Miért villognak a LED-ek a kamerán?
A "stroboscopic effect" egy érzékelhető villogó hatás, amely általában akkor jelentkezik, ha a telefont egy LED-fényforrásra irányítják.
Látott már mobiltelefon kameráját villogni LED fényforrás felvételekor, de ez normális, ha szabad szemmel nézi? Elvégezhet egy nagyon egyszerű kísérletet. Kapcsolja be a mobiltelefon kameráját, és irányítsa egy LED-es fényforrásra. Ha autójában fénycsöves lámpák vannak, akkor az okoskamerán keresztül könnyedén megfigyelheti ezt a furcsa jelenséget.
A villogásmentes LED-lámpák védik a gyermekek látását
Valójában a LED-fényforrás villogásának gyakorisága az emberi szem számára észrevehetetlen. Az autóértékelés szerelmesei gyakran találkoznak őrült jelenetekkel: autók fényképezésekor az autó bekapcsolja a fénycsöveket, és a végső felvételi hatás nagyon elkeseríti őket. Ez a stroboszkópos hatás egyszerűen a két lámpa közötti konfliktussal magyarázható.
Mi a stroboszkópos hatás?
Ha átnézi a korábbi fizikakönyveket, azt fogja tapasztalni, hogy az emberek általában rendelkeznek egy olyan tendenciával, amelyet a látás "-jelenségnek nevezett jelensége d", ahol továbbra is képesek vagyunk észlelni a dolgokat akkor is, ha azok már nincsenek előttünk. A diszkrét statikus képek halmaza helyett "persistent imagesd" szöveget láthatunk.
A LED-es fényforrások szabad szemmel észrevehetetlen nagy frekvencián villognak, így látjuk, hogy a lámpa világít, amíg teljesen ki nem kapcsoljuk. Hasonlóképpen, egy videó valójában egy gyors egymásutánban, képkocka/másodperc sebességgel rögzített képek sorozata, és amikor együtt játszunk, ez a folyamatos kép arra készteti az agyunkat, hogy a képernyőn megjelenő eseményeket egyetlen folyamatos mozgásként érzékelje.
Amikor a másodpercenkénti képkocka meghaladja a LED fényforrás frekvenciáját, a mobiltelefon kamerája észrevehető villogó hatást mutat, ami a stroboszkóp hatás.
A LED-lámpák villognak, ha gyorsan be- és kikapcsolják őket, és hogy villognak-e, az elsősorban a rájuk adott áram jellegétől függ. A LED-lámpák általában túl magas frekvencián villognak ahhoz, hogy az emberi szem közvetlenül érzékelje, vagy szabad szemmel láthatatlan, így az emberek megnyugodhatnak, hogy a kamera látható villogása valójában a fény normál működése, és az egyetlen dolog, ami aggodalomra ad okot, az az emberi pislogás. Azonban azt mondani, hogy a LED-lámpák működés közben mindig villognak, nagyon tág állítás.
Az Action statikus felvételek sorozata, amelyek folyékonynak tűnnek az emberi szem számára a látásunk tartóssága miatt
DC tápegység
Amikor egyenáramú tápegységet használnak egy LED-lámpa táplálására, amely általában akkumulátor, a LED-fénydiódák mindig fel vannak töltve, így folyamatosan fényenergiát bocsátanak ki, és az áramkör leválasztásáig bekapcsolva maradnak. Ha mobiltelefon-kamerával egyenáramú LED-fényt készítenek, a kép folyamatosan villogni fog.
AC tápegység
A váltakozó áramot általában egy áramforrás, például fali aljzat biztosítja. Lényegében a váltakozó áramot 2-szer kapcsolják be és 3-szor kikapcsolják egy cikluson belül, így a gerjesztett elektronok minden energiájukat fény formájában fogyasztják el, 3-szor visszatérnek az elektronházba, majd ismét gerjesztik. Emiatt a váltóáramú tápegységhez közvetlenül csatlakoztatott LED-lámpa villogni fog a videóban.
A LED-lámpákat azonban nem lehet közvetlenül váltóáramú tápegységre csatlakoztatni, ami a be- és kikapcsolási állapotok ciklikussága miatt jelentősen lecsökkenti a LED-lámpák élettartamát. Ezért egy "driver" nevű szabályozóhoz csatlakoznak, amely a váltakozó áramot egyenárammá alakítja, mielőtt a lámpákhoz csatlakoztatná őket. Az illesztőprogramon áthaladó LED-lámpák nem villognak.
Impulzus szélesség moduláció
Az átviteli technológia folyamatos fejlődésével a mobiltelefon-kamerák LED-fényei által okozott villogás nem csak teljes egészében az AC vagy DC tápellátásnak tulajdonítható, hanem a vezető által táplált LED-lámpáknak is. Az energiafogyasztás csökkentése érdekében a tápegység a folyamatos tápellátás helyett diszkrét impulzusáramokba köthető. Ezt impulzusszélesség-modulációnak nevezik, amelyet általában az autóipari fénycsövekben használnak.
Az érmeelem egy egyenáramú áramforrás, amely égve tartja a LED-et, hacsak nincs leválasztva az áramkör
Megállítható a villogás?
Maga a villogás megállítása nagyon nem segít, azonban az irritáló stroboszkópos hatást igyekszünk kiküszöbölni. Bár a stroboszkóp hatás kiküszöbölése hihetetlenül precíz feladat, a képsebesség és a zársebesség beállításával könnyen csökkenthető.
Az Egyesült Államok kivételével a váltakozó áramú tápellátás 50 Hz-es frekvencián történik, ami azt jelenti, hogy az áramerősség 1 másodperc alatt 50-szer vált be és ki. A fényképezőgép paramétereinek, azaz a záridőnek és a képkockasebességnek az 50 többszörösére vagy töredékére történő állításával a villogás hatás jelentősen csökkenthető.
Egyes LED-lámpákat a meghajtók szabályozzák, a villogás gyakoriságát pedig a be- és kikapcsolási ciklusuk beállításával szabályozzák. Ha a villogás sebességét úgy állítja be, hogy meghaladja a kamera képkockasebességét, akkor a stroboszkóp hatás hatékonyan kiküszöbölhető.
Az izzók is villognak?
A LED-lámpákhoz hasonlóan az izzók is váltakozó áramú tápellátásban kapcsolnak be és ki, vagyis kikapcsolt állapotban az izzószál izzószála nincs teljesen lehűtve, ami a mobiltelefon kameráján nem mutat jelentős hatást. Ezért nem láthatjuk az izzólámpák villogását a mobiltelefon kameráin.