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, или рефлектор {от лат. reflecto - загибаю назад, поворачиваю) - вогнутое сферическое зеркало для отражения световых лучей.

Конденсор (от лат. condense - 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 образуют осветительно-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 называется кадром (от франц. cadre, буквально - рама). Ширина и высота кадрового окна проектора обозначаются соответственно а и Ъ.

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.

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 (графопроекто-ры). 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).

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: эпипроекто-ры 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», «Пе-ленг-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.

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», «Пеленг-500К». Такой диапроектор имеет световой поток до 350 лм, ручной привод и принудительное охлаждение.

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.

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

На рис. 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°.

Для смены проекционной лампы необходимо вывернуть объектив, отвернуть винт и снять крышку. Установив новую лампу в патрон и поставив объектив на место, следует поместить в кадровое окно специальную диафрагму, входящую в комплект диапроектора, затем перемещением лампы вверх или вниз добиться правильного положения изображения нити на крышке объектива, как показано на самой диафрагме. После юстировки лампы вывернуть объектив, установить крышку на место, закрепить винтом и ввернуть объектив в объективодержатель.

Диапроектор «Протон» - служит для демонстрирования диапозитивов, помещенных в рамки размером 50 х 50 мм. Емкость кассеты, расположенной в диапроекторе, 36 диапозитивов.

Этот диапроектор имеет светосильный проекционный объектив с фокусным расстоянием 75 мм и относительным отверстием 1: 2,8 и 300-ваттную проекционную лампу, работающую от сети напряжения 127 или 220 В (лампа К 127-300-2 или К 220-300-2).

Осветительно-проекционная система состоит из рефлектора, проекционной лампы, трехлинзового конденсора, оптического теплофильтра и объектива. В диапроекторе предусмотрены: реле времени, программное устройство, пульт дистанционного управления и возможность подключения магнитофона. Эти устройства позволяют осуществлять: покадровый показ диапозитивов с пульта дистанционного управления; автоматический показ при одинаковом интервале времени с повторением циклов; автоматический показ диапозитивов при различных интервалах времени с повторением циклов с помощью программного устройства; автоматический выбор диапозитива.

На основании диапроектора расположены переключатель напряжения и предохранитель.

Пульт дистанционного управления имеет кнопки для смены диапозитивов в прямом и обратном направлениях и клавишу для дистанционной подфокусировки объектива.

Кратковременным нажатием клавиш «Вперед» или «Назад» производят смену диапозитивов в прямом и обратном направлениях. Если на эти клавиши нажать и не отпускать их длительное время, можно продвинуть кассету на несколько кадров без показа промежуточных диапозитивов. Аналогичным образом сменяют диапозитивы при помощи пульта дистанционного управления.

Если необходимо, чтобы диапроектор работал в режиме замкнутого цикла, т. е. при движении кассеты вперед диапозитивы проецировались на экран один за другим через одинаковый интервал времени, то надо ручкой программного устройства (реле времени) установить нужный интервал времени и нажать клавишу «Цикл». Если интервал времени показа диапозитива должен быть различным, то на кассету устанавливают специальное приспособление -наборное поле с контактами. Программное устройство включают с помощью ручки 1 и нажимают клавишу «Цикл».

В диапроекторе предусмотрена возможность синхронной работы с магнитофоном при помощи специального устройства. Длительность проецирования диапозитива от программного устройства колеблется от 3 до 40 с.

Габариты диапроектора «Протон» - 320 х 250 х 210 мм, масса -не более 9 кг.

Представим некоторые современные проекторы. Фотографии и описание современной аппаратуры взяты из каталогов «MEDIUM» за 1998-1999 и 2000-2001 гг. (с разрешения Института новых технологий образования), «SONY INSIDE» (за 1998-1999 гг.), «STEREO», (1999, № 3), «Mega plus» (1999, № 5), а также из сети Internet.

Слайд-проектор - с монитором позволяет проецировать изображение либо на встроенный монитор размером 21,5 х 21,5 см, либо на экран. Система инфракрасной автофокусировки обеспечивает точную фокусировку, а смена слайдов производится с помощью инфракрасного пульта дистанционного управления.

Есть устройство плавного съема слайдов, система защиты от «замятия» слайдов, подшипниковые направляющие объектива и защита от перегрева вместе с сетевым выключателем и углублением для кабеля. Имеется ручка для переноски. Стандартный комплект включает один универсальный магазин на 36 слайдов. Есть модификация с кабельным пультом управления. Лампа галогенная 24В/ 150 Вт. Размер 35 х 26 х 13 см, масса около 4,6 кг.

Эпипроекторы используются для проекции только эпиобъектов. Эпидиапроектор создан для комбинированного показа диапозитивов и непрозрачных иллюстраций. Это расширяет возможности его применения. Когда в диапозитивной серии нет важных для понимания вопроса иллюстраций, ее дополняют печатными материалами из книг или открытками. Эпидиапроекторы могут иметь кадровое окно с размером 140 х 140 мм и 150X150 мм. Такой аппарат можно использовать как в полностью затемненных помещениях при режиме эпископической проекции, так и в частично затемненной аудитории при работе в режиме диаскопической проекции. В школьной практике получило распространение изготовление серии тематически подобранных и специально подготовленных рисунков, фотоснимков и других иллюстраций, наклеенных на бумажную ленту. По аналогии с диафильмом ее называют эпифильмом, или просто эпилентой. Монтирование и наклейку подготовленных кадров можно производить на уроках труда, в группах продленного дня или на внеклассных занятиях. Чтобы все изображение уместилось в кадровом окне эпидиапроектора, картинки следует кадрировать, т. е. вырезать по шаблону. Его размеры: внешний -160 х 160 мм и внутренний – 140 х 140 мм.

Эпидиапроектор, или эпипроектор, применяют также для изготовления настенных пособий.

Рассмотрим принцип работы эпидиаскопа на примере одной из широко используемых в свое время в школах модели ЭПД-1 (школьный эпидиаскоп), который до сих пор есть в продаже в учколлекторах

Это комбинированный проекционный аппарат, в корпусе которого находятся диапроектор и эпипроектор. Аппарат позволяет получать на экране изображения диапозитивов размерами 50 х 50,45 х 60 и 85 х 85 мм, а также изображения плоских непрозрачных объектов (рисунков, фотографий, открыток и т. п.) размером 140х 140 мм, небольших объемных предметов (насекомых, засушенных растений и т.д.).

Графопроектор - переносное или стационарное устройство, осуществляющее на отражающий экран диаскопическую или теневую ретропроекцию графических изображений, текста, плоских моделей.

Современный оверхед-проектор - имеет устойчивый корпус, безбликовые линзы Френеля, высококачественный трехлинзовый объектив, экономичный режим авто отключения ламп, четырехкратно увеличивающий срок их службы, устройство мгновенной замены ламп, встроенную запасную лампу, бесшумный вентилятор. Выключатель расположен на рабочей поверхности, имеется углубление для авторучек. Рабочая поверхность 28,5 ^х 28,5 см. Две лампы 24В/250 Вт. Световой поток около 2500 лм. Масса около 14 кг, расстояние от экрана 180, 200, 250 см, размеры изображения: 160 х 160, 180 х 180, 230 х 230 см. Имеет кассету для рулонной пленки шириной от 26 до 29,7 см.