Инфракрасные системы «смотрящего» типа

ДИСПЛЕИ НА КАТОДНО-ЛУЧЕВЫХ ТРУБКАХ

В дисплеях на основе катодолюминесценции используются вакуумные ЭЛТ, в кото­рых электронный пучок сканирует фосфоресцирующий экран, а также полевая эмис­сия. В последних катод представляет собой матрицу, управляемую по строкам и столб­цам и являющуюся аналогом транзисторной матрицы.

Изображение, получаемое в современных катодно-лучевых трубках, вполне удовле­творяет требованиям зрительного аппарата человека с точки зрения разрешения, цвето­вой гаммы, быстродействия и других параметров и характеристик.

Современные вакуумные ЭЛТ по ряду технико-экономических параметров до сих пор превосходят остальные системы отображения, хотя и обладают существенными недостатками - увеличенными поперечными размерами, составляющими даже в луч­ших образцах около половины размера экрана по диагонали, а также высокими (до де­сятков киловольт) управляющими напряжениями.

Дисплеи на ЭЛТ позволяют отображать на экране не только поле обзора ИКС, но и специальные символы (дату и время, прицельные марки, указатели, информацию о дальности до наблюдаемых объектов и др.). Размеры и фотометрические свойства та­ких экранов допускают более свободное взаимное расположение наблюдателя и систе­мы отображения, чем, например, при использовании светодиодных (СВ) дисплеев, час­то требующих «жесткой» привязки наблюдателя к окуляру, через который наблюдается экран. Сигнал на выходе ЭЛТ, как правило, совместим с телевизионным стандартом, в соответствии с которым число строк в кадре должно быть не менее 256, частота кадров - не менее 25 Гц, размер изображения по диагонали - не менее 35 мм, разрешение в цен­тре - не менее 400 строк и на краю - не менее 300 строк. Строчный сигнал обычно име­ет частоту не менее 50 Гц, а число строк на экране ЭЛТ составляет не менее 300...500 (часть строк используется для вывода служебной информации).

Используя ЭЛТ при разрешении не менее 400 лин./кадр, можно реализовать бино­кулярный метод наблюдения зрительным аппаратом человека. Однако, если размер эк­рана уменьшается и условия его наблюдения ухудшаются, систему необходимо допол­нять окуляром (или окулярами для каждого из глаз).

В [37] приводится таблица сочетаний параметров цветности при различных ярко­стях свечения экранов ЭЛТ, приравненных к яркости фона окружающей среды, при которых обеспечивается достаточная вероятность обнаружения и распознавания ин­формации.

Примером отечественной разработки системы отображения на ЭЛТ (типа 11ЛК1Б) может служить система, характеризуемая следующими значениями параметров:

• размер экрана 68x83 мм;

• максимальная яркость свечения экрана не менее 100 кд/м ;

• число строк в полном кадре 577.

В ИКС с таким индикатором на экране в качестве марки высвечивается точка, мер­цающая с частотой 0,5...2 Гц. В системе имеется возможность электронного масштаби­рования изображения, что позволяет изменять ширину строки для оптимизации ее на­блюдения человеком. Большая яркость экрана позволяет использовать аппарат дневно­го зрения наблюдателя, который обладает лучшим разрешением и чувствительностью, чем аппарат ночного зрения. Кроме того, повышение яркости экрана уменьшает влия­ние мелькания изображения.

В табл. 11.1 приведены параметры миниатюрных ЭЛТ, используемых в проекцион­ных и нашлемных СОИ [138]. Все трубки снабжены плоской волоконно-оптической
шайбой; цвет свечения их экрана — зелено-желтый (540...560 мкм) с максимумом на длине волны 545 мкм; среднее время послесвечения 6,7 мс.

В качестве еще одного примера можно привести параметры одной из таких трубок, описанной в [6]:

• зеленый цвет свечения;

• яркость 2000 кд/м2;

• формат 700 ТВЛ;

• размер экрана по диагонали 15 и 28 мм;

• масса собственно ЭЛТ (с размером экрана по диагонали 15 мм) 6 г;

• масса всей СОИ (ЭЛТ, отклоняющая и фокусирующая катушки, патрон) 25 г;

• энергопотребление 1,1 Вт (для 15 мм-экрана) и 3 Вт (для 38 мм-экрана).

Перспективная конструкция плоскопараллельного дисплея представляет собой

Сверхтонкую катодолюминесцентную трубку, состоящую из матрицы микроскопиче­ских электронных пушек, расположенных с высокой плотностью, и низко - или средне­вольтового катодолюминесцентного экрана-анода.

Достоинствами дисплеев на полевой эмиссии являются высокая эффективность пре­образования электрической энергии в световую, малая инерционность (время отклика близко к 1 мкс), большой угол наблюдения, возможность получения широкого диапа­зона уровней серого и большой цветовой гаммы, большой диапазон рабочих темпера­тур. Характеристики двух зарубежных дисплеев на основе полевой эмиссии приведены в табл. 11.2 [6].