Multimediálna učebnica o snímacích a zobrazovacích ...diplom.utc.sk/wan/690.pdf · QD-OLED Quantum Dots Organic LED Organické kvantové body LED STN Supertwist Nematic Zdokonalená

Multimediálna učebnica o snímacích a zobrazovacích prvkoch v televíznej technike

DIPLOMOVÁ PRÁCA (Textová časť)

STANISLAVA LANGOŠOVÁ

ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE Elektrotechnická fakulta Katedra telekomunikácií

Študijný odbor: TELEKOMUNIKÁCIE

Vedúci diplomovej práce: Ing. Peter Čepel

Stupeň kvalifikácie: inžinier (Ing.) Dátum odovzdania diplomovej práce: 19. 5. 2006

ŽILINA 2006

ABSTRAKT

Diplomová práca sa zaoberá snímacími a zobrazovacími prvkami v televíznej technike.

Obsahuje historický prehľad, analýzu súčasného stavu a tendencie ďalšieho vývoja

v oblasti snímacích a zobrazovacích prvkov v televíznej technike. Práca objasňuje

funkciu a princíp činnosti snímacích a zobrazovacích prvkov. Taktiež zahrňuje

porovnanie počtu svetlocitlivých prvkov snímačov a ceny, u vybraných typov digitálnych

kamier a fotoaparátov. Diplomová práca je spracovaná vo forme multimediálnej učebnice

pomocou grafického programu Macromedia Flash 8.

Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, Katedra telekomunikácií

________________________________________________________________________

ANOTAČNÝ ZÁZNAM - DIPLOMOVÁ PRÁCA

Priezvisko, meno: Langošová Stanislava školský rok: 2005/2006

Názov práce: Multimediálna učebnica o snímacích a zobrazovacích prvkoch v televíznej technike

Počet strán: 52 Počet obrázkov: 32 Počet tabuliek: 1

Počet grafov: 0 Počet príloh: 5 Použitá lit.: 42

Anotácia (slov. resp. český jazyk): Diplomová práca sa zaoberá snímacími

a zobrazovacími prvkami v televíznej technike. Obsahuje historický prehľad,

analýzu súčasného stavu a tendencie ďalšieho vývoja v oblasti snímacích

a zobrazovacích prvkov v televíznej technike. Diplomová práca je spracovaná vo

forme multimediálnej učebnice pomocou grafického prostredia Macromedia Flash.

Anotácia v cudzom jazyku (anglický resp. nemecký): Diploma work deals with

scanning and displaying components in the television. Both parts contain historic

review, analysis of the present state and prognosis of the future development.

Diploma work is created as a multimedia textbook by means of Macromedia Flash

graphic environment.

Kľúčové slová: snímacie prvky, CMOS snímač, CCD snímač, svetlocitlivé bunky,

zobrazovacie prvky, CRT displej, LCD displej, plazmový displej, projektory.

Vedúci práce: Ing. Peter Čepel, Katedra telekomunikácií, ŽU v Žiline

Recenzent práce : Ing. Róbert Hudec, PhD., Katedra telekomunikácií, ŽU v Žiline

Dátum odovzdania práce: 19. 5. 2006

ZOZNAM SKRATIEK A SYMBOLOV

Skratka Anglický výraz Slovenský výraz

ADC(A/D) Analog-to-Digital Converter Analógovo-digitálny prevodník

APS Active Pixel Sensors Snímače s aktívnymi prvkami

CCD Charge Coupled Device Nábojovo viazané štruktúry

CCPD Charge Coupled Photodiode Array

Nábojovo viazané polia s fotodiódami

CID Charge Injection Devices Zariadenia s injekciou náboja

CMOS Complementary Metal-Oxide Semiconductor

Polovodičový snímač na báze metal-oxidu

CRT Cathode Ray Tube Displej s katódovou trubicou

D-ILA Direct Image Light Amplifier

Priamy zosilňovač svetelného obrazu

DLP Digital Light Processing Číslicové spracovanie svetla

DMD Digital Micromirror Devices Digitálne zariadenia s mikrozrkadlami

DPS Digital Pixel Sensors Snímače s digitálnymi prvkami

DSLR Digital Single-Lens Reflex Digitálna odrazová plocha s jednou šošovkou

DSTN Double Supertwist Nematic Vylepšená nematická štruktúra

FET Field Effect Transistor Tranzistor s riadením poľa

FF Full Frame Plný rámec

FIT Frame Interline Transfer Medziriadkový prenos rámcov

FT Frame Transfer Prenos rámcov

IL Interline Transfer Medziriadkový prenos

ILA Image Light Amplifier Zosilňovač svetelného obrazu

LC Liquid Crystals Tekuté kryštály

LCD Liquid Crystal Display Displej z tekutých kryštálov

LED Light Emitting Diode Svetlo emitujúca dióda

OLED Organic Light Emitting Diode

Organická svetlo emitujúca dióda

PCM Pulse Code Modulation Pulzne kódová modulácia

PDA Personal Digital Assistent Osobný digitálny asistent

PDP Plasma Display Panel Plazmový displej

PPS Passive Pixel Sensors Snímače s pasívnymi prvkami

RCA Radio Corporation of America

Americká rádiová spoločnosť

QD-OLED Quantum Dots Organic LED Organické kvantové body LED

STN Supertwist Nematic Zdokonalená nematická štruktúra

TDI Time Delay and Intergration časové oneskorenie a integrácia

TFT Thin Film Tranzistor Tenký fóliový tranzistor

TN Twisted Nematic Nematická štruktúra

TTL Transistor-Transistor Logic Tranzistorovo-tranzistorová logika

ZOZNAM OBRÁZKOV A TABULIEK

Obr.1.1 Princíp rozkladu obrazu Nipkowovým diskom

Obr.1.2 Televízna snímacia elektrónka superortikon

Obr.2.1 Rozdelenie snímacích prvkov

Obr.2.2 CMOS snímač

Obr.2.3 Princíp získavania informácií o farbe u snímačov s mozaikovým filtrom

Obr.2.4 Veľkosť svetlocitlivej plochy snímača

Obr.2.5 Štruktúra CCD pixela. Jedna z možností priestorovej topológie zložiek pixela

Obr.2.6 Princíp rozkladu farebného obrazu na tri obrazy v základných farbách

Obr.2.7 Princíp získavania informácií o farbe technológiou Foveon X3

Obr.2.8 Lineárny obrazový snímač

Obr.2.9 Plošný obrazový snímač

Obr.2.10 Organizácia lineárneho snímača

Obr.2.11 Architektúra obrazového snímača TDI

Obr.2.12 Obrazový snímač typu Frame-Transfer

Obr.2.13 Obrazový snímač typu Interline-Transfer

Obr.2.14 IL CCD s mikrošošovkami

Obr.2.15 Obrazový snímač s prekladaným snímaním

Obr.2.16 Obrazový snímač s progresívnym snímaním

Obr.2.17 Štruktúra CID snímača (a) a jeho jedného obrazového prvku (b)

Obr.5.1 Rozdelenie zobrazovacích technológií

Obr.5.2 Princíp CRT displeja

Obr.5.3 Tieniaca maska Delta

Obr.5.4 Prechod elektrónových lúčov otvormi tieniacej masky

Obr.5.5 Tieniaca maska In Line

Obr.5.6 Tieniaca maska Trinitron

Obr.5.7 Princíp funkcie tekutých kryštálov LCD displeja. a) kľudový stav – svetlo

prechádza, b) stav pri napätí – svetlo neprechádza

Obr.5.8 Uvoľnenie fotónu z plynového iónu

Obr.5.9 Štruktúra PDP displeja

Obr.5.10 Štruktúra OLED displeja

Obr.5.11 Princíp CRT technológie v projektoroch

Obr.5.12 Princíp DLP technológie v projektoroch

Obr.5.13 Princíp troch LCD panelov v projektore

Tab.5.1 Veľkosť uhlopriečky a rozlíšenie displejov

OBSAH

ÚVOD.............................................................................................................................1

1. STRUČNÝ HISTORICKÝ PREHĽAD SNÍMACÍCH PRVKOV V TELEVÍZNEJ TECHNIKE ...................................................................................................................2

1.1 VÝVOJ SYSTÉMOV MECHANICKÉHO SNÍMANIA ...................................................2 1.2 VÝVOJ SYSTÉMOV ELEKTRONICKÉHO SNÍMANIA.................................................2 1.3 VÝVOJ OBRAZOVÝCH SNÍMAČOV S PEVNOU FÁZOU ............................................3

2. ANALÝZA SÚČASNÉHO STAVU V OBLASTI SNÍMACÍCH PRVKOV V TELEVÍZNEJ TECHNIKE ......................................................................................5

2.1 SNÍMAČ CMOS.................................................................................................5 2.1.1 História vývoja CMOS..................................................................................5 2.1.2 Funkcia a druhy snímačov CMOS ................................................................6 2.1.3 Použitie CMOS snímačov .............................................................................8

2.2 SNÍMAČ CCD....................................................................................................9 2.2.1 História vývoja CCD ....................................................................................9 2.2.2 Funkcia a druhy CCD snímačov ...................................................................9 2.2.3 Lineárne obrazové snímače ........................................................................ 13 2.2.4 Plošné obrazové snímače............................................................................ 14 2.2.5 Použitie CCD snímačov.............................................................................. 19

POROVNANIE CCD A CMOS SNÍMAČOV ..................................................................... 20 2.3 ĎALŠIE TYPY SNÍMACÍCH PRVKOV ................................................................... 21

2.3.1 Snímače CID .............................................................................................. 21 Použitie CID snímačov........................................................................................... 22 2.3.2 Snímače CCPD........................................................................................... 23

3. TENDENCIE ĎALŠIEHO VÝVOJA SNÍMACÍCH PRVKOV V TELEVÍZNEJ TECHNIKE ................................................................................................................. 24

4. STRUČNÝ HISTORICKÝ PREHĽAD ZOBRAZOVACÍCH PRVKOV V TELEVÍZNEJ TECHNIKE .................................................................................... 25

5. ANALÝZA SÚČASNÉHO STAVU V OBLASTI ZOBRAZOVACÍCH PRVKOV V TELEVÍZNEJ TECHNIKE .................................................................................... 26

5.1 CRT DISPLEJE ................................................................................................. 27 5.1.1 História vývoja CRT displejov .................................................................... 27 5.1.2 Funkcia a druhy CRT displejov................................................................... 27 5.1.3 Použitie zobrazovacích prvkov CRT............................................................ 32

5.2 LCD DISPLEJE ................................................................................................. 32 5.2.1 História vývoja LCD displejov.................................................................... 32 5.2.2 Funkcia a druhy LCD displejov .................................................................. 33 5.2.3 Použitie zobrazovacích prvkov LCD ........................................................... 37

5.3 PDP DISPLEJE ................................................................................................. 38 5.3.1 História vývoja PDP displejov.................................................................... 38 5.3.2 Funkcia a druhy PDP displejov .................................................................. 38 5.3.3 Použitie zobrazovacích prvkov PDP ........................................................... 41

5.4 OLED DISPLEJE .............................................................................................. 42 5.4.1 História vývoja OLED displejov ................................................................. 42 5.4.2 Funkcia a druhy OLED displejov................................................................ 42

5.4.3 Použitie zobrazovacích prvkov OLED......................................................... 43 5.5 PROJEKTORY................................................................................................... 43

5.5.1 Funkcia a druhy projektorov ...................................................................... 43 5.5.2 Použitie projektorov ................................................................................... 47

5.6 ĎALŠIE TYPY ZOBRAZOVACÍCH PRVKOV .......................................................... 47 5.6.1 Dotykové LCD (Touchcscreen)................................................................... 47 5.6.2 QD-OLED (Quantum Dot Organic LED) ................................................... 48 5.6.3 3D displeje ................................................................................................. 48

6. TENDENCIE ĎALŠIEHO VÝVOJA ZOBRAZOVACÍCH PRVKOV V TELEVÍZNEJ TECHNIKE .................................................................................... 51

ZÁVER......................................................................................................................... 52

ZOZNAM POUŽITEJ LITERATÚRY

PRÍLOHOVÁ ČASŤ

Elektrotechnická fakulta, Žilinská univerzita v Žiline

1

ÚVOD

Témou mojej diplomovej práce sú snímacie a zobrazovacie prvky v televíznej technike.

Diplomovú prácu som rozdelila na dve základné časti. Prvá sa venuje problematike

snímacích a druhá problematike zobrazovacích prvkov. Každá z týchto častí je rozdelená

na tri hlavné kapitoly, ktorými sú historický prehľad, analýza súčasného stavu a tendencie

ďalšieho vývoja v oblasti snímacích a zobrazovacích prvkov v televíznej technike.

V druhej kapitole, ktorá sa zaoberá analýzou súčasného stavu snímacích prvkov

v televíznej technike, som popísala v súčasnosti najviac používané druhy snímacích

prvkov, ich funkciu a spôsob vytvárania farebného obrazu. Uviedla som ich rozdelenie,

výhody a nevýhody a uskutočnila som ich vzájomné porovnania. V tretej časti som

načrtla smer vývoja snímacích prvkov a ich hlavné nedostatky, ktoré sa budú snažiť

vývojoví odborníci odstrániť. V nasledujúcich kapitolách sú rovnakou štruktúrou

popísané zobrazovacie prvky v televíznej technike. V prílohovej časti sa nachádza

porovnanie jednotlivých typov súčasných fotoaparátov a kamier, kde som najväčšiu

pozornosť venovala porovnaniu ceny a počtu pixelov použitých snímačov. Porovnania

som uskutočnila v oblasti amatérskych a profesionálnych digitálnych fotoaparátov,

kamier a priemyselných kamier.

Cieľom diplomovej práce bolo zozbierať a zrozumiteľne objasniť problematiku

snímacích a zobrazovacích prvkov v televíznej technike tak, aby ju bolo možné použiť

ako výučbový materiál. Súčasťou diplomovej práce je jej spracovanie v grafickom

programe Macromedia Flash 8, ktoré sa nachádza na priloženom CD.


2

1 STRUČNÝ HISTORICKÝ PREHĽAD SNÍMACÍCH PRVKOV

V TELEVÍZNEJ TECHNIKE

1.1 Vývoj systémov mechanického snímania 1873 - J. May a W. Smith objavili fotovodivý efekt kryštálov selénu.

1880 - M. LeBlanc navrhol systém systematického snímania a prenosu obrazu.

1884 - P. G. Nipkow si dal v Berlíne patentovať mechanicko-elektrické zariadenie, ktoré

nazval teleskop (systém nepretržitého snímania tzv. Nipkowovým diskom)(Obr.1.1).

Obr.1.1 Princíp rozkladu obrazu Nipkowovým diskom

1925 - C. F. Jankins navrhol systém využívajúci sklenené hranolové (prismatic) disky

a predviedol rádiové vysielanie siluety obrazu.

1926 - C. F. Jenkins a J. L. Baird uskutočnili v Anglicku prvé televízne vysielanie na

princípe Nipkowovho disku.

1.2 Vývoj systémov elektronického snímania 1908 - A. A. C. Swinton navrhol fotoelektrickú snímaciu elektrónku obsahujúcu

elektrónový snímací lúč a magnetické vychyľovanie.

1911 - A. A. C. Swinton navrhol prvý plne elektronický televízny systém využívajúci

dva lúče, ktoré sú emitované katódou.

1923 - V. K. Zworykin patentoval svoju snímaciu elektrónku, ktorú nazval ikonoskop

a prijímaciu elektrónku – kineskop.

1924 - V. K. Zworykin v RCA zostrojil a predvádzal televíznu snímaciu elektrónku


3

1927 - P. T. Farnsworth zostrojil snímaciu elektrónku tzv. disektor.

1938 - H. A. Iams a A. Rose v RCA vynašli ortikon, novú citlivú obrazovú elektrónku,

ktorá bola použitá pre prvé televízne vysielanie v roku 1940.

1939 - V. K. Zworykin vynašiel novú, citlivejšiu snímaciu elektrónku tzv. „image

ikonoskop“, neskôr známa pod názvom superikonoskop.

1946 - A. Rose, P. K. Weimer a H. B. Law v RCA vynašli superortikon, ktorý prekonal

problém vysokej úrovne nestability ortikonu (Obr.1.2).

Obr.1.2 Televízna snímacia elektrónka superortikon

1949 - P. K. Weimer v RCA vyvinuli superisokon navrhnutý na to, aby prekonal

nedostatky superortikonu a to maximálny spiatočný zväzkový šum vytváraný v čiernych

oblastiach obrazu.

1950 - P. K. Weimer v RCA vyvinul vidikón, prvý typ fotoelektrickej vodivej televíznej

snímacej elektrónky, použitím Sb2S3 fotoelektrickej vodivej vrstvy.

1962 - E. I. DeHann v Philips vyvinul plumbikón, prvá fotovodivá snímacia elektrónka,

úplne akceptovateľná pre vysielanie, použitím PbO fotoelektrickej vodivej vrstvy s PIN

konštrukciou.

1.3 Vývoj obrazových snímačov s pevnou fázou 1963 - S. R. Morrison v Honeywell Co. vyvinul fotosnímač s X-Y adresáciou.

1964 - J. W. Horton v IBM navrhol Scanister, obrazový snímač s pevnou fázou.

1967 - G. P. Wecker použil p-n prechod ako nábojové spojenie fotodetektorov.


4

1967 - P. K. Weimer navrhol prvý typ spínača MOS, obrazového snímača s pevnou

fázou.

1970 - W. S. Boyle a G.G. Amelio v Bell Laboratories vynašli nové zariadenie

prenášajúce signál, Charge Coupled Device.

1971 - E. Arnold v Philips vynašiel Charge Injection Device obrazový snímač, ktorý

používal MOS kapacitory ako fotosnímače.

1973 - CCD obrazový snímač typu Interline Transfer.

1973 - CCD obrazový snímač typu Frame Transfer (1/4*1/2 palca, RCA obrazový snímač

s 120,000 obrazovými prvkami).

1973 - Interlaced Scanning (prekladané riadkovanie).

1979 - návrh n-p-n vrstvenej fotodiódy anti-bloomingovej štruktúry.

1979 - Hitachi vyrobil prvý komerčný obrazový snímač typu MOS s 320x244

obrazovými prvkami [1], [2].


5

2 ANALÝZA SÚČASNÉHO STAVU V OBLASTI SNÍMACÍCH

PRVKOV V TELEVÍZNEJ TECHNIKE

V súčasnosti sú hlavnými používanými polovodičovými snímačmi (Obr.2.1):

• CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor),

• CCD (Charge Coupled Device),

• CID (Charge Injection Devices),

• CCPD (Charge Coupled Photodiode Array).

Obr.2.1 Rozdelenie snímacích prvkov

2.1 Snímač CMOS 2.1.1 História vývoja CMOS

Obvody CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) vynašiel F. Wanlas

z Fairchild Semiconductor v roku 1963. Disponujú obzvlášť malým výkonom, ale sú

pomalšou alternatívou oproti integrovaným obvodom TTL. CMOS mali prvotné

uplatnenie v hodinovom priemysle a v iných oblastiach, kde životnosť batérie bola

dôležitejšia ako rýchlosť. O dvadsaťpäť rokov neskôr sa snímač CMOS stal dominantnou

technológiou v digitálnych integrovaných obvodoch [3].


6

2.1.2 Funkcia a druhy snímačov CMOS

Snímače typu CMOS využívajú polovodičové súčiastky riadené elektrickým poľom

a k prevádzke im stačí len jedno napájacie napätie. CMOS sa vyrábajú rovnakými

postupmi ako bežné procesory.

Základným prvkom integrovaných obvodov vyrábaných technológiou CMOS, je sériová

kombinácia tranzistorov PMOS a NMOS (Obr.2.2) [4].

Obr.2.2 CMOS snímač

Obvody CMOS sa vyrábajú obdobným spôsobom ako obvody NMOS buď s hliníkovým

alebo kremíkovým hradlom (SiO2 – oxid kremičitý, je vrstva kysličníka – izolant).

V porovnaní s technológiou NMOS dosahuje technológia CMOS menšiu hustotu

integrácie, pretože si dvojica tranzistorov vyžaduje izolačné prstence a taktiež

difundovanú alebo implantovanú jamu, ktorá slúži ako lôžko pre tranzistor NMOS. Vývoj

technológie CMOS bol zameraný na zníženie parazitných kapacít v okolí hradla

(kondenzátor) a na obmedzenie zvodov medzi jednotlivými systémami tranzistorov

obvodu.

Spôsob získavania informácií o farbe

Snímač je pokrytý množstvom svetlocitlivých buniek (pixelov), ktoré prevádzajú hodnotu

jasu dopadajúceho svetla cez ďalšie prvky na číselnú informáciu. Jednotlivé pixely


7

nemajú schopnosť rozoznať farebnosť dopadajúceho svetla, ale len jas. Preto je pred

každú svetlocitlivú bunku umiestnený farebný filter, ktorý prepustí len jednu z troch

zložiek farebného spektra pri použití modelu RGB (Red – červená, Green – zelená, Blue

– modrá). Používa sa prúžkový alebo mozaikový filter. Starší prúžkový filter bol

orientovaný vo zvislej osi s prúžkami farby žltej, zelenomodrej a fialovej. Novší

mozaikový filter ponúka vernejšie podanie farieb predovšetkým v oblasti oranžovej

a červenej, pretože je doplnený farbou magenta (bordová) a jeho orientácia nie je v zvislej

ani vo vodorovnej rovine, ale je usporiadaná mozaikovo. Obvykle sú usporiadané do

štvorice (Obr.2.3), kde pred jednu bunku je umiestnený filter červený, pred druhú modrý

a filter zelený je zdvojený [5].

Obr.2.3 Princíp získavania informácií o farbe u snímačov s mozaikovým filtrom

Druhy CMOS snímačov

Existujú tri druhy CMOS snímačov. Najjednoduchšími v súčasnosti používanými CMOS

zariadeniami sú pasívne CMOS - PPS (Passive-pixel sensors), ktoré boli prvýkrát použité

v roku 1960. Generujú elektrický náboj priamo úmerne energii dopadajúcich lúčov, náboj

smeruje cez zosilňovač do analógovo-digitálneho prevodníka. V praxi dávajú tieto

pasívne CMOS nízku kvalitu obrazu, vysokú hladinu šumu a obmedzenú citlivosť.

Zdokonaleným typom sú aktívne CMOS - APS (Active-pixel sensors). Každá

svetlocitlivá bunka je doplnená analytickým obvodom, ktorý vyhodnocuje šum a aktívne

ho eliminuje [6], [7].

Ďalším typom sú digitálne CMOS - DPS (Digital Pixel Sensors). V DPS má každý

obrazový prvok analógovo-digitálny prevodník (ADC). Všetky ADC pracujú paralelne a

digitálne dáta uložené v pamäti sú priamo čítané z poľa obrazových snímačov. DPS

architektúra ponúka niekoľko výhod oproti obrazovým snímačom APS, čo umožňuje

realizáciu vysokorýchlostných obrazových aplikácií a poskytuje napr. rozšírenie


8

dynamického rozsahu a odhad pohybu pozorovaných predmetov. Medzi ďalšie výhody

patrí programovateľné riadenie expozície a konfigurovateľné zníženie šumu. Hlavnou

nevýhodou snímačov DPS je ich veľkosť v dôsledku vysokého počtu tranzistorov na

pixel. Praktické dôvody pri návrhu snímačov DPS (vlnová dĺžka svetla, zobrazovacia

optika,..) zmenšujú veľkosť CMOS snímača na 0.18 µm a menej[8].

U technológie CMOS má každá elementárna bunka vlastné obvody pre odvedenie

a meranie vygenerovaného náboja. Jednotlivé CMOS bunky potom fungujú viac menej

nezávisle. Špeciálne obvody pre každú bunku sú potrebné, pretože je nevyhnutné

odfiltrovať náhodný (šumový) náboj, ktorý je iný u každej elementárnej bunky. Tzv.

faktor zaplnenia vyjadruje, aká veľká časť bunky funguje ako svetlocitlivá plocha. Čím je

väčšia veľkosť svetlocitlivej plochy, tým je kvalita snímania vyššia (Obr.2.4). Zmenšenie

svetlocitlivej plochy snímača je kompenzované filtrom zo špeciálnych spojových

mikrošošoviek, ktoré sústreďujú svetlo iba do svetlocitlivej časti [9].

Obr.2.4 Veľkosť svetlocitlivej plochy snímača

Filtre nesmú ani zhoršovať ostrosť zobrazenia, ani nesmú meniť svoju spektrálnu

priepustnosť pri dlhodobom používaní. Napriek tomu, že pri rozlíšení nie je počet

obrazových bodov rozhodujúci, môžeme povedať, že čím je obrazových prvkov viac, tým

viac bodov a detailov môže byť zachytených a reprodukovaných. Určitou nevýhodou

filtrov je to, že vždy pohlcujú časť svetla a znižujú teda osvetlenie obrazových prvkov.

2.1.3 Použitie CMOS snímačov

CMOS je technológia používaná pri výrobe mikroprocesorov, pamätí a ďalších

integrovaných obvodov. Lacné CMOS senzory sa používajú v digitálnych fotoaparátoch


9

nižšej kategórie. V súčasnosti sa však CMOS snímače najviac využívajú v mobilných

telefónoch.

2.2 Snímač CCD 2.2.1 História vývoja CCD

Nábojovo viazané štruktúry, CCD (Charged Coupled Device) vynašli koncom roku 1969

v spoločnosti Bell Laboratories (Holmdel, New Jersey) W. S. Boyle a G. E. Smith.

Zámerom bolo zostrojiť čip na základe polovodičov, ktorý by pracoval podobne ako

magnetická pamäť. V Holandsku sa v tom istom čase venovali podobnej problematike.

Čip sa volal BBD (Bucket-brigade Device), bol to obvod skonštruovaný spojením

diskrétnych FeO polovodičov (MOS), tranzistorov a kondenzátorov. Hlavnou myšlienkou

bolo zlúčiť tranzistory a kapacitory do jedného celku, využívajúc bázu tranzistora ako

zdroj pre nasledujúci kapacitor. To vytvorilo základ pre zostrojenie funkčného

mechanizmu CCD, v ktorom sa uchovávaný náboj signálu prenáša z jedného pamäťového

miesta na druhé pomocou sériovo radených MOS kapacitorov. Týmto spôsobom

dosiahneme na čipe CCD väčšiu rýchlosť spracovania a kapacitu záznamov údajov.

Väčšie využitie výkonu a pamäťovej kapacity viedli k väčšiemu dopytu po

vysokorýchlostných CCD a CCD s vysokou rozlišovacou schopnosťou [10].

2.2.2 Funkcia a druhy CCD snímačov

CCD (Charge Coupled Device) je polovodičový prvok, ktorý premieňa svetelné žiarenie

na elektrický signál (teda energiu dopadajúcich fotónov na tok elektrónov) (Obr.2.5).

CCD obvody sú realizované MOS štruktúrami. Obrazové snímače vyrábané v súčasnej

dobe na princípe nábojovo viazaných štruktúr predstavujú zložité integrované štruktúry

tvorené fotocitlivými snímacími prvkami, obvodmi pre spracovanie obrazových signálov

a pomocnými obvodmi. Štruktúry CCD pracujú na dynamickom princípe. Znamená to, že

zavedenie signálu do štruktúry, jeho premena na náboj, spracovanie náboja a prevedenie

náboja na napätie, musí byť uskutočnené v určitom časovom intervale. To je zabezpečené

pomocnými obvodmi, ktoré okrem iného dodávajú pre obrazový snímač presne časovo

definované riadiace impulzy. CCD je kremíkový čip, ktorého mechanická štruktúra je

tvorená veľkým množstvom pravidelne usporiadaných, na svetlo veľmi citlivých

obrazových prvkov, tzv. pixelov. Ak je veľa týchto miniatúrnych prvkov usporiadaných


10

do hustej plošnej štruktúry, vytvorí sa systém, ktorý je schopný snímať obraz. Pri dopade

svetelného žiarenia na jeho povrch sa obrazový prvok nabije elektrickým nábojom.

S rastúcou intenzitou dopadnutého svetla rastie aj elektrický náboj. Funkciou snímača je

premena dopadajúceho svetla na zhluky viazaných nábojov, akumulácia nábojov a ich

prenos k okrajom čipu tak, aby ich bolo možné spracovávať ako obrazový signál [8].

Obr.2.5 Štruktúra CCD pixela. Jedna z možností priestorovej topológie zložiek pixela

[10]

Spôsob získavania informácií o farbe

Tento spôsob je rovnaký ako pri snímačoch typu CMOS, kde sa používa mozaikový filter

(viď kap. 2.1.2). Videokamery, ktoré sú osadené jedným CCD snímačom vykazujú

pri reprodukcii farieb vždy určité chyby (farebný posun), ktoré vznikajú predovšetkým

preto, že filtre nie sú lineárne v celom rozsahu jasu. Preto sa profesionálne videokamery

osadzujú troma CCD prvkami, kde je na tri základné farby (R, G, B) obraz rozložený

špeciálnym priehľadným hranolom – prizmou (Obr.2.6). Jednotlivé farby sú vzájomne

oddelené a nasmerované na tri separátne snímače CCD, z ktorých každý spracúva len

jednu časť svetelného spektra.


11

Obr.2.6 Princíp rozkladu farebného obrazu na tri obrazy v základných farbách

Z toho vyplýva, že profesionálne prístroje majú k dispozícii podstatne väčší počet

aktívnych elementov a teda i obrazových bodov. Senzor s veľkou hustotou obrazových

prvkov umožňuje vysokokvalitný kontrastný záznam obrazu, dosahujúci maximálne

farebné rozlíšenie s jemnými odtieňmi, vysokú chromatickú intenzitu a mimoriadnu

rozlišovaciu schopnosť. Tri CCD snímače taktiež zaručujú prirodzené (vernejšie) podanie

farieb nielen za dobrých svetelných podmienok, ale i za zlého osvetlenia a obraz vykazuje

podstatne menší šum, ktorý sa za zlého osvetlenia u jednočipových videokamier prejaví

omnoho výraznejšie [5].

Ako nový spôsob získavania informácií o farbe môžeme označiť technológiu Foveon X3

(Obr.2.7). Základný rozdiel medzi klasickými snímačmi a snímačom Foveon X3 je

v konštrukcii filtra. Kým bežné CCD využívajú mozaikový filter, ktorý každému bodu

CCD snímača „predpisuje“, akú farbu sníma, v prípade Foveonu je klasický filter

nahradený špeciálnymi vrstvami kremíka, ktoré umožňujú každej svetlocitlivej bunke

spracovať informácie vo všetkých troch farbách RGB modelu. Kremíkový snímač je

zložený z troch svetlocitlivých vrstiev umiestnených nad sebou (viď. obrázok).

Obr.2.7 Princíp získavania informácií o farbe technológiou Foveon X3


12

Využíva sa fyzikálny jav, kde svetlo rôznych vlnových dĺžok preniká do rôznych hĺbok

kremíkového čipu. Horná vrstva získa informáciu o modrej časti farebného spektra,

prostredná o zelenej a spodná vrstva o červenej. V tejto štruktúre sa pred snímačom

nenachádza žiaden mozaikový filter. Množstvo informácií o snímanom obraze je

v porovnaní s klasickým snímačom, ktorý má rovnaký počet svetlocitlivých buniek

trojnásobné. Touto technológiou sa zvýšilo rozlíšenie snímačov a zrýchlenie spracovania

obrazovej informácie, nasnímanej CCD snímačom [11].

Delenie CCD snímačov

Snímače CCD sa delia na dve hlavné skupiny :

a) lineárne alebo jednoriadkové obrazové snímače (Obr.2.8)

Obr.2.8 Lineárny obrazový snímač

b) plošné obrazové snímače (Obr.2.9)

Obr.2.9 Plošný obrazový snímač


13

2.2.3 Lineárne obrazové snímače

Vývoj polovodičových obrazových snímačov začal s lineárnymi jednoriadkovými

snímačmi, nazývanými tiež lineárne CCD snímače (Obr.2.8).

Jednoriadkové senzory obsahujú rad svetlocitlivých prvkov, oddeľovacie prenosové

hradlo a posuvný register pre transport nábojov. Ako detektory sa používajú buď MOS

kapacitory alebo fotodiódy s PN prechodom. Vyrábajú sa v rôznych vyhotoveniach, ktoré

sa líšia počtom transportných registrov aj počtom výstupov. Pre farebné snímanie sa

používajú tri rady svetlocitlivých prvkov pod sebou, každý s vlastným oddeľovacím

hradlom, posuvným registrom aj výstupným napätím. Na každý riadok je aplikovaný

farebný filter. Nevýhodou je, že takto klesá rozlišovacia schopnosť senzora a to, že

jednotlivé farebné zložky sú oproti sebe mierne posunuté, čo je treba kompenzovať buď

vhodnou optikou alebo posunom pri snímaní. Riadkové senzory sa využívajú na presné

snímanie veľkých predlôh, kde je pevne daná šírka predlohy (podľa šírky senzora). Dĺžka

predlohy nie je obmedzená, pretože pri snímaní sa vždy posúva buď predloha (napr. fax)

alebo priamo senzor (napr. plošné skenery). Vertikálna rozlišovacia schopnosť takéhoto

systému potom závisí len od jemnosti s akou dokážeme zabezpečiť toto posúvanie.

Organizácia transportu nábojov sa môže uskutočňovať rôznymi spôsobmi. Obr.2.10

ukazuje 2 spôsoby. Pri malom počte snímacích prvkov postačuje na prevzatie a vydanie

informácie jeden posuvný register. U vysoko rozlišovacích lineárnych obrazových

snímačov s veľkým počtom snímacích prvkov sa často uplatňujú dva posuvné registre.

Prevzatie a výdaj sú pritom posunuté vždy o jeden obrazový bod [5].

Obr.2.10 Organizácia lineárneho snímača


14

2.2.4 Plošné obrazové snímače

Ak neberieme do úvahy konštrukčné detaily, môžu byť plošné obrazové snímače

zadelené do 5 koncepcií podľa vnútorného usporiadania a použitia:

1) CCD s Full Frame (FF)

2) CCD s Time Delay And Integration (TDI)

3) CCD s Frame Transfer (FT)

4) CCD s Interline Transfer (IL)

5) CCD s Frame Interline Transfer (FIT)

Tieto koncepcie sa odlišujú v spôsobe časového a miestneho odčítania obrazu náboja

z pamäte

Obrazové snímače FF

Tento typ snímačov neobsahuje posuvné registre pri každom svetlocitlivom prvku. Tieto

prvky slúžia najskôr ako fotodetektory a po nasnímaní obrazu fungujú ako posuvné

registre, keď prenášajú náboj postupne k výstupnému horizontálnemu registru. Na

regulovanie prichádzajúceho svetla je potrebná mechanická uzávierka, pretože inak by sa

pri presúvaní náboja k obrazu pripočítavali ďalšie doplnkové informácie z osvetlených

prvkov – smear. Keďže nemajú posuvné registre, faktor zaplnenia (pomer veľkosti

svetlocitlivej časti k celkovej ploche pixelu) sa pohybuje okolo 70% a teda nepotrebujú

mikrošošovky. Poskytujú vysokú kvalitu obrazu, veľkú citlivosť a dynamický rozsah.

Preto nájdu uplatnenie hlavne v oblastiach, kde sú potrebné najlepšie parametre

a maximálny počet snímacích bodov, napríklad pri robení snímok v lekárstve. Pri veľkom

počte snímacích prvkov by prečítanie informácie z celého senzora trvalo veľmi dlho.

Preto sa pri týchto senzoroch používa rozdelenie celej plochy na 4 časti, na ktorých

možno ovládacie napätie nastavovať samostatne. Navyše je horizontálny výstupný

register na hornom aj dolnom okraji. Každý z nich je v polovici rozdelený, takže pre

každú časť máme vlastné výstupné napätie. Náboje zo svetlocitlivých prvkov v hornej

polovici senzora sa posúvajú smerom k hornému výstupnému registru a naopak. [12].


15

Obrazové snímače TDI

Senzory typu TDI sa používajú na snímanie pohybujúceho sa plošného obrazu (podobne

ako jednoriadkové senzory). Štruktúrou sú podobné senzorom typu FF, ale majú iný

pomer strán (napr. 8000x64 pixelov). Naakumulovaný nábojový obraz sa posúva súčasne

s predlohou a teda efektívna doba ožiarenia je oproti riadkovému snímaču niekoľkokrát

väčšia (Obr.2.11). Keďže sú určené na snímanie rýchlo sa pohybujúcich predmetov, majú

viacero výstupných horizontálnych registrov (až 8), čím je možné dosiahnuť frekvenciu

40 až 60 MHz. Preto nájdu využitie napríklad ako letecké snímacie kamery, či

v systémoch na kontrolu výrobkov na rýchlo bežiacom páse [10].

Obr.2.11 Architektúra obrazového snímača TDI

Obrazový snímač FT

U FT-snímačov (Obr.2.12) sú CCD-transportné kanály usporiadané lineárne vo

vertikálnom smere. Tieto transportné kanály sú prekrývané horizontálne prebiehajúcimi

taktovými elektródami, ktorými sú riadené CCD-registre. U FT-snímačov môžeme

rozlišovať dve oblasti : vlastná snímacia oblasť obrazu v hornej časti a približne rovnako

veľká pamäťová oblasť v dolnej časti, ktorá je pokrytá napareným hliníkom. CCD-bunky,

ktoré sa nachádzajú v obrazovej oblasti, sú citlivé na svetlo a sú používané pre integráciu

obrazu ako aj pre transport nábojov. Pamäťová oblasť je pred svetlom chránená

a obsahuje, rovnako ako obrazová oblasť, CCD-štruktúry pre transport nábojov uložených

lokálne v pamäti.


16

Celkový obraz nábojov je transportovaný počas vertikálneho snímania cez taktové

elektródy do pamäťovej oblasti. Transport jedného riadku z pamäťovej oblasti do

horizontálneho odčítacieho registra, sa uskutočňuje počas riadkového spätného behu

v TV-obraze. Pretože celkový náboj počas jedného cyklu sa z obrazovej i pamäťovej

oblasti odstraňuje, potrebuje FT-snímač oproti IL-snímačom, len polovicu obrazových

bodov, ako by boli potrebné pre úplný TV obraz. U FT-snímačov je preto k dispozícii len

počet riadkov, ktorý je potrebný pre polsnímok, a integrácia obrazu sa uskutočňuje taktiež

s polsnímkovou frekvenciou. Riadkový skok medzi polsnímkami sa dosiahne

zodpovedajúcim nabudením CCD-registrov. Napätie na elektródach je pritom zapojené

pre oba polsnímky tak, aby oblasti citlivé na svetlo v CCD-registri integrovali náboj

posunutý vždy o jednu polovicu výšky obrazového bodu vo vertikálnom smere. Aj pri

tomto type dochádza k smear efektu, a preto je potrebné, aby bol čas presunu nábojov

z hornej polovice do dolnej čo najkratší alebo je potrebné použiť mechanickú uzávierku.

Obr.2.12 Obrazový snímač typu Frame-Transfer

Obrazové snímače IL

Obr.2.13 zobrazuje organizáciu snímača s IL-Transfer. IL-snímače majú snímacie prvky

usporiadané v stĺpcoch, ktoré sú citlivé na svetlo a súčasne slúžia ako integračné prvky

pre náboje vyprodukované svetlom.


17

Obr.2.13 Obrazový snímač typu Interline-Transfer

Každý z týchto stĺpcov je spojený prostredníctvom prevádzacích brán (Transfergate)

s vertikálnym transportným CCD-registrom (ktorý je proti osvetleniu chránený hliníkom).

Transportný register dostane pre transport nábojov taktové impulzy so 4 taktovými

fázami. Počet CCD-buniek v každom transportnom stĺpci sa vždy rovná počtu riadkov

v jednej polsnímke a je teda polovičný ako počet snímacích prvkov, ktoré sú v jednom

stĺpci. Bunkám transportných registrov sú priradené vždy dva snímacie prvky, ktoré

prislúchajú k rôznym polsnímkam. Vhodnou voľbou napätia na taktových fázach

prislúchajúcich elektródach, ktoré riadia vertikálne CCD-registre, môže byť jednotlivo

privedená každá polsnímka na horizontálny CCD-odčítací register. Pospájaním

sekvenčných obrazových signálov pre polsnímok, nachádzajúcich sa na východzej

štruktúre, je možné potom zobraziť úplný obraz. Výhoda IL-snímača je, že potrebuje len

polovicu registrových buniek z celkového počtu snímacích buniek. V týchto senzoroch

dochádza k smear efektu predovšetkým preto, že časť svetla sa môže dostať aj

k vertikálnemu registru a tak spôsobiť dodatkové osvetlenie. Výhodou je to, že sa dá

elektronicky nastaviť čas snímania obrazu (elektronická uzávierka). Tento typ senzora

nepotrebuje mechanickú uzávierku, a teda môže dodávať kontinuálny obraz. Nevýhodou


18

je malá hodnota faktora zaplnenia, ktorá sa kvôli prítomnosti vertikálneho registra pri

každom pixeli pohybuje len okolo 30%. Tento nedostatok sa odstraňuje použitím

mikrošošoviek (vyrobených priamo na čipe), ktoré zaostria dopadajúce svetlo iba na

svetlocitlivú časť (Obr.2.14). Týmto sa faktor zaplnenia zvýši na približne 70% [5].

Obr.2.14 IL CCD s mikrošošovkami

Obrazové snímače FIT

Senzory typu FIT sú kombináciou FT a IL senzorov. Senzor je podobne ako typ FT

rozdelený na hornú a dolnú časť. Horná časť má v tomto prípade rovnakú štruktúru ako

pri type IL, teda vedľa každého fotocitlivého prvku sa nachádza vertikálny register. Dolná

časť má rovnakú funkciu ako pri type FT. Po nasnímaní obrazu sa náboj okamžite

prenesie do vertikálnych registrov a odtiaľ rýchlo do dolnej pamäťovej časti, kde nehrozí

dodatkové osvetlenie a je dosť času na prenos nábojov ďalej do horizontálneho

výstupného registra. Preto majú tieto senzory najmenšiu chybu spôsobenú smear efektom.

Podľa spôsobu premieňania elektrického náboja na digitálnu informáciu, rozlišujeme dva

základné typy snímačov:

• s prekladaným snímaním (Interlaced) – po expozícii sa najprv spracovávajú párne

a potom nepárne riadky obrazu. Vo videokamerách sa expozícia párnych a

nepárnych riadkov uskutočňuje oddelene, rovnako ako spracovanie.

U digitálnych fotoaparátoch je potrebné obraz spätne zložiť a v skutočnosti sú

v nich snímače otočené o 90°, takže z riadkov sa stávajú stĺpce (Obr.2.15).


19

Obr.2.15 Obrazový snímač s prekladaným snímaním

• s progresívnym snímaním (Progressive) – obraz je spracovávaný

a zaznamenávaný vo všetkých bunkách naraz (Obr.2.16), čím je ich ostrosť

a presnosť podania obrazu vyššia. Majú komplikovanú technológiu výroby, sú

vyrábané v malých sériách a tým je ich cena veľmi vysoká [13].

Obr.2.16 Obrazový snímač s progresívnym snímaním

2.2.5 Použitie CCD snímačov

Architektúra CCD matice je závislá na aplikácii, v ktorej sa má CCD snímač použiť. Vo

vedeckých aplikáciách sa využívajú skôr CCD snímače s plošným snímaním. Snímače

s prekladaným snímaním bývajú použité v bežných spotrebiteľských digitálnych

fotoaparátoch a profesionálnych televíznych systémoch. Lineárne usporiadanie,


20

progresívne snímanie, časové oneskorenie a integrácia, TDI (Time Delay and

Integration) sa používajú v priemyselných aplikáciách.

Porovnanie CCD a CMOS snímačov

Najvýraznejší rozdiel medzi dvoma hlavnými v súčasnosti používanými technológiami je

v tom, ako sú elektróny presúvané zo senzora.

Výhodou CMOS snímačov, je nižšia spotreba energie a rýchlosť s akou sa dá preniesť

zaznamenaný náboj zo snímača na A/D prevodník. Konštrukcia CMOS je schopná

pracovať len s jednou napäťovou úrovňou, zatiaľ čo CCD snímače potrebujú pre čítanie a

posun získaného náboja dve napäťové úrovne. CMOS má schopnosť prakticky súčasne

odviesť zaznamenaný náboj zo všetkých buniek naraz a nezdržovať sa posunom náboja

a jeho postupným odčítavaním. V technológii CCD nemajú elementárne svetlocitlivé

bunky žiadne špeciálne obvody pre odvedenie a vyhodnocovanie náboja. Jednotlivé

bunky sú tu preto navzájom zviazané (coupled). CMOS snímač môže obsahovať aj

obvody na ďalšie spracovanie obrazových dát.

S nižšou spotrebou energie súvisí aj nižšia produkcia zbytkového tepla, ktorá sa stala

kľúčovým problémom veľkých CCD snímačov. U obidvoch technológií platí, že čím viac

sa snímač zohreje, tým viac sa produkuje šum, ktorý znižuje kvalitu výsledného záznamu.

Aktívne prvky CMOS snímačov zmenšujú šum spojený s pasívnymi obrazovými

prvkami, ale stále majú vyššiu hladinu šumu a nie sú tak citlivé na svetlo (nižší

dynamický rozsah) ako CCD snímače. Citlivosť na svetlo sa znižuje použitím časti

snímača na pomocné obvody. Tieto rozdiely je potrebné eliminovať špeciálnymi obvodmi

a matematickou filtráciou [14].

Výrobne jednoduchšie CMOS snímače sa ľahšie vyrábajú ako vo väčších rozmeroch, tak

aj naopak v extrémne malých. CCD snímače sú vytvorené použitím špecializovaných

a drahých procesov, zatiaľ čo CMOS snímače sú vytvorené použitím toho istého procesu,

ktorý sa použil pre výrobu čipov pre počítačové procesory a pamäť, čím je ich výroba

lacnejšia. Pri ich produkcii sú menšie problémy s chybovosťou a spotrebou drahého

kremíka. Preto sa CMOS snímače stávajú aj ekonomicky atraktívnejšími [15].


21

2.3 Ďalšie typy snímacích prvkov 2.3.1 Snímače CID

CID (Charge Injection Devices) je snímač s prenosom náboja vo vertikálnom smere,

injekciou do substrátu. Štruktúra, princíp a technika čítania z pamäte sú u CID snímačov

podstatne odlišné ako u snímačov typu CCD. Každý obrazový prvok v CID matici je

jednotlivo adresovaný v priebehu čítania z pamäte. Postup snímania je realizovaný

pomocou elektronického prepínania riadkových a stĺpcových elektród, ktoré sú

usporiadané v tenkej matici z polykryštalického kremíka (Obr.2.17b). Zatiaľ čo pri CCD

snímačoch dochádza počas čítania z pamäte k prenosu náboja z obrazových prvkov (preto

je obraz na snímači vymazaný), u snímačov CID nedochádza k prenosu náboja v rámci

matice. Množstvo akumulovaného náboja je úmerné osvetleniu. Pri veľkej intenzite

osvetlenia môže v snímačoch s prenosom náboja nastať preplnenie potenciálovej jamy

a porušenie proporcionality závislosti osvetlenie-náboj. Čítanie zo snímača CID je

realizované pomocou prenosu, alebo „posuvu“ zosnímaných tzv. „nábojových paketov“

počas priameho adresovania jednotlivých obrazových prvkov. Snímajú sa zmenené

hodnoty potenciálov elektród. Čítanie z pamäte je nedeštruktívne, pretože náboj ostáva

v obrazovom prvku nezmenený (aj po zistení úrovne signálu). Vyprázdnenie náboja

príslušného obrazového prvku pre potrebu nového snímania sa realizuje tak, že stĺpcové

a riadkové elektródy sú nastavené tak, aby sa náboj vybil do substrátu kolektora (viď.

Obr.2.17a) [16].

Z hľadiska šumových vlastností sa dá v snímačoch tohto typu vhodným riešením,

zlepšujúcim pomer signálu k šumu, dosiahnuť rozlišovacia schopnosť zodpovedajúca

informačnému obsahu jedného merania z jedného bodu snímacej matice až 18 bitov.


22

a) b)

Obr.2.17 Štruktúra CID snímača (a) a jeho jedného obrazového prvku (b)

Výhody snímačov CID v porovnaní so snímačmi CCD:

• snímače CID zabraňujú tzv. presvetleniu (blooming – vodorovná, alebo zvislá

čiara, ktorá vzniká pri namierení fotoaparátu na silný zdroj svetla, kedy bunka

vyžiari také množstvo svetla, ktoré ovplyvní aj susedné bunky [17]) pri

extrémnych svetelných podmienkach,

• CID umožňujú opakované čítanie tej istej snímky s väčšou rýchlosťou jej

zachytenia a spracovania,

• odozva CID snímačov v oblasti infračerveného a ultrafialového svetla je až po

hodnotu 185nm a to bez presvetlenia, rozptylu, alebo zníženia rozlišovacej

schopnosti,

• snímače CID môžu byť použité v prostrediach s vyššou hodnotou radiácie.

Použitie CID snímačov

V rôznych aplikáciách môžu CID snímače pracovať okrem viditeľného svetla

i v infračervenej a v ultrafialovej oblasti. CID kamery (fotoaparáty) sa používajú

v analytických a priemyselných prístrojoch, v medicíne, vedeckých, leteckých a

kozmických aplikáciách [18].


23

2.3.2 Snímače CCPD

Nábojovo viazané polia s fotodiódami CCPD (Charge Coupled Photodiode Array)

predstavujú kompromis najlepších vlastností snímačov CCD (nízky šum, rýchlosť

odozvy) a polí s fotodiódami (vhodná spektrálna odozva a odolnosť voči presvetleniu).

Snímacie prvky sú tvorené fotodiódami, ale princíp snímania obrazu je založený na báze

snímania pomocou CCD prvkov.


24

3 TENDENCIE ĎALŠIEHO VÝVOJA SNÍMACÍCH PRVKOV

V TELEVÍZNEJ TECHNIKE

Doteraz sa snímače obrazu používali hlavne v digitálnych fotoaparátoch, videokamerách

a v priemyselnom prostredí, kde majú ešte stále najvýznamnejšie miesto na trhu obrazové

snímače CCD.

Najväčším producentom CCD snímačov s viac ako 60% podielom na trhu je spoločnosť

Sony. Medzi ďalších významných producentov CCD patrí Matsushita (Panasonic), Kodak

a Fujifilm, ktorý sa zaoberá vývojom SuperCCD snímača.

U CCD snímačov sa predpokladá, že naďalej bude narastať ich rozlíšenie, vylepšovať sa

vnútorná architektúra a ich dominantné postavenie na trhu (digitálnych fotoaparátov) sa

v najbližších rokoch meniť nebude.

V poslednom období začínajú spoločnosti s dlhodobými investíciami do výskumu

a vývoja CMOS obrazových snímačov (napr. spoločnosť Sony), čo je spôsobené

otvárajúcimi sa novými trhmi. Novými oblasťami kde má dominantné postavenie snímač

CMOS, sú mobilné telefóny a DSLR (Canon nasadil novú generáciu CMOS snímačov do

všetkých svojich DSLR)[19].

Produkcia mobilných telefónov neustále rastie a fotografovanie sa stalo štandardnou

funkciou všetkých telefónov. Snímač CMOS sa používa v mobilných telefónoch hlavne

z dôvodu jeho dobrej miniaturizácie, ľahkého vyrábania v obrovských sériách a nízkej

spotreby energie. CMOS snímače neprešli radikálnou technologickou obmenou, ale

v súčasnosti si výrobcovia dokážu lepšie poradiť s ich nevýhodami [15].

Najvýznamnejším výrobcom CMOS je Sharp, ktorý produkuje CMOS snímače hlavne

pre mobilné telefóny.

Obmedzením ďalšieho vývoja obrazových snímačov, je vyrobiť dostatočne veľký

a rýchly profesionálny snímač, ktorý fyzicky obsahuje toľko buniek, koľko má byť bodov

na výstupe a dokáže nezávisle zaznamenať tri základné farebné zložky. Na princípe

súčasných technických riešení je problematické poskytnúť vyššie rozlíšenie snímačov,

pretože ich možnosti sú už takmer vyčerpané. Je potrebné hľadať nové technické riešenia,

pretože kremíkové fotodiódy nie je možné neustále zmenšovať. Doterajšie realizované

alternatívy snímačov (SuperCCD, Foveon) nedokázali nájsť významnejšiu podporu trhu.

Očakáva sa príchod úplne novej technológie výroby snímačov.


25

4 STRUČNÝ HISTORICKÝ PREHĽAD ZOBRAZOVACÍCH


1603 - bol objavený fosfor, ktorý v obrazovkách pôsobil ako luminofor (čiastočka, ktorá

svieti).

1869 - bolo zistené, že elektróny vyžarované z katódy a dopadajúce na sklo svietia.

1897 - K. F. Brown objavil princíp CRT displeja.

1923 - Ch. F. Jenkins prenášal po telefónnom vedení nepohyblivé televízne obrazy.

1925 - Ch. F. Jenkins prenášal po telefónnom vedení pohyblivé televízne obrazy.

1926 - bola v Anglicku predstavená prvá čiernobiela obrazovka.

V tom istom roku C. F. Jenkins a J. L. Baird vytvorili televízny systém s Nipkowovým

kotúčom.

1928 - bola zostrojená prvá farebná obrazovka.

1931 - M. von Ardenne predviedol televízny systém, ktorý pre snímanie a reprodukciu

obrazu televízneho obrazu využíval Braunovu elektrónku [20].

1947 - dochádza v Bellových laboratóriách k objavu tranzistora.

1951 - v USA vynašli plochú obrazovku.

1953 - vzniká prvá bodová obrazovka.

1964 - bola vynájdená plazmová obrazovka.

1968 - firma Hewlett-Packard vyvinula pre komerčné použitie plazmovú obrazovku

zostavenú z červených svietiacich LED diód.

1970 - vznikajú vysoko výkonné displeje v oranžovej, žltej a zelenej farbe.

1972 - bol vyvinutý displej z tekutých kryštálov.

1974 - v Japonsku vynašli spôsob, akým je možné vytvoriť tenkú vrstvu luminoforov, čím

sa dosiahne veľmi vysoký jas a dlhá životnosť [21], [22].


26

5 ANALÝZA SÚČASNÉHO STAVU V OBLASTI

ZOBRAZOVACÍCH PRVKOV V TELEVÍZNEJ TECHNIKE

Historický vývoj začal u čiernobielych (monochromatických) systémov s malou

zobrazovacou plochou a nízkou rozlišovacou schopnosťou, kedy k vykresleniu obrazu

stačil jeden elektronický lúč. V súčasnosti sú takéto systémy v zdokonalenej podobe

využívané u zariadení s minimálnymi požiadavkami na kvalitu obrazovej informácie

(pokladne, priemyslové stroje, jednoduché terminály a pod.). S postupným vývojom sa

začali objavovať farebné obrazovky s väčším rozlíšením a väčších rozmerov. Monitory

s uhlopriečkou 14 palcov a menej, s rozlíšením 640x480, alebo 800 x 600 bodov, ktoré sú

v súčasnej dobe už veľmi málo používané, začali éru veľkého rozvoja zobrazovacích

zariadení. Dnes sú bežne k dispozícii monitory s uhlopriečkou 17 palcov a viac,

s rozlíšením minimálne 1 600 x 1 200 bodov.(1024x768)

V súčasnosti sú hlavnými používanými zobrazovacími zariadeniami (Obr.5.1):

• CRT – Cathode Ray Tube,

• LCD – Liquid Crystal Display,

• PDP - Plasma Display Panel,

• OLED – Organic Light Emitting Diode,

• Projektory.

Obr.5.1 Rozdelenie zobrazovacích technológií


27

5.1 CRT displeje 5.1.1 História vývoja CRT displejov

V roku 1897 bola vynájdená televízna obrazovka. Klasické monitory sú ako súčasť

počítačov používané od 60-tych rokov. Prvé praktické využitie CRT obrazoviek bolo

v osciloskopoch a röntgenoch.

5.1.2 Funkcia a druhy CRT displejov

CRT je zobrazovacie zariadenie, pracujúce na princípe katódovej trubice. Tenká vákuová

sklenená trubica obsahuje trojicu katód. Ich úlohou je emitovať zväzky elektrónov, ktoré

sa v trubici sformujú do radu a vytvoria tak lúč. Elektrónový lúč vychádza priamo

z trubice, preto je potrebné ho usmerniť. Na povrchu displeja CRT sa nachádzajú milióny

drobných bodov tzv. luminoforov, ktoré majú za úlohu prevádzať energiu dopadajúceho

elektrónu na svetlo (Obr.5.2). Tieto luminofory sú červenej, zelenej a modrej farby, čím

spĺňajú základné zobrazovacie techniky RGB. Zobrazenie určenej farby dosiahneme

kombináciou intenzity jednotlivých farebných zložiek bodu.

Lúče elektrónov sú riadené prostredníctvom elektromagnetických zaostrovacích

a vychyľovacích cievok, čo má zabezpečiť prekrytie lúčov na presne určenom mieste na

maske obrazovky a ich následný dopad na tienidlo obrazovky.

Elektrónový lúč pred dopadom na luminofor prejde vrstvou, ktorá sa nachádza tesne pred

tienidlom obrazovky (tzv. maska). Jej úlohou je zoslabenie elektrónového lúča. Maska

prepúšťa iba požadované množstvo elektrónov, riadi ich intenzitu a určuje, aký jas bude

mať výsledný obraz [23].


28

Obr.5.2 Princíp CRT displeja

Pokiaľ na luminofor dopadne elektrón, luminofor sa rozsvieti svojou farbou. Elektrónový

lúč, prechádza vysokou rýchlosťou riadok po riadku, kde postupne zľava doprava

osvetľuje bod po bode každý luminofor, umiestnený na povrchu displeja a tak vzniká

samotný obraz. Obraz sa skladá z rozsvietených bodov luminoforu, ktoré zo základných

farieb RGB sprostredkujú plnofarebný obraz. Nevýhodu luminoforu je, že svieti iba

veľmi krátky čas, preto ak potrebujeme mať na jednom mieste obrazu neustále napr.

červený bod, je potrebné opakovane emitovať elektróny. Rýchlosť s akou sa dokáže

elektrónový lúč na obrazovke dostať zľava doprava, je označovaná ako horizontálna

frekvencia. Obnovovacou (vertikálnou) frekvenciou nazývame rýchlosť, s akou dokáže

lúč prejsť všetky luminofory a rozsvietiť celú obrazovku. Udáva sa v Hz. Napr. ak

displej disponuje obnovovacou frekvenciou 60 Hz, znamená to, že všetky luminofory

stihne lúč prejsť zhora nadol počas jednej sekundy až 60-krát. Ak je obnovovacia

frekvencia znížená na malú hodnotu, nastáva blikanie obrazu, ktoré je pozorovateľné

okom. Čím je obnovovacia frekvencia vyššia, tým je oko menej nútené reagovať, pretože

intervaly medzi dobou, kedy je bod rozsvietený a vyhasnutý, sa zmenšujú úmerne tejto

frekvencii [24].


29

Podľa typu použitej masky delíme CRT obrazovky na:

1. delta

2. in-line

3. trinitron

Delta obrazovka

Delta obrazovka predstavuje najstarší typ CRT obrazoviek. Názov delta je odvodený od

rozmiestnenia trysiek, ktoré sú usporiadané do rovnostranného trojuholníka. Luminoforné

plochy červenej, zelenej a modrej farby na tienidle (základ jedného pixela) sú kruhové

a ležia tiež vo vrcholoch trojuholníka (Obr.5.3). Obrazovky typu delta neboli úplne

ploché a ich geometria bola horšia. Tieniaca maska, ktorá je umiestnená pred tienidlom

má 400.000 otvorov o priemere 0,3 mm. Týmito otvormi prechádzajú jednotlivé

elektronové lúče (Obr.5.4).

Obr.5.3 Tieniaca maska Delta

Obr.5.4 Prechod elektrónových lúčov otvormi tieniacej masky


30

Plochy luminoforu majú tvar kotúčov o priemere 0,4 mm a vzájomne sa dotýkajú. Tieto

obrazovky majú dobrú rozlišovaciu schopnosť, menší jas a tým aj menší kontrast.

Nevýhodou je vnútorné magnetické pole. Prvé takéto masky boli dosť vypuklé, ale

postupne sa klenutie darilo zmenšovať. Napriek tomu je aj u najmodernejších invarových

masiek klenutie neprehliadnuteľné. Delta obrazovky sa používajú napríklad

v počítačových monitoroch.

In-Line obrazovka

Táto obrazovka má červené, R (red), zelené, G (green) a modré, B (blue) luminofory

umiestnené v rade (jednej rovine). Okrajové trysky sú mierne sklonené tak, aby sa lúče

zbiehali a prelínali v otvore tieniacej masky. Luminofor je na tienidle nanesený v tvare

zvislých pásov (Obr.5.5), ktoré:

• sa navzájom dotýkajú a šírka otvoru v maske je menšia než šírka pásu,

• šírka otvoru je väčšia než šírka pásu, ale medzi jednotlivými pásmi luminoforov

sú tenké čierne prúžky, aby lúč neprekryl kraje luminoforu. Tým sa zlepší čistota

farieb a kontrast obrazu.

Ďalšie zvýšenie kontrastu sa dosiahne tzv. pigmentovaním červených a zelených

luminoforov. Pracuje to na princípe, že každý prvok týchto luminoforov pôsobí ako filter,

ktorý prepustí svetlo vlastného žiarenia a pohltí dopadajúce svetlo okolitých zdrojov.

Otvory v maske sú obdĺžnikové a dlhšia hrana je vo zvislom smere. Obrazovky In-line

majú sférický (zaguľatený) tvar. Vychyľovacie cievky sú na hrdle obrazovky v tvare

kruhovom a sedlovom. In Line obrazovky sa využívajú u televízorov.

Obr.5.5 Tieniaca maska In Line


31

Trinitronová obrazovka

Je navrhnutá spoločnosťou Sony. Jej princíp spočíva v nahradení dierovanej masky

prúžkovou štruktúrou so zvislou mriežkou, so súvislými medzerami v plechu hrúbky

0,1 mm (Obr.5.6). Elektrónové trysky sú umiestnené v rovine. Aby sa mriežka nezrútila

musí byť umiestnená v pevnom ráme a vystužená pomocou horizontálnych stabilizačných

prúžkov (jedného, alebo dvoch podľa uhlopriečky obrazovky)[25], [26].

Obr.5.6 Tieniaca maska Trinitron

Vnútorný zelený lúč sa neohýba, dva krajné lúče (červený a modrý) sú ohnuté tak, aby sa

všetky lúče krížili v rovnakých medzerách v maske. Výška obrazovky je menšia než jej

šírka a nie je tu potrebné toľko pôsobiť magnetickým poľom na vychýlenie.

Prípadné horizontálne skreslenie odstránia horizontálne stabilizačné prúžky. Z toho

dôvodu nebolo nutné zakrivovať obrazovku na výšku. Tvar tienidla je valcovitý teda

podstatne plochejší ako u delta obrazoviek., takže zvislé postranné hrany sú rovné.

Výhodou trinitronových obrazoviek je ostrosť a kontrastnosť v rohoch, kde delta

obrazovky vykazujú výrazné zhoršenie ostrosti. Štrbiny masky sú prakticky

nedeformovateľné, nedochádza tu ku skresleniu obrazu, čo zaisťuje vysoko kvalitný

obraz. Štrbinové usporiadanie masky podstatne redukuje plochu tmavých miest a tým sa

zvyšuje jas a kontrast obrazovky. Tento typ obrazovky má však menšiu vodorovnú

rozlišovaciu schopnosť. Nevýhodou je jej náchylnosť na magnetické pole. Aj bežné

magnetické pole zo stolných reproduktorov môže spôsobiť vychýlenie lúčov. Môže tiež

trvale vychýliť drôtiky, tvoriace masku [27].


32

Podľa typu tienidla rozdeľujeme obrazovky na:

• cylindrické,

• ploché.

Cylindrická obrazovka je náchylnejšia na skreslenie obrazu, čo je dané problémami

uchytenia masky v zakrivenom tvare.

V poslednej dobe sa na trhu klasických CRT obrazoviek presadzujú ploché obrazovky.

Tie umožňujú dosiahnuť takmer dokonalú geometriu obrazu vo všetkých miestach

obrazovky, čo je veľmi dôležité hlavne pri profesionálnej práci s grafikou.

Plochá obrazovka má výrazne nižšie obrazové schopnosti pre dopadajúce parazitné svetlo

a väčšiu aktívnu plochu obrazu. Menšia deformácia masky zaisťuje menšie skreslenie,

zložitejšie je však ostrenie elektrónového lúča a tým rastie i cena.

5.1.3 Použitie zobrazovacích prvkov CRT

CRT displeje sú najstarším typom displejov, ktoré sa vďaka ponúkanej kvalite obrazu

používajú aj v súčasnosti. Verné zobrazovanie farieb CRT displejmi je využívané

v grafických štúdiách. Široké uplatnenie nachádzajú CRT displeje najmä v

domácnostiach, kde sú obľúbené kvôli svojej prijateľnej cene.

5.2 LCD displeje 5.2.1 História vývoja LCD displejov

V roku 1888 rakúsky botanik F. Rheinizer objavil princíp tekutých kryštálov, ich

biologicky-chemicko-fyzikálnu podstatu. V roku 1922 G. Freidel zistil, že molekuly

tekutých kryštálov sa orientujú v smere elektrického poľa a navrhol delenie tekutých

kryštálov na nematické (“nema“, je grécky vlákno), smektické a cholesterické. Až v roku

1963 R. Williams objavil, že svetlo prechádzajúce tenkou vrstvou tekutých kryštálov je

ohýbané podľa kryštalickej štruktúry. V roku 1968 R. Williams a G. Heilmaier vyrobili

prvý experimentálny displej pracujúci na princípe tekutých kryštálov.

Na začiatku sa LCD displeje používali v digitálnych hodinkách a kalkulačkách. Napr.

prvú kalkulačku s displejom na báze tekutých kryštálov vyrobil Sharp v roku 1973, ale

displeje založené na princípe diód LED boli úspešnejšie až do roku 1977. Veľký záujem

o LCD technológiu prišiel až v polovici 80 rokov. Tak ako iné typy obrazoviek, aj LCD


33

obrazovky prešli dlhodobým vývojom a dnes máme okrem monochromatických LCD aj

farebné, ktoré využívajú vlastný zdroj svetla, alebo reflexné. LCD displeje sú na rozdiel

od CRT displejov ploché.

Označenie LCD sa používa pre displeje, ktoré na vytvorenie obrazu využívajú

mikroskopické tekuté kryštály, LC (Liquid Crystals), schopné meniť svoju polohu

v závislosti od toho, či na ne pôsobí elektrické napätie, alebo nie [28].

5.2.2 Funkcia a druhy LCD displejov

LCD displej je tvorený množstvom obrazových bodov (pixelov). Pre vytvorenie obrazu

na displeji sa ako zdroj svetla používajú fluorescenčné svetelné trubice umiestnené

v zadnej časti displeja (môže ich byť 1-4). Ďalším prídavným zdrojom svetla môže byť

prídavné osvetlenie umiestnené v spodnej alebo bočnej strane displeja. Na rovnomerné

pokrytie povrchu celej plochy obrazovky sa z nich svetlo rozvádza pomocou

svetlocitlivého panela, tvoreného sieťou optických vláken. Nasledovne svetlo prechádza

jednotlivými vrstvami LCD displeja. Vrstva molekúl tekutých kryštálov je umiestnená

medzi dvoma sklenenými polarizačnými filtrami. LCD displeje vďaka princípu

polarizácie zobrazujú obraz na základe blokovania prechodu svetla. Zdroj svetla je

umiestnený v pozadí všetkých vrstiev a vytvára svetelnú zložku, ktorá prechádza prvým

polarizačným filtrom. Ten má za úlohu zabezpečiť správny smer prechádzajúceho svetla.

Následne svetlo prechádza cez tenkú vrstvu tekutých kryštálov, ktoré podľa privedeného

napätia otáčajú rovinu polarizovaného svetla a tak zamedzia, umožnia alebo len čiastočne

umožnia prechod svetla v rôznej farebnej podobe (Obr.5.7). Nastavenie tekutých

kryštálov riadia spínacie prvky (FET tranzistory) usporiadané do matice, ktoré

zodpovedajú x-ovým a y-ovým súradniciam na obrazovke. Každým tranzistorom

prechádza elektrický prúd, ktorý obrazový bod buď aktivuje, alebo deaktivuje. V starších

displejoch s tzv. pasívnou maticou riadili nastavenie tekutých kryštálov tranzistory, ktoré

boli rozmiestnené len po okrajoch displeja. Jeden tranzistor riadil riadky a druhý stĺpce

obrazových bodov. V súčasných TFT LCD displejoch má každý obrazový bod svoj

vlastný tranzistor, ktorý ním riadi prechod svetla. Tým dosiahneme jasnejší obraz

v jednotlivých obrazových bodoch, lebo náboj každého z nich je konštantný a nie

striedavý ako to je u starších typov displejov. Ak na seba položíme dve polarizačné sklá,

ktoré sú orientované rovnakým smerom, svetlo prejde cez obidve. Vzájomným otočením

polarizačných skiel o 90° docielime, že druhé polarizačné sklo neprepustí odlišne


34

polarizovaný prúd svetla a svetlo ním neprejde. V najstaršom type LCD displeja Twisted

Nematic (TN) je uhol otočenia tekutých kryštálov 90 stupňov. Pokročilejšie displeje

nazývané tiež Supertwist Nematic (STN), Double Supertwist Nematic alebo Triple

Supertwist Nematic majú kvapalné kryštály otočené o 180, resp. 270 stupňov. Čím viac

sú kryštály otočené, tým je kontrast displeja väčší.

Po prechode obrazu druhým polarizačným filtrom dostávame obraz, ktorý vidíme na

obrazovke [29].

Obr.5.7 Princíp funkcie tekutých kryštálov LCD displeja. a) kľudový stav - svetlo

prechádza, b) stav pri napätí – svetlo neprechádza

Niektoré LCD displeje (napr. v notebookoch) majú vyšší jas a čistejší obraz. Zvýšený jas

je dosiahnutý použitím dvoch špeciálnych lámp, čím sa zvýši aj svietivosť displeja.

Vytvorenie farebného obrazu zabezpečuje prechod svetla cez farebné filtre, ktoré

obsahujú tri základné farebné zložky pre každý zobrazovací bod. Výsledná farba

v jednom pixely vzniká zložením týchto troch farieb, ktoré majú odlišný jas. Farebné

odtiene môžu byť vytvárané rôznym spôsobom. Napr. poklesom napätia aplikovaného do


35

LCD bunky, čím sa zníži množstvo vyžarovaného svetla, alebo rýchlym zapnutím

a vypnutím bunky, či spôsobom priestorového ditheringu – kde sa jedná o využitie

susedných bodov pre vytváranie premenlivého množstva červenej, zelenej a modrej farby.

Farebná škála je u súčasných LCD displejov obmedzená. Keďže sa každý obrazový bod

(pixel) skladá z troch základných „sub-pixelov“ (RGB), vznikajú až milióny rôznych

farebných odtieňov. Každá farebná zložka môže mať 256 odtieňov, čo je celkovo cca

16,8 milióna farieb pre každý obrazový bod. Veľkosť sub-pixelov je veľmi malá

a pohybuje sa od 0,24 - 0,29 mm, pri kvalitnejších LCD displejoch je len 0,12 mm.

Veľkosť bodov ovplyvňuje maximálnu uhlopriečku LCD displeja, preto sa len ojedinele

vyskytujú malé LCD displeje s vysokým rozlíšením.

Existujú dva základné spôsoby usporiadania tekutých kryštálov:

• nematické usporiadanie – dĺžka kryštálov je rôzna. Sú voľné a môžu sa

pohybovať vo všetkých smeroch. Ak sú molekuly tvoriace nematický kryštál

chyrálne, táto fáza sa nazýva chyrálne nematická (cholesterická). V nej sa

nachádzajú molekuly, ktoré sú vzájomne pootočené, takže v každej vrstve

materiálu je ich smer trochu odlišný. Toto usporiadanie kryštálov je v displejoch

využívané najčastejšie (napr. v hodinkách) a displeje sa označujú TN LCD

(Twisted Nematic LCD).

TN LCD sú prvými plochými displejmi. Tekuté kryštály majú umiestnené medzi

dvoma doskami, na ktorých sú elektródy a polarizačný filter. Ak je na elektródach

napätie, molekulárne tyčinky (Twisted Nematic) sa vďaka svojim optoelektrickým

vlastnostiam inak priestorovo orientujú a polarizujú svetlo. Ak by medzi

polarizačnými filtrami neboli tekuté kryštály, svetlo by nimi neprechádzalo.

• smektické usporiadanie – dĺžka všetkých kryštálov je rovnaká a ich usporiadanie

je vo vrstvách. Rovnako ako chyrálne nematická fáza, existuje aj fáza chyrálne

smektická [28].

Delenie LCD displejov na základe použitej matice:

• pasívne displeje (Passive Matrix) – matice STN (Supertwist Nematic) a DSTN

(Double Supertwist Nematic) majú mriežku vodičov, na ktorej sa pixely

nachádzajú na každom priesečníku v mriežke. Prúd preteká dvoma vodičmi

v mriežke a aktivuje svetlo pre každý pixel. Elektródy sú u týchto displejov na


36

jednej polovici skla displeja v riadkoch a na druhej v stĺpcoch. Elektrické pole,

ktoré zmení stav kvapalného kryštálu vznikne vtedy, ak prejde elektrický impulz

jedným riadkom a určitý stĺpec je uzemnený. Obraz na displeji vznikne

opakovaním tohto procesu. Pri náraste počtu riadkov a stĺpcov vznikajú

problémy, pretože s vyššou hustotou zobrazovacích bodov musí byť veľkosť

elektródy redukovaná a veľkosť napätia narastá. Prejavuje sa to nie príliš ostrým

obrazom.

• aktívne displeje – tzv. TFT displeje (TFT – Thin Film Tranzistor) eliminujú

problémy, ktoré majú displeje s pasívnou maticou. Maticové zobrazovače majú

tranzistor, alebo diódu na každom priesečníku zobrazovacích bodov, takže

potrebujú menej prúdu na ovládanie svietivosti zobrazovacích bodov. Na základe

toho môže byť prúd v maticovom zobrazovači vypínaný a zapínaný oveľa

častejšie a tým sa zvyšuje obnovovacia frekvencia obrazovky. TF tranzistory

izolujú jeden zobrazovací bod od ostatných a znižujú tak problémy vznikajúce pri

čiastočne aktívnych zobrazovacích bodoch. U TFT displejov sú LC vrstvy

osadené tranzistormi, pričom každý tranzistor riadi jeden obrazový bod a to vedie

v porovnaní s pasívnymi displejmi k lepšej kvalite obrazu [30].

U TFT displejoch rozlišujeme dva druhy rozloženia obrazových bodov:

- pruhové rozloženie – na displeji sa striedajú pásy červenej, zelenej a modrej farby.

Toto rozloženie sa používa u LCD monitorov.

- trojuholníkové rozloženie – obrazové body sú rozložené v trojuholníkovom tvare, čo

sa používa u multimediálnych a premietacích LC displejoch.

Delenie LCD displejov na základe technológie podsvietenia:

1. reflektívne (nepodsvietené) – k osvetleniu LCD displeja je použité okolité svetlo

(kalkulačka, digitálne hodinky, MP3 prehrávač). Za zadným polarizačným filtrom

je umiestnená reflektívna vrstva, ktorá odráža svetlo. Bez prítomnosti vonkajšieho

osvetlenia nie je viditeľný.

2. transmisívne (podsvietené) – zadný polarizačný filter je priehľadný a neodráža

okolité svetlo. Aby bol viditeľný, musí byť podsvietený. To znamená, že tieto

displeje sú najlepšie čitateľné v tme (mobilné telefóny, LCD u počítačov).


37

3. transreflektívne – sú kombináciou oboch predchádzajúcich typov. Zadný

polarizačný filter je čiastočne reflexný a podsvietenie sa používa len vtedy, keď

okolité svetlo nie je dostatočné [21].

5.2.3 Použitie zobrazovacích prvkov LCD

- hodinky, kalkulačky, mobilné telefóny,

- prenosné počítače,

- televízory,

- pracovné stanice, kde nahradzuje displej pracujúci na princípe CRT.

Porovnanie CRT a LCD displejov

Každý z týchto displejov má svoje pozitíva ale aj negatíva. Pre vernejšie zobrazenie farby

je lepší CRT displej, ktorý zobrazuje farby prirodzenejšie. Je to spôsobené plynulejším

prechodom medzi jednotlivými farbami, pretože pri dopade elektrónu na luminofor sa

nevytvorí ideálny kruh, ale dôjde k rôznym odrazom elektrónu a čiastočnému

rozsvieteniu okolitých luminoforov. Tým niektoré farebné prechody splynú, čo je pre oko

oveľa prirodzenejšie ako presne definované prechody medzi farbami. LCD displej zas

zobrazí presnejšie aj veľmi malý text.

Kvalitné LCD displeje majú ostrý, kontrastný obraz, bez „blikania“ obrazových bodov.

Aj keď súčasné CRT displeje pracujú s obnovovacou frekvenciou okolo 100 Hz, je to na

úkor ich životnosti. Ich využívanie taktiež spôsobuje intenzívnejšiu únavu očí, ako

v prípade LCD displejov. K výhodám LCD displejov tiež patrí takmer nulové

elektromagnetické vyžarovanie [22].

Nedostatkom CRT monitorov sú problémy s geometriou a ostrosťou obrazu.

Jednou z nevýhod LCD displejov je rýchlosť zobrazovania, keďže je potrebné jednotlivé

kryštály najprv nabiť energiou, aby boli uvedené do správnej polohy a následne vybiť,

aby boli pripravené na ďalšie nabitie. Každá z týchto operácií trvá určitú dobu a počíta sa

v milisekundách. Výsledný čas udáva rýchlosť odozvy.

Výhodou LCD displejov je malá spotreba energie, ktorá je v porovnaní so spotrebou CRT

displejov zhruba polovičná.

Ďalšou výhodou LCD displejov sú ich minimálne rozmery a menšia váha.


38

Pri pohľade na LCD displej z iného než štandardného uhla, sa môžu prejaviť farebné

zmeny a zosvetlenie, alebo stmavnutie displeja. Oproti CRT displejom majú LCD

displeje ešte jeden nedostatok. Jedná sa o existenciu tzv. mŕtvych bodov, čo je jeden

alebo viac nefunkčných zobrazovacích bodov, ktoré majú stále rovnakú farbu.

Technológia a výrobné náklady LCD displejov sú omnoho vyššie ako u CRT displejov, s

čím súvisí ešte stále vysoká cena LCD displejov, aj keď v poslednom období bol

zaznamenaný jej pokles [31].

5.3 PDP displeje 5.3.1 História vývoja PDP displejov

Technológia plazmových displejov PDP (Plasma Display Panel) je pomerne mladá. Jej

vývoj pre výrobu prvých plazmových displejov začal v 60. rokoch. V 70. a 80. rokoch

začala výroba prvých monochromatických plazmových displejov, založených na

oranžovo-červenom výboji v neóne, ktorých kvalita obrazu bola relatívne nízka.

S výrobou farebných plazmových displejov sa začalo až v 90. rokoch. Na prelome rokov

1999 – 2000 sa veľkoplošné farebné PDP začali vyrábať aj pre bežného spotrebiteľa.

5.3.2 Funkcia a druhy PDP displejov

PDP displej je zobrazovací prvok, pracujúci na princípe elektrického výboja v plyne,

ktorý má nízky tlak (cca 60 – 70 kPa).

Plazma je skupenstvo, zložené z voľne sa pohybujúcich iónov a elektrónov. V kľudovom

stave sa v PDP displejoch nachádza medzi dvoma sklenenými doskami zmes vzácnych

plynov argónu, neónu a xenónu. Po zavedení elektrického prúdu do plynu dostávame

plazmu.

Vplyvom vytvoreného elektrického poľa, sa jednotlivé nabité častice plynu začnú

pohybovať k svojim opačným pólom. Dochádza k zrážkam medzi elektrónmi a časticami

plynu. Ióny plynu sa dostávajú do excitovaného stavu a tak uvoľňujú fotón (svetlo)

(Obr.5.8).


39

Obr.5.8 Uvoľnenie fotónu z plynového iónu

Uvoľnenie fotónu prebieha v troch fázach:

1. zrážka s rýchlou časticou dostáva atóm do excitovaného stavu,

2. prijatím energie prejde elektrón na vyššiu energetickú hladinu,

3. elektrón sa vracia na svoju pôvodnú dráhu a prebytočná energia sa uvoľní vo

forme fotónu.

Uvoľnené ultrafialové žiarenie vo forme fotónu dopadá na luminofory, ktorými je pokrytý

každý obrazový bod displeja a tie sa následne rozžiaria (vzniká obraz). Každý obrazový

bod obsahuje trojicu farebných luminoforov (RGB) [27].

Zloženie obrazových bodov je možné realizovať dvoma spôsobmi:

• symetrické luminofory – v obrazovom bode majú všetky farebné zložky RGB

rovnaký podiel. Veľkosť všetkých obrazových bodov je rovnaká a tým je aj

výroba matice jednoduchšia.

• asymetrické luminofory – v obrazovom bode majú veľkosti farebných zložiek

RGB rozdielny podiel. Modrý sub-pixel je väčší na úkor červeného, čím sa

dosiahnu prirodzenejšie farby. Výrobné náklady na túto technológiu sú vyššie

[28].


40

Pre vytvorenie čo najširšej škály zobrazovaných farieb, ktoré vznikajú zmiešaním troch

základných farieb, sa používa pulzne kódová modulácia, PCM ( Pulse Code Modulation).

Pri 8 bitovej dĺžke slova umožňuje PCM realizovať 256 odtieňov každej zo základných

farieb RGB, teda 256x256x256 a to je celkovo 16 777 216 výsledných farieb.

PDP displej je na vrchu zložený z hornej sklenenej dosky, pod ktorou sa nachádzajú

horizontálne adresné elektródy, oddelené izolačnou vrstvou. Pre každý sub-pixel sú

potrebné dve elektródy. Vrstva oxidu horečnatého (MgO) chráni elektródy a zosilňuje

generovanie sekundárnych elektrónov. Pod vrstvou MgO sa nachádzajú sub-pixely,

ktorých spodná a bočné steny sú potiahnuté vrstvou príslušného luminoforu. Jeden

obrazový bod (pixel) je tvorený troma sub-pixelmi s luminoformi základných farieb

(RGB). Každý sub-pixel je vyplnený vzácnym plynom (Ne, Xe, Ar), alebo ich zmesou.

Pod nimi je umiestnená ďalšia izolačná vrstva a vertikálne zobrazovacie elektródy, ktoré

sú umiestnené kolmo na adresné elektródy. Pre každý sub-pixel je potrebná jedna dátová

elektróda. Spodnú časť PDP displeja tvorí druhá sklenená doska (Obr.5.9) [29].

Obr.5.9 Štruktúra PDP displeja [42]


41

5.3.3 Použitie zobrazovacích prvkov PDP

Použitie plazmových displejov je najmä v oblasti informačných systémov, ktoré vyžívajú

letiská, banky a pod. Ďalšou sférou ich využitia sú prezentácie a multimediálna oblasť,

kde sa využívajú vďaka svojim dobrým pozorovacím uhlom a kontrastnému obrazu.

Porovnanie PDP displejov s CRT a LCD displejmi

Hlavnou prednosťou plazmových displejov je kvalitný a kontrastný obraz, podobne ako

u CRT displejov. Na rozdiel od LCD displejov nepotrebujú žiadne prídavné podsvietenie,

pretože sami emitujú svetlo.

Pozorovacie uhly PDP displejov sú oveľa lepšie ako u LCD displejov a pohybujú sa

okolo 160-170°, preto sú vhodné na použitie pri prezentáciách.

Rovnako ako LCD displeje majú minimálnu hmotnosť a tenký displej (cca 4“).

PDP displeje majú vysokú dobu odozvy, ale pri nemennom obraze hrozí vypálenie

obrazcov do jednotlivých obrazových bodov. Preto nie sú vhodné na použitie

v počítačoch a ich uplatnenie je hlavne ako televízne monitory.

U lacnejších PDP displejov sa vyskytujú problémy s kontrastom. Na začiatku vývoja tejto

technológie bol kontrast len 70:1, no v súčasnosti sa vďaka využitiu špeciálnych filtrov

v sklenenej vrstve zvýšil na 500:1.

Výrobný proces je v porovnaní s LCD technológiou oveľa jednoduchší a výhodou je ich

dlhá životnosť.

Výhodou tejto technológie je možnosť konštrukcie veľkoplošných obrazoviek (napr.

o uhlopriečke 103“).

Jednou z nevýhod PDP displejov je zvýšená citlivosť na manipuláciu. Pri horizontálnej

polohe sa im môžu trvalo poškodiť zobrazovacie body.

Cena PDP displejov je veľmi vysoká, preto hlavnou oblasťou jej využitia sú

profesionálne pracoviská.


42

5.4 OLED displeje 5.4.1 História vývoja OLED displejov

Organickú svetlo emitujúcu diódu OLED (Organic Light Emitting Diode) začala vyvíjať

v osemdesiatych rokoch spoločnosť Kodak. Prvý experimentálny displej bol predstavený

až v polovici deväťdesiatych rokov.

5.4.2 Funkcia a druhy OLED displejov

OLED je technológia pracujúca na báze organických svetlo emitujúcich diód. Využíva

organickú molekulu, ktorá vyžaruje svetlo, ak cez ňu prechádza prúd. Displej je tvorený

vrstvou LED diód, ktorá sa nachádza medzi dvoma elektródami. Horná vrstva elektród

svetlo prepúšťa a spodná ho odráža (Obr.5.10). Pri prechode elektrického prúdu diódou sa

rozsvieti príslušná vrstva a displej žiari. Tento proces sa nazýva elektroluminiscencia.

OLED displeje nepotrebujú pre svoju funkciu svetelný zdroj. LED diódy červenej,

zelenej a modrej farby vytvárajú výsledný obraz [21].

Obr.5.10 Štruktúra OLED displeja

Delenie OLED displejov:

• pasívne OLED – majú jednoduchú štruktúru, tvorenú riadkami a stĺpcami, ktoré

sa navzájom križujú. Rozsvietenie obrazového bodu je realizované privedením

elektrického prúdu do príslušného riadku a stĺpca. Nevýhodou je malá rýchlosť

displeja, výhodou sú malé rozmery a nízka spotreba.


43

• aktívne OLED – štruktúra displeja je doplnená o vrstvu TFT, ktorá pracuje

podobne ako v aktívnych LCD displejoch. Tranzistory nachádzajúce sa v tejto

vrstve zdokonaľujú aktívny OLED displej (napr. dosahuje vyššie rozlíšenie

a rýchlosť, má vyššiu obnovovaciu frekvenciu a obraz je stály).

5.4.3 Použitie zobrazovacích prvkov OLED

Displeje tejto technológie majú najväčšie uplatnenie v mobilných telefónoch, digitálnych

fotoaparátoch, vreckových počítačoch (PDA), MP3 prehrávačoch a všade tam, kde nie sú

potrebné veľké uhlopriečky displejov.

Porovnanie OLED displejov s LCD displejmi

Výroba OLED displejov je jednoduchšia ako výroba LCD displejov, ale aj tu sa

stretávame s mnohými problémami. OLED displeje sú menej odolné voči prachu, vyšším

teplotám a vlhkosti (metalické elektródy ľahko podliehajú oxidácii). OLED displeje

nepotrebujú na rozdiel od LCD displejov podsvietenie, pretože sú samotné zdrojom

svetla. Z toho vyplýva menšia hmotnosť a hrúbka displeja a zároveň menšia spotreba

elektrickej energie (nevyžaduje sa žiadne energeticky náročné podsvietenie). Spotreba

elektrickej energie sa šetrí aj tým, že je napájaná len tá časť obrazovky, ktorá je v danej

chvíli aktívna.

V porovnaní s LCD displejmi poskytuje technológia OLED vysoké pozorovacie uhly,

ktoré sa pohybujú okolo 160°. Ich veľkou nevýhodou je krátka životnosť displeja, ktorá

sa odhaduje na 10 000 hodín a preto sa zatiaľ nevyrábajú OLED displeje s väčšími

uhlopriečkami, aj keď ich kvalita obrazu je veľmi vysoká.

5.5 Projektory 5.5.1 Funkcia a druhy projektorov

Projektory majú najväčšiu zobrazovaciu plochu spomedzi všetkých zobrazovacích

prvkov. Dôležitou vlastnosťou projektorov je dostatočný svetelný výkon, ktorý musí

dokázať osvetliť aj veľkú plochu. Ich najväčším nedostatkom pri zobrazovaní obrazu je


44

potreba zatemneného prostredia. Pri premietaní obrazu musí byť projektor v dostatočnej

vzdialenosti od premietacej steny (plátna) a jeho poloha musí byť kolmá na túto plochu

(inak dochádza k lichobežníkovému skresleniu obrazu).

Technológie vytvárania obrazu v projektoroch:

• CRT technológia – pozostáva z troch projekčných CRT obrazoviek (každá má

vlastný projekčný objektív) s farebnými luminoformi, pričom každá premieta

obraz v jednej zo základných farieb RGB. Výsledný obraz je zložený na

projekčnej ploche (Obr.5.11).

Obr.5.11 Princíp CRT technológie v projektoroch

Výhodou CRT projektorov je ich dlhodobá životnosť, vysoká kvalita

zobrazovaných farieb a schopnosť pracovať aj v prašnom prostredí. Spomedzi

všetkých projekčných technológií poskytujú CRT projektory najväčšie rozlíšenie

a kontrast. Nevýhodou je nízky jas (okolo 300 ANSI lumen), ktorý vedie

k potrebe zatemňovania priestoru premietania. Táto technológia veľkoplošného

zobrazovania je najstaršia. Projektory sú ťažké a určené len na statické použitie

[32].

• DLP technológia (Digital Light Processing) – obraz vzniká odrazom svetla od

jedného, alebo troch čipov zložených zo sústavy mikrozrkadiel, ktoré sa

vychyľujú. Obrazové body sú schopné odrážať svetlo na viac ako 90% svojej

plochy, čím sa potláča bodová štruktúra charakteristická pre LCD projektory.

Tento typ projektora poskytuje vysoký kontrastný pomer a svietivosť. Je ich

možné použiť aj za silnejších svetelných podmienok. Hlavnou výhodou DLP


45

technológie je kvalita obrazu, ktorá sa pôsobením tepla nemení. Nevýhodou sú jej

vysoké náklady na výrobu.

Delenie DLP projektorov podľa počtu DMD (Digital Micromirror Devices) čipov:

1. jeden DMD čip

• rotujúci farebný filter vytvára obraz z troch základných farebných

zložiek RGB (Obr.5.12),

• kmitanie obrazu,

• najmenší projektor.

2. tri DMD čipy

• obraz každej základnej zložky RGB sa vytvára samostatne na troch

DMD čipoch (Obr.5.12),

• výsledný obraz sa skladá na optických hranoloch,

• svietivosť viac ako 10 000 ANSI lumen,

• najvýkonnejší projektor.

Obr.5.12 Princíp DLP technológie v projektoroch

• LCD technológia – pri premietaní z menšej vzdialenosti je na zobrazovanej ploche

viditeľná bodová štruktúra (jednotlivé obrazové body). Pôsobením vysokých

teplôt vo vnútri projektora sa LCD panel poškodzuje, čoho následkom je postupné

zhoršovanie obrazu (klesá kvalita obrazu a zobrazovaných farieb). Tento stav

nastáva po niekoľkých tisíckach hodín premietania. V porovnaní s DLP


46

technológiou má obraz vytvorený technológiou LCD vyšší kontrast a ich výroba

je menej nákladná. Svetelný výkon je naopak nižší ako u projektorov DLP.

Delenie LCD projektorov podľa počtu LCD panelov:

1. jeden LCD panel

• nižšia kvalita obrazu a zobrazovaných farieb,

• najlacnejší variant.

2. tri LCD panely

• svetlo prechádza troma polysilikónovými LCD projekčnými

panelmi a farebnými filtrami RGB,

• následne sa všetky zložky obrazu spájajú a prostredníctvom

projekčného objektívu zobrazujú (Obr.5.13),

• stúpa kvalita obrazu v oblasti zobrazovaných farieb, rozmazané

písmo je čitateľnejšie,

• časové zhoršenie obrazu vplyvom tepla nie je odstránené (potreba

chladenia),

• hlučnosť [33].

Obr.5.13 Princíp troch LCD panelov v projektore

• ILA technológia (Image Light Amplifier) – vyvinutá firmou JVC. Je kombináciou

CRT a LCD technológie. Tekutý LCD kryštál nahrádza mikrozrkadlá.

Elektrónový lúč mení optické vlastnosti v tekutom kryštáli čo zapríčiňuje zmenu

polarizácie. Pre vznik farebného obrazu sa používajú tri sústavy, kde každá


47

spracováva jednu zo základných farieb RGB. Projektory vyrobené touto

technológiou majú vysokú svietivosť (až 12 000 ANSI lumen).

• D-ILA technológia (Direct Image Light Amplifier) – kombinácia LCD a ILA

technológie. Na čipe sa nachádzajú namiesto mikrozrkadiel bunky LC. Optické

vlastnosti pixelov sú ovplyvňované pomocou CMOS tranzistorov. Od čipu sa

odráža približne 93% svetla a 7% dopadajúcej energie sa mení na teplo. Princíp

použitia polarizovaného svetla je podobný ako u ILA technológie. V porovnaní

s technológiou LCD ponúka technológia D-ILA kvalitnejšie podanie farieb.

V súčasnej dobe majú prístroje zostrojené technológiou D-ILA rozlíšenie

1365x1024 a svietivosť 1500 ANSI lumen [34].

5.5.2 Použitie projektorov

Najčastejšie sa používajú na firemné prezentácie, prednášky a všade tam, kde je

premietaný obraz určený pre väčší počet ľudí. Ďalšími oblasťami jeho využitia je zábavný

priemysel (bary, diskotéky, videokluby), športové prenosy a rôzne špeciálne aplikácie

(dispečing, trenažér). V poslednom období začínajú projektory vďaka svojej cene

konkurovať televíznym prijímačom vyššej kvality.

5.6 Ďalšie typy zobrazovacích prvkov

5.6.1 Dotykové LCD (Touchcscreen)

Obrazovky ovládané dotykom sa skladajú z niekoľkých vrstiev. Sklenenej dosky,

polyesterovej dosky, vodivej vrstvy a krycej vrstvy. Vodivá vrstva má po stranách

umiestnené meracie kontakty v smere osi X a Y. Vodivá fólia je napájaná napätím (5V).

Pri dotyku displeja zmeria prevodník odpor v osi X, Y v polyesterovej vrstve a vyhodnotí

sa pozícia dotyku na obrazovke.

Výhodou dotykových displejov je odolnosť proti zrazenej vlhkosti, špine a prachu.

Ďalšou výhodou je vysoké rozlíšenie dotyku (fungujú pri dotyku s akýmkoľvek perom).

Využívajú sa najmä v prístrojovej technike, priemyselných technológiách, lekárskej

technike, bankovníctve a informačných centrách [35].


48

5.6.2 QD-OLED (Quantum Dot Organic LED)

Táto technológia je založená na kombinácií organického a LCD displeja. Využívajú sa

mikroskopické otvory - kvantové body (quantum dots) v kryštalickej štruktúre, ktorých

úlohou je zhromažďovať elektróny. Svetlo je vyžarované v momente, keď elektróny do

otvoru vstúpia, alebo z neho vystúpia. O farbe rozhoduje veľkosť a priestor, ktorý otvory

zaberajú. Dva body v prostriedku sú kvantové body (v nanometroch). Štruktúra týchto

displejov je tvorená z troch dosiek. Horná doska je nabitá elektrónmi, spodná ich má

naopak málo a medzi týmito doskami sa nachádza doska s kvantovými otvormi. Výhodou

tejto technológie je, že hrúbka prostrednej dosky je široká jednu kvantovú bodku, čo

odpovedá približne trom nanometrom. To umožňuje, aby každý elektrón prešiel

kvantovou bodkou a umožnil tak vyžiariť svetlo. Takýto displej by bol stabilný, tenký,

dosahoval by vysoké rozlíšenie, spotrebovával minimum energie a ľahko sa vyrábal.

Masové nasadenie tejto technológie v praxi je však ešte vzdialenejšie ako u OLED.

5.6.3 3D displeje

Systémy pracujúce so simuláciou 3D priestorového vnemu prostredníctvom stereoskopie.

Musia zabezpečiť, aby sa k ľavému oku dostala iná obrazová informácia, ako k oku

pravému. 3D dojem sa dosiahne posunutím obrazu pre každé oko. Pozeranie na predmety

z dvoch uhlov pohľadu umožňuje vidieť priestorovo.

3D displeje musia mať možnosť aj dvojrozmerného zobrazenia, pretože nie všetky

programy sú vhodné pre 3D zobrazenie.


49

Najdôležitejšie parametre zobrazovacích prvkov

Veľkosť uhlopriečky – sa uvádza v palcoch [″]

Existujú rôzne veľkosti uhlopriečok displejov, napr. 14,15,17,19 a 21 palcov (Tab.5.1).

Dĺžka viditeľnej uhlopriečky u CRT displejov je vždy o niečo kratšia.

Veľkosť uhlopriečky Optimalizované rozlíšenie obrazovky

14“ 640 x 480

15“ 800 x 600

17“ 1024 x 768

19“ 1152 x 864

21“ 1280 x 1024

Tab.5.1 Veľkosť uhlopriečky a rozlíšenie displejov

Rozlíšenie – uvádza sa v tvare, počet horizontálne zobrazených bodov, krát počet

vertikálne zobrazených bodov a udáva nám počet zobrazovacích bodov z ktorých sa obraz

skladá. Monitor má svoje maximálne fyzicky dané rozlíšenie. Typické rozlíšenia sú:

640x480, 800x600, 1024x768, 1280x1024, 1600x1200. Čím je väčšie rozlíšenie (viac

bodov) pri rovnakej veľkosti monitora, tým musia byť menšie jednotlivé body a obraz

ktorý je z nich zložený je jemnejší [36].

Obnovovacia frekvencia – uvádza, koľkokrát za sekundu je obraz obnovovaný. Hodnoty

pod 70 Hz (70x za sekundu) sú pre dlhšiu prácu nevhodné, bežné obnovovacie frekvencie

sú 60 Hz, 72 Hz, 75 Hz, 85 Hz, 100 Hz, 120 Hz a 150 Hz. Pri nižšej obnovovacej

frekvencii sa môže zdať, akoby obraz blikal, pri vyšších frekvenciách (85 – 100 Hz) je

obraz stály. Obnovovacia frekvencia klesá s rozlíšením.

Doba odozvy [ms] – nám udáva čas, za ktorý sú kryštály schopné prejsť zo stavu

prepúšťajúceho všetko svetlo do stavu, kedy svetlo neprepúšťajú, t.j. ako rýchlo dokážu

obrazové body zmeniť svoju farbu. Jednotlivé farebné odtiene majú rôznu dobu odozvy.


50

Pozorovacie uhly [°] – pri dopade svetelného lúča na kryštál dochádza k jeho rozdeleniu

na dva samostatné kolmé lúče, ktorých dráhy sú rôzne dlhé. To spôsobuje, že oko ich

zachytí v nepatrne rozdielnom čase a tak (pri pohľade na displej z iného zorného uhla) ich

môžeme vidieť naraz. Prejavuje sa to zmiešaním, alebo stratením farby.

Svetelný tok [ANSI lumen] – je dôležitým parametrom projektorov. Vyjadruje množstvo

svetelného žiarenia vysielaného projektorom. Meraný je podľa medzinárodnej normy

ANSI. Jeho štandardné hodnoty sa pohybujú od 1200 až do 12 000 ANSI lumen [34].


51

6 TENDENCIE ĎALŠIEHO VÝVOJA ZOBRAZOVACÍCH


Trendom budúcnosti je zväčšovanie rozmerov zobrazovacích prvkov a zároveň

zvyšovanie ich rozlišovacej schopnosti, snaha dosiahnuť dokonalé ploché obrazovky

s minimálnym geometrickým skreslením a zvyšovanie snímkovej obnovovacej

frekvencie, ktorá je potrebná ku stabilite obrazu. Zároveň je snahou pri zmenšovaní

hmotnosti monitora a znižovaní príkonu, zväčšovať pomer obrazovej plochy k hĺbke.

Ďalším úsilím výrobcov je zníženie spotreby displejov s tým, že kvalita zobrazenia sa

nezmení. Pretrvávajúcim trendom je pokles ceny plazmových displejov, ktorý však nie je

taký prudký ako u LCD displejov. Je pravdepodobné, že dôjde k vytlačeniu plazmových

displejov aj s väčšími uhlopriečkami LCD displejmi.

Novou technológiou, ktorá zaplavila trh mobilných telefónov, PDA, automobilových

rádií a jej presadenie sa očakáva aj v oblasti plochých televízorov, je technológia OLED.

Technologická náročnosť OLED displejov sa zdokonalením použitých materiálov

a výrobných prostriedkov znížila. To viedlo aj k výraznému zníženiu nákladov OLED

displejov, ktoré boli na začiatku vysoké kvôli ich veľkej kazovosti. Z hľadiska

energetickej spotreby dosahujú OLED displeje veľmi dobré výsledky a v budúcnosti sa dá

očakávať, že nahradia displeje LCD. Ďalšou z nových technológií, ktorá má veľkú šancu

presadiť sa na trhu je QD-OLED [37].

Z doterajšieho vývoja v oblasti zobrazovacích prvkov sa dá predpokladať ich budúce

smerovanie, ktoré sa bude uberať technológiami tekutých kryštálov a maticového

polovodičového zobrazovania. To smeruje k úplnému nahradeniu CRT displejov

polovodičmi.

Od televízorov v budúcnosti môžme očakávať nie len nové vysoko kvalitné displeje, ale

stále viac sa bude presadzovať centrum domácej zábavy, ktoré bude v sebe spájať okrem

televízora aj domáce kino s DVD prehrávačom, hi-fi súpravou a osobným počítačom

[38].


52

ZÁVER

V diplomovej práci som sa zaoberala snímacími a zobrazovacími prvkami v televíznej

technike, ich históriou, rozdelením, funkciou a využitím. Diplomová práca je určená ako

študijný materiál pri výučbe televíznej techniky. Pre uľahčenie štúdia a väčší prehľad je

diplomová práca spracovaná v grafickom prostredí Macromedia Flash 8 (Príloha č.5 ).

Macromedia Flash je program určený na tvorbu a distribúciu interaktívneho

a multimediálneho obsahu. Prostredníctvom technológie Macromedia Flash sa dajú

vytvárať internetové prezentácie, reklamné kampane, obchodné alebo výučbové aplikácie

či interaktívne video.

Spracovaná diplomová práca v programe Macromedia Flash 8, je ako elektronický kurz

spúšťaná pomocou Macromedia Flash Player 8. Spustením elektronického kurzu sa

zobrazí úvodná obrazovka s názvom témy, ktorú kurz obsahuje a dvoma odkazmi.

Pomocou týchto odkazov sa dá prejsť do samotného výučbového materiálu, alebo

grafické prostredie Flash opustiť. Ovládacie prvky elektronického kurzu sú umiestnené na

hornej a spodnej lište obrazovky. Položka MENU je umiestnená na spodnej lište

obrazovky a obsahuje názvy kapitol, podkapitol a častí podkapitol. V prílohe č.2 a 3 je

podrobne popísaná funkcia ovládacích prvkov a položka MENU. Ukážka študijného

materiálu umiestneného v grafickom prostredí Macromedia Flash je zobrazená v prílohe

č.4.

ZOZNAM POUŽITEJ LITERATÚRY

[1] http://www.quido.cz/Objevy/televize1.htm

[2] http://inventors.about.com/library/inventors/bltelevision.htm

[3] http://en.wikipedia.org/wiki/CMOS

[4] http://sweb.cz/bcprace/struktura/cmos.htm

[5] Langošová, S.: CCD kamery, Záverečná práca, KT-EF-ŽU, Žilina 2003

[6] http://www.digineff.cz/cojeto/cmos/cmos.html

[7] http://www.tiscali.cz/mult/mult_center_040622.748939.html

[8] http://www.shortcourses.com/how/sensors/sensors.htm

[9] http://www.fotoaparat.cz/article/5022/1

[10] http://www.ries.sk/ccd/ccd.html#0

[11] http://www.foveon.com/article.php?a=69

[12] Bc. Podmaka, M.: Inteligentné kamerové systémy v zabezpečovacej technike,

Diplomová práca KM-FUI-STU, Bratislava, 2005

[13] http://www.digineff.cz/cojeto/ccd/ccd1.html

[14] http://www.profifoto.cz/poradna7.html

[15] http://www.fotografovani.cz/art/df_trendy/cmos-vs-ccd.html

[16] http://www.cis.rit.edu/research/CID/SJ96/paper.htm

[17] http://www.digineff.cz/cojeto/blooming/blooming.html

[18] http://www.upstatetech.com

[19] http://www.grafika.cz/art/df/CMOS-rice.html

[20] http://www.techbox.cz/clanek.asp?id=2358

[21] Kaprál, O.: Zobrazovací zařízení, Absolventská práca PB – Vyšší odborná škola a

Střední škola managementu, s.r.o., Praha, 2005

[22] http://lcdmonitory.computerweb.cz/proc.php

[23] http://inventors.about.com/library/inventors/blcathoderaytube.htm

[24] http://www.teleci.cz/jirka/Skola/36nm/technologieCRT.php

[25] http://www.grafika.cz/art/hw/LCD-technologie-v-kostce.html

[26] http://www.fi.muni.cz/usr/pelikan/ARCHIT/TEXTY/MONITORY.HTML.cs

[27] http://www.volny.cz/amaprocz/o.html

[28] http://www.mezinami.cz/archiv/zdroje/02_06.pdf

[29] http://poli.cs.vsb.cz/edu/arp/down/dp-monitory.pdf

[30] http://www.fi.muni.cz/usr/pelikan/Vyuka/Vyuka.html

[31] http://www.mujweb.cz/pocitace/pista/monitory/default.htm

[32] http://www.volny.cz/krivka/monitory/monitory.htm

[33] http://www.pcserver.sk/hardware.asp?id=3965

[34] http://autnt.fme.vutbr.cz/poliscuk/

[35] PhDr. Malach, J.Csc., Ing. Mikošek, M.: Tvorba a užití didaktických médií,

Ostravská univerzita, Pedagogická fakulta, Ostrava, 2004

[36] http://www.projektmedia.cz/technika.html

[37] http://infos.infos.cz/kiosky/index.php?id=13&find=dotykové%20senzory

[38] http://hardware.mysteria.cz/data/monitor.htm

[39] http://www.pcserver.sk/hardware.asp?id=8481

[40] http://ce.computers.toshiba-europe.com/Contents/Toshiba_ce/CE-

SK/WHITEPAPER/files/Visions-2005-12-Home-2010-CE.pdf

[41] http://www.diginews.sk/digitalny-fotoaparat/parametre/?clanok=co-je-to-iso

[42]http://technet.idnes.cz/hw_monitory.asp?r=hw_monitory&c=A040805_5265870_har

dware

ČESTNÉ PREHLÁSENIE

Prehlasujem, že som zadanú diplomovú prácu vypracovala samostatne, pod odborným

vedením vedúceho diplomovej práce Ing. Petrom Čepelom a používala som literatúru

uvedenú v práci.

Súhlasím so zapožičiavaním diplomovej práce.

V Žiline 19. 5. 2006 ...................................................

podpis

POĎAKOVANIE

Touto cestou sa chcem poďakovať všetkým, ktorý odbornou alebo teoretickou pomocou

prispeli k vypracovaniu mojej diplomovej práce. Predovšetkým sa chcem poďakovať

vedúcemu diplomovej práce Ing. Petrovi Čepelovi za odborné vedenie, ochotu a pomoc

pri vypracovaní diplomovej práce.

Multimediálna učebnica o snímacích a zobrazovacích prvkoch v televíznej technike

DIPLOMOVÁ PRÁCA (Prílohová časť)

STANISLAVA LANGOŠOVÁ

ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE Elektrotechnická fakulta Katedra telekomunikácií

Študijný odbor: TELEKOMUNIKÁCIE

Vedúci diplomovej práce: Ing. Peter Čepel

Stupeň kvalifikácie: inžinier (Ing.) Dátum odovzdania diplomovej práce: 19. 5. 2006

ŽILINA 2006

ZOZNAM PRÍLOH

Príloha č.1 - Porovnanie jednotlivých typov súčasných fotoaparátov a kamier

Príloha č.1a: Amatérske digitálne fotoaparáty

Príloha č.1b: Profesionálne digitálne fotoaparáty

Príloha č.1c: Amatérske digitálne DVD kamery

Príloha č.1d: Profesionálne digitálne kamery

Príloha č.1e: Priemyselné kamery

Príloha č.2 – Úvodná obrazovka elektronického kurzu

Príloha č.3 – Popis ponuky MENU v grafickom spracovaní diplomovej práce

Príloha č.4 – Grafické prostredie diplomovej práce spracovanej pomocou programu

Macromedia Flash 8

Príloha č.5 – CD

- textová a grafická časť DP vo formáte editora WORD

(*. doc),

- textová a grafická časť DP vo formáte ACROBAT (*. pdf),

- spracovanie DP v programe Macromedia Flash 8

- zdrojové súbory použité v diplomovej práci

Príloha č.1: Porovnanie jednotlivých typov súčasných fotoaparátov a kamier

Pre lepšiu orientáciu a zrozumiteľnosť v nasledujúcom porovnaní, je potrebné spomenúť

niekoľko pojmov.

Snímacie formáty CCD prvkov

Formáty snímania CCD prvkov sa udávajú v palcoch a vzťahujú sa na priemer banky

pôvodných snímacích elektrónok. Majú len nepriamy vplyv na zobrazenie obrazu.

FORMÁTY CCD PRVKOV 1“ 2/3“ ½“ 1/3“

šírka obrazu H 12,8 mm 8,8 mm 6,4 mm 4,4 mm

výška obrazu V 9,6 mm 6,6 mm 4,8 mm 3,3 mm

uhlopriečka obrazu 16,0 mm 11,0 mm 8,0 mm 5,5 mm

Formáty CCD snímačov

Citlivosť snímačov

Pojem citlivosť snímača označuje, koľko svetla musí dopadnúť na snímač, aby bol

schopný niečo zaznamenať. Snímač zaznamenáva len obmedzený rozsah intenzít svetla.

Čím menej svetla snímaču stačí na to, aby niečo zaznamenal, tým je citlivejší a umožňuje

fotiť vo väčšej tme. Na porovnávanie prístrojov sa zaviedla stupnica, ktorá určuje, koľko

svetla snímač s určitou citlivosťou potrebuje na to, aby spravil kvalitný obrázok.

• ISO 50 – nízka citlivosť, nízky šum,

• ISO 100 – základná citlivosť,

• ISO 200 – mierne znížená citlivosť (môže produkovať viac šumu),

• ISO 400 - silná citlivosť, vhodná na prácu v interiéri,

• ISO 800 – vhodná na prácu v interiéri so slabším umelým svetlom,

• ISO 1600 – veľmi vysoká citlivosť.

Najčastejšie sa vyrábajú fotoaparáty s citlivosťami 100, 200 a 400 ISO (voľbu citlivosti je

možné nastaviť vždy automaticky, ale veľmi často aj ručne). Veľmi lacné fotoaparáty

majú citlivosť len do 200 ISO. Novšie typy fotoaparátov pridávajú možnosť nastavenia

nízkej citlivosti ISO 50 alebo ISO 64, aby bolo na fotkách čo najmenej šumu.

Poloprofesionálne fotoaparáty majú možnosť zvoliť ISO 800, výnimočne až ISO 1600

a profesionálne fotoaparáty ešte vyššiu [39].

Príloha č.1a: Amatérske digitálne fotoaparáty

Zo skupiny amatérskych digitálnych fotoaparátov som pre porovnanie vybrala

fotoaparáty od šiestich rôznych výrobcov. Zamerala som sa na typ snímača, počet

pixelov, citlivosť, sekvenčné snímanie, maximálne rozlíšenie fotografie a cenu.

Obrazový snímač

Počet pixelov

Maximálne rozlíšenie fotografie

Citlivosť

Sekvenčné snímanie

Cena

Nikon Coolpix 8700

2/3“ CCD

8,31 miliónov pixelov

3264x2448

ISO 50, 100, 200, 400

2,5 snímky/s

24 379 Sk

Canon Power Shot S80

1/1,8“ CCD


3264x2448

ISO 50 – 400

1,8 snímky/s

18 579 Sk

Olympus µ Digital 810

1/1,8“ CCD


3264x2448

ISO 64 -400

4 snímky/s

14 000 Sk

Niektoré parametre vybraných typov amatérskych fotoaparátov

7,95

8

8,05

8,1

8,15

8,2

8,25

8,3

8,35

počet pixelov

NikonCoolpix8700

CanonPowerShot S80

Olympus µDigital 800

PanasonicDMC-

FZ30EG-S

KodakEasyShare

P880

Sony DSC-N1 Cyber-

shot

výrobca a typ fotoaparátu

Porovnanie počtu pixelov amatérskych fotoaparátov od rôznych výrobcov

0 Sk

5 000 Sk

10 000 Sk

15 000 Sk

20 000 Sk

25 000 Sk

cena

NikonCoolpix8700

CanonPowerShot S80

Olympus µDigital 800

PanasonicDMC-

FZ30EG-S

KodakEasyShare

P880

Sony DSC-N1 Cyber-

shot


Porovnanie ceny amatérskych fotoaparátov od rôznych výrobcov

V súčasnosti už nezaznamenávame veľké rozdiely medzi fotoaparátmi jednej triedy.

Určité výkyvy sú v cene, na ktorú nevplýva vo veľkej miere typ použitého snímača, ale

hlavne ďalšie funkcie a súčasti fotoaparátu (objektív, blesk, zaostrovanie, expozícia, typ

pamäťového média, atď.) a samozrejme značka.

Príloha č.1b: Profesionálne digitálne fotoaparáty

Profesionálna technika nie je lacnou záležitosťou, ale prináša so sebou kvalitu, ktorá sa

v amatérskych systémoch dosiahnuť nedá. Ponuka profesionálnych digitálnych

fotoaparátov nie je taká široká ako u spotrebiteľských modelov, preto som pre porovnanie

v tejto kategórii zvolila viac typov fotoaparátov od rovnakého výrobcu.

Obrazový snímač

Počet pixelov

Maximálne rozlíšenie fotografie

Citlivosť

Sekvenčné snímanie

Cena

Canon EOS 1Ds Mark II

CMOS

16,7 Mpx

3328x4992

ISO 100 – 1600

4 snímky/s

285 998 Sk

Olympus E-330 Nature Pro Kit

Live MOS

7,9Mpx

3136x2352

ISO 100 – 1600

3

snímky/s

139 300 Sk

Nikon D2Hs

CCD

4 Mpx

2464x1632

ISO

200 – 800

3

snímky/s

120 443 Sk

Niektoré parametre vybraných typov profesionálnych fotoaparátov

02468101214161820

počet pixelov

CanonEOS 1DsMark II

NikonD2x

CanonEOS 5D

NikonD2Hs

OlympusE-330NaturePro Kit

Epson R-D1

KodakDCS-620


Porovnanie počtu pixelov profesionálnych fotoaparátov od rôznych výrobcov

Digitálna oblasť zabezpečuje digitalizáciu obrazu a jeho uloženie. To znamená, že

obsahuje kvalitný a hlavne veľký snímač, pamäťové médium, zdroj energie a väčšinou

i LCD displej pre kontrolu snímkou. Snímače používané u týchto fotoaparátov majú

rozlíšenie zhruba od 1,2 milióna bodov až po 16 miliónov bodov a sú výrazne kvalitnejšie

ako u bežných prístrojov. Napr. svetelná citlivosť je podstatne vyššia. U amatérskych

prístrojov sa väčšinou pohybuje okolo ISO 100, v profesionálnej sfére sa citlivosť

pohybuje od ISO 100 – 1600. To umožňuje robiť snímky za výrazne slabšieho osvetlenia

s dobrým dynamickým rozsahom farieb.

0 Sk

50 000 Sk

100 000 Sk

150 000 Sk

200 000 Sk

250 000 Sk

300 000 Sk

cena

Canon EOS1Ds Mark II

Nikon D2x Canon EOS5D

Nikon D2HsOlympus E-330 NaturePro Kit

Epson R-D1


Porovnanie ceny profesionálnych fotoaparátov od rôznych výrobcov

Využitie profesionálnych fotoaparátov je tam, kde je potrebná vysoká kvalita a veľké

formáty fotografií (štúdiová, reklamná a digitálna umelecká fotografia). Pre profesionálne

fotografovanie pohyblivých objektov (šport, príroda, atď.), sa používajú fotoaparáty

s vysokou rýchlosťou sekvenčného snímania (napr. 8,5 snímkov/s). Aj v tejto kategórii

fotoaparátov sa dá predpokladať, že prístroje budú pribúdať, ale zatiaľ je ich výber dosť

úzky.

Príloha č.1c: Amatérske digitálne DVD kamery

DVD kamery sú kamery pre okamžitý záznam na DVD médium, bez potreby

vyhľadávania prázdneho miesta na disku. Táto skupina kamier ešte nie je taká rozšírená

ako napr. digitálne kamery typu MiniDV. Preto som pre porovnanie tejto skupiny musela

použiť viac typov kamier rovnakej značky.

Obrazový snímač

Počet pixelov

Objektív-ohnisková vzdialenosť

Minimálne osvetlenie

Cena

Canon DC20 DVD

1/3,9“ CCD

2,2 Mpx

40,6 – 406

0 lx (v režime

Super noc)

33 300 Sk

Sony DCR – DVD202E

1/5,5“ CCD 1,07 Mpx

3 – 36

7 lx

24 800 Sk

Panasonic VDR-

D300EP-S

3/6“ CCD

2,4 Mpx

3 – 30

1 lx

34 192 Sk

Hitachi DVD DZ-GX20E

1/3,6“ CCD

2,12 Mpx

4,5 – 45

0,3 lx

30 710 Sk

Sony DCR – DVD405E

1/3“ CCD 3,3 Mpx 5,1 – 51 5 lx 33 000 Sk

Panasonic VDR – D150EP-S

1/6“ CCD

0,8 Mpx

1,9 -57

2 lx

17 700 Sk

Niektoré parametre vybraných typov amatérskych digitálnych DVD kamier

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

počet pixelov

Canon DC20 Sony DCR-202E

PanasonicVDR-D300EP-

S

Hitachi DZ-GX20E

SonyDCR–405E

PanasonicVDR–D150EP-S

výrobca a typ kamery

Porovnanie počtu pixelov amatérskych digitálnych DVD kamier od rôznych výrobcov

Neustála inovácia digitálnych kamier neobišla ani DVD digitálne kamery (napr. obrazový

čip, zvuk). Táto kategória kamier sa vyznačuje dlhou životnosťou batérie, jednoduchým

ovládaním, malými rozmermi a hmotnosťou. Z grafu je vidieť veľké rozdiely v počte

pixelov CCD obrazového snímača u jednotlivých typov DVD kamier, čo má priamy

vplyv na výsledné rozlíšenie obrazu a cenu.

0

5 000

10 000

15 000

20 000

25 000

30 000

35 000

cena [Sk]

Canon DC20 Sony DCR-202E

PanasonicVDR-D300EP-

S

Hitachi DZ-GX20E

SonyDCR–405E

PanasonicVDR–D150EP-S


Porovnanie ceny amatérskych digitálnych DVD kamier od rôznych výrobcov

Výrobcovia uvádzajú na trh stále väčší počet lacnejších kamier určených pre amatérske

a rodinné filmovanie, ktoré majú osloviť zákazníka pri zachovaní kvality obrazu najmä

cenou a jednoduchosťou ovládania.

Príloha č.1d: Profesionálne digitálne kamery

Špičkové modely kamier určené pre profesionálov a drahé modely pre náročných

amatérov, nie sú tou skupinou kamier, ktorá má na trhu najväčšie zastúpenie. Je to

zapríčinené hlavne ich vysokou cenou. Porovnávala som kamery od štyroch rôznych

výrobcov.

Obrazový snímač

Počet pixelov

Objektív-ohnisková vzdialenosť

Minimálne osvetlenie

Cena

Panasonic AG-

HVX200

1/3“ 3CCD

900 000

4,2 – 55

3 lx

231 990 Sk

JVC GY-DV5101 E

½“ 3CCD 410 000 3 – 36 0,2 lx 188 360 Sk

Sony DSR-400PL

2/3“ 3CCD 400 000 3 – 30 0,5 lx 232 000 Sk

Canon XL2

1/3“ 3CCD

800 000

-

0,8(v režime noc)

202 750 Sk

Sony DSR-250P

1/3“ 3CCD 450 000 6 – 72 2 lx 209 600 Sk

JVC GY-HD100E

1/3“ 3CCD 370 000 - 2 lx 234 000 Sk

Niektoré parametre vybraných typov profesionálnych digitálnych kamier

0100 000200 000300 000400 000500 000600 000700 000800 000900 000

počet pixelov

PanasonicAG-

HVX200

JVC GY-DV5101 E

Sony DSR-400PL

Canon XL2Sony DSR-250P

JVC GY-HD100E


Porovnanie počtu pixelov profesionálnych digitálnych kamier od rôznych výrobcov

Profesionálne digitálne kamery sú vybavené 3CCD obrazovým snímačom, ktorý dosahuje

v porovnaní s 1CCD vyššie rozlíšenie, väčšiu citlivosť a menšie rozmazávanie

výsledného obrazu. Počet pixelov jedného obrazového snímača sa najčastejšie pohybuje

okolo 400 000 pixelov, alebo 800 000 pixelov.

0

50 000

100 000

150 000

200 000

250 000

cena [Sk]

PanasonicAG-

HVX200

JVC GY-DV5101 E

Sony DSR-400PL

Canon XL2Sony DSR-250P

JVC GY-HD100E


Porovnanie ceny profesionálnych digitálnych kamier od rôznych výrobcov

Príloha č.1e: Priemyselné kamery

Priemyselné kamery v bankách, obchodoch, ale i na pracoviskách či vo vybraných

mestských zónach sa stali bežnou súčasťou monitorovania pohybu ľudí. Pre porovnanie

kamier v tejto oblasti som zvolila čiernobiele kompaktné kamery.

Obrazový snímač

Počet pixelov Minimálne osvetlenie

Cena

KBC-602 1/3“ CCD LG

291 000 0,1 lx 1499 Sk

AVC-301AI 1/3“ CCD Samsung

- 0,5 lx 2142 Sk

VS-160X-2006LL

1/3“ CCD Sony

291 000 0,003 lx 4766 Sk

VS-160C-2046H-AI

1/3“ CCD Sony

410 000 0,1 lx 5900 Sk

YK-517FX Hires, Low Lux

1/3“ CCD Sony

410 000 0,07 lx 9115 Sk

Niektoré parametre vybraných čiernobielych kompaktných priemyselných kamier

Najčastejšie sa u priemyselných kamier používa obrazový snímač CCD. Oblasti využitia

týchto kamier si nevyžadujú vysokú rozlišovaciu schopnosť a kvalitu obrazu, čo vidieť aj

na malom počte pixelov.

050000100000150000200000250000300000350000400000450000

počet pixelov

KBC-602 VS-160X-2006LL

VS-160C-2046H-AI

YK-517FXHires, Low Lux

typ kamery

Porovnanie počtu pixelov vybraných druhov priemyselných kamier

010002000300040005000600070008000900010000

cena [Sk]

KBC-602 AVC-301AI VS-160X-2006LL

VS-160C-2046H-AI

YK-517FXHires, Low

Lux

typ kamery

Porovnanie ceny vybraných druhov priemyselných kamier

Z porovnania vidieť väčšie rozdiely najmä v minimálnom osvetlení a cene.

Príloha č.2: Úvodná obrazovka elektronického kurzu

Obsah elek tron ické hoku rzu

prechod na pred chád zajú cuka pitolu

precho d na na sledujúcuka pitolu

precho d na predch ád zajú custranu

prechod na nasled ujúcustran u

ukonče nieap likác ie

full s cree n(ce lá o brazovka )

Príloha č.3: Popis ponuky MENU v grafickom spracovaní diplomovej práce

Hlavné kap itoly

Podkapitoly

Zobrazená položka z menu

Časť podkap itoly

Prechod ku rzora po položkách v menu

Názov zo brazenej ka pitoly

Ná zov zo brazenej po dkapitoly

Príloha č.4: Grafické prostredie diplomovej práce spracovanej pomocou programu

Macromedia Flash 8

Multimediálna učebnica o snímacích a zobrazovacích ...diplom.utc.sk/wan/690.pdf · QD-OLED Quantum Dots Organic LED Organické kvantové body LED STN Supertwist Nematic Zdokonalená

Documents