Untersuchung zum Einfluss des menschlichen Gesichtsfelds auf nichtvisuelle Größen
Creators: name: Broszio, Kai
name: Bieske, Karin
name: Zauner, Johannes
Publisher: name: Lichttechnische Gesellschaft Österreichs
Year: 2023
Subjects: subject: 500 Naturwissenschaften und Mathematik::500 Naturwissenschaften::500 Naturwissenschaften und Mathematik
subject: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::620 Ingenieurwissenschaften::620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
subject: binocular human field of view
subject: non-image-forming effects
subject: spectral measurements
subject: non-visual effects
subject: field of view restriction

description: In vielen Studien wird traditionell für die Bestimmung nichtvisueller Lichtwirkungen einer Beleuchtungssituation die vertikale Beleuchtungsstärke oder die vertikale Bestrahlungsstärke in der Hornhautebene herangezogen, um das Licht zu beschreiben, das ins Auge gelangt. Dafür wird die Beleuchtungsstärke mit einem Diffusor in der sogenannten 2π-Geometrie gemessen. Durch die anatomischen Gegebenheiten entspricht das menschliche Gesichtsfeld nicht dem eines Halbraums, sondern ist nach oben und unten eingeschränkt. Der für melanopische Lichtwirkungen einschlägige Standard CIE S026 weist darauf auch explizit hin. Es ist jedoch bisher nicht klar, welche Abweichungen durch die Gesichtsfeldbegrenzung zu erwarten sind. Für eine Abschätzung des Einflusses wurden Messungen bei unterschiedlichen Beleuchtungssituationen im Labor (Licht aus unter-schiedlichen Richtungen) und unter Praxisbedingungen (Licht typisch von oben) durchgeführt. Dafür wurden im 3D-Druck in Anlehnung an CIE S026 gefertigte Gesichtsfeldblenden als Vorsatz zu Spektralmesstechnik in Augenposition verwendet. Besonders bei realen Beleuchtungssituationen, in denen die Beleuchtung über Kopf installiert ist, weichen die Messwerte mit der Gesichtsfeldblende teils deutlich von der vertikalen Beleuch-tungsstärke ohne Blende ab. Diese Messungen zeigen eine Reduzierung der Werte durch die Gesichtsfeldblende von bis zu 60 %. Typisch ist dabei eine vergleichbare Verringerung für die gemessene Beleuchtungsstärke und den MEDI-Wert, d.h. spektrale Abweichungen waren in den untersuchten Situationen fast ausschließlich unkritisch. Diese Verallgemeinerung gilt, da die Verteilung des Lichts im Blickfeld im Allgemeinen spektral gleichartig ist. Bei großen chromatischen Variationen führt die Gesichtsfeldblende hingegen neben einer Verringerung des allgemeinen Bestrahlungsstärkeniveaus auch zu starken spektralen Veränderungen. In einer artifiziellen Laborsituation veränder-te sich bspw. der melanopische Wirkfaktor bei gleicher Beleuchtung um mehr als den Faktor 2 nur durch die Blende.
description: In many studies, vertical illuminance or vertical irradiance in the corneal plane is traditionally used to determine the non-visual light effects of an illumination situation in order to describe the light entering the eye. For this purpose, the illuminance is measured with a diffuser in the so-called 2π geometry. Due to anatomical conditions, the human visual field does not correspond to that of a half-space but is restricted upward and downward. The relevant standard for melanopic light effects, CIE S026, explicitly points this out. However, it is not yet clear which deviations are to be expected due to the visual field limitation. In order to estimate the influence, measurements were carried out in different lighting situations in the laboratory (light from different directions) and under practical conditions (light typically from above). For this purpose, 3D-printed visual field apertures were used in accordance with CIE S026 as an attachment to spectral measurement technology in the eye position. Particularly in real lighting situations where the lighting is installed overhead, the measured values with the visual field aperture sometimes deviate significantly from the vertical illumination intensity without the aperture. These measurements show a reduction in the values due to the field of view aperture of up to 60 %. Typically, there is a comparable reduction for the measured illuminance and the MEDI value, i.e. spectral deviations were almost exclusively uncritical in the situations investigated. This generalization is valid because the distribution of light in the field of view is usually spectrally uniform. In contrast, with large chromatic variations, the field-of-view aperture leads to strong spectral changes in addition to a reduction in the general irradiance level. In an artificial laboratory situation, for example, the melanopic effect factor changed by more than a factor of 2 for the same illumination only due to the aperture.