こんなシーンを想像してみてください。新しい車に乗り込むと、ドア内側は柔らかなアイスブルーなのに、センターコンソールはわずかに青緑色を帯びています。同じ色設定なのに、場所によって LED チップの色が微妙に異なるのです。このような体験は、自動車メーカーも消費者も望んでいないはずです。
車載用雰囲気照明は通常、RGB LEDを光源として採用し、赤、緑、青の三原色の輝度比率を調整することで、千万種類もの色彩を混ぜ合わせて作り出します。理論上では、同一型号的 LED チップに同じ駆動設定を与えれば、同じ色を発するはずです。しかし現実には、LED製造プロセスにおいて避けられない工程バラつきが存在するため、たとえ同一ロット、同一Binビンの LED チップであっても、発光特性には差異が生じます。
カラーキャリブレーション技術はまさにこの痛点を解決するために生まれました。これはモジュール生産段階で各 LED チップの“個別プロファイル”を作成し、キャリブレーションパラメータを駆動チップに事前設定することで、異なる LED チップでも混色後に目標色を正確に再現できるようにするものです。
2.1 LED チップ個体差-“生まれつきの不足”
半導体製造工藝の波动により、たとえ同一Binビン(輝度や/波長で等級分けされたバッチ)の LED チップであっても、実際の色座標や光束にはばらつきが存在します。
例えば:目標色を“アンバーオレンジ”とし、これをR:G:B一定の比率で混色する必要があります。ある LED チップの赤色チップが強めで青色チップが弱く、別のチップがちょうど逆だった場合、両者は同じPWM設定下でも、一方は赤みがかり、もう一方は青みがかった色になってしまいます。
図1 同一目標色が異なる LED チップ上で呈现される差異
混色アルゴリズムを使用しない場合、、目標色の色座標偏差は±0.2に達することがあり、肉眼で容易に検知でき、車室内装の高級感を著しく損ないます。
LEDもう一つの特徴として、点灯時間が長くなるほどチップの接合温度が上昇し、それに伴って発光波長や輝度も変化します。RGB混色システムにおいては、三色のドリフト特性が同期しないため、元々バランスの取れた白色光が次第に青っぽくなり、色ずれ問題が倍増して拡大します。
自動車内装灯の動作温度範囲は通常、-40℃~+120℃をカバーすることが要求されます。極寒での始動時や盛夏の曝晒後など、温度補償を行わないと、LED チップの色が設計値から大きく逸脱する可能性があります。
を与えること“感覚”に頼らないようにするため、国際照明委員会(CIECIE1931)はCIE 1931 年に標準色度学システムである(x, y)に対応しています。
図2 CIE 1931色度図
簡単に言うと:CIE 1931色の“高德地図”のようなもので、(x, y)座標を言えば、全世界があなたがどの色を指しているのか分かります。
車載アンビエントライト業界では、色の定義にこの基準が広く採用されています。自動車メーカーがサプライヤーに色の要件を発注する際、通常は“ウォームホワイト”といった表現ではなく、正確な色座標範囲(例:(0.440, 0.400)± 0.01)を指定します。
RGBへの変換R、G、Bの 3 チャンネルのPWMデューティ比CIE色度图上“で目標色座標に”定位
するものです。その核心思路は以下の 3 ステップに概括できます:
図3 混色アルゴリズムフローチャート
LED ビーズごとにR/G/B基本色座標が異なるため、同じ目標色でも LED ビーズによって必要なPWM比率“個性パラメータ”に基づき、その LED ビーズ専用のPWM設定
では、これらの“個性パラメータ”はどのように取得されるのでしょうか?答えは:モジュール生産ライン上でキャリブレーションを実施することです。
キャリブレーションには分光測光計などの専門光学測定装置が必要です。これにより、点灯した LED ビーズの色座標および光束データを迅速かつ正確に読み取ることができます。
単一のRGBLED ビーズ
図4 生産ラインキャリブレーション手順
重要な説明:
1. 最大デューティ比(100%)でデータ収集を行い、各基本色の最大光束および色座標を取得し、LED ビーズの核心キャリブレーションパラメータとします。
2. 検証工程では、複数の目標色をランダムに抽出して再測定を行い、実際の混色結果と目標色座標との偏差が許容範囲内であることを確認します。
キャリブレーション完了後、ドライバ IC は動作時に事前保存されたキャリブレーションパラメータを自動的に呼び出し、内蔵の混色アルゴリズムと組み合わせて、正確なPWM構成。
awinic自社開発の混色アルゴリズムは、分光光度計による実測で検証され、目標色の色度座標の偏差を±0.005以内に制御可能です。これは、人眼が知覚できる閾値(約±0.01)を遥かに下回り、異なるモジュールや異なる位置にある LED 素子の色を高度に一致させることを真正实现します。
色較正は“常温下での均一性”の問題を解決しますが、自動車は極端な温度環境にも直面する必要があります。awinicawinic のソリューションは温度補償アルゴリズムです。
LEDLED の接合温度とPN接合電圧には明確な対応関係があります。-40℃~+120℃範囲内で1℃ステップごとに LED 素子の接合電圧と対応する光色パラメータを逐点収集することで、各 LED 素子の温度補償パラメータ表(LUT)を作成できます。
図5 温度補償のワークフロー
チップ動作時、LED 素子の接合温度をリアルタイムで監視し、対応する温度補償係数を自動的に呼び出してPWMを動的に調整することで、-40℃~+120℃全温度域において目標色をほぼ不変に保ちます。
上記の色較正および温度補償技術に基づき、awinicawinic はこれを車載規格チップに統合し、顧客向けにワンストップソリューションを提供します。車載規格チップAW23003QNR-Q1を例にとると、これは高度に統合されたLIN RGB SoCコントローラーであり、内蔵の色較正アルゴリズムおよびLED 素子温度補償アルゴリズムにより、顧客はモジュール側で複雑なソフトウェアを別途開発することなく、正確で一貫した光色出力を実現できます。

図6 awinicソリューションアーキテクチャ
LED色較正とは、本質的にすべての LED 素子が設計に忠実であることを保証する精密工学です。生産ライン上の単点校正から、走行中の動的な温度補償に至るまで、あらゆる工程が最終的なユーザー体験を守っています。
自動車メーカーおよびTier 1サプライヤーにとって、成熟した混色アルゴリズムと温度補償技術を備えたチップパートナーを選定することは、アンビエントライトモジュールの開発期間を大幅に短縮し、生産試験の複雑さを低減すると同時に、車両全体のインテリア照明品質の一貫性を確保することを意味します。