Temporala ljusartefakter

Temporala ljusartefakter ( TLA ) är oönskade effekter i den visuella uppfattningen av en mänsklig observatör som induceras av tidsmässiga ljusmoduleringar . Två välkända exempel på sådana oönskade effekter är flimmer och stroboskopisk effekt . Termen "flimmer" avser direkt synliga ljusmodulationer vid relativt låga frekvenser (< 80 Hz) och små moduleringsnivåer. 'Stroboskopisk effekt' är den effekt som kan bli synlig för en person när ett rörligt föremål belyses av modulerat ljus vid något högre frekvenser (>80 Hz) och högre moduleringsnivåer.

Relevans

Olika vetenskapliga kommittéer har bedömt de potentiella hälso-, prestations- och säkerhetsrelaterade aspekterna till följd av tidsmässiga ljusmoduleringar. TLA:er måste begränsas till vissa nivåer för att undvika irritation på grund av människors direkta synlighet och för att förhindra potentiella hälsoproblem. Efter längre exponering kan TLA:er minska uppgiftens prestanda och orsaka trötthet. Möjliga hälsoeffekter för specifika personer är ljuskänsliga epileptiska anfall, migrän och förvärring av autistiskt beteende. Den felaktiga uppfattningen av ett föremåls rörelse på grund av stroboskopisk effekt kan vara oacceptabel i arbetsmiljöer med snabbt rörliga eller roterande maskiner.

TLA-fenomen

Temporala ljusartefakter ( TLA ) är i allmänhet oönskade effekter som kan uppfattas av människor på grund av att ljuseffekten från en belysningsutrustning varierar med tiden. Olika TLA-fenomen, tillhörande termer och definitioner och deras synlighetsaspekter ges i en teknisk notering av CIE ; se CIE TN 006:2016. I CIE TN 006:2016 särskiljs tre typer av TLA:er:

  • Flimmer hänvisar till oacceptabel (irriterande) ljusvariation hos en ljuskälla som uppfattas av en genomsnittlig person, antingen direkt eller via en reflekterande yta;
  • Stroboskopisk effekt är en oönskad effekt som kan bli synlig för en genomsnittlig person när ett rörligt eller roterande föremål belyses av en tidsmodulerad ljuskälla;
  • Phantom array-effekt (eller spökbilder ) kan uppfattas av en genomsnittlig person när man gör en ögonsackad över en liten ljuskälla som har en periodisk fluktuation, ljuskällan uppfattas sedan som en serie av rumsligt utsträckta ljusfläckar.

Ytterligare bakgrund och förklaringar om de olika TLA-fenomenen ges i ett inspelat webinar " Är allt bara flimmer? ". Modeller för synligheten av flimmer och stroboskopisk effekt från det tidsmässiga beteendet hos lysdiods lysdioder finns i doktorsavhandlingen av Perz.

Bakomliggande orsakerna

Grundorsaken till TLA är variationen i ljusintensiteten hos belysningsutrustning. Viktiga faktorer som kan bidra och som avgör storleken och typen av ljusmodulering av belysningsutrustning är:

  • Ljuskällsteknik : LED producerar inte i sig tidsmodulering; de återger bara den ingående strömvågformen mycket bra, och varje rippel i den aktuella vågformen reproduceras av en lätt rippel eftersom lysdioder har ett snabbt svar; Jämfört med konventionell belysningsteknik (glödlampa, lysrör) ser man därför mer variation i TLA-egenskaperna för LED-belysning.
  • Strömkällasteknik (drivanordning, elektrisk förkopplingsanordning ) : Många typer och topologier av LED-drivanordningar och elektriska förkopplingsdon används; enklare elektronik och begränsade eller inga buffertkondensatorer resulterar ofta i större restströmsrippel och därmed större tidsmässig ljusmodulering.
  • Ljusreglering : Dämpningsteknik för antingen externt applicerade dimmers (inkompatibla dimmers) eller interna ljusnivåregulatorer kan ha stor inverkan.; nivån av temporal ljusmodulering ökar i allmänhet vid lägre ljusnivåer.
  • Nätspänningsfluktuationer : Variationer i nätspänningen orsakas av omkoppling eller varierande belastning av elektriska apparater som är anslutna till elnätet, eller kan avsiktligt tillämpas t.ex. för kommunikation med elledningar .
  • Kommunikationsteknik för synligt ljus : Avsiktliga tidsmässiga ljusmoduleringar som LiFi kan användas, t.ex. för kommunikationsändamål; dessa ytterligare TLM:er kan ge upphov till oönskade TLA:er.

Metrik

Flera enkla mätvärden som Modulation Depth , Flicker Index och Flicker Percentage används ofta för att bedöma om flimmer är acceptabelt. Ingen av dessa mätvärden är lämpliga för att objektivt bedöma synligheten och acceptansen av TLA:er av människor. Människans uppfattning om TLA påverkas av olika faktorer: moduleringsdjup, frekvens, vågform och arbetscykel.

Mer avancerade mätvärden har utvecklats och validerats för att objektivt bedöma synligheten för TLA:er:

  • för flimmer, korttidsflimmerindikatorn P st LM ,
  • för stroboskopisk effekt, det stroboskopiska effektens synlighetsmått SVM .

För flimmer härleds också två alternativa mått för att mäta dess synlighet, Flicker Visibility Measure FVM och tidsdomänen Flicker Visibility Measure TFVM. 

NOTERA - Användningen av SVM-metriken är begränsad för människans uppfattning av stroboskopisk effekt i normala applikationsmiljöer (bostäder, kontor) där rörelsehastigheten för personer och/eller föremål är begränsad. För fantommatriseffekt har inget mått definierats ännu.

Mätmetoder

Standardiserade test- och mätmetoder

  • Mätning av P st LM , och valfritt testande effekt av nätspänningsfluktuationer eller dimning: se IEC TR 61547-1, utgåva 3;
  • Mätning av SVM , och eventuellt testningseffekt av dimning: se IEC TR 63158;
  • TLA: Testmetoder och vägledning för acceptanskriterier, se NEMA 77-2017;
  • Vägledning om mätning av tidsmässig ljusmodulering av ljuskällor och belysningssystem: se CIE TN 012

Rekommenderade gränser

Rekommenderade gränser för TLA-fenomenens flimmer och stroboskopiska effekt finns i NEMA 77-2017-publikationen.

Felaktig användning av kameror för TLA-bedömning

Om smarttelefonkameror, videokameror eller filmkameror används i närvaro av tidsmodulerat ljus, kan en mängd artefakter ses på bilden eller på inspelningen, t.ex. vertikala eller horisontella band med varierande ljusstyrka (denna kategori av oönskade effekter är temporal ljusinterferens - TLI ). Typen av artefakt beror dock mycket på kameratekniken och kamerainställningarna. Olika kameror kommer att visa olika artefakter beroende på typ av slutare, bildrutehastighet och de mildrande åtgärder som vidtagits i kameran. Förutom den möjliga variationen av effekter som kan ses, finns det också en skillnad mellan vad människor uppfattar direkt jämfört med vad människor uppfattar via en kamera och display eller monitor. Därför är användningen av vanliga kameror inte ett giltigt och objektivt sätt att bedöma den potentiella TLA från belysningsutrustning.

Se även

Vidare läsning

  • LightingEurope TLA position paper , LightingEurope Position Paper on Flicker and Stroboscopic Effect (Temporal Light Artefacts), september 2016;
  • NEMA TLA position paper , Temporal Light Artifacts (flimmer och stroboskopiska effekter), 15 juni 2015;
  • ZVEI informationspapper, Temporal Light Artefacts – TLA , mars 2017 (på tyska och engelska );
  • CIE Technical Note CIE TN 008:2017 , Slutrapport CIE Stakeholder Workshop för Temporal Light Modulation Standards for Lighting Systems .
  1. ^ IEEE Std 1789:2015, IEEE rekommenderade metoder för att modulera ström i LED-lampor med hög ljusstyrka för att minska hälsorisker för tittare ( länk ) .
  2. ^   SCENIHR (Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks), Hälsoeffekter av artificiellt ljus , 19 mars 2012 ( ISBN 978-92-79-26314-9 )
  3. ^ SCHEER (EG:s vetenskapliga kommitté för hälso-, miljö- och nya risker), slutligt yttrande om potentiella risker för människors hälsa med lysdioder (LED), juni 2018 [1] .
  4. ^ Ljuskänslig epilepsi
  5. ^ Faror stroboskopisk effekt .
  6. ^ a b c d CIE TN 006:2016, visuella aspekter av tidsmodulerade belysningssystem – definitioner och mätningsmodeller ( pdf ).
  7. ^ D. Sekulovski, Inspelning av webbseminarium " Blimmer allt bara? " ( YouTube )
  8. ^ a b c   M. Perz, Modeling visibility of temporal light artefacts , avhandling Eindhoven University of Technology, 05/02/2019 ( ISBN 978-90-386-4681-7 ) [2]
  9. ^ Översikt belysningsteknologier och tillämpningar
  10. ^ Power-line flimmer .
  11. ^ Notera - I många fall har det inte alltid klargjorts för vilket fenomen exakt dessa mått och tillhörande gränsnivåer faktiskt användes. Samma term flimmer används ofta för grundorsaken (ljusmoduleringen) och för oönskade synlighetseffekter (flimmer och stroboskopisk effekt), men också för störningsfenomen ( TLI ) hos utrustning som kameror.
  12. ^ "Stroboskopisk synlighetsmått - förstå hur människor upplever LED-ljusfluktuationer" .
  13. ^ IEC TR 61547-1 (ed. 3), Utrustning för allmänbelysningsändamål – EMC-immunitetskrav – Del 1: En objektiv ljusflimmermätare och testmetod för spänningsfluktuationsimmunitet . https://webstore.iec.ch/publication/64795
  14. ^ IEC TR 63158:2018 + COR 1 , Utrustning för allmänna belysningsändamål – Objektiv testmetod för stroboskopiska effekter av belysningsutrustning , 2018-03-19.
  15. ^ a b NEMA 77-2017, Temporala ljusa artefakter: Testmetoder och vägledning för godkännandekriterier . [3]
  16. ^ CIE TN 012; Vägledning om mätning av tidsmässig ljusmodulering av ljuskällor och belysningssystem
  17. ^ Temporal ljus störning av kameror.
Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Temporal_light_artefacts&oldid=1059694890 "