ФИЛЬМОСКОП

Полезная модель относится к фильмоскопу, который предназначен для проецирования на экран или другую вертикальную поверхность диафильмов детям.
Из уровня техники известны следующие решения.
Так, из описания к патенту РФ №108159 (опубликован 10.09.2011) известен звуковой диапроектор, содержащий картридж с набором слайдов, фиксатор слайдов, механизм прокрутки слайдов, цифровой носитель с аудиоверсией книги, светодиодную лампу, динамик, проекционный объектив с двумя линзами, подставку-регулятор угла наклона проецируемого изображения, пульт управления, блок питания и блок управления. Однако известный диапроектор имеет невысокое качество изображения, а также небольшой размер проецируемого изображения 1×1 м при расстоянии диапроектора от стены, равном 3,5 м.
Также известен фильмопроектор Ф75-1М, который содержит корпус с объективом, рамку для диафильмов, рамку для диапозитивов, лампу А6-21, конденсор, рефлектор, трансформатор и патронодержатель. Однако известный фильмомпроектор имеет большие габариты, сложную конструкцию, недостаточную яркость, контрастность и насыщенность проецируемого изображения, кроме того, наблюдаются такие оптические искажения, как сферическая аберрация, кривизна поля, убывающая к краям резкость, дисторсия и хроматические аберрации (см. описание с сайта http://diafilm-nsk.ru/models/filmoskop_f75_1m).
За наиболее близкий аналог к патентуемому решению принят диапроектор «Regio», который содержит пластиковый корпус, колесо прокрутки механизма пленки, кнопку фиксатора диафильма, объектив с регулятором фокуса, LED-лампу, ножку регулировки угла наклона проектора, кнопку включения, емкость для установки элементов питания с крышками, индикатор включения, отверстие для пленки, жалюзи для рассеивания тепла (см. описание с сайта http://diafilmy.su/560-regio.html).
Недостатками наиболее близкого аналога являются невысокое качество, яркость и контрастность проецируемого изображения, небольшой максимальный размер изображения до 1 м по диагонали, при отдалении проектора от стены для увеличения изображения резко снижается качество проецируемого изображения, при отдалении от стены более чем на 5 м текст сливается, а картинка расплывается.
Технической проблемой, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является создание простого и безопасного в использовании для детей, легкого, компактного, удобного для переноса фильмоскопа, при этом обеспечивающего высокую контрастность, яркость, резкость и читаемость текста проецируемого изображения, которое в зависимости от расстояния между фильмоскопом и стеной может быть до 2 м по диагонали, устранение известных видов оптических искажений таких, как убывающая к краям, резкость, дисторсия, кривизна поля, сферическая аберрация и коматическая аберрация, а, следовательно, повышение качества проецируемого изображения в целом.
Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение качества проецируемого изображения.
Качество проецируемого изображения в значительной степени связано с внутренним оптическим механизмом фильмоскопа. Для обеспечения высококачественного изображения в конструкции оптического механизма должны учитываться яркость, равномерность и эффективность источника света. Кроме того, очень важно, чтобы свет при прохождении через линзы не претерпевал настолько больших отклонений, при которых полученное изображение искажалось.
Технический результат достигается за счет устройства для просмотра диафильмов (фильмоскопа), содержащего корпус с установленными в нем механизмом прокрутки пленки, светодиодной лампой, объективом с линзой и конденсором, состоящим из двух линз, установленных последовательно по направлению лучей, при этом первая, плосковыпуклая линза, расположена выпуклой частью к светодиодной лампе, вторая линза - двояковыпуклая, а линза в объективе представляет собой двояковыпуклую линзу.
Благодаря использованию источника света высокой яркости - светодиодной лампы и конденсора указанной конструкции, который собирает и направляет на проецируемый предмет (пленку) как можно больше лучей от светодиодной лампы, в том числе и такие, которые при его отсутствии проходят мимо предмета, резко возрастает освещенность предмета, обеспечивается высокая яркость, насыщенность и контрастность проецируемого изображения, вместе с тем, использование в конденсоре двух линз установленных последовательно по направлению лучей первой - плосковыпуклой линзой, расположенной выпуклостью к светодиодной лампе, второй - двояковыпуклой линзой и использование в объективе двояковыпуклой линзы позволяет помимо увеличения яркости и контрастности устранить такие оптические искажения, как убывающая к краям, резкость, дисторсия, кривизна поля, сферическая аберрация и коматическая аберрация и обеспечить читаемость текста на расстоянии фильмоскопа от стены, равном 5 м, при размере проецируемого изображения до 2 м по диагонали.
Каждый из вышеуказанных существенных признаков необходим, а их совокупность является достаточной для достижения технического результата - увеличение качества проецируемого изображения, не присущего признакам в их разобщенности.
Выполнение объектива с возможностью поворота относительно главной оптической оси позволяет регулировать четкость проецируемого изображения.
Для возможности проецирования изображения на любые поверхности, диапроектор содержит подставку-регулятор его угла наклона относительно горизонтальной поверхности.
Выполнение механизма прокрутки пленки с фиксатором пленки диафильма позволяет сфокусировать изображение.
Благодаря тому, что корпус устройства выполнен с ручками и ремнем устройство легко и удобно переносить и хранить.
В частном случае расстояние между линзой в объективе и двояковыпуклой линзой составляет от 78 до 85 мм, преимущественно 81 мм, а расстояние между линзами в конденсоре составляет от 9 до 14 мм, преимущественно 11 мм.
Расстояния между линзами подобраны опытным путем в результате экспериментов и являются оптимальными для достижения заявленного технического результата.
Далее решение поясняется ссылками на фигуры, на которых представлено следующее:
Фиг. 1 - внешний вид фильмоскопа;
Фиг. 2 - вид фильмоскопа сбоку;
Фиг. 3 - устройство в разрезе;
Фиг. 4 - схема расположения линз.
На фигуре 1 представлен внешний вид устройства, которое содержит корпус 1 с встроенным в него объективом 2. В верхней части корпуса выполнен паз 9 для заправки конца диафильма 5 в механизм прокрутки диафильма 11 (см. фиг. 3), а с обратной стороны устройства выполнен паз (на фигурах не показан) для выхода пленки диафильма. На верхней части корпуса 1 также выполнены кнопка фиксатора механизма прокрутки 4, кнопка включения устройства 6 и колесо прокрутки 3, посредством вращения которого осуществляется продвижение пленки диафильма 5 в механизме прокрутки диафильма 11.
Согласно фигуре 3 в корпусе 1 устройства на железном штыре, вставленном в пазы пластмассовой литой формы, установлен механизм прокрутки пленки 11, блоки для размещения элементов питания 13 и блок 12, который представляет собой цилиндрическую пластиковую трубку, закрепленную в корпусе. При этом в объективе 2 установлена и закреплена двояковыпуклая линза (см. фиг 4).
В блоке 12 в патронодержателе установлена светодиодная лампа 17 и конденсор, содержащий закрепленные между собой и в блоке 12 плосковыпуклую линзу 14, расположенную выпуклостью к светодиодной лампе, и двояковыпуклую линзу 15. Линзы 14 и 15 располагаются в цилиндрической пластиковой трубке 12 и закрепляются пластмассовыми кольцами, совпадающими по диаметру с линзами. Плосковыпуклая линза 14 и двояковыпуклая линза 15 установлены на расстояние а друг от друга в диапазоне значений от 8 до 14 мм. Расстояние b от установленной в объективе 2 двояковыпуклой линзы 16 до двояковыпуклой линзы 15 равно любому значению из диапазона значений от 78 до 85 мм.
Механизм прокрутки диафильма 11 закреплен внутри корпуса 1 устройства и состоит из рамы для диафильма 18, зубчатого колеса 19, определяющего текущий кадр диафильма, железного вала вращения 20 зубчатого колеса 19, при этом вращательное движение железному валу 20 передается посредством колеса ручной прокрутки 3 через редуктор. Колесо ручной прокрутки 3 на валу 23 с двух сторон закреплено пластмассовыми шестеренками 21 и 22. С одной из сторон колеса 3 расположены двойные шестеренки 22, где далее находится литая двойная деталь из пластмассы в форме пластины 10×10 мм, толщиной 5 мм, которая переходит в цилиндр диаметром 5 мм, высота цилиндра 3 мм, это единая деталь - устройство фиксатора 6. При нажатие на кнопку фиксатора 6, он стопорит вал 23, колесо прокрутки фиксируется только на начале следующего кадра, фиксируется размер кадра.
Объектив 2 выполнен с возможностью поворота относительно главной оптической оси для регулирования четкости изображения. Поворот объектива в корпусе возможен благодаря наличию резьбы на внешней поверхности объектива и внутренней поверхности корпуса, где расположен объектив.
Фильмоскоп также снабжен функциональной подставкой-регулятором 10, позволяющей регулировать угол наклона устройства (см. фиг. 2). Подставка регулятор представляет собой винт с опорным башмаком, который может завинчиваться в отверстие в корпусе, при этом изменяется длина выступающей из корпуса части винта и обеспечивается возможность изменять угол наклона корпуса.
На корпусе устройства также выполнены ручки 7 и ремень 8 для удобного переноса и хранения устройства.
Для использования устройства необходимо:
- установить устройство горизонтально перед экраном или другой белой поверхностью;
- включить устройство с помощью кнопки включения 6;
- вставить конец пленки в паз 9 механизма прокрутки 11;
- вращать колесо 3 (ручку) механизма прокрутки 11 «от себя» для продвижения пленки диафильма 5;
- настроить четкое изображение путем поворота объектива 2;
- при необходимости изменить угол наклона устройства/фильмоскопа;
- после просмотра диафильма вытянуть конец пленки диафильма 5 из механизма прокрутки 11 с нижней стороны устройства, нажав кнопку фиксатора 4.
Эффективность предложенного устройства подтверждена экспериментально. В качестве первой линзы конденсора взята плосковыпуклая линза диаметром в диапазоне от 30 мм до 40 мм, преимущественно 36,98±0,01 мм, с радиусом кривизны в диапазоне от 20 мм до 30 мм, преимущественно 25,16±0,005 мм, и толщиной в центре в диапазоне от 8 мм до 15 мм, преимущественно 11,29±0,005 мм, вторая линза конденсора - двояковыпуклая диаметром в диапазоне от 30 мм до 40 мм, преимущественно 36,93±0,01 мм с радиусом кривизны в диапазоне от 35 мм до 45 мм, преимущественно 40,46±0,005 мм и толщиной в центре в диапазоне от 8 мм до 15 мм, преимущественно 11,52±0,005 мм, линза в объективе - двояковыпуклая диаметром в диапазоне от 18 мм до 28 мм, преимущественно 23,93±0,01 мм с радиусом кривизны в диапазоне от 62 мм до 72 мм, преимущественно 67,915±0,005 мм и толщиной в центре в диапазоне от 2 мм до 5 мм, преимущественно 3,53±0,005 мм.
В результате проведенных экспериментов установлено следующее.
При расстоянии между первой - плосковыпуклой линзой и второй - двояковыпуклой линзой в диапазоне от 8 до 14 мм и при расположении третьей - двояковыпуклой линзы на расстоянии от второй - двояковыпуклой линзой в диапазоне от 78 до 85 мм достигается максимальная яркость, насыщенность, контрастность, четкость и резкость проецируемого изображения.
Уменьшение или увеличение расстояния между линзами конденсора менее 8 мм или свыше 14 мм при расстоянии между третьей и второй линзой в диапазоне от 78 до 85 мм приводит к небольшому снижению резкости, четкости и контрастности, появлению слегка заметных оптических искажений.
В свою очередь отдаление третьей линзы от второй на расстояния свыше 85 мм или приближение на расстояние менее 78 мм при расстоянии между линзами конденсора в диапазоне от 8 до 14 мм также приводит к небольшому снижению резкости, четкости и контрастности, появлению слегка заметных оптических искажений.
При уменьшении или увеличении расстояния между линзами конденсора менее 8 мм или свыше 14 мм, а также при отдалении третьей линзы от второй на расстояние свыше 85 мм или приближении на расстояние менее 78 мм наблюдается ухудшению качества проецируемого изображения, уменьшается резкость, контрастность и возникают оптические искажения.
Таким образом, заявленное устройство позволяет увеличить яркость, контрастность, четкость и резкость проецируемого изображения, устранить оптические искажения, а, следовательно, повысить качество проецируемого изображения, в том числе при отдалении диапроектора от стены с увеличением размера изображения до 2 м.