RGB LEDの3つのコンポーネントLEDのバランスが悪いのはなぜですか？

最近、プロジェクトにいくつかのRGB LEDを指定していましたが、3色のミリカンデラ評価が同じ数値に近いことはめったにありませんでした。（つまり、710mcd赤、1250mcd緑、240mcd青）。

これは何らかの形でキャンセルされますか、またはこれはLEDが常に黄色に見えることを意味しますか？

また、なぜメーカーはそのような不均衡なLEDを作るのですか？ほぼ同じ明るさの3つのLEDをペアにした方が意味がありませんか？

例：Cree製CLY6D-FKC-CK1N1D1BB7D3D3

正しく聞こえます。NTSC（カラーTV）蛍光体を使用して白（6500K）を得るには、相対強度はG = 0.59、R = 0.3、B = 0.11です。エネルギーの大部分は緑、最小は青です。（ウィキペディアでのわずかに異なる丸みを帯びた数値）同じ強度で、青が最も明るく見えます。実際の数はここでは異なります（LEDは蛍光体ではありません）が、相対強度は実際に予想よりも似ています。

Spehroの興味深いコメントは、その理由を説明するのに役立ちます。カンデラは、100mcdの赤、緑、または青の光が等しく明るいと認識されるように重み付けされた光度の定義です。

今、色空間変換プロセスを理解しているので、それには従いませんが、R、G、Bの等しい知覚強度を混合すると、白く見えるものになります！

確かにどうすればそれができますか？私たちの目は緑に最も敏感です。したがって、カンデラの定義では、緑の光の実際の強度は、赤、青と同じ知覚強度を与えるために低減されます（ニトピック：代わりに他の強度が増加すると思います）。次に、3つを混合して白にするために、緑の光の知覚強度を増やして、混合光の正しい強度を復元する必要があります。（だから、測定された強度は、私たちの目が最も敏感な波長で最大でなければならないのです。それ以外の場合は意味がありません！）

言い換えると、赤、緑、青の各100mcdには緑のチャンネルの実際のエネルギーがはるかに少なく、真の白色光には各チャンネルのエネルギーがほぼ等しいため、電子機器の「ホワイトノイズ」の定義になります。

編集：興味深い記事では、赤と青のLEDの量子効率を70-80％の領域に置いています。これは（2008年以前の）緑のLED（結局、売り込みです！）をはるかに上回ります。これにより、青色LEDの強度が低い理由が何であれ、製造が困難ではない可能性が高くなります。

そのため、問題の3つのLEDの相対的な強度は、製造業者がこの重み付けを解除してLEDを一致させ、生成された光が定格電流でほぼ白色になるようにする試みです。

イラスト（画像ソース） 少なくとも私の目には、上記のイラストでは、Gが最も明るい原色で、Rが2番目、Bが最も暗いですが、混合するとかなり良い白を生成します。

私は他の答えが間違っているとは言いませんが、2つの重要な点を見逃しています。それらの1つは、最も関連性が高いと考えています。

RGB-LEDは白色光を生成するためのものではありません。それらはgamut 上の特定の色域Wikipedia、つまりLEDで表示できる色空間に到達するためのものです。そして、彼らはそうします。3つのチャネルが8ビットの解像度で駆動されている場合、おそらくすべての可能な設定の1％未満しかプランク軌跡に軽い混合物を生成しません。白色光が見られるプランク座のウィキペディア。そのため、RGB LEDの主な目的は白色光ではないことを推測できます。

色域は、製造業者が実施しているユースケース分析の結果です。ほとんどの場合、ユースケースでは、赤、緑、黄色などの信号色に対して高い出力が必要ですが、白色光を生成するときの電力は限られています。

ユースケースが遍在するRGB LEDストリップをカバーしている場合でも、すべてのLEDを100％で駆動する場合、プランク軌跡に到達する必要はありません。人間の目は、比較するのに適した光源がないとき、プランクの軌跡から離れた多くのMacAdam楕円を許容し、目の所有者がLEDをお買い得価格で入手したときはさらにそれを許容します。

私がコメントで書いたように、3色のダイサイズは通常等しいため、3つのチップすべてでほぼ同じ電力定格と熱定格になります。これと現在利用可能なエピタキシャルプロセスの限られた帯域幅は、最終的に製造業者が「誰もが喜ぶ」ことを防ぎます。したがって、100％で駆動したときにPlanckian軌跡に当たるRGBデバイスを取得することはほとんどありません。その上、たとえその特性を備えたRGBチップがあったとしても、周囲温度がわずか20°高いだけでは同じ結果が得られません。

すべてのLEDに対して100％の電流で白色光が必要かどうかを考慮する必要があるもう1つの事実があります。カラーLEDはそれぞれ、いわゆる主波長周りに狭いスペクトルを生成します。彼らが一緒に白色スペクトルを模倣するためには、主波長が隣接するLEDから遠く離れている場合、隣接するスペクトルのこぶを持つか、より多くの光を生成する必要があります。RGBの場合、実際には緑のものはRとBの間の長いギャップにあります。したがって、昼光と同じ三刺激を生成するには、出力電力を増やす必要があります。これは、緑色のLEDが、白色に見える光に光束を提供する主な負荷に耐えることを意味します。そのメタマー特性のおかげで、目はスペクトルの実際の「形」に関してかなり寛容です。$λ_{dom}$

RGBで生成された白のとてつもなくひどいカラーレンダリングは別の話です。

さまざまな色のLEDは、まったく異なる材料、プロセス、デザインで作られています。それらが同じ明るさになることが保証されるわけではありません。最も効率の低い色を一致させるために、より効率的なLEDを劣化させるのではなく、利用可能な場合は、より効率的なLEDをそこに置く方が理にかなっています。もちろん、ホワイトバランスをとるには異なる電流（またはデューティサイクル）で動作する必要がありますが、それは大したことではありません。

仕様に細心の注意を払うと、各LEDにほぼ等しい電力（30mw）が印加された状態でmcd定格が与えられることに気付くでしょう。3つの色の輝度が同じ場合に目が「白」に見えると仮定すると、これを達成する1つの方法は、赤と緑のLEDの輝度を下げ、青のLEDの輝度を上げることです。輝度が電流に比例すると仮定すると、緑のLED電流を5maに減らし、赤のLEDを8.8maに減らし、青を26maに増やします。これにより、各LEDは約625 mcdを提供します。もちろん、これは青色LEDが26 mAを処理できると仮定していますが、そうでない場合、青色LEDが処理できる最大電流に基づいて電流を比例的に減らす必要があります。

あなたの主な質問への答えは、単に製造と価格の制約です。2番目の質問について...いいえ、黄色に見える必要はありません。LEDへの電流のバランスの精度（および背景の明るさ）に依存します。3番目の質問については、答えは最初のケースに似ています。製造プロセスを最適化すると、ダイサイズ、堆積プロセスなどが等しくなります。