幻灯机的工作原理与结构

2011-06-23 20:06:23来源: 互联网

幻灯机的种类较多,形状各异,但它们的光学系统结构基本相同。

1.幻灯机的成像过程

幻灯机的镜头相当于一块凸透镜,当幻灯片处在镜头的一倍焦距和两倍焦距之间时,光源照亮幻灯片通过镜头在银幕上形成一个放大的、倒立的实像。具有这种光路特征的幻灯机称为直射式幻灯机,它的成像过程如图2-2-1所示。


图2-2-1  幻灯机光路图

2.幻灯机的光学系统

幻灯机的光学系统包括反光碗、光源、聚光镜、放映镜头等,它们在幻灯机中的作用和对它们的要求如下:

(1)光源

它的作用是发光并照射到幻灯片上。对光源的要求:满足“白昼放映”条件,应有足够的亮度;满足“点光源”条件,灯丝排列面积小;光源表面附近温度低,以免烤坏幻灯片;有较高的色温,以利彩色还原;光源的开关效应灵敏;寿命长。

幻灯机常用的光源主要有溴钨灯(卤素灯)和镝灯。溴钨灯的结构如图2-2-2所示,它具有体积小、色温高(3 200~3 400 K)、有效寿命长(约200 h)、开关效应灵敏等优点,但需变压器降压和散热装置。幻灯机常用的溴钨灯有12 V/100 W,12 V/150 W,24 V/150 W和24 V/250 W等规格。

镝灯的结构如图2-2-3所示。镝灯发光效率高,达到80 lm/W,而溴钨灯仅为30 lm/W;使用寿命长,为一百至几百小时,远大于溴钨灯的使用寿命;色温高达5 000 K以上,接近日光,彩色还原性好;但开关效应差,拉弧光时间长,触发电源笨重。所以,镝灯投影设备不适用于课堂教学。

             
图2-2-2  溴钨灯的结构                          图2-2-3  镝灯的结构

(2)反光碗

反光碗的作用是把光源向后射的光反射到聚光镜,提高光源的光能利用率。反光碗是凹面镜,有金属抛光镀铝的,也有玻璃涂银的。幻灯机要求反光碗的孔径不大于聚光镜孔径,与光源的相对位置应保证灯的像与丝重合(即灯丝在该凹面镜的球心上)。

(3)聚光镜

聚光镜的作用是使光源发出的光线更多地并均匀地照射在幻灯片上,而且通过幻灯片的光线聚集到放映镜头的调焦范围内,如图2-2-4所示。其中立体角W2表示无聚光镜时光源发出的光线进入幻灯片所形成的立体角(也称为包容角),W1表示有聚光镜光源发出的光线进入幻灯片所形成的立体角,显然W1>W2。包容角愈大,被利用的光通量就愈多。扩大包容角的途径有两个:一是扩大聚光镜的孔径,二是缩短聚光镜和光源的距离。幻灯机要求聚光镜的孔径比幻灯片的有效画面稍大一些;光源在聚光镜的焦点处。


图2-2-4  聚光镜的作用

(4)放映镜头

放映镜头的作用是在银幕上形成一个幻灯片的放大的、清晰的、倒立的实像。幻灯机要求放映镜头克服像差的能力强;应有合适的孔径,使放映镜头在可移动的范围内,让汇聚来的光线全部通过放映镜头。

目前幻灯机都使用由几片敷膜透镜组成的复合透镜,以减少甚至消除像差。敷膜镜头判别的方法是:在反射方向(从侧面)观察敷膜镜头时,镜片呈蓝紫色或金黄色,但透过镜头(从正面)观察时,却不带颜色。

放映镜头上标有焦距F和相对孔径O,它们的关系为:


其中,D是放映镜头的有效直径。一般把相对孔径O习惯表示为1∶(F/D)的值,例如1∶1.2,1∶1.3等,表明“∶”后的数值越小,该镜头的单位时间通光量越大。

3.幻灯机的机身部分

它是用来支持各个光学部件、置放幻灯片及其他附件的承载体。它包括灯箱、片门、片架、镜头筒、底盘、马达、电风扇等。通常灯箱用铁皮或硬塑料制成,箱壁有通风散热窗口。

关键字:结构

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0623/article_10378.html
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