专利名称：动态模拟幻灯显示仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属文化用品科教仪器类。
为了提高科教效果，用特制的幻灯机将科教用的实物底片(正片)投射到银幕上，并使实物底片(下称静片)的相关部位在动光栅片(下称动片)作用下，产生各种形象的动态模拟演示，以提高科教效果；申请号为90226090.1号的《动态模拟演示仪》就是现有动态模拟幻灯显示仪的一种。是由壳体、卤钨灯光源、隔热玻璃、聚光镜、带状环形动片及动片传动机构、棱镜、内物镜、静片、外物镜组成；这种动态演示仪不足之处是1、光源是组合式卤钨灯，它幅射热较大，且散热不利，光效低，光通量较小，价格高，寿命短。
2、动片是电影胶片制成的环型带，在光源的幅射热烘烤下极易变形导致离焦，影响放映效果，使用寿命短。
3、光学系统的相对孔径小，亮度不足，视场角小，导致使用条件受限。更主要的是该系统的外物镜是一般的投影物镜，它的设计只针对轴上部分光线考虑，对轴外部分不能满足实际使用要求，不能适应倍率变化的放映效果的需要。
4、单片手插放映，演示不能连续，影响演示效果。
本实用新型的目的是提供一种光通量大，彩色还原性好，短焦距，大视场、大相对孔径，长时间连续工作不烤片，自动化程度高，演示连续性好，能够动态、静态图像演示两用，适应性强的动态模拟幻灯显示仪。
本实用新型的技术方案是以现有的由壳体、卤钨灯光源、隔热玻璃、聚光镜、动片传动装置、棱镜、内物镜、静片、外物镜组成的《动态模拟演示仪》为基础；光源采用镝灯、镝灯后面装反光镜、镝灯前面依次装有非球面聚光镜、球面聚光镜、玻璃板制成的动片、棱镜、内物镜(倍率镜)、静片、场镜、物方远心投影镜；在静片一侧有静片梭盒及直列式或园盘式输片装置；壳体内装有多功能电路板。
本实用新型的动态模拟幻灯演示仪，采用气体放电发光的镝灯作光源，该光源光通量大、光效高65～70LM／W(卤钨灯约为30LM／W)，热幅射较卤钨灯少、易散热、不烤片，提高了放映演示质量及静片使用寿命；该光源色温约为6200K左右，近似日光，所以彩色还原性好，放射效果清晰、明快；该光源寿命长、大于100工作小时(组合卤钨灯约为40小时左右)，成本较组合式卤钨灯低，动片用玻璃板刻制，不存在烤片变形，且较电影胶片吸光少、寿命长。在光路中去掉了隔热玻璃，降低成本，也提高了投射光能。整体光学系统的相对孔径大，解象力高，外物镜采用物方远心投影镜，并保证了全部调焦过程中光瞳的相互匹配，保证了变化倍率的放映效果；短焦距，保证了近距离放映获大画面的积极效果。有静片盒及输片装置，可以连续放映，增强了演示效果；该实用新型的片盒轨道及输片装置能够适用直列式或圆盘式片盒，提高了适应性。配置了多功能电路板，使该实用新型适用手控、远控及声画同步等操作手段控制放映。
图1是本实用新型的结构示意图，图2是俯视图，图3是右视图。
图中，下壳体1，上罩7与中承板2组装构成该实用新型的外壳，呈长方形。该幻灯显示仪的各零部件均被按装在中承板2的上下二面上；这样易于保证光学系统各部件的装配精度，使仪器外型紧凑，下壳体1是保护罩，由反光镜35、镝灯光源36、非球面聚光镜37、球面聚光镜38构成的光源室被装置在中承板2的下面；光源镝灯36的安装插角39，被固定在调整板40上，当旋转调整螺钉42及偏心钉41，实现了调整板40的三维调整，用以保证光源36安装的正确位置。在光源室与中承板2之间还装置有由动片导板10，动光栅片43(动片)、限位簧片32及盖板31组成的动片组件，它在中承板2的定位及与球面聚光镜38间的空气间隙均按光学系统光程要求按装定位。动片43的运动状态是由装在中承板2上面的动片动力机构实现的；该机构是由动片同步电机49的轴上固定的联接轴52，件52上装有被动槽轮54，它被二只弹性卡卷53限位，只能在轴上转动，而不能沿轴向移位，还装有动锥轮51，它被径向定位在联接52上，只能轴向滑动或与联接轴52同步转动；它又被弹簧50推向件54与之组成锥套式离合器，它的离开是依靠电磁铁5通电时吸动拨叉板5b(见图2)，拨动动锥轮51压缩弹簧50，使被动槽轮54呈自由转动态实现的，当磁铁5开路时锥套式离合器接合；动片电机49的转动，通过联接轴52带动动锥轮51，靠锥套磨擦带动被动槽轮54同步转动。牵引绳4的二端分别固定在被动槽轮54及动片43上，所以被动槽轮54转动时牵引绳4经滑轮3转向后被绕在被动槽轮54上，牵动了动片43移动。当动片移动到行程开关B处时(见
图1)，电磁铁5导通，锥套离合器离开，被动槽轮呈自由状态，动片43被回位弹簧44拉动回位至减震块33处，电磁铁5开路，锥套离合器接合，被动槽轮54再被转动，牵引动片43移动，形成了匀速运动和瞬时的复位，实现光栅动片43的连续的往复运动；该往复运动的动片43始终庶盖着通光口A运动。光源室的反光镜35，非球面聚光镜37，尽可能多的将光源36的能量以平行光投射给球面聚光镜38，经球面聚光镜38聚焦，将运动中的动片43“像”经棱镜8折射拐弯投射到由正透镜、负透镜、凸凹透镜、凸凹透镜、双胶合透镜、凸透镜、双凸透镜共八片七个组元构成的倍率镜14及入瞳；经倍率镜14在静片17上成象，与静片上相关部位的栅条叠栅，产生叠栅效应；静片17的实物画面及形成的叠栅效应经场镜18，被物方远心投影镜19投射到银幕上，银幕上被放大后的实物画面便在叠栅效应的作用下，形成了形象的动态模拟效果的动态画面。动片、静片分置在光路中，达到了动、静片使用寿命长、不离焦、成像清晰的积极效果。该物方远心投影镜19是由负透镜，凸凹镜、双凹镜、双胶合透镜、凹凸透镜，双凸透镜计七片镜片六个组元构成的。为适应演示静止画面的需要，需要将动片43随时快速退出通光口A，在需要进行动态演示时又可以快速地将通光口A完全遮蔽，这个动作是由控制快速电机9的旋转方向，带动被动槽轮54上的摩擦牵引轮6转动实现的，当快速电机9通电动作时，电磁铁5同时导通，使被动槽轮54处于自由转动状态，实现动片43的快速进、退动作。倍率镜14及物方远心投影物镜19的调焦过程是分别由控制各自的调焦电机11，22的旋转方向，经减速箱12，21减速增大扭矩后带动偏心曲柄驱动内调整座13，外调整座20在固定 中承板2的导轨上移动，实现了倍率镜14及物方远心镜19的调焦过程。减速箱是多级齿轮减速系亦可以采用蜗轮蜗杆减速系等措施实现，中承板2上面倍率镜14与物方远心投影镜19之间还装有场镜18的支承架C，在件C上还装有静片动导槽16，该导槽16在弹簧的作用下与中承板2上的定导槽将静片17定位支承在光路中的予定正确位置上，保证静片同心垂直于光轴。静片17的自动前进，后退连续放映是由装置在中承板下面的输片机构及换向机构完成的，该机构是由输片电机23提供动力，其动力传递是当换片的指令信号经电磁铁牵动移位规板，移位使摩擦轮25与电机23轴上的摩擦套接触，件25转动，并形成一级减速，当完成一次输片动作后规板复位，摩擦轮25离开电机轴套，停止转动。件25同轴另端装有小齿轮26，带动了与之长啮合的二级减速大齿轮29，大齿轮29又依靠端面摩擦将动力给了与29同轴装置的曲柄盘30上，曲柄盘转动时盘上的曲柄拨动了装在中承板2导槽内的输片弓15杆体上固定的冂形槽滑轨，使曲柄盘的旋转运动转换成了输片弓15的往复运动，实现了静片17输送到位及退出放映面的输片动作。该机构采用二次摩擦传动，是防止意外原因造成卡片时不会损坏机件。换片动作的前进或倒退是输片弓15，弓杆体上凸销55行程至换片板47的曲线形凹槽处，先拨动换片板47作垂直于输片弓体的移位，换片板47裸露在中承板2上面的齿形突端，拨动了静片盒56沿静片盒导轨48平行移动一个片距，即静片盒上的齿形带状凹槽中的一个齿距，该动作完成后，换片板47即被输片弓杆体推动同向移动，退出静片盒的齿形凹槽，再被弹簧及定位簧片退回原始位置，当输片弓做复位运动时，即将新的一幅静片送入放映面，完成了一次换片动作，换片板47的凹槽曲线是左右对称的，凸销55进入凹槽左腔或右腔是指令电磁铁的释放时间决定的，实现前进或倒退换片的，综上述输片及换向机构组成的输片装置实现了自动换片连续放映的效果。在中承板下面还装有电源变压器27及起动光源镝灯36的触发器28，在下壳体内还装有功能电路板57，功放喇叭34及配装录放音机的放音机舱24；在中承板2一侧装有各功能开关及按钮的功能控制板46，指示灯45及远控盒插座等，在下壳体前方底部配装有调整放映仰角的调整钮58。为保证光源室的良好工作状态，减少热量投射，在光源室的一侧装有由冷却风机电机60驱动的离心冷却风机59，保证壳体内各发热元件的正常工作温度。上述方案结构的幻灯显示仪达到了光通量大，彩色还原性好，动静片使用寿命长，光学系统相对孔径大，短焦距、大视场，成像质量明快、清晰，可长时间连续工作，自动化程度高，可动、静态画面两用，适应直列式片盒及园盘式片盒两用的积极效果。倍率镜14及物方远心投形镜19的光学参数如附表1。
附表1物方远心投形镜19及场镜18序号半径R厚度d玻璃牌号144.533.22K9232.51.1313.6214.6BaF6411.547.85光栏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(场镜)内物镜(倍率镜)14序号半径R厚度d玻璃牌号1－186.45.3ZK92－68.72.2389.466.8ZF5429.65214.6526.9414.4BaF3618.865.2716.8636.1ZK789.524.19光栏4.910－10.1333.8ZF511176.544ZK1112－25.322.113211.3215.2ZK1114－54.01.115176.4114.9ZK1216－44.632817033K91801996.511K920246.8(聚光镜)综合系统F＝37mm 2W＝34 F／2.权利要求1.一种动态模拟幻灯显示仪是由壳体、反光镜、光源、非球面聚光镜、球面聚光镜、动片、棱镜、内物镜、静片、场镜、物方远心投影镜及输片机构组成的；其特征在a、光源采用气体放电发光的镝灯；b、动片是玻璃板制成；c、静片前装有场镜及物方远心投影镜；d、在静片一侧有静片梭盒及直列式或园盘式输片装置。
专利摘要动态模拟幻灯显示仪，属于科教仪器类；是由壳体、反光镜、光源、非球面聚光镜、球面聚光镜、动片、棱镜、内物镜、静片、场镜、物方远心投影镜及输片机构组成的；光源为镝灯光源；动片为玻璃制作的；静片前装有场镜；场镜前是物方远心投影镜；在静片一侧有静片棱盒及直列式或圆盘式输片装置。该显示仪有光通量大、彩色还原性好、焦距短、视场大、相对孔径大、不烤片、自动化程度高、演示连续性好、可动静图像演示两用，适应性强的特点。
文档编号G02B27/00GK2148337SQ9223596
公开日1993年12月1日 申请日期1992年11月2日 优先权日1992年11月2日
发明者杨广泽, 冉令墀 申请人:长春市宽城区鹏达光电技术研究所, 冉令墀