Tiểu luận môn Phương pháp nghiên cứu Khoa học MỤC LỤC HV: Nguyễn Duy Lộc – CH1201115 Trang 1 Tiểu luận môn Phương pháp nghiên cứu Khoa học LỜI NÓI ĐẦU Sáng tạo là cốt lõi của sự phát triển, là tất yếu cho sự cải tạo thế giới, giúp sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, xây dựng xã hội loài người ngày càng văn minh hiện đại. Con người đã bắt đầu sáng tạo để tồn tại từ khi có mặt trên trái đất, từ sự phục vụ nhu cầu cơ bản ăn-ở-mặt đến việc chinh phục cả vũ trụ. TV là một thiết bị điện tử ngày càng trở nên phổ biến trong mọi gia đình. Quá trình phát triển của TV từ thời kỳ đầu đến thế hệ TV thông minh nhất được em tổng hợp và ứng dụng vào 40 nguyên lý sáng tạo cơ bản, để thấy được sự sáng tạo trong công nghệ sản xuất TV phát triển một cách nhanh chóng, vượt bậc trong những năm gần đây. Từ những ý tưởng sáng tạo này, các nhà sản xuất TV đã cho ra đời những thế hệ TV ngày một thông minh hơn, mang lại những sản công nghệ cao phục vụ nhu cầu trong cuộc sống con người. Chân thành cám ơn thầy đã tận tình giảng dạy, cung cấp đầy đủ tài liệu của môn học, giúp chúng em tiếp thu kiến thức về các nguyên tắc, phương pháp sáng tạo để không những vận dụng trong bài thu hoạch mà còn giúp ích cho chúng em giải quyết các bài toán trong đời sống cũng như trong nghiên cứu sau này. Trân trọng kính chúc thầy sức khỏe và niềm vui! HV: Nguyễn Duy Lộc – CH1201115 Trang 2 Tiểu luận môn Phương pháp nghiên cứu Khoa học A. LỊCH SỬ VÀ QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ TV (MÁY THU HÌNH): I. Khái niệm và lịch sử phát triển 1) Tivi là gì? Truyền hình hay còn gọi là vô tuyến truyền hình (truyền hình không dây), máy thu hình, máy phát hình là hệ thống điện tử viễn thông có khả năng thu nhận tín hiệu sóng và tín hiệu qua đường cáp để chuyển thành hình ảnh và âm thanh (truyền thanh truyền hình) và là một loại máy phát hình truyền tải nội dung chủ yếu bằng hình ảnh sống động và âm thanh kèm theo. Tivi (television hay TV) là máy nhận những tín hiệu vô tuyến truyền hình (qua ăng-ten hoặc cáp) và phát bằng hình ảnh. 2) Lịch sử phát triển: Sự phát triển của công nghệ truyền hình có thể được thực hiện trên 2 phạm vi: các phát triển trên phương diện cơ học và điện tử học, và các phát triển hoàn toàn trên điện tử học. Sự phát triển thứ hai là nguồn gốc của các tivi hiện đại, nhưng những điều trên không thể thực hiện nếu không có sự phát hiện và sự thấu hiểu từ hệ thống cơ khí. Một sinh viên người Đức Paul Gottlieb Nipkow đưa ra phát kiến hệ thống tivi cơ điện tử đầu tiên năm 1885. Thiết kế quay đĩa của Nipkow được xem là chuyển đổi hình ảnh thành các chấm điểm. Tuy nhiên, phải tới năm 1907, sự phát minh của công nghệ ống phóng đại mới giúp các thiết kế thành hiện thực. Trong thời điểm đó Constatin Perskyi đề xuất từ tivi trong một xuất bản tại Viện điện tử quốc tế ở Hội chợ Quốc tế ở Paris vào 25 tháng 8 năm 1900. Các xuất bản của Perskyi tóm tắt lại công nghệ cơ điện tử, đề cập đến thành quả của Nipkow và các đồng sự. Năm 1911, Boris Rosing và học trò của ông Vladimir Kosma Zworykin thành công trong việc tạo ra hệ thống tivi sử dụng bộ phân hình gương để phát hình, theo Zworykin, "các hình rất thô" qua các dây tới ống điện tử Braun (ống cathode) trong đầu nhận. Các hình chuyển động là không thể, bởi vì bộ phân hình, có "độ nhạy cảm không đủ và các phân tử selen quá chậm". Năm 1920, hai nhà khoa học Mỹ Charles Francis Jenkins và nhà khoa học Anh John Logie Baird đã tạo ra vật mẫu thành công đầu tiên của chiếc TV. HV: Nguyễn Duy Lộc – CH1201115 Trang 3 Tiểu luận môn Phương pháp nghiên cứu Khoa học Năm 1927, một người Mỹ trẻ tuổi là Philo Taylor Farnsworth đã phát triển thành công phiên bản thương mại ống tia cực âm nhằm phát tín hiệu truyền hình điện tử và đây là bước đột phá trong nghệ truyền hình của nhân loại. HV: Nguyễn Duy Lộc – CH1201115 Trang 4 Chiếc TV – vật mẫu thành công đầu tiên của hai nhà khoa học Mỹ Charles Francis Jenkins và nhà khoa học Anh John Logie Baird tạo ra năm 1920. Ông Philo Taylor Farnsworth Phiên bản thương mại kết hợp máy quét điện tử và ống tia cực âm (vật bằng kính trong ảnh) của Philo Taylor Farnsworth năm 1927. Phiên bản thương mại kết hợp máy quét điện tử và ống tia cực âm (vật bằng kính trong ảnh) của Philo Taylor Farnsworth năm 1927. Tiểu luận môn Phương pháp nghiên cứu Khoa học Năm 1928, Farnsworth phát triển hệ thống và trình diễn cho báo giới những đoạn phim chuyển động. Năm 1929, hệ thống đã được nâng tầm với việc loại bỏ được mô tơ chuyển động, từ đây hệ thống truyền hình đã không còn bộ phận cơ khí chuyển động nữa. Cũng năm này, Farnsworth đã truyền hình ảnh một con người thật bằng hệ thống truyền hình của mình, đó là hình ảnh bà vợ Pem của ông. Farnsworth đã công chiếu thiết bị truyền hình cho công chúng vào ngày 25/8/1934 tại Franklin Institute, Philadelphia. Trong khi các nhà phát minh trước sử dụng các bức ảnh tĩnh hay đoạn phim chuyển động thì Farnsworth là người đầu tiên sử dụng kết hợp giữa các máy quét điện tử và ống tia cực âm để thu - nhận hình ảnh (đen trắng) về cuộc sống hiện tại. Mở đầu bước đột phá trong nghệ truyền hình của nhân loại. Nhiều nhà phát minh đã nỗ lực rồi thất bại trong việc khai thác thương mại sản phẩm TV. Tới cuối những năm 1930, một vài tiêu chuẩn của công nghệ TV cùng xuất hiện và cạnh tranh để thống trị thị trường non trẻ này. Một trong những sản phẩm chiếm ưu thế là chiếc EMI-Marconi. Năm 1950 có thể chạy 25 khung hình trên một giây và khá phổ biến tại Anh. Một tiêu chuẩn TV khác có thể chạy 30 khung hình trên giây và chủ yếu phát triển tại Mỹ. HV: Nguyễn Duy Lộc – CH1201115 Trang 5 Tiểu luận môn Phương pháp nghiên cứu Khoa học Chiếc TV thương mại thành công đầu tiên bắt đầu xuất hiện tại các showroom ở Mỹ vào đầu những năm 1950. Ngay khi nhận thấy nội dung trên TV có giá trị khai thác, các công ty lập tức lao vào chạy đua trong ngành truyền hình. Thực tế này dẫn đến sự cần thiết phải có quy định về tần số phát sóng của các kênh. Sức mạnh của TV là việc phát trực tiếp những bước đi lịch sử của nhà du hành Mỹ Neil Amstrong trên mặt trăng, ngày 20/1/1969 Nỗ lực phát triển TV màu xuất hiện từ đầu những năm 1950 và chiếc đầu tiên được hãng RCA giới thiệu năm 1954. Nhưng phải đến những năm 1960 việc bán các HV: Nguyễn Duy Lộc – CH1201115 Trang 6 Đám đông trong ảnh đang theo dõi lễ đăng quang của Nữ hoàng Anh Elizabeth qua chiếc TV đặt trong tủ kính của Trung tâm Rockefeller tại New York. Tiểu luận môn Phương pháp nghiên cứu Khoa học TV màu mới bắt đầu sinh lợi. Tới năm 1974 thì TV màu đã trở thành biểu tượng cho các gia đình giàu có tại Mỹ. Khi TV đã phổ biến trong các gia đình Mỹ, giới phát minh lại lao vào tìmcách thu nhỏ chúng để khách hàng có thể xem bất cứ đâu khi đang đi trênđường. Năm 1959, hãng Philco đưa vào thị trường chiếc TV chỉ có màn hình rộng 2 inch và có thể thu cả sóng radio Năm 1980, ngành truyền hình Mỹ do 3 mạng lưới chính thống trị, trong khi khán giả tại các nước châu Âu và châu Á bị giới hạn trong các lựa chọn chương trình. HV: Nguyễn Duy Lộc – CH1201115 Trang 7 Tiểu luận môn Phương pháp nghiên cứu Khoa học II. Quá trình phát triển sáng tạo trong công nghệ TV: 1) TV CRT TV CRT của Sony TV CRT được giới thiệu lần đầu vào năm 1922. Đến năm 1950, sản phẩm thương mại đầu tiên mới bắt đầu xuất hiện. TV CRT có tỷ lệ màn hình 6:4, phần hông dày, cồng kềnh và sử dụng công nghệ thu phát hình analog. HV: Nguyễn Duy Lộc – CH1201115 Trang 8 Tiểu luận môn Phương pháp nghiên cứu Khoa học a) Cấu tạo và nguyên lý hoạt động màn hình CRT: Màn hình CRT hoạt động theo nguyên lý ống phóng chùm điện tử (ống CRT, nên thường đặt tên cho loại này là "loại CRT"). Màn hình CRT sử dụng phần màn huỳnh quang dùng để hiển thị các điểm ảnh, để các điểm ảnh phát sáng theo đúng màu sắc cần hiển thị cần các tia điện tử tác động vào chúng để tạo ra sự phát xạ ánh sáng. Ống phóng CRT sẽ tạo ra các tia điện tử đập vào màn huỳnh quang để hiển thị các điểm ảnh theo mong muốn. Để tìm hiểu nguyên lý hiển thị hình ảnh của các màn hình CRT, ta hãy xem nguyên lý để hiển thị hình ảnh của một màn hình đơn sắc (đen trắng), các nguyên lý màn hình CRT màu đều dựa trên nền tảng này. b) Nguyên lý hiển thị hình ảnh của màn hình đen-trắng: Ở các màn hình CRT cổ điển: Toàn bộ lớp huỳnh quang trên bề mặt chỉ hiển phát xạ một màu duy nhất với các mức thang xám khác nhau để tạo ra các điểm ảnh đen trắng. Một điểm ảnh được phân thành các cường độ sáng khác nhau sẽ được điều khiển bằng chùm tia điện tử có cường độ khác nhau. Chùm tia điện tử được xuất phát từ một ống phát của đèn hình. Tại đây có một dây tóc (kiểu giống dây tóc bóng đèn sợi đốt) được nung nóng, các điện tử tự do trong kim loại của sợi dây tóc nhảy khỏi bề mặt và bị hút vào điện trường tạo ra trong ống CRT. Để tạo ra một tia điện tử, ống CRT có các cuộn lái tia theo hai phương (ngang và đứng) điều khiển tia này đến các vị trí trên màn huỳnh quang. HV: Nguyễn Duy Lộc – CH1201115 Trang 9 Tiểu luận môn Phương pháp nghiên cứu Khoa học Để đảm bảo các tia điện tử thu hẹp thành dạng điểm theo kích thước điểm ảnh thiết đặt, ống CRT có các thấu kính điện từ (hoàn toàn khác biệt với thấu kính quang học) bằng các cuộn dây để hội tụ chùm tia. Tia điện tử được quét lên bề mặt lớp huỳnh quang theo từng hàng, lần lượt từ trên xuống dưới, từ trái qua phải một cách rất nhanh để tạo ra các khung hình tĩnh, nhiều khung hình tĩnh như vậy thay đổi sẽ tạo ra hình ảnh chuyển động. Cường độ các tia này thay đổi theo điểm ảnh cần hiển thị trên màn hình, với các điểm ảnh màu đen các tia này có cường độ thấp nhất (hoặc không có), với các điểm ảnh trắng thì tia này lớn đến giới hạn, với các thang màu xám thì tuỳ theo mức độ sáng mà tia có cường độ khác nhau. c) Nguyên lý hiển thị hình ảnh của màn hình màu: Nguyên lý hiển thị hình ảnh của màn hình màu loại CRT giống với màn hình đen trắng đã trình bày ở trên. Các màu sắc được hiển thị theo nguyên tắc phối màu phát xạ: Mỗi một màu xác định được ghép bởi ba màu cơ bản. Trên màn hình hiển thị lớp huỳnh quang của màn hình đen trắng được thay bằng các lớp phát xạ màu dọc từ trên xuống dưới màn hình (điều này hoàn toàn có thể quan sát được bằng mắt thường). 2) TV Plasma TV Plasma thể hiện hình ảnh chuyển động ưu việt so với các dòng TV khác. Công nghệ Plasma được trình làng vào năm 1997, với ưu thế là thiết kế mỏng, độ tương phản cùng tốc độ quét hình cao giúp người xem cảm nhận tốt hơn trong các cảnh chuyển động nhanh. Tuy có nhiều ưu điểm nhưng plasma vẫn không theo kịp với mức hạ giá chóng mặt của LCD. HV: Nguyễn Duy Lộc – CH1201115 Trang 10 [...]... 15) Nguyên lý thay đổi màu sắc Màn hình TV trong suốt là công nghệ có tên gọi TOLED, sự áp dụng nguyên lý thay đổi màu sắc đầy bức phá Đem lại những sản phẩm mới đầy sáng tạo và triển vọng trong tương lai Đây sẽ là xu hướng mới cho các nhà sản xuất tivi, sau khi trào lưu siêu mỏng qua đi 16) mới Nguyên lý sử dụng vật liệu hợp thành composit hay sử dụng vật liệu Thế hệ Smart TV ứng dụng màn hình công nghệ. .. Khoa học B CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO ĐƯỢC ỨNG DỤNG TRONG QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ TV: 1) Nguyên lý phân nhỏ Hiện nay, các nhà sản xuất tivi khi giới thiệu một loại sản phẩm tivi (LCD, LED,…) thường giới thiệu các dòng (model) tivi khác nhau đa dạng về kích cỡ, công nghệ, kiểu dáng, phân khúc phổ thông cho đến cao cấp… để người tiêu dùng dễ dàng hơn trong việc lựa chọn cho mình một chiếc tivi tùy thuộc... mẫu mã và đẹp hơn TV Sony 13) Nguyên lý thay thế sơ đồ cơ học Sự thay thế công nghệ màn hình CRT có phần hông dày, cồng kềnh và sử dụng công nghệ thu phát hình analog bằng các công nghệ màn hình Plasma, LCD, LED với ưu thế là thiết kế mỏng, nên chiếm ít diện tích sử dụng hơn và có thể treo tường 14) 14) Nguyên lý sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng và cơ Màn hình OLED là công nghệ quang điện hữu cơ Màn hình... các đèn led bật sáng tối đa Về giá cả: đắt nhất vẫn là các dòng LED đặc biệt có trang bị thêm kỹ thuật xử lý vùng tối mờ cục bộ (Local dimming) Tv LED lại thích hợp đặt ở căn phòng có đầy đủ ánh sáng và nhiều cửa sổ III Công nghệ TV mới thay thế cho Plasma, LCD, LED trong tương lai gần: Trong tương lai gần, với sự phát triển của công nghệ TV đầy sáng tạo như hiệu nay thì các hãng xuất tivi hàng đầu hiện... nghiên cứu Khoa học 10) Nguyên lý linh động Sử dụng công nghệ màn hình OLED, Samsung và LG đang phát triển những mẫu TV OLED màn hình cong, mang lại cảm giác về chiều sâu hình ảnh trung thực hơn Hai hãng này cũng đã nhiều lần giới thiệu công nghệ màn hình dẻo của hãng tại các sự kiện công nghệ lớn Không chỉ bẻ cong, một số bằng sáng chế về màn hình hiển thị của Samsung được công bố gần đây cũng cho... cứu Khoa học 6) Nguyên lý “chứa trong Màn hình LCD chứa tinh thể lỏng bên trong và sử dụng đèn huỳnh quang âm cực (CCFL) để chiếu sáng màn ảnh Mỗi một pixel bao gồm: lớp phân tử tinh thể lỏng nằm giữa hai lớp kiếng phân cực ánh sáng Đặc điểm này làm cho màn hình LCD tiết kiệm điện hơn plasma, và có độ dày mỏng hơn 7) Nguyên lý gây ứng suất sơ bộ Màn hình CRT hoạt động theo nguyên lý ống phóng chùm... 25 Tiểu luận môn Phương pháp nghiên cứu Khoa học 8) Tivi trong suốt Thế hệ tivi của tương lai sẽ trở nên trong suốt khi bạn tắt nguồn – đây sẽ là xu hướng mới cho các nhà sản xuất tivi, sau khi trào lưu siêu mỏng qua đi Công nghệ giúp màn hình tivi trong suốt đã thực sự xuất hiện, có tên gọi TOLED Mặc dù đây là một ý tưởng khả dụng, nhưng với công nghệ sản xuất màn hình như hiện nay, TOLED cần thêm... sản phẩm với màn hình có thể cuộn tròn trong tương lai 11) Nguyên lý tự phục vụ Smart TV mới nhất của Panasonic, Samsung… có máy ảnh mà có thể bật lên mỗi khi bạn bước vào phòng, tự động xác định bằng cách sử dụng công nghệ nhận diện khuôn mặt và tải riêng những thiết lập tùy chỉnh của bạn lên màn hình chủ 12) Nguyên lý “rẻ” thay cho “đắt” Trong giai đoạn phát triển CRT, các hãng điện tử Nhật Bản như... OLED đều phát sáng, mỗi điểm ảnh là một diode phát sáng nhỏ và cho phép hiển thị hình ảnh theo từng phần Dựa trên nền tảng các diode phát sáng nên màn hình OLED sẽ tự phát sáng thay vì phải sử dụng hệ thống đèn chiếu nền như các màn hình LCD hay LED Điều này giúp cho màn hình cực kỳ mỏng, chỉ 2 đến 3 mm, tiết kiệm năng lượng hơn LCD, đặc biệt là Plasma Khả năng hiển thị hình ảnh cũng sáng hơn và trong. .. bị công nghệ khác ở trong nhà, bao gồm cả những khung ảnh kỹ thuật số treo ở xung quanh để mở rộng thêm hình ảnh được hiển thị trên màn hình lớn LG UltraHD TV cho hình ảnh siêu nét và sống động như thật 5) Laser TV Sử dụng ánh sáng laser để tạo ra một hình ảnh sáng hơn trong ánh sáng ban ngày là điều ấn tượng từ LG HECTO Laser TV, mặc dù vẫn còn gây tranh cãi đây là một bước tiến quan trọng trong công . Quá trình phát triển của TV từ thời kỳ đầu đến thế hệ TV thông minh nhất được em tổng hợp và ứng dụng vào 40 nguyên lý sáng tạo cơ bản, để thấy được sự sáng tạo trong công nghệ sản xuất TV phát triển. cửa sổ. III. Công nghệ TV mới thay thế cho Plasma, LCD, LED trong tương lai gần: Trong tương lai gần, với sự phát triển của công nghệ TV đầy sáng tạo như hiệu nay thì các hãng xuất tivi hàng đầu. hình ảnh. 2) Lịch sử phát triển: Sự phát triển của công nghệ truyền hình có thể được thực hiện trên 2 phạm vi: các phát triển trên phương diện cơ học và điện tử học, và các phát triển hoàn toàn trên điện