主要的燈有白熾燈,日光燈,LED燈,這些燈發(fā)光原理,電壓波形和光譜各不相同,主要從以下兩大方面對視力造成影響。(赫茲:一秒之內電壓從最高峰值電壓經(jīng)過(guò)零點(diǎn)到最低谷底電壓,再經(jīng)過(guò)零點(diǎn)回到峰值電壓次數。)
第一方面:燈的電壓波形造成的閃爍光使眼睛長(cháng)期處于緊張狀態(tài),極易疲勞,進(jìn)而近視。
第二方面:普通燈發(fā)出的紅外線(xiàn).紫外線(xiàn)和藍光,會(huì )導致白內障,黃斑病等眼疾。
一.下面來(lái)談一談白熾燈,就是我們俗稱(chēng)的燈泡。
1879年,愛(ài)迪生發(fā)明了商用白熾燈(美國專(zhuān)利223898):
白熾燈的電壓波形造成的閃爍光屬于短頻閃爍光
白熾燈還會(huì )發(fā)出紅外線(xiàn)
低頻閃爍光
1.通常民用電壓110伏60赫茲交流正弦電壓加在白熾燈燈絲上,當正弦電壓峰值(最高點(diǎn))電壓加在燈絲上,燈達到最大亮度,當正弦電壓零點(diǎn)加在燈絲上,燈絲亮度最??;一秒亮度從明到暗有60次變化。
人的瞳孔在亮的時(shí)候會(huì )收縮,在暗的時(shí)候會(huì )擴張,眼部肌肉一秒之內隨著(zhù)亮度變化調節瞳孔收縮擴張很多次,長(cháng)久就會(huì )疲勞松弛而不能調節看清遠處的東西,近視就造成了。
中國南通大學(xué)附屬醫學(xué)院發(fā)現低頻光對于老鼠造成近視。[1]
澳大利亞La Trobe大學(xué)用小雞做實(shí)驗發(fā)現低頻光促進(jìn)了近視。[2]
美國電氣電子工程學(xué)會(huì ),對低頻,高頻閃爍光對視力健康影響做了研究,Biological Effects and Health Hazards From Flicker, Including Flicker That is Too Rapid To See. 結果總結在論文中的表格1。[10]
波蘭大學(xué)研究瞳孔擴張和縮小的面積與閃爍光的關(guān)系。[11]
Measurement of the eye pupil response to light stimuli with regulated waveform, wavelength
and photopic level
2.紅外線(xiàn)
白熾燈依靠燈絲發(fā)熱達到幾千度以上來(lái)發(fā)光,會(huì )產(chǎn)生紅外線(xiàn),長(cháng)久紅外線(xiàn)會(huì )造成晶狀體,視網(wǎng)膜損傷。
瑞典烏普薩拉大學(xué)醫院神經(jīng)眼科做了研究。一些科學(xué)的數據表明,近紅外輻射可能會(huì )導致在晶狀體的累積損傷[5].
德州大學(xué)奧斯汀分校的生物醫學(xué)工程部門(mén)做了試驗,發(fā)現1300nm紅外線(xiàn)對家兔視網(wǎng)膜造成損傷。 [6].
二.再來(lái)談?wù)勅展鉄?,就是我們常說(shuō)的日光燈或是燈管。
1938年,通用電氣公司喬治·英曼發(fā)明了熒光燈,也叫日光燈,節能燈。(美國專(zhuān)利2259040)
日光燈的電壓波形成的閃爍光是高頻閃爍光
日光燈還會(huì )發(fā)出紫外線(xiàn)
1. 高頻交流電壓(高于100赫茲)造成高頻閃爍光
震流器把頻率高于100赫茲的交流正弦電壓加在熒光燈上,燈的亮度隨著(zhù)電壓峰值到零點(diǎn)變化而變化,產(chǎn)生高頻閃爍光,許多小朋友玩手機,平板電腦,視力下降跟高頻閃爍光有關(guān)。
眼部肌肉已經(jīng)跟不上這么高的頻率,強光直接照在視網(wǎng)膜上,長(cháng)久會(huì )感到刺眼,頭痛,視力下降。
佛羅里達大學(xué)的眼科學(xué)系發(fā)現強光照射和年齡相關(guān)黃斑變性相關(guān)聯(lián),年齡相關(guān)黃斑變性是致盲主要因素,連續強光照射容易造成視網(wǎng)膜光化學(xué)損傷[3] 。
2.紫外線(xiàn)
熒光燈高壓擊穿惰性氣體產(chǎn)生紫外線(xiàn),打在燈管壁上的熒光粉上發(fā)光,所以熒光燈發(fā)出的光中含紫外線(xiàn),紫外線(xiàn)長(cháng)期照射造成皮膚癌,白內障。因為日光中含有紫外線(xiàn),戴墨鏡,抵擋紫外線(xiàn),防止白內障。
紐約市Fordham大學(xué)自然科學(xué)系發(fā)現紫外線(xiàn)輻射是造成白內障和黃斑變性的危險因素。[7]
三。最近幾年非常流行的LED燈對眼睛有益嗎?
Nick Holonyak于1962年發(fā)明了第一個(gè)實(shí)用LED(美國專(zhuān)利3249473),被稱(chēng)為“發(fā)光二極管之父”。
我們可以通過(guò)它的電壓波形和光譜分析一下。
1. 高頻紋波造成高頻閃爍光
LED電源會(huì )產(chǎn)生高頻紋波,紋波是在基準直流電壓附近的電壓波動(dòng),因為L(cháng)ED電壓與電流成指數關(guān)系,微小電壓波動(dòng)將造成很大電流波動(dòng),高頻電壓紋波會(huì )造成高頻亮度閃爍。
英國Essex大學(xué),加拿大國家研究委員會(huì ),美國Northeast大學(xué),做了LED燈閃爍的健康研究:閃爍(70赫茲)以上可引起全身乏力,頭痛及視力障礙[4]。
2. 電池直接加在燈的兩端,由于沒(méi)有反饋檢測電壓,電壓漂移造成的低頻閃爍。
3.藍光
市場(chǎng)上的LED燈珠很多含有較強成分的藍光,有些含有紫外線(xiàn),有些含有紅外線(xiàn)。藍光造成視網(wǎng)膜黃斑病變。
位于德克薩斯州,圣安東尼奧市Northrop Grumman信息技術(shù)公司做研究 收集的數據顯示:近紫外線(xiàn) 藍光產(chǎn)生眩光 降低視覺(jué)性能[8]。
德克薩斯西南醫學(xué)中心發(fā)現強烈的藍色光可引起黃斑變性等視力問(wèn)題[9]。
4.日光燈的高頻電壓和高頻電流有一定的電磁輻射,有些LED開(kāi)關(guān)電源不能達到電磁輻射安全標準。
如果要防止近視,最大限度減少眼睛疲勞,必須避免低頻交流電壓,高頻交流電壓加在燈上,必須除掉電源中的電壓紋波,恒定直流電壓加在燈上。
要預防白內障和視網(wǎng)膜損傷,必須除掉燈光譜中的紫外線(xiàn),紅外線(xiàn);
要預防視網(wǎng)膜黃斑病變,必須除掉光譜中的有害藍光;
要減少電磁輻射對人體傷害,必須設計過(guò)濾器符合國際電磁標準。
市場(chǎng)上臺燈用三種方法控制燈珠光源:
1.開(kāi)關(guān)電源電壓控制,缺點(diǎn)高頻紋波較大,造成臺燈較大高頻閃爍;
2.開(kāi)關(guān)電源電流控制,臺燈高頻閃爍減小,但LED工作點(diǎn)溫度上升漂移,造成臺燈低頻閃爍;
3.不用開(kāi)關(guān)電源,直接用電池,很長(cháng)電線(xiàn)連接于燈頭中的LED與燈座內的電池,溫度上升,電線(xiàn)電阻增大,電線(xiàn)上的電壓降增大,電池電壓不變,電池電壓=電線(xiàn)上的電壓降+LED電壓,LED電壓減小,LED燈珠電流減小,LED燈珠亮度減小,電線(xiàn)里電流減小,電線(xiàn)上電壓降減小,LED電壓增大,LED燈珠電流增大,LED燈珠亮度增大,反復造成低頻閃爍。
為什么選擇Upright Lighting 臺燈:www.uprlt.com
Upright Lighting LLC, www.uprlt.com 設計的E27型LED護眼臺燈,專(zhuān)利技術(shù)克服市場(chǎng)上LED缺點(diǎn),除掉低頻,高頻閃爍光,UL電磁測試證明符合國際標準,精選燈珠采用連續光譜模擬太陽(yáng)光,沒(méi)有尖峰單色光分量,不含紫外線(xiàn),不含紅外線(xiàn),不含有害藍光,理論在國際眼科雜志發(fā)表,US National Library of Medicine, US National Institutes of Health收錄, 美國認證機構UL認證電源, 中國國家家用電器質(zhì)量監督檢驗中心檢驗通過(guò)。
[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.
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[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