中心論題：

• 採用ＲＧＢ　ＬＥＤ
• 三色光學回饋係統
• 無需外部處理
• 色彩空間的標準化
• 簡易地設計導入

解決方案：

• 使用光學反饋來產生一個閉回路係統
• 三色式光學回饋

結合紅、綠
、藍光（ＲＧＢ）發光二極管（ＬＥＤ）的多重色彩光源
，可以產生多樣化色彩輸出，同時ＬＥＤ本身也具備相當的穩定度和高效率，不過在要運用ＲＧＢ　ＬＥＤ產出多重色彩光源並維持高品質
，仍有些挑戰必須克服

，本文將介紹能夠處理這些挑戰的技術。
　　
採用ＲＧＢ　ＬＥＤ
最簡單的多重色彩ＬＥＤ光源包含三組ＬＥＤ，分別為紅光、綠光及藍光，每一組都由獨立的驅動模組來推動。因此，所得到的光源色彩就受到紅、綠與藍光ＬＥＤ之間相對的發光強度所影響。ＬＥＤ的發光強度可以透過驅動電流改變，或采用脈寬調變（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；ＰＷＭ）的改變來推動ＬＥＤ信號，和有效週期率來加以控製。其中ＰＷＭ的做法較為普遍，因為週周期係數對發光強度間的關係要比電流與發光強度間的關係更加線性化。

這類ＬＥＤ光源的簡單開迴路架構方式有個潛在的問題，由於ＬＥＤ的光學特性會受到運作條件的影響

，因此組合後的ＲＧＢ光源輸出的亮度以及色度都會變化。同時，每顆ＬＥＤ元件也不盡相同，因此造成ＲＧＢ光源的輸出產生更多變化
，（圖二）與（圖三）就描述了幾個ＬＥＤ變動的範例。
 
　

一個解決方式是使用光學反饋來產生一個閉回路係統
，其基本的設置包含一個記錄ＬＥＤ光源亮度的光感測器，以及依光感測器測量結果來調整光源輸出的控製方法，這將可以讓ＬＥＤ光源的亮度在每顆ＬＥＤ變化時維持穩定
，也就是雖然各個零件各有變化
，但總合維持不變。
　　
在（圖四）中，標記為２２的積分電路可以輸出一個受到光二極管（１１ａ）上光量控製的電壓，這個電壓與ＶＳＥＴ比較，比較器的輸出能控製計數器數值的增加或減少，計數器的輸出則是用來推動一個數字模擬轉換器（３７），進而控製ＬＥＤ的驅動電流。
　　
另(ling)一(yi)個(ge)更(geng)先(xian)進(jin)的(de)光(guang)學(xue)反(fan)饋(kui)方(fang)式(shi)則(ze)是(shi)采(cai)用(yong)三(san)色(se)光(guang)感(gan)測(ce)器(qi)，通(tong)常(chang)包(bao)含(han)三(san)個(ge)獨(du)立(li)的(de)光(guang)感(gan)測(ce)器(qi)以(yi)及(ji)上(shang)方(fang)的(de)三(san)色(se)濾(lv)鏡(jing)，讓(rang)這(zhe)類(lei)光(guang)感(gan)測(ce)器(qi)能(neng)夠(gou)記(ji)錄(lu)色(se)彩(cai)資(zi)訊(xun)而(er)不(bu)隻(zhi)是(shi)亮(liang)度(du)

，這(zhe)將(jiang)可(ke)以(yi)進(jin)一(yi)步(bu)控(kong)製(zhi)紅(hong)、綠與藍光ＬＥＤ的發光強度比，這個功能相當關鍵，因為它讓ＲＧＢ光源的亮度與色度得以控製，而ＡＳＳＰ則在三色光學反饋設計上扮演了重要的角色。
 

三色光學回饋係統
基本上來說，三色光感測器會產生一個三維色彩規格係統，因此稱為ＲＧＢ感測器色彩空間
，這個係統可以讓特定色彩由感測器的輸出電壓來指定
，例如具備特定亮度的Ｄ６５白光可以記錄為：（Ｖｒｅｄ，　Ｖｇｒｅｅｎ，　Ｖｂｌｕｅ）＝（２．０，　２．２，　１．９）ｖｏｌｔｓ。
　　
如（圖五）所示，假設以上範例所使用的Ｄ６５做為目標色
，回饋係統會持續定期測量紅、綠與藍光感測器，統稱為三色光感測器，並將所測量的色彩值與目標色比較。回饋係統的目的是將測得的色彩與目標色間的誤差調整到０。
 

（圖六）以不同的方式描述這個概念，所有可能的目標色設定點透過由紅、綠與藍光感測器所形成的ＲＧＢ感測器色彩空間內座標值來指定
，當ＬＥＤ的特性改變時，所測得的色彩就會偏離目標，ＡＳＳＰ將會偵測到這個改變並隨時依情況調整ＬＥＤ的ＰＷＭ信號輸出。
　　
另一點相當重要
，同時必須注意的是
，當ＬＥＤ使用時間越久，光輸出強度就會降低，因此經過一段時間後，ＲＧＢ　ＬＥＤ係統的最大可輸出亮度將會下降，雖然在大部分的應用事實上都可以接受逐漸且穩定的亮度衰減，但有時無法接受的是ＲＧＢ發光係統色度的變化，ＡＳＳＰ擁有能夠穩定控製ＲＧＢ發光係統光度衰減的功能，例如維持色度的穩定在一定的容忍度內
，甚至當最高可輸出亮度下降時。
　　
erzaixitongliangdubixuzaizhenggeyingyongdeshiyongshoumingneiweichibubiandeqingkuang，shiyongzhebixuquebaozuigaokexuanyongliangdudiyuzhengtiyaoqiushoumingneidezuigaokedachengliangdu
，ru（圖七）所示。
　　
雖然ＲＧＢ發(fa)光(guang)係(xi)統(tong)相(xiang)當(dang)具(ju)有(you)吸(xi)引(yin)力(li)，但(dan)也(ye)麵(mian)臨(lin)了(le)這(zhe)項(xiang)技(ji)術(shu)廣(guang)泛(fan)使(shi)用(yong)的(de)挑(tiao)戰(zhan)限(xian)製(zhi)
，因(yin)此(ci)就(jiu)引(yin)起(qi)了(le)能(neng)夠(gou)將(jiang)三(san)色(se)光(guang)學(xue)回(hui)饋(kui)這(zhe)類(lei)複(fu)雜(za)情(qing)況(kuang)隱(yin)藏(zang)在(zai)一(yi)個(ge)簡(jian)單(dan)使(shi)用(yong)介(jie)麵(mian)背(bei)後(hou)的(de)需(xu)求(qiu)，以(yi)下(xia)將(jiang)介(jie)紹(shao)ＡＳＳＰ如何達成這個要求。
　　

無需外部處理
ＡＳＳＰ整合了一係列可以分析三色光感測器色彩資訊
，並計算達成目標色的設定點及ＰＷＭ驅動信號大小的一係列演算法。ＡＳＳＰ以大約每秒一百次的速度對光感測器進行取樣，以確保ＰＷＭ信號的持續定期調整不會被人眼察覺，如前麵所提，ＡＳＳＰ同時也包含一個可以避免ＬＥＤ老化而造成ＲＧＢ光源輸出色度改變的演算法。
　　
因此在達成與維持目標色上完全不需其他的計算。
　　
色彩空間的標準化
這與選擇目標色設定點的設備相關性有關
，ＲＧＢ感測器色彩空間會依照光感測器輸出、光感測器位置

、ＬＥＤ、ＬＥＤ驅動電路以及其他因素而產生變化
，（圖九）描述了這個問題

，每個係統都在ＲＧＢ感測器色彩空間上有些微差距，因此對係統Ａ中所訂定的Ｄ６５規格可能會與係統Ｂ不同。
　　
例如：係統Ａ（Ｖｒｅｄ，　Ｖｇｒｅｅｎ，　Ｖｂｌｕｅ）＝（２．０，　２．２
，　１．９）ｖｏｌｔｓ；係統Ｂ（Ｖｒｅｄ，　Ｖｇｒｅｅｎ，　Ｖｂｌｕｅ）＝（２．１
，　２．４，　２．３）ｖｏｌｔｓ。
　　
係統Ａ中的三色光感測器在達成Ｄ６５光輸出時，會產生以上的電壓位準，但對係統Ｂ的光感測器，雖然達到和Ａ係統一樣的Ｄ６５光輸出，卻會產生不同的電壓位準組合。換句話來說，由ＲＧＢ感測器色彩空間所定義的色彩規格係統在每個係統都不一樣。
　　
ＡＳＳＰ整合了調校程序，讓每個係統都能夠使用標準的色彩規格係統
，ＣＩＥ１９３１　ｘｙＹ與ＣＩＥ　ＲＧＢ為ＡＳＳＰ內(nei)建(jian)的(de)兩(liang)個(ge)係(xi)統(tong)
，透(tou)過(guo)標(biao)準(zhun)的(de)色(se)彩(cai)空(kong)間(jian)輸(shu)入(ru)
，使(shi)用(yong)者(zhe)可(ke)以(yi)將(jiang)相(xiang)同(tong)的(de)目(mu)標(biao)色(se)送(song)給(gei)不(bu)同(tong)係(xi)統(tong)
，並(bing)可(ke)安(an)心(xin)確(que)保(bao)每(mei)個(ge)係(xi)統(tong)都(dou)能(neng)產(chan)生(sheng)相(xiang)同(tong)誤(wu)差(cha)容(rong)忍(ren)範(fan)圍(wei)內(nei)的(de)色(se)彩(cai)輸(shu)出(chu)。　　

　　
例如１９３１　ＣＩＥ　ｘｙＹ能夠讓每個係統使用標準色彩係統來選擇目標色。
　　
簡易地設計導入
在普通情況下，ＡＳＳＰ隻需支援被動元件以及一個外部ＰＲＯＭ來儲存調校資料。在大部分情況下
，存儲器空間可以和係統及周邊共用，因為調校資料僅需３１ｂｙｔｅｓ。
　　
這款ＡＳＳＰ擁有標準的兩線式１００　ｋＨｚ　Ｉ２Ｃ介麵，同時所有的主要功能都對應到８－ｂｉｔ的定址空間上。例如要執行調校運算，隻要將０ｘ０１寫入ＣＴＲＬ２暫存器即可，有關其他設計的細節請參考元件的資料規格書。
　　
在生產階段，係統可以透過使用標準的ＣＩＥxiangjijinxingtiaoxiao，tiaoxiaoziliaobixuchucunzaiyigewaibudeduanzandejiyitizhong，erxitongzaidaorudaoyingyonghoubingbuxuyaojinxingtiaoxiaochengxu。zaiyingyongshang，shiyongzheshouxianduishebeijinxingzutai，jiezhejiangxianqianchucundetiaoxiaoziliaoxierutiaoxiaozancunqi，zheshiyigejiandandeduchuranhouxierudechengxu，wanchenghou，xitongjiukeyijieshoumubiaosedeshuru。
　　
顏色的選擇相當簡單，以上述的例子為例，目標色Ｄ６５以感測器電壓的方式指定，在實際應用上
，目標色可以ＣＩＥ　１９３１ｘｙＹ係統的座標指定

，當然也可採用如ＣＩＥ　ｕｖＹ與ＣＩＥ　ＲＧＢ等其他色彩係統。例如，要選擇照度Ｅ做為目標色，隻要將（ｘ，　ｙ，　Ｙ）＝（３３０，　３３０，　２００）的值送到ＡＳＳＰ中適當的暫存器即可完成。
　　
照度Ｅ　ＣＩＥ　ｘ，ｙ座標為０．３３，　０．３３；將它們乘以１０００得到３３０，　３３０；選擇相對亮度大小Ｙ　＝　２５０；將２５０寫入暫存器位址２３７與２３６來設定亮度（Ｙ值）；將３３０寫入暫存器位址２３５與２３４來設定ｘ軸色度座標；將３３０寫入暫存器位址２３３與２３２來設定ｙ軸色度座標
；將０ｘ１２寫入暫存器位址１（ＣＴＲＬ１）來更新到新的目標色。
　
ＡＳＳＰ將在更新暫存器中的相對位元被設定後立即改變ＲＧＢ光輸出。

（註：由於啟動了內部參考電路與振盪器選擇，因此，隻需搭配被動元件即可支援這顆元件。如果係統已經可以提供記憶空間
，那麼就不需要ＥＥＰＲＯＭ。）
　

實驗結果

（圖十三）顯示了開回路與閉回路ＲＧＢ光源係統的效能差別，實驗采９０００Ｋ白色目標色進行並使用ｄｕｖ做為評比指標。
　
其中：（u２５

，　ｖ２５）＝１９７６　ＣＩＥ　ｕ
，　ｖ在２５ｏＣ時的色度座標；
　　
（uＴ，　ｖＴ）＝１９７６　ＣＩＥ　ｕ，　ｖ在溫度Ｔ時的色度座標。
　　
對效能進行判別的一個基本法，則是使用ｄｕｖ　＝　０．００５做為人眼能夠察覺變化前的色度的最小變化。　

（圖十四）描述了溫度上升時對ＬＥＤ光譜的重大影響，這項資料由９０００Ｋ白光目標色的閉回路係統取得，雖然光譜曲線出現大幅度的偏移，但ｄｕｖ依然維持在０．００５以下。

結語
ＲＧＢ　ＬＥＤ光源可以說是一個相當具有吸引力的照明解決方案，但由於ＬＥＤ特性的變化造成ＲＧＢ光guang源yuan輸shu出chu偏pian移yi目mu標biao色se，三san色se式shi光guang學xue回hui饋kui雖sui然ran是shi一yi個ge經jing實shi良liang好hao的de解jie決jue方fang案an，但dan是shi在zai運yun作zuo上shang卻que有you些xie複fu雜za，必bi須xu透tou過guo良liang好hao的de回hui授shou控kong製zhi器qi設she計ji才cai能neng夠gou簡jian化hua這zhe類lei係xi統tong的de實shi現xian動dong作zuo。