Dispositivos de Visualiza

1
Dispositivos de Visualização de Imagem para TV

• Princípios de Televisão Digital
• Mackenzie
• Guido Stolfi 2008

2
O Tubo de Raios Catódicos
Bobinas de Deflexão
Fósforo
Catodo
Grades de Controle
Feixe de Elétrons
Acelerador
3
Velocidade do Elétron em um Campo Elétrico
e 1.6 10-19 C m 9.1 10-28 g
4
Movimento do Elétron em um Campo Magnético
5
Lente Eletrostática
V1

V2

I1

I2

S1

S2

6
Tubo de raios Catódicos (C. J. Davisson,1937)
7
Canhão Eletrônico Unipotencial
8
Canhão Eletrônico Tripotencial
9
Colimação do Feixe de Elétrons
Va
ro raio do feixe colimado rc raio do
catodo Va tensão do anodo Ve tensão
equivalente da velocidade de emissão ?
semi-ângulo de abertura do catodo
2r
o
Catodo (Vc0)
10
Aberração de Esfericidade
11
Astigmatismo
12
Distorção de Coma
13
Curvatura de Campo
Barrilete
Almofada
14
Deflexão Magnética
L Indutância do Yoke I Corrente no Yoke km
Fator de Sensibilidade
15
Distorção de Curvatura na Deflexão
16
Corrente de Emissão do Catodo
onde Vc Tensão de corte da grade 1 Vd
Tensão de Sinal na grade 1 K Constante de
Modulação
17
Características de Bobinas Defletoras
18
Circuito de Deflexão Horizontal a Transistor
Circuito de Deflexão Horizontal
Primeira Parte Da Varredura
Segunda Parte Da Varredura
Retraço
19
Excitação do Transistor de Saída Horizontal
20
Correção de Linearidade Horizontal
21
Circuito de Correção de Linearidade
22
Correção S
23
Modulador a Diodo para Correção S e Controle de
Largura
24
Cinescópios para TV a Cores
25
Cinescópio a Cores com Máscara de Sombra
26
Canhão Trinitron (In-line)
0400V
23.1 kV
24 kV
0100 V
250500V
27
Máscara Trinitron
Canhões em
Linha
Máscara
Tela
28
Convergência Estática
29
Convergência Estática
30
Ajuste de Convergência Estática
6 polos
Desajustado
4 polos
31
Cinescópio Indexado
32
Excitação do Cinescópio Indexado
33
Monitor de Retroprojeção
Retroprojetor com espelhos
34
Tela de Retroprojeção de Alto Contraste
(Vista Superior)
35
Visor de Plasma
36
Visor de Plasma
37
Visor de Plasma

• Universidade de Illinois, 1964
• Emissão UV Xe-Ne ou Xe-Ne-He
• Contraste 30001 (no escuro) 1201 (ambiente)
• Rendimento Luminoso 1 a 2 lumens/W
• Luminância máxima 500 700 nits
• Meia vida 30.000 horas (-10 em 5000 horas)
• Controle de intensidade pela duração da descarga
  (PWM)
• Visor com excitação AC maior vida útil

38
Visor de Plasma (AC Coplanar 3 Eletrodos)
39
Estrutura das Células de Descarga
40
Visor de Plasma ACC

• Camada de MgO proteção do dielétrico e emissão
  secundária de elétrons
• Espessura da camada MgO 0.5 ?m
• Espessura das camadas dielétricas 20 ?m
• Espessura da célula 0,1 mm
• Largura dos eletrodos transparentes 0,2 a 0,3
  mm
• ITO (Óxidos de Estanho e Índio)
• Pressão do gás 500 Torr
• Freqüência de excitação até 100 kHz

41
Célula ACC
42
Curva Característica da Descarga em Gás
Tensão
Vf
OFF
ON
Vs
Vsm
Corrente
43
Formas de Onda para Visor de Plasma ACC
44
Corrente em uma Célula de Plasma ACC
45
Corrente em uma Célula de Plasma ACC
46
Descarga Gasosa

• Xenônio
• Concentração 3 a 10
• Função Emissão de fótons UV (150 nm)
• Neônio
• Função Reduzir a tensão de ionização do gás
• Alto coeficiente de emissão secundária na camada
  de MgO
• Inconveniente emissão de luz visível (alaranjada)

47
Margens ON / OFF x Relação Xe / Ne
48
Fósforos para Visor de Plasma

• Requisitos
• Alta eficiência quântica (80 a 95)
• Alta refletância para luz visível
• Baixa refletância para UV
• Azul Ba Mg Al10 O17 Eu2
• Verde Zn2 Si O4 Mn2
• Vermelho (Y, Gd) B O3 Eu3 e Y2 O3 Eu3

49
Controle de Intensidade
L 1
L 255
L 77
L 160
50
Visor de Cristal Líquido (LCD)
51
Visor de Cristal Líquido
52
Visor de Cristal Líquido (LCD)

• Visor LCD RCA, 1968
• Cristal Líquido F. Reinitzer, 1888
• Moléculas orgânicas com propriedade de
  auto-alinhamento
• Intensidade do Campo Elétrico controla a
  transmitância da célula
• Excitação AC para evitar degradação do material
• Inconvenientes tempo de resposta, ângulo de
  visualização

53
Matriz Passiva e Ativa
54
Célula de Matriz Ativa
55
Célula de Matriz Ativa
56
Endereçamento das Células
57
Circuito de Acionamento do Visor LCD
58
Filtros para Visor a Cores
59
Amplificador Óptico (LCLV Liquid Crystal Light
Valve)
Polarização
Eletrodo Transparente
AC
Ranhuras de Alinhamento
Imagem de Entrada
Luz de Projeção
Painel de Fibra Óptica
Vidro
Fotocondutor
Cristal Líquido
Espelho
Barreira Opaca
60
Sistema de Projeção com Amplificador Óptico
Óptica de Projeção
Prisma Polarizador
Cinescópio
LCLV
Tela
Lâmpada
61
Outros Sistemas
62
Visor de Micro-Espelhos (DMD)
Digital Micro-mirror Device
63
Estrutura do Micro-Espelho
64
Projetor Seqüencial com Micro-Espelhos
Lente
R
D.M.D.
Tela de Projeção
B
Filtro Tricolor
Lâmpada
G
65
Visor de Micro-Espelhos (DMD)

• Texas Instruments, 1995
• Para uso em projetores
• Alta luminosidade possível (Fluxo luminoso)
• Baixo contraste em ambientes iluminados
• Consumo elevado
• Vida útil da lâmpada 1000 horas

66
Sistema de Projeção a Laser
Moduladores Ópticos
Prisma Divisor
Espelhos Dicróicos
B
Laser de Argônio
G
Sinc. Vertical
Laser de Criptônio
R
Espelho Oscilante
Sinc. Horizontal
Motor
Espelho Poligonal
Tela
67
LED Orgânico (OLED)

• Eastman Kodak, 1987
• Display emissivo de baixa tensão
• Junção entre camadas de compostos orgânicos ou
  polímeros
• Camada condutora
• Camada emissora
• Materiais PPV (Poli p-Fenileno Vinileno) e Poli
  Fluoreno
• Matriz passiva (PMOLED) ou ativa (AMOLED)

68
LED Orgânico (OLED)
69
Características do OLED

• Baixo peso, custo e consumo
• Pode ser fabricado com técnicas de impressão
  (ink-jet)
• Ângulo de visualização excelente
• Boa colorimetria
• Displays flexíveis e transparentes são possíveis
• Baixa durabilidade ( 5000 horas p/ OLED azul)
• Sensível a H2O e O2

70
SED (Surface-conduction Electron-emitter Display)
Va 4 kV Vf 10 V
71
SED (Surface-conduction Electron-emitter Display)

• Canon, Toshiba - 2004
• Protótipos p/ HDTV demonstrados em 2006
• Colorimetria, Ângulo de Visualização e tempo de
  resposta excelentes
• Baixo consumo, proporcional ao brilho da imagem
• Processo construtivo similar ao TRC

72
Protótipo SED 55 (2006)
Luminância 450 nits Tempo de resposta 1
ms Contraste 50.0001
73
Detalhes Construtivos do SED
74
Considerações Comparativas
75
Aspectos a Serem Considerados Para as Tecnologias
Competitivas em Relação ao TRC

• Persistência / Tempo de Resposta
• Contraste, Nível de Iluminação Ambiente
• Brilho Máximo (Luminância)
• Ângulo de Visualização
• Resolução Espacial
• Homogeneidade de Cor (Local e Global)
• Fidelidade de Reprodução de Cores
• Durabilidade
• Consumo
• Custo de Fabricação e Índice de Aproveitamento

76
Persistência da Imagem em um TRC
77
Persistência Exponencial da Imagem
78
Efeito Visual da Persistência
79
Persistência no Visor de Plasma
80
Persistência no Visor LCD