眩光及其产生原因.pdf

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1、-眩光及其产生原因眩光及其产生原因国际照明委员会(CIE) 编辑的国际照明工程词汇中对于眩光作了以下的定义:眩光是一种视觉条件。 这种条件的形成是由于亮度分布不适当,或亮度变化的幅度太大,或空间、时间上存在着极端的比照,以致引起不舒适或降低观察重要物体的能力, 或同时产生这两种现象。眩光就是通常所说的晃眼,它会使人感到刺眼,引起眼睛酸痛、流泪和视力降低,甚至可因明暗不能适应而丧失明视能力。眩光有两种:直接眩光和反射眩光。由高亮度光源的光线直接进入人眼内所引起的眩光称为直接眩光;光源通过光泽外表,特别是抛光金属如镜面反射进入人眼引起的眩光称为反射眩光。产生眩光的原因主要有视觉光环境因素和生理因素

2、两方面。 从视觉光环境来说,如由于周围环境较暗时,眼的适应亮度很低,即使是亮度较暗的灯光,也会有明显的眩光。 再如由于灯具的位置或者视距不当,使光源的亮光直接或间接经过镜面物反射进入人眼,都会产生显著的眩光。其次如发生在视觉作业本身的弱镜面反射而形成的一种特殊眩光光幕,如在看书时由于纸张的弱镜面反射,好似在书面上蒙上了一层光幕;从生理因素方面来说,由于人眼受高亮度的刺激,促使瞳孔缩小顺应状态变坏,使眼睛感到不舒适或者有可能导致视网膜损伤(人眼能承受的最大的光亮度值约106cd/ m2 ,超过此值视网膜会受损) 。另外,由于亮度过大.z.-时,眼角膜和晶状体会产生光散射,从而形成光幕影响视觉。眩

3、光的限制眩光的限制眩光与发光体的亮度、视角、出现的位置和眼睛的亮度适应水平有关,所以眩光的限制应分别从光源、灯具、照明方式等方面进展,也可在室内装修中配合控制。在光源方面,选用不同的类型,就会有不同程度的眩光效应。 光源的亮度是产生眩光的主要原因之一,周围暗,眼睛适应越暗,眩光越显著; 光源亮度越高,眩光越显著;光源越接近视线,眩光越显著;光源面积越大,距离眼睛越近,眩光越显著。光源的眩光限制,应该从光源本身的制造及工艺上入手。 一般措施有:在玻璃灯壳内镀金属层,以挡住高亮度的灯丝,用乳白色玻璃等遮光材料作灯壳,在灯管内壁涂以荧光材料,加大光源的发光面积等。灯具产生眩光的主要因素是多方面的。在

4、进展室内光环境设计时,应该全面考虑灯具的各种特性。 比方将带有格栅的嵌入式灯具布置成发光带,可限制眩光,并且获得感官上的舒适。同样,为了防止直接眩光,可选用装有漫射玻璃的灯具;为防止反射眩光,可选用有漫射照明装置的灯具。此外,灯具保护角也可起到限制眩光的作用,在选取中也应加以考虑。所以,我们应结合视觉工作特点、环境因素及经济因素来选择灯具,这对提高光环境质量有着非常重要的意义。 具体来说,在灯具方面可从灯具的材料、数量、位置及方向等因素入手:.z.-(1) 灯具的材料:可以利用它的化学性质来降低外表亮度,常用磨砂玻璃、乳白玻璃、塑料等材料;(2) 灯具的构造:可做遮光罩或格栅,并具有一定的保护

5、角;(3) 灯具的数量:灯具数量越多,则造成眩光的可能性也越大;(4) 灯具的位置:灯具位置越高,则眩光的可能性就小。间接型灯具是用不透光材料作成,几乎全部光线都射向上半球。由于光线是经顶棚反射到工作面,因此扩散性很好,光线柔和而均匀,并且完全防止了灯具的眩光作用。 采用半透明材料如磨砂或乳白玻璃、塑料、纸、乔其纱等制成各种形式的灯具遮蔽光源,降低灯具的外表亮度。当然,限制眩光最常用的方法是使灯具有一定的保护角,并配适宜当的安装位置和悬挂高度,或限制灯具的外表亮度。灯罩或灯具下设置的格栅要特别注意其保护角(即光源下端和灯具下缘的连线与水平线的夹角) ,一般要求在1545之间时才能有效地限制或消

6、除眩光。此外,也可以尽量选择光线扩散较均匀或有局部光线射向顶棚的灯具,以减少室内空间的亮度差,做到减少甚至完全防止眩光。选择恰当的透光材料和控制保护角这两种方法,可以单独使用,也可综合使用。选用灯具时,应按限制眩光的要求来选用灯具.z.-的型式和功率。假设此二者还不能满足限制眩光的要求,可以改变灯具的挂高,使之处于眩光危害较小区域。灯具的最低悬挂高度是根据在中等眩光区至微弱眩光区(2745) ,以及活动范围在612m 之内决定的。还要考虑防止碰撞和触电等电气平安的要求。一般来讲,外表亮度大的或保护角小的灯具应挂得高一些,一般灯具的悬挂高度为2. 44. 0m。总之,灯具应符合限制眩光要求的最低

7、悬挂高度(可查阅相关资料) 。在照明方式的选取上,通过隐蔽光源或降低光源的亮度可以减少眩光的危害。在室内装修时,亦可调节室内环境的亮度,以减少眩光的危害。可设法增加室内各外表的亮度,或减少光源及其周围的亮度比照,以取得适宜的亮度平衡。住宅室内应采取适宜的环境亮度分布,控制视觉工作的环境亮度比。一般情况下理想的亮度比为1/ 55 ,最低允许亮度比为1/ 1010。因此要尽量防止选用有光泽或大面积反光的材料,以免出现眩光。这就要求选取适宜的墙面、顶棚和地面材料的颜色和反光系数。如墙面,宜采用白色或淡色的粉刷、壁纸、石膏板等,通过光的屡次反射来限制环境亮度。反光系数宜在0. 30. 5 之间,不能过

8、高,否则会产生反射眩光。.z.-为保持环境亮度的平衡,还要考虑照度和反光系数的关系。外表受到的照度高时,可采用低反光系数的材料;反之,假设外表照度低,可采用高反光系数的材料。室内有光泽的外表很容易产生镜面反射,产生反射眩光。为此,各种装修或家具外表不宜采用有光泽的材料或涂料,还要调整有玻璃的家具物品与光源的相对位置,控制它们产生的反射眩光。一般照明中忌讳亮度比照过大,否则影响视度。但在艺术照明中往往利用一定的亮度比照来到达强调的目的。一个美丽动人的艺术灯具,常是引人注目的欣赏对象。为了取得华美、生动的闪烁效果,艺术灯具上常使用一些有光泽的材料,如晶体玻璃、 镀金铁件等,使其产生高亮度,视觉上虽

9、受到了一点影响,欣赏心理上却得到了满足。 但仍然应注意亮度比照不能过大,否则将产生眩光而影响欣赏。 我们知道,反射眩光是由明亮光源的光线经光泽外表反射刺激人眼所造成的眩光感觉。它有可能使人产生轻度的精神松散,并可能产生严重的不舒适感。 由视看物体上产生的反射现象又叫光幕反射,严重时光幕反射会使书本上的字迹不能识别。这就需要合理选择看书的位置,或调整一下光源、视看物体和人眼三者的角度来消除光幕反射。 比方在悬吊式灯下看书,当书出现光幕反射而使字迹模糊不清时,只要移动一下位置,或改变一下姿势就可见效。用台.z.-灯照明时,最好将台灯放在左角上,同时要使书本与台有适当距离。如有光幕反射现象,将台灯稍

10、移动一下就可消除。值得注意的是用铅笔写的字,因颜色浅,而且石墨有金属光泽,在灯光下识别较困难。因此学生们在灯光下写字宜用钢笔或圆珠笔,不宜用铅笔。又比方,看电视视觉高度集中且时间长,如果室内完全不用灯光,会因电视亮度比照过大而产生相当严重的眩光,因此看电视时周围环境应保持有照度为510l* 的灯具,最好是调光灯具,适当增减灯光。 灯具的高度以不在屏幕上产生灯影为宜,越高效果越好。 要选择眩光少的深罩型呈乳白色半透明型灯具,也可采用弱照明的顶部灯、 台灯、落地灯、壁灯等,以创造出一个宽绰舒适的空间。卧室是休息和睡眠的场所,所以应选用对创造安静柔和的光环境有效的灯具及照明方式。如果卧室不作其他功能

11、使用,可以不设置顶部照明,以防止人在卧床时光源进入人的视觉范围而产生眩光。 如设置顶部照明,应选用眩光少的深罩型或乳白色半透明型灯具,并且不要设置在人卧床时头部的上方。在床头可设计台灯、壁灯或落地灯,便于人在卧床时进展阅读及对床周围环境的照明,也可创造出宽绰舒闲的感觉。 梳妆照明的照度一般在200l* 以上,梳妆镜灯具常采用漫反射型乳白玻璃罩壁灯,光源宜选用白炽灯或三基色荧光灯。灯具应安装在镜子的上方,在60的视野立体角之外,灯光应直射人的脸部,不应射光镜面,以免产生眩光。眩光是影.z.-响照明质量最重要的因素之一。 为了提高家庭居室照明质量,必须采取合理限制或防止眩光的措施,根据各自的爱好,

12、因人、依条件而创造出良好的照明环境。很多验光师在实际工作中都会遇到以下的情景：顾客选择了半框或者无框镜架。在验光光度和加工参数都正常的情况下，总觉得不舒适，有虚影的感觉。面对这种情况，有经历的加工师可能会将镜片边缘磨砂化处理，这样做就是为了消除镜片周边区的眩光，然后顾客感觉会好很多。1 眩光引起的不良反响眩光经常用来描述比照度降低后引起的视觉不适现象。如在室外打羽毛球时，人眼在对着阳光时看不到羽毛球。过量的强光进入人眼后漂白视锥细胞中视紫蓝质醛化反响过迅速视网膜，降低了所要注视的场景的比照度。低比照度的羽毛球被视野中的强光遮蔽，人眼无法分辨出球的运动轨迹，出现假失明的现象。同时还会出现由强光造

13、成视网膜糖解反响加快，动眼三联征强化后出现眼周疲劳病症，如眼部酸痛、头皮拉紧等不适感觉。2 眩光形成的因素眩光形成既有外部因素也有内部因素。外部因素是指由直接和间接地外部强光源照射引起，像太阳和.z.-灯光等直接光源，也可以是平滑材料或水面、雪面的间接反射光等。内部原因主要是指由眼内各屈光介质或各屈光界面，对入射光产生漫反射而造成。这种眩光随年纪增大表现更为明显。3 眩光的分类眩光主要分4 种：失能性眩光、不适性眩光、光适应性眩光和医源性眩光。失能性眩光是因为外眩光光源引起的视功能降低，常见的例子是由光照射在脏的挡风玻璃上而产生实例的丧失。不适应性眩光是指在亮光的情况下出现的不舒适感觉，与一直

14、注视固定高亮度区域有关，如阳光下看书。这种不适应可以通过视觉逃避防止视力丧失。光适应性眩光，是指当人从暗的地方到亮的地方后出现视力下降，这是因为眩光光源的余像产生中心暗点，当光源离开时还依然短暂存在。患者有黄斑疾病时表现更明显。医源性眩光多数由于眼部手术或不适宜的眼镜等原因引起。特别是近年来出现的准分子激光手术，治疗近视眼的同时也产生了许多矢深过陡型眩光，表现为日间畏光、夜间驾驶困难。4 眩光的危害下面笔者从验光师的角度阐述眩光常见的危害。4.1 眩光可致屈光不正.z.-在正常的人工照明中，适合人眼的光照照度为100300Lu*，光线闪频在150Hz。如果照度过强或闪频缺乏，易使眼睛疲劳引发近

15、视类的屈光不正。如在太阳光下或不合格的护眼灯下看书，一些电子产品因为颜色变化率快也易引起视觉疲劳。4.2 眩光可导致视功能障碍环境中的强光会损害婴幼儿稚嫩的视网膜组织。老年人因为视网膜的新陈代谢功能下降导致强光造成的损伤修复能力下降，从而造成不可逆性损伤。对于成年人，眩光可致疲劳性肌张力过强，对调节功能造成损伤，久之视功能会下降，多见于室外工作者和职业驾驶群体。4.3 眩光会诱发神经系统和生物钟的紊乱这里眩光表现为光污染。特别对于生活在都市的人们来说，经过各种装饰材料的漫反射的眩光，有损视觉安康。夜间各种照明设备，会影响正常的生物钟和褪黑激素的分泌，干扰精神系统的稳定。4.4 眩光在验光实践中

16、的影响笔者以局部实例来介绍眩光在验光实践中的影响，以下几种情形会产生眩光。a. 半框和无框镜架边缘抛光过度产生折射性眩光，表达镜片边缘有光圈感觉。.z.-b. 劣质镜片膜层镀膜不均匀，产生镜面反射性眩光，表达非垂直方向出视时有大范围的光晕感。c. 高折射率的镜片边缘棱镜效应明显产生彩虹式的色散性眩光，在黄昏时边缘视物费力。d. 激光手术高度数患者术后，因为切削半径小，深度大矢深过陡，在夜间强光源下车灯、霓虹灯等不可视物。e. 普通无减反膜加硬镜片因为前后双面的镜面反射，出现镜片上光斑感。f. 镜片出现脱膜后，龟裂的磨蹭边缘在侧光下产生光栏感，表现为类似玻璃破碎样的眩光感觉。5 防止眩光的方法a

17、. 佩戴周边有阻挡片的眼镜，减少侧面的眩光光源。在太阳下或水面、冰雪面运动时，使用帽子来遮蔽强光或是通过使用偏光镜减弱漫反射带来的眩光。b. 看电脑、电视时减弱照明光线，防止照明光源进入眼内，减低电脑、电视图像比照度过大而引发的眩光。c. 仔细检测加工好的眼镜，防止镜面或边缘的可预见性眩光。d. 假设是因为白内障等眼病或医源性问题产生严重眩光，则需要通过治疗手段解决。.z.-e. 保护眼睛，多补充维生素群，保持充足的睡眠亦很重要。在第二次世界大战中, 对于英国有重要战略意义的苏伊士运河, 面临着德国战机的轰炸破坏, 运河建筑庞大, 也很繁忙, 传统的伪装方法显然很难使运河不被德军发现, 于是有

18、人提出了一个很好的建议如果你想使*一样东西不被人看见, 魔术师可以帮到你, 因此英国人找到一位著名的魔术师。魔术师沿着运河设置许多旋转的探照灯, 对于夜里光临的敌军轰炸机驾驶员产生了大量眩光, 令其很难发现运河确实切位置同时敌机的挡风玻璃上常附着的灰尘、水珠及一些划痕对强烈的光束照射发生散射, 进一步干扰敌军的视线, 就这样英国人在二战中成功的保住了苏伊卜运河。眩光通常被用来描述明亮的阳光海滩或是积雪的山顶这样的一种环境状况, 年北美照明工程学会对眩光的定义为在视野内由于远大于眼睛可适应的照明而引起的烦恼、不适或丧失视觉表现的感觉。眩光的光源分为直接的, 如太阳光、太强的灯光等, 和间接的,

19、如来自光滑物体外表高速公路路面或水面等反光。根据眩光产生的后果主要归结为三种类型不适型眩光、光适应型眩光和丧能型眩.z.-光。不适型眩光是指在*些太亮的环境下感觉到的不适, 例如坐在强太阳光下看书或在一间漆黑的房子望看高亮度的电视, 当人眼的视野必须在亮度相差很大的环境中相互转换时, 就会感到不适。这种不舒服的情况会引起眼的一种逃避动作而使视力下降。在美国路易斯安娜州闷热潮湿的薄暮中一辆由西向东行驶的大卡车发生了故障, 停在了路边, 夜幕渐渐降临, 黑色的卡车很难被其他车辆看到, 于是一位恰好路过的好心司机翻开了车头灯, 以警告卡车这条线上的车辆, 就在这时一位驾驶着有划痕的挡风玻璃的小车正由

20、西向东接近了这辆卡车, 车头灯光束通过挡风玻璃发生了散射, 扰乱了小车驾驶员的视觉, 结果他还没看到卡车就成为交通事故的牺牲品。在生活中我们可以通过调整*些环境因素来尽量保持视野中各种光线亮度的趋向一致, 才能减少这种眩光对我们的影响。例如当人在漆黑的房子里看电视时点一盏小灯便可防止不适型眩光平时生活中经常遇到的使用电脑引发的视疲劳其实也与不适型眩光有关, 电脑显示屏本身的亮度与周围环境的光线是否协调很关键比方显示屏放在明亮的窗前时眼会感到来自以示屏周围的眩光, 这时重新调整显示屏的位置或安装窗帘则可以解决问题相反, 如.z.-果周围环境光线太暗使用者也会感到来自屏幕的眩光而产生后像效应, 导

21、致眼疲劳与视物模糊。如果引起眩光是来自光滑物体表而的反光, 这种反光是特殊的其中大部份被形成偏振光, 即光线被限定在一个平面中振动,这时普通的滤光镜并不起作用, 只有偏振光眼镜来消涂这种眩光另一种眩光被称为光适应型眩光, 指的是当人从黑暗的电影洗或地下遂道走人阳光下双眼视觉下降的一种现象主要原因是由于强烈的眩光源在人眼的视网膜上形成中央暗点, 引起长时间的视物不清。当*些人患有眼底疾病尤其是黄斑病变时, 由于视网膜卜九感受细胞的明适应功能受到损害对这种眩光的反响会更严重。第三种眩光被称为丧能型眩光。丧能型眩光是指由于周边凌乱的眩光源引起人眼视网膜像比照度下降从而导致大脑对像的解析困难的一种现象

22、, 类似于幻灯机在墙上的投影受到旁边强光的干扰而导致成像质星下降的表现有许多眼部因素会引起丧能型眩光,最常见的是老年白内障的患者, 当人眼晶体开场出现点状混浊时, 引起进人眼球的光线发生散射, 从而使患者感觉视物模糊由于点状混浊常由极小微粒组成, 所以散射的光线以短波长的光线为主, 如蓝光另外随着年龄的增长, 人眼晶体吸收处理紫外线的能力也会降, 由此导致的一些杂光也会产生丧.z.-能型眩光影响视网膜成像的质量晶体在吸收一, 紫外线后激发波长接近川的杂光光线是由可见光与不可_见光组成的, 不可见光中又包含紫外线光和红外线光, 所以临床上要分清眩光光源的类型、产生眩光的原因来防治眩光而拥有一部专

23、门的镜片光谱透过率测量仪如一型公司生产, 就可以测出不同波长的光线通过镜片的透过率从而了解镜片的防眩光功能。如果眩光是由普通光源形成的, 则可以配带一些能滤掉特定短波长光线的滤光镜片来保持视网膜像的质量, 由于这种镜片能消除多余的散射光, 就能够增加比照敏感度, 使人感觉视物更清晰, 但同时要注意这种镜片也会带给配带者色觉上的一些干扰和紊乱。如果疑心引起丧能型眩光的原因是人眼晶体吸收处理紫外线的能力下降, 这时就需配带能过滤掉以下波长紫外线的眼镜来解决这一问题而生活中如阳光下高速公路路而、雪地和沙滩土的反光引起的眩光则可以配带偏振光眼镜来消除疲劳,增强视力实际上只要弄洁眩光的来源,.z.-危害和预防的方法, 大家就可乙生活中防止这。现象.z.