幻灯机与投影仪

图2-2-1 幻灯机光路图

2．幻灯机的光学系统

幻灯机的光学系统包括反光碗、光源、聚光镜、放映镜头等，它们在幻灯机中的作用和对它们的要求如下：

（1）光源

它的作用是发光并照射到幻灯片上。对光源的要求：满足“白昼放映”条件，应有足够的亮度；满足“点光源”条件，灯丝排列面积小；光源表面附近温度低，以免烤坏幻灯片；有较高的色温，以利彩色还原；光源的开关效应灵敏；寿命长。

幻灯机常用的光源主要有溴钨灯（卤素灯）和镝灯。溴钨灯的结构如图2-2-2所示，它具有体积小、色温高（3 200～3 400 K）、有效寿命长（约200 h）、开关效应灵敏等优点，但需变压器降压和散热装置。幻灯机常用的溴钨灯有12 V/100 W，12 V/150 W，24 V/150 W和24 V/250 W等规格。

镝灯的结构如图2-2-3所示。镝灯发光效率高，达到80 lm/W，而溴钨灯仅为30 lm/W；使用寿命长，为一百至几百小时，远大于溴钨灯的使用寿命；色温高达5 000 K以上，接近日光，彩色还原性好；但开关效应差，拉弧光时间长，触发电源笨重。所以，镝灯投影设备不适用于课堂教学。

图2-2-2 溴钨灯的结构 图2-2-3 镝灯的结构

（2）反光碗

反光碗的作用是把光源向后射的光反射到聚光镜，提高光源的光能利用率。反光碗是凹面镜，有金属抛光镀铝的，也有玻璃涂银的。幻灯机要求反光碗的孔径不大于聚光镜孔径，与光源的相对位置应保证灯的像与丝重合（即灯丝在该凹面镜的球心上）。

（3）聚光镜

聚光镜的作用是使光源发出的光线更多地并均匀地照射在幻灯片上，而且通过幻灯片的光线聚集到放映镜头的调焦范围内，如图2-2-4所示。其中立体角W2表示无聚光镜时光源发出的光线进入幻灯片所形成的立体角（也称为包容角），W1表示有聚光镜光源发出的光线进入幻灯片所形成的立体角，显然W1>W2。包容角愈大，被利用的光通量就愈多。扩大包容角的途径有两个：一是扩大聚光镜的孔径，二是缩短聚光镜和光源的距离。幻灯机要求聚光镜的孔径比幻灯片的有效画面稍大一些；光源在聚光镜的焦点处。

图2-2-4 聚光镜的作用

（4）放映镜头

放映镜头的作用是在银幕上形成一个幻灯片的放大的、清晰的、倒立的实像。幻灯机要求放映镜头克服像差的能力强；应有合适的孔径，使放映镜头在可移动的范围内，让汇聚来的光线全部通过放映镜头。

目前幻灯机都使用由几片敷膜透镜组成的复合透镜，以减少甚至消除像差。敷膜镜头判别的方法是：在反射方向（从侧面）观察敷膜镜头时，镜片呈蓝紫色或金黄色，但透过镜头（从正面）观察时，却不带颜色。

放映镜头上标有焦距F和相对孔径O，它们的关系为：

其中，D是放映镜头的有效直径。一般把相对孔径O习惯表示为1∶（F/D）的值，例如1∶1.2，1∶1.3等，表明“∶”后的数值越小，该镜头的单位时间通光量越大。

3．幻灯机的机身部分

它是用来支持各个光学部件、置放幻灯片及其他附件的承载体。它包括灯箱、片门、片架、镜头筒、底盘、马达、电风扇等。通常灯箱用铁皮或硬塑料制成，箱壁有通风散热窗口。

（二）几种常用的幻灯机

按换片方式分有简易幻灯机和自动幻灯机；按成像原理分有直射式和反射式幻灯机；按幻灯片的形式来划分有单片式幻灯机、卷片式幻灯机和显微式幻灯机；单片式幻灯机按片盒形状划分有直盒推挽式和圆盘起落式等。目前常用的幻灯机是单片直射式自动幻灯机（简称自动幻灯机），这里以其为典型机重点介绍，而其他幻灯机简单介绍。

1．自动幻灯机

自动幻灯机外形如图2-2-5所示，它除含一般幻灯机构造外，还增加了自动换片、自动调焦的电气部分和机械传动部分等内容。这里只介绍与使用相关的知识。

（1）幻灯片

自动幻灯机的幻灯片的规格相同，如图2-2-6所示，片框外尺寸为50 mm×50 mm，画幅尺寸为18 mm×24 mm，与照相用的135胶卷的画幅尺寸相同，所以这种规格的幻灯片统称为135幻灯片。片框分纸框和塑料框两种，纸框价格低，但使用中容易变形，导致输片不灵而卡片；塑料框不易变形、坚固耐用，但相对价格也较高。

图2-2-5 自动幻灯机实体图 图2-2-6 幻灯片的片框

（2）自动幻灯机的一般换片方法

①自动定时换片。就是每隔一确定时间正向换片一次。间隔时间长短可人为调节并设定。

②遥控换片。它有无线电遥控、超声波遥控或红外线遥控等。使用时，先将机器功能选择开关设定在遥控状态，然后在不超过10 m的距离内，用遥控器控制幻灯机执行正向换片、反向换片、调焦或开关机等动作。

③声画同步换片，也叫讯控换片。是指录音机在播放幻灯片解说词结束时，在应换片处录音机送给幻灯机一个换片讯号，控制幻灯机执行一个正向换片动作，注意不能倒向换片。换片讯号一般采用两种方式，一种是在要换片处录上换片信号，如1 000 Hz的音频信号。通常把换片信号与解说词分别录在不同声道上。放音时将解说词声道通向喇叭，而换片信号声道通过传输线送到幻灯机的控制信号输入端，使喇叭中只有解说的声音而没有换片信号；另一种是在需换片处的磁带上留下一段空白，一般应大于5 s，即解说中断5 s。同时，要求每一片解说中间不得出现大于3 s的停顿。使用这种声画同步方式时，直接将录音机的解说信号用传输线送给幻灯机，当幻灯机遇到5 s的空白时，即换片一次。

凡需要加音频换片讯号的幻灯机，厂家都配有产生换片讯号的信号发生器，只要按下信号发生器的按钮开关，就有换片讯号发出，将该信号用传输线送到录音机某一声道输入插孔内（非解说词声道）就可以了。

④手控换片，也叫电动换片。自动幻灯机机身上设有换片按钮，按一次进片钮，前进换片一次；按倒片钮，倒退换片一次。有的幻灯机只设一个换片按钮，用按压开关持续时间长短来区分进片或倒片。

⑤有线手控换片。它是把控制按钮这一部分放置在手控盒内，有导线与幻灯机相连。

（3）自动幻灯机的调焦

调焦也叫对焦，是指调整放映镜头的前后位置，使成像清晰度发生变化的过程。调焦的目的应使成像清晰。自动幻灯机调焦方式有三种，即旋转镜头调焦、手控盒调焦和自动调焦。

①旋转镜头调焦。是用手旋转镜头，靠镜头筒外缘的螺纹使镜头发生伸缩移动，从而实现调焦。它是调焦的最基本方式。具体操作是：开机后给幻灯机输进一张幻灯片，然后旋转镜头并观察银幕上影像清晰度的变化，直到银幕上影像最清晰为止。

②有线手控调焦。是操作手控盒上的调焦按钮，控制调焦电机带动镜头实现伸缩移动。按前调按钮，镜头外伸，按后调按钮，镜头后缩。有的幻灯机只有一个调焦按钮，按下此钮，镜头在一定范围内前后反复移动，调焦范围都不大。在使用手控盒调焦不能使影像最清晰时，还需旋转镜头实现调焦。

③自动调焦。具有此功能的幻灯机，机内设有能测出幻灯片在片门处