"يجب أن يكون هناك ضوء": كيف تطورت إضاءة شاشات الأجهزة الإلكترونية

تم بناء شاشات العديد من الأجهزة اللوحية والهواتف الذكية على مصابيح LED ، والإشعاع الذي يشكل صورة ويخدم في نفس الوقت كإضاءة خلفية. ولكن هناك أجهزة لا تحتوي على "توهج طبيعي" ، مثل أجهزة القراءة الإلكترونية.

يستخدم الورق الإلكتروني كرات كبسولة مملوءة بحبيبات سوداء وبيضاء تطفو في سائل شفاف عند تطبيق شحنة على الخلية. هذه الشاشة مرئية بوضوح في الشمس ، ولكن من المستحيل قراءتها في الظلام الدامس ، حيث أنها تشبه الورق العادي بخصائصها.

نظرًا لأن هذه التقنيات - شاشات LED والأحبار الإلكترونية - لها مبادئ عمل مختلفة ، فقد تم تطويرها بطرق مختلفة. سنتحدث عن كيفية تطور تكنولوجيا إضاءة القارئ وشاشات LED.


استعراضنا الضخم على GT لـ ONYX BOOX Cleopatra 3 (مع تعديل "دفء" الإضاءة الخلفية)

تطور العرض


يعتقد أن تاريخ العروض الحديثة يعود إلى عام 1897 عندما قام كارل فرديناند براون ، الفيزيائي الألماني والحائز على جائزة نوبل ، بإنشاء أول جهاز شعاع إلكتروني مع أنبوب فراغ ، حيث شكل تدفق الإلكترون صورًا في تصادم مع شاشة خاصة .

في وقت لاحق من عام 1907 ، اكتشف الباحث البريطاني هنري جوزيف راوند خاصية التلألؤ الكهربائي ، وهي ظاهرة طبيعية ستشكل لاحقًا أساسًا لتقنية LED. في الوقت نفسه ، قدم العالم الروسي بوريس روزنج براءة اختراع لـ "طريقة لنقل الصور الكهربائية". ومن عام 1925 إلى عام 1928 ، قدم المهندس الاسكتلندي جون لوجي بيرد سلسلة من العروض التقديمية ، والتي أظهرت إمكانية رسم وجوه الأشخاص وتحريك الأشياء باستخدام أنبوب أشعة الكاثود. أيضا في عام 1939 ، أظهر بيرد تلفزيونًا ملونًا يعتمد على CRT. تم تشكيل الصورة بسبب قرص مرشحات الألوان يدور أمام الشاشة.

بعد عشرين عامًا ، في القرن الحادي والستين من القرن العشرين ، حصل روبرت بايارد وجاري بيتمان من شركة Texas Instruments على براءة اختراع من الصمام الثنائي تحت الأحمر الذي كان إشعاعه غير مرئي للعين البشرية (تم إنتاج الإشعاع بواسطة زرنيخ الغاليوم). بعد عام ، اخترع العالم الأمريكي نيك هولونياك (نيك هولونياك) أول LED ، كان الضوء مرئيًا. بعد ذلك ، حصل نيك على لقب "الأب LED".

في عام 1964 ، تم اختراع أول شاشة LCD ولوحة بلازما (PDP). أدت التطورات الأخرى في مجال تقنية LCD إلى إنشاء أول ساعة LCD بواسطة James Fergason (James Lee Fergason). أما بالنسبة لألواح البلازما ، فلم تكتسب شعبية كبيرة حتى التسعينات ، حتى أصبحت التقنيات الرقمية أكثر شيوعًا.

في وقت لاحق (في أواخر الثمانينيات) ، طور باحثون من Eastman Kodak تقنية OLED (الصمام الثنائي الباعث للضوء العضوي ) ، استنادًا إلى مصابيح LED العضوية . يسمح لك OLED بالنظر إلى الشاشة بأي زاوية دون فقدان جودة الصورة.

في وقت لاحق ، تطورت إلى تقنية AMOLED ، مما أدى إلى زيادة الدقة وتحسين عرض الألوان لشاشات OLED. اليوم ، هناك شاشات للإصدارات Super AMOLED و HD Super AMOLED و Super AMOLED Advanced وما إلى ذلك ، والتي يتم استخدامها في الأجهزة المحمولة (الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية) وتختلف عن بعضها البعض حسب موقع مستشعرات اللمس. تم العثور على شاشات OLED في أجهزة مثل Google Pixel 2 و Samsung Galaxy S8 وغيرها الكثير.

تطوير شاشات الكتب الإلكترونية ذات الإضاءة الخلفية


تظهر شاشة القارئ الإلكتروني بوضوح في الشمس ، لأنها تشبه الورق بجودته - كلما كان مصدر الضوء أكثر سطوعًا ، أصبح النص أكثر حدة ووضوحًا. ومع ذلك ، من المستحيل القراءة منه في الظلام الدامس - يتطلب مصدر ضوء خارجي ، على سبيل المثال ، مصباح مكتبي (أو غطاء مصباح ، تقدمه بعض الشركات).

ومع ذلك ، فإن هذا يقلل من إمكانية نقل الأداة أو (في حالة العلبة) يضيف جهازًا آخر تحتاج إلى القلق بشأن شحنته. لذلك ، بدأ مطورو أجهزة القراءة الإلكترونية في إنشاء حلول من شأنها أن تضيء الشاشة في غرفة مظلمة.

تم اتخاذ الخطوة الأولى في هذا الاتجاه في Sony. في عام 2008 ، قدمت الشركة قارئ PRS-700 بتقنية الإضاءة الأمامية. وضع مهندسو سوني مصابيح LED تضيء الشاشة على طول حواف الشاشة. نظرًا لأن التكنولوجيا كانت جديدة ، فشلت الشركة اليابانية في تنفيذها بكفاءة. كانت الشاشة مضاءة بشكل غير متساو ، وتداخل لونها المزرق مع القراءة. أيضا ، كان للجهاز تكلفة عالية إلى حد ما - 400 دولار - لذلك تم بيعه بشكل سيئ. تلقت الشركة عددًا كبيرًا من المراجعات السلبية من عملائها ، لذلك ، تعهدت بإضافة إضاءة خلفية إلى الأجهزة اللاحقة.

لفترة طويلة ، لم يظهر شيء من هذا القبيل مرة أخرى. ولكن في عام 2012 ، قدم Barnes و Noble Simple Touch مع تقنية Glowlight ، التي اشتروها من Flex Lighting. بدلاً من توجيه الضوء من الجوانب ، كما فعلت سوني ، رتبت B&N الثنائيات التي تألقت من أعلى إلى أسفل في أعلى الشاشة. أيضا ، أصبح من الممكن التحكم في شدة الإضاءة الخلفية حتى لا تزعج الآخرين أثناء القراءة.

في الوقت نفسه ، اتضح أن التكنولوجيا فعالة في استخدام الطاقة. تم استخدام ثمانية مصابيح LED لإضاءة شاشة 6 بوصة. في ذلك الوقت ، تطلبت Nook Simple Touch رسومًا مرة كل شهرين ، ولم تؤثر إضافة مصابيح LED بشكل كبير على مدة العمل. يمكنك أن ترى كيف تبدو هذه الإضاءة الخلفية في هذا الفيديو .

مباشرة بعد بارنز ونوبل ، في 1 أكتوبر 2012 ، قدمت أمازون قارئها مع تسليط الضوء. كان المنتج يسمى Amazon Kindle Paperwhite . تبدو شاشة Paperwhite شطيرة وتتكون من ثلاث طبقات: شاشة عرض E Ink وشاشة تعمل باللمس بالسعة ، ويوجد فوقها "دليل ضوئي" - ويطلق عليها فريق أمازون اسم "الألياف الضوئية المصنوعة في شكل ورقة ورقية". يتم تثبيت أربعة مصابيح LED في الجزء السفلي من الجهاز ، حيث ينتشر الإشعاع الناتج عن الألياف الضوئية في جميع أنحاء الشاشة.

إلى جانب Amazon ، أصدرت شركة ONYX BOOX قارئًا بتقنية مشابهة - كان النموذج يسمى Aurora (انضم كوبو لاحقًا إلى Amazon و ONYX مع منتج Glo). كان هذا هو أول قارئ (تم تقديمه رسميًا) في روسيا مزودًا بشاشة E Ink Pearl HD ووظيفة الإضاءة الخلفية MOON Light. أصبح Aurora واحدًا من أشهر القراء في روسيا وقارئ ONYX الأكثر مبيعًا - حصل الجهاز على جائزة منتج العام كأفضل أداة لقراءة الأدب الإلكتروني.


ONYX BOOX i62ML Aurora

يستخدم MOON Light أيضًا طريقة توزيع الضوء العاكس عند وضع طبقة دليل الضوء فوق الشاشة. يتم توجيه مصابيح LED إلى نهاية الألياف ، ويتم انكسار الضوء باتجاه الشاشة. ثم يتم امتصاصه برموز داكنة ، تنعكس من الأسطح الخفيفة وتصل إلى العين. وهذا يعطي انطباعًا بأن النص المعروض على الشاشة مضاء بمصدر ضوء خارجي.

مستقبل تكنولوجيا إضاءة القارئ


كما لاحظ عالم الأعصاب جورج برينارد من جامعة توماس جيفرسون ، يتداخل الضوء الأزرق مع إنتاج الميلاتونين المنظم للنوم في الجسم. لجعل الإضاءة الخلفية للقارئ أقل تأثيرًا على صحة القارئ ، طورت ONYX تقنية MOON Light +. يستخدم صفين من مصابيح LED: ألوان باردة ودافئة ، يتم تنظيم سطوعها بشكل مستقل. هذا يسمح لك باختيار درجة إضاءة دافئة عند القراءة ليلاً ، وعند القراءة أثناء النهار - أكثر برودة.


قليلا عن تكنولوجيا الكتاب الإلكتروني ONYX BOOX

أول قارئ في روسيا لديه القدرة على ضبط "دفء" الإضاءة الخلفية كان ONYX BOOX Cleopatra 3 (مراجعتنا الضخمة على GT ). يحتوي Cleopatra 3 على شاشة تعمل باللمس E Ink Carta مقاس 6.8 بوصة بدقة 1080 × 1440 بكسل. ثمانية من الثنائيات "الباردة" وسبعة ديودات "دافئة" مسؤولة عن ضبط نطاق الألوان ، والتي يتم التحكم في شدة الإضاءة الخلفية بها بواسطة "منزلقين" في الإعدادات. هناك أيضًا وظيفة SNOW Field ، التي تقلل من عدد القطع الأثرية أثناء إعادة الرسم الجزئي للصور.

يتم تطوير حلول بأوضاع إضاءة خلفية مختلفة من قبل الشركات المصنعة الأخرى للقراء. في الآونة الأخيرة ، قدمت Kobo منتجها مع القدرة على ضبط تدرج الإضاءة الخلفية - هذا هو قارئ Aura One. يحتوي الجهاز أيضًا على مصابيح LED مع إضاءة بيضاء زرقاء وصفراء.

يمكننا أن نقول بثقة أن تقنيات الإضاءة الخلفية للشاشة ستستمر في التحسن ، حيث ظهرت حلول جديدة تعتمد على الورق الإلكتروني ، على سبيل المثال ، القراء الذين لديهم شاشات E Ink المرنة. سيوضح الوقت كيف سيتم تنفيذ انتقال الضوء من المصدر إلى الشاشة في مثل هذه الحلول.



PS نشرنا هذا الأسبوع مراجعة مفصلة لقارئ ONYX BOOX Cleopatra 3 ، حيث أولىنا اهتمامًا بمظهر الجهاز وأدائه وواجهة المستخدم.

PPS أخرى ONYX BOOX ملاحظات القارئ:

Source: https://habr.com/ru/post/ar409771/


All Articles