无悔随笔

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一篇值得所有骑行者学习的科普文章,关于骑行车灯

 

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瓦数 ( W.Watt )


代表的是一项电气产品的耗电功率,瓦数愈高耗电量愈大,它和电器的性能表现并不一定有正相关。

对 LED 而言,瓦数愈高并不代表该 LED 的亮度一定愈高。以目前(2011年)LED的产业市场现况,同样1W 耗电功率的白光 LED,所发出的光量,最高有 140 流明(lm。Lumen),最低则只有 30 流明,当然更低的也有,这和 LED 厂商及价格有绝对的关系。也就是说,市场上最高等级是最低的 4.6 倍以上,而它们的耗电
相同。

换个角度来看,市场上最好的 0.22 瓦 LED(如果有这种规格的话),就可以和最差的 1 瓦 LED 发出相同数量的光;但耗电只要 1 瓦的 22%,若用相同的电池,使用时间是 4.6 倍长。所以,瓦数只能告诉我们这个车灯耗电多少,并不能告诉我们它的亮度好不好。

流明( Lumen )

代表的是一个“光源”所发出的所有光线的数量,流明值愈高所发出的光线就愈多,但是它并不代表一个配备了那个光源的灯具,就一定能发出那么多的光线。

一个光源(例如:LED 灯泡)所发出的光,经由灯具的光学结构进行光线的控制与投射,其中必须经过,例如像反射、折射、和透射等等过程,在这些过程中,会产生光线的损失,还会产生像散射和绕射等等,部分光线无法控制的情况。此外,若是会发热的光源,例如高功率(1W 及以上功率的)LED,还会有因为高温而产生光衰的现象。

光源所发出的光,真正投射到灯具外面的,称为灯具的“光线取出效率”。这牵扯到灯具的光学及散热结构的设计,以及制造生产这些零件的技术与质量。目前市场中,最高等级制造商的光线取出效率可达 80%,最差的则不到 40%。也就是说,即使是配备相同厂牌相同等级的 LED,不同的车灯厂做出来的车灯,所发出的实际流明值,可能有 2 倍以上的差距。

而且,一个灯具所投射出来的光线,到底是投射到哪里去?对各种不同使用目的的灯具而言,会有截然不同的性能表现。

以自行车前灯来说,我们需要的是,例如在 10 公尺的正前方,有 1 到 2 公尺左右的宽度(约是自行车道的标准宽度),然后是在把手水平高度以下(角度过高的光线会造成对向来车刺眼,甚至是照天空,是光线的浪费,对自行车骑士的安全也没有帮助)。这样的投射范围或角度,才是自行车前灯所需要的,太大的范围没有用,太小的范围也不能用。

勒克司(lx。Lux).烛光(cd。Candle Power或Candela)

量测光线在某一特定范围或特定角度的单位,有两种,一是勒克司(lx。Lux,量测特定范围),二是烛光(cd。Candle Power或Candela,量测特定角度);这两种才是可以正确表示车灯亮度的量测单位。

目前已有建立自行车灯标准的国家之中,德国标准(StVZO)前灯是以lx为量测单位,后灯以 cd 为量测单位,而日本标准(JIS)则前后灯皆以cd为量测单位。

灯具厂商所标示的 lx 和 cd 值,都是正前方最亮点的数值,并没有标示这个亮度的范围有多大,甚至有的没有标示量测的距离。相同的光线数量(或流明值)投射出来,所产生的亮度,和距离平方成反比,也和照射宽度平方成反比。所以,不同的距离和照射宽度,算起来会有数倍以上的差距。

例如,一个在 5 公尺距离量测值为 10 lx 的前灯,若在 10 公尺量测时,其lx值会变成只有 2.5 lx。〔( 10m / 5m ) ^2 = 4;10 lx / 4 = 2.5 lx〕。或是一个在 10 公尺处有 10 lx且照射范围为 0.5 公尺宽的前灯,若将照射范围增加为 1 公尺(在光学设计上将照射范围扩大),其lx值也会变成只有 2.5 lx。〔( 1m / 0.5m ) ^2 = 4;10 lx / 4 = 2.5 lx〕

所以,用 lx 值来看车灯的亮度时,量测距离和照射宽度是决定性的因素,必须换算成相同距离才能比较,而cd 值虽然和距离无关,但 cd 值和 lx 值一样,都还必须同时比较照射广度才有意义。一个辨别的方式就是除了看cd 和 lx 值之外,还要看是否有遵照德国或日本的量测规范。像德规的 lx 值标准量测距离是 10 公尺,而德规和日规都有相当的照射广度规定。

照射广度对自行车骑士的安全而言,和亮度一样重要,甚至可以说,若没有充足的照射广度,再亮的灯也会产生安全性上的疑虑。而且,要达到德规或日规的广度,远比达到他们的亮度标准,还要困难数倍。以上述的亮度与广度平方成反比的说明可知,相同一颗灯,一旦照射广度需增加 1 倍时,亮度值就会只剩 1/4 。也就是说,若要维持相同的亮度值,这颗灯必须要能发出原本的 4 倍的光线出来。

所以,判断车灯光学性能的好坏,lx 值必须确认量测距离,而 lx 值与 cd 值,都必须确认照射广度是否符合德规或日规的标准,否则那些 lx 值与 cd 值就都只是一种“假”数值,没有参考比较的意义。

附带一提,德规和日规其实各有千秋,并不能说那个比较好或那个比较差。例如,它们对照射广度的要求相当,而德规对亮度和分布则有比较严苛的规定。德规最早是规定 10 公尺外必须有 4 lx 的亮度,几年之后提高到10 lx;又过了几年,在 2010 年时,除了 10 lx 之外,再增加了 20 lx 等级。它规定亮灯模式若有分段,则最弱的那段也不可小于标准值;然后不可以有闪烁模式。但是德规量测时间只要求 1 个小时。

而日规则是将亮度分成数个等级,分别为 400,800,1200,和 1600 cd;以 lx 值来看,相当于 10 公尺处分别为 4,8,12,和16 lx 的程度。灯具必须标示所符合的等级,而消费者则可依其日常使用状况选择适当的等级。日规的测试时间则长达 10 个小时,也就是说,在 10 小时之内(使用所配备的电池)都必须维持在规定的亮度以上。另外,日规还必须经过严苛的震动测试。



在此,真诚地给大家几个建议:

1、在你选购骑行车灯时,替你对面来的行人和其他骑行者考虑一下,不要购买聚光过强的强光手电似的灯具,尽可能购买具有散射设计、截止线设计的专业车灯。什么叫截止线?你看看汽车的近光灯照在墙壁上的效果就知道了。


2、在你安装好骑行车灯准备上路之前,自己不妨先站在车前面5~10米的地方,看看你的车灯是否会晃了你的眼睛,如果有,请调低你的灯头。路上行车,让别人能看清你,跟让你能看清别人是同等重要的事情。

3、闪烁的灯光确实能起到警示的作用,但这只适用于小型信号灯,请千万不要把以照明为主要目的的车前灯设成爆闪模式!!!爆闪的大灯堪比汽车的远光灯!甚至有过之而无不及啊!

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