眩光及其產生原因

1、眩光及其產生原因國際照明委員會 (CIE) 編輯的 國際照明工程詞匯中對于眩光作了以下的定義 : “眩光是一 種視覺條件。這種條件的形成是由于亮度分布不適當 , 或亮度變 化的幅度太大 , 或空間、時間上存在著極端的對比 , 以致引起不舒適或降低觀察重要物體的能力 , 或同時產生這兩 種現(xiàn)象?！毖９饩褪峭ǔＫf的“晃眼” , 它會使人感到刺眼 , 引 起眼睛酸痛、流淚和視力降低 , 甚至可因明暗不能適應而喪失明 視能力。眩光有兩種 : 直接眩光和反射眩光。由高亮度光源的光 線直接進入人眼內所引起的眩光稱為直接眩光 ; 光源通過光澤表 面, 特別是拋光金屬如鏡面反射進入人眼引起的眩光稱為反射眩

2、光。產生眩光的原因主要有視覺光環(huán)境因素和生理因素兩方面。 從視覺光環(huán)境來說 , 如由于周圍環(huán)境較暗時 , 眼的適應亮度很低 , 即使是亮度較暗的燈光 , 也會有明顯的眩光。再如由于燈具的位 置或者視距不當 , 使光源的亮光直接或間接經過鏡面物反射進入 人眼 , 都會產生顯著的眩光。其次如發(fā)生在視覺作業(yè)本身的弱鏡 面反射而形成的一種特殊眩光“光幕” , 如在看書時由于紙張的 弱鏡面反射 , 好像在書面上蒙上了一層“光幕” ; 從生理因素方面 來說 , 由于人眼受高亮度的刺激 , 促使瞳孔縮小順應狀態(tài)變壞 , 使 眼睛感到不舒適或者有可能導致視網膜損傷( 人眼能承受的最大的光亮度值約 106cd/

3、 m2 , 超過此值視網膜會受損 ) 。另外 , 由于 亮度過大時 , 眼角膜和晶狀體會產生光散射 , 從而形成光幕影響視覺。 眩光的限制 眩光與發(fā)光體的亮度、視角、出現(xiàn)的位置和眼睛的亮度適應水平 有關, 所以眩光的限制應分別從光源、燈具、照明方式等方面進 行, 也可在室內裝修中配合控制。在光源方面,選用不同的類型 ,就會有不同程度的眩光效應。光源的亮度是產生眩光的主要原因 之一,周圍暗 ,眼睛適應越暗 ,眩光越顯著 ; 光源亮度越高 , 眩光 越顯著 ; 光源越接近視線 , 眩光越顯著 ;光源面積越大 ,距離眼睛 越近, 眩光越顯著。光源的眩光限制 ,應該從光源本身的制造及工 藝上入手。一般

4、措施有 : 在玻璃燈殼內鍍金屬層 , 以擋住高亮度的 燈絲, 用乳白色玻璃等 遮光材料作燈殼 , 在燈管內壁涂以熒光材料 , 加大光源的發(fā)光面 積等。燈具產生眩光的主要因素是多方面的。在進行 室內光環(huán)境設計時 , 應該全面考慮燈具的各種特性。比如將帶有 格柵的嵌入式燈具布置成發(fā)光帶 , 可限制眩光 , 并且獲得感官上 的舒適。同樣 , 為了防止直接眩光 , 可選用裝有漫射玻璃的燈具 ; 為防止反射眩光 , 可選用有漫射照明裝置的燈具。此外 ,燈具保護 角也可起到限制眩光的作用 , 在選取中也應加以考慮。所以 , 我們 應結合視覺工作特點、環(huán)境因素及經濟因素來選擇燈具 , 這對提 高光環(huán)境質量有

5、著非常重要的意義。具體來說 , 在燈具方面可從 燈具的材料、數(shù)量、位置及方向等因素入手 :(1)燈具的材料 : 可以利用它的化學性質來降 低表面亮度 , 常用磨砂玻璃、乳白玻璃、塑料等材料 ;(2)燈具的構造 : 可做遮光罩或格柵 , 并具有一 定的保護角 ;(3)燈具的數(shù)量 : 燈具數(shù)量越多 , 則造成眩光的可能性也越大 ;(4)燈具的位置 : 燈具位置越高 , 則眩光的可能 性就小。間接型燈具是用不透光材料作成 , 幾乎全部光線都射向上半球。 由于光線是經頂棚反射到工作面 , 因此擴散性很好 , 光線柔和而 均勻, 并且完全避免了燈具的眩光作用。采用半透明材料如磨砂 或乳白玻璃、 塑料、

6、紙、喬其紗等制成各種形式的燈具遮蔽光源 降低燈具的表面亮度。當然 , 限制眩光最常 用的方法是使燈具有一定的保護角 , 并配合適當?shù)陌惭b位置和懸 掛高度 , 或限制燈具的表面亮度。燈 罩或燈具下設置的格柵要特別注意其保護角 ( 即光 源下端和燈具下緣的連線與水平線的夾角 ) , 一般要 求在1545之間時才能有效地限制或消除眩光。此外, 也可以盡量選擇光線擴散較均勻或有部分光 線射向頂棚的燈具 , 以減少室內空間的亮度差 , 做到 減少甚至完全避免眩光。選擇恰當?shù)耐腹獠牧虾涂?制保護角這兩種辦法 , 可以單獨使用 , 也可綜合使 用。選用燈具時 , 應按限制眩光的要求來選用燈具的型式和功率。若

7、此二者還不能滿足限制眩光的要 求, 可以改變燈具的掛高 , 使之處于眩光危害較小區(qū) 域。燈具的最低懸掛高度是根據(jù)在中等眩光區(qū)至微 弱眩光區(qū)（27。45 ）內，以及活動范圍在612m之 內決定的。還要考慮防止碰撞和觸電等電氣安全的 要求。一般來講 , 表面亮度大的或保護角小的燈具 應掛得高一些 , 一般燈具的懸掛高度為 2. 4 4. 0m 。 總之, 燈具應符合限制眩光要求的最低懸掛高度 （可 查閱相關資料 ） 。在照明方式的選取上 , 通過隱蔽光源或降低光 源的亮度可以減少眩光的危害。在室內裝修時 , 亦 可調節(jié)室內環(huán)境的亮度 , 以減少眩光的危害?？稍O 法增加室內各表面的亮度 , 或減少光

8、源及其周圍的 亮度對比 , 以取得合適的亮度平衡。住宅室內應采 取適宜的環(huán)境亮度分布 , 控制視覺工作的環(huán)境亮度 比。一般情況下理想的亮度比為 1/ 5 5 , 最低允許 亮度比為 1/ 10 1 0。因此要盡量避免選用有光澤 或大面積反光的材料 , 以免出現(xiàn)眩光。這就要求選 取合適的墻面、頂棚和地面材料的顏色和反光系數(shù)。 如墻面 , 宜采用白色或淡色的粉刷、壁紙、石膏板等 , 通過光的多次反射來限制環(huán)境亮度。反光系數(shù)宜在 0. 3 0. 5 之間, 不能過高 , 否則會產生反射眩光。為保持環(huán)境亮度的平衡 , 還要考慮照度和反光系數(shù) 的關系。表面受到的照度高時 , 可采用低反光系數(shù) 的材料 ;

9、 反之,若表面照度低 ,可采用高反光系數(shù)的 材料。室內有光澤的表面很容易產生鏡面反射 , 產 生反射眩光。為此 , 各種裝修或家具表面不宜采用 有光澤的材料或涂料 , 還要調整有玻璃的家具物品 與光源的相對位置 , 控制它們產生的反射眩光。 一般照明中忌諱亮度對比過大 , 否則影響視度。 但在藝術照明中往往利用一定的亮度對比來達到強 調的目的。一個美麗動人的藝術燈具 , 常是引人注 目的觀賞對象。為了取得華麗、生動的閃爍效果 , 藝 術燈具上常使用一些有光澤的材料 , 如晶體玻璃、鍍金鐵件等 , 使 其產生高亮度 , 視覺上雖受到了一點影響 , 觀賞心理上卻得到了 滿足。但仍然應注意亮度對比不

10、能過大 , 否則將產生眩光而影響 觀賞。我們知道 , 反射眩光是由明亮光源的光線經光澤表面反射 刺激人眼所造成的眩光感覺。它有可能 使人產生輕度的精神渙散 , 并可能產生嚴重的不舒適感。由視看 物體上產生的反射現(xiàn)象又叫光幕反射 , 嚴重時光幕反射會使書本 上的字跡不能識別。這就需要合理選擇看書的位置 , 或調整一下 光源、視看物體和人眼三者的角度來消除光幕反射。比如在懸吊 式燈下看書 , 當書出現(xiàn)光幕反射而使字跡模糊不清時 , 只要移動 一下位置 , 或改變一下姿勢就可見效。用臺燈照明時, 最好將臺燈放在左角上 , 同時要使書本與臺有適當距離。如有光幕反射現(xiàn)象 將臺燈稍移動一下就可消除。值得注

11、意的是用鉛筆寫的字 , 因顏 色淺, 而且石墨有金屬光澤 ,在燈光下識別較困難。因此學生們在 燈光下寫字宜用鋼筆或圓珠筆 , 不宜用鉛筆。又比如 , 看電視視覺 高度集中且時間長 , 如果室內完全不用燈光 , 會因電視亮度對比過大而產生 相當嚴重的眩光，因此看電視時周圍環(huán)境應保持有照度為510lx 的燈具 , 最好是調光燈具 , 適當增減燈光。燈具的高度以不 在屏幕上產生燈影為宜 , 越高效果越好。要選擇眩光少的深罩型 呈乳白色半透明型燈具 , 也可采用弱照明的頂部燈、臺燈、落地 燈、壁燈等 , 以創(chuàng)造出一個寬綽舒適的空間。臥室是休息和睡眠 的場所 , 所以應選用對創(chuàng)造安靜柔和的光環(huán)境有效的燈

12、具及照明 方式。如果臥室不作其他功能使用, 可以不設置頂部照明 , 以避免人在臥床時光源進入人的視覺 范圍而產生眩光。如設置頂部照明 , 應選用眩光少的深罩型或乳 白色半透明型燈具 , 并且不要設置在人臥床時頭部的上方。在床 頭可設計臺燈、壁燈或落地燈 , 便于人在臥床時進行閱讀及對床 周圍環(huán)境的照明 , 也可創(chuàng)造出寬綽舒閑的感覺。梳妝照明的照度 一般在 200lx 以上 , 梳妝鏡燈具常采 用漫反射型乳白玻璃罩壁燈 , 光源宜選用白熾燈或三基色熒光 燈。燈具應安裝在鏡子的上方 , 在60的視野立體角之外 , 燈光應 直射人的臉部 , 不應射光鏡面 , 以免產生眩光。眩光是影響照明質量最重要的

13、因素之一。為了提高家庭居室照明質量, 必須采取合理限制或防止眩光的措施 , 根據(jù)各自的愛好 , 因人、依條件而創(chuàng)造 出良好的照明環(huán)境。 很多驗光師在實際工作中都會遇到以下的情景： 顧客選擇了半框或者無框鏡架。在驗光光度和加工參 數(shù)都正常的情況下，總覺得不舒適，有虛影的感覺。面 對這種情況，有經驗的加工師可能會將鏡片邊緣磨砂 化處理，這樣做就是為了消除鏡片周邊區(qū)的眩光，然 后顧客感覺會好很多。1眩光引起的不良反應 眩光經常用來描述對比度降低后引起的視覺不適 現(xiàn)象。如在室外打羽毛球時，人眼在對著陽光時看不 到羽毛球。過量的強光進入人眼后“漂白”（視錐細胞 中視紫藍質醛化反應過迅速）視網膜，降低了所

14、要注 視的場景的對比度。低對比度的羽毛球被視野中的強 光“遮蔽”，人眼無法分辨出球的運動軌跡，出現(xiàn)“假 失明”的現(xiàn)象。同時還會出現(xiàn)由強光造成視網膜糖解 反應加快，動眼三聯(lián)征強化后出現(xiàn)眼周疲勞癥狀，如 眼部酸痛、頭皮拉緊等不適感覺。2眩光形成的因素 眩光形成既有外部因素也有內部因素。外部因素 是指由直接和間接地外部強光源照射引起，像太陽和 燈光等直接光源，也可以是平滑材料或水面、雪面的 間接反射光等。內部原因主要是指由眼內各屈光介質 或各屈光界面，對入射光產生漫反射而造成。這種眩 光隨年紀增大表現(xiàn)更為明顯。3眩光的分類眩光主要分 4 種：失能性眩光、不適性眩光、光 適應性眩光和醫(yī)源性眩光。失能性

15、眩光是因為外眩光光源引起的視功能降低， 常見的例子是由光照射在臟的擋風玻璃上而產生實例 的丟失。不適應性眩光是指在亮光的情況下出現(xiàn)的不 舒適感覺，與一直注視固定高亮度區(qū)域有關，如陽光 下看書。這種不適應可以通過視覺逃避避免視力丟失。 光適應性眩光，是指當人從暗的地方到亮的地方后出 現(xiàn)視力下降，這是因為眩光光源的余像產生中心暗點， 當光源離開時還依然短暫存在?；颊哂悬S斑疾病時表 現(xiàn)更明顯。醫(yī)源性眩光多數(shù)由于眼部手術或不合適的 眼鏡等原因引起。特別是近年來出現(xiàn)的準分子激光手 術，治療近視眼的同時也產生了許多矢深過陡型眩光， 表現(xiàn)為日間畏光、夜間駕駛困難。4眩光的危害 下面筆者從驗光師的角度闡述眩光

16、常見的危害。4.1眩光可致屈光不正在正常的人工照明中，適合人眼的光照照度為100300Lux，光線閃頻在150Hz。如果照度過強或閃頻不足，易使眼睛疲勞引發(fā)近視類的屈光不正。如在太陽光下 或不合格的護眼燈下看書，一些電子產品 因為顏色變化率快也易引起視覺疲勞。4.2眩光可導致視功能障礙 環(huán)境中的強光會損害嬰幼兒稚嫩的視網膜組織。 老年人因為視網膜的新陳代謝功能下降導致強光造成 的損傷修復能力下降，從而造成不可逆性損傷。對于 成年人，眩光可致疲勞性肌張力過強，對調節(jié)功能造 成損傷，久之視功能會下降，多見于室外工作者和職 業(yè)駕駛群體。4.3眩光會誘發(fā)神經系統(tǒng)和生物鐘的紊亂 這里眩光表現(xiàn)為“光污染”

17、。特別對于生活在都市 的人們來說，經過各種裝飾材料的漫反射的眩光，有 損視覺健康。夜間各種照明設備，會影響正常的生物 鐘和褪黑激素的分泌，干擾精神系統(tǒng)的穩(wěn)定。4.4眩光在驗光實踐中的影響 筆者以部分實例來介紹眩光在驗光實踐中的影響， 以下幾種情形會產生眩光。a.半框和無框鏡架邊緣拋光過度產生折射性眩 光，體現(xiàn)鏡片邊緣有光圈感覺。b.劣質鏡片膜層鍍膜不均勻，產生鏡面反射性眩 光，體現(xiàn)非垂直方向出視時有大范圍的光暈感。c.高折射率的鏡片邊緣棱鏡效應明顯產生彩虹式 的色散性眩光，在黃昏時邊緣視物費力。d.激光手術高度數(shù)患者術后，因為切削半徑小， 深度大（矢深過陡），在夜間強光源下（車燈、霓虹燈 等）

18、不可視物。e.普通無減反膜加硬鏡片因為前后雙面的鏡面反 射，出現(xiàn)鏡片上光斑感。f.鏡片出現(xiàn)脫膜后，龜裂的磨蹭邊緣在側光下產 生光欄感，表現(xiàn)為類似玻璃破碎樣的眩光感覺。5避免眩光的方法a.佩戴周邊有阻擋片的眼鏡，減少側面的眩光光 源。在太陽下或水面、冰雪面運動時，使用帽子來遮 蔽強光或是通過使用偏光鏡減弱漫反射帶來的眩光。b.看電腦、電視時減弱照明光線，防止照明光源 進入眼內，減低電腦、電視圖像對比度過大而引發(fā)的 眩光。c.仔細檢測加工好的眼鏡，避免鏡面或邊緣的可 預見性眩光。d.若是因為白內障等眼病或醫(yī)源性問題產生嚴重 眩光，則需要通過治療手段解決。e.愛護眼睛，多補充維生素群，保持充足的睡眠

19、 亦很重要。在第二次世界大戰(zhàn)中 , 對于英國有重要戰(zhàn)略意義 的蘇伊士運河 , 面臨著德國戰(zhàn)機的轟炸破壞 , 運河建 筑龐大 , 也很繁忙 , 傳統(tǒng)的偽裝方法顯然很難使運河 不被德軍發(fā)現(xiàn) , 于是有人提出了一個很好的建議 “ 如果你想使某一樣東西不被人看見 , 魔術師可以幫 到你” , 因此英國人找到一位著名的魔術師 。魔術師沿著運河設置許多旋轉的探照 燈, 對于夜里光顧的敵軍轟炸機駕駛員產生了大量眩 光, 令其很難發(fā)現(xiàn)運河的確切位置同時敵機的擋風 玻璃上常附著的灰塵、水珠及一些劃痕對強烈的光束 照射發(fā)生散射 , 進一步干擾敵軍的視線 , 就這樣英 國人在二戰(zhàn)中成功的保住了蘇伊卜運河。 眩光通常

20、被用來描述明亮的陽光海灘或 是積雪的山頂這樣的一種環(huán)境狀況 , 年北美照明 工程學會對眩光的定義為在視野內由于遠大于眼睛 可適應的照明而引起的煩惱、不適或喪失視覺表現(xiàn)的 感覺。眩光的光源分為直接的 , 如太陽光、太強的燈 光等 , 和間接的 , 如來自光滑物體表面高速公路路 面或水面等反光。根據(jù)眩光產生的后果主要歸結為 三種類型不適型眩光、光適應型眩光和喪能型眩光。 不適型眩光是指在某些太亮的環(huán)境下感覺到的不 適 , 例如坐在強太陽光下看書或在一間漆黑的房子望 看高亮度的電視 , 當人眼的視野必須在亮度相差很大 的環(huán)境中相互轉換時 , 就會感到不適。這種不舒服的 情況會引起眼的一種逃避動作而使

21、視力下降。在美國 路易斯安娜州悶熱潮濕的薄暮中一輛由西向東行駛的 大卡車發(fā)生了故障 , 停在了路邊 , 夜幕漸漸降臨 , 黑 色的卡車很難被其他車輛看到 , 于是一位恰好路過的 好心司機打開了車頭燈 , 以警告卡車這條線上的車 輛 , 就在這時一位駕駛著有劃痕的擋風玻璃的小車 正由西向東接近了這輛卡車 , 車頭燈光束通過擋風玻 璃發(fā)生了散射 , 擾亂了小車駕駛員的視覺 , 結果他還 沒看到卡車就成為交通事故的犧牲品。 在生活中我們可以通過調整某些環(huán)境因素來盡量 保持視野中各種光線亮度的趨向一致 , 才能減少這種 眩光對我們的影響。例如當人在漆黑的房子里看電視 時點一盞小燈便可避免不適型眩光平時

22、生活中經常遇到的使用 電腦引發(fā)的視疲勞其實也與不適型眩光有關 , 電腦顯示屏本身 的亮度與周圍環(huán)境的光線是否協(xié)調很關鍵比如顯示屏放在明亮 的窗前時眼會感到來自以示屏周圍的眩光, 這時重新調整顯示屏的位置或安裝窗簾則可以解決問題相反, 如果周圍環(huán)境光線 太暗使用者也會感到來自屏幕的眩光而產生后像效應 , 導致眼 疲勞與視物模糊。如果引起眩光是來自光滑物體表而的反光 , 這 種反光是特殊的其中大部份被形成偏振光 , 即光線被限定在一 個平面中振動 ,這時普通的濾光鏡并不起作用 , 只有偏振光眼鏡來消 涂這種眩光另一種眩光被稱為光適應型眩光 , 指的是當人從黑 暗的電影洗或地下遂道走人陽光下雙眼視覺下 降的一種現(xiàn)象主要原因是由于強烈的眩光源在人眼 的視網膜上形成中央暗點 , 引起長時間的視物不清。 當某些人患有眼底疾病尤其是黃斑病變時 , 由于 視網膜卜九