Расчет основных оптических, метрических

И технологических параметров репродукционного фотоаппарата

Соотношения между размерами изображения и расстояния­ми. К свойствам оптического изображения, связанным с техно­логией фотографической съемки, относятся размеры изображе­ния, глубина резкости, а также средняя освещенность поля изо­бражения. От перечисленных факторов зависят выбор расстоя­ний от объектива до оригинала, требования к точности наводки на резкость, выбор диафрагмы и продолжительность экспози­ции.

При проектировании и эксплуатации репродукционных фото­аппаратов основными параметрами являются длина оптических отрезков, габариты аппарата при правильном выборе объективов, исходя из их кроющей способности, т. е. оптимального круга резкого изображения.

Оптическими отрезками являются расстояния (см. рис. 4.3):

а — от передней главной плоскости объектива до оригинала; а' — от задней главной плоскости объектива до светочувстви­тельной поверхности; z=a —/ — от оригинала до переднего глав­ного фокуса; z'=a' — f — от светочувствительной поверхности до заднего главного фокуса; Ь — между главными плоскостями объектива (для объективов серии РФ b = 0,013f); L — полный оптический габарит репродукционного фотоаппарата.

Чтобы правильно рассчитать оптические отрезки, необходи­мо учитывать, что на пути светового пучка находятся плоско­параллельные стеклянные пластины — стекла оригиналодержа-телей, растры или компенсаторы растров, светофильтры, которые удлиняют оптические отрезки на величину

Д7=Т^=^- -0,337, (4.9)

п

где Т — толщина плоскопараллельной пластины; п — коэффици­ент преломления оптического стекла, равный ~ 1,5.

Так как масштаб съемки V равен отношению линейных раз-

меров изображения к линейным размерам оригинала —— или

^2у

отношению ——, то, используя основную формулу линзы---- Ь

А а

-j— =--------- _f расстояние от передней главной плоскости до ори-

гинала можно выразить через масштаб съемки и фокусное рас­стояние:

* = /(

1 4 —) или * = -£- (4.10)

V } V

и соответственно

я' = /(1 + V) или г' = /К; (4.11)

«=-^- и д'=-^-. (4.12)

a'—f a—f

Тогда габаритные размеры аппарата будут равны

L=a+a' + Ь+ 2ДГ=/[2 + У + —)+& + 0,332 А 7\ (4.13)

В приведенный расчет следует внести поправку на факти­ческое фокусное расстояние объектива, так как по действующим техническим условиям, вследствие некоторой неточности шлифо­вания линз, допускаются отклонения от номинального фокусного расстояния в пределах ±2%. Таким образом, оптические отрез­ки и полные габаритные размеры можно подсчитать по форму­лам:

flmm-0,98/(1 Ч-тЦ; (4.14)

<W = l,02/(l -f —^—1 + 0,332, Д7,; (4.15)

aim = 0,98/(V_m,„+1); (4.16)

am,x = l,02/(V^,_in„+l) +0,332, AT/. (4.17)

И соответственно

Lmax = 1,02/(2 + V_m„+ — — )+ b+ 0,33 (2_X AT_t 4- 2.₂ AT') для

V™*>-r?—. (4.18)

Наименьшее значение L_min будет иметь при У=1,
т. е. L_min = 0,98-4/ = 3,92/. ' (4.19)

Диагональ поля изображения D_U3 объектива, а следователь­но, и диагональ максимального размера изображения в зависи­те

мости от фокусного расстояния и масштаба съемки определяют­ся по формуле (см. рис. 4.4):

Aw=2tgco7<y+l), «20)

где со' — половина углового поля в пространстве изображений. Диаметр поля оригинала D_op, а следовательно, и диагональ максимального размера оригинала в зависимости от фокусного расстояния объектива и масштаба съемки определяются па фор­муле (см. рис. 4.4):

D_op = 2tg©/(l+X), (4.21)

где со — половина углового поля в пространстве предметов.

Масштаб съемки накладывает определенные ограничения на максимально допустимый для данного репродукционного объек­тива размер негатива. Дополнительные ограничения имеет и репродукционный фотоаппарат — длина его станины, растяже­ние камеры и размер матового стекла. Технологические возмож­ности фотоаппарата можно расширить, если применять для раз­ных масштабов съемки объективы с разными фокусными рас­стояниями.

Технологические возможности репродукционного фотоаппа­рата. Для эффективной эксплуатации фотоаппарата наиболее полно должны использоваться форматы фотографируемых ориги­налов и получаемых изображений. Предельные значения этих форматов зависят от размеров оригиналодержателей, кассет и растров, а также от масштаба съемки. Использовать одновре­менно максимальные форматы по матовому стеклу и оригинало-держателю можно только при одном так называемом граничном масштабе съемки V_rp.

^Угр^~^7, (4.22)

*Л)рд

где Z)_M._C и Дэрд — максимальные диагонали соответственно стек­ла (D_K — кассеты) и оригиналодержателя).

При всех остальных значениях масштабов используется не вся площадь кассеты или оригиналодержателя, поскольку диаго­нали оригинала D_op и получаемого изображения £>_из, связанные зависимостью V=D_K3/D_op, не могут быть больше диагоналей оригиналодержателя (или диапозитивной приставки) и кассеты (или диагонали растра), т. е. должно удовлетворяться условие

Д_из<О_к=О_м._с и О_ор<О_орд.

В случае использования нескольких объектов они монтиру­ются в дисках или на каретках, перемещаемых системой механи-

ческого привода, управляемого с пульта, обычно размещаемого в зоне неподвижной части аппарата. С этого же пульта выпол­няется и диафрагмирование.

В интервале масштабов от наименьшего до граничного, т. е. при V_mln^V<V_Ti» используется не вся площадь кассеты (мато­вого стекла) и

D_m=D_op.V, (4.23)

в интервале масштабов Кгр<1^/^К_тах используется не вся пло­щадь оригиналодержателя, так как

Выбор объектива для заданного диапазона масштабов, раз­меров оригиналодержателя и матового стекла осуществляют по уравнению (4.20), определяющему кроющую способность объек­тива, для значения V=V_rp. При решении этой задачи очень удобно пользоваться номограммами кроющей способности объ­ективов (по Л. И. Боглаеву), рассчитанными по уравнению (4.20) (рис. 4.7). Пунктирными линиями показано, какие размеры поля покрывают объективы с различными фокусными расстояниями. Сплошные ломаные линии показывают, какие диагонали изобра­жения можно получить на конкретных аппаратах, имеющих со­ответствующие форматы матового стекла (указаны справа) и оригиналодержателя. Горизонтальные участки соответствуют

УСЛОВИЮ Vrp<l^/<Vmax, ^a НаКЛОННЫе V_min<V<Vrp.

В ряде случаев фотоаппараты комплектуются двумя или даже тремя объективами, что позволяет использовать каждый из них наиболее рационально для соответствующих групп съемок и значительно сократить размеры фотоаппаратов, а следователь­но, и их массу.

Для примера произведем выбор объектива для фотоаппара­та типа РВД-40. Изменение диагонали изображения для данного случая характеризуется линией 3 (рис. 4.7). По номограмме видно, что любой объектив с фокусным расстоянием f>450 мм имеетдостаточную кроющую способность в требуемом диапазоне масштабов съемки. Однако использование даже объектива с / = 450 мм в диапазоне масштабов 1/=0,2—0,4 существенно уве­личивает габариты фотоаппарата, и поэтому для расширения технологических возможностей фотоаппарата РВД-40 его ком­плектуют вторым объективом с /=360 мм, который работает в диапазоне масштабов К=0,33—0,45. Аналогично производится выбор объективов и для любых других условий съемки.

Так как реальные технологические возможности объективов отличаются от теоретических, то при эксплуатации очень удоб-

но иметь технолограммы, которые позволяли бы легко опреде­лять целесообразность применения того или иного объектива или фотоаппарата для заданных условий съемки.

Для построения диаграммы технологических возможностей аппаратов (технолограммы) используем систему прямоугольных координат. Отложим на оси абсцисс (рис. 4.8) размеры фото-

0,10,20,30,40,50,60,70,80,911,11,21,31,41,51,61,71,81,9 2 м (масштаб) Примечание, кроющая способность объектива рассчитана для 2и) = 45?

Рис. 4.7. Зависимость размера поля изображения и поля ори­гинала от масштаба съемки

графируемых оригиналов, а на оси ординат размеры получаемых изображений. Размеры оригиналов и изображений удобно харак­теризовать не двумя величинами (размерами сторон), а одной величиной — размером диагонали либо половины диагонали. При этом половина диагонали предпочтительнее, так как она пока­зывает расстояние от оптической оси до наиболее удаленных то­чек на оригинале I и на изображении V. Между размерами сто­рон и половиной диагонали существует зависимость:

 

400х50(Г

I g /ориг;,мМ 8»

Поскольку отношение изображений к размерам оригиналов является масштабом, то каждая точка в принятой системе коор­динат характеризует определенный масштаб съемки. Поэтому по полю диаграммы можно нанести наклонные прямые, опреде­ляющие масштаб съемки V. Положение этих наклонных прямых определяется отношением:

V ==-£-.

т 1,5

350 Н

ЗООН

/,изобр.,А

Рис. 4.8. Номограмма кроющей способности объективов

Технологические возможности репродукционных фотоаппа­ратов могут быть ограничены следующими основными факто­рами:

наибольшими размерами фотографируемых оригиналов, ко­торые не могут превышать размер оригиналодержателя (при съемках в отраженном свете) и размеров диапозитивной при­ставки (при съемках в проходящем свете);

наибольшими размерами изображений, зависящими от раз­меров кассеты;

диапазоном масштабов съемки, который зависит от габа­ритных размеров фотоаппарата и фокусных расстояний исполь­зуемых объективов.

Кроме того, размеры растровых изображений могут ограни­чиваться размерами растров. В репродукционных фотоаппаратах различных моделей могут существовать и другие ограничиваю­щие факторы (например, размеры адаптеров, приставок и т. д.).

В качестве примера рассмотрим построение диаграммы тех­нологических возможностей репродукционного вертикального двухкомнатного фотоаппарата РВД-40 (рис. 4.8). Аппарат обо­рудован оригиналодержателем 600X750 мм, поэтому диагональ фотографируемых оригиналов не должна превышать 960 мм и соответственно /max = 480 мм. На диаграмме это показано прямой CDE. Размер диапозитивной приставки — 400X500, и поэтому для прозрачных оригиналов /_тах_п =320 мм, что на диаграмме показано прямой ABC. Минимальные размеры оригиналов, кото­рые можно фотографировать на аппарате, ничем не ограничены. Размеры изображений, получаемых на аппарате, ограничены размером вакуумной плиты форматом 400x500 мм. Поэтому /тах=320 мм, чему соответствует прямая ABC. Минимальные размеры изображений не ограничены, однако наименьший фор­мат светочувствительного материала, который может быть за­креплен на вакуумной плите, равен 130x180 мм. На диаграмме это показано пунктирной прямой KLM. На фотоаппарате РВД-40 установлены два объектива: один с фокусным расстоянием /=360 мм работает при масштабах съемки от 0,33 (прямая ОМЕ) до 0,45 (прямая 0PD)_y другой с /=450 мм работает при масштабе съемки от 0,45 (прямая 0PD) до масштаба 1,5 (прямая ОКА).

Контур 0ACE0 включает в себя все технологические возмож­ности фотоаппарата РВД-40. Диаграмма показывает, что, напри­мер, оригиналы размером 180x240 мм не могут быть увеличены на аппарате до размера 300X400 мм и т. д.

Пользуясь этими диаграммами, можно для каждого масшта­ба съемки определить возможные диагонали изображения в пре­делах очерченного сплошной линией поля.

В современных репродукционных фотоаппаратах для расши­рения диапазона масштабов съемки при наименьших оптических габаритах применяют два, три и более объективов, каждый из которых оптимален для определенного интервала масштабов «съемки.

 

4.3. Основные конструктивные элементы репродукционных фотоаппаратов

Фоторепродукционный аппарат состоит из следующих основ­ных частей: станины 2 (рис. 4.9, а), оригиналодержателя 1, стойки объектива 3, соединенной с коробкой матового стекла 5 при помощи меха 4. Оригиналодержатель и коробка матового стекла, как правило, размещаются на подвижных каретках. В от­дельных типах фотоаппаратов стойки объектива также размеща­ются на подвижной каретке. Кроме того, в состав репродукцион­ного аппарата входят осветители, устройства для наводки на резкость и комплектующее оборудование: объективы, зеркала, призмы, растры, светофильтры и т. п.

Рис. 4.9. Схема горизонтального аппарата:

а — расчетная схема нагрузок; бив — варианты поперечных сечений

станин; £ = 540 мм, В, = 200 мм; 6=6 мм; /i=190 мм. Л, =--170 мм

Станина служит опорой для всех неподвижных и перемеща­ющихся устройств аппарата. Большое влияние на качество съем­ки оказывает прямолинейность направляющих станин. Жест­кость станин оценивается по величине прогиба в середине между опорами под действием массы подвижных частей. Прогиб стани­ны под действием массы узлов, перемещаемых по станине, не должен превышать 0,2 мм на 1000 мм длины. Допускается не­прямолинейность направляющих в вертикальных фотоаппара­тах — не более 0,2 мм, горизонтальных — не более 0,3 мм на 1000 мм длины. Расчетная схема показана на рис. 4.9, а, где массы оригиналодержателя и стойки принимаются за сосредото­ченную нагрузку, равную их сумме и приложенную в середине (при У=1 оригиналодержатель близок к середине). На рис. 4.9,6 и в приведены два варианта станин репродукционных фо­тоаппаратов.

При расчете будем рассматривать штатив как балку, уста­новленную на двух опорах, по которой перемещаются подвижные части аппарата: оригиналодержатель, стойка объектива или ко­робка матового стекла.

Длина станины L_c приблизительно может быть определена по уравнению

L_c =/(2 + Vmin +^7ⁱ—) +^С> <⁴-²⁵>

где С — вылет каретки оригиналодержателя; / — фокусное рас­стояние объектива; V — масштаб съемки.

Схема нагрузок принимается в соответствии с рис. 4.9, а_г где Р\ — масса станины; Р₂ — масса коробки матового стекла вместе с кареткой; Р₃ — масса стойки объектива с кареткой; Ра — масса оригиналодержателя с кареткой и осветителями; А и Б — расстояния от края станины до опор; 1\ — расстояние от края станины до длины действия силы Pi;

/i = 0,5I_c;

h — расстояние от опоры А до длины действия силы Р₂ при неподвижной коробке матового стекла

/₂ = Л—0,56,

где ft — ширина коробки.

При неподвижной стойке объектива

/₂~/₈ — [/(У + 1) —0,5ft] при /(V + l) —0,5ft</₃ и /_а=[/(у + 1) —0,561 -/₃ при /(V + l) —0,5ft >/,.

 

При неподвижном оригиналодержателе

/2 — /4—

/ \²+У +-р-1-0,561 при

и L =

/(²-Ь^ ₊ ^)-0,56</₄ /(2 4-V ' J-)_. 0.5ft j при /(2+V + -jU —0,56>/₄.

Расстояние /₃ от опоры 4 по линии действия силы Р₃ опре­деляется:

при неподвижной коробке матового стекла или неподвижной «стойке объектива

при неподвижном оригиналодержателе

Расстояние /₄ от опоры А по линии действия силы Р₄ опреде­ляется по следующим формулам:

при неподвижной стойке объектива

V

при неподвижном оригиналодержателе

)-*

Vn

v,

/4=/(2 +

min

при неподвижной коробке матового стекла

После определения всех расчетных величин необходимо определить реакции опор Л и В для трех случаев: при съемке для максимального масштаба, при съемке в масштабе 1: 1 и при съемке для минимального масштаба.

Далее по известным формулам курса «Сопротивление мате­риалов» станина рассчитывается на жесткость и определяется предельная деформация ее при наиболее неблагоприятной на­грузке.

Оригиналодержатель в репродукционном фотоаппарате слу­жит для закрепления в нем фотографического оригинала. Ориги-налодержатели подразделяются на две основные группы: с меха­ническим и пневматическим прижимом оригинала.

Оригиналодержатель репродукционных фотоаппаратов обо­рудован зеркальным стеклом и устройством для закрепления оригиналов. Как правило, они имеют также диапозитивную при­ставку для фотографирования прозрачных оригиналов.

Плоскостность оригинала достигается созданием вакуума между стеклом и резиновым ковриком, имеющим уплотнитель-ные бортики. Для оригиналодержателей используют высококаче­ственные полированные стекла без оптических дефектов, макси­мально прозрачные и прочные, что обеспечивает хорошее разравнивание оригиналов и не искажает их оптических харак­теристик.

Оригиналодержатели размещаются на специальных карет­ках, которые перемещаются по направляющим станины от соот­ветствующего привода. Как правило, это перемещение обеспечи­вается ходовым винтом, который через систему промежуточных передач получает вращение от электродвигателя.

Исходными данными для расчета привода оригиналодержа-теля служит рациональная скорость перемещения оригинало-держателя (v = 20 мм/с) с учетом удобства обслуживания фото­аппарата при наводке на резкость и обеспечения высокой произ­водительности, а также оптимального числа оборотов ходового винта, исключающего его вибрации под действием инерционных нагрузок и неточности изготовления (п_в. опт^ЮО об/мин). Про­филь резьбы ходового винта принимается трапецеидальным, для обеспечения самоторможения винт однозаходный.

Мощность электродвигателя N₉, необходимая для перемеще­ния оригиналодержателя, может быть определена по приближен­ному уравнению:

N = ^° ^p°^v° _t (4.26)

^э Лоб

где Ко — коэффициент трения каретки стойки объектива; Р₀ — масса стойки объектива с кареткой; v₀ — скорость перемещения оригиналодержателя; т]₀б — кпд всех механизмов от винта до электродвигателя.

Скорость движения каретки оригиналодержателя v₀, жестко^ связанной с гайкой винта, определяется по формуле

где n_B=to6'tt₃ и t — шаг винта; п_э — число оборотов двигателя; *об — общее передаточное отношение.

Значения кпд для всех звеньев принимаются в соответствии с рекомендациями/приведенными в курсе «Детали машин» или в соответствующей справочной литературе.

Стойка объектива обычно представляет собой переднюю стенку камеры, связанную мехом с коробкой матового стекла. На стойке объектива размещены объективы, зеркала оборачи­вающей системы, устройства управления объективом, электро­механический затвор, экспозиционная лампа и др. При наводке на резкость стойку объективов перемещают при помощи ходово­го винта.

На стойке объектива в современных фотоаппаратах уста­навливается несколько объективов с разными фокусными рас­стояниями, что расширяет технологические возможности аппара­та. Объективы размещены на салазках или на поворотных устройствах. Объектив меняют вручную или при помощи элек­тромеханических устройств, включаемых с пульта управле­ния.

На стойке объектива устанавливается также поворотный диск с гнездами для цветоделительных светофильтров и компен­сатора светофильтра. На панели между плоским и крышеобраз-ными зеркалами установлена экспозиционная лампа накалива­ния. Она необходима для дополнительной экспозиции при растровой съемке.

Расчет привода стойки объектива аналогичен расчету при­вода оригиналодержателя.

Коробка матового стекла служит для установки собственно матового стекла и устройства для закрепления фотоматериала, а также для крепления и перемещения растра. Конструкция ко­робки зависит от типа фотоаппарата. В однокомнатных аппара­тах коробка матового стекла снабжена рамкой с матовым стек­лом, устройством для закрепления растра и его перемещения, устройством для закрепления пленки и механизмом перемещения и закрепления рамки матового стекла в рабочем положении.

В современных двухкомнатных горизонтальных аппаратах
коробка матового стекла, как правило, неподвижна. В этом слу­
чае кроме матового стекла и растрового механизма она имеет
вакуумный пленкодержатель, рамку для установки фотопласти­
нок, механизм смены растров и специальный контейнер для хра­
нения растров с различной линиатурой. /

Матовое стекло устанавливается с большой точностью в плоскость, в которой при фотографировании должен находиться светочувствительный слой фотопленки. Несовпадение плоскости изображения на матовом стекле и плоскости светочувствитель­ного слоя называют кассетной разницей. Предельное ее значение зависит от глубины резкости объектива. На рис. 4.10 показана точка А, лежащая в плоскости Р, и ее изображение А'. Если 6'_г и 8;— предельно допустимые пятна нерезкости, то зрительно резкие изображения всех точек, лежащих в плоскости А', нахо-

в8

дятся между плоскостями А" и Л"'. Расстояние г' между ними называется глубиной резкости изображения.

Поскольку б;=б; = б, то г[=г'_% и г'=2г₂'. Из подобия тре­угольников следует, что

'2 а'

JL _и г; =а' 1L

D ² D

где D — диаметр зрачка объектива.

и, следовательно, ф

Рис. 4.10. К расчету глубины резкости объектива af

Но а' =

a-f

(4.27)

D(a-f)

Полученной формулой пользоваться неудобно, так как фото­графу обычно известен не диаметр зрачка Д а диафрагменное число /С.

Подставляя значение К=-~^ ^в формулу (4.27) и учитывая,

(4.28)

--2К

что г[ =г'_2У получим

 

В зависимости от характера выполняемых работ и формата изображения допуск на кассетную разницу устанавливают в пре-

делах 0,1—0,5 мм. На матовое стекло проецируется изображение оригинала, и по нему контролируют резкость и размеры оптиче­ского изображения, равномерность его освещения,, расположение относительно центра, а при растрировании через проекционный растр — проекции растровых ячеек. После выполнения контроль­ных операций рамка с матовым стеклом отводится вверх или вбок в зависимости от конструкции коробки матового стекла.

Растровые механизмы предназначены для крепления растра и его перемещения в горизонтальном направлении до 25 мм.

Кассеты,предназначенные для крепления светочувствитель­ного материала — фотопластин или фотопленок, бывают механи­ческие или пневматические. В механических кассетах стеклян­ные пластины или пленки, закрепленные липкой лентой на стек­ле, устанавливают между двумя зажимными планками, переме­щаемыми по направляющим или винтам (аналогично растру). Шторка, преграждающая путь свету, на время экспонирования перемещается вручную за светочувствительный материал.

Более современны пневматические кассеты для крепления фотоматериалов вместе с контактными растрами либо обычные пневматические кассеты для закрепления фотопленок.

Вакумный пленкодержатель представляет собой плиту, от­литую из алюминиевого сплава, с изолированными камерами для присоса пленок различного формата. Камеры сверху закрыты пе­редней перфорированной стенкой и при помощи распределитель­ного крана соединяются с вакуум-насосом. Таким образом, ва­куум создается только в зоне площади, занимаемой пленкой.

При применении контактного растра размер его должен быть больше размеров пленки не менее чем на 15—20 мм с каж­дой стороны, чтобы под ним также создался вакуум.

Плита пленкодержателя шарнирно закреплена на раме, ко­торая, в свою очередь, может поворачиваться относительно коробки матового стекла. Для удобства зарядки плита устанав­ливается в горизонтальное положение и удерживается в нем растяжками. В рабочем положении плита фиксируется подпру­жиненными штифтами.

Конструкция вакуумной плиты должна предусматривать возможность установки устройств для центрирования и приводки фотопленок и контактных растров с использованием штифтовой системы. Отклонение вакуумной плиты от плоскости по всей по­верхности не должно превышать 0,2 мм. Величина создаваемого вакуума — минус 0,5—10⁵ Н/м². При этом особое значение имеет быстрота обеспечения указанной величины вакуума.

Устройства для установки масштаба съемки и наводки hi резкость. Наводка на резкость в репродукционных фотоаппара­тах достигается изменением длин оптических отрезков а и а'

либо z и z', которые попарно связаны между собой и с фокусным расстоянием объектива зависимостью:

— + — =--— или zz'=/².
a a' f

Наводка на резкость и контроль правильности масштаба могут быть осуществлены тремя основными способами:

1) перемещением частей аппарата с визуальной оценкой резкости изображения и измерением размеров изображения на матовом стекле при помощи линейки. Этот способ малопроизво­дителен, а главное, очень субъективен, так как зависит от состоя­ния зрения фотографа, степени его утомления, а также от осве­щения, качества матового стекла и других факторов;

2) установкой и фиксированием частей фотоаппарата по шкалам, закрепленным в доступном для обозрения месте, на пути перемещения этих частей. В наиболее совершенных аппара­тах шкалы выводят на пульт управления к матовому стеклу в виде гибких лент или барабанов. Этот способ имеет свои недо­статки: шкалы приходится рассчитывать лишь для конкретных объективов с учетом отклонений фокусного расстояния от номи­нальных размеров. В отдельных случаях шкалы выполняются с миллиметровыми делениями и используются с помощью таблиц или номограмм, а в современных аппаратах они градуированы в масштабе съемки. Покажем на примере, как строятся эти шкалы.

Пусть масштаб съемки изменяется в пределах V =0,4—1,5 (обычных для вертикальных аппаратов). Тогда принимаем деле­ние шкалы, соответствующее масштабу съемки У=0,4, за на­чальное. В этом случае из формул 4.10 и 4.11 получим

<о.4> =/0+0,4)= 1,4/

и соответственно для любого другого масштаба a'=f(l-\-V).

Расстояние от начального деления шкалы, соответствующего У=0,4, до деления, соответствующего масштабу съемки V\_a'< будет равно

ba'=a'-a'_i0t„=f(V-0A).

Однако установка по шкалам, рассчитанным по номиналь­ному фокусному расстоянию объектива, из-за возможных откло­нений ±2%(/^г) может привести к ошибкам в масштабе съемки до 10%.

Шкала масштабов может быть рассчитана так, чтобы полно­стью были исключены ошибки установки аппарата на масштаб съемки независимо от фактического фокусного расстояния объ­ектива. В этом случае у объектива, имеющего отклонения от но-

 

минального фокусного расстояния на величину Af (т. е. при усло­вии, если /фгг^н+Д/), задний оптический отрезок а' может быть выражен как

а' =/_Ф(1 + V) = (f_H + Af) (1 + V) = f_H(l + V)+ Д/(1 + V) и соответственно

-'*(' +т)-

Из этих уравнений видно, что величины а', а также а и L при постоянном масштабе съемки изменяются линейно в зави­симости от величины /. В связи с этим изменение Af может быть отображено прямыми для каждого значения (f+Af). На рис. 4.11

О 3,71,²⁴'²,

Рис. 4.11. Шкала масштабов для вертикального репродукци­онного фотоаппарата

линия АВ характеризует изменение величины AF = ±Q₉2F для масштаба У=1,5. Построив совокупность таких линий для раз­личных масштабов съемки, получим соответствующие масштабы шкалы (рис. 4.11).

Следовательно, если визир CD, жестко соединенный с короб­кой матового стекла, совместить с одной из точек отрезка АВ, то положение коробки матового стекла будет точно соответство­вать заданному масштабу съемки V при каком-то определенном фактическом фокусном расстоянии, присущем данному объекти­ву. Для нахождения на отрезке АВ точки, с которой нужно сов­мещать визир CD, на шкале масштабов имеется второй гори­зонтальный визир EF, который устанавливают по вертикальной шкале, характеризующей отклонения фокусных расстояний от номинального в процентах. Расстояние между двумя любыми делениями шкал, соответствующими масштабам съемки V\ и V определяется по формулам:

Аа' <^f(V_x — Vo) — для шкалы стойки объектива или коробки ма­тового стекла;

AL = f\ ²~ * + (V — V₈) 1 — Д^ля шкалы оригиналодержателя
l ^i ^v* J при подвижной стойке объектива;

Aa—f\ ²~ *) — для шкалы оригиналодержателя при непод- \ У 1-У2 I вижной стойке объектива.

На рис. 4.11 представлен, в частности, образец шкалы, по­строенной для вертикального репродукционного фотоаппарата типа РВД, укомплектованного объективом с /_н=36 см и /ф= = 36- (1±0,02), для масштаба съемки 0,4—1,5.

Построенные таким образом шкалы представляют несомнен­ный интерес, так как они значительно более удобны и точны, чем обычно применяемые миллиметровые шкалы. Использование масштабных шкал для наводки на резкость позволяет весьма просто учитывать изменения положения фокальной плоскости при установке и удалении плоскопараллельных стекол (растров, светофильтров и т. п.). В данном случае это изменение учитыва­ется сдвигом указателя шкалы на величину удлинения хода лу­чей или введением дополнительного указателя;

3) осуществлением такой связи между подвижными частями аппарата, при которой перемещение одной части вызывает авто­матическое перемещение второй. При этом ведущая часть аппа­рата устанавливается вручную или от механического привода.

Такое автоматическое управление обеспечивается инверсо­рами механического и электромеханического действия.

В горизонтальных репродукционных фотоаппаратах для ав­томатической наводки на резкость применяется лекальный инвер­сор механического действия (рис. 4.12). В аппарате с этим инверсором коробка матового стекла 1 неподвижна, и на ней сосредоточено все управление аппаратом. Масштабы съемки с автоматической наводкой на резкость изменяются в результате перемещения оригиналодержателя 2 и стойки объектива 3 с по­мощью винтов: обычного ходового винта 4 для оригиналодержа­теля (с равным шагом), приводимого через вал 5 со шпоночным соединением, и винтов 6, 7 с переменным шагом, в витки которых последовательно входят пальцы 8 и 8а, жестко соединенные со стойкой объектива 3. Таким образом, оригиналодержатель со­вершает движение, которое складывается из перемещения вместе со стойкой объектива относительно коробки матового стекла и перемещения относительно стойки объектива. Два винта с пере­менным шагом рассчитаны для одного закона движения стойки объектива и сделаны раздельно для уменьшения наклона винто­вой линии до допустимых пределов.

 

Винты приводятся в действие от электродвигателя 9 через клиноременную лередачу 10 и систему цепных передач //. С по­мощью маховиков можно перемещать эти же винты вручную. Кроме того, в приводе имеются маховички, при вращении кото­рых через две пары косозубых шестерен можно устанавливать оригиналодержатель и стойки объектива по шкалам на заданный масштаб съемки.

Аналогичный инверсор может быть применен и в вертикаль­ных репродукционных фотоаппаратах. Используемые в качестве инверсоров для автоматической наводки на резкость винты с

Y7/s/s/s/;/$/\

WA

V7Z

тШ^ю Jsfl------- |Ц—шМЫ

А^_

Щ-Е --- ^Xru^J\J\T^

Ш

тивление материала, из которого оно изготовлено, то в случае, когда все плечи выполнены из одного материала, последнее урав­нение равносильно следующему:

Если принять, что li = l₄ = f\ /₂ = г; /з=2', то уравнение /_г/₄=/₂./₃ превращается в уравнение z-z'=f²_y что является до­казательством возможности использования моста Уитстона для решения уравнения оптики.

В конкретном случае применение схемы моста в виде инвер­сора решается следующим образом. Пусть в схеме аппарата не­подвижен объектив, а вдоль штатива контакты р и g скользят

Рис. 4.12. Схема действия лекального инверсора (с винтом переменного шага) в горизонтальном аппарате

переменным шагом очень компактны, легко и удобно монтируют­ся в станине и, по опыту эксплуатации зарубежной модели «Климш», работают достаточно точно. Серьезными недостатками такого инверсора, ограничивающими его применение, являются возможность его использования лишь для одного объектива с данным фокусным расстоянием, а также большая технологиче­ская сложность точной нарезки винта с переменным шагом.

Электромеханические инверсоры построены по схеме элек­трического измерительного моста Уитстона и решают уравнение оптики:

Мостиковая схема (рис. 4.13) находится в равновесии (нуль в измерительной диагонали), если

Если сопротивления R_u #₂, #з и R₄ (рис. 4.13, б) рассматри­ваются как произведение длины плеча моста на удельное сопро-

Рис. 4.13. Репродукционный фотоаппарат: а — схема действия фоторепродукционного аппарата с электромехани­ческим инверсором; б — схема моста Уитстона, используемая в каче­стве инверсора

по реохордам R₂ и R₃ (рис. 4.13, б). При перемещении коробки матового стекла на расстояние, соответствующее заданному масштабу съемки, равновесие моста нарушается и ток, возни­кающий в диагонали, через электронный усилитель и коммути­рующее устройство включает электродвигатель, который переме­щает оригиналодержатель до момента восстановления равнове­сия в схеме моста, после чего двигатель выключается. Этот момент и будет соответствовать положению частей аппарата в состоянии, наведенном на резкость. Схема электромеханического инверсора компактна, легко налаживается для различных фо­кусных расстояний объектива, требует небольших усили