背光模組-照明光學-1

榴槤不是光學本科系畢業的，所以很艱深的理論我也不會，但不知理論並不代表不能把產品開發出來；這個道理就有點像，沒有駕照並不代表不會開車的道理一樣，因為開發產品跟在學校寫論文是兩回事，所以千萬別大鑽牛角尖，否則還真的會為老闆賣掉性命~~~
背光模組光學的工作起始點，就是要搞清楚照明光學的單位，否則自己在做什麼量什麼都不知道，到目前為止很多廠商很會做背光模組，但廠內還是很多人不知道量到的單位代表什麼意義~~~~國父說的『知難行易』就是如此。
一般而言(說一般而言，就是代表我會的就只有這些，但都足夠了啦~)，照明光學的單位分成 『輻度光學(Radiometry)』、『照度光學(Phtometric)』兩種，其中各自的基礎單位輻度光學為--瓦(W)，照度光學為--流明(lm)，以下是各自的單位運用。圖B1-1所示。

圖B1-1

如果是我，在都不說明的狀況下，看到上面的單位表，一定是霧煞煞的。所以，還是得解釋一下囉~~

首先，輻度的瓦(W)是光的基本單位，接下來的照度、光強度及輝度都與照度光學的單位做對應(後續說明)；輻度與照度在照明上的運用，都各自有其使用者，一般而言，輻度光學的計算是在較大功率(泛指LED以外)的發光體及發光效益的計算。例如：電功率轉光功率(功率換算)，日光灯管。

說到這個瓦(W)，說真的榴槤不太喜歡它拿來標示發光的商品，例如日光灯、LED甚至車灯，因為商品所標示的一般都是耗費電功的瓦數，而非真正發光的光瓦數，其中光瓦數=電功瓦數*發光效益，所以重點是在發光效益的高低，但廠商絕對不會告訴你發光效益是多少囉~~

幸好，目前LED灯泡的製造商，除了標示瓦數外，也用了照度光學的流明(lm)來標示。所以，我們就能很明確的知道1W產生了多少流明的光通量，也就是說花錢是要花在買流明數，而不是瓦數。而背光模組使用的單位是照度光學的單位。


延續圖B1-1的其它單位算法--
1.光通量(Flux (Φ))： 發光體所發出的光通量，這個量的計算即是將每個角度的光強度積分，怎麼積?如何積呢?等單位都介紹完了再說明吧。

2.照度(Irradiance & Illuminance (E))：單位面積上的光通量（Φ），即E=dΦ/dA。同面積下的被照物的照度值，會與發光體的距離成反比。 

3.立體角(Solid Angle (sr))：在解釋光強度與輝度前必須先說明立體角是啥東西，這個很重要，榴槤花了至少三個月的時間才明白立體角的意義。

過去我們都知道直角座標系（x,y,z）（此三個值都是距離），進階一點可能會學到圓柱座標系(r,θ,z)（r,z代表距離，θ代表角度），再進一階的則是球座標系(r,θ,ω)(r代表距離，θ,ω代表角度)，而這裡的立體角指的是更進一階的座標系(φ,θ,ω)（此三個值都是角度值）。故一個單位的立體角(φ=1,θ＝1,ω＝1)即為1sr，這個很重要，學照明光學的一定要會。

榴槤也不想把事情搞到這麼複雜，但我想這會是背光模組裡最難的部份了吧~~如果你還是不會的，請好好Google一下立體角囉。


４.光強度（Intensity ( I )）：由發光體某一方向的光能量，理論一點的說，即是一個立體角的光流量。一般背光模組的LED都是使用這個單位。

５.輝度(Luminance ( L ))：單位面積內的光強度(I)，請看清楚喔，是光強(I)而不是光通量(Φ)，所以照度與輝度之間差了輝度多除了一個立體角的單位。輝度單位即是背光模組所使用的單位。

一般而言，背光模組使用的單位，就只有照度光學的這幾個，換句話說，如果你搞懂了照度光學這幾個單位，應該就非常足夠了。
不過說真的，除非你是有天份的人，要不然沒上過照明單位的人，一下子要了解上面幾個單位，真的不簡單~~~但榴槤也是過來人，知道光這些積分式就暈了，還要學什麼呢?這樣吧，榴槤就用一個淺顯方式來解釋上述的光通量、照度、光強度及輝度吧。

由上圖，電燈泡所發出的光總量即光通量(Φ)， 單位流明lm。這個燈泡某一個方向所發出來的光能量即為光強度(I)，單位cd或lm/sr。燈泡所發出的光能量，照在足球上，足球接受光通量後被照亮的程度即為照度(E)，單位lux或lm/m2。被照亮後的足球，在任一角度被觀察到的照度大小，即為光度(L)，單位為cd/m2。
我想這樣的解釋表示，大家應該比較能接受吧。