RGB は、赤、緑、青の略で、可視光の広大なスペクトルを生成する LED テクノロジーで使用される加法混色モデルを表します。照明仕様でこの用語に遭遇した場合、それは単にダイオードの色の付いたケーシング以上のものを説明します。これは、光周波数を混合できる制御プロトコルと内部チップ アーキテクチャを定義します。 RGB テクノロジーは一般的にゲームの美学や休日の装飾と関連付けられていますが、建築照明や景観照明のための洗練されたツールへと進化しました。
よくある誤解は、色が変化するライトはすべて同じであるということです。ただし、「RGB」という用語は、特に 3 つの原色を組み合わせて 2 次色を作成する方法を指します。標準の RGB チップは高品質の白色光を生成するのに苦労することが多く、この制限が住宅または商業プロジェクトでの仕様の指定方法に影響を与えるため、この区別は重要です。このガイドでは、技術的な仕組みを説明し、RGB、RGBW、RGBIC などのチップセットを区別し、専門的な設置のための制御アーキテクチャを評価する方法を説明します。
RGB LED ライト を理解するには 、色の生成を認識する方法を変える必要があります。ほとんどの人は、塗料や顔料で使用される減法混色に精通しています。複数の色を混合すると、最終的に暗く濁った色合いになります。光は、加法混色として知られる逆の原理で動作します。このモデルは暗い状態（黒）がデフォルトで、光を加えると明るさが増します。赤、緑、青の光が最大強度で結合されると、それらは収束して白色光を生成します。
このシステムの数学的可能性は計り知れません。デジタル コントローラーは通常、各カラー チャネルに 256 の強度レベル (0 ～ 255) を割り当てます。赤の 256 レベルに緑の 256 レベルと青の 256 レベルを乗算すると、理論上の色の組み合わせは約 1,670 万通りになります。この粒度により、照明デザイナーは深い彩度からパステル調の色合いまで、特定の色合いを調整することができます。
LEDはデジタルデバイスであり、白熱電球のように電圧を下げるだけでは暗くなりません。代わりに、パルス幅変調 (PWM) を利用します。この技術では、1 秒間に何千回も電源のオンとオフが急速に切り替わります。 「オン」時間と「オフ」時間の比率 (デューティ サイクルと呼ばれます) によって、知覚される明るさが決まります。赤色ダイオードがサイクルの 50% でオン、50% でオフの場合、人間の目はこれを平均して 50% の明るさとして認識します。
PWM 信号の品質は、プロの照明において重要な差別化要因です。高周波 PWM (通常 2000Hz 以上) は、目の疲れや頭痛の原因となる目に見えるちらつきを防ぐために不可欠です。さらに、低周波 PWM は、カメラで撮影するときに明確な「バンディング」ラインを生成します。これは、商業スペースやコンテンツ作成スタジオでは大きな欠陥となります。
低予算の設置で見落とされがちな物理現象は、色の影の生成です。赤、緑、青のダイオードはチップ パッケージ内で数ミリメートル単位で物理的に分離されているため (特に古い SMD 5050 チップの場合)、光はわずかに異なる点から発生します。光源の前に物体を置くと、鮮明な単一の影ではなく、虹色で縁取られた複数の影が見えることがあります。この影響は、高品質のディフューザーや、光源で光をブレンドする最新のチップオンボード (COB) テクノロジーを使用することで軽減されます。
正しいチップセットを選択することは、計画プロセスにおいて最も重要な決定です。市場では、特定の用途に合わせて最適化されたいくつかのバリエーションが提供されています。
| チップセットの種類 | 構成 | 主な制限 | 最適なアプリケーション |
|---|---|---|---|
| 標準RGB | 3 ダイオード (赤、緑、青) | 低品質の「白色」光 (CRI が低い)。 | アクセント照明、バックライト、ゲーム。 |
| RGBW | 4 ダイオード (+ 専用白) | 1メートル当たりのコストが若干高くなります。 | 一般照明、建築統合。 |
| RGBIC | RGB + 集積回路 | 切ったり伸ばしたりするのが難しい。 | ダイナミックなディスプレイ、追跡エフェクト、サイネージ。 |
標準の RGB ストリップは、正確な白色光が必要ないアクセント照明に最適です。ムード、ゲーム設定、テレビのバックライトの作成に優れています。ただし、主な制限は、純粋な白を生成できないことです。赤、緑、青を混ぜることによって生成される「白」は、多くの場合、冷たく青みがかった色合い (6500K を超える) で、演色評価数 (CRI) が非常に低く、通常は 80 未満です。そのため、肌の色が色あせて見え、食べ物が魅力的ではないように見えます。
建築プロジェクトの場合、RGBW が優れたアップグレードです。これらのチップには、標準の 3 つと並んで 4 つ目の専用白色ダイオードが含まれています。この白色ダイオードは、温白色 (2700K ～ 3000K)、昼白色 (4000K)、または冷白色 (6000K) として指定できます。この追加により、この器具は、日中は高 CRI の機能的なタスク照明を提供し、夜間はムード照明を提供するという 2 つの目的を果たすことができます。これは、人々が住んでいる、または働いているあらゆる地域の決定を促進し、色が自然に見えるようにします。
RGBIC テクノロジーでは、「アドレス指定可能な」照明と呼ばれることが多い個別チップ (IC) 制御が導入されています。全長が同時に色を変える標準的なアナログ ストリップとは異なり、RGBIC ではストリップの異なるセグメントが同時に異なる色を表示できます。この機能により、色の追跡、虹の流れ、音楽の同期などのダイナミックな効果が可能になります。トレードオフは、インストールの柔軟性です。これらのストリップは連続データ信号に依存しているため、多くの場合、データ回路を切断せずに標準のアナログ ストリップほど簡単に長さに切断することはできません。
チップセットを選択すると、LED の物理フォーム ファクターが視覚的な結果を定義します。業界は主に、SMD と COB という 2 つの主要テクノロジーの間で移行してきました。
SMD は従来の標準を表し、ストリップに沿って間隔をあけて配置された目に見える黄色の四角形で認識できます (一般的なサイズには 5050 および 3528 が含まれます)。 SMD ストリップは信頼性とコスト効率に優れていますが、「ホットスポット」、つまり花崗岩のカウンタートップやタイル張りの床などの光沢のある表面に反射して見える目に見える光の点の問題があります。この斑点を除去するには、設置者は、重いつや消しディフューザーが取り付けられた深いアルミニウムチャンネルの内側に SMD ストリップを取り付ける必要があります。
COB テクノロジーは、プレミアム インストールの最新の標準です。メーカーは何百もの微細なダイオードを回路基板上に直接詰め込み、それらを蛍光体とシリコンの連続層で覆います。これにより、ディフューザーがなくてもネオン管のように見える「ドットレス」の線状光源が作成されます。この利点は、浅いプロファイルの場合に顕著です。深いアルミニウムチャンネルが収まらない狭いスペースでもシームレスな光出力を実現します。
環境保護は長寿にとって非常に重要です。屋内用ストリップは通常 IP20 等級となっており、回路が空気にさらされて熱放散が促進されることを意味します。屋外または湿気の多い場所でのプロジェクトでは、シリコン スリーブまたはポッティングを伴う IP65 または IP67 定格が必要です。 ことに注意することが重要です RGB LED ライトは熱を発生する 。高密度 SMD および COB テープでは、チップから熱を奪うためにアルミニウム ヒートシンクが必要です。この熱管理を行わないと、熱劣化が発生し、時間の経過とともに永久的な色変化が発生します。
ダイオードが光を作り出しますが、コントローラーが体験を定義します。間違った制御システムの選択は、LED プロジェクトで最も一般的な失敗点です。
消費者向けソリューションは、多くの場合、IR (赤外線) または RF (無線周波数) リモコンに依存します。これらは安価ですが、制限があります。 IR には見通し線が必要です。つまり、リモコンを受信機に向ける必要があります。 Wi-Fi および Bluetooth コントローラーは、Alexa や Google Home などのスマート ホーム エコシステムとの統合を提供します。ただし、信頼性はローカル ネットワークの安定性に大きく依存します。予算管理者は頻繁に「オフライン」の問題に悩まされ、リセットが必要となり、エンドユーザーにとってイライラする可能性があります。
商業スペースや高級住宅では、DMX512 が業界標準です。もともと舞台照明用に設計された DMX により、有線データ ケーブルを介して数百もの照明器具を正確に同期できます。この配線により、ワイヤレス設定でよくある信号干渉が防止され、ライトが常に即座に確実に反応することが保証されます。広い景観や商業ファサードを照明する場合、DMX は必須です。
RGB 設置における重要な技術的課題は「電圧降下」です。電気が LED ストリップの薄い銅を通って流れると、抵抗により電圧が低下します。 12V システムでは、5 メートル (16 フィート) を超える距離を実行すると、色の歪みが発生することがよくあります。赤色 LED は青色または緑色 LED よりも動作に必要な電圧が低いため、多くの場合、長いストリップの端はピンクまたは赤色に見えますが、開始部分は白色に見えます。この解決策には、電力をさらに伝送する 24 V システムの使用と、電圧を均等化するためにストリップの両端に新しい電力線を配線する「パワー インジェクション」が含まれます。
RGB 照明のコストを分析するときは、リールの最初の購入価格以外にも目を向ける必要があります。
RGB チップは基本的に白色 LED よりも光の生成効率が低くなります。濾過と混合のプロセスにより、ワットあたりのルーメンが低くなります。明るい機能的な照明が必要な空間の場合、RGB ライトを「白色」に混合して実行すると、同じ明るさを実現するために専用の白色 LED を使用するよりも大幅に多くのエネルギーを消費します。この計算は、運営コストが収益に影響を与える大規模な商業プロジェクトにとって非常に重要です。
すべての色が同じ速度で老化するわけではありません。青色 LED は通常、内部材料に影響を与える光子エネルギーが高いため、赤色や緑色の LED よりも早く劣化します。時間の経過とともに、青色成分が薄れるにつれて、混合された白色光がより暖かく、またはより緑色になる色の変化が生じます。これを軽減するには、購入者は「LM-80」のテストレポートをリクエストする必要があります。これらの文書はダイオードの寿命を予測し、光出力が少なくとも 50,000 時間にわたって 70% (L70) 以上を維持することを保証します。
LED テープ自体は比較的安価ですが、付属のハードウェアが総所有コスト (TCO) を押し上げます。適切に設置するには、アルミニウム プロファイル、ディフューザー、高品質の電源、信号アンプが必要です。多くの専門家の見積もりでは、人件費と取り付け金具のコストが照明エンジンそのものよりも高くなります。これらの隠れたコストを無視すると、多くの場合、予算を超過したり、数か月以内に壁から剥がれるような問題のある設置が発生したりすることになります。
RGB テクノロジーは、雰囲気や気分を確立するための強力なツールですが、RGBW バリアントを使用しない限り、一般的な照明の代替としては不十分です。 「ゲーム ルームの雰囲気」と「ハイエンドのアーキテクチャ機能」の作成の違いは、多くの場合、チップセットの品質と制御システムの安定性にあります。
プロフェッショナルな結果を得るには、 有線コントローラーと組み合わせたこの組み合わせにより、長時間のランニングでも色の一貫性が確保され、目に見えるホットスポットが排除され、パーティー終了時には機能的な白色光が提供されます。製品を選択する前に、スペースの主な機能であるタスクと気分を常に評価して、投資が今後何年にもわたって価値をもたらすことを確認してください。 24V COB RGBWテープを優先してください。
A: いいえ。標準の RGB ライトは、真の UV「ブラック ライト」を生成できません。青と赤を混合することで深い紫/紫の色を生成できますが、これには、蛍光体を暗闇で光らせるのに必要な紫外線波長がありません。 UV LED は独特の技術です。
A: 電圧降下が原因です。電力がストリップを伝わると、抵抗によって電圧が低下します。青と緑のダイオードが点灯するには、赤のダイオードよりも高い電圧が必要です。電圧が低下すると、青と緑が消えて赤だけが残り、残りの光と混ざり合ってピンク色に見えます。
A: RGB は通常、ストリップ全体が 1 つのユニットとして色を変えるアナログ 4 ピン 12V/24V システムを指します。 ARGB (アドレッサブル RGB) は、個々の LED を個別に制御して追跡効果や虹を作成できるデジタル 3 ピン 5V システムを指します。
A: いいえ。ストリップは、通常はハサミのアイコンが付いている指定された銅パッドでのみ切断する必要があります。他の場所を切断すると、そのセクションの回路が切断され、そのセグメントにある残りの LED が故障します。カット間隔は電圧に応じて異なります（例：5cmごと、10cmごと）。