Μέτρηση μεγεθών φωτεινής πάλμωσης και στροβοσκοπικού φαινομένου φωτεινών πηγών με την χρήση ψηφιακών οπτικών αισθητήρων

Abstract

Ο φωτισμός με σύγχρονες τεχνολογίες, όπως τα LED, συμβάλλει στην εξοικονόμηση ενέργειας και στη μείωση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων του φωτισμού. Ωστόσο, οι λαμπτήρες LED μπορούν να παρουσιάσουν διακυμάνσεις στην παραγωγή φωτός, γνωστές ως χρονική διαμόρφωση φωτός (TLM), οι οποίες θα μπορούσαν, πάνω από ορισμένα όρια και υπό ορισμένες συνθήκες, να επηρεάσουν την υγεία, την ευημερία και την ασφάλεια των ανθρώπων. Ο νέος κανονισμός «EU Ecodesign 2019/2020 Single Lighting Regulation» της ΕΕ για τον οικολογικό σχεδιασμό 2019/2020 θέτει περιορισμούς για την χρονική διαμόρφωση φωτός. Ο γενικός στόχος του παρόντος έργου είναι η δημιουργία της υποδομής μετρολογίας για τη μέτρηση της χρονική διαμόρφωση φωτός στον φωτισμό LED και των οπτικών αποτελεσμάτων που προκαλούνται από αυτή, γνωστά ως “Temporal Light Artifacts” (TLA). Για τον σκοπό αυτό, έχει ιδρυθεί το ευρωπαϊκό πρόγραμμα “Metrology for Temporal Light Modulation –MetTLM”, που έχει ως στόχο την περαιτέρω μελέτη των φαινομένων TLM και TLA, όπου κύριος μέτοχος είναι ο Παγκόσμιος Οργανισμός Φωτισμού – CIE. Το Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, λαμβάνει μέρος στο ευρωπαϊκό πρόγραμμα μέσο του ερευνητικού του Ινστιτούτου ΕΠΙΣΕΥ (ICCS). Μέρος στο πρόγραμμα, λαμβάνει και το Ινστιτούτου Μετρολογίας και Φυσικής της Γερμανίας – PTB, το οποίο ο συγγραφέας έχει επισκεφτεί για τους σκοπούς της παρούσας εργασίας. Οι πραγματικές σκηνές και τα περιβάλλοντα ζωής, όπως τα γραφεία και οι σήραγγες, συχνά φωτίζονται με συνδυασμό πολλαπλών πηγών φωτός και το φως της ημέρας, παρουσιάζοντας ένα αποτελεσματικό μοτίβο φωτεινότητας υψηλής αντίθεσης και ανομοιογενή κατανομή των παραμέτρων TLM. Η χαρτογράφηση του TLM ενός τέτοιου περιβάλλοντος θα απαιτούσε πολλαπλές μετρήσεις με μια συσκευή μέτρησης TLM ενός σημείου. Τέτοιες διαδικασίες μέτρησης είναι αναποτελεσματικές και δεν παρέχουν πλήρη αξιολόγηση όσον αφορά την αντίληψη της TLM. Οι αισθητήρες CMOS είναι αναπόσπαστο κομμάτι των σύγχρονων καμερών. Αποτελούν την δημοφιλέστερη μορφή τεχνολογίας για αισθητήρες κάμερας. Σκοπός της πτυχιακής είναι η διερεύνηση των δυνατοτήτων των αισθητήρων CMOS, για την καταμέτρηση των φαινομένων TLM και TLA.