可拍照移动电话中的白光LED闪光灯

时间:2009-07-03

  标准的可拍照移动电话能提供640×480像素分辨率以拍出30万像素的图像,而在2004年初,当时的可拍照移动电话就能提供1600×1200分辨率以拍出大约200万像素图像,而且还能拍摄视频短片及使用可插拔的存储卡,在某些产品中还集成了自动对焦和其他相机功能。目前已推出了700万像素的可拍照移动电话。图是白光LED闪光灯在可拍照移动电话中的应用框图。

  在大多数情况下,白光LED的光输出受其能承受的平均正向电流限制,该平均电流主要取决于白光LED芯片封装的功耗水准及它所附着的散热片的散热性能。因为在闪光灯应用中,可以用占空比很小的脉冲电流来驱动白光LED,所以这使得在实际脉冲期间的电流及由电流产生的光输出显著增加,同时仍然保持了白光LED的平均电流水准和功耗在其安全额定值内。

  图 白光LED闪光灯在可拍照移动电话中的应用框图

  当前在可拍照移动电话中使用的大多数数码相机模块都具有50°~60°的视角,且需要至少3~5勒克斯(Lux)的亮度以获得好的辅助光源。因此,一个光照角度为50°~80°的照相闪光灯是的选择。光照角度超过80°时将造成一部分光线落到相机覆盖区域之外,从而降低白光LED光输出的利用率。相反,一个具有更小光照角度的闪光灯可能会导致拍摄的照片边角出现暗区。

  现在大多数用于相机闪光灯的白光LED组件都具有很宽的照明角度,通过二级光学组件可以对该角度进行精细调整。然而这些光学组件有两个主要缺点:首先由于转换效率的原因,二级光学组件将造成大约12%的光损耗;其次,使用二级光学组件会增加可拍照移动电话的成本,且会占用额外的空间,并使制造工艺与设计过程复杂化。

  安华高科技制造的白光LED闪光灯模块,其弧形设计可使白光LED发出的光集中,形成一个60°的朗伯(Lambertian)辐射模式,从而使得落在典型的相机取景视场内的光输出强度化。每一个闪光灯模块集成了3个InGaN LED裸片,这些裸片在模块内采用并行连接(HSMW-C830)或者串行连接(HSMW-C850)的方式,每个模块只有阴极和阳极两个端子

  在设计HSMW-C830和HSMW-C850时,应使它们在机械和电子上能够级联。其模块封装应设计得很薄,这样方便在布局设计时将两个模块层叠,以使光输出倍增,这种组合方式占用空间。如果两个模块垂直层叠,其组合后的尺寸只有7.0mm×4.4mm。

  大多数白光LED闪光灯模块采用共阳级方式连接。将数个白光LED闪光灯模块串联在一起时,需要驱动器能同时提供高电流和高电压,而将它们并联会造成白光LED光输出亮度变化不均匀的问题。HSMW-C850是将所有三个芯片串行连接的,从而不会产生模块间电流不均匀的问题。此外,市场现研发和设计的升压变换器具有高电压、低电流驱动的特点,而不是高电流、低电压驱动,因此可提高整个驱动电路的工作效率。

  白光LED闪光灯模块在工作期间可能会产生相当高的热量,因此在设计过程中必须考虑散热应对措施。大多数移动电话的设计都会受空间限制,因此实际应用时更愿意采用柔性印制电路板(这种电路板的散热性不好),而不是FR4PCB材料。安华高科技的闪光灯模块具有较低的封装热阻,可以有效地释放白光LED产生的热量,且可以在环境温度为+55℃下时,以80mA的电流连续照明5秒。

 


  
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