– காளீஸ்வர்

அப்பொழுதெல்லாம் வண்ணத் தொலைக்காட்சிப் பெட்டிகள் இருந்ததில்லை! கண்ணைக் கவரும் எல்இடி விளக்குகள் இருந்ததில்லை! குண்டு பல்பு என அனைவராலும் அன்போடு அழைக்கப்படும் டங்ஸ்டன் விளக்குகளும், கருப்பு வெள்ளை திரையிலான தொலைக்காட்சிப் பெட்டிகளுமே இருந்தன. 1990-களில் தான், தனியார் தொலைக்காட்சிகளின் ஆதிக்கம் இந்தியாவில் தொடங்கியது. அந்தப் பழைய நாட்களில், டிவி ஆன் செய்ததும் ஒரு சில வினாடிகள் கழித்துத் தான் படம் வரும். அது ஏன்? அந்த டிவிக்களின் உள்ளே என்ன நடந்தது? இப்போது பார்ப்போம்.

வரலாறு

                முதல் CRT 1897 – ஆம் ஆண்டில் ஜெர்மன் இயற்பியலாளர் கார்ல் பெர்டினாண்ட் ப்ரான் (Karl Ferdinand Braun) என்பவரால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. இதுவே பிற்காலத்தில் தொலைக்காட்சிகளிலும், கணினி மானிட்டர்களிலும் பயன்படுத்தப் பட்டது. ஆரம்பத்தில் அறிவியல் ஆய்வுகளுக்காகவும், ஆஸிலோஸ்கோப்களிலும் (Oscilloscopes) பயன்படுத்தப்பட்டாலும், 1930களில் இது தொலைக்காட்சி ஒளிபரப்பிற்குப் பயன்படுத்தப்பட்டது. ஃபிலோ ஃபார்ன்ஸ்வொர்த் (Philo Farnsworth) மற்றும் வ்ளாடிமிர் ஸ்வோரிகின் (Vladimir zworykin) போன்றவர்கள் தொலைக்காட்சி தொழில்நுட்பத்தை மேம்படுத்துவதில் முக்கியப் பங்காற்றினர்.

கேத்தோடு கதிர் குழாய் (Cathode ray tube)

                பழைய கருப்பு வெள்ளை தொலைக்காட்சிகள் CRT (Cathode ray tube – கேத்தோடு ரே ட்யூப்) எனப்படும் ஒரு தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தின. இது ஒரு பெரிய வெற்றிடக் குழாய் (Vacuum tube) ஆகும். இதன் பின்னால் உள்ள அறிவியல் மிகவும் சுவாரசியமானது:

எலக்ட்ரான் துப்பாக்கி  (Electron gun):

                CRT-யின் பின்னால் ஒரு எலக்ட்ரான் துப்பாக்கி இருக்கும். இது மின்சாரத்தைப் பயன்படுத்தி எலக்ட்ரான்களை உருவாக்கும். இந்த எலக்ட்ரான் கன், ஒரு சூடான இழை (Filament) மற்றும் பல மின்முனைகளைக் (Electrodes) கொண்டிருக்கும். இந்த இழை சூடேற்றப்படும்போது எலக்ட்ரான்களை உமிழும் (தெர்மியோனிக் எமிஷன் – Thermionic emission). இந்த மின்முனைகள், உமிழப்படும் எலக்ட்ரான்களை ஒரு மெல்லிய கற்றையாகக் குவியச் செய்யும் (ஃபோகஸிங் – Focusing) மற்றும் அவற்றை வெளியேற்றும் (ஆக்ஸிலரேட்டிங் – Accelerating). ட்ரான்சிஸ்டர்கள் எவ்வாறு மின்சாரத்தைக் கட்டுப்படுத்துகிறதோ, அதே போல இங்குள்ள மின்னணு அமைப்புகள் எலக்ட்ரான்களின் பாய்ச்சலைக் கட்டுப்படுத்தும். இதுவே திரையில் ஒளியின் பிரகாசத்தைக் கட்டுப்படுத்துகிறது.

கட்டுப்பாட்டு கம்பிச்சுருள்கள் (Deflection coils):

                எலக்ட்ரான் கன் மூலம் வெளிவரும் எலக்ட்ரான்கள், ஒரு மெல்லிய கற்றையாக (Electron beam) உருவாக்கப்பட்டு, திரையை நோக்கிப் பாயும். இந்தக் கற்றையின் இயக்கத்தைக் கட்டுப்படுத்த காந்தப் புலங்கள் (Magnetic fields பயன்படுத்தப்பட்டன. இந்த காந்தப் புலங்களை உருவாக்கும் கம்பிச்சுருள்கள் (Deflection coils) CRT-யின் கழுத்துப் பகுதியில் இருக்கும். இந்தக் கம்பிச்சுருள்களில் செலுத்தப்படும் மின்சாரத்தின் அளவை மாற்றுவதன் மூலம், எலக்ட்ரான் கற்றையைத் திரையின் எந்தப் புள்ளிக்கும் (X மற்றும் Y அச்சுகளில்) மிக வேகமாகச் செலுத்த முடியும். இந்த செயல்பாடு வருடுதல் (Scanning) எனப்படும். எலக்ட்ரான் கற்றை திரையின் ஒவ்வொரு வரியையும், மேலிருந்து கீழாகவும், இடமிருந்து வலமாகவும் மிக வேகமாக வரையப்படும்.

பாஸ்பர் பூசப்பட்ட திரை (Phosphor screen)

                CRT-யின் முன் பகுதி, அதாவது நாம் பார்க்கும் திரை, ஒரு சிறப்புப் பொருள் கொண்ட பாஸ்பரஸ் (Phospher) பூச்சுடன் பூசப்பட்டிருக்கும். இந்த பாஸ்பரஸ் பொருள் மீது எலக்ட்ரான் கற்றை மோதும் போது, அது ஒளியை உமிழும். இதை கேத்தோடோலூமினசென்ஸ் (Cathodoluminescence) என்பார்கள். கருப்பு வெள்ளை டிவியில், ஒளியின் அடர்த்தியை (Intensity) கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம் கருப்பு, வெள்ளை மற்றும் சாம்பல் நிறங்களின் வெவ்வேறு ஷேட்களை உருவாக்க முடியும். எலக்ட்ரான் கற்றை எவ்வளவு வேகமாக அல்லது மெதுவாக பாஸ்பரஸ் மீது மோதுகிறது என்பதைப் பொறுத்து, ஒளியின் பிரகாசம் மாறும். பாஸ்பரஸ் பொருள், எலக்ட்ரான்கள் தாக்கிய பிறகும் ஒரு சிறிய நேரத்திற்கு ஒளியை உமிழும். இதுவே, படம் “நிலைத்து” நிற்பதற்கு உதவுகிறது.

வீடியோ சமிக்ஞை செயலாக்கம்

                தொலைக்காட்சி நிலையத்திலிருந்து வரும் அலைவரிசை சிக்னல்கள், டிவிக்கு உள்ளே உள்ள மின்னணு சுற்றுகளால் (மிசி-கள், டிரான்சிஸ்டர்கள், மின்தேக்கிகள், மின்தடைகள், டையோடுகள் போன்றவை) செயலாக்கப்படும். இந்த சமிக்ஞைகள், எலக்ட்ரான் கன் எவ்வளவு எலக்ட்ரான்களை உமிழ வேண்டும் என்பதையும் (படத்தின் ஒளியளவை கட்டுப்படுத்த), கட்டுப்படுத்தும் கம்பிச்சுருள்கள் எலக்ட்ரான் கற்றையை எங்கு செலுத்த வேண்டும் என்பதையும் (படத்தின் நிலை மற்றும் வடிவத்தைக் கட்டுப்படுத்த) தீர்மானிக்கும். ஒரு வீடியோ சமிக்ஞையில்  உள்ள ஒளி மற்றும் இருள் குறித்த தகவல்கள் (Bright and dark spots), எலக்ட்ரான் கற்றையின் தீவிரத்தைக் கட்டுப்படுத்தி, திரையில் படங்களைத் தோற்றுவிக்கும். இந்த சமிக்ஞைகள் ஒப்புமை சமிக்ஞைகளாக (Analog signals) இருக்கும், அவை தொடர்ச்சியான அலைவடிவத்தில் தகவல்களைக் கொண்டு செல்லும்.

படங்கள் உருவாக்கம் 

                எலக்ட்ரான் கற்றை, திரையில் இடமிருந்து வலமாகவும், மேலிருந்து கீழாகவும் மிக வேகமாக நகர்ந்து (Scan) செல்லும். இது ஒரு வினாடிக்கு பல நூறு முறை நிகழும். பொதுவாக, NTSC தரநிலையில் 525 வரிகளும் (lines) (அமெரிக்கா, ஜப்பான் போன்ற நாடுகளில்), PAL/Sccam தரநிலையில் 625 வரிகளும் (இந்தியா, ஐரோப்பா, ஆசியா போன்ற நாடுகளில்) இருக்கும். இந்த வரிகள் ஒன்றுக்குப்பின் ஒன்றாக வரையப்படும். ஒரு முழுமையான படம் உருவாக, இரண்டு ஸ்கேன்கள் தேவைப்படும் (இன்டர்லேஸ்ட் ஸ்கேனிங்). இவ்வாறு நகர்ந்து செல்லும்போது, தேவைப்படும் இடங்களில் எலக்ட்ரான்கள் பாஸ்பரஸ் மீது மோதி ஒளியை உருவாக்கும். இந்த தொடர்ச்சியான ஒளிக் கோடுகள்,

                நமது கண்ணுக்கு ஒரு முழுமையான படமாகத் தோன்றும். ஒரு வினாடிக்கு 25 அல்லது 30 முழு காட்சிகள் (Frames) திரையில் மாற்றப்படுவதால் (ஒரு நொடிக்கு பல முறை புதுப்பிக்கப்படுவதால்), நமது கண் அதை ஒரு தொடர்ச்சியான இயக்கமாகப் பார்க்கும். இதை தொடர் இயக்க பார்வை (Persistence of vision) என்பார்கள், அதாவது ஒரு படம் மறைந்த பிறகும் நமது கண்ணின் விழித்திரையில் ஒரு சிறிய நேரத்திற்கு அதன் பிம்பம் நிலைத்திருக்கும் நிகழ்வு ஆகும் .

சவால்கள் & பருமன் மற்றும் எடை

                CRT டிவிகள் மிகவும் பெரியதாகவும், கனமானதாகவும் இருந்தன. அவற்றின் பெரிய வெற்றிடக் குழாய் மற்றும் பாதுகாப்புக்காகத் தேவைப்படும் தடிமனான கண்ணாடி இதற்கு முக்கியக் காரணம். ஒரு 21 அங்குல CRT டிவி கூட மிகக் கனமாக இருக்கும், அதைத் தூக்கிச் செல்வது  கடினமாகவும் இருந்தது

மின் நுகர்வு

                இவை அதிக மின்சாரத்தை செலவிட்டன. வெப்பமாகவும் மின்சாரத்தை வெளியிட்டன. CRT-கள் இயங்க அதிக மின்னழுத்தம் (கிலோவோல்ட் அளவில்) தேவைப்பட்டது.

சிமிட்டல் (Flicker)

                குறைந்த புதுப்பிப்பு விகிதம் (Refresh rate) காரணமாக, சில சமயங்களில் திரையில் ஒருவித ‘துடிப்பு’ அல்லது ‘சிமிட்டல்’ (Flicker) தெரியும். குறிப்பாக நீண்ட நேரம் டிவியைப் பார்க்கும் போது, இது கண்களுக்குச் சோர்வை ஏற்படுத்தலாம்,.

படத்தின் தரம் (Image quality)

                நவீன டிவிகளைப் போல துல்லியமான படப்புள்ளி கட்டுப்பாடு (pixel control)  இருக்காது. படங்களின் தெளிவு ஒப்பீட்டளவில் குறைவாக இருக்கும். மேலும், திரையின் விளிம்புகளில் படம் சற்றே சிதைந்து போகும் வாய்ப்பும் இருந்தது.

உள் எரிதல் (Burn-in)

                திரையில் நீண்ட நேரம் ஒரே படம் காட்டப்பட்டால், பாஸ்பரஸ் அந்தப் பகுதியில் நிரந்தரமாக எரிந்து, ஒரு பிம்பமாக அங்கேயே தங்கிவிடும்.

தொழில்நுட்பப் பரிணாம வளர்ச்சி

                1990-களில் வண்ணத் தொலைக்காட்சிகள் பிரபலமாகத் தொடங்கின. அவை கருப்பு வெள்ளை CRT டிவிகளைப் போலவே செயல்பட்டாலும், திரையின் உள்ளே சிவப்பு, பச்சை, நீலம் (RGB-Red, Green, Blue) என மூன்று வெவ்வேறு பாஸ்பரஸ் புள்ளிகள் இருந்தன. மூன்று எலக்ட்ரான் துப்பாக்கிகள்  (ஒவ்வொரு வண்ணத்திற்கும் ஒன்று) தனித்தனியாக இந்த புள்ளிகளைத் தாக்கி வண்ணப் படங்களை உருவாக்கின. இந்த மூன்று முதன்மை வண்ணங்களை வெவ்வேறு விகிதங்களில் கலப்பதன் மூலம் மில்லியன் கணக்கான வண்ணங்களை உருவாக்க முடியும்.

                காலப்போக்கில், CRT டிவிகள் மெலிதான, ஆற்றல் சேமிப்பு கொண்ட எல்சிடி (LCD – Liquid crystal Display) மற்றும் எல்இடி (LED – Light emitting diode) டிவிகளால்பதிலீடு செய்யப்பட்டன . எல்சிடி டிவிகள் திரையில் உள்ள திரவப் படிகங்களை (Liquid crystals) பயன்படுத்தி ஒளியைக் கட்டுப்படுத்தி படங்களை உருவாக்கின. எல்இடி டிவிகள், உண்மையில் எல்சிடி டிவிகள்தான், ஆனால் அவற்றின் பின்னொளிக்கு (Backlight) எல்இடிகளைப் பயன்படுத்துகின்றனர் , இது சிறந்த ஒளிர்வு மற்றும் ஆற்றல் திறனை வழங்குகிறது. CRT டிவிகளில் இருந்த பெரிய அளவு , அதிக மின் நுகர்வு போன்ற பிரச்சனைகள் LCD மற்றும் LED டிவிகளில் கணிசமாகக் குறைந்தன.                 இன்று OLED (Organic emiting diode), QLED (Quantum dot LED) போன்ற அதிநவீன திரைகள் வந்துவிட்டன. இவை மிக மெல்லியதாகவும் (சில மில்லிமீட்டர் தடிமன்), அதிக வண்ணத் துல்லியத்துடனும், மிகச் சிறந்த மாறுபாட்டு விகிதத்துடனும் (Contrast Ratio – உண்மையான கருப்பு நிறத்தை உருவாக்க முடியும்) படங்களை வழங்குகின்றன. இந்த நவீன டிவிகள் அனைத்தும், டிரான்சிஸ்டர்கள், டையோடுகள், மின்தேக்கிகள் போன்ற அடிப்படை மின்னணுப் பாகங்களின் மிக நுண்ணிய ஒருங்கிணைப்புடன் செயல்படுகின்றன.