16.4.1.2 Цветные электронно-лучевые трубки

Для получения любого цвета в цветной ЭЛТ используют принцип смешения (принцип Гельмгольца) трех основных цветов: синего, зеленого и красного (RGB-система) в определенных пропорциях. Поэтому в цветных ЭЛТ экран имеет дискретную структуру, состоящую из трех различных люминофоров. При этом люминофоры трех основных цветов наносятся либо в виде очень маленьких пятен круглой формы, объединенных в триады, либо в виде чередующихся вертикальных полос.

Для разделения электронных лучей по трем основным цветам применяют теневую маску. Кинескопы с теневой маской используют диафрагмирование электронного луча и имеют две разновидности:

• теневая решетка – с дельтовидным расположением электронных прожекторов (оси трех прожекторов располагаются в вершинах равностороннего треугольника), мозаичным экраном и круглыми отверстиями в теневой маске;

• щелевая решетка – с планарным расположением прожекторов (оси прожекторов располагаются в одной плоскости) и линейчатым (штриховым) экраном и щелевой маской. Вариантом такой маски является аппертурная решетка, которая представляет собой вертикально натянутые проволоки.Принципиальное отличие маски такого типа заключается в том, что она не ограничивает пучок электронов, а фокусирует его. Прозрачность аппертурной решетки составляет примерно 85 % против 20 % у теневой маски.

Среди этих масок нет явного лидера: теневая обеспечивает высокое качество линий, аппертурная дает более насыщенные цвета и высокий КПД. Щелевая сочетает достоинства теневой и апертурной, но склонна к муарам.

Чем меньше элементы люминофора, тем более высокое качество изображения способна дать трубка. Показателем качества изображения являетсяшаг маски (рис.16.9).

Для теневой решетки шаг маски это расстояние между двумя ближайшими отверстиями маски (соответственно, расстояние между двумя ближайшими элементами люминофора одного цвета).

Для аппертурной и щелевой решетки шаг маски определяется как расстояние по горизонтали между щелями маски (соответственно, горизонтальное расстояние между вертикальными полосами люминофора одного цвета).

В современных мониторных ЭЛТ шаг маски находится на уровне 0,25 мм. Телевизионные кинескопы, просмотр изображения на которых осуществляется с большего расстояния, используют шаги порядка 0,8 мм.

В кинескопе с дельтовидным расположением трех прожекторов мозаичным экраном и круглыми отверстиями в теневой маске прожектора 1 формируют три луча (R, G, B), которые пересекаются в одной плоскости. В этой плоскости устанавливается цветоделительный элемент - теневая маска 6 (рис. 16.10). Электронные лучи, пройдя сквозь отверстия в маске, попадают на экран в точках нахождения люминофоров RGB, расположенных в вершинах равнобедренного треугольника. В этих местах на стеклянное дно кинескопа наносятся пятна люминофоров основных цветов. Таким образом, пройдя через одно отверстие маски, три луча возбуждает свечение трех люминофорных пятен разного цвета свечения, причем маска препятствует попаданию каждого из трех лучей на элементы экрана, возбуждаемые двумя другими лучами. Число триад в кинескопе с диагональю экрана 50-60 см обычно равно 300…500 тыс.

Прозрачность такой теневой маски невелика, что приводит к значительному перехвату тока луча и снижению яркости экрана. При определенном соотношении токов лучей I_B , I_G , I_R обеспечивается белый цвет свечения экрана. Изменяя эти токи, можно получить любой оттенок цвета на участке, лежащем внутри треугольника цветов с координатами, определяемыми люминофорами.

Вкинескопах с планарным расположением прожекторов на оси кинескопа расположен зеленый прожектор, а симметрично по обе стороны от него находятся красный и синий (рис.16.11). При таком расположении разведение лучей оказывается менее заметным, т.к. между зеленым, к которому глаз наиболее чувствителен, красным и синим лучами разведения всегда будут меньшими, чем между крайними лучами электронных прожекторов. Каждая из электронных пушек, в принципе, не отличается от пушек, используемых в монохромных ЭЛТ и осуществляет генерацию, фокусировку и ускорение луча. Внутри ЭЛТ пушки сориентированы таким образом, что их лучи, лежащие в одной плоскости под некоторым углом друг к другу, проходя через любое из отверстий в маске, попадают каждый на полосу люминофора только определенного цвета. Цветные пятна, возбуждаемые лучом, благодаря близкому расположению, воспринимаются глазом как одно пятно некоторого цвета. Этот цвет зависит от пропорций основных цветов и может быть любым в области видимого спектра. Пропорции можно менять, управляя напряжением модулятора независимо в каждой из пушек. Отклонение всех трех лучей осуществляют с помощью общей обмотки, размещенной на горловине трубки.

Такой кинескоп обладает рядом преимуществ: повышенной яркостью изображения за счет плотного заполнения люминофорами площади экрана и увеличения на 25-30% прозрачности маски; устойчивостью к воздействию внешних магнитных полей, поскольку смещение лучей в вертикальном направлении при штриховой структуре экрана не приводит к нарушению цветоделения; отсутствием системы динамического сведения лучей, которое осуществляется автоматически за счет применения ОС с сильным анизотропных астигматизмом. Нанесение люминофоров в виде вертикальных полосок исключило попадание каждого из лучей на люминофоры других цветов по вертикали и существенно облегчило регулировку чистоты цвета, которая заключается в планарных кинескопах в смещении луча только по горизонтали.

Большая прозрачность теневой маски привела к увеличению яркости свечения экрана при этом же токе лучей. Для получения в кинескопах с линейчатым экраном такой же разрешающей способности, как в кинескопах с дельтовидным расположением электронных прожекторов, расстояние по горизонтали между центрами полосок люминофора одного и того же цвета должно быть равно расстоянию между центрами точек люминофоров того же самого цвета в триадах (см. рис.16.9). Поэтому ширина каждой цветной полоски составляет примерно половину диаметра люминофорной точки.

Так как радиус кривизны экрана много больше расстояния от него до электронно-оптической системы вплоть до бесконечности в плоских кинескопах, а без применения специальных мер точка пересечения лучей цветного кинескопа находится на постоянном расстоянии от электронных пушек, необходимо добиться того, чтобы эта точка находилась точно на поверхности теневой маски, в противном случае образуется рассовмещение трех цветовых составляющих изображения, увеличивающееся от центра экрана к краям. Чтобы этого не происходило, необходимо должным образом сместить электронные лучи. В кинескопах с дельтаобразным расположением пушек это делается специальной электромагнитной системой, управляемой отдельно устройством, которое в старых телевизорах была вынесена в отдельный блок − блок сведения − для периодических регулировок. В кинескопах с планарным расположением пушек регулировка производится при помощи специальных магнитов, расположенных на горловине кинескопа. Со временем, особенно у кинескопов с дельтаобразным расположением электронных пушек, сведение нарушается и нуждается в дополнительной регулировке.