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原创稿件 - 《模拟地带》 - 让你的GBA亮起来--GBA照明实验
让你的GBA亮起来--GBA照明实验

注:请勿转载,如有需求请与刊登的杂志社联系.

  GBA实在是一个好东西,不过也许我们的所有的人都已经意识到,相对于GBA强大的功能,它的最大问题就是照明问题。因为GBA没有照明功能,所以看起来很费劲,要想在光线较差的环境下轻松的玩游戏,还真不容易。不过要改变这一状况并不是一件困难的事情,我们有很多办法来改善GBA的观看效果。为此我们做了一些改造实验,希望通过这些实验能够给大家带来一些启发和帮助。

  我们首先来看看不同的液晶和光线的相互关系。

  透射式TFT

            
                     图1 透射式TFT结构示意图
  常见的笔记本电脑基本都使用的是透射式TFT,简单的来说,它通过控制像素透光或者不透光,来控制背光系统发出的光线能否照射到人的眼睛中或者透过的光线的强弱。对于这种液晶屏,必需依赖背光系统,背光系统通常由光源、背光导光板组成。光源可以是LED或者荧光管,荧光管的效果要优于LED。这种液晶屏无需依赖外界的自然光,因此无论白天或者夜晚用户都能够看到清楚的画面,不过这也决定了它的耗电量必然很大。

  背光导光板是一种特殊的塑料板,它能够将光源发出的光线均匀的从一个面射出,以均匀的照亮整个屏幕。普通的塑料板,当光源(比如LED)位于一侧时,光线将从塑料板的另一侧射出,光线并不会从塑料板的顶面发出,这样就达不到照亮液晶屏的目的。导光板的四个边会反射光线,导光板的低面上还有反光层(或者是反光膜),并且在导光板上还有很多扩散点,这样当一侧的光源发光时,光线在塑料板内部传导的过程中,遇到扩散点,光线就会向四周散射,部分光线到达四个边时,又会反射回来,再次传向塑料板内部,再次散射,如果光线射向低面,则也会反射回来。所以大部分光线最后都是从顶面射出,并且由于散射的缘故,光线也比较均匀。背光导光板由于在扩机、手机中广泛使用,因此很容易找到。 反射式TFT

            
                     图2 反射式TFT结构示意图

  反射式TFT是一种较新的技术,它是通过外界的自然光照在液晶屏的像素上,光线再从像素上反射到我们的眼睛中,我们就看到了画面。这种液晶屏有很多优点:颜色表现力丰富、自然;反应速度很快;耗电量小等众多优点。唯一的缺点是需要利用外界的自然光线,这样就限制了它在光线差的环境下的应用,不过目前已经有解决的办法。


实验之一:背光方式

  由于GBA采用的是反射式TFT液晶屏,因此采用增加背光源的方式是不可行的。背部的光源将透过液晶屏进入我们的眼睛,由于背光光源的强度要远大于外界光线通过液晶屏反射到我们眼睛中的光线,因此加入背光后,屏幕上的所有图案文字都将淹没在背光的光线之中。下面我们做个实验来验证一下。

            
                      图3 背光板和驱动电路

  背光源选用了普通扩机或手机的背光板,驱动电路则是从一块坏扩机上拆下来的。

1.拆开GBA

            
                     图4 拆GBA用的专用螺丝刀

  要拆开GBA还要用到一件特殊的工具,“丫”字型的螺丝刀,没有它,你要卸下GBA上的螺丝的确是个难题,好在这东西并不贵。

            
                        图5 拆开的GBA

            
                       图6 GBA的各个部件

  GBA背部有六个“丫”字型的螺丝,另外在电池盒里还有一个“十”字螺丝,可不要忘了。拆下这七个螺丝,后盖就可以轻松的取下来了。
  接下来要拆下主电路板,主电路板上有两个“十”字螺丝,卸下两个螺丝后,还要把液晶屏的连接电缆取下,才能取出电路板。拆下主电路板后就可以完整的看到液晶屏部分了。液晶屏后面粘了一些防震用的毛毡一样的东西,仔细取下这层毛毡,可以看到液晶屏部分被一铁壳包着,不过铁壳有两个大的窗口,透过这两个窗口,对着灯光可以看到液晶屏几乎是透明的,因为仅仅是做个实验,所以就不拆下铁壳了。

            
                       图7 GBA的液晶屏

2.将背光板置于铁壳窗口的后面,然后连接好液晶屏,装上电池。当点亮背光板后,就是这样的效果。

            
                       图8 连接好的样子

实验之二:外部LED(发光二极管)或者灯泡

  市面上销售的GBA light,其实就是普通的白色LED或者小灯泡,电源取自GBA的通讯口或者另外的电源。这样的装置非常简单,成本也非常低廉。不过效果就不敢恭维了。LED或者灯泡都是点光源,照在液晶屏上是圆型的光斑,离屏幕远了,亮度太低,离的近了,光线又无法覆盖整个屏幕,并且亮度不均匀,光斑的中间亮度高,四周亮度低。另外一个不好解决的问题就是反光,你在玩游戏的同时可以清楚的看到灯泡的影子,这些都严重影响了观看效果。

            
                      图10 带灯的GBA放大镜

            
                   图11 带灯的GBA放大镜实际的效果


实验之三:内部前面加LED

  如果拆开GBA就会发现在液晶屏和外部屏幕之间有比较大的空隙,所以另外一种想法就是在这里加上发光管,让它们来照亮屏幕。具体的可以在液晶屏的上下两侧都加上一排LED。实际的实验结果并不理想,因为光线很不均匀,离LED近的地方,由于光线特别强,从LED直接发出的光线要超过从液晶屏反射的光线,因此近的地方屏幕上的内容根本看不清。离LED远的地方,由于光线已经衰减的很弱,从液晶屏反射出来的光线已经很少,因此同样看不清。离LED适中的部分,光线正合适,液晶屏上的画面很清楚。

            
                       图12 LED装好的样子

            
                       图13 LED实际的效果

  可以得出一个结论,如果LED的光线如果能够均匀的分布在液晶屏表面,那么就能够得到清晰的画面。关键的问题在于如何让光线均匀分布。下面的实验则说明了这个问题。


实验之四:LED+导光板

  GBA的液晶屏幕采用了反射式TFT液晶屏,这种液晶屏由于不能采用背光系统,因此只能依靠外界光线来照亮屏幕,当外界光线不是很充足时,你将无法观看到清晰的画面。实际情况也是如此,大多数情况下,我们不可能在光线充足的地方玩GBA,在暗淡的光线下,瞪大了眼睛盯着屏幕真是一件痛苦的事情。

  实际上并不是GBA面临这样的问题,所有的采用反射式TFT的产品都会面临这个问题。SONY开发出一种前光系统成功的解决了这个问题。这种前光系统由一个侧面的光源和一个特殊的前光导光板组成。导光板直接覆盖在液晶屏的上面(注意:背光系统是在液晶屏的下面)。

            
                     图14 前光导光板结构示意图

            
                     图15 前光导光板原理示意图

  这种导光板与背光系统使用的导光板有很大区别,它利用了三棱镜的原理,可令侧面的入射光线反射到下表面,然后光线从液晶屏上反射后可以透过导光板射出,这样光线就可以从液晶屏的上面照亮屏幕了,这时我们就可以看到亮度很高的画面了。

  实际应用很简单,需要的材料有:前光导光板、LED若干、电阻(限流用)、导线若干。将焊好的一排LED作为侧光光源使用,LED采用并联方式,需要注意的是LED的正极在接入GBA的电源时,需串接一个限流电阻,当然也可采用小型的电位器,这样你就可以调整光线的亮度了。

            
                   图16 前光导光板及LED安装好的样子

            
                      图17 完全装好的样子

  将LED固定在前光导光板的侧边上。启动GBA,LED会发光,光线会均匀的照亮整个屏幕,效果非常理想。

            
                       图18 实际的效果

  最后的结论,SONY公司的方案用在这里是非常理想的,它很好的解决了GBA的反射式TFT液晶屏的照明问题,并且体积很薄,不影响GBA的外观和使用,而且如果把黄色LED换成白色LED效果会更好。遗憾的是我们现在还无法购买到在这种新型的导光板,因此还无法亲自体验一下它的魅力。不过国外已经有商品化的套件出售,如果你的荷包比较鼓的话,就可以先享受一下了。:)

              
                    图19 商品化的前光系统套件

              
                   图20 光源和前光导光板是一体化的

               
                       图21 它的效果

  这种商品化的套件中,光源和前光导光板是一体化的,安装起来更加方便,套件中的电阻是用来限流的,电源直接取自GBA,套件中还包括一个小型的电位器,如果用它来代替那个限流电阻的话,你还可以方便的调整光线的强弱。



 
 
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