永久的課題 深入了解液晶亮度感測

亮度感測元件的功能

    亮度感測元件是利用矽材料制成，基本上亮度感測元件可分成：光電晶體（Photo Transistor）、光二極體（Photo Diode），及內建增幅電路光二極體（簡稱為Photo IC）等這三大類。

    由于光電晶體的價格是光學二極體的3/4，Photo IC的1/2左右，所以光電晶體主要是針對低成本要求等應用。光電晶體利用光照射產生的光電流，在10/Lux黑暗室內大約是數(shù)10霢 ，1000/Lux明亮室內則超過1mA ，不需利用增幅電路就可以輸出光電流，缺點是它的感測溫度變動非常大，例如某些光電晶體，85oC的輸出電流是-30oC的2倍左右。

    光二極體則是感測溫度特性的改良品，它的實際應用環(huán)境下的感測溫度分布低于±10％，缺點是光電流卻光學電晶體低三位數(shù)，所以必須利用增幅電路才能輸出光電流。

    因為光二極體必須利用增幅電路，才能輸出與光電晶體同等的光電流，由于增幅電路的成本，使得光二極體的價格比光電晶體高2倍左右，不過，它的輸出光電流非常大，而且感度的溫度依存性很低，所以主要是應用在高端亮度感測設備等領域。至于Photo IC主要是應用在簡易亮度感測設備等領域。

    上述三種亮度感測元件不論分光特性、形狀，以及與電路的整合性都各具特色，因此一般認為亮度感測元件未來勢必朝向：分光特性接近人眼對光線的感受、可隨意設置超小型外型封裝、可與芯片直接連接，短起動時間與操作容易等方向發(fā)展。

    由于業(yè)者對分光特性非常重視，因此分光特性的開發(fā)競爭也最激烈。目前商品化的亮度感測元件，它的分光特性峰值大約是550--600nm，相當接近人眼的視感度峰值，不過似乎還無法滿足市場的需求，主要理由是隨著螢光燈、白熱燈、太陽光等光源的不同，輸出光電流會出現(xiàn)極大差異，例如白熱燈的輸出光電流是螢光燈的1.2--1.8倍，加上顯示器的亮度與人眼感受的亮度有差異，因此在不同環(huán)境下經(jīng)常因為光源的差異無法獲得預期效果。

    造成上述現(xiàn)象主要原因是各光源的發(fā)光頻譜差異極大，加上亮度感測元件具備人眼無法感測紫外光與紅外光的感度，因此，德國OSRAM在2005年推出具備適合人眼視感度，而且分光特性峰值涵蓋短波長到長波長范圍的亮度感測元件，根據(jù)資料顯示，光源造成該元件的輸出電流差異可望低于10％以下。