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台灯选什么

台灯选什么

简介:
本专栏将为消费者提供一份实用的台灯选购指南和台灯照明设计的科普读物,也希望可以给入行台灯行业的从业者带来一些启发,获得新产品设计和改进的灵感。 台灯推荐与选购:打造光线舒适的起居环境
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《台灯选什么》

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    光伴随人类进化几百万年,它给予我们生命的滋养,也赋予我们温暖的感受。

    如果说室内灯光为我们提供了基础的照明, 那么台灯则为我们每一个人提供了个性化的局部照明,即根据个人的需求精调局部光线。

    台灯,这个在黑夜中给我们带来光明的伙伴,很多人在选购时却两眼一抹黑,只能被商家宣传的卖点挟裹着前进,却没有明辨自己真正需求的能力。

    LED 是不是没有传统光源护眼?

    蓝光伤害会对我们眼睛造成多大的伤害?

    台灯是不是越亮越好,AAA 级照度有必要吗?

    我该买多少色温的台灯,显色指数 90 够不够?

    如果我们对这些指标能有一个具体的了解,就能做到心中有数,选购台灯时不至于被「忽悠」。

    要想避免自己在选购过程中被坑,第一步是要认识台灯,就让我们从最基础的知识:台灯光源的分类和区别开始。

    台灯的构成

    一盏常见的台灯从结构上通常包括光源、灯具、灯杆、底座和电源几大组件。 不同的台灯基本都是围绕这些结构,在光源选择、灯具形态,光学设计、灯杆高低、底座形状、底座上的控制逻辑和电源设计上进行变种。

    其中,普通台灯需要至少满足维持工作面合适照度,无明显可视眩光的要求;高端台灯会在照度分布、照度均匀度、光源品质、金属材质和人体工学等层面进行提升。

    我们重点来看三个最主要硬件:

    光源:提供不同频段的光谱

    灯具:将光线调节成我们需要的角度、强度和分布后投射到工作面上

    电源:为台灯系统持续、稳定地提供电力

    其中最影响照明体验的是光源和灯具两个部分。就像买车先看发动机、变速箱和悬架一样,挑选台灯最基本的还是得回归照明的本质——光源光谱的品质和灯具光学设计的效果。

    一盏普普通通的台灯

    台灯光源的分类

    曾几何时,生活中台灯光源的品类也是百花齐放的: 白炽灯、卤素灯、荧光灯等,在不同台灯品牌(雷士、佛山、欧普、孩视宝、好视力、松下、欧司朗、飞利浦)的设计下,选择丰富多彩。 那时候,我们口中的「护眼灯」一般特指「新兴」的荧光灯,欧司朗还卖着卤素灯的主打产品, 而飞利浦霸占着照明产业的龙头地位。

    从左到右依次为:白炽灯、卤素灯、荧光灯、LED 球泡灯

    大概从 2010 年开始,LED 实现了 200 流明每瓦的效能突破,整个照明产业也开始掀起了一股 LED 替换传统光源的浪潮。 LED 相比于传统光源自然有很多优势:能效更高、发热少、体积小、结构强度高不易碎等等,自那之后,传统光源势微,渐渐成为了历史的回忆。

    不过,时至今日,仍有一些「传统」人士坚持使用荧光灯甚至白炽灯。那么传统光源相对 LED 真的对眼睛更好吗? 让我们回归光源的本质 – 光谱对其进行对比阐释。

    哪种光源不伤眼

    要说对人眼最好的光, 现在唯一能形成共识的是——最接近太阳光谱的光。

    背后的逻辑也很简单: 我们人类在太阳光下生活了几百万年,正说明了人类最适应这样的光,即使一开始不适应,经过长期的进化也变得适应了。 因此,对比光源的光谱一般都以太阳光谱作为基准。

    首先看一下我们日常最熟悉的太阳光光谱(以下光谱原始数据均由本人用光谱仪实测得到):

    阳光光谱(阴天):5866K,10680.9Lux, Ra=98.7

    自然界中充斥着各种波段的电磁波, 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。我们日常说的可见光指的是波长在 380nm-780nm 之间的电磁波(上图中的横轴即在此区间)。

    这部分电磁波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

    那么为何人眼只能看得见 380nm-780nm 这个波段呢?这也是由人眼的生物学结构决定的。

    简单来说, 人眼的感光部分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)。 人眼细胞和相机中的 CCD/CMOS 原理类似,也有其光谱响应曲线,可以有效响应 380nm-780nm 以内的光谱,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

    下面依次看一下白炽灯、卤素灯和 LED 球泡灯的光谱:

    白炽灯光谱:

    白炽灯光谱:2642K,744Lux,Ra=98.0

    卤素灯光谱:

    卤素灯光谱: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

    太阳光谱是被认为这个世界最自然、最健康的光谱,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卤素灯, 接近在于光谱的「全」,而在每个波长上的比例并不相同。 显色性关注这种「全」,二者在显色性 Ra 上均达到 98 左右,这是很高的值,但也要注意到它们的红光成分偏高,这样在使用中会造成「昏黄」的效果。

    荧光灯亦伴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 球泡灯显色性只有 80+,属于素质比较一般的 LED 灯,目前中高端一点的 LED 光源均可做到 Ra=90+。

    因此,坊间传说的白炽灯、卤素灯最护眼的确是有一定的理论依据的。

    荧光灯由于其天生的电离发光原理,光谱不可能做到连续,在荧光灯最火的那段时间,市面上也出现过很多改良款荧光灯,比如「三基色」荧光灯,整体光谱会比图中测试的要好一些。

    再说 LED, 刚开始面世的 LED 光谱确实比较一般,但经过十几年的技术投入和市场反馈,新生代的 LED 已经能做到越来越全的光谱,甚至出现了模拟太阳光谱的「紫光灯珠(指紫光激发替代蓝光激发)」、「自然光灯珠」出现。 ?如果以发展的眼光来看,LED 光谱在不久的将来(甚至在当下某些高价的产品上)一定可以做到比传统光源更优,也更「护眼」。

    蓝光伤害

    「蓝光伤害」是典型的真实伤害不大, 但是宣传效果极佳的指标, 核心在于抓住了消费者, 特别是学生家长焦虑的心。

    蓝光一般指的是 400nm-500nm 之间的波段, 蓝光伤害特指这一段波长对人眼的光生物效应造成的不可逆的损伤。我们首先要有一个认识, 不管是蓝光、紫光还是红光, 在太阳光中都是客观存在的, 并且根据上文实测太阳光谱可以发现,蓝光波段的比重并不低,因此说有一点蓝光就会对眼睛造成伤害, 显然是不科学的。

    「蓝光伤害」并无特殊之处, 自然光谱同样存在「紫外伤害」、「红外伤害」,但我们并不会因此就不晒太阳。 要知道正午的阳光一般能达到 10 万 Lux, 而我们日常使用的台灯一般只有几百 Lux, 能量强度至少差了一百倍。

    所以, 在阳光下我们尚不担心「蓝光伤害」, 在台灯下过于在意更无必要。

    实际上,只有人眼长期暴露在一定发光量以上蓝光下并且不及时休息, 才会可能造成蓝光伤害。而我们日常生活中连续使用台灯一两个小时,累了自然就休息一会,几乎不会造成所谓的「蓝光伤害」。

    关于这一块的科学研

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    究很多,但是各家实验没有一个特别统一的度量标准。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方法:

    其中,L(λ)是光辐射亮度, 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

    由该表可以轻易发现,波长在 420nm-455nm 时,蓝光危害性最大。 因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。

    在日常生活中如何降低蓝光伤害

    首先, 蓝光伤害与光辐射亮度、照明时间以及光谱分布均有关系, 离开其中任何一个因素就谈不上多大伤害。 根据积分公式,真正造成蓝光伤害需要积累很长时间, 正常使用根本不至于造成伤害。 逻辑上讲自然界中的太阳光也包含蓝光,无需唯蓝光是恐。

    从光谱角度来说, 选择可调色温的 LED 台灯, 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。

    此外, 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。

    这是我使用明基 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, 蓝光成分无一例外地大大降低了:

    明基 Screenbar 照度/色温 4 种组合下的光谱图

    光源是一盏台灯的核心, 好的光源体现在完整连续的光谱。在 LED 技术日臻成熟的当下,我们可以大胆拥抱新技术,不必迷信传统光源更护眼的说法。

    对蓝光伤害, 我们更应抱着一个理性的态度,认识它而不过渡渲染它。 在绝大多数台灯已经将蓝光伤害限制得当的当下,更应该把挑选台灯的精力放在更重要的照度、显指、色温和眩光等指标上。备案号:YXX1rdRlQa6tyzLyGmuAZPd...