CH200111A - Apparatus for assessing the lighting of large surfaces. - Google Patents

Apparatus for assessing the lighting of large surfaces.

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CH200111A
CH200111A CH200111DA CH200111A CH 200111 A CH200111 A CH 200111A CH 200111D A CH200111D A CH 200111DA CH 200111 A CH200111 A CH 200111A
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CH
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lighting
examined
street
spots
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German (de)
Inventor
Gloeilampenfabrieken N Philips
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Philips Nv
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  • Eye Examination Apparatus (AREA)

Description

  

  Apparat zur Beurteilung der Beleuchtung grosser Oberflächen.    Die Erfindung bezieht sich auf einen Ap  parat zur Beurteilung und zur zahlenmässigen  Festlegung der Güte der Beleuchtung von  grossen Oberflächen, wie z. B. von Strassen,  Plätzen und dergleichen oder von auf diesen  befindlichen Gegenständen oder von beiden.  



  Für die Beurteilung der Güte, zum Bei  spiel einer Strassenbeleuchtung, ist es be  kanntlich nicht ausreichend, die Beleuch  tungsstärke an verschiedenen Stellen der  Strasse anzugeben, da in diesem Fall die     Re-          flektionseigenschaften    der Strassendecke     nicht     berücksichtigt werden.

   Auch die Angabe der       Helligkeitsverteilung    (das Ergebnis der Be  leuchtungsstärke und der     Reflektionseigen-          schaften    der Strasse), ist zu diesem Zwecke  noch ungenügend, da dabei noch andere Fak  toren (Blendung, Beleuchtung der Umgebung,  usw.) unberücksichtigt bleiben, während der  Einfluss anderer Faktoren, zum Beispiel einer  ungleichmässigen Helligkeitsverteilung, auf  das     Wahrnehmungsvermögen    bei unmittel-    barer     Wahrnehmung    durch .das menschliche  Auge sich noch schwer schätzen lässt.  



  Eine bessere     Beurteilungsweise    der Güte  der Beleuchtung, zum Beispiel einer Strasse,  besteht daher darin, dass auf der Strasse mit  Hilfe eines optischen Apparates das     Wahr-          nehmungsvermögen    gemessen und nach einem  bestimmten, festgesetzten Massstab in Zahlen  ausgedrückt wird, zum Beispiel dadurch, dass       man    den gerade noch wahrnehmbaren Hellig  keitskontrast bestimmt.  



  Der Apparat gemäss der     Erfindung    ist zu  diesem Zweck mit einem optischen System  ausgerüstet, das gestattet, die zu unter  suchende Oberfläche im Apparat abzubilden  und die Helligkeit dieser Oberfläche oder  eines oder mehrerer auf ihr vorhandenen Ge  genstände mit bekannten veränderlichen, ört  lich in der Bildfläche vorhandenen     Hellig-          keiten    von Vergleichsobjekten zu vergleichen.  Unter "vergleichen"     wird    hier verstanden,  dass man, durch Variation der bekannten  Helligkeiten, feststellt, welcher Kontrast zwi-      sehen Vergleichsobjekt und Oberfläche noch  gerade wahrgenommen werden kann, und so  mit die Grenze des     Wahrnehmungsvermögens     bildet.  



  Es sind bereits Apparate bekannt, mittels  welchen untersucht werden kann, unter wel  chen Verhältnissen ein bestimmter Gegen  stand noch gerade wahrgenommen oder er  kannt werden kann. Die Helligkeit des gan  zen Gesichtsfeldes wird zu diesem Zweck,  zum Beispiel mit Hilfe von Gläsern ver  änderlicher Durchsichtigkeit, die unmittelbar  vor dem Auge     gehalten    werden, verringert,  bis der Gegenstand nicht mehr gesondert  wahrnehmbar ist. Dieses Verfahren ist jedoch  grundsätzlich falsch, insbesondere bei der  Beurteilung von Blendung und bei     Verglei-          chung    von verschiedenen Lichtarten, da man  in diesem Fall das Auge des Beobachters  unter Verhältnissen     funktionnieren    lässt, die  in der Praxis auf der Strasse niemals vor  kommen werden.

   Werden Gläser von ab  nehmbarer Durchsichtigkeit vor das Auge ge  setzt, so wird nämlich der gesamte Licht  eindruck auf die Netzhaut verringert. Gleich  zeitig ändert sich aber auch das Vermögen  des Auges     Kontraste    wahrnehmen zu können,  so dass das erzielte Ergebnis der Wirklichkeit  nicht entspricht.  



  Der Apparat gemäss der Erfindung hat  den Vorzug, dass die Beurteilung sich der  Wirklichkeit möglichst nähert,     so    dass alle       i'rsachen,    die das     Sehen    auf der     Strasse    beein  flussen, auch in der Messung verarbeitet wer  den. Dies ist dem Umstand zuzuschreiben,  dass die zu benutzenden Vergleichsobjekte  nur örtlich im Bild, zum Beispiel in Form  von kleinen Flecken, angebracht werden, und  dass sie das Vermögen des Auges bestimmte  Kontraste wahrnehmen zu können, nicht be  einflussen, da die     gesamte    in das Auge fal  lende Lichtmenge nahezu die gleiche bleibt,  das heisst nicht durch die grössere oder gerin  gere Helligkeit des Vergleichsobjektes beein  flusst wird.

   Da sich die Gegenstände auf der       Strasse    gewöhnlich dunkel gegen den Hinter  grund abzeichnen, ist es empfehlenswert, dass  die     Vergleichsobjekte    in     bezug    auf den Hin-         tergrund,    auf dem sie angebracht sind, gleich  falls dunkel sind und dass der mittlere Kon  trast von der gleichen     Grössenordnung    ist     wie     der Kontrast zwischen dem wahrzunehmen  den Gegenstand und     dessen    Umgebung.  



  Um alle Ursachen, die das Wahrnehmungs  vermögen auf der Strasse beeinflussen (zum  Beispiel blendende Lichtquellen) auch in der       Messung        verarbeiten    zu können, ist es erfor  derlich, dass das Gesichtsfeld so gross wie  möglich (wenn möglich dem Gesichtsfeld bei  normaler Wahrnehmung gleich) ist und dass  der     Gesichtswinkel,    unter dem die Gegen  stände und der     Abstand    zwischen den Gegen  ständen wahrgenommen wird, ebenso gross ist  wie bei     Wahrnehmung    ohne Apparat, damit  etwaige blendende Lichtquellen nicht ausser  halb des Wahrnehmungsfeldes fallen würden  oder,

   da sie unter einem kleineren Winkel  mit einer wahrzunehmenden     Fläche    oder  einem Gegenstand gesehen werden, einen  grösseren Einfluss haben würden. Die     erste     Bedingung erfordert ein Objektiv mit kurzem       Brennpunkteabstand    und grosser Linsenöff  nung und für die Erfüllung der zweiten Be  dingung muss das Okular etwa den gleichen       Brennpunktsabstand    wie das Objektiv be  sitzen.  



  Um einen     guten    Vergleich zwischen dem  Vergleichsobjekt und dem     Wahrnehmungs-          objekt    machen zu     können,        soll        zweckmässig     der Gesichtswinkel, unter dem die Vergleichs  objekte     wahrgenommen        werden,    von der glei  chen Grössenordnung sein wie derjenige der  kleinsten für     Wahrnehmung    in Betracht  kommenden     Einzelheiten    der zu untersuchen  den     Oberfläche,

      zum     Beispiel    eines<B>100</B> m       entfernten        Radfahrers.     



  Der     Messapparat        gemäss    der Erfindung  kann als kleines, leicht transportierbares In  strument ausgebildet sein, bei dem die     be-          lcannten        Vergleichsobjekte    als Flecken auf  einer durch die     Bildfläche    hindurch beweg  baren Glasscheibe angebracht sind. Dies bie  tet den Vorteil, dass diese Flecken, die zum  Beispiel auf photographischem Wege ange  bracht werden können und von zunehmender  Schwärze sind, durch Bewegung der Scheibe      leicht nacheinander in die Bildfläche ge  bracht werden können.

   Die Schwärze des  Fleckens, der in der Bildfläche gegen die zu  untersuchende Oberfläche als     Hintergrund     gerade nicht mehr sichtbar ist, stellt ein     Mass     für die Sichtbarkeit dar.  



  Die Erfindung ist anhand der Zeichnung  näher erläutert, in der ein Ausführungsbei  spiel dargestellt ist.  



  In     Fig.    1 ist ein Apparat im     Querschnitt     und in       Fig.    2 in Stirnansicht dargestellt;       Fig.    3 zeigt die Glasscheibe mit den  schwarzen Flecken.  



  In     Fig.    1     und    2 gibt das Objektiv 1  eine Abbildung, z. B. einer Strassendecke, in  der Fläche 10-10, in der sich gleichfalls  eine Glasscheibe 2 befindet, die um die Spin  del 3 drehbar ist und auf der, z. B. auf pho  tographischem Wege,     etwa    50 runde Flecken  verschiedener Schwärze auf dem Umfang  eines Kreises angebracht sind. Diese Flecken  können mit Hilfe einer Lupe 4 betrachtet  werden. Die Durchsichtigkeit dieser Flecken  variiert zwischen 20 und<B>98%</B> und der  Durchmesser ist etwa 0,3 mm. Durch Ver  schiebung der Büchse 5, in die das Objektiv  gefasst ist, im Gehäuse 6     lässt    sich das Bild  auf der Glasscheibe scharf einstellen.  



  Das Gehäuse besteht, um die Scheibe ein  bringen zu können, aus zwei Teilen.  



  In     Fig.    3 ist 2 die Glasscheibe, auf der  eine grosse Anzahl (etwa 50) Lichtflecken 9  zunehmender Schwärze angebracht sind. Die  Scheibe ist von einem     gerändelten    Messing  rand 8 umgeben, der aus der Öffnung 7  (Fix. 1) des Gehäuses hervorragt, so dass die  Scheibe mit dem Finger gedreht werden kann.  Durch diese Drehung bewegen sich die  Flecken durch das Gesichtsfeld und es lässt  sich feststellen, welcher Flecken noch gerade  wahrnehmbar ist, wenn der Apparat, zum       Beispiel    auf einen bestimmten Teil der  Strassendecke gerichtet ist. Für verschiedene  Teile der Strasse ist das Ergebnis durch Un  regelmässigkeit in der Beleuchtung, Einfluss  der Blendung usw. nicht gleich.

   Der für    einen bestimmten Teil der     Srasse    gefundene  höchste und niedrigste Wert gibt jedoch ein  gutes Bild der     Beleuchtung.     



  Es wurden mit dem Apparat bei verschie  denen bestehenden     Strassenbeleuchtungen          Messungen        vorgenommen.    Die Flecken waren       mit    1 bis 50 numeriert, wobei 1 der dun  kelste Flecken ist, die höher als 46     nume-          rierten    Flecken waren unter keinen Umstän  den sichtbar.  



  Bei einer sehr guten     Strassenbeleuchtung          (mit        Natriumlicht)    wurden als höchster und  niedrigster Wert die     Nummern    28 und 38  und auf einer mit Glühlampen beleuchteten  Strasse die     Nummern    23 und 29 gefunden.  



  Es ergab sich, dass, nachdem der Kontrast  zwischen den Flecken und dem gläsernen  Hintergrund     experimentell    festgestellt wor  den war, der gerade noch wahrnehmbare  Kontrast zwischen der Strasse     und    einem  darauf befindlichen Gegenstand bei der  Strasse mit     Natriumbeleuchtung    zwischen 7  und 20 % und bei der Strasse mit Glühlampen  beleuchtung zwischen 19 und 31 % liegt, das  heisst dass der     Kontrast    im letzteren Fall  grösser sein muss um den Gegenstand noch  wahrnehmen zu     können.     



  Es ergab sich ferner, dass die     Strassen    mit  einer Beleuchtung, bei der die gerade wahr  nehmbaren Kontraste über<B>25%</B> liegen, sich  nicht für Schnellverkehr eignen.  



  Die mit dem beschriebenen Apparat er  zielten Ergebnisse sind zuverlässiger als die  durch Messung der Beleuchtungsstärke oder  der Helligkeitsverteilung erhaltenen. Das       Messverfahren    ist ausserdem einfacher.



  Apparatus for assessing the lighting of large surfaces. The invention relates to an apparatus for assessing and determining the numerical quality of the lighting of large surfaces, such as. B. of streets, squares and the like or of objects located on these or of both.



  In order to assess the quality, for example of street lighting, it is known that it is not sufficient to specify the illuminance at different points on the street, since in this case the reflective properties of the street surface are not taken into account.

   The specification of the brightness distribution (the result of the illuminance and the reflective properties of the street) is still insufficient for this purpose, since other factors (glare, lighting of the surroundings, etc.) are not taken into account, while the influence of others Factors, for example an uneven distribution of brightness, on the ability to perceive in the case of direct perception by the human eye is still difficult to estimate.



  A better way of assessing the quality of the lighting, for example on a street, is therefore to measure perception on the street with the help of an optical device and to express it in numbers according to a certain, fixed standard, for example by using the just perceptible brightness contrast determined.



  The apparatus according to the invention is equipped for this purpose with an optical system which allows the surface to be examined to be mapped in the apparatus and the brightness of this surface or one or more objects present on it with known variable, locally present in the image area Compare the brightnesses of comparison objects. “Compare” is understood here to mean that, by varying the known brightnesses, it is possible to determine which contrast between the comparison object and the surface can still just be perceived, and thus also forms the limit of perception.



  Apparatuses are already known which can be used to investigate the circumstances under which a certain object can still be perceived or recognized. For this purpose, the brightness of the entire field of vision is reduced, for example with the help of glasses of variable transparency, which are held directly in front of the eye, until the object is no longer separately perceptible. However, this procedure is fundamentally wrong, especially when assessing glare and when comparing different types of light, since in this case the observer's eye is allowed to function under conditions that will never occur in practice on the street.

   If glasses with removable transparency are placed in front of the eye, the entire light impression on the retina is reduced. At the same time, however, the eye's ability to perceive contrasts also changes, so that the result achieved does not correspond to reality.



  The apparatus according to the invention has the advantage that the assessment comes as close as possible to reality, so that all of the factors that influence vision on the road are also processed in the measurement. This is due to the fact that the comparison objects to be used are only applied locally in the image, for example in the form of small spots, and that they do not affect the eye's ability to perceive certain contrasts, since they do not affect the entire eye The amount of light falling remains almost the same, i.e. it is not influenced by the greater or lesser brightness of the comparison object.

   Since the objects on the street are usually dark against the background, it is recommended that the objects to be compared are also dark in relation to the background on which they are attached and that the mean contrast is of the same order of magnitude is like the contrast between perceiving the object and its surroundings.



  In order to be able to process all causes that influence perception on the street (e.g. dazzling light sources) in the measurement, it is necessary that the field of view is as large as possible (if possible the same as the field of view with normal perception) and that the viewing angle from which the objects and the distance between the objects are perceived is just as large as when perceiving without a device, so that any glaring light sources would not fall outside the field of perception or,

   since they are seen from a smaller angle with a perceivable surface or object, would have a greater impact. The first condition requires a lens with a short focal distance and a large lens opening, and for the second condition to be met, the eyepiece must have approximately the same focal distance as the lens.



  In order to be able to make a good comparison between the object to be compared and the object perceived, the angle from which the objects to be compared are perceived should expediently be of the same order of magnitude as that of the smallest details of the surface to be examined that can be perceived ,

      For example, a cyclist <B> 100 </B> m away.



  The measuring apparatus according to the invention can be designed as a small, easily transportable instrument in which the scanned comparison objects are attached as spots on a glass pane that can be moved through the image area. This offers the advantage that these spots, which can be applied photographically and are of increasing blackness, can easily be brought into the image area one after the other by moving the pane.

   The blackness of the spot, which is just no longer visible in the image area against the surface to be examined as a background, represents a measure of the visibility.



  The invention is explained in more detail with reference to the drawing, in which a game Ausführungsbei is shown.



  In Fig. 1 an apparatus is shown in cross section and in Fig. 2 in an end view; Fig. 3 shows the pane of glass with the black spots.



  In Figs. 1 and 2, the lens 1 is an image, e.g. B. a road surface, in the area 10-10, in which there is also a pane of glass 2, which is rotatable about the spin del 3 and on which, for. B. by photographic means, about 50 round spots of different blackness are attached to the circumference of a circle. These spots can be viewed with the aid of a magnifying glass 4. The transparency of these spots varies between 20 and <B> 98% </B> and the diameter is about 0.3 mm. By moving the sleeve 5 into which the lens is mounted in the housing 6, the image on the glass pane can be set in focus.



  The housing consists of two parts in order to be able to bring the disc.



  In Fig. 3, 2 is the glass pane on which a large number (about 50) light spots 9 of increasing blackness are attached. The disc is surrounded by a knurled brass rim 8 which protrudes from the opening 7 (Fix. 1) of the housing so that the disc can be turned with the finger. As a result of this rotation, the spots move through the field of vision and it can be determined which spots are still perceptible when the device is pointed, for example, at a certain part of the road surface. The result is not the same for different parts of the street due to irregularities in the lighting, the influence of glare, etc.

   However, the highest and lowest values found for a specific part of the street give a good picture of the lighting.



  Measurements were made with the apparatus at various existing street lights. The spots were numbered 1 to 50, with 1 being the darkest spot, the spots numbered higher than 46 were not visible under any circumstances.



  With very good street lighting (with sodium light) the numbers 28 and 38 were found as the highest and lowest values and numbers 23 and 29 on a street illuminated with incandescent lamps.



  It was found that after the contrast between the spots and the glass background had been determined experimentally, the barely perceptible contrast between the street and an object on it was between 7 and 20% for the street with sodium lighting and for the street with it Incandescent lamp lighting is between 19 and 31%, which means that the contrast in the latter case must be greater in order to still be able to perceive the object.



  It also emerged that the streets with lighting in which the currently perceptible contrasts are above <B> 25% </B> are not suitable for high-speed traffic.



  The results obtained with the apparatus described are more reliable than those obtained by measuring the illuminance or the brightness distribution. The measurement process is also simpler.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Apparat zur Beurteilung und zur zahlen mässigen Festlegung der Güte der Beleuch tung von grossen Oberflächen, z. B. Strassen, dadurch gekennzeichnet, dass er ein optisches System aufweist, das gestattet, die zu unter suchende Oberfläche im Apparat abzubilden und zu ermitteln, welches aus einer Reihe von verschiedenen örtlich im Bild befind lichen Vergleichsobjekten gegen den zu unter- suchenden Hintergrund gerade noch wahr nehmbar ist. UNTERANSPRüCHE 1. Apparat nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Helligkeiten der Vergleichsobjekte geringer als die Hellig keit von deren Umgebung ist. 2. PATENT CLAIM: Apparatus for assessing and numerically determining the quality of the lighting of large surfaces, e.g. B. Strassen, characterized in that it has an optical system that allows to map the surface to be examined in the apparatus and to determine which of a number of different locally in the image comparison objects against the background to be examined just barely is perceptible. SUBClaims 1. Apparatus according to claim, characterized in that the brightness of the comparison objects is lower than the brightness of their surroundings. 2. Apparat nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System derart eingerichtet ist, dass die zu unter suchenden Gegenstände mit und ohne Ap parat unter dem gleichen Gesichtswinkel wahrgenommen werden. 3. Apparat nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesichtswinkel, unter dem die Vergleichsobjekte wahrge nommen werden, von der gleichen Grössen ordnung wie derjenige der kleinsten für Wahrnehmung in Frage kommenden Ein zelheiten der zu untersuchenden Ober fläche ist. 4. Apparat nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichsobjekte als dunkle Flecken auf einer durch das Bildfeld bewegbaren Glasscheibe ange bracht sind. Apparatus according to patent claim, characterized in that the optical system is set up in such a way that the objects to be examined are perceived with and without apparatus from the same viewing angle. 3. Apparatus according to dependent claim 2, characterized in that the viewing angle from which the objects to be compared are perceived is of the same order of magnitude as that of the smallest details of the surface to be examined that are suitable for perception. 4. Apparatus according to claim, characterized in that the comparison objects are introduced as dark spots on a glass pane which can be moved through the image field.
CH200111D 1936-10-10 1937-10-09 Apparatus for assessing the lighting of large surfaces. CH200111A (en)

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