據(jù)官方數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)7-12歲、13-15歲、16-18歲學(xué)生患有眼疾概率分別為45.71%、74.36%及83.28%，青少年眼疾發(fā)病率已超越日本成為世界第一大國(guó)。

 

　　人們普遍將原因歸為兩方面，一是孩子功課壓力大，過(guò)度用眼，不正確的坐姿也加速了對(duì)眼睛的傷害；二是長(zhǎng)時(shí)間對(duì)著手機(jī)和平板電腦這類電子產(chǎn)品。兩方面因素造成了青少年眼部疲勞，致使眼睛調(diào)節(jié)能力下降，進(jìn)而誘發(fā)眼部疾病。

 

　　然而，事實(shí)真的僅僅如此么？

 

　　去年，一則世界衛(wèi)生組織(WHO)愛(ài)眼協(xié)會(huì)的研究報(bào)告不脛而走，報(bào)告指出“藍(lán)光危害對(duì)人類的潛在隱性威脅將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)蘇丹紅、三聚氰胺、SARS、H1N1的破壞性，無(wú)形中吞噬人的雙眼”。雖然，這則所謂的WHO研究報(bào)告已被證實(shí)為假新聞。但是卻讓藍(lán)光危害這個(gè)術(shù)語(yǔ)進(jìn)入了大眾的視線。

 

　　那么“藍(lán)光危害”到底對(duì)眼睛有沒(méi)有傷害，又有多大傷害呢？我們今天就來(lái)和大家還原下事實(shí)的真相。

 

　　首先，我們來(lái)探討第一個(gè)問(wèn)題，藍(lán)光真的會(huì)對(duì)眼睛造成傷害嗎？

 

　　以下是國(guó)際照明委員會(huì)CIE于2002年發(fā)布的研究報(bào)告CIE S 009/E:2012中對(duì)于這個(gè)問(wèn)題的回答：

　　圖1 CIE S 009/E:2012 附錄A.3

 

　　大意是藍(lán)光可以引起視網(wǎng)膜的光化學(xué)損傷，主要集中在視網(wǎng)膜色素內(nèi)表皮細(xì)胞，并在視網(wǎng)膜上形成弧光和盲點(diǎn)。

　　圖2 人眼結(jié)構(gòu)圖

 

　　什么意思呢？眼睛之所以能看到東西是因?yàn)橐暰W(wǎng)膜上分布有視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞，其中視網(wǎng)膜軸向末端有個(gè)地方叫黃斑中心凹，這里是視力最敏銳、視覺(jué)細(xì)胞最豐富的區(qū)域，而之所以呈現(xiàn)黃色是因?yàn)槠涓缓~黃素。正常情況下，隨著年齡增長(zhǎng)黃斑凹老化引起視覺(jué)衰退。但長(zhǎng)期處于藍(lán)光照射下，過(guò)量的藍(lán)光直接進(jìn)入視網(wǎng)膜并產(chǎn)生大量自由基，造成黃斑凹加速氧化，最終導(dǎo)致黃斑凹處的視覺(jué)細(xì)胞大量死亡，而這種損傷是無(wú)法自行修復(fù)的。

 

　　第二個(gè)問(wèn)題，是不是只有藍(lán)顏色的光才有藍(lán)光成分？

 

　　先看以下三張光譜圖。（從左到右依次是鎢絲燈（白熾燈）、熒光燈、LED燈）

　　圖3 不同光源光譜分布圖

 

　　這三種光源的顏色依次為暖色、白、冷白。可以看出，就算是日常白熾燈發(fā)出的是暖色光也一樣含有藍(lán)光成分，也就是說(shuō)，藍(lán)光成分普遍地存在于各類燈具和光源中，區(qū)別的只是藍(lán)顏色的光不怎么含有其他顏色的成分。而且需要指出的是，白光LED是靠藍(lán)色光激發(fā)熒光粉發(fā)出黃紅光，然后融合本身的藍(lán)色光一起形成白光，因此其藍(lán)光成分的比例會(huì)相對(duì)較其他類別的光源更集中。

 

　　第三個(gè)問(wèn)題，是不是把LED燈全部換成熒光燈或者鎢絲燈會(huì)更好呢？

 

　　答案是否定的。圖4是《IEEE PAR 1789-2015 危險(xiǎn)性評(píng)估草案LED照明閃爍的潛在健康影響》中對(duì)光源頻閃對(duì)觀察者造成危害的分級(jí)圖，綠色部分為不可察覺(jué)區(qū)（無(wú)危害區(qū)），黃色為低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，白色為有害區(qū)。

 

　　雖然人眼可以辨別的極限頻率大概是60Hz，也就是說(shuō)靠視覺(jué)是難以區(qū)分60Hz、100Hz和3000Hz發(fā)光頻率的。但是還是那句老話，看不到的不一定無(wú)害。大量研究指出，長(zhǎng)時(shí)間暴露在有危害的光源頻閃環(huán)境中，輕則眼部疲勞視力衰退，重則頭暈惡心神經(jīng)系統(tǒng)受損。

 

　　由于白熾燈和熒光燈都是直接工作在工頻下的，因此其發(fā)光的頻率大概在100Hz前后（波形見(jiàn)圖5），標(biāo)準(zhǔn)對(duì)該頻率下波動(dòng)深度無(wú)危害的上限規(guī)定為3.3%。而僅依靠熱穩(wěn)定的白熾燈或者熒光粉余暉的熒光燈都是很難滿足這個(gè)要求的。

 

　　而LED在這方面有先天優(yōu)勢(shì)，由于其存在PWM控制，發(fā)光頻率往往能達(dá)到1500Hz甚至3000Hz以上，而在這種頻率下不管光的波動(dòng)深度有多大都是安全的。換句話說(shuō)，就是頻閃危害對(duì)傳統(tǒng)光源是個(gè)老大難問(wèn)題，而對(duì)LED產(chǎn)品來(lái)說(shuō)是個(gè)駕輕就熟就可以解決掉的問(wèn)題。

　　圖4 IEEE PAR 1789-2015 頻閃危害分級(jí)圖

　　圖5 傳統(tǒng)光源頻閃波形

 

　　另一方面，由于LED的易調(diào)光性及可在一個(gè)燈具中集成多種芯片，因此可實(shí)現(xiàn)更好的色彩還原，減少視覺(jué)疲勞。

 

　　也就是說(shuō)，LED相對(duì)傳統(tǒng)光源在頻閃危害的控制、色彩還原度等方面更具優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也更節(jié)能，更何況任何波段的光成分只要超量都是有害的，因此也沒(méi)必要因噎廢食。

 

　　那么，今天最后一個(gè)問(wèn)題，什么樣的LED產(chǎn)品才是無(wú)害的？

 

　　古語(yǔ)曰，一切拋開(kāi)劑量的談危害都是耍流氓。

 

　　那么，這個(gè)“劑量”，或者說(shuō)“度”又在哪呢？

 

　　我們先來(lái)看看國(guó)內(nèi)外的相關(guān)文獻(xiàn)法規(guī)是怎么說(shuō)的。

 

　　首先，前面提到的CIE S 009后來(lái)被國(guó)際電工委員會(huì)IEC采納了，變成了IEC 62471:2006 燈與燈系統(tǒng)的光生物安全，這個(gè)便是關(guān)于光生物安全的第一部國(guó)際技術(shù)法規(guī)。然后這個(gè)IEC 62471:2006被歐盟采納并加嚴(yán)了部分要求后變成了EN 62471:2008，并在EC/244/2009 EUP指令中要求強(qiáng)制執(zhí)行。后來(lái)時(shí)間一轉(zhuǎn)到了2014年，這一年出版的IEC 60598-1-2014中加入了IEC/TR 62778:2014 藍(lán)光危害這個(gè)項(xiàng)目，并強(qiáng)制執(zhí)行。

 

　　國(guó)內(nèi)基本是照著IEC這條路線走的，首先國(guó)內(nèi)參照IEC 62471:2006發(fā)布了GB/T 20145-2006，其次GB 7000.1-2015也參照IEC 60598-1-2014增加了IEC/TR 62778的要求。也就是說(shuō)，這個(gè)藍(lán)光危害不論國(guó)內(nèi)外都是有法可依的，而且違法必究。

　　圖6 光源的視場(chǎng)角示意圖

 

　　那么我們來(lái)看看技術(shù)法規(guī)（標(biāo)準(zhǔn)）中是怎么規(guī)定的。首先，IEC/TR 62778:2014 沿用了IEC 62471:2006的測(cè)試原理和基本方法，對(duì)藍(lán)光危害劃分為光譜輻照度和光譜輻亮度兩個(gè)大類。照度就是視光源為一個(gè)點(diǎn)光源來(lái)看他投射到單位面積上的能量；亮度則剛剛相反，是把人眼作為一個(gè)點(diǎn)去直視光源來(lái)看光源上單位面積的能量。以下是IEC 62471:2006中給出的藍(lán)光危害的限值。

　　圖7 IEC 62471:2006 限值要求

 

　　可以看出，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其結(jié)果是分成三個(gè)等級(jí)的，即豁免級(jí)、低風(fēng)險(xiǎn)和中風(fēng)險(xiǎn)。其中GB 7000.1-2015規(guī)定了燈具產(chǎn)品的藍(lán)光危害不可超過(guò)低風(fēng)險(xiǎn)，而且兒童可移式燈具及電源插座夜燈這兩個(gè)類別產(chǎn)品的藍(lán)光危害更是不能超過(guò)豁免級(jí)。

 

　　那么，來(lái)到敲黑板劃重點(diǎn)的時(shí)候了，怎么才能判斷一盞燈的藍(lán)光危害大致屬于什么水平呢。

 

　　首先，最準(zhǔn)確的辦法就是看該產(chǎn)品有沒(méi)有通過(guò)相關(guān)的認(rèn)證（CCC、CQC等），或者翻看有無(wú)該產(chǎn)品的不合格的記錄通報(bào)等。

 

　　其次，就是通過(guò)產(chǎn)品外包裝的信息以及產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行大致推斷。下圖是同等功率的不同色溫LED光源的光譜分布，可以看到色溫高（顏色偏冷）的LED藍(lán)光成分（大概430nm到490nm這部分）要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出色溫低的（顏色偏暖）。

　　圖8 光譜分布隨色溫變化圖

 

　　這里有一組IEC推薦的不同色溫和光度低風(fēng)險(xiǎn)以下的組合數(shù)據(jù)。下圖分別為不同色溫下亮度和不同色溫下照度的推薦數(shù)據(jù)。可以看到，2350K、4000K以及6500K的推薦光度依次為不高于40Mcd/m2、8.5 Mcd/m2、5 Mcd/m2的亮度和4000Lx、850Lx、500Lx的照度。也就是說(shuō)色溫越低，允許的光度越大。

　　圖9 IEC推薦的低風(fēng)險(xiǎn)藍(lán)光危害色溫與亮度組合

　　圖10 IEC推薦的低風(fēng)險(xiǎn)藍(lán)光危害色溫與照度組合

 

　　結(jié)合辨識(shí)度、色彩還原和能效等綜合因素，推薦選擇色溫介于3500K-5000K、書(shū)桌照度介于300Lx-1000Lx、室內(nèi)照度介于100Lx-350Lx的燈具產(chǎn)品。其中色溫產(chǎn)品外包裝一般有標(biāo)示，照度值可通過(guò)安裝高度、擬使用的面積和使用產(chǎn)品總功率來(lái)粗略計(jì)算。

　　比如，13W的LED臺(tái)燈發(fā)光面距離桌面400mm高度時(shí)正下方照度值約為1000 Lx，那么如果打算選購(gòu)類似高度的LED臺(tái)燈產(chǎn)品，其功率就應(yīng)該介于7W-13W之間。而安裝高度增加一倍，照度衰減4倍。

 

　　再比如，客廳面積50平方，高度大概3.5米，那么算上墻面什么的等效面積大概就是100多平方，要達(dá)到100Lx的照度水平，就需要100m2×100 Lx=10000 lm的光通量，那么按照LED一般的能效水平100 lm/W，那么就需要安裝總功率約合100W的燈具產(chǎn)品。

 

　　最后，就是盡可能選擇帶光線擴(kuò)散板（乳白色磨砂罩）的燈具產(chǎn)品。下面有一組比對(duì)數(shù)據(jù)，我們可以看到，同一樣品編號(hào)白黑兩組測(cè)試數(shù)據(jù)分別代表帶有磨砂罩和去掉磨砂罩時(shí)的結(jié)果。可以看到去掉磨砂罩后，藍(lán)光輻亮度普遍上升了10倍到100倍之間。

　　圖11 去掉磨砂罩前后藍(lán)光危害的比對(duì)圖

 

　　（國(guó)家半導(dǎo)體光源產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心原創(chuàng)）