Tecnologías para adquisición de imágenes

• Tecnologías de visualización– Tubo de rayos catódicos.– Pantallas de cristal líquido (LCD)

• DSTN (Monitor de matriz pasiva)• TFT (Monitor de matriz activa)

– Pantallas de Plasma (PDP)

• Tecnologías para la captura de imágenes– Cámaras fotográficas

• Cámaras de película• Cámaras digitales

– Sensores digitales» CCD (Charge coupled devices)» CMOS (Complementary Metal-Oxide-

Semiconductor)

– Escáneres

Tecnologías para adquisición de imágenes

• Tecnologías de impresión de imágenes– El modelo CMYK– Semitonos– Impresoras de inyección– Impresoras láser

• Tecnologías de almacenamiento– Dispositivos magnéticos.– Dispositivos ópticos.– Memorias Flash.

- CRT => Cathode Ray Tube (tubo de rayos catódicos)

- Un tubo de vacío que tiene al final de su cuello un filamento incandescente (cañón de electrones)

CRT: Descripción

CRT: Funcionamiento I

CRT: Funcionamiento II

- Utilizan tres rayos catódicos.

- La luminosidad que se provoca es controlada por la intensidad de la colisión.

- Cada haz debe apuntar a su correspondiente punto fosfórico dentro de un dot.

-La pantalla necesita ser barrida constantemente de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo.

CRT: Ventajas e inconvenientes

• Ventajas del CRT– Tecnología robusta y bien conocida– Resolución de alta calidad y control de imagen

• Desventajas del CRT– Tamaño de los monitores– Tecnología analógica– Alto consumo de energía.– Gran tamaño y peso (los típicos son al menos tan profundos como

anchos-cabezones)– Generan gran calor (refrigeración, ambiente cargado e incómodo)– El tubo de rayos catódicos que llevan internamente es

relativamente frágil.– El interfaz del microprocesador es complejo

LCD: Descripción I

Pantallas de cristal líquido (LCD): Los cristales líquidos son sustancias casi transparentes que combinan las propiedades de los líquidos y de los sólidos.

• Funcionan en base a la polarización de filtros y de cristales líquidos en lugar de fósforo iluminado por rayos de electrones.

• Permiten construir pantallas de tamaño reducido, muy planas, y no necesitan fuentes de alto voltaje para funcionar.

LCD: Descripción II

• ¿Cristal líquido?– Pues tiene propiedades de líquidos y de sólidos

• La luz que pasa a través de ellos sigue la alineación de sus moléculas (sólidos),o sea puede cambiar la polaridad de la luz.

• Al aplicarles electricidad, cambian la alineación de sus moléculas (líquidos).

• Existen sustancias transparentes que pueden conducir la electricidad

• La luz puede ser polarizada (orientar a las ondas que la transmiten) mediante filtros.

LCD: Descripción III

• Los cristales líquidos son moléculas cilíndricas.

• Se alinean paralelamente sobre su eje más largo.

• La luz sigue la orientación de estas moléculas.

• La orientación de las moléculas cambia con la electricidad.

• Esto, en combinación con un filtro que polariza luz puede o no dejarla pasar.

LCD: Estructura

• (A) Espejo• (B) Vidrio polarizado• (C) Electrodo• (D) Cristal liquido• (E) Vidrio con electrodo (con la forma de la imagen a desplegar)• (F) Vidrio polarizado (a 90 grados con respecto de (B)).

LCD: Funcionamiento

• Dos tecnologías básicas:– Double-layer Super Twist Nematic (DSTN). Dual scan LCD.

Matriz pasiva.– Thin Film Transistor (TFT). Matriz activa.

• Principios– Los cristales líquidos no emiten su

propia luz sino la filtra.– Mediante el anclaje de las moléculas

del cristal a cada lado de la pantalla

mediante canales en el vidrio, su estado

natural crea las alineaciones necesarias

LCD: Tecnologías

DSTN: Descripción

Double-layer Super Twist Nematic (DSTN).

• Pantallas LCD utilizadas en portátiles hasta hace pocos años.

• Denominadas de matriz pasiva pues cada pixel debe mantener su estado entre refrescos sin una carga eléctrica constante.

• Son una evolución de las STN para reducir el efecto ghosting (dividen la pantalla en dos mitades) Dual scan.

DSTN: Funcionamiento

• Electrodos horizontales y verticales controlan los puntos en la pantalla que se encienden/apagan.

• Lo que se observa es una luz de fondo.

• Tiempo de respuesta de 300ms.

DSTN: Ventajas e inconvenientes

• Inconvenientes

– Calidad de imagen inferior,.

– El tiempo de respuesta (tiempo para formar gráficos en pantalla) es el doble..

– El ángulo de visión es reducido a la mitad.

– Contraste significativa mente menor.

• Ventajas

– Necesitan menos potencia.

TFT: Descripción

• TFT o Thin film transistor (transistor de película fina): tecnología empleada en pantallas LCD.

• El encendido/apagado de cada pixel y color es gobernado por un transistor de efecto de campo dedicado.

• Cada celda se direcciona independientemente.

• Sustituyen a las antiguas DSTN y es la tecnología más empleada actualmente.

TFT: Funcionamiento

TFT: Estructura

TFT vs CRT I

  Flat Panel Displays (TFTs) Tube Monitors (CRTs)

Brightness (+) 170 to 250 cd/m² (~) 80 to 120 cd/m²

Contrast ratio (~) 200:1 to 400:1 (+) 350:1 to 700:1

Viewing angle (contrast) (~) 110 to 170 degrees (+) over 150 degrees

Viewing angle (color) (-) 50 to 125 degrees (~) over 120 degrees

Convergence errors (+) none (~) 0.0079 to 0.0118 inch (0,20 to 0,30 mm)

Focus (+) very good (~) satisfactory to very good

Geometry/linearity errors (+) none (~) possible

Pixel errors (-) up to 8 (+) none

TFT vs CRT II

Input signal (+) analog or digital (~) only analog

Scaling for different resolutions

(-) none or by low-performance interpolation methods

(+) very good

Gamma (color tuning for the human eye)

(~) satisfactory (+) photo realistic

Uniformity (~) often brighter at the edges (~) often brighter in the center

Color purity/color quality (~) good (+) high

Flickering (+) none (~) not visible over 85 Hz

Response time (-) 20 to 30 msec (+) not noticeable

Power consumption (+) 25 to 40 watts (-) 60 to 150 watts

Space requirements/weight (+) flat design, light weight (-) a lot of space, heavy

¿ondas electromagnéticas dañinas ?

PDP: Descripción

• Plasma: fenómeno físico basado en la utilización de un gas compuesto (neón, xenón y argón) que cuando son sometidos a corriente eléctrica emiten luz

• Se basan en la emisión de luz espontánea al descargar eléctricamente el gas.

Pantalla de plasma (PDP) es una pantalla plana en la cual la luz se crea por la excitación de fósforo por la descarga de plasma entre dos pantallas planas de vidrio. Utilizado en TV y paneles publicitarios.

PDP: Funcionamiento I

PDP: Funcionamiento II

El brillo de PDP es determinado controlando la frecuencia de la descarga

PDP: estructura

PDP: Ventajas e inconvenientes

• Ventajas– Son muy fiables.– Amplio ángulo de visión.– No presentan parpadeo.– Pueden construirse de gran tamaño – Gracias su brillo natural son muy recomendables para

grandes tablones.

• Inconvenientes– Consumen mucha energía – Limitación en el tamaño mínimo de pixel, lo cual limita

por ejemplo su penetración en el mercado de pantallas para PC.

– Vida útil reducida (respecto a otros sistemas)