1
Funkcjonowanie zmysłu wzroku
Funkcjonowanie zmysłu wzroku
Oświetlenie
Oświetlenie
Marcin Kuliński
marcin.kulinski@pwr.wroc.pl
http://ergonomia.ioz.pwr.wroc.pl
Budowa narządu wzroku
Budowa narządu wzroku
Siatkówka oka
Siatkówka oka
pręciki
wykrywają ruch oraz
zgrubny kształt
nie rozróŜniają kolorów
mogą wykrywać bardzo
niewielkie ilości światła
około 100-120 milionów
czopki
rozróŜniają drobne
szczegóły obrazu
rozróŜniają kolory
i odcienie
nie funkcjonują przy zbyt
słabym oświetleniu
około 6-7 milionów
Rozmieszczenie czopków i pręcików
Rozmieszczenie czopków i pręcików
Rodzaje widzenia
Rodzaje widzenia
Widzenie fotopowe (dzienne)
ostry obraz w obszarze plamki Ŝółtej, obwodowe pole widzenia pozwala
na postrzeganie ogólne
Widzenie skotopowe (nocne)
obraz o małej rozdzielczości i bez kolorów, ruch jest łatwo wykrywalny
Widzenie mezopowe (zmierzchowe)
stan przejściowy, kiedy czopki częściowo działają
Kluczowe mechanizmy procesu widzenia
Kluczowe mechanizmy procesu widzenia
Adaptacja
proces przystosowania narządu wzroku do zmiennych warunków
oświetlenia
Akomodacja
zdolność do zmiany długości ogniskowej, a tym samym do nastawiania
ostrości widzenia na róŜne odległości
Konwergencja
mechanizm niezaleŜnego kierowania obu gałek ocznych na
obserwowany przedmiot tak, by oba jego obrazy odbierane były jako
jeden
2
Mechanizm adaptacji
Mechanizm adaptacji
Adaptacja optyczna
zmiana średnicy otworu źrenicy od 1.5 do 8 mm – zmiana ilości
wpadającego do oka światła jak 1:32
Adaptacja fotochemiczna
rodzaj adaptacji sensorycznej, większa ilość światła powoduje spadek
czułości receptorów i odwrotnie
Mechanizm akomodacji
Mechanizm akomodacji
ostrość na obiekcie dalekim
ostrość na obiekcie bliskim
Mechanizm konwergencji
Mechanizm konwergencji
Hamowanie oboczne
Hamowanie oboczne
jasność rzeczywista
jasność odbierana
pasma Macha
Kontrast następczy
Kontrast następczy
Kontrast następczy
Kontrast następczy
–
–
barwy dopełniające
barwy dopełniające
3
Złudzenia wzrokowe
Złudzenia wzrokowe
Złudzenia wzrokowe
Złudzenia wzrokowe
cd
cd
.
.
Złudzenia wzrokowe
Złudzenia wzrokowe
cd
cd
.
.
Oświetlenie
Oświetlenie
–
–
podstawowe pojęcia
podstawowe pojęcia
światło
Energia promieniowania o długości fali 380-760 nm, zdolna pobudzić
siatkówkę i wywołać wraŜenie wzrokowe.
strumień świetlny
Część promieniowania emitowanego przez źródło światła widziana przez
oko ludzkie w jednostce czasu. Jednostką strumienia świetlnego jest
lumen [lm].
natęŜenie oświetlenia
Stosunek wielkości strumienia świetlnego padającego na płaszczyznę do
jej pola powierzchni. WyraŜany w luksach [lx], przy czym lx = lm/m
2
.
luminancja
Fizyczna miara postrzeganej jaskrawości. ZaleŜy od natęŜenia
oświetlenia, właściwości fizycznych obserwowanego obiektu oraz jego
pola pozornej (obserwowanej) powierzchni.
równomierność natęŜenia oświetlenia
Stosunek natęŜenia minimalnego do natęŜenia średniego.
kontrast
RóŜnica między luminancją dwóch sąsiadujących ze sobą obszarów z
wyraźną granicą między nimi.
Oświetlenie
Oświetlenie
–
–
podstawowe pojęcia
podstawowe pojęcia
cd
cd
.
.
Czynniki wpływające na proces widzenia
Czynniki wpływające na proces widzenia
natęŜenie oświetlenia
jednorodność jasności powierzchni
równomierność jasności w czasie
występowanie zjawiska olśnienia
kolorystyka
4
Rola natęŜenia oświetlenia
Rola natęŜenia oświetlenia
odpowiedni poziom jest niezbędny do funkcjonowania zmysłu wzroku
zapewnia kontrast, a tym samym rozpoznawanie szczegółów
bezpośredni związek z szybkością akomodacji
powinno być dostosowane do wieku, zadania wzrokowego oraz wielkości
obiektów pracy
Wymagane parametry oświetlenia miejsc pracy według
Wymagane parametry oświetlenia miejsc pracy według
normy
normy
PN
PN
-
-
EN
EN
12464
12464
-
-
1: 2004
1: 2004
średnie natęŜenie oświetlenia (na wys. płaszczyzny pracy):
minimum 50 lx dla pomieszczeń magazynowych
300 lx dla pomieszczeń biurowych i pracy dorywczej
500 lx dla pomieszczeń biurowych i pracy o charakterze ciągłym
równomierność natęŜenia oświetlenia:
co najmniej 0.7 w obszarze zadania wzrokowego
co najmniej 0.5 w obszarze bezpośrednio (0.5 m) go otaczającym
Przykład oświetlenia w pomieszczeniu biurowym
Przykład oświetlenia w pomieszczeniu biurowym
Dopuszczalne kontrasty luminancji w polu widzenia
Dopuszczalne kontrasty luminancji w polu widzenia
10:1
1
0
:1
1
:3
NiepoŜądane kontrasty luminancji
NiepoŜądane kontrasty luminancji
jasne okna
jasne ściany sąsiadujące z ciemnymi podłogami
czarne obiekty na jasnych powierzchniach
odbijające światło płaszczyzny stołów
błyszczące części wyposaŜenia
W kierunkach najczęściej obserwowanych nie powinny znajdować się:
Zalecane współczynniki odbicia światła przez obiekty
Zalecane współczynniki odbicia światła przez obiekty
znajdujące się w polu widzenia
znajdujące się w polu widzenia
sufit 80 – 90%
ściany 40 – 60%
podłogi 20 – 40%
meble i inne powierzchnie wyposaŜenia 25 – 50%
5
Tętnienie światła w tradycyjnych świetlówkach
Tętnienie światła w tradycyjnych świetlówkach
3 źródła zasilane z tej samej fazy
UF = 0.157
2 źródła zasilane z tej samej fazy,
1 z przesunięciem o 1/2 okresu
UF = 0.77
3 źródła zasilane z przesunięciem
o 1/3 okresu kaŜde
UF = 0.89
Zjawisko olśnienia
Zjawisko olśnienia
czasowe zaburzenie procesu widzenia
taki przebieg lub stan procesu widzenia, przy którym występuje uczucie
niewygody i/lub zmniejszenie zdolności rozróŜniania obiektów na skutek
niewłaściwego rozkładu luminancji
przekroczenie moŜliwości adaptacyjnych oka lub wywołanie zmian
adaptacyjnych trwających na tyle długo, Ŝe prawidłowe widzenie jest
przejściowo ograniczone
Olśnienie bezpośrednie i pośrednie
Olśnienie bezpośrednie i pośrednie
Redukcja sprawności wzrokowej w zaleŜności od kąta
Redukcja sprawności wzrokowej w zaleŜności od kąta
obserwacji źródła światła
obserwacji źródła światła
Skutki olśnienia
Skutki olśnienia
wywołuje zmęczenie narządu wzroku
powoduje spadek zdolności rozróŜniania szczegółów obrazu
ogranicza zdolności akomodacyjne i konwergencyjne oka
wywołuje odruchy obronne (mruŜenie powiek, napięcie mięśni)
w skrajnych przypadkach moŜe spowodować uszkodzenie siatkówki
Redukcja i eliminacja olśnień
Redukcja i eliminacja olśnień
usunięcie punktów świetlnych z pola widzenia pracownika
stosowanie opraw z odpowiednim kątem ochrony (nie mniej niŜ 60°
między źródłem światła a linią wzroku, oprawy typu dark-light)
zmniejszenie luminancji źródeł światła (większa liczba opraw o mniejszej
mocy świetlnej)
odpowiednie lokalizowanie miejsc pracy
matowe pokrycie płaszczyzn mogących odbijać światło (podłogi, biurka)