Чому три компонентні світлодіоди на RGB світлодіоді настільки неврівноважені?

Нещодавно я випробовував деякі світлодіодні RGB для проекту, коли помітив, що рейтинги milicandela на трьох кольорах рідко близькі до тієї ж кількості. (тобто 710mcd червоний, 1250mcd зелений, 240mcd синій).

Це скасовує це якось, чи це означає, що світлодіод завжди буде виглядати жовтуватим?

Крім того, чому виробники роблять такі неврівноважені світлодіоди? Чи не було б більше сенсу поєднувати 3 світлодіоди приблизно однакової яскравості?

Приклад: CLY6D-FKC-CK1N1D1BB7D3D3, виготовлений Cree

Звучить справа. Для отримання білого кольору (6500 К) з використанням люмінофорів NTSC (кольоровий телевізор) відносна інтенсивність G = 0,59, R = 0,3, В = 0,11 - більша частина енергії припадає на зелений колір, найменше на синій. (трохи по-різному округлені цифри у Вікіпедії ) При однаковій інтенсивності синій колір виглядатиме найяскравішим. Дійсні цифри тут будуть відрізнятися (світлодіоди не люмінофори), але відносні інтенсивності насправді більш схожі, ніж я очікував.

Цікавий коментар Spehro певним чином пояснює причину. Кандела - це визначення світлової інтенсивності, яке зважується таким чином, що 100 мкд червоного, зеленого або синього світла сприймаються як однаково яскраве.

Тепер, коли я розумію процес перетворення кольорового простору - з цього не випливає, що змішування рівних інтенсивності R, G, B призведе до того, що ми бачимо як білий!

Справді як це можна? Наші очі найбільш чутливі до зеленого. Таким чином, фактична інтенсивність зеленого світла знижується у визначенні Кандели, щоб дати таку ж сприйняту інтенсивність, як червоне, синє (Нітпік: Я вважаю, інші інтенсивності замість цього збільшуються). Потім, щоб змішати три і зробити біле, нам потрібно збільшити сприйняту інтенсивність зеленого світла, щоб відновити правильну інтенсивність у змішаному світлі. (Ось чому вимірювана інтенсивність повинна бути найбільшою на довжині хвилі, де наші очі найбільш чутливі. Інакше не має сенсу!)

Іншими словами, 100mcd кожен червоний, зелений і синій містить набагато менше фактичної енергії на зеленому каналі, тоді як справжнє біле світло міститиме приблизно рівну енергію в кожному каналі - звідси і визначення "білого шуму" в електроніці.

EDIT: Цікава стаття розміщує квантову ефективність червоних та синіх світлодіодів у районі 70-80%, що значно вище, ніж у зелених світлодіодів (попереднього 2008 року) (зрештою, це крок продажів!). Це робить імовірним, що незалежно від причини низької інтенсивності синіх світлодіодів, зробити їх не складно.

Отже, відносна інтенсивність трьох світлодіодів у питанні - це спроба виробника скасувати це зважування та співставити світлодіоди так, щоб сформоване світло було приблизно білим при номінальному струмі.

Ілюстрація (джерело зображення) На моїх очах, принаймні, на ілюстрації вище, G є найяскравішим первинним, з R секундою та B найтемнішими, але при змішуванні вони утворюють досить хороший білий колір.

Я не стверджую, що інші відповіді невірні, але вони пропускають два важливі моменти. Один з них, який я вважаю найбільш актуальним.

RGB-світлодіоди не призначені для отримання білого світла. Вони мають на меті досягти певної гами Вікіпедії щодо гами , тобто кольорового простору, який може відображати світлодіод. І вони роблять. Якщо три канали керуються з 8-бітовою роздільною здатністю, ймовірно, лише менше 1% усіх можливих налаштувань дасть легку суміш на локусі Планкського. Вікіпедія на плацківському локусі , де можна зустріти біле світло. Тож можна здогадатися, що біле світло не є основною метою світлодіодного RGB.

Гамма є результатом аналізу випадків використання, який проводить виробник. У більшості випадків випадки використання вимагають високого виходу для сигнальних кольорів, таких як червоний, зелений та жовтий, але лише обмежена потужність при виробництві білого світла.

Навіть якщо випадок використання охоплює всюдисущі RGB світлодіодні смуги, не потрібно ні можливо потрапляти на локус Планккіану, коли все світлодіодне світло на 100%. Людське око переносить багато еліпсів Макадама далеко від локусу Планккіана, коли у нього немає хорошого джерела світла для порівняння і навіть більше, коли власник очей отримав світлодіоди за вигідною ціною.

Як я писав у своєму коментарі, розмір штампів трьох кольорів зазвичай рівний, що призводить до майже рівного електричного та теплового потенціалу для всіх трьох мікросхем. Ця та обмежена пропускна здатність наявного епітаксіального процесу нарешті заважає виробникам "радувати всіх". Отже, навряд чи можна придбати RGB-пристрій, який потрапляє в локус Planckian, коли рухається на 100%. Крім того, навіть якби був чіп RGB з цією властивістю, він не міг би отримати такий же результат при температурі навколишнього середовища на 20 ° вище.

$λ_{dom}$

Очевидна безглузда кольорова передача білого кольору, створеного RGB, - це ще одна історія .

Світлодіоди різних кольорів виготовляються із зовсім різних матеріалів, процесів та конструкцій. Немає гарантій, що вони виявляться однакової яскравості. Більше сенсу вводити туди більш ефективні світлодіоди, коли вони доступні, а не погіршувати ефективніші, щоб відповідати найменш ефективному кольорові. Звичайно, їм доведеться бігати з різними струмами (або робочими циклами), щоб отримати баланс білого, але це не велика справа.

Якщо ви приділите пильну увагу характеристикам, ви помітите, що рейтинги mcd даються з приблизно однаковою потужністю (30mw), що застосовується до кожного світлодіода. якщо припустити, що наше око побачить «білий», коли три кольори мають однакову світність, одним із способів досягти цього було б зменшення яскравості червоного та зеленого світлодіодів та збільшення яскравості синього світлодіода. Якщо припустити, що яскравість пропорційна струму, я би зменшив зелений світлодіодний струм до 5ma, червоний світлодіод до 8,8ma, а синій збільшився до 26ma. Це призвело б до того, що кожен світлодіод забезпечить приблизно 625 мкд. Звичайно, це передбачає, що синій світлодіод може працювати з 26 ма, якщо ні, струми повинні були б пропорційно зменшитися, виходячи з максимального струму, з яким може працювати синій світлодіод.

Відповідь на ваше головне питання - це просто виробничі та цінові обмеження. Що стосується вашого другого питання ... ні, це не повинно виглядати жовтуватим, це просто залежить від точності, з якою ви врівноважуєте струми до світлодіодів (і фонової яскравості). На третє питання відповідь схожа на перший випадок, оптимізація виробничого процесу диктує однакові розміри штампу, процес осадження тощо.