Приборы отображения информации

Создание современных автоматизированных систем сбора и обработки информации, цифровых систем управления, телеметрической и другой контрольно-измерительной и регистрирующей аппаратуры привело к появлению большого класса устройств, воспроизводящих информацию на экранах электронных устройств, измерительных приборов, калькуляторов и табло в форме, оптимальной для зрительного восприятия. Эти устройства называют приборами отображения информации, или индикаторными устройствами, и подразделяют на буквенно-цифровые, в которых информация представляется в виде строки букв и цифр, и дисплейные, в которых информация отображается на экране в виде любого двумерного изображения. В приборах отображения информации разли­чной технической реализации используются разные физические явления и формы представления информации.

В настоящее время применяются самые различные формы визуального отображения информации: буквенная, цифровая, буквенно-цифровая, графическая, символическая и др. При этом используются самые разные индикаторные устройства, работающие на различных физических принципах. Наиболее широко применяются газоразрядные, электролюминесцентные, светодиодные и жидкокристаллические индикаторные устройства. Широко используется представление информации в виде изображений на экранах телевизоров и мониторах компьютеров, которые могут быть выполнены в виде электронно-лучевых трубок, плазменных, светодиодных и жидкокристаллических панелей. В зависимости от решаемых задач экраны для представления информации могут иметь разные размеры и различное оформление (от миниатюрных индикаторов на ручных часах до больших информационно-рекламных щитов и панелей).

Основным требованием, предъявляемым к системам отображе­ния информации, является их способность хорошо воспроизводить информацию и работать при разном освещении в реальном масштабе времени, т.е. иметь необходимое быстродействие для преобразования цифровой информации в визуальную. Развитие устройств отображения информации идет по пути создания все более экономичных, надежных и приемлемых по качеству получаемого изображения воспроизводящих устройств. Современные индикаторные устройства должны работать в условиях сильной и слабой освещенности, иметь хорошие яркость и контрастность, высокую чувствительность к управляющему сигна­лу и малую потребляемую мощность. Они также должны быть надежными, долговечными, работать в широком диапазоне температур, выдерживать механические нагрузки в широком диапазоне.

Среди устройств отображения информации особое место занимают жидкокристаллические индикаторы (ЖКИ), работа которых основана на электрооптических эффектах (ЭОЭ) в жидких кристаллах (ЖК). Они удовлетворяют всем требованиям, предъявляемым к современным индикаторным устройствам, являются наиболее экономичными и хорошо совместимы с современной электронной аппаратурой на интегральных микросхемах.

Рассмотрим индикаторные устройства на основе ЖК, которые являются наиболее перспективными и экономичными средствами отображения информации. Формирование изображения в индикаторных устройствах на газоразрядных индикаторах и светодиодах происходит аналогично, хотя физический механизм работы другой.

Научно-техническое направление, связанное с применением свойств ЖК в различных устройствах, в последнее десятилетие получило широкое развитие. Индикаторные устройства на основе ЖК и светодиодов обладают рядом достоинств: малой потребляемой мощностью, приемлемыми размерами, невысокой стоимостью, а также непосредственной совместимостью с МДП-схемами управления.

Индикаторные устройства на ЖК и светодиодах позволяют осуществлять:

· считывание показаний с индикатора в широком интервале яркостей (т.е. и при ярком солнечном освещении и в сумерках);

· реализацию одноцветных и многоцветных индикаторов;

· запись и длительное хранение информации (причем в период хра­нения информации они не нуждаются в электрической энергии);

· воспроизведение информации в полутонах;

· многоцветную индикацию;

· создание панелей, управляемых непосредственно логическими цепями.

Индикаторы на ЖК и светодиодах имеют низкую потребляемую мощность (порядка 0,1 мВт/см2) и высокую разрешающую способность (до 400 линий на 1 мм).

Характерными особенностями индикаторов на ЖК и светодиодах являются:

1. отсутствие механически движущихся деталей;

2. малый объем плоской конструкции, определяемый в основном размерами показываемых знаков;

3. возможность отображения информации на больших площадях;

4. низкая стоимость исходных материалов и простота технологии изготовления;

5. значительный срок службы (более 10000 ч).

Разработкой и практическим использованием индикаторов и мониторов в настоящее время занимаются научные центры России, США, Европы, Японии. Так, отечественной промышленностью освоен выпуск ЭВМ пятого поколения и микрокалькуляторов с индикаторами на ЖК. Налажен серийный выпуск электронных часов с жидкокристаллическими устройствами индикации.

Несмотря на определенные успехи в изучении и применении приборов отображения информации на их основе является одним из новых направлений. Сейчас интенсивно ведутся работы по разработке больших телевизионных и информационных экранов с достаточными яркостью, цветопередачей и быстродействием.