專利名稱：窗口選擇式投影儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一類新型的透明膠片投影儀。其特點(diǎn)是能夠在全屏幕范圍內(nèi)選擇窗口，并對窗口內(nèi)的內(nèi)容進(jìn)行放大顯示。
目前所使用的透明膠片投影儀隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不同，其種類也略微不同。如一般使用的教學(xué)投影儀、縮微資料閱讀儀、光學(xué)譜線投影測量儀等。這些儀器的共同點(diǎn)是用光源照射透明膠片，取其透射光，用光學(xué)透鏡組進(jìn)行放大后，投影到屏幕上，形成透明膠片上的文字和圖表的放大像。其不同之處只是由于成像的放大倍數(shù)和清晰度的要求不同，以及對像差的限制不同，而采用的光路結(jié)構(gòu)和鏡片組合不同而已。當(dāng)然由于某些特殊需要，有的投影儀還有一些特殊功能，如光譜投影儀的測量讀數(shù)功能等。但是，所有的投影儀器都沒有窗口選擇功能。
本發(fā)明賦予投影儀全新的概念全屏幕搜尋放大顯示以及多窗口顯示。為投影儀的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域提供了一種全新的功能，有著廣闊的應(yīng)用前景?，F(xiàn)說明如下1.在一般的學(xué)術(shù)交流、教學(xué)講座等場合，都要用到投影儀。講演者通過更換透明膠片和指示所講內(nèi)容的屏幕顯示位置等手段，讓聽眾跟蹤理解。常常遇到這樣的情況在演講者需要強(qiáng)調(diào)文章的某一部分、某個(gè)公式或公式的某個(gè)部分、某個(gè)圖表或圖表的某個(gè)部分等的時(shí)候，因?yàn)楝F(xiàn)有投影儀的放大倍數(shù)是一定的，而且只有一個(gè)屏幕，所以演講者只有通過將要強(qiáng)調(diào)的部分寫在另外一張透明膠片上、演講時(shí)更換膠片的方法進(jìn)行演示。這樣做的缺點(diǎn)是第一，在一個(gè)內(nèi)容上反復(fù)更換透明膠片，容易分散聽眾的注意力，引起誤解。第二，更換膠片后，不容易突出被強(qiáng)調(diào)部分與整體的關(guān)系。第三，如果一張圖表的多處需要強(qiáng)調(diào)，勢必要更換許多不同的透明膠片。這樣做很難讓聽眾同時(shí)看出部分與部分、部分與整體的聯(lián)系。要使聽眾弄清楚這些關(guān)系，勢必需要費(fèi)很多時(shí)間去來回更換膠片并進(jìn)行講解。這樣的時(shí)間消耗在大型學(xué)術(shù)交流活動中是非常忌諱的。
本發(fā)明將屏幕分成多個(gè)部分進(jìn)行分別顯示，每個(gè)部分稱之為一個(gè)窗口。一般分成兩個(gè)大窗口和一個(gè)小窗口。其中一個(gè)大窗口顯示整幅圖表或文章，這個(gè)大窗口中同時(shí)開有一個(gè)小窗口，這個(gè)小窗口可以在此大窗口內(nèi)作全屏幕移動，小窗口內(nèi)的內(nèi)容同時(shí)放大在另一個(gè)大窗口中。講演者只要移動小窗口，就可以同時(shí)顯示出被強(qiáng)調(diào)部分在整體中的位置和被強(qiáng)調(diào)的內(nèi)容，使聽眾一目了然。講演者還可以改變小窗口的大小以獲得不同的放大倍數(shù)。
2.圖書館以及各類情報(bào)資料機(jī)構(gòu)所使用的縮微資料閱讀儀也是采用單屏整幅顯示。大型復(fù)雜的圖表用此儀器閱讀時(shí)，將遇到以上1.中類似的問題。同樣，使用本發(fā)明，讀者只需移動小窗口，就可以將他關(guān)心的細(xì)節(jié)部分放大顯示，并可同時(shí)看出此細(xì)節(jié)在整幅圖表中的位置和作用。
3.在實(shí)驗(yàn)室，與攝譜儀配套的是各種類型的讀譜測量儀器。攝譜儀將未知樣品的譜線和標(biāo)準(zhǔn)譜線拍攝在同一張底片上，然后在讀譜儀上進(jìn)行測量。通常使用的讀譜儀是帶有讀數(shù)功能的高分辨譜線投影儀，在一定精度范圍內(nèi)可以直接測量譜線間的距離。測量精度高的還有阿貝比長儀，用以測量譜線間的相對距離。這類讀譜儀的缺陷在于在高倍放大的情況下，由于物鏡的視野小，在譜板移動的過程中不易判別顯示的是哪條譜線，容易產(chǎn)生錯(cuò)誤讀數(shù)。使用本發(fā)明，由一個(gè)大窗口顯示整段譜線，另一個(gè)大窗口用來讀數(shù)測量。在顯示整段譜線的大窗口中，移動著的小窗口直接給出所測量的譜線在整段譜線中的位置。
以上只是給出了投影儀得到普遍應(yīng)用的三個(gè)方面。還有一些特殊用途的投影設(shè)備也可以根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造出全新的儀器。
由于在光學(xué)系統(tǒng)中，可以使用完全不同的光路結(jié)構(gòu)達(dá)到相同的顯示目的。因此實(shí)現(xiàn)本發(fā)明構(gòu)思的具體設(shè)計(jì)不是唯一的。為了簡練，特選取一種設(shè)計(jì)以說明本發(fā)明的基本思想。并給出在此設(shè)計(jì)思想基礎(chǔ)上的一種實(shí)用投影儀設(shè)計(jì)示例。
本發(fā)明的任務(wù)是將屏幕分成多個(gè)部分進(jìn)行分別顯示，每個(gè)部分稱之為一個(gè)窗口。一般分成兩個(gè)大窗口和一個(gè)小窗口。其中一個(gè)大窗口顯示整幅圖表或文章，這個(gè)大窗口中同時(shí)開有一個(gè)小窗口，這個(gè)小窗口可以在此大窗口內(nèi)作全屏幕移動，小窗口內(nèi)的內(nèi)容同時(shí)放大在另一個(gè)大窗口中。


圖1是本發(fā)明的主光路之一，本發(fā)明也可以采用圖4的主光路?，F(xiàn)就圖1來說明本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方法。
本發(fā)明是按如下方式完成其任務(wù)的圖1中的光源S1將平行光照射到透明膠片T上，其透射光經(jīng)半反射鏡M1分成兩束光，其中一束光經(jīng)過透鏡組L1和鏡片組，將整幅圖象放大成像到屏幕的特定位置，形成一個(gè)大窗口;另外一束光將照射到窗口采樣器所在的平面上。窗口采樣器具有光源S2，平面反射鏡AI和濾光片AB。濾光片AB上鍍有與之同心全反射膜EF。窗口采樣器的光源S2發(fā)出平行光，通過濾光狹縫AE和FB，將一個(gè)彩色框架投射到半反射鏡M1上，分成兩束光。一束光透射到透明膠片T上，向演講者指出小窗口的位置;另一束光反射到全反射鏡M2，再經(jīng)M2反射透過M1，經(jīng)透鏡組L1和鏡片組，顯示到屏幕上，向聽眾指出小窗口的位置;彩色框架中的內(nèi)容經(jīng)EF反射到透鏡組L2，再由L2和鏡片組放大成像到屏幕的特定位置，形成第二個(gè)大窗口。窗口采樣器可以在與T平行的平面上自由移動位置，這樣就使得采樣器可以在T的任何位置進(jìn)行取樣。
圖3是窗口采樣器移動裝置的示意圖。只要繞XX′軸轉(zhuǎn)動驅(qū)動桿，傳動帶就可以帶動窗口采樣器S左右移動。只要繞YY′軸轉(zhuǎn)動驅(qū)動桿，傳動帶就可以帶動窗口采樣器S垂直于紙面前后移動。如果同時(shí)繞XX′軸和YY′軸轉(zhuǎn)動驅(qū)動桿，窗口采樣器S就可以在平面上朝任意方向移動。
圖2是窗口采樣器的示意圖。圖2a顯示的是圖1中采用的窗口采樣器，圖中的采樣窗口是矩形窗口。濾色片ABCD上鍍有全反射膜EFGH，且矩形ABCD與矩形EFGH之間構(gòu)成等寬的矩形框，光源S2發(fā)出的平行光就是通過這個(gè)矩形框射到圖1中的半反射鏡M1上，從而完成小窗口范圍的顯示的。圖2a中的AIJD是個(gè)反射鏡，其目的是將光反射到圖的右邊，也形成一個(gè)彩色矩形框。而上面射來的光經(jīng)反射鏡EFGH后，也射向圖的右邊，正好落在這個(gè)矩形框中。濾色片ABCD與反射鏡AIJD的夾角為45°。圖2a中的W是光源S2的電源控制，U是導(dǎo)線，P是外接線，Q是固定接頭，其作是將采樣器固定在傳動帶上。
圖2b中顯示的窗口采樣器與圖2a顯示的在結(jié)構(gòu)上有點(diǎn)不同。平行光通過由濾色片ABCD和在其上鍍的全反射膜EFGH之間構(gòu)成的等寬的矩形框形成彩色框，照射到半反射鏡CDIJ上，分成兩束。一束射到圖1中的半反射鏡M1上，從而完成小窗口范圍的顯示;另一束射向圖的右邊。上面射來的光經(jīng)半反射鏡CDIJ后，也分成兩束。一束射向反射鏡EFGH，經(jīng)其反射后，再經(jīng)CDIJ反射，也射向圖的右邊。另一束射向反射鏡CDLK，經(jīng)其反射后，再經(jīng)CDIJ反射，也射向圖的右邊。射向圖的右邊的三束光合成小窗口以及其中的內(nèi)容。濾色片ABCD與半反射鏡CDIJ之間的夾角為45°，濾色片ABCD與反射鏡CDLK成直角。
圖4給出的是一個(gè)窗口式教學(xué)投影儀的實(shí)用光路立體顯示圖。由光源S1發(fā)出的平行光，通過透明膠片T，投射到半反射鏡M1上后，分成兩束。一束射向反射鏡M2，經(jīng)其反射后，再次通過M1，和底部射上的彩色框一起射向鏡片組L1′，由透鏡組L1′，反射鏡M3，透鏡L1″，反射鏡M4放大投影到屏幕上的特定位置;另一束通過半反射鏡M1后，射向圖2b中顯示的窗口采樣器，然后經(jīng)過反射鏡M5，反射鏡M6，反射鏡M7，透鏡組L2，反射鏡M8放大投影到屏幕的特定位置成像。反射鏡M5固定在窗口采樣器的帶動支撐臂上，在左右方向上時(shí)刻與窗口采樣器保持共軸，在前后方向上時(shí)刻與反射鏡M6保持共軸。移動裝置可以使窗口采樣器S在與T平行的正下方的平面上自由移動位置，這樣就使得采樣器S可以在T的任何位置上進(jìn)行取樣。
圖中用虛線標(biāo)出的透鏡Ls′和透鏡Ls″是用在改進(jìn)型窗口采樣器上的，是一組變焦鏡，主要用于改變采樣窗口的大小和保證射向反射鏡M5上的是平行光。這樣就可以避免由于采樣窗口大小的改變和采樣窗口的移動帶來的光程的改變而引起的成像位置的改變。具體使用時(shí)需要在S1和T，或者在T和M1之間加上與之配合的透鏡。其他的一些參數(shù)也將隨之改變。
另外一種改變采樣窗口的大小的方法是將不同的固定大小的濾色框做在一個(gè)板或一條軟帶上，替代圖2中的濾色框。需要改變窗口時(shí)用電動機(jī)械裝置更換光源前的濾色框即可。這樣做不需要改變其他結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.投影設(shè)備(如教學(xué)投影儀、光譜投影測量儀、縮微資料閱讀儀等)采用窗口式顯示，并具有以下特征a.利用半透射反射鏡將透過透明膠片的光分成不同方向的兩束或多束光。其中一束用來成像顯示透明膠片上整個(gè)照明區(qū)中的內(nèi)容；另外一束用于采樣成像顯示照明區(qū)中的部分內(nèi)容。b.在顯示過程中，將屏幕分成兩個(gè)或兩個(gè)以上的大區(qū)域部分，或者由兩個(gè)或兩個(gè)以上的屏幕共同顯示，即具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的大窗口。c.在大窗口中取其一小部分作為小窗口，小窗口中的內(nèi)容顯示在另外特定的大窗口中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1，投影設(shè)備具有窗口采樣器S。采樣器S具有光源S2，反射鏡AIJD，濾光片ABCD，并在濾光片ABCD中心部分鍍有與之同心的全反射膜EFGH，其目的之一是為了在ABCD和EFGH之間構(gòu)成一個(gè)彩色的框。濾光片ABCD與反射鏡AIJD之間的夾角為45°。并且采樣器采用圖2a中的結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1，投影設(shè)備具有窗口采樣器S。采樣器S具有光源S2，反射鏡CDLK，半反射鏡CDIJ，濾光片ABCD，并在濾光片ABCD中心部分鍍有與之同心的全反射膜EFGH，其目的之一是為了在ABCD和EFGH之間構(gòu)成一個(gè)彩色的框。濾光片ABCD與反射鏡CDLK之間成直角，濾光片ABCD與半反射鏡CDIJ之間的夾角為45°。并且采樣器采用圖2b中的結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1.根據(jù)權(quán)利要求2和根據(jù)權(quán)利要求3，投影設(shè)備具有光源S1，半反射鏡M1，反射鏡M2，窗口采樣器S以及采樣器的平面移動裝置，并采用圖1或圖4中的光路結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、根據(jù)權(quán)利要求2、根據(jù)權(quán)利要求3和根據(jù)權(quán)利要求4，投影設(shè)備采用說明書最后兩段所描述的改進(jìn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一類新型的透明膠片投影儀。其特點(diǎn)是能夠在全屏幕范圍內(nèi)選擇窗口，并對窗口內(nèi)的內(nèi)容進(jìn)行放大顯示。本發(fā)明將屏幕分成多個(gè)部分(或由兩個(gè)以上的小屏幕共同)進(jìn)行分別顯示，每個(gè)部分稱之為一個(gè)窗口。一般分成兩個(gè)大窗口和一個(gè)小窗口。其中一個(gè)大窗口顯示整幅圖表或文章，這個(gè)大窗口中同時(shí)開有一個(gè)小窗口，這個(gè)小窗口可以在此大窗口內(nèi)作全屏幕移動，小窗口內(nèi)的內(nèi)容同時(shí)放大在另一個(gè)大窗口中。
文檔編號G03B21/132GK1091837SQ93117458
公開日1994年9月7日 申請日期1993年9月12日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月12日
發(fā)明者劉顯鋼 申請人:劉顯鋼