Tại sao ba đèn LED thành phần trong một đèn LED RGB không cân bằng?

Gần đây tôi đã chỉ định một số đèn LED RGB cho một dự án, khi tôi nhận thấy rằng xếp hạng millicandela trên ba màu hiếm khi gần với cùng một số. (tức là đỏ 710mcd, xanh 1250mcd, xanh 240mcd).

Điều này có thể loại bỏ bằng cách nào đó, hoặc điều này có nghĩa là đèn LED sẽ luôn có màu vàng?

Ngoài ra, tại sao các nhà sản xuất làm cho đèn LED không cân bằng như vậy? Sẽ không hợp lý hơn nếu ghép 3 đèn LED có cùng độ sáng?

Ví dụ: CLY6D-FKC-CK1N1D1BB7D3D3 được tạo bởi Cree

Âm thanh về đúng. Để có được màu trắng (6500K) bằng cách sử dụng phốt pho NTSC (TV màu), cường độ tương đối là G = 0,59, R = 0,3, B = 0,11 - phần lớn năng lượng có màu xanh lục, ít nhất là màu xanh lam. (các số được làm tròn hơi khác nhau trong Wikipedia ) Ở cường độ bằng nhau, màu xanh lam sẽ xuất hiện sáng nhất. Các con số thực tế sẽ khác nhau ở đây (đèn LED không phải phốt pho) nhưng cường độ tương đối thực sự giống nhau hơn tôi mong đợi.

Nhận xét thú vị của Spehro đi một số cách để giải thích lý do tại sao. Candela là một định nghĩa về cường độ sáng có trọng số sao cho 100mcd ánh sáng đỏ, lục hoặc lam được coi là sáng như nhau.

Bây giờ khi tôi hiểu quá trình chuyển đổi không gian màu - nó không tuân theo quy tắc đó, việc trộn các cường độ nhận thức bằng nhau của R, G, B sẽ dẫn đến kết quả là chúng ta thấy là màu trắng!

Thật vậy làm sao có thể? Mắt chúng ta nhạy cảm nhất với màu xanh lá cây. Vì vậy, cường độ thực tế của ánh sáng xanh bị giảm theo định nghĩa của Candela để cho cường độ cảm nhận tương tự như màu đỏ, màu xanh lam (Nitpick: Tôi tin rằng các cường độ khác được tăng lên thay thế). Sau đó, để trộn cả ba và tạo thành màu trắng, chúng ta cần tăng cường độ cảm nhận của ánh sáng xanh để khôi phục cường độ chính xác trong ánh sáng hỗn hợp. (Đó là lý do tại sao cường độ đo phải lớn nhất ở bước sóng mà mắt chúng ta nhạy cảm nhất. Điều đó sẽ không có ý nghĩa khác!)

Nói cách khác, 100mcd mỗi màu đỏ, lục và lam chứa năng lượng thực tế ít hơn nhiều trên kênh màu lục, trong khi ánh sáng trắng thực sự sẽ chứa năng lượng xấp xỉ bằng nhau trong mỗi kênh - do đó định nghĩa "nhiễu trắng" trong thiết bị điện tử.

EDIT: Một bài viết thú vị đặt hiệu suất lượng tử của đèn LED màu đỏ và màu xanh lam trong khu vực 70-80%, cao hơn so với đèn LED màu xanh lá cây (trước năm 2008) (nói chung là một mức doanh số!). Điều này làm cho có khả năng rằng, bất kể lý do gì cho cường độ thấp của đèn LED màu xanh, không phải là chúng khó chế tạo.

Vì vậy, cường độ tương đối của ba đèn LED trong câu hỏi là nhà sản xuất cố gắng hoàn tác trọng số này và khớp với đèn LED để ánh sáng được tạo ra có màu trắng xấp xỉ dòng điện định mức.

Minh họa (nguồn hình ảnh) Ít nhất trong mắt tôi, trong hình minh họa ở trên, G là màu sáng nhất, với R thứ hai và B tối nhất, nhưng khi trộn lẫn, chúng tạo ra một màu trắng khá tốt.

Tôi không khẳng định các câu trả lời khác là sai, nhưng họ bỏ lỡ hai điểm quan trọng. Một trong số đó mà tôi cho là phù hợp nhất.

Đèn LED RGB không có nghĩa là tạo ra ánh sáng trắng. Chúng có nghĩa là để đạt được một Wikipedia gam màu nhất định trên gam , tức là không gian màu có thể được hiển thị bằng đèn LED. Và họ làm. Nếu ba kênh được điều khiển với độ phân giải 8 bit, có lẽ chỉ dưới 1% tất cả các cài đặt có thể sẽ mang lại một hỗn hợp ánh sáng trên quỹ tích Planckian. Wikipedia trên locus planckian , nơi có thể tìm thấy ánh sáng trắng. Vì vậy, người ta có thể đoán, ánh sáng trắng không phải là mục tiêu chính cho đèn LED RGB.

Gam màu là kết quả của phân tích ca sử dụng mà nhà sản xuất đang thực hiện. Trong hầu hết các trường hợp, trường hợp sử dụng đòi hỏi đầu ra cao cho các màu tín hiệu như đỏ, lục và vàng nhưng chỉ hạn chế công suất khi tạo ra ánh sáng trắng.

Ngay cả khi trường hợp sử dụng bao phủ dải đèn LED RGB ở khắp mọi nơi, không cần thiết cũng không thể chạm vào vị trí Planckian khi lái tất cả đèn LED ở mức 100%. Mắt người chịu được nhiều MacAdam-elip cách xa locus Planckian khi nó không có nguồn sáng tốt để so sánh và thậm chí nhiều hơn khi chủ nhân của mắt có đèn LED với giá hời.

Như tôi đã viết trong nhận xét của mình, kích thước khuôn của ba màu thường bằng nhau dẫn đến xếp hạng năng lượng điện và nhiệt gần như bằng nhau cho cả ba chip. Điều này và băng thông hạn chế của quy trình epiticular hiện có cuối cùng ngăn cản các nhà sản xuất "làm hài lòng tất cả mọi người". Do đó, rất khó để có được một thiết bị RGB chạm vào quỹ tích Planckian khi được điều khiển ở mức 100%. Trên hết, ngay cả khi có chip RGB với đặc tính đó, nó sẽ không tạo ra kết quả tương tự ở nhiệt độ môi trường cao hơn chỉ 20 °.

Có một thực tế nữa để xem xét nếu ánh sáng trắng được mong muốn ở mức 100% cho tất cả các đèn LED. Mỗi đèn LED màu tạo ra một phổ hẹp xung quanh cái gọi là bước sóng trội của chúng . Để chúng bắt chước một phổ trắng cùng nhau, chúng phải có các bướu quang phổ liền kề hoặc tạo ra nhiều ánh sáng hơn, nếu bước sóng chiếm ưu thế của chúng cách xa các đèn LED phụ. Đối với RGB, màu xanh lá cây thực tế nằm trong khoảng cách dài giữa R và B. Vì vậy, công suất đầu ra phải được tăng lên để tạo ra tristimulus giống như ánh sáng ban ngày. Điều này có nghĩa là đèn LED màu xanh lá cây chịu tải chính trong việc cung cấp thông lượng cho ánh sáng xuất hiện màu trắng. Mắt nhờ các đặc tính siêu hình của nó khá dễ tha thứ liên quan đến "hình thức" thực tế của quang phổ.$λ_{dom}$

Kết xuất màu cực kỳ khủng khiếp của màu trắng do RGB tạo ra là một câu chuyện khác .

Đèn LED có màu sắc khác nhau được chế tạo với các vật liệu và quy trình và thiết kế khá khác nhau. Không có gì đảm bảo rằng chúng sẽ có cùng độ sáng. Sẽ có ý nghĩa hơn khi đặt đèn LED hiệu quả hơn ở đó khi chúng có sẵn thay vì làm giảm đèn hiệu quả hơn để phù hợp với màu sắc kém hiệu quả nhất. Chắc chắn họ sẽ phải chạy ở các dòng điện khác nhau (hoặc chu kỳ nhiệm vụ) để có được cân bằng trắng, nhưng đó không phải là vấn đề lớn.

Nếu bạn chú ý đến thông số kỹ thuật, bạn sẽ nhận thấy rằng xếp hạng mcd được cung cấp với công suất xấp xỉ bằng nhau (30 mw) được áp dụng cho mỗi đèn LED. giả sử rằng mắt chúng ta sẽ nhìn thấy "màu trắng" khi ba màu có cùng độ sáng, một cách để đạt được điều này là giảm độ sáng của đèn LED màu đỏ và màu xanh lá cây và tăng độ sáng của đèn LED màu xanh. Giả sử rằng độ sáng tỷ lệ thuận với dòng điện, tôi sẽ giảm dòng LED xanh lục xuống còn 5ma, đèn LED màu đỏ xuống còn 8,8ma và màu xanh lam sẽ tăng lên 26ma. Điều này sẽ làm cho mỗi đèn LED cung cấp khoảng 625 mcd. Tất nhiên, điều này giả sử đèn LED màu xanh có thể xử lý 26 ma, nếu không, dòng điện sẽ phải giảm tương ứng dựa trên dòng điện tối đa mà đèn LED màu xanh có thể xử lý.

Câu trả lời cho câu hỏi chính của bạn, chỉ đơn giản là các hạn chế về sản xuất và giá cả. Đối với câu hỏi thứ hai của bạn ... không, nó không phải trông có màu vàng, nó chỉ phụ thuộc vào độ chính xác mà bạn cân bằng dòng điện với đèn LED (và độ sáng nền). Đối với câu hỏi thứ ba, câu trả lời tương tự như trường hợp đầu tiên, tối ưu hóa quy trình sản xuất quy định kích thước khuôn bằng nhau, quy trình lắng đọng, v.v.