RGB LED'deki üç bileşenli LED'ler neden dengesizdir?

Kısa süre önce, bir proje için bazı RGB LED'leri belirledim, üç renkteki millicandela derecelendirmelerinin nadiren aynı sayıya yakın olduğunu fark ettim. (yani, 710mcd Kırmızı, 1250mcd Yeşil, 240mcd Mavi).

Bu bir şekilde iptal mi ediyor yoksa bu, LED'in her zaman sarımsı görüneceği anlamına mı geliyor?

Ayrıca, üreticiler neden dengesiz LED'ler üretiyorlar? Yaklaşık aynı parlaklıktaki 3 LED'i eşleştirmek daha mantıklı olmaz mıydı?

Örnek: Cree tarafından yapılan CLY6D-FKC-CK1N1D1BB7D3D3

Doğru hakkında geliyor. NTSC (renkli TV) fosforlarını kullanarak beyaz (6500K) elde etmek için bağıl yoğunluklar G = 0.59, R = 0.3, B = 0.11'dir - enerjinin çoğu yeşilde, en az mavi renktedir. ( Wikipedia'da biraz farklı şekilde yuvarlanmış sayılar ) Eşit yoğunlukta, mavi en parlak görünür. Burada gerçek sayılar değişecek (LED'ler fosfor değil) ancak bağıl yoğunluklar aslında beklediğimden daha fazla.

Spehro'nun ilginç yorumu nedenini açıklamak için bir yol gider. Candela, 100mcd kırmızı, yeşil veya mavi ışığın eşit derecede parlak olduğu algılanacak şekilde ağırlıklandırılmış ışık yoğunluğunun bir tanımıdır.

Şimdi renk uzayı dönüştürme sürecini anladığım kadarıyla, bundan dolayı, eşit algılanan R, G, B yoğunluklarını karıştırmanın, beyaz olarak gördüklerimizle sonuçlanacağını görmüyor!

Gerçekten nasıl olabilir? Gözlerimiz yeşile en duyarlıdır. Böylece, Candela tanımında kırmızı, mavi ile aynı algılanan yoğunluğu vermek için yeşil ışığın gerçek yoğunluğu azalır (Nitpick: Bunun yerine diğer yoğunlukların arttığına inanıyorum). Daha sonra, üçünü karıştırmak ve beyaz yapmak için, karışık ışıkta doğru yoğunluğu yeniden sağlamak için yeşil ışığın algılanan yoğunluğunu arttırmamız gerekir. (Bu nedenle ölçülen yoğunluğun, gözlerimizin en hassas olduğu dalga boyunda en büyük olması gerekir. Aksi halde bir anlamı olmaz!)

Başka bir deyişle, 100mcd'nin her biri kırmızı, yeşil ve mavinin her biri yeşil kanalda çok daha az gerçek enerji içerir, oysa gerçek beyaz ışık her kanalda yaklaşık olarak eşit enerji içerecektir - bu nedenle elektroniklerde "beyaz gürültü" tanımı.

EDIT: İlginç bir makale , kırmızı ve mavi LED'lerin kuantum verimliliğini% 70-80 bölgesinde, (2008'den önceki) yeşil LED'lerin (hepsinden öte satış perdesidir) çok üstünde tutar. Bu, mavi LED'lerin düşük yoğunluğunun sebebi ne olursa olsun, yapılması zor olmadıklarını gösterir.

Dolayısıyla, söz konusu üç LED'in göreceli yoğunlukları, üreticinin bu ağırlığı geri alma ve LED'leri eşleştirme girişimidir; böylece üretilen ışık, nominal akımda yaklaşık olarak beyazdır.

Resim (resim kaynağı) En azından gözlerime göre, yukarıdaki resimde, G en parlak olanıdır, R saniye ve B en karanlık olanı, ancak karıştırıldığında oldukça iyi bir beyaz renk üretirler.

Diğer cevapların yanlış olduğunu iddia etmiyorum, ancak iki önemli noktayı kaçırıyorlar. Bunlardan bir tanesi en alakalı olduğunu düşünüyorum.

RGB-LED'lerin beyaz ışık üretmesi amaçlanmamıştır. Bazıları Wikipedia'da belirli bir gam olan Wikipedia'ya , yani LED tarafından görüntülenebilecek renk uzayına ulaşmak içindir . Ve onlar yapar. Üç kanal 8 bit çözünürlükte sürülüyorsa, muhtemelen tüm olası ayarların yalnızca% 1'inden azı Planckian lokusu üzerinde hafif bir karışım verecektir. Planckian odağında , beyaz ışığın bulunabileceği Wikipedia . Bu nedenle tahmin edilebileceği gibi, beyaz ışık bir RGB LED'in birincil amacı değildir.

Gamı, bir üreticinin yaptığı kullanım senaryosu analizinin bir sonucudur. Çoğu durumda, kullanım durumu kırmızı, yeşil ve sarı gibi sinyal renkleri için yüksek çıktı gerektirir, ancak beyaz ışık üretirken yalnızca sınırlı güç gerektirir.

Kullanım çantası her yerde bulunan RGB LED şeritlerini örtüyor olsa bile, tüm LED'leri% 100 hızında sürerken Planckian odağına çarpmak gerekli değildir. İnsan gözü, karşılaştırmak için iyi bir ışık kaynağına sahip olmadığı ve gözün sahibi LED'leri uygun fiyata aldığında daha fazla MacAdam elipsini Planckian bölgesinden uzağa tolere eder.

Benim yorumumda yazdığım gibi, üç rengin kalıp boyutu genellikle eşittir, bu üç çipin tümü için neredeyse eşit bir elektriksel ve termal güç derecesine yol açar. Bu ve mevcut epitaksiyel sürecin sınırlı bant genişliği, üreticilerin "herkesi memnun etmesini" önlüyor. Bu nedenle,% 100 oranında sürüldüğünde Planckian odağına vuran bir RGB cihazı elde etmek son derece olası değildir. Bunun üzerine, bu özelliğe sahip bir RGB-çip olsa bile, aynı sonucu sadece 20 ° daha yüksek bir ortam sıcaklığında üretmek başarısız olacaktır.

$λ_{dom}$

RGB tarafından üretilen beyazın aşırı derecede renk gösterimi ise başka bir hikaye .

Farklı renklerde LED'ler oldukça farklı malzemeler ve süreçler ve tasarımlar ile yapılır. Aynı parlaklığa sahip olmaları garanti edilemez. En az verimli renkle eşleşmek için daha verimli olanları düşürmek yerine, kullanılabilir olduklarında daha verimli LED'ler koymak daha mantıklıdır. Beyaz dengesini almak için farklı akımlarda (veya görev döngülerinde) koşmaları gerekeceğinden emin olun, ancak bu önemli bir şey değil.

Teknik özelliklere yakından dikkat ederseniz, mcd derecelendirmelerinin her bir LED'e uygulanan yaklaşık eşit güçle (30mw) verildiğini fark edeceksiniz . Üç renk aynı parlaklığa sahipken gözümüzün "beyaz" göreceğini varsayarsak, bunu başarmanın bir yolu kırmızı ve yeşil LED'lerin parlaklığını azaltmak ve mavi LED'in parlaklığını artırmak olacaktır. Parlaklığın akımla orantılı olduğunu varsayarsak, yeşil LED akımını 5ma'ya, kırmızı LED'i 8.8ma'ya düşürürdüm ve mavi 26ma'ya çıkarılırdı. Bu, her bir LED'in yaklaşık 625 mcd sağlamasını sağlayacaktır. Tabii ki, bu mavi LED'in 26 ma'yu idare edebileceğini varsayar, eğer değilse, akımların mavi LED'in kaldırabileceği maksimum akıma bağlı olarak orantılı olarak azaltılması gerekir.

Asıl sorunuzun cevabı, sadece üretim ve fiyat kısıtlamalarıdır. İkinci sorunuz için ... hayır, sarımsı görünmesi gerekmiyor, sadece akımları LED'lere (ve arka plan parlaklığına) dengeleme doğruluğuna bağlı . Üçüncü soru için cevap, ilk duruma benzer, üretim sürecini optimize etmek eşit kalıp boyutu, biriktirme işlemi, vb. Anlamına gelir.