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白熾燈熒光燈led燈到底什麼區别
白熾燈熒光燈led燈到底什麼區别
更新时间:2024-12-21 16:47:06

如果關心家裡的光環境,省心的方法就是多花點錢買一線品牌貴一點的東西!雖說可能有數十倍的價差(好東西的價格也并不太高,隻是爛貨真的太便宜…),但便宜貨的質量真的是慘不忍睹。況且一個家裡本身也就用不了多少燈,真心不差那一點。

相比其他奢侈的裝飾材料,燈光效果絕對是可以花小錢辦大事的。現在讓我們閉上眼睛回想一下自己去過的高逼格場所,奢侈品店、高檔女裝店、高星級酒店、藝術館…它們可能裝飾風格迥異,但燈光效果都是其裝飾效果呈現的點睛之筆,可以說照明是環境氛圍營造中最重要的因素之一。

由于這個問題和大家最關心的點都是在照明對我們日常視覺的影響。所以主要分為三個部分來談:


一、人眼的特點和對光線(電光源)的反應


1、人眼有着複雜的結構,工作原理有點類似一台簡單的相機。

其中光線進入人眼後經過角膜、瞳孔、晶狀體等部位後會将倒像投射到視網膜。

視網膜是視覺的光學與電生理過程的連接,光線聚集到視網膜時,人們的視覺就開始工作了。

視網膜上的光感覺細胞按照其形狀可以分為柱狀細胞(視杆細胞)和錐狀細胞(視錐細胞),視杆細胞比視錐細胞的光敏感度更強,但色敏感度很弱,一般在低亮度條件下起作用。

視錐細胞對光的分辨能力高,但光敏感性較低,所以一般在高亮度的情況下分辨顔色,理論認為視錐細胞主要對紅綠藍三色有着直接的反應,我們看到的五顔六色都是腦補的…

由此前輩們得出了一個重要的曲線-相對視敏函數曲線:


白熾燈熒光燈led燈到底什麼區别(清大光德白熾燈)1

白熾燈熒光燈led燈到底什麼區别(清大光德白熾燈)2


表明了人類在不同的亮度環境下對顔色(波長)的敏感度是不同的。從圖上也可以看出人眼對綠色的光(波長507-555nm)最敏感,所以,多看綠色确實讓我們的眼睛更輕松…

由此,我們可以簡單的歸納出影響我們視覺的三個主要因素:亮度、顔色、運動速度(閃爍),拿相機來舉例就是在明亮的環境單拍顯然要比在昏暗的環境裡高速連拍要輕松的多…

将這些影響視覺的因素對應到電光源的基本屬性就可以得知,影響我們視覺的電光源基本參數有幾個方面:

A、 光亮水平(亮度、光通量、照度等一系列評價光量的指标)

B、 顔色水平(光譜、色溫、顯色性等一系列描述光色和光還原物體本色能力的指标)

C、發光形式(是否連續發光等)

這裡先說明一下,裡面有很多專業名詞,我就不講概念了,有興趣的同學最好自己去度娘…

先找好光源界的第一參照物,當然是 -- 太陽。

日光光譜圖

白熾燈熒光燈led燈到底什麼區别(清大光德白熾燈)3


日光包含的可見光和各種波

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白熾燈熒光燈led燈到底什麼區别(清大光德白熾燈)5


我們可以看出太陽的光譜非常連續,且陽光的光色是一種複合色。根據視錐細胞的特點,我們可以知道陽光的光色是讓眼睛很舒服的,畢竟人類也沐浴了這麼多年嘛。

防撕逼提示:這裡說的隻是光色,對于光強度等,我相信正常的小夥伴都不會頂着大太陽看書神馬的…

關于亮度、光強:我們在不同的天氣,不同的時節,不同的環境都沐浴在不同強度的陽光下。陽光本身是一種非常高亮的光源,雖然離了十萬八千裡,還是在亮度等級上秒殺了我們所有的電光源,而且我們的眼睛裡有瞳孔這樣高科技的自适應光圈,所以隻要讓人眼感覺到舒适并且能看清的光亮度,都是合理的。請首先相信自己的眼睛,然後再請參考GB50034中對各種環境照明的要求…

最後,太陽公公一直在發光發熱從不休息,所以不存在任何閃爍的問題…

說了一大堆毫無邏輯的内容,相信聰明的小夥伴們對光的質量和光對于我們的基本影響應該有個初步的概念了,然後對比太陽公公,我們來看下常見的家用電光源的特點。


二、常見家居照明的光源種類和特點


友情提示:這裡隻說特點,光色和閃爍的問題。光亮度這塊,有需要的小夥伴請購買合适的功率和數量,不糾結…

1、 白熾燈和鹵素燈:

白熾燈是光譜最接近自然光的電光源,色溫通常在2700K左右。優點是顯色性好,理論值接近100,可以完美還原物體本來的顔色,不含汞,瞬時啟動,便宜,可調光等等…

缺點是費電、光電轉換效率低、壽命短、含有紅外和UV

P.S:鹵素燈是白熾燈的進步版,在真空泡裡充滿了鹵素氣體實現了燈絲與氣體的鹵鎢循環,大大延長了燈絲的壽命,完美繼承了白熾燈的其他特點。

由于白熾燈光電轉換效率太低,我國已經決定在16年十一之後就開始全面淘汰白熾燈了。


白熾燈熒光燈led燈到底什麼區别(清大光德白熾燈)6


白熾燈熒光燈led燈到底什麼區别(清大光德白熾燈)7


關于頻閃(閃爍)

白熾燈是熱發光,所以燈絲在點亮後有一定的熱慣性,但這個慣性與燈絲的粗細成正比,所以在正常供電的前提下白熾燈和鹵素燈的波動頻率和深度可以參考下圖(60w燈泡)

白熾燈熒光燈led燈到底什麼區别(清大光德白熾燈)8


白熾燈熒光燈led燈到底什麼區别(清大光德白熾燈)9


可以看出,燈絲粗并且有鹵鎢循環的鹵素燈在波動深度上遠遠低于白熾燈。


2、熒光燈管和節能燈:

熒光燈的發光原理是燈管陰極被加熱後發出電子,電子激發管内汞氣等産生紫外線,紫外線照射管壁上的熒光粉産生可見光。


白熾燈熒光燈led燈到底什麼區别(清大光德白熾燈)10


節能燈CFL(緊湊型熒光燈,實際國内把這種燈叫節能燈有一點點不科學...) CFL是電光源領域一個偉大的發明,特點是可以做成任意色溫且具有較高的顯色性,由于熒光粉的輝光作用,頻閃可以忽略(過低溫度時是個問題)。

優點是光效高、如11W的CFL可完全替代60W的白熾燈,且使用三基色熒光粉的CFL顯色性都能達到80以上,部分高端産品還能達到90以上

缺點是熒光管内都是充滿了汞蒸氣,制造和回收中如何環保是個很大的問題,部分負責任的廠家在管内使用了汞丸(哈哈,涉嫌廣告),部分解決了這個問題...
P.S:節能燈是現階段市場上比較容易買到的高性價比光源

關于頻閃(閃爍)

熒光燈在控制閃爍方面可以說有天生的優勢(我們說的是負責任的産品…),熒光粉本身有一定的餘輝效應(三基色熒光粉遠遠高于鹵粉),電子鎮流器還可以大大提高工作時點燃的頻率。

所以鹵粉電感鎮流器熒光燈的波動圖如下

白熾燈熒光燈led燈到底什麼區别(清大光德白熾燈)11


三基色電子鎮流器熒光燈波動圖如下

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可以看出,使用電子鎮流器的三基色熒光燈和更高端的窄帶熒光粉熒光燈是我們不二的選擇(簡單的看,就是顯色性越好的燈管使用的熒光粉就越好)。


3、LED:LED由于發光原理的不同,理論上可以徹底消除頻閃,擁有很高的光效及追求更高光效的潛力
優點是體積小、無頻閃、不含UV、光效高,使用優質芯片(OSRAM、日亞、CREE)的産品顯色性可超過80甚至達到95且具有很長的壽命
缺點是目前國标未定,市場上産品異常混亂,大多數廠家使用劣質芯片導緻顯色性不足50...且由于使用的驅動電器較差導緻LED芯片供電有差異,出現芯片陣列亮度差和閃爍等問題。

LED的結構及發光原理


白熾燈熒光燈led燈到底什麼區别(清大光德白熾燈)13


關于頻閃(閃爍)和藍光LED原理

從結構上來看,如果LED芯片中的PN結有持續穩定的電子通過,那麼LED就能持續不間斷的發光(無頻閃),但目前LED驅動電源質量差異巨大,加上交流供電的因素,低價産品頻閃巨大…而一個正确供電的LED燈的頻閃波動圖是這樣的


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愛看科普文章的小夥伴們已經知道,藍光LED的發明獲得了諾獎,而藍光LED也是目前市面上最普及的LED技術。

原理是這樣的,LED芯片在電子通過後就直接産生了可見光藍光,藍光通過覆蓋在芯片表面的熒光粉發生變化,産生出我們想要的光色。

那麼這裡影響光色最主要的兩個部分就是芯片本身的質量和熒光粉的質量。


補上常見家用光源的各種光譜圖


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三、光源的各種參數以及對視覺的影響


1、 亮度

這個點很簡單,主要是不要怕費電… 看不清就開燈。值得注意的是視野範圍内不要有過于明顯的亮度差,比如關在小黑屋裡用手機屏幕看愛情動作片…


2、 顔色(顯色性和色溫)

我們已經看過了各種燈的光譜,視錐細胞的特點。不過在買燈的時候很難看到光源的光譜,一個簡單的方法就是看看光源的顯色性了,顯色性是一個人為規定的光源對顔色還原能力的評價體系。具體可以見下圖


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從圖中可見,顯色指數是光源對15種常見顔色還原度的一個平均值(R13是常見的老外膚色,貌似最近還加上亞洲人膚色,待考證…)。

所以,簡單的看,顯色性高的光源,一般出光顔色都不會太差。

色溫的概念大家應該經常接觸,憑自己的喜好就好。

值得注意的是一般低色溫低照度的環境,人們會感覺舒适(比如酒店、會所);

中性色溫高照度的環境,人們會比較興奮(比如著名更衣室)

高色溫高照度的地方人們會短時間内感覺到精神一振。

P.s 上面這一段是一個感性的認識… 為了防撕逼,還是上個簡單的圖說明下,任何感性描述的東西都是過猶不及~


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3、 閃爍(頻閃)

閃爍這東西自打人們開始使用交流電之後,就一直伴随着照明環境了。

如果有特别糾結的土豪可以在家裡直接交轉直,那麼您的燈是肯定不會再閃爍了…

對于一般的小夥伴,需要關注照明的波動深度。也就是波峰波谷越明顯的,理論上對眼睛的沖擊也就越大,具體可以看看上面的圖。


4、 藍光、UV、UR等光傷害

不多說,直接上圖,這個是國标。


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