Los artefactos de luz temporal ( TLA ) son efectos no deseados en la percepción visual de un observador humano inducidos por modulaciones de luz temporal . Dos ejemplos bien conocidos de estos efectos no deseados son el parpadeo y el efecto estroboscópico . El término "parpadeo" se refiere a modulaciones de luz directamente visible a frecuencias relativamente bajas (<80 Hz) y niveles de modulación pequeños. El 'efecto estroboscópico' es el efecto que puede volverse visible para una persona cuando un objeto en movimiento es iluminado por luz modulada a frecuencias algo más altas (> 80 Hz) y niveles de modulación mayores.
Relevancia
Varios comités científicos han evaluado los posibles aspectos relacionados con la salud, el rendimiento y la seguridad que resultan de las modulaciones temporales de la luz. [1] [2] [3] Los TLA deben limitarse a ciertos niveles para evitar molestias debido a la visibilidad directa por parte de los humanos y prevenir posibles problemas de salud. Después de una exposición más prolongada, los TLA pueden reducir el rendimiento de la tarea y causar fatiga. Los posibles efectos sobre la salud de determinadas personas son ataques epilépticos fotosensibles, [4] migraña y agravamiento del comportamiento autista. La percepción incorrecta del movimiento de un objeto debido al efecto estroboscópico puede ser inaceptable en entornos de trabajo con maquinaria de movimiento rápido o giratorio. [5]
Fenómenos TLA
Los artefactos de luz temporal ( TLA ) son generalmente efectos no deseados que los humanos pueden percibir debido al hecho de que la salida de luz de un equipo de iluminación varía con el tiempo. Los diferentes fenómenos de TLA, los términos y definiciones asociados y sus aspectos de visibilidad se dan en una nota técnica de CIE ; ver CIE TN 006: 2016. [6] En CIE TN 006: 2016 [6] se distinguen tres tipos de TLA:
- El parpadeo se refiere a la variación de luz inaceptable (irritante) de una fuente de luz que es percibida por una persona promedio, ya sea directamente o a través de una superficie reflectante;
- El efecto estroboscópico es un efecto no deseado que puede volverse visible para una persona promedio cuando un objeto en movimiento o giratorio es iluminado por una fuente de luz modulada en el tiempo;
- El efecto de matriz fantasma (o imagen fantasma ) puede ser percibido por una persona promedio cuando hace un movimiento sacado del ojo sobre una pequeña fuente de luz que tiene una fluctuación periódica, la fuente de luz se percibe como una serie de puntos de luz extendidos espacialmente.
Se dan más antecedentes y explicaciones sobre los diferentes fenómenos de TLA en un seminario web grabado “ ¿Es todo parpadeo? ”. [7] Los modelos para la visibilidad del parpadeo y el efecto estroboscópico a partir del comportamiento temporal de la salida luminosa de los LED se encuentran en la tesis doctoral de Perz. [8]
Causas fundamentales
La causa principal de los TLA es la variación de la intensidad de la luz de los equipos de iluminación. Los factores importantes que pueden contribuir y que determinan la magnitud y el tipo de modulación lumínica de los equipos de iluminación son:
- Tecnología de fuente de luz : [9] Los LED no producen intrínsecamente modulación temporal; simplemente reproducen muy bien la forma de onda de la corriente de entrada, y cualquier ondulación en la forma de onda de la corriente se reproduce mediante una ondulación de luz porque los LED tienen una respuesta rápida; por lo tanto, en comparación con las tecnologías de iluminación convencionales (incandescente, fluorescente), para la iluminación LED se observa más variedad en las propiedades de TLA.
- Tecnología de fuente de energía (controlador, balasto eléctrico ) : se aplican muchos tipos y topologías de controladores LED y balastos eléctricos; La electrónica más simple y los condensadores de búfer limitados o nulos a menudo dan como resultado una mayor ondulación de la corriente residual y, por lo tanto, una mayor modulación de la luz temporal.
- Regulación de la luz : las tecnologías de atenuación de atenuadores aplicados externamente ( atenuadores incompatibles) o reguladores de nivel de luz internos pueden tener un gran impacto .; el nivel de modulación de la luz temporal generalmente aumenta a niveles de luz más bajos.
- Fluctuaciones de la tensión de la red : Las variaciones de la tensión de la red eléctrica [10] son causadas por la conmutación o cargas variables de los aparatos eléctricos conectados a la red principal, o pueden aplicarse intencionalmente, por ejemplo, para la comunicación de la línea eléctrica .
- Tecnologías de comunicación de luz visible : se pueden aplicar modulaciones de luz temporales intencionales como LiFi, por ejemplo, con fines de comunicación; estos TLM adicionales pueden dar lugar a TLA no deseados.
Métrica
Varias métricas simples como la profundidad de modulación , el índice de parpadeo y el porcentaje de parpadeo se utilizan a menudo para evaluar la aceptabilidad del parpadeo. [11] Ninguna de estas métricas es adecuada para evaluar objetivamente la visibilidad y aceptabilidad de los TLA por parte de los humanos. La percepción humana de los TLA se ve afectada por varios factores: profundidad de modulación, frecuencia, forma de onda y ciclo de trabajo.
Se han desarrollado y validado métricas más avanzadas para evaluar objetivamente la visibilidad de los TLA: [6]
- para parpadeo, el indicador de parpadeo a corto plazo P st LM ,
- para el efecto estroboscópico, el efecto estroboscópico mide la visibilidad SVM . [8] [12]
Para el parpadeo también se derivan dos medidas alternativas para medir su visibilidad, la Medida de visibilidad de parpadeo FVM y la Medida de visibilidad de parpadeo en el dominio del tiempo TFVM. [8]
NOTA - La aplicación de la métrica SVM está limitada para la percepción humana del efecto estroboscópico en entornos de aplicación normales (residenciales, oficinas) donde la velocidad de movimiento de personas y / u objetos es limitada. Para el efecto de matriz fantasma aún no se ha definido ninguna métrica. [6]
Métodos de medición
Métodos de prueba y medición estandarizados
- Medición de P st LM y, opcionalmente, prueba del efecto de las fluctuaciones o atenuación de la tensión de red: consulte IEC TR 61547-1, edición 3; [13]
- Medición de SVM y, opcionalmente, prueba del efecto de atenuación: consulte IEC TR 63158; [14]
- TLA: Métodos de prueba y orientación para los criterios de aceptación, consulte NEMA 77-2017 [15]
Límites recomendados
Los límites recomendados para el parpadeo del fenómeno TLA y el efecto estroboscópico se encuentran en la publicación NEMA 77-2017. [15]
Uso inadecuado de cámaras para la evaluación de TLA
Si se utilizan cámaras de teléfonos inteligentes, cámaras de video o cámaras de película en presencia de luz modulada temporalmente, se pueden ver una variedad de artefactos en la imagen o en la grabación, por ejemplo, bandas verticales u horizontales con brillo variable (esta categoría de efectos no deseados es interferencia de luz temporal - TLI ). Sin embargo, el tipo de artefacto depende mucho de la tecnología y la configuración de la cámara. Las diferentes cámaras mostrarán diferentes artefactos según el tipo de obturador, la velocidad de fotogramas de la imagen y las medidas de mitigación tomadas en la cámara. Aparte de la posible variedad de efectos que se pueden ver, también existe una diferencia entre lo que las personas perciben directamente en comparación con lo que las personas perciben a través de una cámara y una pantalla o monitor. [16] Por lo tanto, el uso de cámaras comunes no es un medio válido y objetivo para evaluar el potencial TLA de los equipos de iluminación.
Ver también
Otras lecturas
- Documento de posición de LightingEurope TLA , documento de posición de LightingEurope sobre parpadeo y efecto estroboscópico (artefactos de luz temporal) , septiembre de 2016;
- Documento de posición de NEMA TLA , Artefactos de luz temporal (efectos de parpadeo y estroboscópicos), 15 de junio de 2015;
- Documento de información de ZVEI, Artefactos de luz temporal - TLA , marzo de 2017 (en alemán e inglés );
- Nota técnica CIE CIE TN 008: 2017 , Informe final Taller de partes interesadas de la CIE sobre estándares de modulación temporal de la luz para sistemas de iluminación .
Referencias
- ^ IEEE Std 1789: 2015, Prácticas recomendadas de IEEE para modular la corriente en LED de alto brillo para mitigar los riesgos para la salud de los espectadores ( enlace ).
- ^ SCENIHR (Comité científico sobre riesgos para la salud emergentes y recientemente identificados), Efectos de la luz artificial en la salud , 19 de marzo de 2012 ( ISBN 978-92-79-26314-9 )
- ^ SCHEER (Comité científico de la CE sobre salud, riesgos ambientales y emergentes), Opinión final sobre los riesgos potenciales para la salud humana de los diodos emisores de luz (LED) , junio de 2018 [1] .
- ^ Epilepsia fotosensible
- ^ Peligros efecto estroboscópico .
- ^ a b c d CIE TN 006: 2016, Aspectos visuales de los sistemas de iluminación modulados en el tiempo: definiciones y modelos de medición ( pdf ).
- ^ D. Sekulovski, Grabación del seminario web “ ¿Es todo parpadeo? "( YouTube )
- ^ a b c M. Perz, Modelado de visibilidad de artefactos de luz temporales , tesis de la Universidad Tecnológica de Eindhoven, 02/05/2019 ( ISBN 978-90-386-4681-7 ) [2]
- ^ Resumen de tecnologías y aplicaciones de iluminación
- ^ Parpadeo de la línea eléctrica .
- ^ Nota: en muchos casos, no siempre se ha aclarado para qué fenómeno se utilizaron exactamente estas métricas y los niveles límite asociados. El mismo término parpadeo se aplica a menudo para la causa raíz (la modulación de la luz) y para los efectos de visibilidad no deseados (parpadeo y efecto estroboscópico), pero también para los fenómenos de interferencia ( TLI ) de equipos como cámaras.
- ^ "Medida de visibilidad estroboscópica: comprensión de cómo las personas experimentan la fluctuación de la luz LED" .
- ^ IEC TR 61547-1 (ed. 3), Equipo para propósitos generales de iluminación - Requisitos de inmunidad EMC - Parte 1: Un medidor de parpadeo de luz objetivo y un método de prueba de inmunidad a fluctuaciones de voltaje . [https://webstore.iec.ch/publication/64795]
- ^ IEC TR 63158: 2018 + COR 1 , Equipo para fines de iluminación general - Método de prueba objetivo para efectos estroboscópicos de equipos de iluminación , 2018-03-19.
- ^ a b NEMA 77-2017, Artefactos de luz temporal: métodos de prueba y orientación para los criterios de aceptación . [3]
- ^ Interferencia de luz temporal de cámaras.