CIE-123-1997.pdf

STD.CIE 123-ENGL 1797 700bLLi5 0005b27 Bb7 )a rJJ f ISBN 3 900 734 78 X COMMISSION INTERNATIONALE DE L'ÉCLAIRAGE INTERNATIONAL COMMISSION ON ILLUMINATION INTERNATIONALE BELEUCHTUNGSKOMMISSION LOW VISION Lighting needs for the partially sighted CIE 123- 1997 UDC: 61 7.75 Descriptor: Disturbances of vision 628.977 Interior lighting COPYRIGHT International Commission on Illumination Licensed by Information Handling Services COPYRIGHT International Commission on Illumination Licensed by Information Handling Services STD-CIE 123-ENGL 1777 W 900b11i5 0005b30 580 W THE INTERNATIONAL COMMISSION ON ILLUMINATION The International Commission on Illumination (CIE) is an organisation devoted to intemational co-operation and exchange of information among its member countries on all matters relating to the art and science of lighting. Its membership consists of the National Committees in 40 countries and one geographical area and of 12 individual members. The objectives of the CIE are : 1. To provide an international forum for the discussion of all matters relating to the science, technology and art in the fields of light and lighting and for the interchange of information in these fields between countries. 2. To develop basic standards and procedures of metrology in the fields of light and lighting. 3. To provide guidance in the application of principles and procedures in the development of international and national standards in the fields of light and lighting. 4. To prepare and publish standards, reports and other publications concerned with all matters relating to the science, technology and art in the fields of light and lighting. 5. To maintain liaison and technical interaction with other international organisations concerned with matters related to the science, technology, standardisation and art in the fields of light and lighting. The work of the CIE is carried on by seven Divisions each with about 20 Technical Committees. This work covers subjects ranging from fundamental matters to all types of lighting applications. The standards and technical reports developed by these international Divisions of the CIE are accepted throughout the world. A plenary session is held every four years at which the work of the Divisions and Technical Committees is reviewed. reported and plans are made for the future. The CIE is recognised as the authority on all aspects of light and lighting. As such it occupies an important position among international organisations. LA COMMISSION INTERNATIONALE DE L'ÉCLAIRAGE La Commission Internationale de I'kclairage (CIE) est une organisation qui se donne pour but la cooperation internationale et l'échange d'informations entre les Pays membres sur toutes les questions relatives à l'art et à la science de I'édairage. Elle est composée de Comités Nationaux représentant 40 pays plus un territoire géographique, et de 12 membres individuels. Les objectifs de la CIE sont : 1. De constituer un centre d'étude international pour toute matière relevant de la science, de la technologie et de l'art de la lumière et de l'éclairage et pour l'échange entre pays d'informations dans ces domaines. 2. D'élaborer des normes et des méthodes de base pour la métrologie dans les domaines de la lumière et de l'éclairage. 3. De donner des directives pour l'application des principes et des methodes d'élaboration de normes intemationales et nationales dans les domaines de la lumière et de l'éclairage. 4. De préparer et publier des noms, rapports et autres textes, concernant toutes matières relatives B la science. la technologie et l'art dans les domaines de la lumiere et de l'éclairage. 5. De maintenir une liaison et une collaboration technique avec les autres organisations internationales concernées par des sujets relatifs B la science, la technologie, la normalisation et l'art dans les domaines de la lumière et de l'éclairage. Les travaux de la CIE sont effectues par 7 Divisions, ayant chacune environ 20 Comités Techniques. Les sujets d'études s'étendent des questions fondamentales, B tous les types d'applications de l'éclairage. Les nomes et les rapports techniques élaborés par ces Divisions Internationales de la CIE sont reconnus dans le monde entier. Tous les quatre ans, une Session plénière passe en revue le travail des Divisions et des Comités Techniques, en fait rapport et établit les projets de travaux pour l'avenir. La CIE est reconnue comme la plus haute autonte en ce qui concerne tous les aspects de la lumière et de I'edairage. Elle occupe comme telle une position importante parmi les organisations intemationales. DIE INTERNATIONALE BELEUCHTUNGSKOMMISSION Die Internationale Beleuchtungskommission (CIE) ist eine Organisation. die sich der internationalen Zusammenarbeit und dem Austausch von Informationen zwischen ihren Mitgliedsländern bezüglich der Kunst und Wissenschafl der Lichttechnik widmet. Die Mitgliedschafl besteht aus den Nationalen Komitees in 40 Ländern und einem geographischen Gebiet und aus 12 persönlichen Mitgliedern. Die Ziele der CIE sind : 1. Ein internationaler Mittelpunkt fur Diskussionen aller Fragen auf dem Gebiet der Wissenschaft. Technik und Kunst der Lichttechnik und für den Informationsaustausch auf diesen Gebieten zwischen den einzelnen Ländern zu sein. 2. Grundnormen und Verfahren der Meßtechnik auf dem Gebiet der Lichttechnik zu entwickeln. 3. Richtlinien für die Anwendung von Prinzipien und Vorgängen in der Entwicklung internationaler und nationaler Normen auf dem Gebiet der Lichttechnik zu erstellen. 4. Normen, Berichte und andere Publikationen zu erstellen und zu veröffentlichen, die alle Fragen auf dem Gebiet der Wissenschaft. Technik und Kunst der Lichttechnik betreffen. 5. Liaison und technische Zusammenarbeit mit anderen internationalen Organisationen zu unterhalten, d i e mit Fragen der Wissenschaft, Technik, Normung und Kunst auf dem Gebiet der Lichttechnik zu tun haben. Die Arbeit der CIE wird in 7 Divisionen, jede mit etwa 20 Technischen Komitees, geleistet. Diese Arbeit betrifft Gebiete mit grundlegendem Inhalt bis zu allen Arten der Lichtanwendung. Die Normen und Technischen Berichte, die von diesen international zusammengesetzten Divisionen ausgearbeitet werden, sind von der ganzen Welt anerkannt. Tagungen werden alle vier Jahre abgehalten, in der die Arbeiten der Divisionen überprüft und berichtet und neue Pläne für die Zukunft ausgearbeitet werden. Die CIE wird als höchste Autorität für alle Aspekte des Lichtes und der Beleuchtung angesehen. Auf diese Weise unterhält sie eine bedeutende Stellung unter den internationalen Organisationen. Published by the COMMISSION INTERNATIONALE DE L'ECLAIRAGE CIE Central Bureau Kegelgasse 27, A-1030 Vienna, AUSTRIA Tel: +43(01)714 31 87 O, Fax: +43(01)713 O8 38 18 e-mail: ciecbping.at O CIE 1997 COPYRIGHT International Commission on Illumination Licensed by Information Handling Services COPYRIGHT International Commission on Illumination Licensed by Information Handling Services STD-CIE 123-ENGL 1997 '700bL45 0005b31 417 CIE 123 - 1997 This Technical Report has been prepared by CIE Technical Committee 1-16 of Division 1 “Vision and Colour“ and has been approved by the Board of Administration of the Commission Internationale de I'Eclairage for study and application. The document reports on current knowledge and experience within the specific field of light and lighting described, and is intended to be used by the CIE membership and other interested parties. It should be noted, however, that the status of this document is advisory and not mandatory. The latest CIE proceedings or CIE NEWS should be consulted regarding possible subsequent amendments. Ce rapport technique a été préparé par le Comité Technique CIE 1-16 de la Division 1 “Vision et Couleur“ et a été approuvé par le Bureau d'Administration de la Commission Internationale de I'Eclairage, pour étude et application. Le document traite des connaissances courantes et de l'expérience dans le domaine spécifique indiqué de la lumière et de l'éclairage, et il est établi pour l'usage des membres de la CIE et autres groupements intéressés. II faut cependant noter que ce document est indicatif et non obligatoire. Pour connaTtre d'éventuels amendements, consulter les plus récents comptes rendus de la CIE ou le CIE NEWS. Dieser Technische Bericht ist vom CIE Technischen Komitee 1-16 der Division 1 “Sehen und Farbe“ ausgearbeitet und vom Vorstand der Commission Internationale de I'Eclairage gebilligt worden. Das Dokument berichtet über den derzeitigen Stand des Wissens und Erfahrung in dem behandelten Gebiet von Licht und Beleuchtung; es ist zur Verwendung durch CIE- Mitglieder und durch andere Interessierte bestimmt. Es sollte jedoch beachtet werden, daß das Dokument eine Empfehlung und keine Vorschrifi ist. Die neuesten CIE-Tagungsberichte oder das CIE NEWS sollten im Hinblick auf mögliche spätere Anderungen zu Rate gezogen werden. Any mention of organisations or products does not imply endorsement by the CIE. Whilst every care has been taken in the compilation of any lists, up to the time of going to press, these may not be comprehensive. Toute mention d'organisme ou de produit n'implique pas une préférence de la CIE. Malgré l e soin apporté à la compilation de tous les documents jusqu'à la mise sous presse, ce travail ne saurait être exhaustif. Die Erwähnung von Organisationen oder Erzeugnissen bedeutet keine Billigung durch die CIE. Obgleich große Sorgfalt bei der Erstellung von Verzeichnissen bis zum ZeitpunM der Drucklegung angewendet wurde, ist es möglich, daß diese nicht vollständig sind. 0 CIE 1997 II COPYRIGHT International Commission on Illumination Licensed by Information Handling Services COPYRIGHT International Commission on Illumination Licensed by Information Handling Services STD.CIE 123-ENGL 1997 700b145 0005b32 353 CIE 123 - 1997 Foreword The following members of TC 1-16 “Lighting needs for the partially sighted” took part in the preparation of this technical report. The Technical Committee was chaired during the preparation of the report by the late Professor Verriest, and after his untimely death it was taken care of by the Secretary of the Technical Committee, Prof. Warren Julian. Special thanks are due to the Lighting and Low Vision Panel of the CIBSE of Great Britain and to its Chairman, Dr. John Baker, for arranging the material for printing. TC 1-16 comes under CIE Division 1 “Vision and Colour”. Amengual C Bailey L Boissin JP Bonnac JP Boyce PR Brunnstrom G Busser F Eriksson C Faye EE Fonda GE Fraia L di Greenhalgh R Hyvarinen L Ichikawa A Argentinia USA France France USA Sweden Switzerland Sweden USA USA Italy Great Britain Finland Japan Johnston AW Julian W, Secretary Krueger H Lindner H Lovie-Kitchen JE Meire H Melotte HEM Miller SC Norren D van Ronchi LR Serra A Silver J Stone PT Verriest G=?, Chair Australia Australia Switzerland Germany Australia Belgium Netherlands USA Netherlands Italy Italy Great Britain Great Britain Belgium III COPYRIGHT International Commission on Illumination Licensed by Information Handling Services COPYRIGHT International Commission on Illumination Licensed by Information Handling Services STD-CIE 123-ENGL 1997 H 900b145 0005b33 29T CIE 123 - 1997 Low Vision, Lighting needs for the partially sighted Contents Summary, Résumé, Zusammenfassung Introduction 1. DEFINITION AND INCIDENCE OF LOW VISION 1.1 Definition 1.2 Prevalence and incidence References 2. THE CAUSES OF LOW VISION AND ITS EFFECTS 2.1 Causes 2.2 Effects on vision 2.2.1 Major causes of partial sight 2.3 Multiple handicaps 2.3.1 Simultaneous impairment of vision and other functions 2.4 Behavioural aspects of partial sight References 3 RELATIONS BETWEEN LIGHTING LEVEL AND VISUAL FUNCTIONS 3.1 Introduction 3.2 Refraction, accommodation and eye movements 3.3 Visual acuity, ocular pathology and lighting levels 3.4 Contrast sensitivity 3.5 Visual fields 3.6 Colour vision 3.7 Lighting levels and visual performance at practical tasks 3.7.1 Reading 3.7.2 Visual display screens 3.7.3 Miscellaneous work tasks 3.7.4 Preferred lighting levels 3.8 Summary References 4 DARK AND LIGHT ADAPTATION 4.1 Dark adaptation 4.1.1 Achromatopia 4.1.2 Avitaminosis 4.1.3 Cataract 4.1.4 Cone degeneration 4.1.5 Retinal detachment IV vi11 1 2 2 2 5 6 6 8 10 13 13 14 15 17 17 18 19 23 25 26 27 28 30 30 31 32 33 40 40 40 40 40 40 41 IV COPYRIGHT International Commission on Illumination Licensed by Information Handling Services COPYRIGHT International Commission on Illumination Licensed by Information Handling Services CIE 123 - 1997 4.1.6 Diabetic retinopathy 41 4.1.7 Glaucoma 41 4.1.8 Juvenile macular degeneration 41 4.1.9 Age-related macular degeneration 41 4.1.10 High myopia 41 4.1.1 1 Optic atrophy 41 4.1.12 Retinitis pigmentosa 41 4.2 Light adaptation 43 4.2.1 Conditions requiring long periods for light adaptation 4.2.2 Sensitivity to high illuminance 44 44 4.3 Summary 44 References 44 47 5 ADVERSE AND NON-VISUAL EFFECTS OF LIGHTING 5.1 Glare and photophobia 47 5.1.1 Disability glare 47 5.1.2 Discomfort glare 49 5.1.3 Photophobia 51 51 5.2.1 Low illuminance 51 5.2.2 High illuminance and irradiance 52 5.2.2.1 Actinic kerato-conjunctivitis 52 5.2.2.2 Cataract 52 5.2 Long term adverse visual effects 5.2.2.3 Retinal injury 53 5.2.2.4 Light hazards from ophthalmic instruments 5.2.2.5 Ocular hazards from natural lighting 55 57 References 58 6. BASIC FEATURES OF LIGHTING DESIGN RELATED TO PARTIAL SIGHTEDNESS 64 64 6.1 .I Uniformity of illuminance 65 6.1.2 Directional and diffused lighting 65 6.1.3 Veiling reflections 67 6.1.4 Flicker 67 6.1.5 Lamp spectra and colour vision efficiency 68 6.1.6 Lamp colour preferences 70 71 73 73 6.1 Geometrical distribution of light in an intenor space 6.2 Versatility and self-adjustment of illuminance 6.3 Cost-savings in lighting installations 6.4 Choice of lamps and luminaires 6.4.1 Lamps 74 6.4.2 Local lighting 77 COPYRIGHT International Commission on Illumination Licensed by Information Handling Services COPYRIGHT International Commission on Illumination Licensed by Information Handling Services STD-CIE 123-ENGL 1777 700b145 0005b35 Ob2 CIE 123 - 1997 6.4.3 Luminaires - general lighting 6.5 Summary References 7 LIGHTING ASPECTS OF VISUAL AIDS 7.1 General principles 7.2 Reducing retinal illuminance 7.2.1 Chromatically selective filters 7.3 Increasing retinal illuminance 7.4 Object magnification 7.5 Optical magnification 7.6 Electronic magnification 7.7 Visual field expanders References 8 LIGHTING DESIGN RECOMMENDATIONS FOR THE PARTIALLY SIGHTED AS A GROUP 8.1 Private Homes 8.1.1 General design recommendations 8.1.2 Entrance halls and stairways 8.1.3 Living rooms 8.1.4 Kitchens 8.1.5 Bathrooms 8.1.6 Bedrooms 8.1.7 Staircases 8.2 Residential Homes for the Aged and Partially Sighted 8.2.1 General design recommendations 8.2.2 Entrance areas 8.2.3 Common rooms 8.2.4 Bedrooms 8.2.5 Bathrooms 8.2.6 Corridors 8.2.7 Staircases 8.3 Schools 8.3.1 General design recommend