Трехканальный фотоувеличитель

Фотоувеличитель предназначен для проекционной печати с цветных и цветоделенных негативов на цветные фотобумаги аддитивным методом. Печать может производиться по трем цветовым каналам или раздельно. При удалении из световых потоков зональных светофильтров возможна печать на черно-белые фотоматериалы. При этом используется как один канал, так и все три, что удобно при больших увеличениях и при плотных негативах. Фокусировку можно производить как по одному каналу, так и по трем одновременно. Если осуществлена фокусировка в одном канале, автоматически обеспечивается фокусировка и в двух других. Конструкция увеличителя позволяет последовательно включать источники света и использовать такие творческие приемы, как соляризация, маскирование, цветоделение.

Технические данные трехканального фотоувеличителя Базовая модель — Крокус 4 колор SL. Максимальный формат используемого негатива — 6Х 6 см.

Источники света — три галогенные лампы 24В , 150 Вт, с размером нити накала 5,8 X 3 мм.

Пониженное напряжение — три понижающих трансформатора мощностью 150 Вт и напряжением 24В во вторичной обмотке, один понижающий трансформатор мощностью 15 Вт и напряжением 24 В во вторичной обмотке. Вентилятор с двойной улиткой и мощностью двигателя 6 Вт.

Световоды — три жгута длиной 1800 мм, с диаметром рабочей части 3,5 мм и коэффициентом пропускания 0,62. Неравномерность освещенности экрана не превышает 3 %.

Фотоувеличитель состоит из: 1 — конденсора; 2 — блока трансформаторов; 3 — блока осветителей; 4 — блока управления осветителями.

Блоки осветителей и трансформаторов соединены между собой восьмижильным кабелем при помощи разъемов типа ШР. Блок управления состоит из трех реле времени Сура. Содержание других блоков понятно из приведенных схем.

При повторении конструкции увеличителя его некоторые технические данные могут быть изменены, о чем будет сказано ниже. Принцип совмещения трех световых потоков в один общий поясняет рис. 7.

Рис. 7. Оптическая схема увеличителя, поясняющая принцип цветосмешения трех световых потоков: 1 — входные торцы световодов; 2 — проекция входных торцов на переднюю фокальную плоскость; 3 — оптическая ось увеличителя; 4 — оси световых потоков; 5 — конденсор; 6 — объектив (входной зрачок)

Рис. 8. Принципиальная оптическая схема трехканального увеличителя: 1 — входные торцы световодов, 3 — оптическая ось, 5 — конденсор, 6 — объектив, 7 — тубус, 8 — фиксатор тубуса, 9 — муфта тубуса, 10 — световоды, 11 — зональные фильтры, 12 — фокусирующие конденсоры, 13 — источники света, 14 — центральная точка

Оптическая схема увеличителя представляет собой квазицентрированную систему, где световые потоки от трех источников света не совпадают с центральной осью прибора. На рисунке показаны три выходных торца 1 волоконных жгутов, их проекция 2 на переднюю фокальную плоскость конденсора 5 и входной зрачок объектива 6. Видно также, что изображение выходных торцов вписывается во входной зрачок объектива и не виньетируется последним . Выходные торцы световодов расположены вокруг центральной оси 3 и максимально приближены к ней, а оси световых потоков 4 параллельны центральной оси увеличителя. Размеры конденсора 5 относительно выходных торцов и входного зрачка объектива б сильно уменьшены.

Рис. 9. Осветительный блок — фонарь: 10 — световоды, 11 — зональные фильтры, 12 — фокусирующие конденсоры, 13 — источник света, 14 — центральная точка, 15 — теплозащитные фильтры, 16 — вентилятор

На рис. 8 показана принципиальная оптическая схема трехканального увеличителя. Три световых потока от источников света 13 (рис. 9) проходят через теплозащитные фильтры 75, фокусирующие конденсоры 12, зональные фильтры 11 и фокусируются на входные торцы световодов 10; по световодам световые потоки направляются на конденсор 5 и дальше. На рис. 8 (разрез по АА) показано расположение световодов в тубусе 7.

Рис. 10. Настройка источников света: а — менее удачный вариант, б — предпочтительный вариант; 1 — входной торец световода, 24 — проекция изображения нити накала на входном торце световода

Для изготовления трехканального увеличителя необходимо иметь: конденсорный увеличитель, конденсор которого не должен иметь пузырьков воздуха, царапин и свилей; три световода длиной 1,8—2,5 м, с диаметром рабочей части 3—5 мм и коэффициентом пропускания не менее 0,5; зональные светофильтры с достаточно узкой зоной пропускания (можно использовать от устройства для пробной печати Спектрозон и увеличителя Азов или светофильтры от колориметров и других приборов, предварительно проверив их). Светофильтры необходимо разрезать на фрагменты, которыми можно перекрыть световые потоки, направленные на входные торцы световодов. Теплозащитные фильтры лучше использовать от проекционных приборов, но их можно изготовить и самостоятельно; для этого нужно нарезать полоски термостойкого стекла шириной 6—10 мм и поместить их горизонтально в рамку. Источники света подбирают по мощности и размеру нити накала. Размер нити накала должен быть небольшим, чтобы ее изображение от фокусирующего конденсора вписывалось в периметр рабочей части световода, как это показано на рис. 10, б, если же оно будет виньетироваться, как показано на рис. 10, а, то часть светового потока не попадет в световод. Оптимальная мощность источников света — порядка 50—100 Вт; не исключена возможность применения газоразрядных ламп с небольшим зазором между электродами.

Фокусирующие конденсоры — плосковыпуклые линзы диаметром 30— 50 мм и с оптической силой 30—40 Дптр. Три силовых трансформатора подбирают в соответствии с мощностью источников света. Ниже приведена табл. 1 для расчета трансформатора с Ш-образным железом.

Количество витков на 1В напряжения вторичной обмотки рассчитывают следующим образом: количество витков на 1 В первичной обмотки умножается на напряжение источника света и на коэффициент 1,06. Диаметр провода вторичной обмотки определяется по формуле:

где I2 — ток вторичной обмотки в амперах; Р — мощность источника света в ваттах; U — рабочее напряжение источника света.

Вентилятор. Можно использовать двигатель от переносного магнитофона или промышленные малогабаритные вентиляторы, используемые в радиоаппаратуре для охлаждения.

Понижающий трансформатор для двигателя вентилятора должен соответствовать его мощности и напряжению питания.

Принципиальная электрическая схема увеличителя приведена на рис. 11 и 12. Для увеличителя необходимо изготовить три схемы автоматического двухрежимного включения источника света — HL1 (рис. 11) для каждого канала отдельно. Известно, что в момент включения лампы нить накала имеет низкое сопротивление и под ней проходит ток, превосходящий в 6—7 раз номинальный. В наиболее тонких местах нити сопротивление больше, что приводит к резкому повышению температуры в этих участках и перегоранию последней.

Рис. 11. Принципиальная Электрическая схема двухрежимного включения источников света: Т 1 —силовой трансформатор, РВ—реле времени, VD1—VD9 диоды D7Ж, D226 с любой буквой, КЦ402, КЦ405 и др., R1 —проволочное сопротивление (спираль от электроплитки или утюга), равно сопротивлению нити накала лампы; RP1 — РМС-1, РЭС-6, РЭС-9, РЭС-22 и др., Р2 — РСМ-2, РЭС-6, РЭС-9, РЭС-22 и др., С1—электролитический конденсатор 500X25; HL — галогенные лампы с компактным телом накала типа КГМ; S1 — П2К, любые малогабаритные тумблеры

Рис. 12. Принципиальная электрическая схема автоматического и ручного включения вентилятора: Тс 4 — трансформатор вентилятора, RK1.1 — контакты Р1, замыкающие цепь вентилятора при работе лампы красного накала (Red), GK1.1 — контакты Р1, замыкающие цепь вентилятора при работе лампы зеленого накала (Green), BK1.1 —контакты Р1, замыкающие цепь вентилятора при работе лампы синего накала (Blue)

Для защиты лампы в момент включения от перегорания в схему включен проволочный резистор R1, его сопротивление равно сопротивлению нити накала лампы. Схема работает следующим образом: при включении реле времени РВ 1 во вторичной обмотке трансформатора Т1 возникает напряжение, пусковой ток ограничивается резистором R1, включенным последовательно с лампой HL1. В процессе разогревания нити накала происходит перераспределение напряжения между резистором R1 и увеличивающимся сопротивлением нити накала. Это приводит к повышению напряжения на лампе, что достаточно для включения реле Р 2 , которое своими контактами К2.2 закорачивает проволочный резистор R1, чем обеспечивается нормальный режим работы лампы. На рис. 11 показано включение HL в канале R/Red — красный). Параллельно вторичной обмотке трансформатора Т 1 включена обмотка реле RP1, которое срабатывает одновременно с включением лампы HL, своими контактами RK1.1 (рис. 12) замыкает цепь вторичной обмотки трансформатора Т4 и тем самым включает двигатель вентилятора М.

Схема (рис. 12) составлена так, что вентилятор М автоматически включается при работе одной, двух или трех ламп одновременно. При длительной работе увеличителя для лучшего охлаждения предусмотрен непрерывный режим работы вентилятора независимо от работы ламп. Это производится замыканием цепи контактом S1.

Основной деталью увеличителя является тубус с заключенными в нем световодами. Обычно на концах световодов имеются муфты; одна из них служит для присоединения световода к осветителю, другая — для соединения с фиброскопом. Как уже говорилось выше, торцы световодов в тубусе должны быть максимально приближены к центральной оси увеличителя, поэтому с каждого жгута убирается одна муфта. Муфту следует зажать в небольшие тиски таким образом, чтобы третья часть ее была над губками тисков, затем (см. рис. 13) напильником спилить часть муфты 21 до появления в пропиле синтетической оболочки 23, затем спилить ту часть муфты, которая находится над обоймой 18. Перевернув муфту на 180°, процедуру повторяют, после чего муфта легко удаляется. После этого необходимо удалить небольшой участок (15— 20 мм) синтетической оболочки 23, металлической оболочки (пружины) 22 и резиновой оболочки 20; последнюю удаляют с особой осторожностью, чтобы не повредить волоконные элементы жгута 19, расположенные в просвете резиновой оболочки. Таким же образом поступают и с другими жгутами. Затем надо подобрать трубку (тубус) длиной 150—200 мм и внутренним диаметром, позволяющим свободно просунуть в нее три световода, как это показано на рис. 14. Торцы световодов 1 необходимо расположить в одной плоскости с обрезом тубуса. Очень важна центровка обойм 18 относительно оси и стенок тубуса.

Рис. 13. Схема, поясняющая разборку муфты световода: 18— обойма световодов, 19— волоконные элементы жгута, 20 — резиновая оболочка, 21 — муфта световода, 22 — металлическая оболочка световода, 23 — синтетическая оболочка световода

Рис. 14. Компоновка световодов в тубусе: 1 — входные торцы световодов, 7 — тубус, 10 — световоды, 17 — центрирующая втулка, 18 — обойма световодов, 19 — волоконные элементы жгута

Обоймы должны располагаться параллельно стенкам тубуса, а центральная точка 14 (см. рис. 8 — разрез) совпадать с осью тубуса 7. Эти условия легко выполнить при помощи центровочной втулки 17. В отверстие втулки с небольшим усилием вставляют обоймы световодов, а саму втулку помещают в тубус (рис. 14). Со стороны торцов тубус заклеивают липкой лентой, а со стороны световодов заполняют эпоксидной смолой; после полимеризации смолы липкую ленту удаляют.

Светооптическая схема осветительного блока — фонаря (рис. 9) состоит из источников света 13, теплозащитных фильтров 15, фокусирующих конденсоров 12, зональных светофильтров 11 и световодов 10. Выше упоминалось о взаимном положении входных торцов световодов и нити накала лампы. Из геометрической оптики известно: когда нить накала находится от линзы на расстоянии, большем двойного фокусного расстояния, то ее изображение лежит между задним фокусом и точкой, находящейся на двойном фокусном расстоянии от оптического центра линзы; при этом изображение будет перевернутое и уменьшенное. Последнее свойство можно использовать тогда, когда размеры нити накала больше диаметра входного торца световода. Но источник света при этом необходимо удалить на значительное расстояние, что приведет к уменьшению угла охвата и, соответственно, к светопотерям. Поэтому в качестве фокусирующего элемента целесообразно использовать не одну, а две линзы фокусирующего конденсора.

Использование двух линз не только увеличивает угол охвата, но и сокращает расстояние от источника света до входного торца световода, что дает возможность уменьшить габариты фонаря. Линзы необходимо поместить в корпус сферическими поверхностями друг к другу. Прежде чем приступить к изготовлению корпуса фонаря, необходимо определить дистанцию от входного торца световода до ближайшей к нему линзы фокусирующего конденсора и дистанцию от лампы до ближайшей к ней линзы фокусирующего конденсора. Для этого в затемненном помещении устанавливают небольшой экран из миллиметровой бумаги, на расстоянии 2—3 см от него — фокусирующий конденсор и, отступив еще 2,5—3 см, устанавливают источник света, на который подается пониженное напряжение (20—30 % от номинального).

Отодвигая или придвигая к фокусирующему конденсору экран, необходимо добиться на нем достаточно четкого изображения нити накала. Если размеры изображения не вписываются в размер входного торца, то лампу нужно немного отодвинуть от фокусирующего конденсора и, манипулируя экраном, вновь добиться четкого изображения нити накала, которое должно быть меньше по размерам, чем в первом случае, в чем легко убедиться, пользуясь миллиметровой сеткой на экране. Таким образом находят оптимальные расстояния между лампой, фокусирующим конденсором и входным торцом световода. Эти расстояния необходимы при конструировании осветительного блока.

Настройка источников света производится относительно входного торца световода, который временно удаляется из своего гнезда. В тот участок, где находился торец (рис. 9, поз. 14), приклеивают небольшой кусочек кальки, а на лампу подается пониженное напряжение, затем, передвигая лампу в разных направлениях, добиваются расположения изображения нити накала в центре отверстия, где должен располагаться торец световода, как показано на рис. 10, б. Таким же образом производят настройку в других каналах и при замене перегоревшей лампы. Дальше необходимо произвести настройку тубуса относительно центральной оси увеличителя. Для этого (см. рис. 8) тубус 7 вставляют в муфту 9 и закрепляют фиксатором 8, после чего (рис. 15) к объективу на его нижнее кольцо 26 подклеивают кальку 25 с рисунком нескольких концентрических окружностей и тремя радиусами под углом 120° относительно друг друга. Наружная окружность на рисунке равна нижнему кольцу объектива, и при подклейке кальки они сопрягаются. Увеличитель разворачивается горизонтально; если же конструкцией увеличителя это не предусмотрено, то к объективу под углом 45° необходимо прикрепить зеркало. Закончив подготовку, на лампу подают пониженное напряжение, а тубус с муфтой устанавливают в положение, когда изображение выходных торцов на кальке или в зеркале окажется как на рис. 15.

Рис. 15. Центровка тубуса относительно центральной оси: 1 — входные торцы световодов, 6 — объектив, 25 — калька с координатами и изображением торцов тубуса, 26 — нижнее кольцо объектива, 27 — центрирующая окружность

В этом Положении муфту 9 необходимо закрепить наглухо.

Для регулировки равномерности освещения экрана при изменении масштаба увеличения тубус передвигают вверх или вниз и фиксируют фиксатором 8. Не исключена горизонтальная установка тубуса с отклоняющим зеркалом.

В увеличителях различных моделей расстояние от негативной рамки до нижней линзы конденсора различно. Когда это расстояние небольшое, в центре экрана после фокусировки изображения появляются три цветные точки (изображение торцов). Чтобы избавиться от них, необходимо приподнять конденсор над негативной рамкой на высоту, которую определяют опытным путем.

Возможная модернизация фотоувеличителя. В первую очередь можно объединить блок осветителей и фотоувеличитель в один блок, тогда длину световодов можно уменьшить до 70—100 мм. Достаточно квалифицированным фотолюбителям при разборке и укорачивании световодов рекомендуется следующее: после разборки световодов волокна жгутов разрезают на куски длиной 100— 120 мм, затем концы укороченных жгутов торцуют. Для этого объединяют три обрезка, надевают на них трубки (по две штуки на каждый жгут) и сдвигают их к центру; трубки должны быть длиной 8—10 мм и диаметром, позволяющим свободно, но без люфта ввести в них жгуты. Затем концы жгутов на 7—10 мм погружают в заранее приготовленную эпоксидную смолу и хорошо смачивают ею так, чтобы на просвет прозрачность этих участков была однородной. После этого трубки сдвигают на края жгута, но оставляя 4—5 мм. Для лучшего смачивания в смолу можно добавить 25—30 % (от объема) ацетона, но не больше. После полимеризации смолы (2—3 дня) концы обрезают заподлицо с трубками. При формировании торцов желательно с одной стороны придать им форму, подобную форме нити накала лампы; это даст возможность уменьшить толщину жгутов и тем самым максимально приблизить выходные торцы к центральной оси увеличителя. Выходным торцам можно придать форму не триады, как описано выше, а круга, состоящего из трех равных секторов. Каждый сектор должен состоять из волокон какого-то одного жгута. Обрезку концов лучше всего производить сепаровочными алмазными дисками, применяемыми в стоматологии, а грубую шлифовку выполнять пилочками с алмазным покрытием для обработки ногтей, которые имеются в продаже. Цветосмеситель можно изготовить не из волоконных световодов, а из цилиндрических прутков подходящей длины и диаметра, изготовленных из оптического стекла. Три цветных световых потока можно совместить и при помощи миниатюрных поворотных призм, расположив их вокруг центральной оси увеличителя.