12/17/2014
荷塘月色
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灯发展的历史 (2014-06-08 09:08:07)下一个
各种灯发展的历史：
主要的灯有白炽灯，日光灯，LED灯，这些灯发光原理，电压波形和光谱各不相同，主要从以下两大方面对视力造成影响。(赫兹:一秒之内电压从最高峰值电压经过零点到最低谷底电压，再经过零点回到峰值电压次数。)
第一方面：灯的电压波形造成的闪烁光使眼睛长期处于紧张状态，极易疲劳，进而近视。
第二方面：普通灯发出的红外线.紫外线和蓝光，会导致白内障，黄斑病等眼疾。
一.下面来谈一谈白炽灯，就是我们俗称的灯泡。
1879年，爱迪生发明了商用白炽灯(美国专利223898):
白炽灯的电压波形造成的闪烁光属于短频闪烁光
白炽灯还会发出红外线
低频闪烁光
1.通常民用电压110伏60赫兹交流正弦电压加在白炽灯灯丝上，当正弦电压峰值(最高点)电压加在灯丝上，灯达到最大亮度，当正弦电压零点加在灯丝上，灯丝亮度最小；一秒亮度从明到暗有60次变化。
人的瞳孔在亮的时候会收缩，在暗的时候会扩张，眼部肌肉一秒之内随着亮度变化调节瞳孔收缩扩张很多次，长久就会疲劳松弛而不能调节看清远处的东西，近视就造成了。
中国南通大学附属医学院发现低频光对于老鼠造成近视。[1]
澳大利亚La Trobe大学用小鸡做实验发现低频光促进了近视。[2]
美国电气电子工程学会，对低频，高频闪烁光对视力健康影响做了研究，Biological Effects and Health Hazards From Flicker, Including Flicker That is Too Rapid To See. 结果总结在论文中的表格1。[10]
波兰大学研究瞳孔扩张和缩小的面积与闪烁光的关系。[11]
Measurement of the eye pupil response to light stimuli with regulated waveform, wavelength
and photopic level
2.红外线
白炽灯依靠灯丝发热达到几千度以上来发光，会产生红外线，长久红外线会造成晶状体,视网膜损伤。
瑞典乌普萨拉大学医院神经眼科做了研究。一些科学的数据表明，近红外辐射可能会导致在晶状体的累积损伤[5].
德州大学奥斯汀分校的生物医学工程部门做了试验，发现1300nm红外线对家兔视网膜造成损伤。 [6].
二.再来谈谈日光灯，就是我们常说的日光灯或是灯管。
1938年，通用电气公司乔治•英曼发明了荧光灯，也叫日光灯，节能灯。（美国专利2259040)
日光灯的电压波形成的闪烁光是高频闪烁光
日光灯还会发出紫外线
1. 高频交流电压(高于100赫兹)造成高频闪烁光
震流器把频率高于100赫兹的交流正弦电压加在荧光灯上，灯的亮度随着电压峰值到零点变化而变化，产生高频闪烁光，许多小朋友玩手机，平板电脑，视力下降跟高频闪烁光有关。
眼部肌肉已经跟不上这么高的频率，强光直接照在视网膜上，长久会感到刺眼，头痛，视力下降。
佛罗里达大学的眼科学系发现强光照射和年龄相关黄斑变性相关联，年龄相关黄斑变性是致盲主要因素，连续强光照射容易造成视网膜光化学损伤[3] 。
2.紫外线
荧光灯高压击穿惰性气体产生紫外线，打在灯管壁上的荧光粉上发光，所以荧光灯发出的光中含紫外线，紫外线长期照射造成皮肤癌，白内障。因为日光中含有紫外线，戴墨镜，抵挡紫外线，防止白内障。
纽约市Fordham大学自然科学系发现紫外线辐射是造成白内障和黄斑变性的危险因素。[7]
三。最近几年非常流行的LED灯对眼睛有益吗？
Nick Holonyak于1962年发明了第一个实用LED（美国专利3249473),被称为“发光二极管之父”。
我们可以通过它的电压波形和光谱分析一下。
1. 高频纹波造成高频闪烁光
LED电源会产生高频纹波，纹波是在基准直流电压附近的电压波动，因为LED电压与电流成指数关系，微小电压波动将造成很大电流波动，高频电压纹波会造成高频亮度闪烁。
英国Essex大学，加拿大国家研究委员会，美国Northeast大学,做了LED灯闪烁的健康研究：闪烁（70赫兹）以上可引起全身乏力，头痛及视力障碍[4]。
2. 电池直接加在灯的两端，由于没有反馈检测电压，电压漂移造成的低频闪烁。
3.蓝光
市场上的LED灯珠很多含有较强成分的蓝光，有些含有紫外线，有些含有红外线。蓝光造成视网膜黄斑病变。
位于德克萨斯州，圣安东尼奥市Northrop Grumman信息技术公司做研究 收集的数据显示:近紫外线 蓝光产生眩光 降低视觉性能[8]。
德克萨斯西南医学中心发现强烈的蓝色光可引起黄斑变性等视力问题[9]。
4.日光灯的高频电压和高频电流有一定的电磁辐射，有些LED开关电源不能达到电磁辐射安全标准。
如果要防止近视，最大限度减少眼睛疲劳，必须避免低频交流电压，高频交流电压加在灯上，必须除掉电源中的电压纹波，恒定直流电压加在灯上。
要预防白内障和视网膜损伤，必须除掉灯光谱中的紫外线，红外线；
要预防视网膜黄斑病变，必须除掉光谱中的有害蓝光；
要减少电磁辐射对人体伤害，必须设计过滤器符合国际电磁标准。
市场上台灯用三种方法控制灯珠光源：
1.开关电源电压控制，缺点高频纹波较大，造成台灯较大高频闪烁；
2.开关电源电流控制，台灯高频闪烁减小，但LED工作点温度上升漂移，造成台灯低频闪烁；
3.不用开关电源，直接用电池，很长电线连接于灯头中的LED与灯座内的电池，温度上升，电线电阻增大，电线上的电压降增大，电池电压不变，电池电压＝电线上的电压降＋LED电压，LED电压减小，LED灯珠电流减小，LED灯珠亮度减小，电线里电流减小，电线上电压降减小，LED电压增大，LED灯珠电流增大，LED灯珠亮度增大，反复造成低频闪烁。
为什么选择Upright Lighting 台灯：
Upright Lighting LLC, www.uprlt.com 设计的E27型LED护眼台灯，专利技术克服市场上LED缺点，除掉低频，高频闪烁光，UL电磁测试证明符合国际标准，精选灯珠采用连续光谱模拟太阳光，没有尖峰单色光分量，不含紫外线，不含红外线，不含有害蓝光,理论在国际眼科杂志发表，US National Library of Medicine, US National Institutes of Health收录， 美国认证机构UL认证电源， 中国国家家用电器质量监督检验中心检验通过。
[1] Yu Y, Chen H, Tuo J, Zhu Y, Effects of flickering light on refraction and changes in eye axial length of C57BL/6 mice, Ophthalmic Res.2011;46(2):80-7.doi:10.1159/000323179. Epub 2011 Jan 26
[2] Crewther SG, Barutchu A, Murphy MJ, Low frequency temporal modulation of light promotes a myopic shift in refractive compensation to all spectacle lenses, Exp Eye Res. 2006 Aug;83(2):322-8. Epub 2006 Mar 31.
[3] Chalam KV, Khetpal V, Rusovici R,Balaiya S, A review: role of ultraviolet radiation in age-related macular degeneration, Eye Contact Lens. 2011 Jul;37(4):225-32. doi: 10.1097/ICL.0b013e31821fbd3e.
[4]Wilkins, A.,Veitch, J.,Lehman, B. LED Lighting Flicker and Potential Health Concerns: Energy Conversion Congress and Exposition(ECCE),2010 IEEE, Date of Conference: 12-16 Sept. 2010, page 173.
[5] Soderberg PG, Optical radiation and the eyes with special emphasis on children. Prog Biophys Mol Biol. 2011 Dec;107(3):389-92. doi: 10.1016/j.pbiomolbio.2011.09.009. Epub 2011 Sep 21.
[6] Vincelette RL, Welch AJ, Thomas RJ, Rockwell BA, Lund DJ, Thermal lensing in ocular media exposed to continuous-wave near-infrared radiation: the 1150-1350-nm region. J Biomed Opt.2008 Sep-Oct;13(5):054005.doi:10.1117/1.2978066
[7] Roberts JE, Ultraviolet radiation as a risk factor for cataract and macular degeneration, Eye Contact Lens.2011 Jul;37(4):246-9.doi:10.1097/ICL.0b013e31821cbcc9
[8]Zuclich JA, Previc FH, Novar BJ, Edsall PR, Near-UV/blue light-induced fluorescence in the human lens: potential interference with visual function, J Biomed Opt. 2005 Jul-Aug;10(4):44021
[9]Walker DP, Vollmer-Snarr HR, Eberting CL., Ocular hazards of blue-light therapy in dermatology.J Am Acad Dermatol. 2012 Jan;66(1):130-5. doi: 10.1016/j.jaad.2010.11.040. Epub 2011 May 4.
[10]Biological Effects and Health Hazards from flicker
[11]http://iopscience.iop.org/1742-6596/238/1/012032/pdf/1742-6596_238_1_012032.pdf
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