lektsii__2_semestr (862277), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Рис. Различные виды форм протяжного сканера

П ланшетный сканер. Объект сканирования располагается на стекле, затем закрывается крышкой и происходит процесс сканирова­ния.

Принцип работы планшетного сканера состоит в том, что вдоль сканиру­емого изображения, расположенного на прозрачном неподвиж­ном стекле, движется сканирующая каретка с источником света.

Рис. Планшетный сканер

Планшетные сканеры обязательно имеют матрицу ПЗС (прибор с зарядовой связью). Матрица ПЗС – устройство, которое при попадании на его светочувствительную область потоков света генерирует электрические импульсы. ПЗС состоит из определенного количества светочувствительных элементов (фотодиодов), количество которых тесно связано с максимальным разрешением. Каждый фотодиод генерирует электрические заряды, пропорциональные его освещенности. Перед фотодиодами (пикселями) матрицы ставятся цветовые фильтры разного цвета - красный, зеленый, желтый\синий.

Рис. Схема работы планшетного сканера

Устройства вывода

Мониторы

Для персональных компьютеров используются в основном мониторы следу­ющих типов:

Монитор (дисплей) предназначен для вывода на экран тексто­вой и графической информации.

В зависимости от своего устройства мониторы подразделяются на:

1. CRT (Cathode Ray Tube) – терминал с катодно-лучевой (электронно-лучевой) трубкой;

2. LCD (Liquid Crystal Display) – жидкокристаллический дисплей;

3. OLED (Organic Light-Emission Diode ) –органический светоизлучающий диод;

4. PDP (PlasmaDisplayPanel) — плазменная панель;

5. FED (Field Emission Display) – многополевой дисплей.

В се они используют общий подход для вывода полного цветового спектра: разделение цветов на базовые. Вместо сложных пикселей, способных выдавать множество оттенков, разработчики остановили свой выбор на пикселях, состоящих из трёх суб-пикселей, каждый из которых отображает оттенки своего цвета: красного, зелёного и синего, через цветовые фильтры.

Пользователь, из-за анатомического строения глаза, не отличает суб-пиксели друг от друга и воспринимает их как единое целое. Используя все три цвета в разных пропорциях, можно создавать все цветовые оттенки.

Принцип работы жидкокристаллических мониторов

Работа ЖК мониторов основана на изменении опти­ческих свойств молекул жидких кристаллов под воздействием внешнего электрического поля.

Жидкий кристалл представляет собой вещество, которое обла­дает свойствами как жидкости (текучестью), так и твердых крис­таллов (например, анизотропией — различным светопропусканием через разные грани). Есть жидкие кристаллы, через отдельные грани которых свет практически не проходит (нематические). В LCD-панелях используют нематические кристаллы, молекулы которых имеют форму продолговатых пластин, объединенных в скрученные спирали.

Экран жидкокристаллического монитора представля­ет собой матрицу ячеек ЖК-элементов. ЖК-элемент (пиксель) состоит из 3 суб-пикселей. Каждый суб-пиксель имеет одинаковое строение и отличается только цветовым фильтром. Суб-пиксель включает в себя: кристалл, прозрачный электрод, цветофильтр, два поляризатора – один входной (изменяет ориентацию молекулы) и один выходной.

Н апряженность электромагнитного поля влияет на угол поворота кристалла. Чем выше напряженность поля, тем меньше угол поворота к экрану, тем меньшая часть света проходит через ячейку. Таким образом, в зависимости от угла поворота, через кристалл проходит больше или меньше света, в результате чего каждый суб-пиксель даёт то или иное количество красного, зелёного или синего цвета.

Кристалл не излучает свет, поэтому ЖК-панелям всегда нужна подсветка. Свет, излучаемый подсветкой, (галогенные или электролюминисцентные лампы с холодным катодом – CCFL - ColdCathodeFluorescenceLight) проходит через жидкий кристалл, затем окрашивается цветовым фильтром.

К достоинствам ЖК мониторов следует отнести:

1. малые габариты и вес;

2. низкое энергопотребление;

3. абсолютно плоскую поверхность экрана;

4. соответствие размеров видимой картинки на экране с размерами экрана по диагонали;

5. идеальную геомет­рию без каких-либо искажений;

6. отсутствие проблем с плохой фокусировкой, несведением лучей и мерцанием изображения;

7. практически полное отсут­ствие излучений;

8. возможность поворота экрана и изображе­ния на нем на 90 градусов (что бывает очень полезно, напри­мер, при компьютерной верстке).

С другой стороны, ЖК мо­ниторы обладают и рядом недостатков:

1. зависимость контраста от угла обзора до сих пор остаётся существенным минусом технологии;

2. многие из ЖК-мониторы имеют сравнительно малый контраст и глубину чёрного цвета. Повышение фактического контраста часто связано с простым усилением яркости подсветки, вплоть до некомфортных значений. Широко применяемое глянцевое покрытие матрицы влияет лишь на субъективную контрастность;

3. цветовой охват и точность цветопередачи ниже, чем у плазменных панелей и ЭЛТ соответственно.

4. из-за жёстких требований к постоянной толщине матриц существует проблема неравномерности однородного цвета (неравномерность подсветки);

5. чувствительная матрица, незащищённая стеклом. При сильном нажатии возможна необратимая деградация и присутствие одной или нескольких нефункциональных («мертвых») точек, посто­янно светящихся одним цветом.

Перспективной технологией, которая может заменить ЖК-мониторы, часто считают OLED-дисплеи.

Принцип работы OLED мониторов

OLED — тонкоплёночные светодиоды, в которых в качестве излучающего слоя применяются органические соединения – полимеры.

Полимеры способны излучать световые волны при подаче электрического напряжения. Электрический ток подводится к полимерам, которые испускают яркий свет.

Каждый пиксель цветного OLED-дисплея формируется из трех составляющих — органических ячеек, отвечающих за синий, зеленый и красный цвета. В основе OLED — пассивные и активные матрицы управления ячейками.

Преимущества и недостатки OLED мониторов

Преимущества

• Меньшие габариты и вес;

• Отсутствие необходимости в подсветке;

• Отсутствие такого параметра как угол обзора — изображение видно без потери качества с любого угла;

• Более качественная цветопередача и высокий контраст.

• Контрастность – у OLED-дисплеев равна 1000000:1 (контрастность LCD 1300:1, CRT 2000:1)

• Более низкое энергопотребление при той же яркости. Энергопотребление. энергопотребление — OLED-дисплеев около 25Вт (у LCD — 25-40Вт).

• Яркость. Максимальная яркость OLED — 100 000 кд/кв. м., у ЖК-панелей максимум составляет 500 кд/кв. м.

• Возможность создания гибких экранов

• Предполагается, что производство таких дисплеев будет гораздо дешевле, чем производство жидкокристаллических дисплеев.

Недостатки

• маленький срок службы полимеров некоторых цветов (порядка 3-4 лет);

• как следствие первого, невозможность создания долговечных полноценных цветных дисплеев;

• дороговизна и не отработанность технологии по созданию больших матриц;

Принцип работы PDP мониторов

Плазменная панель (Газоразрядный экран) — устройство, использующее в своей работе явления электрического разряда в газе и возбуждаемого им свечения люминофора.

П лазменная панель представляет собой матрицу газонаполненных ячеек, заключенных между двумя параллельными стеклянными поверхностями. В качестве газовой среды обычно используется неон или ксенон. Разряд в газе протекает между прозрачным электродом на лицевой стороне экрана и адресными электродами, проходящими по его задней стороне. В цветных плазменных панелях каждый пиксель экрана состоит из трёх идентичных микроскопических полостей – суб-пикселей, содержащих инертный газ.

Рис Устройство плазменной панели

После того, как к электродам будет приложено сильное напряжение, газ начинает излучать ультрафиолетовый свет, который попадает на люминофоры в нижней части каждой полости. В зависимости от состава люминофора, он излучают один из основных цветов: красный, зелёный или синий. Затем цветной свет проходит через стекло и попадает в глаз зрителя

Трудности при производстве плазменных дисплеев

Технология изготовления таких цветных мониторов достаточно трудоемкая.

• Первая трудность — размер пикселя. Суб-пиксель плазменной панели имеет объём 200 мкм x 200 мкм x 100 мкм, а на панели нужно уложить несколько миллионов пикселей, один к одному.

• Во-вторых, передний электрод должен быть максимально прозрачным.

• В третьих адресация пикселей. На плазменной панели с разрешением 1280x768 пикселей присутствует примерно три миллиона суб-пикселей, что даёт шесть миллионов электродов. Проложить шесть миллионов дорожек для независимого управления суб-пикселями невозможно, применяют специальную технологию - мультиплексация. Передние дорожки обычно выстраивают в цельные строчки, а задние — в столбцы. Встроенная в плазменную панель электроника с помощью матрицы дорожек выбирает пиксель, который необходимо зажечь на панели. Операция происходит очень быстро, поэтому пользователь ничего не замечает, — подобно сканированию лучом на ЭЛТ-мониторах.

• В четвертых необходимо подобрать правильное соотношение состава люминофора в суб-пикселе, чтобы он излучал требуемый цвет – красный, зеленый или синий.

Принцип работы FED мониторов

FED (FieldEmissionDisplay – многополевой дисплей) — устройство использующее в своей работе свечение люминофора под воздействием электронного луча.

Одна из дисплейных технологий позволяющая получать плоские экраны с большой диагональю.

Мониторы FED основаны на процессе, который несколько похож на тот, что применяется в CRT мониторах, так как в обоих методах применяется люминофор, светящийся под воздействием электронного луча. Главное отличие между CRT и FED мониторами состоит в том, что CRT мониторы имеют три пушки, которые испускают три электронных луча, последовательно сканирующих панель, покрытую люминофорным слоем, а в FED мониторе используются множество маленьких источников электронов, расположенных за каждым пикселем экрана и все они размещаются в пространстве по глубине меньшем, чем требуется для CRT.

Достоинства:

• Низкое энергопотребление;

• Широкий угол обзора;

• Безинерционность. FED-экраны могут обновлять «картинку» с частотой до 240 раз в секунду.

• При выходе из строя 20% излучателей электронов на дисплее не появятся «мёртвые» пиксели.

Технические характеристики мониторов

1. Разрешение. На современных 1900х1200 пикселей;

2. Размер точки: расстояние между центрами соседних пикселей – 0,22мм.

3. Соотношение сторон экрана (формат): Отношение ширины к высоте, например: 4:3, 16:9, 16:10, 5:4.

4. Видимая диагональ: размер самой панели, измеренный по диагонали. Площадь дисплеев зависит также от формата: монитор с форматом 4:3 имеет большую площадь, чем с форматом 16:10 при одинаковой диагонали.

5. Контрастность: это отношение яркости самых светлых участков изображения к самым темным. Следовательно, чем ярче светлые участки и чем темнее темные, тем выше контраст - 1300:1;

6. Яркость: количество света, излучаемое дисплеем – 500 кд/м²;

7. Время отклика - время, необходимое пикселю для изменения своей яркости. Для современных мониторов составляет 2-5 мс.

8. Угол обзора: угол, при котором падение контраста достигает минимального значения. Современные мониторы поддерживают угол обзора – 176-178^о по вертикали и 160-170° по горизонтали

9. Тип матрицы(для ЖК мониторов): технология, по которой изготовлен ЖК-дисплей

10. Входы: (DVI, VGA, HDMI)

Устройства печати

Принтеры (print - печать) — устройство печати цифровой информации (текстов, рисунков, графиков) на твёрдый носитель, обычно на бумагу.

Классификация принтеров:

1. По приципу переноса\способа печати: ударно-матричные, струйные, лазерные, светодиодные, твердочернильные, сублимационные;

2. По количеству цветов печати: цветные и черно-белые;

3. По интерфейсу\способу взаимодействия – проводные (LPT, USB), беспроводные

Ударно-матричный принтер состоит из следующих основных элементов:

1. п ечатающая головка;

2. бумагопротяжный барабан;

3. картридж с красящей лентой;

4. плата контроллера;

5. панель управления принтером;

6. устройство подачи бумаги.

Характеристики

Список файлов лекций