आज किसी ऐसे व्यक्ति को ढूंढना लगभग असंभव है जो अभी भी CRT मॉनिटर या पुराने CRT टीवी का उपयोग करेगा। लिक्विड क्रिस्टल पर आधारित एलसीडी मॉडल द्वारा इस तकनीक को जल्दी और सफलतापूर्वक हटा दिया गया था। लेकिन मैट्रिक्स कम महत्वपूर्ण नहीं हैं। लिक्विड क्रिस्टल और मैट्रिसेस क्या हैं? यह सब आप हमारे लेख से सीखेंगे।
बैकस्टोरी
पहली बार दुनिया को लिक्विड क्रिस्टल के बारे में 1888 में पता चला, जब प्रसिद्ध वनस्पतिशास्त्री फ्रेडरिक रेनिट्जर ने पौधों में अजीब पदार्थों के अस्तित्व की खोज की। वह चकित था कि कुछ पदार्थ, जिनमें शुरू में एक क्रिस्टलीय संरचना होती है, गर्म होने पर अपने गुणों को पूरी तरह से बदल देते हैं।
तो, 178 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, पदार्थ पहले बादल बन गया, और फिर पूरी तरह से तरल में बदल गया। लेकिन खोजें यहीं खत्म नहीं हुईं। यह पता चला कि अजीब तरल विद्युत चुम्बकीय रूप से खुद को क्रिस्टल के रूप में प्रकट करता है। यह तब था जब "लिक्विड क्रिस्टल" शब्द सामने आया।
एलसीडी मैट्रिसेस कैसे काम करते हैं
मैट्रिक्स इसी पर आधारित है। एक मैट्रिक्स क्या है? यहअस्पष्ट शब्द। इसका एक अर्थ लैपटॉप डिस्प्ले, एलसीडी मॉनिटर या आधुनिक टीवी स्क्रीन है। अब हम जानेंगे कि उनके काम का सिद्धांत किस पर आधारित है।
और यह प्रकाश के सामान्य ध्रुवीकरण पर आधारित है। यदि आप स्कूल भौतिकी पाठ्यक्रम को याद करते हैं, तो यह सिर्फ इतना बताता है कि कुछ पदार्थ केवल एक स्पेक्ट्रम के प्रकाश को संचारित करने में सक्षम हैं। यही कारण है कि 90 डिग्री के कोण पर दो पोलराइज़र प्रकाश बिल्कुल भी संचारित नहीं कर सकते हैं। मामले में जब उनके बीच कोई उपकरण होता है जो प्रकाश को चालू कर सकता है, तो हम चमक और अन्य मापदंडों की चमक को समायोजित करने में सक्षम होंगे। सामान्य तौर पर, यह सबसे सरल मैट्रिक्स है।
सरलीकृत मैट्रिक्स व्यवस्था
एक सामान्य LCD डिस्प्ले में हमेशा कई स्थायी भाग होते हैं:
- रोशनी के दीये।
- रिफ्लेक्टर जो उपरोक्त रोशनी की एकरूपता सुनिश्चित करते हैं।
- पोलराइजर्स।
- प्रवाहकीय संपर्कों के साथ ग्लास सब्सट्रेट।
- कुख्यात लिक्विड क्रिस्टल की कुछ मात्रा।
- एक और ध्रुवीकरण और सब्सट्रेट।
ऐसे मैट्रिक्स का प्रत्येक पिक्सेल लाल, हरे और नीले डॉट्स से बनता है, जिसके संयोजन से आप किसी भी उपलब्ध रंग को प्राप्त कर सकते हैं। यदि आप उन सभी को एक ही समय में चालू करते हैं, तो परिणाम सफेद होता है। वैसे, मैट्रिक्स का संकल्प क्या है? यह उस पर पिक्सेल की संख्या है (उदाहरण के लिए 1280x1024)।
मैट्रिसेस क्या होते हैं?
सीधे शब्दों में कहें तो वे निष्क्रिय (सरल) और सक्रिय हैं। निष्क्रिय - उनमें से सबसे सरलपिक्सेल क्रमिक रूप से आग लगाते हैं, पंक्ति दर पंक्ति। तदनुसार, जब एक बड़े विकर्ण के साथ डिस्प्ले के उत्पादन को स्थापित करने की कोशिश की गई, तो यह पता चला कि कंडक्टरों की लंबाई को अनुपातहीन रूप से बढ़ाना आवश्यक था। नतीजतन, न केवल लागत में काफी वृद्धि हुई, बल्कि वोल्टेज में भी वृद्धि हुई, जिससे हस्तक्षेप की संख्या में तेज वृद्धि हुई। इसलिए, निष्क्रिय मैट्रिक्स का उपयोग केवल एक छोटे विकर्ण के साथ सस्ते मॉनिटर के उत्पादन में किया जा सकता है।
मॉनिटर की सक्रिय किस्में, TFT, आपको लाखों पिक्सेल में से प्रत्येक (!) को अलग से नियंत्रित करने की अनुमति देती हैं। तथ्य यह है कि प्रत्येक पिक्सेल को एक अलग ट्रांजिस्टर द्वारा नियंत्रित किया जाता है। सेल को समय से पहले चार्ज खोने से रोकने के लिए, इसमें एक अलग कैपेसिटर जोड़ा जाता है। बेशक, इस तरह की योजना के कारण, प्रत्येक पिक्सेल के प्रतिक्रिया समय को काफी कम करना संभव था।
गणितीय औचित्य
गणित में, एक मैट्रिक्स एक तालिका के रूप में लिखी गई वस्तु है, जिसके तत्व इसकी पंक्तियों और स्तंभों के चौराहे पर होते हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि आमतौर पर कंप्यूटर में मैट्रिक्स का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। एक ही प्रदर्शन को एक मैट्रिक्स के रूप में व्याख्या किया जा सकता है। चूंकि प्रत्येक पिक्सेल में कुछ निर्देशांक होते हैं। इस प्रकार, लैपटॉप डिस्प्ले पर बनने वाली कोई भी छवि एक मैट्रिक्स होती है, जिसकी कोशिकाओं में प्रत्येक पिक्सेल के रंग होते हैं।
प्रत्येक मान ठीक 1 बाइट मेमोरी लेता है। थोड़ा? काश, इस मामले में भी, केवल एक फुलएचडी फ्रेम (1920 × 1080) कुछ एमबी लेगा। 90 मिनट की फिल्म के लिए आपको कितनी जगह चाहिए? इसीलिएछवि संकुचित है। इस मामले में, निर्धारक का बहुत महत्व है।
वैसे, मैट्रिक्स निर्धारक क्या है? यह एक बहुपद है जो एक वर्ग मैट्रिक्स के तत्वों को इस तरह से जोड़ता है कि इसका मान पंक्तियों या स्तंभों के स्थानांतरण और रैखिक संयोजन के माध्यम से संरक्षित है। इस मामले में, मैट्रिक्स को गणितीय अभिव्यक्ति के रूप में समझा जाता है जो पिक्सेल की व्यवस्था का वर्णन करता है जिसमें उनके रंग एन्कोड किए जाते हैं। इसे वर्ग कहा जाता है क्योंकि इसमें पंक्तियों और स्तंभों की संख्या समान होती है।
यह इतना महत्वपूर्ण क्यों है? तथ्य यह है कि कोडिंग में हार ट्रांसफॉर्म का उपयोग किया जाता है। अनिवार्य रूप से, हार ट्रांसफॉर्म इस तरह से घूमने वाले बिंदुओं के बारे में है कि उन्हें आसानी से और कॉम्पैक्ट रूप से एन्कोड किया जा सकता है। नतीजतन, एक ऑर्थोगोनल मैट्रिक्स प्राप्त होता है, जिसके डिकोडिंग के लिए निर्धारक का उपयोग किया जाता है।
अब हम मैट्रिक्स के मुख्य प्रकारों को देखेंगे (हमने पहले ही पता लगा लिया है कि मैट्रिक्स क्या है)।
तमिलनाडु+फिल्म
आज के सबसे सस्ते और सबसे आम डिस्प्ले मॉडल में से एक। इसमें अपेक्षाकृत तेज़ प्रतिक्रिया समय होता है, बल्कि खराब रंग प्रजनन होता है। समस्या यह है कि इस मैट्रिक्स में क्रिस्टल स्थित हैं ताकि देखने के कोण नगण्य हों। इस घटना का मुकाबला करने के लिए, एक विशेष फिल्म विकसित की गई है जो देखने के कोणों को थोड़ा चौड़ा करने की अनुमति देती है।
इस मैट्रिक्स में क्रिस्टल एक कॉलम में व्यवस्थित होते हैं, इस प्रकार परेड पर सैनिकों की तरह दिखते हैं। क्रिस्टल एक सर्पिल में मुड़ जाते हैं, जिसकी बदौलत वे एक-दूसरे से पूरी तरह से चिपक जाते हैं। परतों के लिए सबस्ट्रेट्स का अच्छी तरह से पालन करने के लिए, विशेषपायदान।
प्रत्येक क्रिस्टल से एक इलेक्ट्रोड जुड़ा होता है, जो उस पर वोल्टेज को नियंत्रित करता है। यदि कोई वोल्टेज नहीं है, तो क्रिस्टल 90 डिग्री घूमते हैं, जिसके परिणामस्वरूप प्रकाश उनके माध्यम से स्वतंत्र रूप से गुजरता है। यह मैट्रिक्स का सामान्य सफेद पिक्सेल निकलता है। लाल या हरा क्या है? यह कैसे काम करता है?
जैसे ही वोल्टेज लगाया जाता है, सर्पिल संकुचित हो जाता है, और संपीड़न की डिग्री सीधे करंट की ताकत पर निर्भर करती है। यदि मान अधिकतम है, तो क्रिस्टल आमतौर पर प्रकाश संचारित करना बंद कर देते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक काली पृष्ठभूमि होती है। ग्रे रंग और उसके रंगों को प्राप्त करने के लिए, सर्पिल में क्रिस्टल की स्थिति को समायोजित किया जाता है ताकि वे कुछ प्रकाश में आने दें।
वैसे, डिफ़ॉल्ट रूप से, इन मैट्रिक्स में सभी रंग हमेशा सक्रिय होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक सफेद पिक्सेल होता है। इसीलिए जले हुए पिक्सेल की पहचान करना इतना आसान है, जो हमेशा मॉनिटर पर एक उज्ज्वल बिंदु के रूप में दिखाई देता है। यह देखते हुए कि इस प्रकार के मैट्रिसेस में हमेशा रंग प्रजनन की समस्या होती है, ब्लैक डिस्प्ले को भी हासिल करना बहुत मुश्किल है।
किसी तरह स्थिति को ठीक करने के लिए, इंजीनियरों ने क्रिस्टल को 210° के कोण पर रखा, जिसके परिणामस्वरूप रंग की गुणवत्ता और प्रतिक्रिया समय में सुधार हुआ। लेकिन इस मामले में भी, कुछ ओवरलैप थे: क्लासिक टीएन-मैट्रिस के विपरीत, सफेद रंगों के साथ एक समस्या थी, रंग धुल गए। इस तरह DSTN तकनीक का जन्म हुआ। इसका सार यह है कि डिस्प्ले को दो हिस्सों में बांटा गया है, जिनमें से प्रत्येक को अलग से नियंत्रित किया जाता है। प्रदर्शन गुणवत्ता में नाटकीय रूप से सुधार हुआ है, लेकिनमॉनिटर का वजन और लागत बढ़ा दी।
टीएन+फिल्म प्रकार के लैपटॉप में मैट्रिक्स यही होता है।
एस-आईपीएस
हिताची, पिछली तकनीक की कमियों से काफी पीड़ित होने के बाद, इसे और बेहतर बनाने की कोशिश नहीं करने का फैसला किया, लेकिन बस कुछ नया आविष्कार किया। इसके अलावा, 1971 में गुंटर बाउर ने पाया कि क्रिस्टल को मुड़े हुए स्तंभों के रूप में नहीं रखा जा सकता है, बल्कि एक ग्लास सब्सट्रेट पर एक दूसरे के समानांतर रखा जा सकता है। बेशक, इस मामले में, ट्रांसमिटिंग इलेक्ट्रोड भी वहां से जुड़े होते हैं।
यदि पहले ध्रुवीकरण फिल्टर पर कोई वोल्टेज नहीं है, तो प्रकाश इसके माध्यम से स्वतंत्र रूप से गुजरता है, लेकिन दूसरे सब्सट्रेट पर बरकरार रहता है, जिसका ध्रुवीकरण का विमान हमेशा पहले के संबंध में 90 डिग्री के कोण पर होता है। इसके कारण, न केवल मॉनिटर की प्रतिक्रिया की गति नाटकीय रूप से बढ़ जाती है, बल्कि काला रंग वास्तव में काला होता है, न कि गहरे भूरे रंग के रंग का रूपांतर। इसके अलावा, विस्तारित व्यूइंग एंगल एक बड़ा फायदा है।
प्रौद्योगिकी की खामियां
काश, लेकिन क्रिस्टल के घूमने में, जो एक दूसरे के समानांतर होते हैं, बहुत अधिक समय लगता है। और इसलिए, पुराने मॉडलों पर प्रतिक्रिया समय वास्तव में साइक्लोपियन मूल्य, 35-25 एमएस तक पहुंच गया! कभी-कभी कर्सर से लूप का निरीक्षण करना भी संभव था, और उपयोगकर्ताओं के लिए खिलौनों और फिल्मों में गतिशील दृश्यों को भूल जाना बेहतर था।
चूंकि इलेक्ट्रोड एक ही सब्सट्रेट पर होते हैं, क्रिस्टल को आवश्यक दिशा में मोड़ने के लिए बहुत अधिक शक्ति की आवश्यकता होती है। और इसलिए सब कुछIPS मॉनिटर अर्थव्यवस्था के लिए शायद ही कभी एनर्जी स्टार कमाते हैं। बेशक, सब्सट्रेट को रोशन करने के लिए अधिक शक्तिशाली लैंप के उपयोग की भी आवश्यकता होती है, और इससे बिजली की खपत में वृद्धि के साथ स्थिति में सुधार नहीं होता है।
ऐसे मैट्रिसेस की विनिर्माण क्षमता अधिक है, और इसलिए, हाल तक, वे बहुत, बहुत महंगे थे। संक्षेप में, सभी फायदे और नुकसान के साथ, ये मॉनिटर डिजाइनरों के लिए बहुत अच्छे हैं: उनकी रंग गुणवत्ता उत्कृष्ट है, और कुछ मामलों में प्रतिक्रिया समय का त्याग किया जा सकता है।
यह एक आईपीएस पैनल है।
एमवीए/पीवीए
चूंकि उपरोक्त दोनों प्रकार के सेंसर में खामियां हैं जिन्हें खत्म करना लगभग असंभव है, फुजित्सु ने एक नई तकनीक विकसित की है। वास्तव में, एमवीए/पीवीए आईपीएस का एक संशोधित संस्करण है। मुख्य अंतर इलेक्ट्रोड है। वे अजीबोगरीब त्रिकोण के रूप में दूसरे सब्सट्रेट पर स्थित हैं। यह समाधान क्रिस्टल को वोल्टेज परिवर्तनों के लिए तेजी से प्रतिक्रिया करने की अनुमति देता है, और रंग प्रतिपादन बहुत बेहतर हो जाता है।
कैमरा
और कैमरे में मैट्रिक्स क्या होता है? इस मामले में, यह कंडक्टर क्रिस्टल का नाम है, जिसे चार्ज-युग्मित डिवाइस (सीसीडी) के रूप में भी जाना जाता है। कैमरा मैट्रिक्स में जितने अधिक सेल होंगे, उतना ही बेहतर होगा। जब कैमरा शटर खुलता है, तो इलेक्ट्रॉनों की एक धारा मैट्रिक्स से होकर गुजरती है: जितने अधिक होते हैं, उतना ही मजबूत करंट होता है। तदनुसार, अंधेरे भागों में कोई करंट नहीं बनता है। मैट्रिक्स के क्षेत्र जो कुछ रंगों के प्रति संवेदनशील होते हैं, मेंपरिणाम और एक पूर्ण छवि बनाएं।
वैसे, यदि हम कंप्यूटर या लैपटॉप की बात करें तो मैट्रिक्स का आकार क्या है? यह आसान है - यह स्क्रीन के विकर्ण का नाम है।
