大屏幕电视

一般电视机都是在显像管上直接显像的，要增大图像，就必须增大显像管的尺寸，而制造对角线长度大于60～80厘米的显像管在技术上是有许多困难的。例如显像管内要抽成高度真空，这样，在显像管外表面每平方厘米的面积上就有1公斤的大气压力，而在直径为31厘米的显像管上便有3吨左右的压力！为了使显像管能承受这样大的压力，不得不使用很厚的玻璃，甚至要用特种钢来做它的锥形部分。此外，要使大型显像管中的电子束在荧光屏上处处聚焦良好，扫描速度均匀，从而得到对比度良好、亮度够大的图像，也是很困难的。因此增大显像管的尺寸这条路行不通，只有另辟途径。

在显像管前面安置一个透镜系统，把显像管上的图像像电影一样投映在投映屏上（图1），那么就能得到很大的图像。这种方法称为透镜式投映电视。使用这种方法的确把图像增大了，可是却大大降低了图像的亮度。这是因为：（1）显像管射出的光是向四外扩散的，只有一小部分射在透镜上得到利用；（2）透镜表面有反射，透镜本身也会吸收一部分光，因此射到透镜上的光又受到一次损失；（3）射在投映屏上的光，只有70～80％向观众反射回来。由于以上原因，透镜式投映电视只能利用显像管发出的光通量的1/10到1/20， 而且由于投映屏上的图像比显像管上的大得多，所以投映屏上的亮度就很弱了。

为使透镜式投映电视能实际使用，可用下述三种方法来增加投映屏上图像的亮度。（1）采用亮度强的特种显像管——投映管。这种显像管的加速电压提高了，因而增加了电子束轰击荧光屏的能量，并且由于采用了高效荧光粉以及在荧光屏的内表面上涂敷了很薄的一层铝，将荧光屏发的光向外反射出去，因而大大提高了亮度。（2）一般的投映屏是用涂有白粉的帆布做成的，它朝前方的整个半球形空间内散射光线，因此看到的亮度较低。如果在投映屏上涂上铝粉，使光线对观众的方向产生定向反射，则能把亮度提高。如果采用光栅屏，亮度将提高得更多。所谓光栅屏就是由许多表面突起呈圆弧状的反射元组成的投映屏（图2）。反射元的表面曲率选择得把反射的光线限制在某一角度内。光栅屏通常是将金属箔压制在塑料布上做成的，金属箔便是反射表面。（3）增加透镜的透明度。

用反射镜式投映电视（见图3）时，由于反射镜的尺寸远大于透镜的尺寸，所以反射镜的受光面积比透镜大得多（见图4），而且反射镜式投映电视是利用反射的光线，不像透镜式投映电视是利用透射光线，在透镜上反射的那部分光线不能利用，所以反射镜的透明系数大大高于透镜的透明系数，所得图像亮度就能提高。

抛物形凹面镜作为反射镜可使投映图像的失真最小，可是它制造起来非常复杂。球面镜制造简单，成本也低，可惜它有球面像差，即球面镜各部分的焦点不能重合，结果使图像产生失真。为了消除球面像差，可在光线从球面镜反射到投映屏的途径中放一个校正透镜，这样就可以使球面镜各部分的焦点重合。球面镜投映系统仅使光通量减弱1/3到1/4，比透镜投映系统好得多。

使用反射镜式投映电视后，如果要进一步提高图像亮度，可以采用光放大器。光放大器是由光电导层薄片和荧光层薄片迭合而成的（图5）。迭片的两个外表面上涂有半透明的银膜，它起电极的作用，交变电压就加在银膜上。银膜的外面盖上两块玻璃片。使用时，将光放大器放在投映管的前面。当投映管的荧光屏不发光时，光电导层的电阻很大（等于暗电阻），因此几乎全部电压都降落在光电导层上，荧光屏不发光。当投映管发光时，光电导层的电阻减小，结果电压在光电导层和荧光层之间重新分配，荧光层上加上较高的电压，因而便发光。荧光层上图像的亮度决定于加在半透明银膜上的交变电压的功率。光放大器与投映系统配合使用，便能得到巨大而明亮的电视图像。

上述投映电视的图像亮度总不及电影，原因在于投映电视的光源是投映管，而电影光源则是强力的弧光灯，亮度比投映管高得多。

如果也像电影那样，在强光源和投映屏之间加一个和电影片的作用相仿的光阀（也叫光调制器，见图6），就可以从根本上改变投映电视的面貌。光阀具有如下的特性：当它受到电子束的轰击时，其透光能力会发生变化，变化的大小与电子束的强度有关。如果电子束受到电视信号的调制后，在光阀上进行扫描（就像电子束在显像管荧光屏上扫描那样），那么光阀上任一点透光能力的变化都与原来的图像相对应，于是强光源通过光阀后，射到投映屏上的光强也就和原来的图像相对应，因而在投映屏上得到一个亮度很强的大图像。

到目前为止，还没有找到一种在电子束轰击下透明度有显著变化的材料，以得到清晰的、对比度良好的图像。油膜光阀是研究得较多的一种光阀，它的原理图如图7所示。

由弧光灯发出的光线，通过透镜射在成45度倾斜的平行栅条镜上。大约有一半光线穿过栅条镜的空隙而未加利用，另一半光线被栅条镜朝下反射在球面镜上。球面镜内盛有特种油。当油面平静光滑时，它将入射光反射在栅条镜的栅条上，并沿原来的入射路径返回光源。当电子枪发出的电子束轰击油面时，就将电子交给油面。电子的速度不同，交给油面的电子数目也就不同。由于电子束的速度是受图像信号调制的，所以油面上就形成与图像相应的电荷图像。这个电荷图像会使油面变形，结果其上的反射光不再射在栅条上，而是穿过栅条的空隙，并经投映透镜和导向镜射在投映屏上。油面变形得越厉害，射在投映屏上的光通量就越大，因此称为油面光阀。

因为电子束也像在荧光屏上那样在油面上扫描，而且扫描电子束的速度受图像信号调制，所以油面上任一点的变形与图像信号有关，到达投映屏上某点的光通量就与原来的图像相对应。油面光阀的性能很好，图像的亮度及对比度范围和普通电影几乎不相上下。目前的电视影院中，大多采用这种系统。

用座标式荧光屏获得大屏幕电视的方法，还处在研究试验阶段。这种荧光屏是一块涂有荧光层的面积很大的薄片，两面放置相互垂直的金属细丝。电压通过特殊的换接设备依次加在水平和垂直的金属丝上。在加有电压的两根金属丝的交点上，荧光层在电压的作用下发光。发光强度随金属丝上所加电压的大小而变化，而所加的电压则与收到的图像信号的幅度成正比。这种座标式荧光屏的尺寸可以做得较大，从而能实现大屏幕电视。（丰人）