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Entwicklung einer LED-Blendquelle zur Untersuchung der spektralen Blendempfindlichkeit

Zhang, Wei (2015):
Entwicklung einer LED-Blendquelle zur Untersuchung der spektralen Blendempfindlichkeit.
Darmstadt, TU Darmstadt, Fachgebiet Lichttechnik, [Master Thesis]

Abstract

Am Fachgebiet Lichttechnik wird die spektralen Blendempfindlichkeit des menschlichen Auges unter Nachtfahrtbedingungen untersucht. Zu diesem Zweck wird ein Messplatz zur Durchführung von Blendungsversuchen mit Probanden in Dunkelheit benötigt. Im Labor des Fachgebiets steht bereits eine Detektionsbox zur Simulation einer nächtlichen Umgebung zur Verfügung. Als Erweiterung des bisherigen Laboraufbaus wird im Rahmen dieser Arbeit eine kompakte Lichtquelle zur Erzeugung verschiedener Blendreize entwickelt und charakterisiert. In diesem Kontext kommen drei Hauptaufgaben infrage. Zunächst werden die nötigen Komponenten ausgewählt und auf einer optischen Bank zusammengebaut. Als Lichtquelle wird eine weiße Ein-Chip-LED gewählt, deren Strahldichte durch den LED-Strom durchstimmbar ist. Durch den Einsatz von schmalbandigen Interferenzfiltern werden quasi-monochromatische Reize aus dem LED-Spektrum von 440 nm bis 650 nm jeweils mit 10 nm Schritten erzeugt. Die Filtersätze werden in zwei motorisierte Filterrädern montiert. Am Ausgang der Filterräder wird eine Streuscheibe eingesetzt, um eine gleichmäßige Leuchtdichteverteilung im peripheren Gesichtsfeld des Probanden zu gewährleisten. Für die Kalibrierung des Messplatzes wird ein Neutraldichtefilter mit 1% Transmissionsgrad zur Abschwächung der Blendstrahl hinzugefügt. Zusätzlich wird eine Irisblende mit veränderlichen Durchmesser eingebracht, um die Blendquellengröße zu variieren. Alle Bauteile werden auf einem Aluprofil montiert. Die Komponenten sind auf dem Aluprofil verschiebbar. Des weiteren wird mit LabVIEW eine Software zur Ansteuerung des Messplatzes entwickelt. Die Blendquelle und das zur Vermessung der spektralen Strahldichte benötigte Spektrometer werden vom PC über USB-Schnittstelle angesteuert. Die Software ermöglicht eine einfache Bedienung von einzelnen Komponenten und einen vollautomatischen Ablauf für verschiedene Testfälle. Zum Schluss dieser Arbeit wird das gesamte System durch eine Charakterisierung der spektralen Eigenschaften der Blendquelle validiert. Alle Komponente funktionieren einwandfrei. Mithilfe des Aufbaus können zukünftig verschiedenartige Probandentests durchgeführt werden.

Item Type: Master Thesis
Erschienen: 2015
Creators: Zhang, Wei
Title: Entwicklung einer LED-Blendquelle zur Untersuchung der spektralen Blendempfindlichkeit
Language: German
Abstract:

Am Fachgebiet Lichttechnik wird die spektralen Blendempfindlichkeit des menschlichen Auges unter Nachtfahrtbedingungen untersucht. Zu diesem Zweck wird ein Messplatz zur Durchführung von Blendungsversuchen mit Probanden in Dunkelheit benötigt. Im Labor des Fachgebiets steht bereits eine Detektionsbox zur Simulation einer nächtlichen Umgebung zur Verfügung. Als Erweiterung des bisherigen Laboraufbaus wird im Rahmen dieser Arbeit eine kompakte Lichtquelle zur Erzeugung verschiedener Blendreize entwickelt und charakterisiert. In diesem Kontext kommen drei Hauptaufgaben infrage. Zunächst werden die nötigen Komponenten ausgewählt und auf einer optischen Bank zusammengebaut. Als Lichtquelle wird eine weiße Ein-Chip-LED gewählt, deren Strahldichte durch den LED-Strom durchstimmbar ist. Durch den Einsatz von schmalbandigen Interferenzfiltern werden quasi-monochromatische Reize aus dem LED-Spektrum von 440 nm bis 650 nm jeweils mit 10 nm Schritten erzeugt. Die Filtersätze werden in zwei motorisierte Filterrädern montiert. Am Ausgang der Filterräder wird eine Streuscheibe eingesetzt, um eine gleichmäßige Leuchtdichteverteilung im peripheren Gesichtsfeld des Probanden zu gewährleisten. Für die Kalibrierung des Messplatzes wird ein Neutraldichtefilter mit 1% Transmissionsgrad zur Abschwächung der Blendstrahl hinzugefügt. Zusätzlich wird eine Irisblende mit veränderlichen Durchmesser eingebracht, um die Blendquellengröße zu variieren. Alle Bauteile werden auf einem Aluprofil montiert. Die Komponenten sind auf dem Aluprofil verschiebbar. Des weiteren wird mit LabVIEW eine Software zur Ansteuerung des Messplatzes entwickelt. Die Blendquelle und das zur Vermessung der spektralen Strahldichte benötigte Spektrometer werden vom PC über USB-Schnittstelle angesteuert. Die Software ermöglicht eine einfache Bedienung von einzelnen Komponenten und einen vollautomatischen Ablauf für verschiedene Testfälle. Zum Schluss dieser Arbeit wird das gesamte System durch eine Charakterisierung der spektralen Eigenschaften der Blendquelle validiert. Alle Komponente funktionieren einwandfrei. Mithilfe des Aufbaus können zukünftig verschiedenartige Probandentests durchgeführt werden.

Place of Publication: Darmstadt
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design > Light Technology
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology
Date Deposited: 03 May 2016 16:36
Referees: Khanh, Prof. Dr. Tran Quoc
Refereed / Verteidigung / mdl. Prüfung: 31 December 2015
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