sloužící k zobrazování textových a grafických informací

MONITORY

Monitor 

Výstupní elektronické zařízení 



Signál  



přenášen analogově nebo digitálně obvykle není vybaven tunerem

Typy monitorů:   





sloužící k zobrazování textových a grafických informací

CRT (Cathode ray tube – klasická vakuová obrazovka) LCD (Liquid crystal display – tekuté krystaly) plazmová obrazovka další, méně obvyklé typy (OLED Organic light-emitting diode, SED Surfaceconduction electron-emitter display, atd.)

Základní vlastnosti 

  

Úhlopříčka (“) rozlišení obrazovky (px) obnovovací frekvence (Hz) doba odezvy (ms)

CRT – Cathode ray tube 

Vakuová trubice  



Princip činnosti  





elektronové dělo, fluorescenční stínítko 1879, Karl Ferdinand Braun obvykle 3 stejné elektronové paprsky barevné body (RGB) vznikají po dopadu paprsku na daný fosforový bod (luminofor) barevné CRT obrazovky potřebují masku (delta, trinitron, štěrbinová)

Výroba 

nanášení fosforu příslušné barvy (luminoforů) – fotografická cesta 



nanese se všude, rozsvítí se patřičný paprsek a projde se celá obrazovka (paprskem) vypláchnutí, neosvícená místa se vyplaví. Proces se opakuje pro každou barvu

Princip CRT Vychylování elektromagnetickým polem čtyři cívky (2 horizontální, 2 vertikální)

žhavená katoda řídicí mřížka: Wehneltův válec s – potenciálem urychlovací anody

Černobílá CRT 1.

Vychylovací cívky

2.

Svazek elektronů

3.

Zaostřovací cívka

4.

Luminoforová vrstva

5.

Žhavicí vlákno

6.

7.

8. 9.

Grafitová vrstva na vnitřní straně Pryžové těsnění pro připojení anody Katoda

Vzduchotěsná obrazovka

10.

Stínítko

11.

Ocelová kotva magnetu

12.

Řídicí elektroda regulující intenzitu paprsku

13.

Konektor katody

14.

Připojení anody

Barevná CRT Elektronové dělo 2. Svazky elektronů 3. Zaostřovací cívky 4. Vychylovací cívky 5. Připojení anody 6. Maska pro oddělení paprsků 7. Luminoforová vrstva s RGB oblastmi 8. Detail luminoforové vrstvy z vnitřní strany obrazovky 1.

Typy CRT 

CRT s invarovou obrazovkou 

  



CRT s trinitronovou obrazovkou    



maska omezuje rozptyl paprsků a pomáhá je přesně usměrnit na požadované místo deska s provrtanými malými otvory (každý bod tři otvory) delta – uspořádání do trojúhelníků vypouklé nahrazení masky svislými tenkými drátky (Sony) plošší, válcovité ostrost a kontrast až do rohů obrazu, vyšší jas × zpevňující drátky riziko poškození magnetickým polem

CRT s cromaclear obrazovkou (štěrbinová maska)   

pokus spojit klady invaru a trinitronu (NEC) pevná mřížka, odolná vůči magnetickým polím náročnost výroby

Masky

Shadow mask (delta)

Aperture grille (štěrbinová)

LCD – Liquid crystal display 

Tenké a ploché zobrazovací zařízení  





Dvojice průhledných elektrod (2, 4) Dvojice polarizačních filtrů (1, 5) 

 

omezený počet barevných nebo monochromatických pixelů seřazených před zdrojem světla

s na sebe kolmými polarizačními osami (neprojde světlo)

Molekuly tekutých krystalů (3) Princip:  

podle napětí na elektrodě se struktura LC různě natočí umožní průchod světla v patřičné intenzitě 

různé podle natočení

Barevné LCD 

Složení ze tří subpixelů  

R, G, B svítivost řízena nezávisle 

díky tranzistorům

Kapalné krystaly 

Některé vlastnosti kapalné i pevné fáze  



tekutá jako kapalina optické a elektromagnetické vlastnosti jako krystalická látka

Dlouhé a úzké molekuly (mesogeny) 

orientované uspořádání způsobuje zajímavé optické jevy 



změna polarizace procházejícího světla v závislosti na poloze molekul

Chování v elektrickém poli 

molekuly jsou neutrální 



velikost el. náboje v jednotlivých částech molekuly se může lišit

molekula se stává dipólem 

v elektrickém poli má snahu otočit se v jeho směru

http://teacher.pas.rochester.edu/phy122/Lecture_Notes

N-(4-Methoxybenzyliden)4-butylanilin (MBBA)

Kapalné krystaly – fáze 

Nematická fáze 



jediným prvkem uspořádání je orientace tyčinkových molekul

Smektická fáze 



vyšší uspořádanost relativně tuhé vrstvy 



pravidelné opakování vzdáleností 



ve směru kolmém k vrstvám

SmA 



mohou po sobě klouzat

kolmé k vrstvám

SmC 

pod úhlem

Smektická fáze A, C (úhel θ)

Kapalné krystaly – fáze 

Chirální molekuly 





Chirálně nematická fáze  



obsahují uhlík s asymetrickou vazbou vzájemně pootočené cholesterická nejčastěji využívána

Chirálně smektická fáze 

uspořádání ve vrstvách

Chirálně nematická a chirálně smektická fáze

Princip LCD  

1. polarizační filtr s vertikální osou 2. skleněná destička s ITO elektrodami 

 

 

Indium Tin Oxide;

poloprůhledný metal-oxid

3. tekuté krystaly 4. skleněná destička s elektrodou 5. polarizační filtr s horizontální osou 6. světelný zdroj nebo reflexní vrstva k odrážení světla

LCD 

Řízení přímé (segmentové)  maticové (multiplex) 



Matice pasivní  aktivní 

http://www.avdeals.com/classroom/what_is_tft_lcd.htm

LCD s pasivní maticí 

Mřížka vodičů  

elektrody v řádcích a sloupcích nastavení el. pole v každé buňce pomocí 2 společných tranzistorů 



Změna barvy díky elektrickému poli  

když proud prochází řádkem a sloupec je uzemněný turbulentní proudění krystalů 



jeden pro řádek a jeden pro sloupec

na místech, kde působí elektrické pole

Problémy 

při velkém počtu pixelů nutno zvýšit napětí  



parazitní jevy  



min. 5 V ovlivnění sousedních pixelů elektrolýza, rozpouštění diod apod lepší střídavé napětí

rychlost zobrazování

LCD s aktivní maticí 

Každá buňka (elektroda ITO) vlastní tranzistor 

TFT – Thin Film Transistor 



menší napětí – možno vypínat a zapínat častěji  



řídí přivedení napětí na ITO elektrodu zvýšení obnovovací frekvence obrazovky kondenzátor – udrží napětí, než je přiloženo další

elektroda na straně obrazovky – společná

http://www.cmo.com.tw /opencms/cmo

Technologie TFT 

Twisted nematic (TN) 



původní pasivní displeje

TN+film  

TN-panely (nejlevnější, nejrozšířenější) vnitřní povrch filtrů drážkování 

 

bez napětí točící se struktura molekul vede světlo s napětím se většina molekul srovná ve směru elektrického pole 

  

aby molekuly na povrchu ležely stejným směrem jako polarizační filtry

a filtry nepropustí světlo

pův. pomalé (doba odezvy 35 ms), dnes pod 8 ms horší podání barev, rozdílné pozorovací úhly svítící vadné pixely

TN efekt

Technologie TFT 

In-plane switching (IPS)   

molekuly LC vyrovnané souběžně se základní rovinou v základním (vypnutém) stavu panel nepropouští světlo po přivedení napětí se LC krystaly pootočí až o 90 stupňů  



Vertical alignment (VA) 

orientace molekul tekutých krystalů vertikálně 

 

krajní stavy jsou přesnější a lépe definované věrné barvy a široké pozorovací úhly

silná závislost jasu na úhlu pozorování – rozdělení na domény

MVA (Multi-domain Vertical Alignment) PVA (Patterned Vertical Alignment)  



každá buňka je rozdělena na několik oblastí či domén subdomény zaujímají k sobě navzájem a k ploše displeje určitý úhel při změně napětí tekuté krystaly v různých subdoménách vždy otáčí proti sobě

Podsvícení displejů 

Reflexní LCD 



okolní světlo odráženo reflexní vrstvou za zadním polarizérem

Transmisivní (propustný) LCD 

EL – Electroluminiscent   



CCFL – Cold Cathode Fluorescent Lamp – kompaktní zářivka   



velmi tenká destička vydávající světlo (průchod proudu luminoforem) nízká spotřeba, vyžaduje střídavé napětí 80 - 100 V životnost (3 000 – 5 000 hodin) jasné bílé světlo, grafické LCD nízká spotřeba, střídavé napětí 270 - 300 V delší životnost než EL (10 000 - 15 000 hodin)

LED – Light Emitting Diode 

dlouhá životnost (10×), nevyžadují vysoké napětí

Podsvícení displejů 

RGB LED 



maticové rozmístění po celém panelu 



větší barevné spektrum

Direct LED 



LG

bílé LED 



možnost ztlumení v části obrazu

skupiny po 4 samostatných LED 



Sony (Bravia), Sharp

menší barevný prostor

Edge LED 



Sony, Samsung, LG

diody v rámečku, světlo pomocí světlovodů a zrcadel  

malá tloušťka (pod 1 cm) menší počet diod

http://www.sonyinsider.com/2009/10/29

Elektroluminiscenční dioda (LED) 

Light-emitting diode 



polovodičová součástka obsahující přechod P-N

Zapojení v propustném směru  

 



prochází proud elektrony mohou rekombinovat s děrami uvolňují energii ve formě fotonů přechod vyzařuje nekoherentní světlo s úzkým spektrem (elektroluminiscence) pásmo spektra záleží na složení polovodiče

Elektroluminiscenční dioda (LED) 

Bílé světlo  



trojice čipů a aditivní složení luminofor a jeho osvícení např. UV

Výhody   

 

  

vysoká účinnost možnost vyzářit světlo v požadované barvě možnost soustředění světla bez vnější optické soustavy možnost stmívání bez změny barvy odolnost proti nárazům a vypínání, extrémně dlouhá životnost (až 1 000 000 h oproti 1 000 h žárovek) rychlost rozsvícení (v řádu mikrosekund i méně) velikost, ekologie modré a bílé LED jsou schopny poškodit zrak

Displeje OLED 

Organic LED (Light-Emitting Diode)  

mobilní telefony, MP3/MP4 LED z organického materiálu 





nízké výrobní náklady

Pasivní matice (PMOLED)  



malé rozměry, „tisk“ na podložku

pasivní řízení pixelů systém překřížených vodičů

Aktivní matice (AMOLED) 

každý pixel vlastní tranzistor(y)

http://www.svethardware.cz/art_doc-42FA841C86228B0CC1257212004EB5B4.html

Technologie OLED 

Konstrukce  

kovová katoda (1) několik vrstev organické látky   





vrstva přenášející elektrony (2) vyzařovací vrstva vrstva přenášející díry (4)

průhledná anoda – ITO (5)

Princip 

organický materiál emituje světlo 



po zavedení napětí

do buňky přivedeno ss napětí   



katoda emituje elektrony anoda díry spojují se ve vyzařovací vrstvě tím produkují světelné záření

http://www.svethardware.cz/art_doc-42FA841C86228B0CC1257212004EB5B4.html

Plazmové displeje (PDP) 

Plazma 



skupenství složené z iontů a elementárních částic

Plazmový displej 

matrice miniaturních fluorescentních buněk (pixelů) 

 



dvě tenké skleněné tabulky síť elektrod

Klidový stav 



plyn (Ar, Ne, Xe)

Elektrické pole  

ionizace, volné elektrony, srážky excitace iontů 



každá obsahuje kondenzátor a tři elektrody

vyzáření fotonu (UV)

Luminofor 

převedení UV záření do viditelného spektra

http://www.cc.gatech.edu/classes/AY2005/cs7470_fall/papers/how_plasma_works.html

Schéma plazmového displeje

Elektronický inkoust  



Elektroforéza 



bílé nabité částice, tmavá kapalina

Electrowetting 





nízká energetická náročnost nízká rychlost

bílá barva pokrytá tmavým olejem po přiložení napětí se olej zmenší na kapku

Interference Modulation (IMOD) 

inspirace od některých tropických motýlů

Interference Modulation (IMOD) 

Interferenční efekty 

odrazem světla od reflexních mikromechanických membrán 



bistabilní  



nepoužívá žádné filtry – malé ztráty – čitelnost i v přímém slunečním svitu. spotřebovává energii pouze při změně zobrazení pokud nepotřebuje podsvícení (ve tmě)

IMOD prvek – optická rezonanční dutina  

schopná odrážet světlo určité barvy dvě vodivé reflexní destičky, mezi nimi vzduch 



1. nanesená jako film na skleněný podklad 2. má podobu membrány vznášející se nad pokladem

http://www.businessweek.com/magazine/content/10_19/b4177036185289.htm

Interference Modulation (IMOD) 

Dopad světla 

 





odraz od obou destiček, s fázovým posunem interference světla některé vlnové délky se vyruší, jiné posílí podle vzdálenosti se mění vlnová délka až k UV (černá)

Pohyb destiček 



 

elektrostatické síly přitáhnou nebo oddálí přiblížení: interference světlo posune až k UV (černá) oddálení: obnovení pův. barvy oba dva stavy zůstávají zachovány i bez dalšího přívodu energie (bistabilita)

http://www.robaid.com/wp-content/gallery/tech5

Dotykové displeje 

Rezistivní (odporový)  



dvě vodivé vrstvy odděleny úzkou mezerou při stlačení se spojí: změna proudu

Povrchová akustická vlna (SAW) 



 



Surface Acoustic Wave

v rozích pevné vrstvy vysílače a přijímače signálu při dotyku absorbována část vlny mohou být poškozeny vnějšími prvky

Kapacitní 

izolant potažený transparentním vodičem 



sklo + indium tin oxid – ITO

dotyk má za následek narušovaní elektrostatického pole obrazovky 

měřitelné jako změna v kapacitním odporu

http://www.mobilmania.cz/default.aspx?article=1108570

Dotykové displeje 

Optické (infračervené) zobrazování 

řada X-Y infračervených LED 



detektory kolem okrajů obrazovky 





pro detekci narušení ve struktuře paprsků

může detekovat jakýkoli vstup 



vzájemně se kříží vertikálně i horizontálně

včetně prstů, prstu v rukavici, stylus nebo pero, možnost nasadit rám na cokoliv

moderní vývoj

Disperzní signál (2002, 3M) 

senzory pro detekci mechanické energie nebo vibrací 

  



piezoelektrické snímače

neovlivnitelné prachem a jinými vnějšími elementy, včetně poškrábání vynikající optická průzračnost (sklo) detekuje i mechanické vibrace po počátečním doteku nemůže být rozpoznán prst bez hnutí

TISKOVÁ ZAŘÍZENÍ

Počítačová tiskárna 

Definice  

výstupní zařízení slouží k přenosu dat uložených v elektronické podobě na papír nebo jiné médium 



fotopapír, kompaktní disk apod.

Typy podle vztahu k počítači  

připojená k počítači samostatná 



síťový tisk, Bluetooth apod.

součást multifunkčních zařízení 

pokladna v obchodě, lékařské přístroje apod.

http://www.pekro.cz/post/jak-funguje-laserova-tiskarna-44/

Typy tiskáren 

Jehličkové 



tisk prostřednictvím jehliček a barvicí pásky

Termální (tepelné) 

tisk pomocí tepla  



Inkoustové 

mikroskopické trysky   



přímý tisk termotransferové

termické piezoelektrické voskové

Laserové 

laserový paprsek vykreslí na fotocitlivý válec obraz, nanesení toneru a fixace

Jehličkové tiskárny 

Princip 

tisková hlava s řadou 8, 9 nebo 24 jehliček 





propisují přes barvící pásku na papír jemné body

Výhody  

velmi nízké náklady na tisk mohou vytvářet kopii průpisem 

 

například mzdové lístky

tisková páska se opotřebovává postupně a nedojde najednou používání "nekonečného" papíru s boční perforací 



vertikálně uložené

může být tenčí (levnější), jeho vedení tiskárnou je spolehlivější

Nevýhody  

větší hlučnost, horší kvalita tisku u levnějších modelů nízká rychlost tisku

Termální tiskárny 

Přímý tisk 



tisková hlava tvořena malými odpory s malou tepelnou setrvačností jediný spotřební materiál je papír 

 

malá stabilita tisku rychlý a tichý tisk 



vyšší cena papíru

supermarkety, starší faxy

Termotransferové 

mezi hlavou a papírem termotransferová fólie 



z ní se barva teplem přenese na médium – běžný papír

i vícebarevný tisk 

potisk štítků, plastových karet nebo při tisku fotografií

Inkoustové tiskárny 

Princip 



Termické (bubble jet)  



tisková hlava tryská z několika desítek mikroskopických trysek na papír miniaturní kapičky inkoustu

tepelná tělíska v tiskové hlavě zahřívají inkoust při zahřátí vznikne v trysce bublina, ta vymrští inkoustovou kapku na papír

Piezoelektrické 

tisková hlava pracuje s piezoelektrickými krystaly 



destička, která je schopna měnit svůj tvar

Voskové (tuhý inkoust) 



po natavení se vystřikuje mikrotryskami na papír dokáží namíchat barvu bodu i bez překryvných rastrů 

velmi živé podání barev, vysoká kvalita výtisku. http://www.azom.com/Details.asp?ArticleID=2836#_Ink_Jet_Operation

Termická a piezoelektrická tiskárna

http://www.pdsconsulting.co.uk/2007/Library/Printing_Digital.asp

Laserové tiskárny 

Laserový paprsek vykresluje obrázek na fotocitlivý válec  

kovový s vrstvou polovodiče (obvykle selen) změna odporu po osvícení 





vybití do středu válce

Nanesení toneru (stejně nabitého) na povrch válce 

toner se uchytí jen na osvětlených místech 



nabit opačně než toner

Termální fixace toneru  



s odstraněným nábojem

obtiskne se na papír 



přibližně z 3 – 5 M na 300 

toner je k papíru tepelně fixován zažehlen teplem cca 180 °C a tlakem

Odstranění zbytku toneru 

mechanický stěrač, osvícení žárovkou

Princip laserové tiskárny

Řádkové tiskárny 

Celý řádek najednou 



Řetězové 





rychlost až 1800 řádků / min.

znaky za sebou na řetězu, ten se pohybuje nad papírem kolmo na směr posunu kladívka na druhé strany papíru udeří proti řetězu, když je naproti písmeno

Bubnové 

   

znaky umístěny po obvodu bubnu zvlášť v každé pozici na řádku buben se otáčí ve shodném směru jako papír, ve vhodnou chvíli proti bubnu udeří kladívko v celém řádku zároveň všechna A, B … všechna A jsou vytištěna výše než Z

http://www.yourdictionary.com/computer

Znakové tiskárny 



Obdoba elektrických psacích strojů Znakové s kulovou hlavicí 



převážně IBM, tvar tiskací hlavy jako vajíčko, na kterém rozmístěny znaky

Znakové s typovým kolem 

typové kolo, tvar kopretiny, znak umístěn na konci okvětních lístků

VSTUPNÍ ZAŘÍZENÍ PRO ZPRACOVÁNÍ OBRAZU

Fotoelektrický jev (fotoefekt) 

Uvolňování elektronů z látky (kovu)  

v důsledku absorpce elmg záření při osvětlení se některé látky nabíjejí  

pohlceny některé vlnové délky množství závisí na intenzitě a ne energii (frekvenci)

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/mod1.html

http://abyss.uoregon.edu/~js/glossary/photoelectric_effect.html

Fotoelektrický jev (fotoefekt) 

Vysvětlení pomocí kvantové teorie    

foton – kvantum vlnění E=h=ħ světlo může dodat elektronu tuto energii elektron může být uvolněn 



pokud h  větší než ionizační energie (fotoelektrická bariéra)

h  = Ev + Ek  

Ev Ek

výstupní práce kinetická energie uvolněného elektronu

Aplikace fotoefektu 

Fotorezistor  



Fotodioda  





přechod kov – polovodič vlivem osvětlení se mění vodivost mezi vodivými kovovými vložkami plošná polovodičová dioda, do oblasti PN přechodu může pronikat světlo osvětlení přechodu: polarizace diody v závěrném směru, kdy dochází k růstu anodového proudu reaguje na změny osvětlení lineárně a velmi rychle, řádově 10-6–10-9 s.

Fototranzistor 

bipolární křemíkový tranzistor 



zářením se otevře přechod mezi bází a emitorem 



emitorový přechod je přístupný světlu, kontakt k bázi nevyveden tranzistor se otevře a prochází jím proud

CCD snímač 

unipolární tranzistor se 3 hradly a nevyvedenou zdrojovou elektrodou

CCD - Charge Coupled Device 

Elektronická součástka používaná pro snímání obrazové informace 



Buňka převede světlo na proud  



videokamery, digitální fotoaparáty, faxy, skenery, čtečky kódů, …

fotoefekt, elektrony pomocí přiložených elektrod vytvářejí proud velikost odpovídá intenzitě světla

Analogové zařízení

Princip CCD 1.

odebrány všechny volné elektrony 

2.

přivedení + napětí na elektrody 1 a osvícení  

3.

přitahuje elektrony

díry přitahovány na dolní elektrodu

uzavření závěrky, trojfázový hodinový signál na elektrody 

4. 5.

bez přístupu světla

aby se elektrony pohybovaly doprava

zesilovač zesílí proud A/D převodník digitalizuje

Konstrukce CCD 

Lineární CCD 

pouze jednorozměrný obraz  



např. čtečka čárového kódu 



nebo se snímání ve druhém rozměru zajišťuje nějakým jiným způsobem např. posune se papír na výstupu dá množinu pulzů odpovídající černým a bílým čarám

Plošné CCD   

spojení mnoha lineárních CCD do jednoho čipu na konci řady náboj jde do dalšího lineárního CCD (kolmé) zesilovač až na konci

Konstrukce plošného CCD 

Princip

1. vybere se 1. sloupec 2. všechny pixely vybraného sloupce se posunou doprava 3. zpracování pravého sloupce dolů k zesilovači 4. opakování pro všechny další sloupce

http://www.digimanie.cz

Konstrukce barevného CCD 

Tříčipové provedení  

soustava polopropustných zrcadel obvykle profesionální přístroje 



náročnost, prostor

Jednočipové uspořádání  



barevné filtry před jednotlivými pixely teoreticky uspořádání ve třech řádcích (RGB) v praxi tzv. Bayerovo uspořádání 

dvojnásobný počet zelených buněk

výsledné barevné pixely znázorněny žlutě

Vlastnosti CCD 

Velikost a poměr stran 



Rozlišení 



v palcích, obvykle 4:3, 16:9 v megapixelech

Dynamický rozsah  

rozsah rozlišitelných odstínů od černé k bílé limitován kapacitou jednotlivých buněk a vlastním šumem 



Šum 

nejčastěji tepelný pohyb krystalové mřížky polovodiče 



větší kapacita buňky

ISO citlivost 



občas se uvolní elektron bez působení fotonu

odstup signálu od šumu větší u větších snímačů 



kolik elektronů je schopna pojmout

zesilovač obrazového signálu s přepínatelným zesílením

Použití CCD 

videokamery, fotoaparáty, faxy, skenery, čtečky kódů, optické myši…

Obrazové snímače CMOS   

Complementary Metal Oxide Semiconductor Světlocitlivá buňka – fotodioda Aktivní obrazový senzor  buňka může být přímo adresována a čtena pomocí souřadnic  každá má vlastní zesilovač 



zmenšuje aktivní plochu a zvětšuje šum

Aktivní CMOS (APS, Active-pixel sensors)  každá buňka doplněna analytickým obvodem  



vyhodnocuje šum aktivně ho eliminuje

Velký potenciál rozvoje

http://www.fotografovani.cz/art/fotech_df/rom_trouble1.html

Obrazové snímače CMOS 

Nevýhody  



malá citlivost na světlo, větší šum "přetékání náboje" ze sousedních buněk

Výhody    

podstatně menší spotřeba, výrobně jednodušší obrázky srovnatelné s CCD rychlost (náboj ze všech buněk prakticky najednou) možnost integrace specializovaných čipů 



např. stabilizace nebo komprese

vhodné pro mobilní telefony 

optimalizované i pro digitální zrcadlovky 

kvůli možnosti dosáhnout vyššího rozlišení

http://www.digimanie.cz/art_doc-67BCCD2DF7A9F53EC125763F0044663D.html

Obrazové snímače CMOS 

Částečné odstranění nevýhod 

BI/BSI (back-illumination, backside-illumination)

http://www.digimanie.cz

PhotoMultiplier Tubes (PMT) 

Použití u profesionálních bubnových skenerů  



Zdroj světla laser 



široký jasový rozsah, vysoká citlivost vysoký odstup signálu od šumu, zesílení až 108

dopad odraženého či prošlého světla na fotonásobič

Fotonásobič (PMT) – využití fotoefektu 

fotoefekt 



dopadem fotonu na fotokatodu emise elektronu

elektronové násobiče 

urychlení polem, náraz na dynodu, emise dalších

Skener 

Hardwarové vstupní zařízení  



Dva typy předloh 



umožňující převedení fyzické 2D nebo 3D předlohy do digitální podoby pro další využití, většinou pomocí počítače odrazné a průhledné (transparentní)

Princip skeneru (CCD) 

předloha se osvítí, světlejší bod předlohy odráží více světla 



světlo zachytí řádkové světlocitlivé prvky 

 

CCD, CIS, PMT

filtry základních barev (RGB) a 3 řady CCD osvětlovací a snímací mechanizmus se posouvá 



zdroj světla tzv. „chladná“ katodová lampa (zářivka)

a snímá další řádky

Snímače OCR 

převádějí znaky textu přímo do ASCII kódu

Contact Image Sensor (CIS) 

Zdroj světla integrován přímo do snímacího prvku 



tři řádky (R, G a B) LED diod

Senzory 

pouze jeden řádek, obvykle CMOS 



předřazená zaostřovací mikročočka, umístění co nejblíže papíru a zdroji světla

Vlastnosti 

není zapotřebí další optický systém (zrcadla a čočky)  

malý, levný, nenáročný neumožňuje snímat transparentní předlohy 



silná závislost osvícení na vzdálenosti 





např. diapozitivy nebo filmy nízká hloubka ostrosti

nižší rozlišovací schopnost na tmavších plochách obrazu

menší napětí (bez zářivky), nevyžaduje zahřátí 

možnost napájet z USB

Princip skeneru CCD CIS

http://www.photo.epson.it/technology/scanners/ccd.htm

Rozdíly technologie CCD a CIS 

CCD 



větší hloubka ostrosti, větší rychlost, odstup signálu od šumu, lepší podání barev větší, energeticky náročnější CCD

CIS

Typy skenerů 

Čtečky čárových kódů 



Ruční (hand-held)  



ruční přejíždění po snímané předloze nízká kvalita nasnímaného obrazu

Stolní (flatbed)  



1D nebo 2D podle typu čárového kódu

strojově ovládané snímací rameno možnost snímání jen relativně tenkých předloh

Bubnové (drum)  

předloha nalepená na rotujícím válci snímána paprskem vysoká kvalita výsledku 



např. z diapozitivu je potřeba A2

Filmové  

snímání jednotlivých políček filmu profesionální použití

Parametry skenerů 

Barevná hloubka 

množství odstínů barev, které je schopen skener nasnímat  



Rozlišení obrazu 



dpi (počet tiskových bodů na palec)

Hardwarové rozlišení  

jemnost snímacího rastru (a datová velikost výsledného obrazu) horizontální 





rozlišení světlocitlivého prvku

vertikální 

krokový posun motoru posouvajícího snímač

např. 600 × 1200 



obvykle 24 bitů: 16 777 216 odstínů profesionální až 48 bitů (2e14 odstínů)

dnes 1 200 až 5 900 dpi

Softwarové rozlišení 

interpolované (dopočítané) http://www.grafika.cz/art/skenery/skenery1.html

Parametry skenerů 

Denzita (optická hustota)  

logaritmická míra propustnosti světla látkou kolikrát je světlo zeslabeno při průchodu předlohou nebo po odrazu od předlohy  



Šum 



způsoben působením vnějších vlivů

Maximální velikost snímané předlohy 



v jakém rozsahu je skener schopen rozlišit různé jasy; density range aspoň 3, fotoskenery až 4,8

ruční skenery teoreticky nekonečný pruh o 210 mm, stolní do formátu A3

Připojení   

paralelní port SCSI USB

Digitální fotoaparát 

Princip  

vychází z konstrukce klasického fotoaparátu světlocitlivá plocha 



objektiv 





hloubka ostrosti

závěrka stabilizátor obrazu 



systém optických čoček

clona 



CCD nebo CMOS

posun senzoru nebo zobrazovacího členu

Rozdělení  

kompakty zrcadlovky (DSLR: Digital Single-Lens Reflex camera) http://www.canon.cz

Digitální fotoaparát

http://digifoto.wbs.cz/

Řez DSLR

Olympus E-30