2010 – 2014

Bildgebende Leuchtdichtemesskameras (ILMD, Imaging luminance measuring device) werden in vielen verschiedenen Anwendungen genutzt. Der erste Schritt in der Nutzung eines ILMDs ist die Auswertung der Leuchtdichten „wie gesehen“ im Messbild (ILMD Typ I). Im darauffolgenden Schritt werden nicht nur die Leuchtdichteinformation und ihre Wechselwirkungen, sondern zusätzlich die Informationen bezüglich Positionen und Größe im Messfeld ausgewertet (ILMD Typ II). Aufbauend auf diesen bereitgestellten Informationen kann nun auch die physiologische Blendung von Straßenbeleuchtungsanlagen anhand ortsaufgelöster Leuchtdichtebilder nachgemessen und überprüft werden. Dieser Beitrag stellt hierzu ein neu entwickeltes Softwaretool vor, mit dem eine derartige Auswertung erstmalig intuitiv und in wenigen Schritten erfolgen kann.

Imaging luminance measuring devices (ILMD) are widely used in different fields of lighting application. The assessment of glare caused by daylight or artificial lighting installations in outdoor and indoor applications has meanwhile become reality. Furthermore, the measurement of the threshold increment will become a requirement of future standards. The aim of this study was to develop a simple and an easy-to-use software tool to fulfil lighting requirements by using the ILMD. This study also includes a comparison of existing calculation methods for the threshold increment regarding their technical requirements to be met by the ILMD and also the validation of new ideas and methods for analysis and evaluation.

Near-field goniometric measurements are employed to determine the photometric characteristics of lightsources, i.e. the spatial and angular distribution of the emitted light.To this end a complex measurement system consisting of a goniometer and a CCD-based imaging photometer is employed. In order to gain insight into the measurement system and to enable a characterization of the whole measurement setup we propose to apply a computermodel to conduct virtual experiments. Within the computer model the current state of all parts of the virtual experiment can be easily controlled. There liability of the computer model is demonstrated by a comparison to actual measurement results. As an example for the application of the virtual experiment we present ananalysis of the impact of axial malpositions of the goniometer and camera.

Thema der Arbeit ist die Entwicklung und Implementierung eines Verfahrens zum Vergleich von Lichtstärkeverteilungskörpern. Hauptbestandteil des Verfahrens zum Lvk-Vergleich ist die Entwicklung von Berechnungsvorschriften zur Quantifizierung der Unterschiede zweier Lichtstärkeverteilungskörper. Die entwickelten Differenzmaße ermöglichen einen objektiven, vom Anwender, von den Lvk-generierenden Messsystemen und von den Parametern der Lvks unabhängigen Vergleich. Aus der Messpraxis resultierende Eigenschaften von Lvks wie Justageunsicherheiten, nicht messbare Lvk-Bereiche, Abweichungen der Gesamtlichtströme, Datenrauschen und Auflösungsunterschiede werden algorithmisch berücksichtigt. Zusätzlich werden verschiedene Varianten zur Visualisierung der Unterschiede zweier Lichtstärkeverteilungskörper vorgeschlagen.

The spectral matching of photometers is important for photometric measurements. However, there is no general estimation for the spectral mismatch correction factor [1] for the measurement of white LEDs known in the literature until now. The authors will give a general estimation of the range of possible spectral mismatch correction factors for white LED measurements as a function of the quality of the spectral mismatch of the photometer. For this purpose, a database of 120 different photometers with the general V(lambda) match quality index f1’ values in the range of 0.6% up to 9.0% and 300 white LED spectra (phosphor type as well as RGB type LEDs based on measurements as well as simulations) was used to calculate the spectral mismatch correction factors. From all data a general observation is derived that the minimum and maximum spectral mismatch correction can be estimated based on the f1’ value of the photometers.

The spectral matching of image luminance measuring devices (ILMD) is influenced by angular relationships at the object and the image side of the lens. To design the filters for spectral matching for ILMD, it is necessary to take this information into account. Here the influence of the angular relationship to be the spectral transmission of the filters has to be estimated. The impact of these relations to the spectral matching of ILMDs is explained.

Messverfahren mit klassischen Goniophotometern behandeln die leuchtenden 3D-Oberflächen von Lichtquellen wie Punktlichtquellen d.h. sie geben die Wirkung der Lichtausstrahlung nur für große Abstände als Lichtstärkeverteilungskörper an /4/. Ein Nahfeldgoniophotometer ist ein Goniophotometer mit dem Messungen im Nahfeld der Lichtquelle ausgeführt werden und dessen Photometerkopf durch eine Leuchtdichtemesskamera ersetzt wurde /7/. Damit wird die Wirkung der Ausstrahlungscharakteristik für einzelne Elemente der realen oder einer virtuellen Oberfläche der Lichtquelle als Verteilung von Leuchtdichten erfasst und als Strahlenfeld gemessen.

In this paper, we present the near-field goniophotometer setup recently installed at PTB for the photometric characterization of solid-state light sources, e.g. LEDs, under near-field conditions. Moreover, as a validation of the near-field goniophotometric measurements, the luminous intensity distribution of two LEDs determined by near-field measurements is also presented and compared with those carried out separately under far-field conditions using a photometer.

Über die Möglichkeiten der Bestimmung von Blendungskennzahlen mit Hilfe von bildauflösenden Leuchtdichtemesskameras (LMK) wurde schon mehrfach berichtet /7/ /10/ /11/ /12/ /13/. Inzwischen sind LMK's weltweit Stand der Technik und werden von mehreren Herstellern in unterschiedlichen Konfigurationen angeboten. Aktuell auf dem Markt angebotene LMK's besitzen ähnliche Eigenschaften, wie punktweise messende Leuchtdichtemesser der Klasse B, nach DIN 5032 Teil 7. Bei der Überarbeitung der LiTG Schrift 12.3 /14/ im vorigen Jahr und bei der derzeitigen Überarbeitung der LAI /1/ wurden Hinweise zur Nutzung von LMK's aufgenommen. Deshalb und auf Grund der in den letzten Jahren erfolgten Verbesserung der technischen Parameter von LMK's sollen hiermit erneut deren Einsatzmöglichkeiten zur Bestimmung von Blendungskennzahlen vorgestellt werden.

Die Blendung ist ein wichtiges Gütemerkmal in der Außenbeleuchtung, die deshalb zu bewerten und zu minimieren ist. Zur Bewertung stehen verschiedene Kennzahlen zur Verfügung, die nur aufwändig mit konventioneller Messtechnik in der Praxis erfasst werden können. Mit bildauflösender Leuchtdichtemesstechnik kann hingegen dieser Messprozess vereinfacht werden. Der Artikel zeigt am Beispiel der Lichtimmission, wie dadurch beispielsweise das Blendmaß ks einfach und ausreichend genau bestimmt werden kann. Weitere Kennzahlen könnten bildaufgelöst gemessen werden, womit aber eine entsprechende Überarbeitung der Normen einhergehen müsste.

Es wird ein Modell vorgestellt sowie experimentell überprüft, welches die spektralen Eigenschaften der optischen Komponenten einer Multispektralkamera (MK), bezogen auf ein jeweiliges Pixel, beschreibt. Im Modell wird der Einfluss der Blendenzahl bzw. die spektrale Transmission der Filter für konischen Strahlungseinfall (Strahlkegel) berücksichtigt.

Image luminance measuring devices (ILMD, [1]) are widely used in different fields of application. The assessment of glare caused by artificial lighting installations for outdoor and indoor applications is meanwhile reality. To evaluate discomfort glare under daylit conditions, new glare assessment methods using luminance images have recently been developed. The objective of this study is to analyze ongoing researches of mostly prototypical procedures and to realize their practical application for field measurements by using ILMD in the governmental or commercial sector. The practical application of the DGP was the focus of this study.

The thesis shall give an overview of the currently existing measurement techniques for the determination of luminous intensity distributions. The main focus is to show for which measurement object which measurement technique is applicable. Where overlaps can be found, i.e. several measurement techniques can be used for the same object and vice versa, and where separation is necessary. Similarities and differences between the measurement techniques and the resulting advantages and disadvantages for the measurement of concrete objects will be discussed.