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常见的光源种类有哪些?各光源的优缺点是什么?

发布日期:2023-09-13 点击:289

随着技术的发展,光源的种类越来越多,不同的光源功能和使用场景也是不一样的。那么,常见的光源种类有哪些?各光源的优缺点是什么呢?本文从光谱(光线的成分)、均匀度、稳定性、显示指数、色温、能效等角度就行了简单总结。

1. 自然光

自然光来自于太阳的照射,并经过环境的反射和漫射进入视野。自然光是热发光,其光谱(光线成分)连续,色温和照度随时间、天气和环境而剧烈变化[1]。对于日常生活来说,自然光无疑是最佳的。

优点:是最环保的光能。其光谱连续、显色指数最高。光线均匀,照射面积极大,通常情况下不会产生对比度很大的阴影。

缺点:光线照度变化范围极大(几个-几万勒克斯),且极不稳定,随光照角度及天气因素变化极大。过强/过暗的自然光都不利于阅读、写字。此外,自然光中紫外线比较强,但比较容易过滤。

2. 白炽灯

白炽灯是最传统的钨丝灯,历史悠久。其发光原理是:钨丝通电后发热,再发光,所以白炽灯也是热发光,其光谱连续,色温基本恒定,是2700K左右。

优点:光谱连续、最接近于自然光;显色指数高。

缺点:能效最低:白炽灯的能效只有节能灯的1/5,LED灯的1/8左右。热效应比较明显,灯罩的设计要特别注意散热问题。热容量另外白炽灯的钨丝细长,玻璃脆弱,寿命较短。白炽灯有一定的频闪效应[3],但因其光谱连续,其频闪影响不大,是完全可接受的(全世界用了100多年呢)。

3. 卤素灯

卤素灯本质也是钨丝灯,是传统白炽灯的改进(在灯珠里有卤元素,会形成钨原子的内循环),其寿命比白炽灯明显延长,能效提高一倍左右,体积更小。卤素灯也是热发光,其光谱连续,色温是2700K左右。

优点:光谱与白炽灯相同,是连续的、最接近于自然光;显色指数高。卤素灯的频闪比白炽灯要小,完全可接受。

缺点:能效虽比白炽灯高,但还是只有节能灯的2/5,LED灯的1/4左右。热效应较明显,灯罩的设计也要注意散热问题。钨丝灯发光点较小,灯罩应采用散光片以使得照射区域光线均匀。

4. 日光灯

传统的日光灯是细长条的荧光灯管,采用电感镇流器和启辉器启动。其色温一般是6500K左右,属冷白色。

优点:能效相对较高;发光点比较大,不易产生对比度强的阴影。

缺点:光谱不连续;显示指数不高,发出的光线有100赫兹的闪烁(即频闪),且波动深度很大,达55%左右 [3],人眼能觉察得到,易产生眼疲劳,不利于近距离阅读/写字。通常用于公共照明。

5. 节能荧光灯(节能灯)

荧光节能灯是传统日光灯的改进,有U字形的,有细长条的、也有圆管形的。现代的节能灯一般采用三基色荧光灯管,其驱动电路一般采用电子镇流器。其色温一般有2700K(暖白),4500K(正白),和6500K(冷白)三类。

优点:能效高;光线比较稳定(频闪很小);显色指数较高,发光点较大,是室内照明比较理想的选择。

缺点:三基色光谱,不太连续;其驱动电路会产生电磁干扰信号(30-50kHz)[3]。

6. LED灯

LED灯是从2010年左右才兴起的,其能效非常高,热效应很小。因其体积小,可以做成各种形状。其驱动电路一般采用电子直流镇流器。其色温比较灵活,但一般分2700K(暖白,模拟白炽灯/卤素灯的色温),4500K(正白),和6500K(冷白)三类。

优点:成本低、能效高、光线稳定、体积小;灯具可以做得非常时尚(是很好的卖点)。

缺点:光谱不连续、较窄,其中蓝光成分较强。LED有光衰现象(亮度随时间推移而下降)。发光点较小,灯罩应采用散光片以使得照射区域光线均匀。LED灯的技术在不断的发展,在未来可能与OLED一起成为照明的主流光源。

特别注意:LED灯因为光谱不连续且很窄,一定要避免频闪问题。对于有频闪的LED灯,无论其品牌和价格如何,坚决扔掉。另外,对于儿童使用的LED灯,必须要通过蓝光安全性认证。

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