幻燈機與投影儀

2．反射式幻燈機

（1）反射式幻燈機的工作原理

反射式幻燈機也稱實物幻燈機，它的結構如圖2-2-7所示。光源發出的光經過隔熱玻璃照射到托板上，托板上放有不透明的扁平實物，于是實物被光照亮。實物發出的光線經反射鏡反射和放映鏡頭的放大成像在豎直的銀幕上。

由于實物反射式幻燈機光能利用率低，要想使銀幕影像達到明室放映條件，光源亮度要比直射式幻燈機高得多，因此用發光效率高的鏑燈做光源。又由于鏑燈的玻璃外殼溫度很高，約800 ℃，所以必須在光源前方裝入隔熱玻璃，以使托板處溫度不至于太高。

（2）反射式幻燈機的使用

①開機前的檢查。由于鏑燈功率大，線路應具有10 A以上的通電能力，線路容量小會燒壞進線保險或發生線路事故。因此，接通電源前應檢查電源線路的容量。

②開機。接通電源后，先打開風扇開關，再打開鏑燈開關。這時鏑燈并不亮，需再按下觸發按鈕，此時應能聽到放電聲，這是拉弧光的表現。持續按觸發鈕，當看到燈管中心部位呈現暗黃色斑，鏡頭上出現較穩定的光時（盡管很弱），立即松開觸發按鈕。燈管將會逐漸變亮，3～4 min后光色可達到近似日光的白光，表示已進入可放映狀態。將需放映的實物送到托板上進行放映，通過調焦使銀幕圖像清晰。放映結束后，先關掉光源（鏑燈）開關，然后再關掉風扇開關。

③注意事項。連續觸發幾次不能起輝，就停3～5 min后再觸發；未裝上鏑燈前不準按下觸發開關；鏑燈工作時有紫外線射出，要注意保護眼睛；觸發器觸發時有30 KV高壓，因此不得開機蓋觸發；被放映物要放在托板上，并緊貼幻燈機機箱底部的透明玻璃面。

二、投影儀

投影儀是集黑板、幻燈、示圖等教學功能于一體的新型課堂教學設備。

（一）投影儀的構造及工作原理

投影儀和幻燈機一樣，也是利用凸透鏡成像原理，將透明的物體投射到銀幕上，形成放大的圖像，結構如圖2-2-8所示。投影儀主要由光學系統、通風設備及電路構成。

圖2-2-7 反射式幻燈機結構圖 圖2-2-8 投影儀的結構

1．投影儀的光學系統

投影儀的光學系統主要有光源、輔助聚光鏡、螺紋透鏡、放映鏡頭、反射鏡和反光碗，其中光源、放映鏡頭和反光碗的要求及作用與幻燈機相似，這里不再討論。

（1）投影儀的聚光系統

投影儀的聚光鏡多數是螺紋透鏡，也叫菲涅爾透鏡，它是由兩片刻有同心圓螺紋的薄平有機玻璃板疊合而成，作用相當于一個大口徑凸透鏡。螺紋透鏡優點是口徑大、重量輕、透光性好，缺點主要是溫度升高到70 ℃以上會引起變形。

為了降低螺紋透鏡的表面溫度，在光源與聚光鏡之間安置一個新月鏡，也叫輔助聚光鏡。它既能遮擋光源熱能對螺紋透鏡的輻射，又能擴大螺紋透鏡的包容角。在螺紋透鏡上面有載物玻璃，不僅可以放映投影片，還可以書寫，也可以作某些實驗或教具的演示。

（2）平面反射鏡

投影儀加裝了一個可調節角度的平面反射鏡，將來自聚光鏡的垂直光軸線轉變成水平光軸線。因此幻燈片由豎直倒放變成水平正放，并在銀幕上得到放大的正像，使教師可以面對學生邊講解邊演示，非常方便。投影儀在開機前必須將平面反射鏡打開，保證開機后將光源射出的光線引向銀幕，使光斑出現在銀幕上；若平面反射鏡不打開，開機后它將光源射出的光線又反射回到光源，增加機內和光源表面溫度，影響投影儀的壽命。

2．投影儀的其他部件及電路

投影儀中還有一些重要的電器設備和通風設備，如圖2-2-8所示。其中變壓器將220 V市電轉變成24 V交流電壓，供放映燈泡使用。放映燈泡多為24 V/300 W溴鎢燈，工作時有大量熱量產生，如果任其積累，機內溫度必然升高，將損壞螺紋透鏡和電器設備。因此機內裝有鼠籠式風扇，將機內熱量及時排出機外，降低機內溫度。旋轉調焦紐將帶動放映鏡頭及平面反射鏡沿豎直方向上下移動，改變放映鏡頭與物（投影片）之間的距離，實現調焦過程。另外，平面反射鏡的仰角可調，改變仰角，可調整銀幕上影像的高度。反射鏡還可以在水平面內做360度旋轉，從而在不移動機身的情況下，可使影像投影在放映室任何一面墻壁上。

投影儀的電路如圖2-2-9所示，其中K1電源開關是聯動的，保證風扇和燈泡同時開或關。K2保險開關也叫片門開關，位置在聚光鏡載物板（投影儀片門）下方。當片門掀起，片門開關斷，使工作開關失效，燈泡和風扇不工作；片門落下時該開關通，工作開關恢復作用。

圖2-2-9 投影儀的電原理圖

目前，還有一種高亮度投影儀，其結構與普通投影儀大體相同，只是光源不用溴鎢燈而改用光效是溴鎢燈2～3倍的鏑燈，使用方法可參考反射式幻燈機中的有關部分。

（二）投影儀的使用

1．投影設備的一般調整

①調整光斑，就是使光斑均勻地投射到銀幕上。如果不均勻，可調整燈泡與反光碗或聚光鏡的位置，動作要慢一些，直到調勻為止。

②調整光程，就是使銀幕上相對光軸的各對稱點的光程相等。如挪動幻燈機的位置、角度以及銀幕張掛的位置和傾角等，使銀幕與入射光軸線垂直，畫面就不產生梯形畸變。

③調整距離，就是調整幻燈機與銀幕的距離而改變影像的大小。一般來說，影像的寬或高應為教室長度的1/5。

④調整焦距，就是調整鏡頭與被放映物的距離，使畫面呈現最佳的清晰狀態。

2．投影儀特殊操作部件的用法

（1）色調調整旋鈕的用法

在調焦過程中，如果發現畫面中心部位和邊緣部分不能同時調整清晰，或影像線條出現彩色鑲邊（注意不是指投影光斑邊緣部分出現的彩邊），應調節色調調整旋鈕，使之正常。

（2）強弱光開關的用法

如果室內光線太強，沖淡了銀幕上的影像，投影儀可用強光，即把強弱光開關擲于強光位置。在強光位工作時，燈泡電壓比正常時高，將使燈泡壽命縮短，所以在可用可不用強光時盡量不使用強光。但關機時要先把強弱光開關置于弱光位置。

（3）換燈開關的用法

如果投影儀在放映過程中燈泡正常損壞，可以將換燈開關置于另一位置，電路接通備用燈泡，達到快捷更換燈泡的目的。

三、幻燈機、投影儀的維護

正確及時維護設備，是充分發揮設備效益，延長設備壽命的重要保證。對于幻燈機投影儀來說，其維護項目主要是清潔、潤滑、防潮和更換損壞部件等。

1．清潔

鏡頭有灰塵時要用吹氣球吹去，或用軟毛刷刷去，有其他污垢時用鏡頭紙擦掉。螺紋透鏡是有機玻璃制成的，極易劃傷，清潔時應采用水洗的方法。

2．潤滑

凡是運轉中機件間發生相對摩擦的部位都應定期加油，但橡膠件和塑料件上不必加油。

3．防潮和定期通電

機器長期閑置時，每季度要通電開機半小時，以驅趕內部潮氣，同時電路中的電容器經過充電，也會延長壽命。

4．更換燈泡

更換放映燈泡是維修工作中較頻繁的項目。換上新放映燈泡后，若出現銀幕上光不均勻、缺角、清晰度差等現象，說明新換燈泡燈絲不在光軸上或不在聚光鏡焦點處。準確判斷方法：打開投影儀電源開關，載物臺上不放投影片，直接調焦，使螺紋透鏡的螺紋在銀幕上看清晰，然后將有直徑3 mm小孔的紙張鋪在載物臺上，邊調整紙的位置，邊看銀幕上的影像，使小孔恰好處于螺紋透鏡的圓心，把該紙位置固定，再取下放映鏡頭，在鏡頭位置用白紙做幕，若只有一個燈絲像，說明燈泡位置正確。如果在像的旁邊還有一個光點，就是燈泡位置不正確的表現。糾正時要先關機，等燈泡冷卻后再操作，以防燙傷。

四、銀幕的類型和安裝

（一）銀幕的種類及選擇

教學上使用的銀幕，一般可按以下幾種形式來分類：

①按外形分，有卷筒式、軟片式和框架式；

②按投影方式分，有反射式和透射式兩類；

③按制作銀幕的光學材料分，有木板幕、白布幕、玻璃微珠幕、金屬幕和布基白塑幕等；

④按幕面的光學特性分，有全漫反射幕、方向性漫反射幕；

⑤銀幕的選擇主要考慮