專利名稱：動態(tài)模擬幻燈顯示儀的制作方法
技術領域：
本實用新型屬文化用品科教儀器類。
為了提高科教效果，用特制的幻燈機將科教用的實物底片(正片)投射到銀幕上，并使實物底片(下稱靜片)的相關部位在動光柵片(下稱動片)作用下，產生各種形象的動態(tài)模擬演示，以提高科教效果；申請?zhí)枮?0226090.1號的《動態(tài)模擬演示儀》就是現有動態(tài)模擬幻燈顯示儀的一種。是由殼體、鹵鎢燈光源、隔熱玻璃、聚光鏡、帶狀環(huán)形動片及動片傳動機構、棱鏡、內物鏡、靜片、外物鏡組成；這種動態(tài)演示儀不足之處是1、光源是組合式鹵鎢燈，它幅射熱較大，且散熱不利，光效低，光通量較小，價格高，壽命短。
2、動片是電影膠片制成的環(huán)型帶，在光源的幅射熱烘烤下極易變形導致離焦，影響放映效果，使用壽命短。
3、光學系統的相對孔徑小，亮度不足，視場角小，導致使用條件受限。更主要的是該系統的外物鏡是一般的投影物鏡，它的設計只針對軸上部分光線考慮，對軸外部分不能滿足實際使用要求，不能適應倍率變化的放映效果的需要。
4、單片手插放映，演示不能連續(xù)，影響演示效果。
本實用新型的目的是提供一種光通量大，彩色還原性好，短焦距，大視場、大相對孔徑，長時間連續(xù)工作不烤片，自動化程度高，演示連續(xù)性好，能夠動態(tài)、靜態(tài)圖像演示兩用，適應性強的動態(tài)模擬幻燈顯示儀。
本實用新型的技術方案是以現有的由殼體、鹵鎢燈光源、隔熱玻璃、聚光鏡、動片傳動裝置、棱鏡、內物鏡、靜片、外物鏡組成的《動態(tài)模擬演示儀》為基礎；光源采用鏑燈、鏑燈后面裝反光鏡、鏑燈前面依次裝有非球面聚光鏡、球面聚光鏡、玻璃板制成的動片、棱鏡、內物鏡(倍率鏡)、靜片、場鏡、物方遠心投影鏡；在靜片一側有靜片梭盒及直列式或園盤式輸片裝置；殼體內裝有多功能電路板。
本實用新型的動態(tài)模擬幻燈演示儀，采用氣體放電發(fā)光的鏑燈作光源，該光源光通量大、光效高65～70LM／W(鹵鎢燈約為30LM／W)，熱幅射較鹵鎢燈少、易散熱、不烤片，提高了放映演示質量及靜片使用壽命；該光源色溫約為6200K左右，近似日光，所以彩色還原性好，放射效果清晰、明快；該光源壽命長、大于100工作小時(組合鹵鎢燈約為40小時左右)，成本較組合式鹵鎢燈低，動片用玻璃板刻制，不存在烤片變形，且較電影膠片吸光少、壽命長。在光路中去掉了隔熱玻璃，降低成本，也提高了投射光能。整體光學系統的相對孔徑大，解象力高，外物鏡采用物方遠心投影鏡，并保證了全部調焦過程中光瞳的相互匹配，保證了變化倍率的放映效果；短焦距，保證了近距離放映獲大畫面的積極效果。有靜片盒及輸片裝置，可以連續(xù)放映，增強了演示效果；該實用新型的片盒軌道及輸片裝置能夠適用直列式或圓盤式片盒，提高了適應性。配置了多功能電路板，使該實用新型適用手控、遠控及聲畫同步等操作手段控制放映。


圖1是本實用新型的結構示意圖，圖2是俯視圖，圖3是右視圖。
圖中，下殼體1，上罩7與中承板2組裝構成該實用新型的外殼，呈長方形。該幻燈顯示儀的各零部件均被按裝在中承板2的上下二面上；這樣易于保證光學系統各部件的裝配精度，使儀器外型緊湊，下殼體1是保護罩，由反光鏡35、鏑燈光源36、非球面聚光鏡37、球面聚光鏡38構成的光源室被裝置在中承板2的下面；光源鏑燈36的安裝插角39，被固定在調整板40上，當旋轉調整螺釘42及偏心釘41，實現了調整板40的三維調整，用以保證光源36安裝的正確位置。在光源室與中承板2之間還裝置有由動片導板10，動光柵片43(動片)、限位簧片32及蓋板31組成的動片組件，它在中承板2的定位及與球面聚光鏡38間的空氣間隙均按光學系統光程要求按裝定位。動片43的運動狀態(tài)是由裝在中承板2上面的動片動力機構實現的；該機構是由動片同步電機49的軸上固定的聯接軸52，件52上裝有被動槽輪54，它被二只彈性卡卷53限位，只能在軸上轉動，而不能沿軸向移位，還裝有動錐輪51，它被徑向定位在聯接52上，只能軸向滑動或與聯接軸52同步轉動；它又被彈簧50推向件54與之組成錐套式離合器，它的離開是依靠電磁鐵5通電時吸動撥叉板5b(見圖2)，撥動動錐輪51壓縮彈簧50，使被動槽輪54呈自由轉動態(tài)實現的，當磁鐵5開路時錐套式離合器接合；動片電機49的轉動，通過聯接軸52帶動動錐輪51，靠錐套磨擦帶動被動槽輪54同步轉動。牽引繩4的二端分別固定在被動槽輪54及動片43上，所以被動槽輪54轉動時牽引繩4經滑輪3轉向后被繞在被動槽輪54上，牽動了動片43移動。當動片移動到行程開關B處時(見
圖1)，電磁鐵5導通，錐套離合器離開，被動槽輪呈自由狀態(tài)，動片43被回位彈簧44拉動回位至減震塊33處，電磁鐵5開路，錐套離合器接合，被動槽輪54再被轉動，牽引動片43移動，形成了勻速運動和瞬時的復位，實現光柵動片43的連續(xù)的往復運動；該往復運動的動片43始終庶蓋著通光口A運動。光源室的反光鏡35，非球面聚光鏡37，盡可能多的將光源36的能量以平行光投射給球面聚光鏡38，經球面聚光鏡38聚焦，將運動中的動片43“像”經棱鏡8折射拐彎投射到由正透鏡、負透鏡、凸凹透鏡、凸凹透鏡、雙膠合透鏡、凸透鏡、雙凸透鏡共八片七個組元構成的倍率鏡14及入瞳；經倍率鏡14在靜片17上成象，與靜片上相關部位的柵條疊柵，產生疊柵效應；靜片17的實物畫面及形成的疊柵效應經場鏡18，被物方遠心投影鏡19投射到銀幕上，銀幕上被放大后的實物畫面便在疊柵效應的作用下，形成了形象的動態(tài)模擬效果的動態(tài)畫面。動片、靜片分置在光路中，達到了動、靜片使用壽命長、不離焦、成像清晰的積極效果。該物方遠心投影鏡19是由負透鏡，凸凹鏡、雙凹鏡、雙膠合透鏡、凹凸透鏡，雙凸透鏡計七片鏡片六個組元構成的。為適應演示靜止畫面的需要，需要將動片43隨時快速退出通光口A，在需要進行動態(tài)演示時又可以快速地將通光口A完全遮蔽，這個動作是由控制快速電機9的旋轉方向，帶動被動槽輪54上的摩擦牽引輪6轉動實現的，當快速電機9通電動作時，電磁鐵5同時導通，使被動槽輪54處于自由轉動狀態(tài)，實現動片43的快速進、退動作。倍率鏡14及物方遠心投影物鏡19的調焦過程是分別由控制各自的調焦電機11，22的旋轉方向，經減速箱12，21減速增大扭矩后帶動偏心曲柄驅動內調整座13，外調整座20在固定 中承板2的導軌上移動，實現了倍率鏡14及物方遠心鏡19的調焦過程。減速箱是多級齒輪減速系亦可以采用蝸輪蝸桿減速系等措施實現，中承板2上面倍率鏡14與物方遠心投影鏡19之間還裝有場鏡18的支承架C，在件C上還裝有靜片動導槽16，該導槽16在彈簧的作用下與中承板2上的定導槽將靜片17定位支承在光路中的予定正確位置上，保證靜片同心垂直于光軸。靜片17的自動前進，后退連續(xù)放映是由裝置在中承板下面的輸片機構及換向機構完成的，該機構是由輸片電機23提供動力，其動力傳遞是當換片的指令信號經電磁鐵牽動移位規(guī)板，移位使摩擦輪25與電機23軸上的摩擦套接觸，件25轉動，并形成一級減速，當完成一次輸片動作后規(guī)板復位，摩擦輪25離開電機軸套，停止轉動。件25同軸另端裝有小齒輪26，帶動了與之長嚙合的二級減速大齒輪29，大齒輪29又依靠端面摩擦將動力給了與29同軸裝置的曲柄盤30上，曲柄盤轉動時盤上的曲柄撥動了裝在中承板2導槽內的輸片弓15桿體上固定的冂形槽滑軌，使曲柄盤的旋轉運動轉換成了輸片弓15的往復運動，實現了靜片17輸送到位及退出放映面的輸片動作。該機構采用二次摩擦傳動，是防止意外原因造成卡片時不會損壞機件。換片動作的前進或倒退是輸片弓15，弓桿體上凸銷55行程至換片板47的曲線形凹槽處，先撥動換片板47作垂直于輸片弓體的移位，換片板47裸露在中承板2上面的齒形突端，撥動了靜片盒56沿靜片盒導軌48平行移動一個片距，即靜片盒上的齒形帶狀凹槽中的一個齒距，該動作完成后，換片板47即被輸片弓桿體推動同向移動，退出靜片盒的齒形凹槽，再被彈簧及定位簧片退回原始位置，當輸片弓做復位運動時，即將新的一幅靜片送入放映面，完成了一次換片動作，換片板47的凹槽曲線是左右對稱的，凸銷55進入凹槽左腔或右腔是指令電磁鐵的釋放時間決定的，實現前進或倒退換片的，綜上述輸片及換向機構組成的輸片裝置實現了自動換片連續(xù)放映的效果。在中承板下面還裝有電源變壓器27及起動光源鏑燈36的觸發(fā)器28，在下殼體內還裝有功能電路板57，功放喇叭34及配裝錄放音機的放音機艙24；在中承板2一側裝有各功能開關及按鈕的功能控制板46，指示燈45及遠控盒插座等，在下殼體前方底部配裝有調整放映仰角的調整鈕58。為保證光源室的良好工作狀態(tài)，減少熱量投射，在光源室的一側裝有由冷卻風機電機60驅動的離心冷卻風機59，保證殼體內各發(fā)熱元件的正常工作溫度。上述方案結構的幻燈顯示儀達到了光通量大，彩色還原性好，動靜片使用壽命長，光學系統相對孔徑大，短焦距、大視場，成像質量明快、清晰，可長時間連續(xù)工作，自動化程度高，可動、靜態(tài)畫面兩用，適應直列式片盒及園盤式片盒兩用的積極效果。倍率鏡14及物方遠心投形鏡19的光學參數如附表1。
附表1物方遠心投形鏡19及場鏡18序號半徑R厚度d玻璃牌號144.533.22K9232.51.1313.6214.6BaF6411.547.85光欄2.56－98.353.22F3776.368.68－14.0214.12BaF39－151.756.92K1210－64.35.411462.331.12K912－46.8212.41367.43182K914165.5318.71565.328K9160(場鏡)內物鏡(倍率鏡)14序號半徑R厚度d玻璃牌號1－186.45.3ZK92－68.72.2389.466.8ZF5429.65214.6526.9414.4BaF3618.865.2716.8636.1ZK789.524.19光欄4.910－10.1333.8ZF511176.544ZK1112－25.322.113211.3215.2ZK1114－54.01.115176.4114.9ZK1216－44.632817033K91801996.511K920246.8(聚光鏡)綜合系統F＝37mm 2W＝34 F／2.權利要求1.一種動態(tài)模擬幻燈顯示儀是由殼體、反光鏡、光源、非球面聚光鏡、球面聚光鏡、動片、棱鏡、內物鏡、靜片、場鏡、物方遠心投影鏡及輸片機構組成的；其特征在a、光源采用氣體放電發(fā)光的鏑燈；b、動片是玻璃板制成；c、靜片前裝有場鏡及物方遠心投影鏡；d、在靜片一側有靜片梭盒及直列式或園盤式輸片裝置。
專利摘要動態(tài)模擬幻燈顯示儀，屬于科教儀器類；是由殼體、反光鏡、光源、非球面聚光鏡、球面聚光鏡、動片、棱鏡、內物鏡、靜片、場鏡、物方遠心投影鏡及輸片機構組成的；光源為鏑燈光源；動片為玻璃制作的；靜片前裝有場鏡；場鏡前是物方遠心投影鏡；在靜片一側有靜片棱盒及直列式或圓盤式輸片裝置。該顯示儀有光通量大、彩色還原性好、焦距短、視場大、相對孔徑大、不烤片、自動化程度高、演示連續(xù)性好、可動靜圖像演示兩用，適應性強的特點。
文檔編號G02B27/00GK2148337SQ9223596
公開日1993年12月1日 申請日期1992年11月2日 優(yōu)先權日1992年11月2日
發(fā)明者楊廣澤, 冉令墀 申請人:長春市寬城區(qū)鵬達光電技術研究所, 冉令墀