LED灯光频闪的全面评估及其影响

LED灯光频闪的全面评估及其影响

光源频闪指的是光强或亮度的快速且重复变化。这一现象在视觉上可被感知,并可能给某些人带来不适甚至健康问题。特别是在办公室、家庭和医疗环境等视觉舒适和安全至关重要的场所,解决频闪问题非常重要。过去,我们通常用光通量波动来描述频闪,但如今,概念如TLA(Temporal light artifact)、PstLM(Short Term Light Modulation Indicator)和SVM(Stroboscopic Visibility Measure)被用来评估光波动。在一些大型照明项目的招标中,这些概念的应用甚至是严格要求的。

TLA是指由于人类视觉系统与时间上变化的光源相互作用而产生的视觉干扰或幻象。这些幻象在观察光源运动或在快速变化过程中时尤为明显。TLA可以以多种方式表现,并已在数字显示、照明技术和其他视觉环境中进行研究。以下是一些常见的TLA示例:

  • 可见闪烁(Visible Flicker):当光源迅速在开和关或高低状态间交替时发生。在老式荧光灯或一些不保持恒定亮度水平的LED灯中尤为明显。长时间暴露于闪烁光源下可能会导致不适或头痛。
  • 频闪效应(Stroboscopic Effect):当光源的强度或颜色变化频率与摄像机或人眼的帧率相匹配或接近时发生。结果是,移动物体可能看起来以一种生硬或跳跃的方式移动。这种效应常在电影和视频录制中观察到。
  • 幻影阵列效应(Phantom Array Effect):这是一种人类视觉系统在快速移动或变化的光源下感知到网格或模式的工件。例如,当一排灯依次开启和关闭时可能发生。
  • 颜色幻影(Color Temporal Artifacts):一些具有动态变色能力(如智能照明系统)的照明系统在颜色转换过程中可能表现出TLA。快速的颜色变化可能导致幻影或观看者的不适。
  • 视觉残留(Temporal Afterimages):当人们暴露在强烈或快速变化的光源下时,可能会体验到残像,这是即使在光源消失后仍持续存在的视觉印象。在明亮、快速变化的光线条件下这种现象尤为明显。

了解和减轻TLA在包括照明设计、显示技术开发和视频制作等多个领域中都非常重要。工程师和设计师致力于最小化TLA,以提供舒适且视觉愉悦的体验。这可能涉及优化光源的时间特性、提高帧率或使用抗频闪技术。

在PstLM和SVM的概念出现之前,描述TLA的传统方式是讨论纹波,而没有考虑频率、物体移动速度或人类视觉敏感度等因素。

TLA频率光源人眼相关参数
Flickering0-2kHzStaticStaticModulation Depth and Flicker Index
Visual Flicker0-80HzStaticStaticPstLM
Stroboscopic Effect80-2kHzDynamicStaticSVM
Phantom Array Effect80-3kHzDynamicMovingResearching
Color Temporal Artifacts80-3kHzDynamicBothResearching
Temporal Afterimages80-3kHzDynamicBothResearching

PstLM Short (Term Light Modulation Indicator)是一个用于测量和评估低频率(0.05~80 Hz)光闪烁的指标。这个指标根据国际电工委员会(IEC)的相关标准,如IEC/TR 61547-1和IEC 61000-4-15,来量化照明产品的闪烁特性。PstLM考虑了人类大脑对光波动的解调和过滤能力,从而提供了一个更接近人类感知的频闪评估。

以 PstLM = 1 为限值,它表示在标准实验条件下,50%的实验者( 概率) 刚好感到闪烁现象;当 PstLM>1 时, 50%以上的观察者会感觉到频闪。PstLM的值越低,表示光源的闪烁对人眼的影响越小,因此在照明设计和产品选择中,追求较低的PstLM值是提高视觉舒适度和减少健康风险的重要因素。

SVM(Stroboscopic Visibility Measure)是一个用于评估照明产品中频闪效应的可见性的度量指标。它根据IEC TR 63158标准,主要用于测量动态光源(如LED灯)在80至2000赫兹(Hz)频率范围内的频闪效应。以 SVM 值判断频闪效应的可见性:SVM =1 时,刚好可见;SVM<1 时,不可见;SVM>1 时,可见。SVM考虑了人类的感知能力,通过量化光源的频闪特性来预测其对人眼的影响,以确保它们对用户的视觉舒适度和安全性不会产生负面影响。

Percent Flicker表示光输出在一定频率下的最大值与最小值之差相对于两者之和的百分比。这个指标直观地展示了光源强度的波动程度,是评估照明产品频闪特性的一个重要参数。较低的Percent Flicker值通常意味着较少的视觉干扰和更佳的视觉舒适度。

小结

PstLM和SVM是用于评估LED行业中TLA的两个新概念。正确理解和测量这两个指标将大大提高灯光性能和质量。然而,对于具有动态环境和移动观察者的不同 LED 灯应用,仍有许多工作要做。澳门太阳集团城网址972始终遵循最新的行业要求,并向市场提供合适的产品。

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