Какая лампа будет оптимальной для глаз? Лампа накаливания, флуоресцентный или светодиодный и т. Д.

1. Свет и влияние разных ламп на глаза
2. Исследование влияния мерцания света на зрение
3. Лампа накаливания приносит инфракрасный свет
4. Исследование инфракрасного воздействия на глаза
5. Флюоресцентная лампа
6. Исследования сильного светового воздействия на глаза
7. Лампа накаливания приносит ультрафиолетовый свет
8. Исследование воздействия ультрафиолета на глаза
9. Резонансный контур в люминесцентной лампе балласта генерирует высокочастотное электромагнитное излучение...
10. Яркость лампы меняется с высокой частотой выше 20 кГц, мерцание невидимое, мерцание
11. Исследования для высокочастотного циклического света
12. Светоизлучающий диод
13. Лампа приносит пульсации с низкой или высокой частотой
14. Исследование сильного красного, сильного зеленого и синего светового воздействия на глаза
15. Решение проблем выше

Свет может привести к повреждению посредством фототермического, фотомеханического и фотохимического механизмов. Мы называем это световой токсичностью.

Фототермическое повреждение происходит при передаче лучистой энергии, фотона, от света к ткани сетчатки; Воздействие солнечного света является фактором риска дегенерации желтого пятна.

Фотомеханическое повреждение относится к повреждению ткани в результате механических сжимающих или растягивающих сил, возникающих при быстром введении энергии в меланосомы пигментного эпителия сетчатки. Считается, что эти силы сжатия и растяжения генерируют звуковые переходные процессы или ударные волны, которые также могут привести к необратимому повреждению пигментного эпителия сетчатки или фоторецепторов.

Считается, что фотомеханическое повреждение вызвано высокой интенсивностью излучения в диапазоне мегаватт или тераватт на квадратный сантиметр и временем воздействия в диапазоне наносекунд до пикосекунд. Ущерб связан с мощностью, умножающей время экспозиции, поэтому для микросекунд (частота изменения света - мегагерц), излучения в диапазоне киловатт; для миллисекунд (частота колебаний света составляет килогерц (кГц), излучения в диапазоне нескольких ватт. Высокочастотное мерцание света при нескольких кГц мощностью более нескольких ватт вызовет фотомеханическое повреждение.

Фотохимическое повреждение связано как с длительным воздействием, так и с воздействием света на более низкой длине волны. Повреждение класса I характеризуется относительно низким уровнем освещенности (ниже 1 мВт / см2) белого света, и воздействие может происходить в течение нескольких часов или недель; Травма класса II характеризуется воздействием высокой интенсивности (выше 10 мВт / см2) белого света с пиковым спектром действия при более коротких длинах волн белого света [1] , Поэтому воздействие высокой интенсивности синего света вызывает фотохимическое повреждение.

Свет и влияние разных ламп на глаза

Лампа накаливания

С 1879 года Томас Эдисон изобрел первую коммерчески практичную лампу накаливания (патент США 223 898). Лампа часто подключается к сети переменного тока 220 В, 50 Гц или к сети переменного тока 110 Гц, 60 Гц. Напряжение, приложенное к лампе, показано в.

Форма волны напряжения на лампе накаливания: горизонтальная ось - время, вертикальная ось - напряжение.

Лампа накаливания приносит «мерцание света» с низкой частотой (50 или 60 Гц): яркость лампы пропорциональна величине напряжения на лампе. Яркость возрастает до максимума, когда напряжение достигает пика; яркость падает до минимума, когда напряжение пересекает 0 вольт.

Для 220 AC вольт 50 Гц яркость изменяется от яркости к темноте вперед и назад в течение 50 раз в секунду. Этот вид света является «мерцающим светом» с низкой частотой.

Зрачок человеческого глаза будет уменьшаться при ярком освещении и расширяться в темноте. Через секунду зрачок будет уменьшаться и расширяться в 50 раз с изменением яркости лампы. Поэтому глаза постоянно корректируют зрачок и очень устают, что в конечном итоге приводит к расслаблению глазных мышц. Тогда глаза не могут эффективно регулировать зрачок и возникает миопия.

Исследование влияния мерцания света на зрение

Университет Наньтун в Китае обнаружил, что близорукость может быть вызвана низкочастотным «мерцанием света» [2] , Университет Ла Троб в Австралии обнаружил, что низкочастотная временная модуляция света способствует сдвигу близорукости [3] , Университет штата Огайо обнаружил, что очень близорукие люди подвержены большему риску возникновения некоторых угрожающих зрению проблем, таких как отслойка сетчатки, атрофия хориоидеи, катаракта и глаукома [4] , Университет Дьюка обнаружил, что близорукость высокого уровня является основной причиной слепоты [5] ,

Лампа накаливания приносит инфракрасный свет

Нить накаливания лампы накаливания может достигать тысяч градусов Цельсия, а энергия, создаваемая галогенными лампами, находится в форме инфракрасного излучения (тепла). Инфракрасное излучение, вызывающее катаракту, имеет длину волны 1 500-800 мкм. Эта часть коротковолнового инфракрасного излучения может проникать через роговицу, после чего поглощается линзой. В результате тепловые эффекты вызывают денатурацию хрусталика и катаракту через длительное время. Это фототермическое повреждение.

Исследование инфракрасного воздействия на глаза

Упсальский университет в Швеции обнаружил, что ближнее инфракрасное излучение может вызвать кумулятивное повреждение глазной линзы [6] , Отдел биомедицинской инженерии Техасского университета в Остине провел эксперимент и обнаружил, что данные о повреждении глаз 1300 нм дали необычные характеристики, при которых повреждение сетчатки в непрерывных волнах наблюдалось на моделях кроликов. [7] ,

Флюоресцентная лампа

Джордж Инман изобрел люминесцентную лампу (патент США 2 259 040), которая впервые была продана в 1938 году.

Люминесцентная лампа использует балласт для создания переменного напряжения выше 20 кГц, оригинальная люминесцентная лампа имеет высокочастотное напряжение внутри низкочастотной оболочки. Поздняя коррекция коэффициента мощности (PFC) добавлена ​​в люминесцентную лампу, так что новая люминесцентная лампа имеет только высокочастотное напряжение на лампе. Форма сигнала напряжения показана в.

Форма волны напряжения люминесцентной лампы: время по горизонтальной оси; напряжение по вертикальной оси.

Люминесцентная лампа приносит «мерцающий свет» с высокой частотой. Высокочастотный мерцающий свет с частотой несколько кГц и мощностью более нескольких ватт вызовет фотомеханическое повреждение.

Изменения освещенности настолько быстрые, что глаза не могут не отставать, поэтому зрачки не будут сжиматься даже в условиях сильного пикового освещения. Сильный свет будет проецироваться на сетчатке, и сетчатка будет повреждена через долгое время. Пиковое напряжение переменного тока вызывает блики на сетчатке и сухость глаз. Между тем, сильный яркий свет вызывает задержку на сетчатке, сокращение мышц глаз и ускоряет снижение зрения. Длительный свет высокой яркости может вызвать кератит (некроз эпидермиса роговицы, потеря), боль в глазах, светобоязнь и слезотечение.

Сильные световые эффекты: 1) повреждение роговицы; 2) повреждение хрусталика, в основном при термических повреждениях, грязь задней субкапсулярной коры, в среднем 10 лет формирования катаракты; 3) повреждение стекловидного тела; 4) повреждение сетчатки, вызывающее повреждение сетчатки макулы сетчатки, потерю центрального зрения, такие же, как при затмении ретинит, или даже слепоту в течение длительного времени.

Исследования сильного светового воздействия на глаза

Государственный университет Райта и Университет Висконсина / Ошкош провели исследования и обнаружили, что у большинства видов длительное интенсивное воздействие видимого света может привести к повреждению фоторецепторных клеток. [8] ,

Кафедра офтальмологии Медицинского колледжа Университета Флориды обнаружила связь между серьезностью воздействия света и возрастной дегенерацией желтого пятна, которая является основной причиной слепоты [9] ,

Служба офтальмологии, CHU Sart Tilman, Льеж, французские врачи обнаружили: все глазные структуры, от роговицы до слоя сетчатки, могут быть повреждены при воздействии светового излучения. Острый кератит в сочетании с конъюнктивитом будет результатом интенсивного фотонного воздействия [10] ,

Лампа накаливания приносит ультрафиолетовый свет

Электрический ток (в газе) возбуждает пары ртути, которые производят коротковолновое ультрафиолетовое излучение, которое затем вызывает флуоресценцию люминофорного покрытия на внутренней стороне колбы, создавая видимый свет. Так люминесцентные лампы излучают ультрафиолет (УФ).

Длительное воздействие ультрафиолетового света может вызвать катаракту, макулярную болезнь, ухудшение зрения и симптомы искажения изображения. Длительное ультрафиолетовое излучение может вызвать старение кожи и рак кожи.

Длительное повторное ультрафиолетовое излучение может вызвать хронический блефарит, конъюнктивит, эластичность конъюнктивы и потерю блеска, а также гиперплазию пигмента. Вызванная ультрафиолетом электрическая фотофтальмия является распространенным заболеванием глаз.

Ультрафиолетовое излучение может вызвать солнечную офтальмию, актинический конъюнктивит, электрическую офтальмию, проблесковый глаз, дуговой глаз, проблесковый глаз сварщика и промышленную фотофтальмию и т . Д. Все это называют привычной системой электрической офтальмологии, ультрафиолетового излучения, кератоконъюнктивитом.

Исследование воздействия ультрафиолета на глаза

Служба офтальмологии, CHU Salt Tilman, Liege, французские врачи провели исследование и обнаружили: птеригион с большей вероятностью представляет собой следствие хронического воздействия ультрафиолетовых лучей. Воздействие ультрафиолетовых лучей было связано с появлением типичных желтых пигментов ядерной катаракты. На прогрессирование дегенерации сетчатки может влиять неконтролируемое воздействие ультрафиолетовых лучей. [10] ,

Департамент естественных наук, Университет Фордхэм, Нью-Йорк обнаружил, что ультрафиолетовое излучение также является фактором риска повреждения сетчатки у детей. Удаление этих длин волн из глазного воздействия значительно уменьшит риск ранней катаракты и повреждения сетчатки [11] ,

Резонансный контур в люминесцентной лампе балласта генерирует высокочастотное электромагнитное излучение

Мобильный телефон GSM имеет максимальную мгновенную мощность 2 Вт. Мобильные телефоны CDMA и GSM имеют постоянную мощность 0,2 Вт. 3G телефоны имеют меньшую мощность. В 1985 году американские ученые Линн предположили, что электромагнитное излучение от сотового телефона может вызвать рак. Мощность люминесцентной лампы намного превышает 2 Вт и включается дольше, чем сотовый телефон.

В последние годы в США обнаружилось воздействие электромагнитного излучения на организм человека: 1) индукция клеточного рака; 2) ненормальный гормон; 3) интенсивная потеря кальция; 4) вызывая деменцию; 5) ненормальная беременность и ненормальные роды; 6) высокое кровяное давление и болезни сердца; 7) электромагнитная гиперчувствительность; 8) увеличение депрессии.

Яркость лампы меняется с высокой частотой выше 20 кГц, мерцание невидимое, мерцание

PAR1789 из IEEE обнаружил мерцание от электрического света, видимое или невидимое мерцание, для некоторых групп населения это может быть пусковым механизмом для головной боли, мигрени, усталости, эпилепсии и других неврологических реакций.

Показано, что мерцание ухудшает производительность чтения, отвлекает или раздражает чувствительных людей (в том числе незначительные изменения в поведении уязвимых групп) и взаимодействует с движущимися механизмами, чтобы подвергать опасности промышленных рабочих IEEE PAR1789, 2010; Veitch, 1995) для обширного списка ссылок на влияние мерцания на здоровье).

В связи с «невидимым» мерцанием возникает обеспокоенность по поводу воздействия освещения на здоровье (IEEE PAR1789, 2010). Большинство людей не способны воспринимать мерцание в свете выше 60-90 Гц, но все еще остаются измеримые биологические эффекты выше критической частоты синтеза. Ответы электроретинограммы (ERG) показывают, что невидимое мерцание передается через сетчатку (Berman, 1991). Некоторые исследователи показали, что это мерцание может привести к головным болям и усталости глаз (IEEE PAR1789, 2010; Wilkins 2010) [12] ,

Исследования для высокочастотного циклического света

Университет Висконсина, последние работы Альберта и др. [13] показал развитие прогрессирующих стадий дегенерации сетчатки и хориоидальной неоваскуляризации после длительного интенсивного воздействия циклического света у крыс-альбиносов.

Светоизлучающий диод

Ник Холоньяк-младший (родился 3 ноября 1928 года в Зейглере, штат Иллинойс) изобрел первый практически полезный видимый светодиод (патент США 3249473) в 1962 году.

Лампа приносит пульсации с низкой или высокой частотой

Импульсный источник питания используется для подачи постоянного напряжения на светодиод. Хотя напряжение постоянного тока имеет низкую частоту или высокочастотную пульсацию, чтобы вызвать изменение яркости, величина пульсации намного меньше величины напряжения переменного тока люминесцентной лампы. И это может сэкономить энергию и энергию. Форма сигнала напряжения на светодиодной лампе показана на рис.

Напряжение светодиода: горизонтальная ось - время, вертикальная ось - напряжение.

Низкочастотное колебание пульсаций приводит к тому, что зрачок постоянно регулируется, что приводит к напряжению глаз и близорукости, высокочастотное пульсации приводит к тому, что зрачок не может продолжать регулировку, сильный свет на сетчатке повреждает сетчатку. Высокочастотная пульсация - невидимая пульсация. Высокочастотный мерцающий свет с частотой несколько кГц и мощностью более нескольких ватт вызовет фотомеханическое повреждение.

Мерцание выходной пульсации: соотношение между током и напряжением светодиода экспоненциально, поэтому небольшой дрейф пульсаций напряжения может вызвать многократное изменение тока. Диод Шокли Описывает отношение тока к напряжению для светоизлучающего диода:

I = Is × (эВ / ( n × VT) -1), I - ток диода, IS - ток насыщения обратного смещения (или ток шкалы), V - напряжение на диоде, VT - тепловое напряжение, VT = 25,85 мВ, n - фактор идеальности, n = 1-2.

Ток против напряжения является экспоненциальной кривой. Когда напряжение немного меняется, ток резко меняется.

Из, мы видим, что большинство источников питания имеет некоторую пульсацию напряжения. Пульсация представляет собой небольшое изменение напряжения вблизи напряжения постоянного тока на светодиодных лампах. Исходя из этого, мы видим, что когда напряжение на светодиоде незначительно меняется с Va на Vb, ток на светодиодах резко меняется с ia на ib. Яркость пропорциональна выходной мощности. Когда вы рисуете горизонтальную линию от рабочей точки до текущей оси и рисуете вертикальную линию от рабочей точки до оси напряжения. Выходная мощность рабочей точки - это площадь прямоугольника, составленная из этих двух линий, оси тока и оси напряжения. Мы можем видеть, когда рабочая точка меняется с a на b, площадь увеличивается как минимум на 1/3. Яркость увеличивается как минимум на 1/3.

Ток против напряжения для светодиода.

Если такое изменение яркости происходит на низкой частоте, зрачки будут продолжать регулироваться и вызывать напряжение глаз. В течение длительного времени возникает миопия.

Если такое изменение яркости происходит с высокой частотой, зрачок не успевает, это повредит сетчатку. Высокочастотный мерцающий свет с частотой несколько кГц и мощностью более нескольких ватт вызовет фотомеханическое повреждение.

Университет Висконсина, последние работы Альберта и др. [13] показал развитие прогрессирующих стадий дегенерации сетчатки и хориоидальной неоваскуляризации после длительного интенсивного воздействия циклического света у крыс-альбиносов.

Арнольд Уилкинс, кафедра психологии, Университет Эссекса, Великобритания; Дженнифер Вейч, Национальный исследовательский совет Канады, Оттава, Канада и Брэд Леман, кафедра Elect. & Comp. Анг, Северо-Восточный университет, США, провел исследование по мерцанию светодиодов на здоровье: низкочастотное мерцание между 3 и 70 Гц может вызвать судороги; невидимое мерцание (70 Гц) выше может вызвать недомогание, головную боль и ухудшение зрения [14] ,

Рыночные светодиодные лампы содержат низкочастотное видимое мерцание, высокочастотное невидимое мерцание, ультрафиолетовое, инфракрасное излучение, ярко-красный, ярко-зеленый или сильный синий свет, которые вредны для глаз человека.

Исследование сильного красного, сильного зеленого и синего светового воздействия на глаза

Медицинский колледж Пекинского союза обнаружил, что сильный монохроматический красный цвет способствует смещению близорукости морских свинок [15] ,

Университет Фудан обнаружил, что монотонный зеленый свет участвует в развитии близорукости [16] ,

North Grumman Information Technology в Техасе, США, обнаружил, что монохроматический синий яркий свет «может вызвать тусклый блик, достаточно интенсивный, чтобы ухудшить визуальные характеристики [17] ,

Юго-западный медицинский центр Техасского университета обнаружил, что монотонный синий свет может вызвать дегенерацию желтого пятна и другие проблемы со зрением [18] ,

Каролинский институт в Швеции обнаружил, что синий свет вызывает фотохимическое повреждение и апоптотическую гибель клеток [19] ,

Национальный институт окружающей среды обнаружил, что синий свет вызывает травмы сетчатки [20] ,

Колумбийский университет в США обнаружил, что синий свет вызывает повреждение пигментированных эпителиальных клеток сетчатки [21] ,

Некоторые светодиодные импульсные источники питания создают сильное электромагнитное излучение, превышающее международный стандарт. Сильное электромагнитное излучение может вызвать рак.

Способ Market Dimming обеспечивает высокочастотное мерцание яркости путем включения и выключения регулятора яркости с высокой частотой. Высокочастотное мерцание повредит сетчатку.

Светодиод включается на время Ton и выключается на время Toff. Ton + Toff = Ts, Ts - период переключения. В течение времени Ton ток через светодиодную лампу равен Io, напряжение на светодиодной лампе равно Vo, выходная мощность светодиодной лампы равна Po = VoIo; В течение времени Toff ток через светодиодную лампу равен 0, напряжение на светодиодной лампе меньше порогового напряжения, выходная мощность светодиодной лампы равна 0. Процесс повторяется для следующего цикла и так далее. Яркость лампы пропорциональна средней мощности светодиода. Средняя мощность P = (IoVoTon + 0) / Ts, P = IoVoTon / Ts. Пусть D = Тонн / Ц, P = IoVo D; Рабочий цикл - это отношение продолжительности включения светодиода к общему периоду переключения. Таким образом, яркость можно регулировать, регулируя рабочий цикл D с высокой частотой. Зрачки не успевают, сильный свет повредит сетчатку.

Форма сигнала Io и Vo для светодиода отображается как.

Ток через светодиод и напряжение на светодиоде во время затемнения для светодиода на рынке.

Io - ток через светодиод, а Vo - напряжение через светодиод; Ton - это время, когда светодиод включен, а Toff - время, когда светодиод выключен; Ts - период переключения.

Батарея без обратной связи приведет к изменению напряжения и вызовет мерцание низкой частоты. Низкочастотное мерцание вызывает напряжение глаз и близорукость.

Решение проблем выше

Интегральный регулятор напряжения используется компанией с вертикальным освещением для устранения мерцания. Там нет низкочастотного или высокочастотного пульсации. Яркость светодиодной лампы постоянна, а зрение максимально защищено.

Передаточная функция: Vout / Vin = Gmp × ro-pass / (Aol × B) + (1 / B) × (Vref / Vin); Aol низкочастотный открытый коэффициент усиления,

Gmp - коэффициент трансдуктивности Gmp = Id / Vgs, ro-pass - выходное сопротивление и имеет очень малое значение; B - коэффициент деления напряжения обратной связи, Vref можно считать 0 для Vref, не изменяется с частотой. Vout / Vin = Gmp × ro-pass / (Aol × B), Aol составляет около 100 000–1 000 000, но Gmp = 0,3 мс, ro-pass = 1-2 мОм, очень мало. То есть Вут / Вин = 0,3м × 2м / 100 000 = 6/1 000 000 000 000 почти 0.

Vout почти 0 для сигнала между низкой частотой и высокой частотой, светодиод не имеет пульсации.

Измерение формы волны напряжения светодиода показано на рис.

Вертикальное освещение ООО светодиодное напряжение постоянного тока без пульсации.

Черная жирная линия - это напряжение постоянного тока на светодиодной лампе. Напряжение на светодиоде постоянно без пульсаций. Выбран светодиодный материал премиум-класса, который не содержит ультрафиолетового, инфракрасного, ярко-красного, ярко-зеленого или ярко-синего света, вредного для глаз человека. Синий свет минимизирован, а распределение энергии оптимизировано. Оптимизированный фильтр разработан ООО «Вертикальное освещение» для удовлетворения электромагнитного стандарта и решения проблемы электромагнитного излучения. Вертикальное освещение ООО изменило ток через светодиод на затемнение без переключения. Увеличьте ток, чтобы сделать лампу ярче, и уменьшите ток, чтобы уменьшить яркость лампы без включения / выключения лампы. Таким образом, нет мерцания во время затемнения.

Похожие

Комментарии