La elipse MacAdam es la escala utilizada en el proceso de fabricación de los LEDs que nos ayuda a medir la consistencia de color.

Generalmente utilizamos dos conceptos para definir la calidad de una fuente de luz: el primero es la temperatura de color que es la escala que clasifica las diferentes tonalidades de la luz blanca; y por otro lado, tenemos el índice de reproducción cromática que explica qué tan fielmente son reproducidos los colores al ser expuestos a una fuente de luz. Existe una tercera escala que es la consistencia de color, la cual nos indica la diferencia de tonalidad en diferentes fuentes de luz, aunque estas pertenezcan a la misma temperatura de color y se aplica tanto a luz blanca como a luces de colores. Actualmente, este es uno de los principales parámetros que toman los fabricantes de lámparas y luminarios LED para el diseño de sus productos.

Para entenderlo, comencemos por el principio y revisemos el diagrama de cromaticidad del espacio de color CIE 1931 y veamos la curva dibujada en su interior.

Diagrama recuperado de medium.com

Esta curva describe el rango de temperaturas de color que ofrece la luz blanca. Toda fuente de luz con una cromaticidad que se pueda clasificar en alguna de las líneas de las diferentes temperaturas de color (perpendiculares a la curva a la curva del black-body) tiene esa temperatura de color, aun cuando tenga un tono diferente.

Diagrama recuperado de research.ng-london.org.uk

A pesar de que el proceso de producción del LED lleva un control riguroso, siempre hay variaciones en el color y flujo luminoso dentro de un mismo lote. Estas variaciones pueden ser tan grandes que cada diodo debe ser probado y medido de manera individual para posteriormente ser clasificado; a esta clasificación la conocemos como bin. El binning (como llamamos a este proceso de selección) nos permite elegir los diodos adecuados para cada aplicación y nos ayuda a minimizar la diferencia en el color de la luz que podría ser visible entre un luminario y otro, o entre diferentes lotes de producción. Por ejemplo, aplicaciones como iluminación de bodegas o cierto tipo de alumbrado público, podrían admitir una selección más amplia de bines, a diferencia de aplicaciones de retail donde la selección de bines debe ser mucho más estrecha.

Como vimos en el diagrama, los cambios en la temperatura de color se producen a todo lo largo de la curva del black-body, pero las diferencias en el caso del LED también ocurren en sentido vertical. Así pues, puede haber diodos con una temperatura de color estándar pero un tono verdoso o rosado. En pocas palabras, cuando hablamos de LED, definir una temperatura de color NO garantiza una consistencia del este.

El umbral en el que esa diferencia puede ser percibida por el ojo humano es definida por una elipse de MacAdam. Cada elipse MacAdam se dibuja en un lugar preciso del campo de color y marca la diferencia entre el color de su centro y el de la periferia y su escala es determinada por la Desviación Estándar de la Consistencia de Color (SDCM). Por lo tanto, la diferencia de una elipse MacAdam es completamente imperceptible por el ojo humano; la diferencia entre dos y cuatro elipses MacAdam es apenas visible; mientras que la diferencia de cinco elipses MacAdam o más, es muy notoria a simple vista.

Como se muestra en la siguiente ilustración la posición y orientación de cada elipse MacAdam varía dependiendo de su posición en el espacio de color, conservando la misma diferencia entre el color del centro y el de la periferia.

Diagrama recuperado de www.daltonize.org

El estándar ANSI C.78.377A define ocho temperaturas de color nominales, cada una con hasta siete elipses MacAdam de diferencia, lo cual hace que las diferencias perceptibles en diferentes sistemas LED pertenecientes a una misma temperatura de color, sean notables a simple vista. Los fabricantes más sobresalientes (y confiables) de equipos de iluminación LED seleccionan únicamente los LEDs con el bin más cercano a la temperatura de color deseada para fabricar sus equipos y evitar cualquier diferencia en tonalidades.

Todo este conocimiento nos sirve para pedir a los fabricantes de los equipos que queremos especificar en un proyecto, que nos garanticen de alguna manera una minuciosa selección del bin de los LEDs con los que fabrican sus equipos para asegurar que la consistencia de color de nuestro proyecto completo no se verá afectada al incorporar sus equipos.