[quote=jkien post_id=1134469 time=1585434863 user_id=18370]
De groene LED straatverlichting uit het begin van dit topic is inmiddels al weer 8 jaar oud
[/quote]

[quote=Benm post_id=1134471 time=1585442611 user_id=8367]
Er wordt vaak gezegd dat LED verlichting een extreem lange levensduur heeft, maar dat is een beetje een halve waarheid
[/quote]


Ze hebben de verlichting nu langs de hele weg vervangen, dus inderdaad een beperkte levensduur.

Het doet me denken aan de led-gevel van de Ziggo Dome. Die lijkt veelkleurige promotiefilmpjes af te wisselen met een soort pauzebeelden die overwegend roodkleurig zijn. Misschien is daarvoor de rode kleur gekozen omdat de rode leds een langere levensduur (meer branduren) hebben dan de andere leds.


[attachment=0]ziggo5.jpg[/attachment]
[i]Videobeeld op buitengevel van de Ziggo Dome, 's avonds in het donker. Eerst een promotievideo en daarna een rood pauzebeeld[/i]

Zo kom je jaren later nog eens achter de nadelen van nieuwe technologie.

Er wordt vaak gezegd dat LED verlichting een extreem lange levensduur heeft, maar dat is een beetje een halve waarheid: Iets als een gloeilamp doet het, of brand door en doet niets meer. Ook dingen als TL en natriumlampen hebben een duidelijk moment van 'kapot zijn'.

Bij LED's is dat een stuk minder gedefinieerd: je hebt sowieso een terugloop van lichtopbrengst over tijd, maar daarnaast ook situaties waarbij een fosfor sneller vergaat dan de LED die eronder zit, met rare kleureffecten tot gevolg (witte lampen die blauw worden etc).

Bovenstaand plaatje lijkt nog een mengsel van diverse losse LED's te gebruiken - iets dat je tegenwoordig niet zoveel meer ziet voor "witte" lampen. Je hebt grofweg 2 types led die veel gebruikt worden: AlInGaP voor rode/oranje/gele exemplaren, en InGaN voor groen, blauw, uv en wit.

De degradatie van het laatste type gaat sneller, en daardoor krijg je zulke grappige rode spots onder straatverlichting die een jaar of 10 oud is: De rode led's doen het nog best goed, maar de blauwe en groene zijn inmiddels dusdanig aangetast dat ze nauwelijks meer licht opleveren.

Op zich is het gewoon een kwestie van onderhoud: Vaak wordt er een specificatie gegeven van bijvoorbeeld 30.000 uur voor een LED lantaarnpaal. Maar in tegenstelling tot pakweg een natriumlamp stopt zo'n LED er niet acuut mee na de gegeven levensduur (althans, als de aanstuur-electronica het niet eerder begeeft van de de LED zelf). Er komt gewoon minder licht uit (bij hetzelfde stroomverbruik), mogelijk van een afwijkende kleur en dergelijke. Voor gemeenten is het wel aantrekkelijk dat domweg te negeren om kosten te sparen, want helemaal donker op straat wordt het niet direct.

Overigens heb je die problemen ook bij LED lampen voor huishoudelijk gebruik: die blijven heel lang licht geven, maar als je er een nieuw exemplaar van hetzelfde wattage naast zet zie je wel hoeveel minder het geworden is, en is het beter ze na een paar jaar te vervangen omdat het rendement te laag is geworden.

De groene LED straatverlichting uit het begin van dit topic is inmiddels al weer 8 jaar oud (circa 32000 branduren) en de ouderdom komt met verrassende kleurafwijkingen. Bij 10% van de lantaarnpalen beginnen er groene LEDs uit te vallen, terwijl de rode langer meegaan. Sommige stukken van de weg worden daardoor feestelijk rood verlicht.

[attachment=1]rode weg 1.jpg[/attachment]
[i]Stukken van de weg worden feestelijk rood verlicht[/i]


[attachment=0]lamp combi.jpg[/attachment]
[i]Onderaanzicht van de straatlantaarn, vergelijk dit met de foto in het begin van het topic ([url=https://sciencetalk.nl/forum/viewtopic.php?p=927354#p927354]link[/url]). De onderste helft is een foto die gemaakt is met de kortste belichtingstijd zodat afzonderlijke LEDs zichtbaar zijn, en hun relatieve helderheid.
A: samen geel i.p.v. groen, 3½ van de 6 groene LEDs werken nog;
B: samen rood i.p.v. groen, 1½ van de 6 groene LEDs werken nog, en 1 rode LED heeft een verminderde helderheid;
** dubbel spiegelbeeld in de metalen reflectorplaat (S)[/i]

Mooi plaatje. Dit zijn lampen die niet bedoeld zijn om enige kleurweergave te geven (dat zie je ook wel aan het resultaat van de testkaart), maar meer voor een gevoel van veiligheid in het donker. De kleur is wat blauwgroen en komt aardig overeen met de ~500nm piek in gevoeligheid van scotopisch zicht (dwz de kegeltjes die in het donker het meeste bijdragen).

De reden voor deze kleur te kiezen is simpelweg optimaal rendement onder nachtelijke condities, zonder aanzien voor kleurweergave.

Op zich is het een prima techniek die veelvuldig gebruikt wordt in de praktijk. Persoonlijk vind ik het wel nadelig dat de kleur vrijwel exact overeenkomt met die van een hedendaags groen stoplicht (die wat blauwig zijn tbv rood-groen kleurenblinden) waardoor je ze van afstand soms aanziet voor groene verkeerslichten als die verkeerslichten uigeschakeld zijn zonder knipperend oranje.

De laatste tijd zie ik op bouwplaatsen felle groene bouwlampen of floodlights. Het verschilt in diverse opzichten van de grauwgroene straatverlichting van bericht #1. Bij inzoomen op de lichtbron blijkt het een array (matrix) van identieke leds te zijn, geen aparte rode en groene leds. Het spectrum bevat wat rood en blauw, maar veel zwakker dan het groen. Door de rand van mijn bril zag ik daardoor geen kleurdispersie. Met het blote oog is er rondom de lamp een gespikkelde halo te zien die betekent dat het licht tamelijk monochromatisch is, het spectrum wordt gedomineerd door de smalle groene piek. Op de foto is overigens geen gespikkelde halo zichtbaar, maar wel de verwante ciliary corona met radiale lijntjes.([url=http://sciencetalk.nl/forum/index.php/topic/180609-hoe-ontstaat-het-stralenpatroon-van-glare/?p=938787]1[/url])

 

[attachment=1]bouwlamp.png[/attachment]
[i]A: reflector met led-array in het midden; B: ingezoomd op led-array; C: spectrum[/i]
[i](De heldere rode kleuren links zijn te danken aan een witte straatlantaarn)[/i]

 

[attachment=0]kleurkaart.jpg[/attachment]
[i]Rechts: Blauwe en groene inkt zijn slecht onderscheidbaar bij deze groene verlichting. Links: bij daglicht.[/i]

Waarneming van helderheid en kleur is sowieso subjectief. En met helderheid zijn we er verdomd slecht in (zie [url=https://en.wikipedia.org/wiki/Checker_shadow_illusion]https://en.wikipedia.org/wiki/Checker_shadow_illusion[/url] - trap je ook in als je het weet).

De sensoren in een camera hebben echt een compleet ander gevoeligheidspatroon dan de kegeltjes in je ogen. Voor blauw komt het wel aardig overeen, maar rood/groen absoluut niet.

Groen in een camera is groen, zeg 520 nm. Rood in een camera is rood, ca 650 nm.

De gevoeligheidspiek van een M cone ligt rond 540 nm (geelgroen), die van een L cone rond 570 nm (geel).

Je hersenen berekenen natuurlijk wel de juiste kleur uit de verhouding tussen L en M, maar als je bijvoorbeeld naar zuiver groen licht (532 nm laser bijvoorbeeld) krijgt worden zowel L als M gestimuleerd. Bij een camera zullen de rode pixels helemaal niet op dat groene licht reageren.

Nou ja, "geen enkele relatie" tussen een camera en het oog is misschien wat erg cru gezegd. In beide zitten sensoren die pieken in het rood, groen en blauw. Alleen is het "gevoeligheidsspectrum" van de de drie sensoren in het oog en in een camera niet hetzelfde. Hierdoor kunnen twee voorwerpen die in onze ogen precies dezelfde verhouding van rood/groen/blauw geven maar wel een verschillend spectrum hebben er op een foto verschillend uitkomen.

Hiernaast speelt nog de "witbalans": je hersenen passen de kleurinterpretatie binnen zekere grenzen aan aan het "gemiddelde" van de omgeving.

Ogen en hun waarneming zijn behoorlijk mysterieus. Heb je je wel eens gerealiseerd dat de zwarte letters op een projectiebeeld dezelfde "kleur" hebben als het witte projectiescherm wanneer de projector uit staat? Niet echt een objectieve waarneming van zwart dus.

Onder niet-natuurlijke belichting kan van alles een rare kleur krijgen.

Een foto maken is overigens geen goede oplossing, gezien fotocamera's werken met een RGB systeem. In normale situaties werkt dat best goed, maar bij rare belichting juist niet. Er is geen enkele relatie tussen de sensor van een camera en de receptoren in je ogen. Wel is er een relatie tussen de sensor en de weergavemogelijkheden van het gemiddelde beeldscherm, waardoor de foto's er tamelijk natuurgetrouw uit komen. Let wel op "tamelijk" - bij sterk verzadigde kleuren kan een beeldscherm niet eens weergeven wat je gezien zou hebben op het moment dat de foto genomen werd.

Bovendien zijn de sensoren in cameras gevoelig voor onzichtbaar licht: kijk maar eens door de camera app van je telefoon naar een afstandsbediening. Meestal zie je dan een paarsachtig flikkerend licht, dat in werkelijk onzichtbaar IR licht is met een golflengte van ~900 nm.

[quote="Benm"]
Eigenlijk moet je gewoon een compleet spectrum hebben om alle kleuren goed te kunnen zien. Dat lukt alleen met blackbody lampen (gloeilampen, halogeen).
Nu je steeds meer zuindige lampen ziet geeft dat wel wat problemen.
[/quote]

Kijk eens naar gele bloemen. Die lijken bij mij knaloranje. Even je mobieltje erbij om te checken. Je scherm geeft waarschijnlijk zo veel licht dat je de "echte" kleur van de bloemen kan zien.
 

Dat je bril de wereld ahw een beetje verkleint kan nog best riskant zijn trouwens - zeker voor mensen die soms een bril en soms lenzen gebruiken. Bij bijvoorbeeld autorijden is een vergissing in afstand van een paar procent vaak het verschil tussen net op tijd stilstaan en ergens vol overheen rijden.

Maar wat die kleuren betreft: het is inderdaad best plausibel dat je door een bril een zeker prisma effect krijgt als je naar iets kijkt dat niet recht voor je staat. Iets dat bijvoorbeeld 45 graden buiten het punt waar je naar kijkt zal best gevoelig zijn voor het verschil in brekingsindex van het brillenglas voor verschillende kleuren. Als je je hoofd draait om het nader te bekijken verdwijnt dat effect acuut omdat je dan onder een normale hoek door het glas kijkt en effect niet meer aanwezig is.

Zeker als het min of meer puntbronnen zijn (vaak het geval bij leds) kan ik me er wat bij voorstellen dat je rode en groene puntjes ziet aan de zijkant (als je over een weg rijdt met dergelijke lampen) terwijl ze een uniforme kleur hebben als je er recht in kijkt. Hetzelfde geldt voor het beeld van een beamer en dergelijke. Bij iets met een continue spectrum als een gloeilamp zal dat minder uitgesproken zijn - die prismawerking is er wel, maar het is een continu spectrum dat niet resulteert in 2 losse puntjes maar meer in een 'veeg'.

[quote="jkien"]Bij mij als bijziende, met bril, zit rood aan de buitenkant. Valt dat te verklaren, en kan het hoekverschil berekend worden?[/quote]
 
Een poging. Mijn waarneming was dat de richting van de rand van het brillenglas 45° t.o.v. het midden was, en het richtingsverschil tussen de beelden van de rode en de groene led ongeveer 0.2°. De brilsterkte is -5 (dioptrie, dpt).

Een persoon die verziend is heeft een positieve lens als bril. Omdat het brillenglas zich niet bevindt op het hoornvlies, zoals een contactlens, maar op enige afstand ervoor (de 'vertexafstand'), vergroot hij het beeld. De angulaire vergrotingsfactor is A = 1 + S b. ([url=http://www.eyecalcs.com/DWAN/pages/v1/v1c047.html#pre]1[/url]) Hierbij is S de brilsterkte, en b de vertexafstand, dat is de afstand tussen het brillenglas en de vertex (top) van het hoornvlies. De vertexafstand is bij de meeste brillen 14 mm. Wegens lenssterkte S = 1/f = (n-1) [1/R[sub]1[/sub] - 1/R[sub]2[/sub]] geldt A = 1 + b (n-1) [1/R[sub]1[/sub] - 1/R[sub]2[/sub]]. ([url=https://en.wikipedia.org/wiki/Thin_lens#Focal_length]2[/url])  Beschouw A als functie van n, dan is dA/dn = b [1/R[sub]1[/sub] - 1/R[sub]2[/sub]] = b S / (n-1).

Voor het richtingsverschil tussen de rode en groene led geldt Δφ / φ = dA/dn [b]·[/b] Δn =  b S Δn / (n-1).

Dit is berekend voor een persoon die verziend is. Voor een bijziende geldt precies dezelfde formule, maar dan is S negatief, en de vergroting wordt kleiner dan 1, wat neerkomt op verkleining. Bij een bijziende wordt een rood voorwerp minder verkleind dan een groen voorwerp (want brekingsindex n[sub]rood[/sub] < n[sub]groen[/sub]). Daarom bevindt het beeld van de rode led zich aan de buitenkant.

Hoe groot zou de brekingsindex voor rood en groen licht zijn? De glazen van mijn bril hebben een hoge brekingsindex. Dat is bij brillen gewoonlijk een brekingsindex van 1.7. ([url=http://www.eyecalcs.com/DWAN/pages/v1/v1c051c.html#gla]3[/url]) Stel dat het glas lijkt op SF 10 in de grafiek van [url=https://en.wikipedia.org/wiki/Refractive_index#Dispersion]wikipedia[/url], dan volgt uit de formule een richtingsverschil Δφ = 0.1° tussen de beelden van de rode en de groene led (φ = 45°, b = 0.014 m, S = -5 dpt, Δn=0.02, n=1.73, λ[sub]rood[/sub] = 630 nm, λ[sub]groen[/sub] = 530 nm). Dat komt in de buurt van de waargenomen 0.2°.
 
Mijn bril met sterkte -5 verkleint de wereld 7% zonder dat het me opvalt, een kwestie van gewenning. Alleen toen ik ooit eens contactlenzen probeerde zag ik hoe ongelooflijk groot mijn handen waren.

 

Eigenlijk moet je gewoon een compleet spectrum hebben om alle kleuren goed te kunnen zien. Dat lukt alleen met blackbody lampen (gloeilampen, halogeen).

Nu je steeds meer zuinige lampen ziet geeft dat wel wat problemen. Het gaat bijvoorbeeld wel eens mis als je prints maakt met een CMYK proces en een spotkleur (bijvoorbeeld intens geel). RGB-lampen hebben vaak een redelijk 'gat' tussen rood en groen, waardoor die spotkleur niet echt uit de verf komt terwijl de CMYK print (die toch al weinig saturatie had voor geel, groen of blauw) er vrij normaal uit ziet.

Op andere terreinen heeft het ook wel consequenties: bijvoorbeeld in supermarkten die vooral door TL verlicht worden. Daar zetten ze bijvoorbeeld speciale lampen op het verse vlees zodat dit roder lijkt dan het is. Zouden ze dat niet doen dan lijkt het juist minder rood dan het werkelijk is.

Het gaat niet alleen om het emissiespectrum van de leds, maar ook het absorptiespectrum van de kegeltjes in je oog speelt mee. Die overlapt nogal. Onze ogen zijn geen spectrometers, maar meten de respons van 3 kleurgevoelige stoffen. De verhouding in respons geeft in onze hersenen de kleur. Er zijn vele verschillende spectra die dezelfde responsverhouding opleveren. Als je werkelijk 2 lijnen hebt in aanstralend licht op een voorwerp (zonder fluorescentie) kun je daarmee niet alle verschillende verhoudingen maken in je ogen. Dat betekent dat er kleuren zijn die je door elkaar gaat halen. Hoeveel bandbreedte je moet hebben om wel alle kleuren te kunnen zien weet ik niet.

Op dit principe is ook een van de beveiligingen van eurobiljetten gebaseerd: twee verschillende kleurstoffen die in zonlicht precies dezelfde kleurrespons geven in ons oog, maar onder kunstlicht niet. Dit kam omdat het absorptiespectrum van die twee kleurstoffen toch wel verschilt.

Interessant - mogelijk hebben die "groene" leds een breder spectrum dan ik zou vermoeden. Als ze blauw helemaal niet bereiken zouden blauwe inkten zwart (of grijs, afhankelijk van saturatie) moeten lijken in plaats van groen. Het kan ook zijn dat de blauwe inkt een redelijke hoeveelheid groen, maar geen rood, weerkaatst. Onder zo'n rare lichtbron krijg je dan metamerisme van de blauwe en groene pigmenten, terwijl ze onder normaal (gloeilamp) licht duidelijk een andere kleur hebben.