Časové světelné artefakty - Temporal light artefacts - Wikipedia

Časové světelné artefakty (TLA) jsou nežádoucí účinky ve vizuálním vnímání lidského pozorovatele vyvolané modulace dočasného světla. Jsou dva známé příklady takových nežádoucích účinků blikat a stroboskopický efekt. Pojem „blikání“ označuje přímo viditelné modulace světla při relativně nízkých frekvencích (<80 Hz) a malých úrovních modulace. „Stroboskopický efekt“ je efekt, který může být pro člověka viditelný, když je pohybující se objekt osvětlen modulovaným světlem na poněkud vyšších frekvencích (> 80 Hz) a vyšších modulačních úrovních.

Relevantnost

Různé vědecké výbory vyhodnotily potenciální aspekty týkající se zdraví, výkonu a bezpečnosti vyplývající z modulace dočasného světla.[1][2][3] TLA musí být omezeny na určité úrovně, aby se zabránilo obtěžování v důsledku přímé viditelnosti lidmi a aby se zabránilo možným zdravotním problémům. Po delší expozici mohou TLA snížit výkon úkolu a způsobit únavu. Možné účinky na zdraví konkrétních osob jsou fotocitlivý epileptický záchvat,[4] migréna a zhoršení autistického chování. Nesprávné vnímání pohybu objektu v důsledku stroboskopického efektu může být v pracovním prostředí s rychle se pohybujícími nebo rotujícími stroji nepřijatelné.[5]

Fenomény TLA

Časové světelné artefakty (TLA) jsou obecně nežádoucí účinky, které mohou lidé vnímat kvůli skutečnosti, že světelný výkon světelného zařízení se mění s časem. Různé jevy TLA, související pojmy a definice a jejich aspekty viditelnosti jsou uvedeny v technické poznámce CIE; viz CIE TN 006: 2016.[6] In CIE TN 006: 2016[6] rozlišují se tři typy TLA:

  • Blikat označuje nepřijatelnou (dráždivou) světelnou změnu světelného zdroje, kterou průměrný člověk vnímá buď přímo, nebo prostřednictvím odrazné plochy;
  • Stroboskopický efekt je nežádoucí účinek, který se může stát viditelným pro průměrného člověka, když je pohybující se nebo rotující objekt osvětlen časově modulovaným zdrojem světla;
  • Efekt fantomového pole (nebo duchové) může průměrný člověk vnímat, když vytváří oční vakádu nad malým světelným zdrojem s periodickým kolísáním, světelný zdroj je poté vnímán jako řada prostorově rozšířených světelných skvrn.

Další pozadí a vysvětlení různých jevů TLA jsou uvedeny v zaznamenaném webináři “Je to všechno jen blikání?”.[7] Modely pro viditelnost blikání a stroboskopického efektu z časového chování světelného výstupu LED jsou v disertační práci Perze[8].

Hlavní příčiny

Hlavní příčinou TLA je variace intenzity světla osvětlovacího zařízení. Důležité faktory, které mohou přispět a které určují velikost a typ světelné modulace osvětlovacího zařízení, jsou:

  • Technologie světelných zdrojů:[9] LED diody neprodukují skutečně dočasnou modulaci; pouze velmi dobře reprodukují průběh vstupního proudu a jakékoli zvlnění aktuálního průběhu je reprodukováno zvlněním světla, protože diody LED mají rychlou odezvu; ve srovnání s konvenčními osvětlovacími technologiemi (žárovkové, zářivkové) je u LED osvětlení vidět větší rozmanitost ve vlastnostech TLA.
  • Technologie zdroje energie (pohonr, elektrický předřadník ): Je použito mnoho typů a topologií ovladačů LED a elektrických předřadníků; jednodušší elektronika a omezené nebo žádné vyrovnávací kondenzátory často vedou k většímu zvlnění zbytkového proudu, a tím k větší modulaci dočasného světla.
  • Regulace světla: Technologie stmívání buď externě použitá stmívače (nekompatibilní stmívače) nebo vnitřní regulátory úrovně světla mohou mít velký dopad .; úroveň modulace dočasného světla se obecně zvyšuje při nižších úrovních světla.
  • Kolísání síťového napětí: Změny elektrického napětí v síti[10] jsou způsobeny přepínáním nebo měnící se zátěží elektrického zařízení připojeného k síti nebo mohou být záměrně použity např. pro komunikace po elektrické síti.
  • Komunikace viditelným světlem technologie: Lze použít záměrné časové modulace světla, jako je LiFi, např. pro komunikační účely; tyto další TLM mohou vést k nežádoucím TLA.

Metriky

Několik jednoduchých metrik, jako je Hloubka modulace, Index blikání a Procento blikání se často používají k posouzení přijatelnosti blikání.[11] Žádná z těchto metrik není vhodná k objektivnímu posouzení viditelnosti a přijatelnosti TLA pro člověka. Lidské vnímání TLA je ovlivněno různými faktory: hloubkou modulace, frekvencí, tvarem vlny a pracovním cyklem.

Pro objektivní posouzení viditelnosti TLA byly vyvinuty a ověřeny pokročilejší metriky:[6]

  • pro blikání, indikátor krátkodobého blikání PSvatýLM,
  • pro stroboskopický efekt je měřítko viditelnosti stroboskopického efektu SVM[8][12].

Pro blikání jsou také odvozena dvě alternativní opatření k měření jeho viditelnosti, míra viditelnosti blikání FVM a měření viditelnosti blikání v časové doméně TFVM[8].

POZNÁMKA - Aplikace metriky SVM je omezena na lidské vnímání stroboskopického efektu v normálních aplikačních prostředích (obytných, kancelářských), kde je omezena rychlost pohybu osob a / nebo předmětů. Pro efekt fantomového pole zatím nebyla definována žádná metrika.[6]

Metody měření

Standardizované zkušební a měřicí metody

  • Měření PSvatýLM, a volitelně testovací účinek kolísání síťového napětí nebo stmívání: viz IEC TR 61547-1, vydání 3;[13]
  • Měření SVM, a volitelně testovací účinek stmívání: viz IEC TR 63158;[14]
  • TLA: Zkušební metody a pokyny pro kritéria přijetí, viz NEMA 77-2017[15]

Doporučené limity

Doporučené limity pro blikání jevů TLA a stroboskopický efekt jsou v publikaci NEMA 77-2017.[15]

Nesprávné použití kamer pro hodnocení TLA

Pokud se kamery s chytrým telefonem, videokamery nebo filmové kamery používají v přítomnosti dočasně modulovaného světla, na obrázku nebo záznamu lze vidět různé artefakty, např. vertikální nebo horizontální pruhy s různým jasem (tato kategorie nežádoucích efektů je časová interference světla - TLI). Typ artefaktu však velmi závisí na technologii fotoaparátu a nastavení fotoaparátu. Různé fotoaparáty budou zobrazovat různé artefakty v závislosti na typu závěrky, snímkové frekvenci obrazu a na zmírňujících opatřeních provedených ve fotoaparátu. Kromě možné rozmanitosti efektů, které lze vidět, existuje také rozdíl mezi tím, co lidé vnímají přímo, ve srovnání s tím, co lidé vnímají prostřednictvím fotoaparátu a displeje nebo monitoru.[16] Proto použití běžných kamer není platným a objektivním prostředkem k posouzení potenciální TLA ze světelného zařízení.

Viz také

Další čtení

  • LightingEurope TLA poziční papír, LightingEurope Position Paper on Flicker and Stroboscopic Effect (Temporal Light Artefacts), Září 2016;
  • Poziční papír NEMA TLA, Dočasné světelné artefakty (blikání a stroboskopické efekty), 15. června 2015;
  • Informační papír ZVEI, Časové světelné artefakty - TLA, Březen 2017 (v Němec a Angličtina );
  • Technická poznámka CIE CIE TN 008: 2017, Závěrečná zpráva CIE Stakeholder Workshop pro dočasné standardy modulace světla pro světelné systémy.

Reference

  1. ^ IEEE Std 1789: 2015, IEEE Doporučené postupy pro modulaci proudu v LED s vysokým jasem pro zmírnění zdravotních rizik pro diváky (odkaz ).
  2. ^ SCENIHR (Vědecký výbor pro vznikající a nově identifikovaná zdravotní rizika), Účinky umělého světla na zdraví, 19. března 2012 (ISBN  978-92-79-26314-9)
  3. ^ SCHEER (Vědecký výbor ES pro zdraví, životní prostředí a vznikající rizika), Konečné stanovisko k možným rizikům pro světlo emitující diody (LED) pro lidské zdraví, Červen 2018 [1].
  4. ^ Fotocitlivá epilepsie
  5. ^ Nebezpečí stroboskopický efekt.
  6. ^ A b C d CIE TN 006: 2016, Vizuální aspekty časově modulovaných světelných systémů - Definice a modely měření (pdf ).
  7. ^ D. Sekulovski, Záznam webináře “Je to všechno jen blikání?” (Youtube )
  8. ^ A b C M. Perz, Modelování viditelnosti artefaktů dočasného světla, práce Eindhoven University of Technology, 5. 2. 2019 (ISBN  978-90-386-4681-7) [2]
  9. ^ Přehled světelných technologií a aplikací
  10. ^ Blikání elektrického vedení.
  11. ^ Poznámka - V mnoha případech nebylo vždy vyjasněno, pro který jev se přesně tyto metriky a související mezní úrovně skutečně používaly. Stejný termín blikat se často používá pro hlavní příčinu (modulace světla) a pro nežádoucí efekty viditelnosti (efekt blikání a stroboskopický efekt), ale také pro interferenční jevy (TLI ) zařízení, jako jsou kamery.
  12. ^ „Stroboskopické měření viditelnosti - porozumění tomu, jak lidé zažívají kolísání LED světla“.
  13. ^ IEC TR 61547-1 (ed. 3), Zařízení pro všeobecné osvětlovací účely - Požadavky na odolnost EMC - Část 1: Objektivní metoda zkoušení odolnosti proti blikání světlem a fluktuaci napětí.[https://webstore.iec.ch/publication/64795]
  14. ^ IEC TR 63158: 2018 + COR 1, Zařízení pro všeobecné osvětlovací účely - Objektivní zkušební metoda pro stroboskopické účinky osvětlovacího zařízení, 2018-03-19.
  15. ^ A b NEMA 77-2017, Temporal Light Artefacts: Test Methods and Guidance for Acceptance Criteria.[3]
  16. ^ Časová interference světla kamer.