Нет нужды говорить современному человеку о пользе телевидения; каждый из нас провел у телевизора заметную часть своей жизни. И каждый знает, что чем больше экран, тем лучше. А вот от объема телевизора пользы нет никакой. И в то же время уменьшить его чрезвычайно трудно, несмотря на все успехи микроминиатюризации современных радиосхем. Виновником этого является вакуумная электроннолучевая трубка, которую никак не удается сделать плоской. Кроме того, трубка требует высоковольтного источника напряжения. Между тем, портативные телевизоры нужны не только для загородных пикников. Вы можете легко представить себе сотрудника уголовного розыска, которому .из диспетчерского пункта показывают интересующую его фотографию, вместо того чтобы долго и путанообъяснять приметы соответствующего лица с помощью голоса. На экране портативного телевизионного приемника можно, например, указать необходимые географические координаты объекта, скажем, геологу или командиру воинской части. Малогабаритная телевизионная система может служить также удобным видеотелефоном и т. п.

Чтобы телевизор был портативным, ему необходимо иметь плоский экран, управляемый низкими электрическими напряжениями (порядка нескольких вольт), получаемыми с интегральных схем. Этим требованиям, в принципе, удовлетворяют экраны, использующие жидкие кристаллы. Экран может работать, например, с помощью знакомого нам эффекта Фредерикса.

Чтобы понять принцип действия жидкокристаллического экрана, сначала вспомним, как работает обычная телевизионная трубка. В ней пучок электронов отклоняется по горизонтали и вертикали с помощью электромагнитов, в результате чего луч последовательно прочерчивает по экрану строку за строкой, формируя кадр. На экран изнутри нанесен слой вещества, светящегося иод действием электронного луча (люминофор). Телевизионный сигнал управляет величиной тока, переносимого электронным лучом, и, следовательно, яркостью свечения люминесцентного экрана. Строка чертится слева направо, а обратный ход луча гасится специальным импульсом. Человеческий глаз обладает инерционностью порядка 40 мс, и люминофор для экрана подобран так, чтобы он светился в течение 40 мс после ухода электронного луча с данной точки. Тогда глаз не замечает движения луча по экрану, а воспринимает все изображение в целом.

Итак, если весь кадр записывается за 40 мс, то глаз не замечает мелькания кадров. Но экран состоит из G25 строк (это телевизионный стандарт). Если 40 мс разделить на 625, то получим примерно 0,06 мс или 60 мкс. Значит, строка запишется за это время. Но экран приблизительно квадратный, и в одной строке «укладываются» те же 600 «элементов» изображения. Значит, время взаимодействия электронного луча с каждым элементом равно 60/600, т. е. 0,1 мкс. За это короткое время люминофор успевает прийти в столь сильное позбуждение, что после ухода луча он высвечивается в течение всего времени кадра. Это значит, люминофор имеет хорошую «память». У жидких кристаллов, к сожалению, такой памяти нет. Поэтому их возбуждают не поэлементно, а построчно. Для этого делается система пересекающихся электродов. Она называется матричной, поскольку похожа на алгебраическую матрицу, т. е. прямоугольную таблицу математических символов. Матрица состоит из X строк и У столбцов. Ее число элементов равно произведению XY, хотя число выводов составляет всего лишь сумму, Обратите внимание, что при большом числе элементов, мы имеем всего 200 выводов вместо 10 000, как это было бы в случае мозаичного экрана. В этом единственное достоинство матричной системы, но зато какое!

Стекла, как всегда, складываются (электродами внутрь) в бутербродную конструкцию с зазором шириной в несколько микрометров, фиксируемым специальными прокладками. Жидкий кристалл помещается в зазор. Если стекла были предварительно обработаны для получения закрученной ориентации, мы можем наблюдать описанный ранее эффект Фредерикса на любом из элементов матрицы, куда будет подано напряжение. Для построчного возбуждения на одну из горизонтальных шин (например, № 3) подается возбуждающий импульс вполне определенной амплитуды, а на все вертикальные шины одновременно — информационные импульсы, несущие сведения об изображении. В результате все элементы строки № 3 загораются одновременно (показано звездочками), но с различной яркостью, заданной амплитудами информационных импульсов. Затем возбуждающий импульс подается на 4-ю строку, и процесс повторяется. Если мы хотим получить стандартный кадр из 600 строк, мы обязаны записать строку за 60 мкс и сохранять эту запись в течение всего кадра. На такую память у жидких кристаллов инерционности чуть-чуть не хватает, и сейчас идет активная научная работа по улучшению свойств соответствующих материалов. На сегодняшний день уже сделаны малогабаритные черно-белые телевизоры с плоскими экранами на жидких кристаллах, которые могут принимать обычные широковещательные программы. Однако число строк и столбцов в этих экранах пока не достигает стандарта (120 вместо 600), хотя качество изображения вполне приемлемое.

Тот же принцип, что и в телевизионном экране, используется в сложных матричных экранах современных электронных словарей. У вас имеется миниатюрная вычислительная машинка, в памяти которой записана, например, вся информация, имеющаяся в большом англо-русском словаре. На компактной клавиатуре вы набираете русское слово и тотчас же видите его английский эквивалент на жидкокристаллическом экране. При наличии большой памяти электронный словарь может оперировать сразу с несколькими языками. Правда, японцам и китайцам не повезло: набирать на клавиатуре иероглифы — дело сложное, но и в этом случае конечный успех не вызывает сомнений. В перспективе же просматривается замена электронных словарей электронными переводчиками, когда на клавиатуре будут набираться не отдельные слова, а сразу целые предложения. А дальше остается только читать их, разумеется, с выражением и без всякого акцента!