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不同光源的光谱实测 &浅谈蓝光危害

今天小编为大家带来了一篇《不同光源的光谱实测 &浅谈蓝光危害》的文章,感兴趣的读者朋友可以跟着小编一起看一看。

前言

不同光源的光谱究竟有什么区别,哪种最护眼。 本文就通过实测给大家展示一下不同光源的实测光谱,并简单谈谈日常生活中如何降低蓝光危害。

从左到右:白炽灯、金卤灯、荧光灯、LED球泡灯

可见光

我们日常说的可见光指的是波长在380nm-780nm之间的电磁波。实际上自大爆炸以来,自然界中充斥着各种波段的电磁波, 当然由于大气层的保护和空气的折射、散射效应,许多来自宇宙深处的射线进入地表以后已经消失或者大大削减了。

而在这部分电磁波中, 我们也可以将其简单分为: 深紫外线、近紫外线、可见光、近红外线、远红外线。

可见光占据了电磁波中380nm-780nm波段

那么为何我们人眼只能看得见380nm-780nm这个波段呢?这也是由我们人眼的生物学结构决定的。 简单来说, 人眼的感光部分是由视网膜上的视杆细胞和视锥细胞组成,前者可感知照度(即光强度信息)后者可感知颜色(即波长信息)。 人眼的细胞和相机中的CCD/CMOS原理类似,也有其光谱响应曲线, 对于380nm-780nm以内的光谱可以有效响应,超出部分则响应系数为0,自然就感受不到光亮。

人眼视网膜上的视杆细胞和视锥细胞

不同光源的光谱

(测试仪器选用远方手持光谱仪-300aw)

直接上图,首先是阳光光谱的benchmark:

阳光光谱(阴天) 5866K,10680.9Lux, Ra=98.7

白炽灯光谱

白炽灯光谱 2642K,744Lux,Ra=98.0

金卤灯光谱

金卤灯光谱 2924K,1539Lux,Ra=97.8

荧光灯光谱

荧光灯光谱 2856K,687Lux,Ra=83.1

LED光谱

LED光谱 3076K,1796Lux,Ra=83.9

小结:

太阳光谱是被认为这个世界最自然、最健康的光谱,原因是我们人类在这样的光谱下生活了几百万年,早已适应了它。 理论上我们认为太阳光谱的显色性Ra=100;

与太阳光谱最接近的是白炽灯和金卤灯, 接近在于光谱的“全”,而在每个波长上的比例并不相同。 由于显色性关注这种“全“,因此二者在显色性Ra上均达到98左右,这是很高的值;

荧光灯,亦伴随着我们走过了很长时间。 它的光谱是一段段脉冲尖峰, 这是由其电离激发的发光原理决定的。 由于部分光谱的缺失,其显色性一般只能达到80+;

LED灯泡,是目前使用最广泛,也最节能的光源。 LED发光一般分为蓝光LED+黄光荧光粉和RGB三色LED混光两种。 上图展示的是前者, 该LED球泡灯显色性亦只有80+,不过目前中高端一点的LED光源均可做到Ra=90+。浅谈蓝光伤害

蓝光一般指的是400nm-500nm之间的波段, 蓝光伤害特质这一段波长对人眼的光生物效应造成的不可逆的损伤。 关于这一块的科学研究很多,但是各家实验没有一个特别统一的度量标准。 简化起见,我们直接借鉴GB/T20145-2006 灯和灯系统的光生物安全性标准。 里面提到了一种对蓝光伤害定量计算的方法:

其中,L(λ)是光辐射度, B(λ)是波长响应曲线,△t是累积辐射积累时间。 由公式可以看出,蓝光伤害是一种对时间积分的累积效应, 蓝光辐射照度、特定波长的响应强度和蓝光辐射时间都会影响最终的伤害效果。

同时把B(λ)的值贴一下:

B(λ)响应参数

由该表可以轻易的发现波长在420nm-455nm时,其蓝光危害性最大。 在某些高端护眼台灯的设计中,会刻意降低该波段蓝光的辐射强度。

那么在日常生活中我们如何能降低蓝光伤害呢?

选择可调色温的LED台灯,当我们将色温调低时,蓝光比例自然会下降;

如果不能选择可调色温LED台灯,尽量选择5000K以下色温的光源,个人推荐4000K左右;

合理分配用眼时间,连续用眼一段时间后注意休息,让眼睛自行消化因蓝光产生的有害物质。

下面贴一个我在用明基Screenbar 屏幕灯时,将色温和照度作为两个变量调整出四种组合下的光谱分布。 可以发现,当色温调低时,蓝光成分无一例外得大大降低了!

明基Screenbar 照度/色温4种组合下的光谱图

总结

本文简单介绍了可见光的定义,实测了市面上常见的白炽灯、金卤灯、荧光灯和LED灯的光谱,并与太阳光做了对比,说明了所谓”白炽灯、金卤灯更护眼”的原因。 同时根据GB/T20145-2006浅谈了蓝光伤害的定量计算方法,给出了避免蓝光伤害的一些建议。

最后希望大家客观看待不同光源的优缺点,个人还是建议拥抱新技术,使用LED台灯。对蓝光伤害有一个科学的认识,做到科学防护,不要唯蓝光是恐, 谢谢!

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