Exercícios sobre Monitores e Câmeras Digitais

1 LISTA EXE OPTOELETRÔNICA Imagens digitais Discos ópticos 1 Considere um monitor de cristal líquido LCD de alta definição contendo 921600 pixels quadrados e razão de aspecto 169 Determine o número de pixels em cada linha horizontal do monitor Re 1280 pixelslinha SOLUÇÃO Monitor com x pixelslinha e y pixelscoluna Resolução xy 921600 Eq1 Razão de aspecto x y x y 9 16 16 9 Eq2 Substituindo 2 em 1 921600 9 16 x2 x 1280 pixelslinha Obs Padrão HD 720 1280720 2 Considere um monitor de cristal líquido LCD de alta definição padrão 2K contendo 2221840 pixels quadrados e razão de aspecto 179 Determine o número x de pixels em cada linha horizontal e o número y na vertical 1 Re x y 20481080 SOLUÇÃO Resolução xy 2221840 Eq1 Razão de aspecto x y x y 9 17 17 9 Eq2 Eq2 em 1 2221840 9 17 x2 x 2048 pixelslinha y 1080 pixelscoluna 3 O padrão Ultra High Definition possui razão de aspecto 169 UHD 3840 2160 pixels Determine a distância em centímetros que separa dois pixels horizontais consecutivos em um monitor UHD de 49 polegadas OBS A distância de 49 polegadas é medida ao longo da diagonal do monitor 1 pol 254 cm SOLUÇÃO Medida diagonal do monitor d 49 pol 12446 cm Largura horizontal do monitor 1 9 16 2 l d 10853 cm Período entre pixels 2 83 10 cm pixels 3840 10853 cm 2 ou 028 mm 2 4 Uma câmera fotográfica digital possui um sensor de imagem CCD cujos pixels têm dimensão linear de aproximadamente 55 m Qual deve ser o máximo f fnumber do sistema óptico dessa câmera para que a resolução da imagem seja limitada pelo CCD Considere o comprimento de onda da luz no centro do espectro visível 550 nm Re f 4 SOLUÇÃO Para que a resolução seja limitada pelo CCD o diâmetro do disco de Airy 2 55 m Logo 1 22 f 275 m f 41 A câmera deve usar uma lente f 4 5 A figura abaixo ilustra uma seção de corte de uma trilha de um Compact Disk CD Um feixe laser de comprimento de onda no vácuo 0 780 nm atravessa uma camada protetora transparente de policarbonato índice de refração n 156 e atinge a superfície refletora da trilha contendo os pits e lands Determine a altura h do relevo 1 pt Re h 125 nm SOLUÇÃO Para haver interferência destrutiva n h 4 4 0 125 nm 6 Utilizando um CD e um laser HeNe 0633 m em uma montagem como a ilustrada na Fig1 um estudante mediu uma distância y1 125 cm do máximo de 1ª ordem de difração ao máximo central A distância do CD à tela D 29 cm Utilize as dimensões especificadas na Fig2 e estime o comprimento total da trilha em espiral do CD Laser Protective polycarbonate Reflective aluminum Pit Land n 156 h 3 Re L 54 km SOLUÇÃO Cálculo do número de voltasmm linhasmm O ângulo da 1ª ordem de difração D y1 1 arctan 23 3 1 Equação da rede sin1 h h 160 m 1 h 625 linhasmm Cálculo do comprimento médio de uma volta completa OBS Para facilitar o cálculo vamos assumir que cada volta possui um raio constante em realidade a trilha é uma espiral de raio variável O raio mínimo ocupado pela área de programação mr 502 25 mm e o raio máximo rM 1162 58 mm O raio médio 2 M m r r r 415 mm O comprimento médio da trilha em uma volta completa r l 2 26075 mm Cálculo do comprimento total da trilha O número total N de voltas N 625 linhasmm 33 mm 20625 voltas O comprimento total da trilha L Nl 538 km