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显示器剖析

作者:Jeanine Katzel2006.02.16阅读 1710

Jeanine Katzel,CONTROL ENGINEERING高级编辑
  显示器可以用于许多目的,具有许多变化。 但是在今天的自动控制环境中,本质上来说,显示器是一个人/机接口系统(HMI)的核心组成部分,是输入和显示图形以及文字等信息的动态设备。
  在不太久以前,笨重、庞大的CRT(阴极射线管)显示器是通用的显示设备。但是今天,平板LCD(液晶显示器)显示器变得更加普遍而且应用还在不断增加。重量轻、体积小使得平板LCD显示器甚至可以适用于以前CRT显示器无法胜任的场所www.cechina.cn,而且还可以更清晰、更精密地显示图形。平板LCD显示器的耗电少、产生的热量低,并且寿命更长、功能更多。但是在平板LCD显示器背后究竟有些什么,一台平板LCD显示器的典型组成部分是什么呢?
  
通用元件
LCD显示器上最为常见的附加设备是触摸屏    图1:LCD显示器上最为常见的附加设备是触摸屏。在这个采用4线电阻技术的例子中,一个玻璃屏被均匀地涂上一层导电电阻涂层,在玻璃屏的上面是一层聚酯覆面层。玻璃屏和聚酯覆面层之间是很薄的透明隔离层。在触摸屏操作时,电流不断在触摸屏上流过。当受到触摸时,导电的涂层与玻璃上的涂层发生接触指示出接触点的位置。
 
      一台显示器由三个主要部分组成:显示组件、控制器和背光照明。
  显示组件是一种液晶结构,以三明治的形式夹在几层玻璃当中。单独的显示单元被称为像素,每个像素都可以采用行和列的形式进行寻址。简单地说,像素的反应使平板LCD显示器具有了生成彩色和单色图像以及文字的能力,其数量取决于显示的类型。
  既有内置于显示器内部的控制器,也在显示器外单独安装的控制器。它控制着显示组件的操作。在大多数情况下控制工程网版权所有,控制器都集成在显示器内部。当控制器没有被集成到显示器内部时,它可能采用独立板卡的形式或者作为一台单板计算机(SBC)的内置集成功能。最新的降低控制器成本、减小控制器占用空间、减少控制器能耗的方法是低电压差分信号法,也叫做LVDS。有些单板计算机提供了LVDS接口。更多的LCDs也具备了这种功能,这样运算组件就可以直接控制显示了。

自动化和控制领域人机接口最常用的显示器是TFT LCD

                                  图2:自动化和控制领域人机接口最常用的显示器是TFT LCD。
  LCDs通过背光照明来使图像显示在显示器的表面,通常采用冷阴极荧光灯(CCFL)。冷阴极荧光灯由被称为转换器的高压电源供电。大多数大尺寸的显示器都包含一个带有CCFL背光照明的薄膜晶体管(TFT)LCD。少数类型如STN(超扭曲向列型)或CSTN(彩色超扭曲向列型)是采用前端照明或侧边照明方式CONTROL ENGINEERING China版权所有,采用了与典型的CCFL背光照明不同的方式。
  由于发光二极管(LED)以及有机发光二极管(OLED)技术在能耗和照明亮度方面具有优势,因此这两种技术正在逐渐受到人们的欢迎。作为一种逻辑驱动光源,LED不需要转换器。不过CCFL仍然是大型显示器和笔记本电脑显示器背光照明的首选,LED主要用于小型显示器(5英寸以下)、移动电话显示器以及其它设备上的显示器,例如智能温度计等。OLED具有低电压、3x的自照明以及高亮度等优点,随着OLED使用寿命的不断延长,OLED将来一定会得到不断扩大的应用。
  
功能增强
  基本显示元件可以通过采用多种方式来增强显示功能,如增强光输出,提高透明度,简化操作等;还包括增加触摸功能、EMI防护罩、投射率修正,以及为达到IP和NEMA等级而设置的防尘防腐蚀的外壳结构等繁复选项。这样的功能增加必然导致成本增加,然而,有时这些增加的成本却在运行中带来双倍的效益。
  附加的功能还包括各种各样覆盖显示表面的触摸屏(电阻式CONTROL ENGINEERING China版权所有,电容式),以此来简化数据输入和操作员的交互操作(见图示)。甚至也可以添加涂层来提高图像的质量。涂层添加于LCD的面板上——通常用AR(抗反射)涂层,也有选用更精密的IM涂层——这样都可以改进面板的光学特性。在LCD上增加触摸功能后,也产生了更多的内部反射,需要处理诸如怎样减少触摸式面板带来的反射和如何增加投射率www.cechina.cn,以便获得优化的图像等问题。
  这些对于基本显示元件的增强或附加功能为用户创造了一个完整的解决方案包,所有应用需求方面的问题都将在这里找到答案。















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