13013

Принципы и особенности построения средств отображения информации, построенные на различных физических принципах

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

План 1.5.1. Принципы и особенности построения средств отображения информации построенные на различных физических принципах. 1.5.2. Системы отображения информации на базе ЭЛТ. 1.5.1. Принципы и особенности построения средств отображения информации построенные на ра...

Русский

2013-05-07

989 KB

25 чел.

План

1.5.1. Принципы  и особенности построения средств отображения информации, построенные на различных физических принципах.

1.5.2. Системы отображения информации на базе ЭЛТ.

1.5.1. Принципы  и особенности построения средств отображения информации, построенные на различных физических принципах.

Различают следующие основные параметры средств отображения информации: информационную емкость, быстродействие, изобразительную возможность, яркость изображения, разрешающую способность, частоту повторения изображения, достоверность отображения информации, размеры воспроизводимых сигналов, точность воспроизведения информации, надежность функционирования, потребляемую мощность, стоимость.

Информационная емкость УОИ – это максимальное количество символов, воспроизводимых на экране. С одной стороны, емкость определяется площадью экрана Sэ, расстоянием  между оператором и экраном, угловым размером  и вычисляется по формуле:

,                                               (1.5.1)

где - площадь воспроизводимого символа;

общее количество отображаемых элементов равно:

,                                                   (1.5.2)

где                                     Sэ=L1·L2,

L1 и L2 – линейные размеры экрана; а        - линейные размеры одного знакоместа.

Тогда количество информации равно:

                                (1.5.3)

где N – количество различных отображаемых знаков.

В случае использования ЭЛТ в УОИ изображение знаков формируется разверткой электронного луча по горизонтали х и вертикали у. Электронный луч, двигаясь по координатам  занимает ряд rx и ry дискретних положений, причем:

 и  .

В каждом знакоместе с помощью луча можна сформировать N различных символов. Считается, что информационный массив УОИ состоит из N  символов. Вероятность появления каждого из m символов зависит от вида информации  р(х). Количество информации, отображаемое в среднем за каждую из возможных комбинаций входных сигналов, т. е.  энтропия сообщения равна:

 

                             .                                  (1.5.4)

Максимальное значение энтропии будет соответствовать равновероятности кодовых комбинаций:

                  .                                              (1.5.5)

Тогда               .                        (1.5.6)

Если разрядность по х, у и N будет n1, n2 и n3 соответственно, то

Кроме информационной емкости, УОИ имеет емкость буферного ЗУ, под которой понимают количество информации в битах, накапливаемое в этом ЗУ

                          ,                                               (1.5.7)

где:  ma – количество адресов в буферном ЗУ, n – разрядность слов.

Быстродействие. Оценка быстродействия УОИ производится с учетом нескольких временных характеристик:

1) временем формирования сообщения tф.с. – интервалом времени в течение которого ЭВМ подготавливает требуемый массив информации к передаче в УОИ;

2) временем выдачи информации на экран tв.э. – интервал времени, в течение которого УОИ принимает информацию, преобразовывает ее и отображает на экране;

максимальная частота обновления информации в УОИ составляет:

                              ;                                               (1.5.8)

3) временем восприятия оператором информации tвос –интервалом времени дешифровки информации оператором. Это время характеризуется пропускной способностью человека.

С увеличением количества информации І(А) время ее переработки человеком линейно возрастает.

Время полного цикла Тп.ц. – минимальное время  между последовательными моментами смены информации в УОИ  равно:

.                                        (1.5.9)

Изобразительная возможность (язык изображения) – это набор символов, воспроизводимых на экране, алфавитно-цифровые и условные знаки, линии, таблицы и т. д. Количество различных знаков определяется классом решаемых задач, а они в свою очередб, -  разнообразием и числом градаций и явлений. В СОИ количество символов может достигать 200-400. Дальнейшее увеличение нецелесообразно из-за увеличения трудностей работы оператора. Знаки набора состояний объекта должны удовлетворять легкости запоминания, скорости и безошибочности опознания. Изобразительные возможности улучшаются, если предусмотрена возможность стирания, изменения, дополнения отдельных знаков, возможность отображать символы с поворотом, обозначать заштрихованные области на графиках, картах, осуществлять динамические изменения в обстановке (например, с целью передачи движения самолета, корабля) при наличии цветного, полутонового изображения.

Яркость воспроизведения определяет качество изображения в светотехническом отношении. Количественно видимость описывается выражением :

                                                  (1.5.10)

где V – количество разностных порогов;

      R – светность поля адаптации;

      k – контраст символа с фоном;

      d и c – параметры, зависящие от угловых размеров и светлости поля адаптации.

Внешняя засветка влияет на процесс восприятия изображения оператором. Количественную оценку внешней засветки изображения можно выполнить с использованием коэффициента Косв., определяемого по формуле:

 

где:  В – яркость в кд/м2, а1 и в1 – коэффициенты режима освещения помещения (табл.1.5..1),

Косв≥24 соответствует отличному качеству изображения,

Косв=18-24 – хорошему,

Косв=5-12 – удовлетворительному и Косв <5 - неудовлетворительному.

Таблица 1.5.1

Режим освещения

а1

в1

Затемненное помещение

10,8

12,45

Общее освещение отсутствует

Освещенность на рабочем месте 20 лк

Освещенность на рабочем месте 60 лк

-

7,0

1,5

-

11,0

8,8

Общее освещение 4÷6 лк

Освещенность на рабочем 20 лк

1,75

8,55

Общее освещение 15-20 лк

Освещенность на рабочем месте 60 лк

1,1

7,6

Разрешающая способность Под разрешающей способностью понимают свойство УОИ передавать мелкие детали. Разрешающая способность определяется такими факторами, как контрастность, яркость, угловой размер, степень усталости оператора, интенсивность помех. Она определяется количеством линий на миллиметр или минимальным расстоянием между двумя точками. При расстоянии между краями соседних пятен меньше 1’ они рассматриваются как непрерывное изображение. При нормальном комнатном освещении глаз человека в состоянии различать параллельные темные линии, разделенные интервалами, равными толщине этих линий, что соответствует угловой разрешающей способности 40 оптических линий на 1. Угол обзора человека составляет 50—60°. Это делает возможным выявление таких деталей, размеры которых эквивалентны восприятию примерно 2000 линий. Так как разрешающая способность представляет число отсчетов на единицу площади, то для упрощения устройств необходимо стремиться к тому, чтобы число отсчетов было минимальным. Требования к разрешающей способности УОИ определяются разрешающей способностью зрения человека. Завышение этих требований ведет к усложнению устройства и не оправдано с точки зрения качества восприятия информации. Разрешающая способность устройства определяется разрешающей способностью элементов. Так, например, для устройства с использованием промежуточного фильма:

Nс = NЭЛТ + N06 + Nn + Nпр,

где: Nс — суммарная разрешающая способность устройства;

     Nэлт — разрешающая способность ЭЛТ;

 N06— разрешающая способность объектива;

Nnразрешающая способность  пленки;

Nпр — разрешающая способность проектора.

Частота повторения изображения. Параметр является важным для УОИ, в которых экран характеризуется отсутствием возможности запоминания   информации (например, устройства на ЭЛТ).

Достоверность отображения информации — число ошибок оператора к определенному числу неискаженной информации. Причинами, обуславливающими ошибки восприятия информации, являются: перегрузки СОИ или оператора и наложение изображений. Перегрузка СОИ и оператора устраняется или сводится к минимуму правильным построением СОИ и согласованием пропускной способности оператора с объемами отображаемой информации. Ошибки за счет наложения символов определяются количеством возможных наложений. Последние для случая знаковых экранов с М знакоместами могут быть определены следующим образом. В произвольный момент времени на экране отображается М1 символов 1 < М) на М2 знакоместах. Тогда число наложений равно Mнал=M1M2.

Вероятность того, что какое-либо знакоместо свободно, определяется как

а вероятность того, что оно может быть занято один или   более раз

p1(t) = l-po(t).

 Таким образом,   количество   знакомест, занятых одним   знаком,

М2 = Mp1 (t).

Следовательно, число наложений равно

Mнал = M1—Mp1(t).

Полученное выражение характеризует оценку среднего числа полных наложений.

Размеры воспроизводимых символов определяются угловыми величинами. Оптимальная величина символа по высоте, обеспечивающего точное считывание, составляет примерно 40'.

Некоторые СОИ имеют 1—2 фиксированных размера воспроизводимых символов, что определяется областью их применения. С расширением областей применения более приемлемым является устройство, позволяющее воспроизводить символ различных размеров. Ограничивающим фактором создания сип волов больших размеров является яркость и четкость  воспроизведения их.

В процессе визуального воспроизведения информации любым УОИ решаются следующие задачи:

  1.  Приём поступающей информации.
  2.  Размещение информации согласно адресам.
  3.  Запоминание информации на требуемое время.
  4.  Преобразование кодов в соответствующее визуальное изображение.
  5.  Визуальное воспроизведение информации в течении требуемого времени.

1.5.2. Системы отображения информации на базе ЭЛТ.

Сегодня самый распространенным типов систем отображения являются экраны и мониторы построенные на базе ЭЛТ(CRT) (Cathode Ray Tube). Как видно из названия, в основе всех подобных мониторов лежит катодно-лучевая трубка, широко отмечаемая как электронно-лучевая трубка (ЭЛТ).

Используемая в этом типе СОИ технология была разработана немецким ученым Фердинандом Брауном в 1897г. и первоначально создавалась в качестве специального инструмента для измерения переменного тока, то есть для осциллографа.

Самым важным элементом монитора является кинескоп, называемый также электронно-лучевой трубкой. Кинескоп состоит из герметичной стеклянной трубки, внутри которой находится вакуум, то есть весь воздух удален. Один из концов трубки узкий и длинный - это горловина, а другой - широкий и достаточно плоский - это экран. С фронтальной стороны внутренняя часть экрана покрыта люминофором (luminophor). Люминофор - это вещество, которое испускает свет при бомбардировке его заряженными частицами. . В качестве люминофоров для цветных ЭЛТ используются довольно сложные составы на основе редкоземельных металлов - иттрия, эрбия и т.п. Заметим, что иногда люминофор называют фосфором, но это не верно, т.к. люминофор, используемый в покрытии ЭЛТ, ничего не имеет общего с фосфором. Более того, фосфор "светится" в результате взаимодействия с кислородом воздуха при окислении до P2O5 и "свечение" происходит за относительно небольшой отрезок времени.

Для создания изображения в ЭЛТ-мониторе используется электронная пушка, откуда под действием сильного электростатического поля исходит поток электронов. Сквозь металлическую маску или решетку они попадают на внутреннюю поверхность стеклянного экрана монитора, которая покрыта разноцветными люминофорными точками.

Поток электронов (луч) отклоняется в вертикальной и горизонтальной плоскости, что обеспечивает последовательное попадание его на все поле экрана. Отклонение луча происходит посредством отклоняющей системы (рис 1.5.2.1).

Отклоняющая система состоит из нескольких катушек индуктивности, надеваемых на горловину кинескопа. С помощью переменного магнитного поля две катушки создают отклонение пучка электронов в горизонтальной плоскости, а другие две - в вертикальной.

Путь электронного луча на экране схематично показан на рис.1.5.2.2. Сплошные линии - это активный ход луча, пунктир - обратный.

Электроны попадают на люминофорный слой, после чего их энергия преобразуется в свет, т.е. поток электронов заставляет точки люминофора светиться.

Эти светящиеся точки люминофора формируют изображение, которое вы видите на вашем мониторе. Как правило, в цветном CRT мониторе используется три электронные пушки, в отличие от одной пушки, применяемой в монохромных мониторах, которые сейчас практически не производятся.

Известно, что глаза человека реагируют на основные цвета: красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue) и на их комбинации, которые смешиваясь создают бесконечное число полутонов. Люминофорный слой, покрывающий фронтальную часть электронно-лучевой трубки, состоит из очень маленьких элементов (настолько маленьких, что человеческий глаз не всегда может различить их). Эти люминофорные элементы  и воспроизводят основные цвета. Фактически имеются три типа разноцветных частиц, чьи цвета соответствуют основным цветам RGB (отсюда и название группы из основных люминофорных элементов - триада).

Люминофор начинает светиться, как было сказано выше, под воздействием электроного луча, который формируется тремя электронными пушками. Каждая из трех пушек соответствует одному из основных цветов и посылает пучок электронов на различные люминофорные частицы, чье свечение основными цветами с различной интенсивностью комбинируется и в результате формируется изображение с требуемым цветом.

Для управления электронно-лучевой трубкой необходима и управляющая электроника, качество которой во многом определяет и качество монитора. Кстати, именно различие в качестве управляющей электроники, создаваемой разными производителями, является одним из критериев определяющих разницу между мониторами с одинаковой электронно-лучевой трубкой.

Итак, каждая электронная пушка излучает электронный луч (или поток, или пучок), который влияет на люминофорные элементы разного цвета (зеленого, красного или синего).

Понятно, что электронный луч, предназначенный для красных люминофорных элементов, не должен влиять на люминофор зеленого или синего цвета. Чтобы добиться такого действия используется специальная маска, чья структура зависит от типа кинескопов от разных производителей, обеспечивающая дискретность (растровость) изображения. ЭЛТ можно разбить на два класса - трехлучевые с дельтаобразным расположением электронных пушек и с планарным расположением электронных пушек. В этих трубках применяются щелевые и теневые маски, хотя правильнее сказать, что они все теневые. При этом трубки с планарным расположением электронных пушек еще называют кинескопами с самосведением лучей, так как воздействие магнитного поля Земли на три планарно расположенных луча практически одинаково и при изменении положения трубки относительно поля Земли не требуется производить дополнительные регулировки.

Виды масок ЭЛТ-мониторов.

Теневая маска (shadow mask) - это самый распространенный тип масок, она применяется со времени изобретения первых цветных кинескопов. Поверхность у кинескопов с теневой маской обычно сферической формы (выпуклая). то сделано для того, чтобы электронный луч в центре экрана и по краям имел одинаковую толщину.

Теневая маска состоит из металлической пластины с круглыми отверстиями, которые занимают примерно 25% площади. Находится маска перед стеклянной трубкой с люминофорным слоем. Теневая маска создает решетку с однородными точками (еще называемыми триады), где каждая такая точка состоит из трех люминофорных элементов основных цветов - зеленного, красного и синего - которые светятся с различной интенсивностью под воздействием лучей из электронных пушек. Изменением тока каждого из трех электронных лучей можно добиться произвольного цвета элемента изображения, образуемого триадой точек.

Апертурная решетка

Есть еще один вид трубок, в которых используется "Aperture Grille" (апертурная решетка). Эти трубки стали известны под именем Trinitron и впервые были представлены на рынке компанией Sony в 1982 году.

Это решение не включает в себя металлическую решетку с отверстиями, как в случае с теневой маской, а имеет решетку из вертикальных линий. Вместо точек с люминофорными элементами трех основных цветов, апертурная решетка содержит серию нитей, состоящих из люминофорных элементов выстроенных в виде вертикальных полос трех основных цветов. Такая система обеспечивает высокую контрастность изображения и хорошую насыщенность цветов, что вместе обеспечивает высокое качество мониторов с трубками на основе этой технологии.

Щелевая маска

Щелевая маска (slot mask) - это технология широко применяется компанией NEC под именем "CromaClear". Это решение на практике представляет собой комбинацию теневой маски и апертурной решетки. В данном случае люминофорные элементы расположены в вертикальных эллиптических ячейках, а маска сделана из вертикальных линий. Фактически вертикальные полосы разделены на эллиптические ячейки, которые содержат группы из трех люминофорных элементов трех основных цветов.

 Предлагается модуль индикации, содержащий большой экран 2,5 м по диагонали, оказывающий минимальное отрицательное воздействие на здоровье оператора, на базе видеопроекционного устройства (ВПУ).

     По характеру отображаемой информации видеотерминалы можно разделить на два вида: алфавитно-цифровые видеотерминалы, графические видеотерминалы,  которые имеют структуру, блок-схема которой ппредставлена на рис.1.5.2.3. 

Результаты исследований  показали, что видеотерминалы векторного типа содержат много прецизионных аналоговых узлов, кроме того, он требует прецизионные источники питания, а источники питания импульсного типа не могут быть применены, так как могут создавать значительные помехи таким блокам, как цифроаналоговый преобразователь, генератор пилообразного напряжения, коммутаторы аналоговых сигналов.

 


     Вместе с тем растровый способ построения изображения положительно зарекомендовал себя в бытовом и промышленном телевидении. На его основе можно строить цветные графические видеотерминалы с повышенной разрешающей способностью и большим числом отображаемых цветовых оттенков (в нашей системе предусмотрено 256 отттенков по каждому цвету) в зависимости от требований конкретных областей применения. Большинство областей применения устройств отображения требует изображений с большой гаммой цветов. Информационная способность соответственно каждой отображаемой точки должна быть возможно более высокой.

     Оценим информационную способность векторного видеотерминала с разрешением 1024х1024 точек и растрового графического видеотерминала с тем же разрешением, используя принцип Хартли. По Хартли информационная емкость элемента изображения оценивается выражением

                                             Cэ  = log2 m,                                                          

где Cэ - информационная емкость одного элемента изображения;

      m  - число градаций яркости, которым представляется яркость каждого           элемента  изображения черно-белого видеотерминала, либо число цветовых оттенков, которые может принимать элемент изображения  цветного видеотерминала.

Информационная емкость кадра изображения, содержащего N  элементов, определяется  выражением

                                                   C = N  х Сэ = N  log2 m.                                

Тогда информационная емкость векторного графического видеотерминала с разрешающей способностью 1024 х 1024 элементов при m = 2 (при отсутствии подсвета и нормальной яркости)

                                Cгр.век = (1024 х 1024) х log 2 2 = 1048576.                     

Для графического растрового видеотерминала с разрешающей способностью 1024 х 1024 элемента и числом отображаемых цветовых оттенков 32, информационная емкость составляет:

                      Cгр.растр  = (1024 х 1024) х log 2 32 = 5242380.               

Как видно, информационная емкость графического растрового видеотерминала в 5 раз выше, чем у графического векторного при равной разрешающей способности. Достоинством растрового способа являются:

    - возможность получения высококачественного цветного изображения с большим числом отображаемых цветовых оттенков;

    - отсутствие сложного и дорогого аналогового тракта;

    - возможность динамического отображения изображения и его совмещение со статическим.

     В результате, предлагаются индикаторы проекционного типа, которые могут быть применены для коллективного пользования. Наиболее перспективная система - проекционная, построенная  на трех кинескопах с экранами красного, зеленого и синего свечения и оптическим совмещением  изображений на общем отражательном экране.

     Основные схемы совмещения, применяемые в настоящее время, показаны на рис. 1.5.1.5.   На рис. 1.5.1.5, б, в  для совмещения используются полупрозрачные или дихроические зеркала. Рассогласование осей проекции цветоделенных изображений может быть сделано небольшим и даже сведено к нулю, благодаря чему может быть обеспечено высокое качество изображения. При использовании дихроичных светосовмещающих зеркал обеспечивается также высокая световая эффективность. Однако они не могут быть использованы в зеркально-линзовых системах из-за значительных цветовых искажений  дихроических зеркал при широкоугольной проекции. Применение же вместо дихроических зеркал полупрозрачных с нейтральным светоделительным слоем значительно снижает световую эффективность системы совмещения изображений.

     Отметим, что в системе, изображенной на рис.1.5.1.5, а, для совмещения изображений дополнительные оптические элементы не нужны и поэтому нет дополнительных световых потерь.

     Испытания модуля индикации проекционного типа с конструктивными особенностями (рис.1.5.1.5, а) подтвердили представленные выше расчеты, а также возможность  отображения цветных динамических полутоновых изображений в реальном времени.

1.5.2. Засоби відображення інформації, побудовані на базі  електролюмінісцентних перетворювачів та їх конструктивні особливості.

План

1.5.2. Электролюминесцентые системы отображения информации.

1.5.2.1. Простой матричный экран.

1.5.2.2 Основные характеристики электролюминесцентных преобразователей изображения.

1.5.2.3 Принцип работы и простейшие конструкции электролюминесцентный преобразователей избражения.

1.5.2.  Электролюминесцентые системы отображения информации.

 Электролюминесценция представляет собой один из видов люминесценции— холодного инерционного свечения тел, возникающего под влиянием внешнего возбуждения. В отличие от фотолюминесценции, рентгено-, катодо-, радио- и хемилюминесценции, которые возникают соответственно под влиянием световых, рентгеновских, катодных лучей, радиоактивных излучений, химических реакций и т. д., электролюминесцентное свечение является следствием электрического возбуждения вещества. В процессе электролюминесценции происходит непосредственное преобразование энергии электрического поля в свет.

Тем не менее, лишь сравнительно недавно, после создания и развития квантовомеханической теории твердых тел, теории полупроводников и диэлектриков, теории люминесценции, после обнаружения яркой электролюминесценции цинксульфидных фосфоров стало возможным проникнуть в сущность этого явления и использовать его на практике. К настоящему времени электролюминесценция наблюдалась у кристаллов германия и кремния, алмаза, карбида кремния, соединений элементов третьей и пятой групп периодической системы, соединений типа А2В6 , у некоторых окислов, сегнетоэлектриков, многих солей и даже некоторых органических кристаллов. Спектры электролюминесценции этих веществ перекрывают широкий интервал длин волн от инфракрасной до ультрафиолетовой области. Особенно важную роль в настоящее время играют цинксульфидные электролюминофоры, которые при напряженностях электрического поля порядка 104—105 в/см могут давать свечение яркостью до сотен нит.

Практически наиболее распространены в настоящее время кристаллофосфоры на основе ZnS. Сульфид цинка может существовать в двух основных кристаллических модификациях — вюрцита и сфалерита. В реальных кристаллах ни одна из модификаций не встречается в чистом виде. Обычно кристаллы ZnS имеют много дефектов упаковки и двойникования, которые могут периодически повторяться. Это вызывает чередование вюрцитной и сфалеритной структур, что обусловливает наличие нескольких политипов кристаллов ZnS (более 10).

Электролюминесцирующий сульфид цинка может быть получен в виде небольших монокристаллов, мелкокристаллического порошка с размером зерен от нескольких десятых до 10—30 мк, а также в виде тонких пленок толщиной 0,1 —10 мк. Во всех случаях для обеспечения эффективного преобразования электрической энергии в свет в ZnS добавляют специальные примеси, называемые активаторами. Атомы активатора могут быть введены в кристаллическую решетку и путем замещения, и путем внедрения. Места, в которых они располагаются, называют центрами активации, центрами люминесценции или центрами свечения. Электролюминофор может содержать не одну, а несколько различных примесей, в том числе и так называемые соактиваторы, которые, сами не вызывая свечения, влияют на растворимость и эффективность действия основного активатора. Тип введенных в кристалл примесей определяет многие характеристики люминесценции и, в первую очередь, ее спектр. Чаще всего в качестве активаторов в сульфид цинка вводят медь и марганец, а в качестве соактиваторов элементы третьей группы (Al, Ga, In) либо галоиды (Cl, Br, J). Количество примеси, вводимой при изготовлении электролюминофоров, сравнительно велико (10-4— 10-3 г-атом/моль). При синтезе фосфора на поверхности зерен в случае мелкокристаллического порошка обычно образуется фаза с другим химическим составом и относительно большой проводимостью (например, Cu2S, ZnO и др.). Значительная часть этой фазы при дальнейшей обработке обычно удаляется. Концентрация атомов примеси в объеме кристалла может быть не одинаковой, например, вблизи границ зерна, повышенной.

Под воздействием электрического поля в кристаллах происходят электронные процессы, интенсивность и характеристики которых зависят от создаваемой в фосфоре напряженности поля.

При небольших напряженностях энергия поля передается кристаллической решетке путем рассеяния ускоряемых им электронов проводимости на нарушениях периодичности решетки, вызванных, в основном, тепловыми колебаниями. В таких условиях скорости электронов проводимости определяются температурой кристалла, и лишь очень редко некоторые из них приобретают в поле энергию порядка нескольких электрон-вольт. Однако с увеличением напряженности электрического поля число быстрых электронов возрастает. Ввиду того, что энергия последних значительно превосходит среднюю тепловую энергию частиц (около kT), эти электроны называют «горячими».

Конструкции светящихся панелей и  диодных  источников излучения

Электролюминесцентные источники света на основе цинксульфидных порошковых фосфоров и сублимированных пленок обычно выполняются в виде плоских, равномерно светящихся по всей поверхности панелей, имеющих требуемые размеры и форму. Для практических целей предложено множество различных конструкций таких панелей; некоторые из них схематически показаны на рис.2.5.1.1. В настоящее время наиболее распространена конструкция, изображенная на рис.2.5.1.1,а. Поверхность стеклянной пластины (/) покрывают тонким слоем прозрачного и в то же время электропроводящего материала (2). Для создания такого покрытия обычно используют окись олова. Наряду с последней могут быть применены также другие окислы (индия, титана, кадмия) и напыленные в вакууме тонкие пленки металлов (платины, золота, серебра и др.). Металлоокисные покрытия очень прочны, химически устойчивы к действию большинства кислот и щелочей, имеют прозрачность до 90—95% и удельное сопротивление от нескольких сотен до десятков ом на квадрат. Тонкие пленки металлов обычно обладают лучшей электропроводностью, но зато они менее прозрачны и механически   непрочны.

Поверх прозрачного проводящего покрытия на стеклянную пластину наносят электролюминесцентный слой (3) и металлический электрод (4). Возбуждающее напряжение прикладывают между металлическим электродом и прозрачным проводящим покрытием. Свечение наблюдается со стороны стекла.

В качестве связующего вещества для порошкового электролюминофора используют эпоксидные, меламиноформальдегидные и другие смолы, полистирол, поливинилхлорид и другие прозрачные диэлектрики. Связующий диэлектрик должен быть влагоустойчивым, химически инертным, обладать высокой электрической прочностью, большой диэлектрической постоянной и малыми потерями. При небольшой толщине электролюминесцентного слоя для увеличения электрической прочности панели между ним и металлическим электродом часто наносят дополнительный слой двуокиси титана или титаната бария в виде суспензии в том же диэлектрике. Благодаря белому цвету этот слой несколько повышает яркость люминесценции, отражая свет, излучаемый в сторону металлического электрода.

Другой вариант конструкции электролюминесцентной панели изображен на рис.2.5.1.1. Здесь основой служит металлическая, чаще всего стальная пластина (5). На эту пластину наносят грунтовочный слой белой титановой эмали (6), который, кроме отражения света и повышения электрической прочности, обеспечивает хорошее сцепление электролюминесцентного слоя (3) с подложкой. В качестве связующего вещества для порошка электролюминофор а в этой конструкции обычно используют легкоплавкие силикатные, боросиликатные или боратные стеклоэмали, называемые также керамическими диэлектриками.

Рис. 2.5.1.1.   Некоторые   конструкции   электролюминесцентных   панелей:

а - на прозрачной основе; б — на металлической основе; в — гибкая конструкция (для наглядности соотношение толщин слоев изменено); 1 — стеклянная пластина; 2 — прозрачный электрод;  3 — электролюминесцентный слой;  4 — металлический электрод;  5 — металлическая пластина;   6 — белый    отражающий    слой    эмали;    7 — прозрачные    пленки пластмассы.

Управление индикаторами  и  мнемосхемами

При использовании на практике ЭЛЗИ и мнемосхем возникает необходимость в устройстве, управляющем возбуждением заданных элементов в соответствии с поступающей информацией. Это устройство должно выполнять следующие функции: 1) преобразовывать входной (чаще всего двоичный) код изображения в так называемый «графический», определяющий набор элементов панели, которые составляют данное изображение; 2) подавать в соответствии с графическим кодом возбуждающее напряжение на нужные элементы панели; 3) запоминать поступившую информацию и поддерживать выбранные элементы в возбужденном состоянии в течение всего времени, которое требуется для наблюдения; 4) прекращать свечение и подготавливать устройство к высвечиванию следующего изображения. Если система управляет панелью, состоящей из множества знаковых индикаторов, она должна обеспечить также распределение поступающей информации по панели в соответствии с заданными адресами.

При построении преобразователей (дешифраторов) входного кода в графический используют обычные диодные матрицы, матрицы из нелинейных сопротивлений], схемы на реостатно-транзисторных элементах, оптоэлектронные логические схемы, логические схемы на магнитных сердечниках и пр. При разработке принципиальной схемы дешифратора для определения минимального количества требуемых элементов применяют хорошо разработанный аппарат математической логики. С этой целью вначале в табличной, а затем символической форме задаются логические функции, которые необходимо реализовать для преобразования входного кода в графический. В табл.1 приведены логические функции, преобразующие обычное двоичное представление десятичных цифр в графический код семисегментного цифрового индикатора.

Таблица 1

Здесь: буквы a, b, c, d обозначают логические переменные, составляющие входной двоичный код, а буквы A, B, …, F, G  выходы дешифратора, управляющие зажиганием соответствующих сегментов ЭЛЗИ (обозначение сегментов показано на рис. 2.5.1.2). Строки таблицы, расположенные под большими буквами, представляют собой графические коды соответствующих цифр, причем 1 обозначает, что данный сегмент должен светиться, а 0 — что он должен быть отключен.

На рис. 2.5.1.3 представлена схема стандартного дешифратора, составленного из классической диодной матрицы для перевода двоично-десятичного кода в десятичный и из соответствующих собирательных схем, преобразующих десятичный код в графический. Схема иного диодного дешифратора, выполняющего аналогичные функции, но построенного с использованием минимизированной системы логических функций, представлена на рис. 2.5.1.4.

 

Рис. 2.5.1.2 .  Условное обозначение сегментов.

1.5.2.1. Простой матричный экран

Простейший электролюминесцентный матричный экран представляет собой слой электролюминофора, помещенный между двумя взаимно перпендикулярными системами узких параллельных шин-электродов, одну из которых изготовляют прозрачной. В местах пересечения электродов образуются миниатюрные электролюминесцентные конденсаторы, составляющие в совокупности прямоугольный растр из элементарных ячеек.

Рис2.5.1.4. Структура простого электролюминесцентного матричного экрана:

1 — стеклянная пластина; 2 — горизонтальная шина; 3 — электролюминофор; 4 — вертикальная шина; 5 — выбранный элемент.

Поперечные и продольные шины могут быть получены фотолитографией, путем вакуумного напыления электродов через трафарет, методом электрогравировки и т. д. Минимальное расстояние между шинами должно быть большим, чем толщина электролюминесцентного слоя, чтобы электрическое поле, возникающее между ними, не приводило к появлению электролюминесценции в зазорах. Минимальная ширина шин ограничена необходимостью получения однородного свечения электролюминесцентных ячеек. Для этого она должна намного превышать средний размер зерен фосфора. Максимальная плотность шин, обусловленная указанными факторами, в случае порошковых электролюминофоров составляет две-три шины на 1 мм. При использовании сублимированных пленок плотность может быть значительно увеличена.

Возбуждение необходимой ячейки матричного экрана производится подачей напряжения на электроды, между которыми она расположена. На рис. 2.5.1.5 показана схема питания без фиксации напряжений, в которой к выбранным шинам подсоединен источник синусоидального напряжения. Остальные шины экрана отсоединены от источника питания, и напряжения на них устанавливаются в соответствии со связями, имеющимися между элементами. В схеме, изображенной на рис. 2.5.1.6, напряжения подаются на все шины экрана, но относительная величина их различна.

Рис.2.5.1.5. Схема питания матричного экрана без фиксации напряжения на невыбранных шинах.

 ЭЛ-устройства способны преобразовывать изображение из одной спектральной области в другую (например, инфракрасное, рентгеновское или ультрафиолетовое изображение - в видимое, изображение красного цвета — в изображение синего цвета, черно-белое — в цветное и т. д.); обращать изображения, т. е. преобразовывать позитивное в негативное и, наоборот, негативное — в позитивное; выделять контуры изображений и области перехода темных участков в светлые; накапливать, запоминать и длительное время хранить изображения; изменять размеры изображений и т. п. Один лишь перечень этих функций свидетельствует о широких перспективах, которые открываются в различных областях техники при использовании электролюминесцентных устройств отображения информации.

1.5.2.2. Основные характеристики электролюминесцентных преобразователей изображения.

Основными параметрами электролюминесцентного преобразователя изображений являются: спектральные характеристики, коэффициент усиления, диапазон входных освещенностей, яркость получающихся на выходе изображений, контрастность, разрешающая способность, инерционность и т. д.

Спектральные характеристики часто задают лишь качественно. Для этого достаточно указать интервал длин волн или тип излучений, к которым чувствителен преобразователь, и цвет изображений, получающихся на выходе. Более точно спектральные свойства преобразователя могут быть охарактеризованы зависимостью относительной величины коэффициента усиления от длины волны (или от энергии кванта, входного излучения и спектром выходного излучения.

В зависимости от используемого фоточувствительного материала преобразователи изображений могут работать с инфракрасным, различного цвета видимым, ультрафиолетовым и рентгеновским входными излучениями, а также с гамма-излучением и пучками ионизирующих частиц. Спектральный состав выходного излучения зависит от используемого электролюминофора и обычно лежит в видимой области спектра.

Под коэффициентом усиления (в зависимости от типа преобразователя и условий работы с ним) подразумеваются различные величины. В самом общем случае любой преобразователь может быть охарактеризован коэффициентом усиления по энергии

Кэвыхвх

Здесь Эвх и Эвых — соответственно потоки энергии, поступающей в единицу времени на вход преобразователя и излучаемой с его выхода. Если входное и выходное излучения преобразователя лежат в видимой области спектра, а формируемые на преобразователе изображения предназначены для визуальных наблюдений, то целесообразно рассматривать коэффициент усиления по световому потоку

Ксвыхвх

или коэффициент усиления по яркости

Кявыхвх

где Фвх и Фвых— соответственно входной и выходной световые потоки; Ввых — яркость выходного изображения; Ввх— яркость, которую имело бы входное изображение, при проектировании на идеально рассеивающую белую поверхность. Значение Ввх связано с освещенностью Евх на входе преобразователя соотношением

Ввх= Евх/

вх выражено в нитах, если Евх — в люксах).

При одинаковой площади входной и выходной поверхности преобразователя коэффициенты усиления по световому потоку и яркости равны между собой. Если преобразователь уменьшает или увеличивает размеры изображений, то коэффициент усиления по яркости оказывается соответственно большим или меньшим.

При использовании преобразователя не для визуальных наблюдений, а, например, для фотографической регистрации изображений или передачи их по телевизионному каналу, т. е. в тех случаях, когда приемником излучения служит не глаз, а другой прибор, преобразователь можно характеризовать коэффициентом усиления по «приведенному» световому потоку или «приведенной» яркости.

Если входным излучением оказываются, например, рентгеновские лучи или пучки ионизирующих частиц, интенсивность которых принято измерять специальными величинами, то преобразователь целесообразно характеризовать размерным коэффициентом усиления (коэффициентом преобразования), измеряемым, допустим, в нитах на миллирентген в 1 мин.

Коэффициент усиления не является величиной, строго постоянной для данного преобразователя. Как указывалось выше, он зависит от изменения длины волны (или энергии кванта) входного излучения, интенсивности последнего, а также от рабочего напряжения и других факторов. В различных конструкциях усилителей коэффициенты усиления по энергии и яркости могут колебаться от нескольких единиц до десятков тысяч.

Диапазон рабочих освещенностей преобразователя ограничивается, с одной стороны, «пороговой» освещенностью, т. е. наименьшей освещенностью, при которой еще можно зарегистрировать изменение выходной яркости преобразователя, и, с другой стороны,— максимальной освещенностью, при которой достигается насыщение выходной яркости. При освещении видимым светом диапазон рабочих освещенностей простирается, например, от 0,01 лк до нескольких сотен люкс.

Контрастность преобразователя изображений характеризуется двумя величинами. Одна из них представляет собой отношение максимально достижимой выходной яркости к минимальной выходной яркости, имеющей место при отсутствии входного излучения. Другая величина - , которую можно назвать коэффициентом усиления контрастности (по аналогии с подобной ей характеристикой фотоматериалов), определяется выражением:

=d(lgВвых)/d(lgВвх)

Эта величина характеризует степень улучшения контрастности выходных изображений, по сравнению с контрастностью входных изображений. При  =1 контрастности изображений одинаковы и выходная яркость линейно зависит от входной освещенности. При > 1, что чаще всего наблюдается на практике, контрастность выходных изображений выше, чем входных, и яркость увеличивается с ростом освещенности сверхлинейно (приблизительно как Евх ). У преобразователей, выполняющих функцию обращения изображений, коэффициент – свет от усиленного видимого изображения оказывается отрицательным, ибо выходная яркость убывает с ростом Евх.

Разрешающая способность преобразователя измеряется обычно числом отдельно воспроизводимых линий на единицу длины и определяется конструкцией и характеристиками используемых элементов.

Что касается инерционности преобразователей, то здесь имеются в виду такие характеристики, как возможность или невозможность

воспроизведения подвижных изображений, время установления и исчезновения стационарной картины и т. д. Инерционность преобразователей зависит от свойств используемых материалов и интенсивности   входного   излучения.

Помимо приведенных выше, существенное значение для практических целей имеют также такие характеристики, как размеры, рабочее напряжение, срок службы, технология изготовления, стоимость преобразователя и др.

1.5.2.3. Принцип работы и простейшие конструкции электролюминесцентных преобразователей избражения

Электролюминесцентный преобразователь изображений должен включать в себя, с одной стороны, элементы, излучающие свет и предназначенные для воспроизведения изображений, а с другой — элементы, чувствительные к входному излучению и предназначенные для восприятия преобразуемого изображения. В простейшем случае при использовании явления фотоэлектролюминесценции обе функции одновременно может выполнять один и тот же элемент — слой фосфора. Фотоэлектролюминесцентный слой типа  — ZnS-Mn, Cl толщиной около 10 мк изготовлялся по методу реакции паров. При отсутствии посторонней засветки возбуждение этого слоя постоянным или переменным напряжением вызывало лишь очень слабое свечение. Если одновременно с действием возбуждающего напряжения фосфор освещался ультрафиолетовыми лучами, то яркость свечения значительно возрастала. В оптимальных условиях, по данным Д. Кузано, один падающий ультрафиолетовый фотон приводил к излучению из слоя фосфора в среднем около 10 квантов видимого света. В результате, проектируя на электролюминесцентный слой входное изображение в ультрафиолетовых лучах, можно было наблюдать на нем соответствующее видимое изображение, не только преобразованное в другой спектральный интервал, но и в несколько раз усиленное по энергии.

Основные недостатки однослойного преобразователя изображений: очень малый коэффициент усиления и возможность работы лишь со слабыми ультрафиолетовыми входными изображениями, редко используемыми на практике. По отношению к рентгеновским изображениям такой преобразователь оказывается неэффективным из-за малой поглощательной способности тонкого люминесцентного слоя.

При использовании эффекта тушения электролюминесценции инфракрасными лучами, в принципе, можно было бы создать также однослойный преобразователь инфракрасных изображений в видимые. Однако величина тушения электролюминесценции инфракрасными лучами оказывается незначительной. В лучшем случае можно добиться уменьшения яркости свечения в два — четыре раза, что явно недостаточно для получения контрастных видимых изображений.

Значительно лучшими характеристиками обладают электролюминесцентные преобразователи, у которых функцию восприятия входных изображений выполняет не сам электролюминесцентный слой, а другие элементы. В качестве чувствительных к излучению элементов обычно используют фотосопротивления (фотопроводники), выполненные на основе сульфида или селенида кадмия. Эти фотосопротивления среди известных нам материалов обладают максимальной чувствительностью к видимому и инфракрасному излучениям, а также по отношению к рентгеновским лучам.

Высокочувствительные фотопроводники на основе сульфида и селенида кадмия могут быть изготовлены несколькими различными способами. Максимальной чувствительностью и самыми лучшими электрическими свойствами обладают выращенные из этих материалов монокристаллы. Однако вследствие малых размеров и связанных с этим технологических трудностей монокристаллы оказываются малопригодными для создания больших экономичных панелей. Для этой цели более подходящими являются поликристаллические фотопроводящие слои сульфида и селенида кадмия: порошковые, спеченные и получаемые методом сублимации. Причем, с точки зрения технологии изготовления, приоритет принадлежит порошковым слоям, для получения которых используют предварительно активированный специальным образом обработанный порошок, обладающий высокой фоточувствительностью и незначительным темновым током. При нанесении фотопроводящего слоя мелкие зерна готового порошка (размером около 10 мк) скрепляются между собой при помощи небольшого количества диэлектрической связки (этилцеллюлозы, полистирола и т.п.).

Лекция 1.5.3. Порівняльний аналіз засобів відображення інформації за різними фізичними принципами побудови та їх конструктивні особливості.

План

2.6.1. Светодиодные экраны.

2.6.2. ЖК-дисплеи.

2.6.3. Вакуумные люминесцентные индикаторы (ВЛИ).

2.6.4. Газоразрядные панели (ГРП).

2.6.5. Области существования дисплеев различного типа.

2.6.1.Светодиодные экраны

В светодиодных экранах источник света, модулятор и экран объединены (см. рис.2.6.1.1). Такие экраны называются активными, т.е. поверхность экрана сама является как модулятором, так и источником света. Среди достаточно большого разнообразия ИМЭ систем (плазменные, электролюминесцентные, катодолюминесцентные, полевые и т.д. дисплеи), светодиодные системы отображения стоят особняком. Это связано с тем, что такие системы строятся из отдельных светодиодов, которые группируются сначала в пиксели, а затем в матрицу пикселей. Такой принцип построения приводит к тому, что размер пикселя оказывается достаточно большим (от 5 до 50 мм), поэтому светодиодные системы – это всегда большеэкранные системы.

Рис.2.6.1.1. Схема светодиода.

Светотехнические характеристики. Основной светотехнической характеристикой светодиода является сила излучаемого им света I (кандел). К светотехническим характеристикам также относятся длина волны излучаемого цвета и диаграмма направленности (рис2.6.1.2).

Разработка синего светодиода позволила создавать полноцветные светодиодные экраны. А разработка зеленого (чисто зеленого или изумрудно-зеленого) светодиода с более короткой длиной волны (ранее использовались диоды с длиной волны 570 нм) позволило значительно улучшить цветовые характеристики изображения. На рисунке показаны спектральные характеристики трех светодиодов.

             

Рис. 2.6.1.2.

Выходная диаграмма направленности светового потока формируется как формой рефлектора, так и формой корпуса светодиода. Варьируя параметры рефлектора и корпуса можно создавать различные диаграммы направленности шириной от 4 - 5 до 160°. Более того, возможно создание диаграмм направленности с различной шириной по вертикали и горизонтали, например, 120° по горизонтали и 60° по вертикали (т.н. овальные светодиоды). По аналогии с коэффициентом усиления проекционных экранов (gain), формирование диаграммы направленности можно связать с коэффициентом усиления светового потока.

Структура информационного поля экрана. Светодиодные пиксели, которые могут иметь самую различную форму, размещены в поле экрана в узлах прямоугольной сетки. Соответственно, нужно говорить о размере пикселя и шаге пикселей в поле экрана. В зависимости от конструктивных особенностей и решаемых задач, соотношение размера пикселя к шагу может составлять (0,5 – 0,9):1. Нужно отметить две особенности структуры светодиодного экрана:

Размер пикселя не зависит от размера экрана. Увеличение размера экрана достигается увеличением его информационной емкости.

С учетом того, что каждый светодиод является практически точечным источником света (световой поток рассеивается корпусом светодиода в небольшой степени), пикселизация поля светодиодного экрана существенно больше, чем, например изображения на плазменной панели или проекционном экране. Явление иррадиации (зрительное ощущение размывания точечного источника света при его высокой яркости) в некоторой степени снижает пикселизацию. Другим способом уменьшения пикселизации является использование диффузных фильтров и увеличение соотношения размер / шаг пикселя.

Цветообразование. В светодиодных экранах в основном используется пространственное цветообразование. В простейшем случае пиксель составлен из трех светодиодов с различным цветом свечения (обычно красный, зеленый, синий). Для больших пикселей используются от 4 светодиодов (два красных, зеленый и синий) и больше. В экранах с размерами пикселей более 20 мм используются т.н. кластеры – конструктивно объединенные группы диодов, например, 8 красных, 6 зеленых, 2 синих и т.д. Количество светодиодов каждого цвета обычно выбирают с учетом максимального приближения к балансу белого цвета.

В экранах с двумя основными цветами (красный, зеленый) часто используется временной принцип цветообразования. В таких экранах пиксель состоит из одного двухцветного светодиода.

Диаграмма направленности и неравномерность яркости. Как уже говорилось, диаграмма направленности формируется каждым светодиодом. Для того, чтобы диаграмма направленности экрана в целом соответствовала диаграмме направленности диодов, необходимо использовать светодиоды разных цветов свечения с идентичными конструктивными параметрами. Светодиоды должны устанавливаться в экран с минимально возможными отклонениями по высоте и углам наклона относительно осевой линии. Для овальных светодиодов также важно не допускать поворотов относительно оси. Нарушение этих требований приводит к разбросу диаграмм направленности различных светодиодов. При наблюдении экрана под достаточно большими к нормали углами такой разброс выражается в появлении на изображении аномально ярких точек различных цветов.

Как правило, для экранов, используемых внутри помещений, используются светодиоды с достаточно широкой диаграммой направленности, например, 120 х 60°. Для уличных экранов используют светодиоды с более узкой диаграммой направленности, например, 70 х 30°. Такое различие объясняется разными условиями наблюдения. Возможность обмена ширины диаграммы направленности (путем замены одного типа светодиодов на другой) на яркость является отличительной чертой светодиодных экранов. При прочих равных условиях, сужение диаграммы со 120 х 60° до 70 х 30° позволяет повысить яркость в 3,4 раза.

Если для проекционных систем неравномерность яркости выражается, в основном, в спаде яркости на краях системы, то для светодиодных экранов на первое место выступает пиксельная неравномерность яркости. Это связано с тем, что информационное поле экрана состоит из отдельных светодиодов, в которых всегда существуют технологические разбросы по силе света. Изготовители светодиодов разделяют диоды на ранги, в пределах каждого из которых сила света диодов отличается не более, чем на 15 – 30%.

Зрение существенно более чувствительно к детальным нарушениям яркости, чем к общим. Например, спад яркости на краях экрана на 30% малозаметен, а разброс яркости двух соседних участков изображения уже на 5% довольно заметен. Такая детальная неравномерность яркости проявляется в т.н. грануляции изображения, а для более крупных неравномерных участков – в пятнистости изображений. Однако сегодня можно достаточно четко выравнивать яркость отдельных диодов схемотехническими методами с точностью до 2 – 5%.

Вторым источником неравномерности яркости может стать неодинаковая ориентация светодиодов в поле экрана, приводящая к смещению диаграммы направленности.

Яркость и контраст изображения на светодиодном экране. При соблюдении цветового баланса по белому цвету яркость светодиодного экрана можно упрощенно рассчитать по формуле:

L=(aIr+bIg+cIb)/p2,

где: L - яркость экрана, кд/м2; a, b, c – число светодиодов в пикселе соответствующего цвета; I – сила света соответствующего светодиода, кд; p – шаг пикселей, м

Например, если пиксель состоит из трех светодиодов со сбалансировованной силой света (Ir=0,3 кд; Ig=0,59 кд; Ib=0,11 кд) и шаг пикселей равен 10 мм, то яркость составит L=10000 кд/м2. Если для пикселей того же состава увеличить шаг до 20 мм, то яркость снизится до 2500 кд/м2.

Собственный контраст светодиодного экрана может быть очень высок, так как при корректном управлении светодиодами паразитная засветка полностью отсутствует.

Для оценки внешнего контраста следует учитывать, что поверхность светодиодного экрана состоит из оптически различных участков: светодиодов с высоким коэффициентом отражения (например, 0,9) и промежутков между ними с низким коэффициентом отражения (например, черная поверхность с коэффициентом 0,1). Тогда, для случая равномерной внешней освещенности, можно получить следующую оценку внешнего контраста:

Cout=(Lmax+Lout)/Lout, Lout=Kmid*Eout/pi, Kmid=0,1+0,8Sled/Spix,

где: Cout - внешний контраст; Lmax - максимальная яркость экрана; Lout - внешняя яркость; Kmid усредненный коэффициент отражения; Eout - внешняя освещенность; Sled - площадь светодиодов в одном пикселе; Spix - площадь пикселя; pi= 3,14.

Например, при яркости экрана 2500 кд/м2, площади светодиодов в пикселе 38 мм2, шаге пикселей 12 мм, внешней освещенности 1000 лк, получим Cout= 26.

Дополнительно повысить контраст можно при использовании нейтрально серого фильтра, за счет двойного ослабления внешнего света.

2.6.2. ЖК-дисплеи

Экраны ЖК- дисплеи сделаны из вещества (цианофенил), которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Фактически это жидкости, обладающие анизотропией свойств (в частности оптических), связанных с упорядоченностью в ориентации молекул.

Как ни странно, но жидкие кристаллы старше ЭЛТ почти на десять лет, первое описание этих веществ было сделано еще в 1888 г. Однако долгое время никто не знал, как их применить на практике. И вот в конце 1966 г. корпорация RCA продемонстрировала прототип ЖК-монитора – цифровые часы.

Работа ЖКД основана на явлении поляризации светового потока. Известно, что так называемые кристаллы поляроиды способны пропускать только ту составляющую света, вектор электромагнитной индукции которой лежит в плоскости, параллельной оптической плоскости поляроида. Для оставшейся части светового потока поляроид будет непрозрачным. Таким образом поляроид как бы "просеивает" свет, данный эффект называется поляризацией света. Когда были изучены жидкие вещества, длинные молекулы которых чувствительны к электростатическому и электромагнитному полю и способны поляризовать свет, появилась возможность управлять поляризацией. Эти аморфные вещества за их схожесть с кристаллическими веществами по электрооптическим свойствам, а также за способность принимать форму сосуда, назвали жидкими кристаллами.

Основываясь на этом открытии и в результате дальнейших исследований, стало возможным обнаружить связь между повышением электрического напряжения и изменением ориентации молекул кристаллов для обеспечения создания изображения. Первое свое применение жидкие кристаллы нашли в дисплеях для калькуляторов и в электронных часах, а затем их стали использовать в мониторах для портативных компьютеров. Сегодня, в результате прогресса в этой области, начинают получать все большее распространение ЖК-дисплеи для настольных компьютеров.

Экран ЖК монитора представляет собой массив маленьких сегментов (называемых пикселями), которыми можно манипулировать для отображения информации. ЖК монитор имеет несколько слоев, где ключевую роль играют две панели, сделанные из свободного от натрия и очень чистого стеклянного материала, называемого субстрат или подложка, которые собственно и содержат тонкий слой жидких кристаллов между собой. На панелях имеются бороздки, которые направляют кристаллы, сообщая им специальную ориентацию. Бороздки расположены таким образом, что они параллельны на каждой панели, но перпендикулярны между двумя панелями. Продольные бороздки получаются в результате размещения на стеклянной поверхности тонких пленок из прозрачного пластика, который затем специальным образом обрабатывается.

При появлении электрического поля, молекулы жидких кристаллов частично выстраиваются вертикально вдоль поля, угол поворота плоскости поляризации света становится отличным от 90 градусов и свет беспрепятственно проходит через жидкие кристаллы.

Поворот плоскости поляризации светового луча незаметен для глаза, поэтому возникла необходимость добавить к стеклянным панелям еще два других слоя, представляющих собой поляризационные фильтры. Эти фильтры пропускают только ту компоненту светового пучка, у которой ось поляризации соответствует заданному. Поэтому при прохождении поляризатора пучок света будет ослаблен в зависимости от угла между его плоскостью поляризации и осью поляризатора. При отсутствии напряжения ячейка прозрачна, так как первый поляризатор пропускает только свет с соответствующим вектором поляризации.

Технологические новшества позволили ограничить их размеры величиной маленькой точки, соответственно на одной и той же площади экрана можно расположить большее число электродов, что увеличивает разрешение ЖК монитора, и позволяет нам отображать даже сложные изображения в цвете. Для вывода цветного изображения необходима подсветка монитора сзади, таким образом, чтобы свет исходил из задней части ЖК дисплея. Это необходимо для того, чтобы можно было наблюдать изображение с хорошим качеством, даже если окружающая среда не является светлой. Цвет получается в результате использования трех фильтров, которые выделяют из излучения источника белого света три основные компоненты. Комбинируя три основные цвета для каждой точки или пикселя экрана, появляется возможность воспроизвести любой цвет.

Из-за больших проблем с оптимальным освещением и отображением цвета при покупке PC с ЖК-дисплеем следует установить экран на воспроизведение белого цвета и обратить внимание на равномерность освещения. Для цветных дисплеев эта проблема еще более значительна, чем для монохромных. Здесь дело не только в высвечивании, но и в расцвечивании слоев. Различные участки слоев могут быть тоньше или толще других и поэтому отражать цвета слабее или интенсивнее.
Важным направлением в этой области является так называемый Duals Display, который в отличие от ЖК-дисплея способен поддерживать быстрое движение и более высокую контрастность изображения. Дисплей этого типа разработан на основе технологии TFT {Thin Film Transistor), которая применяется в компьютерах типа LapTop фирмы Toshiba.

2.6.3. Вакуумные люминесцентные индикаторы

Вакуум – это не всегда пустота. История индикаторов, конечно же, развивалась не по тому детективному сценарию, какой мы для большей занимательности здесь представили. Открытие того или иного эффекта обычно в большей степени предопределено внутренней логикой развития данного направления, нежели надуманными диспутами с конкурентами. Гораздо меньше происходит неожиданностей в особенности для специалистов – новые вещества, новые технологии и даже новые эффекты возникают не на пустом месте, проводится большая предварительная, черновая работа. И в сфере потребления индикаторов реально все выглядит не так драматично («кто кого»), как представлено: эта сфера непрерывно и быстро расширяется, поэтому, как правило, новые виды индикаторов находят и новые области применения, нисколько не тесня «старые». Конечно, когда-то вытеснение все же может произойти (и происходит), но процесс этот длительный, постепенный – по самой своей сути массовое производство все-таки довольно инерционно и консервативно. Но если оперировать десятилетиями или по крайней мере пятилетками, если не стремиться к скрупулезной хронологической точности внутри каждого такого временного интервала или, наконец, смотреть на все это не глазами специалиста, а как бы со стороны, то историю возвышения полупроводниковых и ЖК-индикаторов можно принять такой, как она здесь описана.

В то время когда   эти   два    детища твердотельной электроники (хотя это звучит несколько парадоксально, но жидкокристаллические приборы обычно относят к твердотельной электронике, основная причина этого – технологическая однотипность), состязаясь    между    собой,    рождались, росли и мужали, в мир отображения информации неожиданно уверенно и свободно вторглись «выходцы из прошлого» – вакуумные индикаторы. С небольшим разрывом во времени появились газоразрядные (или плазменные) панели и вакуумные люминесцентные   (или флюоресцентные)  индикаторы (сокращенно ГРП и ВЛИ). Основу и того и другого составляет откачиваемый стеклянный баллон – неизменный атрибут приборов вакуумной элетроники. В рассматриваемое время – конец 60-х – начало 70-х годов – вакуумные лампы, повсеместно  вытесняемые  транзисторами  и   интегральными схемами, давно уже «дышали на ладан», и огромные производственные мощности, развитые за предшествующие 3-4 десятилетия, все чаще оказывались не у дел. Надвинувшаяся «безработица» конвейерных и роторных сборочных линий явилась основным стимулом рождения нового поколения вакуумных   индикаторов. То, что для полупроводников и жидких кристаллов еще следовало создать, в вакуумной промышленности стояло готовое и с надеждой ожидало новых хозяев. А автоматизация сборки – ключ к низкой стоимости приборов... В середине 70-х годов автор побывал на совещании, где обсуждалось, на какой индикатор – светодиодный или вакуумный люминесцентный – ориентироваться разработчикам одного из калькуляторов. «А как с ценой?» – спросили в заключение заказчики. «Наш будет на 20% дешевле», – ответил представитель электровакуумного завода. «Но ведь цена светодиодного вам неизвестна». – «Это не имеет значения» (заметим, что «победу» действительно одержал ВЛИ – вопрос решили его низкая стоимость и быстрота развертывания производства).

Но разработчики вакуумных индикаторов не только использовали простаивающие автоматы, они еще и полностью «осовременили» свои  изделия,  «бесплатно» заимствовав  конструктивно-технологические     концепции микроэлектроники и последние достижения науки. Применительно к газоразрядным индикаторам это проявилось в том, что неуклюжий цилиндрический баллон заменили плоской панельной конструкцией  (рис. 2.6.3.1). Панель – это просто две параллельные стеклянные обкладки, расположенные на расстоянии несколько миллиметров друг от друга; пространство между ними герметизировано периферийным швом, откачано и заполнено неоном. Размещенная   внутри панели центральная пластина перфорирована десятками тысяч маленьких круглых отверстий; на наружных обкладках нанесена система взаимно ортогональных столбцовых и строчных металлических прозрачных электродов. Каждая ячейка в месте пересечения любой пары электродов представляет собой элементарный газоразрядный источник света, который может включаться-выключаться  независимо от других ячеек. На тыльной стороне газоразрядной панели удобно размещаются схемы управления. Функционально ГРП представляет собой универсальный индикатор, способный синтезировать любую символьную или графическую информацию.

Реальные конструкции более сложны, чем представленная на рис. 2.6.3.1 и тем не менее плоскостность, регулярность повторения одинаковых ячеек, использование пленочной технологии, дешевизна применяемых   материалов обусловливают простоту производства плазменных панелей. Управление может осуществляться постоянным или переменным напряжением, но в обоих случаях его величина значительна (несколько сотен вольт), поэтому для ГРП разрабатываются специальные высоковольтные транзисторы и интегральные схемы.

Размер элементарной ячейки трудно сделать менее   1   мм, поэтому мини-индикаторы на этой основе не изготовить. Зато крупноформатные системы отображения информации коллективного. пользования   наконец-то   получили технические    средства,    совместимые  с транзисторной электроникой. Плазменные панели одноцветны – неоновый разряд имеет оранжевое свечение, которое в ряде случаев (в темноте и не вблизи) удобно, но по большей части раздражает и утомляет наблюдателя. О том, как в ГРП получают другие цвета, как реализуется многоцветность, мы расскажем ниже.

Рис. 2.6.3.1. Фрагмент плазменной панели

Вакуумные люминесцентные индикаторы  (рис.2.6.3.2) по принципу действия во многом подобны телевизионному кинескопу, но многим и отличаются. Электроны, эмитируемые накаленным катодом и ускоренные напряжением, приложенным к сетке, бомбардируют включенные сегменты анода и вызывают свечение. люминофора. Используются такие специальные составы, которые возбуждаются при очень низких скоростях электронов (напряжение разгонки может быть всего  10-30 В, а не киловольты, как в кинескопе). Поэтому схемы управления просты, но за каждое приобретение приходится расплачиваться; механизм низковольтной люминесценции не позволяет использовать развертку электронного луча, т, е. теряется основное    достоинство кинескопа. Спокойное зеленое свечение, приемлемое энергопотребление, простота управления, дешевизна открыли  для ВЛИ широчайшие возможности применения в калькуляторах и персональных ЭВМ, а также в развивающейся автомобильной электронике. В  количественном выражении объем их выпуска довольно значителен – доля ВЛИ превышает 10% всех индикаторов, изготавливаемых в мире.

Рис. 2.6.3.2 Схема вакуумного люминесцентного индикатора

Всегда ли лучшее враг хорошего? Итак, в 70-е годы вполне определенно сформировалось новое поколение средств отображения информации, прочно опирающееся на достижения оптоэлектроники и. микроэлектронной технологии. Основу и суть этого поколения составили полупроводниковые, жидкокристаллические, вакуумные индикаторы, их применение стало повсеместным. Но странное дело, появились «очень хорошие» ЖКИ, а светодиоды не только не сдали своих, позиций, но еще более их упрочили. Мало того, ГРП и ВЛИ родились и дали такие обильные всходы на общем «индикаторном поле», как будто это поле оставлено только за ними. Здесь мы вплотную подошли к некоему «философскому» вопросу: можно ли создать такой универсальный индикатор, который один закроет все потребности техники? Кто-то хочет пользоваться индикатором как книгой, держа его перед глазами, а другому надо, чтобы тексты и картины «читались» с расстояния в сотни метров, как, например, на гигантском табло размером 40X25 м2 на  ЭКСПО-85 в Японии. Многоцветное отображение, конечно, намного информативнее, но нередко приятнее иметь дело с черно-белой «книжной» печатью. Как правило, индикаторы используются в помещениях с умеренной освещенностью, а в кабине самолета информация не должна «растаять» и при прямой солнечной засветке. В наручных часах каждый микроватт на учете, а индикатор диспетчерского пульта электростанции может «купаться» в энергетическом изобилии. Аппаратура должна работать и в .Антарктиде, и на экваторе, и во влажных джунглях, и в космосе, и в шахте, и на АЭС. И при любых условиях индикатор должен нести свою службу точно и безупречно. Ошибка индикатора может не только снизить эффективность аппаратуры или вызвать аварию, не исключено и такое «непредсказуемое развитие событий», о котором не хочется и думать...

Вот поэтому-то «три кита» – жидкокристаллические, светодиодные, вакуумные индикаторы, непрерывно развиваясь и совершенствуясь, не только не «поедают» друг друга, но и оставляют незанятой обширную территорию, на которой пробуют себя все новые и новые претенденты. Поиски ведутся по широкому фронту, к делу привлекаются десятки физических эффектов, сотни новых материалов, технологий, конструкций.

Уже более десяти лет исследуются электрохромные материалы, обратимо изменяющие свой цвет (например, от светло-серого до густо-синего у пятиокиси вольфрама) при протекании импульса тока. Электрохромные индикаторы менее утомляют при чтении, чем ЖКИ, они обладают эффектом памяти, что, как отмечалось, очень удобно.

Если пространство между стеклянными обкладка ми заполнить электролитом, то, высаживая тонкую пленку серебра на сегменте или вновь растворяя ее, можно записывать и стирать информацию. Такой электролитический индикатор может быть вполне жизнеспособным, если использовать сверхчистые материалы и надежную герметизацию.

Электрофоретический индикатор содержит между стеклянными обкладками жидкость с заряженными частицами красителя. При одной полярности напряжения частицы подходят к верхней обкладке, при другой – «тонут», чем и обеспечивается «перекраска» сегментов.

В магнитооптических и сегметокерамическйх индикаторах используется способность некоторых магнитных материалов и керамик изменять поляризацию света под действием магнитного или электрического поля. Помещая на входе и выходе устройства поляризационные пластинки, достигают того же эффекта, что и в твист-ЖКИ. Пока всё упирается в отсутствие необходимых материалов: то энергоемкость очень велика, то малы размеры пластин, то неприемлема стоимость. Однако возможности керамики столь неоглядны (напомним: именно керамика в 1986 г. открыла эру высокотемпературной сверхпроводимости), что надежда на «сегнето-керамический переворот» в индикаторной технике и в оптоэлектронике вообще представляется отнюдь не беспочвенной.

Все эти «новые» индикаторы с пассивным растром – число примеров могло бы быть значительно увеличено – уже в течение многих лет конкурируют с ЖКИ, но по-прежнему безуспешно.

А вот среди индикаторов с активным растром появился серьезный конкурент светодиодам. Речь идет о пленочных полупроводниковых индикаторах, называемых еще по старинке электролюминесцентными1, в которых полупроводник используется не в виде монокристалла, а в виде пленки, напыляемой или набрызгиваемой на диэлектрическую подложку. В последние годы удалось резко повысить светимость пленочных структур и обеспечить стабильность их свойств. Достоинства этих индикаторов – большие светящиеся площади, совместимость с интегральными схемами, простота коммутации элементов, низкая стоимость – столь существенны, что, право, жаль их «растрачивать» на обычные знаковые индикаторы. Пленочная технология устремлена к другой цели – плоскому экрану (об этом ниже).

Индикаторный бум иногда порождает и совсем неожиданные, непрогнозируемые решения. Вот одно из них. В кремниевой пластине с помощью точного травления создаются прямоугольные углубления, а над ними сохраняются или заново создаются тонкие консольные полоски. Прикладывая напряжение между дном углубления и койсолью, можно полоску пригнуть, изменить ее сбетоотражающие свойства, а тем самым и восприятие поверхности наблюдателем. Устройство имеет высокую разрешающую способность (т. е. большое число ячеек с консолями на единице площади), малое энергопотребление, однако главное его достоинство – это размещение схемы управления на том же кремниевом кристалле. Что же получилось? Старое как мир механическое, блинкерное устройство индикации. Но изготавливается оно по новейшей технологии, обеспечивающей точность, воспроизводимость, групповую обработку. И кроме того, имеющее встроенный «электропривод» и схему управления. Похоже, что микроэлектроника уже готова породить «интегральную микромеханику», подобно тому как в 70-е годы она породила интегральную оптику.

Индикаторный бум удивляет нас и курьезами. То патентуется парожидкостная ячейка, в которой изменение «цвета» обусловлено чередованием испарения и конденсации жидкости; то вдруг сообщается, что глина некоторых областей восточного побережья Англии обладает изменяемыми оптическими свойствами; то предлагают использовать в индикаторах свечение бактерий... Честрлюбцы не унимаются. Одному достаточно вызвать сенсацию, потрясти воображение околонаучного обывателя, другому хочется «урвать» от пышного «индикаторного пирога» пусть маленький, но свой кусочек, третий честно надеется показать, что «три кита» как опора мира отображения информации не более чем временное заблуждение. Словом, поиск продолжается...

2.6.4. Газоразрядные  панели.

У газоплазменных мониторов нет описанных выше ограничений. Они также имеют две стеклянные пластины, между которыми находятся не кристаллы, а газовая смесь, которая высвечивается в соответствующих местах под действием электрических импульсов. Недостатком таких мониторов является невозможность их использования в переносных компьютерах с аккумуляторным и батарейным питанием из-за большого потребления тока.

Плазменные мониторы — это, как правило, мониторы с тонким, но очень большим экраном (40 и больше дюймов по диагонали). Дело в том, что газовая ячейка не может быть пока такой же маленькой, как жидкокристаллическая. Смотреть на такие мониторы нужно с приличного расстояния, иначе будет заметна клетчатая структура экрана. Плазменные мониторы используются сейчас в основном для показа компьютерного изображения большой аудитории и в дорогих телевизорах (домашних кинотеатрах). На плазменных мониторах изображение получается очень высокого качества, и оно не зависит (как у жидкокристаллических) от угла зрения. Сбоку, снизу, сверху — картинка видна одинаково хорошо. Плазменные мониторы, так же как и жидкокристаллические, безвредны для зрения и здоровья в целом. К положительным качествам можно добавить быструю перерисовку экрана (никакой смазанности движений). К сожалению, плазменные мониторы пока слишком дороги. Их цена превышает стоимость жидкокристаллических собратьев в несколько раз.

Существенным недостатком плазменного монитора является высокая потребляемая мощность (в несколько раз выше, чем у лучевого). Наконец, у плазменных мониторов сравнительно небольшой срок службы (5-10 лет). Это связано с довольно быстрым выгоранием элементов, свойства которых быстро ухудшаются, и экран становится менее ярким.

Развитие персональных компьютеров стимулировало не только существенное улучшение параметров устройств отображения информации на базе электронно-лучевых трубок, но и дало новый импульс развития другим дисплейным технологиям, до той поры имевшим узкоспециальные применения. Этот импульс оказался настолько мощным, что дисплеи, выполненные по альтернативным технологиям, под общим названием плоскопанельные дисплеи (далее FPD - Flat Panel Displays) не только стали успешно конкурировать с электронно-лучевыми трубками в области компьютерных дисплеев, но и начали теснить их в традиционной телевизионной области.

Энтузиазм множества ведущих дисплейных фирм (в первую очередь японских и корейских), вкладывающих сотни миллионов долларов в развитие новых плоскопанельных дисплейных технологий, объясняется многомиллиардным рынком телевизионных и компьютерных дисплеев нового поколения.

Если среди плоскопанельных компьютерных дисплеев сегодня превалируют жидкокристаллические дисплеи, то новый перспективный рынок настенных телевизионных дисплеев (диагональ экрана более 1 м, толщина менее 10 см) наиболее успешно осваивается производителями плазменных дисплеев.

Плоскопанельные дисплеи по своей структуре относятся к классу матричных индикаторов, в которых светоизлучающие, светоотражающие или свето-пропускающие ячейки образуют прямоугольную матрицу. Управление ячейками производится с помощью системы перпендикулярно расположенных электродов. В простейшем случае (для двухэлектродных систем) для обслуживания матрицы из MxN ячеек требуется М+N управляющих входов. Для получения цветного изображения три или четыре ячейки группируются в элемент изображения - пиксель (pixel - picture element).

2.6.5. Области существования дисплеев различного типа.

Обычно области существования дисплеев различных типов рассматриваются в координатах "размер по диагонали D - информационная емкость I". Наглядно оценить эти области позволяет рис. 2.6.5.1 На рисунке в районе 50 дюймов проведена вертикальная граница, достаточно условно разделяющая дисплеи индивидуального и коллективного (в англоязычной литературе large area displays) пользования. Верхняя граница каждой области существования определяет максимальную информационную емкость (ограниченную технологическим размером пикселя или максимальной информационной емкостью источника изображения), правая граница - максимальный размер по диагонали (ограниченный технологически допустимым размером дисплея). Области существования дисплеев коллективного пользования также имеют правую границу, но она лежит в пределах нескольких тысяч дюймов и ограничена только (по крайней мере, для модульных экранов) экономической целесообразностью.

Следует отметить чрезвычайно тесную конкуренцию дисплеев различных типов в области диагонали 15-25 дюймов и информационной емкости от 200 до 600 килопикселей (VGA, SVGA, NTSC, PAL). Единственным сдерживающим фактором для широкого выхода в эту область FPD является ценовой фактор. Также

Рис. 2.6.5.1. Области существования дисплеев различных типов

примечателен тот факт, что область для диапазона диагоналей 40-60 дюймов и диапазона информационной емкости 1-2 мегапикселя занята практически только PDP. А именно эта область пригодна для настенных телевизоров.

Для успешной замены CRT дисплеев на FPD от последних требуются уменьшение размера пикселя (до 0,2-0,5 мм), увеличение размера дисплея (до 40-60 дюймов по диагонали) и снижение цены до значений, не превышающих стоимость CRT дисплеев с аналогичными параметрами в 1,5 - 2 раза. Наиболее перспективными кандидатами на такую замену сегодня являются LCD, PDP, FED, PALC (Plasma Addressed Liquid Crystals [2]) дисплеи. В рамках данной статьи будут рассмотрены основные характеристики и тенденции развития PDP, как наиболее динамично развивающихся в последние годы, особенно на новом рынке настенных телевизоров.

В табл. 1.5.2 приведен прогноз развития PDP, данный S. Mikoshiba из Токийского университета электрокоммуникаций [З].

Таблица 1.5.2

Поколение PDP

Первое (1996-2000)

Второе (2001-2005)

Третье (2006-2010)

Тип разряда в газе

Отрицательное свечение

Отрицательное свечение

Высокоэффективный разряд

Діагональ

40 дюймов

20-60 дюймов

20-60 дюймов

Яркость

300 кд/м2

400 кд/м2

700 кд/м2

Эффективность

1 лм/Вт

2 лм/Вт

5 лм/Вт

Контраст

20:1

30:1

100:1

Информационная емкость

NTSC/VGA 640х480

NTSC/SXGA 640х480, 1024х768

HDTV/UXGA

1920х1080, 1600х1200


Рис. 1.5.2.1. – Схема ЭЛТ

Рис. 1.5.2.2. – Путь электронного луча.

Дисплейный процессор

Рис.1.5.2.3. Блок схема аппаратной части типичной системы отображения информации.

Программа дисплейного процессора

Идентификаторы графических объектов

Программы для  вывода подкартинок.

Программы  генерации изображения

Интерпритация команд

Управление дисплейным генератором

Синхронизация

Модуль нидика-ции

Знакогенератор

Генератор векторов  и кривых

Система позиционирования

Управление яркостью,  и другими режимами

Схемы отклонения луча

Функциональная клавиатура

Алфавитно-цифровая клавиатура

Джойстик

Из ЭВМ

В ЭВМ

Память для видеофайла

ульт видеотерминала

Видеоконтроллер

Дисплейный генератор

5

2

4

1

6

3

9

2

7

1

5

6

3

9

2

7

1

5

6

3

8

9

Рис.1.5.1.5. Схема оптического совмещения цветоделенных изображений в цветных проекционных системах: 1,2,3 - кинескопы красного, зеленого и синего свечения; 4,5,6 - прекционные объективы; 7-8 - дихроические зеркала; 9 - светоотражательный экран.

Рис.2.5.1.3. Классическая диодная матрица для преобразования двоичного кода в десятичный с последующими собирательными схемами для управления засветкой ячеек семисегметного цифрового индикатора.                                                                                                                                                                                                            

2.5.1.4.Схема диодного дешифратора для преобразования двоичного кода высвечиваемой цифры в графический код

Рис.2.5.1.6. Схема питания матричного экрана с фиксацией напряжения на всех шинах.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

53288. What is health for you? 74.5 KB
  A lot of years passed. The men decided to return to their wives and children. They were happy to be again with their families. In the evening, when they opened their sacks, they found out that their stones disappeared. One of them found beautiful flowers in his sack. They were Health, Love, Happiness and Friendship. He gave these flowers to his children and asked to guard them so that they should never leave their family. He told his children that those beautiful flowers were the values of life.
53289. Money is not everything. You can buy a doctor but not heath 151.5 KB
  There is no more important than health. I hope you agree with me. If your body suffers from any disorder, your mind suffers with the body, too. You can’t be good either at work or at studies. Aches and pains lead to irritation, nervous breakdown, exhaustion and apathy.
53291. Медицина. Здоровий спосіб життя. Необхідні компоненти для здоровя 254.5 KB
  The topic of our lesson is Health Highlights. By the end of the lesson you will be able to understand the gist and details of the text for reading; to talk about medicine, symptoms of disease; to ask how somebody feels himself and answer such questions; to write the rules of healthy life;
53292. Health is above wealth. Giving advice 61.5 KB
  It is necessary to have not only a healthy body but also a healthy brain. You are school-leavers, so it is very important for you to be healthy to finish school and to enter higher educational establishments. Everybody should keep his/her brains in perfect condition, to be on top form for exams.
53293. "Health and Body Care", 5 клас 49 KB
  Today our lesson is devoted to a very important problem. As you know some people are healthy, some people are unhealthy. Health is the most precious things in people's life. We can't buy health, but we can do a lot to keep it. In order to be healthy we should follow some special rules. The series of pictures on the screen will help you to guess what we are going to speak about.
53294. Проектна робота з використанням комп’ютерних технологій як засобу креативного та інтерактивного навчання у 11 класі за підручником 11.5 MB
  ОПИС ПРОЕКТУ Тема проекту: Helthy Wy of Life. Початком роботи над проектами було анкетування учнів яким були поставлені питання: Учням 10 класу – re you going to life to 100 Додаток 1 Учням 11 класів – Do you know the truth or re you plying with fire Додаток 2 Учням 9 класу – re you helthy Додаток 3 Анкети у додатках.Результати анкетування були проаналізовані та зведені у діаграми: Mostly s: You re not very helthy t ll. You re very very helthy person.
53295. Охорона здоров’я 68.5 KB
  Практична мета: формувати комунікативну компетенцію учнів навчаючи їх вмінню вести бесіду про здоровий спосіб життя на основі прочитаного тексту використовуючи вивчену лексику. Освітня мета: ознайомити учнів із основними складовими здорового способу життя. Розвиваюча мета: розвивати комунікативні здібності учнів із залученням форм та методів інтерактивного навчання. Виховна мета: виховувати дбайливе ставлення до свого здоров’я та позитивне відношення до життя формуючи здоров’язберігаючу компетентність учнів.
53296. Healthy eating 39.5 KB
  Развитие способности к комбинированию и трансформированию речевых единиц, способности осуществлять продуктивные речевые действия на английском языке; развивать навыки интерактивного чтения, умения делать выводы.