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儿童青少年安康光情况综合指点定见(二):安康光情况的首要方针

2021/2/19 13:59:40 作者: 来历:阿拉丁网上照明展
择要:经由进程后面的阐述,咱们晓得光对人眼的效应不唯一视觉效应,另有非视觉效应,这两种效应配合决议着光情况的品质,为了设想合适儿童青少年的安康光情况,咱们须要领会一些光度学与色度学的参 数方针。

【前文回首:儿童青少年安康光情况综合指点定见(一):作甚安康光情况?】

1.3安康光情况的首要方针 

经由进程后面的阐述,咱们晓得光对人眼的效应不唯一视觉效应,另有非视觉效应,这两种效应配合决议着光情况的品质,为了设想合适儿童青少年的安康光情况,咱们须要领会一些光度学与色度学的参 数方针。

1.3.1亮度

亮度是指发光体收回可见光的强度与光源外表积之比,凡是用单元投影面积上的发光强度来表现,亮度的单元是坎德拉/平方米(cd/m2 )。

1.3.2色温

色温是色采温度的简称,凡是指黑体辐射的温度发生的白光的色采,色的概念便是可见光谱能量散布在大脑的反映。低色温白光偏黄色采,而高色温白光偏蓝色采。当光源的色品点(色坐标)不在黑体轨迹上,且光源的色品与某一温度下的黑体的色品最靠近时,该黑体的相对温度为此光源的相干色温,简称相干色温。标记 Tcp,单元为K。比方,40W白炽灯的相干色温约为2700K,通俗白光日光灯(双端荧光灯)的相干色温约为6500K,夜晚满月色温约为4100K。

1.3.3光通量

光通量是指发光体在单元时候内所收回的光度能量。单元:流明 lm。对光源而言发光是其最首要的机能,光通量是最关头的方针,光通量值越大,灯越亮。

1.3.4照度

照度是指被照物体外表积上所接管可见光的光通量,单元为勒克斯(lx),用于评估光照的强弱和物体外表积被照明水平的量。凡是在课堂里存眷两个照度数,一个是课桌面上的水平照度,另外一个是黑板面的垂直照度。

1.3.5照度平均度

照度平均度是指被照外表上的最小照度与平均照度之比。描写了在任务面上全部情况上的光散布特征。任务面上光情况的明暗差会影响到可见性、温馨度及视觉感。

1.3.6显色指数

显色性表现了自然光源与太阳比拟对物体色采的复原能 力。最经常利用来描写光源显色性的方针是普通显色指数Ra,以被测光源下物体色采和参考规范光源下物体色采的相 合适水平来表现,是由规模在 0-100 的数字来代表光源的显色性,数字越大代表显色性越好。特别显色指数是被测光源和参照规范光源照明体别离照明CIE某个实验色样所显现分歧水平的怀抱,比方,特别显色指数R9是对饱和白色的显色指数。 

1.3.7统一眩光值

(UGR)眩光是指因为视线中的亮度散布或亮度规模的不适合,或存在极度的对照,乃至激发不温馨的感受或降落察看细部或方针的才能的视觉景象。而统一眩光值是一种用来描写眩光激发的不温馨感客观反映的心思参量,其值可按CIE统一眩光值公式计较,用 UGR 表现,该值越大眩光越严峻,UGR ≤ 19时被以为是仅可接管的眩光感受。眩光是激发不温馨和视觉委靡的首要缘由之一。

平均亮度不异,但平均和非平均照明光源激发的眩光不温馨感却会存在很大的差别,利用基于平均亮度的UGR停止非平均照明光源的不温馨眩光评估其实不靠得住。是以,CIE 于2019年给出了非平均光源眩光 UGR 的公式。

UGR 值与不温馨眩光水平语义的对应干系以下表所示。

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表 1.2 UGR 值与不温馨眩光水平对应表

1.3.8闪灼/频闪效应

闪灼是指光源发光强度或光谱散布随时候动摇激发的视觉不不变景象。在交换电下任务的几近一切光源城市发生闪灼,只是水平差别。根 据交换电流的频次、波形,光源或灯具对电流的整流结果、光源对电流的呼应差别等,有的灯具收回的光的闪灼是肉眼可以或许察看到的,有的是仪器才可以或许丈量到的。光的交换变更和勾当的物体也可以或许发生频闪效应,令人发生错觉。这些存在的闪灼或频闪效应答人体的视觉感知城市有或大或小的影响。严峻的可以或许致使青少年视觉功效的降落,激发视觉委靡乃至癫痫、偏头痛等严峻的安康题目。 

1.3.9蓝光危险

蓝光是波长在 400nm—500nm 规模的可见光,它是白光的首要构成局部,是成像所必需的。从光生物宁静角度讲,任何光跨越必然的辐亮度或辐照度都是无害的,蓝光也不破例,蓝光视网膜危险是光生物宁静中的一种危险。蓝光危险是指由波长首要 400nm—500nm 的适量辐射照耀后激发的光化学毁伤。蓝光适量可以或许激发远视度数愈来愈高、头疼和进修效力降落、视觉杂乱、眼睛干涩、委靡等题目。蓝光的视觉危险是由间接照耀到眼睛的过强辐照度形成(与光成像面积有关),形成蓝光的视觉危险是须要时候(能量)堆集的。

按照可以或许形成危险的最长暴光辐照时候差别,可将危险品级分为 0 类危险(无危险)、1 类危险(低危险)、2 类危险(中度危险)和 3 类危险(高危险)四个级别。对普通的利用而言,0 类危险和 1 类危险的产物均可以或许宁静的利用;2 类危险和3 类危险的产物若利用不妥可以或许对人眼形成不成逆的危险。

LED 是不是有蓝光危险一向备受存眷并被强调宣扬。从光生物宁静的角度来权衡,惯例照明中 LED 与以白炽灯、荧光灯为例的传统照明中的光源其实不实质上的差别, 其辐射强度远远达不到激发光化学毁伤的水平,不直视光源的情况下普通不存在蓝光危险题目。国际照明委 员会提出较长时候(>100s)裸露在 LED 手电筒、LED 汽 车前灯和 LED 投光灯下,有可以或许打仗到过分的蓝光,致使健 康危险。同时电视、手机、平板电脑,包罗一些儿童玩具,长时候直视也有侵害安康的危险。

 一些学者与媒体常常将蓝光危险与光生物效应等量齐观,形成杂乱。当触及生物钟(日夜节律)杂乱或就寝妨碍时,不该利用术语“蓝光危险”。 

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表 1.3 蓝光危险品级表

1.3.10非视觉效应

光经由进程人眼本征感光视网膜神经节细胞通道按捺松果体排泄 褪黑激素,安慰肾上腺排泄皮质激素等机制,起到调理人体 心理节律、警悟度和代谢进程,影响人体安康的效应。人们日出而作,日落而息的心理节律是跟着一天中的光照停止变更的。这类非成像感光细胞节制了很多的非视觉生物效应,比方心理节律、体温、心率、内排泄、精力等。光照周期与人的生物钟该当是婚配的,而不婚配的光照会侵扰人体的褪黑素排泄形成身材内涵日夜节律杂乱,进而对人体安康发生多少负面影响,引发诸如瘦削、糖尿病、就寝妨碍、代谢综 合症、情感平衡、烦闷、癌症等疾病。为使照明情况更有益于生物钟的安康,有人提出用光对人体生物效应等效的褪黑素光照度来计量。

1.4显现装备相干方针 

信息显现装备的遍及利用,使得儿童青少年有更多的时候直视显现屏;与照明比拟,人眼在旁观显现装备显现的笔墨、 图象时,其行动体例有诸多差别;是以显现装备的光学辐射及图象特征对儿童青少年的视觉和身心安康影响愈来愈首要。

1.4.1显现革新频次

显现革新频次是指屏幕每秒画面被革新的次数,单元为赫兹(Hz);革新频次越高越好,显现的画面不变,特别旁观视频时 的静态图象流利、自然清楚,对眼睛的影响小。革新频次低,图象的闪灼和发抖就较着,轻易激发眼晴的委靡。普通来讲, 显现革新频次到达 80Hz 以上就不轻易看到显现图象的明灭景象。

1.4.2亮度和亮度平均性

人眼“看”到显现图象的明暗,是与屏幕上显现的图象亮度有关。它也间接反映了图象经人眼晶状体聚焦后视网膜上的照度巨细 ; 视网膜上的照度还与人眼瞳孔面积成反比干系,而瞳孔巨细与人眼的视线的布景亮度有关。是以,在白日敞亮的室内情况下,显现屏的图象亮度 100cd/m2 至 300cd/m2 为好,详细视周边情况的光照 水平。而户外光照强度高,显现屏的亮度应更高。在夜里,周边情况暗,显现屏的亮度应恰当低一些,眼睛会更温馨。太高的显现亮度,短时候可以或许感受图象清楚、敞亮,而久长旁观轻易激发眼睛的委靡。亮度平均性是指视觉显现终端显现地区内最亮与最暗局部的亮度差别,是评估视觉显现终端外表亮度是不是分歧和产物品质的关头方针。

1.4.3色度和色度平均性

人的视觉系统对色采的感知是错综庞杂的,人类剖析色采受光源、光芒反射和透射、察看者眼睛和脑信息处置影响,是包罗了对可见光长波(红)、中波(绿)及 短波(蓝)等三局部的份量(R、G、B),为了量化地描写色采,国际照明委员会(CIE)划定 了用呼应的坐标系中的坐标值来表征色采的量值,如 CIE1931XYZ 系 统、CIE1976UCS 系 统 等。视觉显现终端屏幕上显现统一色采的图象时,因为产物自身的品质题目,在各个地区上的色度值可以或许不完整分歧,权衡显现色采分歧性的水平,用色度平均性来表现。

1.4.4对照度

对照度是显现终端屏幕显现100%(全白)灰度的图 像与0(全黑)灰度的图象亮度之比。普通来讲对照度越高,图象越清楚夺目。较高的对照度使图象的清楚度、细节表现、灰度条理表现都比拟好。可是,统一屏幕上口角条纹之间的对照度称为调制对照度;适合的对照度可以或许延缓视觉委靡。

1.4.5色域笼盖率和平面色域

表征视觉显现终端可以或许显现色采的规模。色域凡是使 用传统的平面色域如 CIE1931 或 CIE1976 UCS 的色域笼盖率表现,即输出RGB 三原色旌旗灯号,获得三者色品坐标所包抄的色度规模巨细。而黑色图象常常包罗差别亮度的图象,是以显现差别亮度下的色域机能,凡是用三维系统中的 CIELAB 平面色域表现。特别在低亮度下的色域规模巨细,表现显现终端在低亮度画面的色采显现机能。今朝,市道上的显现终端产物常常仅标称色域笼盖率方针,数值越大,表现能显现的色采越丰硕。近几年,国际规范起头推行用平面色域巨细来表现视觉显现终真个色采显现才能。

1.4.6外表反射系数

外表反射系数是指光(入射光)投向视觉显现终端时,其外表反射光的强度与入射光的强度之比值。受入射光的投射角度、强度、波长和屏幕外表资料等身分 的影响。在敞亮情况下或旁观者的后上方有敞亮方针 ( 如照明灯具、窗户 ),视觉显现终真个外表反射会明 显降落视觉对照度,或发生严峻的反射眩光。有抗反射膜或涂层的显现屏,其外表反射会较着降落。

1.4.7可视角度

显现器可视角度指的是能从差别的方位清楚地瞥见屏幕上一切显现内容的角度,课堂中多媒体显现终端凡是居中安排,在可视角度内的先生都能获得较好的视觉结果,在可视角度外的先生则轻易因为亮度或对照度的降落,长时候旁观轻易激发视觉委靡。

1.4.8像素分辩率

像素分辩率是指显现器所能显现的像素密度的巨细。因为屏幕上的点、线和面都是由像素构成的,显现器可显现的像素越多,画面就越邃密,一样的屏幕地区内能显现的信息也越多,以是分辩率是个很是首要的机能方针。像素分辩率的数值用单元英寸中所包罗的像素点数表现。

1.4.9静态图象分辩率

静态图象分辩率是指视觉显现终真个调制对照 度(口角条纹)连系人眼旁观图象时的调制对 比度阈值,得出人眼现实可以或许分辩的最高的线条密度,它比今朝仅合用物理的像素分辩率表现显现屏机能加倍公道。

1.4.10静态图象分辩率

受显现屏呼应时候和图象拖尾、残影等影响, 视频图象凡是利用静态图象分辩率来表现现实静态画面的显现结果。

1.4.11静态呼应时候

图象范畴的显现器呼应时候,是显现器各像素点发光对输出旌旗灯号反映的速率。静态呼应时候越短,则利用者在看静态画面时越不会有拖影、拖曳的感受。

1.4.12拖影

因呼应速率较慢,或接纳静态扫描等手艺形成视觉显现终端图象发生恍惚或暂留的景象。

1.4.13鬼影

因为残像,或外表镜面反射在显现屏普通显现的图象中堆叠其余影象,影响显现屏的普通视觉结果。

1.4.14闪灼度

凡是人眼可感知频次 70Hz 以下的调制脉冲光的闪 动,长时候在有视觉闪灼的显现屏前任务或进修会 发生视觉委靡乃至是头痛等病症。另外因为课堂环 境照明光源一样存在闪灼景象,两个附近频次的闪 烁光则会发生“拍频”景象,极易形成视觉上的感知毛病。

1.4.15激光散斑

利用激光投影光源的视觉显现终端,如激光投影仪,因为激光光源的相干性,使得投影在屏幕上的图象发生散斑,激光散斑严峻的情况下会降落图象的清楚度,乃至会较着看到闪亮的散斑颗粒的存在,成为影响激光视觉显现终端图象品质的关头身分。

1.4.16亮室对照度

在特定的情况光照前提下,视觉显现终端上显现出 100% 旌旗灯号的白场亮度与全黑场时的亮度之比。加倍合适现实利用情况利用情况。

1.4.17亮室色度漂移

在特定的情况光照前提下,视觉显现终端显现给定图象的色度值与暗室前提下的色度值的差别。

1.4.18亮度色域

在特定的情况光照前提下,视觉显现终端能显现的色采规模,凡是用 CIE1931XYZ 或 CIE1976UCS 中的色域笼盖率表现;在差别亮度的三维黑色空间(如 CIELAB)中能显现的平面规模,则用平面色域表现。

1.4.19反射眩光

在特定的情况光照前提下,由显现屏外表反射光芒 激发的眩光 , 会激发视觉不适或委靡。比方:在办公室或黉舍课堂内遍及接纳顶装的灯具,高亮度的灯具外表经由进程视觉显现终真个外表反射常常会发生严峻的反射眩光,搅扰普通屏幕上图象的辨认。在惯例液晶显现终真个玻璃外表,极易发生此类景象,是以很多液晶显现屏的玻璃 外表建造了抗眩光膜,削减镜面反射。

1.4.20光辐射宁静品级

普通 LCD、OLED 等视觉显现终端,按 照IEC 62471和GB/T20145停止评估, 光辐射宁静品级均为免去类(RG0)。而 对投影仪系统,旁观投影屏上的图象时, 其光生物宁静品级按照 IEC 62471-5 和 GB/T 30117.5,亦为“免去类”(RG0)。若直视投影机的出光口,则可以或许会致使眼 睛视网膜危险,形成目力降落。今朝,国 际上允许利用危险品级为 RG2 类的投影仪产物 ; 对视网膜蓝光危险,只需谛视旁观时候不跨越 0.25 秒是宁静的。在黉舍场合,倡议投影机的光辐射危险品级不跨越 RG1 类 ; 对普通先生,直视高亮度投影机的出光口不会延续到 100 秒, 应当是宁静的。

对视网膜蓝光危险,今朝国际、国度规范首要是按照照明灯和灯系统的旁观 行动而制定的危险品级。如危险品级为 RG0、RG1 和 RG2 所对应的危险评判时候别离为 2.8 小时、100 秒和 0.25 秒, 这与以后的显现产物的利用体例有差别。另外,对触及儿童的显现产物,因为晶状体的光谱透射特征和集聚才能的差别,对遵照现有规范评估而得出的危险等 级应做保险估量,触及显现产物的光辐射危险的国度规范已参加“十四五”打算。


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