图片Scott A. Read Light Exposure and Eye Growth in Childhood IOVS jOctober 2015 Vol. 56 No. 11 6780
除了光照度,光谱学说也是一大热门话题。我们熟悉的阳光按照波长可以分为:紫外光(UVR 波长 400nm以下)、可见光(VIS 波长380~760nm)以及红外光(IR 波长760nm以上),其中可见光(即红、橙、黄、绿、蓝、紫)波长在380~760nm之间,占全部太阳光的52%,不可见光中红外线占43%,紫外线占5%。
虽然现在我们并不清楚到底是哪一段波长的阳光对近视防控有决定性的意义(有说蓝紫光等短波长光有利,也有说红光等长波长光有利)。但是目前普遍认为光谱越全越接近太阳光防控效果就越好。
普通照明灯的光照度和光谱
落地护眼灯的光照度和光谱
而2022年新加坡国立大学、新加坡国家眼科研究所的一篇论文也发现,在相同的光照度下,在全光谱灯下饲养的小鸡,它们的眼轴增长更慢,科学家们甚至观察到眼轴有少许回退的现象。
图片Arumugam R. Muralidharan. Recovery From Form-Deprivation Myopia in Chicks Is Dependent Upon the Fullness and Correlated Color Temperature of the Light Spectrum. IOVS | February 2022 | Vol. 63 | No. 2 | Article 16 | 2
因此理论上来说一台真正靠谱的护眼灯必须具备两大条件:充足的光照度和光照面积以及尽可能的接近太阳的全光谱。
而按照现有的科技水平,要达到这样的条件,制造成本会很高,那些售价在三位数甚至二位数的所谓的全光谱大路灯几乎不可能实现,所以杨医生才说非常便宜的大路灯一定是智商税。
那制造成本主要贵在哪里呢?
1. 灯珠:为了要获得近似太阳光谱的高显色性全光谱灯,目前主流的制作方法是通过LED灯芯片释放蓝光或紫光激发不同的荧光粉,从而形成不同波长的光。理论上来说,光谱越完整、越连续,需要的荧光粉种类越多,量也相对越大。
用于制作全光谱灯的荧光粉
图片陈晓霞. 全光谱 LED 照明用荧光粉发展现状及趋势.中国工程科学 2020 年 第 22 卷 第 2 期
而不同材质LED荧光粉由于耐热、耐腐蚀性各不相同,它们的衰减度也不一样。这就会出现全光谱LED的光谱随温度和使用时间的延长而出现缺失,因此高品质全光谱灯要尽可能保证所用到的荧光粉衰减速度相近,就需要一些技术手段改善,诸如提高荧光粉晶格完整性、表面的包覆处理等。
不夸张的说LED灯珠是大路灯的灵魂,也是核心竞争力,好的灯珠和差的灯珠无论在光谱全面性、照明亮度及使用寿命上,有着天差地别的不同。
2. 灯珠数量和排列方法:因为大路灯需要生成足够的光照,和足够宽和连续的光谱,因此就需要一定数量的LED灯珠。理论上来说,灯珠的数量越多,能达成的光照度也会越高、光谱也会越全。此外,灯珠的数量多了,单个灯珠的损耗也会越小,荧光粉的衰减也会越慢,灯的使用寿命也会越长。但是灯珠装多了,功率就会上去,适配器也会要求做大,灯条的导热系数也要增加,无形中,灯的成本就会增加。因此为了控制灯珠数量,又出现了两种主要的灯珠排列发光法:侧排发光和直排发光。
侧排发光
直排发光
直排发光法的优点是灯光直射,减少了光线的散射和损失,同样数目的灯珠下,直排会比侧排发光的光照度更亮。另外,直排发光有较大的散热区,因此对灯罩材料的散热要求较低。但是直排发出的光线直接而强烈,容易产生眩光,不太适合需要长期舒适用眼的要求。
而侧排发光法的优点是由于光是从侧面发出,确保了整个照明区域得到均等的光线分布,减少了光线的不均匀现象。此外,侧发光的光线更为柔和,从而减少了眩光可能,更适合长时间阅读用眼的要求。但是,侧排发光单位灯珠的照明能力比直排发光要低,为了达到足够的照明度,就需要