เหตุใดไฟ LED สามองค์ประกอบใน LED RGB จึงไม่สมดุลกัน

เมื่อไม่นานมานี้ฉันได้ระบุคุณสมบัติของไฟ LED RGB สำหรับโปรเจ็กต์เมื่อฉันสังเกตเห็นว่าการจัดอันดับพันมิลลิวินาทีในสามสีนั้นแทบจะไม่ใกล้เคียงกับหมายเลขเดียวกัน (เช่น 710mcd Red, 1250mcd Green, 240mcd Blue)

สิ่งนี้ยกเลิกอย่างใดหรือหมายความว่า LED จะมีสีเหลืองตลอดเวลาหรือไม่

ทำไมผู้ผลิตถึงทำไฟ LED ที่ไม่สมดุลเช่นนี้? การจับคู่ไฟ LED 3 ดวงที่มีความสว่างเท่ากันจะไม่เหมาะสมกว่านี้หรือไม่

ตัวอย่าง: CLY6D-FKC-CK1N1D1BB7D3D3 ทำโดย Cree

ฟังดูถูกแล้ว ในการรับสีขาว (6500K) โดยใช้ NTSC (โทรทัศน์สี) ฟอสเฟอร์ความเข้มสัมพัทธ์คือ G = 0.59, R = 0.3, B = 0.11 - พลังงานส่วนใหญ่อยู่ในสีเขียวอย่างน้อยเป็นสีน้ำเงิน (ตัวเลขที่ปัดเศษแตกต่างกันเล็กน้อยในWikipedia ) ที่ความเข้มเท่ากันสีน้ำเงินจะดูสว่างที่สุด ตัวเลขจริงจะแตกต่างกันที่นี่ (LEDs ไม่ใช่ฟอสเฟอร์) แต่ความเข้มสัมพัทธ์นั้นคล้ายกันมากกว่าที่ฉันคาดไว้

ความคิดเห็นที่น่าสนใจของ Spehro เป็นวิธีการอธิบายว่าทำไม Candela เป็นคำนิยามของความเข้มการส่องสว่างที่มีน้ำหนักเช่นที่ 100mcd ของแสงสีแดงสีเขียวหรือสีน้ำเงินจะรับรู้ว่ามีความสว่างเท่ากัน

ตอนนี้เมื่อฉันเข้าใจกระบวนการแปลงพื้นที่สี - มันไม่ได้เป็นไปตามนั้นการผสมความเข้มที่รับรู้อย่างเท่าเทียมกันของ R, G, B จะส่งผลให้สิ่งที่เราเห็นเป็นสีขาว!

แน่นอนได้อย่างไร ดวงตาของเราไวต่อสีเขียวมากที่สุด ดังนั้นความเข้มที่แท้จริงของแสงสีเขียวจะลดลงในคำจำกัดความของ Candela เพื่อให้ความเข้มการรับรู้เช่นเดียวกับสีแดงสีน้ำเงิน (Nitpick: ฉันเชื่อว่าความเข้มอื่น ๆ เพิ่มขึ้นแทน) จากนั้นในการผสมทั้งสามและทำให้ขาวเราจำเป็นต้องเพิ่มความเข้มของแสงสีเขียวเพื่อรับรู้ความเข้มแสงที่ถูกต้องในแสงผสม (นั่นคือเหตุผลที่ความเข้มที่วัดได้จะต้องมากที่สุดในช่วงความยาวคลื่นที่ดวงตาของเราไวที่สุดนั่นจะไม่เข้าท่าเลย!)

กล่าวอีกนัยหนึ่ง 100mcd แต่ละสีแดงสีเขียวและสีน้ำเงินมีพลังงานจริงน้อยกว่ามากในช่องสีเขียวในขณะที่แสงสีขาวที่แท้จริงจะมีพลังงานที่เท่ากันโดยประมาณในแต่ละช่องสัญญาณ - ดังนั้นคำจำกัดความของ "เสียงสีขาว" ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

แก้ไข: บทความที่น่าสนใจวางประสิทธิภาพควอนตัมของไฟ LED สีแดงและสีน้ำเงินในภูมิภาค 70-80% สูงกว่าไฟ LED สีเขียว (ก่อนหน้าปี 2008) (เป็นระยะห่างระหว่างการขาย!) สิ่งนี้ทำให้เป็นไปได้ว่าไม่ว่าด้วยเหตุผลใดก็ตามสำหรับความเข้มต่ำของไฟ LED สีน้ำเงินไม่ว่ามันจะเป็นเรื่องยาก

ดังนั้นความเข้มสัมพัทธ์ของไฟ LED สามดวงในคำถามคือความพยายามของผู้ผลิตในการยกเลิกการลดน้ำหนักนี้และจับคู่ไฟ LED เพื่อให้แสงที่สร้างขึ้นนั้นเป็นสีขาวโดยประมาณ ณ ปัจจุบัน

ภาพประกอบ(แหล่งที่มาของภาพ) อย่างน้อยในสายตาของฉันในภาพประกอบด้านบน G นั้นเป็นจุดเริ่มต้นที่สว่างที่สุดโดยที่ R วินาทีและ B มืดที่สุด แต่เมื่อผสมกันพวกมันก็สร้างสีขาวที่ดีงาม

ฉันไม่ได้อ้างว่าคำตอบอื่น ๆ ผิด แต่พวกเขาพลาดจุดสำคัญสองข้อ หนึ่งในนั้นที่ฉันพิจารณาถึงความเกี่ยวข้องมากที่สุด

ไฟ LED RGB ไม่ได้มีไว้สำหรับสร้างแสงสีขาว พวกมันหมายถึงการเข้าถึงขอบเขตของวิกิพีเดียบนขอบเขตเช่นขอบเขตสีที่สามารถแสดงได้โดย LED และพวกเขาทำ หากช่องสัญญาณทั้งสามถูกขับเคลื่อนด้วยความละเอียด 8 บิตอาจจะน้อยกว่า 1% ของการตั้งค่าที่เป็นไปได้ทั้งหมดเท่านั้นที่จะให้ผลการผสมแสงบนตำแหน่งพลังค์ของพลังค์ Wikipedia เกี่ยวกับ planckian locusที่ซึ่งแสงสีขาวสามารถพบได้ ดังนั้นเราจึงสามารถเดาได้ว่าแสงสีขาวไม่ใช่วัตถุประสงค์หลักของ LED RGB

ขอบเขตคือผลลัพธ์ของการวิเคราะห์กรณีการใช้งานที่ผู้ผลิตดำเนินการ ในกรณีส่วนใหญ่กรณีการใช้งานต้องการเอาต์พุตสูงสำหรับสีของสัญญาณเช่นสีแดงสีเขียวและสีเหลือง แต่ใช้พลังงาน จำกัด เมื่อผลิตแสงสีขาวเท่านั้น

แม้ว่ากรณีการใช้งานจะครอบคลุมแถบ LED RGB อยู่ทั่วไปทุกหนทุกแห่งมันก็ไม่จำเป็นหรือเป็นไปไม่ได้ที่จะตีพลังค์พลังค์เมื่อขับ LED ทั้งหมดที่ 100% ดวงตามนุษย์ทนต่อ MacAdam-ellipses ห่างจากตำแหน่ง Planckian เมื่อมันไม่มีแหล่งกำเนิดแสงที่ดีพอที่จะเปรียบเทียบและยิ่งกว่านั้นเมื่อเจ้าของตามีไฟ LED ในราคาต่อรอง

ตามที่ฉันเขียนในความคิดเห็นของฉันขนาดของสามสีมักจะเท่ากันซึ่งนำไปสู่การจัดอันดับพลังงานไฟฟ้าและความร้อนเกือบเท่ากันสำหรับชิปทั้งสาม สิ่งนี้และแบนด์วิดท์ที่ จำกัด ของกระบวนการ epitaxial ที่มีอยู่ในปัจจุบันในที่สุดก็ป้องกันผู้ผลิตเพื่อ ดังนั้นจึงไม่น่าเป็นไปได้อย่างยิ่งที่จะได้รับอุปกรณ์ RGB ซึ่งกระทบตำแหน่งพลังค์พลังค์เมื่อขับเคลื่อนที่ 100% ยิ่งไปกว่านั้นแม้ว่าจะมีชิป RGB ที่มีคุณสมบัตินั้นมันก็จะล้มเหลวในการสร้างผลลัพธ์เดียวกันที่อุณหภูมิแวดล้อมสูงขึ้นเพียง 20 °

$λ_{dom}$

การเรนเดอร์สีสุดเร้าใจของสีขาวที่สร้างจาก RGB นั้นเป็นอีกเรื่องหนึ่ง

ไฟ LED ของสีที่ต่างกันนั้นทำด้วยวัสดุและกระบวนการและการออกแบบที่แตกต่างกันมาก ไม่มีการรับประกันว่าพวกเขาจะกลายเป็นความสว่างแบบเดียวกัน มันเหมาะสมกว่าที่จะวาง LED ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในขณะที่พร้อมใช้งานแทนที่จะใช้ LED ที่มีประสิทธิภาพลดลงเพื่อให้ตรงกับสีที่มีประสิทธิภาพน้อยที่สุด แน่นอนว่าพวกเขาจะต้องวิ่งตามกระแสต่าง ๆ (หรือรอบการทำงาน) เพื่อให้ได้สมดุลแสงสีขาว แต่นั่นไม่ใช่เรื่องใหญ่

หากคุณใส่ใจกับรายละเอียดอย่างใกล้ชิดคุณจะสังเกตเห็นว่าการให้คะแนน mcd นั้นจะให้กำลังไฟเท่ากับประมาณ(30mw) ที่ใช้กับ LED แต่ละตัว สมมติว่าตาของเราจะเห็น "สีขาว" เมื่อสามสีมีความส่องสว่างเหมือนกันวิธีหนึ่งที่จะบรรลุเป้าหมายนี้คือการลดความสว่างของ LED สีแดงและสีเขียวและเพิ่มความสว่างของ LED สีน้ำเงิน สมมติว่าความสว่างเป็นสัดส่วนกับกระแสฉันจะลดกระแสไฟ LED สีเขียวเป็น 5mA, LED สีแดงถึง 8.8ma และสีฟ้าจะเพิ่มขึ้นเป็น 26ma สิ่งนี้จะทำให้ LED แต่ละตัวมีขนาดประมาณ 625 mcd แน่นอนว่าสมมติว่า LED สีน้ำเงินสามารถจัดการได้ 26 มิลลิแอมป์ถ้าไม่กระแสจะต้องลดลงตามสัดส่วนตามกระแสสูงสุดที่ LED สีน้ำเงินสามารถจัดการได้

คำตอบสำหรับคำถามหลักของคุณคือข้อ จำกัด ด้านการผลิตและราคา สำหรับคำถามที่สองของคุณ ... ไม่มันไม่ต้องดูเป็นสีเหลืองมันขึ้นอยู่กับความแม่นยำที่คุณปรับกระแสให้สมดุลกับ LED (และความสว่างของฉากหลัง) สำหรับคำถามที่สามคำตอบนั้นคล้ายกับกรณีแรกการปรับกระบวนการผลิตให้เหมาะสมกำหนดขนาดตายเท่ากันกระบวนการสะสม ฯลฯ