护眼台灯

编辑:浦口网互动百科 时间:2020-02-23 12:14:55
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“护眼台灯”主要由发光源灯具两部分组成。灯头通常是由光线质量比较好的光源(如LED光源),灯具是能够改善光线分布均匀性、并能减弱或降低眩光的灯罩,以及给光源提供电流的驱动电路组成。
中文名
护眼台灯
外文名
The desk lamp that shield an eye
组    成
发光源和灯具
发光源
LED灯珠
灯    具
电子镇流器和开关
工作原理
把低频闪提高至高频闪
优    点
瞬时亮点,安静无噪音

护眼台灯工作原理

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①一种“护眼灯”的工作原理:把低频闪提高至高频闪,这种护眼灯采用变频电子镇流器,将电流频率由50Hz提高至30-50kHz以使人眼感觉不到频闪,并采用三基色荧光粉,使得光线柔,以此来减轻视力疲劳频闪效应是所有荧光灯管的一个指标:频闪越不明显,照明效果越好。
②另一种“护眼灯”的工作原理:把交流电先变成直流电,用直流电点灯,就达到基本无频闪,缓解视力疲劳。也没有电磁辐射。典型的直流灯有直流护眼灯(使用直流镇流器)和LED灯(使用适配器)。

护眼台灯主要目标

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(1)与自然光相似的白色光,亮度稳定、不闪烁,不易造成眼疲劳。
(2)发光面积大,不产生对比度强的阴影。
(3)瞬时亮点,点亮后安静无噪音。
(4)比普通白炽灯省电70%以上,灯管寿命达6000小时以上。

护眼台灯分类介绍

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护眼台灯电热灯

普通白炽灯以及卤素灯(halogen lamp)的光谱连续,最接近自然光谱,所以实际上也是一种“护眼灯”。而且,因为交流电先加热灯丝,灯丝先发热再发光,由于灯丝有热容量,所以电源变化时,灯丝还仍然是热的,明暗变化不会象荧光灯(日光灯)那样明显,但白炽灯的能效非常低,60W以上的白炽灯已经被国家列为淘汰商品[1]  。卤素灯是白炽灯的改进版,在填充的惰性气体内添加微量卤元素。与普通白炽灯相比,卤素灯具有体积小、光效高,寿命长的优点[2-3] 

护眼台灯高频灯

中国电网的交流电为50Hz,其电压波形每秒变化50次,而电压幅度的变化频率为电压波形变化频率的2倍,即100次/秒。直接使用交流电的荧光灯(日光灯),其光亮随灯管两端的电压幅度变化,所以会闪烁,闪烁频率与电压幅度变化的频率相同,为100次/秒。人眼能感知的主要变化为30Hz以内,灯光每秒100次的明暗交替变化虽不会被我们感知到,这些闪烁对于人眼有影响。如光亮时,眼中瞳孔会收缩;光暗时,瞳孔会放大。所以直接用交流电的日光灯对于眼睛有伤害。
高频灯(如节能灯)中使用电子变频器,将50Hz交流电变成高频交流电(通常为30k-50kHz),再用高频交流电点灯。在高频灯中,光亮每秒变化几万次,由于人眼来不及随之变化,就感觉不到变化,因而就是“不变”了,达到护眼的目的。高频灯的驱动电路会有30-50kHz的电磁信号,有人声称这对人体有害,但还没有具体报道或数据证明,须进一步研究、核实。

护眼台灯LED灯

使用适配器,照明主要应用于大型景观照明,和对光线质量要求不高的场合,低能耗,不太适用于高用眼环境,因为蓝光成分的比例太强,眼睛容易受伤害。另外,小灯珠易损耗,存在衰减率的问题,容易造成整个台灯报废,普遍光照面积小,色谱比较窄,属于单色光源,对视神经会造成一定的影响。但是LED台灯也有其优点,相对而言,电子元件成本低,整灯价格低廉。LED灯色温有暖白(有点偏黄,2700-3000k左右)、正白(5000-7000k)、和冷白(8000-12000k)三类。

护眼台灯直流护眼灯

使用直流镇流器,通过把交流电先转变成电压、电流平稳的直流电,用直流电点灯,达到真正无频闪,而且使用时发出的光与自然光一样是连续均匀的光,很柔和,能避免视力疲劳,并解决了电感镇流器荧光灯的频闪问题;由于采用的是直流技术,无任何交流波动,也避免了由高频电子镇流器所引起的电磁干扰信号。但直流荧光灯工艺难度大,成本较高,许多企业不愿采用此项技术。

护眼台灯效果对比

白炽灯发出的光线光谱连续,但与自然光线相比偏黄,这样的光线会使被照物体的黑白对比度减低。
日光灯发出的光线虽然是白色的,但由于它是由50赫兹的交流电直接点亮,所以亮度会以每秒钟100次的频率不停变化,这就是频闪现象。长时间在不断闪烁的日光灯下学习,眼睛易感到疲劳。
而大部分“护眼灯”的原理则是采用电子整流器将50Hz的电频率提高到30-50kHz。然而,国家灯具质量监督检测中心和复旦大学电光研究所测试结果却表明,采用高频镇流器生产的“护眼灯”,其频闪波动深度在7.27%至24.03%的范围,与白炽灯相比没有显著差异,而严格意义上的无频闪是指频闪波动深度小于5%,也就是说一般的“护眼灯”并没有达到无频的要求。因此大部分所谓的“护眼灯”不是没有频闪,只是频闪的幅度减小,频率提高了,人眼不能分辨,所以感觉跟没有频闪一样。与此同时,电子镇流灯因高频震荡会产生电磁干扰信号。
LED灯是低压直流适配器驱动,无光的频闪及电磁干扰信号,但是其蓝光成分太强,对人眼也不是很好。
因此,能解决频闪且无电磁干扰信号的直流荧光灯渐渐受到人们关注。直流荧光灯将市电进行降压整流变为直流电,输入特制的灯管,避免了频闪和高频电磁干扰信号。但直流荧光灯技术尚未得到推广。

护眼台灯小结

无论什么灯,只要是非自然光,对视觉都有一定影响,所以要尽量使用混合光源。另外,要保护眼睛,最主要还是在于灯的使用方法。一方面应要确保注视区域光线够亮、同时灯罩能遮住光源以避免眩光;另一方面也要避免灯头太靠近注视区域(书本/桌面),导致光线过亮。如果自己无法确定光线亮度是否合适,可用护眼光度笔做些检测。

护眼台灯购买须知

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消费者通常对台灯的内在技术(主要包括镇流器,灯头/灯管)不那么了解,在选购时往往眼花缭乱,有时只好凭价格、款式和颜色来进行取舍,有一定的盲目性。实际上,购买时只要注意如下几点就行了:
第一要看光线,(1)亮度稳定、无闪烁;(2)光线柔和;(3)光线比较均匀,不是很小的点光源;(4)灯具/灯罩设计合理,没有眩光(眼睛看得到的亮点),有些灯罩内置格子状反射器,有效降低了照明区域和非照明区域的对比度。
第二要看证件,产品合格证、安全证书要齐全,要有国家安全强制认证的标识 CCC,即常说的”3C”认证标志。这些证件实际上是专门机构给消费者把关的方法。
第三看使用,使用和保养方法要简便,便于更换灯头,灯头必须可以更换,且最好是常用的标准接口(如E27-粗灯头,E14-细灯头,G9/G4插脚灯珠,如下图),这样万一灯头坏了,便于更换灯头。
第四要看售后服务,而且一定要有的维修地址和电话。
灯头的常用标准接口 灯头的常用标准接口
选好灯固然重要,但还是要特别注意灯的使用方法,以确保眼睛的注视区域光线亮度和均匀度合适,不高也不低。

护眼台灯使用注意

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台灯主要是提供局部照明,在使用时需要特别注意两个方面:
(1)照射区域的光线亮度和均匀度要符合实际用眼情况,这对于长时间、近距离用眼的情况(如看书/写字),尤其重要。需要指出的是,不同的用眼情况(如一般活动、休闲阅读、看书写字),对于目标区域的光线亮度和均匀度的要求是不同的,国标里对此有详细的数值规定[4]  。但是,台灯所采用的光源类型、光源的功率、光源以及灯罩的形状千差万别,不易控制目标区域的实际亮度和均匀度。
(2)避免刺眼的灯头眩光和被照射面的反光,它们对眼睛有明显伤害。
开灯后,先调节灯头高度,让目标区域的亮度大致合适;然后微调灯头的照射角度,在目测没有眩光和反光的情况下,改善目标区域的光线均匀度。护眼光度笔测量时,如果目标区域的中心位置和前、后、左、右四个边缘位置的光线亮度等级基本相同,那么该区域的光线均匀度是不错的。调好后,尽量保持台灯灯头的位置和角度固定。

护眼台灯实际功效

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“护眼灯”难以护眼[5]  ,这是许多业内专家的看法。有些护眼台灯宣称可以预防近视,如果真有这方面的临床功效,应该是属于医疗器械的范畴。对于医疗器械的认识,应该基于科学的、系统的临床试验,并且报请主管部门批准才可以。到目前为止,市场上的护眼台灯还没有经过这方面的实验,也没有大样本、多中心研究数据公布[5]  ,在这种情况下进行“预防近视”的宣传是不负责任的。确切地来说,这类护眼台灯”只是部分减少了影响视力的负面因素,如频闪,但国家并没有关于“无频闪”以及“护眼”的检测标准。
另一方面,再好的台灯,如果使用不当也会有损于眼睛。其实,台灯的使用非常讲究,原因在于台灯的光源比较集中、有很强的方向性。学习时,灯如果离得近,光线太强容易伤着眼睛;灯如果离得远,光线变暗,还容易被手、头或上身挡住。因此在学习、阅读时经常会发生光线过亮或过暗的情况,一般人不易把握光线到底是否合适,也难以时刻注意自己的身体姿态。因此,不能轻易就说“护眼台灯”一定“护眼”,更不能宣称“护眼台灯”可以“预防近视”了。

护眼台灯相关危害

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蓝光
LED灯发射的白光主要是靠450~455nm波长的蓝光激发荧光粉,波长越短其激发能力越强。通常LED光源的波长控制在500nm之内,一般是450~455nm或455~460nm,都属于透射比较强的波段。如果波长变长,那么激发荧光粉的能力就下降,发光效率就会降低。有些厂家为了追求亮度,通常会加强LED光源的蓝光强度,人眼如果长期看这样的光源,眼睛会受到蓝光伤害。
另外,LED灯开的时间越长,光源中的荧光粉衰减就越大,就会导致蓝光光照越来越强烈,从而对人眼造成伤害。所以眼睛长期看LED光源,容易产生眼花、不舒服的感觉,甚至会造成眼晴伤害,使得患眼病的机率上升。所以,不要长时间注视过亮的LED光源。
频闪
护眼台灯中普遍采用的光源为卤素灯、荧光节能灯和LED灯。这些光源本身是比较稳定的,但是因为其驱动电路还不能做到完全抑制交流市电中100Hz的电流波动,导致护眼台灯所发出光线的亮度会波动,这种光线随时间呈快速、重复的变化,造成电光源光通量波动的现象被称为频闪[6-7]  。频闪的幅度大小取决于护眼台灯的驱动电路抑制市电100Hz波动的能力。幅度较大的频闪对人的视觉系统有刺激作用,会产生不舒适的感觉,引发视觉疲劳[6]  ,所以人们在选择护眼台灯应仔细甄别,尽量避免频闪幅度比较大的台灯。
频闪的甄别:护眼台灯的频闪现象有时候比较明显,人眼仔细观察就能觉察到,有时候不太明显,但用专业的光度计[6]  或示波器[8]  可以很容易检测并显示出来(如下图)。对于一般民众,则可以用护眼光度笔来检测,如果光源有频闪,那么光度笔所指示的光线亮度等级会不停地变化。
光源的频闪波形 光源的频闪波形
否则,光度笔指示的光线亮度等级比较稳定。
电磁干扰信号
市面上的很多“护眼灯”,其实就是电子镇流荧光灯,说白一点就是节能灯。这类灯利用电子整流器将电流频率升高到30k-50kHz,这时光闪烁的速度非常快,远高于人眼的反应能力;再加上荧光粉的余辉效应,光线亮度的变化幅度也明显减小,这种频率高、幅度小的闪烁,人眼是感觉不出来的。但是,节能灯的电子整流器会产生高频电磁干扰信号(30-50kHz,及其高次谐波)。
节能灯的电磁干扰信号 节能灯的电磁干扰信号
结论:无论LED灯,节能灯、或者别的光源类型,各有优点和缺点。对于一般家庭来说,尽量采用混合光源,以避免单一光源的缺点。另外,“护眼灯”是否护眼,主要还是取决于灯的使用方法,而不全是灯本身。平时灯头不要过高以避免眩光或桌面光线太暗;灯头也不宜过低,否则桌面光线太强也不利于眼睛。
人的眼睛是在自然光下发育、生长的。对人眼而言最佳的光源是散射的自然光,其具有如下物理特征:
1. 光线的时间稳定性好,短时间内无明暗变化,即没有人眼可觉察的频闪(0.1-100Hz)。
2. 色温在4000~4600K左右,色温适中,光柔和带点黄,比较适合阅读需要;色温在4700~5500K左右,色温高,光刺眼偏白。黄昏时太阳光的色温在2000K-3000K,色温偏低太黄;中午时,太阳光色温接近7000K,色温太高。
3. 是散射光,光照面积大,无对比度很强的阴影。
4. 由多种波长的光按一定比例组合而成的混合光,非单色光。
5. 直射太阳光和靠近窗口的自然光通常很强(照度值达几千-几万Lux),因此不宜在此进行阅读和书写。

护眼台灯光源历程

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托马斯·阿尔瓦·爱迪生(1847——1931)美国伟大发明家,一生中发明有两千多个。其中白炽灯的发明改变了人类照明环境,为人类照明事业作出了伟大的贡献!
第1代照明光源:白炽灯(1879年)
-钨丝发光,污染小,耗电大
第2代照明光源:传统荧光灯(1938年)
-汞激发紫外线和荧光粉吸收发白光,汞污染严重
第3代照明光源:高频荧光灯(节能灯)(1990年)
-汞激发紫外线和荧光粉吸收发白光,高频镇流器,汞污染严重、电磁波辐射
第4代照明光源:LED台灯
-起步阶段,使用适配器,低耗能,主要应用于大型景观照明,不太适用于高用眼环境,且有蓝光危害
第5代照明光源:复光直流护眼台灯
-成熟直流技术,成本相对较高,价格不亲民,直流镇流器,无频闪无辐射
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