شاشة عرض إلكترونية

الشاشة الإلكترونية المرئية هي جهاز عرض قادر على عرض الصور أو مقاطع الفيديو أو النصوص المنقولة إلكترونيًا. تشمل الشاشات الإلكترونية المرئية أجهزة التلفاز وشاشات الحاسوب واللافتات الرقمية . وهي شائعة الاستخدام في تطبيقات الحوسبة المتنقلة مثل أجهزة الكمبيوتر اللوحية والهواتف الذكية والأجهزة المعلوماتية . يُشار إلى العديد من الشاشات الإلكترونية المرئية بشكل غير رسمي باسم "الشاشات" ، أما تلك التي تحتوي على وسيلة إدخال باللمس فتُسمى " شاشات اللمس" .

ابتداءً من أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، بدأت شاشات العرض المسطحة بالسيطرة على الصناعة، مع التخلص التدريجي من أنابيب أشعة الكاثود (CRT)، وخاصة في تطبيقات الحاسوب. وابتداءً من منتصف العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين، بدأ استخدام شاشات العرض المنحنية في أجهزة التلفاز وشاشات الحاسوب والهواتف الذكية.

الأنواع

توجد تقنيات متنوعة تُستخدم في شاشات العرض الإلكترونية المرئية:

يمكن اعتبار جهاز العرض العلوي نوعًا من أنواع العرض المرئي الإلكتروني.

بالإضافة إلى ذلك، كانت شاشات CRT تستخدم على نطاق واسع في الماضي، وشاشات microLED قيد التطوير.

تصنيف

تعرض الشاشات المرئية الإلكترونية المعلومات المرئية وفقًا لإشارة الإدخال الكهربائية (التناظرية أو الرقمية) إما عن طريق إصدار الضوء (وتسمى حينها الشاشات النشطة ) أو، بدلاً من ذلك، عن طريق تعديل الضوء المتاح أثناء عملية الانعكاس أو الإرسال (تسمى معدلات الضوء الشاشات السلبية ).

شاشات العرض المرئية الإلكترونية
الشاشات النشطةشاشات العرض السلبية
عرض المعلومات المرئية عن طريق انبعاث الضوءعرض المعلومات البصرية عن طريق تعديل الضوء
مبدأشاشة عرض بلورية سائلة (LCD) + إضاءة خلفية (يُعتبر هذا المزيج شاشة عرض نشطة )شاشة LCD
مثالشاشة تلفزيون LCD، شاشة كمبيوتر LCDساعة LCD (عاكسة) انظر تصنيف شاشات LCD
مبدأالتألق الكاثوديانظر أيضًا إلى الرحلان الكهربائي: الورق الإلكتروني
مثالأنبوب أشعة الكاثود (CRT) شاشة الانبعاث الميداني (FED) شاشة الفلورسنت الفراغي (VFD) شاشة باعث الإلكترونات الموصلة للسطح (SED)البحث والتصنيع:
مبدأالتألق الكهربائيالكهروكرومية
مثال(طبقة رقيقة أو سميكة) الإضاءة الكهربائية (EL) (غير عضوية أو عضوية) الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED، OLED) شاشة تفريغ الغاز ( أنبوب نيكسي )البحث والتصنيع:
مبدأالتألق الضوئيالترطيب الكهربائي
مثاللوحة عرض البلازما (PDP)البحث والتصنيع:
مبدأاتقادالتعديل الكهروميكانيكي
مثالنوميترون ، أنبوب عرض رقمي مكون من 7 أجزاءشاشة عرض قابلة للطي، شاشة عرض قرصية قابلة للطي، جهاز مصفوفة المرايا الرقمية (DMD)، شاشة عرض معدلة تداخلية (IMOD)، FTIR (بكسل واحد)

وضع عرض المراقبة

يمكن مشاهدة المعلومات المعروضة على الشاشات الإلكترونية مباشرةً ( شاشة العرض المباشر )، أو يمكن عرضها على شاشة أخرى (شاشة ناقلة أو عاكسة). ويحدث هذا عادةً مع الشاشات الصغيرة عند تكبير معين.

أنماط عرض المراقبة
شاشة عرض مباشرةشاشة عرض ضوئية
نمط التشغيل الناقلالعرض الأمامي (مع شاشة عاكسة) على سبيل المثال جهاز عرض الفيديو
نمط التشغيل الانعكاسيشاشة عرض خلفية (مع شاشة شفافة) على سبيل المثال شاشة تلفزيون العرض الخلفي
وضع التشغيل العاكس للضوء (مثل شاشة LCD العاكسة للضوء )إسقاط شبكي (مع أو بدون مُجمِّع) على سبيل المثال شاشة مثبتة على الرأس

يُعدّ نوع "شاشات العرض الليزرية " نوعًا مختلفًا من شاشات العرض، حيث تُبنى الصورة بشكل متسلسل إما عن طريق المسح الضوئي سطرًا بسطر أو عن طريق كتابة عمود كامل في كل مرة. ولتحقيق ذلك، يُشكّل شعاع واحد من ثلاثة ليزرات تعمل بالألوان الأساسية، ويُمسح هذا الشعاع كهروميكانيكيًا (باستخدام ماسح ضوئي جلفانومتري أو مصفوفة مرايا دقيقة) أو كهروصوتيًا بصريًا .

تخطيط عناصر الصورة

اعتمادًا على شكل وترتيب عناصر الصورة في الشاشة، يمكن عرض معلومات ثابتة (رموز، علامات)، أو أرقام بسيطة (تخطيط 7 أجزاء)، أو يمكن تشكيل أشكال عشوائية (شاشات المصفوفة النقطية).

تخطيط عناصر الصورة
تعرض الشاشات المجزأة الأحرف والأرقام والرموز ذات الشكل الثابت (ويمكن عنونتها بتقنية تعدد الإرسال). وتُعرف التخطيطات التالية جيدًا: شاشة سباعية الأجزاء، شاشة رباعية عشرة الأجزاء، شاشة سداسية عشرة الأجزاء.تُرتّب وحدات البكسل الفرعية في شاشات المصفوفة النقطية في مصفوفة ثنائية الأبعاد منتظمة(يتطلب ذلك عنونة متعددة الإرسال)؛ ويمكن تشكيل وعرض أشكال عشوائية

انبعاث الألوان والتحكم فيها

يمكن توليد الألوان عن طريق الانبعاث الانتقائي، أو الامتصاص الانتقائي، أو النقل، أو الانعكاس الانتقائي.

انبعاث اللون والتحكم فيه
يؤدي مزج الألوان الأساسية إلى إنتاج الضوء الأبيضتقوم المرشحات والأصباغ والملونات (مثل الطباعة) بطرح (امتصاص) أجزاء من الضوء الأبيض
المزج الزمني (الإضافي) على سبيل المثال، عجلة مرشح الألوان الأساسية الدوارة في أجهزة العرضالمزج المكاني (الإضافي) للبكسلات الفرعية المتقاربة
مزج الألوان المكاني والزماني المدمج [ 1 ]
ترتيب البكسلات الفرعية لمزج الألوان الإضافي، انظر ترتيبات البكسلات الفرعية 1، انظر ترتيبات البكسلات الفرعية 2 ، انظر ترتيبات البكسلات الفرعية 3لا يتطلب مزج الألوان الطرحي ترتيبات خاصة للبكسل الفرعي، فجميع المكونات (مثل المرشحات) يجب أن تكون في نفس مسار الضوء.
أمثلة: ترتيب PenTile المخطط دلتا نابلا ، على سبيل المثال RGB+أبيض

أنماط العنونة

يجب تحديد (عنونة) كل بكسل فرعي من جهاز العرض من أجل تنشيطه بطريقة متحكم بها.

أنماط العنونة (اختيار عناصر الصورة)
يتم توجيه كل عنصر من عناصر الصورة بشكل مباشر عن طريق توصيله بوصلات كهربائية مع الإلكترونيات المحركة.تشترك عدة عناصر صورة في توصيلات كهربائية مشتركة مع الإلكترونيات المحركة، على سبيل المثال، أقطاب الصف والعمود عندما يتم ترتيب عناصر الصورة في مصفوفة ثنائية الأبعاد.
تمت إضافة عناصر إلكترونية نشطة لمعالجة المصفوفة النشطة بهدف تحسين اختيار عناصر الصورة. تُستخدم المصفوفة السلبية لمعالجة اللاخطية في تأثير العرض (مثل شاشات LCD وLED) لتحقيق عنونة البكسلات الفردية في عنونة تعدد الإرسال. في هذا الوضع، لا يمكن عنونة سوى عدد محدود من الخطوط. في حالة شاشات LCD (STN-)LCD، يبلغ الحد الأقصى حوالي 240، ولكن على حساب انخفاض ملحوظ في التباين.
يمكن استخدام مصفوفة العناصر الإلكترونية النشطة في وضع التشغيل الناقل (حيث تكون النفاذية العالية مطلوبة) أو يمكن استخدام مصفوفة نشطة غير شفافة لشاشات الكريستال السائل العاكسة (مثل الكريستال السائل على السيليكون (LCOS)).

عرض أوضاع القيادة

أوضاع القيادة (تفعيل عناصر الصورة)
تفعيل البكسلات بواسطة الجهد الكهربائي (مثل تأثيرات المجال في شاشات LCD). إذا كان التيار منخفضًا بدرجة كافية، فقد يكون هذا الوضع أساسًا لشاشات ذات متطلبات طاقة منخفضة للغاية (مثل ميكروواط لشاشات LCD بدون إضاءة خلفية).تشغيل وحدات البكسل بواسطة التيار الكهربائي (مثل LED).

انظر أيضاً

مراجع

  1. لويس د. سيلفرشتاين وآخرون، توليف الألوان المكاني الزمني الهجين وتطبيقاته، مجلة الجمعية الدولية للتصميم الصناعي 14/1 (2006)، ص 3-13

للمزيد من القراءة

  • بوتشي ييه، كلير غو : "بصريات شاشات الكريستال السائل"، جون وايلي وأولاده 1999، 4.5. كونوسكوبي، ص  139