Современное учение о цветге базируется на том экспериментально установленном факте, что «элементар-ные фотоприемники» глазной сетчатки — колбочки содержат рецепторы трех видов, каждый из которых обладает повышенной чувствительностью в красной, зеленой и синей областях спектра. Соответственно этому говорят о трех основных цветах - R, G, B, сочетание которых позволяет синтезнровать всю цветовую гамму. Математически это означает, что цветовое ощущение можно рассматривать как вектор в трехмерном пространстве, осями которого являются R-, G-, B-векторы (принято λr =700 нм, λg —546 нм, λb =436 нм,см рис. 3.1).

Упрощенная цветовая характеристика объекта возможна и в двухмерной форме — точкой на цветовом графике МКО (рис. 3.3). Значение цветовых индексов источника (координат х и у) позволяет найти две его важнейшие характеристики: цветовую тональность, определяемую доминирующей длиной волн излучения (λf для источника F на рис. 3.3); цветовую иасыщенность, определяемую чистотой света (выраженное в процентах отношение отрезков W-F, λf на рис. 3.3).

Опорная точка цветового графика — точка W(х=у=1/3)—соответствует белому свету, для которого характерны отсутствие какой-либо тональности и нулевая чистота цвета. Практически оптимальный белый свет получается из смеси трех цветов с λ =450, 540 и 610 нм. Излучатели, расположенные на огибающей кри-вой цветового графика или вблизи нее (таково большинство светоизлучающих диодов), имеют чистоту све-та, близкую к 100%; для сравнения укажем, что для ламп накаливания она не превышает 10 . 20%.

Многочисленные психофизические эксперименты показывают, что по наилучшей цветоразличительной спо-собности глаза выделяются шесть основных цветов: белый, черный, красный, желтый, зеленый, синий. По-этому и многоцветные индикаторы, выполняющие функцию отображения информации посредством использования различных цветов, не должны использовать более шести цветов свечения, реально не более 3 . 5. При сильной внешней засветке белым светом удобны красный, желтый, синий, пурпурный цвета; при слабой засветке к ним могут быть добавлены белый и зеленый. Для индикаторов с элементами малого размера оптимальны белый или желтый цвета. Наиболее контрастные области спектра для красного, желтого, зеленого цветов лежат в диапазоне 610 . 630 нм, 588 . . 598 над и менее 548 нм соответственно.

Для систем отображения нужны как насыщенные контрастные цвета, так и малонасыщенные полутоновые. Как следует из цветового графика (рис. 3.3), для синтеза последних необходимы источники синего излу-чения: смешение чистых цветов из области красный — зеленый дает только насыщенные цвета.

Если, наконец, к сказанному добавить, что значительный процент людей обладает различными врож-денными аномалиями цветового зрения, то становятся понятны трудности создания высоконадежных много-цветных индикаторов.

В заключение отметим, что учение о человеческом зрении намного сложнее любой другой области знаний и сказанное здесь есть лишь самое начальное приближение к действительности. Психофизическое простран-ство цветового восприятия не является линейным, поэтому технически используемые принципы пропорцио-нальности и аддитивности цветовых сигналов не отражают реальность. Повидимому, цветоразличение (и его высокая чувствительность) является не внутренним свойством отдельных колбочек, а результатом совместного действия многих элементов сетчатки, итогом пространственного и временного интегрирования и усреднения.

Можно считать твердо установленным, что для создания совершенной системы цветовоспроизведения по-требуется смешение не трех основных цветов, а по крайней мере десяти - двенадцати. Все это объясняет многочисленные расхождения между рекомендациями и выводами МКО (которые и сами постоянно изменяются) и цветовыми ощущениями различных наблюдателей.

2.3 Физические эффекты, пригодные для использования в индикаторной технике, исключительно разнообразны. Перечислим основные из них, придерживаясь хронологического принципа.

1. Свечение вольфрамовой нити помещенной в вакуум и раскаленной пропусканием через нее электри-ческого тока (накальные индикаторы).

2. Свечение, сопровождающее электрический разряд в газах (газоразрядные индикаторы).

3. Предпробойная электролюминесценция порошковых люминофоров в переменном электрическом поле (злектролюминесцентные индикаторы).

4. Инжекционная люминесценция монокристалличсских полупроводников с p—n переходами (полудроводниковые индикаторы).

5. Излучение фотолюминофоров, нанесенных на полупроводниковые излучатели; возможны два крайних ва-рианта: антистоксовый люминофор на ИК излучателе и «обычный» фотолюминофор на излучателе сине-фиолетового диапазона (пока рипотетическая модель).

6. Электролюминесценция тонких поликристалличөских полупроводниковых пленок в постоянном и перемөнном электрических полях (тонкопленочные электролюминесцентные индикаторы).

7. Низковольтная катодолюминесцөнция (вакуумные люминесцентные индикаторы).

8. Электрооптические эффекты в жидких кристаллах (жидкокристаллические индикаторы).

9. Изменение окраски вещества при пропускании через него электрического тока (электрохромные индика-торы).

10. Электрооптические явления в сегнетоэлектриках, обладающих эффектом двойного лучепреломления (сегнетоэлектрические индикаторы).

11. Гальваническое осаждение и растворение тонкопленочных металлических рисунков (электролитические индикаторы).

12. Перемещение заряженных коллоидных частиц под действием постоянного электрического поля (элек-трофоретические индикаторы).

13. Разнообразные обратимые электро- и фотохимические процессы (электрохимические индикаторы).

14. Измөнение оптических свойств вещества при переходе из жидкой фазы в парообразную при нагрөве электрическим током (парожидкостные индикаторы).

Солоставление этих эффектов позволяет сделать ряд обобщенйй:

— все виды индикаторов можно подразделить на индикаторы с активным и пассивным растрами. К первой группе относятся приборы на основе светогенерациоиных эффектов (1—7), приборы второй группы требуют внешней подоветки (8—14);

— в светогенерационных индикаторах выделяются приборы с прямым (2, 3, 4, 6) и двухступенчатым (1, 5, 7) преобразованием электрической энергии в световую;

- индикаторы с пассивным растром могут быть основаны на измөнении коэффициентов отражения (8, 11, 12, 13. 14), пропускания (8, 12, 13), поглощения (9, 13) света и на вращении плоскоста поляризации (8, 10);

— управлевие индикаторами может осуществляться электрическим током (1, 4, 5, 6, 14), напряжением (2, 3,

6, 7, 8, 10, 12), зарядом (9, 11);

— в качестве активных сред в индикаторах выступают металлы (1, 11), монокристаллы (4, 5), твердые по-ликристаллические вещества (6, 9, 10), порошки (3, 7), жидкости (8, 12), газы (2, 14);

—наиболыпее распространение получили полупроводниковые, газоразрядные и жидкокристаллические ин-дикаторы.