Мониторы, использующие ЭЛТ

Большинство со­временных настольных компьютеров используют мониторы на базе электронно-лучевых трубок (ЭЛТ). По принципу действия подобные мониторы мало чем отличаются от обычного телевизора: испускаемый электродом (электронной пушкой) пучок электронов, попадая на экран, покрытый люминофором, вызывает его свечение:

Здесь:

1 - электронные пушки, испускающие пучки электронов. Число пушек равно числу цветов люминофора, покрывающего экран 4. Каждый луч отвечает за один из цветов. Люминофор - вещество, которое испускает свет при бомбардировке его заряженными частицами. В качестве люминофора для цветных ЭЛТ используются сложные составы на основе редкоземельных металлов - иттрия, эрбия и т.д.;

2 - отклоняющая система, изменяющая направление луча, и модулятор, регулирующий яркость луча. Работает по принципу разности потенциалов. В результате прохождения через этот элемент электроны приобретают большую энергию, часть из которой расходуется на свечение люминофора;

3 - теневая маска - тонкий стальной лист с множеством очень маленьких отверстий, отстоящих от экрана на 1 см. Отверстия расположены так, что каждый луч, пройдя через маску, попадает на свое зерно. При этом луч пробегает экран примерно 60 раз в секунду в направлении, показанном стрелками (о теневых масках см. далее);

4 - экран, покрытый люминофором трех цветов - красного (Red), зеленого (Green) и синего (Blue) цветов, нанесенных в виде точек диаметром 0,2 - 0,3 мм. Зерна собраны в равносторонние треугольники - триады, в каждом из которых есть зерна трех цветов:

R G B

B R G

На каждое из зерен падает свой луч, что определяет его яркость, а, следовательно, получаемый цвет.

Заметим, что любое текстовое или графическое изображение на экране монитора компьютера (как, впрочем, и телевизора) состоит из множества дискретных точек люминофора - пиксел. Поэтому такие дисплеи называют еще растровыми.

Цвета люминофора называются обычно первичными, поскольку путем сложения соответствующего их количества можно получить любой другой цвет. Такая модель цветообразования называется аддитивной (addition - сложение), или RGB. Яркость конкретного цвета определяется интенсивностью падающего на ту или иную точку луча. Для коррекции пучков электронов (чтобы они попадали на нужную каплю люминофора) используется теневая маска. Так как электронные пушки находятся на расстоянии друг от друга, углы падения пучков электронов немного различаются, что дало возможность создать теневую маску таким образом, что нужный луч попадает на нужную каплю люминофора, а два остальных луча закрыты маской, т.е. капля находится «в тени».

Каждый пиксел имеет координаты на плоскости экрана монитора, которые используются для генерации изображения в этой точке.

Различают ЭЛТ с дельтаобразным и планарным расположением электронных пушек. ЭЛТ с планарным расположением называют также трубками с самосведением лучей, так как воздействие магнитного поля Земли на три планарно расположенных лучах практически одинаково, поэтому при изменении положения трубки относительно поля Земли не требуется производить дополнительные регулировки.

Различают два типа теневых масок - собственно теневые (shadow) и щелевые (slot).

Собственно теневая маска - самая распространенная. Она состоит из металлической сетки перед частью стеклянной трубки с люминофорным слоем. Изготавливается, как правило, из инвара - сплава железа и никеля. Отверстия работают как прицел, именно этим обеспечивается то, что электронный луч попадает только на требуемые люминофорные элементы и только в определенных областях.

Минимальное расстояние между люминофорными элементами одинакового цвета называется dot pich и является индексом качества изображения. Шаг точки измеряется в мм. Чем меньше значение шага точки, тем выше качество изображения.

Щелевая маска предполагает расположение люминофорных элементов в вертикальных эллиптических ячейках, а маска сделана из вертикальных линий. Вертикальные полосы разделены на эллиптические ячейки, которые содержат группы из трех люминофорных элементов трех основных цветов. минимальное расстояние между двумя ячейками называется slot pich (щелевой шаг). Чем меньше его значение, тем выше качество изображения.

В качестве недостатков ЭЛТ можно назвать: мерцание экрана, вызванное непрерывным сканированием его лучом электронов; громоздкость; энергоемкость, наличие излучений.