Effects of lighting parameters on contrast threshold in the mesopic and photopic luminance ranges

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.author Ketomäki, Jaakko
dc.date.accessioned 2012-02-24T07:41:24Z
dc.date.available 2012-02-24T07:41:24Z
dc.date.issued 2006-10-05
dc.identifier.isbn 951-22-8334-4
dc.identifier.issn 1795-9039
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/2762
dc.description.abstract The first objective of this thesis was to find out how the background luminance level, spectra of the background and stimulus, and eccentricity of the stimulus affect contrast thresholds in the mesopic luminance range. The background luminance levels used were between LB=0.01…20 cd/m2. They cover the typical luminance levels of road lighting. The spectra of the background and stimulus were broadband white, blue, green, and red. The measurements were made at eccentricities of 0 and 10°. The results of this thesis confirmed that when the photopic background luminance level decreases from LB=10 cd/m2 to LB=0.01 cd/m2 the contrast threshold increases at stimulus eccentricities of both 0 and 10°. It was found that the contrast threshold increased the least with blue and the most with red background spectra when the background and stimulus had the same spectrum. When the background was white, the contrast threshold increased the least with blue and the most with red stimulus spectra. The results show that the spectral sensitivity of the eye is shifted towards shorter wavelengths when photopic background luminance levels are reduced from LB=10 to LB=0.01 cd/m2. The second objective was to find out the differences in the contrast threshold when a white or coloured background spectrum was used. It was found that the differences between the contrast thresholds measured with different stimuli and background spectra were larger when the measurements were taken with a coloured stimulus and a white background. The measured contrast thresholds were applied to existing models for mesopic spectral sensitivity. The goal was to find out if the models describe the mesopic contrast threshold in the same way for different stimulus and background spectra. The models used were Palmer's model [Palmer 1968], the X model [Rea et al 2004], and the MOVE model [Eloholma and Halonen 2005]. It was found that all the models used describe the spectral sensitivity at an eccentricity of 10° at the photopic background luminance levels LB=0.01…10 cd/m2 better than the photopic spectral luminous efficiency function V(λ), when contrast threshold is used as a visual task. It was found that the MOVE model describes the mesopic contrast threshold best at the photopic background luminance levels LB=0.01…3 cd/m2 when a white background and a coloured stimulus were used. en
dc.description.abstract Väitöskirjan ensimmäisenä tavoitteena oli selvittää, kuinka taustan luminanssitaso, taustan spektri ja ärsykkeen epäkeskeisyys vaikuttavat kontrastikynnykseen mesooppisella luminanssialueella. Käytetyt taustan luminassit olivat välillä LB=0.01…20 cd/m2. Nämä luminanssitasot käsittivät tyypilliset tievalaistuksessa esiintyvät luminanssitasot. Taustan ja ärsykkeen spektrit olivat laajakaistaiset sininen, vihreä ja punainen. Mittaukset tehtiin 0 ja 10° epäkeskisyyksillä. Väitöskirjan tulokset vahvistivat sen, että taustan luminanssitason laskiessa arvosta LB=10 cd/m2 arvoon LB=0.01 cd/m2 kontrastikynnys nousee sekä 0 että 10° epäkeskisyyksillä. Tuloksista nähtiin myös, että kontrastikynnys kasvaa vähiten sinisellä ja eniten punaisella taustan spektrillä kun taustan ja ärsykkeen spektrit olivat samat. Kun tausta oli valkoinen, kasvoi kynnyskontrasti vähiten sinisellä ja eniten punaisella ärsykkeellä. Tuloksista voitiin nähdä, että silmän spektriherkkyys siirtyy kohti lyhyitä aallonpituuksia kun taustan luminanssitaso laskee arvosta LB=10 cd/m2 arvoon LB=0.01 cd/m2. Toinen tavoite oli selvittää, onko kynnyskontrastissa eroja kun taustan spektri oli valkoinen tai värillinen. Tuloksista nähtiin, että erot kontrastikynnyksissä olivat suuremmat, kun mittaukset oli tehty värillisellä ärsykkeellä ja valkoisella taustalla. Mitattuja kontrastikynnyksiä sovellettiin olemassa oleviin mesooppisiin malleihin. Tavoitteena oli selvittää, kuvaavatko mallit mesooppisia kontrastikynnyksiä samalla tavalla kun taustan ja ärsykkeen spektrit ovat samanlaiset ja kun ne olivat erilaiset. Sovelletut mallit olivat Palmerin malli [Palmer 1968], X-malli [Rea et al 2004] ja MOVE-malli [Eloholma ja Halonen 2005]. Tuloksista nähdään, että sovelletut mallit kuvaavat mesooppista spektriherkkyyttä 10° epäkeskisyydellä taustan luminanssitasoilla LB=0.01…10 cd/m2 paremmin kuin fotooppinen silmän spektriherkkyysfunktio V(λ) kun kontrasti kynnystä käytetään näkötehtävänä. Tuloksista nähdään myös, että MOVE-malli kuvaa mesooppista kontrastikynnystä parhaiten taustan luminanssitasoilla LB=0.01…3 cd/m2 kun tausta on valkoinen ja ärsyke on värillinen. fi
dc.format.extent 69
dc.format.mimetype application/pdf
dc.language.iso en en
dc.publisher Helsinki University of Technology en
dc.publisher Teknillinen korkeakoulu fi
dc.relation.ispartofseries Report / Helsinki University of Technology, Lighting Laboratory en
dc.relation.ispartofseries Teknillinen korkeakoulu, valaistuslaboratorio fi
dc.relation.ispartofseries 41 en
dc.subject.other Physics en
dc.subject.other Electrical engineering en
dc.subject.other Medical sciences en
dc.title Effects of lighting parameters on contrast threshold in the mesopic and photopic luminance ranges en
dc.title Valaistusparametrien vaikutus kontrastikynnykseen mesooppisella ja fotooppisella luminanssialueella fi
dc.type G4 Monografiaväitöskirja fi
dc.description.version reviewed en
dc.contributor.department Department of Electrical and Communications Engineering en
dc.contributor.department Sähkö- ja tietoliikennetekniikan osasto fi
dc.subject.keyword contrast threshold en
dc.subject.keyword mesopic vision en
dc.subject.keyword peripheral vision en
dc.subject.keyword mesopic spectral sensitivity en
dc.subject.keyword models for mesopic vision en
dc.subject.keyword kontrastikynnys fi
dc.subject.keyword mesooppinen näkeminen fi
dc.subject.keyword ääreisnäkö fi
dc.subject.keyword mesooppinen spektriherkkyys fi
dc.subject.keyword mesooppinen malli fi
dc.identifier.urn urn:nbn:fi:tkk-008206
dc.type.dcmitype text en
dc.type.ontasot Väitöskirja (monografia) fi
dc.type.ontasot Doctoral dissertation (monograph) en
dc.contributor.lab Lighting Laboratory en
dc.contributor.lab Valaistuslaboratorio fi


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account