Матричные экраны (панели)

Матричные экраны или матричные панели состоят из большого числа отдельных светоизлучающих ячеек, способных под действием управляющих сигналов создавать ТВ изображения. Этот принцип по­зволяет конструировать экраны самого большого размера. Практиче­скую реализацию получили экраны на жидкокристаллических, като-долюминофорных и газоразрядных (плазменных) ячейках. Экраны на лампах накаливания, светодиодах и электролюминесцентных ячейках находят ограниченное применение, а экраны на электрохромах, све-тоизлучающей керамике и других возбуждаемых материалах пока не вышли из стен лабораторий.

4.5.1. Матричные экраны на катодолюминофорных ячейках

К этой группе устройств относится экспонировавшийся на вы­ставке ЭКСПО-85 (Цукуба, Япония) экран JumboTRON, разработан­ный фирмой Sony. Наиболее крупный вариант такого экрана имел площадь 1000 м² при соотношении сторон 40 м х 25 м, но были раз­работаны и меньшие варианты (до 10 м²). Светоизлучающими эле­ментами являются люминофорные ячейки (миниатюрные электронно-

лучевые трубки, упрощенные кинескопы) с прямоугольными экрана­ми, где высвечиваются 3 расположенные рядом и независимо управ­ляемые RGB полосы. В зависимости от размера экрана используются ячейки трех типов. Наиболее крупная ячейка TL-1 имеет размеры 100 х 67 мм. Ячейки „меньших размеров TL-2 предназначены для экранов площадью от 48 м² до 233 м². Ячейки TL-8 состоят из 8 триад разме­ром 30 х 22 мм и предназначены для экранов площадью от 10 м² до 48 м².

Для быстрого монтажа и ремонта ячейки собираются в блоки чипы. Так, 150 ячеек TL-1 образуют чип площадью 1 м², а чип из яче­ек TL-8 содержит 32 ячейки. Средний срок службы люминофорных ячеек 8000 часов.

В системе используется широтно-импульсная модуляция, обес­печивающая при 8-разрядном квантовании 256 градаций яркости. Высокая яркость изображения (при повышенной внешней засветке) могла бы привести к появлению мельканий ТВ изображения на таком экране. Для устранения этого явления частота полей в процессе ана­лого-цифрового преобразования удваивается.

4.5.2. Матричные экраны на газоразрядных ячейках

Первые монохроматические матричные экраны на газоразрядных (плазменных) ячейках имели простую трехслойную конструкцию. Прозрачная пластина со стороны наблюдателя имела прозрачные по­лоски-электроды (катоды). Другая непрозрачная пластина с ортого­нальными полосками-электродами (анодами) располагалась с тыль­ной стороны конструкции. Третья пластина, находившаяся между ними, имела отверстия в перекрестьях электродов. Объемы в отвер­стиях заполнялись инертным газом, и при наличии напряжений на пе­рекрещивающихся электродах в соответствующих ячейках возникал разряд. Перспективность таких панелей подтверждалась тем, что сра­зу же были получены высокие яркости, поскольку яркость свечения газового разряда может достигать 60000 кд/м².

В большинстве современных плазменных панелей использует­ся дуговой разряд в комбинированной газовой среде: пеон, ксенон и пары ртути. Не только дно, но и боковые стенки каждой ячейки покрыты люминофорами. Электронно-ионный поток в газовом раз­ряде и его ультрафиолетовое излучение вызывают свечение люми­нофора. Свечение люминофоров и видимое излучение газового

разряда, как правило, корректируются дополнительными RGB-фильтрами. Помимо улучшения спектра эти фильтры (другое их на­звание CCF-фильтры) уменьшают внешнюю засветку и повышают контраст изображения. Поэтому приборный контраст, по нормали к плоскости плазменной панели достигает значений 3000: 1. Угол обзо­ра составляет у современных моделей около 160°.

Номинальную яркость большинство изготовителей рекомендуют устанавливать в районе 300 кд/м². Максимальную яркость экрана можно получить в пределах до 900 кд/м², как, например, у панели PFM-50C1E фирмы Sony, обеспечивающей также четкость изображе­ния 1365 х 768 пикселей и угол обзора 160°.

Изготовители предпочитают такие размеры панелей по диагона­ли: 42" (107 см) и 50" (127 см) при размере пикселей соответственно 0, 8 и 1, 0 мм. Наибольшая из выпускавшихся в 2004 г. плазменных матричных панелей для домашнего кинотеатра (фирмы Samsung) имеет размер по диагонали 80" (203 см).

Кодово-импульсная модуляция яркости позволяет получать на самых ярких (а так/же и на самых темных) участках изображения со­вершенно не мелькающее изображение. Каждая цветовая составляю­щая кодируется с дискретизацией не менее 8 бит.

Энергопотребление ячеек достаточно большое, поэтому, несмот­ря на большую площадь охлаждения, плазменные панели часто снаб­жаются вентиляторами, а значит, они шумят.

Но главным недостатком плазменных панелей является «про­жиг», т.е. появление следов от ранее длительно существовавших яр­ких изображений. Это особенно заметно при переходе с формата 4: 3 на формат 16: 9. Для минимизации этого явления фирма JVC в своих панелях применяет «орбитор», т.е. устройство медленного перемеще­ния по экрану яркого статичного изображения.