为什么RGB LED中的三个组件LED如此不平衡？

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我最近为一个项目指定了一些RGB LED，当时我注意到三种颜色的Millicandela等级很少接近相同的数字。（例如710mcd红色，1250mcd绿色，240mcd蓝色）。

这会以某种方式抵消吗，还是意味着LED总是看起来偏黄？

此外，为什么制造商制造这种不平衡的LED？将3个亮度几乎相同的LED配对会更有意义吗？

led rgb balancing

— Tustique
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听起来不错。为了使用NTSC（彩色电视）荧光粉获得白色（6500K），相对强度为G = 0.58，R = 0.31，B = 0.11-大部分能量是绿色的，最少的是蓝色的。在相同强度下，蓝色将显得最亮。实际的数字会有所不同这里（发光二极管荧光粉没有），但相对强度实际上比我预想的更相似..

— 布赖恩·德拉蒙德

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@BrianDrummond mcd的亮度不是已经被人眼的光度函数加权了吗，所以无论颜色如何，100mcd都应该看起来类似的亮度？

— Spehro Pefhany

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@Spehro ...更新时间太长，无法发表评论，并变成了答案

— Brian Drummond

是的，有趣。谢谢。我要考虑一下..已经有一段时间了..太阳辐射的光谱（几乎是黑体）不是“白色”的，它的峰值为绿黄色，但我们认为它是白色的。

— Spehro Pefhany 2015年

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太阳光谱：en.wikipedia.org/wiki/Sun#/media/…：在可见光范围内变化约20％。足够平坦，在这里无所谓。

— Brian Drummond

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听起来不错。为了使用NTSC（彩色电视）荧光粉获得白色（6500K），相对强度为G = 0.59，R = 0.3，B = 0.11-大多数能量是绿色的，最少的是蓝色的。（在Wikipedia中，四舍五入的数字略有不同）强度相同时，蓝色将显得最亮。实际数字在这里会有所不同（LED不是磷光体），但是相对强度实际上比我预期的要相似。

Spehro的有趣评论在某种程度上解释了原因。坎德拉（Candela）是发光强度的定义，经过加权后，可以将100mcd的红，绿或蓝光视为同样明亮。

现在，我了解了色彩空间转换过程-并非由此而来，将相等的感知强度R，G，B混合将产生我们所看到的白色！

确实如何？我们的眼睛对绿色最敏感。因此，在Candela的定义中，降低了绿光的实际强度，以提供与红色，蓝色相同的感知强度（Nitpick：我相信其他强度会增加）。然后，将这三种颜色混合并制成白色，我们需要增加绿光的感知强度以恢复混合光的正确强度。（这就是为什么在我们眼睛最敏感的波长处测得的强度必须最大的原因。否则就没有道理了！）

换句话说，红色，绿色和蓝色中的每一个100mcd在绿色通道上包含的实际能量要少得多，而真正的白光在每个通道中将包含大约相等的能量-因此在电子产品中定义为“白噪声”。

编辑：一篇有趣的文章将红色和蓝色LED的量子效率置于70-80％的范围内，远高于（之前于2008年）绿色LED的量子效率（毕竟这是一种销售策略！）。这使得不管蓝色LED强度低的原因是什么，都不是很难制造的。

因此，问题中的三个LED的相对强度是制造商试图取消此权重并使其与LED匹配，以使在额定电流下产生的光近似为白色。

插图（图像来源）至少在我眼中，在上面的插图中，G是迄今为止最亮的原色，R次之而B则最暗，但是当混合时，它们会产生非常好的白色。

— 布赖恩·德拉蒙德
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这些年来，它永远不会是同一颜色...

— PlasmaHH 2015年

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我以为NTSC（相对于PAL与Secam）只是传输电视信号的一种编码方案，但是这些方案实际上是针对不同的荧光粉吗？

— 哈根·冯·埃岑2015年

好吧，看来我可以买几个，然后测试一下以确定。您说的话听起来很合理，但如果事实并非如此，我会回来的。

— Tustique

2

我相信PAL和SECAM仅使用NTSC荧光粉，因此共享RGB-YUV转换矩阵，尽管编码的其他部分有所不同。我的伍德诺顿笔记（由JRKirkus在1968年编写）中将其称为NTSC准分子，尽管该课程面向PAL。

— Brian Drummond 2015年

在点击之前，我不得不阅读2--4段几次。“但是你只是说……”，实际上不是你没有！我在读一件事，在解释另一件事。因此，请确认这一点。您要说的是：白光实际上等于实际强度R，G和B（当然还有其他所有强度），但是这些二极管经过加权，以在最大强度下显示相同的感知强度。

— clacke

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我不认为其他答案是错误的，但是它们遗漏了两个要点。我认为最相关的其中之一。

RGB-LED不能产生白光。它们旨在达到一定的色域Wikipedia关于色域，即LED可以显示的色彩空间。他们做到了。如果以8位分辨率驱动三个通道，则可能只有少于所有可能设置的1％会在普朗克轨迹上产生混合光。关于普朗克轨迹的维基百科，可以找到白光。因此可以猜测，白光并不是RGB LED的主要目标。

色域是制造商正在执行的用例分析的结果。在大多数情况下，用例需要对红色，绿色和黄色等信号颜色进行高输出，但在产生白光时仅需要有限的功率。

即使用例覆盖了无所不在的RGB LED条纹，当以100％驱动所有LED时，也没有必要也不可能达到普朗克轨迹。当人眼没有比较好的光源时，人眼可以忍受许多MacAdam椭圆形远离普朗克轨迹，而当人的主人以低廉的价格购买LED时，人眼就可以忍受。

正如我在评论中所写，三种颜色的芯片尺寸通常相等，这导致所有三种芯片的额定电气和热功率几乎相等。这种情况以及当前可用外延工艺的有限带宽最终阻止了制造商“请大家”。因此，以100％驱动时，达到Planckian轨迹的RGB设备是极不可能的。最重要的是，即使有一个具有该特性的RGB芯片，它也不能在仅高20°的环境温度下产生相同的结果。

还有一个事实要考虑是否所有LED都需要100％电流的白光。彩色LED各自在其所谓的主波长周围产生窄光谱。为了使它们一起模仿白色光谱，如果它们的主波长远离相邻的LED，它们要么必须具有相邻的光谱峰，要么必须产生更多的光。对于RGB，绿色实际上是介于R和B之间的较长间隙。因此，必须增加输出功率以产生与日光相同的三刺激。这意味着绿色LED承担着为白色光提供通量的主要责任。由于其同分异构特性，眼睛对于光谱的实际“形式”相当宽容。 $λ_{dom}$

RGB产生的白色令人发指的深浅色彩渲染是另外一回事了。

— Ariser
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+1。我不想深入了解比色法的细节，可以肯定的是，一旦认真看待，结果甚至不会接近白色。但是，我认为您会同意，它近似平衡，而“均等强度”解决方案则不是。还有两点：尽管“产生白色的能力”和适当的色域不是同一回事，但它们在某种程度上是相关的。关于每个LED的窄带也很重要。我一直期待具有6或7个骰子的高保真LED，例如红色/琥珀色/黄色/绿色/青色/蓝色/紫罗兰，但尚未实现。

— Brian Drummond 2015年

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顺便说一句，我认为可以通过引用一些比较晦涩的术语或一个很好的介绍性文字来改善这个答案。

— Brian Drummond 2015年

@BrianDrummond带有更多管芯的高保真LED没有任何意义，因为将它们放入普通外壳没有任何好处。该评论的解释时间太长，因此我们可以从中做出很好的问答吗？

— Ariser 2015年

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不同颜色的LED用完全不同的材料，工艺和设计制成。不能保证它们会变成相同的亮度。当有可用的LED时，在其中放置更高效的LED而不是使效率更高的LED降级以匹配效率最低的颜色更有意义。当然，它们必须在不同的电流（或占空比）下运行才能获得白平衡，但这并不重要。

— 斯佩罗·佩法尼（Spehro Pefhany）
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如果工艺困难使（例如）蓝色LED的效率降低，为什么不将更大的蓝色芯片放入封装中以进行补偿呢？

— Brian Drummond 2015年

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@BrianDrummond，然后OP会抱怨这三个LED的额定电流不相同（甚至不差不多）：蓝色需要的电流是绿色的5倍。

— 德米特里·格里戈里耶夫

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链接示例LED已经是这种情况：R = 15ma，G = B = 10ma。

— Brian Drummond

因此，可以选择放置蓝色或较小的红色和绿色。假设以下答案不正确，并且这种平衡不会导致白光，那么您必须将流向LED的电流切断到有效浪费大部分LED功能的地步。

— Tustique 2015年

我见过两个效率较低的模具。

— Spehro Pefhany 2015年

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如果您密切注意规格，您会注意到，在给每个LED施加大约相等功率（30mw）的情况下，给出了mcd额定值。假设三种颜色具有相同的发光度时，我们的眼睛会看到“白色”，那么一种实现方法是降低红色和绿色LED的亮度并增加蓝色LED的亮度。假设亮度与电流成正比，我将绿色LED电流减小到5ma，将红色LED减小到8.8ma，将蓝色增大到26ma。这将使每个LED提供约625 mcd。当然，这假设蓝色LED可以处理26 ma，如果不能，则必须根据蓝色LED可以处理的最大电流成比例地减小电流。

回答您的主要问题，仅仅是制造和价格限制。对于第二个问题...不，它不必看上去发黄，它仅取决于将电流平衡到LED 的精度（和背景亮度）。对于第三个问题，答案与第一种情况相似，优化制造过程需要相等的芯片尺寸，沉积过程等。

— 吉尔
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