Licht uitgestraald door LED's kan flikkeren of een stroboscopisch effect vertonen, wat tot ergernis kan leiden, vermoeidheid en zelfs hoofdpijn. Onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven en Signify bepaalden bij welke eigenschappen van licht het menselijk oog deze ongewenste effecten niet meer waarneemt. Met het ontwikkelde model kunnen verlichtingsfabrikanten testen op deze ongewenste effecten tijdens het ontwerpen van hun LED-producten. Gosia Perz krijgt een Ph.D. voor dit onderzoek aan de TU/e ​​op 5 februari.

De elektriciteit die we in Europa gebruiken bij het aansluiten van verschillende huishoudelijke apparaten, televisies en lampen in stopcontacten is wisselstroom (AC) voeding die verandert met 50 cycli per seconde (50 Hertz). "Gloeilampen moeten heet worden om licht uit te stralen, en aangezien de thermische processen nogal traag zijn, we kunnen niet zien dat het licht fluctueert, " legt Gosia Perz uit, "Maar de reactie van LED's op de stuurstroom is erg snel, bijna onmiddellijk, wat kan leiden tot zichtbare bijwerkingen door fluctuerend licht." De meeste LED's worden niet rechtstreeks vanuit het lichtnet aangestuurd, maar ze bevatten een stukje elektronica - een driver - die de stroom regelt die door een LED vloeit. Deze driver kan de huidige fluctuaties verminderen om de zichtbaarheid van bijwerkingen te voorkomen. Echter, dit vereist een afweging met andere kenmerken van stuurprogramma's, zoals kosten, maat, betrouwbaarheid of efficiëntie. "Als resultaat, verschillende ontwerpen van stuurprogramma's kunnen leiden tot verschillende niveaus van ongewenste effecten in het uitgestraalde licht van LED's, " zegt Perz.

"Wat je niet ziet, heeft geen invloed op je"

Flikkering is direct zichtbaar, maar het zogenaamde stroboscopische effect is moeilijker waar te nemen als je niet weet waar je op moet letten. Perz:"Dit effect is zichtbaar als een reeks stilstaande beelden wanneer fluctuerend licht een bewegend object verlicht. In zijn extreme vorm wordt dit effect vaak gebruikt in discotheken." Het menselijk oog neemt dit effect waar en het kan onze perceptie van lichtkwaliteit beïnvloeden, leidt tot ergernis en irritatie, maar ook hoofdpijn. Perz:"Het is belangrijk om te bepalen wanneer stroboscopisch licht nog waarneembaar is voor mensen. Onderzoek op dit gebied geeft aan dat blootstelling aan fluctuerend licht biologische reacties induceert, mogelijk van invloed op de gezondheid, alleen wanneer de flikkering of het stroboscopische effect zichtbaar zijn. Kortom; wat je niet ziet, heeft geen invloed op u." Ze voegt eraan toe:"Fabrikanten willen weten wat mensen wel en niet waarnemen, zodat ze weloverwogen keuzes kunnen maken bij het ontwerpen van hun stuurprogramma's."

Internationale standaard

Perz zocht naar de exacte waarde van specifieke lichtkarakteristieken waarbij het stroboscopische effect onzichtbaar wordt voor het menselijk oog; de zichtbaarheidsdrempel. Ze nodigde meer dan 200 personen uit, in een gesimuleerde kantooromgeving, om te kijken naar een zwarte schijf met een witte stip onder een LED-lichtbron. De schijf draaide met een constante snelheid van 4 meter per seconde, vergelijkbaar met snelle handgebaren in een kantooromgeving. Tijdens de experimenten, Perz manipuleerde verschillende verlichtingsparameters; de frequentie, de amplitude of de modulatiediepte en de vorm van de golf. De proefpersonen gaven bij elke verandering aan of ze wel of niet een stroboscopisch effect zagen. Onderzoekers van de Southeast University in China herhaalden de experimenten om culturele verschillen uit te sluiten.

Op basis van de gevonden drempels voor elke combinatie van de geteste parameters, Perz ontwikkelde een open source-model dat de zichtbaarheid van het stroboscopische effect van elke lichtgolfvorm kwantificeert. LED-fabrikanten kunnen dit model gebruiken om hun producten te testen. Perz:"De maatregel die we ontwikkelden, genaamd SVM (stroboscopische zichtbaarheidsmaat), wordt al aanbevolen door de International Commission on Illumination om de zichtbaarheid van het stroboscopische effect in algemene verlichtingstoepassingen te kwantificeren. Ik hoop dat het de internationale maatstaf wordt om de zichtbaarheid van stroboscopisch effect voor leds te beschrijven."

Test uw eigen LED's voor het stroboscopische effect

Als je weet waar je op moet letten, het is heel eenvoudig om te bepalen of een LED een stroboscopisch effect heeft. Zwaai een pen snel op en neer voor je lamp. Zwaai vervolgens de pen op en neer voor het raam - net zo snel. Als je geen verschil ziet, de driver in je led is zo ontworpen dat er geen stroboscopisch effect zichtbaar is. Als u een continue waas voor het raam ziet, terwijl je een reeks stilstaande beelden voor de lamp ziet, dan heb je het stroboscopische effect gevonden in de driver van je led.