2.3.Устройство и принцип работы аппаратов для экранной статической проекции (Проекционные аппараты – па)

ПА – оптические устройства, образующие на экране увеличенные изображения различных объектов. Схема диапроекционного аппарата (ДПА) приведена на рис. 2

ДПА состоит из: зеркального отражателя 1 (рефлектора – от лат. Reflecto – поворачиваю), представляющего собой вогнутое сферическое зеркало для отражения световых лучей; источника света 2, в качестве которого чаще всего используются кварцевые галогенные малогабаритные (КГМ) лампы накаливания – КГМ 12-100, КГМ 25-150, КГМ 220-500 и другие.

Эти лампы обладают рядом преимуществ перед проволочными лампами накаливания. У них практически постоянны в течение всего срока службы световой поток и цветовая температура, более высокая световая отдача (при одинаковой мощности), больший срок службы и значительно меньшие размеры, большая механическая прочность.

Следующий элемент ДПА – конденсор 3 (лат. Condenso – сгущаю, уплотняю) со встроенным или без такового теплофильтра. Конденсор представляет систему оптических линз (стекол), предназначенных для собирания, концентрации светового потока и равномерного освещения всего поля изображения.

Рамка 4, в плоскости которой располагается диапозитив, объектив 5, также представляющий систему линз. Объектив служит для фокусировки, настройки четкости (резкости) изображения.

Качество проекционного изображения и КПД самого ДПА зависит не только от используемого в нем источника света (лампы проекционной), но и от степени его использования (коэффициент использования). С целью лучшего (более полного) использования света (предотвращения рассеивания) увеличивают угол захвата, то есть добиваются, чтобы осветительная система аппарата захватывала большую часть светового потока, создаваемого источником света. Для этого во многих ДПА (практически во всех) применяют рефлекторы (отражатель – от лат. Reflectere – отражать), которое представляет сферическую поверхность.

Максимальный угол захвата светового потока у безрефлекторных осветительных систем составляет угол 90˚– рис. 2, а у рефлекторных он достигает 140˚…150˚– рис. 3. Но при этом последние имеют большие размеры.

Рис. 2 Рис. 3

Кстати, вспомним, что во всех фонариках используется с той же целью отражатель – рефлектор.

Характерной особенностью ДПА является то, что поток света в них направлен от источника света через диапозитив на экран вдоль одной осевой линии.

В отличие от ДПА в эпипроекционных аппаратах (ЭПА) изображение на экране образуется не проходящими через прозрачный диапозитив лучами света, а отраженными от поверхности освещенного объекта и прошедшими через объектив. Поэтому в них поток света распространяется не вдоль одной оси, а вдоль 2-х осей, рнасположенных под углом 90˚ относительно друг друга – рис. 4

1 – рефлектор;

2 – источник света;

3 – предметный столик;

4 – зеркало;

Рис. 4 5 – объектив.

Другой вариант эпипроектора представлен на рисунке 5.

Рис. 5

Вследствие того, что в ЭПА изображение создается отраженными лучами света, значительная часть их энергии поглощается отражаемой поверхностью. Поэтому изображение на экране при той же мощности проекционной лампы обладает значительно меньшей освещенностью, что у ДПА. Для того чтобы получить достаточную освещенность экрана, применяют более мощные проекционные лампы, а также применяют объективы с большим относительным отверстием (1:2,5 – 1:4). По этой же причине фокусные расстояния в ЭПА делают в 1,5 – 2 раза большим, чем фокусные расстояния у объективов ДПА. Из-за этого изображение получается менее увеличенным, но зато растет его освещенность.

Важной положительной особенностью ЭПА является то, что в нем можно использовать любые печатные материалы из книг, газет, фотографии, собственные рисунки и даже невысокие рельефные объекты, например, засушенные листья, цветы, колосья и т.п.

Однако существенным их недостатком является необходимость использования более мощных по сравнению с ДПА источников света. Как следствие – большие их размеры и масса, необходимость применения для исключения перегрева, коробления и сгорания проецируемых объектов принудительного охлаждения (вентиляторов, кулеров в ПК), различных тепловых фильтров (хотя последние используются и в ДПА).

Своеобразным проекционным аппаратом, совмещающим достоинства как ДПА, так и ЭПА является графопроектор, иначе кодоскоп (от КОД – классная оптическая доска), кодопроектор и множество других названий (диаграф, вьюграф, фордиграф, демолюкс и т.д.).

Световой поток в кодоскопе распространяется в направлении 2-х осей как в ЭПА, но в качестве носителя информации используются прозрачные материалы – пленки, как в ДПА. Это позволяет использовать источник света такой же мощности, как и в ДПА, то есть получать такую же освещенность изображаемого объекта на экране. Схема кодоскопа приведена на рис. 6

Рис. 6

Основными преимуществами кодоскопа являются: крупный масштаб изображения на экране, демонстрация без затемнения или частичное затемнение помещения, удобство использования учителем, стоящим во время демонстрации лицом к классу, использование самостоятельно подготовленных транспарантов, возможность послойного наращивания изображения.

Конструктивно кодоскопы состоят из корпуса с основанием квадратной или прямоугольной формы, осветительной системы, конденсора, рабочего столика, стойки (направляющей штанги проекционной головки и кронштейного держателя проекционной головки). Они могут иметь систему охлаждения, откидные или навесные полки-кронштейны для увеличения поверхности рабочего столика, противоослепляющий фильтр – щиток, катушки и кассеты для роликовой пленки, штыри-фиксаторы транспарантов.

Все проекционные аппараты различаются по степени автоматизации процессов фокусировки и смены кадров. По этому принципу они делятся на аппараты полностью автоматические, автоматические, полуавтоматические и неавтоматические.

Полностью (супер) автоматические работают без оператора (учителя) по заданной программе (от таймера, программного устройства). Они оснащены автофокусирующим устройством. Это отечественные диапроекторы “Диана-207”, “ Пеленг-700АФ”.

Автоматическими называют аппараты, в которых смена кадров и подфокусировка производятся механизмами с собственными приводными устройствами, но при подаче соответственных команд учителем. К ним относятся: “Свитязь-авто”, модификации “Протона”, “Пеленг-500А”, ”Пеленг-500 АФ”, и др. ”Пеленги”.

Полуавтоматическими называют аппараты, в которых смена кадров осуществляется механизмами при управлении и контроле учителя . К ним относятся “Свитязь”, ”Свитязь-М”, ”Пеленг- 500 К”.

К неавтоматическим относятся аппараты, в которых учитель сам управляет всеми процессами. Это различные модификации ДПА “Свет” и др.