Дисплей

По своей популярности метод представления информации с помощью электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) намного превзошел все остальные. Диалог человека с
genmontr.jpg (17584 bytes) компьютером происходит через дисплей (display - показывать) - электрический пульт с экраном. Дисплей, снабженный устройством графического изображения, устройством для чтения дисков, графопостроителем или принтером, превращается в терминальную станцию.

         Главным элементом дисплея служит телевизионный или жидкокристаллический (LCD) экран, на который выводится информация в виде текста, цифр или графиков. Чаще всего дисплей дополняется клавиатурой, которая используется как средство ввода информации и общения с компьютером. Неплохие мониторы производят фирмы Sony, ViewSonic и др.

         Хотя уже прошло более ста лет со временем изобретения, ЭЛТ, по-прежнему, остается объектом совершенствования для создания более удобных приборов отображения информации. Дисплеи на ЭЛТ обладают неплохими характеристиками и стоят относительно недорого. Тем не менее распространение и получают плоские дисплеи, так как обладают небольшими габаритами и весом.

         Для представления информации на экране кроме известного принципа работы
notebook.gif (469 bytes)ЭЛТ, в которой с помощью отклоняющих пластин и фокусирующего устройства электронный луч вычерчивает изображение на экране с флюоресцентным покрытием, используются другие физические явления. Им обязано, в частности, появление плазменных панелей, катодолюминесцентных и электролюминесцентных приборов, панелей на жидких кристаллах.

         Рассмотрим некоторые действующие конструкции дисплеев, построенные на принципах, несколько отличающихся от традиционного телевизионного принципа.

         В так называемой "плоской" телевизионной трубке используется множество электронных лучей, которые генерируются плоским распределенным катодом, а затем формируются в отдельные лучи с помощью матричной управляющей сетки. Сетка состоит из 480 рядов и 500 колонок. Лучи для каждого элемента изображения управляются с помощью адресных сигналов, поступающих на вертикальные и горизонтальные отклоняющие проволоки. Как и во всех дисплеях с матричной структурой, критическим параметром является время достижения адресной посылкой своего элемента изображения. Это определяет также среднюю яркость свечения дисплея.

         Плазменные дисплеи строятся на принципе тлеющего разряда, возникающего в разреженном газе между двумя проводниками, к которым приложено электрическое напряжение. От типа газа зависит цвет разряда. В плазменном дисплее микроразряд создается в точках пересечения двух систем металлических полосок, нанесенных на поверхность двух плоских стекол, помещенных на близком расстоянии друг от друга. Металлические полоски очень тонки, и глаз воспринимает только отдельные разряды точечного характера, возникающие под воздействием электрических импульсов. Под воздействием множества импульсов, управляемых компьютером, высвечивается изображение.

         Дисплей на ЭЛТ может снабжается световым пером, на конце которого встроен фотодатчик. Если фиксировать концом пера какую-либо точку на экране, то в процессе развертки электронный луч урубки засветит датчик и возникнет электрический импульс, который по соединенному с пером проводу передается в блок дисплея, запоминающий координаты точки касания пера. Эти координаты передаются в буферную память и в следующем цикле развертки электронного луча уже высвечиваются на экране в виде светящейся точки. Передвигая перо, получают график на экране дисплея. В дисплеях используются либо цветные ЭЛТ, либо светодиоды, создающие плотность примерно 1 - 2 точки на миллиметр экрана, но пока основным прибором любого дисплея остается ЭЛТ.

        
monitor.jpg (13379 bytes)Управляется дисплей от компьютера, программа ввода и вывода графической информации записывается обычно на алгоритмическом языке высокого уровня.

         Основные направления развития дисплеев связаны с получением высокой разрешающей способности работы дисплея в реальном масштабе времени и представления весьма сложных графиков.

         Широкое распространение получили способы электрографической записи информации на бумаге. Электрографический метод записи информации в виде изображений основан на использовании свойства фотополупроводников изменять свою электропроводность под воздействием света. В качестве носителя записи применяется бумага, покрытая тонким слоем фотополупроводника на основе селена или окиси цинка.

         В темноте фотополупроводниковый слой обладает хорошими изолирующими свойствами и на его поверхности при электризации остаются электрические заряды. Под воздействием света освещенные участки слоя уменьшают электропроводность и разность потенциалов между внешней и внутренней поверхностями слоя также уменьшается. На неосвещенных участках слоя уменьшение зарядов не происходит. Известно, что количество стекающего заряда пропорционально падающему свету. Таким образом, при экспонировании на слое полупроводника образуется скрытое электростатическое изображение.

         Операция проявления скрытого изображения состоит в том, что на экспонированную поверхность осаждают мельчайшие частицы красителя, несущие заряд, противоположный по знаку заряду изображения. Участки слоя, подвергшиеся меньшему освещению, притягивают большее количество порошка. Сильно засвеченные участки порошок не притягивают. При таком методе проявления получается позитивное изображение. Этот способ получения изображений был назван ксерографией, так как "ксерокс" по-гречески означает "сухой". т. е. сухое проявление. Различные модификации этого метода широкого применяются в множительной технике.

         При проведении телеконференций участники имеют удовольствие во время диалога видеть друг друга на большом экране. На этом же экране демонстрируются рабочие материалы (графики, схемы, карты). Как правило, для этой цели используются телевизионные устройства с большим экраном. Такими устройствами оборудуются центры управления космическими полётами, телевизионные студии, учебные заведения, хирургические клиники, информационные центры.

         Затраты на увеличение экрана кинескопа очень велики, поэтому для получения больших телевизионных изображений можно использовать главным образом принцип оптической проекции. На основе этого принципа создаются экраны с размерами по диагонали до 20 м и более. Часто используются устройства с проекционными кинескопами и устройства с пространственными модуляторами света. Кроме того, создание больших экранов возможно также на основе использования плоских экранов.

         Основным элементом проекционных устройств является катодолюминесцентный кинескоп. Изображение с его экрана проецируется либо с помощью линзового объектива на проекционный экран, либо непосредственно с помощью зеркально-линзового объектива Шмидта.

         Для получения на большом экране цветных телевизионных изображений можно использовать способ оптического совмещения изображений, проецируемых с экранов трех монохромных кинескопов, каждый из которых соответствует только одному из первичных цветов.

         Устройства с пространственными модуляторами света часто называют светоклапанными, так как принцип их работы состоит в управлении световым потоком независимого источника света, а пространственный модулятор света представляет собой своеобразный световой клапан. Телевизионное изображение, записанное на светомодулирующей мишени кинескопа, считывается светом, излучаемым независимым источником света, например проекционной лампой, и проектируется оптической системой на большой экран.

         Кроме телевизионного существуют и другие способы представления информации в увеличенном изображении. Так. для представления графических изображений можно пользоваться принципом электромеханического экрана, состоящим в следующем: на специальной пластине или пленке, покрытой непрозрачным слоем, тонкой иглой снимается непрозрачный слой и таким образом создается изображение, которое тут же проецируется на большой экран. Управление движением иглы осуществляется специальным сервоприводом.

Другие записи

10.06.2016. Устройство компьютера
Электронный компьютер был разработан в 50-е годы как устройство для производства быстрых вычислений. В то время никто не задумывался над его информационными приложениями и усилия разработчиков были…
10.06.2016. Хранение информации
Регистрация и хранение информации берет свое начало от высеченных на камне изображений в эпоху неолита и бронзового века. Прошли века, пока к человеку пришли письменность, а затем книгопечатание.         …