Hoewel LED's steeds vaker worden gebruikt in energiezuinige verlichting en displays, consumenten vinden hun licht soms hard of onaangenaam. Bevindingen uit een nieuwe studie wijzen op de noodzaak om rekening te houden met leeftijdsgebonden perceptieverschillen bij het ontwerpen van witte LED-verlichting die aangenamer is voor het oog.

"Onze studie onthulde dat de hoeveelheid licht met een korte golflengte die een bron uitstraalt samen met de leeftijd van de kijker kan leiden tot heel verschillende percepties van wit licht, " zei de onderzoeksteamleider Aurelien David van Soraa Inc., Fremont, Calif. "LED-lichtbronnen versterken dit effect, omdat hun emissie vaak grote pieken van blauwe of violette straling vertoont."

De onderzoekers rapporteren de nieuwe bevindingen in het tijdschrift The Optical Society (OSA) Optica Express . Ze wijzen erop dat hoewel conventionele colorimetrie ervan uitgaat dat alle gebruikers dezelfde visuele respons hebben, meer recent ontwikkelde modellen voor kleurwaarneming houden rekening met leeftijdsgerelateerde effecten en kunnen worden gebruikt om verschillen in kleurwaarneming te voorspellen en te helpen verminderen.

"Vandaag, de kleur van licht wordt gedefinieerd door normen die gebaseerd zijn op decennia-oude wetenschap die kleurperceptie niet nauwkeurig voorspelt, " zei David. "Dit vormt een hindernis voor het ontwerpen van betere lichtbronnen die de variatie tussen gebruikers tot een minimum zouden beperken en zouden helpen bij het toegenomen gebruik van LED-technologie."

Waarneming van wit licht testen

Voor de studie, kijkers kregen verschillende bijna witte LED-bronnen te zien met verschillende emissiespectra en werden gevraagd om hun waargenomen tint te rangschikken in vergelijking met die van een wit referentielicht. De testbronnen waren onderdeel van de inspanningen van de onderzoekers om een ​​meer slaapvriendelijke lichtbron te ontwikkelen. Ze hadden een gespecialiseerd emissiespectrum waarin het blauwe licht met korte golflengte, die de slaap kunnen beïnvloeden, werd vervangen door violet licht met een kortere golflengte dat de witte kleur van het licht behoudt.

"Volgens standaard colorimetriemethoden, alle gebruikers moeten dezelfde perceptie hebben voor een bepaalde LED-bron, "zei David. "Echter, we vonden grote verschillen tussen kijkers. Sommigen dachten dat een bepaalde bron erg roze leek, terwijl anderen dachten dat dezelfde bron erg groen leek."

Analyse van deze bevindingen onthulde dat de perceptievariaties grotendeels werden veroorzaakt door leeftijd. Wat betreft de moderne kleurenwetenschap, de onderzoekers waren in staat om een ​​perceptiemodel af te leiden dat nauwkeurig rekening hield met de perceptievariatie tussen gebruikers die ze waarnamen.

"De waargenomen tint van deze ongebruikelijke LED-bronnen wordt sterk beïnvloed door de gevoeligheid van de kijker in het violette bereik, die sterk leeftijdsafhankelijk is, " legde David uit. "Hoewel anderen soortgelijke variaties in de waarneming van witte LED's hebben waargenomen, het effect was vooral goed te zien omdat deze speciale LED's het verergeren."

De onderzoekers toonden ook aan dat de leeftijdsafhankelijke perceptie-effecten aanwezig zijn in conventionele LED's, zoals die worden gebruikt in zowel verlichtings- als displaytoepassingen. Dit betekent dat twee conventionele LED-bronnen die zogenaamd dezelfde witte kleur hebben, voor een bepaalde waarnemer heel verschillend kunnen lijken.

Nieuwe kleurstandaarden definiëren

"Door moderne colorimetrie te gebruiken, het ontwerp van toekomstige LED-bronnen kan worden aangepast om discrepanties tussen kijkers te minimaliseren, " zei David. "Fabrikanten zouden dit moderne raamwerk kunnen gebruiken om verlichting te ontwerpen die robuuster is tegen leeftijdsgebonden variaties."

De onderzoekers merken op dat het hebben van een standaardberekening voor leeftijdsafhankelijke colorimetrische hoeveelheden fabrikanten en andere belanghebbenden zou helpen om leeftijdsafhankelijke effecten op te nemen in het ontwerp van toekomstige LED-stralers.

"We moeten ervoor zorgen dat dergelijke leeftijdsgerelateerde effecten de vooruitgang van LED-technologie niet belemmeren, omdat ze kunnen worden aangepakt met wetenschappelijke hulpmiddelen die al beschikbaar zijn, hoewel niet algemeen gebruikt, " zei Davy.

De onderzoekers erkennen dat alle 64 proefpersonen die voor dit onderzoek werden gebruikt, allemaal werknemers van Soraa Inc. waren die vrijwillig aan het onderzoek wilden deelnemen.