眩光及其产生原因

1、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对比 , 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 ; 光源通过光泽表 面, 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

2、光。产生眩光的原因主要有视觉光环境因素和生理因素两方面。 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 , 好像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/

3、 m2 , 超过此值视网膜会受损 ) 。另外 , 由于 亮度过大时 , 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 行, 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

4、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。在进行 室内光环境设计时 , 应该全面考虑灯具的各种特性。比如将带有 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

5、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 :(1)灯具的材料 : 可以利用它的化学性质来降 低表面亮度 , 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, 并且完全避免了灯具的眩光作用。采用半透明材料如磨砂 或乳白玻璃、 塑料、

6、纸、乔其纱等制成各种形式的灯具遮蔽光源 降低灯具的表面亮度。当然 , 限制眩光最常 用的方法是使灯具有一定的保护角 , 并配合适当的安装位置和悬 挂高度 , 或限制灯具的表面亮度。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除眩光。此外, 也可以尽量选择光线扩散较均匀或有部分光 线射向顶棚的灯具 , 以减少室内空间的亮度差 , 做到 减少甚至完全避免眩光。选择恰当的透光材料和控 制保护角这两种办法 , 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的型式和功率。若

7、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（27。45 ）内，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安全的 要求。一般来讲 , 表面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. 4 4. 0m 。 总之, 灯具应符合限制眩光要求的最低悬挂高度 （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 法增加室内各表面的亮度 , 或减少光

8、源及其周围的 亮度对比 , 以取得合适的亮度平衡。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/ 5 5 , 最低允许 亮度比为 1/ 10 1 0。因此要尽量避免选用有光泽 或大面积反光的材料 , 以免出现眩光。这就要求选 取合适的墙面、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 , 通过光的多次反射来限制环境亮度。反光系数宜在 0. 3 0. 5 之间, 不能过高 , 否则会产生反射眩光。为保持环境亮度的平衡 , 还要考虑照度和反光系数 的关系。表面受到的照度高时 , 可采用低反光系数 的材料 ;

9、 反之,若表面照度低 ,可采用高反光系数的 材料。室内有光泽的表面很容易产生镜面反射 , 产 生反射眩光。为此 , 各种装修或家具表面不宜采用 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对比过大 , 否则影响视度。 但在艺术照明中往往利用一定的亮度对比来达到强 调的目的。一个美丽动人的艺术灯具 , 常是引人注 目的观赏对象。为了取得华丽、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 , 视觉上虽受到了一点影响 , 观赏心理上却得到了 满足。但仍然应注意亮度对比不

10、能过大 , 否则将产生眩光而影响 观赏。我们知道 , 反射眩光是由明亮光源的光线经光泽表面反射 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涣散 , 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。比如在悬吊 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 将台灯稍移动一下就可消除。值得注

11、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。又比如 , 看电视视觉 高度集中且时间长 , 如果室内完全不用灯光 , 会因电视亮度对比过大而产生 相当严重的眩光，因此看电视时周围环境应保持有照度为510lx 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

12、具及照明 方式。如果卧室不作其他功能使用, 可以不设置顶部照明 , 以避免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 , 便于人在卧床时进行阅读及对床 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 200lx 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。眩光是影响照明质量最重要的

13、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 , 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，有经验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眩光引起的不良反应 眩光经常用来描述对比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 中视紫蓝质醛化反应过迅速）视网膜，降低了所

14、要注 视的场景的对比度。低对比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成视网膜糖解 反应加快，动眼三联征强化后出现眼周疲劳症状，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 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

15、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 的丢失。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避免视力丢失。 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合适的 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

16、常见的危害。4.1眩光可致屈光不正在正常的人工照明中，适合人眼的光照照度为100300Lux，光线闪频在150Hz。如果照度过强或闪频不足，易使眼睛疲劳引发近视类的屈光不正。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”

17、。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 损视觉健康。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眩光在验光实践中的影响 笔者以部分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，体现镜片边缘有光圈感觉。b.劣质镜片膜层镀膜不均匀，产生镜面反射性眩 光，体现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）

18、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避免眩光的方法a.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、电视图像对比度过大而引发的 眩光。c.仔细检测加工好的眼镜，避免镜面或边缘的可 预见性眩光。d.若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。e.爱护眼睛，多补充维生素群，保持充足的睡眠

19、 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 , 于是有人提出了一个很好的建议 “ 如果你想使某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, 对于夜里光顾的敌军轰炸机驾驶员产生了大量眩 光, 令其很难发现运河的确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

20、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 , 如来自光滑物体表面高速公路路 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光。 不适型眩光是指在某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

21、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 好心司机打开了车头灯 , 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某些环境因素来尽量 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 时点一盏小灯便可避免不适型眩光平时

22、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如显示屏放在明亮 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。 当某些人患有眼底疾病尤其是黄斑病变时 , 由于 视网膜卜九