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光源的頻閃現象

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光源的頻閃現象

發布日期:2019-03-18 作者: 點擊:

一、頻閃現象及其本源

    頻閃效應是指,在以一定頻率改變的光照射下,觀察到物體運動顯現出不同於其實踐運動的現象。這是從頻閃會引起視覺過錯的角度來界說的。淺顯地說,頻閃是指光源的光線按固定的頻率閃耀,也就是光源在閃耀,導致光線亮度在不停地改變。

    頻閃的本源在於其運用的電源是改變的交流電,在我國,交流電改變頻率是50Hz,電源電壓的起伏會以100Hz的速度在改變。關於用交流電的電燈,都會有頻閃,肯定沒有頻閃是不現實的,隻要頻閃起伏比較小就行了。不同類型的電燈,其頻閃的起伏有很大差異。別的,不同光源由於其光譜的接連性不同,相同起伏的頻閃所帶來的負麵影響也不同。各類光源的頻閃情況如下:

· 舊式日光燈(選用電感鎮流器),其頻閃速度是100Hz,頻閃起伏高達55%。由於日光燈的光譜不接連,所以這種頻閃是很嚴峻的。

· 直接用市電的光源(一般白熾燈,鹵素燈),其發光的頻閃速度是100Hz,其頻閃起伏為10-20%左右。可是由於白熾燈和鹵素燈的光譜是接連的,其頻閃的影響比較小。白熾燈在全世界用了100多年呢,不必太過擔心其頻閃問題。

· 用高頻鎮流器的熒光節能燈,其頻閃速度為30000-50000Hz,頻閃起伏為5-7%左右,比較小。雖然熒光節能燈的光譜不是接連的,但頻閃起伏比較小,影響不大。

· 選用直流穩壓電路的光源(部分鹵素燈、熒光燈、LED燈),其頻閃十分小,簡直能夠疏忽。

· 選用晶閘管的調光台燈(無論是白熾燈,鹵素燈、LED燈、或其它類型的燈),其頻閃速度是100Hz,頻閃起伏都十分大,要特別當心。

· 選用殘次驅動電路的熒光燈、LED燈也會有嚴峻頻閃。由於熒光燈和LED燈的光譜很不接連,如果再有頻閃,那麽其對眼睛的負麵影響是十分嚴峻的。

二、頻閃的危害

    頻閃是有害的,除了按國標界說的那樣,會引起視覺過錯,嚴峻的頻閃易導致眼睛的過度調節、然後引起眼疲憊,並進一步導致視力下降。這關於近距離用眼(如看書、寫字)而言,尤為如此。特別需要提醒的是:LED燈由於光譜不接連且很窄,一定要避免頻閃問題。關於有頻閃的LED燈,無論其品牌和價格怎麽,堅決扔掉。

現實情況不太達觀,依據國家質檢總局的抽檢 [2],竟然有25%的台燈產品的頻閃指標不達標,應該引起注重。

三、頻閃的測量

    頻閃的測量有兩種方法,一是直接測量光線亮度的改變,即直接測量法;二是利用光的改變頻率與掃描器/顯示器的工作頻率差來間接測量,即間接測量法。

直接測量法有:

(1)用監測光線的安全性 的護眼光度筆來測量。如光源(如日光燈)有嚴峻頻閃,那麽光度筆指示的亮度等級會不停地改變。否則,光度筆指示的亮度等級比較穩定。這是一個直觀又精確的方法。

(2)用專業的示波器測量,示波器測量並顯示光線波形的起伏和頻率,十分精確。示波器觀察到的頻閃波形如下圖。

間接測量法有:

(1)將檢測陀螺放在燈具下旋轉,若陀螺上黑白相間的圖畫並不隨著旋轉的速度而發生改變,而是穩定的光環圖畫和顏色現象,則標明燈火沒有頻閃;若陀螺發生多道顏色不同的光環,而且各道光環會隨著陀螺旋轉速度的改變而改變,標明光線有頻閃。

(2)手機在攝影狀況或攝像狀況,若光源有頻閃,那麽屏幕上可能會有條紋閃耀。

相對而言,直接測量法精確、可靠,而間接測量法更便利,但精確度不高。

    須注意的是,手機(屬於間接法)觀看頻閃時,能看到有無頻閃,但手機屏幕的閃耀與實踐燈火的頻閃是兩回事,也就是說,手機屏幕的閃耀並不能真實反映燈火閃耀的頻率和起伏,這與手機的顯示原理有關。手機屏幕自身也有閃耀,手機看到的所謂"頻閃"實踐上是手機屏幕的改寫頻率與燈火閃耀頻率的差,即“頻差”。當燈火頻閃的頻率等於或挨近手機屏幕掃描頻率的整數倍時,手機是無法看到頻閃的。手機看不到同類型手機的頻閃,但能看到電腦/電視機屏幕的閃耀就是這個道理。所以,要精確地反映頻閃的嚴峻程度,仍是要用直接法(光度筆和示波器)。


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關鍵詞:機器視覺係統,機器視覺光源廠家,機器視覺環形光源

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