LED闪光灯

时间:2019-10-06 16:30来源:未知 作者:admin 点击:
1. 什么是手机 LED 闪光灯? LED,是发光二极管的意思,也就是说,LED 闪光灯就是利用发光二极管做的闪光灯。而一般数码相机,使 用的是氙气灯,相对于 LED 闪光灯来说要专业些,也成本高一些。为了区别两种闪光灯,所以以特性气名字。 2. LED 与 LCD 的区别

  1. 什么是手机 LED 闪光灯? LED,是发光二极管的意思,也就是说,LED 闪光灯就是利用发光二极管做的闪光灯。而一般数码相机,使 用的是氙气灯,相对于 LED 闪光灯来说要专业些,也成本高一些。为了区别两种闪光灯,所以以特性气名字。 2. LED 与 LCD 的区别? LCD(Liquid Crystal Display)是液晶显示屏,主要是用来做面显示的,它本身不发光,然后通过电流使屏 幕产生各种颜色的浑浊现象,后置一个光源来透过前面的 LCD 面板使人看到图案。LED 是发光二极管,它本身是 点光源,就是说发出来的光不是一个面,而是一个点。也有用 LED 做显示屏的,相对于液晶显示屏来说,LED 适 合于室外以及室内大屏幕观看距离稍微远一点的情况,因为 LED 显示屏的分辨率肯定远远小过 LCD。LCD 更适合 做电脑液晶电视器、手机显示屏之类的应用。 目前有所谓的电脑 LCD 显示屏,说的意思是显示屏仍然是通过液晶屏来显示图案,但是液晶屏后面的光源采 用的是 led。算是两者的一个综合吧。 1)LED 背光 LCD。LCD 不是主动发光的显示器,究其原理,是通过液晶的不同向排列来实现对光线的不 同程度遮挡,来显示图像,于是,必须采用背光光源才可以显示,这一点上不同于传统的 CRT(显像管) 显示器,PDP(等离子)显示器,后两种显示器是主动发光的。 在这个概念上,LCD(发光二极管)的作用是作为背光光源,一般非专业领域是用白光 LED 光源,与 传统背光冷光管相比具有光效高,发热量低,结构简单,轻薄等特点。现在很多笔记本都在是用这样的背 光光源 2)OLED 显示屏,是指有机发光二极管显示器,它与 LCD 有本质的区别,最明显的是,它主动发光,不 需要背光组件,于是可以做成非常薄的显示器。 这是一种新技术,香港开奖结果金吊桶,单色的 OLED 屏幕出现在很多 MP3 上,部分最新的手机使用了彩色的 OLED 显示屏, 比如 Nokia 的 Nokia 的 N86。 但是由于种种问题,在大屏幕方面,比如笔记本电脑,还未见使用,很可能是大面积面板成品率太低, 成本过高所致。 3. 什么是 SMD LED? SMD LED 就是表面贴装发光二极管的意思,SMD 贴片有助于生产效率提高,以及不同设施应有。 是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。它的电压为 1.9-3.2V,红光、黄光电压最低, LED 的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极, 使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成,一部分是 P 型半导体,在它里面空穴占主 导地位,另一端是 N 型半导体,在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成 一个 P-N 结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向 P 区,在 P 区里电子跟空穴复 合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是 LED 发光的原理。而光的波长也就是光的颜色,是由形 成 P-N 结的材料决定的。 面向拍照手机的高性能 LED 闪光灯 互联网是面向社交网络及图片与视频共享最受欢迎的媒介。以多媒体为核心的手机,正在夺取以通话为主 手机的市场份额,这将导致手机向更大尺寸,以及具有更高分辨率的彩色显示屏方向发展。这类显示屏的背光功 能,要求便携式电池电源提供更大的电力。除显示屏的变化外,移动手机还正在变成一部高品质的数码相机,而 且要求具备特殊照明功能,能够在昏暗照明环境下进行摄像和照相。当然,该功能对电池峰值功率和能量的消耗 也更多。 在以电池供电的应用中,广泛采用 LED 技术为小型 LCD 提供照明。LED 发出的白光穿过偏光片传输到 LCD 上,白光被阻挡或衰减,并转送到 RGB 滤色片产生彩色光。 当在光线昏暗的条件下用手机拍照时,同样的 LED 技术可用于为手机提供照明。图 1 显示了使用美国国家 半导体 LM3554 的相机闪光灯系统级图片,香港最快报码现场直播。其中包含升压 DC/DC 转换器和两个稳流器,能够驱动一个或两个高电 流白色 LED。这需要多亮的光线?闪光等灯部分将消耗多少电流?回答这些问题可以帮助设计员选择适合的 LED 闪光灯装置。 图 1:使用 LM3554 的相机闪光灯系统。 CMOS 图像传感器的快门操作 目前的数码相机虽可以采用高分辨率,但该技术很难被应用于手机。手机最重要的功能是拨打和接听电话, 不能因为相机功能而增大手机的成本、尺寸和功耗,使待机和通话时间缩短。CMOS 图像传感器使用标准 CMOS 工 艺制成,通过在一个芯片上集成图像感应和数字信号处理功能实现移动成像应用,从而降低系统的尺寸和成本。 此外,CMOS 传感器符合手机应用中严格的功耗限制。CMOS 图像传感器由覆盖滤色片的二维像素阵列组成,它们 分别由一个光电二极管和几个晶体管构成。图像由很多微小的彩色图点组成,并通过在感光区域(即光电二极管) 将光对象转换为电压进行采集。穿过各二极管的光电流会合产生输出电压电平,这取决于落在像素上的光量 I。I 与光强 EV (单位:勒克司)和曝光时间 t(单位:秒)相关,即: 图 2:卷帘式快门的操作。 在数码相机中,曝光时间由机械快门的开启持续时间控制。机械快门既会增加手机成本又会使机身变得更 加厚重,因此大多数 CMOS 图像传感器利用片上电子卷帘式快门替代了机械快门。图 2 显示了带有卷帘式快门的 CMOS 图像传感器如何捕捉图像。一帧图像由 N 行组成,每行有 M 个像素。从图像顶部开始依次读取和重置每行像 素。在捕捉图像时,在第一帧忽略每个像素的电压,然后在第二帧读取和处理。阵列中的每个像素在帧持续时间 内积聚入射光。当全部的 N x M 个像素在同一时间内曝光,就捕捉到全幅图像,这在两帧的间隔期内发生。这种 快门机制被称为“全帧结合”。但在某些情况下,需要缩短允许阵列中像素积聚入射光的时间,但不改变帧速率。 这被称为“部分帧结合”机制,可以通过在选择读取行之前重置指定行中的像素实现。LED 闪光装置可以为图像 捕捉期提供恒定照明,因此可结合卷帘式快门使用,而氙闪光需要机械快门阻止环境光过度曝光图像。氙闪光持 续仅不足毫秒,但间歇期间每行仍在积聚环境光。例如,如果帧速率为 30fps,则需要 LED 闪光灯为场地提供 2 x 1/30sec=66ms 的照明。带有卷帘快门模式 CMOS 成像器的闪光 LED 驱动器的工作方式总结如下: 1. 开启闪光灯 LED; 2. 重置流程逐行扫描图像; 3. 逐行依次读取像素; 4. 关闭闪光灯 LED。 闪光灯 LED 驱动器系统 设计人员必须面对的主要限制是光输出和峰值电流消耗。手机电池有严格的峰值电流限制,例如耗费太多 电流的闪光灯装置可能导致手机关机。另一方面,随着相机的分辨率翻倍或三翻,需要降低像素尺寸以容纳更多 像素。像素尺寸降低需要更多的光。在指定输入功率预算的情况下,有三种途径可以增加闪光亮度,以帮助设计 人员达到照明目标。LED 选择、LED 电流驱动以及 LED 配置,都能在优化给定闪光灯 LED 驱动器的光输出中,起 到重要作用。 LED 闪光灯装置设计的第一步,在于量化应用所需的光线数量。闪光指数(GN)衡量了相机在特定传感器速 度下,为场景提供合适照明的能力。闪光指数可以通过将闪光灯与物体间的距离乘以该距离下物体正确曝光所需 的光圈数(f-stop)得出。 其中,d 是闪光灯与物体间的距离(米),N 是孔径,以光圈值表示。虽然这里可以使用任何距离,但通常采 用的值是 1 米。更高的闪光指数将产生更强的相机闪光。在一米距离产生的正确曝光的基本方程为: 其中 t 是曝光时间(秒),Ev 是场地的照明度(勒克司),S 是图像传感器的灵敏度(以 ISO 表示),C 是曝光 表制造商选择用以代表“正确曝光”定义的任意常数。以具有下列规格的相机系统为例: 根据以下公式计算场地照明目标: 设计的第二步是选择 LED 闪光装置的合适配置。为了更清楚地阐述问题,我们选择具有以下规格的闪光灯 LED: 现在,让我们计算 LM3554 驱动单个 LED 情况下的电池电流,假定转换效率为 100%,VIN =3.6V: 其中,D 是升压转换器的占空比。可以达到与 LM3554 在 500mA 电流下同时驱动两个闪光 LED 相同的光输出: 这里的电池电流等于: 电池电流降低了 25%,使手机设计人员可以更灵活地为系统的其余部分制定电源管理方案 突破限制 如今的电池技术限制峰值电流消耗不能超过 1.5A。这样就难以通过更大光输出实现缩小像素尺寸,实现高 分辨率相机市场提出的目标。将 LED 电流提高 1.2A 以上将提供更大的光输出,但却会消耗额外的电池供电。以 具有下列规格的相机系统为例: 再次根据以下公式计算照明目标: 更高电流的 LED 通常具有以下共同特征: 如今的手机结构不可能实现 5.13A 的电池电流,因为一旦电压下降将导致手机关机。要解决这一问题并达 到 475lx,可以在电池和负载之间加装法拉电容,如图 3 所示。美国国家半导体的 LM3550 闪光灯驱动器在可接受 电池电流低于 1A 时,优化法拉电容的充电,同时利用法拉电容装置提供 4A 以上的闪光灯电流。 图 3:配有法拉电容的 LED 驱动系统。 电压降和 ESR 对电池的影响降低,但需要监控法拉电容以优化闪光灯的电流和持续时间。图 4 显示了在 LM3550 的闪光期间法拉电容的典型电压值。 图 4:法拉电容电压值。 开启闪光时,法拉电容的电压立即下降。此电压降通过将闪光电流乘以法拉电容的 ESR 计算得出,通常小 于电池的 ESR: 法拉电容的电压降通过以下方程式计算得出,其中 IFLASH 是闪光电流,tFLASH 是闪光持续时间,CSC 是 法拉电容的电容值: 在 tFINISH 时间点,电压升高到与 VESR 相同的值,在 tSTART 时间点电压由于电流降低而下降。根据电压 降和法拉电容的 ESR 调节闪光电流和持续时间,以确保 LED 保留足够的回旋空间,并提供最佳闪光灯方案。 现在只有极少的高端拍照手机采用了氙闪光技术。但对于日趋小巧的手机市场而言,法拉电容的轻薄特点 被证实比厚重的氙相机模块更具吸引力。氙闪光可以在短时间内产生高光功率(通常几千勒克司),而法拉电容在 长时间内产生更小的光功率。就光输出或光能量(lux.sec)而言,两项技术在捕捉优质图像方面可以媲美。日益 增长的手机录像功能需要使用单独的氙闪光 LED 模块,从而可以在昏暗的灯光条件下进行录像,而法拉闪光驱动 器(例如 LM3550)可以使用相同的闪光 LED 提供录像照明。法拉电容 LED 闪光驱动器不需要高电压触发器开启闪 光,也不需要在大尺寸 330V 电解电容中储存大量能量,此电解电容在手机通话过程中靠近人耳,所有这些优点 都使其成为氙技术更安全的替代品。 手机正在集成更多的功能,因此对电池提出了更多的挑战,同时还要求更长的电池寿命。与氙闪光不同的 是,通过构建可用于高功率音频和射频系统及其他应用的系统轨道,法拉电容的功能不仅局限于相机闪光。法拉 电容解决方案能构建高电流闪光脉冲、简化设计并保护电池不发生功率突增。 氙气闪光灯和 LED 闪光灯的区别原理及寿命 氙气闪光灯和 LED 闪光灯的区别 氙气闪光灯:氙气(读音 xian)是惰性气体中原子序数较大的元素(也就是较重的元素),原子半径较大。在弧 光放电中,电子与气体发生弹性碰撞损失的能量同气体的原子量成反比,所以与其他惰性气体相比氙气弧光放电 时损失较小,发光效率高。同时,氙气的电离电势较低,放电时电极附近的电压降小,这样可以延长电极的寿命。 又由于氙原子结构的特点,长弧氙灯发出的光谱和日光非常接近。 LED 闪光灯 :LED 是英文 light emitting diode(发光二极管)的缩写,它的基本结构是一块电致发光的半导体材 料,置于一个有引线的架子上,然后四周用环氧树脂密封,起到保护内部芯线的作用。 LED 灯由于能耗低亮度 高一般用在拍照手机上,用于光线不补时的补光。 氙气闪光灯原理:氙气闪光灯的原理:当按下快门时,快门反馈给 CPU 一个信号,同时,CPU 同步向三极管输 出一个控制信号触发电路,进行闪光。接着三极管导通,使触发电容开始放电,在变压器的初级上产生一个脉冲 电流,这个电流有使变压器的次级产生近 4000v 的高压,激发闪光灯内部疝气电离并导通。使电容上存储的电能 瞬间通过闪光灯管放电转化为光能,完成一次闪光。(闪光灯的充电电容一般为 300V 左右,维修时要放电) 当 将手机的快门全按下时,CPU 的 SHTR-SW 端变为低点平,CPU 检测到后,向快门机构和闪光灯机构发出控制信 号,控制快门开始工作,使 CCD 曝光,同时控制闪光灯闪光。随后手机把 CCD 曝光后扑捉到的图像信号进行 A/D 转换、图像处理、白平衡处理、色彩校正等,再到临时存储区合成在一起形成一幅完整的数字图像,在接着 经过 DSP 进行编码压缩转换为 JPEG 格式存储。之后快门打开继续取景,完成一次拍摄。 有人问:能不能用氙 气闪光灯当手电的用,现在明白了,绝对不行的,谁的手机能承受 4000v 高压。持续 4000V 的高压,你的手机 基 本玩完 ,你就等着看你的 82 爆机的光给你照明吧。 LED 闪光灯的原理:LED 并不是通过原子内部的电子跃变来发光的,而是通过将电压加在 LED 的 PN 结两端, 使 PN 结本身形成一个能级,然后电子在这个能级上跃变并产生光子来发光的。 氙气闪光灯的寿命:最早的闪光灯寿命很短,有的镁管只能闪一次。 后来的,开始叫万次闪光灯,当然,不是 说寿命就是 1 万次,而是为了表达闪光灯的寿命很长,根据业内的标准来看,当时称万次的,真正寿命应该远没 有达到万次。 现在的闪光灯,经过技术改造,寿命应该有所增加。 这里必须了解几个概念: 1。 全能量输出和非全能量输出,使用寿命肯定不一样。 2。 真正定义上的寿命, 应该是指输出亮度下降到一定的比例, 而不是完全不能亮。 3。 闪光灯这个东西, 也要经常用, 如果长时间不用, 反而不利保养。 所以,我不相信闪光灯的寿命有 50W 次,不过,大家也不必为了灯的寿命问题,就不使用闪光灯。 随着手机大厂陆续推出高像素照相手机,加上薄型化外观为大势所趋,因此 LED 闪光灯广获手机厂商青睐。此外, 相比传统氙气闪光灯,LED 闪光灯尚具备省能、快速充电与长时间点亮特性,因此另可支持手机录像用照明光源, 后势发展深具潜力。有鉴于此,为抢攻 LED 闪光灯照相手机市场商机,LED 组件和 LED 驱动 IC 厂商亦纷纷展开布 局。 LED 闪光灯的寿命:合格的 LED 在额定功率下的使用寿命应达到 10 万小时左右。如果手机在设计时就将 LED 的驱动电流超出额定电流来使用的话,LED 寿命会大大缩短至几千甚至几百小时,类似闪光灯这样的瞬时点亮不 会有太大问题。

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