จอภาพ (Monitor)

1.1 จอภาพ (Monitor)

จอภาพ หรือ วีดียู (Visual Display Unit: VDU) หรือชื่ออื่นเช่น จอคอมพิวเตอร์ หน้าจอ จอคอม จอมอนิเตอร์ มอนิเตอร์ จอแสดงผล จอภาพแสดงผล จอภาพแสดงผลคอมพิวเตอร์ จอทีวี จอโทรทัศน์ ฯลฯ คือส่วนหนึ่งของเครื่องใช้ไฟฟ้าที่แสดงรูปภาพให้เห็นจากอุปกรณ์ที่สามารถส่งออกวิดีโอ เช่นคอมพิวเตอร์หรือโทรทัศน์ ซึ่งรูปภาพที่ปรากฏสามารถเปลี่ยนแปลงไปได้และไม่คงอยู่อย่างถาวร จอภาพประกอบด้วยส่วนอุปกรณ์ที่แสดงผลให้เห็น และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ภายในที่สร้างรูปภาพจากสัญญาณวิดีโอ อุปกรณ์ที่แสดงผลยุคใหม่จะเป็นจอภาพผลึกเหลวทรานซิสเตอร์แผ่นบาง (thin film transistor liquid crystal display: TFT-LCD) และจอภาพยุคก่อนเป็นหลอดภาพรังสีแคโทด (cathode ray tube: CRT)

ขนาดของจอภาพ
ขนาดของจอภาพจะวัดจากมุมหนึ่งของจอ ไปยังอีกมุมหนึ่งในแนวทแยงที่อยู่ตรงข้ามกัน

แต่ปัญหาหนึ่งของการวัดแบบน ี้คือไม่สามารถแยกแยะได้ว่าจอภาพจะมีอัตราส่วนลักษณะ (Aspect ratio) เท่าใด แม้ว่าจะมีขนาดทแยงมุมเท่ากัน เนื่องด้วยข้อเท็จจริงที่ว่ารูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าจะมีพื้นที่น้อยกว่ารูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสเมื่อกำหนดให้เส้นทแยงมุมยาวเท่ากัน ตัวอย่างเช่น จอภาพ 21 นิ้วในอัตราส่วน 4:3 มีพื้นที่ประมาณ 211 ตารางนิ้ว ในขณะที่จอภาพไวด์สกรีน 21 นิ้วในอัตราส่วน 16:9 จะมีพื้นที่แสดงผลเพียง 188 ตารางนิ้วเท่านั้น

        การทำงานของจอภาพ เริ่มจากการกระตุ้นอุปกรณ์หลอดภาพให้ร้อน เกิดเป็นอิเล็กตรอนขึ้น และถูกยิงด้วยปืนอิเล็กตรอน ให้ไปยังจุดที่ต้องการแสดงผลบนจอภาพ ซึ่งที่จอภาพจะมีการเคลือบสารฟอสฟอรัสเรืองแสง เมื่ออิเล็กตรอนเหล่านี้วิ่งไปชน ก็จะทำให้เกิดแสงสว่าง ซึ่งจะประกอบกันเป็นรูปภาพ ในการยิงลำแสดงอิเล็กตรอน มันจะเคลื่อนที่ไปตามแนวขวาง จากนั้นเมื่อกวาดภาพ มาถึงสุดขอบด้านหนึ่ง ปืนลำแสงก็จะหยุดยิง และ ปรับปืนอิเล็กตรอนลงมา 1 line และ เคลื่อนที่ไปยังขอบอีกด้านหนึ่ง และทำการยิ่งใหม่ ลักษณะการยิงจึงเป็นแบบฟันเลื่อย

        ปัจจุบันกระแสจอแบน ได้เข้ามาแซงจอธรรมดา โดยเฉพาะประเด็นขนาดรูปทรง ที่โดดเด่น ประหยัดพื้นที่ในการวาง รวมทั้งจุดเด่นของจอภาพแบน ก็คือประหยัดพลังงาน โดยจอภาพขนาด 15 - 17 นิ้ว ใช้พลังงานเพียง 20 - 30 วัตต์ และจะลดลงเหลือ 5 วัตต์ในโหมด Standby ในขณะที่จอธรรมดา ใช้พลังงานถึง 80 - 100 วัตต์

ปัจจุบันมีการพัฒนาจอภาพออกมาหลากหลายลักษณะ โดยเน้นที่จำนวนสี ความละเอียด ความคมชัด การประหยัดพลังงาน โดยสามารถแบ่งประเภทจอภาพ ที่ใช้ในปัจจุบันได้กลุ่มใหญ่ๆ ดังนี้

1. จอภาพสีเดียว (Monochrome Monitor) 
   จอภาพที่รับสัญญาณจากการ์ดควบคุม ในลักษณะของสัญญาณดิจิตอล คือ 0 กับ 1 โดยการกวาดลำอิเล็กตรอนไปตกหน้าจอ แล้วเกิดเป็นจุดเรืองแสง จะให้สัญญาณว่าจุดไหนสว่าง จุดไหนดับ จอภาพสีเดียวเวลานี้ไม่มีผู้นิยมแล้ว
2. จอภาพหลายสี (Color Monitor) 
   จอภาพที่รับสัญญาณดิจิตอล 4 สัญญาณ คือ สัญญาณของสีแดง, เขียว, น้ำเงิน และสัญญาณความสว่าง ทำให้สามารถแสดงสีได้ 16 สี ถึง 16 ล้านสี
3. จอภาพแบบแบน (LCD; Liquid Crystal Display) 
   จอภาพผลึกเหลวใช้งานกับคอมพิวเตอร์ประเภทพกพาเป็นส่วนใหญ่ เป็นแบ่งได้เป็น
   1. Active matrix จอภาพสีสดใสมองเห็นจากหลายมุม เนื่องจากให้ความสว่าง และสีสันในอัตราที่สูง มีชื่อเรียกอีกชื่อว่า TFT – Thin Film Transistor และเนื่องจากคุณสมบัติดังกล่าว ทำให้ราคาของจอประเภทนี้สูงด้วย
   2. Passive matrix color จอภาพสีค่อนข้างแห้ง เนื่องจากมีความสว่างน้อย และสีสันไม่มากนัก ทำให้ไม่สามารถมองจากมุมมองอื่นได้ นอกจากมองจากมุมตรง เรียกอีกชื่อได้ว่า DSTN – Double Super Twisted Nematic
4. จอภาพแอลอีดี LED (ไดโอดเปล่งแสง) ย่อมาจาก Light-emitting-diodสามารถเปล่งแสงออกมาได้แสงที่เปล่งออกมาประกอบด้วยคลื่นความถี่เดียวและเฟสต่อเนื่องกัน ซึ่งต่างกับแสงธรรมดาที่ตาคนมองเห็น โดยหลอด LED สามารถเปล่งแสงได้เมื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าเข้าเพียงเล็กน้อยเท่านั้น และประสิทธิภาพในการให้แสงสว่างก็ยังดีกว่าหลอดไฟขนาดเล็กทั่วๆ ไป.
   LED โดยทั่วไปมี 2 ชนิดใหญ่ ๆ คือ 1) LED ชนิดที่ตาคนเห็นได้ กับ 2) ชนิดที่ตาคนมองไม่เห็นต้องใช้ทรานซิสเตอร์มาเป็นตัวรับแสงแทนตาคน
   ปัจจุบันจากความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ ทำให้เทคโนโลยีของ LED ก้าวหน้าอย่างรวดเร็วตามไปด้วย. LED ได้ถูกพัฒนาขึ้นเรื่อยๆ ทั้งในด้านสีของแสงที่เปล่งออกมา ไม่ว่าจะเป็นสีแดง ,สีเขียว ,สีส้ม หรือที่ผลิตได้ท้ายสุด และทำให้วงการแอลอีดีพัฒนาขึ้นอย่างรวดเร็วคือสีน้ำเงิน ซึ่งการเกิดขึ้นของแอลอีดีสีน้ำเงินนี้ ทำให้ครบแม่สี 3 สี คือ สีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน และเกิดเป็นจุดเริ่มต้นของจอแอลอีดี และแอลอีดีในงานไฟประดับต่างๆ, ทั้งยังใช้ประโยชน์แพร่หลายมากขึ้นเรื่อยๆ เช่น ในเครื่องคิดเลข สัญญาณจราจร ไฟท้ายรถยนต์ ป้ายสัญญาณต่างๆ ไฟฉาย ไฟให้สัญญาณของประภาคาร จอภาพยนตร์ขนาดใหญ่ ยิ่งไปกว่านั้น หน้าจอ LCD ของโทรศัพท์มือถือที่เราใช้กันทั่วไป เกือบทั้งหมดจะให้แสงสว่างด้วย LED
   ข้อดีของแอลอีดี
   
   • ประสิทธิภาพในการให้แสงสว่างดีกว่าหลอดไฟธรรมดาทั่วๆไป.
   • ตัวหลอด LED เองเมื่อทำให้เกิดแสงขึ้นจะกินกระแสน้อยมากประมาณ 1-20mA
   • มีอายุการใช้งานที่ยาวนาน ประมาณ 50,000 – 100,000 ชั่วโมง ขึ้นอยู่กับคุณภาพของแอลอีดี วงจรขับกระแส สภาพภูมิอากาศ ความชื้น และอุณหภูมิ ซึ่งก็มีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่าหลอดที่ให้แสงสว่างชนิดอื่นๆมาก
   • ไม่มีรังสีอินฟาเรต รังสีอัลตราไวโอเรต ซึ่งเป็นอันตรายต่อผิวหนัง
   • ทนทานต่อสภาวะอากาศ
   • ทนทานต่อการสั่นสะเทือน
   • มีหลากหลายสีให้เลือกใช้
5. จอ 3D (3 Dimension)
   ระบบแสดงผลภาพ 3D แบ่งเป็น 2 แบบ คือ

1.Active: จอโทรทัศน์จะส่งภาพของตาซ้ายและขวาสลับกันไป โดยแว่นจะต้องซิงก์โครไนซ์สัญญาณให้ตรงกับโทรทัศน์ คือ จะปิดตาซ้าย (มืด) เมื่อโทรทัศน์ฉายภาพสำหรับตาขวา และปิดตาขวา เมื่อโทรทัศน์ฉายภาพสำหรับตาซ้าย ซึ่งแว่นจะสลับมืด-สว่างทีละข้างอย่างรวดเร็ว ปัญหาคือบางทีการซิงก์โครไนซ์อาจมีจังหวะที่ไม่ตรงกับโทรทัศน์ และอาจปวดตาเพราะเรามองภาพมืด-สว่างสลับไปมาอย่างรวดเร็วตลอดเวลา

2. Passive: ใช้หลักการ Polarized กล่าวคือ คลื่นที่ระนาบ Polarize เดียวกันจะผ่านเข้ามาได้หมด แต่ถ้าตั้งฉากกันก็จะผ่านเข้ามาไม่ได้ โทรทัศน์จะส่งภาพ Polarized ที่ตั้งฉากกันสำหรับตาซ้ายและขวาออกมาพร้อมกันโดยสลับแถวกัน
จากนั้นจะแยกภาพนี้ออกจากกันโดยแว่น Polarized ซึ่งเมื่อตาซ้ายและขวาตั้งฉากกัน ภาพเส้นเลขคู่ก็จะเข้าตาซ้ายอย่างเดียว ส่วนเส้นคี่จะเข้าตาขวาอย่างเดียว ข้อดีก็คือไม่กระพริบ ไม่ปวดตา แต่ข้อเสียคือภาพที่เห็นความละเอียดจะลดลง เพราะเราเห็นภาพแค่ครึ่งหนึ่งของความละเอียดจอเท่านั้น