圖像處理電光顯示實驗儀的核心顯示元件通常采用液晶材料,其基于液晶的電光效應(yīng)實現(xiàn)信息顯示。液晶分子具有特殊的光學(xué)性質(zhì),在無電場作用時,液晶分子排列具有一定的有序性,使得其對外界光線的透過或反射特性呈現(xiàn)特定狀態(tài);當(dāng)施加電場時,液晶分子的排列方式會發(fā)生改變,進而改變其光學(xué)特性,如透光率等,這種電場控制下光學(xué)性質(zhì)的變化就是液晶的電光效應(yīng)。
為了實現(xiàn)圖像和文字的顯示,實驗儀采用矩陣顯示方式。將橫條形狀的透明電極制作在一塊玻璃片上,作為行驅(qū)動電極(行電極);把豎條形狀的電極制在另一塊玻璃片上,作為列驅(qū)動電極(列電極)。把這兩塊玻璃片面對面組合起來,中間灌注液晶構(gòu)成液晶盒。通過控制行電極和列電極上的電壓信號,就可以選擇性地控制液晶盒中各個像素位置的光學(xué)狀態(tài),從而形成所需的圖像或文字信息。
在顯示過程中,采用掃描方式逐行或逐列地對液晶矩陣進行控制。即按照一定的時間順序,依次給各行(或列)電極施加相應(yīng)的電壓信號,使得對應(yīng)的液晶像素被激活或關(guān)閉,由于人眼的視覺暫留特性,當(dāng)掃描頻率足夠高時,就會看到穩(wěn)定完整的圖像顯示效果。
圖像處理電光顯示實驗儀的優(yōu)點:
(一)低功耗節(jié)能
液晶本身不發(fā)光,屬于非主動發(fā)光型顯示,它只是通過對外界光線的開關(guān)控制來完成信息顯示任務(wù)。相比其他主動發(fā)光的顯示技術(shù),如陰極射線管(CRT)顯示器等,液晶顯示在能耗方面具有優(yōu)勢,大大降低了設(shè)備的功耗,尤其適用于對電源供應(yīng)要求較高或需要長時間運行的便攜式設(shè)備等應(yīng)用場景。
(二)輕薄便攜
由于液晶顯示結(jié)構(gòu)相對簡單,不需要復(fù)雜的電子槍等大規(guī)模附屬裝置,其組成的顯示模塊厚度較薄、重量較輕。這使得圖像處理電光顯示實驗儀整體可以設(shè)計得較為輕便,便于攜帶和移動使用,無論是在實驗室不同位置的移動操作,還是在一些現(xiàn)場演示、教學(xué)活動中的靈活運用都非常方便。
(三)無輻射危害
與一些利用電子束激發(fā)熒光粉發(fā)光的顯示設(shè)備不同,液晶顯示過程中不存在高能電子束的產(chǎn)生和發(fā)射,因此不會產(chǎn)生諸如電磁輻射、X射線等對人體有害的輻射。這對于長時間在實驗儀旁操作的人員,特別是學(xué)生等群體來說,提供了一個更為安全健康的使用環(huán)境。
(四)易于集成與控制
液晶顯示可以通過相對簡單的電路和控制信號來實現(xiàn)對其顯示內(nèi)容的控制。在圖像處理電光顯示實驗儀中,能夠方便地與各種圖像處理電路、單片機等控制芯片相連接,實現(xiàn)多樣化的圖像處理和顯示功能,并且可以根據(jù)不同的實驗需求和編程邏輯靈活地改變顯示內(nèi)容和顯示方式,易于進行功能擴展和系統(tǒng)集成。