Wie hängen Fläche und Intensität mit der wahrnehmbaren Helligkeit einer Lichtquelle zusammen?

Ich möchte Rücklichter für den Bordgebrauch in Fahrzeugen (meistens Fahrräder) entwerfen, frage mich jedoch, wie ich das System konfigurieren soll, um die beste visuelle Wahrnehmung aus der Ferne zu erzielen.

Jedes Beleuchtungselement des Systems würde aus einer Reihe von LEDs bestehen, und die Designparameter wären:

  1. Anzahl LEDs;
  2. Helligkeit jeder einzelnen LED;
  3. Wie weit die LEDs voneinander entfernt sind (oder alternativ die Fläche, die von jedem LED-Array "abgedeckt" wird);

Wenn ich also 3 Watt zur Verfügung hätte, frage ich mich, ob es am besten wäre, eine einzelne, punktförmige Hochleistungs-LED zu verwenden, anstatt 3 x 1-W-LED zu verwenden, und im letzteren Fall, ob sie so nah wie möglich oder a sein sollten etwas weit voneinander entfernt sein oder sogar eine größere Fläche mit beispielsweise zehn oder zwölf 5-mm-„hellen“ LEDs verwenden, ähnlich denen, die in Verkehrszeichen verwendet werden.

Gibt es eine etablierte Methode, um vorherzusagen, wie hell eine Lichtquelle aus der Ferne in Bezug auf diese drei Parameter im Zusammenhang mit LED-Leuchten wahrnehmbar hell sein würde?

Betrachten Sie law.cornell.edu/cfr/text/49/571.108 . Die Anforderungen an die Beleuchtung von Motorrädern sind ein vernünftiger Ausgangspunkt für die Gestaltung von Beleuchtung für Fahrräder. (Ich habe mich auch mit dem Design solcher Leuchten beschäftigt.)
Sehr interessante Frage. Ich denke, wenn ich mir die verfügbaren Fahrradlichter ansehe, muss es einen Vorteil haben, sie zu verteilen. Es ist technisch machbar, jede Menge Licht aus einem 20-mm-Objektiv herauszuholen, und die vorderen Lichter tun das, aber bei den roten hinteren scheinen sie alle das Licht zu streuen. Vielleicht ermöglicht es eine situierte Bewegung? Kommt besser an kleinen Hindernissen vorbei? Entfernung besser einschätzen?
Ich vermute, dass die Form / Fläche eines Lichts, das nicht punktförmig ist, die Erkennung der Art des Lichts ermöglicht, anstatt die scheinbare Helligkeit zu beeinflussen. Als kleine Nebensache vermute ich, dass auch eine größere Fläche Schlieren / vorübergehende Erblindung verhindern würde. Ich stimme dem Vorschlag von Michael Karas zu, dass quantifizierbares Experimentieren wichtig ist. Das menschliche visuelle System ist sehr komplex: Angesichts der Vielzahl der bisher etablierten visuellen "Tricks" gibt es zweifellos noch mehr zu finden. Bei Fahrrädern geht der Trend jedoch zu Blinklichtern. Ich würde dabei bleiben, weil die Fahrer es erkennen werden.

Antworten (1)

Eine der besten Möglichkeiten, die verschiedenen Konfigurationen zu bewerten, die Sie in Ihrer Frage angesprochen haben, besteht darin, sie tatsächlich als Prototypen aufzubauen und sich dann die Ergebnisse anzusehen.

Diese Methode ermöglicht es Ihnen auch, mehrere Bewerter in das Spiel einzubeziehen, und Sie können in so vielen Sätzen externer Sätze von Parametervariationen testen, wie Sie sich Zeit nehmen können.

Die experimentelle Methode ist ein mächtiges technisches Werkzeug und führt oft zu Entdeckungen, mit denen Sie zu Beginn nicht gerechnet haben.

Ja, das habe ich bisher so gemacht. Dies und das bewusste Analysieren der Rücklichter meiner Mitmenschen bei nächtlichen Langstreckenveranstaltungen auf offener Straße. Eine Sache, die mir aufgefallen ist, ist, dass Größe und Anzahl der Emitter weniger Wirkung zu haben scheinen als die reine Leistungsabgabe, selbst wenn die stärkere Lichtquelle winzig ist. Ich stelle auch fest, dass es für das menschliche Auge (insbesondere in Innenräumen) viel besser ist, Lichter zu vergleichen, indem sie gegen eine Wand oder ein Blatt Papier projiziert werden: Auf diese Weise nehmen Sie die Blendung weg und können die relative Helligkeit viel besser vergleichen .
Aber abgesehen vom Experimentieren besteht der Kern meiner Frage darin, genau zu wissen, was der Stand der Technik in Bezug auf die Theorie hinter all dem ist, also werde ich weiter auf weitere Antworten warten. Vielen Dank schon jetzt!
Ich vermute, dass im Bereich der Produktbereitstellung, über den Sie hier sprechen, fast alle Implementierungen auf experimentellen Erkenntnissen beruhen. Die Wissenschaft, um den Stand der Technik von einem theoretischen Standpunkt aus voranzubringen, kann sehr gut später kommen, wenn jemand in einer Forschungsrolle zufällig bemerkt, was die Leute tun, und entscheidet, dass es interessant wäre, zu studieren!!
Ich könnte nicht mehr zustimmen. Hinzu kommen die absichtlichen Missverständnisse, die von der Industrie selbst gefördert werden, wenn sie „Lumen“, „Kerzen“ und „Lux“ vermischen, damit sie die beworbene Intensität ihres Produkts auf ein beliebiges „Maximum“ einstellen können, ohne direkt zu lügen. Was ich weiß, ist, dass es bereits einen umfangreichen wissenschaftlichen Hintergrund zu menschlichen Faktoren in den Bereichen Verkehrssicherheit, Autofolgestrategien, Bremserkennung usw. gibt, aber ich komme nicht aus diesem Bereich, daher ist es schwierig, spezifisches Wissen wie zu finden diese habe ich gefragt. Interessante Diskussion, danke!
Es ist allgemein bekannt, dass sich die wahrgenommene Lichtintensität (Leuchtkraft) umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung und direkt proportional zur Fläche ändert. Dies ist für "normales" Licht. Wenn Sie Laser oder LEDs verwenden, erzielen Sie nachweislich eine bessere Leistung. Ich empfehle daher, als "erste Näherung" alle Formeln zu verwenden, die für "normales" (nicht kohärentes) Licht entwickelt wurden.
Wie hängen Fläche und Intensität mit der wahrnehmbaren Helligkeit einer Lichtquelle zusammen?
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