Luz
Longitud de onda y frecuencia: cómo la luz obtiene su color
El color no es casualidad: cada color de luz corresponde a una longitud de onda determinada. Eso explica por qué podemos describir un color LED con precisión en nanómetros, y por qué nuestro ojo percibe un color mucho más brillante que otro.
La luz se mueve en pequeñas ondas, un poco como las olas en el agua. En algunas ondas las crestas están muy separadas; en otras, muy juntas.
La distancia entre dos crestas se llama longitud de onda. ¡Y esa longitud de onda determina el color! La luz roja tiene ondas más largas, la luz azul ondas más cortas. Así sabe tu ojo qué color ve.
Curiosamente, nuestro ojo ve mejor que nada la luz amarillo-verde. Por eso el amarillo y el verde destacan especialmente bien, incluso de lejos.
Como la luz se comporta como una onda, podemos medir dos cosas: la longitud de onda (la distancia entre dos crestas) y la frecuencia (el número de ondas que pasan por un punto cada segundo). Ambas son inversamente proporcionales: cuanto mayor es la frecuencia, más corta es la longitud de onda, y viceversa.
La longitud de onda describe el color con precisión
Solemos decir «rojo», «verde» o «azul», pero en el mundo del LED hace falta un lenguaje más preciso. Para ello usamos la longitud de onda en nanómetros (nm). Los LED rojos que se emplean en pantallas de exterior están, por ejemplo, en torno a 625 nm. El ojo humano ve longitudes de onda de entre unos 400 y 700 nm.
No todos los colores parecen igual de brillantes
En un entorno bien iluminado, el ojo es más sensible a la luz en torno a 555 nm (amarillo-verde) y mucho menos sensible al rojo profundo y al azul. A igual energía, la luz amarillo-verde parece por tanto más brillante. Por eso precisamente la ropa de alta visibilidad y muchas pantallas de aviso son amarillo-verde, y por eso esto influye en el diseño de una pantalla legible.
Para la radiación electromagnética se cumple c = λ·ν, con c la velocidad de la luz. La longitud de onda y la frecuencia son, por tanto, inversas entre sí a c constante. Para la luz visible, la longitud de onda (nm) es la descripción habitual; la longitud de onda dominante determina el tono percibido. La percepción del color, sin embargo, depende de más que la sola longitud de onda: también intervienen el tono (hue), la saturación y el brillo.
La sensibilidad del ojo V(λ)
La sensibilidad espectral del ojo con luz diurna se describe mediante la función de eficiencia luminosa fotópica V(λ), con un máximo en 555 nm. Esta función tiende el puente entre la radiometría (energía física) y la fotometría (brillo percibido): dos fuentes de luz de igual energía radiante pero distinta longitud de onda producen un flujo luminoso distinto en lúmenes.
Consecuencia para el color de las pantallas LED
Como un LED emite en banda estrecha en torno a una longitud de onda dominante, los primarios LED están muy saturados. Mezclar rojo, verde y azul (mezcla aditiva de color) produce una amplia gama de colores (gamut). La elección de las longitudes de onda exactas de los chips R, G y B contribuye a determinar el tamaño de esa gama y el balance de blancos de la pantalla.