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RGB LED组合光源的色彩管理(图)

上传人:admin

上传时间: 2007-09-25

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结合红、绿、蓝光(RGB)发光二极管(LED)的多重色彩光源,可以产生多样化色彩输出,同时LED本身也具备相当的稳定度和高效率,不过在要运用RGB LED产出多重色彩光源并维持高品质,仍有些挑战必须克服,本文将介绍能够处理这些挑战的技术。

採用RGB LED

最简单的多重色彩LED光源包含三组LED,分别为红光、绿光及蓝光,每一组都由独立的驱动模组来推动。因此,所得到的光源色彩就受到红、绿与蓝光LED之间相对的发光强度所影响。LED的发光强度可以透过驱动电流改变,或采用脉宽调变(Pulse Width Modulation;PWM)的改变来推动LED信号,和有效週期率来加以控制。其中PWM的做法较为普遍,因为週周期系数对发光强度间的关系要比电流与发光强度间的关系更加线性化。

 

(图一) CIE1931色彩空间 

这类LED光源的简单开迴路架构方式有个潜在的问题,由于LED的光学特性会受到运作条件的影响,因此组合后的RGB光源输出的亮度以及色度都会变化。同时,每颗LED元件也不尽相同,因此造成RGB光源的输出产生更多变化,(图二)与(图三)就描述了几个LED变动的范例。

 

(图二) RGB LED输出光谱受温度影响偏移的范例



 (图三) LED相对强度受到温度影响造成偏移的范例,以25oC为标准 

一个解决方式是使用光学反馈来产生一个闭回路系统,其基本的设置包含一个记录LED光源亮度的光感测器,以及依光感测器测量结果来调整光源输出的控制方法,这将可以让LED光源的亮度在每颗LED变化时维持稳定,也就是虽然各个零件各有变化,但总合维持不变。

在(图四)中,标记为22的积分电路可以输出一个受到光二极管(11a)上光量控制的电压,这个电压与VSET比较,比较器的输出能控制计数器数值的增加或减少,计数器的输出则是用来推动一个数字模拟转换器(37),进而控制LED的驱动电流。

另一个更先进的光学反馈方式则是采用三色光感测器,通常包含三个独立的光感测器以及上方的三色滤镜,让这类光感测器能够记录色彩资讯而不只是亮度,这将可以进一步控制红、绿与蓝光LED的发光强度比,这个功能相当关键,因为它让RGB光源的亮度与色度得以控制,而ASSP则在三色光学反馈设计上扮演了重要的角色。

(图四) 实现光学回馈的电路

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