深椭球冷膜反光镜在放映机光学系统中的应用

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1、深椭球冷膜反光镜在放映机光学系统中的应用湖南省衡阳市影业公司陶友石【提要】本文叙述了电影放映机光学系统中深椭球冷膜反光镜的参数、技术特性及在使用深椭球冷膜反光镜时的有关质量检测方法,以及对反光镜色温、银幕亮度的技术要求和检测方法。【关键词】锥轴深椭球冷膜有效包容角色温暗区角相对口径放大倍率工作距离镜的第一焦点距离,用f1表示,F2至顶点A1,称为反光镜的第二焦点距离,用f2表示。从图中可知椭圆的a、b、c值与反光镜的f1、f2有下述关系:一、椭圆的基本理论知识与椭球反光镜目前多数反光镜的反光曲面是一个半椭球面,是椭圆曲线绕X轴(椭圆长半轴)旋转所成的曲面。因此,我们通常称放

2、映机光学系统的反光镜为椭球反光镜。如图1所示。椭圆有两个焦点,F1为第一焦点,F2为第二焦点。两焦点间的距离称为椭圆的焦距,用2c表示(c为半焦距),a为长半轴,b为短半轴。在椭圆中a、b、c三个参数之间有下述关系:f1+f2a=(2)2f2-f1(3)c=2(1)中则可求出:将上述等式代入公式b=f1·f2(4)根据上述关系式,只要知道反光镜的f1、f2,即可求出该反光镜椭圆面的a、b、c值。掌握了这些基础知识,便于根据椭球反光镜的性质正确选用、调整放映机光学系统,使之处于良好的技术状态。二、深椭球冷膜反光镜的构造和作用深椭球冷膜反光镜,是用耐高温(420℃)的高硼玻璃压

3、制成深椭球基坯,在基体的深椭球体上(深椭球是指焦点离椭球顶点较近的椭球体),在适当直径处截取一部分,靠顶端截出一个中心圆孔。深椭球基坯经过研磨抛光成型后,需使用高温蒸发法在基坯上镀上多层高温介质膜(又称反射膜)。镀膜材料用高折射率的硫化锌(Zns,n=2.35),或二氧化钛(Tio2,n=2.2),低折射率的氟化镁(MgF2,n=1.38),或二氧化硅(Sio2,n=1.46)等,n为折射率。镀膜的顺序是,先在反光镜基坯上镀高于玻璃反射率的膜层,接着镀一层低折射率的膜层,这样反复镀十几层,有的镀三十几b2=a2-c2应了解的是,(1)椭球具有这样一个光学性质:由一个焦点上投

4、射到椭球面上的任一光线,经反射后必定无球差地通过另一焦点。这一光学性质恰好满足了放映机光学系统的要求,我们将光源置于焦点F1上,那么光源所发出的光线经反光镜反射后必然相交于F2处。由于椭球面本身所特有的光学性质,加之氙灯光效高、体积小和光点近似于点光源的特点,所以在固定式放映机上普遍采用这种反光镜。我们使用的椭球反光镜只占椭球的一部分,如图1中实线所示。椭圆的F1至图1顶点A1,称为反光—58—影视技术No.4/2004MOTIONPICTURE&VIDEOTECHNOLOGY应用技术研究层,最外层均为折射率高的一层。它是根据光的干涉原理,利用在膜的表面产生相长干涉的条件,

5、使95%以上的可见光反射,而绝大部分起热效应的红外线透过镀膜和反光镜玻璃逸出,实现了光路中的光与热分离。因此,称这种多层介质膜为“冷膜”,称镀有此种膜的反光镜为深椭球冷膜反光镜。它具有二个作用:1.最大限度地将光源发出的可见光会聚起来,投射到片门孔处,提高光源利用率;2.使大部分具有大量热能的红外线透过反光镜,从而将光和热分开,有效地降低了片门孔光束的温度。三、深椭球冷膜反光镜的参数及其主要技术特性1.反光镜的参数椭球反光镜有两个焦点,如图2所示。在反光镜内部的焦点称第一焦点,用F1表示;在反光镜外部的焦点称第二焦点,用f2表示。反光镜的有效口径,即反光镜端面反射面的开口直

6、径,又称通光口径;D1是反光镜的外径;d是反光镜中心孔直径,它应与氙灯阴极遮光角和玻璃泡壳直径相匹配;H是反光镜镜深,H大可提高聚光效率,但对安装、调试及工艺性能无益;ω为反光镜的包容角(实际为半包容角),ω效为反光镜的有效包容角,ω效=180°-γ’-θ′;θ′为反光镜包容角的补角;γ’是中心孔无光区角(实际为半锥角);δ’为反光镜暗区角;u’为反光镜的照射角;β为反光镜相对口径A=D/(f2-H),即等于有效口径与第二焦点至镜口距离之比,常用比例形式表示,如1∶2,1∶1.85等。后一项数字越小的,表示聚光能力越强。目前电影放映机使用的冷反光镜,有沈阳生产的LFG35-

7、360型、LFG35-310型与MODELM350型和M300型及上海生产的1、2、3型等。沈阳生产的冷反光镜L代表“冷”字,F代表“反”字,G代表放映机的类型是固定式的,最后的数字310、360则表示反光镜的外径尺寸(有的反光镜是标明通光口径尺寸)。常用冷反光镜的主要技术参数见表1。2.主要技术特性(1)反射率高:Φ350mm冷反光镜配用3KW氙灯时有效光通量≥9000流明。Φ300mm冷反光镜配用3KW氙灯时有效光通量≥7000流明。(2)彩色还原性能好,放映彩色影片时,颜色鲜艳、柔和、真实。(3)膜层牢固耐用