Проекторы и мониторы. Как устроен элт-монитор Принцип работы ЭЛТ монитора

Здравствуйте, читатели моего блога, которых заинтересовал ЭЛТ монитор. Я постараюсь, чтобы эта статья была интересна всем, и тем, кто уже не застал их, и тем, у кого данное устройство приятно ассоциируется с первым опытом освоения персонального компьютера.

Сегодня дисплеи ПК представляют собой плоские и тонкие экраны. Но в некоторых малобюджетных организациях можно встретить и массивные кинескопные мониторы. С ними связана целая эпоха в развитии мультимедийных технологий.

Свое официальное название ЭЛТ мониторы получили от русской аббревиатуры термина «электронно-лучевая трубка». Английским аналогом которой является фраза Cathode Ray Tube с соответствующим сокращением CRT.

До того как в домах появились ПК, данный электротехнический прибор был представлен в нашем быту кинескопными телевизорами. Они одно время даже использовались в качестве дисплеев (прикиньте). Но об этом позже, а сейчас давайте немного разберемся в принципе действия ЭЛТ, что позволит нам говорить о таких мониторах на боле серьезном уровне.

Прогресс кинескопных мониторов

История развития электронно-лучевой трубки и ее превращение в ЭЛТ мониторы с достойным разрешением экрана насыщена интересными открытиями и изобретениями. Сначала это были приборы типа осциллограф, экраны радаров РЛС. Потом развитие телевидения подарило нам более удобные для просмотра устройства.

Если говорить конкретно о дисплеях персональных компьютеров, доступных широкому кругу пользователей, то титул первого моника наверное, стоит отдать векторной дисплейной станции IBM 2250. Создали его в 1964 году для коммерческого использования вместе с ЭВМ серии System/360.

Компании IBM принадлежит много разработок по оснащению ПК мониторами, в том числе и проектирование первых видеоадаптеров, ставших прообразом современных мощных и стандартов передаваемого на дисплей изображения.

Так, в 1987 увидел свет адаптер VGA (Video Graphics Array) работающий с разрешением 640×480 и соотношением сторон 4:3. Эти параметры оставались базовыми для большинства выпускаемых мониторов и телевизоров до появления широкоформатных стандартов. В процессе эволюции ЭЛТ мониторов происходило множество изменений в технологии их производства. Но я хочу отдельно остановиться на таких моментах:

Что определяет форма пикселя?

Зная, как работает кинескоп, мы сможем разобраться в особенностях ЭЛТ мониторов. Луч, выпускаемый электронной пушкой, отклоняется индукционным магнитом, чтобы попасть точно в специальные отверстия в маске, расположенной перед экраном.

Они формируют пиксель, а их форма определяет конфигурацию цветных точек и качественные параметры получаемой картинки:

Классические круглые отверстия, центры которых расположены по вершинам условного равностороннего треугольника образуют теневую маску. Матрица с равномерно распределенными пикселями обеспечивает максимальное качество при воспроизведении линий. И идеально подходит для офисных конструкторских приложений.
Для повышения яркости и контрастности экрана компания Sony использовали апертурную маску. Там вместо точек светились расположенные рядом прямоугольные блоки. Это позволяло максимально использовать площадь экрана (мониторы Sony Trinitron, Mitsubishi Diamondtron).
Совместить достоинства этих двух технологий удалось в щелевой решетке, где отверстия имели вид округленных сверху и снизу вытянутых прямоугольников. А блоки пикселей смещались относительно друг друга по вертикали. Такая маска применялась в дисплеях NEC ChromaClear, LG Flatron, Panasonic PureFlat;

Но не только форма пикселя определяла достоинства монитора. Со временем и его размер стал иметь определяющее значение. Он изменялся в пределах от 0,28 до 0,20 мм, и маска с меньшими, более плотными отверстиями позволяла создавать изображения высокого разрешения.

Важной и, увы, заметной для потребителя характеристикой оставалась частота обновления экрана, выражавшаяся в мерцании изображения. Разработчики старались изо всех сил, и постепенно вместо чувствительных 60 Гц динамика смены выводимой картинки достигла 75, 85 и даже 100 Гц. Последний показатель уже позволял работать с максимальным комфортом и глаза почти не уставали.

Работая над улучшением качества продолжалась. Разработчики не забывали и о таком неприятном явлении, как низкочастотное электромагнитное излучение. В таких экранах это излучение направленно электронной пушкой прямо на пользователя. Для устранения этого недостатка использовались всевозможные технологии и применялись разные защитные экраны и защитные покрытия для экранов.

Ужесточались и требования к безопасности мониторов, которые нашли отражение в постоянно обновляемых стандартах: MPR I, MPR II, TCO"92, TCO"95 и TCO"99.

Монитор, которому доверяют профессионалы

Работы над постоянным совершенствованием мультимедийной видео техники и технологий со временем привели к появлению цифрового видео высокой четкости. Чуть позже появились тонкие экраны с подсветкой от экономных светодиодных ламп. Эти дисплеи стали воплощением мечты, ведь они:

легче и компактней;
отличались низким уровнем энергопотребления;
намного безопаснее;
не имели мерцания даже на более низких частотах (там мерцание другого рода);
имели несколько поддерживаемых разъёмов;

И не специалистам было понятно, что эпоха CRT мониторов завершилась. И казалось, что возврата к этим устройствам уже не будет. Но некоторые профессионалы, знающие все особенности новых и старых экранов, не спешили избавляться от высококачественных ЭЛТ дисплеев. Ведь по некоторым техническим характеристикам они явно выигрывали у своих ЖК конкурентов:

отличный угол обзора, позволял читать информацию, располагаясь сбоку от экрана;
ЭЛТ технология позволяла без искажений отображать картинку с любым разрешением, даже при использовании масштабирования;
понятие неработающих пикселей здесь отсутствует;
время инерции остаточного изображения пренебрежительно мало:
практически неограниченный диапазон отображаемых оттенков и потрясающая фотореалистичность цветопередачи;

Именно последние два качества оставили кинескопным дисплеям шанс еще раз проявить себя. И они оказались до сих пор востребованы у игроманов и, особенно, у специалистов, работающих в сфере графического дизайна и обработки фотографий.

Вот такая длинная и интересная история у старого, доброго друга, называемого ЭЛТ монитор. И если у вас дома или на предприятии еще остался такой, вы можете снова опробовать его в деле и по-новому оценить его качества.

На этом я прощаюсь с вами, мои дорогие читатели.

Телевизоры, имеющие в своей конструкции кинескопы, давно сменились плазменными и жидкокристаллическими устройствами. Однако есть люди, в домах которых ещё можно увидеть эти приборы. Из-за долгого срока службы они часто выходят из строя, поэтому, несмотря на развитие технологий, ремонт кинескопных телевизоров до сих пор является востребованной услугой.

Устройство кинескопа

Роль главной детали в телевизионном приёмнике старого образца выполняет электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), называемая кинескопом. Принцип её действия основывается на электронной эмиссии. Механизм такой трубки включает в себя:

электронные пушки;
фокусирующие и отклоняющие катушки;
анодный вывод;
теневую маску для разделения цветных изображений;
слой люминофора с разными зонами свечения.

Кинескоп, изготовленный из стекла, внутри покрывают дискретным люминофором. Покрытие состоит из триад - совокупности трёх точек, каждая из которых соответствует красному, синему и зелёному цвету.

Точка, входящая в триаду, принимает на себя луч, исходящий от конкретной электронной пушки, и начинает испускать свет разной интенсивности. Для достижения необходимого оттенка в конструкцию трубки встраивают специальные металлические решётки теневого, щелевого или апертурного типа.

Принцип работы

Чтобы изображение появилось на экране телевизора, луч, выпущенный электронной пушкой, должен последовательно коснуться всех точек в направлении слева направо и сверху вниз, вызвав их свечение. Скорость распространения луча по экрану должна достигать 75 раз в секунду , иначе точки будут гаснуть. Если скорость снизится до 25 раз в секунду, это вызовет мерцание картинки.

Чтобы лучи, коснувшиеся люминофорного покрытия, отражались от него, на горловину кинескопа крепится система, состоящая из четырёх катушек. Создающееся на них магнитное поле способствует отражению лучей в нужном направлении. Отдельные светящиеся точки складываются в единое изображение под действием управляющих сигналов. За каждое направление движения луча отвечает конкретная развёртка:

строчная обеспечивает прямой горизонтальный ход;
кадровая отвечает за вертикальное движение.

Кроме прямых траекторий имеются зигзагообразные (от верхнего левого к нижнему правому углу монитора) и обратные ходы. За движение в обратном направлении отвечают сигналы с выключенной яркостью.

Основной технической характеристикой кинескопного экрана считается кадровая частота, измеряемая в герцах. Чем она выше, тем устойчивее будет изображение. Произведение частоты вертикальной развёртки на число строк, выводимых в одном кадре, определяет параметр частоты строк в килогерцах. В зависимости от способа форматирования картинки (построчного или чересстрочного) чётные и нечётные строки могут появляться по очереди либо сразу в течение одного периода кадровой развёртки.

Другой важный параметр - размер люминофорных точек . Он влияет на чёткость выводимого изображения. Чем мельче точки, тем лучше. Чтобы картинка на экране была качественной, расстояние между ними должно составлять 0,26-0,28 мм.

В чёрно-белых телевизорах экран электронно-лучевой труби полностью покрывается люминофором, испускающим только белый свет. Электронный прожектор, закреплённый в горловине трубки, формирует тонкий луч, который производит сканирование экрана по строкам и способствует свечению люминофора. Интенсивность такого свечения регулируется силой видеосигнала, содержащего всю информацию об изображении.

Возможные проблемы

При работе кинескопного телевизора могут возникать разные неполадки. Причина их возникновения кроется в поломке деталей электронно-лучевого механизма.

Выход из строя питающего блока приведёт к тому, что прибор не будет включаться. Для проверки его работоспособности нужно сначала отключить каскад строчной развёртки, выполняющий роль нагрузки, затем впаять в схему бытовую лампу. Отсутствие света в лампе говорит о том, что блок питания неисправен.

Выявление проблем в строчной развёртке осуществляется с применением такой же лампы. Постоянное её свечение сигнализирует о неисправности выходного транзистора. В нормальном состоянии лампа должна вспыхивать и гаснуть.

При светящейся горизонтальной полосе следует обратить внимание на развёртку кадров. Чтобы восстановить её работу, потребуется снизить уровень яркости, тем самым защитив люминофорный слой. Дополнительно нужно проверить исправность задающего генератора и выходного каскада. При этом обязательно следует учитывать, что их рабочее напряжение находится в диапазоне 24-28 вольт.

Полное отсутствие свечения чаще всего может быть вызвано проблемами с питанием кинескопа. В процессе диагностики потребуется проверить нить накала и уровень напряжения на ней. Если целостность нити не нарушена, тогда выходом станет наматывание обмотки . Замены трансформатора в этом случае не потребуется.

При проблемах с блоком цветности и видеоусилителем пропадает звук. Противоположная ситуация, когда при наличии звука не будет изображения, означает наличие неполадки в низкочастотном усилителе. Если вместе со звуком исчезнет изображение, тогда причину стоит искать в неисправно работающем радиоканале , запускающем видеопроцессор и тюнер.

Услуги по ремонту телевизоров

Для устранения неполадок в работе телевизионного приёмника своими силами необходимо иметь соответствующие знания об устройстве и работе кинескопа. Если таких знаний нет, лучше всего обратиться к квалифицированным специалистам. Найти фирму, производящую ремонт ЭЛТ телевизоров, не составит труда.

Большинство таких фирм предоставляет клиентам удобный способ ремонта (в мастерской или на дому) и бесплатную диагностику. Опытные мастера быстро диагностируют проблему и устраняют её, используя для этого качественные детали, рекомендованные производителями телевизоров, и современное оборудование. На все проведённые работы даётся гарантия. Все проблемы, возникшие в период действия гарантийного срока, устраняются бесплатно

Свое официальное название ЭЛТ мониторы получили от русской аббревиатуры термина «электронно-лучевая трубка». Английским аналогом которой является фраза Cathode Ray Tube с соответствующим сокращением CRT.

Прогресс кинескопных мониторов

Если говорить конкретно о дисплеях персональных компьютеров, доступных широкому кругу пользователей, то титул первого моника наверное, стоит отдать векторной дисплейной станции IBM 2250. Создали его в 1964 году для коммерческого использования вместе с ЭВМ серии System/360.

Что определяет форма пикселя?

Классические круглые отверстия, центры которых расположены по вершинам условного равностороннего треугольника образуют теневую маску. Матрица с равномерно распределенными пикселями обеспечивает максимальное качество при воспроизведении линий. И идеально подходит для офисных конструкторских приложений.
Для повышения яркости и контрастности экрана компания Sony использовали апертурную маску. Там вместо точек светились расположенные рядом прямоугольные блоки. Это позволяло максимально использовать площадь экрана (мониторы Sony Trinitron, Mitsubishi Diamondtron).
Совместить достоинства этих двух технологий удалось в щелевой решетке, где отверстия имели вид округленных сверху и снизу вытянутых прямоугольников. А блоки пикселей смещались относительно друг друга по вертикали. Такая маска применялась в дисплеях NEC ChromaClear, LG Flatron, Panasonic PureFlat;

Монитор, которому доверяют профессионалы

легче и компактней;
отличались низким уровнем энергопотребления;
намного безопаснее;
не имели мерцания даже на более низких частотах (там мерцание другого рода);
имели несколько поддерживаемых разъёмов;

отличный угол обзора, позволял читать информацию, располагаясь сбоку от экрана;
ЭЛТ технология позволяла без искажений отображать картинку с любым разрешением, даже при использовании масштабирования;
понятие неработающих пикселей здесь отсутствует;
время инерции остаточного изображения пренебрежительно мало:
практически неограниченный диапазон отображаемых оттенков и потрясающая фотореалистичность цветопередачи;

На этом я прощаюсь с вами, мои дорогие читатели.

3.5. ВИДЕОСИСТЕМА КОМПЬЮТЕРА

ЭЛТ-МОНИТОР

Мониторы на основе ЭЛТ – наиболее распространенные и старые устройства отображения графической информации. Используемая в этом типе мониторов технология была разработана много лет назад и первоначально создавалась в качестве специального инструментария для измерения переменного тока, т.е. для осциллографа.

Конструкция ЭЛТ-монитора

Большинство используемых и выпускаемых ныне мониторов построены на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ). В английском языке - Cathode Ray Tube (CRT), дословно - катодно-лучевая трубка. Иногда CRT расшифровывают как Cathode Ray Terminal , что соответствует уже не самой трубке, а устройству, на ней основанному. Электронно-лучевая технология была разработана немецким ученым Фердинандом Брауном в 1897 году и первоначально создавалась в качестве специального инструмента для измерения переменного тока, то есть для осциллографа.Э лектронно-лучевая трубка, или кинескоп, - самый важный элемент монитора. Кинескоп состоит из герметичной стеклянной колбы, внутри которой находится вакуум. Один из концов колбы узкий и длинный - это горловина. Другой - широкий и достаточно плоский - экран. Внутренняя стеклянная поверхность экрана покрыта люминофором (luminophor ). В качестве люминофоров для цветных ЭЛТ используются довольно сложные составы на основе редкоземельных металлов - иттрия, эрбия и т. п. Люминофор - это вещество, которое при бомбардировке заряженными частицами испускает свет. Заметим, что иногда люминофор называют фосфором, но это не верно, так как люминофор, используемый в покрытии ЭЛТ, не имеет ничего общего с фосфором. Более того, фосфор светится только в результате взаимодействия с кислородом воздуха при окислении до P 2 O 5 , и ссвечение длится очень недолго (кстати, белый фосфор - сильный яд).

Для создания изображения в ЭЛТ-мониторе используется электронная пушка, откуда под действием сильного электростатического поля исходит поток электронов. Сквозь металлическую маску или решетку они попадают на внутреннюю поверхность стеклянного экрана монитора, которая покрыта разноцветными люминофорными точками. Поток электронов (луч) может отклоняться в вертикальной и горизонтальной плоскости, что обеспечивает последовательное попадание его на все поле экрана. Отклонение луча происходит посредством отклоняющей системы. Отклоняющие системы подразделяются на седловидно-тороидальные и седловидные . Последние предпочтительнее, поскольку итмеют пониженный уровень излучения.

Отклоняющая система состоит из нескольких катушек индуктивности, размещенных у горловины кинескопа. С помощью переменного магнитного поля две катушки создают отклонение пучка электронов в горизонтальной плоскости, а две другие - в вертикальной. Изменение магнитного поля возникает под действием переменного тока, протекающего через катушки и изменяющегося по определенному закону (это, как правило, пилообразное изменение напряжения во времени), при этом катушки придают лучу нужное направление. Сплошные линии - это активный ход луча, пунктир - обратный.

Частота перехода на новую линию называется частотой строчной (или горизонтальной) развертки. Частота перехода из нижнего правого угла в левый верхний называется частотой вертикальной (или кадровой) развертки. Амплитуда импульсов перенапряжения на катушках строчной развертки возрастает с частотой строк, поэтому этот узел оказывается одним из самых напряженных мест конструкции и одним из главных источников помех в широком диапазоне частот. Мощность, потребляемая узлами строчной развертки, также является одним из серьезных факторов, учитываемых при проектировании мониторов. После отклоняющей системы поток электронов на пути к фронтальной части трубки проходит через модулятор интенсивности и ускоряющую систему, работающие по принципу разности потенциалов. В результате электроны приобретают большую энергию (E=mV 2 /2, где E-энергия, m-масса, v-скорость), часть из которой расходуется на свечение люминофора.

Электроны попадают на люминофорный слой, после чего энергия электронов преобразуется в свет, то есть поток электронов заставляет точки люминофора светиться. Эти светящиеся точки люминофора формируют изображение, которое вы видите на вашем мониторе. Как правило, в цветном CRT мониторе используется три электронные пушки , в отличие от одной пушки, применяемой в монохромных мониторах, которые сейчас практически не производятся.

Известно, что глаза человека реагируют на основные цвета: красный (Red ), зеленый (Green ) и синий (Blue ) и на их комбинации, которые создают бесконечное число цветов. Люминофорный слой, покрывающий фронтальную часть электронно-лучевой трубки, состоит из очень маленьких элементов (настолько маленьких, что человеческий глаз не всегда может различить их). Эти люминофорные элементы воспроизводят основные цвета, фактически имеются три типа разноцветных частиц, чьи цвета соответствуют основным цветам RGB (отсюда и название группы из люминофорных элементов - триады).

Люминофор начинает светиться, как было сказано выше, под воздействием ускоренных электронов, которые создаются тремя электронными пушками. Каждая из трех пушек соответствует одному из основных цветов и посылает пучок электронов на различные люминофорные частицы, чье свечение основными цветами с различной интенсивностью комбинируется и в результате формируется изображение с требуемым цветом. Например, если активировать красную, зеленую и синюю люминофорные частицы, то их комбинация сформирует белый цвет.

Для управления электронно-лучевой трубкой необходима и управляющая электроника, качество которой во многом определяет и качество монитора. Кстати, именно различие в качестве управляющей электроники, создаваемой разными производителями, является одним из критериев определяющих разницу между мониторами с одинаковой электронно-лучевой трубкой.

Итак, каждая пушка излучает электронный луч (или поток, или пучок), который влияет на люминофорные элементы разного цвета (зеленого, красного или синего). Понятно, что электронный луч, предназначенный для красных люминофорных элементов, не должен влиять на люминофор зеленого или синего цвета. Чтобы добиться такого действия используется специальная маска, чья структура зависит от типа кинескопов от разных производителей, обеспечивающая дискретность (растровость ) изображения. ЭЛТ можно разбить на два класса - трехлучевые с дельтаобразным расположением электронных пушек и с планарным расположением электронных пушек. В этих трубках применяются щелевые и теневые маски, хотя правильнее сказать, что они все теневые. При этом трубки с планарным расположением электронных пушек еще называют кинескопами с самосведением лучей, так как воздействие магнитного поля Земли на три планарно-расположенных луча практически одинаково и при изменении положения трубки относительно поля Земли не требуется производить дополнительные регулировки.

Типы ЭЛТ

В зависимости от расположения электронных пушек и конструкции цветоделительной маски различают ЭЛТ четырех типов, используемые в современных мониторах:

ЭЛТ с теневой маской (Shadow Mask )

ЭЛТ с теневой маской наиболее распространены в большинстве мониторов, производимых LG, Samsung , Viewsonic , Hitachi , Belinea , Panasonic , Daewoo , Nokia.Теневая маска (shadow mask ) - самый распространенный тип масок. Она применяется со времени изобретения первых цветных кинескопов. Поверхность у кинескопов с теневой маской обычно сферической формы (выпуклая). Это сделано для того, чтобы электронный луч в центре экрана и по краям имел одинаковую толщину.

Теневая маска состоит из металлической пластины с круглыми отверстиями, которые занимают примерно 25% площади. Находится маска перед стеклянной трубкой с люминофорным слоем. Как правило, большинство современных теневых масок изготавливают из инвара. Инвар (InVar ) - магнитный сплав железа (64%) с никелем (36%). Этот материал имеет предельно низкий коэффициэнт теплового расширения, поэтому, несмотря на то, что электронные лучи нагревают маску, она не оказывает отрицательного влияния на чистоту цвета изображения. Отверстия в металлической сетке работают как прицел (хотя и не точный), именно этим обеспечивается то, что электронный луч попадает только на требуемые люминофорные элементы и только в определенных областях. Теневая маска создает решетку с однородными точками (еще называемыми триады), где каждая такая точка состоит из трех люминофорных элементов основных цветов - зеленного, красного и синего, которые светятся с различной интенсивностью под воздействием лучей из электронных пушек. Изменением тока каждого из трех электронных лучей можно добиться произвольного цвета элемента изображения, образуемого триадой точек.

Одним из слабых мест мониторов с теневой маской является ее термическая деформация. На рисунке ниже, как часть лучей от электронно-лучевой пушки попадает на теневую маску, вследствие чего происходит нагрев и последующая деформация теневой маски. Происходящее смещение отверстий теневой маски приводит к возникновению эффекта пестроты экрана (смещения цветов RGB). Существенное влияние на качество монитора оказывает материал теневой маски. Предпочтительным материалом маски является инвар.

Недостатки теневой маски хорошо известны: во-первых, это малое соотношение пропускаемых и задерживаемых маской электронов (только около 20-30% проходит через маску), что требует применения люминофоров с большой светоотдачей, а это в свою очередь ухудшает монохромность свечения, уменьшая диапазон цветопередачи, а во-вторых, обеспечить точное совпадение трех не лежащих в одной плоскости лучей при отклонении их на большие углы довольно трудно. Теневая маска применяется в большинстве современных мониторов - Hitachi , Panasonic , Samsung , Daewoo , LG, Nokia , ViewSonic .

Минимальное расстояние между люминофорными элементами одинакового цвета в соседних строках называется шагом точек (dot pitch ) и является индексом качества изображения. Шаг точек обычно измеряется в миллиметрах (мм ). Чем меньше значение шага точек, тем выше качество воспроизводимого на мониторе изображения. Расстояние между двумя соседними точками по горизонтали равно шагу точек, умноженному на 0,866.

ЭЛТ с апертурной решеткой из вертикальных линий (Aperture Grill )

Есть еще один вид трубок, в которых используется апертурная решетка. Эти трубки стали известны под именем Trinitron и впервые были представлены на рынке компанией Sony в 1982 году. В трубках с апертурной решеткой применяется оригинальная технология, где имеется три лучевые пушки , три катода и три модулятора, но при этом имеется одна общая фокусировка.

Апертурная решетка - это тип маски, используемый разными производителями в своих технологиях для производства кинескопов, носящих разные названия, но одинаковые по сути, например, технология Trinitron от Sony , DiamondTron от Mitsubishi и SonicTron от ViewSonic . Это решение не включает в себя металлическую решетку с отверстиями, как в случае с теневой маской, а имеет решетку из вертикальных линий. Вместо точек с люминофорными элементами трех основных цветов, апертурная решетка содержит серию нитей, состоящих из люминофорных элементов выстроенных в виде вертикальных полос трех основных цветов. Такая система обеспечивает высокую контрастность изображения и хорошую насыщенность цветов, что вместе обеспечивает высокое качество мониторов с трубками на основе этой технологии. Маска, применяемая в трубках фирмы Sony (Mitsubishi , ViewSonic ), представляет собой тонкую фольгу, на которой процарапаны тонкие вертикальные линии. Она держится на горизонтальной (одной в 15", двух в 17", трех и более в 21") проволочке, тень от которой видна на экране. Эта проволочка применяется для гашения колебаний и называется damper wire . Ее хорошо видно, особенно при светлом фоне изображения на мониторе. Некоторым пользователям эти линии принципиально не нравятся, другие же наоборот довольны и используют их в качестве горизонтальной линейки.

Минимальное расстояние между полосами люминофора одинакового цвета называется шагом полос (strip pitch ) и измеряется в миллиметрах (см. рис. 10). Чем меньше значение шага полос, тем выше качество изображения на мониторе. При апертурной решетке имеет смысл только горизонтальный размер точки. Так как вертикальный определяется фокусировкой электронного луча и отклоняющей системой.

ЭЛТ со щелевой маской(Slot Mask )

Щелевая маска (slot mask ) широко применяется компанией NEC под именем «CromaClear ». Это решение на практике представляет собой комбинацию теневой маски и апертурной решетки. В данном случае люминофорные элементы расположены в вертикальных эллиптических ячейках, а маска сделана из вертикальных линий. Фактически вертикальные полосы разделены на эллиптические ячейки, которые содержат группы из трех люминофорных элементов трех основных цветов.

Щелевая маска используется, помимо мониторов от NEC (где ячейки эллиптические), в мониторах Panasonic с трубкой PureFlat (ранее называвшейся PanaFlat ). Заметим, что нельзя напрямую сравнивать размер шага для трубок разных типов: шаг точек (или триад) трубки с теневой маской измеряется по диагонали, в то время как шаг апертурной решетки, иначе называемый горизонтальным шагом точек, - по горизонтали. Поэтому при одинаковом шаге точек трубка с теневой маской имеет большую плотность точек, чем трубка с апертурной решеткой. Для примера, шаг полос 0.25 мм приблизительно эквивалентен шагу точек, равному 0.27 мм. Также в 1997 году компанией Hitachi - крупнейшим проектировщиком и изготовителем ЭЛТ - была разработана EDP - новейшая технология теневой маски. В типичной теневой маске триады размещены более или менее равносторонне, создавая треугольные группы, которые распределены равномерно поперек внутренней поверхности трубки. Компания Hitachi уменьшила расстояние между элементами триады по горизонтали, тем самым, создав триады, более близкие по форме к равнобедренному треугольнику. Для избежания промежутков между триадами сами точки были удлинены, и представляют собой скорее овалы, чем круг.

Оба типа масок - теневая маска и апертурная решетка - имеют свои преимущества и своих сторонников. Для офисных приложений, текстовых редакторов и электронных таблиц больше подходят кинескопы с теневой маской, обеспечивающие очень высокую четкость и достаточный контраст изображения. Для работы с пакетами растровой и векторной графики традиционно рекомендуются трубки с апертурной решеткой, которым свойственны превосходная яркость и контрастность изображения. Кроме того, рабочая поверхность этих кинескопов представляет собой сегмент цилиндра с большим радиусом кривизны по горизонтали (в отличие от ЭЛТ с теневой маской, имеющих сферическую поверхность экрана), что существенно (до 50%) снижает интенсивность бликов на экране.

Основные характеристики ЭЛТ-мониторов

Диагональ экрана монитора – расстояние между левым нижним и правым верхним углом экрана, измеряемое в дюймах. Размер видимой пользователю области экрана обычно несколько меньше, в среднем на 1", чем размер трубки. Производители могут указывать в сопровождающей документации два размера диагонали, при этом видимый размер обычно обозначается в скобках или с пометкой «Viewable size », но иногда указывается только один размер - размер диагонали трубки. В качестве стандарта для ПК выделились мониторы с диагональю 15", что примерно соответствует 36- 39 см диагонали видимой области. Для работы в Windows желательно иметь монитор размером, по крайней мере, 17". Для профессиональной работы с настольными издательскими системами (НИС) и системами автоматизированного проектирования (САПР) лучше использовать монитор размером 20" или 21.".

Размер зерна экрана определяет расстояние между ближайшими отверстиями в цветоделительной маске используемого типа. Расстояние между отверстиями маски измеряется в миллиметрах. Чем меньше расстояние между отверстиями в теневой маске и чем больше этих отверстий, тем выше качество изображения. Все мониторы с зерном более 0,28 мм относятся к категории грубых и стоят дешевле. Лучшие мониторы имеют зерно 0,24 мм, достигая 0,2 мм у самых дорогостоящих моделей.

Разрешающая способность монитора определяется количеством элементов изображения, которые он способен воспроизводить по горизонтали и вертикали. Мониторы с диагональю экрана 19" поддерживают разрешение до 1920 * 14400 и выше.

Потребляемая мощность монитора

Покрытия экрана

Покрытия экрана необходимы для придания ему антибликовых и антистатических свойств. Антибликовое покрытие позволяет наблюдать на экране монитора только изображение, формируемое компьютером, и не утомлять глаза наблюдением отраженных объектов. Существует несколько способов получения антибликовой (не отражающей) поверхности. Самый дешевый из них - протравливание. Оно придает поверхности шероховатость. Однако графика на таком экране выглядит нерезко , качество изображения низкое. Наиболее популярен способ нанесения кварцевого покрытия, рассеивающего падающий свет; этот способ реализован фирмами Hitachi и Samsung . Антистатическое покрытие необходимо для предотвращения прилипания к экрану пыли вследствие накопления статического электричества.

Защитный экран (фильтр)

Защитный экран (фильтр) должен быть непременным атрибутом ЭЛТ-монитора , поскольку медицинские исследования показали, что излучение, содержащее лучи в широком диапазоне (рентгеновское, инфракрасное и радиоизлучение), а также электростатические поля, сопровождающие работу монитора, могут весьма отрицательно сказываться на здоровье человека.

По технологии изготовления защитные фильтры бывают: сеточные, пленочные и стеклянные. Фильтры могут крепиться к передней стенке монитора, навешиваться на верхний край, вставляться в специальный желобок вокруг экрана или надеваться на монитор.

Сеточные фильтры практически не защищают от электромагнитного излучения и статического электричества и несколько ухудшают контрастность изображения. Однако эти фильтры неплохо ослабляют блики от внешнего освещения, что немаловажно при длительной работе с компьютером.

Пленочные фильтры также не защищают от статического электричества, но значительно повышают контрастность изображения, практически полностью поглощают ультрафиолетовое излучение и снижают уровень рентгеновского излучения. Поляризационные пленочные фильтры, например фирмы Polaroid , способны поворачивать плоскость поляризации отраженного света и подавлять возникновение бликов.

Стеклянные фильтры производятся в нескольких модификациях. Простые стеклянные фильтры снимают статический заряд, ослабляют низкочастотные электромагнитные поля, снижают интенсивность ультрафиолетового излучения и повышают контрастность изображения. Стеклянные фильтры категории «полная защита» обладают наибольшей совокупностью защитных свойств: практически не дают бликов, повышают контрастность изображения в полтора-два раза, устраняют электростатическое поле и ультрафиолетовое излучение, значительно снижают низкочастотное магнитное (менее 1000 Гц) и рентгеновское излучение. Эти фильтры изготавливаются из специального стекла.

Последние несколько лет, желавшие приобрести монитор для офисного или домашнего компьютера, находились на распутье — что выбрать ЖК- или ЭЛТ-монитор? Пользователи долгое время отдавали предпочтение ЭЛТ-устройствам, чему немало способствовал «эффект размазывания» изображения на ЖК-экране. Но проблема была решена, и в этом году ситуация кардинально изменилась. ЖК-дисплеи активно теснят своих ЭЛТ-собратьев на рынке мониторов и завоевывают сердца покупателей телевизоров. Компании-лидеры в цифровой обработке сигнала, основываясь на предпочтениях покупателей и тенденциях развития технологий и рынка, считают, что будущее именно за ЖК-панелями, которые впоследствии станут универсальными (телевизор и монитор в одном «пакете»).

У ЭЛТ-мониторов не осталось преимуществ

Доводов в пользу приобретения дисплея с традиционной электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) несколько лет назад было предостаточно — лучшая цветопередача, больший угол обзора, более высокая контрастность. К тому же, и цены на эти мониторы постоянно уменьшались.

Бывшие аутсайдеры выходят вперед

Если несколько лет назад за 15-дюймовый ЭЛТ-монитор приходилось выкладывать более $300, то сейчас за те же деньги можно приобрести хороший 19-дюймовый дисплей таких известных производителей (и не опасаться за качество), как Phillips, Samsung или ViewSonic.

Конечно, потребителя продолжают смущать разговоры (имеющие под собой вполне реальную почву) о повышенном электромагнитном излучении, наносящем непоправимый ущерб здоровью, а также чрезвычайная громоздкость покупки: ЭЛТ-дисплей может весить десятки килограмм и занимать существенную часть даже на обширном рабочем столе.

Поначалу доводов в защиту жидкокристаллического дисплея было совсем мало. Помимо отсутствия вредного для здоровья облучения, покупателя больше всего, конечно, привлекали его малые габариты.

ЖК-монитор скромно устраивается на краешке стола и оставляет достаточно места для других компьютерных аксессуаров, количество которых непрерывно увеличивается. Но по всем другим параметрам — яркости, контрастности, скорости отзыва, цветопередаче — ЖК-мониторы долгое время существенно уступали своим крупногабаритным и тяжелым «трубчатым» собратьям.

О перспективах ЖК-мониторов на российском и мировом рынке в своем интервью CNews.ru рассказал Дмитрий Кравченко, менеджер по компонентам и периферийному оборудованию Acer CIS Inc.

CNews.ru: Насколько динамично развивается российский рынок LCD-мониторов?
Можно с уверенностью утверждать, что рынок ЖК-мониторов в России развивается «взрывообразно». Частные компании и домашние пользователи практически прекратили закупки традиционных ЭЛТ-мониторов с новыми компьютерами в силу очевидных преимуществ ЖК-технологии над ЭЛТ. Кроме того, существует огромный рынок upgrade с ЭЛТ на ЖК.

CNews.ru: Насколько динамично развивается российский рынок ЖК-мониторов? Какие направления на российском рынке ЖК-мониторов можно назвать перспективными на ближайшие год-два?
Перспективными направлениями рынка мониторов для домашних и SOHO-пользователей можно считать традиционные и широкоформатные ЖК-мониторы с большой диагональю экрана и многообразием интерфейсов (аналоговый, DVI, AV), c быстродействующими, яркими и контрастными ЖК-панелями. Такие устройства готовы к медиаконвергенции и должны быть востребованы по этой причине. Для корпоративного рынка наиболее перспективными представляются 17-дюймовые традиционные ЖК-мониторы, т.к. они оптимальны по показателю возврата инвестиций (ROI), а также потому, что это тенденция европейского и мирового рынка и что российский не может остаться в стороне.

CNews.ru: Какова доля государственного сектора и частных компаний среди потребителей ЖК-дисплеев в России? Насколько ситуация на российском рынке отличается от той, что на восточно- и западноевропейском рынке?
Доля государственного сектора пока минимальна, но здесь также наметилась тенденция переключения спроса с ЭЛТ- на ЖК-технологию. Российский рынок ЖК-мониторов отстает от западноевропейского по причинам экономического характера, но с опозданием повторяет тенденции и закономерности европейского рынка.

CNews.ru: Как вы оцениваете перспективы развития российского рынка ноутбуков (они имеют ЖК-экран) в связи с тем, что ЖК-экраны постепенно дешевеют, а их качество за последний год-полтора значительно улучшилось?
Перспективы развития российского рынка ноутбуков оцениваю как самые радужные по упомянутым в вопросе причинам, а также потому, что основное преимущество ноутбуков по сравнению с настольными ПК - мобильность - в связи с этим становится доступным все более широким массам пользователей. Это должно привести к бурному росту рынка мобильных ПК. Ситуация будет подобна той, которая наблюдалась на рынке мобильной связи, когда мобильный телефон стал приемлемым по цене для многих.

CNews.ru: Какие изменения могут произойти на рынке ЖК-панелей в связи с активной экспансией новых моделей, где решена проблема «эффекта размазывания» изображения на ЖК-экране?
В дополнение к ответу, данному выше (см. вопрос 2 - CNews ), следует отметить, что все-таки 15-дюймовые ЖК-мониторы в течение некоторого времени останутся наиболее массовым сегментом на российском рынке ЖК-мониторов как наиболее привлекательные по цене.

CNews.ru: К каким изменениям в быту и в структуре рынке в целом приведет «сращивание» ЖК-мониторов и ЖК-TV?
До тех пор, пока ЖК-TV значительно дороже ЭЛТ-телевизоров с сопоставимой диагональю экрана, существенных изменений в структуре рынка бытовых телевизоров не произойдет. Вместе с тем, «сращивание» ЖК-мониторов и ЖК-TV должно привести к снижению стоимости ЖК-TV, так как канал сбыта ИТ-продукции более динамичен, чем канал сбыта бытовой техники. Также вышеупомянутое «сращивание» будет стимулировать рост рынка медиацентров на базе ПК.

CNews.ru: Спасибо.

Последние несколько лет не пропали даром. Ведущие мировые производители не стояли на месте и вели непрерывную работу по совершенствованию характеристик таких дисплеев, да и цена на них в последние год-полтора существенно снизилась. В результате, сейчас проблема выбора монитора предельно обострилась.

Впрочем, это относится не только к российским пользователям. Американские и европейские потребители долго не могли определиться со своими предпочтениями, и компании, занимающиеся исследованиями компьютерных рынков, внимательно следили за тем, какие тенденции возобладают.

Всего пару лет назад на долю ЖК-мониторов в Европе приходилось около 10% рынка. Эксперты полагали, что они еще не скоро смогут завоевать симпатии пользователей.

Однако в этом году довольно внезапно произошел перелом в настроении европейских потребителей — они решительно снизили объемы покупок ЭЛТ-дисплеев, благодаря чему объемы продаж ЖК-мониторов впервые превысили объемы продаж их собратьев с электронно-лучевой трубкой.

Чем хорош ЖК-монитор?

Ускоренный рост интереса к новому поколению дисплеев вызван несколькими факторами. Для корпоративного сектора важным обстоятельством является то, что ЖК-мониторы потребляют существенно меньше электроэнергии. Когда такие мониторы стоят на столах у сотен служащих, экономия для компании может быть довольно ощутимой.

Потребителя, покупающего монитор для домашнего использования, привлекает то, что, наконец-то, его можно комфортно использовать для 3D-игр. У большинства современных 15-дюймовых моделей время отклика теперь составляет 25 ms, что привело к исчезновению «эффекта размазывания» изображения на экране.

До 120-150 градусов увеличился угол обзора по горизонтали, а, значит, наблюдать за происходящим на экране может не только игрок, сидящий непосредственно напротив монитора. Кроме того, основное разрешение 15-дюймового ЖК-дисплея (1024 × 768) дает возможность играть как в старые игры, сделанные в разрешении 800×600, так и в практически любые новые игры.

Еще одним важным обстоятельством, определяющим выбор потребителя, является процесс конвергенции компьютерного монитора и телевизора. В продаже появляется все больше мониторов, которые имеют встроенный TV-тюнер, разъемы типа «скарт» или «тюльпан», пульт дистанционного управления.

Такое устройство перестает быть монофункциональной приставкой к компьютеру и обретает самостоятельную ценность, что делает его более желанным для всех членов семьи. В итоге, покупка жидкокристаллического дисплея становится все более оправданной, и фирмы-производители почувствовали эту тенденцию в увеличившихся объемах продаж.

Примечательно, что на прошедшей в этом году в Берлине выставке производителей бытовой техники Internationale Funk-ausstellung (IFA, собирается один раз в два года) ведущие производители телевизоров почти единогласно говорили о том, что будущее — за жидкокристаллическими технологиями. Так, по прогнозам исследовательской компании Display Search, в 2005 году в мире будет продано от 12 до 13 млн. телевизоров с жидкокристаллическими экранами.

Компании-лидеры в цифровой обработке сигнала (долгое время вкладывавшие в это направление деньги), сейчас интенсивно расширяют старые и открывают новые производства жидкокристаллических TV и мониторов (пока еще эти устройства позиционируют раздельно, как предназначенные для разных сегментов рынка). Например, компания Motorola после почти 30-летнего перерыва (она была пионером на американском рынке производства телевизоров и вышла из этого бизнеса в 1974 году) возобновляет производство TV, но теперь с жидкокристаллическим экраном .

ЖК-мониторы: продавцы и тенденции

В приведенной ниже диаграмме отражены объемы продаж 10 известных производителей дисплеев, которые смогли продать на европейском рынке во втором квартале 2003 г. более 100 тыс. единиц ЖК-мониторов каждый.

Первые три фирмы в этом списке — Dell, Samsung, HP — имеют практически равные объемы продаж, и каждая из них контролирует примерно по 10% рынка мониторов в Европе. Однако они, похоже, еще не окончательно определились с тем, какая продукция является для них приоритетной. В их случае объемы продаж ЖК-дисплеев достаточно ровно сбалансированы с объемами продаж ЭЛТ-мониторов. А вот занимающая четвертое место (по объемам продаж) фирма Acer явно сделала окончательный выбор в пользу новых технологий. 83% всех проданных ею в Европе мониторов являются жидкокристаллическими. Так же ожидается рост доли на этом рынке корпорации Sony, которая практически полностью сконцентрировала свои усилия на «внедрении» в нашу жизнь именно таких дисплеев — 93% из общего объема проданных ею мониторов были жидкокристаллическими.

На следующей диаграмме представлены фирмы, которые, как и уже названные Acer и Sony, сделали ставку на продажи ЖК-дисплеев.

(на европейском рынке в 2Q 2003 г.)

Источник: по материалам исследования британской компании Meko Ltd.

Вполне вероятно, что такая целенаправленная политика этих фирм обеспечит им в будущем определенное конкурентное преимущество и позволит расширить свое присутствие на рынках Европы и России.

Россия шагает в ногу?

А как же сейчас обстоят дела с продажей ЖК-мониторов в России? У нас отношение к зарубежным брендам несколько иное, и, например, мониторы Dell, которые лидируют по популярности в Европе, у нас, похоже, не пользуются такой известностью. Зато у нас весьма популярны дисплеи фирм Iiyama и ViewSonic, которые в Европе занимают 15-16 место по объемам продаж.

Вместе с тем, исследования показывают, что Россия и страны СНГ во многом следуют общеевропейским тенденциям. Объемы продаж LCD стабильно растут, и за 2-й квартал 2003 г. на постсоветском пространстве было продано почти 237 тыс. таких мониторов. По этому показателю мы уже опережаем страны Центральной Европы и вплотную приблизились к странам Северной Европы. Поэтому есть основания полагать, что скоро рабочие столы большинства наших пользователей также украсят безопасные и элегантные жидкокристаллические мониторы, и дилемма «что выбрать» уйдет в прошлое.

/ CNews.ru

Версия для печати

Комментарии

Статьи по теме

Обзор 4K-монитора Samsung U28D590D: битва компромиссов Совсем недавно DVD-диск был пределом мечтаний домашнего кинолюбителя. Потом произошёл переход на видео высокой чёткости – сначала 1280 на 720, а потом и 1920 на 1080. Но постоянный рост физических размеров экрана, а также желание требовательных...
Обзор монитора FullHD+ Acer B296CL: профессионал ультраширокого профиля Кажется, совсем недавно монитор разрешением Full HD был редкостью на большинстве рабочих столов. Но вот уже всё чаще на прилавках появляются экраны гораздо большего разрешения. При этом набирает популярность новый, свехрширокоэкранный...
Обзор монитора LG 29EA93: широкий простор для творчества Возможность получить большое разрешение компьютерной картинки возникла не сегодня и не вчера. Такие технологии, как AMD Eyefinity или NVIDIA nView, позволяют вывести изображение вплоть до 16-ти тысяч на 16 тысяч точек, но при этом...
Обзор монитора Samsung S24C770T: красота не требует жертв? Взаимодействие человека и компьютера становится всё более тесным. Клавиатура и мышь отходят на второй план, уступая место новым, естественным формам, одной из которых являются сенсорные экраны. Ставшие привычным элементом дизайна большинства...
Samsung S27B970D: больше, чем просто монитор Процесс виртуализации жизни совершается, не замедляясь, и, следовательно, требует все новых решений. На рынке появляется все более мощное визуализационное оборудование, копирующее физический мир с такой достоверностью, что отличить...
Обзор самого красивого монитора года Acer S235HL Тайваньская компания Acer, безусловно, является одним из самых ярких и интересных игроков на рынке электроники. Разработчики компании любят попотчевать пользователей необычной, а под час и вовсе странной, продукцией. Достаточно вспомнить...
Обзор монитора NEC EX231Wp: инструмент профессионала или продвинутый любитель? По данным социологических исследований, в среднем, современный человек проводит за монитором компьютера от шести до восьми часов. Можно долго рассуждать о вреде такого образа жизни, однако стоит признать, что для большинства людей...