移動光源的幻象陣列效應(yīng)研究
文章來源:恒光電器
發(fā)布時間:2016-09-29
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緒論LED光源具有節(jié)能、造型多樣,、高性能的特點,，被越來越廣泛地用于在汽車行業(yè)。近來,，通過時間信號調(diào)制的LED燈（如PWM調(diào)制）被用于車燈的附加功能,，商業(yè)照明燈具，例如尾燈和剎車燈的組合,、車內(nèi)照明的調(diào)光控制,、動態(tài)信號燈等。
Audi A8時間信號調(diào)制LED燈
但是,，通過時間信號調(diào)制的光源會在人眼感知時產(chǎn)生一些視覺幻象。由于光品質(zhì)或頻閃等現(xiàn)象引起的視覺幻象稱為Temporal light artifact（TLA）,。CIE對它的定義是觀察者在某一特定環(huán)境下,，受到亮度或光譜組成隨時間波動的光刺激，恒光電器,照亮您的生活,，視覺感知發(fā)生變化的現(xiàn)象,。并且CIE按觀察者眼睛是否移動和環(huán)境中是否包含可察覺的移動對TLA進行分類,。其中，閃爍(Flicker)是因靜態(tài)環(huán)境中亮度或光譜分布隨時間波動的光刺激引起靜態(tài)觀察者不穩(wěn)定的視覺現(xiàn)象,。頻閃效應(yīng)(Stroboscopic effect)是在以一定頻率變化的光照射下,，使靜態(tài)觀察者觀察到的物體運動顯現(xiàn)出不同于其實際運動的現(xiàn)象。還有另一種TLA被稱為幻象陣列效應(yīng),。在黑暗中掃視快速閃爍的點光源時,，會看到在空間中延伸的一系列的光源，這一現(xiàn)象稱為“幻象陣列效應(yīng)”(Hershberger, 1987),。
幻象陣列效應(yīng)通常與眼睛移動有關(guān),。在汽車照明領(lǐng)域，幻象陣列效應(yīng)被稱為珠串效應(yīng),，瞬時的離散的光脈沖映射在觀察者的視網(wǎng)膜的不同位置,，LED燈管，在視網(wǎng)膜上形成的像就像一串珠子,。2007年德國的一篇文獻提到了CIE分類以外的兩種情況(Brückner, 2007)：眼睛移動,，視線方向從前方目標移動到行駛的測試車輛的LED尾燈；眼睛注視前方目標不移動,，CCC認證,，邊上有帶LED尾燈的被測試車輛經(jīng)過時。兩種情況都會出現(xiàn)幻象陣列效應(yīng),。因此,，定義可以擴展：不僅包括非靜態(tài)觀察者和靜態(tài)環(huán)境，質(zhì)量,，還包括靜態(tài)觀察者和非靜態(tài)環(huán)境（非靜態(tài)光源）,。眼睛的移動和光源的移動兩種情況都能使離散光源的像成在視網(wǎng)膜上，形成幻象陣列效應(yīng),。
本文的研究內(nèi)容是不移動眼睛,，僅移動光源是否能產(chǎn)生與眼睛移動所看到的相似的幻象陣列效應(yīng)？以及由眼睛移動形成幻象陣列效應(yīng)的閾值頻率和由光源移動形成幻象陣列效應(yīng)的閾值頻率有什么關(guān)系,？
實驗方法
LED光源由PWM控制它的頻率,，PWM調(diào)制頻率可通過藍牙在手機上控制，裝有LED光源的轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速可由直流電動機通過電源進行控制,。紅光LED固定在轉(zhuǎn)盤邊緣,，觀察位置離轉(zhuǎn)盤50cm，視角40度,。實驗采用紅光LED,，色坐標(0.691, 0.308)， led室內(nèi)照明，亮度：252.87 cd/m2,。試驗共有有11名被試(2 名女性& 9 名男性)參與實驗,，平均年齡為28.7 歲。實驗一共設(shè)置了設(shè)置10種PWM頻率和4種轉(zhuǎn)速,，恒光,，另外設(shè)0轉(zhuǎn)速為對照組， led商業(yè)照明,，是僅有眼睛的移動造成幻象陣列效應(yīng)的情況,。實驗在暗室進行，無其他光源,。被試在暗適應(yīng)后在五種不同轉(zhuǎn)速下每種PWM頻率條件下進行實驗,，工程照明，測定每個被試在各轉(zhuǎn)速下下產(chǎn)生幻象陣列效應(yīng)的閾值頻率,。
實驗結(jié)果
圖中顯示了每個被試在每一種轉(zhuǎn)速下下產(chǎn)生幻象陣列效應(yīng)的閾值頻率,。
表中顯示的是每種轉(zhuǎn)速下下產(chǎn)生幻象陣列效應(yīng)的平均閾值頻率。
從實驗結(jié)果可以看出幻象陣列效應(yīng)的閾值頻率與轉(zhuǎn)速的正比關(guān)系,。另外,，統(tǒng)計了每個被測由光源轉(zhuǎn)動產(chǎn)生幻想陣列效應(yīng)的閾值頻率和光源轉(zhuǎn)速為0時（眼睛移動產(chǎn)生陣列效應(yīng)）的閾值頻率最接近時的光源的轉(zhuǎn)速，直方圖顯示了大多數(shù)人最接近轉(zhuǎn)速為120轉(zhuǎn)每分鐘,。而人眼掃視的角速度一般為116.7 轉(zhuǎn)/分鐘~ 166.7轉(zhuǎn)/分鐘,。因此，設(shè)計,，可以得出人眼移動時的閾值頻率與光源移動時的閾值頻率基本一致,，工程照明，并且在眼睛掃視的速度范圍內(nèi),。
研究結(jié)論
由上述結(jié)果可以得出結(jié)論：
1,、產(chǎn)生幻象陣列效應(yīng)的閾值頻率與光源的轉(zhuǎn)速成正比。
2,、移動光源可以產(chǎn)生與移動眼睛類似的幻象陣列效應(yīng),。
對未來的展望
1、閾值頻率在個體間存在較大差異,，需要根據(jù)個體眼睛掃視速度和視覺靈敏度的研究解釋閾值頻率的個體差異現(xiàn)象,。
2、對幻象陣列效應(yīng)閾值頻率的其他影響因素的研究,，行業(yè)資訊,，如光源幾何尺寸、亮度,、顏色等,。
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