Los artefactos de luz temporales ( TLAs ) son efectos no deseados en la percepción visual de un observador humano inducidos por modulaciones de luz temporales . Dos ejemplos bien conocidos de tales efectos no deseados son el parpadeo y el efecto estroboscópico . El parpadeo es una modulación de luz directamente visible a frecuencias relativamente bajas (< 80 Hz) y niveles de modulación de intensidad pequeños. El efecto estroboscópico puede volverse visible para una persona cuando un objeto en movimiento es iluminado por luz modulada a frecuencias algo más altas (> 80 Hz) y variaciones de intensidad mayores.
Pertinencia
Varios comités científicos han evaluado los posibles efectos sobre la salud, el rendimiento y la seguridad que resultan de las modulaciones temporales de la luz. [1] [2] [3] Las modulaciones temporales de la luz deben limitarse a ciertos niveles para evitar molestias debidas a la visibilidad directa por parte de los humanos y prevenir posibles problemas de salud. Después de una exposición prolongada, las modulaciones temporales de la luz pueden reducir el rendimiento en la tarea y causar fatiga. Los posibles efectos sobre la salud en determinadas personas son ataques epilépticos fotosensibles, [4] migraña y agravamiento del comportamiento autista. La percepción incorrecta del movimiento de un objeto debido al efecto estroboscópico puede ser inaceptable en entornos de trabajo con maquinaria de movimiento rápido o rotatoria. [5]
Tipos
Los TLA son generalmente efectos no deseados que pueden ser percibidos por los humanos debido al hecho de que la salida de luz de un equipo de iluminación varía con el tiempo. Los diferentes fenómenos de TLA, los términos y definiciones asociados y sus aspectos de visibilidad se dan en una nota técnica de CIE ; consulte CIE TN 006:2016. [6] En CIE TN 006:2016 [6] se distinguen tres tipos de TLA:
- El parpadeo se refiere a una variación inaceptable (irritante) de la luz de una fuente de luz que es percibida por una persona promedio, ya sea directamente o a través de una superficie reflectante;
- El efecto estroboscópico es un efecto no deseado que puede resultar visible para una persona promedio cuando un objeto en movimiento o giratorio es iluminado por una fuente de luz modulada en el tiempo;
- Una persona promedio puede percibir una matriz fantasma (o efecto fantasma ) al realizar un movimiento sacádico con los ojos sobre una pequeña fuente de luz que tiene una fluctuación periódica; la fuente de luz se percibe entonces como una serie de puntos de luz extendidos espacialmente.
En el seminario web grabado " ¿Es todo solo parpadeo? " se ofrecen más antecedentes y explicaciones sobre los diferentes fenómenos TLA . [7] Los modelos para la visibilidad del parpadeo y el efecto estroboscópico a partir del comportamiento temporal de la salida luminosa de los LED se encuentran en la tesis doctoral de Perz. [8]
Causas fundamentales
La causa principal de las TLA es la variación de la intensidad de la luz de los equipos de iluminación. Los factores importantes que pueden contribuir y que determinan la magnitud y el tipo de modulación de la luz de los equipos de iluminación son:
- Tecnología de fuente de luz : [9] Los LED no producen intrínsecamente modulación temporal; solo reproducen muy bien la forma de onda de la corriente de entrada, y cualquier ondulación en la forma de onda de la corriente se reproduce mediante una ondulación de luz porque los LED tienen una respuesta rápida; por lo tanto, en comparación con las tecnologías de iluminación convencionales (incandescente, fluorescente), para la iluminación LED se observa una mayor variedad en las propiedades TLA.
- Tecnología de fuente de alimentación (controlador, balasto eléctrico ) : se aplican muchos tipos y topologías de controladores de LED y balastos eléctricos; la electrónica más simple y los condensadores de búfer limitados o nulos a menudo dan como resultado una ondulación de corriente residual mayor y, por lo tanto, una modulación de luz temporal mayor.
- Regulación de la luz : Las tecnologías de atenuación de atenuadores aplicados externamente (atenuadores incompatibles) o reguladores internos del nivel de luz pueden tener un gran impacto; el nivel de modulación temporal de la luz generalmente aumenta a niveles de luz más bajos.
- Fluctuaciones de tensión de la red eléctrica: Las variaciones de tensión de la red eléctrica [10] son causadas por la conmutación o variación de las cargas de los aparatos eléctricos conectados a la red eléctrica, o pueden aplicarse intencionalmente, por ejemplo, para la comunicación por línea eléctrica .
- Tecnologías de comunicación de luz visible : Se pueden aplicar modulaciones de luz temporales intencionales como LiFi, por ejemplo, para fines de comunicación; estos TLM adicionales pueden dar lugar a TLA no deseados.
Métrica
A menudo se utilizan varias métricas simples, como la profundidad de modulación , el índice de parpadeo y el porcentaje de parpadeo, para evaluar la aceptabilidad del parpadeo. [11] Ninguna de estas métricas es adecuada para evaluar objetivamente la visibilidad y la aceptabilidad de los TLA por parte de los humanos. La percepción humana de los TLA se ve afectada por varios factores: profundidad de modulación, frecuencia, forma de onda y ciclo de trabajo.
Se han desarrollado y validado métricas más avanzadas para evaluar objetivamente la visibilidad de los TLA: [6]
- Para el parpadeo, el indicador de parpadeo de corto plazo P st LM ,
- Para el efecto estroboscópico, la medida de visibilidad del efecto estroboscópico SVM . [8] [12]
Para el parpadeo también se derivan dos medidas alternativas para medir su visibilidad, la Medida de Visibilidad de Parpadeo FVM y la Medida de Visibilidad de Parpadeo en el Dominio del Tiempo TFVM. [8]
NOTA: La aplicación de la métrica SVM está limitada a la percepción humana del efecto estroboscópico en entornos de aplicación normales (residenciales, de oficina) donde la velocidad de movimiento de personas y/o objetos es limitada. Para el efecto de matriz fantasma, aún no se ha definido ninguna métrica. [6]
Métodos de medición
Métodos de prueba y medición estandarizados
- Medición de P st LM y, opcionalmente, prueba del efecto de las fluctuaciones de la tensión de red o de la atenuación: consulte IEC TR 61547-1, edición 3; [13]
- Medición de SVM y, opcionalmente, prueba del efecto de atenuación: consulte IEC TR 63158; [14]
- TLA: Métodos de prueba y orientación para criterios de aceptación, consulte NEMA 77-2017; [15]
- Orientación sobre la medición de la modulación temporal de la luz de fuentes de luz y sistemas de iluminación: véase CIE TN 012 [16]
Límites recomendados
Los límites recomendados para el parpadeo de los fenómenos TLA y el efecto estroboscópico se encuentran en la publicación NEMA 77-2017. [15]
Uso inadecuado de cámaras para evaluación de TLA
Si se utilizan cámaras de teléfonos inteligentes, cámaras de video o cámaras de película en presencia de luz modulada temporalmente, se pueden ver una variedad de artefactos en la imagen o en la grabación, por ejemplo, bandas verticales u horizontales con brillo variable (esta categoría de efectos no deseados es interferencia de luz temporal - TLI ). Sin embargo, el tipo de artefacto depende en gran medida de la tecnología de la cámara y la configuración de la cámara. Diferentes cámaras mostrarán diferentes artefactos dependiendo del tipo de obturador, la velocidad de fotogramas de la imagen y las medidas de mitigación tomadas en la cámara. Aparte de la posible variedad de efectos que se pueden ver, también hay una diferencia entre lo que las personas perciben directamente en comparación con lo que las personas perciben a través de una cámara y una pantalla o monitor. [17] Por lo tanto, el uso de cámaras comunes no es un medio válido y objetivo para evaluar la TLA potencial del equipo de iluminación.
Véase también
Referencias
- ^ IEEE Std 1789:2015, Prácticas recomendadas por IEEE para modular la corriente en LED de alto brillo para mitigar los riesgos para la salud de los espectadores (enlace).
- ^ SCENIHR (Comité Científico sobre Riesgos Sanitarios Emergentes y Recientemente Identificados), Efectos de la luz artificial sobre la salud , 19 de marzo de 2012 ( ISBN 978-92-79-26314-9 )
- ^ SCHEER (Comité científico de la CE sobre salud, medio ambiente y riesgos emergentes), Dictamen final sobre los riesgos potenciales para la salud humana de los diodos emisores de luz (LED) , junio de 2018 [1].
- ^ Epilepsia fotosensible
- ^ Peligros del efecto estroboscópico .
- ^ abcd CIE TN 006:2016, Aspectos visuales de los sistemas de iluminación modulados en el tiempo: definiciones y modelos de medición (pdf).
- ^ D. Sekulovski, Grabación del seminario web " ¿Es todo esto sólo un parpadeo? " (YouTube)
- ^ abc M. Perz, Modelado de la visibilidad de artefactos de luz temporales , tesis de la Universidad Tecnológica de Eindhoven, 05/02/2019 ( ISBN 978-90-386-4681-7 ) [2]
- ^ Descripción general de las tecnologías y aplicaciones de iluminación
- ^ Parpadeo de la línea eléctrica .
- ^ Nota: En muchos casos no siempre se ha aclarado para qué fenómeno exactamente se utilizaron estas métricas y los niveles límite asociados. El mismo término parpadeo se aplica a menudo para la causa raíz (la modulación de la luz) y para los efectos de visibilidad no deseados (parpadeo y efecto estroboscópico), pero también para los fenómenos de interferencia ( TLI ) de equipos como las cámaras.
- ^ "Medida de visibilidad estroboscópica: comprender cómo las personas experimentan la fluctuación de la luz LED".
- ^ IEC TR 61547-1 (ed. 3), Equipos para fines generales de iluminación – Requisitos de inmunidad EMC – Parte 1: Un medidor de parpadeo de luz objetivo y un método de prueba de inmunidad a fluctuaciones de voltaje . https://webstore.iec.ch/publication/64795
- ^ IEC TR 63158:2018 + COR 1, Equipos para fines de iluminación general. Método de prueba objetivo para efectos estroboscópicos de equipos de iluminación , 19 de marzo de 2018.
- ^ ab NEMA 77-2017, Artefactos de luz temporales: métodos de prueba y orientación para criterios de aceptación .[3]
- ^ CIE (2021). "CIE TN 012:2021 Guía sobre la medición de la modulación temporal de la luz en fuentes de luz y sistemas de iluminación". doi :10.25039/TN.012.2021 . Consultado el 3 de octubre de 2023 .
- ^ Interferencia luminosa temporal de las cámaras.
Lectura adicional
- Documento de posición de LightingEurope TLA, Documento de posición de LightingEurope sobre parpadeo y efecto estroboscópico (artefactos de luz temporales) , septiembre de 2016;
- Documento de posición de NEMA TLA, Artefactos de luz temporales (parpadeo y efectos estroboscópicos), 15 de junio de 2015;
- Documento informativo de ZVEI, Artefactos de luz temporal – TLA , marzo de 2017 (en alemán e inglés);
- Nota técnica CIE CIE TN 008:2017, Informe final del taller de partes interesadas de la CIE para estándares de modulación temporal de luz para sistemas de iluminación .