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Untersuchungen zur spektralen Empfindlichkeit des Auges für Detektion und physiologische Blendung im mesopischen Bereich

Englisch, Daniel :
Untersuchungen zur spektralen Empfindlichkeit des Auges für Detektion und physiologische Blendung im mesopischen Bereich.
Technische Universität, Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2017)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Untersuchungen zur spektralen Empfindlichkeit des Auges für Detektion und physiologische Blendung im mesopischen Bereich
Language: German
Abstract:

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Bestimmung der spektralen Empfindlichkeit in mesopischen Umfeldbedingungen. Untersucht werden die Empfindlichkeiten für Detektionsobjekte, welche sowohl foveal, als auch peripher im Gesichtsfeld auftauchen, sowie für die physiologische Blendung. Zur Bestimmung der Empfindlichkeiten wurden die jeweiligen Wahrnehmungsschwellen mithilfe einer adaptiven Prozedur bestimmt. Ermittelt wurde die Empfindlichkeit der Detektion für Umfeldleuchtdichten von LU = 0,1 cd=m2 und 1 cd=m2 und jeweils die Detektionswinkel von [theta] = 0° und [theta] = 20°. Zusätzlich wurden die Daten aus einer vorangegangenen Arbeit bei den Winkeln [theta] = 2,65° und [theta] = 10° verwendet und analysiert. Die Empfindlichkeiten zeigen deutliche, aber jeweils unterschiedliche, Abweichungen zur V ([lambda])-Kurve. Auch ein Vergleich mit der von der CIE vorgeschlagenen Funktion für eine mesopische Hellempfindlichkeit ergab keine Übereinstimmung. Aufgrund der Analyse wurde ein mathematisches Modell entwickelt, welches auf vier Basisfunktionen basiert. Diese Basisfunktionen sollen rezeptorale und postrezeptorale Prozesse, welche zur Wahrnehmung beitragen, vertreten. Für die Bestimmung der Hellempfindlichkeit der physiologischen Blendung wurden insgesamt vier unterschiedliche Bedingungen getestet. Darunter fielen zwei verschiedene Adaptationsleuchtdichten LU =0,1 cd/m2 and 0,3 cd/m2 bei fovealem Detektionsobjekt und eine Umfeldleuchtdichte LU = 0,3 cd=m2 bei Detektionswinkeln von [theta] = 10° und [theta] = 20°. Die Blendquelle erschien unter dem Winkel von -3,43° relativ zum Detektionsobjekt. Auch hier konnte keine Übereinstimmung der Empfindlichkeit mit der V ([lambda])- Funktion gefunden werden. Eine Gewichtung der Blendung mit V ([lambda]) führt zu einer Unterbewertung kurzer Wellenlängen und einer Überbewertung langer Wellenlängen. Der Vergleich mit den zuvor bestimmten Hellempfindlichkeiten der Detektion zeigte für foveale Detektionsobjekte auch hier eine Unterbewertung im kurzen Wellenlängenbereich. Für periphere Detektionsobjekte waren die Hellempfindlichkeiten für physiologische Blendung und Detektion annähernd identisch. Weiterhin konnte kein Einfluss der Adaptationsleuchtdichte auf die relative spektrale Empfindlichkeit gefunden werden. Als Ursache wurden drei Theorien aufgestellt, welche das beobachtete Verhalten erklären können. Als wahrscheinlichste Theorie ist anzunehmen, dass die Unterschiede in der spektralen Empfindlichkeit durch unterschiedliche Streuprozesse im Auge entstehen. Diese deckt sich mit bisher bekannten Ergebnissen.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
The following document deals with experiments towards the spectral sensitivity under mesopic conditions. The spectral sensitivity is determined for detection objects, which appear foveal, as well as in the periphery. Additional the sensitivity is determined for disability glare. To determine the thresholds a adaptive procedure was used. For detection the background luminances were chosen to be at 0.1 cd/m² and 1.0 cd/m². The detection object was shown at two different angles [theta]= 0° and 20°. Further additional data from a former study for the angles [theta]= 2.65° and 10° were taken into account. The data is showing clear, but different disparities of the V([lambda])- function. Also a comparison with the mesopic function, supposed by the CIE is showing negative results. Therefor a mathematical model was derived, which is based on four different functions, which should represent receptoral and post-receptoral processes. For disability glare also two different luminances, 0.1 and 0.3 cd/m², for foveal detection object and one background luminance of 0.3 cd/m² for [theta]=10° and 20° were tested. The glare source was presented at -3.43° relative to the detection object. Also in the case of disability glare no conformity with the V([lambda])-function could be found. A weighing with V([lambda]) leads to greater values for longer wavelengths and smaller values for shorter wavelengths. The comparison with the spectral sensitivity found by results of the first part, does also show differences for foveal detection objects. For objects in the periphery sensitivities for detection and disability glare were almost identical. Further, an influence of the background luminance on the spectral sensitivity for disability glare could not be found. To explain the results three different theories are mentioned, whereas the best explanation is given by different scattering processes in the human eye. This conforms to results of former studies.English
Place of Publication: Darmstadt
Classification DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design > Light Technology
Date Deposited: 19 Jan 2018 13:18
Last Modified: 19 Jan 2018 13:18
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-71982
Referees: Khanh, Prof. Dr. Tran Quoc and Schierz, Prof. Dr. Christoph
Refereed: 14 December 2017
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/7198
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