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文章來源及發佈日：
http://www.eet-china.com/news/article/201708011515
電子工程專輯 2017/8/1

從早期的電子管顯示器，到現在各種XXXLED技術；從肉眼能看到區塊的時代，到現在PPI爆表的超視網膜螢幕，科技公司正窮盡辦法讓消費者擁有最佳的視覺體驗。隨著大家每天盯著各種顯示幕的時間越來越長，對視力健康的保護也逐漸提上日程。

以往原始設備製造商對於螢幕色彩管理，大都採用RGB顏色感測器，你以為通過RGB看到的是真實世界的顏色？非也，RGB並不是從人眼真實的色彩感覺出發，而是通過紅綠藍三色調和出的各種顏色，來“欺騙”人眼和大腦，簡單來說就像油畫調色盤。

同樣，RGB對真實色彩的還原度誤差在10-15%之間，根據調查顯示，消費者愈發覺得在商店裡或者線上購物時商品的顏色與商品在家裡時的顏色差異很大，這很有可能就是RGB感測器的禍。

此前網路上爭論很久的裙子顏色，實物為藍黑，光和色彩是會欺騙我們眼睛的（source：網路）

那麼有沒有更好的顏色顯示管理方案，能做到更低的誤差率，更接近真實色彩呢？

國際照明委員會（Commission Internationale de L'Eclairage，簡稱CIE）在1931年開發，並在1964修訂了一版CIE顏色系統（CIE Color System），名叫CIE XYZ，這個系統從此成為了其他顏色系統的基礎。直到幾年前，還只有顏色科學家或者某些高端電腦程式中會使用到，科學家甚至認為大多數人一輩子都不會直接使用這個系統。

但隨著消費電子的高速發展，人們瞭解到CIE XYZ對開發新的顏色系統、編寫或者使用與顏色相關的應用程式很有用，於是來自奧地利的高性能感測器解決方案供應商艾邁斯半導體公司（ams AG），把色彩領域的工業標準CIE1931“標準觀察者”XYZ三刺激模型變成了大家都能用的感測器。

這款業界首個基於XYZ三刺激的真彩感測器IC型號TCS3430，是迄今為止最小的真彩感測器，適用於筆記本、智慧手機和平板電腦等消費電子產品。TCS3430數位化的輸出結果是XYZ三刺激的比例輸出，與CIE1931 XYZ三刺激模型相一致，因此小型化的TCS3430可以用於顯示器管理、自動白平衡或色彩管理等應用。

艾邁斯半導體先進光學解決方案高級產品行銷經理David Moon

《電子工程專輯》對艾邁斯半導體先進光學解決方案高級產品行銷經理David Moon進行了獨家採訪，更深入地瞭解了XYZ感測器的特性及應用，並得知艾邁斯半導體正在做智慧手機等消費類移動設備專用的光譜傳感解決方案。以下是專訪內容：
《電子工程專輯》：相比傳統的RGB顏色感測器，XYZ感測器能從技術上改善哪些消費電子產品顯示上的視覺體驗？
David Moon：原始設備製造商從RGB顏色感測器轉向XYZ感測器可以顯著改善相機和顯示器的性能，比如：
1、根據環境的相關色溫（CCT）和亮度調節顯示幕的色溫（變暖或變冷）和亮度，使顯示幕的顯示效果看起來像紙張；
2、通過高品質的校準提升顯示器的白平衡和圖像逼真度；
3、相機可得到更逼真的、幾乎零顏色失真的圖像，白平衡性能可與專業級攝影設備媲美。

為什麼XYZ優於RGB？（Source：艾邁斯半導體）

精確的白平衡不僅可以幫助設計師和專業人士提高圖像品質，還可以説明普通消費者作出購買決定從而降低整體產品退貨情況。
《電子工程專輯》：能否介紹一下這款XYZ感測器採用的獨家技術？據說還融合了環境光傳感功能，設計和工作原理是什麼？
David Moon：TCS3430採用了艾邁斯半導體專有的光學干涉濾波器（interference filter）技術。干涉濾波器可直接沉積在晶圓上，且能模擬人眼的光譜回應的特性，用光圈來把不需要的波段濾掉，這種方法並不影響光本身，這項技術尤其用在高精度XYZ感測器上。

光學干涉濾波器（interference filter）技術（Source：艾邁斯半導體）

另一項獨家技術是在晶圓上做微光學結構的封裝，來自6個月前收購的一家叫Heptagon的公司，我們能在很小的矽片上做出非常精確的光學結構來，並且量產良率也很好。

微光學結構封裝技術（Source：艾邁斯半導體）

設計上，TCS3430的濾波器具有五個通道，包括X、Y、Z通道以及兩個紅外（IR）通道。兩個紅外通道可用於推斷光源類型。Y通道則為可見光光譜中的綠光部分提供照度測量，使得TCS3430可同時用作環境光感測器與顏色感測器，甚至可以幫助手機鏡頭的ISP來改善白平衡。

（Source：艾邁斯半導體） 

《電子工程專輯》：前面提到了紙質顯示效果和自動除藍光護眼功能，能談談XYZ感測器是怎麼做到的嗎？我們知道iPhone上的Night Shift功能也有類似效果，蘋果是你們的客戶嗎？

David Moon：目前智慧手機同質化嚴重，市場增長放緩，各大廠商都想在自家手機上做出“我有人無”的功能，而紙質顯示效果正是這樣一個殺手級應用。在不同的環境光情況下，從日光燈到白熾燈或者到陽光下，它會調節螢幕的白平衡點，讓螢幕更貼合外部的光線，讓肉眼看到跟周邊環境一致的顯示效果。

左邊的手機有艾邁斯半導體的XYZ感測器模組，右邊沒有，可以看到從6500K到3000K色溫切換時，帶有XYZ感測器的手機還原色彩更真實。（Source：艾邁斯半導體）

除了讓眼睛舒服，健康也是我們考慮的一大因素。一般的光源含藍光比較多，長時間接觸會引起視覺疲勞，尤其是晚上黑暗環境中玩手機，藍光會影響腦垂體分泌，進而影響睡眠品質，長期這樣會引起一些疾病。

紙質顯示的實現是根據普朗克曲線上不同的色溫點來調節白平衡。這條曲線值越高，越偏冷，值越低，越偏暖色調。（Source：艾邁斯半導體）

所以說這是一個殺手級應用，蘋果iPhone上面的Night Shift功能就是類似於這個，至於他是不是我們客戶不便評論，我只能說全球排名前15的手機廠商中，其中有14個都是我們的夥伴，我們在跟TOP5裡面的前4合作。

蘋果iPad Pro發佈會上重點介紹的True Tone顯示技術，其實就是這裡所說的“紙質顯示效果”外加藍光消除。（Source：網路）

《電子工程專輯》：XYZ感測器的目標是取代RGB感測器，作為一個新品它在成本上有無優勢？供應鏈方面能否滿足？ 

David Moon：傳統的做法，XYZ會比RGB貴25%甚至50%，但因為我們用了光學干涉濾波器這種工藝，大規模量產的時候，成本並不會增加太多，而且對於廠商而言，可以在消費級應用上實現殺手級的差異化。供應鏈方面，因為我們不光在奧地利擴建了產能，而且在新加坡有了新工廠和設備，所以供貨也是沒有問題的。TCS3430現已上市，亦可通過官網獲取評估套件。 

《電子工程專輯》：近年食品安全被廣大消費者重視，可擕式光譜分析儀在興起，在今年CES上已經有友商將光譜分析功能整合在智慧手機上。艾邁斯半導體也在推消費級光譜分析感測器，請問您如何看待光譜感測器進入智慧手機的趨勢？這類產品測試精度如何保障？ 

David Moon：這個方案既要看感測器本身的準確度，也要看後端識別演算法的準確度。前面提到感測器我們採用的是獨家光學干涉濾波器，這是其他家沒有的優勢。而且我們產品已量產，在量產情況下，能夠保障測試精確度只有我們。在演算法方面，大家各有所長。這個功能會在將來爆發，說不好是明天還是明年，但是我認為一定會爆發。

可擕式光譜分析儀用於食品分析的例子，可檢測蘋果的甜味（糖度，近紅外光譜在758-1161nm之間）、收穫期（葉綠素含量，近紅外光譜在650-690nm之間）、霜凍期（果皮平滑度，近紅外光譜在750-850nm之間）、過敏原檢測（乳糖、麵筋）（Source：艾邁斯半導體）

目前消費級的光譜感測器，精準度跟實驗室比已經很接近。在應用上的準確度不僅僅靠感測器，還在於後端資料庫，不管你做顏色識別還是食品識別，雲端會有一個大資料庫，我們會在生態系統中介紹一些合作的資料庫夥伴給我們的OEM廠商。但是我們現在看到很多OEM廠商願意自己做（資料庫）。