频闪 | 关于 台灯 与 保护视力
导语
我国交流电网的波形每秒有50次上下起伏，称之为50Hz的频率。采用交流电网作为电源的白炽灯、荧光灯、LED灯等照明产品，发出的光会随交流电频率亮暗强弱闪动，俗称“频闪”。频闪会导致头痛、自闭症、头痛、视觉疲劳、光敏性癫痫、注意力不集中，严重的会对人产生视觉误导，严重影响人们的工作和生活，甚至引发事故。
什么是频闪？频闪：白炽灯、荧光灯、LED灯等照明产品的光输出随时间呈现周期性波动的现象。依据人眼对频闪的可察觉性，频闪一般分为“可见频闪”与“不可见频闪”。
可见频闪：波动频率在80Hz以下的闪烁，大多数人眼一般是可察觉的。
不可见频闪：波动频率在80Hz以上的频闪，人眼是不易察觉的。不可见频闪对人眼的空间感知有较大影响，可通过间接的方式观察到。
图1 频闪效应示意
频闪效应：非静态环境中，亮度或光谱随时间波动的光刺激引起静态观察者对运动感知的变化。频闪效应的级别取决于闪烁的速度和幅度，以及物体运动的速率和观察状态。
图2 频闪效应带来的机器运转错觉，易引发安全事故
人体暴露在有频闪的照明环境中，在以下条件下更容易产生不良反应：接触时间长、视网膜接受刺激面积大、视场定位靠中心、闪光亮度高、与环境亮度对比度高、闪光颜色呈深红色。频闪带来的风险与波动深度和闪烁频率有关。
图3“低风险和不可察觉到”的影响水平的闪烁频率和波动深度关系
（无影响的区域用绿色表示，低风险区用橙色表示；波动深度越大，表示频闪越严重）
由图3可知：当光输出的频率超过3125Hz时，可以认为光对人体的健康是没有影响的；当光输出的频率小于9Hz时，波动深度的限值是0.288%；但是，当光输出的频率在9—3125Hz之间时，需要依据具体的频率计算出相应的波动深度的限值。
图4 不合格的LED台灯的光输出波形图（光输出频率为100Hz，波动深度已超过低风险限值）
当照明环境存在频闪时，适当地设置手机的拍照功能，大多数的手机都可以拍摄出亮暗相间的频闪条纹。
图6 手机拍摄到的频闪条纹
但是，在相同的频闪环境下，手机拍摄时功能设置的不同会导致成像时频闪条纹存在差异。
为什么说“频闪”会对视觉系统造成伤害？
人眼对环境的明暗需要进行调节和适应。当人由明亮的环境忽然进入暗环境时，开始眼前一片漆黑，看不清四周的物体，经过好几分钟才适应过来。这一方面是放大瞳孔，增加进入眼睛的光辐射，另一方面眼睛的杆状细胞恢复活性发挥感光功能。而完全适应暗环境大约需要30～40min。若由暗环境进入亮环境，开始有刺眼的不舒服的感觉，但很快就适应了而恢复正常的视功能。
视觉的调节和适应的过程是由眼睛瞳孔的放大或缩小以及锥状细胞和杆状细胞的过渡来完成的，需要一定的时间。短时间我们感觉不到它的闪烁，但长期在有频闪的光源下进行阅读工作，必将使瞳孔括约肌和视网膜因过度使用而疲劳、酸痛甚至伤害视神经。频闪会导致眼睛疲劳、酸疼，之后是头晕头痛，再后是心烦紧张，甚至心动过速。
在发明人工照明之前，人类已经适应了自然照明，因此越接近自然的照明越有利于人眼的健康，在白天应尽可能多的选用天然采光，在照度不足时，使用人工照明进行补充。
工作台面的照度应该为300～500lx，照度均匀，以减小眼睛的疲劳。通常房屋中应该开顶灯，工作台面上再开一个台灯，工作台面的照度高于环境照度。
灯具的选择应该适当，避免眩光，显色指数大于85%。还应考虑频闪和电磁干扰问题，长期在有频闪的光源下进行阅读工作，必将使瞳孔括约肌和视网膜因过度使用而疲劳、酸痛甚至伤害视神经。
直流供电或高频电子镇流器供电的灯具，可降低频闪。另外需注意高频电子镇流器虽然减低了频闪，但应和人保持足够远的距离，以便减小电磁辐射。
“护眼台灯”一词是市场上推销阅读台灯的俗称。
“护眼台灯”由于采用了可减少频闪作用的电子镇流器，使用时人们的眼睛感受不到灯光的频闪的影响；其使用显色性好的三基色灯管，与普通照明灯相比，护眼台灯光色柔和，十分接近自然光；再者，灯罩内普遍衬有能增强光效的反射板，同时其灯槽较深，因而可保护眼睛不受光线直接照射，避免眩光刺眼。
很显然，在这种台灯下阅读，人们会感到眼睛舒服很多，可以起到保护眼睛的作用，所以市场上推销这种“护眼台灯”。
但是市场上“护眼台灯”的品牌较多，质量良莠不齐，价差也较大。目前，我国尚无阅读台灯 （“护眼台灯”）的检测标准。因此，在挑选“护眼台灯”时要慎重选购。
在现场选择灯的时候，要看其说明书、产品介绍、产品证书、质量监检号等各种证件是否齐全；光学性能上，从使用台灯的角度看，人眼是否不会直接看到灯管，灯的光分布是否均匀；灯管是否为三基色灯管；要仔细观察它的外观是否比较精细等。
保护视力，不能仅仅依赖于一盏台灯，应同时注意阅读时的局部照明与周围环境的照明，应注意营造一种舒适的照明环境。
近视的形成与用眼不当有很大关系，用眼过度是形成近视的重要原因，同时近视的形成与遗传、营养等因素也有一定关系。
无论使用什么台灯，都不能阻止长时间用眼形成的疲劳。防治近视的关键是平时养成科学用眼的习惯，注意自身的用眼卫生，看书时坐姿一定要正确，最好每45分钟休息一次，避免眼睛过于疲劳。
参考及引用的文献资料
再谈“护眼台灯”
陈超中，施晓红，王晔，刘尔立《照明工程学报》2012年06期P59-63
频闪效应数码成像的原理及仿真
顾兆泰，卢东平，缑从军
《照明工程学报》2015年06期P127-130
基于不同驱动条件下白光LED照明频闪问题的研究
杨光
《照明工程学报》2011年06期
LED灯具的频闪产生原因和处理措施
孙志锋，林伟坚，罗婉霞
《照明工程学报》2016年04期
照明产品频闪的国际标准进展及其测量方案
盛迎晓，李晓妮，胡余兵，李倩
中国照明学会《2016年中国照明论坛——半导体照明创新应用暨智慧照明发展论坛论文集》
读写作业台灯的频闪研究
王伟，刘磊，刘尔立
中国照明学会《海峡两岸第二十一届照明科技与营销研讨会专题报告暨论文集》
照明产品的频闪分析及对功能性照明的影响
俞安琪
海峡两岸第二十届照明科技与营销研讨会专题报告
《绿色照明200问》（第2版）
中国照明学会，北京照明学会
蓝光危害的判定|IEC 62778在灯具国家强制性标准中的应用分析