【白炽灯、节能灯、LED灯等各种光源,哪种更适合阅读?】

电子专业 徐 自远 848℃

【白炽灯、节能灯、LED灯等各种光源,哪种更适合阅读?】

气体实现了灯丝与气体的卤钨循环,大大延长了灯丝的寿命,完美继承了白炽灯的其他特点。

由于白炽灯光电转换效率太低,我国已经决定在16年十一之后就开始全面淘汰白炽灯了。

关于频闪(闪烁)

白炽灯是热发光,所以灯丝在点亮后有一定的热惯性,但这个惯性与灯丝的粗细成正比,所以在正常供电的前提下白炽灯和卤素灯的波动频率和深度可以参考下图(60w灯泡)

可以看出,灯丝粗并且有卤钨循环的卤素灯在波动深度上远远低于白炽灯。

2、荧光灯管和节能灯:

荧光灯的发光原理是灯管阴极被加热后发出电子,电子激发管内汞气等产生紫外线,紫外线照射管壁上的荧光粉产生可见光。

节能灯CFL(紧凑型荧光灯,实际国内把这种灯叫节能灯有一点点不科学…) CFL是电光源领域一个伟大的发明,特点是可以做成任意色温且具有较高的显色性,由于荧光粉的辉光作用,频闪可以忽略(过低温度时是个问题)。

优点是光效高、如11W的CFL可完全替代60W的白炽灯,且使用三基色荧光粉的CFL显色性都能达到80以上,部分高端产品还能达到90以上

缺点是荧光管内都是充满了汞蒸气,制造和回收中如何环保是个很大的问题,部分负责任的厂家在管内使用了汞丸(哈哈,涉嫌广告),部分解决了这个问题…

P.S:节能灯是现阶段市场上比较容易买到的高性价比光源

关于频闪(闪烁)

荧光灯在控制闪烁方面可以说有天生的优势(我们说的是负责任的产品…),荧光粉本身有一定的余辉效应(三基色荧光粉远远高于卤粉),电子镇流器还可以大大提高工作时点燃的频率。

所以卤粉电感镇流器荧光灯的波动图如下

三基色电子镇流器荧光灯波动图如下

可以看出,使用电子镇流器的三基色荧光灯和更高端的窄带荧光粉荧光灯是我们不二的选择(简单的看,就是显色性越好的灯管使用的荧光粉就越好)。

3、LED:LED由于发光原理的不同,理论上可以彻底消除频闪,拥有很高的光效及追求更高光效的潜力

优点是体积小、无频闪、不含UV、光效高,使用优质芯片(OSRAM、日亚、CREE)的产品显色性可超过80甚至达到95且具有很长的寿命

缺点是目前国标未定,市场上产品异常混乱,大多数厂家使用劣质芯片导致显色性不足50…且由于使用的驱动电器较差导致LED芯片供电有差异,出现芯片阵列亮度差和闪烁等问题。

LED的结构及发光原理

关于频闪(闪烁)和蓝光LED原理

从结构上来看,如果LED芯片中的PN结有持续稳定的电子通过,那么LED就能持续不间断的发光(无频闪),但目前LED驱动电源质量差异巨大,加上交流供电的因素,低价产品频闪巨大…而一个正确供电的LED灯的频闪波动图是这样的

爱看科普文章的小伙伴们已经知道,蓝光LED的发明获得了诺奖,而蓝光LED也是目前市面上最普及的LED技术。

原理是这样的,LED芯片在电子通过后就直接产生了可见光蓝光,蓝光通过覆盖在芯片表面的荧光粉发生变化,产生出我们想要的光色。

那么这里影响光色最主要的两个部分就是芯片本身的质量和荧光粉的质量。

补上常见家用光源的各种光谱图

四、光源的各种参数以及对视觉的影响

1、 亮度

这个点很简单,主要是不要怕费电… 看不清就开灯。值得注意的是视野范围内不要有过于明显的亮度差,比如关在小黑屋里用手机屏幕看爱情动作片…

2、 颜色(显色性和色温)

我们已经看过了各种灯的光谱,视锥细胞的特点。不过在买灯的时候很难看到光源的光谱,一个简单的方法就是看看光源的显色性了,显色性是一个人为规定的光源对颜色还原能力的评价体系。具体可以见下图

从图中可见,显色指数是光源对15种常见颜色还原度的一个平均值(R13是常见的老外肤色,貌似最近还加上亚洲人肤色,待考证…)。

所以,简单的看,显色性高的光源,一般出光颜色都不会太差。

色温的概念大家应该经常接触,凭自己的喜好就好。

值得注意的是一般低色温低照度的环境,人们会感觉舒适(比如酒店、会所);

中性色温高照度的环境,人们会比较兴奋(比如著名更衣室)

高色温高照度的地方人们会短时间内感觉到精神一振。

P.s 上面这一段是一个感性的认识… 为了防撕逼,还是上个简单的图说明下,任何感性描述的东西都是过犹不及~

从图中可见,显色指数是光源对15种常见颜色还原度的一个平均值(R13是常见的老外肤色,貌似最近还加上亚洲人肤色,待考证…)。所以,简单的看,显色性高的光源,一般出光颜色都不会太差。色温的概念大家应该经常接触,凭自己的喜好就好。值得注意的是一般低色温低照度的环境,人们会感觉舒适(比如酒店、会所);中性色温高照度的环境,人们会比较兴奋(比如著名更衣室)高色温高照度的地方人们会短时间内感觉到精神一振。P.s 上面这一段是一个感性的认识… 为了防撕逼,还是上个简单的图说明下,任何感性描述的东西都是过犹不及~

3、 闪烁(频闪)

闪烁这东西自打人们开始使用交流电之后,就一直伴随着照明环境了。

如果有特别纠结的土豪可以在家里直接交转直,那么您的灯是肯定不会再闪烁了…

对于一般的小伙伴,需要关注照明的波动深度。也就是波峰波谷越明显的,理论上对眼睛的冲击也就越大,具体可以看看上面的图。

4、 蓝光、UV、UR等光伤害

不多说,直接上图,这个是国标。

可见蓝光、紫外、红外的伤害需要关注两个方面。一是光源本身的质量,而是暴露在这样光线下(特别是直视!直视!直视!)的时间。

所以小伙伴们要购买合格的产品,不要NC没事盯着灯(太阳公公)看…

啰嗦了一大堆,终于写差不多了,最后来个总结

首先,请到正规渠道购买合格的产品,因为光源这玩意真的不贵。现在买块炸鸡排都要十几块了,喝杯咖啡三十几块了。你家楼下五金店里五块钱一个,号称十年不光衰的LED灯泡,你敢买么?敢么?这玩意是你每天晚上都要点亮了才可以干其他事情的…

然后,合理用眼,避免极端的光环境,保证科学美观的前提下。同一个空间内的各个区域装几个小功率的灯明显比正中杵着一个大功率的要靠谱的多…

最后,我只是简单归纳了一些知识点,有点乱,用力看吧,勿怪…

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