حصري | جامعة فودان وفيليبس يتعاونان في بحث مشكلة الوهج لمصابيح LED

　　في السنوات الأخيرة، ومع التطور السريع لمصادر الإضاءة LED في تطبيقات إضاءة الطرق، حظيت مشكلة الوهج غير المريح الذي تسببه مصابيح الشوارع LED للسائقين والمشاة باهتمام متزايد. في العديد من المناطق، يعاني السائقون ليلاً بشكل متكرر من انخفاض في الرؤية الليلية بسبب التغيرات المفاجئة في سطوع مصابيح الشوارع، مما يقلل من فوائد السلامة على الطرق التي توفرها مصابيح الشوارع، خاصة أن الانتشار الواسع لمصابيح الشوارع LED عالية الكفاءة والموفرة للطاقة الحديثة يبدو أنه يزيد الأمور سوءاً.

　　طوّر فريق من الباحثين من الصين وهولندا طريقة لتقييم تأثير الوهج غير المريح الناجم عن الطرق المزودة بمصابيح LED على البشر، حيث أنشأوا نموذجاً يمكنه تقييم مستوى انزعاج السائقين في ظل ظروف الإضاءة المختلفة. يأتي فريق الباحثين من جامعة فودان، ومعهد فيليبس آسيا للأبحاث (شنغهاي، الصين)، ومجموعة التفاعل بين الإنسان والتكنولوجيا، وجامعة أيندهوفن للتكنولوجيا، ومختبرات أبحاث فيليبس (أيندهوفن، هولندا).

　　يُعدّ الوهج غير المريح صعب التوصيف بشكل معروف، ويركز بحث الوهج الذي أجرته جامعة فودان في شنغهاي بالصين وجامعة أيندهوفن للتكنولوجيا على إيجاد العوامل الرئيسية التي تسبب الوهج غير المريح وتؤدي إلى حاجة البشر لتجنب النظر إلى مصدر الضوء. أنشأ فريق البحث مختبراً يحاكي سيناريوهات عمل مصابيح الشوارع، مما يتيح للمتطوعين مراقبة 72 حالة إضاءة مختلفة محاكاة. قالت لين ياندان، الأستاذ المساعد في جامعة فودان: "مع تطور صناعة LED، من دون شك، سيتم استخدام المزيد والمزيد من مصابيح LED في إضاءة الطرق، ونحن نؤمن بأن هناك حاجة ملحة في صناعة الإضاءة لتحديث طريقة تمثيل الوهج غير المريح الناتج عن مصابيح الطرق LED."

طريق تجريبي لاختبار وهج مصابيح الشوارع LED (مصدر الصورة: لين ياندان)

　　مصابيح LED أصغر وأكثر زرقة من مصابيح الشوارع التقليدية

　　صرحت لين ياندان أن المعايير والطرق التقليدية لتقييم الوهج غير المريح لا تزال تستند إلى خصائص مصادر الإضاءة التقليدية، وقد لا تكون مناسبة لمصابيح الشوارع LED. على سبيل المثال، مصابيح LED بنفس السطوع تكون أصغر من مصابيح الشوارع التقليدية، مما قد يزيد من الوهج غير المريح. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع أطياف LED البيضاء النموذجية بطاقة أكبر في الجزء الأزرق، مما قد يسبب أيضًا مزيدًا من الوهج، لأنه وفقًا للأبحاث السابقة، عند نفس السطوع، تبدو العين البشرية الضوء الأزرق أكثر سطوعًا.

　　في التحقيق، صمم الفريق إعدادًا مختبريًا لمحاكاة ظروف إضاءة الطريق في ظروف مختلفة. قام الباحثون بطلاء أرضية وجدران الغرفة باللون الأسود بالكامل ووضعوا مصادر إضاءة مختلفة حول الغرفة لمحاكاة ظروف إضاءة مصابيح الشوارع LED على الطرق المظلمة. قام الباحثون بضبط مصادر الإضاءة لإنشاء 72 حالة إضاءة مختلفة، وطُلب من المراقبين المتطوعين تحديد مستوى الوهج غير المريح على مقياس من 9 مستويات، يتراوح من "غير محسوس" إلى "لا يُحتمل".

　　يحتوي الاختبار أيضًا على بعض المعايير المرجعية من أبحاث اختبار الوهج السابقة. قالت لين ياندان: "على الرغم من أن خصائص الوهج غير المريح لمصادر الإضاءة التقليدية قد لا تنطبق بالضرورة على مصابيح LED، إلا أن العوامل التي تؤثر على الوهج المريح قد تظل دون تغيير." قام الباحثون بتعديل أربع معلمات إضاءة تجريبية بشكل منهجي: سطوع إضاءة LED، والسطوع الخلفي، والحجم الظاهري لضوء LED من منظور المراقب، والزاوية بين LED وخط نظر المراقب.

تؤكد نتائج العمل المخبري المذكور أعلاه إضاءة الطرق

بناءً على هذه النتائج، طوّر فريق البحث نموذجاً، تحقّقوا منه من خلال تجربتين إضافيتين—إجراء واحدة في المختبر وأخرى على طريق حقيقي. وجد الباحثون أن التفاعل بين إضاءة LED والزاوية الصلبة هو العامل الأكثر أهمية الذي يؤثر على الوهج المُقلق. لتقليل تجارب الرؤية غير المريحة إلى أدنى حد، أوصوا بتقليل كمية الضوء الذي يضرب مقلة العين والتباين في الإنارة بين ضوء الشارع والخلفية. يمكن تحقيق ذلك من خلال التصميم البصري الجيد لوحدة إضاءة LED والترتيب الدقيق للتباين في الإنارة بين أضواء الشارع.

سيستمر المشروع في العمل المُتابِع، على أمل توجيه معايير الصناعة. يأمل الباحثون أن يتم استخدام نموذجهم من قبل مصممي مصابيح الشوارع LED وشركات البناء. في المستقبل، يخطط الفريق لإجراء أبحاث متعددة التخصصات حول التغيرات الفسيولوجية الناجمة عن الوهج، مثل أبحاث حركة العين وحجم بؤبؤ العين، مما يمكن أن يُعمِّق مقياس تقييم الوهج المكون من 9 نقاط.

مرجع:

Lin Yandan et al.، Optics Express (2014)؛ http://dx.doi.org/10.1364/OE.22.018056