Ergebnisse der Lesebeeinträchtigungsdauer

Die Lesefähigkeit war bereits im vorangegangenen Forschungsvorhaben als Seh-schärfekriterium nach Blendung mit einer weißen HB-LED (high-brightness LED) un-tersucht worden (REIDENBACH et al., 2008). Dabei hatte sich seinerzeit weder eine ausgeprägte Abhängigkeit von der LED-Leistung noch von der Größe der scheinba-ren Quelle ergeben. In einer Expositions-Lesestörzeit-Kurve konnte aber gezeigt werden, dass sich bei fast jedem Probanden eine Verlängerung der Lesestörzeit mit zunehmender Expositionsdauer ergab. Darüber hinaus war festgestellt worden, dass die Zeitdauer der Sehschärfe-Störung, die hier als Lesezeitstörung betrachtet wurde, durch Exposition mit einer Hochleistungs-LED in dem verwendeten Leistungsbereich konstant war (REIDENBACH et al., 2008). Eine Verallgemeinerung ließ diese Er-kenntnis aber noch nicht zu.

In dem hier angewandten Verfahren wurden anstelle von Hochleistungs-LEDs Laser zweier unterschiedlicher Wellenlängen als Blendlichtquellen eingesetzt, und zwar ein He:Ne-Laser (632,8 nm) und ein Nd:Vanadat-Laser (frequenzverdoppelt, 532 nm) mit Laserstrahlleistungen von 10 µW bis ca. 0,8 mW bei Expositionsdauern zwischen 0,25 s und 10 s (s. Unterabschnitt 3.6.1). Insgesamt konnten 1.267 Einzel-Untersuchungen an 19 Personen bei zehn unterschiedlichen Testsituationen ausge-wertet werden. In Abbildung 3.18 ist die Lesebeeinträchtigungsdauer t als Funktion der optischen Leistung P für die Wellenlänge 632,8 nm exemplarisch bei einer

Expo-sitionsdauer von 1 s dargestellt. Die entsprechenden Verhältnisse sind für die Wel-lenlänge 532 nm bei der gleichen Expositionsdauer in Abbildung 3.19 dargestellt.

Abb. 3.18 Lesebeeinträchtigungsdauer t als Funktion der Laserstrahlleistung P für die Wellenlänge 632,8 nm bei einer Expositionsdauer von 1 s (modif. n.

REIDENBACH, 2012a)

Abb. 3.19 Lesebeeinträchtigungsdauer t als Funktion der Laserstrahlleistung P für die Wellenlänge 532 nm bei einer Expositionsdauer von 1 s (modif. n.

REIDENBACH, 2012a)

Die Expositionsdauern bei den Lesebeeinträchtigungsuntersuchungen lagen bei bei-den Wellenlängen bei 0,25 s, 0,5 s, 1 s, 5 s und 10 s. Insofern kann aus bei-den Darstel-lungen in den Abbildungen 3.18 und 3.19 nicht unmittelbar auf die Verhältnisse bei den anderen Expositionsdauern geschlossen werden. Es zeigten sich aber in der

Tendenz für beide Wellenlängen auch bei den hier nicht dargestellten Expositions-dauern die gleichen typischen Unterschiede.

Für die Wellenlänge 532 nm ergab eine geringere Laserstrahlleistung verglichen mit der gleichen Leistung bei der Wellenlänge 632,8 nm höhere Werte der Beeinträchti-gungsdauer. Dies war besonders deutlich im Anstieg beider Kurven zu sehen (ver-gleiche dazu Abb. 3.18 mit 3.19). Auch die erreichten Maximalwerte lagen bei 532 nm in der Regel höher als bei 632,8 nm. Allerdings gab es individuelle Unter-schiede. So wies z. B. Testperson Nr. 1 bei 632,8 nm nicht nur größere Beeinträchti-gungsdauern auf als alle anderen elf Testpersonen bei dieser Wellenlänge, sondern auch größere Dauern als die Versuchsteilnehmer bei 532 nm bis auf eine Ausnahme (Testperson Nr. 4 bei 532 nm, vgl. Abb. 3.18 und 3.19).

Die für Blendereignisse besonders interessante Expositionsdauer von 0,25 s ist in Abbildung 3.20 für die beiden Wellenlängen 532 nm und 632,8 nm nebeneinander dargestellt.

Abb. 3.20 Vergleich der Lesebeeinträchtigungsdauern t als Funktion der Laser-strahlleistung P für die Wellenlängen 632,8 nm und 532 nm bei einer Ex-positionsdauer von 0,25 s

In Abbildung 3.20 ist zwar grundsätzlich ein Vergleich zwischen beiden Wellenlängen bezüglich der Beeinträchtigungsdauer durchführbar, das Verhalten für kleine Laser-strahlleistungen ist aber darin nicht ausreichend aufgelöst. Aus Abbildung 3.20 lässt sich aber die Lesebeeinträchtigung durch kurzzeitige Exposition und die dadurch bewirkte Blendung mit einem Laser der Klasse 1 (P ≤ 0,39 mW) und einem solchen der Klasse 2 (P ≤ 1 mW) relativ übersichtlich ablesen und damit vorhersagen. Im Üb-rigen würde auch die Auftragung der Beeinträchtigungsdauer als Funktion der opti-schen Energie Q den gleichen Verlauf zeigen, da man diese aus Q = P·texp einfach berechnen kann.

Um auch eine Aussage bei kleinen Laserstrahlleistungen machen zu können, ist der Anfangsbereich aus Abbildung 3.20 heraus gezoomt und in Abbildung 3.21 wieder-gegeben worden.

Abb. 3.21 Vergleich der Lesebeeinträchtigungsdauern t als Funktion der Laser-strahlleistung P für die Wellenlängen 632,8 nm und 532 nm bei einer Ex-positionsdauer von 0,25 s für kleine Laserstrahlleistungen

Die vorstehend dargestellten Ergebnisse zeigen insgesamt einen zweigeteilten Kur-venverlauf. Auf einen mehr oder weniger steilen Anstieg folgt eine Art Sättigungsver-halten, d. h. die Beeinträchtigungsdauer kann nicht beliebig durch größere Laser-strahlleistungen gesteigert werden. Mit geringen LaserLaser-strahlleistungen bei 632,8 nm war es praktisch möglich, in den Bereich der Schwelle zu gelangen (s. Abb. 3.21, links). So kann einerseits zunächst eine Schwelle von 10 µW bei einer Expositions-dauer von 250 ms, entsprechend einer optischen Energie von 2,5 µJ bei 632,8 nm angesetzt werden. Auf der anderen Seite löste selbst eine Laserstrahlleistung von nur 10 µW bei 0,25 s Expositionsdauer bei 532 nm immer noch eine Lesebeeinträch-tigung mit einer Dauer zwischen 0,6 s und 2 s aus (s. Abb. 3.21, rechts). Um noch genauer das Schwellenverhalten zu ermitteln, musste ein anderer Testaufbau reali-siert werden (s. Abschnitt 3.6.2). Die damit erzielten Ergebnisse werden im Unterab-schnitt 3.8.1.1 berichtet. Auch auf die genaueren Zusammenhänge bezüglich der Abhängigkeit von der Wellenlänge wird im Unterabschnitt 3.8.1.1 näher eingegan-gen.

Auch bezüglich der Wellenlängenabhängigkeit erlauben die vorliegenden Ergebnisse eine erste Aussage. So lässt sich ein Faktor von ca. 1,5 im Verhältnis zwischen

„Grün“ und „Rot“ bezüglich der Auswirkung, d. h. bezüglich der Beeinträchti-gungsdauer ablesen. Unter Anwendung der spektralen Hellempfindlichkeitsfunktion der CIE hätte man bei den beiden Wellenlängen 532 nm und 632,8 nm ein Verhältnis von 3,6 erwarten können.

Insgesamt können aus den vorliegenden Ergebnissen als orientierende Werte für eine Sehbeeinträchtigung folgende Werte angegeben bzw. bei einer Blendung erwar-tet werden:

4 s – 8 s bei 80 μW Laserstrahlleistung und einer Expositionsdauer von 0,25 s, 13 s – 23 s bei 0,1 mW Laserstrahlleistung und einer Expositionsdauer von 1 s und 16 s – 27 s bei 0,39 mW Laserstrahlleistung und einer Expositionsdauer von 1 s.

Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass die noch im Forschungsbericht F 2185 (REIDENBACH et al., 2008) gemachte Angabe, dass die Sehfunktionsbeeinträch-tigung ungefähr 10 % bis 30 % der Nachbilddauer beträgt, nicht haltbar ist. Eine

bes-sere Abschätzung liefert die prozentuale Angabe von 3 % bis 5 % der Nachbilddauer, um die tatsächliche Sehbeeinträchtigungsdauer abzuschätzen. Dies liegt insbeson-dere daran, dass die Nachbilddauer zwar wie von REIDENBACH et al. (2008) ge-zeigt wurde, messbar ist, aber dabei von mehreren Faktoren abhängig sein kann.

Insbesondere ist das Ende der Nachbilddauer sehr stark von der individuellen Wahr-nehmung abhängig. Die Nachbilddauer sollte auch nicht auf die Frage der Möglich-keit einer Expositionsgrenzwertüberschreitung übertragen werden, da diesbezüglich zu viele Unbekannte vorliegen können. Eine durch eine unbekannte Laserstrahlex-position festgestellte, „zu lange“ Nachbilddauer – verglichen mit bekannten Nachbild-dauern – sollte aber Anlass geben, eventuell zur Abklärung eines möglichen Scha-dens weitere Untersuchungen durchführen zu lassen.

Anzumerken ist außerdem noch, dass alle hier angegebenen Ergebnisse aus Mes-sungen unter normalen Laborbeleuchtungsbedingungen stammen. Daher können, zumindest solange Zusammenhänge zur Umgebungsbeleuchtungsstärke nicht vor-liegen, diese Ergebnisse auch nicht verallgemeinert werden. Sie dienten aber als Orientierung für gezielte weitere Untersuchungen auf einem Gebiet, zu dem es bis-her keine Erkenntnisse gab.