Ngày nay, bóng đèn không phải chỉ có mỗi nhiệm vụ cung cấp ánh sáng, nhất là những loại đèn Led đang ngày càng khẳng định những ưu thế vượt trội của mình. Các hãng sản xuất lớn đang quan tâm nhiều đến chất lượng của ánh sáng cho các sản phẩm của mình. Chất lượng ánh sáng được đánh giá dựa trên các khía cạnh tương tác trực quan của nó đến môi trường và con người. Sự chuyển hóa về Led buộc chúng ta phải sửa đổi cách đánh giá về chất lượng ánh sáng truyền thống. Liên tục tối ưu hóa sản phẩm của mình bằng cách tập hợp những hiểu biết sâu sắc về nhu cầu của người dùng, kiến thức về ứng dụng chiếu sáng và khoa học. Signify - Công ty dẫn đầu thế giới về chiếu sáng (tập đoàn sở hữu thương hiệu Philips ngành chiếu sáng), đã tạo ra thương hiệu EyeComfort để định nghĩa các sản phẩm của mình dựa trên các tiêu chí sau: Flicker (độ nhấp nháy), hiệu ứng hoạt nghiệm (Stroboscopic), An toàn quang học, sự chói, điều chỉnh ánh sáng, điều chỉnh góc chiếu, chỉ số hoàn màu, độ ồn có thể nghe thấy được.

EyeComfort


1. Flicker và Stroboscopic

Hiệu ứng Flicker và Stroboscopic được gọi chung là những Temporal Light Artifacts (TLAs). TLAs thường là những hiệu ứng không mong muốn mà con người có thể cảm nhận được trên thực tế do ánh sáng của những nguồn sáng điều biến theo thời gian. TLAs được phân biệt thành 3 loại, nhưng EyeComfort của Philips đánh giá thông qua 2 loại quan trọng nhất:

Flicker (sự nhấp nháy): được định nghĩa là sự biến đổi của ánh sáng ở mức không thể chấp nhận được được nhận biết bởi người bình thường, trực tiếp hoặc thông qua một bề mặt phản xạ.

Stroboscopic (sự hoạt nghiệm): Là hiện tượng nhận thức sai của người bình thường khi vật thể chuyển động hoặc xoay, được chiếu sáng bởi một nguồn sáng điều biến theo thời gian. Hiệu ứng Stroboscopic có thể không được chấp nhận trong môi trường làm việc với máy móc di chuyển hoặc quay nhanh. 

Bạn có thể xem Video này để hiểu rõ hơn về hiệu ứng Stroboscopic. Nguồn Wikipedia.

Nguyên nhân từ đâu?

Một thuộc tính của đèn Led là phản ứng nhanh với các biến thể trong tín hiệu đầu vào. Do đó, nó sản sinh đầy đủ những biến động đó trong ánh sáng phát ra, có khả năng dẫn đến TLA cho những người dùng trong không gian sáng đó. Nguyên nhân có thể được xác định bởi nhiều nguồn khác nhau như: biến động điện áp nguồn, tương tác với điều khiển ánh sáng (ví dụ: dimmer), nhiễu tính hiệu đầu vào từ các nguồn bên ngoài (ví dụ: lò vi sóng), và biến động từ driver điện tử cho đèn Led. Hiện tại có nhiều loại và nhiều cấu trúc liên kết của các driver và ballast được áp dụng; những bộ điện đơn giản, các tụ điện bị giới hạn hoặc không có bộ đệm thường dẫn đến gợn sóng lớn hơn, làm cho thời gian điều chế ánh sáng lớn hơn.

Các chỉ số đo lường TLAs

Một số biện pháp đơn giản như chỉ số nhấp nháy (Flicker index - FI) và độ sâu điều chế được dùng để đo sự hiển thị của sự Flicker và hiệu ứng Stroboscopic, nhưng không có một chỉ số phù hợp để dự đoán được chính xác những gì mà người dùng thực sự cảm nhận hoặc trải nghiệm. Flicker và Stroboscopic là 2 hiệu ứng bị ảnh hưởng bởi độ sâu điều chế, tần số, hình dạng sóng và chu kỳ hiệu suất, và các biện pháp trên không tính đến các chỉ số này.

Hiện nay, các mô hình khoa học dựa trên Hệ thống thị giác con người (Human Visual System), đề cập đến nhận thức trực quan của con người, là một phần của hệ thần kinh cho phép chúng ta nhìn, đã đưa ra một đơn vị đo lường mạnh mẽ hơn cho Flicker là PstLM, và cho hiệu ứng Stroboscopic là SVM. Những chỉ số này được ủng hộ bởi Lighting Europe và NEMA. Các cải tiến liên tục cho các thước đo TLA vẫn còn đang được nghiên cứu.

Dựa theo tiêu chuẩn IEC 6100-4-15NEMA 77-2017, chỉ số bắt buộc để không thấy Flicker là PstLM≤1,0. Các đo được thực hiện theo IEC TR 61547-1, phát hành lần thứ 2. 

Đo lường SVM dựa theo IEC TR 63158.

TLAs có ảnh hưởng thế nào đến con người như thế nào?

Dựa trên đánh giá của các ủy ban khoa học về các khía cạnh liên quan đến sức khỏe, hiệu suất và an toàn cho người sử dụng thì TLAs phải được giới hạn ở một số mức nhất định để tránh gây phiền toái do khả năng hiển thị trực tiếp và để ngăn chặn các vấn đề sức khỏe tìm ẩn cho con người. Sau khi tiếp xúc lâu hơn, TLAs có thể giảm hiệu suất công việc và gây mệt mõi. Các ảnh hưởng sức khỏe có thể xảy ra đối với một số người cụ thể là chứng động kinh cảm quang, đau nữa đầu và tình tiết tăng nặng của hành vi tự kỷ. Các sản phẩm chiếu sáng có xuất hiện hiệu ứng Flicker (nhấp nháy) và Stroboscopic (hoạt nghiệm) được xem là sản phẩm kém chất lượng.

Dựa theo đó, các sản phẩm đèn Led EyeComfort của Philips được thiết kế để giảm thiểu tối đa hiệu ứng Flicker và Stroboscopic.


2. An toàn quang sinh học

Sự nguy hiểm của anh sáng xanh

Ánh sáng xanh gây thiệt hại quang hóa lên võng mạc của con người, phụ thuộc vào thành phần quang phổ, cường độ và thời gian tiếc xúc của mắt. Theo Ủy Ban Kỹ Thuật Điện Quốc Tế (IEC) đã phát triển một tiêu chuẩn để đánh giá về an toàn quang sinh học, được phân thành 4 nhóm Risk (rủi ro) (0 = không rủi ro, 3 = rủi ro cao).

- Risk Group 0: Đèn không gây nguy hiểm quang học.

- Risk Group 1: Không gây nguy hiểm quang học dưới sự giới hạn của hành vi bình thường.

- Risk Group 2: Không gây nguy hiểm do phản ứng không mong muốn với ánh sáng chói và nhiệt độ khó chịu.

- Risk Group 3: Nguy hiểm cả khi phơi sáng tức thời.

Có một sự hiểu lầm phổ biến trong các phương tiện truyền thông với ý tưởng rằng các sản phẩm đèn Led sản sinh ra nhiều ánh sáng xanh hơn, và do đó có nhiều khả năng gây ra nguy hiểm ánh sáng xanh hơn. Điều này đã được nghiên cứu và đo lường kỹ lưỡng bởi Hiệp Hội Chiếu Sáng Toàn Cầu, so sánh nội dung quang phổ của nhiều công nghệ chiếu sáng khác nhau theo những tiêu chuẩn nêu trên, cùng với tài liệu được cung cấp của các nhà khoa học, đã chỉ ra các phát hiện sau:

- Đối với mối nguy hiểm về ánh sáng xanh, đèn Led không khác gì các công nghệ thông thường, chẳng hạn như đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang. Phần màu xanh trong ánh sáng Led không khác với phần trong các công nghệ khác ở cùng nhiệt độ màu.

- So sánh các sản phẩm có trang bị thêm công nghệ Led với các sản phẩm thông thường mà họ dự định thay thế, cho thấy cấp độ Risk rất nhau và nầm trong phạm vi không đáng để phê phán.

- Những nguồn Led (đèn hoặc hệ thống) và các bộ đèn Led rơi vào nhóm Risk 0 hoặc 1 theo định nghĩa của IEC, là nhóm người tiêu dùng bình thường có thể sử dụng.

Tia cực tím (UV)

Các bóng đèn Led cho người tiêu dùng sử dụng không chứa bất kỳ thành phần nào của tia UV trong dãy quang phổ, và do đó không gây hại cho người có độ nhạy cảm cao với tia cực tím.

Tia hồng ngoại.

Ngược lại với đèn sợi đốt và đèn halogen, đèn Led hầu như không phát ra bất kỳ tia hồng ngoại nào (IR). Đối với các đèn Led dành cho dân dụng gần như không có rủi ro vì bức xạ IR không đủ mạnh.

An toàn quang sinh học được thực hiện theo các tiêu chuẩn và hướng dẫn của quốc tế. Các sản phẩm Led EyeComfort của Philips đều được phân loại trong nhóm Risk 0 hoặc 1 (RG0 / RG1), có nghĩa là việc sử dụng các sản phẩm Led này không gây ra nguy hiểm quang học theo giới hạn hành vi bình thường.

 

3. Độ chói

Độ chói là một trong những tác động khó chịu nhất liên quan đến việc sử dụng ánh sáng êm dịu. Được định nghĩa là độ tương phản quá mức hoặc phân phối nguồn sáng không phù hợp làm rối loạn quan sát hoặc hạn chế khả năng phân biệt chi tiết và đối tượng. Độ chói có thể được chia thành "độ chói khuyết tật" và "độ chói khó chịu".

- Độ chói khuyết tật làm suy yếu tầm nhìn của đối tượng mà không nhất thiết gây khó chịu, là sự phản chiếu ánh sáng trong nhãn cầu, có thể phát sinh chẳng hạn như khi lái xe về hướng tây lúc hoàng hôn.

- Độ chói khó chịu được định nghĩa là cảm giác khó chịu do nguồn phát ánh sáng gây ra, dẫn đến một mong muốn bản năng để tránh xa nguồn ánh sáng chói khó nhìn thấy được mục tiêu. Khi ánh sáng chói quá mạnh có thể dẫn đến nổi thị giác hoàn toàn bị suy yếu, đôi khi nó được gọi là mê hoặc. Cảm giác khó chịu phụ thuộc vào nhiều yếu tố như là độ sáng nguồn, khu vực nguồn sáng, vị trí nguồn sáng trong vùng nhìn, ánh sáng nền, loại hoạt động và thời gian tiếp xúc với nguồn sáng. Trong nhiều năm qua, nhiều nhà khoa học đã cố gắng định lượng các đơn vị để đo về sự khó chịu quang học do độ chói gây ra.

Đánh giá độ chói cho nơi làm việc trong nhà (môi trường chuyên nghiệp) thường được thực hiện bằng cách sử dụng thước đo UGR (Unified Glare Rating), được Sorensen đề xuất vào năm 1987 và được IEC thông qua.

Đối với đèn sử dụng trong dân dụng, hiện tại không có biện pháp nào để định lượng độ chói của ánh sáng. Hơn nữa, ánh sáng chói của bóng đèn cũng phụ thuộc vào ứng dụng. Một bóng đèn được sử dụng trần bên ngoài, gần với người dùng và ở độ cao của mắt sẽ gây chói nhiều hơn so với 1 bóng đèn trong 1 chiếc đèn chụp ở một góc phòng. Nói chung, độ chói là sự kết hợp của độ sáng cao, độ tương phản cao, và kích thước nguồn sáng. Các biện pháp chống chói đang được áp dụng tạm thời hiện nay như là giảm độ sáng của nguồn sáng, giảm độ tương phản, hoặc giảm kích thước nguồn sáng.

Biện pháp để chống chói mắt tốt nhất cho bóng đèn hiện nay là chưa có, và là chủ đề nghiên cứu cho tương lai. Tuy nhiên, trong danh mục đèn Led chiếu sáng của Philips có phân biệt đèn giữa đèn có kiểm soát độ chói và không kiểm soát độ chói. Bóng đèn có chứa vật liệu khuếch tán hay công nghệ tán quang xen kẻ trên đỉnh của bóng đèn được coi là kiểm soát độ chói tốt hơn một đèn bình thường.

 

4. Điều chỉnh cường độ sáng

Chức năng điều chỉnh cường độ sáng (dimmable) của bóng đèn Led được định nghĩa là khả năng thay đổi cường độ ánh sáng của đèn theo sở thích của người dùng. Chức năng điều chỉnh cường độ sáng của đèn Led cho phép bạn tạo ra một không gian hoàn hảo cho mỗi khu vực với những yêu cầu chiếu sáng khác nhau. Người dùng muốn sử dụng dim với nhiều lý do. Đầu tiên, họ muốn thay đổi không khí của không gian sống (ánh sáng dịu nhẹ ấm cúng hoặc ánh sáng mạnh tràn đầy năng lượng). Thứ 2, chức năng dimming có thể cung cấp ánh sáng với những cường độ khác nhau trong ngày, dựa trên những hoạt động khác nhau hoặc phụ thuộc vào độ sáng ngoài trời. Ví dụ, bạn có thể muốn giảm mức sáng để giảm độ tương phản giữa không gian tối với ánh sáng của đèn Led, làm giảm nguy cơ chói. Cuối cùng, chức năng dimming còn giúp bạn dùng để tiết kiệm năng lượng.

Việc thiết kế chức năng dimming kém chất lượng có thể sinh ra những hiệu ứng khó chịu không mong muốn như hiệu ứng Flicker tại điểm giảm sâu cường độ sáng, sự chuyển đổi không ổn định, hoặc độ sáng quá cao tại mức tối thiểu. Những vấn đền này bắt nguồn từ bo mạch điều khiển Led (driver), các biến thiên trên biên độ điện áp nguồn, khả năng tải, kết nối và tương tác với dimmer của nguồn. Các thiết kế điện tử thông minh có thể giải quyết các vấn đề giảm sâu cường độ sáng, ngăn chặn các biến thể bất thường có thể nhìn thấy ở mức cao.

Các sản phẩm đèn Led dimming EyeComfort của Philips cung cấp cho bạn mức giảm sâu tối thiểu đã được cài đặt sẳn (SceneSwitch) , hoặc điều chỉnh tăng giảm liên tục trên toàn bộ cường độ sáng.

 

5. Khả năng điều chỉnh ánh sáng

Khả năng điều chỉnh ánh sáng của đèn Led có thể được phân làm 3 loại:

- Giảm độ nóng: tương tự như khả năng của đèn sợi đốt (ví dụ giảm nhiệt độ màu từ 2700K -2200K trong khi dimming).

- Khả năng thay đổi tông màu của ánh sáng (ví dụ: 2700K – 6500K).

- Điều chỉnh màu sắc: khả năng thay đổi màu sắc của ánh sáng (RGB).

Dimming trên đèn sợi đốt cho một trãi nghiệm ánh sáng khác với dimming trên đèn Led thông thường. Do công nghệ sử dụng, bóng sợi đốt sẽ trở nên ít nóng hơn khi dimming và do đó sẽ phát ra nhiều ánh sáng đỏ hơn (nhiệt độ màu thấp hơn). Ngược lại màu sắc của đèn Led là không thay đổi khi dimming. Vì vậy bóng đèn sợi đốt cung cấp cho bạn sự biến đổi cả về cường độ ánh sáng nhiệt độ màu, trong khi đèn Led chỉ cung cấp khả năng thay đổi cường độ ánh sáng và nhiệt độ màu vẫn như cũ.

Các nhà thiết kế thường thích dùng ánh sáng ấm với mức ánh sáng thấp để tạo ra những không gian đẹp và ấm cúng, nhưng có thể khác nhau theo từng khu vực. Một số đèn Led Philips EyeComfort của Signify cung cấp chức năng dimming WarmGlow. Bằng cách kết hợp 2 đèn Led khác nhau (2200K và 2700K) dùng để mô phỏng hoạt động của bóng sợi đốt. Chức năng WarmGlow có 2 biến thể: SceneSwitch với các thiết lập cố định và WarmGlow với khả năng dimming mượt mà trên toàn bộ dãy sáng.

Bên cạnh việc tạo hiệu ứng tuyệt vời, chức năng dimming kết hợp với sự thay đổi nhiệt độ màu cũng có tác động tích cực đến nhịp sinh học của con người. Đồng hồ sinh học cho chúng ta biết khi nào thì thức dậy và khi nào thì ngủ. Cường độ ánh sáng và hoạt động quang phổ là một trong những tham số để có thể kiểm soát những phản ứng đó. Ánh sáng cường độ cao chứa rất nhiều màu xanh khiến chúng ta muốn thức dậy và cảm thấy tỉnh táo, trong khi ánh sáng cường độ thấp với ít lượng màu xanh hơn sẽ kích hoạt sự giải phóng hóc môn melatonin, khiến chúng ta buồn ngủ. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng ánh sáng rực rỡ với thành phần màu xanh mạnh được khuyên vào buổi sáng để giúp tỉnh táo, và nên tránh vào buổi tối, bởi vì nó ngăn chặn việc sản xuất melatonin và làm cho chúng ta khó ngủ hơn. Một không gian có ánh sáng với cường độ và nhiệt độ màu thấp vào buổi tối là lý tưởng cho nhịp sinh học cần thư giản và nghĩ ngơi.

Đèn Led Philips EyeComfort của Signify với chức năng dimming WarmGlow hổ trợ cho việc thiết kế ánh sáng và cả nhịp sinh học của con người.

 

6. Chất lượng màu của ánh sáng.

Chất lượng màu ánh sáng liên quan đến sở thích và sự đánh giá về nhận thức của người dùng trong một ứng dụng nhất định. Chất lượng mùa của ánh sáng ảnh hưởng đến sự nhận thức hình dáng của không gian, vật thể và con người. Ánh sáng với chất lượng thấp có thể làm giảm sự phân biệt trực quan và giảm sự chính xác của không gian, vật thể và con người được chiếu sáng. Ví dụ như màu da của con người, thực vật hoặc thực phẩm có thể bị mờ hoặc không được thể hiện chính xác dưới ánh sáng có độ phân giải thấp.

Chất lượng màu của ánh sáng được định nghĩa là hiệu ứng soi sáng màu sắc trên bề mặt của đối tượng, bằng cách so sánh ý thức hoặc tìm thức với màu sáng của chúng dưới màu sắc tham chiếu. Chỉ số hoàn màu (CRI-Ra) để đo lường và xác định khả năng hiển thị màu của nguồn sáng, dựa trên thử nghiệm 8 mẫu màu sắc khác nhau được chiếu sáng, và so sánh việc hiển thị màu của nguồn sáng với hiển thị màu dưới nguồn tham chiếu (nguồn tham chiếu dùng ánh sáng đốt nóng với nhiệt độ màu <5000K).

Chỉ số hoàn màu cao

Sở thích của người dùng không phải lúc nào cũng kết hợp trực tiếp tới giá trị CRI. Nguồn sáng có CRI cao hơn thì luôn được ưu tiên hơn. Độ bảo hòa màu (sự sắc nét), đặc biệt là độ bảo hòa màu đỏ cũng đóng một vai trò quan trọng trong sở thích, nhưng bảo hòa nhiều màu sắc hơn thường được mọi người lựa chọn nhiều hơn, vì khi đó các đối tượng được chiếu sáng sẽ trông đầy màu sắc hơn. Điều quan trọng là tìm ra sự cân bằng giữ độ trung thực màu (CRI) và độ bão hòa màu cho một ứng dụng cụ thể.

Đèn Led Philips EyeComfort của Signify nhằm mục đích cải thiện sự phân biệt màu sắc và tăng cường tính thẩm mỹ thông qua việc sử dụng đèn Led với các đặt tính màu sắc chất lượng.

 

7. Độ ồn

Đèn Led có thể bị nhiễu âm thanh, đặt biệt khi dùng ở mức dimming thấp. Các điện áp và dòng điện cung cấp có thể tạo ra sự cộng hưởng cơ học trong các thành phần. Tiếng ồn này có thể được coi là phiền và rất khó chịu. Đó là lý do vì sao Energy Star đã đưa ra những yêu cầu để đặt cho mức độ của tiếng ồn. Theo như Energy Star, đèn sẽ không nên phát ra tiếng ồn trên 24 dBA trong khoảng cách 1 mét. Ngưỡng này không đủ nghiêm ngặt với đèn trong phòng khách hoàn toàn im lặng (khoảng 20 dBA), hoặc những  chiếc đèn có vị trí gần với người dùng (đèn đọc sách, đèn ngủ cạnh giường).

Đèn Led Philips EyeComfort của Signify đều được tính toán đến các quy định được phát hành.

 

Nguồn: Philips, Wikipedia.