Evaluación de diferentes índices generales de desajuste V(λ) de fotómetros para fuentes de luz basadas en LED en aplicaciones de iluminación general

Metrología

  • La industria dispone de nuevos láseres de femtosegundo asequibles y estables de alta tasa de repetición Los fotómetros sirven para medir la intensidad luminosa emitida por una fuente de luz

Madrid / 17 de enero de 2023

Cuando se diseña y fabrica una nueva bombilla, se debe determinar qué tipo de luz emite y su calidad. Hoy en día, casi solo se evalúan las bombillas y fuentes de luz basadas en LED.
En la evaluación de estas fuentes de luz se utilizan fotómetros que deben calibrarse utilizando una bombilla incandescente conocida, y es muy probable que dentro de poco se sustituya el iluminante estándar A de CIE (la bombilla incandescente) por el espectro de referencia L41 de CIE (LED blanco con alrededor de 4100 K).
gráfica en la que se ven dos curvas, una con forma de jorobas de camello y otra ascendente

Distribución espectral de los dos iluminantes, SA(λ) y SL41(λ) (también denominados SL(λ), respectivamente.

Este reemplazo ha planteado la cuestión de si es necesaria una actualización de la matemática que hay detrás del índice de calibración de los fotómetros, llamado índice general de desajuste V(λ).

En este trabajo, un equipo internacional ha comparado otras alternativas al índice general de desajuste V(λ) para evaluar si alguna de ellas podría ser más adecuada al utilizar el espectro de referencia CIE L41 (LED blanco) como distribución espectral de calibración, debido al desuso de las bombillas convencionales frente al uso de las bombillas led.

Porqué es necesario calibrar los fotómetros

Los humanos no vemos todos los colores de forma igual, nuestra sensibilidad varía de un color a otro y por eso los fotómetros deben ajustarse a la llamada visión fotópica para “ver” como nosotros.

Dos g´raficas en las que se ve como el azul se ve mejor de noche y el rojo de día

Sensibilidad a los colores de día (visión fotópica) y sensibilidad de noche (visión escotópica) / Ing. Alex Ramírez, Consultor, 2008 (www.bun-ca-org)

La diferencia entre la sensibilidad del fotómetro y la nuestra es lo que se mide con el índice general de desajuste V(λ) y este índice está defino en relación a una fuente de luz incandescente estándar.

Tras el estudio, los autores han concluido que la definición actual funciona muy bien incluso con el futuro cambio de la fuente de luz estándar y no es necesario cambiarla.
Otros índices evaluados para una posible nueva definición de índice funcionan solo ligeramente mejor en algunos casos, lo que no justifica sustituir el índice actual, ampliamente aceptado en la comunidad internacional.

Qué es la Visión fotópica y escotópica

La visión fotópica es la sensibilidad que tenemos a los colores a plena luz del día. Con la luz nocturna la sensibilidad cambia y se llama visión escotópica.

Hay dos tipos de visiones porque en el ojo tenemos dos tipos de receptores, los conos y los bastones.
La visión diurna, la fotópica, está basada en la respuesta de los conos, los conos necesitan para activarse mucha más luz que los bastones, por lo que sólo se activan cuando los niveles de iluminación son suficientemente elevados.

Además, existen tres tipos de conos, cada uno con unos niveles de sensibilidad diferentes hacia los colores. Esto permite al sistema visual humano distinguir los distintos colores.

Los conos son capaces de distinguir mejor los detalles que los bastones, que pueblan menos densamente la retina.

Este ha sido un trabajo de investigación conjunto en el que han participado las siguientes instituciones: la empresa TechnoTeam Bildverarbeitung GmbH de Alemania, el Instituto de Óptica del CSIC, el Instituto de Investigación Metrológica de la Universidad Aalto de Finlandia, la Universidad Técnica de Dinamarca, el Instituto de Tecnología de la Luz de Alemania, el Departamento de Metrología del Instituto Portugués de Calidad y el Physikalisch-Technische Bundesanstalt del Instituto Nacional de Metrología de Alemania

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