Flash em cameraphones: LED x Xenônio

Incluir um sistema de flash em um smartphone está longe de ser uma tarefa simples. Além de muito compactos, os smartphones possuem uma limitação crônica com relação ao consumo de energia das baterias, o que obrigou os fabricantes a procurarem soluções alternativas, já que de nada adiantaria um smartphone com um flash poderoso, mas que pesasse 200 gramas e tivesse uma bateria suficiente para apenas 20 fotos.

A solução mais simples para o problema é simplesmente não incluir flash algum, usando em seu lugar ajustes via software, destinados a melhorar (na medida do possível) a qualidade das fotos com pouca luz. Essa abordagem foi adotada na primeira geração de aparelhos, mas os resultados não eram muito animadores.

A tentativa seguinte foi incluir LEDs convencionais de iluminação, como os usados em luzes e lanternas. Os LEDs consomem pouca energia e podem ser usados continuamente, inclusive permitindo usar o smartphone como lanterna. Eles também são úteis ao gravar vídeos (nos modelos onde o LED pode ficar aceso continuamente); o grande problema é que a luz emitida é fraca demais para tirar fotos nítidas em ambientes com pouca luz.

Os LEDs são o tipo de flash mais barato, mais compacto e mais simples de implementar, o que faz com que esta seja de longe a tecnologia mais usada. O LED usado no Nokia 6120 Classic, por exemplo, tem uma potência de 2 watts e quando a foto é tirada. Para reduzir o stress sobre a bateria, ele utiliza um pequeno capacitor, que é alimentado por uma corrente de 400 mA durante a fase de carregamento, o que torna necessário um intervalo mínimo de 5 segundos entre os disparos.

Em seguida, temos os aparelhos com flash de xenônio, o mesmo tipo de flash usado em câmeras fotográficas tradicionais. O flash é baseado no uso de um tudo com o gás xenônio, que emite uma luz muito mais forte do que qualquer LED, por um espaço de tempo muito curto (em torno de um décimo de milisegundo), o que permite tirar fotos com cores mais vivas. A diferença é maior em ambientes com pouca ou nenhuma luz, onde os flashes de xenônio realmente se sobressaem.

A intensidade da luz emitida pelo flash de xenônio é proporcional os comprimento do tubo, que é, por sua vez, também proporcional ao tamanho e ao volume de energia consumida. Isso limita os smartphones aos flashes com tubos mais compactos, que geram pouca luz em relação às câmeras dedicadas, como no caso do Nokia N82:

A desvantagem dos flashes de xenônio é que eles são mais volumosos, o que impede seu uso nos aparelhos mais compactos. Além do flash propriamente dito, é necessário incluir um capacitor eletrolítico (o mesmo tipo usado em placas-mãe) de 55 mm e outros circuitos necessários para gerar o pulso de alta tensão usado pela lâmpada, o que resulta em um conjunto relativamente volumoso. Eles também consomem mais energia, o que leva a um ciclo vicioso de baterias maiores e aparelhos maiores.

Como o tubo de xenônio não pode ficar aceso continuamente, ele também não serve como luz de iluminação ao gravar vídeos, como é possível em muitos aparelhos com LEDs.

Como um meio-termo, temos modelos com flash dual-LED, como o Nokia N96, onde são usados dois LEDs (cada um alimentado por um capacitor independente), de forma a aumentar a emissão de luz. Dois LEDs naturalmente emitem mais luz do que um, o que melhora a qualidade das fotos, mas seriam necessários 10 ou 15 LEDs para atingir o pico de luminosidade oferecido por um flash de xenônio.

A solução definitiva podem ser os LEDs de alta corrente, onde um LED de alto brilho é combinado com um super-capacitor, que libera a carga rapidamente quando o flash é disparado, gerando um disparo de curta duração, porém com uma intensidade muito maior. A grande diferença entre os dois tipos de capacitores é que o capacitor eletrolítico dos flashes de xenônio armazena uma grande quantidade de energia devido ao uso de uma tensão muito elevada (330 volts), enquanto o super-capacitor utiliza apenas de 2.3 a 5.5 volts e armazena muita energia devido à sua alta capacitância.

Essa combinação permite gerar uma luz quase tão intensa quanto a de um flash de xenônio, sem a necessidade de incluir um capacitor eletrolítico e os circuitos de alta-tensão, o que os torna quase ideias para uso nos smartphones mais compactos. Diferente dos capacitores eletrolíticos, os super-capacitores são bastante finos, com 2 mm de espessura, ou menos:

Atualmente, ainda não existe nenhum smartphone com flash de LED de alta corrente, o que é uma pena se considerarmos o potencial da tecnologia. Apesar disso, é provável que os primeiros modelos sejam lançados a partir de 2009.