Выберите номер:

Мониторы

Визуальные эргономические[1] параметры персонального компьютера (ПК) являются параметрами безопасности, и их неправильный выбор приводит к ухудшению здоровья пользователей. Опасности, которые вас подстерегают, могут быть связаны с обострением хронических заболеваний глаз, проявлением наследственных предрасположенностей.

Одним из основных параметров является частота вертикальной или кадровой развертки, которая (что признается подавляющим числом международных и национальных стандартов) должна быть не менее 85 Гц, желательно в режиме максимального разрешения. Особенно это важно при работе с графическими пакетами.

В эргономике для определения усталостных характеристик человека применяется такой психофизиологический показатель, как критическая частота слияния мельканий (КЧСМ)[2]. КЧСМ зависит от яркости изображения, спектра излучения, местоположения изображения на сетчатке глаза, размеров наблюдаемого объекта, возраста человека и ряда других факторов, в том числе от времени работы с информационной моделью. Но в любом случае она не может превышать 30-35 Гц в центральной области зрения. Этими цифрами определяется нижняя граница допустимой частоты вертикальной развертки монитора. Особенно высокой чувствительностью к изменению яркости изображения обладают окраинные области сетчатки.

Несколько лет назад стандартными считались мониторы с диагональю экрана 14 дюймов, теперь уже 15, 17 дюймов не выглядят слишком большой роскошью. В соответствии с изменением размера экрана корректируется величина минимального светоизлучающего элемента экрана - экранного «зерна». Для мониторов с размером экрана 15 дюймов нормальной величиной «зерна» считается 0,28 мм, а для мониторов в 17-19 дюймов его величина снижается до 0,25 мм. Если не учитывать стоимость, то чем меньше «зерно», тем лучше. Хотя и здесь есть пределы, установленные возможностями зрительного аппарата человека - воспринимаемые глазом размеры «зерна» в диапазоне минимально допустимого расстояния от экрана 300-500 мм находятся в пределах 0,08-0,13 мм. Из этого можно сделать вывод, что стремиться к меньшим размерам просто нецелесообразно.

Взаимосвязанный с размером «зерна» показатель - разрешающая способность, оптимальные значения которой должны соответственно достигать следующих значений: для 15-дюймового монитора - 800х600 точек или пикселей[3], для 17-дюймового - 1024х768, для 19-дюймового - 1280х1024, для 21-дюймового - 1600х1200 и т.д. Естественно, что размер «зерна» должен позволять поддерживать выбранное разрешение.

Жидкокристаллические (ЖК) мониторы с активной матрицей ТFТ (самый распространенный в настоящее время вариант) более компактные и легкие. Отсутствуют высокие напряжения и сопутствующие этому неионизирующие электромагнитные и ионизирующие рентгеновские излучения, нет вредного статического электричества, нет положительной ионизации воздуха, в отличие от мониторов на электронно­лучевых трубках (ЭЛТ), в воздух не выделяется озон. То есть налицо большие достоинства по обеспечению безопасного труда. Однако у ЖК-мониторов недостаточная цветопередача, достигающая обычно 8 бит на составляющую цвета. Поэтому при необходимости создания цветонасыщенных изображений следует иметь в виду, что у мониторов на ЭЛТ этот показатель лучше. Есть еще один недостаток - «мертвые» точки на экранах ЖК-мониторов, возникающие при производстве и интенсивной эксплуатации (выгорают излучающие элементы). Цифровое управление, вытекающее из самой сути действия ЖК-монитора, позволяет улучшить качество изображения по его стабильности, избежать геометрических искажений, присущих мониторам на ЭЛТ, и, соответственно, уменьшить количество регулировок.  

Сравнение эргономических параметров различных типов мониторов говорит о постоянно тающем превосходстве мониторов на ЭЛТ над ЖК-мониторами:

частота кадровой развертки у ЖК-мониторов практически достигла приемлемых для восприятия значений -
75-80 Гц (у современных моделей мониторов на ЭЛТ - 160 Гц);

яркость изображения у мониторов на ЭЛТ выше (270-400 кд/м²), но это не столько достоинство, сколько следствие технических особенностей, тем более что и у ЖК-мониторов ее можно повысить, но нужно ли, ведь для нормального восприятия достаточно 250 кд/м²;

размеры «зерна» почти сравнялись, и у ЖК-мониторов здесь явно больше перспектив по его уменьшению, чем у конкурента;

яркостной контраст у ЖК-мониторов может принимать значения 0,997-0,998, что выше, чем у мониторов на ЭЛТ (для монохромных - 0,33-0,67, для цветных - 0,6-0,99);

плоскостность экрана сейчас одинакова, но для мониторов на ЭЛТ за это следует платить неплохие деньги, в то время как для ЖК-мониторов она задана априори.

Восприятие информации во многом зависит от местоположения монитора на рабочем месте (табл. 1).

Таблица 1

Эргономические параметры мониторов, зависящие
от условий размещения на рабочем месте

Наименование параметров	Мониторы на ЭЛТ	ЖК-мониторы
Расстояние до экрана, мм	600-700	300-500
Внешняя освещенность экрана, лк	100-250
Угловой размер знака[4], угл. мин.	12-60
Угол наблюдения[5], град.	не более 40-70	не более 30
Угол поворота вокруг вертикальной оси, град.	±30	±60
Угол поворота вокруг горизонтальной оси[6], град.	0-20	0-25

 

У большинства ЖК-мониторов значительно худшие показатели угла наблюдения, чем у мониторов на ЭЛТ. Одним из результатов этого является искаженная цветопередача и яркость изображения.

Угол обзора экрана монитора определяет оптимальные размеры экрана и расстояние до пользователя. Глаза являются самым активным из наших органов чувств, они находятся в непрерывном движении и все время обследуют одну за другой детали окружающего нас мира. Движения глаз необходимы для того, чтобы перевести рассматриваемый объект в зону ясного видения сетчатки и фиксировать его там необходимое время. Для перевода взгляда на 20° требуется 6-7 мс, при переводе взгляда на 40°-45° - 135 мс, при переводе взгляда более чем на 45° требуется уже движение головы. Размеры экрана монитора и расстояние до пользователя должны быть такими, чтобы угол обзора не превышал указанных величин, и при ограниченном по размерам рабочем месте необязательно следует гнаться за большими мониторами.

Поясним, как выбрать оптимальные размеры экрана для вашего рабочего места при условии размещения экрана монитора на минимально допустимом расстоянии от человека 300-500 мм:

если требуется оперативная реакция на движущиеся объекты, линейные размеры видимой области экрана должны быть не более 182 мм, что выливается примерно в 10-дюймовый монитор;

если обычный рабочий режим, это уже 19-дюймовый монитор.

Помимо излучений в виде зрительной информации в видимом диапазоне, мониторы на ЭЛТ грешат еще неионизирующими излучениями в радиочастотном диапазоне. Эмпирически установлено, что основные мощности излучения лежат в диапазонах частот строчной (горизонтальной) и кадровой (вертикальной) развертки. Допустимые санитарными нормами значения параметров неионизирующих электромагнитных излучений приведены в табл. 2.

Таблица 2

Допустимые значения параметров неионизирующих
электромагнитных излучений ПК

Наименование параметров	Допустимое значение
Напряженность электромагнитного поля на расстоянии 500 мм вокруг ПК по электрической составляющей должна быть не более: в диапазоне частот 5 Гц-2 кГц; в диапазоне частот 2-400 кГц	25 В/м 2,5 В/м
Плотность магнитного потока должна быть не более: в диапазоне частот 5 Гц-2 кГц; в диапазоне частот 2-400 кГц	250 нТл 25 нТл
Поверхностный электростатический потенциал не должен превышать	500 В

 

Предельно допустимые уровни не превышаются по магнитной составляющей. А по электрической составляющей иногда встречаются экземпляры, выдающие 30-40 В/м при норме 25 В/м. Обычно это связано с нарушением условий подключения к сети питания, а именно с отсутствием защитного нулевого провода или некачественной связью с ним. Значения напряженности электромагнитного поля в какой­то мере зависят и от «картинки» на экране монитора. Сравнительные исследования показали, что при работе в режиме Norton Commander и Windows уровни напряженности электрического поля в области высоких частот (2-400 кГц) на 15-60 % выше, чем в режиме DOS. В этой связи работа всякого рода диспетчерских служб, учитывая их высокую интенсивность, в системе MS DOS уже не кажется такой архаичной[7].

Допустимые уровни напряженности электрического поля тока промышленной частоты 50 Гц для всех составных частей ПК не должны превышать 0,5 кВ/м.

Уровни напряженности (плотности потока мощности) электромагнитных полей, излучаемых клавиатурой, системным блоком, манипулятором «мышь», беспроводными системами передачи информации, не должны превышать значений, приведенных в табл. 3.

Таблица 3

Допустимые уровни электромагнитных полей

Диапазоны частот	0,3-300 кГц	0,3-3,0 МГц	3,0-30,0 МГц	30,0-300 МГц	0,3-300 ГГц
Допустимые уровни	25 В/м	15 В/м	10 В/м	3 В/м	10 мкВт/см2

 

Практически последний электронно­ламповый прибор - ЭЛТ, применяемый в радиоэлектронике, в силу своего прои­схождения является источником ионизирующего излучения. Конструкция мониторов на ЭЛТ, в соответствии с санитарными нормами, допускает мощность экспозиционной дозы рентгеновского излучения в любой точке на расстоянии 5 см от экрана или корпуса ПК не выше 7,74х10^­12 А/кГ, что соответствует эквивалентной дозе, равной 0,1 мбэр/ч (100 мкР/ч; 0,03 мкР/с).На практике рентгеновское излучение не превышает 10-15 мкР/ч при том, что уровень гамма­фона составляет 10-13 мкР/ч. Все это подтверждает тезис об относительной радиационной безопасности ПК. Происходит это благодаря экранам из толстого свинцово-содержащего стекла, хорошо экранирующего ионизирующие излучения.

Поверхностный электростатический потенциал, как правило, не превышает 100 В при норме 500 В. Современные мониторы на ЭЛТ оборудованы встроенной антистатической защитой - проводящим покрытием, нанесенным на внутреннюю (реже на внешнюю) поверхность стекла экрана и имеющим электрический контакт с общим заземлением ПК. Примите к сведению, что часто рекламируемые защитные экраны устраняют, в основном, бликовость и улучшают контрастность при считывании информации с экранов. Снижение с их помощью каких­то «вредных излучений», как пишется в рекламных проспектах, - блеф, причем даже не производителей (им-то понятно, что к чему!), а недобросовестных продавцов этого вида продукции. Мониторы сами по себе имеют достаточную защиту от этих факторов.

Интенсивность инфракрасного излучения от экрана монитора не должна превышать 0,1 Вт/м² в видимом (400-760 нм)диапазоне, 0,05 Вт/м² в ближнем (760-1050 нм) диапазоне и 4 Вт/м² в дальнем (свыше 1050 нм) диапазоне.

Интенсивность ультрафиолетового излучения от экрана монитора не должна превышать 0,0001 Вт/м² в диапазоне 280-315 нм и 0,1 Вт/м² в диапазоне 315-400 нм. Излучение в диапазоне 200-280 нм не допускается.

Окраска корпуса, клавиатуры и других составных частей ПК должна предполагать спокойные мягкие тона, предполагающие диффузное рассеивание света, и не иметь блестящих деталей, способных создавать блики. Коэффициент отражения поверхностей должен быть в диапазоне 0,4-0,6. Блики на экране и элементах конструкции ПК повышают утомляемость человека. Это в нашей, европейской трактовке. А если рассматривать эту проблему с точки зрения китайского искусства фэншуй (чем­то сродни дизайну), то яркие блики, отбрасываемые на ваше рабочее место, создают ша (так именуется отрицательное воздействие), которое трудно чем­либо нейтрализовать.

 

Органы управления

При каждодневной интенсивной работе с ПК помимо болезней глаз могут развиться различные заболевания кистей рук. Это может быть:

синдром запястного канала (ладони и запястья немеют, чувство покалывания, «ползания мурашек» и онемение большого, указательного и среднего пальцев) возникает в результате длительной интенсивной работы в условиях недостаточности рабочего пространства для рук;

крепитирующий тендовагинит (отек и болезненность в области сухожилий пальцев, чаще всего большого пальца);

«теннисный локоть» (воспаление общего сухожилия мышц-разгибателей, расположенных около локтя, вследствие их чрезмерной нагрузки) развивается в результате неправильного положения рук, обычно, если они расположены выше, чем положено.

В зависимости от используемых органов управления обеспечивается опора для рук:

локтю - при больших (широких) движениях кистью с предплечьем (т.е. при работе с сенсорным экраном, световым пером);

предплечью - при движениях кистью (мышь, джойстик, клавиатура);

запястью - при движениях пальцами (клавиатура, трекбол, тачпад).

Инженерная мысль работает в направлении создания новых более эргономичных клавиатур весьма интенсивно - клавиатуры изгибаются, как бы «разламываются» надвое, вводятся всевозможные подставки для кистей. Однако следует помнить, что при интенсивной работе стереотип поведения часто важнее кажущегося удобства, поэтому используйте стандартные клавиатуры, т.к. любая оригинальная клавиатура часто не всегда одинаково хороша для решения всех задач.

Конструкция клавиатуры определяется антропометрическими характеристиками человека и должна предусматривать:

угол наклона поверхности клавиатуры в пределах от 5° до 15°;

высоту среднего ряда клавиш не более 30 мм;

расположение часто используемых клавиш в центре, внизу и справа, редко используемых - вверху и слева;

выделение размером, формой и расположением функциональных групп клавиш;

для кодирования функциональных клавиш лучше применять риски и точечные бугорки, а не кодирование цветом;

с целью удобного расположения подушечки пальца и его фиксации клавиши должны иметь вогнутость, профилированную по горизонтали;

горизонтальный размер контактной плоскости клавиш в расчете на антропометрические характеристики отечественного пользователя должен быть не менее 13 мм, вертикальный - 15 мм;

шаг между клавишами определяется антропометрическими характеристиками кисти руки и должен быть не менее диаметра ногтевой фаланги указательного/среднего пальца (они примерно равны), что равняется 20,14 мм (в клавиатурах, скопированных с импортных аналогов - 19 мм, что, в принципе, хотя и не соответствует приведенным расчетным значениям, не так уж важно);

одинаковый рабочий ход для всех клавиш в пределах 1,0-5,0 мм;

одинаковое для всех клавиш усилие нажатия в пределах 0,25-1,5 Н;

возможность перемещения клавиатуры относительно монитора в пределах 0,5-1,0 м.

Для выделения функциональных зон клавиатуры вместо цветового кодирования лучше использовать градации светлоты основного цветового тона. Связано это с тем, что цветовое кодирование зрительных элементов информационной модели следует производить в центральной области зрения, а клавиатура находится в зоне периферического зрения. Выше­сказанное относится и к применению цветового разделения символов на клавишах, например, при русской и английской раскладке алфавитов. Знаки на клавишах должны иметь обязательно прямой яркостный контраст (темные знаки на светлом фоне), что исключает переаккомодацию[8] глаз, ведущую к быстрой утомляемости. Это требование не всегда соблюдается, и на рынке можно встретить клавиатуры со светлыми знаками на темном фоне, темные или прозрачные панели и клавиши.

Для надписей на клавишах клавиатур яркостный контраст должен быть в пределах 0,6-0,7. Минимальные размеры знаков должны быть в пределах 12-35 угл. мин., что составляет, если перейти к линейным размерам, 2-5 мм. А вообще, размер знаков и их яркостный контраст оптимальными для восприятия станут в случае их максимальной близости или совпадения с аналогичными светотехническими характеристиками текстовой информации на экране монитора, опять же для уменьшения переаккомодации глаз. Здесь уместно вспомнить, что контрасты на ЖК-мониторах и мониторах на ЭЛТ существенно разнятся. Поэтому при совместной работе с клавиатурой, если ориентироваться на яркостный контраст, мониторы на ЭЛТ подходят больше.

Подсветка клавиш целесообразна в случае, если от работника требуются немедленные действия в ответ на поступающий сигнал, а не для обозначения режимов работы.

---

[1] Эргономика [гр. ergon «работа» + nomos «закон»] - научная дисциплина, комплексно изучающая человека (группу людей) в конкретных условиях его (их) деятельности в современном производстве с целью оптимизации орудий, условий и процесса труда.

 

[2] Критическая частота слияния мельканий характеризует то минимальное значение частоты прерываний входного визуального сигнала, при котором яркость изображения воспринимается человеком как непрерывная.

 

[3] Пиксель - минимальный элемент изображения при установленном разрешении.

 

[4] Угловой размер знака - это угол между линиями, соединяющими крайние точки знака по высоте и глаз наблюдателя.

 

[5] Угол наблюдения - угол между перпендикуляром, проведенным к плоскости знака (экрана), и прямой, соединяющей глаз человека с точкой пересечения перпендикуляра с плоскостью отображаемого знака (экрана).

 

[6] При повороте мониторов должна быть обеспечена фиксация в заданном положении.

 

[7] Новиков С.Г. Безопасность жизнедеятельности.

 

[8] Аккомодация - изменение формы хрусталика глаза с целью приспособления его к четкому видению предмета.