顯像管技術揭密

2020-11-25 北方網

  在使用電腦時,你面對的最多的就是顯示器,因此它的重要性也不言而喻了。而隨著大眾對顯示效果、品質、健康、環保及人性化等方面要求的不斷提高,顯示器的發展經歷了球面、柱面、平面直角、純平面,一直到今天認為極有可能取代CRT的LCD液晶顯示器。顯示器的每一次的飛躍,都是人們需求的推動,到今天,這種需要已更趨嚴格,從而要求顯示界面的完美化與人性化;另一方面,各大小顯示器廠商也不斷推出更貼合用戶要求的產品,顯示器市場新產品、新技術層出不窮。

  

  我們知道,顯示器中最重要的部分就是顯像管了,一臺好的顯示器,顯像管要佔到其成本的50%左右。高端顯示器尤其是純平面顯示器作為CRT顯示器的終極產品,其顯像管也和一般的球面管有所差別。那麼,它究竟有怎樣的技術特點?它與以往的顯示器又有怎樣的不同呢?就讓我們來揭開它那層神秘的面紗吧。

  

  顯像管的分類

  

  不管市面上純平彩顯的品牌怎麼樣繁多,其實有能力製造純平顯像管的公司不多,而這些純平顯像管分為兩類:SM(Shadow Mask)管和AG(Aperture Grille Mask)管。這樣的區分方法主要是根據所採用的顯像管的蔭罩板(Mask)的不同而區分的,蔭罩板(Mask)技術決定顯像管的高檔與否。

  

  SM管純平彩顯所採用的蔭罩板主要有點狀蔭罩板(Invar Shadow Mask),代表是三星的「丹娜」顯像管DynaFlat;AG管純平彩顯所採用的蔭罩板為柵格式蔭罩板(Aperture Grille Mask)代表是索尼的「特麗瓏」和三菱的「鑽石瓏」顯像管。

  

  SM管純平彩顯的蔭罩板還是以前球面和平面直角顯示器所採用的點狀蔭罩板,這種蔭罩板上分布的是密密麻麻的小孔,紅、藍、綠電子束打在螢光屏上的點是正三角分布的,因此這些顯示器有「點距」這個概念。因為技術比較成熟而且工藝並不複雜,所以這種顯像管成本相對比較低。

  

  SM管純平顯示器屏幕表面是純平的,但是內表面是球面的(向用戶方向略微突出),它的曲率是根據SNELL公式計算出來的。其原因就在於經過這樣的處理後,內面發光點射出的光再經過厚玻璃的折射後進入人眼成像,光路反向沿長線形成的虛光點組成的圖像則是真正的平面。簡單地說SM管純平技術就是利用非物理平面的厚玻璃(略微突出)的內表面製造出光學平面的圖像,也就是說這種純平顯示器是在原有平面直角彩顯的基礎改造而成的「純平彩顯」,並非真正的純平技術。

  

  AG管純平彩顯所採用的蔭罩板是Aperture Grille Mask:柵格式蔭罩板,這種顯像管的蔭罩板上面不是規則分布的小孔,而是一些細小的長柵格,顯像點呈現垂直條狀,因此可以說這種顯示器的垂直點距為0,可以提供更加精細的圖像顯示,而說明顯示器的精細度的應該是「柵距」,但是由於大家都習慣了「點距」這樣說法,所以市面上標稱索尼和三菱瓏管顯示器的時候,還是沿用「點距」這種說法。「瓏管(AG)」顯示器一般「柵距」都在0.25以下,因此這些顯示器顯示畫面精細,多應用在專業領域,價格也是比較昂貴,不過近年來價格已經下降了許多。

  

  常見的幾種純平顯像管

  

  三星的DynaFlat顯像管技術

  

  三星公司認為,由於光的折射與反射,一旦透過顯示屏玻璃,其成像必然失真與變形。要徹底解決這個問題,必須根據人眼觀察顯示器的位置和顯像管屏幕表面玻璃的折射率,用計算機輔助設計出理想的純平顯示器屏幕內部結構,即外表面平面、內表面曲面及蔭罩曲面的所謂"外平內凹"結構。這種被稱之為"內球面補償"的技術可以使得畫面在水平方向和垂直方向的失真減小、達到完全的平面,它還能提高45%以上的對比度,增加了30%以上的亮度,以致於表現出來的圖像也更細膩,色彩也更銳利逼真而且層次分明,顯示面大大減弱了反光。三星公司在其部分高端顯像管中採用了名為SAF的動態電子槍,配合壓縮蔭罩減少了顯示影像的抖動,實現了0.20mm的水平點距。另外,三星DynaFlat顯像管中使用了SMART新型塗層。該塗層採用了一種特有的"超級磷光塗層"技術,在螢光屏的表面塗敷超細顏料,只讓純色光線通過,從而在不影響亮度的前提下提高了圖像對比度,大大改善了畫面質量。

  

  丹娜管同樣也有缺陷,由於它的內曲結構造成了這一產品的四角圖像略微有一點點失真,從不同的角度看時畫面稍有變形現象,另外,相比於其他品牌的純平顯像管,三星管的亮度偏暗也是一個久治不愈的頑疾。除三星自己外,目前採用丹娜管的純平顯示器品牌很多,採用這種顯像管的產品性價比是相當出色的。在當前價格成為制約純平產品普及瓶頸的情況下,該種顯像管、及採用該種顯像管的品牌無疑將具有巨大的競爭能力。相信在2001年該類型的產品將率先佔據主流市場,成為大部分新購買者桌上新寵。

  

  使用丹娜管的主要是三星的顯示器,長城的顯示器等。

  

  SONY的「特麗瓏」(Trinitron)顯像管技術

  

  SONY是特麗瓏顯像管的唯一供應者,其原廠設計製造的顯示器自然更為專業,SONY的FD特麗瓏採用的是SONY專有的單槍三束電子槍加垂直柵條蔭柵式技術,超細微的0.24毫米AG柵距(21寸為0.22毫米),點距比普通顯示器要小得多。使用光柵技術,通過把平行的垂直鐵線陣形裝在一個框裡,消除了縱向的點距,使得電子通透率高,亮度高,色彩豐富飽滿,失真現象少,已經成為FD特麗瓏最受關注的技術優勢之一。但是,FD特麗瓏的最大缺點也在於此。由於只在垂直方向固定鐵線,為了避免畫面變形,需要保留兩根水平的阻尼線固定柵距位置,因此在屏幕上會發現兩根細細的暗線。

  

  在電子槍方面,採用多重聚焦系統包括聚焦系統(MALS)及特厚橢圓聚焦鏡(EFEAL),這兩項技術只有SONY原廠生產的顯示器才有。MALS(Multi Asttigmatism Lens System)增強了傳統的DQL鏡片的數目,改善聚焦性能,將屏幕角落的橢圓光點變成圓形。EFEAL(Extended Field Elliptical Aperture Lens)特厚橢圓圓聚焦鏡,內置一個大型虛擬鏡片,有效的會聚光線,達到高亮度的效果,這顯著改善了每一個角落的精確度,也同時提高螢光屏中心點的清晰度。其她使用特麗瓏顯像管的品牌並沒有此項新技術,所以它們的聚焦技術及圖像效果比不上SONY顯示器。

  

  另一個是全新的Digital Multiscan「智能數碼多頻自動跟蹤系統」,即顯示器會自動感應用戶所使用的圖像界面的視頻信息,並實時以ASIC系統處理,以提供清晰亮麗的畫面及防止影像變形。

  

  使用「特麗瓏」顯像管的主要有SONY的顯示器,美格的顯示器,CTX的顯示器等。 

  

  三菱的「鑽石瓏」(Diamondtron)顯像管技術

  

  三菱"鑽石瓏"技術,是以高稠密間隙隔柵(AG)以及新型三槍三束電子槍結構,使其獲得了與SONY特麗瓏幾近相同的顯示效果。三菱公司採用了四倍動態聚焦電子槍,通過四組透鏡對電子束進行矯正,動態光束控制電路使屏幕四周的聚焦準確清晰。三菱還對地磁場採取了措施,徹底抑制了畫面色彩的不均勻和失真。

  

  由於三菱的鑽石瓏管是三槍結構,其掃描和電子束控制電路比較成熟,成本相對SONY來說也要低一些。採用鑽石瓏管的產品,圖像清晰,聚焦好,文本顯示效果優秀。但也是因為三槍結構,在色純度,色平衡方面的控制就相對較差,搞不好就會出偏差,因此,中低檔的鑽石瓏管彩顯色彩表現力不如用SONY管的產品。

  

  使用「鑽石瓏」顯像管的主要有三菱的顯示器,NEC的顯示器,愛國者的顯示器等。

  

  LG電子公司的"未來窗"(Flatron)顯像管技術

  

  這一技術一改通用的柱狀蔭罩板技術,採用獨特的平面溝槽式蔭罩板,讓蔭罩板與顯示屏間的距離縮小到4釐米,並且蔭罩板又採用溝狀柵欄結構,大大提高了開口率和透過率,縮小了點距,使得顯示畫面更清晰,色彩更鮮明,而且從任何角度看,畫面都沒有扭曲或變形。這種技術結合了SONY特麗瓏(Trinitron)柵狀蔭罩和傳統點狀蔭罩的 優點,即可得到近乎柵狀蔭罩的高透光率,又可利用自身柵條間的許多細小的橫格來穩定蔭罩網面的受力,從而免除了使用單純柵條結構時為了支撐網面而不得不添加的讓人心煩的小細線。

  

  「未來窗」(Flatron)顯像管技術還設計了防止熱變形的軌道,它能在顯示器發熱的情況下,向四面拉伸蔭罩板,避免了蔭罩板由於受熱變形而產生Doming現象,使顯示器的色相均勻,色純度得到提高。這種顯像管還採用6種特製塗層,使反光率減至0.3%,透光率達到40%。

  

  由於「未來窗」(Flatron)使用的是內外表面都是平面的做法,因此剛開始使用時會覺得是內凹的,需要一定的時間來適應。

  

  使用「未來窗」的顯示器主要是LG自己的產品。

  

  由於純平顯示技術是近二年來才發展起來的一種新興顯示技術,目前價格還較為昂貴,選購時,必須明確自己的使用目的,對於普通家用,建議選用採用三星丹娜管和LG管的純平顯示器,同時要注意顯示器的帶寬、點距等關鍵性指標。如果手頭比較寬裕的話,可以考慮採用平面特麗瓏管和鑽石瓏管的顯示器,但是由於這二種管子本身的成本問題,建議不要購買價格過低的產品。如果你側重看圖片,玩遊戲,建議選擇SONY的產品,聚焦問題和幾何失真對你影響不大。如果側重文字、CAD設計,則同等價位上選擇鑽石瓏管的產品,雖然這類產品在圖像表現上稍稍偏硬,色彩過渡稍差,但優良的聚焦和很小的幾何失真加上更多的功能(高帶寬,BNC輸入等)會給你帶來很好的回報。

  

  以上便是目前最為流行的四種純平面顯像管的一些比較突出的特點介紹了。筆者相信隨著顯像管技術的發展和完善,不久的將來會有更多、更好的顯示器呈現在我們的面前,就讓我們拭目以待吧!

  

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