Телевизор или телевизионный приемник (чаще называемый телевизором , телевизором, телевизором, телеком или телеком) — электронное устройство, предназначенное для просмотра и прослушивания телевизионных передач или в качестве монитора компьютера . Он сочетает в себе тюнер, дисплей и динамики. Представленные в конце 1920-х годов в механической форме, телевизоры стали популярным потребительским продуктом после Второй мировой войны в электронной форме, используя технологию электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Добавление цвета в телевещание после 1953 года еще больше увеличило популярность телевизоров в 1960-х годах, а наружная антенна стала обычным явлением в загородных домах. Вездесущий телевизор стал устройством отображения первых записываемых носителей для потребительского использования в 1970-х годах, таких как Betamax , VHS ; позже на смену им пришел DVD . Он использовался в качестве устройства отображения со времен первого поколения домашних компьютеров (например, Timex Sinclair 1000 ) и специализированных игровых консолей (например, Atari) в 1980-х годах. К началу 2010-х годов плоские телевизоры с технологией жидкокристаллических дисплеев (ЖКД), особенно ЖК- технологии со светодиодной подсветкой, в значительной степени заменили ЭЛТ и другие технологии отображения. [1] [2] [3] [4] [5] Современные телевизоры с плоскими панелями обычно имеют дисплей высокой четкости (720p, 1080i, 1080p, 4K, 8K), а также могут воспроизводить контент с USB- устройства. Начиная с конца 2010-х годов большинство плоских телевизоров начали предлагать разрешения 4K и 8K.
Механические телевизоры коммерчески продавались с 1928 по 1934 год в Великобритании, Франции, [6] США и Советском Союзе. [7] Самыми ранними коммерческими телевизорами были радиоприемники с добавлением телевизионного устройства, состоящего из неоновой трубки за механически вращающимся диском со спиралью отверстий , которые создавали изображение размером с красную почтовую марку, увеличенное в два раза с помощью увеличительного стекла. стекло. «Телевизор» Бэрда (проданный в 1930–1933 годах в Великобритании) считается первым телевизором массового производства, продано около тысячи единиц. [8]
В 1926 году Кенджиро Такаянаги продемонстрировал первую телевизионную систему, в которой использовался дисплей с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ), в промышленной средней школе Хамамацу в Японии. [9] Это был первый работающий пример полностью электронного телевизионного приемника. [10] Его исследования по созданию серийной модели были остановлены США после того, как Япония проиграла Вторую мировую войну . [9]
Первые коммерческие электронные телевизоры с электронно-лучевыми трубками были произведены компанией Telefunken в Германии в 1934 году, [11] [12] за ними последовали другие производители во Франции (1936 год), [13] Великобритании (1936 год), [14] и США (1938 год). ). [15] [16] Самая дешевая модель с экраном 12 дюймов (30 см) стоила 445 долларов (что эквивалентно 9 251 доллару в 2022 году). [17] Перед Второй мировой войной в Великобритании было произведено около 19 000 электронных телевизоров и около 1600 в Германии. Около 7000–8000 электронных комплектов было произведено в США [18] до того, как Управление военного производства остановило производство в апреле 1942 года и возобновилось в августе 1945 года. Использование телевидения в западном мире резко возросло после Второй мировой войны с отменой моратория на производство, технологические достижения, связанные с войной, падение цен на телевидение, вызванное массовым производством, увеличение свободного времени и дополнительный располагаемый доход. В то время как только 0,5% семей в США имели телевизор в 1946 году, в 1954 году он был у 55,7%, а к 1962 году — у 90 % . [20 ]
Ранние электронные телевизоры были большими и громоздкими, с аналоговыми схемами из электронных ламп . Например, в цветном телевизоре RCA CT-100 использовалось 36 электронных ламп. [21] После изобретения первого работающего транзистора в Bell Labs основатель Sony Масару Ибука в 1952 году предсказал , что переход к электронным схемам на транзисторах приведет к созданию меньших по размеру и более портативных телевизоров. [22] Первым полностью транзисторным портативным полупроводниковым телевизором был 8-дюймовый Sony TV8-301 , разработанный в 1959 году и выпущенный в 1960 году . [23] [24] К 1970-м годам производители телевизоров использовали этот толчок к миниатюризации, чтобы создавать небольшие телевизоры в стиле консолей, которые их продавцы могли бы легко транспортировать, увеличивая спрос на телевизоры в сельских районах. Однако первый полностью транзисторный цветной телевизор, HMV Colourmaster Model 2700, был выпущен в 1967 году Британской радиокорпорацией. [25] Это положило начало трансформации телезрителей из коллективного просмотра в одиночный. [26] К 1960 году Sony продала более 4 миллионов портативных телевизоров по всему миру. [27]
МОП -транзистор (полевой транзистор металл-оксид-полупроводник, или МОП-транзистор) был изобретен Мохамедом М. Аталлой и Давоном Кангом в Bell Labs в 1959 году [28] и представлен в 1960 году . [29] Исследователи RCA Laboratories WM Austin, Дж. А. Дин, Д. М. Грисволд и О. П. Харт в 1966 году предложили использовать MOSFET в телевизионных схемах, включая радиочастотные усилители , схемы низкоуровневого видео, цветности и АРУ . [30] МОП-транзистор позже получил широкое распространение в большинстве телевизионных схем [ сомнительно ] . [31]
К концу 1960-х — началу 1970-х годов цветное телевидение получило широкое распространение. В Великобритании к 1969 году BBC1 , BBC2 и ITV регулярно вели цветное вещание.
Основываясь на работах Мохамеда М. Аталлы и Давона Канга по MOSFET , Пол К. Веймер из RCA разработал тонкопленочный транзистор (TFT) в 1962 году. [33] Это был тип MOSFET [ сомнительно ], отличный от стандартный объемный МОП-транзистор. [34] Идея жидкокристаллического дисплея (ЖКД) на основе TFT была предложена Бернардом Лехнером из RCA Laboratories в 1968 году. [35] Лехнер, Ф.Дж. Марлоу, Э.О. Нестер и Дж. Талтс продемонстрировали эту концепцию в 1968 году с помощью динамического рассеивающий ЖК-дисплей, в котором использовались стандартные дискретные МОП-транзисторы. [36]
В 1973 году Т. Питер Броуди , Дж. Асарс и Дж. Д. Диксон из исследовательских лабораторий Westinghouse продемонстрировали первый жидкокристаллический дисплей на тонкопленочных транзисторах (TFT LCD). [37] [38] Броуди и Фан-Чен Луо продемонстрировали первый плоский жидкокристаллический дисплей с активной матрицей (AM LCD) в 1974 году. [35]
К 1982 году в Японии были разработаны карманные ЖК-телевизоры на основе технологии AM LCD. [39] 2,1-дюймовый Epson ET-10 [40] (Epson Elf) был первым цветным карманным ЖК-телевизором , выпущенным в 1984 году. [41] В 1988 году исследовательская группа Sharp под руководством инженера Т. Нагаясу продемонстрировала 14-дюймовый карманный телевизор с цветным ЖК-дисплеем. дюймовый полноцветный ЖК-дисплей, [35] [42] который убедил электронную промышленность в том, что ЖК-дисплей в конечном итоге заменит электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) в качестве стандартной технологии телевизионного дисплея . [35] Первый настенный телевизор был представлен корпорацией Sharp в 1992 году. [43]
В течение первого десятилетия 21-го века технология ЭЛТ-дисплеев «кинескоп» была почти полностью вытеснена во всем мире плоскопанельными дисплеями : сначала плазменные дисплеи примерно в 1997 году, затем ЖК-дисплеи. К началу 2010-х годов ЖК-телевизоры , в которых все чаще использовались ЖК-дисплеи со светодиодной подсветкой , составляли подавляющее большинство производимых телевизоров. [1] [2] [3] [4] [5]
Клайв Синклер из Кембриджа в 1967 году создал мини-телевизор, который можно было держать на ладони. В то время он был самым маленьким телевизором в мире, хотя он так и не стал коммерческим, поскольку конструкция была сложной. [44] В 2019 году Samsung выпустила самый большой на сегодняшний день телевизор с диагональю 292 дюйма, что составляет около 24 футов. [45] Средний размер телевизоров со временем увеличился. [46] [47] [48]
В телевизорах может использоваться одна из нескольких доступных технологий отображения . По состоянию на середину 2019 года ЖК-дисплеи преобладают в новых товарах, но OLED- дисплеи занимают все большую долю рынка, поскольку они становятся более доступными, а технология DLP продолжает предлагать некоторые преимущества в проекционных системах. Полностью прекращено производство плазменных и ЭЛТ-дисплеев. [1] [2] [3] [4] [5] [49]
Существует четыре основные конкурирующие телевизионные технологии:
Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) представляет собой вакуумную трубку , содержащую так называемую электронную пушку (или три для цветного телевизора) и флуоресцентный экран, на котором отображается телевизионное изображение. [50] Электронная пушка ускоряет электроны в луче, который отклоняется как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях с помощью изменяющихся электрических или (обычно в телевизорах) магнитных полей, чтобы сканировать растровое изображение на флуоресцентный экран. Для ЭЛТ требуется вакуумированная стеклянная оболочка, которая довольно глубокая (более половины размера экрана), довольно тяжелая и хрупкая. В целях радиационной безопасности и лицевая часть (панель), и задняя часть (воронка) были изготовлены из толстого свинцового стекла , чтобы уменьшить воздействие на человека вредного ионизирующего излучения (в виде рентгеновских лучей ), возникающего при ускорении электронов с помощью высокой напряжение (10-30 кВ ) попадает на экран . К началу 1970-х годов в большинстве цветных телевизоров свинцовое стекло на лицевой панели было заменено стеклом из оксида стронция, [51] [52] , которое также блокировало рентгеновское излучение, но обеспечивало лучшую видимость цветов. Это также устранило необходимость в кадмиевых люминофорах в более ранних цветных телевизорах. В стекле воронки по-прежнему использовалось свинцовое стекло, которое является менее дорогим, и которое не видно потребителю.
В телевизорах (или большинстве компьютерных мониторов , в которых используются ЭЛТ) вся область экрана сканируется многократно (полный кадр составляет 25 или 30 раз в секунду) по фиксированной схеме, называемой растром . Информация об изображении поступает в режиме реального времени от видеосигнала , который управляет электрическим током, питающим электронную пушку, или от цветных телевизоров каждой из трех электронных пушек, лучи которых попадают на люминофоры трех основных цветов (красного, зеленого и синего). ). [53] За исключением самых первых дней развития телевидения, магнитное отклонение использовалось для сканирования изображения на лицевой стороне ЭЛТ; это включает в себя переменный ток, подаваемый как на катушки вертикального, так и на горизонтального отклонения , расположенные вокруг горловины трубки сразу за электронной пушкой (пушками). [53]
Цифровая обработка света (DLP) — это тип технологии видеопроектора , в которой используется цифровое микрозеркальное устройство . Некоторые DLP имеют ТВ-тюнер, что делает их разновидностью ТВ-дисплеев. Первоначально он был разработан в 1987 году Ларри Хорнбеком из Texas Instruments . В то время как устройство обработки изображений DLP было изобретено компанией Texas Instruments, первый проектор на основе DLP был представлен компанией Digital Projection Ltd в 1997 году. Digital Projection и Texas Instruments были удостоены награды «Эмми» в 1998 году за технологию проектора DLP. DLP используется в различных приложениях отображения: от традиционных статических дисплеев до интерактивных дисплеев, а также в нетрадиционных встроенных приложениях, включая медицинские, охранные и промышленные.
Технология DLP используется в фронтальных проекторах DLP (автономных проекторах, в первую очередь для учебных аудиторий и бизнеса), телевизорах обратной проекции DLP и цифровых вывесках. Он также используется примерно в 85% проекций цифрового кино и в аддитивном производстве в качестве источника питания в некоторых 3D-принтерах SLA для отверждения смол в твердые 3D-объекты. [54]
Телевизоры обратной проекции (RPTV) стали очень популярными на заре телевидения, когда еще не существовало возможности практически производить лампы с дисплеем большого размера. В 1936 году для трубки, которую можно было установить горизонтально в телевизионном шкафу, девять дюймов считались самым большим удобным размером, который можно было изготовить из-за ее необходимой длины из-за малых углов отклонения ЭЛТ, производившихся в то время. это означало, что ЭЛТ с большими размерами передней панели также должны были быть очень глубокими, [55] из-за чего такие ЭЛТ приходилось устанавливать под углом, чтобы уменьшить глубину корпуса телевизора. Были доступны двенадцатидюймовые трубки и телевизоры, но трубки были настолько длинными (глубокими), что их устанавливали вертикально и смотрели через зеркало в верхней части шкафа для телевизора, который обычно устанавливался под откидной крышкой, что значительно уменьшало глубину комплект, но сделав его выше. [56] Эти телевизоры с зеркальными крышками представляли собой большие предметы мебели.
В качестве решения компания Philips в 1937 году представила телевизор, в котором использовалось обратное проецирование изображения с 4-угольной камеры .+Трубка диаметром 1 ⁄ дюйма на 25-дюймовый экран. Это требовало очень сильного воздействия на трубку (при необычно высоких напряжениях и токах, см. Электронно-лучевая трубка # Проекционные ЭЛТ ), чтобы создать чрезвычайно яркое изображение на флуоресцентном экране. Кроме того, компания Philips решила использовать на лицевой стороне трубки зеленый люминофор, поскольку он был ярче, чем белые люминофоры того времени. [57] На самом деле эти первые лампы не годились для этой работы, и к ноябрю того же года компания Philips решила, что дешевле выкупить комплекты обратно, чем предоставлять запасные лампы по гарантии каждые пару недель или около того. [58] В эти маленькие трубки очень быстро были внесены существенные улучшения, и в следующем году стала доступна более удовлетворительная конструкция трубки, чему способствовало решение Philips использовать экран меньшего размера - 23 дюйма. [59] В 1950 году более эффективный 2+Трубка диаметром 1 ⁄ дюйма со значительно усовершенствованной технологией и более эффективным белым люминофором, а также меньшими и менее требовательными размерами экрана смогла обеспечить приемлемое изображение, хотя срок службы трубок все же был короче, чем у современных трубок прямого обзора. [60] По мере совершенствования технологии электронно-лучевых трубок в 1950-х годах, производства экранов все большего и большего размера, а затем и (более или менее) прямоугольных трубок, система обратной проекции устарела еще до конца десятилетия.
Однако в начале-середине 2000-х годов системы RPTV вернулись в качестве более дешевой альтернативы современным ЖК-телевизорам и плазменным телевизорам. Они были больше и легче, чем современные ЭЛТ-телевизоры, и имели плоский экран, как ЖК и плазма, но в отличие от ЖК и плазмы, RPTV часто были тусклее, имели более низкие коэффициенты контрастности и углы обзора, качество изображения зависело от освещения в помещении и ухудшалось при сравнении. с ЭЛТ прямого обзора [61] и по-прежнему были громоздкими, как ЭЛТ. Эти телевизоры работали за счет наличия DLP, LCoS или ЖК-проектора в нижней части устройства и использования зеркала для проецирования изображения на экран. На экране может быть линза Френеля для увеличения яркости за счет углов обзора. Некоторые ранние устройства использовали ЭЛТ-проекторы и были тяжелыми, весили до 500 фунтов. [62] В большинстве телевизоров RPTV в качестве источника света использовались сверхвысокопроизводительные лампы , которые требовали периодической замены, отчасти потому, что они тускнели в процессе использования, но главным образом потому, что стекло работающей колбы с возрастом становилось слабее до такой степени, что лампочка могла в конечном итоге разбиться, часто повреждая саму лампу. проекционная система. Те, в которых использовались ЭЛТ и лазеры, замены не требовали. [63]
Плазменная панель (PDP) — это тип плоского дисплея , обычно используемый для больших телевизоров с диагональю 30 дюймов (76 см) или больше . Их называют « плазменными » дисплеями, потому что в этой технологии используются небольшие ячейки, содержащие электрически заряженные ионизированные газы , или, по сути, камеры, более известные как люминесцентные лампы . Примерно в 2014 году производители телевизоров в значительной степени отказались от плазменных телевизоров, поскольку плазменные телевизоры стали дороже и их сложнее производить в формате 4K по сравнению со светодиодными или ЖК-телевизорами. [64]
В 1997 году Philips представила на выставках CES и CeBIT первый большой (42-дюймовый) коммерчески доступный плоский телевизор с плазменными дисплеями Fujitsu. [65] [66] [67]
Телевизоры с жидкокристаллическими дисплеями (ЖК-телевизоры) — это телевизоры, в которых для формирования изображения используются жидкокристаллические дисплеи . ЖК-телевизоры намного тоньше и легче, чем электронно-лучевые трубки (ЭЛТ) с дисплеем аналогичного размера, и доступны в гораздо больших размерах (например, с диагональю 90 дюймов). Когда производственные затраты упали, эта комбинация функций сделала ЖК-дисплеи практичными для телевизионных приемников.
В 2007 году продажи ЖК-телевизоров впервые во всем мире превзошли продажи телевизоров с ЭЛТ [68] , и их продажи по сравнению с другими технологиями увеличились. ЖК-телевизоры быстро вытеснили единственных основных конкурентов на рынке больших экранов — плазменные панели и телевизоры с обратной проекцией . В середине 2010-х годов ЖК-дисплеи стали, безусловно, наиболее широко производимым и продаваемым типом телевизионных дисплеев. [1] [2]
ЖК-дисплеи также имеют недостатки. Другие технологии устраняют эти недостатки, в том числе OLED , FED и SED .
OLED (органический светоизлучающий диод) — это светоизлучающий диод (LED), в котором излучающий электролюминесцентный слой представляет собой пленку органического соединения , излучающую свет в ответ на электрический ток. Этот слой органического полупроводника расположен между двумя электродами. Обычно по меньшей мере один из этих электродов является прозрачным. OLED используются для создания цифровых дисплеев в таких устройствах, как экраны телевизоров. Он также используется для компьютерных мониторов , портативных систем, таких как мобильные телефоны , портативные игровые консоли и КПК .
Существует два основных семейства OLED: основанные на малых молекулах и использующие полимеры . Добавление мобильных ионов в OLED создает светоизлучающую электрохимическую ячейку или LEC, которая имеет немного другой режим работы. OLED-дисплеи могут использовать схемы адресации либо с пассивной матрицей (PMOLED), либо с активной матрицей . Для OLED с активной матрицей ( AMOLED ) требуется объединительная плата тонкопленочного транзистора для включения или выключения каждого отдельного пикселя, но они обеспечивают более высокое разрешение и большие размеры дисплея.
OLED-дисплей работает без подсветки . Таким образом, он может отображать глубокие уровни черного и может быть тоньше и легче жидкокристаллического дисплея (ЖК-дисплея). В условиях низкой освещенности, например в темной комнате, OLED-экран может обеспечить более высокий коэффициент контрастности, чем ЖК-дисплей, независимо от того, используются ли в ЖК-дисплее люминесцентные лампы с холодным катодом или светодиодная подсветка .
Хотя большинство телевизоров предназначены для домашних потребителей, существует несколько рынков, которые требуют вариаций, включая гостиничный бизнес, здравоохранение и другие коммерческие сферы.
Телевизоры, предназначенные для индустрии гостеприимства, являются частью внутренней телевизионной системы заведения , предназначенной для использования его гостями. Поэтому меню настроек скрыты и заблокированы паролем. Другие распространенные функции программного обеспечения включают ограничение громкости, настраиваемую заставку при включении питания и скрытие каналов. Эти телевизоры обычно управляются с помощью коробки с использованием одного из портов передачи данных на задней панели телевизора. Установленный ящик может предлагать списки каналов, оплату за просмотр, видео по запросу и трансляцию со смартфона или планшета. [69] [70]
Гостиничные помещения небезопасны с точки зрения пиратства контента, поэтому многие поставщики контента требуют использования управления цифровыми правами . [71] Гостиничные телевизоры расшифровывают отраслевой стандарт Pro:Idiom, когда не используется задняя приставка. Хотя H.264 не является частью стандарта ATSC 1.0 в Северной Америке, телевизионный контент в сфере гостеприимства может включать видео в кодировке H.264, поэтому гостиничные телевизоры включают декодирование H.264. Управление десятками или сотнями телевизоров может занять много времени, поэтому гостиничные телевизоры можно клонировать, сохраняя настройки на USB-накопителе и быстро восстанавливая эти настройки. Кроме того, серверные и облачные системы управления могут отслеживать и настраивать весь парк телевизоров.
Телевизоры для медицинских учреждений включают в себя то же, что и гостиничные телевизоры, с дополнительными функциями, обеспечивающими удобство использования и безопасность. Они предназначены для использования в медицинских учреждениях, где у пользователя могут быть ограничены подвижность и нарушения слуха/зрения. Ключевой особенностью является подключение динамика-подушки. Динамики подушек сочетают в себе функции вызова медсестры , пульта дистанционного управления телевизором и динамик для аудио. В многоместных помещениях, где в непосредственной близости используются несколько телевизоров, телевизоры можно запрограммировать на реакцию на пульт дистанционного управления с помощью уникальных кодов, чтобы каждый пульт управлял только одним телевизором. Телевизоры меньшего размера, также называемые прикроватными информационно-развлекательными системами, имеют полнофункциональную клавиатуру под экраном. Это обеспечивает прямое взаимодействие без использования динамика или пульта дистанционного управления. [72] Эти телевизоры обычно имеют антимикробную поверхность и выдерживают ежедневную чистку с использованием дезинфицирующих средств. В США стандарт безопасности UL для телевизоров UL62636-1 содержит специальный раздел (приложение DVB), в котором излагаются дополнительные требования безопасности для телевизоров, используемых в здравоохранении.
Уличные телевизоры предназначены для использования на открытом воздухе и обычно находятся на открытых площадках баров , спортивных площадок или других общественных объектов. Большинство уличных телевизоров используют технологию телевидения высокой четкости . Их тело более прочное. Экраны спроектированы так, чтобы оставаться четко видимыми даже при солнечном наружном освещении. Экраны также имеют антибликовое покрытие, предотвращающее блики. Они устойчивы к атмосферным воздействиям и часто имеют противоугонные кронштейны. Модели уличных телевизоров также можно подключить к BD-плеерам и PVR для большей функциональности. [73]
В Соединенных Штатах средний потребитель заменяет свой телевизор каждые 6,9 лет, но исследования показывают, что благодаря современному программному обеспечению и приложениям цикл замены может сократиться. [74]
В связи с недавними изменениями в законодательстве об электронных отходах экономичная и экологически чистая утилизация телевизоров становится все более доступной в виде переработки телевизоров. Проблемы с переработкой телевизоров включают правильную утилизацию HAZMAT , загрязнение свалок и незаконную международную торговлю. [75]
Глобальная статистика ЖК-телевизоров за 2016 год. [76]
В 1952 году Ибука посетил лабораторию Bell Laboratories компании AT&T в США и увидел недавно изобретенный транзистор. Он понял, что замена большой, неуклюжей электронной лампы транзистором позволит сделать портативные радиоприемники и телевизоры меньшего размера.
Первый полностью транзисторный телевизор был представлен компанией Sony в 1959 году (рис. 386), всего через четыре года после появления полностью транзисторного радиоприемника, и положил начало трансформации телевидения из чего-то, используемого для коллективного просмотра, как радио в 30-х годах фокус для совместного слушания, в объект одиночного созерцания.
{{cite book}}
: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )