Мониторы.

Мониторы отличаются характеристиками видеосигналов и физическими свойствами экрана. От этих характеристик зависит контрастность, цветность и четкость изображения на экране.

Разрешение экрана — это максимальное количество точек (пикселей) на экране, которое задается в виде двух чисел: количества пикселей по горизонтали и по вертикали. Разрешение зависит от размеров экрана. Размер экрана по диагонали принято обозначать в дюймах. 1 дюйм равен 2,54 см.

Условно мониторы разделяют на типы:

1. С электроннолучевой трубкой;

2. Жидко кристаллические;

3. Газо-плазменные;

4. Электролюминесцентные.

Мониторы с электроннолучевой трубкой (ЭЛТ).

Принцип действия мониторов с электроннолучевой трубкой заключается в том, что формируемый электроннолучевой трубкой пучок электронов попадает на экран, покрытый люминофором вызывающий его свечение. На пути пучка электронов находится дополнительные электроны, которые изменяют направление пучка и регулируют яркость изображения. Изображение на экране состоит из пикселей, такие мониторы называются растровыми. Для формирования растра луч движется по зигзагообразной траектории от левого верхнего до нижнего правого угла экрана. Прямой ход луча по горизонтали осуществляется сигналом строчной развёртки, а по вертикали сигналом кадровой развёртки. Частотой строчной, или горизонтальной, развертки является число линий развёртки, выводимых на экран за 1 секунду. Эта частота измеряется в килогерцах.

Частотой кадровой, или вертикальной, развертки (или частотой обновления экрана) называется число кадров, генерируемых на экран за 1 секунду. Для этой характеристики применяется также термин частота регенерации (измеряется в Гц). Частоту кадров 25 Гц глаза человека воспринимает как слитное изображение. Кадровая частота определяет устойчивость изображения, чем выше частота кадров, тем устойчивее изображение, у хороших мониторов кадровая частота бывает не ниже 80Гц.

У цветного монитора имеется три электронных пушки с отдельными схемами управления, а на поверхность экрана нанесён люминофор трёх цветов: красного, зелёного, синего. В цветном кинескопе имеется либо теневая маска, либо апертурная решётка, они служат, для того чтобы лучи электронной пушки попадали только в точки люминофора соответствующего цвета. Теневая маска содержит систему отверстий, а апертурная решётка содержит систему щелей. Чёткость изображения тем выше, чем меньше размер точек люминофора или расстояния между ними. Этот параметр может лежать от 0,41 до 0,21мм.

Излучение и защитные экраны

Медицинские исследования показали, что излучение, сопровождающее работу монитора с ЭЛТ, может весьма отрицательно сказываться на здоровье человека. Спектр этого излучения достаточно широк: рентгеновское излучение, инфракрасное, радиоизлучение, а также электростатические поля. Поэтому были разработаны защитные экраны (фильтры).

По технологии изготовления защитные фильтры бывают сеточные, пленочные и стеклянные. Их защитные свойства и цена возрастают в порядке в перечисления. Фильтры могут крепиться к передней стенке монитора, навешиваться на верхний край или надеваться на монитор.

Сеточные фильтры практически не защищают от электромагнитного излучения и статического электричества. Кроме того, они несколько ухудшают контрастность изображения. Однако эти фильтры неплохо ослабляют блики от внешнего освещения.

Пленочные фильтры также не защищают от статического электричества, но значительно повышают контрастность изображения, практически полностью поглощают ультрафиолетовое излучение и снижают уровень рентгеновского излучения.

Стеклянные фильтры выпускаются в нескольких модификациях. Простые стеклянные фильтры снимают статический заряд, ослабляют низкочастотные электромагнитные поля, снижают интенсивность ультрафиолетового излучения и повышают контрастность изображения. Выпускаются также стеклянные фильтры категории "полная защита". Они обладают наиболее полной совокупностью защитных свойств: практически не дают бликов (доля отраженного света менее 1%), повышают контрастность изображения в полтора-два раза, устраняют электростатическое поле и ультрафиолетовое излучение, значительно снижают низкочастотное магнитное (менее 1000 Гц) и рентгеновское излучение. Эти фильтры изготавливаются из специального сорта стекла, легированного атомами тяжелых металлов, и имеют сложное многослойное покрытие.

LR-мониторы

Сейчас в основном выпускаются мониторы с низким уровнем излучения — так называемые LR-мониторы (Low Radiation). Эти мониторы обычно отвечают одной из двух спецификаций, выработанных Шведским Национальным Советом по Измерениям и Тестированию MPR (Swedish National Board of Measurement and Testing).

Мониторы должны потреблять в спящем режиме около 30 Bт, и не использовать токсичные материалы и предусматривать 100% утилизацию после истечения срока службы.

Самыми современными стандартами безопасности и здоровья считаются сегодня TCО-95/99, разработанные Шведской Конфедерацией Профессиональных Служащих и Национальным Советам Индустриального и Технического Развития Швеции (NUTEK). В этих стандартах сосредоточены самые жесткие требования, прежде всего в отношении таких показателей, как потребление энергии, тепловое и электромагнитное излучения.

Жидко кристаллические мониторы (LCD, Litluid Crystal Display)

Экран такого дисплея состоит из двух стеклянных пластин, между которыми находится масса, содержащая жидкие кристаллы, которые могут изменять свою оптическую структуру и свойства в зависимости от приложенного к ним электрического заряда.

Жидкий кристалл представляет собой некоторое состояние, в котором вещество обладает свойствами жидкости и некоторыми свойствами твердых кристаллов. Для изготовления ЖК-экранов используют так называемые нематические кристаллы, молекулы которых имеют форму палочек или вытянутых пластинок. ЖК-элемент помимо молекул кристаллов включает в себя прозрачные электроды и поляризаторы. В отсутствие электрического поля молекулы нематических кристаллов образуют скрученные спирали. В результате чего плоскость поляризации проходящего через ЖК-элемент света поворачивается на некоторый угол. Если на входе и выходе этого элемента поместить поляризаторы, смещенные друг относительно друга на такой же угол, то свет беспрепятственно может проходить через этот элемент. Если же к прозрачным электродам приложено напряжение, спираль молекул распрямляется, поворота плоскости поляризации уже не происходит и, как следствие, выходной поляризатор не пропускает свет. Примером может служить ЖК-индикатор наручных электронных часов.

Весь экран ЖК-дисплея — это, по сути, матрица ЖК-элементов. В настоящее время существуют два основных метода, используемых для адресации ЖК-элементов: прямой (или пассивный) и косвенный (или активный). В пассивной матрице ЖК-элементов каждая выбираемая точка изображения активируется подачей напряжения на соответствующий адресный (прозрачный) проводник-электрод для строки и соответственно для столбца. В этом случае невозможно достичь высокого контраста изображения, так как электрическое поле возникает не только в точке пересечения адресных проводников, но и на всем пути распространения тока. Эта проблема вполне разрешима при использовании так называемой активной матрицы ЖК-элементов, когда каждой точкой изображения управляет свой электронный переключатель. Контраст при использовании активной матрицы ЖК-элементов может достигать значения 100:1. Обычно активные матрицы реализованы на основе тонкопленочных полевых транзисторов (Thin Film Transistor, TFT).

Один из недостатков таких дисплеев может быть вам знаком по наручным часам, калькуляторам и т. д., которые работают с LCD-индикаторами, Если посмотреть на экран под углом, то можно увидеть только серебристую поверхность. Изображение и резкость LCD-экранов зависят от угла наблюдения, хорошее качество изображения достигается при угле наблюдения 90⁰.

Газоплазменные мониторы

Эти мониторы состоят из двух стеклянных пластин, между которыми находится матрица газоразрядных элементов. При приложении к электродам газоразрядного элемента напряжения возникает электрический разряд красного или оранжевого свечения в газе, которым этот элемент наполнен. Газоплазменные мониторы имеют высокую контрастность. Газоплазменные мониторы предполагают использование высокого напряжения (200 вольт) и имеют небольшой срок службы, поэтому их нельзя использовать в портативных компьютерах.

Электролюминесцентные мониторы

Экран такого монитора состоит из матрицы активных индикаторов, дающих яркие изображения с высокой разрешающей способностью. Они имеют высокую механическую прочность и надежность, однако, отличаются большим энергопотреблением и высокой стоимостью. Поэтому в основном используются в военной технике. Наиболее распространенный цвет экрана электролюминесцентных монохромных дисплеев – желтый. Также имеются и цветные электролюминесцентные дисплеи.