1、目 錄1. 緒論2. 陰極射線管(CRT)顯示技術(shù)3. 液晶顯示器件 4. 發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)5. 等離子顯示器件 6. 激光顯示技術(shù)7. 新型光電顯示技術(shù)8. 大屏幕顯示技術(shù) 光 電 顯 示 技 術(shù)第1章 緒論1.1 光電顯示技術(shù)概述 1.1.1 顯示技術(shù)研究的意義 1.1.2 光電顯示器件分類1.2 顯示參量與人的因素 1.2.1 光的基本特性 1.2.2 人眼視覺特性 1.2.3 色彩學(xué)基礎(chǔ) 1.2.4 顯示器件主要性能指標(biāo)習(xí)題一光 電 顯 示 技 術(shù)1.1光電顯示技術(shù)概述 1.1.1.顯示技術(shù)研究的意義 1.顯示技術(shù)研究的意義 光電子（Optical Electronic）技

2、術(shù)是由光學(xué)、激光、電子學(xué)和信息技術(shù)互相滲透、交叉而形成的一門高新技術(shù)學(xué)科，具有廣泛應(yīng)用背景。光電子技術(shù)以物理學(xué)為基礎(chǔ)，涉及激光技術(shù)、光波導(dǎo)技術(shù)、光檢測(cè)技術(shù)、光計(jì)算和信息處理技術(shù)、光存儲(chǔ)技術(shù)、光電顯示技術(shù)、激光加工與激光生物技術(shù)、光生伏特技術(shù)、光電照明技術(shù)，已逐漸形成了光電子材料與元件產(chǎn)業(yè)、光信息產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代光學(xué)產(chǎn)業(yè)、光通信產(chǎn)業(yè)、激光器與激光應(yīng)用產(chǎn)業(yè)等五大類光電子信息產(chǎn)業(yè)，開創(chuàng)出了“光電子時(shí)代”！第1章 緒論光 電 顯 示 技 術(shù)光 電 顯 示 技 術(shù) 光電子技術(shù)也是當(dāng)今世界上競(jìng)爭最為激烈的高技術(shù)領(lǐng)域之一，許多科學(xué)家認(rèn)為：光電子技術(shù)、納米技術(shù)及生物工程技術(shù)構(gòu)成當(dāng)今三大高新技術(shù)，是21世紀(jì)的代表產(chǎn)業(yè)

3、。 顯示（display），就是指對(duì)信息的表示，即information display。在信息工程學(xué)領(lǐng)域中，把顯示技術(shù)限定在基于光電子手段產(chǎn)生的視覺效果上，即根據(jù)視覺可識(shí)別的亮度、顏色，將信息內(nèi)容以光電信號(hào)的形式傳達(dá)給眼睛產(chǎn)生視覺效果。 光電顯示技術(shù)是將電子設(shè)備輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成視覺可見的圖像、圖形、數(shù)碼以及字符等光信號(hào)的一門技術(shù)。它作為光電子技術(shù)的重要組成部分，近年來發(fā)展迅速，應(yīng)用廣泛。 第1章 緒論 然而，到了1983年，日本的科技人員對(duì)傳統(tǒng)反射型的液晶顯示器（LCD：Liquid Crystal Display）作了一些改進(jìn)，除偏光片外，又在其背面加上了背景光源，在前面加上了微型彩色濾

4、光片，改變?yōu)橥干湫筒噬獿CD。從此開創(chuàng)了平板顯示的新紀(jì)元。接著，日本政府又組織企業(yè)和高等院校的研究所，共同攻關(guān)，先后投資達(dá)200億美元，在此基礎(chǔ)上研制出薄模晶體管液晶顯示器（TFT-LCD）。如今TFT-LCD已逐步替代了計(jì)算機(jī)顯示器的彩色顯示器（CDT:Color Display Tube），并向大屏幕發(fā)展，進(jìn)入TV領(lǐng)域，2005年已形成一個(gè)240億美元的龐大顯示器件產(chǎn)業(yè)。也就是說，CRT構(gòu)筑了大眾媒體時(shí)代的現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)，LCD則構(gòu)筑了個(gè)人媒體為主導(dǎo)的現(xiàn)代信息社會(huì)。 另一方面，顯示技術(shù)已不再局限于以前的CRT和LCD，等離子體顯示器（PDP:Plasma Display Panel）和有機(jī)電

5、致發(fā)光效應(yīng)（EL:Electro Luminescence）等多種新型的顯示技術(shù)和顯示方式已在多媒體市場(chǎng)上閃亮登場(chǎng)。PDP不僅用于40英寸以上的彩色顯示器，用于高清晰度電視（HDTV）的PDP已進(jìn)入家庭用顯示器領(lǐng)域，并成為一個(gè)新興顯示器件產(chǎn)業(yè)。 第1章 緒論光 電 顯 示 技 術(shù) 最近幾年還出現(xiàn)了有機(jī)發(fā)光二極管平板顯示器（OLED:Organic Light Emitting Diode）及場(chǎng)致發(fā)射顯示器（FED:Field Emission Display）。OLED甚至可以折疊，被譽(yù)為“夢(mèng)幻顯示器”，可用于可視移動(dòng)多媒體。 在大屏幕顯示方面，除了當(dāng)前教學(xué)和商業(yè)用投影器的主流產(chǎn)品透射式TFT

6、-LCD投影儀外，近期開發(fā)的直觀式HDTV大屏幕顯示系統(tǒng)把HDTV、PAL和NTSC制式普通電視以及計(jì)算機(jī)的VGA、SVGA、XGA等全在一個(gè)大屏幕上顯示，被稱為“多媒體大屏幕顯示墻”（Multimedia Display Wall)，還有藍(lán)光LED（Light Emitting Diode）和高亮度、超高亮度LED組成的三基色全彩色LED大顯示屏由于使用壽命長、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、價(jià)格性能比高、使用成本低等特點(diǎn)，在大屏幕顯示領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。第1章 緒論在大屏幕顯示方面，除了當(dāng)前教學(xué)和商業(yè)用投影器的主流產(chǎn)品透射式TFT-LCD投影儀外，近期開發(fā)的直觀式HDTV大屏幕顯示系統(tǒng)把HDTV、PAL

7、和NTSC制式普通電視以及計(jì)算機(jī)的VGA、SVGA、XGA等全在一個(gè)大屏幕上顯示，被稱為“多媒體大屏幕顯示墻”（Multimedia Display Wall)，還有藍(lán)光LED（Light Emitting Diode）和高亮度、超高亮度LED組成的三基色全彩色LED大顯示屏由于使用壽命長、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、價(jià)格性能比高、使用成本低等特點(diǎn)，在大屏幕顯示領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 如今的顯示器件世界，無論是市場(chǎng)還是技術(shù)都處于急劇變化的時(shí)期，可謂是百花齊放、爭奇斗艷。各種顯示器的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，爭奪未來潛在的大市場(chǎng)。2002年全世界顯示器件銷售額為500億美元，估計(jì)到2025年將達(dá)到5000億美元。顯

8、示器行業(yè)群雄爭霸，前景難料。第1章 緒論顯示器件 發(fā)展趨勢(shì) 顯示器件 發(fā)展趨勢(shì) 陰極射線管 提高分辨率，小型化，平板化電致變色顯示器 改進(jìn)可靠性 真空熒光顯示器 多色，矩陣顯示的實(shí)際使用 液晶顯示器 彩色，小電視的實(shí)際使用交流等離子體顯示器驅(qū)動(dòng)的簡化 發(fā)光二極管 高亮度，藍(lán)LED的實(shí)際使用 直流等離子體顯示器提高電視顯示效率 電致發(fā)光顯示器矩陣顯示商品化電泳顯示器改進(jìn)可靠性 第1章 緒論1.1.2 光電顯示器件分類 如果根據(jù)收視信息的狀態(tài)分類，可分成： 1. 直觀型（Direct View Type） 2. 投影型（Projection Type） 3. 空間成像型（Space Imaging

9、 Type） 原則上把顯示設(shè)備上出現(xiàn)的視覺信息直接觀看的方式稱為直觀型把由顯示設(shè)備或者光控裝置所產(chǎn)生的比較小的光信息經(jīng)過一定的光學(xué)系統(tǒng)放大投射到大屏幕后收看的方式稱為投影型。 指采用某種光學(xué)手段（如激光）在空間形成可供觀看圖像的方式，從原理上說，圖像大小與顯示器無關(guān),可以很大?？臻g成像顯示因?yàn)閳D像具有縱深而大大提高了真實(shí)感和現(xiàn)場(chǎng)感。第1章 緒論從顯示原理的本質(zhì)來看，光電顯示技術(shù)利用了發(fā)光和電光效應(yīng)兩種物理現(xiàn)象。所謂電光效應(yīng)是指加上電壓后物質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)（如折射率、反射率、透射率等）發(fā)生改變的現(xiàn)象。因此，根據(jù)像素本身發(fā)光與否，又可將顯示器件分為以下兩大類： 1. 主動(dòng)發(fā)光（emissive）型 2

10、. 被動(dòng)顯示(passive)型在外加電信號(hào)作用下，主動(dòng)發(fā)光型器件本身產(chǎn)生光輻射刺激人眼而實(shí)現(xiàn)顯示。比如CRT、PDP、ELD、激光顯示器(LPD:Laser Projection Display)等。 在外加電信號(hào)作用下，被動(dòng)顯示型器件單純依靠對(duì)光的不同反射呈現(xiàn)的對(duì)比度達(dá)到顯示目的。 人類視覺所感受的外部信息中，90%以上是由外部物體對(duì)光的反射，而不是來自物體發(fā)光。所以，被動(dòng)顯示更適合人的視覺習(xí)慣，不會(huì)引起疲勞。當(dāng)然，被動(dòng)顯示在黑暗的環(huán)境下是無法顯示的，這時(shí)我們必須為器件配上外光源。比如LED、各種光閥管（light valve）投影儀等。第1章 緒論按顯示屏幕大小分類有：超大屏幕（4m2）

11、、大屏幕（14m2）、中屏幕（0.21m2）和小屏幕（0.2m2）。按色調(diào)顯示功能分類有：黑白二值色調(diào)顯示、多值色調(diào)顯示（三級(jí)以上灰度）和全色調(diào)顯示。按色彩顯示功能分類有：單色（monochrome）黑白或紅黑顯示、多色（multi color）顯示（三種以上）和全色顯示。按顯示內(nèi)容、形式分類有：數(shù)碼、字符、軌跡、圖表、圖形和圖像顯示。按成像空間坐標(biāo)分類有：二維平面顯示和三維立體顯示。第1章 緒論按所用顯示材料分類有：固體(晶體和非晶體)、液體、氣體、等離子體、液晶體顯示等。按顯示原理分類有：陰極射線管(CRT)、真空熒光管(VFD)、輝光放電管（GDD）、液晶顯示器(LCD)、等離子體顯示器

12、(PDP)、發(fā)光二極管(LED)、場(chǎng)致發(fā)射顯示器(FED)、電致發(fā)光顯示器(ELD)、電致變色顯示器（ECD）、激光顯示器(LPD)、電泳顯示器(EPD)、鐵電陶瓷顯示器(PLZT)等等。第1章 緒論1.2顯示參量與人的因素 1.2.1 光的基本特性 光是一種波長很短的電磁波，可見光是光刺激人眼的感覺，波長范圍為380780nm），頻率為7.51084.0108MHz，波譜很窄；而電磁波的波譜范圍很廣，包括甚低頻（VLF）超長波、低頻（LF）長波、中頻（MF）中波、高頻（HF）短波、甚高頻（VHF）超短波、特高頻（UHF）分米微波、超高頻（SHF）厘米微波、極高頻（EHF）毫米微波、紅外線、光

13、波、紫外線、X射線、射線等 。第1章 緒論圖1.2 電磁波的波譜第1章 緒論光照度 單位受光面積上（S）所接收的光通量稱為光照度，符號(hào)為E，單位為勒克斯（lx）。光照度E可由下式表示：亮度 垂直于傳播方向單位面積（ ）上的發(fā)光強(qiáng)度稱為亮度，符號(hào)為L，單位為cd/m2。亮度L可由下式表示：第1章 緒論1.2.2 人眼視覺特性 1.人眼的視覺生理基礎(chǔ) ： 外界信息以光波形式射入眼簾，通過眼睛的光學(xué)系統(tǒng)在視網(wǎng)膜上成像。視網(wǎng)膜內(nèi)的視覺細(xì)胞把光信息變換為電信號(hào)，傳遞給視神經(jīng)。由左右眼引出的視神經(jīng)在視交叉處把左右眼分別獲得的右視覺信號(hào)和左視覺信號(hào)進(jìn)行整理，然后傳向外側(cè)膝狀體。外界右半部分的視覺信息傳入左側(cè)

14、的外側(cè)膝狀體，而左半部分的視覺信息傳入右側(cè)的外側(cè)膝狀體。兩個(gè)外側(cè)膝狀體經(jīng)視放射線神經(jīng)連接于左右后頭部的大腦視覺區(qū)域。圖1.3 信息從人眼到大腦的路徑 第1章 緒論人的眼睛很像一部精巧的照相機(jī)，圖1.4是眼球的截面圖。該圖是把右眼沿垂直方向剖切后，從前部所見的構(gòu)造。眼球?yàn)橹睆郊s24mm的球狀體，光線通過瞳孔射入眼球內(nèi)，再經(jīng)晶狀體在位于眼球后部內(nèi)側(cè)的視網(wǎng)膜上成像。角膜的作用類似照相機(jī)的第一組鏡片，承擔(dān)著為了能在視網(wǎng)膜上成像所必需的光線折射作用。虹膜緊貼在晶狀體上，虹膜中心有一個(gè)小孔稱為瞳孔。瞳孔的直徑可以從2mm調(diào)節(jié)到8mm左右（16倍）。改變瞳孔的大小，就可以調(diào)節(jié)進(jìn)入眼睛的光通量，類似于照相機(jī)光

15、圈的作用。圖1.4眼球的構(gòu)造 第1章 緒論晶狀體起著照相機(jī)透鏡的作用，四周的睫狀肌收縮、松緩可以調(diào)節(jié)其凸度，亦即調(diào)節(jié)了焦距，以便使不同距離的景物成像在視網(wǎng)膜上；晶狀體同時(shí)吸收一部分紫外線，對(duì)眼睛起到保護(hù)作用。晶狀體的彈力會(huì)隨著年齡增加而減小，到60歲左右，會(huì)失去調(diào)節(jié)能力而變得扁平。視網(wǎng)膜廣泛分布于眼球的后部，其作用很像照相機(jī)中的感光膠片。視網(wǎng)膜主要由許多感光細(xì)胞組成，感光細(xì)胞把光變換為電信號(hào)，它又分為兩大類：一類叫桿狀（rod）細(xì)胞，另一類叫錐狀（cone）細(xì)胞。第1章 緒論錐狀細(xì)胞大部分集中分布在視網(wǎng)膜上正對(duì)者瞳孔的中央部分直徑約為2mm的區(qū)域，因呈黃色，稱為黃斑區(qū)。在黃斑區(qū)中央有一個(gè)下陷的

16、區(qū)域，稱為中央凹（fovea）。在中央凹內(nèi)錐狀細(xì)胞密度最大，視覺的精細(xì)程度主要由這一部分所決定。在黃斑區(qū)中心部分，每個(gè)錐狀細(xì)胞連接著一個(gè)視神經(jīng)末梢。根據(jù)對(duì)光譜敏感度的不同，錐狀細(xì)胞又可分為三類，即紅視錐狀細(xì)胞（吸收峰值為700nm）、綠視錐狀細(xì)胞（吸收峰值為540nm）和藍(lán)視錐狀細(xì)胞（吸收峰值為450nm）。在遠(yuǎn)離黃斑區(qū)的視網(wǎng)膜上分布的視覺細(xì)胞大部分是桿狀細(xì)胞，而且視神經(jīng)末梢分布較稀，每個(gè)錐狀細(xì)胞和幾個(gè)桿狀細(xì)胞合接在一條視神經(jīng)上。所有視神經(jīng)都通過視網(wǎng)膜后面的一個(gè)空穴，稱為乳頭（nipple）的通到大腦去。在乳頭處沒有感光細(xì)胞，不能感受光線，故又稱為盲點(diǎn)。第1章 緒論2. 人眼視覺特性 光射入眼

17、睛會(huì)引起視覺反應(yīng)，單一波長成分的光稱為單色光，人眼感覺到的單色光按波長由長到短的順序?yàn)椋杭t、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫，參考圖1.2。包含兩種或兩種以上波長成分的光稱為復(fù)合光。太陽光就是一種復(fù)合光，且波長范圍寬、能量幾乎均勻分布，給人以白光的綜合感覺。（1）光譜光效率。人眼對(duì)不同波長光的敏感程度。相同主觀亮度感覺情況下，=555nm的黃綠光，所需光的輻射功率最小。 第1章 緒論（3）暗適應(yīng)。從明亮處向昏暗處移動(dòng)時(shí)，視覺系統(tǒng)靈敏度會(huì)逐漸變化，大約40min左右達(dá)到最大靈敏度。 當(dāng)我們從明亮的地方進(jìn)入黑暗環(huán)境，或突然關(guān)掉電燈，要經(jīng)過一段時(shí)間才能看清物體，這就是暗適應(yīng)現(xiàn)象。第1章 緒論（4）明適應(yīng)。從黑

18、暗環(huán)境到明亮環(huán)境變化的逐漸習(xí)慣過程，稱為明適應(yīng)。與暗適應(yīng)比較，其時(shí)間要快得多，大約僅需1min左右即可完成。（5）視覺惰性。在外界光作用下，感光細(xì)胞內(nèi)視敏感物質(zhì)經(jīng)過暴光染色過程是需要時(shí)間的，響應(yīng)時(shí)間大約為40ms；另一方面，當(dāng)外界光消失后，亮度感覺還會(huì)殘留一段時(shí)間，大約為100ms。第1章 緒論（7）視角。 眼睛的視野是比較大的，由視線方向的中心與鼻側(cè)的夾角約為65，與耳側(cè)的夾角約為100104，向上方約為65，向下方為75。第1章 緒論1.2.3. 色彩學(xué)基礎(chǔ) 彩色是物體反射光作用于人眼的視覺效果。自然界中的景物，在太陽光照射下，由于反射了可見光中的不同成分而吸收其余部分，從而引起人眼的不同

19、彩色感覺。 1.三基色原理 自然界中任意一種顏色均可以表示為三個(gè)確定的相互獨(dú)立的基色的線性組合。國際照明委員會(huì)（CIE）的色彩學(xué)CIE-RGB計(jì)色系統(tǒng)規(guī)定：波長700nm，光通量為1lm的紅光為一個(gè)紅基色單位，用（R）表示；波長546.1nm，光通量為4.95lm的綠光為一個(gè)綠基色單位，用（G）表示；波長435.8nm，光通量為0.060lm的藍(lán)光為一個(gè)藍(lán)基色單位，用（B）表示。第1章 緒論 將三基色按一定比例相加混合，就可以模擬出各種顏色，如：紅色+綠色=黃色綠色+藍(lán)色=青色紅色+藍(lán)色=紫色紅色+綠色+藍(lán)色=白色 等量的RGB能配出等能的白光。這樣三基色按不同比例就能合成出如圖1.5所示的以

20、三基色為頂點(diǎn)的三角形所包圍的各種顏色。第1章 緒論光電 顯 示 技 術(shù)圖1.5三基色原理示意圖第1章 緒論2. 色彩再現(xiàn) 顯示器中的色彩再現(xiàn)，不是把實(shí)際的色彩完全忠實(shí)地再現(xiàn)，只要再現(xiàn)出的色彩令收看者滿意就可以了。圖1.6所示為一個(gè)彩色顯像管（CPT）熒光粉點(diǎn)的布局圖，紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）三色熒光粉點(diǎn)各自在相應(yīng)的紅、綠、藍(lán)電子束的轟擊下發(fā)光從而產(chǎn)生顏色。 三個(gè)熒光粉點(diǎn)雖然在熒光屏上占有不同的空間位置，但它們產(chǎn)生的不同顏色的光卻落在同一個(gè)視覺細(xì)胞上，產(chǎn)生出三色相加的視覺效果。可見，彩色再現(xiàn)是對(duì)人眼視覺特性的巧妙利用，熒光屏上所顯示的顏色實(shí)際上是在觀察者自己的視覺上混合產(chǎn)生的。色彩再現(xiàn)的過程

21、如圖1.7所示。第1章 緒論圖1.6 彩色顯像管熒光粉點(diǎn)布局圖圖1.7 色彩再現(xiàn)過程示意圖 第1章 緒論3.顏色的特征參數(shù)：顏色包括三個(gè)特征參數(shù)：亮度、色度、飽和度。亮度表示各種顏色的光對(duì)人眼所引起的視覺強(qiáng)度，它與光的輻射功率有關(guān)。色調(diào)表示顏色彼此區(qū)分特性，不同波長的光輻射在物體上表現(xiàn)出不同色調(diào)特性。飽和度表示顏色光所呈現(xiàn)的顏色深淺程度（或純度）。飽和度越高，則顏色越深，如深紅、深綠等。飽和度越低，則顏色越淺，如淺紅、淺綠等。色調(diào)與飽和度又合稱為色度，它既說明彩色光的顏色類別，又說明顏色的深淺程度。第1章 緒論1.2.4 .顯示器件主要性能指標(biāo) 1.像素（pixel）： 像素指構(gòu)成圖像的最小面

22、積單位，具有一定的亮度和色彩屬性。在顯示器中，像素點(diǎn)的大小可依據(jù)該系統(tǒng)的觀看條件（如觀看距離、照明環(huán)境等）下，肉眼所能分辨的最小尺寸而確定。實(shí)際系統(tǒng)的具體例子，如表1-3所列。第1章 緒論器件顯示器制式有效像素?cái)?shù)寬高比寬高總像素?cái)?shù)比3）彩色顯像管PAL7205764032001.3143NTSC7204903528001.1543HDTV1920108020736006.75169彩色顯示器VGA6404803072001.0043SVGA8006004800001.5643XGA10247687864322.5643SXGA1280102413107204.2754UXGA160012001

23、9200006.2543QXGA20481536314572810.243QXGA25602048524288017.154表1-3 顯示器制式與像素?cái)?shù)、寬高比第1章 緒論2.亮度： 顯示器件的亮度指從給定方向上觀察的任意表面的單位投射面積上的發(fā)光強(qiáng)度。亮度值用cd/m2表示。一般顯示器應(yīng)有70cd/m2的亮度，具有這種亮度圖像在普通室內(nèi)照度下清晰可見。在室外觀看要求亮度更高，可達(dá)300cd/m2以上。人眼可感覺的亮度范圍為0.0350000cd/m2。3.亮度均勻性： 亮度均勻性反應(yīng)的是顯示器件在不同顯示區(qū)域所產(chǎn)生的亮度的均勻性。通常也用它的反面概念不均勻性來描述，或者用規(guī)定取樣點(diǎn)的亮度相對(duì)

24、于平均亮度的百分比來描述。第1章 緒論4.對(duì)比度和灰度 對(duì)比度指畫面上最大亮度和最小亮度之比。該指標(biāo)與環(huán)境光線有很大關(guān)系，另外測(cè)試信號(hào)一般采用棋盤格信號(hào)，并將亮度控制器調(diào)整到正常位置，對(duì)比度調(diào)整到最大位置，此時(shí)對(duì)比度為白色亮度和黑色亮度的比值。一般顯示器應(yīng)有301對(duì)比度。5.灰度 指畫面上亮度的等級(jí)差別。例如，一幅電視畫面圖像應(yīng)有八級(jí)左右的灰度。人眼可分辨的最大灰度級(jí)大致為100級(jí)。6.分辨率（resolution） 分辨率指單位面積顯示像素的數(shù)量。第1章 緒論7.清晰度（definition） 清晰度是指人眼能察覺到的圖像細(xì)節(jié)清晰的程度，用光高度(幀高)范圍內(nèi)能分辨的等寬度黑白條紋(對(duì)比度為

25、100)數(shù)目或電視掃描行數(shù)來表示。如果在垂直方向能分辨250對(duì)黑白條紋，就稱垂直清晰度為500行(線)。第1章 緒論8.分辨力 是人眼觀察圖像清晰程度的標(biāo)志，與清晰度定義近似，分辨力可以用圖像小投影點(diǎn)的數(shù)量表示，如SVGA彩色顯示器的分辨力是800600，就代表畫面是由800600個(gè)點(diǎn)所構(gòu)成，組成方式為每條線上有800個(gè)投影點(diǎn)，共有600條線。 分辨力有時(shí)也用光點(diǎn)直徑來表示。用光柵高度除以掃描線數(shù)，即可算出一條亮線的寬度，此寬度即為熒光屏上光點(diǎn)直徑的大小。在顯示器件中，光點(diǎn)直徑大約幾微米到幾千微米。一般對(duì)角線為2353cm的電視顯像管其光點(diǎn)直徑約為0.20.5mm。 第1章 緒論9.發(fā)光顏色

26、發(fā)光顏色(或顯示顏色)的衡量方法，可用發(fā)射光譜或顯示光譜的峰值及帶寬，或用色度坐標(biāo)表示。顯示器件的顏色顯示能力，包括顏色的種類、層次和范圍，是彩色顯示器件的一個(gè)重要指標(biāo)。真（全）色彩的色彩數(shù)目為16777216色，即紅、綠、藍(lán)各256級(jí)灰度， 256256256=1677721616M。10.余輝時(shí)間 余輝時(shí)間指熒光粉的發(fā)光，從電子轟擊停止后起，到亮度減小到電子轟擊時(shí)穩(wěn)定亮度的l/10所經(jīng)歷的時(shí)間，余輝時(shí)間主要決定于熒光粉，一般陰極射線熒光粉的余輝時(shí)問從幾百納秒到幾十秒。第1章 緒論11.解析度DPI（Dot Per Inch） 解析度指圖片1英寸長度上小投影點(diǎn)的數(shù)量，分為水平解析度和垂直解析

27、度。解析度越高顯示出來的影像也就越清晰。12.收看距離 收看距離可以用絕對(duì)值表示，也可以用與畫面高度H的比值來表示（即相對(duì)收看距離）。13.周圍光線環(huán)境 周圍光線環(huán)境主要指觀看者所在的水平照度以及照明裝置。第1章 緒論14.圖像的數(shù)據(jù)率 數(shù)據(jù)率指在一定時(shí)間內(nèi)、一定速度下，顯示系統(tǒng)能將多少單元的信息轉(zhuǎn)換成圖形或文字并顯示出來。如果已知一個(gè)字符或像素是以n比特）（bit）計(jì)算機(jī)符號(hào)表示，數(shù)據(jù)率可以換算成比特/秒（bps）。圖像的信息量是驚人的，比如：一張A4文件的數(shù)據(jù)量大約是2KB），一張A4黑白照片的數(shù)據(jù)量大約是40KB，一張A4彩色照片的數(shù)據(jù)量大約是5MB，一分鐘家用錄像系統(tǒng)（VHS:Vide

28、o Home System）質(zhì)量的全活動(dòng)圖像的數(shù)據(jù)量約為10MB，一分鐘廣播級(jí)全動(dòng)態(tài)影像（FMV:Full-motion Video）的數(shù)據(jù)量就約為40MB。第1章 緒論15.其它 其它指標(biāo)如輻射，CRT明顯大于其他顯示器件，其它顯示器件之間差別不大。在顯示相應(yīng)時(shí)間方面，LCD類的顯示器件劣于其他器件。在顯示屏的缺陷點(diǎn)方面，CRT一般不會(huì)出現(xiàn)這樣的問題，而其它顯示器件雖然在出廠時(shí)該指標(biāo)控制的較嚴(yán)，但用戶在使用過程中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)缺陷點(diǎn)。在可靠性方面（MTBF值），基本上都可以達(dá)到15000h，需要注意的是投影設(shè)備里往往使用了燈泡作為光源，燈泡的壽命有限，只能作為消耗品，也就是說在使用過程中需要定期

29、更換這些部件。 第1章 緒論習(xí)題一1.光電顯示器件有哪些分類？2.測(cè)光量有哪些？單位分別是什么？3.簡述人眼的視覺生理基礎(chǔ)。4.簡述色彩再現(xiàn)原理？光 電 顯 示 技 術(shù)5.表征顯示器件的主要性能指標(biāo)有哪些？6.計(jì)算：一個(gè)滿幀圖像，分辨力為VGA制式640480像素，每像素量化量為8bits，刷新頻率為30Hz，則一秒鐘視頻圖像的資料長度為多少字節(jié)。假設(shè)撥號(hào)上網(wǎng)的速率為33.6kbps，以這樣的速率來傳送一分鐘的圖像資料大約需要多少時(shí)間才能完成？假如圖像壓縮比為501，實(shí)時(shí)傳輸圖像需要多大的傳輸速率？光 電 顯 示 技 術(shù)第2章 陰極射線管(CRT)顯示技術(shù) 2.1 CRT顯示器的基本結(jié)構(gòu)與工作

30、原理 2.1.1 黑白CRT顯示器的基本結(jié)構(gòu)與工作原理 2.1.2 彩色CRT顯示器的基本結(jié)構(gòu)與工作原理 2.1.3 CRT顯示器的主要單元 2.2 CRT顯示器的驅(qū)動(dòng)與控制 2.2.1 CRT顯示器相關(guān)技術(shù) 2.2.2 CRT顯示器驅(qū)控電路 2.3 CRT顯示器的特點(diǎn)、性能指標(biāo)及發(fā)展歷史 2.3.1 CRT顯示器的特點(diǎn) 2.3.2 CRT顯示器的性能指標(biāo) 2.3.3 CRT顯示技術(shù)的發(fā)展歷史 習(xí)題二光 電 顯 示 技 術(shù)CRT顯示器即為一種使用陰極射線管(Cathode Ray Tube)的顯示器，主要分為黑白CRT顯示器和彩色CRT顯示器兩大類。它的核心部件是CRT顯像管（即陰極射線管），

31、其主要由五部分組成：電子槍(Electron Gun)、偏轉(zhuǎn)線圈(Defiection coils)、蔭罩(Shadow mask)、熒光粉層(Phosphor)及玻璃外殼，其中電子槍是顯像管的核心。CRT顯示器的工作原理和我們家中電視機(jī)的顯像管基本一樣，我們可以把它看作是一個(gè)圖像更加精細(xì)的電視機(jī)。經(jīng)典的CRT顯像管使用電子槍發(fā)射高速電子，經(jīng)過垂直和水平的偏轉(zhuǎn)線圈控制高速電子的偏轉(zhuǎn)角度，最后高速電子轟擊屏幕上的磷光物質(zhì)使其發(fā)光。通過電壓調(diào)節(jié)電子槍發(fā)射電子束的功率，就會(huì)在屏幕上形成明暗不同的光點(diǎn)，形成各種圖案和文字。 第2章 陰極射線管(CRT)顯示技術(shù) 2.1.1 黑白CRT顯示器的基本結(jié)構(gòu)與

32、工作原理 黑白CRT即單色(Monochrome Monitor)CRT，只有單一的電子槍，僅能產(chǎn)生黑白兩種顏色。它的主要用途是在電視機(jī)中顯示圖像，以及在工業(yè)控制設(shè)備中用作監(jiān)視器。黑白CRT主要由圓錐形玻殼、玻殼正面用于顯示的熒光屏、封入玻殼中發(fā)射電子束用的電子槍系統(tǒng)和位于玻殼之外控制電子束偏轉(zhuǎn)掃描的磁軛器件四部分組成。 第2章 陰極射線管(CRT)顯示技術(shù) 第2章 陰極射線管(CRT)顯示技術(shù) 圖2.1 單色CRT的結(jié)構(gòu)示意圖 結(jié)構(gòu)中燈絲、陰極（K）、第一控制柵極（G1或稱調(diào)制器）、加速極（G2或稱屏蔽極）構(gòu)成發(fā)射系統(tǒng)；第二陽極G3、聚焦極G4、高壓陽極G5構(gòu)成聚焦系統(tǒng)。工作時(shí)，電子槍中陰極

33、（K）被燈絲加熱至200K時(shí)，陰極（K）大量發(fā)射電子。電子束首先被加在第一控制柵極的視頻電信號(hào)所調(diào)制，然后經(jīng)加速和聚焦后，高速轟擊熒光屏上的熒光體，熒光體發(fā)出可見光。電子束的電流是受顯示信號(hào)控制的，信號(hào)電壓高，電子槍發(fā)射的電子束流也越大，熒光體發(fā)光亮度也越高。最后通過偏轉(zhuǎn)磁軛控制電子束，在熒光屏上從上到下，從左到右依次掃描，從而將原被攝圖像或文字完整地顯示在熒光屏上。 第2章 陰極射線管(CRT)顯示技術(shù) 2.1.2 彩色CRT顯示器的基本結(jié)構(gòu)與工作原理 彩色CRT利用三基色圖像疊加原理實(shí)現(xiàn)彩色圖像的顯示。蔭罩式彩色CRT是目前占主導(dǎo)地位的彩色顯像管，這種管子的原始設(shè)想是德國人弗萊西（Fles

34、hsig）在1938年提出的。蔭罩式彩色CRT的基本結(jié)構(gòu)如圖2.2所示。 第2章 陰極射線管(CRT)顯示技術(shù) 圖2.2 彩色CRT的結(jié)構(gòu)示意圖 光 電 顯 示 技 術(shù) 彩色CRT是通過紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三原色組合產(chǎn)生彩色視覺效果。熒光屏上的每一個(gè)像素由產(chǎn)生紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)的三種熒光體組成，同時(shí)電子槍中設(shè)有3個(gè)陰極，分別發(fā)射電子束，轟擊對(duì)應(yīng)的熒光體。為了防止每個(gè)電子束轟擊另外兩個(gè)顏色的熒光體，在熒光面內(nèi)側(cè)設(shè)有選色電極蔭罩。 在蔭罩型彩色CRT中，玻殼熒光屏的內(nèi)面形成點(diǎn)狀紅、綠、藍(lán)三色熒光體，熒光面與單色CRT相同，在其內(nèi)側(cè)均有膜金屬覆層。在離熒光面一定距離處設(shè)置蔭罩。蔭罩

35、焊接在支持框架上，并通過顯示屏側(cè)壁內(nèi)面設(shè)置的緊固釘將蔭罩固定在顯示屏內(nèi)側(cè)。 第2章 陰極射線管(CRT)顯示技術(shù) 圖2.3 彩色CRT工作原理 光 電 顯 示 技 術(shù) 蔭罩與熒光屏的距離可根據(jù)幾何關(guān)系由下式確定： (2-1) (2-2) 式中： 為蔭罩與熒光屏的距離； 為孔距放大率； 為從電子槍到熒光面的距離； 為電子槍的束間距； 為電子束排列方向的蔭罩孔距； 為電子束排列方向的熒光屏上同一色熒光體的點(diǎn)間距。第2章 陰極射線管(CRT)顯示技術(shù) 整體工作過程：由燈絲、陰極、控制柵組成電子槍，通電后燈絲發(fā)熱，陰極被激發(fā)，發(fā)射出電子流，電子流受到帶有高電壓的內(nèi)部金屬層的加速，經(jīng)過透鏡聚焦形成極細(xì)的

36、電子束，在陽極高壓作用下，獲得巨大的能量，以極高的速度去轟擊熒光粉層。這些電子束轟擊的目標(biāo)就是熒光屏上的三原色。 電子槍發(fā)射的電子束不是一束，而是三束，電子束在偏轉(zhuǎn)磁軛產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用下，可以控制其射向熒光屏的指定位置，去轟擊各自的熒光粉單元。一般蔭罩式CRT的內(nèi)部有一層類似篩子的網(wǎng)罩，電子束通過網(wǎng)眼打在呈三角形排列的熒光點(diǎn)上，以防止每個(gè)電子束轟擊另外兩個(gè)顏色的熒光體。第2章 陰極射線管(CRT)顯示技術(shù) 受到高速電子束的激發(fā)，這些熒光粉單元分別發(fā)出強(qiáng)弱不同的紅、綠、藍(lán)三種光。根據(jù)空間混色法(將三個(gè)基色光同時(shí)照射同一表面相鄰很近的三個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行混色的方法)產(chǎn)生豐富的色彩，這種方法利用人們眼睛在超過

37、一定距離后分辨力不高的特性，產(chǎn)生與直接混色法相同的效果。 用這種方法可以產(chǎn)生不同色彩的像素，而大量的不同色彩的像素可以組成一張漂亮的畫面，而不斷變換的畫面就成為可動(dòng)的圖像。第2章 陰極射線管(CRT)顯示技術(shù) 2.1.3 CRT顯示器的主要單元 1. 電子槍 電子槍用來產(chǎn)生電子束，以轟擊熒光屏上的熒光粉發(fā)光。在CRT中，為了在屏幕上得到亮而清晰的圖像，要求電子槍產(chǎn)生大的電子束電流，并且能夠在屏幕上聚成細(xì)小的掃描點(diǎn)（約0.2mm）。此外，由于電子束電流受電信號(hào)的調(diào)制，因而電子槍應(yīng)有良好的調(diào)制特性。在調(diào)制信號(hào)控制過程中，掃描點(diǎn)不應(yīng)有明顯的散焦現(xiàn)象。 電子槍是由燈絲（用H、HT或F表示）、陰極（用K

38、表示，彩色顯像管有三個(gè)陰極，分別用RK、GK、BK表示）、柵極（用G1表示）、加速極（用G2表示）、高壓陽極（用G或V表示）組成。第2章 陰極射線管(CRT)顯示技術(shù) 圖2.4 電子槍結(jié)構(gòu)示意圖光 電 顯 示 技 術(shù) 電子槍中各部分的作用： (1) 燈絲通電后將電能轉(zhuǎn)變成熱能并對(duì)陰極加熱，使陰極表面產(chǎn)生600-800度的高溫，創(chuàng)造一個(gè)使陰極發(fā)射電子的外部條件。 (2) 陰極呈圓筒狀，裝在圓筒內(nèi)部，頂端涂有鋇鍶鈣的氧化物，燈絲通電時(shí)，陰極受熱后發(fā)射大量電子。 (3) 柵極柵極套在陰極外面，是一個(gè)金屬圓筒，頂端開有小孔，讓電子束通過。改變與陰極的相對(duì)電位可以控制電子束的強(qiáng)弱。第2章 陰極射線管(C

39、RT)顯示技術(shù) (4) 加速極它也是頂部開有小孔的金屬筒，其位置緊靠柵極。通常在加速極上加有幾百伏的正電壓，它能控制陰極發(fā)射的電子束到達(dá)熒光屏的速度。 (5) 聚集極彩色顯像管聚集極通常加58KV電位。聚集極、加速極及高壓極一起構(gòu)成一個(gè)電子透鏡，使電子束會(huì)聚成一束轟擊熒光屏熒光粉層。 (6) 高壓陽極建立一個(gè)強(qiáng)電場(chǎng)，使電子束以極快的速度轟擊熒光屏上的熒光粉。高壓陽極通常為2234KV。 第2章 陰極射線管(CRT)顯示技術(shù) 2. 熒光屏 熒光屏，是由涂覆在玻璃殼內(nèi)的熒光粉和疊于熒光粉層上面的鋁膜共同組成的。工作的時(shí)候熒光屏后面的電子槍發(fā)射電子束打在熒光粉上，于是一部分熒光粉亮起來，顯示出字符或

40、者圖像。 熒光屏是實(shí)現(xiàn)CRT顯像管電光轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部位之一，要求發(fā)光亮度和發(fā)光效率足夠高，發(fā)光光譜適合人眼觀察，圖像分辨力高、傳遞效果好，余輝時(shí)間適當(dāng)，機(jī)械、化學(xué)、熱穩(wěn)定性好，壽命高。第2章 陰極射線管(CRT)顯示技術(shù) CRT的發(fā)光性能首先取決于所用的熒光粉材料，因?yàn)橹饕蔁晒夥蹖油瓿娠@像管內(nèi)的光電轉(zhuǎn)換功能。 熒光粉的發(fā)光效率是指每瓦電功率能獲得多大的發(fā)光強(qiáng)度。余輝時(shí)間是熒光粉的重要特性參數(shù)。 當(dāng)電子束轟擊熒光粉時(shí)，熒光粉的分子受激而發(fā)光，而當(dāng)電子束的轟擊停止后，熒光粉的發(fā)光并非立即消失，而是按指數(shù)規(guī)律衰減，這種特性稱為熒光粉的余輝特性。余輝時(shí)間是指熒光粉在電子束轟擊停止后，其亮度減小到電子轟

41、擊時(shí)穩(wěn)定亮度的1/10所經(jīng)歷的時(shí)間。第2章 陰極射線管(CRT)顯示技術(shù) 一般把余輝分成三類：余輝時(shí)間長于0.1s的稱為長余輝發(fā)光；余輝時(shí)間介于0.1s至0.001s的稱為中余輝發(fā)光；余輝時(shí)間短于0.001s的稱為短余輝發(fā)光。余輝太長，則同一像素第一幀余輝未盡而第二幀掃描又到了，前一幀的余輝會(huì)重疊在后一幀圖像上，整個(gè)圖像便會(huì)模糊。若余輝時(shí)間太短，屏幕的平均亮度將會(huì)減低。 屏幕的亮度取決于熒光粉的發(fā)光效率、余輝時(shí)間及電子束轟擊的功率。熒光粉的發(fā)光效率高時(shí)屏幕較亮，余輝時(shí)間長平均亮度也較大。第2章 陰極射線管(CRT)顯示技術(shù) 如果已知熒光粉的發(fā)光時(shí)間特性 ，那么在一幀時(shí)間T內(nèi)平均亮度應(yīng)為： (2

42、-3) 屏幕亮度除了與余輝時(shí)間有關(guān)外，還取決于電子束的電流密度和屏幕電壓的高低。因此屏幕亮度可表示為 (2-4) 從上式可以看出，欲增大亮度可以加大電流密度和電壓。兩者中以提高電壓更為有效。第2章 陰極射線管(CRT)顯示技術(shù) 3. 偏轉(zhuǎn)系統(tǒng) 如果不加偏轉(zhuǎn)電壓，經(jīng)過加速、聚焦的具有很高動(dòng)能的電子束轟擊熒光面時(shí)，僅能在熒光屏中心位置產(chǎn)生亮度很高的光點(diǎn)，難以成像；為了顯示一幅圖像，必須讓電子束在水平方向和垂直方向上同時(shí)偏轉(zhuǎn)，使整個(gè)熒光屏上的任何一點(diǎn)都能發(fā)光而形成光柵，這就是偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的作用。由于磁偏轉(zhuǎn)像差小，在高陽極電壓下適用于大角度偏轉(zhuǎn)，所以顯像管通常采用磁偏轉(zhuǎn)。 偏轉(zhuǎn)線圈是CRT顯像管的重要部件

43、。分為行偏轉(zhuǎn)線圈和場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線圈即水平偏轉(zhuǎn)線圈和垂直偏轉(zhuǎn)線圈。行偏轉(zhuǎn)線圈通有由行掃描電路提供的鋸齒波電流，產(chǎn)生在垂直方向上線性變化的磁場(chǎng)，使電子束作水平方向掃描。場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線圈通有由場(chǎng)掃描電路提供的鋸齒波電流，產(chǎn)生一個(gè)水平方向線性變化的磁場(chǎng)，使電子束作垂直方向掃描。在行掃描和場(chǎng)掃描共同作用下，有規(guī)律的從上到下從左到右控制電子束的運(yùn)動(dòng)，屏幕上呈現(xiàn)一幅矩形的光柵。第2章 陰極射線管(CRT)顯示技術(shù) 我國采用的PAL制式規(guī)定，每幀625行，每秒25幀。隔行掃描，每幀兩場(chǎng)，每秒50場(chǎng)；每行水平掃描正程為52s，逆程為12s，場(chǎng)正程時(shí)間18.4ms，逆程時(shí)間1.6ms，垂直方向顯示575行。第2章 陰極射線管

44、(CRT)顯示技術(shù) 4. 蔭罩 蔭罩、玻殼和電子槍是組成彩色顯像管的三大主要部件，在彩色顯象管內(nèi)，蔭罩裝于玻殼和電子槍之間，起分色作用。 5. 玻璃管殼 玻璃管殼通常由屏幕玻璃、錐體、管頸三部分組成。用普通玻璃做CRT的外圍器件，是因?yàn)橥该餍愿?，能耐受高空并能吸收從?nèi)部發(fā)生的X射線。第2章 陰極射線管(CRT)顯示技術(shù) 1. 生成圖像 CRT的Deflection Coil（偏轉(zhuǎn)線圈）用于電子槍發(fā)射器的定位，它能夠產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)磁場(chǎng)，通過改變強(qiáng)度來移動(dòng)電子槍。線圈偏轉(zhuǎn)的角度有限，當(dāng)電子束傳播到一個(gè)平坦的表面時(shí)，能量會(huì)輕微地偏移目標(biāo)，僅有部分熒光粉被擊中，四邊的圖像都會(huì)產(chǎn)生彎曲現(xiàn)象。為了解決這個(gè)問題

45、，顯示器生產(chǎn)廠把顯像管制造成球形，讓熒光粉充分地接受到能量，缺點(diǎn)是屏幕將變得彎曲。電子束射擊由左至右，由上至下的過程稱為刷新，不斷重復(fù)地刷新就能保持圖像的持續(xù)性。 2.2 CRT顯示器的驅(qū)動(dòng)與控制2.2.1 CRT顯示器相關(guān)技術(shù) 2. 混合顏色 舊式的顯示器只有單一的電子槍，僅能產(chǎn)生黑白兩種顏色，即單色顯示器（Monochrome Monitor）。新一代顯示器有三只電子槍，每個(gè)電子槍都有獨(dú)立的偏轉(zhuǎn)線圈，分別發(fā)出R、G、B（Red、Blue、Green，紅、藍(lán)、綠）三束光線，混合光線可以產(chǎn)生1600萬種顏色，或者說真彩色。某些顯示器能用一個(gè)電子槍發(fā)出三束光線，經(jīng)過混合亦能生成其它顏色。生成彩色

46、圖像電子槍要掃描屏幕三次，其過程比黑白圖像復(fù)雜得多。 2.2.1 CRT顯示器相關(guān)技術(shù) 3. 回轉(zhuǎn)變壓器（Flyback Transformer） 回轉(zhuǎn)變壓器類似發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火線圈，在特定時(shí)間發(fā)出一個(gè)低能量信號(hào)給回轉(zhuǎn)磁線圈，并生成磁場(chǎng)。當(dāng)?shù)湍芰吭搓P(guān)閉后，磁線圈的能量轉(zhuǎn)移到高能量輸出中，最后傳到電子槍發(fā)出電子束。依照CRT尺寸的不同，產(chǎn)生的能量也各有差異，通常在10000V至50000V之間。2.2.1 CRT顯示器相關(guān)技術(shù)4. 垂直和水平同步 垂直和水平是CRT中兩個(gè)基本的同步信號(hào)，水平同步信號(hào)決定了CRT畫出一條橫越屏幕線的時(shí)間，垂直同步信號(hào)決定了CRT從屏幕頂部畫到底部，再返回原始位置的時(shí)間，

47、垂直同步也可以稱為刷新率。 標(biāo)準(zhǔn)電視機(jī)的水平同步信號(hào)=512線30幀/秒=15.75kHz，顯示器的水平同步信號(hào)可任意調(diào)節(jié)，幅度在15.75KGz95KHz之間。把水平同步信號(hào)反轉(zhuǎn)能夠得出掃描一條線的時(shí)間，即1/17.75KHz=63.5s。電視機(jī)掃描一幀圖像要返回525次。因?yàn)镃RT的頻繁開關(guān)和掃描切換，在屏幕上實(shí)際表現(xiàn)出來的線數(shù)比525要少一些，一般約為428399條線。 2.2.1 CRT顯示器相關(guān)技術(shù)5. 交錯(cuò)和非交錯(cuò) 電視機(jī)采用的是交錯(cuò)(Interlace)掃描，機(jī)器本身刷新速度不足，每一幀都要刷新兩次，由于人眼的視覺暫停原理，會(huì)感到畫面是連續(xù)播入的，缺點(diǎn)是人眼能發(fā)現(xiàn)兩次刷新的不同，

48、感到屏幕有閃爍，長時(shí)間觀看容易使眼睛疲勞。電視機(jī)能穩(wěn)定運(yùn)行在30Hz，或30幀/秒，但早期CRT并不能保持刷新率不變，磁偏轉(zhuǎn)線圈常常影響著電子束的發(fā)射，有時(shí)還會(huì)減弱電子束，以及熒光粉的發(fā)熱時(shí)間的限制，導(dǎo)致上半部分屏幕比下半部分屏幕更亮，后來，人們采用了分線刷新的方法，第一次掃奇數(shù)行、第二次掃偶數(shù)行，缺點(diǎn)是每做一樣工作要刷新兩個(gè)周期，顯示器的反應(yīng)較慢，當(dāng)然，畫面閃爍是少不了的。不過，也因此而增加了顯示器的刷新速度，以30fps的頻率實(shí)現(xiàn)60fps圖像亦變?yōu)榭赡?，避免了顯像管負(fù)荷過重而燒毀。2.2.1 CRT顯示器相關(guān)技術(shù)6. 金屬隔板技術(shù) 點(diǎn)狀蔭罩(Shadow Masks)指電子槍和熒光屏之間

49、放置一個(gè)金屬隔板，上面有許多小洞讓電子通過。其作用是防止一個(gè)熒光點(diǎn)加熱時(shí)傳導(dǎo)到附近的點(diǎn)，分離顯示器的色彩。在蔭罩技術(shù)方面，有兩點(diǎn)最重要：一是如何使用更薄的金屬來制造隔板，并縮小點(diǎn)與點(diǎn)之間的位置(Dot Pitch，點(diǎn)距)，讓它與屏幕上的點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)；二是如何修正電子束的顏色，讓它更符合要求。 蔭罩的主要缺點(diǎn)是金屬板會(huì)隨著能量的變化而產(chǎn)生彎曲，特別是在高亮度的情況下，需要更多的能量來戰(zhàn)勝蔭罩的阻抗，彎曲會(huì)更加嚴(yán)重。金屬板變形使電子束偏離原定目標(biāo)，顯示的畫面會(huì)模糊不清。為此，人們只好不斷尋找合適制造蔭罩的金屬，目前效果最好的是INVAR(不脹銅)，它是鎳/鐵合金，膨脹率幾乎為零。蔭罩的第二個(gè)缺點(diǎn)是屏

50、幕彎曲會(huì)產(chǎn)生刺眼的眩光，用AGC(Anti Glare Coatings，防眩光涂層)能解決這個(gè)問題。 2.2.1 CRT顯示器相關(guān)技術(shù)1. 掃描方式 文字及圖象畫面都是由一個(gè)個(gè)稱為像素的點(diǎn)構(gòu)成的，使這些點(diǎn)順次顯示的方法稱為掃描。一般CRT的電子束掃描是由偏轉(zhuǎn)磁軛進(jìn)行磁偏轉(zhuǎn)控制的。 光柵掃描方式在垂直方向是從左上向右下的順序掃描方式，由掃描產(chǎn)生的水平線稱為掃描線，按該掃描線的條件決定顯示器垂直方向的圖像分辨率。如圖2.5所示，光柵掃描方式中有順序掃描(逐行掃描)方式和飛越掃描(隔行掃描)方式。 在順序掃描方式中，當(dāng)場(chǎng)頻為50Hz，掃描行數(shù)為625，圖像寬高比為4:3時(shí)，則需要10.5MHz的信

51、號(hào)帶寬。這將使電視設(shè)備復(fù)雜化，信道的頻帶利用率下降。實(shí)際系統(tǒng)采用隔行掃描方式來降低圖像信號(hào)的頻帶。2.2.2 CRT顯示器驅(qū)控電路(a) 順序掃描方式 (b) 飛越掃描方式(c) 行光柵的行掃描與場(chǎng)掃描波形圖2.5 CRT掃描方式光 電 顯 示 技 術(shù) 隔行掃描方式是把一幀畫分成兩場(chǎng)來掃描，第一場(chǎng)掃描奇數(shù)行，第二場(chǎng)掃描偶數(shù)行，如圖2.5（b）所示。兩場(chǎng)掃描行組成的光柵相互交叉，構(gòu)成一整幀畫面。在第7行掃過一半時(shí)，奇數(shù)場(chǎng)掃描結(jié)束，偶數(shù)場(chǎng)掃描開始，故第7行的后一半挪到偶數(shù)場(chǎng)開始時(shí)掃描，這樣就會(huì)在光柵上端的中點(diǎn)開始，結(jié)果使偶數(shù)行正好插在奇數(shù)行之間，兩場(chǎng)組成了一幅完整光柵。要實(shí)現(xiàn)隔行掃描，就應(yīng)該保證偶

52、數(shù)場(chǎng)的掃描行準(zhǔn)確的插在奇數(shù)場(chǎng)的掃描行之間，否則就會(huì)出現(xiàn)并行現(xiàn)象，使圖像質(zhì)量下降。 2. 輝度及顏色 單色CRT 只需要對(duì)輝度進(jìn)行控制，對(duì)彩色CRT來說還需要對(duì)顏色進(jìn)行控制，輝度和顏色都是都是通過電流量來控制的。輝度和信號(hào)幅度的關(guān)系如圖2.6所示。電流控制方式中有柵極(G1)驅(qū)動(dòng)方式和陰極驅(qū)動(dòng)方式。 在柵極(G1)驅(qū)動(dòng)方式中，在電子槍的柵極/陰極間施加不同的電壓，就可以得到相應(yīng)的輝度。 彩色CRT的顏色顯示是通過3個(gè)電子束各自的電流（由電壓調(diào)制）來調(diào)制的。由各色輸入階數(shù)的乘積，決定顯示的色數(shù)，對(duì)于階數(shù)為16的情況，可顯示4096（163）種顏色。2.2.2 CRT顯示器驅(qū)控電路圖2.6 畫面的輝

53、度與信號(hào)振幅的關(guān)系 光 電 顯 示 技 術(shù)3. CRT顯示器驅(qū)控器的電路構(gòu)成 CRT顯示器驅(qū)控器的電路，如圖2.7所示，主要包括視頻電路、偏轉(zhuǎn)電路、高壓電路、電源電路等基本電路，以及所選擇的動(dòng)態(tài)聚焦電路、水平偏轉(zhuǎn)周波數(shù)切換電路等。 2.2.2 CRT顯示器驅(qū)控電路圖2.7 CRT顯示器驅(qū)控器的電路 光 電 顯 示 技 術(shù)2.3.1 CRT顯示器的特點(diǎn) CRT 最大的優(yōu)勢(shì)在于高的性能價(jià)格比及大畫面高密度顯示，同時(shí)還具有其它一系列優(yōu)點(diǎn)。 1. 價(jià)格低 2. 亮度高 3. 對(duì)比度高 4. 色域廣 5. 分辨率高 6. 響應(yīng)速度快 7. 視野角寬 8. 顯示版式可以靈活變化 9. 壽命長 2.3CRT

54、顯示器的特點(diǎn)、性能指標(biāo)及發(fā)展歷史 2.3.2 CRT顯示器的技術(shù)性能指標(biāo)1. 像素和分辨率 像素是指屏幕能獨(dú)立控制其顏色與亮度的最小區(qū)域。分辨率就是屏幕圖像的密度，即顯示器屏幕的單位面積上有多少個(gè)基本像素點(diǎn)，它們是圖像清晰程度的標(biāo)志，也是描述分辨能力大小的物理量。對(duì)于電子顯示器件，常用單位面積上的掃描線數(shù)和兩光點(diǎn)之間的距離來表示分辨率。他們?nèi)Q于場(chǎng)頻和行頻的組合。 我們可以把它想象成是一個(gè)大型的棋盤，而分辨率的表示方式就是每一條水平線上的點(diǎn)數(shù)乘以水平線的數(shù)目，如640480、720348、1024768及10241024等。以640480的分辨率來說，即每一條線上包含有640個(gè)像素點(diǎn)且共有48

55、0條線，也就是說掃描列數(shù)為640列，行數(shù)為480行。分辨率越高，屏幕上所能呈現(xiàn)的圖像也就越精細(xì)。 分辨率不僅與顯示尺寸有關(guān)，還要受顯像管點(diǎn)距、視頻帶寬等因素的影響。知道分辨率、點(diǎn)距和最大顯示寬度就能得出像素值。比如一臺(tái)17英寸的CRT顯示器，一行中能容納1421組三原色，能滿足1280個(gè)像素點(diǎn)的需要，因此這臺(tái)顯示器的理想分辨率是1024768，勉強(qiáng)可以達(dá)到12801024的分辨率，但不可能達(dá)到16001200的分辨率。 分辨率的計(jì)算方法如下：最大顯示寬度/水平點(diǎn)距=像素?cái)?shù)，比如標(biāo)準(zhǔn)17英寸CRT顯示器的最大顯示寬度是320mm，標(biāo)稱點(diǎn)距是0.28mm，那么首先按0.280.866=0.243的

56、公式計(jì)算出水平點(diǎn)距，然后按320/0.243=1316的公式得出像素?cái)?shù)。 2.3.2 CRT顯示器的技術(shù)性能指標(biāo)2. 點(diǎn)距和柵距 點(diǎn)距（DOT PITCH）是顯像管最重要的技術(shù)參數(shù)之一，單位為毫米。一般公認(rèn)的點(diǎn)距定義是熒光屏上兩個(gè)最臨近的同色熒光點(diǎn)的直線距離，即兩個(gè)紅色（或綠、藍(lán)）像素單元之間的距離。2.3.2 CRT顯示器的技術(shù)性能指標(biāo) 點(diǎn)距越小越好，點(diǎn)距越小，顯示器顯示圖型越清晰細(xì)膩，顯示器的檔次越高，不過對(duì)于顯像管的聚焦性能要求就越高。幾年以前的顯示器多為0.31mm和0.39mm，如今大多數(shù)顯示器采用的都是0.28mm的點(diǎn)距。常見的顯示器點(diǎn)距0.28mm (水平方向?yàn)?.243mm)。

57、 用顯示區(qū)域的寬和高分別除以點(diǎn)距，即得到顯示器的垂直和水平方向上最高可顯示的點(diǎn)數(shù)。2.3.2 CRT顯示器的技術(shù)性能指標(biāo) 3. 場(chǎng)頻、行頻及視頻帶寬 如果說畫質(zhì)等顯示效果只能通過主觀判斷的話，那么水平掃描頻率、垂直掃描頻率及視頻帶寬這三個(gè)參數(shù)就絕對(duì)是顯示器的硬指標(biāo)，并且很大程度上決定了顯示器的檔次。 視頻帶寬是指每秒鐘電子槍掃描過圖像點(diǎn)的個(gè)數(shù)，以兆赫茲為單位。這是顯示器非常重要的一個(gè)參數(shù)，能夠決定顯示器性能的好壞。帶寬越高則表明了顯示器電路可以處理的頻率范圍越大，顯示器性能越好。高的帶寬能處理更高的頻率，信號(hào)失真也越小，顯示的圖像質(zhì)量更好，它反映了顯示器的解像能力。 視頻帶寬的計(jì)算方法為： 帶

58、寬 = 垂直刷新率（垂直分辨率0.93）（水平分辨率0.8）水平分辨率垂直分辨率垂直刷新率1.34 (2-6) 垂直像素和水平像素都要除以一個(gè)參數(shù)是因?yàn)橐紤]電子槍從最后一行/列返回到第一行/列的回程時(shí)間。 場(chǎng)頻就是垂直掃描頻率也即屏幕垂直刷新率，通常以Hz為單位, 它表示屏幕的圖像每秒鐘重復(fù)描繪多少次，也就是指每秒鐘屏幕刷新的次數(shù)。垂直刷新率越高，屏幕的閃爍現(xiàn)象越不明顯，眼睛就越不容易疲勞。 行頻就是水平掃描頻率，指電子槍每秒在屏幕上掃過的水平線數(shù)。單位一般是千赫茲。場(chǎng)頻和行頻的關(guān)系式一般如下： 行頻 = 場(chǎng)頻垂直分辨率1.04 (2-7) 可見行頻是一個(gè)綜合了分辨率和場(chǎng)頻的參數(shù)，能夠比較全

59、面的反映顯示器的性能。當(dāng)在較高分辨率下要提高顯示器的刷新率時(shí)，可以通過估算行頻是否超出頻率響應(yīng)范圍來得知顯示器是否可以達(dá)到想要的刷新率。 2.3.2 CRT顯示器的技術(shù)性能指標(biāo) 4. 刷新率 刷新率是指顯示屏幕刷新的速度，它的單位是赫茲。刷新頻率越低，圖像閃爍和抖動(dòng)的越厲害，眼睛觀看時(shí)疲勞的越快。刷新頻率越高，圖像顯示就越自然、越清晰。刷新率又分水平刷新率和垂直刷新率。水平刷新率又叫行頻，他是顯示器每秒內(nèi)水平掃描的次數(shù)。垂直刷新率也叫場(chǎng)頻，它是由水平刷新率和屏幕分辨率所決定的，垂直刷新率表示屏幕的圖像每秒鐘重復(fù)描繪多少次，也就是指每秒鐘屏幕刷新的次數(shù)。一般來說，垂直刷新率最好不要低于80Hz，

60、如能達(dá)到85Hz以上的刷新頻率就可完全消除圖像閃爍和抖動(dòng)感，眼睛也不會(huì)太容易疲勞，在目前這是對(duì)顯示器最基本的要求了。 2.3.2 CRT顯示器的技術(shù)性能指標(biāo) 5. 屏幕尺寸和最大可視面積 屏幕尺寸實(shí)際是指顯像管尺寸。最大可視面積指顯像管的屏幕顯示的可見圖形的最大范圍。屏幕大小通常以對(duì)角線的長度衡量，以英寸為單位(1英寸=2.54厘米)。一般顯示器的最大可視面積都會(huì)小于屏幕尺寸，我們平常說的17英寸、15英寸實(shí)際上指顯像管尺寸，而實(shí)際可視區(qū)域(就是屏幕)遠(yuǎn)遠(yuǎn)到不了這個(gè)尺寸。14英寸的顯示器可視范圍往往只有12英寸；15英寸顯示器的可視范圍在13.8英寸左右；17英寸顯示器的可視區(qū)域大多在1516