Messtechnik Ergonomie am Arbeitsplatz überprüfen

Heutzutage werden die meisten Monitore an Arbeitsplätzen über Jahre hinweg eingesetzt ohne ihre ergonomischen Eigenschaften zu überprüfen. Viele Nutzer klagen über schlechte Ablesbarkeit,...

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Fachhochschule Pforzheim f. Elektrotechnik/Informations- technik

Heutzutage werden die meisten Monitore an Arbeitsplätzen über Jahre hinweg eingesetzt ohne ihre ergonomischen Eigenschaften zu überprüfen. Viele Nutzer klagen über schlechte Ablesbarkeit, Augenermüdung und Kopfschmerzen. Zwar existieren Normen und Anleitungen, welche die Anforderungen für den Einsatz eines Bildschirms am Arbeitsplatz beschreiben, jedoch sind diese meist qualitativ bzw. erfordern teure Messgeräte. Dies war die Motivation für das Display-labor der Hochschule Pforzheim, ein einfach zu bedienendes Messgerät zu entwickeln, welches den Anforderungen von Bildschirmarbeitsplätzen in Preis und Leistung gerecht wird.

Mit dem von den Mitarbeitern des Displaylabors der Hochschule Pforzheim entwickelten Displaymessgeräts lassen sich beispielsweise Kontrastverhältnisse nicht auf wenige Prozent genau ermitteln, jedoch ist die Messgenauigkeit ausreichend, um ein ergonomisch gefordertes minimales Kontrastverhältnis (>10:1) auch bei Umgebungslicht messen zu können. Werte aus Monitorspezifikationen sind für den praktischen Einsatz wenig aussagekräftig, da sich die Angaben meist auf Messungen im Dunkelraum beziehen und nicht die realen Verhältnisse an einem typischen Büroarbeitsplatz mit etwa 500 lx Umgebungshelligkeit widerspiegeln.

Für unterschiedliche Einsatzszenarien wurden zwei Prototypen entwickelt: ein batteriebetriebenes Handgerät mit einer LED-Anzeige und ein softwaregesteuertes USB-Gerät mit erweiterten Test-und Dokumentationsmöglichkeiten.Der prinzipielle Aufbau (Bild 1) der beiden Geräte ist ähnlich: Die vom Bildschirm abgegebene Leuchtdichte wird von einer, an die spektrale Augenempfindlichkeit angepasste Fotodiode detektiert, verstärkt und mit einem True-RMS-IC gemittelt. Dies ist bei den peakförmigen CRT-Signalen bzw. gedimmten CCFL-Backlights von Vorteil, da somit der sonst erforderliche AD-Wandler eingespart wird. Die so erhaltene Gleichspannung wird zur weiteren Auswertung digitalisiert. In der Handheld-Version übernimmt dies ein Mikrocontroller. Zudem nimmt er Umrechnungen vor und zeigt das Ergebnis über LEDs an.

Bei der USB-Variante wird der Messwert über einen Multimeter-AD-IC eingelesen, dessen Ausgabe von einen universellen USB-Chip (IO-Warrior von Codemercs) per Steuersoftware, welche auch den zu messenden Bildschirm ansteuert, auf den PC übertragen wird.Software führt schrittweise durch die MessungDer Testablauf ist in beiden Fällen gleich: Unter realen Bedingungen an einem Arbeitsplatz mit Umgebungslicht wird ein schwarzes und ein weißes Bild aus etwa 30 cm Entfernung gemessen. Durch ein weiteres Graubild lässt sich die Messgenauigkeit gegebenenfalls erhöhen. Aus der Division der Werte ergibt sich das tatsächliche Kontrastverhältnis, welches bei typischen Umgebungshelligkeiten weit unter den Spezifikationsangaben bei kompletter Dunkelheit liegt.

Die drei LEDs des batteriebetriebenen Geräts zeigen in den Farben Rot, Gelb und Grün an, ob das Kontrastverhältnis des Monitors bei Umgebungslicht gut, gerade ausreichend oder ungenügend ist.Wesentlich komfortabler und mit mehr Messmöglichkeiten ausgestattet ist die USB-Version. Über den USB-Port wird sie an den PC angeschlossen und von diesem zugleich mit Strom versorgt. Mit der dazugehörigen Software lassen sich Parameter wie Umgebungslicht auf der Monitoroberfläche, Kontrastverhältnis mit und ohne Umgebungslicht sowie der Gamma-Wert bestimmen. Die Software führt den Benutzer mit einer genauen Anleitung (Bild 3) durch die Messung. Am Ende wird ein Protokoll erstellt, in dem alle gemessenen Parameter auf-gelistet sind und zur Dokumentation ausgedruckt (Bild 2) bzw. gespeichert werden können.

Durch diese beiden Geräte, die mit einem Preis der im Bereich von Tastatur und Maus liegt, für jeden PC-Nutzer erschwinglich sind, soll ein positiver Einfluss auf die Ergonomie von Bildschirm-Arbeitsplätzen im Büro- und Heimbereich ausgeübt werden. Denn durch eine ausreichende Ablesbarkeit wird nicht nur die Leistungsfähigkeit erhöht, sondern auch gesundheitliche Beeinträchtigungen vermieden.

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