Технические устройства экранной статической проекции

Проекционные аппараты - оптические устройства, образующие на экране увеличенные изображения различных объектов.

Источником света в проекционных аппаратах служит специальная электрическая лампа накаливания- проекционная лампа.

Зеркальный отражатель, илирефлектор (от лат. reflecto - загибаю назад, поворачиваю) - вогнутое сферическое зеркало для отражения световых лучей.

Конденсор (от лат. condenso - уплотняю, сгущаю) – оптическая система, которая собирает расходящиеся лучи, испускаемые проекционной лампой, и обеспечивает равномерное освещение объекта проекции. В проекционных аппаратах встречаются конденсоры, состоящие из двух или трех линз различного диаметра и кривизны поверхности.

Проекционный объектив (от лат. objectus - предмет) – линзовая оптическая система для получения на экране увеличенного резкого изображения предмета. Основные характеристики объективов: фокусное расстояние, относительное отверстие. Объективы для проекционных аппаратов подразделяют на короткофокусные, нормальные и длиннофокусные.

Проекционная лампа, зеркальные отражатели, конденсор и объектив образуютосветительно-проекционную систему проекционного аппарата. Механическая часть аппарата служит для фиксации объектов проекции относительно осветительно-проекционной системы, обеспечения смены объектов проецирования и требуемой длительности их пребывания на экране.

Качество получаемого на экране изображения при использовании проекционных аппаратов любого типа зависит от величины создаваемого проектором светового потока, качества оптики, размеров кадрового окна, расстояния до экрана, угла наклона оси проецирования, цветности, от тщательности исполнения носителей информации, отражающей способности, угла наклона и степени боковой засветки экрана (рис. 4).

Световой поток - основная характеристика проектора любого типа. Световой поток оценивает мощность оптического излучения по вызываемому им световому ощущению и измеряется в люменах (лм).

Фокусными расстояниями оптической системы проектора называют расстояния от его главных точек до соответствующих им фокусов.

Ограниченное определенными размерами изображение объекта на носителе информации называетсякадром (от франц. cadre, буквально - рама). Ширина и высота кадрового окна проектора обозначаются соответственно a и b.

В большинстве школьных проекционных аппаратов (графопроекторах, диапроекторах, эпипроекторах, кинопроекторах и т. п.) устанавливают кварцевые галогенные малогабаритные (КГМ) лампы накаливания (например, КГМ 12-100, КГМ 24-150, КГМ 220-500 и др.). Эти лампы обладают рядом преимуществ перед обычными лампами накаливания: у них практически постоянны в течение всего срока службы световой поток и цветовая температура; более высокая световая отдача (при одинаковой мощности и одинаковой цветовой температуре); больший срок службы и значительно меньшие размеры; большая механическая прочность.

Основная часть лампы - вольфрамовая нить накала – заключена в кварцевой колбе небольших размеров. Колба наполнена газом с небольшим добавлением йода или другого галогена. Для вводов в галогенной лампе используют молибденовую фольгу или проволоку, которую впаивают в кварц. Максимальная температура молибденовых вводов в этих лампах не должна превышать 350 °С, так как при более высокой температуре молибден окисляется, кварц может лопнуть и лампа выйдет из строя. Эту особенность кварцевых галогенных ламп следует учитывать при эксплуатации: их не рекомендуется применять без принудительной вентиляции, которую чаще всего осуществляют электрическим вентилятором.

В работе с этими лампами следует соблюдать еще одну предосторожность: баллон лампы нельзя брать незащищенными руками, потому что отпечатки пальцев загрязняют поверхность лампы, вызывают ее затемнение, а следовательно, уменьшение полезного светового потока и преждевременный выход лампы из строя.

Маркировка проекционных ламп наносится на цоколь баллона. Она состоит из букв и двух групп цифр, обозначающих тип лампы, напряжение накала и потребляемую мощность. Например:К-30-400 - это кинопроекционная лампа с напряжением накала 30 В и мощностью 400 Вт; ПЖ-220-500 - это прожекторная лампа (для эпипроекторов) с напряжением накала 220 В и мощностью 500 Вт; КГМ-12-150 - это кварцевая галогенная малогабаритная лампа с напряжением накала 12 В и мощностью 150 Вт.

Качество проекционного аппарата зависит не только от источника света, но и от использования излучаемого им света. С целью лучшего использования света увеличивают угол захвата, т. е. добиваются, чтобы осветительная система аппарата захватывала возможно большую часть светового потока, создаваемого источником света.

рис. 5. Схема кодопроекции: (1 - рефлектор; 2 - источник света; 3 - теплофильтр; 4 - линза Френеля;5 - объектив с зеркалом; 6 – экран)

Осветительно-проекционная система всех типов диапроекторов (кроме кодоскопов) расположена горизонтально, а объект проекции (диапозитив) расположен вертикально. Световой поток от проекционной лампы, отраженный рефлектором, проходит через конденсор, кадровое окно с диапозитивом и объектив, образуя на экране увеличенное изображение объекта.

Особую схему диапроекции имеют кодоскопы (графопроекторы). Осветительно-проекционная система кодопроектора расположена вертикально, а объект проекции - горизонтально. Световой поток от проекционной лампы отражается рефлектором вертикалью вверх, проходит через конденсор (линза Френеля) и предметный столик с кодопозитивом, попадает в объектив с поворотным зеркалом и формирует на экране увеличенное изображение объекта (рис. 5).

Первый проектор, как уже упоминалось, появился в 1640 г. Его изобрел немецкий физик и математик, монах Афанасий Кирхер (1601-1680). В латинском трактате «Великое искусство света и тени» А. Кирхер назвал свой аппарат «волшебный фонарь» (Laterna magica). Аппарат позволял создавать теневые проекции изображений людей, животных или предметов, вырезанных из картона. Источником света служила свеча.

В 1839 г. французский художник Л. Дагер изобрел фотографию. Это позволило демонстрировать изображения на стеклянных диапозитивах. В проекторах конца XIX в. в качестве источника света уже использовались электрические лампы двух типов: угольная лампа накаливания (изобретатель - русский электротехник А.Н.Лодыгин (1847-1923) и дуговая лампа, или «свеча Яблочкова» (изобретатель - русский электротехник П.Н.Яблочков (18471894). Лампа накаливания была изобретена в 1872 г., а дуговая в 1875 г. В 1879 г. лампа накаливания была значительно усовершенствована Т. Эдисоном, который заменил уголь в лампе на вольфрамовую нить; лампа почти без изменений применяется в современных проекторах.

Проекционную аппаратуру различают в зависимости от того, какое пособие используют для получения изображения на экране.

1-я группа. Аппараты для демонстрации диапозитивов. Кадропроекторы - только для демонстрации диапозитивов (слайдов). Универсальные диапроекторы - для диапозитивов и диафильмов. Эпидиаскопы - для диапозитивов и эпипособий.

2-я группа. Аппараты для демонстрации диафильма. Это фильмоскопы и универсальные диапроекторы.

3-я группа. Аппараты для проекции эпипособий: эпипроекторы и эпидиаскопы, специальные видеокамеры.

4-я группа. Аппаратура для демонстрации кодопособий - кодоскопы (графопроекторы, оверхеды).

По степени автоматизации процессов фокусирования и смены кадров различают проекторы с полностью автоматическим устройством, с полуавтоматическим и неавтоматическим управлением.

Аппараты с полностью автоматическим устройством работают без оператора (учителя) по заданной программе (от реле времени, программного устройства или магнитофона) и оснащены автофокусирующим устройством.

Первыми отечественными аппаратами такого типа стали диапроекторы «Диана-207», «Пеленг-700АФ». Последний имеет световой поток до 700 лм, дистанционное управление, сменные объективы, приставку для диафильмов, автоматический привод, таймер, автофокус, систему выбора диапозитивов. В автоматическом режиме; слайды демонстрируются с интервалом 30 с. После показа последнего слайда кассета возвращается в исходное положение. Затемнения помещения не требуется.

Автоматическими называют аппараты, в которых отработка процесса смены кадров, подфокусировка производятся механизмами с собственными приводными устройствами при подаче соответствующих команд. К ним относят диапроектор «Свитязь-авто», модификации «Протона», «Пеленг-500А», «Пеленг-500АФ», «Пеленг-700АД», «Пеленг-700ИК» и «Пеленг-800». Технические характеристики: охлаждение принудительное, световой поток от 350 до 500 лм, дистанционное управление фокусировкой и сменой кадров,^; таймер, прямое и обратное движение кадров. Диапроектор «Протон» позволяет демонстрировать слайды по заданной программе, синхронизированной с фонограммой магнитофона. Диапроектор. «Диана-205» имеет пульт дистанционного управления с сенсорными контактами и механизм изменения мощности светового потока в пределах от 0 до 500 лм.

Полуавтоматическими называют аппараты, в которых отработка процессов смены кадров осуществляется механизмами при управлении или при контроле оператора (учителя). К полуавтоматическим относятся диапроекторы «Свитязь», «Свитязь-М», «Пеленг500К». Такой диапроектор имеет световой поток до 350 лм, ручной привод и принудительное охлаждение. При демонстрации диапозитивов требуется частичное затемнение помещения. Диапроектор «Свитязь-М» снабжен приставкой для демонстрации диафильмов.

Неавтоматические аппараты те, в которых учитель управляет сам всеми процессами. К этим аппаратам относятся диапроектор «Экран», различные модификации диапроектора «Свет» и др., а также графопроекторы «Лектор-2000», «Пеленг-2400» и др.

Среди традиционных и до сих пор довольно распространенных по образовательным учреждениям диапроекторов можно назвать разные модификации «Свитязя» и «Протона».

Диапроектор «Свитязь» предназначен для демонстрирования цветных и черно-белых диапозитивов, установленных в рамках 50 х 50 мм.

На рис. 6 приведен общий вид диапроектора, где: 1 - толкатель; 2 - кнопка для включения проекционной лампы; 3 - кассета; 4 ручка для точной наводки объектива на резкость; 5 - съемная крышка диапроектора; 7 - проекционный объектив. Съемная крышка крепится на диапроекторе винтом 6. Диапроектор снабжен ножкой 8, при помощи которой изменяют положение изображения на экране по вертикали. Внутри корпуса смонтированы лампа накаливания галогенного типа КГМ 24-150 напряжением 24 В и мощностью 150 Вт, зеркальный отражатель, трехлинзовый конденсор с теплофильтром, проекционный объектив «Триплет» с фокусным расстоянием 78 мм и относительным отверстием 1:2,8, расположенным в объективодержателе, электродвигатель с вентилятором и трансформатором. На дне корпуса находится предохранитель типа ВП-1-2 А.

Кассета рассчитана на 36 диапозитивов, которые подаются в кадровое окно вручную толкателем. При установке диапозитива в кадровое окно передвигают толкатель вперед от себя. Для смены диапозитива необходимо полностью выдвинуть толкатель до упора на себя. При этом диапозитив возвращается из кадрового окна в кассету, а кассета перемещается вперед, тем самым подготавливая очередной диапозитив для проекции. Это позволяет ввести следующий диапозитив в кадровое окно при движении толкателя в обратном направлении. Кассету устанавливают на диапроектор при заранее вытянутом до упора толкателе. Диапозитивы укладывают в кассету эмульсионным слоем к источнику света с изображением, перевернутым на 180°.