Apparat zur Beurteilung der Beleuchtung grosser Oberflächen. Die Erfindung bezieht sich auf einen Ap parat zur Beurteilung und zur zahlenmässigen Festlegung der Güte der Beleuchtung von grossen Oberflächen, wie z. B. von Strassen, Plätzen und dergleichen oder von auf diesen befindlichen Gegenständen oder von beiden.
Für die Beurteilung der Güte, zum Bei spiel einer Strassenbeleuchtung, ist es be kanntlich nicht ausreichend, die Beleuch tungsstärke an verschiedenen Stellen der Strasse anzugeben, da in diesem Fall die Re- flektionseigenschaften der Strassendecke nicht berücksichtigt werden.
Auch die Angabe der Helligkeitsverteilung (das Ergebnis der Be leuchtungsstärke und der Reflektionseigen- schaften der Strasse), ist zu diesem Zwecke noch ungenügend, da dabei noch andere Fak toren (Blendung, Beleuchtung der Umgebung, usw.) unberücksichtigt bleiben, während der Einfluss anderer Faktoren, zum Beispiel einer ungleichmässigen Helligkeitsverteilung, auf das Wahrnehmungsvermögen bei unmittel- barer Wahrnehmung durch .das menschliche Auge sich noch schwer schätzen lässt.
Eine bessere Beurteilungsweise der Güte der Beleuchtung, zum Beispiel einer Strasse, besteht daher darin, dass auf der Strasse mit Hilfe eines optischen Apparates das Wahr- nehmungsvermögen gemessen und nach einem bestimmten, festgesetzten Massstab in Zahlen ausgedrückt wird, zum Beispiel dadurch, dass man den gerade noch wahrnehmbaren Hellig keitskontrast bestimmt.
Der Apparat gemäss der Erfindung ist zu diesem Zweck mit einem optischen System ausgerüstet, das gestattet, die zu unter suchende Oberfläche im Apparat abzubilden und die Helligkeit dieser Oberfläche oder eines oder mehrerer auf ihr vorhandenen Ge genstände mit bekannten veränderlichen, ört lich in der Bildfläche vorhandenen Hellig- keiten von Vergleichsobjekten zu vergleichen. Unter "vergleichen" wird hier verstanden, dass man, durch Variation der bekannten Helligkeiten, feststellt, welcher Kontrast zwi- sehen Vergleichsobjekt und Oberfläche noch gerade wahrgenommen werden kann, und so mit die Grenze des Wahrnehmungsvermögens bildet.
Es sind bereits Apparate bekannt, mittels welchen untersucht werden kann, unter wel chen Verhältnissen ein bestimmter Gegen stand noch gerade wahrgenommen oder er kannt werden kann. Die Helligkeit des gan zen Gesichtsfeldes wird zu diesem Zweck, zum Beispiel mit Hilfe von Gläsern ver änderlicher Durchsichtigkeit, die unmittelbar vor dem Auge gehalten werden, verringert, bis der Gegenstand nicht mehr gesondert wahrnehmbar ist. Dieses Verfahren ist jedoch grundsätzlich falsch, insbesondere bei der Beurteilung von Blendung und bei Verglei- chung von verschiedenen Lichtarten, da man in diesem Fall das Auge des Beobachters unter Verhältnissen funktionnieren lässt, die in der Praxis auf der Strasse niemals vor kommen werden.
Werden Gläser von ab nehmbarer Durchsichtigkeit vor das Auge ge setzt, so wird nämlich der gesamte Licht eindruck auf die Netzhaut verringert. Gleich zeitig ändert sich aber auch das Vermögen des Auges Kontraste wahrnehmen zu können, so dass das erzielte Ergebnis der Wirklichkeit nicht entspricht.
Der Apparat gemäss der Erfindung hat den Vorzug, dass die Beurteilung sich der Wirklichkeit möglichst nähert, so dass alle i'rsachen, die das Sehen auf der Strasse beein flussen, auch in der Messung verarbeitet wer den. Dies ist dem Umstand zuzuschreiben, dass die zu benutzenden Vergleichsobjekte nur örtlich im Bild, zum Beispiel in Form von kleinen Flecken, angebracht werden, und dass sie das Vermögen des Auges bestimmte Kontraste wahrnehmen zu können, nicht be einflussen, da die gesamte in das Auge fal lende Lichtmenge nahezu die gleiche bleibt, das heisst nicht durch die grössere oder gerin gere Helligkeit des Vergleichsobjektes beein flusst wird.
Da sich die Gegenstände auf der Strasse gewöhnlich dunkel gegen den Hinter grund abzeichnen, ist es empfehlenswert, dass die Vergleichsobjekte in bezug auf den Hin- tergrund, auf dem sie angebracht sind, gleich falls dunkel sind und dass der mittlere Kon trast von der gleichen Grössenordnung ist wie der Kontrast zwischen dem wahrzunehmen den Gegenstand und dessen Umgebung.
Um alle Ursachen, die das Wahrnehmungs vermögen auf der Strasse beeinflussen (zum Beispiel blendende Lichtquellen) auch in der Messung verarbeiten zu können, ist es erfor derlich, dass das Gesichtsfeld so gross wie möglich (wenn möglich dem Gesichtsfeld bei normaler Wahrnehmung gleich) ist und dass der Gesichtswinkel, unter dem die Gegen stände und der Abstand zwischen den Gegen ständen wahrgenommen wird, ebenso gross ist wie bei Wahrnehmung ohne Apparat, damit etwaige blendende Lichtquellen nicht ausser halb des Wahrnehmungsfeldes fallen würden oder,
da sie unter einem kleineren Winkel mit einer wahrzunehmenden Fläche oder einem Gegenstand gesehen werden, einen grösseren Einfluss haben würden. Die erste Bedingung erfordert ein Objektiv mit kurzem Brennpunkteabstand und grosser Linsenöff nung und für die Erfüllung der zweiten Be dingung muss das Okular etwa den gleichen Brennpunktsabstand wie das Objektiv be sitzen.
Um einen guten Vergleich zwischen dem Vergleichsobjekt und dem Wahrnehmungs- objekt machen zu können, soll zweckmässig der Gesichtswinkel, unter dem die Vergleichs objekte wahrgenommen werden, von der glei chen Grössenordnung sein wie derjenige der kleinsten für Wahrnehmung in Betracht kommenden Einzelheiten der zu untersuchen den Oberfläche,
zum Beispiel eines<B>100</B> m entfernten Radfahrers.
Der Messapparat gemäss der Erfindung kann als kleines, leicht transportierbares In strument ausgebildet sein, bei dem die be- lcannten Vergleichsobjekte als Flecken auf einer durch die Bildfläche hindurch beweg baren Glasscheibe angebracht sind. Dies bie tet den Vorteil, dass diese Flecken, die zum Beispiel auf photographischem Wege ange bracht werden können und von zunehmender Schwärze sind, durch Bewegung der Scheibe leicht nacheinander in die Bildfläche ge bracht werden können.
Die Schwärze des Fleckens, der in der Bildfläche gegen die zu untersuchende Oberfläche als Hintergrund gerade nicht mehr sichtbar ist, stellt ein Mass für die Sichtbarkeit dar.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein Ausführungsbei spiel dargestellt ist.
In Fig. 1 ist ein Apparat im Querschnitt und in Fig. 2 in Stirnansicht dargestellt; Fig. 3 zeigt die Glasscheibe mit den schwarzen Flecken.
In Fig. 1 und 2 gibt das Objektiv 1 eine Abbildung, z. B. einer Strassendecke, in der Fläche 10-10, in der sich gleichfalls eine Glasscheibe 2 befindet, die um die Spin del 3 drehbar ist und auf der, z. B. auf pho tographischem Wege, etwa 50 runde Flecken verschiedener Schwärze auf dem Umfang eines Kreises angebracht sind. Diese Flecken können mit Hilfe einer Lupe 4 betrachtet werden. Die Durchsichtigkeit dieser Flecken variiert zwischen 20 und<B>98%</B> und der Durchmesser ist etwa 0,3 mm. Durch Ver schiebung der Büchse 5, in die das Objektiv gefasst ist, im Gehäuse 6 lässt sich das Bild auf der Glasscheibe scharf einstellen.
Das Gehäuse besteht, um die Scheibe ein bringen zu können, aus zwei Teilen.
In Fig. 3 ist 2 die Glasscheibe, auf der eine grosse Anzahl (etwa 50) Lichtflecken 9 zunehmender Schwärze angebracht sind. Die Scheibe ist von einem gerändelten Messing rand 8 umgeben, der aus der Öffnung 7 (Fix. 1) des Gehäuses hervorragt, so dass die Scheibe mit dem Finger gedreht werden kann. Durch diese Drehung bewegen sich die Flecken durch das Gesichtsfeld und es lässt sich feststellen, welcher Flecken noch gerade wahrnehmbar ist, wenn der Apparat, zum Beispiel auf einen bestimmten Teil der Strassendecke gerichtet ist. Für verschiedene Teile der Strasse ist das Ergebnis durch Un regelmässigkeit in der Beleuchtung, Einfluss der Blendung usw. nicht gleich.
Der für einen bestimmten Teil der Srasse gefundene höchste und niedrigste Wert gibt jedoch ein gutes Bild der Beleuchtung.
Es wurden mit dem Apparat bei verschie denen bestehenden Strassenbeleuchtungen Messungen vorgenommen. Die Flecken waren mit 1 bis 50 numeriert, wobei 1 der dun kelste Flecken ist, die höher als 46 nume- rierten Flecken waren unter keinen Umstän den sichtbar.
Bei einer sehr guten Strassenbeleuchtung (mit Natriumlicht) wurden als höchster und niedrigster Wert die Nummern 28 und 38 und auf einer mit Glühlampen beleuchteten Strasse die Nummern 23 und 29 gefunden.
Es ergab sich, dass, nachdem der Kontrast zwischen den Flecken und dem gläsernen Hintergrund experimentell festgestellt wor den war, der gerade noch wahrnehmbare Kontrast zwischen der Strasse und einem darauf befindlichen Gegenstand bei der Strasse mit Natriumbeleuchtung zwischen 7 und 20 % und bei der Strasse mit Glühlampen beleuchtung zwischen 19 und 31 % liegt, das heisst dass der Kontrast im letzteren Fall grösser sein muss um den Gegenstand noch wahrnehmen zu können.
Es ergab sich ferner, dass die Strassen mit einer Beleuchtung, bei der die gerade wahr nehmbaren Kontraste über<B>25%</B> liegen, sich nicht für Schnellverkehr eignen.
Die mit dem beschriebenen Apparat er zielten Ergebnisse sind zuverlässiger als die durch Messung der Beleuchtungsstärke oder der Helligkeitsverteilung erhaltenen. Das Messverfahren ist ausserdem einfacher.