第6章 显示器.ppt

第6章显示器 目前 市场上的显示器产品主要有 阴极射线管 CRT 显示器和液晶显示器 LCD 两种 如图6 1所示 6 1CRT显示器 常见CRT显示器的外观如图6 2所示 6 1 1CRT显示器的分类按照不同的标准 CRT显示器可划分为不同的类型 1 按显示色彩分类 2 按显示屏幕大小分类 3 按显像管的种类分类 4 按用途分类 6 1 2CRT显示器的基本工作原理CRT Cathode RayTube 阴极射线管 显示器的工作原理是 显像管内部的电子枪阴极发出的电子束 经强度控制 聚焦和加速后变成细小的电子流 再经过偏转线圈的作用向正确目标偏转 穿越荫罩的小孔或栅栏 轰击荧光屏上的荧光粉 这时荧光粉被激活 就发出光线来 R G B三色荧光点被不同强度的电子流点亮 就会产生各种色彩 从而产生图像 彩色CRT显示器内的电子束分为三条 它们分别射向屏幕形成三种不同的发光小点 从而在屏幕上显现绚丽多彩的画面 每一个像素都包含红色 绿色 蓝色的磷光体 如图6 3所示 6 1 3显像管的类型1 荫罩式显像管点距荫罩电子束荫罩是一块刻有成千上万个孔的薄钢板 荫罩的作用是保证三个电子束共同穿过同一个荫罩孔 以激发荧光粉 使之发出红 绿 蓝三色光 如图6 4所示 2 荫栅式显像管荫栅式显像管在20世纪80年代开始加速发展 1982年 索尼公司首先把特丽珑柱面单枪管引入显示器领域 实现了显示技术的重大突破 成为专业显示器的首选 后来索尼转让技术给三菱 三菱在索尼的技术上发展出 三枪三束 的 钻石珑 技术 目前 索尼的FDTrinitron 特丽珑 和三菱的DiamondtronNF 钻石珑 显像管是高端纯平显像管市场的代表 荫栅式显像管的技术特点就是将荧光粉安排成跨越整个显示器屏幕的竖条状 将荫罩改为条状荫栅 如图6 5所示 6 1 4CRT显示器的主要参数1 显像管 1 球面管 2 平面直角管 3 柱面管 4 纯平显像管2 显像管的大小与可视尺寸 3 点距点距 DotPitch 是指荫罩式显像管上两个相邻的相同颜色磷光点之间的对角线距离 点距的单位为mm 毫米 有的厂家为了和栅距比较 只标明水平点距 栅距是指光栅型显示器屏幕上两个相邻的相同颜色光栅之间的距离 点距与栅距的示意图如图6 6所示 4 最大分辨率最大分辨率 广告中称适用分辨率 取决于显示器在水平和垂直方向上最多可以显示的点的数目 像素 pixel 分辨率 Resolution 用 水平显示的像素个数 水平扫描线数 表示 如1024 768pixel是指每帧图像由水平1024个像素 垂直768条扫描线组成 5 最佳分辨率最佳分辨率 广告中称建议分辨率或推荐分辨率 是指大多数显示器设计在85Hz刷新频率下达到的最高工作效率 如果显示器资料中没有提供最佳分辨率 只列出了在不同频率下的多个可用分辨率 一般在85Hz时的值就是其最佳设置值 6 刷新频率刷新频率分为垂直刷新频率和水平刷新频率 显像管电子枪发射的电子束在行偏转磁场的作用下 从荧屏左上角开始 向右做水平扫描 称为行扫描正程 扫完一行后迅速又回扫到左边 称为行扫描逆程 由于场偏转磁场的作用 在离第一行稍低处开始第二行扫描 如此逐次扫描直至屏幕的右下角 便完成了整个屏幕一帧 即一幅画面 的显示 1 垂直刷新频率显像管的电子束通过垂直扫描和水平扫描完成屏幕的重画 每完成一次垂直扫描就完成了一个完整的屏幕刷新 垂直刷新频率 VerticalScanningFrequency 也称场频 扫描频率 是指显示器在某一显示方式下 所能完成的每秒从上到下刷新的次数 单位为Hz 2 水平刷新频率水平刷新频率 HorizontalScanningFrequency 又称行频 它表示显示器从左到右绘制一条水平线所用的时间 以kHz为单位 水平刷新频率 垂直刷新频率及分辨率三者是相关的 只要知道了显示器及显示卡能够提供的最高垂直刷新频率 就可以算出水平刷新频率的数值 所以一般提到的刷新频率通常是指垂直刷新频率 7 带宽 Bandwidth 视频带宽是指每秒电子枪扫描过的总像素数 等于 水平分辨率 垂直分辨率 场频 画面刷新次数 8 扫描方式水平扫描有两种方法 即隔行扫描 Interlaced 和逐行扫描 Non interlaced 非隔行扫描 隔行是指每隔一行显示一行 到底后再返回显示刚才未显示的行 而逐行是指顺序显示每一行 9 控制方式 1 模拟调节方式模拟调节方式调控的项目较少 显示器上一般有亮度 对比度 图像大小 位置等调节旋钮 如图6 7所示 2 数控调节方式数控调节是指在显示器内部加入专用微处理器 操作更精确 能够记忆显示模式 而且其使用的多是微触式按钮 寿命长 故障率低 这种调节方式被广泛采用 其缺点是不很直观 还要靠用户的经验和感觉来调整 数控调节方式调控的项目较多 显示器上除有亮度 对比度 图像大小 位置等调节按钮外 还有梯形调整 手动消磁等按钮 如图6 8所示 3 OSD调节方式所谓OSD OnScreenDisplay 是指在调节显示器的各种参数时把状态信息在屏幕上显示出来 OSD调节方式其实是数控调节方式的一种 采用OSD调节方式可以直接在屏幕上显示功能选项和调节状态 提供了一个人性化的图文菜单 并以百分比的量化形式将调节情况直观地显示在屏幕上如图6 9所示 10 色彩还原国际上有几种标准光源可作为白光的标准光源 色温2854K 相当于白炽灯所发的光 白光偏红 现已基本淘汰 色温4800K 近似于中午直射的太阳光 白光稍偏红 在电视演播室中常用 令肤色表现出较好的颜色 色温6500K 通常认为近似于正常的白天光线 是我国和欧洲彩色电视机所采用的标准白光 色彩还原比较平和 中性偏暖 色温9300K 白光偏蓝偏紫 是日本彩色电视机所采用的标准白光 色彩表现偏冷 由于荧光粉光谱不同 显示器厂商总是选择最能发挥自身优势的色温标准 现在高档的显示器都具备色温调节功能 可由用户自己设置 11 辐射和环保标准MPR 是由瑞典国家测量测试局所制定的标准 其标志如图6 10所示 EPA 美国环保局 能源之星的标志如图6 11所示 标有能源之星标志的电子设备符合EPA环保节能标准 TCO标准用于规范显示器的电子和静电辐射对环境的污染 其标志如图6 12所示 6 1 5市场CRT显示器产品介绍1 美格796FDX5美格796FDX5显示器的外观如图6 13所示 其显像管类型为纯平 17英寸三菱显像管 显示器接口为15针D sub 栅距0 25mm 水平刷新频率30 96kHz 垂直刷新频率50 160Hz 最大分辨率1600 1200 75Hz 带宽203MHz 认证标准CUL TUV GS CE FCC B MRP TCO99 CCC OSD菜单 黄金眼 视频增强引擎 2 三星997MB 三星997MB 显示器的外观如图6 14所示 其显像管类型为纯平 19英寸 显示器接口为15针D sub 栅距0 20mm 水平刷新频率30 96kHz 垂直刷新频率50 160Hz 最大分辨率1600 1200 75Hz 带宽250MHz 认证标准TCO03 OSD菜单 6 2液晶显示器 液晶显示器 LiquidCrystalDisplay LCD 具有成像准确无误 亮度高 真正纯平 绿色环保 健康等优点 现在液晶显示器已经成为人们的首选 常见液晶显示器的外观如图6 15所示 6 2 1液晶显示器的分类1 按液晶面板的制造技术分类 1 VA型 2 IPS型 3 TN型 2 按液晶面板的生产厂家分类目前中国内地市场大部分LCD的面板是由三星 SDI LG Philips 友达光电 AUO 奇美光电 CMO 中华映管 CPT 和瀚宇彩晶 HannStar 这6家液晶面板厂商供应的 3 按液晶基板的质量级别分类受液晶基板制造技术的影响 液晶基板按照品质不同可以分为A B C共3个等级 6 2 2液晶显示器的基本工作原理液晶是一种介于液体和晶体之间的物质 它可以通过电流来控制光线的穿透度 从而显示出图像 对于彩色液晶显示器 还要具备专门处理彩色显示的色彩过滤层 通常 在彩色液晶面板中 每一个像素都是由三个液晶单元格构成的 其中每一个单元格前面都分别有红色 绿色或蓝色的过滤器 这样 通过不同单元格的光线就可以在屏幕上显示出不同的颜色 彩色液晶显示器液晶面板示意图如图6 17所示 6 2 3液晶显示器的主要参数1 面板尺寸LCD的屏幕尺寸是根据其面板的对角线标注的 由于封装时其边框几乎不会遮挡面板 因此更接近实际可视面积 LCD的尺寸从15英寸 17英寸 19英寸 20英寸 21英寸 22英寸 23英寸 24英寸 26英寸 27英寸直到30英寸 2 屏幕比例19英寸以上有传统的4 3和宽屏16 10 16 9显示比例 面向更高品质视频娱乐的定位使得大屏幕液晶显示器开始向16 10 16 9乃至15 9的宽屏幕过渡 3 最佳分辨率 真实分辨率 最大分辨率 分辨率就是屏幕上显示的像素的个数 真实分辨率 液晶显示器只有一个最佳分辨率 而这一分辨率往往也是液晶显示器的最大分辨率 液晶显示器在最佳分辨率下的像素点与液晶颗粒是对应的 24in16 9宽屏LCD最大分辨率为1920 1200 支持1080p 1920 1080 如图6 18所示 4 点距液晶屏幕的点距是指两个连续的液晶颗粒 光点 中心之间的距离 点距的计算是以面板尺寸除以分辨率所得的数值 由于液晶显示器的像素数量是固定的 因此在尺寸与分辨率都相同时 液晶显示器的像素间距是相同的 5 平均亮度亮度的单位是cd m2 坎德拉每平方米 如250cd m2表示在1m2内点燃250支蜡烛的亮度 人的眼睛接受的最佳亮度为150cd m2 TFTLCD的亮度值一般都在200 350cd m2范围内 亮度太高有可能使观看者眼睛受伤 6 对比度对比度的定义为最大亮度值 全白 除以最小亮度值 全黑 的比值 对比度越高 图像的锐利程度就越高 图像也就越清晰 显示器所表现出来的色彩也就越鲜明 层次感越丰富 2007年对比度技术得到快速发展 对比度技术已经提高到5000 1 已经远远超过CRT屏幕500 1对比度的标准 7 响应时间响应时间就是液晶颗粒由暗转亮或由亮转暗的时间 单位为ms 毫秒 由 上升时间 和 下降时间 组成 通常所说的响应时间是指两者之和 响应时间数值越小 说明响应速度越快 对动态画面的延时影响也就越小 灰阶响应时间 是相对于早期的黑白响应时间而定义的 因为显示器显示的图像极少出现全黑全白转换 显然不够合理 但灰阶响应时间更能反映动态效果 由于灰阶响应时间的数值较小 所以显示器厂商在性能参数上标识的响应时间一般都为灰阶响应时间 目前 市场上的主流LCD响应时间都已经达到8ms以下 某些高端产品响应时间甚至为5ms 4ms 2ms等 数字越小代表速度越快 对于一般的用户来说 购买8ms的产品就可以基本满足日常应用的要求 8 可视角度液晶显示器的可视角度是指用户可以清楚看到液晶显示器画面的角度范围 可视角度分为水平和垂直两方面 水平可视角度是指以液晶的垂直中轴线为中心 向左向右移动 可以清楚看到影像的范围 垂直角度是指以显示屏的平行中轴线为中心 向上向下移动 可以清楚看到影像的范围 随着TN液晶面板技术提高 其可视角度也不断提升 现在采用新一代TN面板的19英寸宽屏LCD产品可视角度可以达到170 160 水平 垂直 左右 而采用广视角面板的LCD可视角度一般都在178 以上 9 输入接口目前 市场上主流液晶显示器多数都同时具备D sub接口和DVI接口 部分大屏幕高端LCD还带有HDMI接口 DisplayPort接口 S Video接口 颜色分离接口 10 认证LCD是否通过相关认证也是重要的标准之一 重要的认证有 CCC认证 TCO认证 WindowsVista认证 MPR 认证 RoHS认证 FCC认证等 6 2 4市场液晶显示器产品介绍1 GreatWallZ221GreatWallZ221的外观如图6 19所示 液晶显示器尺寸为22英寸 面板类型为TN 液晶显示器色彩为16 7M 分辨率1680 1050 屏幕比例16 10 点距0 282mm 亮度450nits 对比度1000 1 可视角度 水平 垂直 170 160 响应时