LEDLED照明照明网讯 我们拥抱了节能环保的LED照明、买得起便宜的LCD显示器，理所当然地，拥有一切发光二极体带来的舒适与便利，却常常忽略产业的纠结与辛酸，浑然不知轰轰烈烈的光源革命背后，上演的是LED产业的蓬勃与触礁。

图：LED市场容量，虽然是旧资料，但波动大抵正确 （来源：Yole）

潮也起，潮也落。

LED的从业人员还在奉献着，马不停蹄地打造那个被LED科技包围的生活环境－－－随身携带的手机、家中的电视、办公的电脑、户外高楼的显示屏、街道上的LED路灯…，当年蓝光chip与YAG phosphor只是轻轻一碰，LED白光就用力嘶吼了十数年，一口气唤醒了整个LED产业链，更让LED成了亚洲制造的重要环节。

那么，LED为什么雄起、又为什么后继无力？太悲伤了所以今天不说。

图：宝宝难过，LED不该让宝宝不开心

我们把视角转移一下，在那不起眼的角落里，还有许多看不见的光，默默发挥了举足轻重的影响力，这些光并不是只有消费者看不见，而是所有的人（即便是生产它的人）也看不见，太不讲理了，我们称之为“不可见光”（Invisible Light）。

图：光谱图，基本上是光学领域的ABCD

在光的世界里，人眼能捕捉的范围是约莫400nm的紫光，到700nm以上的红光，实际涵盖的波长范围因人眼的敏感程度，以及光本身的强度而有些许差异。那些不愿见人的光中，波长超出可见范围的叫做红外光（IR），波长低于可见范围的叫做紫外光（UV），这些隐形的光，因为具有看不到（废话）、不容易被吸收、高能量等特质，在通讯、感测、医疗、消毒、固化、防伪等领域默默的耕耘，即使不张扬，但横跨的应用范围、带来的便利性与未来的创新能量，却远比想像中大的多。

那么，就算看不到“不可见光”，也该看的到“不可见光市场”啊！不可见光无所不在的应用与创新，为何没能替萎靡的LED市场止血？

先让我们把LED市场分成三块，分别是看的见的“白光（White Light）”、“非白光可见光（Non－White Light）”，以及看不见的“不可见光（Invisible Light）”。白光是透过荧光粉实现混光，被称之为PC－LED（PC＝Phosphor Converted）的族群；其余单色光或R或G或B，皆归类在非白光可见光；剩下的，就是不可见光了。这三者的比重圆饼图会长成下面这样：

图：不可见光市场份额

继续细分的话，约2％是IR，1％是UV，我们有个画面就好，无须精确。

嗯…比重是小了点，图若没有经过我用心的放大，可能还会不小心漏看。但各位先不要急着轻视不可见光，它的市场贡献虽然微薄，却背负着“继往”、“开来”的神圣使命，不仅是LED骨灰级的应用、商业化的发源地，更是未来新应用市场的成长能量所在。

以红外光来说，IR LED在工业、家庭场域的应用早已遍地开花，最好的例子就是潜伏在电视遥控器数十年的IR LED，当你按下按键时，LED会以特定的频率发光，光的波长是940 nm，就算使尽洪荒之力人眼也看不到，所以不会干扰我们的生活，不可见光因此堪当机器间沟通的理想媒介。在遥控器的case中，IR LED亮了当作“1”，不亮当作“0”，按协定好的编码原则发出一连串的光，经过调变与解调变，我们的心意就成功传达给冷冰冰的电视了！其他电器的遥控原理也是如此，亦可想成是非常基础的“不可见光通讯”。

IR LED的应用核心大抵离不开“感测”与“通讯”，LED会搭配一个photo diode（PD）当作接受器，LED（emitter）发IR光，PD（receiver）收IR光，除了发出特定频率的光传递资讯外，利用“光遮断（Photo－Interrupter）”的原理，也衍生了许多的产业应用，如列表机里面的纸张感测：

图：光遮断器用于影印机 （来源：亿光）

图：光遮断器原理

光遮断器是把LED跟PD放在感测路径的两侧，当PD收不到IR光时就代表被物体挡住了，道理很简单，可以用来判断光的路径中有物品或无物品。其实IR要打开未来的潜在商机、拉出YOY数百的成长率、成为LED市场寒冬的炭火，靠的也不是别的，就是这些简单的“发送”与“接收”。

同样一个发一个收，如果把PD跟IR LED放在同一边呢？IR射出的光打到物体后会反射，PD只要位置站好站满，就会接收到“反射光”，说起来与光遮断器的差别只有“光的路径不是直线而已”。其实嘛，许多复杂科技背后，都只是简单直觉的概念，“一发一收”也不是什么了不起的发想，但只要能进一步解析反射光的图案、计算传输时间，IR就成为了非常、非常强大的光感测器！也就在这一发与一收之间，IR LED孵化了上亿美金的核心市场，还拥有放眼未来的成长能量！

图：利用反射光侦测目标物件

不过让光路径转了个弯而已，IR Sensor（LED＋PD）神力大开，夜视、3D建模、距离感测、物体移动、定位…通通一把抓，外面世界发生的事从此逃不过IR sensor的水晶球。也因为许多IR与PD应用时住在附近，后来索性搬在一起当室友了（整合型封装），好比Blue chip当年遇上了YAG phosphor，IR sensor挟着雷霆万钧之力横扫江湖－－－机器之眼就此诞生。

图：多合一封装Sensor （来源：STM）

在说未来的成长能量之前，我们先看看喂养IR LED产值的最大市场—“安防监控（Surveillance）”：

图：机器保安之眼－－安防监控

人眼视网膜因为有光感受器，所以得以“看见”这世界并转译给大脑，Photo Diode（PD）就好比机器的光感受器，当许多PD排列在一起，就如同许多椎状细胞（rods）和杆状细胞（cones）一样，让机器得以“看见”有解析度的画面。

机器的眼睛主要有两种架构－－－“CCD”与“CMOS”：

图：CCD与CMOS架构

CCD与CMOS的差异主要在讯号放大、类比数位转换位置的架构不同，觉得痛苦的读者不需去理解架构的原理，只要把他想成两种不同生物的眼睛构造就好。

图1：夜视能力一流的猫眼

图2：解析度一流的鹰眼

然而，与视网膜细胞受器不同的是，PD可以接受人眼接收不到的波长，这意味着，机器的视觉受器比人眼更强大，不只视角无限制、视距更远，机器还能看到那些对我们来说“隐形”的东西。

图：人眼与机器眼的可视波长范围

监视器制造商考虑到性价比，普遍采用CMOS架构，设计上也很简单，只要在镜头外围放一圈IR LED，再补上一颗CMOS sensor，就成了一台有夜视功能的监视器了！

图1：监视器模组，外圈是负责夜视的IR LED＋CMOS sensor。

图2：安装完成后，附带夜视功能的监视器外观

除此之外，夜视功能也应用在一些高阶车款：

图：汽车夜视示意图

根据美国guo jia高速公路交通安全局（NHTSA）统计，夜间行驶时间虽只占总驾驶时间1／4，但交通事故造成的死亡比例却高达1／2，“夜视”于是成为未来汽车重要的附加功能，号称第一台拥有夜视功能的汽车是Cadillac于2000年推出的DeVillie，往后许多车厂也跟进了，含Mercedes－Benz、BMW、Hummer、Honda、Lexus…等等。

说到这里，光是“夜视”的概念，已涵盖IR LED 30％～40％的产值，安防监控的市场还在成长中，也渐渐采用高功率SMD封装替换Lamp type LED，而汽车电子化亦已是无法阻挡的潮流，在雷射二极体（LD）成本大幅下降前，这些能量已足够巩固IR LED现有的产值，而更多的成长想像空间，则可冀望于电子产业圈养分最充足的“消费电子市场”，以及代表未来的新兴关键词－－“AR／VR”、“机器人”、“自驾车”。

毕竟对机器的眼睛来说，夜视只不过是基本功，说起来也就与夜行性动物打成平手吧，而真正尊爵、不凡的特异功能，该算是未来感十足的追踪、辨识、3D感测…等功能。

所以了，只要花点时间沉浸在IR带来的科技感，就不会因为产值与比重低估它的浅在能量了，曾经有个伟人告诉我：“了解过去，但不被过去迷惑”。

• jwjfahhv.jpg