改LED大灯后夜间开车眼睛为啥更累

  1886年，德国人卡尔·本茨制造出世界上第一辆三轮汽车“Motorwagen”，采用0.89匹马力单缸二冲程汽油发动机，时速达15km/h，动力通过链和齿轮驱动后轮前进，具备如电点火、水冷循环、钢管车架、钢板弹簧悬挂、后轮驱动、前轮转向和掣动手把等现代汽车的基本特点，但用于照明的车灯，还是悬挂式摇晃不定的汽灯（也称第一代汽车照明光源）。

  第一代汽车照明光源采用蜡烛、煤油或乙炔等燃料燃烧发光，尽管当时汽车的车速很低，但随着汽车数量逐渐增加、车速也有所提高的情况下，汽车不再允许仅靠一盏汽灯行驶。

  1879年，爱迪生发明了以电能作能源的白炽灯，并于1913年应用于汽车前照灯上，但白炽灯存在寿命短、会造成来车眩光且没有办法进行配光等缺点。后来通过在充气白炽灯中加入卤素的卤钨灯，缓和钨丝氧化速度，让卤素灯比白炽灯寿命更加长，还能提供更高的亮度，直到现在的也依然在改良使用。白炽灯、卤素灯成为第二代汽车照明光源。

  到1990年，高强度气体放电灯（High Intensity Discharge，HID氙气灯）诞生。一只35W 的氙气灯的光通量为55W卤素灯的3倍，寿命超过10 倍，成为第三代汽车强光照明光源。

  第四代汽车照明光源为固态光源，固态光源（Solid State Lighting，SSL）实际上就是半导体发光二极管——LED，其原理当给发光二极管加上正向电压后，自由电子和空穴相遇，以发光的形式呈现出来。

  LED于上世纪60年代问世，但由于亮度不高，当时只作为指示灯使用。进入80年代后，LED亮度有了较大提高，1986年日产公司在旗下的300ZX车上使用了72只φ5mm的LED作为中央高位刹车灯，标志着LED开始步入了汽车领域中的应用。

  LED具备许许多多的优点，如寿命长、节能、不怕振动、点亮快、体积小、冷光源、易于控制等特点。

  如此多优异的性能，让许多车主羡慕不已，这也让许多LED生产厂商看到了商机，他们开始针对原车采用标准灯具接口的车型，推出替代卤素灯具的LED灯泡。作为全世界供应链的源头的好处就是，在网购平台上搜索LED灯泡，再加上灯泡的具体型号，能找到一大堆替代品。

  部分车主换完LED灯泡后，第一感觉就是车灯更亮、颜色更白了，第一视觉观感上好多许多。但夜路开久了，却反而比普通卤素灯更容易视疲劳，这是怎么回事呢？

  太阳光经过菱镜后，光线分成了红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色，这七个颜色的光，按波长或频率排列，称为光学频谱。

  而太阳光光谱可见光的波长范围在770～390纳米之间，波长不同的电磁波，引起人眼的颜色感觉不同。770-622nm，为红色；622-597nm，橙色；597-577nm，黄色；577-492nm，绿色；492-455nm，蓝靛色；455-390nm，紫色。

  从上方的光谱图看，太阳光是连续的光谱，而同样作为热激发光源的卤素灯光谱与太阳十分接近。

  LED作为冷激发光源，发光原理与白炽灯和氙气灯完全不同，从而导致其光谱并非连续光谱，照明效果上自然不能与卤素灯相提并论，自然在眼睛舒适度上较卤素灯差了不少。上图的各灯泡的光谱图中能够正常的看到，卤素灯氙气灯的光谱连续性优于LED灯。

  连续的光谱照射物体，会呈现真实和自然，但由于缺乏某些光谱，使得LED光线下照射的物体颜色会有不同程度的失真，导致了物体的显色性较差，也就是“假”。

  这里牵扯到的显色特性，指不同光谱的光源照射在同一颜色的物体上时，所呈现不一样的颜色的特性。通常用显色指数（Ra）来表示。光源的显色指数越高，其显色性能越好，物体的颜色也就越真实。

  由于工艺、制造的问题，导致市面上部分LED灯具的光谱缺失，显色性较差，使得部分司机夜间行车视力疲劳的原因之一。

  另外一个视疲劳的原因，是LED的调光方式。目前市面上很多车用LED灯都采用PWM调光。所谓PWM，全称Pulse Width Modulation，指脉冲宽度调制，把模拟信号调制成脉波。简单的说，就是让LED以闪烁形式发光。

  由于闪烁频率极快，人眼几乎没办法察觉，因此看上去LED光一直恒定发光，但实际上，眼睛依旧可以感受到的闪烁，时间一长，也让眼睛神经感到疲劳甚至头痛。这个是LED灯导致视疲劳的另外一个原因。

  此外还有一个缘由是色温的选择。色温是照明光学中用于定义光源颜色的一个物理量，即把某个黑体加热到一个温度，其发射的光的颜色与某个光源所发射的光的颜色相同时，这个黑体加热的温度称之为该光源的颜色温度，简称色温，其单位用“K”（开尔文温度单位）表示。

  上文我们提到了各颜色光线的波长，波长较长，穿透能力越强，波长越短，穿透力越弱，这也是为什么刹车灯和雾灯均为红色的原因。

  为用于照明，中等波长的黄光对眼睛最好，也具备相当的穿透力，而部分驾驶员为了追求白色的灯光，显得“亮”，选择了较高色温的LED灯泡，但恰恰这部分色温的波长较短，导致穿透力缺失，光谱更差，使得人眼实际的观感极差，久而久之导致眼睛疲劳，看不清路。

  劣质LED灯具光谱不连续、显色性差、频闪、色温高，是导致视觉疲劳的重要的因素，挑选LED灯具，需要综合比较上面的参数，才能起到保护视力，延缓疲劳，提高行车安全性的目的。（朋月）