Справочная книга по светотехнике

ЗРИТЕЛЬНАЯ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ

Зрительная работоспособность — способность вы­полнять зрительную работу и поддерживать высокую степень мобилизации зрительных функций. Зрительная работоспособность (ЗР) определяет возможность орга­на зрения совершать какую-либо работу за определен­ный промежуток времени и влияет на производитель­ность труда и качество работы, может оцениваться со­стоянием различных функций: критической частотой слияния мельканий, остротой зрения, быстротой раз­личения, видимостью, временным порогом адиспаро - пии (см. далее) и т. д.

Дія оценки ЗР г) используется произведение быст­роты различения 1 /1 на вероятность Р правильного опознания формы кольца Ландольта (по Вестону):

r = P/t,

время различения объекта наблюдения, с.

где t

Орган зрения обладает зрительной инерцией, по­этому зрительное ощущение отстает от светового раз­дражения, его вызЕлвающего, и не исчезает сразу после прекращения действия светового раздражителя. Источ­ник излучения (поле сравнения) с яркостью, изменяю­щейся во времени или постоянной по значению, по возникающей кратковременными вспышками, характе­ризуется эффективной яркостью I. jф [ 1.81.

Эффективная яркость — яркость источника (поля сравнения) с постоянной яркостью, светлота которого в данный момент равна светлоте источника (поля срав­нения) с переменной во времени яркостью. Для опре­деления значения эффективной яркости используют функцию зрительной инерции (функцию затуханий зрителі. ного ощущения) /(г). Эффективную яркость /,эф описывают выраженьем

L^=“L,№dt, (1.62)

О

где с — коэффициент пропорциональности; — мгно­венное значение яркости.

При /., = /.= const = L3ф

1 / с = f эф = J/(f)rff,

О

где f-зф — время инерции зрения (время сохранения зри - ТСЛЬНОЕ'О ощущения).

Зрительную инерцию предложено описыемте. сле­дующей функцией [1.8];

/(f) = ехр(—f ЛЭф). (1.63)

На основании экспериментальных исследований пороювого блеска проблесковых источников излуче­ния, проведенных Блонделем и Реем, определена функция зрительной инерции, которая имеет вид

/(О=гэ2ф/(г + гоф)2. (1.64)

Таким образом, функцию зрительной инерции при­нимают или за экспоненту, или за гиперболу второго порядка.

Если сетчатка освещается световыми импульсами, то мелькания перестают восприниматься при некото­рой их частоте. Критическая частота слияния мельканий vK — это такая частота, при которой мелькания пере­стают быть заметными как по светлоте, так и по цвету. Критическая частота слияния мельканий характеризует лабильность (функциональную подвижность) органа зрения, т. е. скорость его реакции на световое раздраже­ние. Критическая частота слияния мельканий описы­вается уравнением [6[

vK =12 lg L + 35. (1.65)

которое применимо для яркостей L < 500+1000 кд/м2 и угловою размера источника ш>0,01 ср.

Закон Тальбота описывает зрительное ощущение, возникающее под действием мельканий. Если некото­рая площадь сетчатки возбуждается световым стиму­лом, яркость которого периодически меняется с часто­той, превышающей критическую частоту слияния мельканий, то вызываемое зрительное ощущение тож­дественно тому, которое создастся постоянной ярко­стью, равной средней яркости за период.

Для серии проблесков с постоянной яркостью L при частоте проблесков v>vKp эффективная яркость

1~уф = Lt / (t+tj), (1.66)

где fі — время проблеска; І2 — время темного проме­жутка между двумя смежными проблесками.

Блеск — величина, применяемая при визуальном

наблюдении ИС, когда наблюдатель не воспринимает

размеры источника. Блеск измеряется освещенностью, которую создает источник в плоскости, перпендику­лярной лучам и проходящей через зрачок наблюдателя.

Эффективный блеск

і

£'эф=—f F.(t)f(t)dt. (1.67)

,J‘I’ О

где гЭф — время инерции; E(t) — функция изменения во времени блеска; /(f) — функция зрительной инер­ции; f — время проблеска.

Зависимость времени инерции гэф от яркости фона /.ф 16] имеет вид

Яркость

фона L, 3,2■ 10~5 ю-4 10“3 10 2 10“' 1 10 102 103

кл/м2

/Эф, с 0,2 0.2 0,19 0,1670,134 0,1 0,066 0,01 0,05

Зависимость ^ф от эффективного блеска АЭф имеет

вид

Е-уф, 10 8 лк 2 5 10 50 102 5-Ю2 103 104

/Эф, с 0.2 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.045 0,032

Стробоскопический эффект — кажущееся изменение или прекращение движения предмета, освещаемою светом, периодически изменяющимся с определенной частотой. Пели вращающийся белый диск с черным сектором освещать вспышками, то сектор будет казать­ся: неподвижным при v^.,, =vBpalu, медленно движу­щимся в обратную сторону при vBC11 >vHpalll, медленно движущимся В ту же сторону при Vnc,, <vHpallI, еде vBCI1 и увраш соответственно частоты вспышек и враще­ния диска. Стробоскопический эффект наблюдается при освещении вращающеюся или периодически пере­мещающегося предмета, причем поток ИС изменяется с определенной частотой от минимальною до макси­мального значения (например, J1JI, питаемая от сети частотой 50 Гц).

Быстрота различения (скорость обнаружения) — ве­личина, обратная минимальному времени fnlin, в тече­ние которого объект должен находиться в поле зрения для того, чтобы наблюдатель заметил объект. Время различения принято измерять в секундах. Быстрота различения описывается выражением |6[

l/'min =а+Ь% /.ф. (1.68)

Значения параметров а и b приведены в табл. 1.6.

а) б) в)

Рис. 1.15. К определению быстроты различения

Приближенно быстроту различения можно опреде­лить по номограмме, приведенной в [6]. Номограмма построена для быстроты различения порогового кон­траста колец Ландольта при вероятности различения Я = 0,7.

Адиспаропин — невосприятие неравенства яркое™ или цвета двух контрастных соприкасающихся полей. Исследование алиспаропии проводится с использова­нием как ахроматическою, так и хроматическоіо теста [ 1.9]. Тест представляет собой крут размером 1-1,5°, состоящий из двух цветных или серых полей, располо­женных на белом фоне. После предварительной адап­тации к установленной яркости фона наблюдатель фиксирует точку в центре круга на разделе двух полей. Временной порої' адиспаропии определяется временем от момента фиксирования наблюдателем тест-объекта до момента нарушения четкой границы между контра­стирующими полями при К >0,5 или до исчезновения различия сравниваемых полей с контрастом А' <0,2. Временной порої адиспаропии измеряется в секундах и характеризует функциональную устойчивость зрения.

Интенсивная и длительная зрительная работа или воздействие неблагоприятных факторов условий труда приводит к временному снижению ЗР, т. е. к зритель­ному утомлению.

Отношение видимости объектов в начале (после окончания периода врабаті. інасмости) и конце рабочею периода определяется выражением

Ко / V, = 1 + ay t = с,.

где ау — коэффициент пропорциональности; t — про­должительность рабочего периода. Значение, коэффи­циента ау для 4-часового рабочего периода и отноше­ние с, = Cjj / с'4 при 8- и 4-часовой продолжительности работы приведены в табл. 1.7.

Снижение временного порога адиспаропии ta выра­жается такой же. как и для видимости, прямолинейной зависимостью, в которой коэффициент пропорцио­нальности а, =0,9ау при К >0.5 и а, =1,1ау при К <0,2.