CN2224446Y - 动感画面演示仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型属文化用品科教仪器类，是利用光的偏振性原理设计，由光源箱及可更换的画面板构成。光源箱内微电机轴上装起偏片；画面板的相关部位粘有检偏条，用透射照明方式照亮画面，起偏片与检偏条相对转动，使画面相关部位的光强产生了规律的强、弱变化，使抽象、静止的示教挂图，实现了形象逼真的动态显示，加深理解、提高宣教效果，有结构简单、成本低，适应任何非强光直接照射的环境使用，可操作性好，适应范围广的效果。

Description

动感画面演示仪

本实用新型属文化用品科教仪器类。

近年利用光的偏振性原理，在教学用投影仪上，使投影软片画面的相关部位实现动态演示的技术已有应用，其技术方案的结构是由壳体、元附器件的支承件及冷却风机，在壳体内以次排列有：球面反光镜、光源、聚光镜、菲涅尔透镜组、载物玻璃板、粘贴有偏光膜条块的投影软片(正片)、偏光镜、投影物镜、平面反光镜及银幕组成的。其实现动态画面显示的原理是：将偏振膜按不同的需要的偏振方向切割成条块(下称检偏条)，粘贴在绘制好的投影软片上，将该软片置於投影仪的载物玻璃板上，在距软片一定间距处，置一能够以外缘定位，且能以外缘驱动旋转的偏振镜(下称起偏片)；使投影仪工作，旋转起偏片，调整投影物镜的焦距，使软片画面成像在银幕上；投影仪的投射光在投射至画面经过检偏条及旋转的起偏片后，因光的偏振性使成像在银幕上的软片的相关部位的光强发生了明、暗的交替变化，人们的视觉感受中形成了动态的画面。

其不足处是：投影软片的绘制工艺性强，复制成本较高、且软片片基的热稳定性差，在成像系统的强光照射下易变形，影响演示效果，起偏片置于成像投射光路中，要使它旋转，就需设定位架，再从边缘驱动，结构复杂，造价高。由于利用投影仪实现动态演示，投影仪本身光源光能的利用率就不高，再加上检偏条及起偏片对光的检偏遮拦，能够通过投影物镜投射至银幕上成像的光能又减少了许多。上述技术方案只能在大功率高亮度投影仪上，在较暗的环境里方能达到实际使用效果，所以推广有难度。

本实用新型“动感画面演示仪”提出的目的是提供一种结构简单，应用范围广，成本低，可操作性好，耗电省，可以在任何非强光直接照射的环境中使用的；示教图谱画面易得，适宜批量生产，易于推广的“动感画面演仪”；使抽象静止的示教挂图实现形象的，逼真的动态显示，加深理解，提高教学效果。并可以将风景图画，摸拟自然，实现较真实的动态显示，用于教学或环境装饰；亦可以适用于动态画面的广告宣传。“动感画面演示仪”的动态演示效果与采用其他技术方案实现动态演示的性能价格比，本实用新型具有性能好，价格低的积极效果。

本实用新型的技术方案是对前述的现有的由壳体、元附器件的支承件及冷却风机，壳体内依次排布有球面反光镜、光源、聚光镜、菲涅尔透镜组、载物玻璃板、粘贴有偏光膜条块的投影软片、偏光镜、投影物镜、平面反光镜及银幕构成的现有技术的改进。

本实用新型“动感画面演示仪”是由基座1、壳体2、电源控制板3、反光膜层4、支架5及5—1、光源6、微型电机7、联结盘8、起偏片9及画面板10构成的。

是利用光的偏振性原理——即利用旋转的起偏片9与静止的检偏条8之间相对转动时，产生的对应的夹角变化，使透射光强发生了变化的原理而制作的。

是这样排布的：在呈浅扁盒形、侧立状的壳体2的“盒底”部及边框内壁部位设有反光膜层4，以提高光源利用效果。支架5及5—1分别将日光灯光源6及微型电机7定位在壳体2内。联结盘8将由透明板涂覆微晶物质，呈园盘状的起偏片9与微型电机7的轴联结，同步旋转。壳体2的二侧边框，近边沿处各设有“冂”型，可以供画面板10，装入并定位的导槽A；上边据设有使于画面板10取出，以便更换新一张画面板10的凹状的取装槽B，在上边框部位还设有排气口D；下边框与基座1联结，并设有进气口C；光源6的供电及微型电机7的工作状态由电源控制板3控制。可以依需要随意更换的画面板10是由三部份组成：显示演示内容的画面10—1，是由示教挂图或风光装饰图画的印刷品涂覆透明保护膜将背面胶粘在透明板10—2上，在透明板10—2的另一面，对应画面的相关部位，依需要按不同检偏光的衍射方向，胶粘有检偏条10—3，上述件10—1，10—2及10—3可以塑封为一体，易于保存；若演示内容更换频率不高时，也可以将画面10—1的正面用透明胶粘贴在玻璃板(透明板10—2)上，在画面10—1的背面，对应画面的相关部位粘贴检偏条10—3，这样作的画面板10，更换及保存都不太方便，但透光性能较好。

上述实用新型“动感画面演示仪”实际上是由两大部分组成——即由透射式光源箱及可更换的画面板10构成的。

由于采用了以现有的、易得、可批量生产的印刷品制作画面板10，采用日光灯做光源。对画面板10实施较近距离的、透射式照明、实现直接观赏式的演示，较现有技术中，利用较复杂的光学系统，投射成像进行演示，本实用新型实现了结构简单，降低了光源照明功率，成本低。采用日光型冷光源——日光灯做光源6，与现有技术中的卤钨素灯光源比较，降低了功耗，节电，显色性好，热幅射少，设有进气口C及排气口D，进行自然通风散热，既可保障安全工作，无需设现有技术中的冷却风机。起偏片9通过联结盘8与微型电机7轴联结，同步旋转，实现了驱动形式简单。以光源6直接对画面板10进行较近距离的透射式直接照明，画面的光强很容易高于环境光强，所以能适应各种非强光直接照射的环境中进行演示，适应性良好。该实用新型的操作实质是将画面板10置入光源箱，接通日光灯光源6及微型电机7的电源即可实施演示，与现有技术中需调整焦距及反射角度保证成像质量比较，实现了操作简单，可靠性能好等效果。

本实用新型也可以将呈浅扁盒形，侧立状的壳体2的“盒底”部——即背板去掉，成由边框构成的方框形的壳体2，在二侧边框的两个边沿处，作成两面都有导槽A及取装槽B，可以分二面置入二幅画面板10，微型电机7选用转子轴双端输出的，在光源6的二侧各设置一起偏片9在电机轴上，实现双向演示，利于科普宣教及广告宣传。

图1是本实用新型的正视结构示意图，其中有部份画面板10及部份呈园盘状的起偏片9。

图2是图1M—M’剖面侧视结构示意图。可见取装槽B、进气口C、排气口D及总体排布。

图3是图1的N—N’剖面俯视结构示意图，可见导槽A及总排布。

图4是实现双向演示时的俯视剖面结构示意图，有二幅画面板10置入由边框构成的光源箱，该光源箱内光源6及微型电机7是通过支架5及5—1支撑在边框上的。

本实用新型可以这样实现：基座1及壳体2可以是注塑成型的；用塑料板材及型材胶结成型也可以。两侧边框近边沿处的“门”型导榴A要保证画面板10，放置导入顺畅且定位良好，在上边框前沿部，设置保证取出和装入画面板10方便顺畅的取装槽B的造型要尽量与整体外型保持和谐，且要考虑不能防碍起偏片9的转动及光源6光能的透射，上边框设置的排气口D，可如百叶窗式，即保证通风良好又要考虑尽量减少向外露光量，避免影响演示效果。底边框处设置的进气口C，亦可采用百叶窗式，即保证了整体结构强度又要保证有效通风面积。在壳体2内及边框部分，覆衬一层铝泊或氧化铝涤沦膜的反光膜层4，以提高光源6的光能利用率。支架5及5—1，分别将环形日光灯管光源6及微型电机7支承定位在壳体2内的中央部位。光源6也可以用直型日光灯管，它的排布要考虑对画面板10透射照明时，光照强度基本均匀即可。为了实现对画面板10所演示内容的动态变化速率的模拟更近逼真的效果，微型电机7可选微型直流电机，易控制电机转速；选用转速在40～80转/分的交流同步电机也可以。设置电源控制板3的目的是控制光源6及微型电机7的工作状态。若选用直流微型电机7时，电源控制板3上要设置，可以调整电压的整流装置，以便控制微型电机7的工作转速。

本实用新型是利用光的偏振性原理制作的。一些微晶物质的结晶是按一定方向、顺序排列的，并能吸收某一方向角内的光振动，而垂直这个方向的光能够振动通过。起偏片9及检偏条10—3的制作是：将如：硫酸碘等物涂覆在呈园盘状的，透明薄板(有机玻璃或透明塑胶薄板皆可)上，制成起偏片9，也可以在呈园盘状透明板上粘贴偏振膜，通过联结盘8定位在微型电机7的轴上，同步旋转；将如：硫酸碘等物涂覆在如：涤沦薄膜等透明塑料薄膜上，依据不同需要切割成条块即成检偏条10—3。

检偏条10—3的切割要依据马吕斯(MaLus)定律制作。马吕斯定律公式：

I＝I₀COS²α

I：透射光的强度

I₀：偏振光的强度

α：起偏振片与检偏振片，两偏振化方向间夹角。

根据公式可知，当起偏片9与检偏条10—3之间的偏振化夹角α由0°转到90°，偏振光由强转弱，透射光即由明转暗，夹角α由90°转至180°时，偏振光则由弱转强，也就是又由暗变明，本实新型就是利用这种光强的变化，并使这种光强的变化连续起来(起偏片9的连续转动)，实现摸拟各种物体的动态演示的。这样就可以根据画面板10的画面10—1内容动态需要，将涂覆微晶物的透明薄膜按不同的角度，切割成小条块作成检偏条10—3。画面板是由画面10—1、透明板10—2及检偏条10—3三部份组成的。画面10—1的选用可以是纸质的，塑膜的或其他材料的印刷品的图谱均可作画面10—1的素材，手绘制图或照像放大的，或是正像软片也可以。因是透射照明方式实现演示，所以不能双面有画面。透明板10—2是画面板10的骨架，要求透光基本均匀即可，如：透明塑料板或薄玻璃板都可以用作透明板10—2的材料。将画面10—1背面粘贴在透明板10—2上后，画面部份(正面)可涂覆一层透明胶层，以保护画面耐用。若透明板10—2的树料透明度好，如薄玻璃板也可以将画面(正面)用透明胶(如DG—4胶粘剂)粘贴在透明板上;在画面10—1的背面对应画面的相关部位，依据动态需要，将不同偏振方向的检偏条10—3按需要胶贴排布上，就作成了画面板10。也可以将三个部份粘贴排布好后，塑封为“一体”便于保存及使用。

作装饰或广告宣教用时，会有较大幅面画面要作动态显示，一个起偏片9可能不易覆盖需进行动态显示的相关部位，可以设置几个起偏片9来分别覆盖相关部位，可以由一个电机驱动，也可以由几个电机分别带动，这时需注意每个起偏片的转速要依据画面需要相匹配。

综上述，本实新型实现了结构简单、成本低、应用范围广，可操作性好，可以在任何非强光直接照射的环境中使用，画面易得、易作、适宜批量生产，适宜推广的积极效果。

Claims (2)

1.一种动感画面演示仪是由基座1、壳体2、电源控制板3、反光膜层4、支架5及5-1、光源6、微型电机7、联结盘8、起偏片9及画面板10构成的，其特征是：

a.在壳体2上设有可供画面板10装入并定位的“Π”形导槽A及凹状的取装槽B，还设有进气口C及排气口D；

b.在壳体2内装置有反光膜层4；

c.在微型电机7轴上装有呈园盘状的起偏片9，起偏片9是涂覆微晶物，或可以粘贴偏振膜的透明板制作的，可以装一个，也可装二个以上。

d.画面板10是由画面10—1、透明板10—2及检偏条10—3组成的，画面10—1是印刷品或是放大的像片，也可以是正像软片；

e.设有控制光源6及微型电机7工作状态的电源控制板3；

f.光源6是日光灯管。

2.根据权利要求1所述的动感画面演示仪其特征在于：壳体2可以是由边框构成的，可以分别在二个面装置二幅画面板10，进行双向演示。

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