Zpracov´ an´ı sign´ alu sn´ımaˇ c˚ u osvˇ etlen´ı

I dokument Zdravotn´ı aspekty umˇel´eho osvˇetlen´ı a vyuˇzit´ı svˇetla pro udrˇzen´ı pozornosti (sidor 33-38)

Za pomoc´ı detektoru svˇetla, operaˇcn´ıho zesilovaˇce a dalˇs´ıch obvodov´ych prvk˚u lze sestavit obvod pro mˇeˇren´ı svˇetla. Uvedeme si dvˇe varianty takov´eho obvodu.

Prvn´ı je obvod (obr. 4.6) s pˇrep´ın´an´ım rozsah˚u v z´avislosti na intenzitˇe mˇeˇren´eho osvˇetlen´ı. Druh´y obvod (obr. 4.7) je bez pˇrep´ın´an´ı rozsah˚u a se zanesen´ım logarit-mick´e charakteristiky.

Obr´azek 4.6: Obvod s pˇrep´ın´an´ım rozsah˚u [36].

Obr´azek 4.7: Obvod s logaritmick´ym zesilovaˇcem [36].

5 Optick´ e jevy souvisej´ıc´ı s umˇ el´ ym osvˇ etlen´ım

5.1 Flicker

Flicker1 lze definovat jako kol´ıs´an´ı svˇeteln´eho toku umˇel´eho osvˇetlen´ı v ˇcase.

Pˇresnˇeji ˇreˇceno se jedn´a o tempor´aln´ı flicker. (Pro ´uplnost lze dodat, ˇze d´ale existuje jeˇstˇe chromatick´y a prostorov´y flicker.) Dle zp˚usobu vzniku rozliˇsujeme dva typy flickeru - fotometrick´y a elektrick´y. Elektrick´y je zp˚usoben kol´ıs´an´ım napˇet´ı v s´ıti.

Z´avis´ı tedy na zp˚usobu, jak´ym je stˇr´ıdav´y proud ze s´ıtˇe pˇremˇenˇen na svˇetelnou energii, je v´ysledkem r˚uzn´ych ruˇsen´ı ˇci pˇrechodn´ych jev˚u v elektrick´ych rozvodech.

Pro jeho v´ypoˇcet se pouˇz´ıv´a model klasick´e 60W ˇz´arovky, lidsk´eho oka a model zpracov´an´ı flickeru mozkem. Fotometrick´y je zp˚usoben charakteristikou samotn´eho svˇeteln´eho zdroje, napˇr. tlouˇst’kou vl´akna ˇz´arovky anebo, coˇz je v pˇr´ıpadˇe LED osvˇetlen´ı z´asadn´ı, pouˇzit´ym pˇredˇradn´ıkem. [7]

Tento jev se stal pˇredmˇetem z´ajmu zejm´ena kv˚uli sv´ym potenci´aln´ım do-pad˚um na ˇclovˇeka. Fyziologick´e projevy mohou b´yt r˚uzn´e, od m´ırn´eho rozruˇsen´ı aˇz po v´aˇznˇejˇs´ı neurologick´e probl´emy. Z´avis´ı na charakteristik´ach modulace dan´eho svˇeteln´eho zdroje, okoln´ıch svˇeteln´ych podm´ınk´ach, citlivosti dan´eho jedince a na prov´adˇen´e ˇcinnosti. [7]

1V literatuˇre se vˇetˇsinou term´ın flicker nijak nepˇrekl´ad´a. Nicm´enˇe je moˇzn´e setkat se i s jeho poˇceˇstˇenou podobou - tedy flikr ˇci s r˚uzn´ymi variantami pˇrekladu, napˇr. poblik´av´an´ı, blik´an´ı,

Obr´azek 5.1: Zn´azornˇen´ı veliˇcin FP a FI [7].

5.1.1 Index flickeru, Procentu´ aln´ı flicker

Fotometrick´y flicker je u elektrick´ych svˇeteln´ych zdroj˚u obvykle periodick´y, kˇrivka svˇeteln´eho toku je mj. charakteristick´a zmˇenami v amplitudˇe, stˇredn´ı hodno-tou ˇcasov´e zmˇeny svˇeteln´eho toku, periodickou frekvenc´ı a tvarem. Pro v´ypoˇcet byly stanoveny n´asleduj´ıc´ı veliˇciny: Index flickeru a Procentu´aln´ı flicker. Procentu´aln´ı flic-ker je zn´amˇejˇs´ı a pouˇz´ıv´a se pro nˇej snadnˇejˇs´ı v´ypoˇcet, naproti tomu Index flickeru je v´yhodnˇejˇs´ı z d˚uvodu zohlednˇen´ı rozd´ıl˚u ve tvarech kˇrivek.

Procentu´aln´ı flicker (FP) = 100 %A − B

A + B, (5.1)

kde A je maxim´aln´ı a B minim´aln´ı hodnota svˇeteln´eho toku.

Index flickeru (FI) = Area1

Area1 + Area2, (5.2)

kde Area1(2) je plocha omezen´a kˇrivkou pr˚ubˇehu svˇeteln´eho toku nad (pod) stˇredn´ı hodnotou. [7] [9]

Potenci´aln´ı ´uˇcinky flickeru se liˇs´ı v z´avislosti na dobˇe, jakou je ˇclovˇek tomuto jevu vystaven. Napˇr. expozice v ˇr´adu nˇekolika sekund m˚uˇze zp˚usobit epileptick´e

z´achvaty, zat´ımco dlouhodobˇejˇs´ı vystaven´ı m˚uˇze vy´ustit v nevolnost, bolesti hlavy ˇci zhorˇsen´e vidˇen´ı. V prvn´ım pˇr´ıpadˇe mluv´ıme o viditeln´em flickeru, kter´y je obvykle v rozmez´ı od 3 do 70 Hz. Druh´y pˇr´ıpad je spojen s neviditeln´ym flickerem, jehoˇz frekvence jsou vyˇsˇs´ı neˇz u viditeln´eho, tj. v hodnot´ach nad 70 Hz. Mˇeˇren´ı z elektro-retinogramu prok´azala, ˇze modulace svˇetla o frekvenc´ıch v rozmez´ı od 100 do 160 Hz ˇci dokonce aˇz do 200 Hz je detekov´ana lidskou s´ıtnic´ı, i kdyˇz uˇz je samotn´y flicker pro oko prakticky neviditeln´y. S vn´ım´an´ım flickeru souvis´ı i tzv. kritick´a frekvence flickeru (CFF), kter´a urˇcuje hraniˇcn´ı hodnotu frekvence mezi viditeln´ym a nevi-diteln´ym flickerem. Jelikoˇz je vn´ım´an´ı flickeru v z´avislosti na konkr´etn´ım jedinci individu´aln´ı, urˇcuje se CFF v rozsahu od 60 do 100 Hz. Od t´eto hodnoty uˇz oko vn´ım´a svˇetlo, jako kdyby mˇelo spojit´y pr˚ubˇeh bez flickeru. [6]

Norma [6] uv´ad´ı graf (obr. 5.2), ve kter´em stanovuje hraniˇcn´ı limity pro to, jak hlubok´a mus´ı b´yt na dan´e frekvenci modulace, aby byl flicker uˇz ruˇsiv´y. ˇSed´a oblast pod hraniˇcn´ı kˇrivkou pˇredstavuje plochu, ve kter´e je minimalizov´an vizu´aln´ı diskomfort a flicker naopak ruˇsivˇe nep˚usob´ı.

Obr´azek 5.2: Graf zn´azorˇnuj´ıc´ı doporuˇcenou provozn´ı oblast [6].

5.1.2 Fotosenzitivn´ı epilepsie

V publikaci [6] se m˚uˇzeme doˇc´ıst o spojitosti v´yskytu epilepsie a urˇcit´ych svˇeteln´ych jev˚u. U n´ızk´eho procenta populace byl zjiˇstˇen v´yskyt tzv. fotosenzitivn´ı epilepsie. U tˇechto jedinc˚u tak mohou b´yt vyvol´any z´achvaty v d˚usledku rychle bli-kaj´ıc´ıch svˇetel nebo statick´ych opakuj´ıc´ıch se geometrick´ych vzor˚u. Z´achvaty jsou od-razem pˇrechodn´e abnorm´aln´ı synchronizovan´e ˇcinnosti mozkov´ych bunˇek, ovlivˇnuj´ı tak vˇedom´ı, pohyby tˇela a/nebo vn´ım´an´ı. Poˇc´atky fotosensitivn´ı epilepsie se zpra-vidla objevuj´ı kolem puberty, ve vˇekov´e skupinˇe od 7 do 20 let je v´yskyt aˇz 5x ˇcastˇejˇs´ı neˇz v bˇeˇzn´e populaci. U 3/4 populace pˇretrv´a fotosenzitivita aˇz do dospˇelosti.

Pravdˇepodobnost z´achvat˚u je ovlivnˇena hned nˇekolika faktory a jejich kombinac´ı:

• frekvence blik´an´ı: Kaˇzd´a opakuj´ıc´ı se zmˇena ve zrakov´em podnˇetu o frekvenci od 3 do 70 Hz pˇredstavuje potenci´aln´ı riziko, ale nejvˇetˇs´ı pravdˇepodobnost z´achvat˚u je pro frekvenci od 15 do 20 Hz. Samotn´e blik´an´ı nemus´ı b´yt rytmick´e.

• jas: Stimulace ve skotopick´em (= tyˇcinkov´e noˇcn´ı vidˇen´ı oka adaptovan´eho na tmu) nebo n´ızk´em mezopick´em (= sm´ıˇsen´e vidˇen´ı obˇema receptory s´ıtnice, tj. tyˇcinkami i ˇc´ıpky, v ˇseru ˇci za soumraku, t´eˇz tzv. soumraˇcn´e vidˇen´ı) roz-mez´ı o hodnotˇe jasu m´enˇe neˇz 1 cd/m2 pˇredstavuje niˇzˇs´ı riziko neˇz v rozmez´ı vyˇsˇs´ım mezopick´em aˇz fotopick´em (= ˇc´ıpkov´e denn´ı vidˇen´ı oka adaptovan´eho na svˇetlo).

• kontrast se svˇetlem v pozad´ı: Potenci´aln´ım rizikem jsou kontrasty vyˇsˇs´ı neˇz 10 %.

• vzd´alenost mezi pozorovatelem a svˇeteln´ym zdrojem a jeho um´ıstˇen´ım: z´avis´ı jednak na celkov´e ploˇse s´ıtnice pˇrij´ımaj´ıc´ı stimuly a jednak na tom, zda podnˇety dopadaj´ı do centr´aln´ı oblasti s´ıtnice ˇci do okrajov´ych ˇc´ast´ı a zasahuj´ı peri-fern´ı vidˇen´ı. I pˇresto, ˇze se pozorovateli m˚uˇze zd´at flicker v perifern´ım vidˇen´ı v´yraznˇejˇs´ı, vˇetˇs´ı riziko pˇredstavuje jeho dopad v centr´aln´ım vidˇen´ı.

• vlnov´a d´elka svˇetla: Riziko pˇredstavuje zejm´ena sytˇe ˇcerven´y flicker ˇci stˇr´ıdavˇe ˇ

cerven´e a modr´e z´ablesky.

• otevˇren´e ˇci zavˇren´e oˇci: Flicker o vysok´em jasu m˚uˇze m´ıt na jedince nepˇr´ıznivˇejˇs´ı dopad v pˇr´ıpadˇe zavˇren´ych oˇc´ı, protoˇze pak je stimulov´ana cel´a s´ıtnice. Zdro-jem svˇetla se totiˇz pak st´av´a cel´e oˇcn´ı v´ıˇcko z d˚uvodu dif´uzn´ıho ˇs´ıˇren´ı svˇetla.

I dokument Zdravotn´ı aspekty umˇel´eho osvˇetlen´ı a vyuˇzit´ı svˇetla pro udrˇzen´ı pozornosti (sidor 33-38)