя отрицательного 516
Рис. 365. Кинематическая схема дуговой лампы Д-150Б
угля. При повороте рукоятки 28 корпус угледержателя будет поворачиваться вокруг оси вала рукоятки 27. Для бокового смещения конца отрицательного угля служит рукоятка 31, на валу которой жестко укреплен червяк, сцепляю- щийся с червячным сектором на корпусе угледержателя. Оправа 32 отражателя установлена на универсальном шарнире в кронштейне 33, надетом на вал 34 рукоятки 35. Вал 34 имеет резьбовую часть, поэтому при вращении рукоятки 35 вал 34 вместе с кронштейном 33 и оправой 32 отражателя будет пере- мещаться вдоль оси положительного угля. Для совмещения светового пятна с кадровым окном оправа 32 отражателя может поворачиваться как вокруг вертикальной оси отражателя, так и горизонтальной оси. Это достигается рукоят- ками 36 и 37, резьбовая часть валов которых проходит крон- штейн 33, а концы валов упираются в оправу отражателя. Для охлаждения тыльной стороны отражателя в фонаре уста- новлен вентилятор с асинхронным однофазным электродвигателем ДВН-7 (220 в 21 вт 2500 об/мин). Система вентиляции фонаря дуговой лампы состоит из двух вентиляторов: отсасывающего и нагнетающего. Первый, находя- щийся в колпаке фонаря, отсасывает воздух и газы от горящей дуги и выдувает их в вентиляционную трубу. Второй, укреплен- ный в станине кинопроектора, обдувает фронтальную поверхность отражателя, отклоняет пламя дуги. Нагнетающий вентилятор соединен с кинопроектором ! гибким шлангом. Принципиальная схема автоматического управления дуговой лампой кинопроектора КП15-А приведена на рис. 110. Проекционный объектив кинопроектора укреплен в объективо- держателе, обеспечивающем как ручное фокусирование объектива, так и дистанционное с центрального пульта, расположенного в зрительном зале. Приводом для дистанционного управления фокусированием объектива является электродвигатель постоянного тока МС-160 (27 в 20 вт 160 об/мин). На кронштейне объективодержателя установлены конечные выключатели, ограничивающие ход объек- тива в его конечных положениях. Кинопроектор КПЗО-А Кинопроектор КПЗО-А, так же как и кинопроектор КП15-А, предназначен для демонстрации 35-мм обычных и широкоэкран- ных, 70-.и.и широкоформатных кинофильмов. При разработке кинопроектора КПЗО-А использована без изменений значительная часть деталей и узлов кинопроектора КП15-А. Основное отличие кинопроектора КПЗО-А от кинопроектора КП15-А — значительное увеличение полезного светового потока 518
кинопроектора, где применена более мощная дуговая лампа Д-200Б. Значительное увеличение полезного светового потока кинопроектора дает возможность демонстрировать кинофильмы в зрительных залах вместимостью до 6000 зрителей. Дуговая лампа также полностью автоматизирована. Система автоматического управления дуговой лампой Д-200Б обеспечи- вает автоматическое зажигание дуги, подачу углей (постоянство дугового промежутка) и правильное положение кратера поло- жительного угля в фокусе отражателя. Подача и вращение поло- жительного угля осуществляются одним электродвигателем, а для подачи и вращения отрицательного угля служат два отдельных электродвигателя. Кинопроектор КПЗО-А комплектуется компрессорной установ- кой УОК-2 для водяного и воздушного охлаждения. Система охла- ждения фильма и деталей, облучаемых лучистым потоком, предус- матривает теплозащитную бленду, охлаждаемую водой; охлажде- ние водой пластины фильмового канала и противопожарной заслонки кинопроектора; обдув фильма в фильмовом канале воздухом, направляемым вдоль поверхности фильма через сопла; охлаждение струей воздуха наружной поверхности первой линзы проекционного объектива. В дуговой лампе установлен интер- ференционный отражатель. § 122. КИНОПРОЕКТОРЫ ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ 35-мм ПАНОРАМНЫХ И КРУГОРАМНЫХ КИНОФИЛЬМОВ В Советском Союзе применяются две системы панорамного кинематографа: кинопанорама, использующая при проекции три кинопроектора КПП-2 или КПП-3 и три 35-.чл« фильмокопии, и круговая кинопанорама, при которой кинопроекция осуществ- ляется 22 кинопроекторами ПКП-1 на двухъярусный замкнутый цилиндрический киноэкран. Основные технические данные панорамных кинопроекторов при- ведены в табл. 41. Кинопроектор КПП-3 Панорамный кинопроектор КПП-3 предназначен для демон- страции одной из трех фильмокопий панорамного кинофильма. Звук с 35-.и.и ферромагнитной кинопленки воспроизводится фильм- фонографом ФФП-9М, синхронно работающим с кинопроекторами. Кинопроектор КПП-3 (рис. 366) состоит из основания 1, сто- ла 2, фонаря 3 с дуговой лампой, проекционной головки 4, панели управления 5 и двух кассет: 6 и 7. В лентопротяжном тракте кинопроектора три 24-зубых бара- бана, в том числе скачковый, и криволинейный фильмовый канал. 519
вручную или дистанционно только при работающем кинопро- екторе. 6. Емкость бобин 600 м. § 123. КИНОПРОЕКТОРЫ ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ СТЕРЕОСКОПИЧЕСКИХ КИНОФИЛЬМОВ Стереоскопический кинопроектор КПТ-С2 Для демонстрации звуковых стереоскопических фильмов на растровый экран используется стационарный кинопроектор Рис. 369. Узел крепления скачкового барабана кинопроектора КПТ-С2 КПТ-С2, разработанный на базе кинопроектора КПТ-1, в котором подверглись изменению проекционная система, приводной и маль- тийский механизмы и фильмовый канал. Схема движения фильма в кинопроекторе КПТ-С2 аналогична движению фильма в кинопроекторе КПТ-2. Изображения стереопары располагаются на фильме одно под другим (см. рис. 62) и проецируются на экран одновременно. На стереопару приходится восемь перфораций, в связи с чем фильм должен двигаться в кинопроекторе с удвоенной скоростью, а мальтийский механизм перемещать фильм на 38 мм. Для этого на вал 1 (рис. 369) мальтийского креста надет 32-зубый скачковый барабан 2, имеющий радиальное крепление. Конец вала креста 526
имеет дополнительную опору 3, что значительно повышает жест- кость узла. Для уменьшения износа перфораций фильм прижимается к скачковому барабану с помощью полукруглой колодки, а опор- Рис. 370. Схема призменной двухобъективной стерео- скопической приставки ные пояски скачкового барабана выполнены из текстолита в виде кольца 4 и привинчены к корпусу барабана. Несколько изменено устройство фильмового канала, в рамке которого имеются два кадровых окна, а прижимная рамка канала укреплена на плато с оптическим блоком и несет полукруглую прижимную колодку. Для большей надежности работы применена двойная ременная передача на наматыватель. Кинематическая схема приводного механизма стереокинопроек- тора КПТ-С2 мало отличается от кинематической схемы ки- нопроектора КПТ-2; для увеличения вдвое скорости вращения зубчатых барабанов пары шестерен с числом зубьев 24—46 527
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ КИНОПРОЕКТОРОВ ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ 3 5-л<л« ПАНОРАМНЫХ И КРУГОРАМНЫХ КИНОФИЛЬМОВ Таблица 41 Данные кинопроектора Кинопроекторы КПП-2 КПП-3 ПКП-1 Привод кинопроектора: электродвигатель напряжение, в мощность, кет число оборотов, об/MUH Трехфазпый, синхронный, реактивный 1М-52 220 0,20 1500 Осветительная система Эллиптический отражатель jj 3 58 мм и прикадровая двояковыпуклая линза Эллиптический отражатель 0 450 мм, 2 и=140° Эллиптический отражатель jj 315 о, сферический контротражатель р 75 мм и сфероцилиндрическая линза р 92 мм Источник света: Дуга высокой интенсивности Ксеноновая лампа постоянного тока ДКсШ-1000-Б ток, а напряжение, в угли 85-95 55-60 КП10-90 Д-150 120 65 КПП-120 50 20—23 Кинопроекционный объектив ОКШ ОКП1 ОКШ- ОКШ 76 ) 40 ТТТ 97 [ Шестилинзовый анастигмат -110 J Полезный световой поток кинопроекто- ра, лм 10 000-12 000 15 000-18 000 1800-2000 Обтюратор: угол рабочей лопасти двухлопастный 77 Конический однолопастный 150 двухлопастный 77 1 1 Лентопротяжный тракт Механизм прерывистого движения Закрытого типа Открытый три 24-зубых барабана, вклю- чая скачковый Мальтийский механизм с чеп два 30-зубых барабана не- прерывного вращения, 24-зубый скачковый ба- рабан грехлопастным крестом три 16-зубых барабана, вклю- чая скачковый Фильмовой канал охлаждение Прямолинейный | Криволинейный | Прямолинейный водяное — фильмового канала и воздушное фильма Емкость кассет, м 1200 и 2400 | 1500 | 600 Размеры кадрового окна, мм , 27,5X24,5 | 20,7X15,2 Противопожарная заслонка Гидравлическая | Центробежно-рычажвач Заслонка перехода с поста на пост Электромагнитная, управляемая дистанционно и вручную Наматыватель: С переменным моментом сил сухого трения (тип П-с) С постоянным моментом сил трения (тип I) привод От электродвигателя ДТ-75 От вертикального вала с по- мощью кардана Тормозное устройство подающей бобины С переменным моментом сил трения (тип 1-ПА) С постоянным моментом сил трения (тип I) Частота кинопроекции, кадр/сек 25 25 25 Наклон оптической оси в вертикальной плоскости, град: вверх вниз 3 3 5 5 6 17 Габариты кинопроектора, мм: высота длина ширина 2230 1630 620 2065 1705 605 1990 1450 800 Вес кинопроектора, кг | 350 ' 1
На зубчатых барабанах фильм удерживается придерживающими каретками. Линейная скорость кинофильма 712,5 мм/сек, частота проекции 25 кадр/сек. Кинематическая схема проекционной головки кинопроектора КПП-3 приведена на рис. 367. Приводной электродвигатель 1 с помощью упругой соединительной муфты 2 связан с вертикаль- ным валом кинопроектора, который вращается в шариковых подшипниках. Тянущий и задерживающий зубчатые барабаны Рис. 366. Кинопроектор КПП-3 (на рисунке1 не видны) жестко укреплены на валах 3 и 4 и полу- чают вращение от вертикального вала с помощью зубчатых колес 5, 6 и 7, 8. Шестерня 9, связанная с вертикальным валом посредством скользящей шпонки, через промежуточную шестерню 10 вращает шестерню 11, жестко связанную с валом эксцентрика. Конический обтюратор 12 получает вращение с помощью шестерен 13 и 14. От вертикального вала через поводковую пру- жину 15 вращение передается масляному насосу 16 шестеренчато- го типа, снабженному механическим фильтром. Для совмещения кадра с кадровым окном поворачивается мальтийский механизм вокруг оси мальтийского креста; для этого 522
Рис. 367. Кинематическая схема приводного механизма кино- проектора КПП-3
служат рукоятка 17, шестерня 18 и зубчатый венец 19, выполнен- ный на корпусе мальтийского механизма. Так как при повороте мальтийского механизма шестерня 11 обкатывается по шестерне 10, то эксцентрик дополнительно поворачивается и нарушается син- фазная работа мальтийского механизма и обтюратора. Поэтому в кинопроекторе имеется механизм компенсации, устроенный следующим образом: при повороте мальтийского меха- низма зубчатый венец 19 вращает шестерню 20, расположенную на одном валу с кулачком 21, который перемещает по вертикаль- ному валу шестерню 9. При движении этой шестерни вдоль вала промежуточная шестерня 10, а значит, и шестерня 11 вала эксцент- рика получают дополнительный поворот, компенсируя нарушение синфазности. Пружина 22 обеспечивает силовое замыкание кулач- ка 21 и шестерни 9. Рукоятка 23 посредством зубчатых колес обес- печивает ручной привод проекционной головки. Дуговая лампа Д-150М дает полезный световой поток кино- проектора до 18 000 лм. Так как проецирование трех панорамных киноизображений на один экран требует одинаковой яркости каждого частичного изображения, в кинопроекторе имеется специальная заслонка, приводимая в действие электродвигателем сельсин СС-404 (110 в 0,42 а), обеспечивающим дистанционное управление заслон- кой. Величина полезного светового потока при регулировке может быть уменьшена на 40% от максимальной его величины. Для уменьшения яркости в общей зоне стыка соседних изо- бражений в фильмовом канале у края кадрового окна установлены кашетирующие пластинки. Объективодержатель допускает ручную и дистанционную наводку на резкость при помощи электродвигателя сельсин СС-501 (110 в 0,7 а). Между проекционной головкой кинопроектора и дуговой лам- пой установлена электромагнитная пусковая заслонка, приводи- мая в действие вручную или с пульта управления при переходе с поста на пост. Для синхронно-синфазной работы трех кинопроекторов КПП-3 и фильмфонографа ФФП-9М используется специальная электри- ческая система синхронно-синфазного привода с применением син- хронных реактивных электродвигателей 1М-52. Кинопроектор П КП -1 Кинопроектор ПКП-1 (рис. 368) для круговой кинопанорамы разработан на базе кинопроектора КПТ, для чего в конструкцию последнего внесен ряд изменений: 1. Удалена звуковая часть, а также узлы звукового и задержи- вающего зубчатых барабанов. Лентопротяжный тракт состоит 524
из трех зубчатых барабанов: тянущего, скачкового и задерживаю- щего. Звуковоспроизведение осуществляется специальным фильм- фонографом ФФП-9 с ферромагнитной ленты. Рис. 368. Кинопроектор ПКП-1 2. Приводной электродвигатель — синхронный реактивный 1М-52, установлен на кронштейне и закреплен на передней стенке проекционной головки. 3. Линейная скорость кинофильма 475 мм/сек, частота проек- ции 25 кадр!сек. 4. Горизонтальное качание фильма в зоне кадрового окна устраняется поперечно-направляющим роликом, установленным перед фильмовым каналом, и пружинящим вкладышем в нижней части канала. 5. В фонаре установлена ксеноновая лампа ДКсШ-1000-Б. Полезный световой поток кинопроектора — до 2000 лм. В задней части фонаря расположены элементы схемы зажигания лампы, а в передней части — электромагнитная заслонка, управляемая 525
(см. 4, 5 на рис. 307) для привода зубчатых барабанов заменены парами с числом зубьев 24—23; расстояние между осями шестерен оставлено без изменения. Вследствие этого скорость движения фильма в стереокинопроекторе 912 мм/сек. Так как в кинопроекторе кадровые окна расположены друг над другом, то обтюратору приходится перекрывать световой поток значительно большего сечения, чем в обычном кинопроек- Рис. 371. Призменная двухобъективная стереоскопиче- ская приставка кинопроектора НПТ-С2 торе. Для уменьшения световых потерь применен конический обтюратор с двумя лопастями. На рис 370 дана схема призменной двухобъективной стерео- скопической приставки. Два изображения стереокадра Л и П проецируются на растро- вый светосильный экран одновременно. Световой поток, пройдя кадр Л, попадает в призму 1 и направляется ею к объективу 2. Аналогично от кадра П световой поток после отражения в призме 3 попадает в объектив 4. Оптические оси объективов 2 и 4 лежат в горизонтальной плоскости, расстояние между ними образует проекционный базис. Оптическая система стереокинопроектора (рис. 371) состоит из двух проекционных объективов и двух призм, укрепленных на одном плато, которое может перемещаться вдоль оптической оси. Для регулирования горизонтального и вертикального парал- лаксов в оптическом блоке кинопроектора имеются рукоятки. Предусмотрена общая фокусировка и для каждого объектива в отдельности. Для удобства зарядки фильма весь оптический блок кино- проектора на кронштейне отодвигается в сторону, открывая до- ступ к фильмовому каналу. 528
В осветительной системе стереокинопроектора КПТ-С2 исполь- зуется дуга высокой интенсивности кинопроектора КПТ-2. Просвечивание двух кадровых окон одновременно с заданной равномерностью осуществляется за счет некоторой расфокусиров- ки осветительной системы кинопроектора. Кинопроектор КПТ-СЗ Для демонстрации широкоэкранных стереоскопических кино- фильмов по поляроидному методу используется кинопроектор КПТ-3, приспособленный для стереокинопроекции. Одновременно работают два кинопроектора, проецирующие на экран изображе- ния стереопары: один кинопроектор — только правые изображе- ния, второй — только левые. Для синхронно-синфазной работы двух кинопроекторов исполь- зуется специальная электрическая система синхронно-синфазного привода (аналогично панорамной киноустановке). На кинопроекторах установлены трехфазные реактивные син- хронные электродвигатели 1М-52. У кинопроекторов предусмотрена возможность смещения изо- бражений на экране для левого и правого глаза таким образом, чтобы устранить возникновение вертикального параллакса (сдвига по вертикали одного изображения по отношению к другому) и установить заданный горизонтальный параллакс (соответству- ющий сдвиг по горизонтали одноименных точек изображений для левого и правого глаза). Рамка с поляроидной пленкой крепится на проекционном окне аппаратной. Стереофоническое звуковоспроизведение обеспечивается обыч- ным для широкоэкранной кинопроекции методом. В качестве киноэкрана используется растровый экранный материал павинол с направленно-рассеянной характеристикой отраженного светового потока для предотвращения деполяриза- ции света.
Глава XXXI. ПЕРЕДВИЖНАЯ КИНОПРОЕКЦИОННАЯ АППАРАТУРА ДЛЯ 35-Л1Л1 КИНОФИЛЬМОВ В качестве передвижной аппаратуры, предназначенной для демонстрации 35-лл« звуковых кинофильмов, используются кино- проекторы типа К. В настоящее время в эксплуатации находятся кинопроекторы КН-11, 35-ОСК-1, КПС-М и К-ЗОЗМ. В конце 1964 г. начат выпуск кинопроекторов КН-13. Основные технические данные кинопроекторов типа К приве- дены в табл. 42. § 124. КИНОПРОЕКЦИОННЫЕ УСТРОЙСТВА КН-12 И КН-11 Кинопроекционные устройства КН-12 и КН-11 представляют собой комплекты аппаратуры, предназначенной для демонстрации 35-.1Ш звуковых черно-белых и цветных фильмокопий. Аппаратура КН-12 (рис. 372) приспособлена к стационарным условиям работы в кинозалах вместимостью до 250—300 зрителей и обеспечивает непрерывную кинопроекцию с полуавтоматическим переходом с поста на пост. Аппаратура КН-11 (рис. 373) приспособлена к передвижным условиям эксплуатации при демонстрации фильмокопий с пере- рывами на перезарядку частей. Кинопроекторы, входящие в комплекты КН-12 и КН-11, взаи- мозаменяемы. Кинопроекционные устройства КН-12 и КН-11 рассчитаны на питание от сети переменного тока 127 или 220 в через авто- трансформатор КАТ. В комплект кинопроекционного устройства КН-12 входят: 1) два кинопроектора КН-11; 2) звуковоспроизводящее устрой- ство КУУП-56 с громкоговорителем; 3) автотрансформатор КАТ-15; 4) две колонки и стол; 5) комбинированный шнур с приспо- соблением для полуавтоматического перехода постов. В комплект кинопроекционного устройства КН-11 входят: 1) кинопроектор КН-11; 2) звуковоспроизводящее устройство КУУП-56 с громкоговорителем; 3) автотрансформатор КАТ-15; 4) кассетница; 5) штатив. 530
Таблица 42 ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ПЕРЕДВИЖНЫХ КИНОПРОЕКТОРОВ ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ ЗЬ-.м.и КИНОФИЛЬМА Данные кинопроектора Тип кинопроектора кпс-м К-3 ОЗМ КН-11 3 5-ОСК-1 КН-13 Привод кинопроектора: электродвигатель напряжение, в мощность, вт число оборотов, об/мин ДО-50 110 50 1425 4сивхроннь ЗАО-15 110 50 1440 й однофазг ДО-50 110 50 1425 гый ЗАО-15 или ДО-50 110 50 1440 ДО-50 110 50 1425 Осветительная система Трехлинзовый конденсор, 2и= 80° Трехлинзо- вый кон- денсор * с контротра- жателем 0 57 мм Источник света: напряжение, в мощность, вт Кинопроекционн 30 I 30 400 400 ая лампа К-22 30-33 1 30-33 400 400 30—33 400 Световой поток кинопроек- тора, лм 200 -250 До 350 при 33 в 500 прп 30 в и 700 при 33 в Лентопротяжный тракт Закрытого типа Емкость кассет, м 300 Механизм прерывистого движения Мальтийский механизм с четырехлопастным мальтий- ским крестом Способ совмещения кадра с кадровым окном Перемещение кадрового окна, объектива и третьей линзы конденсора Фильмовый канал: сила трения, г Прямолинейный 140—150 Устранение горизонтально- го качания фильма в фильмовом канале Поперечно-направляющий ролик Устройство для охлажде- ния фильма Зеркальный теплофильтр — Размеры кадрового окна, мм 20,7x15,2 34* 531
Продолжение табл. 42 Данные кинопроектора Тип кинопроектора кпс-м | К-ЗОЗМ КН-11 35-ОСК-1 КН-13 Наматыватель: привод Комбинированный (тип I-II) Карданный вал Натяжение фильма при наматывании, г: в начале наматывания в конце наматывания 250 120 Тормозное устройство по- дающего диска Тормоз (тип 1-ПА) Натяжение фильма при сматывании, г: в начале наматывания в конце наматывания 100 50 Обтюратор: угол рабочей лопасти, град коэффициент пропуска- ния Дисковый двухлопастный 94 0,48 90 0,5 Противопожарные устрой- ства Противопожарные кассеты и каналы, автоматическая заслонка центробежно- фрикционного типа. Дополнитель- но заслонка «световой клапан» Стабилизатор скорости Двухзвенный Читающая система Цилиндрическая Читающая лампа: напряжение, е мощность, вт К-29 4 3 Фотоэлектронный умножи- тель ФЭУ- Расстояние от центра кад- рового окна до читающе- го штриха (по заряжен- ному фильму) 20 кадров Смазка приводного меха- низма Зубья шестерен и шариковые подшипники — техни- ческим вазелином или солидолом Габариты кинопроектора, мм: длина ширина высота 420 220 415 440 225 405 43 0 220 420 440 225 405 430 220 420 Вес кинопроектора, кг 27 32 27 28 28 532
Для работы в неэлектрифицированных районах в комплект кинопередвижки входит передвижная электростанция типа КЭС. На рис. 374 показан кинопроектор КН-11 с установленными противопожарными кассетами. Кинопроектор собран в корпусе 1 из алюминиевого сплава, который закрывается с двух сторон передней 2 и задней крышка- Рис. 372. Кинопроекционное устройство КН-12 ми. В передней крышке сделаны застекленные окна 3 для наблю- дения за продвижением фильма у скачкового и комбинированного барабанов. На задней крышке шарнирно крепится дверца, зак- рывающая три байонетных отверстия крепления фонаря 4 и одно большое отверстие для прохода светового потока от фонаря к третьей линзе конденсора. Верхняя кассета 5 имеет байонетное крепление на плато, рас- положенном на верхней стенке корпуса. Принимающая кассета 6 также имеет байонетное крепление и крепится на плато, находя- щемся на задней стенке корпуса. На этой же стенке укреплена 533

распределительная панель для подачи напряжения от автотранс- форматора и подключения шлангов рабочих ламп. В передней стенке кинопроектора сделано овальное окно 7 для прохода светового потока на экран. Для включения колодки шлан- га фотоэлемента на передней стенке укреплена панель 8 с тремя гнездами. В нижней стенке корпуса сделано резьбовое отверстие для крепления кинопроектора на штативе. Кроме того, в нижней части корпуса укреплены три ножки с резиновыми наконечни- ками, одна из которых служит для изменения угла наклона опти- ческой оси кинопроектора в случае установки его на столе. На рис. 375 показан кинопроектор КН-11 со снятой передней крышкой, а на рис. 376— кинопроектор со стороны приводного механизма. Корпус кинопроектора разделен плато на два отсека. В перед- нем отсеке на плато, которое крепится к приливам корпуса винта- ми с резиновыми и металлическими шайбами, расположены детали лентопротяжного механизма кинопроектора (рис. 375), а привод- ной механизм находится в заднем отсеке (рис. 376). Резиновые шайбы защищают звуковую часть кинопроектора от вибраций, создаваемых приводным механизмом кинопроектора. Большое плато (см. рис. 375) несет на себе детали и узлы ленто- протяжного механизма и осветительно-проекционной системы кино- проектора: фильмовый канал 1, зеркало-теплофильтр 2, фильмо- направляющий щиток 3, комбинированный барабан 4, ролики 5, мальтийский механизм 6, электродвигатель 7, объективодержа- тель 8. На противоположной стороне большого плато (см. рис. 367) размещены детали приводного механизма, механизм совмещения кадра 9, автоматическая противопожарная заслонка 10 и обтю- ратор 11, укрепленный на маховике мальтийского механизма. На малом плато (см. рис. 375) находятся детали и узлы звуко- воспроизводящей части и электрооборудования кинопроектора: гладкий барабан 12, поперечно-направляющий прижимной ро- лик 13, продольно-направляющие ролики 14, 15, читающая опти- ка 16, подвижный ролик 17, рукоятка 18 пакетного переключа- теля, фотоэлектронный умножитель 19. На рис. 377 показана схема движения фильма в кинопроекторе КН-11. На втулку диска верхней кассеты надевается рулон филь- ма, намотанный эмульсионной стороной наружу. Фильм прохо- дит через ролик 1 противопожарного канала, попадает на зубча- тый комбинированный барабан 2, на котором удерживается продольно-направляющими роликами 3. Пройдя фильмонаправ- ляющий щиток 4 и образуя петлю, фильм попадает в фильмовый канал 5, через который продвигается прерывисто скачковым бара- баном 6 мальтийского механизма. К скачковому барабану фильм прижимается колодкой 7. 535

Рис. 378. Кинематическая схема приводного механизма кинопроектора КН-11
Перед фильмовым каналом установлен поперечно-направляю- щий ролик 8. Пройдя проекционную часть кинопроектора, фильм образует петлю, поддерживаемую продольно-направляющим роли- ком 9, попадает на гладкий барабан 10 стабилизатора скорости, к которому прижимается поперечно-направляющим прижимным роликом 11. После гладкого барабана 10 фильм огибает продольно- Рис. 379. Узел вала комбинированного барабана кинопроектора КН-11 направляющий ролик 12, подвижный ролик 13, проходит комби- нированный зубчатый барабан 2, на котором удерживается при- держивающим роликом 14 и продольно-направляющим роли- ком 15. Пройдя ролики 16 противопожарного канала, фильм на- матывается на диск в принимающей кассете. На рис. 378 дана кинематическая схема кинопроектора КН-11. Приводом кинопроектора служит асинхронный однофазный элек- тродвигатель 1 ДО-50 с короткозамкнутым ротором. Для пуска электродвигателя на статоре имеется пусковая обмотка, которая при достижении ротором 900—1000 оборотов размыкается авто- матическим центробежным размыкателем. 538
В кинопроекторе применен приводной механизм с параллель- но-последовательной передачей движения: на валу электродвига- теля 1 торцовой шпонкой и торцовым винтом укреплена стальная шестерня 2, находящаяся в зацеплении с шестерней 3 из слоистого древесного пластика, связанной с валом комбинированного бара- бана 4, а последняя — с шестерней 5 эксцентрика мальтийского механизма. Все шестерни косозубые, модуль 1,25 мм; количество зубьев малых стальных шестерен 13, а большой шестерни — 104. Рис. 380. Узел роликов комбинированного барабана кино- проектора КН-11 Валы комбинированного и гладкого барабанов, ротора электро- двигателя, поперечно-направляющего прижимного ролика вра- щаются в шариковых подшипниках. На рис. 379 показан узел вала комбинированного барабана. Вращение от большой шестерни 2 передается на вал 3 32-зубого комбинированного барабана. Одновременно через шестерни 4 и 5 вращение передается на вал 6, который через карданный вал приводит в движение фрикционный механизм принимающей кас- сеты. Корпус подшипника 1 крепится винтами к плато кинопроек- тора. Продольно-направляющие ролики лентопротяжного тракта сборной конструкции состоят из двух собственно роликов, уста- новленных на оси на шариковых подшипниках, и распорной втулки. На рис. 380 изображен узел роликов комбинированного бара- бана, причем ролик 1 является продольно-направляющим, а 539
ролик 2— придерживающим. Для зарядки фильма на комбиниро- ванный барабан рычаг 3 поворачивают вокруг оси 4. Прерывистое движение фильма в фильмовом канале обеспечи- вается четырехлопастным мальтийским механизмом (рис. 381). Мальтийский механизм собран в закрытой коробке, состоящей из корпуса 1 и крышки 2. Вал эксцентрика 3 вращается в двух Рис. 381. Мальтийский механизм кинопроектора КН-11 втулках из антифрикционного чугуна, одна из которых запрессо- вана в корпус, а другая — в крышку. На валу эксцентрика штифтом укреплен диск 4 эксцентрика с фиксирующей шайбой. Палец 5 эксцентрика на диске крепится гайкой. Шестерня 6, находящаяся на валу эксцентрика, связана с маховиком 7 торцовыми выступами, входящими в торцовые про- рези шестерни. Маховик 7 выполнен вместе с разрезной гайкой 8, стяжной винт которой стопорит маховик на валу эксцентрика. Вал мальтийского креста 9 вращается в эксцентричной под- шипниковой втулке 10, положение которой в корпусе мальтий- ского механизма фиксируется стопорным винтом 11. Осевое пере- мещение мальтийского креста во втулке устраняется кольцом 12, положение которого фиксируется двумя стопорными винтами. На наружном торце маховика при помощи шайбы 13 и четырех винтов укреплен дисковый двухлопастный обтюратор 14. Края лопастей обтюратора закруглены; на лопастях укреплены угольники, которые вместе с отогнутыми частями лопастей создают 540
охлаждение проекционного фонаря и патрона проекционной лампы. На втулку маховика надет шарикоподшипник, на внешней обойме которого свободно вращается чашка противопожарной Рис. 382. Принимающая кассета кинопроектора КН-11 заслонки 75, удерживаемая от продольного перемещения коль- цом 16 со стопорными винтами. В выточке маховика на осях укреплены кулачки 17, которые при вращении маховика под действием центробежной силы повора- чиваются и прижимаются к внутренней поверхности чашки, при этом заслонка отклоняется в направлении вращения маховика до упора и пропускает световой поток на кадровое окно. Коробка мальтийского механизма крепится тремя винтами к плато кинопроектора. Фильмовый канал кинопроектора КН-11 показан на рис. 207, а механизм совмещения кадра с кадровым окном — на рис. 252. 541
В кинопроекторе применен комбинированный наматыватель (тип I-IIA). Принимающая кассета (рис. 382) состоит из сварного корпуса 1 с крышкой 2, основания 3 для крепления всего узла на кино- проекторе и передаточного механизма с фрикционом. Передача Рис. 383. Схема осветительно-проекционной системы кинопроектора КН-11: 1 — проекционная лампа К-22; 2 — линзы конденсо- ра; 3 — зеркало-теплофильтр; 4 — фильмовый канал; 5 — проекционный объектив КО-120 вращения на наматывающий диск 4 производится через карданный вал 5, шестерни 6 и 7 и фрикционную бобышку 9. Вал 8 соединяется с фрикционной бобышкой 9 через предохра- нительную колодку. В случае заедания наматывающего диска 4 на поверхности фрикционной бобышки вал 8 проворачивается в отвер- стии предохранительной колодки. Зажим вала 8 в отверстии пре- дохранительной колодки регулируется специальным винтом, кото- рый при сборке стопорится. Схема осветительно-проекционной системы кинопроектора КН-11 представлена'на рис. 383. Осветительная система состоит из проекционной лампы К-22, трехлинзового конденсора и выполне- на в виде отдельного узла — фонаря (рис. 384). Корпус фонаря снаружи закрыт защитной сеткой 1. В нижней части корпуса укреплено плато 2, к которому двумя винтами 3 542
прикреплен фланец с направляющей втулкой 4. Лампа К-22 имеет цоколь с фиксирующим фланцем, что обеспечивает ее определен- ное положение относительно патрона. Патрон укреплен в направ- ляющей втулке 4 стопорным винтом 5. Для подъема и опускания лампы патрон перемещается во втулке. Перемещение нити лампы вдоль оптической оси и смещение ее в стороны достигается перемещением фланца с направляющей Рис. 384. Фонарь кинопроектора КН-11 втулкой 4 и патроном относительно плато, учитывая, что диаметр отверстия под винты во фланце значительно больше диаметра винтов. В фонаре с помощью специальной оправы укреплены первые две линзы конденсора 6, а третья линза связана с механизмом совмещения кадра с кадровым окном. Внутри корпуса фонаря находится светозащитный экран 7, обеспечивающий свободный выход из фонаря теплого воздуха и препятствующий проходу све- тового потока через отверстие в верхней части корпуса фонаря. Схема читающей оптики представлена на рис. 295, а устрой- ство читающей оптики кинопроектора КН-11 показано на рис. 385. 543
Световой поток от читающей лампы 1 попадает на оптическую систему, состоящую из трех плоско-выпуклых цилиндрических линз 2. Пройдя фонограмму фильма, световой поток проходит через стеклянную призму — светопровод 3, а затем попадает на катод фотоумножителя. Читающая лампа К-29 питается постоянным током от селено- вого выпрямителя, установленного в усилителе. Нить лампы представляет собой тонкую спираль. Цоколь лампы имеет фокуси- рующий фланец секторного типа, который обеспечивает определен- Рис. 385. Читающая оптика кинопроектора КН-11 ное положение лампы относительно патрона 4 и не требует допол- нительной регулировки. Патрон лампы крепится в разрезном хомутике 15 стяжным винтом 16. Внутри оправы цилиндрические линзы 2 удерживаются на определенном расстоянии с помощью распорных втулок 6 и спи- ральной пружины 7. Перед каждой линзой установлены диафраг- мы 10. На оправе имеется штифт, входящий в продольный паз держателя 8, в котором оправа 5 крепится винтом 9. Читающая лампа и цилиндрическая оптика укреплены на съем- ной приставке 11, которая крепится во фланце 12. Держатель 8 вместе с оправой крепится к площадке основания 13 двумя винтами. Фокусирование читающего штриха производится при вращении гайки 14, навинченной на оправу 5. Перед началом фокусирования стяжной винт 9 разрезного держателя 8 необходи- мо отпустить. Элементы читающей оптики регулируются на заво- де, а головки стяжных винтов заливаются краской. 544
Рис. 386. Разрез по оси гладкого бара- бана кинопроектора КН-11 Приставка 11 закрывается крышкой. Светопровод 3 представ- ляет собой стеклянный параллелепипед сечением 5x5 мм, поме- щаемый в металлической оправе 17. Оправа светопровода крепится к кронштейну 18 и может перемещаться в продольном его пазу. Для равномерности движения кинофильма мимо читающего штриха в звуковой части кинопроектора применен двухзвенный стабилизатор скорости, принцип работы которого рассмотрен в § 104. На рис. 386 дан разрез стабилизируемого элемента стабили- затора скорости кинопроектора КН-11, движение фильма в звуко- вой части кинопроектора видно на рис. 377. На валу 1 (рис. 386) стабили- затора скорости жестко укреп- лен гладкий барабан 2, на кото- ром просвечивается фонограмма фильма. Вал вращается в двух шарикоподшипниках 3, укреп- ленных в корпусе 4 с фланцем, обеспечивающим крепление кор- пуса к плато кинопроектора. На противоположном конце вала укреплен маховик 5 с помощью разрезной гайки 6. Второе звено стабилизатора скорости состоит из рычага с ро- ликом 17 (см. рис. 375) и пружи- ны рычага. На рис. 387 приведена схема электрооборудования кинопроек- тора КН-11. На задней стенке корпуса кинопроектора имеется панель (см. рис. 373) с штепсельными гнездами и утопленными штырька- ми для подачи питания от автотрансформатора и подключения потребителей тока. Верхние гнезда служат для подключения фона- ря проекционной лампы, вторая пара сверху — для подключения лампы освещения зала, с третьей сверху пары гнезд снимается напряжение 110 в для питания усилительного устройства. На утоп- ленные штырьки подается напряжение 30 и 110 в от автотрансфор- матора и 4 в постоянного тока от усилительного устройства для питания читающей лампы. Управление электрооборудованием кинопроектора (электро- двигатель, проекционная и читающая лампы, лампы зала и вспо- могательного освещения) осуществляется трехсекционным пакет- ным переключателем. Конструктивно пакетный переключатель (рис. 388) представ- ляет собой три отдельных самостоятельных выключателя, контак- торы 1 (замыкатели) которых электрически между собой не соеди- 35 Кинопроекционная тех-ка 545
йены, но находятся на общей оси 2 и могут поворачиваться толь- ко одновременно, размыкая или замыкая соответствующую цепь. Рис. 387. Схема электрооборудования кинопроектора КН-11 Схема работы одной из секций пакетного переключателя пока- зана на рис. 389. Пакетный переключатель имеет четыре фиксиро- ванных положения: «Выключено», «Мотор», «Проекция» и «Мотор». Рис. 388. Пакетный переключатель кинопроектора КН-11: 1 — контакторы; 2 — ось; з — рукоятка; 4 — фиксатор; 5 — контакты подключения Секция I (см. рис. 387) находится в цепи читающей лампы Л2: параллельно пакетному переключателю включен выключа- тель ВК для включения читающей лампы независимо от^положе- ния пакетного переключателя. 546
Лампы Л3 и Л4 (СЦ-21—НО в 8 вт) предназначены: одна — для освещения лентопротяжного тракта кинопроектора и другая (в отсеке приводного механизма) — для освещения кадрового окна при зарядке кинофильма в кинопроектор. Секция II находится в це- пи электродвигателя, лампы зала и ламп вспомогательного освещения кинопроектора. Секция III замыкает цепь проекционной лампы. В табл. 43 знаком «•» обо- значены’ включенные потре- бители кинопроектора при данной позиции переключате- ля, а знаком «—»— выклю- Рис. 389. Схема работы секции пакетного переключателя: а — контакты разомкнуты; б — контакты замкнуты ченные. На рис. 390 приведена схема электрооборудования кинопроекционного устрой- ства КН-12. Соединение элементов комплекта производится ком- мутационным шнуром (рис. 391), состоящим из пяти жгутов, соединенных в переходной коробке 1. Жгуты 2 и 3 подключаются к входным панелям кинопроекторов, жгут 4 — к усилителю, жгут 5— к автотрансформатору. Жгут 6 на конце имеет коробку 7 Таблица 43 Позиция переключателя Потребители тока Назначение позиции переключателя К-22 1 К-29 ДО-50 Лампа зала Лз, Лц «Выключено» i Подготовка кинопроек- тора к сеансу «Мотор» — • • Пропуск начального ра- корда «Проекция» • i — — Демонстрация части ки- нофильма « Мотор» — — • Пропуск конечного ра- корда 35* 547
Рис. 390. Схема электрооборудования кинопроекционного устройства КН-12: Фь Ф» — фотоэлектронный умножитель ФЭУ-1; Д2, Д2 — электродвигатель ДО-50 Рис. 391. Коммутационный шланг комплекта КН-12
переключения постов. В коробке переключения постов смонтиро- ван двухполюсный переключатель (//Л’з— на рис. 390) проекцион- ных и читающих ламп. В кинопроекторе 35-ОСК-1 в случае применения электродви- гателя ЭАО-15 пакетный переключатель имеет четыре секции, при- чем для уменьшения нагрева электродвигателя один конденсатор емкостью 2 мкф по достижении электродвигателем нормального числа оборотов отключается четвертой секцией. § 125. КИНОПРОЕКЦИОННЫЕ УСТРОЙСТВА КН-14 И КН-13 Многолетняя эксплуатация кинопроекторов типа К выявила их достоинства: простоту конструкции, малые габариты и незна- чительные эксплуатационные расходы. Поэтому кинопроекторы типа К очень удобны для сельских киноустановок, имеющих залы малой вместимости. Однако незначительный полезный световой поток кинопроектора не мог обеспечить достаточной яркости изо- бражения на экране. Кинопроекторы КН-11 и 35-ОСК-1 на экранах площадью 5 Л13 давали яркость изображения 14—16 нт (45—50 асб) вместо 35 нт по норме. В 1964 г. была закончена разработка новой осветительно-проекционной системы для кинопроектора типа К, позволившая повысить полезный световой поток кинопроектора до 700 лл. Кинопроекционное устройство КН-14 по комплектации анало- гично устройству КН-12, но с кинопроекторами КН-13. Конструкция кинопроектора КН-13 разработана на базе кино- проектора КН-11 и в основном сохранена прежней, однако в новом кинопроекторе имеется ряд изменений, повышающих качество кинопроекции. Они сводятся к введению в осветительную систему сферическо- го контротражателя; вместо зеркала-теплофильтра установлено обычное плоское зеркало 75 X 66 X 2 мм, изготовленное из термо- стойкого оптического стекла ЛК-5; применены проекционные объективы типа КО с фокусным расстоянием 90, 120 и 140 мм, относительным отверстием 1 : 1,8 и посадочным диаметром оправы 62,5 мм; линзы конденсора имеют двухслойное просветление; между третьей линзой конденсора и плоским поворотным зерка- лом установлена заслонка «световой клапан» (см. рис. 265). Повышение габаритной яркости лампы К-22 применением контротражателя, увеличение относительного отверстия объектива, просветление линз конденсора, уменьшение рабочего угла обтю- ратора до 90° и применение обычного плоского поворотного зер- кала привело к увеличению полезного светового потока кинопроек- тора КН-13 по сравнению с кинопроектором КН-11 примерно в 2,8 раза. 549
На рис. 392 дан разрез фонаря кинопроектора КН-13. Фонарь состоит из алюминиевого основания 1, к которому винтами кре- пятся светозащитный корпус, передняя стенка фонаря со штифта- ми 2 и защитный экран 3. К основанию двумя винтами крепится Рис. 392. Разрез фонаря кинопроектора КН-13 фланец с направляющей втулкой 4, в которой стопорным винтом 5 укреплен патрон 6 кинопроекционной лампы. В передней части фонаря в специальной оправе укреплены первые две линзы 7 конденсора с распорным кольцом между ними. 550
Корпус 8 контр отражателя установлен в направляющей раз- резной втулке 9, в которой перемещается вдоль оптической оси для установки сферического контротражателя 10 относительно нити лампы. Стяжной винт 11 предназначен для закрепления корпуса контротражателя в разрезной втулке. Регулирование осветительной системы производится в следую- щем порядке: отпускают стяжной винт 11, вынимают корпус контротражателя, и проекционная лампа юстируется, как обычно в кинопроекторе КН-11. Затем корпус контротражателя устанав- ливается на место и его осторожно пододвигают вплотную к колбе лампы и после этого, отведя назад на 2 мм, закрепляют стяжным винтом 11. При помощи рукоятки 12 наклоняют контротражатель, доби- ваясь наибольшей яркости и равномерной освещенности экрана; в отрегулированном положении контротражатель закрепляют при помощи рукоятки 13.
Глава XXXII. КИНОПРОЕКЦИОННАЯ АППАРАТУРА ДЛЯ 16-.ч.н КИНОФИЛЬМОВ Для демонстрации 16-ж.и кинофильмов предназначены пере- движные кинопроекторы ПП-16, ПУ-16,16-КПЗЛ. Основные техни- ческие данные этих кинопроекторов приведены в табл. 44. § 126. КИНОПРОЕКТОР ПП-16-4 Кинопроектор ПП-16-4 входит в комплект кинопередвижки «Украина-4» и служит для демонстрации 16-мм черно-белых и цвет- ных кинофильмов с фотографической или магнитной фонограм- мой в аудиториях вместимостью до 250 зрителей. Комплект кинопередвижки состоит из: 1) кинопроектора ПП-16-4; 2) усилителя 90У-2; 3) громкоговорителя 25А-13; 3) пред- варительного усилителя 7У-17; 4) автотрансформатора КАТ-16; 5) экрана ЭПП-2М. На рис. 393 показан кинопроектор ПП-16-4, установленный на корпусе усилителя. Кинопроектор собран на стальном штампованном основании 1. На передней стороне корпуса 2 размещены детали лентопротяжно- го механизма, а внутри корпуса — приводной механизм. Слева к корпусу прикреплены плато 3 грейферного механизма, на кото- ром находятся детали фильмового канала, объективодержатель 4 и фонарь 5 осветительной системы. Электродвигатель помещен внутри корпуса фонаря. Тормозное устройство подающей боби- ны и наматыватель расположены на кронштейнах 6 и 7, которые откидываются во время работы и поворачиваются на шарнирах при укладке кинопроектора. Кронштейн тормозного устройства подающей бобины в сложенном положении, закрепляющийся защелкой, придерживает кронштейн наматывателя и служит руч- кой для переноски кинопроектора. Управление электрооборудованием кинопроектора осуществ- ляется пакетным переключателем 8, расположенным под фона- рем. Проекционная лампа помещена внутри корпуса фонаря 5, прикрытого откидной дверцей 9. 552
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ КИНОПРОЕКТОРОВ ДЛН 16-МЛ1 КИНОФИЛЬМОВ КПС-16-2 Синхронный ре- активный трехфазный ЭСТ-1 220 30 1500 Эллиптический отражатель 0 315 мм, сфе- рический контротража- тель 75 мм | Ксеноновая лам- па ДКсШ-1000-1 । 23 1 1000 1 РО-111-1 1500 16-КПЗЛ-З МОК-ЗО 30 2890 Двухлинзовый конденсор и сферический контротражатель екционная лампа К-30 17 170 ОП-3 5Г /= = 3 5 мм, 1:1,65 сг ПУ-16-1 ПУ-16-2 офазный конденсаторный ЭАО-25 110 25 25 2800 2800 РО-Ю1-1, РО-102-1 1 До 150 (при напряжении 18 в) 1 ПП-16-3, ПП-16-1 ПП-16-4 Асинхронный одн ЭАО-18 35 ' 2880 Трехлинзовый конденсор с контротража- телем Кинопро К-22 30 400 РО-Ю9-1, РО-ИО-1 До 400 (при напряже- нии 33 а) 1 ЭАО-9 | 35 I 2880 Трехлинзовый конденсор До 250 Данные кинопроектора Привод кинопроектора: электродвигатель марка напряжение, в мощность, вт число оборотов, об/мин । Осветительная система ”. S Сб ® «о о ® н Q ко к се к 2 = к aS- я а к я р* св со о о s a s Q Я Кинопроекционный объектив Полезный световой поток кино- проектора, лм Лентопротяжный тракт Открытого типа, два 12-зубых ба- Открытого типа, комбини- Открытого типа Закрытого типа, рабана рованный 12-зубый ба- комбинирован- два 12-зубых рабан ный 12-зубый барабана барабан
Продолжение табл. 44 Данные кинопроектора ПП-16-1 ПП-16-3, ПП-16-4 ПУ-16-1 ПУ-16-2 16-КПЗЛ-З КПС-16-2 Емкость бобин, м 600 или 120 600 или 12 0 12Э или 600 1200 Механизм прерывистого движения Рамочно-кулачковый грейферный механизм с поступательно движущейся рамкой Грейферный механизм с качающейся рамкой Кулисно-грей- ферный меха- низм Способ совмещения кадра с кад- ровым окном Перемещение кадрового окна и объектива Дополнительное перемещение зубьев грей- фера относи- тельно кадро- вого окна Перемещение кадрового окна и объектива Фильмовый канал Прямолинейный Криволинейный с прямолиней- ным участком в зоне кадро- вого окна Прямолинейный Устранение горизонтального ка- чания в зоне кадрового окна Пружинящая боковая направляющая фильмового капала Пружинящая боковая на- правляющая фильмового ка- нала Размеры кадрового окна, мм 9,45x7,05 9,45x7,05 9,45X7,05 Наматыватель: Комбинированный (тип I—ПА) С переменным моментом сил трения (тип II) С постоянным моментом сил трения (тип I) Комбинирован- ный (тип I—НА) привод Пружинящий пассик Шестеренчатая передача Телескопический валик Пружинящий пассик Самостоятель- ный электро- двигатель ДТ-75 (220 в 75 вт 2800 об/мин) Продолжение табл. 44 Данные кинопроектора ПП-16-3, ПП-16-1 ПП-16-4 ПУ-16-1 ПУ-16-2 16-КПЗЛ-З КПС-16-2 Натяжение фильма при наматы- вании, г: в начале наматывания в конце наматывания f50 (600 3») \60 (6°0 **) 2?0 (1200 л») Тормозное устройство подающей бобины Тормоз типа I—ITA С постоянным1 моментом сил трения (тип I) С постоянным моментом сил трения (тип J) Тормоз типа 1—НА Натяжение фильма при сматыва- нии, г: в начале сматывания в конце сматывания 90 (600 31) ^(бООз») (1200 л.) Частота кинопроекции, кадр/сек 24 24 и 16 24 16 и 24 25 Обтюратор: тип угол рабочей лопасти, град. Дисковый Отсутствует Двухлопастный 72 . Двух- или трехлопа- стный 72 Двухлопаст- ный 72 Двухлопастный Стабилизатор скорости Двухзвенный с масляным демп- фером Двухзвенный Тормозной блок- стабилизатор Читающая система Цилиндрическая С механической щелью после фонограммы Читающая лампа: напряжение, в мощность, вт К-29 4 3 К-19 6 30 К-27 10 50
КПС-16-2 ФЭУ-1 26 кадров МГ-14В 28±0,5 кадра Зубья шестерен — технический вазелин или солидол 220 960 1000 2050 160 16-КПЗЛ-З Фотодиод ФД-1 Отсутствует 110, 127, 220 390 400 210 21 (с усилите- лем) ППИ6-4 ПУ-16-1 ПУ-16-2 ФЭУ-2 МГ-14В | 28±0,5 кадра 310 405 190 о 310 405 190 2 В кинопроекторе ПП-16-4—МГ- 14В 28± 0,5 кадра 210 515 340 ITS ПП-16-1 Отсутствует 210 515 340 Данные, кинопроектора Фотоэлектронный умножитель Расстояние от центра кадрового окна до читающего штриха (по заряженному фильму) Воспроизводящая магнитная го- ловка Расстояние от центра кадрового окна до зазора магнитной го- ловки (по заряженному фильму) Смазка приводного механизма | Напряжение питания, в Габариты кинопроектора, мм: длина ширина высота Вес кинопроектора, кг Магнитная приставка 10 с малогабаритной звуковоспроизводя- щей магнитной головкой МГ-14В обеспечивает воспроизведение магнитной фонограммы. Предварительный усилитель 11 (7У-17) связан с магнитной головкой специальным проводом 12 со штек- керами. На рис. 394 показана схема движения фильма в кинопроекторе ПП-16-4. Фильм разматывается с подающей бобины 11 тянущим 12-зубым барабаном 1. Во время движения фильм удерживается на зубьях барабана двумя продольно-направляющими ролика- ми 2. У барабана 1 установлен фильмосниматель, который при обрыве фильма препятствует наматыванию его на барабан. Рис. 393. Кинопроектор ПП-16-4 Сделав верхнюю петлю в 10—12 кадров, фильм поступает в фильмовый канал 3. Прерывистое передвижение фильма в филь- мовом канале осуществляется грейферным механизмом. Сделав петлю в восемь кадров, фильм огибает направляющий ролик 4 малого диаметра и попадает на гладкий барабан 5, к поверхности которого прижимается стальным прижимным роликом 6. Соприкос- новение фильма с роликом происходит только по перфорационной дорожке, что значительно уменьшает износ поверхности фильма. После гладкого барабана 5 фильм1 огибает натяжной ролик 7 и попадает на задерживающий барабан 8, на котором удерживается двумя направляющими роликами 9. Справа от барабана установ- лен также фильмосниматель. Через три направляющих ролика 10 фильм попадает на принимающую бобину 12, причем последние два ролика находятся на общем подпружиненном рычаге. Эта система обеспечивает сглаживание рывков со стороны наматы- вателя. 557
На рис. 395 приведена кинематическая схема приводного меха- низма кинопроектора ПП-16-4. Приводом кинопроектора служит Рис. 394. Схема движения фильма в кинопроекторе ПП-16-4 электродвигатель 1 ЭАО-18 однофазный асинхронный конденса- торный. Он укреплен в фонаре кинопроектора шарниром 2. Вал 3 18 Рис. 395. Кинематическая схема приводного механизма кинопроектора ПП-16-4 грейферного механизма получает вращение от электродвигателя через фрикционную передачу — резиновый ролик 4, укреплен- 558
ный на валу электродвигателя, и маховик 5, жестко связанный с валом 3. Для прижима ролика 4 к маховику 5 служит пру- жина 6. На валу 3 находятся плоский 7 и пространственный 8 кулачки грейферного механизма, которые связаны с маховиком 5. На нем также укреплен пятизаходный червяк 9, передающий вращение через шестерню 10 на вал тянущего барабана 11 и через промежу- точную шестерню 12 на шестерню 13 вала задерживающего бара- бана 14. Промежуточная шестерня позволяет вращать зубчатые барабаны в одну и ту же сторону. От противоположного конца вала электродвигателя вращение передается трехзаходным червяком 16 через шестерню 15 на двой- ную шестерню 17—18. От шестерни 18, выполненной заодно с шес- терней 17, посредством ряда шестерен 19 передается вращение на шестерню 20 наматывателя. Валы приводного механизма вращаются в бронзографитных подшипниках, которые благодаря пористой структуре после про- питки их маслом длительное время сохраняют смазку. Шестерни приводного механизма текстолитовые, имеют сталь- ные втулки с фланцами. Прерывистое движение фильма в фильмовом канале осуществ- ляется рамочно-кулачковым грейферным механизмом, принцип работы которого был описан в главе XVIII. На рис. 396 показано плато с грейферным механизмом и филь- мовым каналом. На плато 1 укреплены цилиндрические направ- ляющие 2, которые зажимаются в призматических канавках плато специальными винтами 3. По цилиндрическим направляющим пере- мещается грейферная рамка 4. Плоский 5 и пространственный 6 кулачки находятся на валу 7 грейферного механизма и получают вращение от маховика 8 (штифт 9 плоского кулачка входит в отвер- стие на торце маховика). Маховик с дисковым двухлопастным обтюратором 10 связан с валом торцовой шпонкой 11 и торцовым винтом 12. Трущиеся поверхности грейферного механизма, т. е. рабочие поверхности рамки, плоского и пространственного кулачков, цилиндрических направляющих, смазываются при помощи фетро- вых фитилей 13, собранных в один пакет и скрепленных жестяной обоймой (см. рис. 235). Для этого служат язычки, отогнутые от фитилей. Грейферный механизм с обеих сторон закрыт крышками 14 и 15, предохраняющими детали грейфера и смазочные фитили от загрязнения. Для защиты фильма и линз конденсора от попадания мельчай- ших частичек масла к окну задней крышки 15 грейферного меха- низма приварен конусный патрубок 16. На плато грейферного механизма укреплены детали фильмо- вого канала и дверца с объективодержателем и прижимной рам- кой. 559>

Фильмовый канал кинопроектора показан на рис. 397. В кинопроекторах ПП-16-4 последних выпусков в конструк- цию фильмового канала внесены изменения, связанные с устра- нением «плавления» эмульсии. В новой конструкции фильмового канала кадровое окно перенесено с прижимной рамки на направ- ляющую рамку 1 фильмового канала, а на прижимной рамке (со стороны эмульсии пленки) вместо кадрового окна сделано прямоугольное отверстие для прохода световых лучей, размеры которого больше кадрового окна. Одно- временно увеличена высота полозков при- жимной рамки. В измененной конструкции направляю- щая рамка 1 фильмового канала прижи- мается к плато грейферного механизма специальными плоскими пружинами 2, 3 и перемещается вместе с поводком 4, уста- новленным на оси 5 объективодержателя, при .вращении гайки 6. Плоский конец поводка 4 проходит через паз неподвиж- ной боковой направляющей 7 и входит в вырез направляющей рамки 1 фильмового канала. Объективодержатель конструктивно объединен с дверцей фильмового канала (см. рис. 251). Он представляет собой спе- циальный хомутик, в котором укрепляет- ся объектив. Предварительная установка объектива по экрану при фокусировании изображе- Рис. 397. Фильмовый канал кинопроектора ПП-16-4 ния может производиться продольным перемещением объектива вдоль отверстия хомутика 5. В нужном положении объектив закрепляется стяжным винтом 6. Точное фокусирование осуществляется плавным перемещением объективодержателя вдоль оптической оси при повороте гайки 7. Для совмещения кадра с кадровым окном вращают рукоятку- гайку 1, при этом перемещается дверца фильмового канала с объек- тив одержателем и направляющая рамка с кадровым окном. Наматыватель кинопроектора ПП-16-4 комбинированный (тип I-IIA) показан на рис. 220. Схема осветительно-проекционной системы кинопроектора при- ведена на рис. 398. Источником света служит проекционная лампа К-22; осветительная и проекционная оптика состоит из трехлинзо- вого конденсора, сферического контротражателя и проекционного объектива. Светооптическая система дает полезный световой поток кинопроектора до 400 лм. На рис. 399 изображен кинопроектор ПП-16-4 с открытой крышкой фонаря. В литом корпусе фонаря кинопроектора разме- 36 Кинопроекционная тех-ка 561
щены проекционная лампа, трехлинзовый конденсор, сферический контротражатель, электродвигатель с конденсаторами и пакетный переключатель. Для свободного доступа к проекционной лампе Рис. 398. Схема осветительно-проекционной системы кинопроектора ПП-16-4: 1 — сферический контротражатель; 2 — проекционная лампа К-22; 3, 4, о — линзы конденсора; 6 — фильмовый канал; 7 — проекционный объектив и осветительной оптике в фонаре сделана откидная крышка 1. Про- екционная лампа 2 устанавливается в патрон 3, который закреп- лен в направляющей втулке 4 фланца 5 винтом 6. На задней стенке Рис. 399. Кинопроектор ПП-16-4 с открытой крышкой фонаря фонаря укреплен кронштейн с контр отражателем 7. Фланец 5 пат- рона крепится к фонарю двумя винтами 8. Линзы конденсора находятся в оправе 9 и удерживаются в нем на определенном расстоянии друг от друга распорным коль- цом и пружиной. 562
Оправа конденсора устанавливается внутри фонаря на двух штырях; передний штырь 10 имеет в верхней части проточку, в которую входит пружина 77, удерживающая оправу в рабочем положении. Внутри фонаря установлены теплоотражающие экра- ны 12 и 13; между экранами и стенками корпуса и крышки фонаря продувается воздух, подаваемый крыльчаткой 21 (см. рис. 395), укрепленной на валу электродвигателя. Отпустив винт 6, можно перемещать лампу вверх и вниз, а также поворачивать вокруг ее оси. Отпустив винты 8, регули- руют лампу, перемещая ее в горизонтальной плоскости. Отпустив винты 14 и 15, регулируют контробтражатёлы Рис. 400. Схема читающей оптики кинопроектора ПП-16-4 На рис. 400 показана схема читающей оптики кинопроектора ПП-16-4. Она состоит из читающей лампы 7, тубуса 2 цилиндри- ческих линз, образующих читающий штрих, малого поворотного зеркала 3, собирательной линзы 4, большого поворотного зерка- ла 5, направляющего световой поток на фотоэлектронный умножи- тель 6 ФЭУ-2. Тубус 2 цилиндрических линз закрепляется стяжным винтом в разрезном хомутике корпуса кинопроектора. Читающая лампа 7 К-29 имеет специальный фокусирующий цоколь с установочным секторным фланцем, который, входя до упо- ра в вырезы патрона, обеспечивает правильное фиксированное положение нити лампы относительно тубуса 2 читающей оптики. Патрон крепится в хомутике стяжным винтом. Фотоэлектронный умножитель расположен в усилителе, на корпусе которого устанавливается кинопроектор во время работы (см. рис. 393). Стяжные винты хомутиков патрона читающей лампы и тубуса с цилиндрическими линзами после окончательной регулировки их на заводе пломбируются. 36* 563
Устройство тубуса читающей оптики и формирование читаю- щего штриха описано в § 109. В случае необходимости регулирова- ние читающей оптики производится в обычном порядке, т. е. сна- чала следует установка читающей лампы, а затем тубуса цилинд- рической оптики до получения на фонограмме резкого читающе- го штриха, перпендикулярного краю фильма (см. § 110). Рис. 401. Звуковая часть кинопроектора ПП-16-4 (горизонталь- ный разрез) Устранение перекоса читающего штриха производят поворотом тубуса цилиндрической оптики в хомутике. Для совмещения читающего штриха по ширине фонограм- мы необходимо перемещать прижимной ролик 6 вдоль оси (см. рис. 394). В качестве стабилизатора скорости в кинопроекторе ПП-16-4 применен двухзвенный стабилизатор скорости с масляным демпфе- ром (см. § 104). На рис. 401 дан горизонтальный разрез звуковой части кино- проектора. Зубчатый барабан 8 (см. рис. 394) является ведущей 564
частью стабилизатора скорости. Стабилизируемый элемент состоит из гладкого барабана 1 (рис. 401), вала 2 стабилизатора и махо- вика 3. Вал 2 стабилизатора вращается на двух шарикоподшип- никах 4 и 5, установленных в кронштейнах 6 и 7. Гладкий бара- бан 1 посажен на конусную часть вала 2 и крепится гайкой 8. Маховик с валом связан торцовым винтом 9. Кронштейны 6 и 7 укреплены на корпусе кинопроектора. Вторым звеном двухзвенного стабилизатора скорости являет- ся подпружиненный ролик 10, связанный с масляным демпфером, узел которого изображен на рис. 402. Последний состоит из корпуса 1 с крышкой 2, привинчивающейся винтами. Корпус двумя винтами укреп- лен на кинопроекторе. В кор- пус вставлена втулка 3, на ко- нец которой насажен рычаг 4 с пальцем 5. Внутри втулки проходит вал 6, на одном кон- це которого запрессован ры- чаг 7 с подвижным роликом 8, свободно вращающимся на своей оси. На другом конце вала 6 стопорным винтом крепится пластинка 9 с ло- пастью 10, которая погруже- на в масло. Втулка 3 стопо- рится ВИНТОМ. Рис. 402. Масляный демпфер кинопроектора Вал 6 и палец 5 связаны пп-ю-4 между собой пружиной 11, которая стремится повернуть рычаг ролика в направлении стрелки А. Поворот рычага роликом ограничивается двумя упо- рами 12 и 13. Внутри корпуса 1 имеется перегородка, образующая вместе с лопастью замкнутую полость с небольшими зазорами (0,3 мм) между лопастью и стенками корпуса. В корпус заливается масло через отверстие 14, уровень масла контролируется по отверстию 15, закрытому винтом. Демпфирование собственных колебаний стабилизатора скоро- сти осуществляется вязким трением, возникающим в масляном демпфере, при колебании рычага с подвижным роликом. Устройство и регулирование магнитной приставки описаны в § 111. Схема электрооборудования кинопроектора ПП-16-4 приве- дена на рис. 403. Включение и выключение электрооборудования кинопроектора производятся одним четырехсекционным пакет- ным переключателем, состоящим из пяти пластмассовых пластин 565
1, 2, 3, 4, 5 (рис. 404), составляющих четыре рабочие секции. Между пластинами в пазах зажаты неподвижные контакты 6,7,8 и 9. Ротор переключателя состоит из оси 10 и изолированных от Рис. 403. Схема электрооборудования кинопроектора ПП-16-4 Рис. 404. Пакетный переключатель кинопроектора ПП-16-4 нее подвижных контактов 11,12, 13 и 14, изготовленных из листо- вой бронзы. Ротор фиксируется в четырех положениях с помощью пружин 75 и четырех роликов 16, укрепленных на осях между шайбами 17. Эти шайбы посажены на квадратную часть оси рото- ра и вращаются вместе с ней. Рукоятка 18 переключателя укреп- лена на свободном конце оси ротора. 566
Каждое из фиксированных положений переключателя обозна- чено на пластмассовой крышке 19 надписями: «Откл.», «Эл. дви- гатель», «Проекция», «Эл. двигатель». Включение потребителей тока указано в таблице на рис. 403, где знаком «•» обозначены включенные потребители кинопроекто- ра при данной позиции переключателя. § 127. КИНОПРОЕКТОР ПУ-16-2 Для кинофикации учебного процесса предназначается кино- передвижка КПШ-3, рассчитанная на демонстрацию 16-.и,и зву- ковых фильмов с фотографической и магнитной фонограммами в аудиториях вместимостью до 50 человек. В комплект кинопередвижки КПШ-3 входят: 1) кинопроектор ПУ-16-2; 2) усилитель 90У-5; 3) громкоговоритель 25А-21; 4) пита- ющее устройство 15М-20 (автотрансформатор); 5) экран ЭПП-3. Технические показатели кинопроектора ПУ-16-2 приведены в табл. 44. На рис. 405 показан кинопроектор ПУ-16-2 с 120-.it бобинами. Кинопроектор состоит из корпуса 1 и звукоблока 2, соединенных между собой и укрепленных на общем основании 3. Основание при работе скрепляется с усилителем 4 двумя винтами 18 (на рисун- ке виден только один винт). На передней стороне корпуса расположены комбинированный 12-зубый барабан 5, продольно-направляющие ролики 6, фонарь 7 осветительной системы, пакетный переключатель 8, продольно- направляющий ролик 9. К корпусу кинопроектора прикреплено плато грейферного механизма с фильмовым каналом 10, с дверцей которого связан объективодержатель 11 с объективом. К плато грейферного механизма прикреплен кронштейн 12 подающей бобины, снабженной устройством для ручной перемотки фильма. В зависимости от емкости применяемых бобин (120 или 600 м), кронштейн устанавливается в одном из двух положений (см. рис. 405 и 406) и фиксируется защелкой. Кронштейн в сло- женном виде служит ручкой для переноски кинопроектора. К корпусу кинопроектора шарнирно прикреплен кронштейн 13 (см. рис. 405) принимающей бобины. Звукоблок состоит из цилиндрической читающей оптики, закры- той крышкой 14, двухзвенного стабилизатора скорости, гладкого барабана 75 с маховиком и подвижного ролика 16 и магнитной приставки 17 с малогабаритной головкой МГ-14В. Схема движения фильма в кинопроекторе ПУ-16-2 дана на рис. 406. Фильм с подающей бобины 1 сматывается комбинирован- ным зубчатым барабаном 2, на котором удерживается продольно- направляющими роликами 3, и, образуя петлю в 32 кадра, посту- пает в фильмовый канал 4. Прерывистое движение фильма в филь- 567
мовом канале осуществляется рамочно-кулачковым грейферным механизмом с поступательно движущейся рамкой. Выйдя из филь- мового канала, фильм, образуя петлю, огибает продольно-направ- ляющий ролик 5 и гладкий барабан 7, к поверхности которого прижимается прижимным роликом 6, проходит мимо продольно- направляющего ролика 8, подвижного ролика 9, продольно- Рис. 405. Кинопроектор ПУ-16-2 направляющего ролика 10, поступает на комбинированный бара- бан 2, на котором удерживается продольно-направляющими роли- ками 11, и наматывается на принимающую бобину 12. На рис. 407 приведена кинематическая схема приводного механизма кинопроектора ПУ-16-2. От электродвигателя 1 через фрикционную передачу — резиновый ролик 2 и маховик 3— приводятся во вращение вал 4, на котором жестко укреплен двух- лопастный дисковый обтюратор 5, пространственный 6 и плоский 7 кулачки грейферного механизма и пятизаходный червяк 8. 568
Рис. 406. Схема движения фильма в кинопроекторе ПУ-16-2

Червяк 8 через шестерню 9 приводит во вращение вал 10, на котором укреплен зубчатый комбинированный барабан 11, и телескопический вал 12, передающий движение через две кони- ческие шестерни 13 и 14 —на наматыватель. Шестерня 14 выполне- на заодно с чашкой наматывателя. Все шестерни, кроме стального червяка, изготовлены из пластмассы. В кинопроекторе применен наматыватель с переменным момен- том сил трения (тип II), зависящим от веса наматываемого рулона фильма. На рис. 408 представлен разрез узла наматывателя, приво- да к нему и кронштейн принимающей бобины. В корпусе 1 нама- Рис. 409. Схема электрооборудования кинопроектора ПУ-16-2 Положения ручки по шкале Электродвига- тель Проекционная 1 лампа I Положения контактов переключа- теля по сек- циям А Б „Отключено44 ® ,, Электро- двигатель11 а © 0 „Механизм “ • о „Проекция44 • • (^) „Механизм44 • © „Электро- двигатель" • э 0 тывателя шестерня 2, выполненная заодно с чашкой наматыва- теля, установлена на шариковом подшипнике 3. Конец вала 4 нама- тывателя опирается на втулку 5; с валом 4 жестко связаны два фланца 6, между которыми зажаты фетровые кольца 7, опирающие- ся на чашку наматывателя. Фланцы прижаты к бортику вала 4 гайкой 8. По мере увеличения наматываемого рулона фильма давление фетровых колец на чашку будет возрастать и увеличится вращаю- щий момент наматывателя. В рабочем положении кронштейн 9 удерживается защелкой 10, при этом автоматически соединяется телескопический валик 11 привода наматывателя с приводным механизмом кинопроектора. Схема осветительной системы кинопроектора видна на рис. 406, где 13— проекционная лампа К-30, 14— двухлинзовый конден- сор, 15— сферический контротражатель, 16— проекционный объек- тив РО-101. Полезный световой поток кинопроектора — до 150 лм. Для управления электрооборудованием (рис. 409) кинопроек- тора применен двухсекционный пакетный переключатель. 571
Для облегчения пуска электродвигатель включается до сцепле- ния фрикционной передачи: рычаг корпуса электродвигателя снаб- жен роликом, опирающимся на кулачок, укрепленном на роторе пакетного переключателя. При положении переключателя «Отключено» фрикционная связь ролика электродвигателя и маховика нарушается. В кинопроекторе ПУ-16-1 предусмотрена возможность проек- ции как звукового (24 кадр/сек), так и немого (16 кадр/сек) кино- фильмов. Для этого фрикционная передача двухступенчатая, а дисковый обтюратор имеет две подвижные лопасти, которые сводятся вместе при частоте кинопроекции 24 кадр/сек и раздви- гаются на 60°, образуя трехлопастный обтюратор, при частоте кинопроекции 16 кадр/сек. § 128. КИНОПРОЕКТОР 16-КПЗЛ-З Кинопроектор 16-КПЗЛ-З рассчитан для демонстрации 16-.«л кинофильмов в помещении вместимостью до 30 человек. В ком- Рис. 410. Кинопроектор 16-КПЗЛ-З плект любительского кинопроектора входит усилительное устрой- ство с двумя малогабаритными громкоговорителями, вмонтиро- ванными в футляр кинопроектора. 572
Рис. 411. Схема движения фильма в кинопроекторе 16-КПЗЛ-З Кинопроектор 16-КПЗЛ-З показан на рис. 410. На вертикаль- ном плато 1 размещены: элементы лентопротяжного механизма, звукоблок 2, электродвигатель 3, объек- тив 4, кронштейны 5 и 6 подающей и при- нимающей бобин, пульт управления 7. Плато укреплено на основании, под кото- рым расположен усилитель. На рис. 411 приведена схема движения фильма в кинопроекторе. Фильм сматы- вается с верхней бобины 1 комбинирован- ным зубчатым барабаном 2, затем, образуя свободную петлю, поступает в фильмовый канал 3. Здесь прерывистое движение осу- ществляет грейферный механизм с качаю- щейся рамкой. После фильмового канала образуется свободная петля и фильм, огибая гладкий барабан 4, к поверхности которого прижимается прижимным роликом 5, продольно-направляющий ролик 6 и под- вижной ролик 7 двухзвенного стабилизатора скорости, снова Рис. 412. Кинематическая схема приводного механизма кинопроектора 16-КПЗЛ-З 573
поступает на комбинированный барабан 2 и далее на принимаю- щую бобину 8. На зубчатом барабане 2 фильм удерживается четырьмя продольно-направляющими роликами 9. Кинематическая схема приводного механизма кинопроектора 16-КПЗЛ-З приведена на рис. 412. От электродвигателя 1 посред- ством двухступенчатого ведущего Рис. 413. Звуковая часть кино- проектора 16-КПЗЛ-З: 7 — читающая лампа К-19; 2 — ци- линдрический объектив; 3 — глад- кий барабан; 4 — светопровод; 5 — фотодиод ФД-1 шкива 2, клиновидного ремня 3 и двухступенчатого ведомого пткива 4 вращается ведущий вал. Шестерни 5 и 6 сообщают вращение зубчатому барабану 7, шестерни 8 и 9— плоско- му кулачку 10, осуществляющему качание грейферной рамки 11 с гре- бенкой 12 вокруг оси неподвижного направляющего пальца 13, и обтюра- тору 14. Наматыватель 15 приводит- ся во вращение пружинящим пас- сиком 16. Двухступенчатые шкивы 2 и 4 обеспечивают частоту проек- ции 24 и 16 кадр/сек. На рис. 413 показана звуковая часть кинопроектора 16-КПЗЛ-З. Стабилизация скорости движения фо- нограммы обеспечивается двухзвен- ным стабилизатором скорости. Для управления электрооборудованием кинопроектора служат четыре отдельных выключателя. Для демонстрации 16-лш неозвученных кинофильмов пред- назначен кинопроектор 16-КПЛ-4, по конструкции аналогичный кинопроектору 16-КПЗЛ-З, но не имеющий звуковой части. Кино- проектор рассчитан на частоту кинопроекции 16 кадр/сек, при- водной электродвигатель ЭОК-ЗО-М (110 в 30 вт 2800 об/мин), проекционная лампа К-30. § 129. СТАЦИОНАРНЫЙ КИНОПРОЕКТОР КПС-16-2 Стационарный кинопроектор КПС-16-2 предназначен для демон- страции черно-белых и цветных 16-мм кинофильмов, имеющих фотографическую или магнитную фонограмму. В комплект киноустановки входят кинопроектор с ксеноновой лампой ДКсШ-1000-1 и электропитающим устройством, усилительное устройство 31-УЗУ-1 с громкоговорителем. Техническая харак- теристика кинопроектора дана в табл. 44. Кинопроектор КПС-16-2 (рис. 414) состоит из следующих основных частей: проекционной головки 1 с электродвигателем, фо- наря 2 с осветительной системой, стола 3, основания 4, кассет 5 и 6. 574
Лентопротяжный тракт закрывается дверцей 7, выполненной из органического стекла. Рукоятки 8 и 9 служат соответствен- но для совмещения кадра с кадровым окном и фокусировки объек- тива. На передней стенке стола укреплена панель управления 10. На рис. 415 показана схема движения фильма в кинопроекторе КПС-16-2. С верхней бобины фильм, проходя через ролики, уста- новленные на подпружиненном рычаге 1, сматывается 12-зубым тянущим барабаном 2 и, обра- . зуя петлю, поступает в филь- X. У мовый капал, где прерывисто ----- транспортируется кулисно-грей- , 1 / ферным механизмом. Рис. 414. Кинопроектор КПС-16-2 Рис. 415. Схема движения фильма в кино- проекторе КПС-16-2 После фильмового канала образуется вторая петля, и фильм, огибая тормозной ролик 5, к которому прижимается роликом 4, блокирующие ролики 5 и гладкий барабан 6, поступает на 12- зубый задерживающий зубчатый барабан 7, проходит ролики, установленные на подпружиненном рычаге 8, и наматывается на принимающую бобину. На зубчатых барабанах фильм удержи- 575
вается придерживающей колодкой 9, на оси рычага которой уста- новлен продольно-направляющий ролик 10. Рис. 416. Кинематическая схема приводного механиз- ма кинопроектора КПС-16-2 Кинематическая схема приводного механизма приведена на рис. 416. Вал электродвигателя 1 соединен с ведущим валом 2 4 Рис. 417. Узел наматывателя кинопроектора КПС-16-2 упругой муфтой 3. На ведущем валу, вращающемся в шарикопод- шипниках, укреплены пятизаходный червяк 4 и шестерня 5. От червяка через промежуточную шестерню 6 вращается шестер- ня 7 вала тянущего барабана 8 и через ряд шестерен 9, 10, 576
11—шестерня 12 вала задерживающего барабана 13. Валы зубча- тых барабанов и оси промежуточных шестерен вращаются на шари- коподшипниках. Шестерня 5 приводит во вращение шестерню 14 вала грейферного механизма. Прерывистое движение фильма в фильмовом канале обеспечи- вается кулисно-грейферным механизмом (см. рис. 206), выпол- ненным в виде отдельного узла. В кинопроекторе КПС-16-2 применен комбинированный нама- тыватель (тип I-IIA). На рис. 417 приведен разрез узла наматывателя. Принцип работы наматывателя такой же, как и в кинопроекторе ПП-16-4, но конструктивно он выполнен иначе. Приводом его служит элект- родвигатель 1 ДТ-75. Вал 2 наматывателя вращается в шариковых подшипниках кронштейна 3, шарнирно связанного с корпусом 4 наматывателя; на конце вала 2 жестко укреплен диск 5. Трение, создающее вращающий момент, возникает между диском 5, фрик- ционной шайбой 6 и ступицей червячной шестерни 7, получающей вращение от червяка 8, укрепленного на валу электродвигателя. Величина начального вращающего момента регулируется гай- кой 9 и пружиной 10. Горизонтальное положение вала 2 наматы- вателя регулируется винтом 11. В кинопроекторе отсутствует обтюратор, так как ксеноновая лампа ДКсШ-1000-1, являющаяся источником света, работает в импульсном режиме. В кинопроекторе ДПС-16-2А применен двухзвенный стабили- затор скорости с масляным демпфером, в связи с чем несколько изменилась схема движения фильма в звуковой части кинопроекто- ра. В приводном механизме три промежуточные шестерни: 9, 10, 11 (см. рис. 416) — заменены одной. В кинопроекторе КПС-16-2А (М) источником света служит ксеноновая лампа постоянного тока ДКсШ-1000-Б. Применен двухлопастный дисковый обтюратор. Полезный световой поток кинопроектора 800 лм.
Глава XXXIIL КИНОПРОЕКЦИОННАЯ АППАРАТУРА ДЛЯ 8-.H.W КИНОФИЛЬМОВ Кинопроектор « Л уч -2 » Кинопроектор «Луч-2» предназначается для демонстрации чер- но-белых и цветных 8-мм кинофильмов как со звуковым сопровож- дением с помощью магнитофона и электрического синхрониза- тора СЭЛ-1, так и без звукового сопровождения. Рис. 418. Кинопроектор «Луч-2» Механизм кинопроектора смонтирован на плато 1 и закрыт передней 2 и задней 3 крышками (рис. 418). На плато со стороны лентопротяжного тракта расположены: фильмовый канал 6; объек- 578
тиводержатель 4 с объективом 5; грейферный механизм, закрытый крышкой 7, с рукояткой покадровой проекции, снабженной стробоскопическим диском; диск 8 для совмещения кадра с кадровым окном; комбинированный зубчатый барабан 9; каретки с придерживаю- щими роликами 10', откидной крон- штейн 11 с фрикционами и осями 12 для бобин; лампа вспомогатель- ного освещения под щитком 13 и винт 14 крепления задней крышки. При покадровой проекции на пу- ти светового потока устанавливается теплофильтр. В табл. 45 приведены технические данные кинопроекторов для 8-мм фильмов. Кинопроектор 8П-1 («Кама») Любительский кинопроектор 8П-1 Рис. 419. Кинопроектор 8П-1 (рис. 419) предназначен для демонст- рации кинофильмов 8-ЛМ1 ширины. В отличие от других любитель- ских кинопроекторов, в кинопроекторе 8П-1 имеются два зубча- тых барабана: тянущий и задерживающий. Кинопроектор «Веймар» Подающая и принимающая бобины устанавливаются на одном валу, вращающемся в выдвижном кронштейне 1 (рис. 420), фикси- руемом защелкой 2. Лентопротяжный тракт состоит из комбини- рованного зубчатого барабана 3 с двумя зубчатыми венцами, направляющих и придерживающих роликов 4, 5, 6 и 7, двухкри- вошипного грейферного механизма, закрытого кожухом 8 с зам- ком 9, и фильмового канала 10. Для фокусирования объектива и совмещения кадра с кадровым окном служат рукоятки 11 и 12, рычаги 13 и 14 — для горизонталь- ного перемещения проекционной лампы и регулирования частоты кинопроекции. Кинопроектор «Веймар-3» отличается от кинопроектора «Вей- мар-1» возможностью изменения частоты кинопроекции и покад- ровой проекции, наличием специальной кассеты для зарядки в кинопроектор фильма, склеенного в кольцо, повышенным свето- вым потоком и также тем, что проекция кинофильма может сопро- вождаться синхронным воспроизведением звука, записанного на магнитофоне. 37* 579
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ КИНОПРОЕКТОРОВ ДЛЯ 8-жлс КИНОФИЛЬМОВ Таблица 45 Тип кинопроектора Данные кинопроектора «Луч-2» 8П-1 («Кама») «Веймар-1» «Веймар-З» «Аматор» Мео-8 («Меопта») А М-8 Привод кинопроектора: электродвигатель напряжение, в мощность, вт Число оборотов, об/мин Коллектор- ный ревер- сивный 127’и 220 "15 5500 Асинхрон- ный одно- фазный 110 12 6000 НО 1 4 5500 Коллектор- ный 110 14 5500 Асинхрон- ный одно- фазный 110 20 2880 Коллектор- ный 110 8000 Асинхрон- ный одно- фазный конденса- торный 220 10 2900 Осветительная оптическая система Двухли нзовый кондеь Линзы кон- денсора про- светлены сор и сферический контротражатель Источник света: марка напряжение, в мощность, вт форма тела накала К12 12 90 Плоская спираль Кин К-30 17 170 опроекционнаг 30 100 лампа накал! 12 100 1ВЭНИЯ 6 50 Прямая спираль 110 300 Зеркальная 8 50 Кинопроекционный объектив: фокусное расстояние, мм Относительное отверстие Н-2 18 1:1,4 17,5 1:1,6 17,5 1:1,4 Анастигмат 22,4 1:1,4 18 1:1,9 18 1:1,6 20; 25 1:1,3 1:1,6 Полезный световой поток, лм 25 20 15 60 15 30 70 Продолжение табл. 45 Тип кинопроектора Данные кинопроектора «Луч-2» 8П-1 («Кама») «Веймар-1» «Веймар-З» «Аматор» Мео-8 («Меопта») АМ-8 Емкость бобин, м 120 50,100 120,60 120,60 60 120,60 120 Механизм прерывистого движе- ния кривошип- но-кулис- ный кулачковый с качаю- щейся рам- кой Грейферны! двухкривошипный i кулачковый с качающейся рамкой Способ совмещения кадра с кад- ровым окном Перемещение кадрового окна и объектива Перемеще- ние кадро- вого окна Перемеще- ние кадро- вого окна и объектива Изменением траектории конца зуба грейфера Размеры кадрового окна, мм 4,4X3,25 Обтюратор однолопаст- ный Дисковый трехлопастный двухлопаст- 1 трехлопастный ный Наматыватель С постоян- ным мо- ментом сил трения, реверсив- ный С постоянным моментом сил трения, с проскаль- зывающим пассиком С постоян- ным мо- ментом сил трения, реверсив- ный С постоянным моментом сил трения, с проскальзывающим пассиком
Продолжение табл. 4S Тип кинопроектора Данные кинопроектора «Луч-2» 8П-1 («Кама») «Веймар-1» «Веймар-3» «Аматор» Мео-8 («Меопта») АМ-8 Частота кинопроекции, кадр/сек От 12 до 26 От 12 до 26 16 От 16 до 25 16 и 24 16 и 24 16 и 24 Покадровая проекция Имеется Нет Нет Имеется Нет Нет Нет Обратный ход Имеется Нет Нет Имеется Нет Нет Нет Напряжение питания, в 220, 127 220, 127, 110 220, 110 110 220, 127 220, 127 110, 125, 160, 220, 240 Габариты, мм: длина ширина высота 206 180 208 267 160 400 305 190 250 305 190 250 225 150 135 285 170 210 250 130 180 Вес, кг 5,6 5,5 7,4 Около 8,0 5,0 4,5 4,7 В какой стране производится СССР Германская Демократи- ческая Республика Польская Народная Республи- ка Чехословацкая Социалис- тическая Республика [Hllllllllllllri]
Кинопроектор «Аматор» Кинопроектор и схема движения фильма показаны на рис. 421. На плато со стороны лентопротяжного тракта расположены подаю- щая 1 и принимающая 2 бобины, комбинированный зубчатый барабан^, придержив ающие Рис. 422. Кинопроектор «Меопта» ролики 4 и фильмовый канал 5, в котором прерывистое движе- ние кинофильма осуществляется кулачковым грейферным механиз- мом с качающейся рамкой. Осветительно-проекционная си- стема кинопроектора состоит из проекционной лампы 6, конденсо- ра 7, контротражателя 8 и проек- ционного объектива 9. Рукоят- ка 10 является ручным приводом механизма кинопроектора. Кинопроектор Мео-8 (« Меопта ») Кинопроектор и схема движе- ния фильма показаны на рис. 422, где видны подающая 1 и прини- мающая 2 бобины, комбинирован- ный 10-зубый барабан 3, придер- живающие ролики 4 и фильмовый канал 5, в котором прерывистое движение фильма осуществляется кулачковым грейферным механизмом с качающейся рамкой. Кинопроектор имеет следующие особенности: а) лентопротяжный механизм наряду с ручной зарядкой про- изводит автоматическую зарядку кинофильма на ходу кинопроек- тора; б) возможно озвучание любительских кинофильмов с помощью магнитофона, для чего к кинопроектору выпускается синхрони- затор, который связывается с кинопроектором гибким валом.
ЧАСТЬ ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕСТАВРАЦИЯ ФИЛЬМОКОПИЙ

Глава XXXIV. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ФИЛЬМОКОПИЙ § 130. ФАКТОРЫ, ВЫЗЫВАЮЩИЕ ИЗНОС ФИЛЬМОКОПИЙ Под износоустойчивостью фильмокопии понимают количество демонстраций, которое она выдерживает до полного технического износа. Проходя через лентопротяжный механизм кинопроектора, фильмокопия испытывает различные воздействия, вредно влияю- щие на срок ее службы и отражающиеся на качестве кинопроекции и звуковоспроизведения. Эти воздействия делятся на тепловые и механические. Тепловые воздействия. Фильмокопия нагревается в филь- мовом канале кинопроектора в результате поглощения лучистой энергии света в кадровом окне. Источники света, применяемые в кинопроекции, помимо полезного светового излучения содержат в своем спектре значительное количество невидимого, в основном инфракрасного (теплового), излучения и небольшой процент ультрафиолетового. Эти невидимые лучи оказывают вредное воз- действие на фильмокопию — повышают ее хрупкость, вызывают усадку, что сокращает срок службы фильмокопии. Основа филь- мокопии обладает малым поглощением как в видимой, так и в инфракрасной области спектра излучения. Поэтому нагрев филь- мокопии определяется главным образом поглощением лучистой энергии эмульсией. В результате изложенного выше при проецировании фильмоко- пии с применением мощных источников света возникает ряд явле- ний, приводящих к деформации фильмокопии в фильмовом канале и выражающихся в том, что центральная часть кадра при проеци- ровании прогибается (выпучивается) в сторону источника света или объектива, как указывалось в гл. XX. Величина смещения кадра зависит от интенсивности лучистой энергии и при мощных источниках света достигает 0,5—0,6 мм. Измерения показывают, что рулон фильмокопии, снятый с кинопроектора после демонстрации, имеет температуру около 40° С, а часто и выше; эта температура сохраняется продолжитель- ное время. Подвергаясь нагреву в течение длительного времени, фильмо- копия, и в первую очередь ее эмульсионный слой, постепенно теря- ет влагу. При прохождении в кинопроекторе в условиях повы- шенной температуры фильмокопия становится неэластичной. 587
Особенно вредное влияние оказывает повышенная температура на механические свойства триацетатных пленок, поэтому в прак- тике эксплуатации часто наблюдаются случаи преждевременного износа фильмокопий на триацетатной основе. Данные испытаний фильмокопий с нитроцеллюлозной и триа- цетатной основой на хрупкость, проведенные в НИКФИ, пока- зывают, что ударная прочность фильмокопий как на нитрооснове, так и на триацетатной основе с повышением температуры сильно падает, для триацетатных фильмокопий это снижение выра- жается в большей степени (табл. 46). Из табл. 46 видно, что ударная прочность фильмокопий при повышении температуры снижается гораздо больше, чем проч- ность основы, т. е. подтверждается значительное влияние тонких слоев, и особенно эмульсионного слоя, на физические свойства фильмокопии. Таблица 46 ИЗМЕНЕНИЕ УДАРНОЙ ПРОЧНОСТИ ТРИАЦЕТАТНЫХ И НИТРОЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ ФИЛЬМОКОПИЙ И ОСНОВЫ ПРИ ИХ НАГРЕВЕ Наименование материала Ударная прочность (в %) при температуре 20° 40° 60° Черно-белые триацетатные фильмо- копии 100 28,0 15,9 Основа тех же фильмокопий (отмы- тая) 100 89,0 89,6 Черно-белые нитроцеллюлозные фильмокопии 100 37,1 23,4 Основа тех же фильмокопий (отмы- тая) 100 86,5 90,1 Кроме того, как уже указывалось выше, тепловые воздействия наряду с релаксационными процессами приводят к увеличению усадки фильмокопий, поэтому необходимо принимать меры, пре- дупреждающие перегрев фильмокопий во время демонстрации на кинопроекторах и при хранении. Механические воздействия. Механические воздействия на фильмокопии приводят к износу перфорационных дорожек и ее поверхностей. Эти воздействия наряду с сокращением срока службы фильмокопии отрицательно сказываются на качестве кинопоказа. Износ поверхности фильмокопии возникает как при прохож- дении фильмокопии через кинопроектор, так и при ее перемотке и выражается в образовании на поверхностях фильмокопий потер- тостей, царапин и полос. 588
Причинами появления повреждений по всей ширине фильмо- копии могут быть неисправности следующих узлов и деталей лентопротяжного механизма кинопроектора: 1) недостаточное трение в тормозном устройстве подающей бобины — фильмокопия разматывается рывками; 2) загрязнение фетра поперечно-направляющего прижимного ролика и повреждение поверхности гладкого барабана стабили- затора скорости; 3) большие петли фильмокопии, касающиеся корпуса или деталей кинопроектора; 4) проскальзывание витков фильмокопии в рулоне вследствие сильного натяжения ее наматывателей; 5) чрезмерный износ некоторых деталей лентопротяжного меха- низма (деталей фильмового канала, поперечно-направляющих роли- ков и др.) может привести к касанию фильмокопии с этими деталями. Причинами царапин и полос вдоль перфорационных дорожек фильмокопии могут быть: 1) износ рабочих поясков направляющих и пламягасящих роликов противопожарного канала; 2) сильный прижим фильмокопии в фильмовом канале; 3) образование нагара на рабочих поверхностях фильмового канала и роликов. Износ перфорационных дорожек выражается в образовании в углах перфораций мелких точечных повреждений; увеличиваясь, они образуют трещины (надсечки) в углах перфораций, которые ведут к разрыву перфорационных дорожек. Надсечки могут быть как по рабочему (нижнему по ходу фильмокопии), так и по нера- бочему краю перфораций. Причинами появления надсечек по рабочему краю перфораций могут являться: 1) большое трение в фильмовом канале, а также в тормозном устройстве подающей бобины; 2) износ зубьев тянущего, скачкового, звукового барабанов и зубьев грейферной гребенки; 3) перекос фильмового канала или скачкового барабана (над- сечки по одной перфорационной дорожке); 4) образование нагара на рабочих поверхностях фильмового канала; 5) рывки при разматывании фильмокопии. Надсечки верхнего по ходу фильмокопии края перфораций (нерабочего края) появляются при чрезмерном ее натяжении наматывателей. Неправильная регулировка деталей и узлов ленто- протяжного механизма кинопроектора и их большой износ при- водят к сверхнормальному износу фильмокопий. На рис. 423 приведены схемы движения фильмокопий в раз- личных кинопроекторах и указаны места возможного возникно- вения повреждений перфораций и поверхности фильмокопий. 589

§ 131. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ФИЛЬМОКОПИЙ Нормальный срок службы 35-.M.W фильмокопий на нитроцеллю- лозной основе согласно инструкции * установлен 600 сеансов для стационарных киноустановок. При работе на стационированных кинопередвижках срок службы установлен 400 сеансов и в пере- движных условиях — 300 сеансов. Срок службы 35-.w.it фильмо- копий на триацетатной основе установлен 480 сеансов при работе на стационаре, 320 сеансов — при работе на стационированных кинопередвижках и 240 сеансов — в передвижных условиях. Срок службы 70-мм фильмокопии установлен 300 сеансов. Для 16-.M.W, фильмокопий срок службы установлен 250 сеансов. Техническое состояние фильмокопий ухудшается с возраста- нием количества киносеансов. Оно оценив повреждений поверхности и перфораций. Как уже указывалось, повреждение по- верхности выражается в появлении царапин, потертостей и полос. Повреждениями перфораций 70- и 35-.м.м фильмокопий являются: мелкая надсечка (МН) — разрыв рабочего края перфорации или прилегающих к нему углов на глубину от 0,1 до 0,35 мм; средняя надсечка (ОН) — разрыв рабо- чего края перфорации или прилегающих к нему углов на глубину свыше 0,35 до 0,8 мм; глубокая надсечка (ГН) — разрыв рабочего края перфораций или прилегающих к нему углов на глубину свыше 0,8 до 1,5 мм; разрыв перфораций (РП) — разрыв рабочего края перфораций или углов на глубину свыше 1,5 мм; стрижка (СТ) — отсутствие (срез) перфорационной дорожки на отдельных участках или сквозные разрывы перемычек между перфорациями; надрезающая полоса (НП) — резко прочерченная линия над- реза вдоль перфорационной дорожки, фонограммы или сюжета, затрагивающая основу фильмокопии. Повреждениями перфораций в 16-лм1 фильмокопиях являются: мелкая надсечка — разрыв рабочего края или прилегающих к нему углов на глубину от 0,1 до 0,35 мм, или межперфорацион- ных участков на глубину 0,75 мм (рис. 424); глубокая надсечка — разрыв рабочего края перфорации или прилегающих к нему углов на глубину от 0,36 до 0,7 мм или меж- перфорационных участков на глубину от 0,76 до 1,5 мм; * Инструкция по установлению технического состояния фильмокопий и определению материальной ответственности киноустановок за получаемые в прокат фильмокопии. Утверждена приказом Государственного комитета Совета Министров СССР ио кинематографии 15 июня 1964 г., № 186. по характеру Рис. 424. Повреждения перфораций и межпер- форационных участков 591
разрыв перфорации — разрыв рабочего края перфорации или углов до края пленки или разрыв межперфорационного участка на глубину более 1,5 мм', стрижка и надрезающая полоса — характер дефектов тот же, что и для 70- и 35-л(.и фильмокопий. Определение технического состояния фильмокопии произво- дится по каждой части в отдельности на основании проверки состояния ее поверхности, перфораций, определения длины части, количества и качества склеек и состояния ракордов. На рис. 425, 426, 427 и 428 приведены начальные и конечные ракорды соответ- ственно 70-лл, 35-жл обычной, 35-льи широкоэкранной и 16-лм4 Рис. 425. Начальный ракорд 70-лш фильмокопии (а) и конечный ракорд 70-л1л* фильмокопии (б) Название фильма № части начало Название фильма №_цасти !□ Начало онно а doiow уеношнд ноир а га ©х
Рис. 426. Начальный ракорд 35-лслс обычной фильмокопии (а)
----Печатная часть. -*----18 кадров— Сюжет---------------------- ----------3,36 м (177 кадров)- ----21 кадр----------------- □ □ □ □ □ □'Щ □□□□□□ ail □□ □' □□□□□□□ □ □ 5 кадров 8 кадров )□□□□□□□ 4 кадра jIIddoi Ц 161 кадр □□□□□□□ □ □□ 4 кадра <Л Защитная часть Печатная часть 0,76 м (40 кадров ) 6 кадров , 4 кадра 1 j±0,2 м йкадров 7 кадров __ 6 кадров । , 4 кадра « □ПП|а □ □ □□□£[□ □ g|p.D □ □□□□□□□'□ tla □□□□ □! ММГ 7 1ьён1нооХс1И1^Мёнч1ГифВинваёёнМИ1^^^МММ □ID _____ Склейка Переходная часть Зарядная часть 128 кадров 13 кадров , 4 кадра 37 кадров______ । 20 кадров । Опознаватель- ная часть 10 кадров Входной конец 6 кадров Защит- ная часть 3 ± 1 м ООО ОРО Гоодрооо/ Начало магнитной фонограммы Начало фотографической фонограммы р □00000000 У о о о о о~о о о d 1о о о о о о о о о! Io 00 о"о doo fSoocI0 О 00 о о о во о ДОР О иииииищщк 1ЯП0Р0 ° п ’P°PO°O°t ООО 00 001 О. >00'£5 ГИПВШцМ ЫЙИЩЖЩ \ oooDOooodbpooooaoocloo°°°o°°CJ°°aaaPa°ui°oaooo°°°ib|aaaa°aaaaa^P°°°0°0^”°°°°rlrlo^P°l°al'|aolao°0°ool'l°°|°°t | «28 кадров 50 кадров Переходная часть 3+1 м 5 кад- ров 7 кадров 6 кадров 8 кадров Защитная часть Выходной конец Опознаватель- I ная часть 4 кадра Второй сигнал 161 кадр 4 кадра Первый сигнал
L_3 Рис. 428. Начальный ракорд 16-jhai фильмокопии (а) и конечный ракорд 16-лш фильмокопии (б) кадров I 4 кадра | 161 кадр _ | 4 кадра
фильмокопий, которые подклеиваются к началу и к концу филь- мокопии . Проверка фильмокопий должна производиться в следующих случаях: а) при поступлении фильмокопий от кинокопировальных фаб- рик в конторы (отделения) по прокату кинофильмов; б) при поступлении фильмокопий на киноустановки; в) при поступлении фильмокопий в конторы (отделения) по прокату кинофильмов от киноустановок или других контор (отде- лений) по прокату кинофильмов; г) после планово-предупредительного и аварийно-восстано- вительного ремонта. Техническое состояние фильмокопий оценивается четырьмя категориями, из них три категории — рабочие. Наилучшей по техническому состоянию фильмокопией является I категория, наихудшей — IV. Фильмокопии, отнесенные к IV категории, снимаются с эксплуатации и при технической возмож- ности их восстановления подлежат реставрации в фильморемонт- ных мастерских. Техническое состояние поверхности основы и эмульсионного слоя оценивается по всей длине сюжетной части. При установлении технического состояния поверхностей дефек- ты в виде потертостей или мелких царапин («дождя») по всей поверхности кадра на участках длиной по 20 м в начале и в конце части 70- и 35-.М.М фильмокопий и на участках длиной по 10 м в начале и в конце части 16-..и.м фильмокопий не учитываются. Техническое состояние перфорации оценивается на основании проверки всех контрольных участков, расположенных на протя- жении всей части через каждые 20 м в 35-м.м фильмокопиях и через каждые 40 м в 16-.мл фильмокопиях. Части 16-.м.м фильмокопий, намотанные на 120-л« бобины, должны иметь не менее трех контрольных участков, расположенных на равных расстояниях по всей длине части. В 35-мм фильмокопиях первый контрольный участок распола- гается на расстоянии 30 м от начала части, а последний — не бли- же 25 м от конца части. В 16-мл фильмокопиях первый контроль- ный участок располагается на расстоянии 15 м от начала части, а последний — не ближе 12 м от конца части. Размер контроль- ного участка для 35- и 16-.мл1 фильмокопий устанавливается в 32 кадра. Посредине контрольного участка кинокопировальными фабриками наносится фотографическая отметка. В 35- и 16-.мл1 фильмокопиях, не имеющих контрольных участков, отмеченных фотографическим способом, конторы (отделения) по прокату кинофильмов определяют контрольный участок отметкой красной краской по перфорационным дорожкам двух средних кадров. Техническое состояние перфораций 70-?,ш фильмокопий оце- нивается на основании проверки всей части. 597
Рис. 429. Стартовые номера и светомаркировочные знаки 35-(а) и 1в-мм (б) фильмокопий
Стартовые номера и светомаркировочные знаки, необходимые для контроля длины фильмокопии для 35- и 16-мм фильмокопий, показаны на рис. 429. Оценка технического состояния каждого контрольного участка 35- и 16-.М.М фильмокопии производится по наивысшему виду дефектов перфорации, имеющихся на данном участке, при усло- вии многократного повторения на всей длине участка. Единич- ные повреждения не учитываются. При установлении категории части могут встретиться три случая: 1) если по техническому состоянию поверхность части и пер- форации должна быть отнесена к одной и той же категории, то часть оценивается по этой категории; 2) если поверхность части изношена сильнее, чем перфорации, то вся часть относится к категории, соответствующей состоянию поверхности; 3) если перфорации части изношены сильнее, чем поверхность, то вся часть относится к категории, соответствующей состоянию перфораций. Каждый сеанс, проведенный на кинопередвижке, приравни- вается к двум сеансам, проведенным на стационаре. При работе на стационированных кинопередвижках принимают коэффи- циент 1,5. Если поверхность части изношена сильнее, чем перфорации, то за износ перфораций до категории износа поверхности киноуста- новка ответственности не несет. Если перфорации части изношены сильнее, чем поверхность, то износ поверхности до категории износа перфораций считается сверхнормальным износом фильмокопии, который учитывается организацией кинопроката без привлечения киноустановки к ма- териальной ответственности. Если часть после демонстрации на последней киноустановке переведена в более низкую категорию, не отработав установлен- ного инструкцией количества сеансов, то при выдаче этой части следующей киноустановке считают, что часть отработала с начала ее эксплуатации количество сеансов, соответствующее полученной категории. Киноустановки несут перед организациями кинопро- ката полную материальную ответственность за все виды повреж- дений, сверхнормальный износ, утерю, уничтожение частей филь- мокопий, получаемых в прокат. Порядок составления актов и опре- деление размеров материальной ответственности киноустановок регулируются инструкцией. В табл. 47 приведены категории технического состояния и сро- ки службы частей 16-, 35- и 70-мм черно-белых и цветных филь- мокопий. 599
Таблица 47 КАТЕГОРИИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И СРОКА СЛУЖБЫ ЧАСТЕЙ 16-, 35- И 70-лл ЧЕРНО-БЕЛЫХ И ЦВЕТНЫХ ФИЛЬМОКОПИЙ •- | Категория части фильмокопии Норма киносеансов до перехода части из одной категории в другую при работе на аппаратуре стационарного типа при рабо- те пере- движной аппарату- ры на ста- ционаре при работе кинопере- движек для Зо-мм фильмокопий на нитрооснове для 35-ми фильмокопий на триацетатной основе для 3 5-ми фильмокопий па триацетатной основе при работе на универ- сальном аппарате для 70-ми фильмокопий для пано- рамных фильмо- копий для 35-мм фильмокопий I на нитрооснове для ЗЬ-мм фильмокопий на триацетатной основе для 35-мм фильмокопий на нитрооснове для 35-ми фильмокопий на триацетатной основе для 13-мм фильмокопий изображение 1 фонограмма До 150 До 120 До 80 До 75 До 100 До 100 До 80 До 75 До 60 До 50 Характеристика технического состояния части поверхностей перфорации 70-, ЗЬ-мм фильмокопий ! 16-мм фильмокопий 1. Отсутствие механичес- ких повреждений 2. Повреждения, незамет- ные па просвет и на экране 3. Повреждения, местами видимые на просвет и на экране, но не снижающие практически качество ки- нопроекции и звуковос- произведения * 1. Отсутствие надсечек 2. Мелкая над- сечка (МН) * ** Отсутствие над- сечек и др.* (^лылокопийР^магнитж^ фонограммой °К°ПИИ’ получаемые от изготовителей (копировальной фабрики, киностудии ** Не распространяется на все фильмокопии, получаемые от изготовителей. Продолжение табл. 4 7 Норма киносеансов до перехода части из одной категории в другую 'ПИИ при работе на аппаратуре стационарного типа при рабо- те пере- движной аппарату- ры на ста- ционаре при работе кинопере- движек : фильмоко для 35-мм фильмокопий на нитрооснове ! юкопий основе для 35-мм фильмокопий на триацетатной основе при работе на универ- сальном аппарате н о £ о для пано- рамных фильмо- копий юкопий юкопий основе для 35-ми фильмокопий па нитрооснове для 35-ми фильмокопий i на триацетатной основе | -юкопий Категория части для 35-ми фильл на триацетатной для 70-.им филы^ изображение фонограмма для 35-ми фильл на нитрооснове для ЗЬ-мм фильа на триацетатной для 16-ми фильа II От 151 ДО 300 От 121 ДО 240 От 81 до 160 От 76 до 150 От 101 до 200 — От 101 до 200 От 81 ДО 160 От 76 ДО 150 От 61 до 120 От 51 ДО 125 III От 301 до 600 От 241 ДО 480 От 161 до 320 От 151 до 300 От 201 ДО 350 700 От 201 ДО 400 От 161 ДО 320 От 151 ДО 300 От 121 до 240 От 126 ДО 250 Характеристика технического состояния части перфорации поверхностей 70-, 35-ми фильмокопий 16-ми фильмокопий Механические поврежде- ния в виде тонких полос и царапин небольшой протяженности (до 25 м), незначительно снижаю- щие качество кинопроек- ции и звуковоспроизве- дения Механические поврежде- ния в виде крупных по- лос и царапин, не затра- гивающие центральной части изображения, фо- нограммы и сюжетно важных объектов Средняя надсеч- ка (СИ) 1. Глубокая надсечка (ГН) 2. Разрыв пер- форации (РП) Мелкая надсеч- ка (МН) 1. Глубокая надсечка (ГН) 2. Разрыв пер- форации (РП) не более одной перфорации и не чаще, чем через 3 м
Продолжение табл. 41 Характеристика технического состояния части перфорации Иипонокчпиф и'и'-д; Я £ 6 сб ? В В oi 2 щ ё? е-1 Н и к S g м g «Во «2 oogtfftsS ла а к л в м i ? ь. а g к ЙЕн а? 2 2 о * See й 5 2 <©р‘й «9' н 2 ® 2- 5 я «и и ® <-? л 2 я 2 “ 52 ь ss*®3 £»& М Ч М О S о HJ S О. Q Q Q, . Дооа«с5 ?О®ЧОЛ®О< .виси? 2 t ч я ч f с ч ggs« ципонокчпиф ww-gg ‘-од Q Я * । g se&ss «gkhssa йпС w у о д ® ла у Si Я S' ни я ж s О< О п» «и н- ЕЙ₽ч л fg 5 b3c=«'-/5e7q 'Wg25Sc’3<1)S 5 и ® 2 2 s В 2 оЛ ч 2 о* s й&й и ё “ ₽ « к р с £* 2сб2®2-Дп?Ечоов1дВЕн S о* я* m м я г 1 Ч ы Ч w 2 Ei .2. VCnaoScirOf^o^SEw С’ояДоо^аз’в'оОй^ЗЕЙл^сс^агЗвя ,«к .СЙИм®р5ВуУЙОВЧйуййД2 СО *4* t[ поверхностей IM11 1 -tlceQJIfl Сб О s fOSCCo S S О 45 ^'зяя^чл2зЭ¥ . к ® * ®иsв| -°-§«й§И5® о в §« S'O &л ч к и К | Kaort>'mM§^s^,oa>g о я * s s .. в ф 5 д’® g й§щ®н^най sggB5 йРИойоеияКкйи^и ЧНВОсбсбсб Я S с« « О Offlcq4«P*!=[s2s^PeSa И Норма киносеансов до перехода части из одной категории в другую при работе кинопере- движек ИипояокчЕИф inr-91 Hiri? эаоноо #онхвхэ'пвис1х вн ЦИПОЯОКЧЕИф WW-gg ВЕД эаонооос!хин вн ципояоичЕиф ww-gg веД о i’S о © 0.2 Е" ft S' л « 5 « ° s о-в й 9«$ я й £ § В * § в ге л эаоноо цонхвхэДвийх вн ципояокчдиф mr-gg ееД' эаонооойхин вн ципояокчЕиф ivw-gg вед .те к эксплуатации i при работе на аппаратуре стационарного типа 1— для пано- рамных I фильмо- копий виквадоноф аинажвйдоеи ципояокчдиф ww-OL вей эхвйвцпв КОНЧЕНО -(ЗэаинА. вн эхорвс! ийп эаоноо ^onxBxohBHdx вн ципояокчЕиф ww-gg НЕД Непригодна эаоноо ионхвхэ'пвийх вн ЦИПОЯОКЧЕИф irw-gg ВЕЙ эаоноообхин вн ЦИПОЯОКЧЕИф И’И'-gg ВЕЙ иипояокчггиф ихэвь BudojaiBH >
§ 132. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ФИЛЬМОКОПИЙ НА КИНОУСТАНОВКАХ Приемка фильмокопий. При приемке фильмокопий киноус- тановки проверяют сохранность пломб на ящиках, состояние тары, качество упаковки и соответствие поступивших фильмокопий сопроводительным документам. В зимнее время прибывшие короб- ки с фильмокопиями нельзя вскрывать в теплом помещении, во избежание образования на фильмокопиях конденсационной влаги. Вскрывать коробки можно через 50—60 мин. Определение технического состояния фильмокопии, качества склеек и ракордов производится при перематывании каждой части. Во избежание излишних перемоток, которые портят поверх- ность фильмокопий, все части фильмокопий, поступающие на ки- ноустановку, должны быть намотаны началом внутрь рулона, а эмульсией наружу. Медленно перематывая каждую часть фильмокопии на бобину концом внутрь, проверяют техническое состояние фильмокопии: внимательно осматривают ее поверхность и перфорации, прове- ряют качество и количество склеек (и если это количество больше указанного в техническом паспорте, проверяют метраж части), ракорды и их защитные концы, сверяют фактическое состояние фильмокопии с данными технического паспорта с учетом отра- ботанных фильмокопией сеансов. Если есть расхождения между записями в техническом пас- порте и фактическим состоянием фильмокопии, до начала демон- страции фильмокопии составляют акт в трех экземплярах, из которых первый экземпляр немедленно заказным письмом пере- сылают кинопрокатной организации, от которой получена филь- мокопия, второй — районной киносети, а третий остается на кино- установке. Демонстрировать фильмокопию без предварительной ее про- верки категорически запрещается. Эксплуатация фильмокопий. Перематывание частей фильмокопий производится при помощи перематывателей — мота- лок. Перемотка должна производиться спокойно, без рывков и рез- ких торможений, с равномерной скоростью не свыше 100 м/мин. Нельзя выравнивать намотанные рулоны путем вколачивания выступающих витков, разматывать вручную для увеличения внутреннего отверстия, вытягивать конец рулона для уплотне- ния его. Все операции с фильмокопией (перемотку, ремонт, зарядку) необходимо производить чистыми руками, не прикасаясь к поверх- ности фильмокопии, а придерживая ее за края. Нужно следить, чтобы на фильмокопию не попали песок, пыль, грязь, масло. Нужно иметь в виду, что при замене изношенных деталей лен- топротяжного механизма кинопроектора новыми их следует обка- тать, пропуская кольцо фильма в течение 30—40 мин. После 603
обкатки деталей, а также через каждые 100 час работы лентопро- тяжный механизм кинопроектора проверяется контрольным коль- цом фильма. После 200-кратного пропуска кольца на поверхно- сти его и на перфорационных дорожках при визуальном осмотре не должно быть обнаружено повреждений. Во избежание чрезмерной усадки фильмокопии должны хра- ниться при определенных термогигрометрических условиях. Нор- мальными термогигрометрическими условиями для хранения Рис. 430. Фильмостат секцио- нированный черно-белых фильмокопий считаются: температура 15—20° С и относительная влажность воздуха 55—65%. Согласно Правилам технической эксплуатации в прокат допускаются фильмокопии с усадкой, не превышаю- щей 1 %. Для уменьшения усадки и в целях пожарной безопасности в условиях ста- ционарных киноустановок фильмокопии необходимо хранить в фильмостатах. Фильмостат представляет собой шкаф из листового железа с двойными стенками, между которыми в некоторых конструк- циях прокладывается асбест. Фильмо- статы бывают с вертикальным и гори- зонтальным расположением полок, на которых хранятся слабо намотанные части фильмокопии. Фильмостат имеет устройство для увлажнения фильмокопий в процессе их хранения. На рис. 430 показан фильмостат с вертикальным расположе- нием секций. Внизу видна выдвижная часть фильмостата в виде плоского ящика, куда для увлажнения закладывается войлок или другой аналогичный материал, пропитанный увлажняющей жид- костью, которая, испаряясь, увлажняет фильмокопию. Увлажнение фильмокопии частично восстанавливает ее эла- стичность, уменьшает усадку, что увеличивает срок ее службы. Слабо намотанную фильмокопию достаточно выдержать в филь- мостате 12 час, чтобы она полностью увлажнилась. Выдерживать свыше этого срока не рекомендуется, так как более высокая влажность воздуха может привести к слипанию витков фильмо- копии или к чрезмерному размягчению желатинового слоя. Дли- тельное увлажнение цветных фильмокопий вызывает, кроме того, обесцвечивание красителей. Понизить влажность воздуха можно влагопоглощающими солями, например хлористым натрием. Для измерения температуры и определения относительной влажности воздуха применяют прибор, называемый психрометром. Фильмостаты нужно устанавливать в перемоточных не ближе 0,5 м от приборов отопления и предохранять от непосредствен- 604
Рис. 431. Частевая коробка с перфорирован- ным диском ного воздействия солнечных лучей. При транспортировке, при работе на кинопередвижках увлажнение можно производить в частевых коробках с перфорированными дисками (рис. 431). Между дном и перфорированным диском закладывается сукно или войлок, смоченные увлаж- няющим составом. В табл. 48 приведены рецепты увлажняющих жид- костей. Рецепт № 1— уни- версальный, пригоден для увлажнения фильмокопий на различных основах пленки, а рецепты № 2, 3 и 4 — для увлажнения фильмокопий на нитроцеллюлозной основе. I составов, в порядке исключения может быть использован водный раствор поваренной соли. При этом следует иметь в виду, что при длительном хранении фильмокопий из насыщенного раствора выделяется соль, оседающая на стенках фильмостата, и на металле появляется коррозия. Таблица 48 РЕЦЕПТЫ УВЛАЖНЯЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ нет указанных увлажняющих Усадку фильмокопии и шаг перфораций можно определить универсальной линейкой УЛШ-1 (рис. 432). Одна сторона линейки предназначена для измерения 35-, а другая 16-.и.м фильмокопий. При измерении следует пленку перфорациями надеть на по- движный 4 и неподвижный 5 зубья линейки. Подвижная 1 шкала при этом установится в положение, соответствующее шагу и усад- ке перфорации. Совпавшие штрихи шкал 1 и 2 покажут усадку в процентах. Фактический шаг перфорации в миллиметрах опре- деляется по шкале 3, против совпавших штрихов. На корпусе линейки нанесены две риски 6. Если края перфорационного отверстия помещаются между рисками, не касаясь их, усадка фильмокопии меньше 1 %. 605
Величину усадки фильма можно приблизительно определить обычной линейкой, имеющей миллиметровую шкалу. Для этого Рис. 432. Универсальная линейка УЛШ-1 на ровную поверхность кладут конец испытываемой фильмоко- пии. Затем накладывают линейку длиной не менее 500 мм и изме- ряют расстояние между ста перфорациями с точностью до 0,5 мм. При этом нужно пом- нить, что если измерение де- лается, например, от левого края 1-го отверстия, то отсчет следует производить до лево- го края 101-го отверстия. Таким образом с помощью линейки определяется длина ста шагов перфорации. Если 35-.ч.и фильмокопия не имеет усадки, то это расстояние рав- но: 4,75 мм X 100 = 475 мм. При усадке полученная вели- чина всегда меньше 475 мм. Разделив этот результат на 100, получим величину шага Рис. 433. Дефектоскоп ПКП-2 перфорации. Для определения вида повреждения перфораций служат ^дефектоскоп ПКП-2 и спе- циальная лупа. Дефектоскоп показан на рис. 433, а его оптическая схема — на рис. 434. 606
Дефектоскоп состоит из источника света 1, оптической системы с контрольной сеткой 2. Внутри корпуса 3 дефектоскопа находится трансформатор для питания лампы накаливания 1. Оптическая система состоит из конденсора 4, укрепленного в оправе, которая ввинчивается в столик 5 дефектоскопа, призмы 6, объектива 7Г плоского зеркала 8 и линзы 9. Конденсор обеспечивает равномер- ное освещение проверяемого участка перфорационной дорожки фильмокопии. Объектив 7 дает увеличенное изображение перфорации фильма в плоскости контрольной сетки 2, представляющей собой матовое Рис. 434. Оптическая схема дефектоскопа стекло, на которое нанесены в увеличенном виде контуры перфо-х раций и границы различных видов повреждения перфораций. На рис. 435 показана контрольная сетка дефектоскопа. Для определения вида повреждения перфорации исследуемый участок фильмокопии вводят в щель столика дефектоскопа и пере- мещают до совпадения изображения перфорации с контурами перфорации на контрольной сетке, после чего определяют сте- пень повреждения перфорации. Если дефект перфорации на 35-Л1.Ч фильмокопии не переходит линию с обозначением «0,35»,— это мелкая надсечка, средняя надсечка не должна переходить линию «0,8», глубокая — линию «1,5». Разрыв перфорации заходит за линию «1,5» и может дохо- дить до края фильмокопии. Виды повреждения на 16-л«л« фильмокопии определяются по линиям с обозначением «МН» и «ГН». 607
Виды повреждений перфораций можно также определить контрольной лупой, устройство которой показано на рис. 436. Рис. 436. Контрольная лупа выключается. Наматыватель педаль служит для торможе В корпусе 1 контрольной лупы укреплен окуляр 2 с 10-кратным увеличением и сетка »?, имеющая контуры перфорации 35- и 16-.w,u фильмокопий, как и у дефекто- скопа. Для определения степени по- вреждения перфорации проверяе- мый участок перфорационной до- рожки фильмокопии вводят в щель 4 корпуса лупы до упора и передвигают до совпадения перфо- раций фильмокопии с контурами перфорации сетки. Ремонт фильмокопий на киноустановках. В процессе эксплуатации на киноустановке устраняются следующие дефекты фильмокопий:склейка в случае об- рыва, исправление склеек, стриж- ка, подклейка перфораций, ра- кордов и концовок. Состояние поверхности фильмо- копии, перфорационных дорожек, склеек и ракордов должно каждый раз проверяться при перемотке частей на перематывающем уст- ройстве или фильмопроверочном столе. Фильмопроверочный стол СФ-6 предназначен для проверки и пе- ремотки 35- и 16-мм фильмокопий. Вращение наматывателя произво- дится электродвигателем. Вариатор обеспечивает плавное изменение числа оборотов вала наматывателя в пределах от 50 до 700 об/мин. При нажиме на правую педаль скорость возрастает. При снятии ноги с педали последняя с по- мощью пружины возвращается в исходное положение, при этом электродвигатель автоматически имеет также ручной привод. Левая ия левого диска с рулоном. 608
На столе вмонтирована металлическая линейка и лампы верх- него и нижнего освещения. На рис. 437 приведена кинематическая схема фильмопроверочного стола СФ-6. Рис. 437. Кинематическая схема фильмопроверочного стола СФ-6 Рис. 438. Разрыв пер- фораций и ее стрижка форационной дорожки в ме- стах стрижки перфораций Поврежденные ракорды и защитные концовки должны исправ- ляться или заменяться новыми. В местах разрывов перфораций должны быть сделаны стрижки с закруглением острых краев (рис. 438); при разрыве ряда перфораций делается подклей- ка пленки с цельными перфорациями (рис. 439). Процесс подклей- ки состоит в следующем: из кинопленки со смытой эмульсией, 1 /2 39 Кинопроекционная тех-ка 609
отступив 2 мм от края перфорации, с припуском с каждой сторо- ны по одной перфорации, вырезают отрезок перфорационной дорожки и наклеивают на поврежденный участок с глянцевой стороны. Универсальный клей для склеивания фильмокопий на нитро- целлюлозной, триацетатной и ацетатной основах содержит: этиленхлоргидрида .................... 75 г ацетона ........................... 25 г коллоксилина .......................... 1г В табл. 49 приведены составы клея для фильмокопий на раз- личных основах. При склейке оборвавшейся фильмокопии концы ровно обре- зают. С одного конца удаляют эмульсию и наносят тонкий слой киноклея, растворяющего основу. Таким образом подготовленные концы накладывают один на другой и зажимают в прессе. При склеивании фильмокопии, отпечатанной на триацетатной основе, необходимо зачищать оба конца. При склеивании широкоэкранных, широкоформатных и 16-.и.и фильмокопий с магнитными фонограммами в местах зачистки тща- тельно удаляют ферромагнитные дорожки. При аварийном ремонте фильмокопий в условиях эксплуата- ции, а также для объединения частей фильмокопий на киноуста- новках допускаются склейки прозрачной липкой лентой. При помощи этой ленты можно усиливать склейки, произведенные внахлест в фильмокопиях с магнитными фонограммами. Очень удобно применять прозрачную липкую ленту при склеи- вании панорамных фильмокопий. При этом места обрыва не обре- зают, а стыкуют, так как незначительная вырезка в одной из трех лент фильмокопии приводит к нарушению синхронности. При использовании липкой ленты склеиваемые концы соеди- няют в стык без зачистки и на них с двух сторон накладывают липкую ленту. При этом допускается как наклейка двух отдель- ных полосок липкой ленты, так и загибание концов одной полоски липкой ленты на другую сторону фильмокопии. После склейки липкой лентой специальным перфоратором (а если перфоратора нет,— ножницами) в ленте восстанавливают заклеенную перфорацию. Склейки клеем 70-, 35-, 16- и 8-мм фильмокопий должны соот- ветствовать рис. 440 и отвечать следующим требованиям: а) в месте склеек концы фильмокопии должны плотно приле- гать друг к другу по всей площади склейки; б) не иметь следов пальцев, пятен клея, коробления, пу- зырей; в) кромки наложенных друг на друга перфораций должны точ- но совпадать; Примечание. В рецепты № 1, 2 и 3 на триацетатной основе добавляются 1 2 s отмытой триацетатной 610 39*
4,75+0,05 1 IM Г I- h t □ □□□□faaaap 2±0,1 Несовпадение контуров перфораций 7,62±O,O5 Несовпадение контуров перфораций не более 0,05 мм з 6 Рис. 440. Склейки фильмокопий клеем и прозрачной липкой лентой: 1 — склейка 70-мм фильмокопии клеем; 2 — склейка фильмокопии >липкой лентой; 3 — склейка 35-jh.m фильмокопии клеем; 4 — склейка 35-лг.м фильмокопии липкой лентой; 5 — склейка 16-лии фильмокопии клеем; 6 — склейка 16-лии фильмо- копии липкой лентой; 7 — склейка 8-мм фильмокопии клеем; 8 — склейка 8-мм фильмокопии липкой лентой.
г) края склеиваемых отрезков фильмокопий должны распола- гаться на одной прямой. Величина несовпадения краев фильмо- копии не должна превышать 0,05 мм; д) склейка должна разделять два цельных кадра; е) не должно быть видно просвета в склейке от чрезмерной зачистки. Склейки липкой лентой 70-, 35-, 16- и 8-мм фильмокопий долж- ны соответствовать рис. 440 и отвечать следующим требованиям: а) липкая лента должна быть наклеена на фильмокопию без морщин и складок; Рис. 441. Настольный склеенный полуавтомат 35-НСПА-1 б) несовпадение краев пробитых в липкой ленте перфораций по отношению к краям перфораций склеиваемой фильмокопии должно быть не более 0,05 мм; в) величина образующихся у краев фильмокопий ступенек в местах перегиба липкой ленты должна быть не более 0,05 мм. Лучшей является склейка, выполненная на специальном прес- се. На рис. 441 приведен склеенный пресс-полуавтомат 35-НСПА настольного типа, с помощью которого осуществляется обрезка концов, зачистка (вручную) и склейка 35-.ч.ч фильмокопий. На литом основании 1 шарнирно укреплены левый 2 и правый 3 прижимы и кронштейн 4 нижнего ножа 5. Прижимы 2 и 3 могут находиться в открытом (для закладки концов фильма и удаления киноленты после склейки) и закрытом (рабочем) положениях. Правый прижим 3 и кронштейн 4 нижнего ножа могут открываться (откидываться) раздельно или вместе, для чего правый прижим 613
Рис. 442. Операции по склейке 35-л<л< фильмокопии на полуавтомате 3 5-НСПА-1: 1 — правый прижим; 2 — левый прижим; 3 — нижний правый нож; 4 — нижний ле- вый нож снабжен защелкой 6, соединяющей его с выступом на крон- штейне нижнего ножа. В свою очередь, кронштейн 4 в нижнем положении удерживается запором 7, который своим зубом зацепляется за штифт, запрес- сованный в основании пресса. Вблизи режущих кромок в ноже 8 имеются отверстия, че- рез которые проходят штиф- ты 9, служащие для фиксации и направления фильмокопии при склейке. Обрезка концов киноленты, а также зажим их во время склейки производятся ножами 10 и 11, соответственно укреп- ленными на левом 2 и правом 3 прижимах, и ножами 8 и <5, укрепленными на основании 1 и кронштейне 4. Порядок выполнения опе- раций по склейке на прессе показан на рис. 442, причем в позиции F производится за- чистка конца фильма от эмуль- сии специальным скребком и на зачищенный конец наносит- ся киноклей. В позиции VI правый прижим быстро опу- скается, и происходит обрезка выступающих концов фильмо- копии и опрессовка склейки. В настольных склеенных прессах-полуавтоматах для 35-.И.И фильмокопий 35-НСПА-2 благодаря изменению конст- рукции защелок прижимов сильно сжимаются места склей- ки и ускоряется процесс склеивания. Пресс снабжен двумя скреб- ками: один скребок с черной полосой — для черно-белых фильмо- копий, другой с красной полосой — для цветных. Для склеивания широкоэкранных фильмокопий, имеющих квадратные перфорации, применяются те же прессы, но в них изменяют форму зубьев. Для склейки 16-.М.М фильмокопий пользуются специальным склеенным прессом 16-ПСП-6 (рис. 443), где 1 — средний прижим; 2 — левый и правый прижимы; 3 — нож для обрезки; 4 — направ- ляющие штифты; <5 — фиксирующие зубья; 6 — штифты крепления ножа зачистки; 7 — нож для зачистки фильмокопии. 614
Склейку 16-.u.w фильмокопии на прессе производят в следую- щем порядке (рис. 444): нажимом на кнопку открывают средний прижим, затем откры- вают левый и правый прижимы; укладывают левый конец фильмокопии эмульсионной стороной вверх так, чтобы он перекрыл окно для резки и перфорации Рис. 443. Пресс 16-ПСП-6 для склейки 16-ЛЛ1 фильмокопий Рис. 444. Последовательность операций склейки на прессе 16-ПСП-6 наделись на два правых зуба пресса; поверх левого конца кладут правый конец эмульсионной стороной вниз, закрыв правый при- жим, обрезают концы фильмокопии ножом 3 (см. рис. 443); открыв правый прижим и удалив правый конец киноленты, закрывают прижим; скребком производят зачистку выступаю- щего конца до удаления эмульсии; 615
открыв правый прижим и переложив левый конец киноленты на левые зубья таким образом, чтобы зачистка приходилась про- тив среднего прижима, закрывают левый прижим; затем, уложив правый конец киноленты обрезанным краем на зачищенное место левого конца, а перфорациями на правые зубья, закрывают правый прижим, зачищенное место смазывают клеем; быстро закрывают средний прижим так, чтобы он защелк- нулся. Склейку выдерживают около минуты, после чего, открыв все прижимы, снимают склеенную пленку. Обрезку и зачистку можно Рис. 445. Машинка для зачистки и обрез- ки пленки МЗП-2 производить специальной ма- шинкой МЗП-2 (рис. 445). В настоящее время заводами киноаппаратуры выпущены прессы для склейки 35- и 70-лсм фильмокопий с вмонтированной машинкой для зачистки пленки. Пресс 35-ПСП-М состоит из машинки для обрезки и зачистки концов киноленты и пресса для склейки, смонтированных на об- щем основании. Этот пресс предназначен для склейки 35-.и,м маг- нитных, а также обычных фильмокопий (рис. 446). Рис. 446. Склеенный пресс 35-ПСП-М Пресс состоит из основания 1, на котором укреплены крон- штейн 2 с сектором 3 и пластина 4 с фиксирующими зубцами, направляющими и прижимами 5 и 6. Прижимы 5 служат для при- держивания фильмокопии во время склейки, а прижим 6 •— для спрессовывания места склейки. На секторе закреплены специальный скребок 7, предназна- ченный для зачистки склеиваемого конца, и нож 8 для обрезки пленки. На основании устанавливается флакон с клеем 9, снаб- женный кисточкой, укрепленной в пробке. На кронштейне 2 616
имеется фиксатор 10 для придерживания сектора в верхнем поло- жении. Склейку 35-Л1М фильмокопии на этом прессе производят в сле- дующем порядке: а) конец фильмокопии укладывают перфорацией на штифт 11 эмульсионным слоем кверху так, чтобы межкадровая полоса лежала на планке 12; Рис. 447. Пресс для склейки 70-лыи фильмокопий 70-ПСН-1 Рис. 448. Ручная склейка 35-Л1Л1 фильмо- копии: а — обрезка; б — готовая склейка Рис. 449. Зачистка при помощи липейки б) левой рукой опускают лапку 13 на фильмокопию, прижав ее к основанию пресса. Правой рукой при помощи ручки, повора- чивая сектор до упора в фиксатор 10, производят зачистку и об- резку конца фильмокопии; в) второй склеиваемый конец фильмокопии укладывают эмуль- сионным слоем книзу так, чтобы межкадровая полоса лежала на планке 12, и производят зачистку и обрезку так же, как и в предыдущем случае; г) открывают прижимы 5, нажимая на кнопку 14 и откинув средний прижим 6; д) укладывают левый конец фильмокопии на пластину пер- форациями на зубцы так, чтобы зачищенный конец фильмокопии приходился против среднего прижима, после чего закрывают левый прижим; 40 Кинопроекционная тех-ка 617
е) укладывают правый конец обрезанным краем на зачищен- ную полосу левого конца, надев перфорациями на зубцы пласти- ны; закрывают правый прижим; ж) смазывают киноклеем зачищенную полоску одним мазком кисточки и закрывают средний прижим; з) выдерживают склейку под прижимом около 1 мин, откры- вают все прижимы и снимают склеенный участок фильмокопии. Склеенный пресс 70-ПСП-1 (рис. 447) предназначен для обрез- ки, зачистки и склейки широкоформатных фильмокопий; устрой- ство этого пресса и порядок склейки аналогичны прессу 35-ПСП-М. При отсутствии склеенных прессов склейки могут выполняться вручную. Склеиваемые концы обрезаются ножницами. На одном конце линия обреза должна проходить посредине межкадрового штриха, а на другом — посредине перфорации (рис. 448). Для того чтобы ширина склейки была в соответствии с ГОСТом, за- чистку выполняют по линейке (рис. 449). При ручной склейке основная трудность заключается в быстром наложении подготовленных к склейке концов один на другой так, чтобы края перфораций точно совпали. При эксплуатации фильмокопии подвергаются большим нагруз- кам, поэтому в местах склейки они должны выдерживать раз- рывную нагрузку, указанную в табл. 50. Таблица 50 РАЗРЫВНАЯ НАГРУЗКА В МЕСТАХ СКЛЕЙКИ Нагрузка, кг склейка склейка лип- клеем кой лентой Ширина филь- мокопии, мм 70 40 30 35 20 15 16 10 7 8 5 2,5
Глава XXXV. ПРОФИЛАКТИЧЕСКАЯ И РЕСТАВРАЦИОННАЯ ОБРАБОТКИ ФИЛЬМОКОПИЙ Вследствие многократной демонстрации и длительного хране- ния физико-механические свойства фильмокопий ухудшаются, возникают повреждения перфорационных перемычек, поверхность фильма загрязняется, образуются царапины и потертости как с эмульсионной стороны, так и со стороны основы, сильно сни- жающие качество кинопроекции. § 133. ПРОФИЛАКТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ФИЛЬМОКОПИЙ Под профилактической обработкой понимают такую допол- нительную обработку фильмокопий, которая производится с целью уменьшения износа перфорационных дорожек и повышения изно- соустойчивости поверхности в процессе эксплуатации. К профилактической обработке относятся дубление эмульсион- ного слоя, нанесение лакового покрытия на него, а также пара- финирование. Дубление эмулъсгюнного слоя заключается в том, что в нем под действием жидких или парообразных дубителей проис- ходят структурные изменения желатины, повышающие ее твер- дость и температуру плавления, а следовательно, сопротивляе- мость механическим повреждениям. Вместе с тем дубление эмульсионного слоя может заметно снизить эластичность фильмокопии, особенно при пользовании парообразными дубителями, когда происходит задубливание всей толщины слоя. Поэтому практическое применение получили жид- кие дубители, обеспечивающие задубливание лишь поверхност- ного слоя желатины. Задубливание в растворах может быть выполнено двумя спо- собами: 1) погружением в дубящий состав в баках проявочной маши- ны, совмещая дубление с фотохимической обработкой фильма; 2) аппликационным способом — набрасыванием дубящего соста- ва на эмульсионную поверхность фильма роликом, вращающимся в ванне с дубящим составом. 40* 619
В качестве дубящих веществ применяются различные составы, в которых обязательно присутствуют формалин и хромовые квасцы. Защитное лаковое покрытие позволяет предохранить поверхность эмульсионного слоя от повреждений (профилактика) и устранить имеющиеся поверхностные повреждения (рестав- рация). После нанесения защитного покрытия на фильмокопию, имею- щую повреждения поверхности, соответствующие IV категории, царапины заливаются лаком и не просматриваются на экране. В качестве основного защитного покрытия применяется к я ли- повый лак следующего состава: Казеин............................. 50 е Метасиликат натрия (кремневокислый натрий)............. 8 г Вода дистиллированная ............ 950 г При нанесении указанного лака аппликационным способом получается покрытие толщиной 3—5 мк. Парафинирование фильмокопии предотвращает обра- зование нагара в фильмовом канале и на деталях лентопротяж- ного механизма кинопроектора, замедляет испарение влаги из эмульсионного слоя и, следовательно, способствует более дли- тельному сохранению физико-механических свойств фильмокопии. Оно заключается в нанесении тонкого слоя смазочного веще- ства, химически неактивного в отношении эмульсии и обладаю- щего сравнительно высокой температурой плавления. Смазочное вещество может наноситься на всю поверхность фильмокопий или только на перфорационные дорожки. Чаще применяется парафи- нирование лишь перфорационных дорожек. Смазочное вещество в виде раствора наносится аппликатором на эмульсионную поверхность фильмокопии. В состав смазочного вещества входят: Воск карнаубский (температура плавления 75—85°С) ... 10 г Парафин твердый (температура плавления 54—60°С) .... 10 г Четыреххлористый углерод ........................1000 с-«3 Толщину наносимого слоя можно регулировать, меняя кон- центрацию раствора. § 134. РЕСТАВРАЦИЯ ФИЛЬМОКОПИЙ В процессе эксплуатации на фильмокопии оседают грязь, волокнистые частицы. Чрезмерная смазка лентопротяжного меха- низма кинопроектора приводит к замасливанию фильмокопий, а это «способствует еще большему прилипанию к ней грязи во время перемотки и кинопроекции. Неровная поверхность желатинового 620
слоя и электризация основы также способствуют накоплению на фильмокопии загрязнений. Сильное загрязнение и замасливание фильмокопий сопровож- даются появлением поверхностных повреждений, поэтому фильмо- копии подвергаются планово-предупредительному ремонту (ППР) на фильмореставрационных машинах независимо от их техниче- ского состояния в следующие сроки от начала эксплуатаци или последнего ППР: 100 сеансов — по цветным копиям и 150 сеан- сов — по черно-белым копиям на 35-Л1Л1 пленке; 50 сеансов — по цветным копиям и 75 сеансов — по черно -белым копиям на 16-Л1Л1 пленке. В случамл. аварийна! и лйврЩиДйнИЯ ОТДЕЛЬНЫХ Частей ИЛИ фильмокопии в целом производится аварийно-восстановительпый ремонт (АВР) вне очереди. При отсутствии одной или нескольких частей, а также заглав- ных надписей, начальных и конечных ракордов, надписей «Конец» производится допечатка на кинокопировальных фабриках или в конторах по прокату фильмов, имеющих соответствующее обо- рудование. На реставрационную обработку не могут поступать фильмоко- пии или отдельные части, имеющие: а) глубокую надсечку на всем протяжении части и систематиче- ские частые стрижки; б) надрезающие полосы, глубоко задевающие основу; в) полосы или следы зубьев барабанов по изображению, види- мые при проекции на экран; г) полосы или следы зубьев барабанов по фонограмме, внося- щие искажения при звуковоспроизведении; д) сползшую или слипшуюся эмульсию. Технология реставрации фильмокопий на реставрационных машинах может быть представлена следующей схемой: а) очистка; б) подсушка; в) набухание эмульсионного слоя; г) промывка; д) полировка; е) лакировка; ж) сушка; з) матирование (глянцевание); и) досушка. Очистка поверхностей фильмокопии является одной из важ- нейших операций при реставрации. От тщательности ее выпол- нения зависит качество реставрации фильмокопии в целом. Очистке подвергаются обе поверхности фильма. Она может быть сухой и мокрой. Сухая очистка применяется при сильном загрязнении фильмокопий, особенно концов частей, и производит- ся металлическими щетками и барабанами, покрытыми бархатом 621
или замшей. К ее недостаткам необходимо отнести возможность образования царапин (особенно при использовании металлических щеток) на поверхностях фильма. При мокрой очистке используются составы, растворяющие жиры, которые затем вместе с загрязнением удаляются замшевыми барабанами, вращающимися в сторону, противоположную движе- нию фильмокопии. Одновременно с растворением жиров проис- ходит набухание фотослоя и при последующей быстрой сушке — затягивание царапин. Восстановлению поверхности способствует также полировка эмульсионного слоя посредством замшевой щетки или барабана, снимающего верхний слой эмульсии в набух- шем состоянии. В качестве растворителей жиров рекомендуются следующие составы: а) водные растворы синтетических моющих средств типа ОП (ОП-6, ОП-7 и ОП-10) при концентрации не выше 0,01%; б) 0,01%-ный раствор мыльной стружки; в) 0,01%-ный раствор моющего препарата «Новость»; г) 3%-ный раствор тиомочевины; д) четыреххлористый углерод в смеси с бензином или толуолом в отношении 7 : 3 или лучше 1 : 1 (при наличии отсасывающей вентиляции). Кратковременная сушка осуществляется нагретым до 35—60° С воздухом. Степень нагрева воздуха определяется рядом факто- ров: различной задубленностью фотослоя, различной гигроскопич- ностью основы, вида и формата фильма и т. д. Матирование и глянцевание фильмокопии имеют целью сгла- дить царапины со стороны основы. Для этого основа слегка рас- творяется и фильмокопия накатывается на матовый (если круп- ные царапины) или глянцевый (если мелкие царапины) стек- лянный (или металлический) диск, который купается в ванне, наполненной растворителем основы. В зависимости от глубины царапин матирование может быть произведено несколько раз. Для придания поверхности глянцевитости после матирования рекомендуется ее глянцевать. В качестве растворителей основы применяются следующие составы (табл. 51). Реставрационная обработка основы фильмокопий с магнитной фонограммой ведется по обычной технологической схеме при усло- вии использования в узле реставрации основы специальных про- филированных дисков, обеспечивающих обработку только той части основы, которая занята изображением, не затрагивая участ- ки, занятые магнитным^ дорожками. Выполнение вышеперечисленных реставрационных операций осуществляется в условиях фильмопрокатных контор, оборудо- ванных малогабаритными машинами 71 П-1, 72П-1, «Рига-63», ДФРМ и УРМ. 622
Таблица 51 СОСТАВЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ РАСТВОРЕНИЯ ОСНОВ ФИЛЬМОКОПИЙ ПРИ МАТИРОВАНИИ И ГЛЯНЦЕВАНИИ Вид основы Вид обработки Компоненты Примечание Нитроцел- Матирование Ацетон—90—80% В зависимости от люлозная Глянцевание Амилацетат — 10-20% Ацетон—90% Спирт этиловый— 10% скорости машины и температуры воздуха в поме- щении Триацетат- Матирование и а) Ацетон —90—80% ная глянцевание Спирт этиловый— 10-20% б) Метиленхлорид и его смесь с эти- ловым или мети- ловым спиртом Ацетатная Матирование и глянцевание Ацетон На машинах указанных типов производится: а) удаление всевозможных жировых загрязнений; б) устранение повреждений с поверхности фотослоя; в) удаление загрязнений с основы фильмового материала; г) устранение повреждений с поверхности основы. Кроме того, в машинах 71П-1 и 72П-1 может предварительно проводиться сухая двусторонняя очистка сильно загрязненных концов фильмокопий от механических загрязнений. Все реставрационные машины позволяют проводить как общую двустороннюю реставрацию поверхностей фильмокопий, так и раз- дельную пооперационную обработку с использованием только отдельных узлов, например обработку поврежденного эмульсион- ного слоя новых фильмокопий, имеющих аварийные повреждения его, но не требующих обработки основы, и наоборот. Машины построены с использованием аппликаторного метода обработки фильмокопий. Они различаются последовательностью технологических операций: в машинах типа УРМ сначала обраба- тывается основа, а затем эмульсионный слой; в машинах 71П-1, 72П-1, «Рига-63» и ДФРМ принята обратная последовательность операций обработки. Кроме того, машины различаются наличием сухой очистки, использованием стеклянных или металлических дисков, степенью автоматизации, наличием фрикционной или зубчатой транспор- тировки фильма, одинарным или дублированным двусторонним 623
лентопротяжным механизмом, емкостью сушильного шкафа и мето- дом сушки. Несмотря на такие различия, каждая машина, выпускаемая оте- чественной промышленностью, обеспечивает весь комплекс рестав- рационно-профилактических обработок разнотипных фильмокопий. На рис. 450 показана схема зарядки машины 72П-1 при обра- ботке загрязненных фильмокопий с поврежденной основой и эмульсионным слоем. С подающего рулона 1 фильм, скрепленный 2 1S 19 1 35 36 з Отделение обработки эмульсии В отделение обработки основы Намотка <-'мотка 34 32 33 Отделение набухания Отделение сухой чистки Отделение обра- ботки основы Отделение досушки основы 23 26 1 28 27 Рис. 450. Схема зарядки фильмокопией лентопротяжного тракта реставрационной машины 72П-1 /Сушильный / шкаф Из оушиль- 24 ного шкафа 25 80 На нам от-1 ну с ракордом, через блокировочный ролик 2 и направляющие роли- ки 3 поступает на ведущий ролик 4 и далее через ролики 5 на вра- щающиеся металлические щетки 6, где подвергается двусторонней сухой очистке. Обогнув ролики 7 и 8, фильм поступает на аппли- каторные диски 9 и 10, а затем через натяжной ролик 11 попадает на аппликаторные диски 12 и 13 и далее поступает на транспорти- рующий барабан 14‘, обогнув его через ролики 15, 16 и 17, попа- дает в отделение набухания желатинового слоя. Пройдя все ролики отделения набухания и обогнув ролик 18, фильм попадает в сушильный шкаф, проходит по всем роликам эмульсией наружу, за исключением последнего нижнего, т. е. в петле между верхним и последним нижним роликом фильм переворачивается, огибает последний нижний ролик эмульсией внутрь и через ведущий ролик 19 и направляющие 20 и 21 попа- 624
дает в отделение обработки основы. Обогнув ролик 22, фильм проходит через аппликатор 23 (где происходит очистка его от жировых загрязнений), блокировочный ролик 24 и полирующий диск 25. Затем, огибая ролик 26, фильм поступает на стеклянный диск 27, к поверхности которого прижимается роликом 28. После матирования (глянцевания) фильм, пройдя по роликам 29 и 30, поступает в отделение досушки на ролик 31, транспор- тирующий барабан 32 и далее, следуя по роликам 33, 34, 35 и 36, поступает на наматыватель 37. Как уже указывалось, машины позволяют осуществлять раз- дельно каждую операцию, исключая те или иные узлы. Например, Рис. 451. Схема зарядки фильмокопией лентопротяжного механизма реставрационных машин «Рига-63» и ДФРМ если исключить узел сухой чистки, необходимо фильм с нижнего- ролика 5 направить на верхний ролик 7. Действуя аналогичными путями, можно раздельно использовать любой узел машины. Поступающие на реставрационно-профилактическую обработку фильмокопии имеют значительные различия не только в характе- ре и степени их загрязнения и повреждения, но и существенно раз- личаются по свойствам желатиновых слоев (температура плавле- ния слоя, скорость и величина набухания, толщина эмульсионного слоя и пр.), характеру фотографического изображения (черно- белое, цветное), материалам основы (нитроцеллюлозная, ацетатная и триацетатная). Поэтому в машине предусмотрены разные ско- рости, выбор которых определяется техническим состоянием, видом и свойствами поступающих на обработку фильмокопий. Для позитивных пленок производительность машины — 300, 600 и 1200 м/час. Нормальная работа машины обеспечивается при температуре воздуха внутри помещения от -|-10 до —1-35° С и относительной влажности не более 85%. 625
На рис. 451 приведена схема движения фильма в машинах «Рига-63» и ДФРМ. Фильм с подающего рулона скрепляется с ракордом и через ролики 1 и 2 (ролик 2 установлен на подвижном рычаге) посту- пает на аппликатор 3 мокрой очистки эмульсионного слоя. Затем фильм, огибая направляющие ролики 4, поступает на ведущий ролик 5 и, обогнув ролик 6, поступает на первый аппликаторный диск 7 зоны набухания эмульсионного слоя и далее, огибая ролик 8, сидящий на подвижном рычаге, направляется на второй аппликаторный диск 9 зоны набухания эмульсионного слоя. Из этой зоны фильм через направляющие ролики 10 и 11 попа- дает в сушильное отделение, из которого поступает на диск 12 мокрой очистки основы, предварительно пройдя поворотный ролик 13. Далее фильм через ролики 14, 15 и 16 направляется на аппликаторный диск 17 реставрации основы и прижимается резиновыми роликами к его поверхности, смоченной ацетоном. После матирования (глянцевания) фильм, пройдя ролики 18 и 19, поступает в зону сушки. Из зоны сушки фильм попадает на ведущий ролик 20 и затем на наматыватель 21, предварительно пройдя поворотный ролик 22. В ванне I находится четыреххлористый углерод или спирт для очистки эмульсионной стороны; в ваннах II и III — подогре- тый мыльный раствор для обработки эмульсионной стороны; в ванне IV — четыреххлористый углерод или спирт (подается капельницей) для очистки глянцевой стороны; в ванне V — ацетон для глянцевания или матирования. Машины позволяют осуществлять раздельно и совместно сле- дующие операции: 1) реставрационную обработку только эмульсионного слоя; 2) реставрационную обработку только основы; 3) мокрую двустороннюю очистку фильмокопий. Машины позволяют реставрировать 16- и 35-лм фильмокопии; их производительность — 750 и 1250 м!ча.с.
ЛИТЕРАТУРА Андерег Г. Ф., Б арбанел ь С, Р., К а ч у р и н И. К., Техника широкоэкранных кинотеатров, «Искусство», 1961. Андерег Г. Ф., Регулировка кинопроекционной и звуковоспроизво- дящей аппаратуры, «Искусство», 1963. Барбанель С. Р., Провор но в С. М., Соломоник А. В., Кинопроекционная и звукозаписывающая аппаратура, «Искусство», 1964. Барбанель С. Р., Перцев С. М., Рабочая книга киноремонтного мастера, «Искусство», 1962. Бенедиктов А. А., Звуковая часть кинопроектора, «Искусство», 1962. Болоховский А. М., Каральник А. Н., Кинопроекторы для 16-миллиметровых фильмов, «Искусство», 1964. Волосов Д. С., Ц и в к и н М. В., Теория и расчет светооптических систем проекционных приборов, «Искусство», 1960. Голдовский Е. М., Проблемы кинопроекции, «Искусство», 1955. Голдовский Е. М., Проблемы панорамного и широкоэкранного кине- матографа, «Искусство», 1958. Голдовский Е. М., Основы кинотехники, «Искусство», 1965. Закурдаев Л. В., ,Кинопленки, их характеристики и обработка, «Искусство», 1964. И в а п о в Б. Т., Стереокинотехника, «Искусство», 1956. И о ф и с Е. А., Кинопленки и их обработка, «Искусство», 1964. И р с к и й Г. Л., Техника показа кинофильмов, «Искусство», 1957. И рек ий Г. Л., Светотехника кинопроекции, «Искусство», 1961. Коноплев Б. Н., Производство кинофильмов, «Искусство», 1962. Либензон Л. В., Практика демонстрации фильма, «Искусство», 1962. Мелик-Степанян А. М., Проворной С. М., Детали и механиз- мы киноаппаратуры, «Искусство», 1959. У ш а г и н а В. И., Кинопроекция, «Искусство», 1960. Фридман И. М., Эксплуатация фильмокопий, «Искусство», 1959. Ш м ы р е в В. И., Кинофильмы и кинопроекционная аппаратура, «Искус- ство», 1964.
ОГЛАВЛЕНИЕ От авторов ............................................................................ 3 ЧАСТЬ 1. ОСНОВЫ КИНОТЕХНИКИ Глава I. Глаз и основные свойства зрения................................................. 7 § 1. Устройство глаза........................................................... 7 § 2. Основные свойства зрения................................................... 9 Глава II. Основные этапы развития кинотехники........................................... 22 § 3. Природа кинематографических явлений....................................... 22 § 4. Возникновение кинематографа............................................... 24 Глава III. Кинопленка и фильмокопия..................................................... 27 § 5. Строение и виды кинопленок................................................ 27 § 6. Назначение отдельных слоев и технология изготовле- ния кинопленки ...................................... 28 § 7. Физические свойства кинопленки и фильмокопии . . 32 § 8. Фотографические свойства кинопленки....................................... 36 § 9. Технические характеристики кинопленок и фильмо- копий ......................................................................... 40 Глава IV. Киносъемка и кинопроекция................................................. 51 § 10. Киносъемка..................................................... 51 § 11. Фотографическая обработка кинопленки. 55 § 12. Копирование ................................................. 57 § 13. Кинопроекция................................................. 61 Глава V. Основы записи и воспроизведения звука...................................... 65 § 14. Фотографический метод звукопередачи ..................................... 65 § 15. Магнитный метод звукопередачи............................................ 75 § 16. Технология изготовления звукового фильма .... 83 Г а в а VI. Цветное кино................................................................ 89 § 17. Способы смешения цветов.................................................. 89 § 18. Методы цветной кинематографии............................................ 91 Глава VII. Широкоэкранное, панорамное и широкоформатное кино 100 § 19. Системы широкоэкранной, широкоформатной и пано- рамной кинематографии............................... 101 § 20. Принцип стереофонии ................................................... 107 Глава VIII. Стереоскопическое кино ................................................. НО § 21. Способы киносъемки стереоскопических фильмов . . 111 § 22. Способы разделения (сепарации) сопряженных изобра- жений стереокадра ............................ ИЗ Глава IX. Дневное кино............................................................. 120 § 23. Способы дневной кинопроекции........................................... 121 ЧАСТЬ 2. ОСВЕТИТЕЛЬНО-ПРОЕКЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ Глава X. Основы теории оптических систем........................................... 127 § 24. Основные понятия и законы геометрической оптики 127 628
§ 25. Сферическое зеркало. Понятие о параксиальной оптике 130 § 26. Эллипсоидный отражатель ......................... 133 § 27. Линзы............................................ 133 § 28. Понятия об аберрациях оптических систем.......... 137 § 29. Центрированная оптическая система, исправленная в отношении аберраций.................................. 143 § 30. Основные понятия об ограничении пучков лучей в оп- тических системах.................................... 149 § 31. Цилиндрические линзы и анаморфоты............... 152 Глава XI. Источники света для кинопроекции..................... 156 § 32. Классификация источников света для кинопроекции и требования, предъявляемые к ним.................... 156 § 33. Электрические лампы накаливания ................. 157 § 34. Электрические угольные дуги...................... 163 § 35. Газоразрядные ксеноновые лампы сверхвысокого дав- ления (ОВД) ......................................... 175 § 36. Сопоставление применяемых источников света и новые источники света для кинопроекции .................... 179 Глава XII. Осветительно-проекционные системы кинопроекторов 181 § 37. Принципы построения осветительно-проекционных систем...................................... 181 § 38. Осветительные оптические системы........... 184 § 39. Теплофильтры .................................... 192 § 40. Кинопроекционные объективы................. 194 § 41. Объективы-анаморфоты для широкоэкранной кинопро- екции ............................................... 203 § 42. Полезный световой поток кинопроектора...... 207 § 43. Потери света в оптических системах......... 208 § 44. Световой баланс осветительно-проекционной системы 213 Глава XIII. Киноэкраны......................................... 217 § 45. Назначение, классификация и светотехнические харак- теристики киноэкранов ............................... 217 § 46. Современные типы светоотражающих киноэкранов и их характеристики....................................... 222 § 47. Светопропускающие киноэкраны и их характеристики 227 § 48. Выбор типа и размеров киноэкрана и определение тре- буемой величины полезного светового потока кинопро- ектора .............................................. 228 ЧАСТЬ 3 ТИПОВЫЕ ДЕТАЛИ И УЗЛЫ ЛЕНТОПРОТЯЖНОГО И ПРИВОДНОГО МЕХАНИЗМОВ КИНОПРОЕКТОРА Глава XIV. Зубчатые барабаны................................... 233 § 49. Назначение зубчатого барабана.................... 233 § 50. Основные элементы зубчатого барабана............. 234 § 51. Классификация зубчатых барабанов................. 237 § 52. Выбор шага барабана............................ 238 § 53. Профиль зуба барабана............................ 241 § 54. Устройство зубчатых барабанов и способы их креп- ления ............................................... 245 § 55. Понятие об износе зубьев барабанов............... 247 Глава XV. Устройства для направления фильма................ 249 § 56. Ролики, щитки и фильмосниматели.................. 249 § 57. Бобины ......................................... 257 Глава XVI. Требования, предъявляемые к механизмам прерывисто- го движения................................................... 263 629
Глава XVII. Мальтийские механизмы............................. 270 § 58. Принцип работы мальтийского механизма.......... 270 § 59. Основные параметры мальтийского механизма . . . 272 § 60. Кинематические характеристики фильма, продвигаемо- го мальтийским механизмом с нормальным углом входа 274 § 61. Динамическая характеристика фильма, продвигаемо- го мальтийским механизмом с нормальным углом входа 277 § 62. Световой коэффициент мальтийского механизма . . . 282 § 63. Выбор числа лопастей мальтийского креста для кино- проекции ............................................. 284 § 64. Точность продвижения фильма мальтийским механиз- мом .................................................. 284 § 65. Конструктивно-эксплуатационные показатели маль- тийского механизма.................................... 285 Глава XVIII. Грейферные механизмы............................. 288 § 66. Принцип работы рамочно-кулачковых грейферных ме- ханизмов ............................................. 288 § 67. Шаг грейферной гребенки........................ 290 § 68. Профиль и размеры плоского кулачка............. 291 § 69. Кинематические характеристики фильма, продвигае- мого грейферным механизмом с поступательно движу- щейся рамкой ......................................... 293 § 70. Динамическая характеристика фильма, продвигаемого грейферным механизмом с поступательно движущейся рамкой................................................ 295 § 71. Световой коэффициент грейферного механизма с посту- пательно движущейся рамкой............................ 297 § 72. Точность продвижения фильма грейферным меха- низмом ............................................... 297 § 73. Конструктивно-эксплуатационные показатели грейфер- ного механизма........................................ 298 § 74. Технические показатели грейферного механизма с ка- чающейся рамкой....................................... 299 § 75. Кривошипные грейферные механизмы............... 300 Глава XIX. Механизмы прерывистого движения с ускорителями 301 § 76. Кулисно-мальтийские механизмы ................. 301 § 77. Кулисно-грейферные механизмы................... 304 Глава XX. Фильмовые каналы................................ 306 Глава XXI. Наматывателн кинофильма и тормозные устройства подающих бобин................................................ 314 § 78. Назначение и типы наматывателей................ 314 § 79. Основные показатели наматывателей.............. 315 § 80. Наматыватели с фрикционами сухого трения с постоян- ным вращающим моментом (I типа)....................... 317 § 81. Наматыватели с фрикционом сухого трения с перемен- ным вращающим моментом (II типа)...................... 320 § 82. Комбинированные наматыватели типа I-IIA........ 323 § 83. Тормозные устройства подающих бобин............ 326 Глава XXII. Приводные механизмы и системы смазки.............. 330 § 84. Электродвигатели............................... 330 § 85. Зубчатые зацепления............................ 331 § 86. Муфты......................................... 334 § 87. Подшипники..................................... 335 § 88. Схемы приводных механизмов кинопроекторов . . . 337 § 89. Смазка приводных механизмов.................... 339 630
Глава XXIII. Обтюраторы......................................... 345 § 90. Типы обтюраторов ................................. 345 § 91. Дисковый обтюратор ............................... 346 § 92. Конический обтюратор ............................. 350 § 93. Цилиндрический обтюратор.......................... 352 § 94. Установка и регулировка обтюраторов............... 354 Глава XXIV. Вспомогательные устройства кинопроекционной ап- паратуры .............................................. 356 § 95. Механизмы для совмещения кадра с кадровым окном 356 § 96. Теплозащитные устройства ........................ 363 § 97. Противопожарные устройства........................ 368 ЧАСТЬ 4. ЗВУКОВОСПРОИЗВОДЯЩАЯ ЧАСТЬ КИНОПРОЕКТОРА Глава XXV. Чтение фотографических и магнитных фонограмм 379 Глава XXVI. Стабилизаторы скорости кинофильма .................. 383 § 98. Искажения звука при воспроизведении неравномерно движущейся фонограммы.............................. 383 § 99. Причины, вызывающие колебания скорости фоно- граммы ............................................ 384 § 100. Технические показатели стабилизатора скорости . . 390 § 101. Упругие свойства кинофильма................. 393 § 102. Стабилизатор скорости типа маховик — петля . . . 394 § 103. Вращающийся стабилизатор скорости........... 397 § 104. Двухзвенный стабилизатор скорости........... 401 § 105. Блокирующие и трехзвенные стабилизаторы скорости 405 § 106. Комбинированные стабилизаторы скорости...... 414 § 107. Контроль работы стабилизатора скорости...... 419 Глава XXVII. Светооптические системы для воспроизведения зву- ка с фотографической фонограммы (читающие системы) . . 420 § 108. Требования, предъявляемые к читающим светоопти- ческим системам......................................... 420 § 109. Основные типы читающих систем.................... 422 § НО. Регулировка читающих систем ..................... 430 Глава XXVIII. Читающие системы магнитной фонограммы . . . 433 § 111. Устройства для чтения магнитных фонограмм и требо- вания, предъявляемые к ним......................... 433 § 112. Регулирование читающих магнитных головок .... 435 ЧАСТЬ 5. ПРОМЫШЛЕННАЯ КИНОПРОЕКЦИОННО- ЗВУКОВОСПРОИЗВОДЯЩАЯ АППАРАТУРА Глава XXIX. Технические характеристики различных типов кино- проекционной аппаратуры .................................... 443 § 113. Классификация кинопроекционной аппаратуры . . . 443 § 114. Стандарты на кинопроекционную аппаратуру . . . 447 Глава XXX. Стационарная кинопроекционная аппаратура для 35-.м.и кинофильмов..................................................... 448 § 115. Кинопроектор КПТ-2 ............................ 448 § 116. Кинопроектор КПТ-3 .................. 471 § 117. Кинопроектор СКП-33 .................. 476 § 118. Кинопроектор 35-СК-1 («Колос») .................. 479 § 119. Кинопроекторы 35-СКПШ-1 и 35-СКПШ-2.............. 490 § 120. Кинопроектор «Меоптон IV-С» (ЧССР)............... 497 § 121. Универсальные стационарные кинопроекторы КП15-А и КПЗО-А........................................... 505 § 122. Кинопроекторы для демонстрации 35- и.и панорамных и кругорамных кинофильмов.......................... 519 631
§ 123. Кинопроекторы для демонстрации стереоскопических кинофильмов......................................................... 526 Глава XXXI. Передвижная кинопроекционная аппаратура для 35-.мл* кинофильмов.......................... 530 § 124. Кинопроекционные устройства КН-12 и КН-11 . . . 530 § 125. Кинопроекционные устройства КН-14 и КН-13 . . . 549 Глава XXXII. Кинопроекционная аппаратура для 16-л«л« кино- фильмов ................................................ ... 552. § 126. Кинопроектор ПП-16-4 ...................................... 552 § 127. Кинопроектор ПУ-16-2........................... 567 § 128. Кинопроектор 16-КПЗЛ-З ......................... 572 § 129. Стационарный кинопроектор КПС-16-2.............. 574 Глава XXXIII. Кинопроекционная аппаратура для 8-л«л« кино- фильмов ..................................................... 578 ЧАСТЬ 6. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕСТАВРАЦИЯ ФИЛЬМОКОПИЙ Глава XXXIV. Эксплуатация фильмокопий........................... 587 § 130. Факторы, вызывающие износ фильмокопий .... 587 § 131. Определение технического состояния фильмокопий 591 § 132. Эксплуатация фильмокопий на киноустановках . . 603 Глава XXXV. Профилактическая и реставрационная обработка фильмокопий........................................... 619 § 133. Профилактическая обработка фильмокопий..... 619 § 134. Реставрация фильмокопий.................... 620 Литература................................................. 627 -Симон Рафаилович Барбанель, Соломон Рафаилович Барбанель, Илья Кон- стантинович Качурин, Николай Михайлович Королев, Арон Вульфович Цивкин КИНОПРОЕКЦИОННАЯ ТЕХНИКА М., «Искусство», 1966, 636 стр., индекс 778 Редактор Л. О. Эйсымонт. Художник-оформитель В. В. Локшин. Художественный редактор В. Г. Ежков. Корректоры А. И. Басов, Н. Н. Прокофьева, Г. И. Сопова и 3. П. Соколова А13823. Подп. в печ. 13 IV 1966. Бумага бОХЭО/ie. Бум. л. 19,75. Физ. п. л. 39,5. Уел. п. л. 39,5. Уч.-изд. л. 35,56. Тираж 25 000 экз. Изд. № 16423. Заказ 1306. Цена 1 р. 42 к. Издательство «Искусство», Москва, И-51, Цветной бульвар, 25. Московская типография № 16 Главполиграфпрома Комитета по печати при Совете Министров СССР. Москва, Трехпрудный пер. 9. 632