Свет и цвета

Функция светимости.

 
Ось Х - длина волны; ось У - относительная чувствительность. Зеленая кривая: скотопическое (палочковое) видение (ночное время)

Светодиоды излучают свет в узкополосном спектре, близком к видимому, ультрафиолетовому и инфракрасному излучениям.

Цвета светодиодов

 Цвет излучаемого светодиодом света определяется материалом полупроводника. Полупроводник изменяет преобладающую длину волны излучаемого света, так как его способность проводить электрический ток может изменяться. Преобладающая длина волны определяет расстояние между последовательно расположенными точками равной амплитуды и фазы волны.

Светодиоды на основе полупроводника AlInGaP излучают свет в диапазоне от зеленого до красного, а светодиоды на основе AlInGaN — в полосе ультрафиолет-синий-зеленый. Белый свет получается при прохождении света синего светодиода через желтый фосфор. Фосфор преобразует часть синего света в желтый, поэтому при изменении этого соотношения можно получить различные цветовые температуры.

Многоцветные светодиоды (RGB)

Светодиоды являются монохроматическими устройствами: они излучают свет только одного цвета, который зависит от выбора материала полупроводника. Цвет можно слегка изменить, если прикладывать различные напряжения, однако в целом цветовой спектр сильно ограничен.

Для получения более широкого спектра цветов был разработан многоцветный светодиод, который представляет собой комбинацию трех светодиодов (красного, зеленого и синего) в одной оболочке (SMD). В отличие от одноцветного светодиода, такой светодиод создает практически неограниченный спектр, достигающий 16.7 миллионов цветов. Благодаря широчайшему диапазону цветов, малому размеру и безопасности для окружающей среды, светодиодное освещение используется не только как основное, но находит широкое применение в области архитектуры, дизайна, графики. На основе светодиодов создаются, например, огромные видеоэкраны, а также подсветка всего здания с возможностью изменения цвета.

 Белые светодиоды

 Белый свет от экологически безопасных и энергосберегающих светодиодов весьма перспективен в плане замены привычных источников освещения.

Первоначально белый свет можно было получить только комбинацией красного, зеленого и синего светодиодов. Интегрируя группу из трех светодиодов в единую оболочку и согласовав цвета друг с другом, можно получить белый свет.

С помощью современных промышленных технологий можно получить более однородный белый свет. Для этого по поверхности полупроводника распределяется тонкий слой фосфора, то есть модернизация происходит на уровне кристалла (CLC). Под влиянием синего светодиода фосфор начинает излучать желтоватый свет. Изменяя интенсивность синего светодиода и тип фосфора, можно получить различные цветовые температуры. Traxon Technologies проводит следующее деление по цветовой температуре: холодный белый, теплый белый и динамический белый светодиоды.

Восприятие цвета

  Цветовая система МКО (CIE), принятая Международной комиссией по освещению, основана на том, что любой цвет можно получить путем смешения трех основных цветов различной интенсивности.

Коррелированная цветовая температура (ССТ)

Цвета ощущаются человеком как холодные и теплые. Термины "холодный" и "теплый" ассоциируются с температурой, поэтому техническая характеристика,описывающая восприятие цвета лампы, названа цветовой температурой и измеряется в Кельвинах (К). Чем более теплым кажется свет, тем ниже цветовая температура, чем холоднее — тем выше.

Для определения точного оттенка белого удобнее измерять цветовую температуру белого света по всей кривой излучения абсолютно черного тела, а не описывать по хроматической диаграмме МКО длины волн, на которых излучается свет определенного цвета. Расположение на кривой черного тела соответствует цвету черного железного объекта, нагретого до десятков тысяч градусов Кельвина. Эти "цветовые температуры" установлены и распределены по хроматической диаграмме, точкой на диаграмме отмечается относительная цветовая температура, наиболее близкая к температуре черного тела.

 Индекс цветопередачи (CRI)

 Цветопередача характеризует способность света проявлять истинный цвет объектов. Индекс цветопередачи R_a — количественная характеристика способности источника света правдоподобно воспроизводить цвета различных объектов в сравнении с идеальным природным светом. Коэффициент цветопередачи принимает значение от 0 до 100, где 100 — полное соответствие дневному свету.

Источники света с высоким индексом цветопередачи необходимы там, где цвета играют важную роль: в фотографии, кинематографии и других областях, например, в розничной торговле.

Стандартные требования к индексу цветопередачи:

R_a >90        Контроль цвета

R_a 89-80     Офисные помещения

R_a 79-70     Электронная промышленность

R_a 69-60     Сборочные помещения

R_a 40-59     Тренажерные залы

R_a 39-20     Складские помещения