動感畫面演示儀的製作方法
2023-09-14 08:48:05
專利名稱：動感畫面演示儀的製作方法
技術領域：
本實用新型屬文化用品科教儀器類。
近年利用光的偏振性原理，在教學用投影儀上，使投影軟片畫面的相關部位實現動態演示的技術已有應用，其技術方案的結構是由殼體、元附器件的支承件及冷卻風機，在殼體內以次排列有球面反光鏡、光源、聚光鏡、菲涅爾透鏡組、載物玻璃板、粘貼有偏光膜條塊的投影軟片(正片)、偏光鏡、投影物鏡、平面反光鏡及銀幕組成的。其實現動態畫面顯示的原理是將偏振膜按不同的需要的偏振方向切割成條塊(下稱檢偏條)，粘貼在繪製好的投影軟片上，將該軟片置於投影儀的載物玻璃板上，在距軟片一定間距處，置一能夠以外緣定位，且能以外緣驅動旋轉的偏振鏡(下稱起偏片)；使投影儀工作，旋轉起偏片，調整投影物鏡的焦距，使軟片畫面成像在銀幕上；投影儀的投射光在投射至畫面經過檢偏條及旋轉的起偏片後，因光的偏振性使成像在銀幕上的軟片的相關部位的光強發生了明、暗的交替變化，人們的視覺感受中形成了動態的畫面。
其不足處是投影軟片的繪製工藝性強，複製成本較高、且軟片片基的熱穩定性差，在成像系統的強光照射下易變形，影響演示效果，起偏片置於成像投射光路中，要使它旋轉，就需設定位架，再從邊緣驅動，結構複雜，造價高。由於利用投影儀實現動態演示，投影儀本身光源光能的利用率就不高，再加上檢偏條及起偏片對光的檢偏遮攔，能夠通過投影物鏡投射至銀幕上成像的光能又減少了許多。上述技術方案只能在大功率高亮度投影儀上，在較暗的環境裡方能達到實際使用效果，所以推廣有難度。
本實用新型「動感畫面演示儀」提出的目的是提供一種結構簡單，應用範圍廣，成本低，可操作性好，耗電省，可以在任何非強光直接照射的環境中使用的；示教圖譜畫面易得，適宜批量生產，易於推廣的「動感畫面演儀」；使抽象靜止的示教掛圖實現形象的，逼真的動態顯示，加深理解，提高教學效果。並可以將風景圖畫，摸擬自然，實現較真實的動態顯示，用於教學或環境裝飾；亦可以適用於動態畫面的廣告宣傳。「動感畫面演示儀」的動態演示效果與採用其他技術方案實現動態演示的性能價格比，本實用新型具有性能好，價格低的積極效果。
本實用新型的技術方案是對前述的現有的由殼體、元附器件的支承件及冷卻風機，殼體內依次排布有球面反光鏡、光源、聚光鏡、菲涅爾透鏡組、載物玻璃板、粘貼有偏光膜條塊的投影軟片、偏光鏡、投影物鏡、平面反光鏡及銀幕構成的現有技術的改進。
本實用新型「動感畫面演示儀」是由基座1、殼體2、電源控制板3、反光膜層4、支架5及5—1、光源6、微型電機7、聯結盤8、起偏片9及畫面板10構成的。
是利用光的偏振性原理——即利用旋轉的起偏片9與靜止的檢偏條8之間相對轉動時，產生的對應的夾角變化，使透射光強發生了變化的原理而製作的。
是這樣排布的在呈淺扁盒形、側立狀的殼體2的「盒底」部及邊框內壁部位設有反光膜層4，以提高光源利用效果。支架5及5—1分別將日光燈光源6及微型電機7定位在殼體2內。聯結盤8將由透明板塗覆微晶物質，呈園盤狀的起偏片9與微型電機7的軸聯結，同步旋轉。殼體2的二側邊框，近邊沿處各設有「冂」型，可以供畫面板10，裝入並定位的導槽A；上邊據設有使於畫面板10取出，以便更換新一張畫面板10的凹狀的取裝槽B，在上邊框部位還設有排氣口D；下邊框與基座1聯結，並設有進氣口C；光源6的供電及微型電機7的工作狀態由電源控制板3控制。可以依需要隨意更換的畫面板10是由三部份組成顯示演示內容的畫面10—1，是由示教掛圖或風光裝飾圖畫的印刷品塗覆透明保護膜將背面膠粘在透明板10—2上，在透明板10—2的另一面，對應畫面的相關部位，依需要按不同檢偏光的衍射方向，膠粘有檢偏條10—3，上述件10—1，10—2及10—3可以塑封為一體，易於保存；若演示內容更換頻率不高時，也可以將畫面10—1的正面用透明膠粘貼在玻璃板(透明板10—2)上，在畫面10—1的背面，對應畫面的相關部位粘貼檢偏條10—3，這樣作的畫面板10，更換及保存都不太方便，但透光性能較好。
上述實用新型「動感畫面演示儀」實際上是由兩大部分組成——即由透射式光源箱及可更換的畫面板10構成的。
由於採用了以現有的、易得、可批量生產的印刷品製作畫面板10，採用日光燈做光源。對畫面板10實施較近距離的、透射式照明、實現直接觀賞式的演示，較現有技術中，利用較複雜的光學系統，投射成像進行演示，本實用新型實現了結構簡單，降低了光源照明功率，成本低。採用日光型冷光源——日光燈做光源6，與現有技術中的滷鎢素燈光源比較，降低了功耗，節電，顯色性好，熱幅射少，設有進氣口C及排氣口D，進行自然通風散熱，既可保障安全工作，無需設現有技術中的冷卻風機。起偏片9通過聯結盤8與微型電機7軸聯結，同步旋轉，實現了驅動形式簡單。以光源6直接對畫面板10進行較近距離的透射式直接照明，畫面的光強很容易高於環境光強，所以能適應各種非強光直接照射的環境中進行演示，適應性良好。該實用新型的操作實質是將畫面板10置入光源箱，接通日光燈光源6及微型電機7的電源即可實施演示，與現有技術中需調整焦距及反射角度保證成像質量比較，實現了操作簡單，可靠性能好等效果。
本實用新型也可以將呈淺扁盒形，側立狀的殼體2的「盒底」部——即背板去掉，成由邊框構成的方框形的殼體2，在二側邊框的兩個邊沿處，作成兩面都有導槽A及取裝槽B，可以分二面置入二幅畫面板10，微型電機7選用轉子軸雙端輸出的，在光源6的二側各設置一起偏片9在電機軸上，實現雙向演示，利於科普宣教及廣告宣傳。
圖1是本實用新型的正視結構示意圖，其中有部份畫面板10及部份呈園盤狀的起偏片9。
圖2是
圖1M—M』剖面側視結構示意圖。可見取裝槽B、進氣口C、排氣口D及總體排布。
圖3是
圖1的N—N』剖面俯視結構示意圖，可見導槽A及總排布。
圖4是實現雙向演示時的俯視剖面結構示意圖，有二幅畫面板10置入由邊框構成的光源箱，該光源箱內光源6及微型電機7是通過支架5及5—1支撐在邊框上的。
本實用新型可以這樣實現基座1及殼體2可以是注塑成型的；用塑料板材及型材膠結成型也可以。兩側邊框近邊沿處的「門」型導榴A要保證畫面板10，放置導入順暢且定位良好，在上邊框前沿部，設置保證取出和裝入畫面板10方便順暢的取裝槽B的造型要儘量與整體外型保持和諧，且要考慮不能防礙起偏片9的轉動及光源6光能的透射，上邊框設置的排氣口D，可如百葉窗式，即保證通風良好又要考慮儘量減少向外露光量，避免影響演示效果。底邊框處設置的進氣口C，亦可採用百葉窗式，即保證了整體結構強度又要保證有效通風面積。在殼體2內及邊框部分，覆襯一層鋁泊或氧化鋁滌淪膜的反光膜層4，以提高光源6的光能利用率。支架5及5—1，分別將環形日光燈管光源6及微型電機7支承定位在殼體2內的中央部位。光源6也可以用直型日光燈管，它的排布要考慮對畫面板10透射照明時，光照強度基本均勻即可。為了實現對畫面板10所演示內容的動態變化速率的模擬更近逼真的效果，微型電機7可選微型直流電機，易控制電機轉速；選用轉速在40～80轉/分的交流同步電機也可以。設置電源控制板3的目的是控制光源6及微型電機7的工作狀態。若選用直流微型電機7時，電源控制板3上要設置，可以調整電壓的整流裝置，以便控制微型電機7的工作轉速。
本實用新型是利用光的偏振性原理製作的。一些微晶物質的結晶是按一定方向、順序排列的，並能吸收某一方向角內的光振動，而垂直這個方向的光能夠振動通過。起偏片9及檢偏條10—3的製作是將如硫酸碘等物塗覆在呈園盤狀的，透明薄板(有機玻璃或透明塑膠薄板皆可)上，製成起偏片9，也可以在呈園盤狀透明板上粘貼偏振膜，通過聯結盤8定位在微型電機7的軸上，同步旋轉；將如硫酸碘等物塗覆在如滌淪薄膜等透明塑料薄膜上，依據不同需要切割成條塊即成檢偏條10—3。
檢偏條10—3的切割要依據馬呂斯(MaLus)定律製作。馬呂斯定律公式I＝I0COS2αI透射光的強度I0偏振光的強度α起偏振片與檢偏振片，兩偏振化方向間夾角。
根據公式可知，當起偏片9與檢偏條10—3之間的偏振化夾角α由0°轉到90°，偏振光由強轉弱，透射光即由明轉暗，夾角α由90°轉至180°時，偏振光則由弱轉強，也就是又由暗變明，本實新型就是利用這種光強的變化，並使這種光強的變化連續起來(起偏片9的連續轉動)，實現摸擬各種物體的動態演示的。這樣就可以根據畫面板10的畫面10—1內容動態需要，將塗覆微晶物的透明薄膜按不同的角度，切割成小條塊作成檢偏條10—3。畫面板是由畫面10—1、透明板10—2及檢偏條10—3三部份組成的。畫面10—1的選用可以是紙質的，塑膜的或其他材料的印刷品的圖譜均可作畫面10—1的素材，手繪製圖或照像放大的，或是正像軟片也可以。因是透射照明方式實現演示，所以不能雙面有畫面。透明板10—2是畫面板10的骨架，要求透光基本均勻即可，如透明塑料板或薄玻璃板都可以用作透明板10—2的材料。將畫面10—1背面粘貼在透明板10—2上後，畫面部份(正面)可塗覆一層透明膠層，以保護畫面耐用。若透明板10—2的樹料透明度好，如薄玻璃板也可以將畫面(正面)用透明膠(如DG—4膠粘劑)粘貼在透明板上;在畫面10—1的背面對應畫面的相關部位，依據動態需要，將不同偏振方向的檢偏條10—3按需要膠貼排布上，就作成了畫面板10。也可以將三個部份粘貼排布好後，塑封為「一體」便於保存及使用。
作裝飾或廣告宣教用時，會有較大幅面畫面要作動態顯示，一個起偏片9可能不易覆蓋需進行動態顯示的相關部位，可以設置幾個起偏片9來分別覆蓋相關部位，可以由一個電機驅動，也可以由幾個電機分別帶動，這時需注意每個起偏片的轉速要依據畫面需要相匹配。
綜上述，本實新型實現了結構簡單、成本低、應用範圍廣，可操作性好，可以在任何非強光直接照射的環境中使用，畫面易得、易作、適宜批量生產，適宜推廣的積極效果。
權利要求1.一種動感畫面演示儀是由基座1、殼體2、電源控制板3、反光膜層4、支架5及5-1、光源6、微型電機7、聯結盤8、起偏片9及畫面板10構成的，其特徵是a.在殼體2上設有可供畫面板10裝入並定位的「Π」形導槽A及凹狀的取裝槽B，還設有進氣口C及排氣口D；b.在殼體2內裝置有反光膜層4；c.在微型電機7軸上裝有呈園盤狀的起偏片9，起偏片9是塗覆微晶物，或可以粘貼偏振膜的透明板製作的，可以裝一個，也可裝二個以上。d.畫面板10是由畫面10—1、透明板10—2及檢偏條10—3組成的，畫面10—1是印刷品或是放大的像片，也可以是正像軟片；e.設有控制光源6及微型電機7工作狀態的電源控制板3；f.光源6是日光燈管。
2.根據權利要求1所述的動感畫面演示儀其特徵在於殼體2可以是由邊框構成的，可以分別在二個面裝置二幅畫面板10，進行雙向演示。
專利摘要本實用新型屬文化用品科教儀器類，是利用光的偏振性原理設計，由光源箱及可更換的畫面板構成。光源箱內微電機軸上裝起偏片；畫面板的相關部位粘有檢偏條，用透射照明方式照亮畫面，起偏片與檢偏條相對轉動，使畫面相關部位的光強產生了規律的強、弱變化，使抽象、靜止的示教掛圖，實現了形象逼真的動態顯示，加深理解、提高宣教效果，有結構簡單、成本低，適應任何非強光直接照射的環境使用，可操作性好，適應範圍廣的效果。
文檔編號G09B5/00GK2224446SQ94232010
公開日1996年4月10日 申請日期1994年12月26日 優先權日1994年12月26日
發明者劉樹華 申請人:劉樹華