1 泉州信息工程学院电子与通信工程学院，福建 泉州 362000
2 华侨大学信息科学与工程学院，福建 厦门 361021
3 福建省光传输与变换重点实验室，福建 厦门 361021
为提高现有室外篮球场照明光线利用率、降低眩光值，设计了一种偏光照明方案，避免光线照射到场地之外。通过对不同照明方案进行光学分析，找出光线利用率低的原因，并进行偏光设计使光线集中照射到场地内部。使用DIALux进行整体方案模拟分析：整体照度均匀度达到0.85，测出眩光值最大为29，远小于室外体育场眩光要求值50，其均匀度、眩光控制均能够满足各类比赛需求。计算得到光线利用率为75%，远大于现有照明方案的52%。与现有照明方案相比，该方案节能效果显著。
光学设计 篮球场照明 光线利用率 眩光控制 DIALux 激光与光电子学进展
2022, 59(11): 1122004
针对非致命激光眩目器的眩目效果测量与评估的迫切需求，研制了一套激光眩目器眩目效果定量检测评估系统。该系统采用非生物定量测试手段，设计了由仿真人眼光学系统、视网膜模拟器、仿真眼球支撑装置组成的仿真人眼靶标，通过仿生人眼靶标可捕捉探测到类人眼效果的原始激光眩目图像，结合生物特征的CIE一般失能眩光方程，经过眩目效果测试评估软件处理后可对仿生眩目图像进行综合分析，最终得到激光眩目器的眩目效果的等级判定。系统的光谱分辨率为1 nm，工作波段为380~780 nm，环境光照测试范围为1×10-4~1×103 lx，激光眩目器照射至仿真人眼靶标处的可测试最大功率密度阈值为2 mW/cm2。最后，开展了大量与志愿者人眼眩目效果的对比试验，并应用于某系列警用激光眩目器的眩目效果测试中，为反恐防暴装备选型工作提供了多次考核评估试验。试验及应用结果表明，该系统解决了采用非生物手段对激光眩目生理效应进行定量测试的难题，并实现了非致命激光眩目器眩目效果的科学评估，为深入开展激光眩目器的眩目效应研究提供了支持。
激光眩目 定量检测 非致命 仿生模拟 效果评估 laser glare quantitative detection non-lethal bionic simulation effect evaluation
1 西安理工大学机械与精密仪器工程学院, 陕西 西安 710048
2 陕西省计量科学研究院光学计量测试中心, 陕西 西安 710100
针对阈值增量在评价动态眩光方面存在的不足之处,从人眼视觉特性出发,提出一种基于亮度对比分析原理的动态眩光评价方法,建立动态眩光评价模型。以人眼视野范围的变化为切入点,研究驾驶员行驶速度的改变对其感受自身所处照明环境等效光幕亮度的影响因子,利用多种数学模型对行驶速度与对应行驶速度下动、静态等效光幕亮度比率之间的关系进行曲线估算,探索动、静态眩光差异系数。实验结果表明,动、静态眩光差异系数与驾驶员行驶速度呈正相关;从拟合优度和方差检验等方面分析,动静态眩光差异系数与行驶速度之间的关系用指数型函数模型描述效果最佳。该评价方法可为动态眩光评价体系的建立奠定基础,为我国道路照明设计提供设计依据与解决方案。
视觉光学 视野范围 动态眩光 亮度对比分析 等效光幕亮度 光学学报
2021, 41(17): 1733001
1 复旦大学 电光源研究所，上海 200433
2 中车长春轨道客车股份有限公司，吉林 长春 130062
在驾驶舱光环境的工效学研究中眩光对人体的影响是一个重要的因素，对于现代列车而言，其操作任务需要驾驶员更多地关注车内各种仪表的运行，及时发现并处理行车中遇到的各种情况。因此，各种情况下的眩光有可能造成危害驾驶安全等问题，该文通过对某型列车的司机室进行光学仿真，用主成分分析法找出对司机室光环境影响较大的因素。结合物理测试以及TracePro软件仿真得到的结果，说明司机台照明灯对于司机室整体光环境影响最大，并且针对主要的影响因素提出了有利于降低司机室内眩光，增加司机室内视觉舒适性的建议。
人机工效学 眩光 司机室 仿真 视觉工效 ergonomics glare cab simulation visual ergonomics
对空间离轴反射式CCD相机的杂散光情况进行分析,通过对CCD的照度图进行分解,对占CCD照度图能量较大的杂散光光路进行解析,确定杂散光路径。根据仿真结果,针对两个成像通道提出杂散光抑制措施并对抑制措施进行优化设计。经过再次仿真,两个成像通道杂散光系数得到大幅降低。根据相机观测对象,利用点源透过率(PST)作为检验杂散光抑制措施有效性的指标。当离轴角为30°,相机的PST达到10 -8数量级,满足设计指标要求。
散射 杂散光抑制 双向反射分布函数 杂散光系数 点源透过率 激光与光电子学进展
2020, 57(3): 032902
1 天津工业大学电气工程与自动化学院, 天津市电工电能新技术重点实验室, 天津 300387
2 大功率半导体照明应用系统教育部工程研究中心, 天津 300387
3 天津工业大学电子与信息工程学院, 天津 300387
针对室内照明,提出了一种基于数码相机图像的眩光测量方法。系统推导了眩光源位置指数、立体角、眩光源平均亮度的解析表达式,采用自适应阈值方法提取眩光源轮廓信息,并对实际办公室照明场景的统一眩光评价指数(UGR)进行计算与分析。实验结果表明:由该方法计算的位置指数、立体角、眩光源平均亮度的平均相对误差分别为1.319%,4.296%,3.001%;当背景亮度为12.910 cd·m
-2时,UGR的计算值为12.606,其相对误差为4.326%。该方法计算简单、精度高,易于硬件实现,可应用室内照明的眩光测试与分析,并为开发方便、快捷的眩光测试系统提供了理论支撑。
图像处理 不舒适眩光评价 统一眩光评价指数 数字图像 亮度标定 激光与光电子学进展
2019, 56(2): 022201
1 天津工业大学电气工程与自动化学院, 天津市电工电能新技术重点实验室, 天津 300387
2 天津工业大学电子与信息工程学院, 天津 300387
3 大功率半导体照明应用系统教育部工程研究中心, 天津 300387
对不同光谱分布的发光二极管(LED)引起的不舒适眩光进行了研究。设计开发了红/绿/蓝/白(R/G/B/W)4色LED光源模块,研究了该模块在3种不同背景亮度下的眩光效应,并在每种条件下进行了7等级量表主观评价。实验结果表明:在3种不同背景亮度下,R/G/B/W 4色LED光源产生了不同程度的眩光。在同一背景亮度下,LED亮度越大,主观实验评分越高,即产生更多的不舒适眩光。同时研究发现,B-LED光源不舒适眩光最强,W-LED光源不舒适眩光最弱,验证了统一眩光指数(RUGR)模型对该4色LED光源的适用性。B-LED光源RUGR计算值与主观实验不舒适眩光评分的相关性最差,W-LED光源在背景亮度Lb=19.967 cd·m
-2时其相关性最好(R2=0.951)。
光学器件 发光二极管 不舒适眩光 光谱功率分布 统一眩光指数 激光与光电子学进展
2019, 56(13): 132301
长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
杂光系数是评价光学系统成像质量的重要指标之一。一般情况下,杂光系数只有在光学系统加工完成之后,才能运用实测方法得到,且如果实测结果不理想,需对光学系统的杂光抑制方法进行调整以增强其抑制效果。针对上述问题,提出了一种在光学设计阶段求得杂光系数的方法。该方法运用光学仿真软件TracePro为光学系统建模、分析和光线追迹,运用数学分析软件Matlab对仿真结果进行拟合,最终求出杂光系数。该方法的优点是将杂光系数的分析与计算提前,准确评价光学系统的杂光抑制能力。
成像系统 杂光 杂光系数 成像光学系统 杂光抑制 激光与光电子学进展
2018, 55(12): 122901
随着国内“平安城市”项目的不断完善, 完备的补光系统对于智能交通也就显得越来越重要。首先, 阐述了在智能交通中补光系统的作用、分类及现有补光系统的优缺点; 其后针对在补光中存在的眩目和过曝这两个问题, 设计了一款红外和白光混合排列阵列式发光二极管防眩目补光系统, 完成了其硬件部分和基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)自适应算法的软件部分, 并对该系统进行了实际测试。测试结果表明: 补光效果优于白光常亮灯, 且眩目感显著降低; 车牌图像二值化分布均匀, 该补光系统可有效解决车牌过曝问题。
眩目 过曝 补光系统 红外发光二极管 智能交通 glare overexposed supplemental lighting system infrared light emitting diode intelligent transportation 红外与激光工程
2018, 47(9): 0918006
