幻燈機與投影儀
2.反射式幻燈機
(1)反射式幻燈機的工作原理
反射式幻燈機也稱實物幻燈機,它的結構如圖2-2-7所示。光源發(fā)出的光經過隔熱玻璃照射到托板上,托板上放有不透明的扁平實物,于是實物被光照亮。實物發(fā)出的光線經反射鏡反射和放映鏡頭的放大成像在豎直的銀幕上。
由于實物反射式幻燈機光能利用率低,要想使銀幕影像達到明室放映條件,光源亮度要比直射式幻燈機高得多,因此用發(fā)光效率高的鏑燈做光源。又由于鏑燈的玻璃外殼溫度很高,約800 ℃,所以必須在光源前方裝入隔熱玻璃,以使托板處溫度不至于太高。
(2)反射式幻燈機的使用
①開機前的檢查。由于鏑燈功率大,線路應具有10 A以上的通電能力,線路容量小會燒壞進線保險或發(fā)生線路事故。因此,接通電源前應檢查電源線路的容量。
②開機。接通電源后,先打開風扇開關,再打開鏑燈開關。這時鏑燈并不亮,需再按下觸發(fā)按鈕,此時應能聽到放電聲,這是拉弧光的表現。持續(xù)按觸發(fā)鈕,當看到燈管中心部位呈現暗黃色斑,鏡頭上出現較穩(wěn)定的光時(盡管很弱),立即松開觸發(fā)按鈕。燈管將會逐漸變亮,3~4 min后光色可達到近似日光的白光,表示已進入可放映狀態(tài)。將需放映的實物送到托板上進行放映,通過調焦使銀幕圖像清晰。放映結束后,先關掉光源(鏑燈)開關,然后再關掉風扇開關。
③注意事項。連續(xù)觸發(fā)幾次不能起輝,就停3~5 min后再觸發(fā);未裝上鏑燈前不準按下觸發(fā)開關;鏑燈工作時有紫外線射出,要注意保護眼睛;觸發(fā)器觸發(fā)時有30 KV高壓,因此不得開機蓋觸發(fā);被放映物要放在托板上,并緊貼幻燈機機箱底部的透明玻璃面。
二、投影儀
投影儀是集黑板、幻燈、示圖等教學功能于一體的新型課堂教學設備。
(一)投影儀的構造及工作原理
投影儀和幻燈機一樣,也是利用凸透鏡成像原理,將透明的物體投射到銀幕上,形成放大的圖像,結構如圖2-2-8所示。投影儀主要由光學系統(tǒng)、通風設備及電路構成。
圖2-2-7 反射式幻燈機結構圖 圖2-2-8 投影儀的結構
1.投影儀的光學系統(tǒng)
投影儀的光學系統(tǒng)主要有光源、輔助聚光鏡、螺紋透鏡、放映鏡頭、反射鏡和反光碗,其中光源、放映鏡頭和反光碗的要求及作用與幻燈機相似,這里不再討論。
(1)投影儀的聚光系統(tǒng)
投影儀的聚光鏡多數是螺紋透鏡,也叫菲涅爾透鏡,它是由兩片刻有同心圓螺紋的薄平有機玻璃板疊合而成,作用相當于一個大口徑凸透鏡。螺紋透鏡優(yōu)點是口徑大、重量輕、透光性好,缺點主要是溫度升高到70 ℃以上會引起變形。
為了降低螺紋透鏡的表面溫度,在光源與聚光鏡之間安置一個新月鏡,也叫輔助聚光鏡。它既能遮擋光源熱能對螺紋透鏡的輻射,又能擴大螺紋透鏡的包容角。在螺紋透鏡上面有載物玻璃,不僅可以放映投影片,還可以書寫,也可以作某些實驗或教具的演示。
(2)平面反射鏡
投影儀加裝了一個可調節(jié)角度的平面反射鏡,將來自聚光鏡的垂直光軸線轉變成水平光軸線。因此幻燈片由豎直倒放變成水平正放,并在銀幕上得到放大的正像,使教師可以面對學生邊講解邊演示,非常方便。投影儀在開機前必須將平面反射鏡打開,保證開機后將光源射出的光線引向銀幕,使光斑出現在銀幕上;若平面反射鏡不打開,開機后它將光源射出的光線又反射回到光源,增加機內和光源表面溫度,影響投影儀的壽命。
2.投影儀的其他部件及電路
投影儀中還有一些重要的電器設備和通風設備,如圖2-2-8所示。其中變壓器將220 V市電轉變成24 V交流電壓,供放映燈泡使用。放映燈泡多為24 V/300 W溴鎢燈,工作時有大量熱量產生,如果任其積累,機內溫度必然升高,將損壞螺紋透鏡和電器設備。因此機內裝有鼠籠式風扇,將機內熱量及時排出機外,降低機內溫度。旋轉調焦紐將帶動放映鏡頭及平面反射鏡沿豎直方向上下移動,改變放映鏡頭與物(投影片)之間的距離,實現調焦過程。另外,平面反射鏡的仰角可調,改變仰角,可調整銀幕上影像的高度。反射鏡還可以在水平面內做360度旋轉,從而在不移動機身的情況下,可使影像投影在放映室任何一面墻壁上。
投影儀的電路如圖2-2-9所示,其中K1電源開關是聯動的,保證風扇和燈泡同時開或關。K2保險開關也叫片門開關,位置在聚光鏡載物板(投影儀片門)下方。當片門掀起,片門開關斷,使工作開關失效,燈泡和風扇不工作;片門落下時該開關通,工作開關恢復作用。
圖2-2-9 投影儀的電原理圖
目前,還有一種高亮度投影儀,其結構與普通投影儀大體相同,只是光源不用溴鎢燈而改用光效是溴鎢燈2~3倍的鏑燈,使用方法可參考反射式幻燈機中的有關部分。
(二)投影儀的使用
1.投影設備的一般調整
①調整光斑,就是使光斑均勻地投射到銀幕上。如果不均勻,可調整燈泡與反光碗或聚光鏡的位置,動作要慢一些,直到調勻為止。
②調整光程,就是使銀幕上相對光軸的各對稱點的光程相等。如挪動幻燈機的位置、角度以及銀幕張掛的位置和傾角等,使銀幕與入射光軸線垂直,畫面就不產生梯形畸變。
③調整距離,就是調整幻燈機與銀幕的距離而改變影像的大小。一般來說,影像的寬或高應為教室長度的1/5。
④調整焦距,就是調整鏡頭與被放映物的距離,使畫面呈現最佳的清晰狀態(tài)。
2.投影儀特殊操作部件的用法
(1)色調調整旋鈕的用法
在調焦過程中,如果發(fā)現畫面中心部位和邊緣部分不能同時調整清晰,或影像線條出現彩色鑲邊(注意不是指投影光斑邊緣部分出現的彩邊),應調節(jié)色調調整旋鈕,使之正常。
(2)強弱光開關的用法
如果室內光線太強,沖淡了銀幕上的影像,投影儀可用強光,即把強弱光開關擲于強光位置。在強光位工作時,燈泡電壓比正常時高,將使燈泡壽命縮短,所以在可用可不用強光時盡量不使用強光。但關機時要先把強弱光開關置于弱光位置。
(3)換燈開關的用法
如果投影儀在放映過程中燈泡正常損壞,可以將換燈開關置于另一位置,電路接通備用燈泡,達到快捷更換燈泡的目的。
三、幻燈機、投影儀的維護
正確及時維護設備,是充分發(fā)揮設備效益,延長設備壽命的重要保證。對于幻燈機投影儀來說,其維護項目主要是清潔、潤滑、防潮和更換損壞部件等。
1.清潔
鏡頭有灰塵時要用吹氣球吹去,或用軟毛刷刷去,有其他污垢時用鏡頭紙擦掉。螺紋透鏡是有機玻璃制成的,極易劃傷,清潔時應采用水洗的方法。
2.潤滑
凡是運轉中機件間發(fā)生相對摩擦的部位都應定期加油,但橡膠件和塑料件上不必加油。
3.防潮和定期通電
機器長期閑置時,每季度要通電開機半小時,以驅趕內部潮氣,同時電路中的電容器經過充電,也會延長壽命。
4.更換燈泡
更換放映燈泡是維修工作中較頻繁的項目。換上新放映燈泡后,若出現銀幕上光不均勻、缺角、清晰度差等現象,說明新換燈泡燈絲不在光軸上或不在聚光鏡焦點處。準確判斷方法:打開投影儀電源開關,載物臺上不放投影片,直接調焦,使螺紋透鏡的螺紋在銀幕上看清晰,然后將有直徑3 mm小孔的紙張鋪在載物臺上,邊調整紙的位置,邊看銀幕上的影像,使小孔恰好處于螺紋透鏡的圓心,把該紙位置固定,再取下放映鏡頭,在鏡頭位置用白紙做幕,若只有一個燈絲像,說明燈泡位置正確。如果在像的旁邊還有一個光點,就是燈泡位置不正確的表現。糾正時要先關機,等燈泡冷卻后再操作,以防燙傷。
四、銀幕的類型和安裝
(一)銀幕的種類及選擇
教學上使用的銀幕,一般可按以下幾種形式來分類:
①按外形分,有卷筒式、軟片式和框架式;
②按投影方式分,有反射式和透射式兩類;
③按制作銀幕的光學材料分,有木板幕、白布幕、玻璃微珠幕、金屬幕和布基白塑幕等;
④按幕面的光學特性分,有全漫反射幕、方向性漫反射幕;
⑤銀幕的選擇主要考慮
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