一.光源
人类发展以来,眼睛最适应自然光的照射,所以,台灯的灯光越接近自然光越好。判定灯光光源是否接近自然光,光谱是重要的判定标准之一。目前,市场上有先进的技术如首尔半导体SunLike LED光源,它与太阳光光谱对比极其相似,居然达到了95%的重合,那是接近自然光中可见光谱的全光谱光源。这种全光谱光源的光谱特性,具有低蓝光、高显指、光谱的连续性(完整性)和640-700nm健康光谱的特点,红、橙、黄、绿、青、蓝的光色相对比例及带宽(即光谱的连续性)是非常饱和的(见下图)它模拟早晨八九点的太阳光,均匀连续地发出舒适自然的光。
光谱对比图
二.蓝光伤害
蓝光是白光的组成部分,不可能被完全去除掉,只有过强的蓝光和长时间蓝光照射,会影响眼睛安全,而伤眼蓝光的主要来源是电视、电脑、手机、台灯等。虽然不是所有蓝光都有害,但是过强的蓝光,或者过强的紫外线,这些肯定对人眼不好。
而人们最关心的蓝光伤害,则是用光谱仪采光,并通过数据分析得来的。这个蓝光亮度值是40,低于100就代表着它属于危险等级零级,就是无危险,咱们一般台灯都要求是RG0,就是不能超过100。
RG0叫无危害,那么RG1它是属于一等危害,但是目前为止,在标准里,允许范围内,RG0、RG1都属于合格品。根据国际上的标准,LED光源产品的蓝光危害安全级别,从高到低分别为RG0、 RG1和RG2级。当然,如果是儿童使用的照明,级别为RG0级最佳。
三.光照强度
照度,简单的说就是光够不够亮。照度值越大,读写工作时的视觉感受越好,工作效率越高。而照度均匀度,反映了灯光分布的明暗情况。我们知道人的瞳孔会因为光的不同而收缩,如果光照不均匀,我们就会不断收缩瞳孔,人的眼睛就会容易疲劳。照度均匀度数值越小,说明灯所发出来的光明暗变化越小,人眼更舒适。
勒克斯是光照强度的单位。根据现行的《中小学校教室采光和照明卫生标准》,教室里课桌面上的平均照度值,应不低于300勒克斯。
均匀度不能单独观测,还要综合照度来判断,都是有推荐标准值的。
照度在《GB/T 9473》的那个要求里面,分了两个(等级),是A级和AA级,那么现在我们评测下来呢,就是300勒克斯,它应该是A级的,就是最底线。那么AA级会比它更高,是500勒克斯,就是它的照度会高一些,AA级产品会比A级产品更好。
四.色温
所谓色温,可以通俗理解为颜色的温度,色温越高,光线越清冷,色温越低,光线越温暖。色温数值以K(念:开尔文)为单位,从一张图片就可以明显感觉出色温和光线的关系。
这就是为什么每次我们走进咖啡馆都会有种回家的感觉,因为灯光色温低(2500K左右),光线更柔和缠绵,更让人放松。比较有意思的是,色温与每天的时间也有密切的联系。比如清晨光线有浅浅的淡蓝色(4000K左右),会让人保持头脑清醒的状态,因此,早晨的自然光最适合读书。明白了这个道理,大家就知道该选择什么样的色温来给孩子照明了。没错,4000K是最科学的色温,既不会过于冷清也不会让人过于放松而导致昏昏欲睡。而且,根据最新CQC1601的规定,视觉作业台灯色温不能超过4000K。
4000K科学色温
五.显色指数
显色指数,就是灯下的色彩是否更接近自然光下的色彩。而这个值越接近100越好,说明在这个在灯光下看到的颜色,自然光线下的色差越小。显色性就是指不同光谱的光源照射在同一颜色的物体上时,所呈现不同颜色的特性。通常用显色指数(Ra)来表示光源的显色性。光源的显色指数愈高,其显色性能愈好,我们所看到的颜色也就较接近自然原色。自然光的显色指数为100,显色指数越接近100效果越好。
根据国家规定标准(GB/T9473-2008《读写作业台灯性能要求》)显色指数应不低于82。不管是简单的读书写字,还是大师的绘画作图,灯光下的真实色彩还原度高低可能是最容易被大家忽略的问题。因此,选择显色指数较高的台灯,更呢还原物体色彩方面的真实能力。以台灯市场上专业高端的护眼台灯显色指数可以达到97Ra。
什么样的台灯对眼睛好?一定要综合以上因素来判断。只有好的护眼灯才能真正保护孩子的视力,不是所有台灯都能护眼。
高亮度蓝光LED芯片结构:
发光原理:LED本身能发光,但波长较短,最长的就是蓝光了,也就是说,蓝光LED可以靠自身发出蓝光来实现。要发白光则需要在发蓝光的LED上涂发黄光的荧光粉。
半导体照明是一种采用发光二极管(LED)作为光源的照明装置,广泛应用于装饰灯、城市景观照明、交通信号灯、大屏幕显示、仪器仪表指示灯、汽车用灯、手机及PDA背光源、电脑及普通照明等领域。LED是英文lightemitting
diode(发光二极管)的缩写,它是半导体制成的光电器件,可将电能转换为光能。半导体照明相同亮度的能耗仅为普通白炽灯的十分之一,而寿命却为其100倍,被誉为“21世纪新固体光源时代的革命性技术”。
半导体照明产品的构成及其发光原理
与白炽灯和节能灯不同的是,半导体照明采用电场发光。它的基本结构是将一块电致发光的半导体材料置于一个有引线的架子上,然后四周用环氧树脂密封,起到保护内部芯线的作用。发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片,在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层,称为p-n结。在某些半导体材料的PN结中,注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。LED因使用材料的不同,其二极管内电子、空穴所占能级也有所不同,能级差的不同使载流子复合时产生的光子的能量不同,从而形成不同波长的光。
由于半导体照明能把电能直接转换为光能,因此从理论上可以产生较高的光效。近几年来,
LED的光效提高很快。在1998年,白光LED的光效只有5 lm/W,但在2000年时,白光LED的光效已达25
lm/W,这一指标与卤钨灯相近。2008年7月22日,位于加州的欧司朗公司在开发高亮度、高效率LED上取得了新的突破,在350
mA的标准条件下,亮度的峰值达到155 lm,效率达到136
lm/W。2009年,世界LED巨头Cree、Nichia新近宣布LED的发光效率实验值分别是161 lm/W@350 mA、145
lm/W@350
mA,这些结果都已经大大超过了现有照明灯具的光效。当然,上述这些都是在实验室取得的,在实际应用中,由于受散热性等多方面的影响,LED的光效仅只有几十lm/W。不过以当前LED技术的发展速度,相信LED光效的瓶颈会得到突破,从而真正实现LED照明的广泛应用。
半导体照明产品的分类
LED常见分类主要有以下五种方式:
(1)
按发光管发光颜色:可分成红色、橙色、绿色(又细分黄绿、标准绿和纯绿)、蓝光等。另外,有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色,上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管不适合做指示灯用。目前,为了提高LED的发光效率,推动LED在通用照明领域的应用,用红、绿、蓝三基色或其他途径合成白光LED成为该领域的研究热点。
(2) 按发光管出光面特征:可分为圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。圆形灯按直径分为Φ2 mm、Φ4.4 mm、Φ5 mm、Φ8 mm、Φ10 mm及Φ20 mm等。由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。
(3) 按照发光强度角分布图,可分为以下三类:
高指向性:一般为尖头环氧封装,或是带金属反射腔封装,且不加散射剂。半值角为5°~20°或更小,具有很高的指向性,可作局部照明光源用,或与光检出器联用以组成自动检测系统。
标准型:通常作指示灯用,其半值角为20°~45°。
散射型:这是视角较大的指示灯,半值角为45°~90°或更大,散射剂的量较大。
(4) 按发光二极管的结构:可分为全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。
(5)
按发光强度和工作电流:按发光强度可分为普通亮度的LED(发光强度小于10 mcd)、高亮度的LED(发光强度介于10~100
mcd之间)和超高亮度的LED(发光强度大于100
mcd);按照工作电流,可分为一般LED和低电流LED,其中一般LED的工作电流在十几mA至几十mA,而低电流LED的工作电流在2
mA以下(亮度与普通发光管相同)。
半导体照明产品的特点
在当前全球能源短缺的形势下,节约能源是我们正面临的重要问题。LED被称为第四代照明光源或绿色光源,它的节能、环保、寿命长等特点,正是其不断受到世界各国推崇的重要原因:
(1) 寿命长:光通量衰减到70%的标准寿命是10万小时,一个LED灯在理想情况下可以使用50年。
(2) 色彩丰富:LED已经实现了多个波长的单基色,有红、琥珀黄、黄、绿、蓝等,基本满足了应用领域对LED色彩的要求,随着更多新材料的开发,还会实现更多的基色及至全彩色。
(3) 稳定可靠:没有钨丝、玻壳等容易损坏的部件,非正常报废率很小。在LED的寿命期内,LED一般都能稳定地工作,维护工作量较小。
(4) 电气安全性高:LED一般工作在低电压(6-24 V)、小电流(10-20 mA)环境下,属弱电级工作器件,有较好的电气安全性能。
(5) 节能环保效率高:光谱几乎全部集中于可见光频率,效率可以达到50%以上,而光效相近的白炽灯可见光效率仅为10%-20%。而且LED灯不存在有害金属汞污染等问题,符合社会发展趋势。
(6) 应用灵活性好:LED可进行低压供电,也可用110 V/220 V电源供电,加上单粒LED的体积小(芯片更小,只用3-5 mm2),可以平面封装,易开发成轻薄短小的产品,做成点、线、面各种形式的具体应用产品。
(7) 受控制能力强:现有的技术已经可以实现LED的亮度、灰度、动态显示、分布控制等,是其它发光装置无可比拟的。
(8) 抗震性能优越:LED的坚固、耐震、耐冲击性能都超过了目前所有其它类型的电光源产品。
(9) 响应速度快:LED的响应速度在毫秒级,可以有效地应用于显示屏、汽车刹车灯、相机闪光灯等领域。
(10) 显色性能良好:白色LED目前的显色指数Ra达到了70以上,色温范围从3600 K到11000 K不等(随荧光粉不同而变),而且已经获得了实验室提高的方案。
此外,LED还具有亮度高、无干扰、方向性好等特点。
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