臺(tái)燈照度及照度均勻度的現(xiàn)狀分析

宋潔瓊，莊曉波，姜麗麗

(國家燈具質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、國家電光源質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(上海)、上海時(shí)代之光照明電器檢測有限公司，上海 201114)

引言

臺(tái)燈是生活中常見的照明產(chǎn)品，可用于讀寫作業(yè)照明或者房間的過渡照明等。其中讀寫作業(yè)用的臺(tái)燈因?yàn)槭褂谜叽蠖酁橐暳φ幱诎l(fā)育期的孩子而備受關(guān)注。用于評(píng)價(jià)臺(tái)燈產(chǎn)品質(zhì)量的指標(biāo)很多，如頻閃、照度及照度均勻度、遮光性、顯色指數(shù)和光生物危害等。其中頻閃的存在可能對(duì)眼睛產(chǎn)生危害，這備受消費(fèi)者的重視。但隨著臺(tái)燈產(chǎn)品性能和設(shè)計(jì)水平的提升，確保產(chǎn)品無頻閃已非難事。上海市質(zhì)監(jiān)局2018年讀寫作業(yè)臺(tái)燈產(chǎn)品抽查結(jié)果顯示，所有抽檢批次臺(tái)燈的頻閃結(jié)果均為無顯著影響。而評(píng)價(jià)臺(tái)燈照明效果優(yōu)劣另外一個(gè)非常重要的指標(biāo)——照度及照度均勻度，卻很少受到大家的關(guān)注。本文將從照度及照度均勻度指標(biāo)的重要性談起，結(jié)合臺(tái)燈產(chǎn)品實(shí)測數(shù)據(jù)，對(duì)該指標(biāo)進(jìn)行分析。

1 臺(tái)燈主要評(píng)價(jià)指標(biāo)

臺(tái)燈的應(yīng)用范圍很廣，除了最常見的讀寫作業(yè)臺(tái)燈，還包括在床頭提供垂直照度的臺(tái)燈以及在酒店房間內(nèi)提供過渡照明的臺(tái)燈。但后兩類產(chǎn)品的應(yīng)用場合對(duì)視覺作業(yè)要求不高，因而產(chǎn)品要求簡單。而針對(duì)讀寫作業(yè)臺(tái)燈，國家標(biāo)準(zhǔn)提出了完整的評(píng)價(jià)指標(biāo)和測試方法，主要從產(chǎn)品性能一致性、產(chǎn)品安全角度及對(duì)人體產(chǎn)生的危害等角度來評(píng)價(jià)產(chǎn)品。GB/T 9473—2017《讀寫作業(yè)臺(tái)燈性能要求》適用范圍為家庭、教室和類似場所作為讀寫照明用的臺(tái)燈和宣稱“護(hù)眼”的臺(tái)燈[1]。與此同時(shí)，中國質(zhì)量認(rèn)證中心(CQC)也推出讀寫作業(yè)臺(tái)燈認(rèn)證業(yè)務(wù)，發(fā)布了CQC 16-465316—2018《讀寫作業(yè)臺(tái)燈性能認(rèn)證規(guī)則》。參照以上標(biāo)準(zhǔn)和要求，評(píng)價(jià)臺(tái)燈的指標(biāo)主要包括：①光色特性——照度及照度均勻度、遮光性、色品容差、顯色指數(shù)、閃爍；②安全方面——視網(wǎng)膜藍(lán)光危害、電磁輻射、噪聲、可移式燈具安全；③電特性和其他——輸入功率、功率因數(shù)、外觀和標(biāo)志。

產(chǎn)品質(zhì)量檢測首先要確保產(chǎn)品安全，其次是功能性評(píng)價(jià)，即能否配合不同的使用目的，提供舒適高效的視覺作業(yè)環(huán)境。產(chǎn)品光色特性相關(guān)指標(biāo)中，色品容差是對(duì)產(chǎn)品光品質(zhì)和一致性方面的評(píng)價(jià)，而顯色指數(shù)是對(duì)光照在物體上的顏色還原程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。此外由于一般產(chǎn)品選擇出光口面在40 cm，與標(biāo)準(zhǔn)要求的檢測位置大體一致，因此很少有產(chǎn)品會(huì)出現(xiàn)遮光性不合格的情況。臺(tái)燈的閃爍特性由于產(chǎn)品制造工藝水平的提升，其合格率不斷上升。而照度及照度均勻度作為評(píng)價(jià)臺(tái)燈光性能的主要指標(biāo)卻經(jīng)常被忽視。

2 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照度及照度均勻度的要求及其測試方法

視覺作業(yè)臺(tái)燈的照明任務(wù)是提供舒適合理的照明環(huán)境，幫助人們高效且舒適地完成讀寫等視覺任務(wù)。研究發(fā)現(xiàn)，各種環(huán)境因素中，人看清物體的能力(視度)主要由物體大小(視角)、照度和對(duì)比度(物體與背景之間的亮度比)三個(gè)因素決定。因此視覺任務(wù)一旦確定，物體的尺寸大小和等效對(duì)比度這兩個(gè)因素就確定不變，而照度即成為影響視覺作業(yè)工效的主要因素。參考每個(gè)視覺任務(wù)的重要程度，結(jié)合相關(guān)視覺作業(yè)對(duì)象的尺寸和等效對(duì)比度特性，可以確定需要的照度標(biāo)準(zhǔn)值。照度除了影響視覺工效，對(duì)視疲勞也有影響[2]。因此，照度水平對(duì)改善人的視覺作業(yè)工效、舒適性、用眼疲勞程度都非常重要的影響。鑒于書本字體尺寸，讀寫作業(yè)是人生活中非常重要且較精細(xì)的一種視覺作業(yè)，按照GB 50034—2013《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中的規(guī)定，與讀寫任務(wù)相關(guān)的不同場所要求的照度限值為300～500 lx。

除了照度的高低水平影響視覺疲勞，照度分布的均勻程度對(duì)視覺疲勞也有直接影響。研究表明，相同照度水平下，照度均勻度好有助于減輕視覺疲勞。當(dāng)明暗對(duì)比達(dá)到3∶1時(shí)，人眼就會(huì)明顯感覺到明暗的變化[3]。這主要是由于閱讀寫字時(shí)如果視線范圍內(nèi)照度不均勻，人眼在亮暗環(huán)境中就需要頻繁地來回調(diào)節(jié)瞳孔大小以適應(yīng)不同的明暗環(huán)境，因此容易引起視覺的疲勞[4]。

綜合考慮以上因素，在評(píng)價(jià)臺(tái)燈提供的照明環(huán)境質(zhì)量時(shí)，照度和照度均勻度是兩個(gè)基本且重要的檢測指標(biāo)。GB/T 9473—2017《讀寫作業(yè)臺(tái)燈性能》要求中將兩項(xiàng)要求合并為一個(gè)指標(biāo)，對(duì)測試結(jié)果分類為AA級(jí)、A級(jí)和不滿足A級(jí)三個(gè)等級(jí)，要求依次下降。標(biāo)準(zhǔn)要求見表1，測試布點(diǎn)方法如圖1所示。其中測量時(shí)以燈具出光口的幾何中心的垂直投影點(diǎn)為圓心，靠近眼睛一側(cè)的投射范圍內(nèi)，按照離中心點(diǎn)距離定義了兩個(gè)檢測區(qū)域。標(biāo)準(zhǔn)中定義的該測試項(xiàng)目實(shí)際包含最小照度和照度均勻度這兩個(gè)指標(biāo)，即需要每個(gè)區(qū)域內(nèi)兩個(gè)條件同時(shí)滿足要求才算該項(xiàng)目測試合格。

表1 照度及照度均勻度的標(biāo)準(zhǔn)要求

圖1 照度及照度均勻度試驗(yàn)布點(diǎn)方式Fig.1 Test point distribution for illuminance and illuminance uniformity

從國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)閱讀寫作相關(guān)區(qū)域場所的照度要求以及對(duì)臺(tái)燈照明區(qū)域的照度要求限值可知，只有離測試中心點(diǎn)300 mm的內(nèi)圈范圍的臺(tái)燈照度要求限值能夠達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)閱讀寫作區(qū)域場所的照度要求限值。而臺(tái)燈測試區(qū)域的外圈內(nèi)照度最小值的AA級(jí)要求為250 lx，低于國標(biāo)對(duì)閱讀寫作環(huán)境要求限值(300～500 lx)。因此在讀寫作業(yè)過程中，單獨(dú)使用臺(tái)燈時(shí)桌面照度偏低，我們建議需同時(shí)打開室內(nèi)主照明。這樣做有三個(gè)好處：一是可以增加作業(yè)面照度；二是桌面各個(gè)區(qū)域得到的光線相比于單獨(dú)使用臺(tái)燈時(shí)有所增加，也有助于提高作業(yè)面照度均勻度，三是打開屋頂主照明光源有助于減少背景環(huán)境與作業(yè)面之間的對(duì)比度，減少視覺疲勞。

3 臺(tái)燈產(chǎn)品照度及照度均勻度的現(xiàn)狀分析

我們統(tǒng)計(jì)了2017年和2018年兩年的臺(tái)燈測試結(jié)果，并剔除其中重疊的數(shù)據(jù)。在2017年的45批測試產(chǎn)品中，有10個(gè)產(chǎn)品采用熒光燈。而2018年的34個(gè)產(chǎn)品中，沒有采用熒光燈。因此本文不討論以熒光燈作為光源的產(chǎn)品，只討論以LED為光源的臺(tái)燈產(chǎn)品。而2017年產(chǎn)品中剔除以熒光燈作為光源的產(chǎn)品和與2018年產(chǎn)品重復(fù)的樣品，最終確定2017年測試樣品數(shù)目為33個(gè)。

3.1 產(chǎn)品測試結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析

將2017年和2018年臺(tái)燈產(chǎn)品測試結(jié)果的照度及照度均勻度合格情況進(jìn)行匯總，如圖2所示。可知，產(chǎn)品不合格數(shù)顯著下降，但2018年仍有35.2%的不合格率，且大部分合格產(chǎn)品僅滿足A級(jí)的要求。

圖2 2017年和2018年測試樣品照度及照度均勻度等級(jí)分布Fig.2 Illuminance and illuminance uniformity lever distribution of test samples in 2017 and 2018

照度及照度均勻度指標(biāo)也可以分解為照度最小值和照度均勻度兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析。對(duì)兩年所有不合格產(chǎn)品綜合統(tǒng)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)，70%的產(chǎn)品均無法滿足兩個(gè)子指標(biāo)，剩下各有15%的樣品只能滿足其中一個(gè)指標(biāo)。2017年83.3%的單項(xiàng)不合格產(chǎn)品集中體現(xiàn)為照度不合格，而2018年單項(xiàng)不合格產(chǎn)品全部為照度均勻度不合格。由此可見，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，兩項(xiàng)指標(biāo)的設(shè)計(jì)難度相當(dāng)。

如果按照測試區(qū)域來區(qū)分，則該指標(biāo)可按照內(nèi)外兩圈合格性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。內(nèi)圈部分是距離測試中心點(diǎn)300 mm的120°扇形區(qū)域，外圈是距離中心點(diǎn)300～500 mm的120°角內(nèi)包含的弧形區(qū)域。37個(gè)不合格產(chǎn)品中，有11個(gè)產(chǎn)品可以滿足內(nèi)圈的照度及照度均勻度相關(guān)要求，而沒有一個(gè)產(chǎn)品滿足外圈的設(shè)計(jì)要求。由此可知，受臺(tái)燈產(chǎn)品發(fā)光面積及角度的限制，內(nèi)圈核心區(qū)域相比外圈較容易滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.2 發(fā)光部件的影響

由于臺(tái)燈距離工作面的距離較低，屬于近距離照明，因此發(fā)光部件的形狀與大小對(duì)被測工作面的照明效果影響很大。發(fā)光面與被測面形狀越接近，面積越大，達(dá)到照度均勻性要求會(huì)更容易。因此本文依照發(fā)光部件發(fā)光邊緣形狀分類進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，環(huán)形與圓形為一類，而發(fā)光邊緣呈長條狀分布為另一類。2017年33個(gè)測試產(chǎn)品中，75%采用長條形作為發(fā)光部件的外形，而2018年這個(gè)比例為50%，見表2，發(fā)光部件形狀為圓形/環(huán)狀的燈，其不合格率普遍低于長條形的產(chǎn)品。由此看來，臺(tái)燈產(chǎn)品設(shè)計(jì)逐漸偏向采用圓形/環(huán)形來設(shè)計(jì)發(fā)光部件。

表2 不同發(fā)光部件形狀的產(chǎn)品合格率

長條形發(fā)光產(chǎn)品普遍合格率偏低，這與產(chǎn)品發(fā)光面積普遍偏小有關(guān)。圖3和圖4分別統(tǒng)計(jì)了兩類發(fā)光部件發(fā)光面積和照度及照度均勻度等級(jí)之間的關(guān)系。可知，圓形/環(huán)形發(fā)光的產(chǎn)品發(fā)光面積普遍大于長條形產(chǎn)品。由于圓形/環(huán)形發(fā)光面積大，光學(xué)設(shè)計(jì)相對(duì)容易，不需要增加二次配光設(shè)計(jì)，但產(chǎn)品合格等級(jí)則嚴(yán)重受發(fā)光面積大小的影響，發(fā)光面積在100 cm2以下的產(chǎn)品多數(shù)會(huì)表現(xiàn)為照度及照度均勻度不合格。而長條形發(fā)光產(chǎn)品，除了發(fā)光面積普遍偏小外，長軸短軸方向尺寸比例相差很大,因此在這兩個(gè)方向上難以做到相同的照明覆蓋面積。以上兩個(gè)因素決定了長條形產(chǎn)品依靠芯片自身配光特性很難做到照度及照度均勻度合格，設(shè)計(jì)難度增加，因此不合格率上升。由此可見，產(chǎn)品照度及照度均勻度合格等級(jí)與發(fā)光面積之間沒有必然的關(guān)聯(lián)。

圖3 環(huán)形/圓形產(chǎn)品合格等級(jí)與面積關(guān)系Fig.3 Relationship between qualification lever and area of test sample with the circle or ring shape

圖4 長條形產(chǎn)品合格等級(jí)與面積關(guān)系Fig.4 Relationship between qualification lever and area of test samples with the rectangular shape

3.3 配光的影響

選取5款有代表性的產(chǎn)品，對(duì)其配光等數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，見表3。圖5列出主要的兩種配光類型， A型近似于芯片原始配光形狀，而B型則針對(duì)產(chǎn)品用途，加入了二次光學(xué)設(shè)計(jì)。發(fā)光部件為圓形和環(huán)形的產(chǎn)品，由于發(fā)光面積普遍較大，容易達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，因此基本屬于A型配光。圓形產(chǎn)品主要靠一圈芯片裝在發(fā)光體圓周側(cè)壁，然后通過圓形導(dǎo)光板和導(dǎo)光板底部的反光材料將光導(dǎo)向外側(cè)。而環(huán)形產(chǎn)品則直接在芯片外加一層透光罩，即完成發(fā)光部件設(shè)計(jì)。長條形產(chǎn)品有部分是芯片加透光罩的直射形式，配光類型為A型，這類產(chǎn)品發(fā)光面積特性決定了這樣的光學(xué)設(shè)計(jì)難以滿足照度及照度均勻度的標(biāo)準(zhǔn)要求。另外一類長條形發(fā)光的產(chǎn)品則通過光源腔內(nèi)部的光學(xué)部件和透光部件，改變了產(chǎn)品配光特性，如產(chǎn)品5加入偏光設(shè)計(jì)，因而能做到照度及照度均勻度指標(biāo)合格，同時(shí)偏光設(shè)計(jì)將光線集中在使用者一側(cè)，也有利于作業(yè)面照度的提高。

產(chǎn)品2的發(fā)光部件是圓形，光束角明顯小于其他產(chǎn)品。從產(chǎn)品外觀可知，產(chǎn)品發(fā)光面積小且光源內(nèi)陷，外側(cè)有遮光部件，形成一定的遮光角，有助于減少眩光，但卻限制了出光面的發(fā)光角度，因此使得桌面照度和照度均勻度兩項(xiàng)指標(biāo)都未滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

表3 5款典型臺(tái)燈產(chǎn)品信息列表

此外，配光測試都是遠(yuǎn)場測試，可以把發(fā)光面當(dāng)做一個(gè)點(diǎn)。但臺(tái)燈實(shí)際使用時(shí)發(fā)光面與被照明表面之間距離較近，就不能忽略發(fā)光體的尺寸。因此臺(tái)燈配光圖只能作為一個(gè)參考，不能像其他照明產(chǎn)品一樣，作為點(diǎn)光源利用配光數(shù)據(jù)做照度計(jì)算。實(shí)際桌面的照度及照度均勻度情況是受產(chǎn)品功率、光學(xué)部件(如發(fā)光形狀、發(fā)光面積、反射罩和透光罩材料等)和配光設(shè)計(jì)等幾個(gè)因素共同影響的結(jié)果。其中功率與光學(xué)部件和配光設(shè)計(jì)共同決定了測試區(qū)域內(nèi)最小照度值情況，而照度均勻度則主要受產(chǎn)品光學(xué)部件和配光設(shè)計(jì)的影響。

對(duì)于消費(fèi)者而言，需要了解的是部分臺(tái)燈產(chǎn)品配光上會(huì)有特殊的設(shè)計(jì)。使用這類產(chǎn)品時(shí)，如果擺放位置不正確，照度及照度均勻度的結(jié)果會(huì)截然不同。以其中一款發(fā)光部件為長條形發(fā)光的產(chǎn)品為例，改變擺放位置進(jìn)行測試，結(jié)果見表4。讀寫作業(yè)時(shí)從使用者視線角度看到的臺(tái)燈擺放位置如圖6所示。其中位置I為說明書要求擺放位置滿足標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照度及照度均勻度的要求，而位置II和位置III不滿足要求。因此我們建議消費(fèi)者在使用臺(tái)燈前，一定要仔細(xì)閱讀說明書，按照說明書規(guī)定的位置擺放。從數(shù)據(jù)結(jié)果可知，不遵照產(chǎn)品說明書要求擺放，使用者一側(cè)的桌面照度均勻度就從合格變?yōu)椴缓细瘢瑳]有發(fā)揮出產(chǎn)品應(yīng)有的配光設(shè)計(jì)優(yōu)勢。

圖5 測試樣品配光類型示意圖Fig.5 light distribution type for test samples

表4 長條形產(chǎn)品不同擺放位置照度及照度均勻度測試結(jié)果

圖6 臺(tái)燈測試擺放位置圖示Fig.6 Test placement of table lamp

4 問題與建議

4.1 關(guān)于可調(diào)光產(chǎn)品

2018年測試的34個(gè)樣品都帶有調(diào)光或調(diào)色功能，其中15個(gè)為亮度可調(diào)且色溫可調(diào)，16個(gè)僅可調(diào)亮度，還有3個(gè)是僅可調(diào)色溫。部分產(chǎn)品設(shè)計(jì)為3檔亮度調(diào)節(jié)，測試所有狀態(tài)并不繁瑣。但如果產(chǎn)品亮度設(shè)計(jì)為無極調(diào)節(jié)，有時(shí)還會(huì)增加一個(gè)色溫的調(diào)節(jié)維度，那么這兩種調(diào)節(jié)方式排列組合能得到的不同使用模式會(huì)呈指數(shù)上升。多種模式變化，必然很難保證所有模式都滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，如果要全面衡量產(chǎn)品的合格性，測試次數(shù)也會(huì)隨之增加。對(duì)于企業(yè)而言，這意味著增加了產(chǎn)品檢測認(rèn)證的繁瑣程度和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此企業(yè)一般會(huì)選擇特定模式，如最大功率最大色溫狀態(tài)為讀寫作業(yè)模式進(jìn)行測試。對(duì)于企業(yè)和檢測機(jī)構(gòu)而言，這是省時(shí)省力的方法，但對(duì)于消費(fèi)者而言這不是最優(yōu)的解決方案，調(diào)光過程中的照度及照度均勻度合格范圍不明確，會(huì)導(dǎo)致追求照明體驗(yàn)的消費(fèi)者只能使用一個(gè)特定的模式，無法體現(xiàn)產(chǎn)品可調(diào)的優(yōu)勢。設(shè)計(jì)多變的產(chǎn)品功能來滿足人們多樣化的需求是未來的發(fā)展趨勢。因此企業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)需改變思路，增加對(duì)能夠滿足照度及照度均勻度的可調(diào)光范圍的定義。

對(duì)于企業(yè)而言，如何確定滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的調(diào)光范圍是個(gè)難點(diǎn)。因此我們首先分析亮度和色溫調(diào)節(jié)對(duì)臺(tái)燈照度及照度均勻度測試結(jié)果的影響，以此為出發(fā)點(diǎn)，討論如何確定產(chǎn)品滿足照度及照度均勻度的可調(diào)光范圍。

如果色溫不變，僅調(diào)節(jié)亮度，一般設(shè)計(jì)是通過調(diào)節(jié)芯片電流或者占空比來改變芯片總光通量[5]，不涉及光學(xué)設(shè)計(jì)的改變，因而燈具配光形式是確定不變，而測試區(qū)域內(nèi)照度值會(huì)成比例增減。因此亮度調(diào)節(jié)會(huì)影響測試區(qū)域內(nèi)的照度最小值，但對(duì)照度均勻度的影響很小。而色溫改變通常通過調(diào)節(jié)不同色溫芯片的功率配比形成需要的色溫[5]，會(huì)涉及產(chǎn)品功率變化而改變照度最小值。且不同色溫的芯片排布多變，對(duì)照度均勻度的影響尚無法明確。為簡化問題，本文僅討論亮度調(diào)節(jié)對(duì)照度及照度均勻度的影響。

根據(jù)上述分析，對(duì)于僅調(diào)節(jié)亮度的產(chǎn)品，只要確定該產(chǎn)品能滿足照度及照度均勻度的功率下限，再通過實(shí)測進(jìn)行微調(diào)驗(yàn)證，就可以基本確定該產(chǎn)品滿足標(biāo)準(zhǔn)的可調(diào)光范圍。實(shí)際操作時(shí)需要參照合格產(chǎn)品在最大亮度下測試獲得的最小照度數(shù)據(jù)與A級(jí)中最小照度要求的限值之比，作為計(jì)算調(diào)節(jié)產(chǎn)品功率滿足照度及照度均勻度要求所允許的功率可調(diào)下限的理論百分比數(shù)值。本文統(tǒng)計(jì)了2018年22個(gè)測試合格產(chǎn)品的功率可調(diào)的理論百分比下限，如圖7所示，圖中平均值為該照度及照度均勻度等級(jí)中所有產(chǎn)品功率仍滿足A級(jí)要求的功率可調(diào)的理論百分比下限。誤差線上下顯示該類產(chǎn)品中功率可調(diào)下限的最大和最小百分比。對(duì)于照度及照度均勻度等級(jí)較高的AA級(jí)產(chǎn)品，功率可調(diào)節(jié)的范圍普遍較大，其中一款產(chǎn)品理論計(jì)算甚至可以最低調(diào)節(jié)至34.8%，而A級(jí)產(chǎn)品功率可調(diào)節(jié)范圍的下限為70%以上。

圖7 滿足A級(jí)要求產(chǎn)品的功率可調(diào)百分比下限Fig.7 Theoretical lowest percentage of power drop within the A grade requirement

由此可知，產(chǎn)品如果要增加可用于讀寫作業(yè)模式的調(diào)光調(diào)色功能，則不適合做成0～100%范圍的無級(jí)調(diào)光，相反需要設(shè)計(jì)可調(diào)光下限，對(duì)滿足照度及照度均勻度的可調(diào)光范圍進(jìn)行明確標(biāo)示。這對(duì)于適用于讀寫作業(yè)場合且可調(diào)范圍大的產(chǎn)品來說，可以成為產(chǎn)品的一個(gè)亮點(diǎn)，同時(shí)也會(huì)給客戶帶來更優(yōu)的使用體驗(yàn)。而不滿足照度及照度均勻度的低功率狀態(tài)也可以設(shè)計(jì)為小夜燈或休閑模式等。不同調(diào)光范圍適用不同的場合，進(jìn)行區(qū)分標(biāo)示，則可以發(fā)揮各自的作用。

產(chǎn)品測試的難點(diǎn)在于減少測試周期和成本。一方面，可以通過減少測試模式來減少測試周期，降低企業(yè)成本。這需要依照產(chǎn)品規(guī)律，盡量選取最少最具代表性的調(diào)光模式，通過測試幾個(gè)模式的合格性來評(píng)判整體可調(diào)光范圍的合格性。另一方面，可以嘗試開發(fā)新的測試方案，減少每次測試過程需要的時(shí)間并簡化操作流程，也有利于降低測試成本。

4.2 關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)要求以燈具出光口的幾何中心在桌面的垂直投影點(diǎn)為照度及照度均勻度測試中心點(diǎn)，但產(chǎn)品測試過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的規(guī)定已難以滿足現(xiàn)實(shí)中多種多樣的產(chǎn)品需求，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

首先，標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)燈具出光口的幾何中心定義不夠明確。有很多產(chǎn)品為了配合自己的獨(dú)特的外形設(shè)計(jì)或滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的照明效果，會(huì)將發(fā)光部件設(shè)計(jì)成特殊的形狀。對(duì)于這類產(chǎn)品，僅依照標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)“幾何中心”四個(gè)字，沒有準(zhǔn)確的定義，每個(gè)人選取的測試中心點(diǎn)不同會(huì)導(dǎo)致截然不同的測試結(jié)果。

其次，將出光口幾何中心的垂直投影點(diǎn)定為測試中心，有很大的局限性。例如，日本設(shè)計(jì)的臺(tái)燈產(chǎn)品利用ForwardBeam技術(shù)即利用反射器反射的間接式照明，有助于提高桌面照度均勻度，減少眩光，優(yōu)化照明體驗(yàn)，如圖8所示[6]，該產(chǎn)品在桌面上投影光斑的中心位置明顯與標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的測試光中心(產(chǎn)品光中心的垂直投影點(diǎn))不重合。如果按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行測試，數(shù)據(jù)采樣區(qū)域必然會(huì)嚴(yán)重偏離產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)期望覆蓋的工作區(qū)域，從而導(dǎo)致測試數(shù)據(jù)不能如實(shí)反映該產(chǎn)品的真實(shí)照明效果。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展LED光效大幅提升，白光LED芯片實(shí)驗(yàn)室光效在2014年就已突破300 lm/W[7]，超出了美國能源部發(fā)布的固態(tài)照明研發(fā)計(jì)劃的預(yù)期[8]。這種眩光少、均勻性好的反射式照明有可能成為未來照明產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一個(gè)熱門方案。

圖8 日本采用ForwardBeam技術(shù)設(shè)計(jì)的臺(tái)燈設(shè)計(jì)方案Fig.8 Design plan of table lamp with ForwardBeam from Japan

由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)不斷迭代創(chuàng)新，有些創(chuàng)新就難免超出現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)要求的框架。有些新的設(shè)計(jì)要么標(biāo)準(zhǔn)無法定義，沒有測試方法，要么利用傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)方法則會(huì)獲得錯(cuò)誤的結(jié)果。因而標(biāo)準(zhǔn)的制定與修改需要及時(shí)跟進(jìn)產(chǎn)品創(chuàng)新動(dòng)向，以更好地為產(chǎn)品發(fā)展提供服務(wù)。因此針對(duì)該項(xiàng)測試，未來應(yīng)該允許客戶自定義測試時(shí)的光中心，只需要求設(shè)計(jì)者在說明書中明確產(chǎn)品使用位置的相關(guān)信息即可，這樣可以改變按現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)方法測試時(shí)偏離客戶設(shè)計(jì)方案的問題的出現(xiàn)。

5 總結(jié)

通過對(duì)67個(gè)LED臺(tái)燈產(chǎn)品的照度及照度均勻度的實(shí)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，我們對(duì)目前臺(tái)燈產(chǎn)品現(xiàn)狀以及測試方法等問題進(jìn)行了探討，總結(jié)如下：

1)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)的角度考慮。臺(tái)燈設(shè)計(jì)中，要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的照明效果，可以選擇光學(xué)設(shè)計(jì)難度較低的圓形和環(huán)形來設(shè)計(jì)發(fā)光部件，同時(shí)加大發(fā)光面積有助于改善桌面照度及照度均勻度情況。而發(fā)光部件設(shè)計(jì)為長條形時(shí)，可能就需要再加入特殊配光設(shè)計(jì)或采用特殊的光學(xué)組件，才能達(dá)到理想的照明效果。對(duì)于可調(diào)光的產(chǎn)品，我們建議可以定義成多種調(diào)光模式，其中能夠滿足照度及照度均勻度的讀寫作業(yè)相關(guān)模式應(yīng)設(shè)置功率可調(diào)的下限，而不滿足照度及照度均勻度的調(diào)光范圍可以設(shè)置為其他休閑或小夜燈模式。此外在產(chǎn)品使用說明書中應(yīng)對(duì)滿足照度及照度均勻度的設(shè)置方式、使用位置，以及不合格的調(diào)光范圍進(jìn)行明確提示。

2)從認(rèn)證檢測的角度考慮。標(biāo)準(zhǔn)制定者需從產(chǎn)品行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀考慮，改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)定義的測試方法及要求，允許生產(chǎn)者自定義光中心位置。同時(shí)針對(duì)可調(diào)光調(diào)色產(chǎn)品，檢測機(jī)構(gòu)需開發(fā)快速準(zhǔn)確地測量新方案，降低企業(yè)認(rèn)證測試的成本。這樣才能幫助企業(yè)發(fā)揮可調(diào)光調(diào)色的優(yōu)勢。

3)從消費(fèi)者的角度考慮。目前CQC出臺(tái)了臺(tái)燈認(rèn)證業(yè)務(wù)，消費(fèi)者可以購買CQC臺(tái)燈認(rèn)證合格的產(chǎn)品。實(shí)際使用過程中使用者也要嚴(yán)格按照使用說明書提示進(jìn)行操作，在正確狀態(tài)下使用才能得到最佳的照明效果，并起到護(hù)眼的作用。而在實(shí)際應(yīng)用時(shí)我們建議打開室內(nèi)主照明，而不要單獨(dú)使用臺(tái)燈作為讀寫作業(yè)時(shí)的照明。