如何選擇台燈

  有的朋友會說，選大公司和名牌。
  有的朋友會說，所有燈都一樣，選最便宜的。
  其實燈具作為一種電器，它有技術指標。這個技術指標主要來自兩個方麵：
1。所用電源的電壓變化造成的閃爍光；
（1）低頻閃爍光，主要70赫茲以下閃爍，visible flicker
  110伏交流電直接加在白芷燈（燈泡）造成閃爍光，
  (2)  高頻閃爍光，70赫茲以上，往往在幾千赫茲與幾萬赫茲之間閃爍光， invisible flicker
  鎮流器加在日光燈（燈管）造成閃爍光；
  LED燈具電源紋波造成的閃爍光
這些閃爍光長時間會造成近視，頭疼等症狀；

http://www.ece.neu.edu/groups/power/lehman/Publications/Pub2010/2010_9_Wilkins.pdf

根據IEEE的定義，3～70Hz為可覺察閃爍光(visible flicker light)，70Hz 以上為不可覺察閃爍(invisible flicker light)。

2。燈的光譜是否含有有害成分：紅外線，紫外線，高幅度藍光，高幅度紅光與高幅度的綠光。
長期效應：紅外線會傷害視網膜，紫外線會造成白內障，高幅度藍光會造成黃斑病變；

按照第一類朋友意見，我們選大公司產品：
1.美國市場的大公司Verilux

http://g-ecx.images-amazon.com/images/G/01/hpc/detail-page/c26-B006GIZL86-6-l.png

提到 “flicker elimination technology” 但是燈是日光燈，必須用正弦交流電壓，峰值電壓時燈最亮，經過零點時燈最暗，形成高頻閃爍光。但是

http://www.verilux.com/desk-lamps/smartlight-reading-desk-lamp/

在圖中，Flicker-free electronics to reduce eyestrain and fatigue

高頻閃爍光峰值強光直接射在視網膜上，會造成頭痛，視力下降。

Verilux 這麽大的公司要麽認為Flicker-fee 指的是visible flicker free。

2.中國市場的大公司

Philip

節能燈作為護眼燈，

http://detail.tmall.com/item.htm?spm=a230r.1.0.0.Blt8ew&id=35740844670&abbucket=6

“不閃爍，減少眼睛疲勞”？節能燈用高頻交流電壓，高頻閃爍，何為不閃爍？

http://detail.zol.com.cn/picture_index_1049/index10481951_0_p242913.shtml#/&pn=10

高端調光是用高頻脈衝調光，高頻閃爍竟然用於護眼燈？

http://detail.tmall.com/item.htm?spm=a220o.1000855.1998099587.2.nZhWuk&id=35124997899&bi_from=tm_comb

no visible flicker light <70Hz

http://item.jd.com/352688.html

評價

13龍哥哥765 ： 剛開始蠻好的，兩年不到開始閃爍了！

 

http://www.mea.philips.com/c-p/674228716/eyecare-table-lamp

Designed to reduce glare and eyestrain

 “Comfortable and with no visible flickering, it helps to support optimal eye comfort.”

沒有提到invisible flickering

 

 大公司產品隻是注意除掉visible flicker light, 但是沒有注意invisible flicker light依然存在影響視力。

按照第二類朋友的意見，我們買最便宜的燈具：
白芷燈低頻閃爍，日光燈，LED高頻閃爍，這些造成視力下降；
我們平常玩得平板電腦就有高頻閃爍，中國兒童視力下降30％與玩這些電子產品有很大關係，
http://society.nen.com.cn/system/2014/08/28/012699947.shtml
便宜LED燈往往隻是用便宜的LED燈珠，光譜含有以下一種或幾種有害成分：
紅外線，紫外線，高幅度藍光，高幅度紅光，高幅度綠光。

具有科學指標LED台燈與市場其他LED不同

最近幾年非常流行的LED燈對眼睛有益嗎？我們可以通過它的電壓波形和光譜分析一下。

1.LED電源造成電壓波形有低頻紋波造成低頻閃爍或者有高頻交流紋波造成高頻閃爍(紋波就是在直流電壓附近微小變化的交流成分電壓)

市場上LED電源普遍使用以下三種方式：電池, 恒壓電源, 恒流電源。

 

(1). 電池直接加在LED燈的兩端，由於沒有反饋檢測電壓，電壓漂移造成低頻閃爍光: 瞳孔暗處擴大，亮處縮小。 眼部肌肉隨著亮度變化調節瞳孔收縮擴張，長久就會疲勞鬆弛而不能調節晶狀體看清遠處的東西，近視就造成了。

中國南通大學附屬醫學院發現低頻光對於老鼠造成近視。老鼠從早上8點到晚上8點用2赫茲閃爍光(一個周期內50%時間亮，50%時間暗)，照了六個星期，近視程度比對比組大大加深。[1] 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

澳大利亞La Trobe大學用小雞做實驗發現低頻光促進了近視。[2] 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.

 

 

(2). 恒壓電源加在LED燈的兩端,高頻紋波造成高頻閃爍光

LED電源會產生高頻紋波，紋波是在基準直流電壓附近的電壓波動，因為LED電壓與電流成指數關係，微小電壓波動將造成很大電流波動，高頻電壓紋波會造成高頻亮度閃爍。

 

 

LED燈上有紋波的直流電壓   

 

LED電壓與電流關係曲線

當工作點由於紋波電壓微小變化a點移到b點，Va到Vb電壓變化微小，但是對應電流ia到ib有很大變化，燈亮度正比於燈的功率，b點功率=Vb*ib遠遠大於a點功率=Va*ia,所以燈的亮度有很大變化。微小紋波造成亮頻閃爍。


恒壓電源紋波，示波器每一格刻度10毫伏，紋波峰值在40毫伏左右，造成高頻閃爍光，傷害視網膜和視細胞
(3). 恒流電源加在LED燈的兩端，在內部開關電源開關打開關斷瞬間，會有電壓尖峰，造成電流大的變化，造成高頻閃爍光，

 

恒流電源紋波，示波器每一格刻度10毫伏, 紋波電壓尖峰在15毫伏左右，造成高頻閃爍光，傷害視網膜和視細胞。

高速相機拍攝的市場上大廠商LED閃爍光。
(4)高端LED台燈有調光功能，通過控製開關導通時間來控製亮度大小，高頻開關帶來高頻閃爍光，電腦，手機也是通過這種方式調光。

http://edu.sina.com.cn/zxx/2013-06-07/1015382961.shtml中國小學生近視率超30% 與電子產品有關, 電子產品調光都是高頻閃爍

市場上具有調光電路的LED電流和電壓波形                   

Ton是LED的導通時間，Toff是LED的關斷時間，Ts是打開關斷一次周期時間.Ts=Ton+Toff. 如果要求亮度調到50%，隻需要調節導通時間，使Ton/Ts=50%.

眼部肌肉已經跟不上高頻閃爍光，強光直接照在視網膜上，長久會感到刺眼，頭痛，視力下降。

IEEE國際電子工程師學會發現70赫茲以上的閃爍光會造成頭疼，眼睛疲勞。LED Lighting Flicker and Potential Health Concerns:

萊特州立大學和威斯康新大學做了研究，發現大多數動物長期周期性高頻光光照射可導致光感受細胞損傷。Retinal Light Damage: Mechanisms and Protection, Prog Retin Eye Res.2010 March;29(2):113-134 . Development of choroidal neovascularization in rats with advanced intense cyclic-light-induced retinal degeneration, Arch Ophthalmol 2010; 128(2):212-222.

佛羅裏達大學的眼科學係發現強光照射和年齡相關黃斑變性相關聯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.

法國醫生發現：所有的眼部結構，從角膜到視網膜層，都可以受到強光照射而損壞[9]. Eye and ultraviolet light, Rev Med Liege. 2005;60 Suppl 1:99-102.

2.市場上的LED燈珠光譜很多含有較強成分的藍光，有些含有紫外線，有些含有紅外線。較強成分的藍光可以造成視網膜黃斑病變。長久紅外線照射會造成晶狀體,視網膜損傷。紫外線長期照射會導致造成皮膚癌,白內障。

 

市場上LED光譜中含有較強藍光。

位於德克薩斯州，聖安東尼奧市Northrop Grumman信息技術公司做研究 收集的數據顯示:近紫外線,藍光產生眩光降低視覺性能。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

德克薩斯西南醫學中心發現強烈的藍色光可引起黃斑變性等視力問題。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.

 

3.有些LED開關電源不能達到電磁輻射安全標準, 有一定的電磁輻射, 長期影響健康。

 

 

4.對以上問題解決方案

 

(1). 不用交流電壓做電源，用直流電壓作電源，美國專利技術使得紋波是0，燈既沒有低頻閃爍，又沒有高頻閃爍.

Upright Lighting 護眼台燈LED燈上的直流電壓,                  

 

Upright Lighting 護眼台燈交流成分波形,燈上的紋波是0。

 

直流電壓值沒有任何微小電壓變化，紋波是0。以上是Upright Lighting 護眼台燈LED燈上的電壓, 采用專利技術實現紋波是0。示波器采用Tektronix TDS1001B. 專利技術除掉低頻，高頻閃爍光，最大限度減少眼睛的疲勞, 預防近視，減緩近視加深;

(2). 光譜在400鈉米和760納米之間,不含紫外線(紫外線波長大於760鈉米), 預防白內障;不含紅外線(紅外線波長小於400鈉米), 預防晶狀體蛋白質變性; 不含有害藍光,  預防黃斑病變。精選燈珠采用連續光譜模擬太陽光，沒有尖峰單色光分量，讓眼睛感覺燈光柔和，舒適;

 

 

光譜在400鈉米和760納米之間

理論在國際眼科雜誌發表，US National Library of Medicine, US National Institutes of Health收錄;

美國權威機構Underwriters  Laboratories (UL)認證電源，美國安全認證機構UL電磁測試證明符合國際安全標準

中國國家家用電器質量監督檢驗中心檢驗通過。美國專利US8659238B2  網站www.uprlt.com   Upright Lighting LLC

 

各種燈對健康不利的影響	白熾燈	日光燈	市場上LED	Upright Lighting LED	長期使用對視力和健康的影響
低頻閃爍光 Visible flicker	有	有些有	有些有	無	眼睛疲勞造成近視，降低讀書效果，對於敏感個人造成分心和幹擾，有些人會出現頭痛，偏頭痛，疲勞，癲癇甚至其它一些神經係統反應;
紅外線	有	無	有些有	無	晶狀體損傷，連續光波視網膜損傷，晶狀體蛋白變性和白內障
高頻閃爍光 Invisible flicker	無	有	有	無	視網膜變性，脈絡膜新生血管，頭痛和眼睛疲勞
周期性峰值瞬間強光	有	有	有	無	畏光，眼痛，流淚，幹眼，對角膜，晶狀體，玻璃體，視網膜，視細胞的損傷，角膜炎，黃斑變性，黃斑視網膜脈絡損傷
紫外線	無	有	有些有	無	白內障，早生老花眼，視網膜損傷，黃斑病變，慢性瞼緣炎，結膜炎，角膜炎，誘發皮膚癌
高幅值非安全藍光	有	有	有	無	降低視覺性能，損傷視網膜色素上皮細胞，造成細胞死亡； 造成黃斑變性
高幅值非安全電磁輻射	無	有	有些有	無	誘導細胞癌變，激素異常，鈣流失，老年癡呆，異常妊娠和異常分娩，高血壓和心髒疾病，電磁波過敏症，抑鬱症

 

一.下麵來談一談白熾燈，就是我們俗稱的燈泡。

白熾燈的電壓波形造成的閃爍光屬於低頻閃爍光 
白熾燈依靠燈絲達到幾千攝氏度的高溫發光，在這種高溫下還會發出紅外線。
1.低頻閃爍光
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)電壓加在燈絲上，燈達到最大亮度，當正弦電壓零點加在燈絲上，燈絲亮度最小；一秒亮度從峰值最亮，經過零點最暗，到達穀底最亮，經過零點最暗，到達峰值最亮有60次變化。(赫茲:一秒之內電壓從最高峰值電壓經過零點到最低穀底電壓，再經過零點回到峰值電壓次數。)


圖1.白熾燈60赫茲交流電壓波形
人的瞳孔在亮的時候會收縮，在暗的時候會擴張，波蘭Wroclaw技術大學測量了瞳孔大小與低頻光的明暗的關係。[1]
眼部肌肉一秒之內隨著亮度變化調節瞳孔收縮擴張120次，長久就會疲勞鬆弛而不能調節晶狀體看清遠處的東西，近視就造成了。
中國南通大學附屬醫學院發現低頻光對於老鼠造成近視。[2];澳大利亞La Trobe大學用小雞做實驗發現低頻光促進了近視。[3]

圖2.高速照相機下白熾燈閃爍光,低頻閃爍光下照片, 右邊是瞳孔在暗(darkness)時擴大和亮(light)時收縮的照片
http://en.wikipedia.org/wiki/Power-line_flicker網站解釋了電網中電壓變化因素導致閃爍。
2.紅外線
白熾燈依靠燈絲發熱達到幾千度以上來發光，會產生紅外線，長久紅外線照射會造成晶狀體,視網膜損傷。
瑞典烏普薩拉大學醫院神經眼科做了研究。一些科學的數據表明，近紅外輻射可能會導致在晶狀體的累積損傷[4].
德州大學奧斯汀分校的生物醫學工程部門做了試驗，發現1300nm紅外線對家兔視網膜造成損傷。 [5].
二.再來談談日光燈，就是我們常說的熒光燈, 節能燈或是燈管。
日光燈的電壓波形成的閃爍光是高頻閃爍光, 我們電腦屏幕在調光狀態下就是高頻閃爍光。
日光燈. 依靠高壓擊穿惰性氣體產生紫外線打在燈管內部熒光粉上發光，光線中含紫外線。

1.高頻交流電壓(高於1000赫茲)造成高頻閃爍光
震流器把頻率高於1000赫茲的交流正弦電壓加在熒光燈上，燈的亮度隨著電壓峰值到零點變化而變化，產生高頻閃爍光。


圖3.日光燈高頻交流電壓波形


圖4.高速相機拍攝的日光燈長燈管和彎曲形燈管的閃爍光。

眼部肌肉已經跟不上這麽高的頻率，強光直接照在視網膜上，長久會傷害視細胞，損傷視網膜,感到刺眼，頭痛，視力下降。許多小朋友玩手機，平板電腦，視力下降跟高頻閃爍光有關。
佛羅裏達大學的眼科學係發現強光照射和年齡相關黃斑變性相關聯，年齡相關黃斑變性是致盲主要因素，連續強光照射容易造成視網膜光化學損傷[6] 。 英國Essex大學，加拿大國家研究委員會，美國Northeast大學,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[7]。

2.紫外線
日光燈高壓擊穿惰性氣體產生紫外線，打在燈管壁熒光粉上發光，所以熒光燈發出的光中含紫外線，紫外線長期照射會導致造成皮膚癌，白內障。
因為日光中含有紫外線，眼科醫生建議戴墨鏡，抵擋紫外線，防止白內障。
紐約市Fordham大學自然科學係發現紫外線輻射是造成白內障和黃斑變性的危險因素。[8]

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