背光模組-照明光學-2

上篇說明了光的能量單位，不管如何，至少要了解這些單位是光單位的能量大小；而這篇榴槤要說明光的另一個特性---顏色。

1.光的波長：

事實上，所謂光顏色的定義，完全都來自於人類主觀的看法，把人類眼睛所能看到的光做一些說明。其實，太陽所發散出來的光，波長是很廣的如下圖。

人類所能看到的光僅僅在圖中彩色的部份，其波長約400nm~700nm。而我們又將這個區段波長的光區分成各種顏色，波長小於人類所看不到的波長稱之紫外光，一般小於360nm。反之，波長大於人類所看不到的波長稱之紅外光，一般大於780nm。在幾何光學裡，我們只對可見光感興趣。

那麼人既然能將可見光區分成各種顏色，那眼睛對顏色的感覺又是如何呢?下圖是顏色對眼睛的敏感度對照。

好吧我們來讀一下上圖，橫軸代表波長即顏色，縱軸代表眼睛感受度(感受最強時，值為1)。藍線表示在比較暗的環境下觀察各種顏色波長，紅線則反之。以上的圖並無所謂的計算方式，純粹是實驗得到的，當然不是榴槤做的實驗。一般我們都會取明視覺做為討探。由這個圖可以知道，人的眼睛是對黃綠色(波長約555nm)最敏感為峰值，再由兩側遞減。
舉個例子吧--例如一個波長555nm的黃綠色LED，打在一個照物上面，其照度為100lux；另一方面，一個波長600nm的橙紅色LED打在同一個照物上，其照度一樣為100lux。那麼對儀器而言，其光能量是一樣的照度，但人的眼睛而言橙紅光却只有黃綠光的60%的亮度。

2.光的混合--CIE 1931

光的三顏色是R(紅)G(綠)B(藍)，只要有這三種顏色的光，即可任意混合出想要的顏色。LCD液晶螢幕裡面有一個叫彩色濾光片(Color Filter)的東西，這個零件就是在製造各種顏色的元件，樣子就像下圖。

一對RGB稱為一個Cell，事實上只要拿放大鏡往手機螢幕一看，就可以看到這個元件了。
那麼，顏色的混光要怎麼混呢?這個時候就必須介紹一下CIE 1931，他是評估顏色的一張圖，也是一種標準，只要Google一下，也是一堆有關它的資料。由想而知，這張圖的重要吧。

稍為解讀一下，橫座標表示色座標X，緃座標表示色座標Y，外緣藍色字由380~700代表波長，中間黑色線代表黑體輻射溫度線。大致看過之後，榴槤來一一解釋吧~~

A.座標(x,y,z)

在圖中，好像只看到x,y却沒有z，其實真實的狀況下是有z的，z代表的是明亮程度。舉個例子說吧：把同一張紅色的紙，用一個白色的燈(假設10 lm)距離紙10cm照在紙上，此時照度假設為10 lux其座標為x1,y1；再將燈拉高到20cm照在紙上，此時照度假設為5 lux其座標為x2,y2。比較紅色紙的顏色變化，事實上會不一樣的，即(x1,xy)並不等於(x2,y2)。原因是雖然是同一個照物及被照物在不同的明亮程度下，x,y的值是不會一樣的。理論上，z值愈大，x,y的區域會愈小。
如果你想做這個實驗，其實很簡單；如果你的相機可以調整曝光時間，只要調整曝光時間的長短，你就可以看到同一物體的顏色則會有所變化。當你把時間拉到很長，拍出來的照片則是一張什麼都沒有的白白相片；確實的，當z很大的時候，x,y會收㪘到一點，即白色。
x,y,z都可由波長來計算得到，但如果再介紹這個，你一定會覺得受不了了，這個留到後續再介紹吧。等不及的人，可以Google下吧。

B.混光：

我們可以我到外圍的波長曲線，如果要榴槤解釋如何混合光顏色，還不知如何說起，這樣吧來舉個例或許比較好說明---

首先，假設我們有兩個光源，一個470nm，另一個580nm，那麼就先將這兩個波長點畫成一線如下圖。

那在這條暗紅色的線上的所有顏色，都是我們可以借由各自光源的大小來混合而成。

以上是兩點的混色，而我們知道如果三個顏色(一般是RGB)，這樣就可以混成所有的顏色了；我們常常看到很多用LED做的廣告招牌，可以變化出多種顏色，只要我就近一看，一定是兩個以上的LED。另外，只要看到可以變化到白色的，則一定是三種顏色，即RGB。

C.黑體輻射溫度：

這一條曲線對於後續的背光模組沒有太大的用處，但也是稍微解釋一下吧。如果大家有看過燒鐵或打鐵的朋友，一定會發覺鐵在遇熱後會變顏色，而工匠也會用鐵的顏色來判段目前鐵的溫度。即鐵受熱後，顏色變化會隨溫度改變。而顏色與度的變化就是依照這條色溫曲線囉。

1500k接近橙色，6500k則接近白色，所以白色的溫度比橙色高囉。