Képmegjelenítık. Képmegjelenítık osztályozása. Képmegjelenítık fı jellemzıi. Képmegjelenítık fı jellemzıi

Átírás

1 Képmegjelenítık osztályozása Képmegjelenítık Képmegjelenítõk Monitorok Vetítõk További képmegjelenítõk Katódsugárcsöves Lapos képernyõk Katódsugárcsöves Sisakba szerelt Mechanikus Elektronikus papír Aktív önvilágító Passzív nem önvilágító LCD-s Plazma Folyadékkristályos Vákuum fluoreszcens Téremissziós Elektrolumineszcens Világító- Diódás (LED) Képmegjelenítık fı jellemzıi Hány függetlenül megcímezhetı képpontot (pixel) lehet egy sorba egymás mellé tenni hány sor fér el egymás alatt A képpontok címzési technikája sorrol sorra rajzolja fel a képet a megjelenítı (pl. crt) vagy sorok és oszlopok mátrixában történik a címzés (pl. LCD) Mi a létrehozott képben a legfinomabb vonalszerkezet? Milyen kontraszttal lehet megvalósítani? Képmegjelenítık fı jellemzıi Legnagyobb képfrissítési frekvencia Irás vagy kép legnagyobb váltási sebessége utókép hatás mértéke (egér csíkot húz kis váltási sebesség)

2 Monitor felbontások Optimális fizikai méret cm-rıl kényelmesen olvashatóak a betők Megnevezés EGA VGA SVGA XGA Sor x Oszlop pixelben 640 x x x x x x x x x 480 Megjeleníthetı színek száma /256 16/ Optimális képmegjelenítı méret CRT Monitorok CRT Cathod Ray Tube katódsugárcsı Braun-féle csı Vákuumcsıben nagy feszültség hatására elektronok lépnek ki (1869 Hittorf) Braun a nyaláb útjába eltérítı rendszert épített, a csı homlokfalára lumineszkáló fényporbevonatot vitt CRT Monitorok CRT Cathod Ray Tube katódsugárcsı 1928 óta televíziós képek megjelenítéséhez használjuk Raszter grafika elvén jelenik meg a kép Sorrol sorra jelenik meg a kép bal-felsı sarokból indulva végigpásztázza az adott sort, kicsit elmozdul lefelé és visszaugrik a köv. sor elejére CRT Monitorok CRT Cathod Ray Tube katódsugárcsı Interlaced: minden páratlan sor, majd minden páros sor kerül megjelenítésre Non-interlaced: sorok folyamatosan egymás után kerülnek megjelenítésre

3 CRT Monitorok CRT Cathod Ray Tube katódsugárcsı Elektronnyaláb által rajzolt sorok számától függ a függıleges felbontás Az e-nyaláb ki/be kapcsolási frekvenciájától pedig a vízszintes felbontás videofrekvencia Adott pont fényereje az e-nyaláb erısségétıl függ CRT elvi felépítése Vákuum (nyomás miatt vastag üveg) Főtött katód (elektronok tudnak kilépni) Nyaláb eltérítés (elektromágnes) Fénypor Fényerı necsapódási energia CRT Monitorok CRT elvi felépítése CRT Cathod Ray Tube katódsugárcsı 1950 színes CRT Árnyékmaszk 3 e-nyaláb Árnyékmaszkos képcsı elektronágyúk háromszög elrendezésben vörös fényport gerjesztõ elektronágyú kék fényport gerjesztõ elektronágyú zöld fényport gerjesztõ elektronágyú árnyékmaszk 3 fénypor (vörös, zöld, kék) additív színkeverés Árnyékmaszk lyukain az egyes sugarak csak az R v. G v. B fényport találják el fényporréteg

4 CRT elvi felépítése CRT elvi felépítése Árnyékmaszkos képcsı Árnyékmaszk: kék fényport gerjesztõ elektronágyú Árnyékmaszkos képcsı In-line megoldás Hevül kis hıtágulási együtthatójú a jó Felmágnesezıdik (ekkor torzít, rossz színek) lemágnesezés (degauss) vörös fényport gerjesztõ elektronágyú zöld fényport gerjesztõ elektronágyú árnyékmaszk Elektron ágyúk egy sorban Közös fókuszáló rendszer árnyék maszk in-line elektronágyu fényporréteg fénypor csíkok CRT elvi felépítése Trinitron maszkos CRT Sony szabadalom Árnyékmaszkba sok elektron csapódott rontotta a csı hatásfokát Maszk helyett kifeszített húrok CRT elvi felépítése Trinitron maszkos CRT húrok rezgése ellen 1 (Trinitron) vagy 2 (Diamondtron) vízszintes rögzítıszál ezel sötétebb csíkkén láthatóak) Függılegesen nincs görbület hengerfelszín

5 CRT - Fényporréteg Szerepe Elektronikus jel optikai jellé (foton) való átalakítása Mőködése Elektronokkal való gerjesztésre elektronok kerülnek más energiaszintre, majd visszatérve az eredeti szintjükre fotont bocsáltanak ki A gerjesztés és az emisszió között hosszab idı eltelhet utánvilágítás vagy foszforeszcencia (CRT kikapcs. után még dereng) CRT - Fényporréteg Ha a fénypor utánvilágítása túl nagy: a kép mozgó részei csíkot húznak Túl kicsi: a kép pulzál (nagyob képfrekvenciával ez kiküszöbölhetı) 120 Színes képhez különbözı színben 80 emittáló fénypor kell (egy pixelt 3 subpixel 20 alkot) rel. intensity wavelength, nm CRT - Fényporréteg Vékony CRT (FED Field Emission Display) R,G,B színinger 0,9 520 nm koordinátáit a színdiagramban szabvány rögzíti (Gammut) y 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 510 nm 500 nm 540 nm 560 nm G 580 nm 2000 K 600 nm 4000 K R 7000 K 650 nm 0, K 0,1 475 nm B 450 nm 400 nm 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 x

6 Vékony CRT (FED Field Emission Display) Kis tő formájú elektródákból reális mértékő (nem óriási, esetleg kivitelezhetetlen) anód-katód feszültségekre emisszió lép fel. Csúcsok élettartama a probléma (nanocsöves felépítés jó iránynak tőnik) Aktív (önvilágító) lapos megjelenítık Pixelek címzése mátrix-szerő Adott sor/oszlop elektródáján van jel, ez kijelöl egy pixelt ami aktív (adott sor és oszlop többi pixele ½ erıs vezérlést kap, de erre nem szabad aktiválódniuk) +xv -xv Aktív (önvilágító) lapos megjelenítık Plazma képmegjelenítı (PDP Plasma Display Panel) CRT 21 felett már nagyon nagy mérető, de PDPkbıl még 40 -os is készül (1m+ átmérı) A nagy feszültség hatására a gáztér töltéshordozói gyorsulnak, ütköznek, gerjesztett állapotból alapállapotba téréskor fény keletkezik. Ennek színe a felhasznált gáztól függ. felsö " üveglap anód fokisülés " pixel határoló Aktív (önvilágító) lapos megjelenítık Színes plazma képmegjelenítı Töltıgáz UV-ben sugároz, a cellák foszforrétegét gerjeszti és azok a foszfortól függı színben sugároznak - Vezérléshez nagy feszültség kell - Pixelek távolsága 2x akkora mint CRT esetén (0,3-0,4 mm) - Kontraszt 1:100 + nagy felületeket lehet létrehozni hátlap homlok üveglap emittált fény UV sugárzás kisülés átlátszó elektróda szigetelo " réteg szigetelo réteg " alsó üveglap kiegészíto " kisülés katód vörös fénypor zöld fénypor kék fénypor adat elektróda

7 Világító diódás (LED-es) megjelenítık A szubpixeleket LED-ek alkotják A LED-ek jelenlegi méretei miatt elsısorban nagyfelülető kijelzıkön használják OLED Organic LED Szerves alapú LED-ek Jó színjellemzık Stabilitási problémák, kék OLED élettartam problémák (pár év de ez úgyis elég) 3 Mill. LEDs 560 m 2 A Joint Venture of Philips Lighting and Agilent Technologies Light from Diodes or a bit smaller Gerd O. Mueller, Regina Mueller-Mach LumiLeds Advanced Labs A képernyıt megvilágítani v. átvilágítani kell Legismertebb passzív megjelenítı az LCD (Liquid Crystal Display folyadékkristályos képmegjelenítı) Alapelv: A folyadék halmazállapotú kristály molekuláinak irányítottsága valamilyen tér hatására megváltozik. Ez az optikai tulajdonságokat is megváltoztatja LCD A folyadékkristály molekulái egymáshoz képest valamilyen rendezett állapotot törekednek felvenni. Pl. a hosszúkás molekulák párhuzamosan állnak be A molekulák irányultságát a határoló felületek tulajdonságával is lehet állítani. Pl.: ék alakban ferde határolók vagy bemélyedések a.) b.) TN-LC(Twisted Nematic Liquid Crystal) Egymásra merıleges iránybeállítókkal 90 -os (Super TN-nél 270 -os) csavarás érhetı el

8 A bemenı és kimenı oldalon a molekulák irányultságával megegyezı polárszőrık vannak. A molekulák csavarodása a fény polarizáltságát is elcsavarják, így a fény átjuta rétegen ( halott pixel világít miért?) Feszültség hatására a kristályok párhuzamossá igyekeznek állni, így az átmenı fény polarizáltsága feszültség-függı. A fény utját így akár el is lehet zárni Tipikus elrendezések LCD felépítése Polárszőrı Üveg hordozóréteg Átlátszó elektródák Iránybeállító réteg LC-molekulák Színszőrık (RGB) Hátvilágítás (opcionális)

9 Passzív mátrixos elrendezés X és Y elektródák elektromos jeleivel kapcsolják az egyes pixeleket Idızítést pontosan kell kezelni Aktív mátrixos elrendezés Minden pixelhez van egy tranzisztor vagy dióda amely a videojelet kapcsolja a cellára Pl. TFT (Thin Film Transistor) nagyon gyors mőködés Kivetítık Fı elrendezések Hagyományos (Front projection) Hátul vetítıs (Rear projection) Kivetítık Típusok CRT (Cathod Ray Tube) LCD (Liquid Crystal Display) DLP (Digital Light Processing Digital Micromirror Device DMD Chip segítségével) CRT három képcsı, a három alapszínnel, vetítılencsével

10 Kivetítık LCD projektorok Egypaneles rendszer Mőködése megegyezik az LCD monitorokéval, de az átvilágító fényforrás egy nagyteljesítményő lámpa Hárompaneles rendszer Mindhárom alapszíningerhez saját LCD panel tartozik Kivetítık Mikrotükrös kivetítık (DLP) A DMD (Digital Micromirror Device) chip felületén többszázezer mikrotükör helyezkedik el. Állásukat billentéssel lehet állítani (10 fok, lencsére vagy elnyelıre irányuljon) Az intenzitást a billegetés frekvenciájával lehet szabályozni Kivetítık 16µm 2 Kivetítık DLP Típusok 1 DMD: 3 DMD:

11 Kivetítık LCD vs. DLP DLP Gyorsabb mőködés Nagyobb fényerı Pontosabb képalkotás Pixelek hézagmentesen illeszkednek LCD DLP Megjelenítık problémái, célok Nagyobb felbontás Jobb pixelelrendezés Csökkenteni nem nagyon lehet color fringe ( subpixeling clear type ) Jobb színek (több primary ) Elektronikus papír (ne kelljen feszültség, kontrasztos legyen, esetleg felxibilis)