โทรทัศน์ เป็นเครื่องใช้ไฟฟ้าประเภทหนึ่ง หน้าตาของมันก็เป็นแค่กล่อง 4 เหลี่ยมแต่มันมีความสามารถอันลึกล้ำในการแสดงภาพเพื่อสะกดสายตาทุกคู่ให้จับ จ้องอยู่ที่มัน ให้คล้อยตามไปด้วยอารมณ์ต่างๆ ตามภาพที่ปรากฏจากมันผ่านหน้าจอ 4 เหลี่ยม แต่กว่าที่จะมาเป็นโทรทัศน์ที่เราเห็นได้จนถึงทุกวันนี้ มันต้องผ่านการวิวัฒนาการ ผ่านร้อนผ่านหนาวมาหลายต่อหลายรุ่น วันนี้เรามาทำความรู้จักในต้นกำเนิดของมันดีกว่าครับ
จุดกำเนิดคนเราเคยติดว่าจะทำอย่างไรให้ส่งภาพพร้อมเสียงออกไปในยังสถานที่ ที่ ห่างไกลได้ และให้คนสามารถรับรู้ถึงภาพและเสียงที่ผู้ส่งสารต้องการประกาศให้ปลายทางคน รับสารได้รับรู้คราวละมากๆอย่างรวดเร็ว จากบันทึกใน Television Technology Demystified ได้ระบุว่าการเริ่มต้นของโทรทัศน์เกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2416 จากการที่ Leonard May พนักงานโทรเลขชาวไอริช ได้ค้นพบสารเซเลเนียมที่มีคุณสมบัติในการเปลี่ยนพลังงานแสงให้เป็นพลังงาน ไฟฟ้า ทำให้เกิดความคิดในการ เปลี่ยนสัญญาณภาพให้เป็นสัญญาณทางไฟฟ้า จึงเป็นต้นกำเนิดให้ พอล นิพโกว์ (Paul Nipkow) นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน ทำการรวบรวมเอาองค์ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ในแขนงต่างๆมาสร้าง ให้เกิดภาพบนจอรับได้ วิธีการของ พอล นิพโกว์ ใช้หลักการสแกนภาพที่ใช้ระบบจานหมุนซึ่งเขาเรียกมันว่าจาน นิพโกวดิสก์
นาย Paul Nipkow
แล้วเจ้านิพโกวดิสก์ เป็นคืออะไรล่ะ ???
นิพโกวดิสก์ มีลักษณะเป็นจานกลมที่เจาะรูเล็กๆ ไว้โดยรอบ วิธีการแพร่ภาพที่ พอล นิพโกว์ นำมาใช้ในการทดลองของเขาคือ เขาจะทำการหมุนจานกลมด้วยความเร็วสูง แสงที่กระทบจะสามารถลอดผ่านจุดเล็กๆที่เจาะไว้ออกมาได้ และถูกแปลงให้กลายเป็นกระแสไฟฟ้าไปยังจานรับอีกใบที่กำลังหมุนด้วยความเร็ว ที่สัมพันธ์กันกับจานใบแรก ก่อนที่กระแสไฟฟ้าดังกล่าวจะถูกเปลี่ยนกลับเป็นภาพอีกทีและปรากฏลงบนจอของ เครื่องรับ หลักการนี้เองที่ต่อมาถูกนำมาดัดแปลงในการส่งคลื่นสัญญาณของโทรทัศน์
แต่ ว่าการคิดค้นของ พอล นิพโกว ก็ยังไม่บรรลุเป้าหมายทั้งหมด แม้ว่าเขาจะสามารถประดิษฐ์เครื่องรับส่งภาพและเสียงได้ก็จริงอยู่ แต่ว่าก็ยังไม่สามารถส่งได้ในระยะทางที่ไกลๆอยู่ดี เพราะเนื่องจากมีข้อจำกัดในการสื่อการสมัยนั้น ที่เครื่องส่งยังมีกำลังขยายไม่มากพอที่จะทำให้ส่งสัญญาณไกลๆนั่นเอง
รูปร่างหน้าตาของ เจ้า Nipkow Disk
หลัง ความเพียรพยามของ พอล ที่ผลิต เครื่องรับส่งสัญญาณภาพและเสียงสำเร็จแล้ว ก็ได้มีนักวิทยาศาสตร์ชาวสก๊อตแลนด์ ชื่อว่า John Baird นำความรู้ของ พอล มาต่อยอดและพัฒนาจนกลายเป็นโทรทัศน์แบบกลไกขึ้น จอห์น แบร์ด ได้ทำการทดลองส่งสัญญาณภาพขาวดำที่มีความละเอียด 30 เส้น โดยการสแกนภาพในแนวตั้ง ที่ความเร็ว 5 เฟรมต่อวินาที (สมัยนั้นก็ถือว่าเทพแล้ว) หลังจากนั้น จอห์น แบร์ด ก็ได้ทำการทดลองและปรับปรุงงานวิจัยของเขาเรื่อยมาจนเป็นที่น่าพอใจเขาจึง เปิดให้มีการสาธิต ให้ประชาชนชาวลอนดอนได้รับชมโทรทัศน์ฝีมือของเขา ซึ่งในครั้งนั้นได้รับการตอบรับเป็นอย่างดี
รูปแสดงกลไกการทำงานของโทรทัศน์ในสมัยนั้น
ภาพที่ได้จากโทรทัศน์สมัยนั้น (No Comment ครับ --)
ใช่ ว่าทางฝ่ายอังกฤษจะมีโทรทัศน์แบบนี้ใช้อยู่เพียงประเทศเดียว ในขณะเดียวกัน ทางฝ่ายอเมริกาก็ไม่ยอมน้อยหน้า เมื่อได้ทำการทดลองส่งผ่านโทรทัศน์ในระบบอิเล็กทรอนิกส์ แต่แล้วในเวลาที่ไล่เลี่ยกัน มีนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันสองท่านที่ต่างออกมากล่าวอ้างว่าตนเป็นคนค้นพบ เทคโนโลยีชนิดนี้ก่อนกัน ระหว่าง ฟิโล ฟานเวิร์ท และ วลาดิเมีย สวอริกิน เมื่อตกลงกันไม่ได้ทั้งสองจึงต้องพึ่งอำนาจศาลว่าใครกัน ที่เป็นบุคคลแรกของการคิดค้นโทรทัศน์ระบบอิเล็กทรอนิกส์กันแน่ ศาลได้วินิจฉัยให้ฟานเวิร์ทชนะและได้สิทธิบัตรไปครอบครองในที่สุด เพราะตอนขึ้นศาลครูมัธยมเอาหลักฐานภาพที่เขาเคยวาดกลไกการส่งสัญญาณภาพ โทรทัศน์สมัยเป็นนักเรียนมาแสดง ทำให้ศาลตัดสินว่าเขาเป็นผู้ที่คิดเทคโนโลยีนี้ได้ก่อนและให้สิทธิบัตรอยู่ ในครอบครองของเขา (ฮ่าๆ นายแน่มาก) แต่ว่าสวอริกินไม่ยอมแพ้ง่ายๆ เขาได้ไปร่วมมือกับ ซาร์นอฟประธานบริษัท RCA ทำให้ซาร์นอฟฟ์กับสวารีกินได้ร่วมมือกันพัฒนาระบบโทรทัศน์แบบอิเล็กทรอนิกส์ ในปี 1920 นั่นเอง
สิ่งที่ทำให้นาย ซาร์นอฟชนะคดีครับ
สงสัยล่ะซิ ว่าเจ้า โทรทัศน์ระบบอิเล็กทรอนิกส์ทำงานอย่างไร
การทำงานของโทรทัศน์ระบบอิเล็กทรอนิกส์ จะต่างจากระบบกลไก ตรงที่ไม่ได้ใช้จานหมุนๆ(ชื่อก็บอกแล้ว) แต่มีอุปกรณ์สำคัญคือ ปืนอิเล็กตรอน ที่จะอยู่ในเครื่องส่งและเครื่องรับ และ หลอดวิทยุที่ทำหน้าที่รับแสงและปล่อยแสงออกมาเป็นคลื่นไฟฟ้า การทำงานนั้นก็คือ ปืนอิเล็กตรอนในเครื่องส่งจะจับภาพและยิงภาพออกเป็นแสงเล็กๆ แทนที่จะใช้จานหมุน หลอดวิทยุที่มีความไวต่อการรับแสงจะแปลงแสงให้กลายเป็นคลื่นไฟฟ้า แล้วส่ง ไปตามคลื่นวิทยุ เมื่อไปถึงเครื่องรับ ปืนอิเล็กตรอนจะแสกนสัญญาณภาพที่ได้มาลงที่ผิวหลังของจอรับภาพ ทำให้เกิดภาพปรากฏขึ้นได้ นั่นเองครับ
หน้าตาของโทรทัศน์ระบบอิเล็กทรอนิกส์
CRT ต้นกำเนิดของโทรทัศน์สีทุกเครื่องเนื่อง จาก เป้าหมายของการมีโทรทัศน์คือว่าต้องการส่งสัญญาณภาพและเสียงไปยังที่ไกลๆให้ ได้ในเวลาที่รวดเร็ว แน่นอนว่าการส่งภาพแบบ ขาว-ดำ มันไม่สามารถตอบโจทย์เป้าหมายได้อย่างสมบูรณ์นัก (ลองดูภาพตัวอย่างที่ผ่านๆมาซิครับ) จึงมีการพัฒนาหลอดภาพแบบ CRT ในปี 1950 ให้มีความสามารถแสดงภาพสีได้บรรลุตามเป้าหมายที่ตั้งไว้บนมาตรฐาน FCC แทนที่โทรทัศน์ ขาวดำ แบบเก่านั่นเอง
ภาพตัวอย่างแสดงการทำงานของ CRT
จะว่าไปแล้ว โทรทัศน์สีมันก็คือภาคต่อของโทรทัศน์ขาวดำโดยอาศัยหลักการของการผสมสี 3 สีคือ แดง เขียว น้ำเงิน RGB โดยสีทั้ง 3 มันก็เกิดจากการยิงลำแสง อิเลคตรอนที่เกิดจากการกระตุ้นก๊าซด้วยไฟฟ้าในหลอดสุญญากาศไปกระทบกับฉากที่ ฉาบด้วยสารไวแสงประเภทฟอสฟอรัส (หลอดภาพ) โดยหลักการการผสมสีแบบ Shadows Mask จะมีการนำโลหะที่มีรูเล็กๆ มาใช้ในการกำหนดให้แสงอิเล็กตรอนนั้นยิงมาได้ถูกต้อง และแม่นยำ ซึ่งระยะห่างระหว่างรูนี้เราเรียกกันว่า Dot Pitch ซึ่งในรูนี้จะมีสารประกอบของฟอสฟอรัสวางเรียงกันอยู่เป็น 3 จุด 3 มุม โดยแต่ละจุดจะเป็นสีของแม่สีนั้นก็คือ สีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน ซึ่งแต่ละจุดนี้เราเรียกว่า Triad ในส่วนของจอแบบ Trinitron นั้นจะมีการทำงานที่เหมือนกันแต่ต่างกันที่ ไม่ได้ใช้โลหะเป็นรูแต่จะใช้ โลหะที่เป็นเส้นเล็กๆ ขึงพาดไปตาม แนวตั้ง เพื่อที่จะให้อิเล็คตรอนนั้นตกกระทบกับผิวจอที่มีสารประกอบของฟอสฟอรัสได้ มากขึ้น แต่ว่าก็ยังมีข้อจำกัดทางด้านขนาดของการแสดงผล จึงทำให้มีการพัฒนาหลอดภาพแบบ Trinitron ขึ้นในปัจจุบันนี่ได้มีการพัฒนาให้มีความแบนราบมากขึ้นซึ่งจอแบบนี้จะเรียก กันว่า FD Trinitron (Flat Display Trinitron) ซึ่งมาแทนที่หลอดภาพแบบ CRT ในที่สุด
ยุคสงครามสื่อวิทยุและโทรทัศน์ บริษัท RCA ราชา แห่งคลื่นวิทยุ โดยมีซานอฟฟ์เป็นผู้กุมบังเหียน มีความฝันว่า ภายในทศวรรษหน้าจะทำให้ทุกครัวเรือนในอเมริกามีโทรทัศน์ใช้ เพราะเขาเชื่อในตัว สวารีกิน ขณะนั้นความนิยมของวิทยุมีมากมาย และซานอฟฟ์ยังต้องเจอกับคู่แข่งทางวิทยุอย่างเครือข่าย CBS
7 กรกฎาคม 1936 การถ่ายทอดโทรทัศน์ขั้นทดลองเริ่มต้นขึ้น โดยเชิญสื่อมวลชนแขนงต่างๆเข้ามาชมดู หลังจากจบการถ่ายทอด สื่อมวลชนแตกออกเป็น 2 ส่วน คือ ส่วนที่เห็นด้วย และส่วนที่ไม่เห็นด้วย ส่วนที่เห็นด้วยเชื่อในอนาคตของโทรทัศน์ ส่วนที่ไม่เห็นด้วย บอกว่า โทรทัศน์คืออะไรที่ไม่มีความจำเป็น
1940 ละครเรื่อง Streets of New York ได้ รับการถ่ายทอดผ่านโทรทัศน์เป็นครั้งแรกของโลก ขณะนั้นไม่มีใครสนใจโทรทัศน์เท่าไรนัก ส่วนใหญ่สนใจแต่วิทยุมากกว่า ในปีเดียวกันนั้นงาน World Fair ถูกจัดขึ้นในนิวยอร์ก มีนวัตกรรมใหม่ๆมากมายนำไปแสดง หนึ่งในจำนวนนั้นคือโทรทัศน์ สาธารณชนแตกตื่นกันยกใหญ่กับเทคโนโลยีนี้ เพราะส่วนใหญ่ยังไม่เคยเห็นด้วยตาตนเอง
หน่วยงานกลางของรัฐบาล ย่อเป็น FCC ถูกจัดตั้งขึ้นเพื่อควบคุมและจัดสรร คลื่นโทรทัศน์ หน่วยงานนี้บีบ บริษัท RCA ไม่ให้เป็นผู้ผูกขาดโทรทัศน์แต่เพียงรายเดียว
1940 หลังสงครามโลกครั้งที่สอง โทรทัศน์กลายเป็นสิ่งพักผ่อนหย่อนใจที่คนอเมริกาต้องการ และขาดไม่ได้เสียแล้ว บริษัท RCA ขายโทรทัศน์อย่างสนุกสนาน และร่ำรวยจากธุรกิจนี้ ในตอนนั้น บริษัท ดูมองต์ (Dumont) ได้ก้าวขึ้นมาแข่งขันกันในธุรกิจโทรทัศน์ โดยที่ RCA ใช้ระบบโทรทัศน์ 450 เส้น ส่วนของดูมองต์ ใช้ 600 เส้น หน่วยงานกลาง FCC จึงต้องตัดสินว่าจะใช้ระบบของบริษัทใดเป็นมาตรฐาน ตอนนี้ซานอฟฟ์วิ่งเข้าหาประธานาธิบดี เพื่อกดดันให้ FCC เลือกระบบของเขา ในที่สุดประสพความสำเร็จ ระบบของเขาได้รับการอนุมัติ
1941 ซานอฟฟ์ร่วมมือกับดูมองต์ จัดการถ่ายทอดการแข่งขันเบสบอลระดับชาติ ปรากฏว่าประสพความสำเร็จเป็นอย่างสูง วันเดียวกันนั้น ที่บาร์เบียร์ ห้างสรรพสินค้า และตู้โชว์สินค้า มีแต่คนมุงดูโทรทัศน์ แทบจะไม่มีคนเดินอยู่เลยบนท้องถนน
หน้าตาของโทรทัศน์ที่นายดูมองค์เอาออกมาวางขาย
1948 เซลขายรถจากลอสแองเจอลิส ได้ ลองประกอบโทรทัศน์ด้วยตนเอง และนำออกขายในราคาถูก ทำให้คนแห่ซื้อกันมากมาย อย่างบ้าคลั่ง บริษัทยักษ์ใหญ่ต้องลดราคาโทรทัศน์ของตนเองตามด้วย ในขณะนี้มีดาราบนจอแก้วเกิดขึ้นมากมาย หนึ่งในจำนวนนั้น คือมารีรีน มอนโร
1950 มีโทรทัศน์อยู่ทั่วอเมริกาอยู่ 11 ล้านเครื่อง ทุกเครื่องเป็นโทรทัศน์ขาวดำ ทั้ง CBS , RCA และ ดูมองต์ ใช้วิศวกรของตนพัฒนาโทรทัศน์สี สงครามโทรทัศน์สีจึงอุบัติขึ้น นายแพรี่ ได้ออกโทรทัศน์สีระบบกลไก แข่งขันกับโทรทัศน์ขาวดำของซานอฟฟ์ ซึ่งหวังว่า ซานอฟฟ์จะพ่ายแพ้ แต่ซานอฟฟ์ตอบโต้ว่าโทรทัศน์สีระบบกลไกเข้าไม่ได้กับโทรทัศน์ขาวดำที่มีอยู่ แล้วเป็นล้านเครื่องในตอนนั้น ซึ่ง RCA ก็ยังไม่มีโทรทัศน์สีของตนเอง
1950 ช่วงสงครามเย็น ซานอฟฟ์ทำงานร่วมกับวิศวกรใน RCA แบบไม่ได้หลับได้นอน ไม่นานนักจึงสามารถพัฒนาระบบโทรทัศน์สีแบบอิเล็กทรอนิกส์ของตนเองสำเร็จ
FCC ประกาศให้ระบบของซานอฟฟ์เป็นระบบมาตรฐาน ถึงตอนนี้บริษัท RCA ก็ร่ำรวยขึ้นอีกจากธุรกิจโทรทัศน์สี คนอเมริกาติดโทรทัศน์กันอย่างงอมแงม และเชื่อสิ่งต่างๆที่โทรทัศน์สื่อสารออกมา
ซานอฟฟ์ยังพัฒนาโทรทัศน์ให้สามารถส่งผ่านข้ามทวีปได้ ความสำเร็จนั้นมากมายมหาศาล ยกตัวอย่างเช่น การลอบสังหารประธาธิบดี John F. Kennedy คนทั้งประเทศจับจ้องอยู่หน้าจอ มีอารมณ์เดียวกันผ่านทางโทรทัศน์ นับเป็นปรากฏการณ์ที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน
นาย Philo Farnsworth ผู้ถูกลืม
สำหรับ ฟรานเวิดท์ เขาถูกลืมจากวงการโทรทัศน์ ไม่มีใครสนใจ เขาเสียชีวิตปี 1970 ในวัย 64 ปี ด้วยอาการตรอมใจ ช่วงสุดท้ายของชีวิตเขาบอกลูกหลานและคนรู้จักว่า ไม่ให้กล่าวถึงโทรทัศน์ต่อหน้าเขา ส่วนซานอฟฟ์ยังโด่งดังอยู่กับโทรทัศน์ที่เขาทุ่มเทให้ทั้งชีวิต พร้อมกับนายสวารีกิน เพื่อนซี้ของเขา
ระบบการรับส่งสัญญาณของโทรทัศน์เมื่อ เราเครื่องรับเครื่องส่งสัญญาณแล้ว ก็ต้องมีมาตรฐานในการรับส่งสัญญาณภาพและเสียงด้วย โดยเราสามรถจำแนกการรับส่งสัญญาณภาพและเสียงได้ 2 แบบ คือ
ระบบการส่งสัญญาณโทรทัศน์ แบบ Analogการ ส่งสัญญาณระบบโทรทัศน์สีได้พัฒนามา จากการส่งสัญญาณระบบโทรทัศน์แบบขาว-ดำ โดยที่ได้มีการกำหนดว่าการส่งสัญญาณระบบสีทุกระบบจะต้องให้เครื่องรับขาว-ดำ สามารถรับสัญญาณได้ด้วยเพียงแต่จะเห็นเป็นภาพขาว-ดำเท่านั้น
1) ระบบเอ็นทีเอสซี (NTSC) National Television System Committee หรือเรียกว่าระบบเอฟซีซี (FCC) เป็นระบบของสหรัฐอเมริการะบบนี้เป็นแม่แบบของระบบอื่นๆ โดยมีการส่งภาพ 525 เส้น 30 ภาพต่อวินาที หลักการของระบบนี้คือแทรกความถี่พาหะย่อยของสีลงในสัญญาณภาพโดยไม่รบกวนกัน แต่ข้อเสียของระบบนี้คือจะมีความเพี้ยนของสีเกิดขึ้น
ระบบ NTSC
2) ระบบพัล (PAL) Phase Alternating Line ระบบพัลได้ถูกพัฒนาขึ้นในประเทศเยอรมนีโดย Dr.Walter Bruch ระบบ พาลหรือเรียกว่าระบบซีซีไออาร์ (CCIR) เป็นระบบที่ปรับปรุงมาจากระบบ NTSC โดยปรับปรุงเรื่องความผิดพลาดของสีที่เกิดจากเฟสที่เปลี่ยนไปมา โดยมีวิธีการแก้ไขคือเพิ่มเฟสเข้าไป 180 องศาเป็นระบบที่มีการส่ง 625 เส้น 25 ภาพต่อวินาทีซึ่งหลักการของระบบนี้จะเหมือนกันกับหลักการของระบบ NTSC
ระบบ PAL
3) ระบบซีแคม (SECAM) คำนี้ย่อมาจาก S?quentiel couleur ? m?moire แปลความหมายได้ว่า Sequential Color with Memory ระบบซีแคมได้ถูกคิดค้นโดย Henri de Franceนักวิจัยชาวฝรั่งเศส ระบบนี้เป็นระบบที่มีการส่ง 625 เส้น 25 ภาพต่อวินาที หลักการของระบบนี้คือ แยกส่งสัญญาณกำหนดความแตกต่างของสีสลับกันที่ละเส้น ในเครื่องรับจะจับสัญญาณไว้ชุดหนึ่งเพื่อ รวมกับสัญญาณในเส้นถัดไปทำให้ได้ภาพสีที่ต้องการส่ง
ระบบ SECAM
ระบบโทรทัศน์แต่ละภูมิภาค
ดูความแตกต่างของสัญญาณให้ชัดๆ
ระบบการส่งสัญญาณของโทรทัศน์ Digital
สัญญาณ ดิจิตอลมีการส่งข้อมูลที่มากกว่าแบบ แอนะล็อก จึงต้องมีการบีบอัดสัญญาณก่อนออกอากาศ โดยมาตรฐานการบีบอัดสัญญาณ คือ การบีบอัดสัญญาณแบบ MPEG-2 ซึ่งการทำงานของ MPEG-2 จะทำการบันทึกเฉพาะ ภาพที่เปลี่ยนไปจากเดิม เช่น ภาพจรวดกำลังเลื่อนที่ขึ้นไปในอวกาศ ก็จะบันทึกเฉพาะการเคลื่อนที่ของจรวดเท่านั้น ฉากหลังที่เป็นอวกาศเหมือนเดิมจะถูกบันทึกเพียงครั้งแรกครั้งเดียว การบีบอัดสัญญาณสามารถบีบอัดได้ในอัตราส่วน 55 ต่อ 1 โดยที่คุณภาพของสัญญาณดีกว่าและระยะทางการส่งไกลกว่าระบบแอนะล็อก
การส่งสัญญาณโทรทัศน์สามารถทำได้โดยการ
1) การส่งสัญญาณโทรทัศน์ภาคพื้นดิน เป็นการแพร่กระจายสัญญาณไปในอากาศเมื่อติดตั้งเสาอากาศแล้วต่อสายสัญญาณเข้า เครื่องรับก็สามารถรับสัญญาณโทรทัศน์จากสถานีส่งได้ การส่งสัญญาณด้วยคลื่นวิทยุส่งได้ในช่วงความถี่ 2 ระดับคือ
1. 30- 300MHz จะเป็นช่วงของคลื่น VHF (Very high frequency) ลักษณะคลื่นเป็นคลื่นตรง มีย่านความถี่ที่ระหว่าง 30 - 300 MHz ความยาวคลื่นตั้งแต่ 10เมตร ถึง 1 เมตร ส่วนมากแล้วโดยทั่วไปนั้น VHF จะใช้ในการส่งคลื่นวิทยุสื่อสาร วิทยุโทรทัศน์ วิทยุกระจายเสียง
ความถี่ VHF ในย่านต่างๆ
2. 300 - 3000 MHz จะเป็นช่วงของคลื่น UHF (Ultra high frequency) ลักษณะคลื่นเป็นคลื่นไมโครเวฟ มีย่านความถี่ที่ระหว่าง 300 - 3000 MHz ความยาวคลื่นตั้งแต่ 1เมตร ถึง 100 มิลลิเมตร ส่วนมากแล้วโดยทั่วไปนั้น UHF เป็นการใช้งานการส่งคลื่นวิทยุโทรทัศน์ระบบดิจิตตอล การใช้โทรศัพท์เคลื่อน อุปกรณ์ไร้สาย
การใช้งาน UHF ในย่านความถี่ต่างๆ
2) การส่งสัญญาณโทรทัศน์ผ่านช่องนำสัญญาณ เป็นการส่งสัญญาณไปตาม สายนำสัญญาณหรือสายเคเบิลไปยังเครื่องรับโทรทัศน์ ซึ่งเป็นการติดต่อโดยตรงระหว่างสถานีส่งกับผู้รับสัญญาณ การส่งสัญญาณด้วยสายนำสัญญาณแบ่งออกเป็น
1. เคเบิลโทรทัศน์ชุมชน
2. ระบบเสาอากาศโทรทัศน์ชุมชน
3. ระบบเสาอากาศชุดเดียว
3) การส่งสัญญาณโทรทัศน์ผ่านดาวเทียม เป็นการส่งสัญญาณโทรทัศน์โดยผ่านดาวเทียมซึ่งใช้คลื่นไมโครเวฟในการส่ง
4) การส่งสัญญาณโทรทัศน์ผ่านอินเตอร์เน็ต
โทรทัศน์ในยุคปัจจุบันปัจจุบัน โทรทัศน์ของเรามีหลายประเภทหลายยี่ห้อ ที่ถูกพัฒนาต่อเนื่องอย่างยาวนานจนได้มีหน้าตาเหมือนในยุคปัจจุบัน โดยมีเทคโนโลยีการแสดงภาพหลายแบบ เรามาทำความรู้จักกับเทคโนโลยีที่ใช้ในการแสดงภาพกันดีกว่าครับ
LCD Display (Liquid Crystal Display)
จอแบบ LCD เรียกได้ว่าเป็นการพัฒนาใหม่ (ไม่เหมือนเดิมซักกะนิด) โดยมันมีหลักการทำงานโดยอาศัยความร้อนจากขดลวด ไปบังคับให้ผลึกเหลวแสดงสีสันต่างๆตามที่ต้องการ โดยสิ่งที่เราว่า สารผลึกเหลวที่ใช้ใน LCD นั้นเป็นสารสังเคราะห์ที่จัดได้ว่าเป็นสารใหม่ที่พัฒนากันมาเมื่อไม่นานนี้ คำว่าผลึกเหลว ( Liquid Crystal ) หมายถึง สารที่อยู่ระหว่างของแข็งกับของเหลว ปกติสารทั่วไปเมื่อเป็นของแข็งที่อุณหภูมิหนึ่งครั้นได้รับอุณหภูมิสูงขึ้น ก็จะหลอมละลายเป็นของเหลว แต่สำหรับผลึกเหลวนี้มีคุณสมบัติพิเศษคือมีช่วงอุณหภูมิที่กว้างสำหรับสถานะ ที่อยู่ระหว่าง ของแข็งกับของเหลว ผลึกเหลวจึงแตกต่างจากวัสดุทั่วไปที่มีจุดหลอมเหลวที่เปลี่ยนสถานะจากของ แข็งเป็นของเหลว หรือแม้แต่พลาสติกก็จะเริ่มอ่อนตัวเมื่อได้รับความร้อนจนหลอมละลาย แต่สำหรับผลึกเหลวมีลักษณะพิเศษ ชนิดของผลึกเหลวแยกตามโครงสร้างโมเลกุลเช่น แบบเนมาติก ( nematic ) แบบสเมติก ( smetic) แบบคอเลสเตริก สำหรับหลักการทำงานของมันนั้น ปรากฏการณ์ของผลึกเหลวเป็นปรากฏการณ์ที่มีลักษณะพิเศษสารอื่นๆ ในสถานะปกติ เมื่อยังไม่มีแรงดันไฟฟ้าป้อนให้ โมเลกุลของผลึกเหลววางตัวเป็นเกลียวในแนวคอลัมน์ แต่เมื่อ้อนแรงดันไฟฟ้าให้กับผลึกเหลว โครงสร้างโมเลกุลจะกระจักกระจายอย่างสุ่ม สำหรับ LCD นั้นได้เริ่มนำมาใช้ในจอแสดงผลในเครื่องคอมพิวเตอร์แบบแลปท็อป แบบโน๊ตบุ้ค แบบพาล์มท็อป การแสดงผลของ LCD มีลักษณะแบบแบนราบ น้ำหนักเบา กินไฟน้อย
พัฒนาการของ LCD
LCD มีการพัฒนาก้าวหน้าขึ้นอย่างรวดเร็ว เริ่มจากการพัฒนาขึ้นเพื่อใช้กับเครื่องคิดเลขและนาฬิกาดิจิตอล หลังจากนั้นก็พัฒนาต่อเนื่องเพื่อรองรับความต้องการที่มีมากขึ้น เทคโนโลยี LCD เป็นเทคโนโลยีที่มียุคสมัย และแบ่งยุคได้ตามการพัฒนาเป็นขั้นๆเหมือนยุคของคอมพิวเตอร์
ยุคแรก สร้างฐานของเทคโนโลยี ในยุคนี้เป็นยุคที่เริ่มต้นของการพัฒนา LCD เทคนิควิธีการที่ใช้เป็นแบบ DMS (Dynamic Seattering Method)และ TN (Twisted Nematic) โดยมีนาย Friedrich Reinitzer เป็นผู้ค้นพบ ผลึกเหลว ข้อเด่นของเทคโนโลยีนี้คือ ใช้กำลังงานไฟฟ้าต่ำ ใช้แรงดันต่ำ เหมาะสมที่จะใช้งานกับเทคโนโลยี CMOS จึงนำมาประยุกต์ใช้ในเครื่องคิดเลข นาฬิกา ฯลฯ แต่ไม่สามารถแสดงผลเป็นแบบสีได้
การประยุกต์ใช้งาน LCD เริ่มกว้างขวางมากขึ้น เทคโนโลยีที่ใช้ส่วนใหญ่เป็นแบบTNโดยพัฒนาให้แผงแสดง มีลักษณะบางและ กะทัดรัดและเริ่มใช้ตัวสะท้อนให้มีสี การประยุกต์ใช้งานส่วนใหญ่ยังคงเป็นเรื่องของเครื่องคิดเลข นาฬิกา ฯลฯ
ยุคที่สาม ยุคกระจาย ในยุคนี้มีการผลิตแพร่หลาย มีการตั้งโรงงานการผลิต LCD กระจายขึ้นทั่วโลก เทคโนโลยีที่ใช้เป็นแบบ TN และ GH (Guest Host) ข้อเด่นที่ได้ในยุคนี้ก็คือ LCD มีความเชื่อถือสูง มีความคงทน มีความเข้มคมชัด ีความเร็วในการตอบสนองต่อสัญญาณ ไฟฟ้าได้เร็ว การขยายการใช้งานจึงกว้างขวางขึ้นมาก มีการประยุคใช้ในกล้องถ่ายรูปรถยนต์แผงแสดงของจอคอมพิวเตอร์เกม และอุปกรณ์สำนักงานต่างๆ การก้าวเข้าสู่รถยนต์ก็เพราะว่าสามารถลดอุปกรณ์การวัดที่ต้องอาศัยกลไกมา เป็นอิเล็กทรอนิกส์ ได้มาก การแสดงผลเป็นแบบพาสซีฟจึงไม่สามารถสร้างความเครียดให้กับสายตา
ยุคที่สี่ ยุคท้าทายที่จะแทน CRT การใช้งานกว้างขวางและมีตลาดรองรับอยู่มาก เทคโนโลยีที่ก้าวเข้ามาในยุคนี้คือ การใช้ TFT หรือ Thin Film Transistor และแบบ Glare Type เพื่อสร้างจอภาพแสดงผลแบบ Active ข้อดีคือ สามารถมัลติเพล็กซ์สัญญาณการแสดงผลได้เร็วทำให้จอภาพมีขนาดใหญ่ขึ้น ราคาถูกลง แสดงสีได้เหมือนธรรมชาติ ให้ความละเอียดได้สูง การประยุกต์ใช้งานจึงเน้นจำพวกโทรทัศน์จอแบน (HDTV) จอคอมพิวเตอร์
โครงสร้างจอแบบ TFT
ตัวอย่างจอแบบ TFT
จอแบบ Glareซึ่งแตกต่างกัน ตรงที่วัสดุที่ใช้ทำหน้าจอเป็นแบบพลาสติกวาว
TV แบบ Plasma
ต้นกำเนิด
มันถือกำเนิดโดย Donald Bitzer แห่ง University of Illinois at Urbana-Champaign ผู้ซึ่งค้นพบการเปล่งแสงของแก๊สนีออนในปี 1964 โดยมันมีขนาด 1 นิ้วและแสดงผลได้เพียงแค่ สีส้ม และต่อมาบริษัท Burroughs Corporation ได้นำไปพัฒนาให้ใช้กับอุปกรณ์ให้ความบันเทิงต่างๆเช่น Slot machine เครื่องเล่น Pin ball และแล้วในปี 1992 บริษัท Fujisu จากแดนปลาดิบได้ทำการพัฒนา Technology Hybrid Plasma เพื่อใช้ในการแสดงภาพแบบสี ด้วยเหตุนี้เองจึงเป็นต้นกำเนิด TV แบบ Plasma ที่สามารถแสดงภาพสีได้จนถึงปัจจุบัน
หน้าจอแบบ Plasma รุ่นแรกๆ
Plasma TV ปัจจุบันโอ้ มันใหญ่จริงๆ O_o
หลักการทำงานของ TV แบบ Plasma ภาพแบบพลาสม่าทีวี แสดงภาพโดยการใช้แสงที่เกิดจากการแตกตัว ionized ของ neon gas (นีออน)เพื่อแสดงผลของภาพออกมาที่แผงหน้าจอ ภายในจอภาพมีองค์ประกอบที่เต็มไปด้วย neon gas แต่ละพิกเซลกำเนิดแสงได้เอง Plasma ทีวี จะเน้นทำแต่ ขนาดใหญ่ๆครับ 42 นิ้วขึ้นไป จนถึงขนาด 150 นิ้ว ใหญ่มาก ใหญ่กว่า LCD และยังสามารถแสดงภาพเคลื่อนไหวได้ดีกว่า เพราะ Response time ต่ำมากๆ รวมถึงการให้ค่าความสว่างสูงกว่า LCD แต่ว่ามีปัญหาตรงที่ไม่สามารถแสดงภาพนิ่งได้เป็นเวลานานๆ เพราะจะเกิดอาการ Burn-in ได้และรวมถึงการกินไฟที่มากกว่า จึงทำให้ไม่ค่อยได้รับความนิยมในการนำมาแสดงผลของเครื่อง Computer เท่าไรนัก
ภาพแสดงโครงสร้างของ Plasma TV
ภาพแสดงอาการ Burn ? in ของจอแบบPlasma
OLED TV
OLED หรือ Organic Light-Emitting Diodes คือ อุปกรณ์ที่ทำด้วยฟิล์มของวัสดุอินทรีย์กึ่งตัวนำ ที่สามารถเปล่งแสงได้เองเมื่อได้รับพลังงานไฟฟ้า เรียกว่ากระบวนการ Electroluminescence (อิเล็กโทรลูมิเนสเซนซ์) เมื่อนำมาใช้เป็นจอภาพจึงไม่จำเป็นต้องมี Backlight ฉายแสงด้านหลังไปทั่วทั้งจอภาพ อย่างที่ทำกันในจอ LCD หรือ Plasma ซึ่งยังทำให้จุดสีดำใดๆในภาพ ก็จะได้สีที่ดำสนิทมืดมิดจริงๆ เพราะไม่มีแสงสว่างออกมาเลยนั่นเอง ด้วยคุณสมบัติเด่นนี้เองจึงทำให้จอแบบ OLED สามารถประหยัดพลังงานไฟฟ้า และให้ความบางที่มากกว่าจอ LCD ได้.
โครงสร้างและหลักการทำงาน
1. กระแสไฟฟ้าจะไหลจาก Cathode ผ่านชั้นสารอินทรีย์ไปยัง Anode โดย Cathode จะให้กระแสelectrons แก่ชั้น Emissive layer ขณะเดียวกัน
2. Anode จะดึง electrons ในชั้น Conductive layer ให้เคลื่อนที่เข้ามา เกิดเป็น electron holes ขึ้น
3. ระหว่างชั้น Emissive และ Conductive layer จะเกิดปฏิกิริยา electron (-) เข้าจับคู่กับ hole (+) ขึ้น ซึ่งกระบวนนี้เอง ที่จะเกิดการคายพลังงานส่วนเกินออกมา นั่นก็คือแสงสว่างที่เราต้องการ
สำหรับการให้สีแก่แสงนั้น จะขึ้นอยู่กับชนิดของโมเลกุลสารอินทรีย์ในชั้น Emissive layer ซึ่งในการผลิตจอ Full-color OLEDs จะใช้สารอินทรีย์ 3 ชนิด เพื่อให้ได้แม่สีของแสงคือน้ำเงิน, แดง และเขียว
ส่วนความเข้มและความสว่างของแสงที่ได้ จะขึ้นอยู่กับกระแสไฟฟ้าที่ให้เข้าไป ซึ่งโดยปกติจะใช้กระแสไฟฟ้าที่ประมาณ 3-10 โวลต์
ภาพแสดงหลักการทำงานอย่างคร่าวๆ
และด้วยความที่ทำจากฟิล์มสารอินทรีย์ที่บางระดับนาโนเมตรนี้เอง เราจึงสามารถประกอบอุปกรณ์ OLED บนวัสดุที่พับงอได้ เช่น พลาสติกใส เกิดเป็นจอภาพแบบยืดหยุ่น (Flexible Display) ได้ขึ้นมา
จุดเด่นของ OLED
- สามารถเปล่งแสงได้ด้วยตัวเอง ทำให้ใช้พลังงานน้อยกว่าจอแบบอื่นๆ
- จอมีความบางกว่า เบากว่า และมีความยืดหยุ่นสูงจนสามารถโค้งงอได้
- ให้ความสว่างมากกว่า เนื่องจากจอทำจากพลาสติกที่มีความบางมาก การผ่านของแสงจึงดีกว่า
- ง่ายต่อการขยายขนาด เพราะทำจากพลาสติก จึงสามารถสร้างให้มีขนาดใหญ่ได้ และปลอดภัย
จุดด้อยของ OLED- อายุการใช้งานของฟิล์มที่ให้กำเนิดสีน้ำเงิน ยังมีอายุการใช้งานสั้นเพียง 1,000 ชั่วโมง (แต่สำหรับสีแดง และเขียว มีอายุการใช้งานที่ยาวนาน ประมาณ 10,000 ถึง 40,000 ชั่วโมง) ซึ่งตรงนี้ไม่ดีแน่ถ้าหากหลอดภาพบางสีมันเสียหรือเสื่อมไป
- ปัจจุบันขั้นตอนการผลิตยังคงมีราคาสูง เนื่องจากยังไม่สามารถผลิตเป็นผลิตภัณฑ์เชิงปริมาณได้
- สารอินทรีย์ที่ใช้ทำ OLED จะเสียหายได้ง่ายเมื่อโดนน้ำหรือออกซิเจน
เราจะเห็นได้ว่า โทรทัศน์ได้มีการวิวัฒนาการมาอย่างต่อเนื่องหลายยุคหลายสมัย มีการใช้องค์ความรู้ทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมหลายแขนง จนทำให้เราได้มีสิงประดิษฐ์มหัศจรรย์ที่เรามีใช้ได้จนถึงทุกวันนี้ และเชื่อว่าเทคโนโลยียังคงไม่หยุดอยู่เพียงเท่านี้ เราจึงให้สมญานามว่า โทรทัศน์มหัศจรรย์แห่งนวัตกรรมที่ไม่มีวันตายครับ
credit :
i3
แบ่งปันหัวข้อนี้...
