Ugrás a tartalomhoz

3D megjelenítési technikák

Dr. Fekete Róbert Tamás, Dr. Tamás Péter, Dr. Antal Ákos, Décsei-Paróczi Annamária (2014)

BME-MOGI

Összefoglalás

Összefoglalás

A klasszikus és modern megjelenítő eszközöket többféleképpen lehet csoportosítani. Léteznek elektromechanikus kijelzők, csavart nematikus térvezérlésű LCD / vákuum fluoreszcens kijelzők, CRT kijelzők, SED / FED (Surface-conduction Electron-emitter Display  / field-emission displays) kijelzők, LCD (liquid crystal display) / TFT (thin film transistor) / kijelzők, PDP kijelzők (plazma kijelzők), elektronikus papír, OLED kijelzők és DLP eszközök.

A split-flap kijelzőknél egy előre definiált, korlátozott mennyiségű karakterkészlet, illetve fix grafika áll rendelkezésre. Minden karakterhely két „pixelből” áll. A flip-disc és a  flip-dot kijelzők a split-flap kijelzők későbbi változatai, amelyek gyakorlatilag pontmátrixok. A VFD (vákuum fluoreszcens) kijelzőknél is a foszfor elektronokkal történő gerjesztésére bekövetkező fluoreszcenciát használjuk ki.

A csavart nematikus térvezérlésű LCD megjelenítők a LCD kijelzők táborát erősítik. A CRT kijelző tartalmaz egy katódsugárcsövet, amelynek egyik végén egy elektronágyú található,  a másig végén pedig egy foszforral bevont képernyő. Az elektronágyú által kibocsátott elektront egy elektromágneses térrel vezérlik két tengely mentén, majd amikor az elektron az elülső falon lévő foszforréteggel találkozik, és az itt található luminofor képpontokat (melyek előállításához általában cinkvegyületeket használnak) gerjesztve, egy pixelnyi felületen felvillan, majd elhalványodik.

A SED (surface-conduction electron-emitter display) kijelző működési elve hasonló a hagyományos katódsugárcsöves kijelzőkéhez, annyi különbséggel, hogy itt a viszonylag nagy távolságban elhelyezett elektronágyú helyett a felületen létrehozott apró, nanométer nagyságrendű szénszálakból összeállított csatornák lövik az elektronokat külön-külön az egyes képpontokra.

A FED (field emission display - téremissziós kijelző) a leginkább a SED kijelzőkre hasonlít, csak itt minden pixelre egy katód jut. Az e-papír két fő részből áll. Az úgynevezett előlap lényegében maga a tartalommegjelenítő e-ink. A másik rész, a hátlap az elektronika, ami a tartalom létrehozását generálja.

A Gyricon (forgókép) eljárás lényege, hogy mikrokapszulákban golyók helyezkednek el, amit olaj vesz körül, ezáltal biztosítva a szabad forgó mozgást. A golyók egyik fele fekete, a másik fehér, és attól függően fordulnak el a kapszulában az alul levő elektróda felé, hogy milyen pólusú elektromos töltést kapnak a kapszulák.

A folyadékkristályos megjelenítők alapgondolata, hogy a háttérvilágítást, ami a szemünkbe jut, egy olyan folyadékkristály-réteggel korlátozzuk, amelyet szabadon tudunk ki-be kapcsolni, ezzel eltakarva, vagy átengedve a fényt. A folyadékkristály-réteget elektromosan gerjesztjük, aminek hatására elfordul a közeg polarizációs síkja, és így, a már polarizált háttérvilágítást átengedi a közeg túloldalán levő 90 fokkal (az STN, super-twisted nematic kijelzőknél ez az érték 270 fok is lehet) elforgatott újabb polarizációs szűrő, vagy sem (illetve részben átengedi).

A TFT (Thin Film Transistor - vékonyfilm tranzisztor) az LCD technológián alapul. Itt minden egyes képpont egy saját tranzisztorból áll, amely aktív állapotban elő tud állítani egy világító pontot. A PDP működése az LCD-nél is egyszerűbb. A cél az, hogy a három alapszínnek megfelelő képpont fényerejét szabályozni lehessen. A PDP-nél a képpontok a CRT-hez hasonlóan látható fényt sugároznak ki, ha megfelelő hullámhosszú energia éri őket. A lézer kijelzők a jelenlegi hátérvilágításos kijelzőkhöz hasonló módon működik, de a hagyományos vetítőegységekben alkalmazott nagyfényerejű lámpák helyett vörös, zöld és kék lézerfények kombinációjával állítja elő a képet. Az OLED p-n átmenetet képező rétegekből áll, mint a LED-eknél, de itt a vegyületek szervesek. Ha a feszültség nyitóirányú, fény keletkezik abban a régióban ahol az elektronlyukak és az elektronok újraegyesülnek.

A LED háttérvilágítású LCD-televíziók (néhány gyártó ezeket LED TV-nek nevezi ), a hagyományos LCD-televíziókban használt fluoreszcens fények helyett LED háttérvilágítást alkalmaznak. A LED-eknek két fajtáját alkalmazzák a LED televíziókban. Vagy dinamikus RGB LED-ek helyeznek el közvetlenül a képernyő mögé, vagy fehér oldalvilágítású élvilágító LED-eket építenek be a képernyő széleibe, amelyek egy egyedi fényelosztó panel segítségével világítják be a teljes képernyőt. Ez a háttérvilágítási technológia lehetővé teszi, hogy a fényerőt csökkenteni lehessen a képernyő adott helyein, ahol sötétebb felületre van szükség a megjelenítéshez.

A projektorokban CRT, LCD és DMD technikákat is egyaránt alkalmaznak. A LCD projektorok olyan kivetítők, amelyeknél egy LCD panelon keresztül érkezik a fény a vetítési felületre, amely panel színenként korlátozza a transzmissziót. A DLP (digital light processing) digitális fény feldolgozást jelent. A DMD (digital micromirror device) pedig egy olyan DLP technológia, amely kisméretű tükröket (kapcsolókat) használ a fényutak manipulálására. Egy DMD eszközt úgy lehet leginkább elképzelni, mint egy általános PC processzort, a felületén rengeteg miniatűr tükörrel (kapcsolóval). Minden fénykapcsolóhoz tartozik egy kb. 16 µm-es, négyzetalakú alumínium tükör, amely az alatta elhelyezkedő memóriacella állapotától függően két irányba verheti vissza a fényt. A tükör mozgatása elektrosztatikus tér segítségével történik, amelyet a tükör és az alatta elhelyezkedő memóriacella közötti feszültségkülönbség létrehozásával érnek el. Ha a memóriacella bekapcsol, a tükör 10-12 fokban megdől, amikor kikapcsol, a tükör visszaáll alaphelyzetébe.