隨著科技的持續(xù)發(fā)展，目前已經(jīng)商業(yè)化的照明產(chǎn)品從第一代的白熾燈；第二代的熒光燈、鹵燈；第三代的高強(qiáng)度氣體放電燈以及當(dāng)下主流的第四代的發(fā)光二極管（led）。照明燈具的光效越來越高，一直朝著節(jié)能環(huán)保的方向發(fā)展。然而不可否認(rèn)，電光源的發(fā)展也帶來了許多新的問題，除了對環(huán)境、能源等影響外，人工照明環(huán)境對人類健康所帶來的影響也同樣不容忽視。現(xiàn)在人們不僅只關(guān)注照明的物理性能效果，同時也很重視照明的光生物安全。而目前商業(yè)化的電光源照明產(chǎn)品大多數(shù)都是通過交流驅(qū)動的，燈具的頻閃效應(yīng)對人體健康產(chǎn)生的影響已成為各種照明產(chǎn)品需要重點(diǎn)解決的問題。
讀寫作業(yè)臺燈是人們?nèi)粘＿M(jìn)行學(xué)習(xí)、工作和電腦作業(yè)的加強(qiáng)照明，由于使用的時間長，已成為與人類日常活動接觸最為密切的照明產(chǎn)品之一。況且在使用的人群中還包括大量處在青春發(fā)育期的青少年，讀寫作業(yè)臺燈的頻閃效應(yīng)也是誘發(fā)青少年近視眼的一個重要因素，所以近年來市面上出現(xiàn)了“無頻閃”的“護(hù)眼臺燈”。由于‘護(hù)眼臺燈”未經(jīng)過嚴(yán)格的科學(xué)論證和公正的第三方檢測，而市面上用來驗(yàn)證頻閃的旋轉(zhuǎn)陀螺方法非常粗略，無法獲得量化的準(zhǔn)確結(jié)果，所以這種‘護(hù)眼臺燈”的叫法是不科學(xué)的。
綜上所述，研究讀寫作業(yè)臺燈的頻閃效應(yīng)對于深人理解頻閃機(jī)理，降低讀寫臺燈照明對人體的不良影響，營造一個高效環(huán)保、安全可靠、有益于人們工作和生活的照明環(huán)境有著非常重要的意義。
閃爍與頻閃
北美照明學(xué)會（IESNA）出版的第九版照明手冊中對閃爍的定義是：光源強(qiáng)度的快速變化。對于照明類產(chǎn)品，無論是以前的傳統(tǒng)光源還是當(dāng)下的LED燈具，只要是在交流的驅(qū)動下工作都會產(chǎn)生閃爍。對閃爍程度的表征主要是考慮交流的頻率，光源發(fā)出光的持續(xù)性和觀察條件。閃爍對在觀察范圍內(nèi)的移動物有顯著的作用，在閃爍的照明下物體可能會出現(xiàn)離散的狀態(tài)而不是連續(xù)的，這種效應(yīng)稱為頻閃效應(yīng)。頻閃效應(yīng)的級別取決于閃爍的速度和幅度，以及物體運(yùn)動的速率和觀察狀態(tài)。
IESNA的照明專家已經(jīng)提出用閃爍百分比和閃爍指數(shù)來表征照明的頻閃特性，兩者的計(jì)算方法如圖1所示。
圖1 關(guān)于傳統(tǒng)閃爍度量法的周期波形閃爍百分比=10096x（A-B）/（A+B）
比較兩種度量方法的差異在于：閃爍百分比只是峰值-峰值的比例；而閃爍指數(shù)能很好地闡述輸出波形間的差異，數(shù)學(xué)表征上也更加精確，但是較少的人知道閃爍指數(shù)，并且照明文獻(xiàn)中也很少發(fā)現(xiàn)有人進(jìn)行研究，部分原因可能是因?yàn)殚W爍指數(shù)需要復(fù)雜的數(shù)學(xué)積分和對相關(guān)波形的精確采集。有鑒于此，目前通用的頻閃評價參數(shù)選擇閃爍百分比也叫波動深度。波動深度是在周期性的光輸出波形中，一個周期內(nèi)的最大值和最小值之差占光輸出最大值和最小值之和的比例，以百分比表示。
關(guān)于閃爍和頻閃，我國還沒有出版相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，僅僅在CQC自愿認(rèn)證技術(shù)規(guī)范《視覺作業(yè)臺燈認(rèn)證技術(shù)規(guī)范》中考慮了閃爍的要求。而對于頻閃的度量方法，國際上也是存在爭議的，沒有統(tǒng)一的一個行之有效的定量分析方法，目前波動深度概念的提出已經(jīng)是研究頻閃的一大跨步。美國IEEE發(fā)布了IEEEPAR1789《LED照明閃爍的潛在健康影響（草案）》中采用了波動深度對頻閃效應(yīng)進(jìn)行考核。
頻閃的光生物危害
光對人體健康的危害影響是一個長期作用、慢性累積的過程，世界上發(fā)達(dá)國家很早就開始了相關(guān)的研究。根據(jù)光的閃爍頻率、光強(qiáng)變化幅度等不同因素，光對人體的危害程度也不相同。目前研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，頻閃效應(yīng)導(dǎo)致人體的不良生理反應(yīng)包括：
（1）頭痛和眼疲勞
Wilkins博士等人發(fā)現(xiàn)辦公室人員用高頻電子鎮(zhèn)流器燈具比用50Hz電感鎮(zhèn)流器熒光燈照明產(chǎn)生頭痛的人數(shù)下降兩倍叭根據(jù)美國國家頭痛基金會的報(bào)告|5|：“許多偏頭痛患者對光非常敏感，如亮光并且閃爍，則更容易引起偏頭痛。慢速閃爍通常比快速閃爍更容易引起偏頭痛”。“一些熒光燈照明或者從電視機(jī)或電影屏幕的閃爍也有類似的影響”。
（2）光敏性癲癇病
對光敏感的人群在3-70HZ范圍內(nèi)的可見光調(diào)制下即使短時間接觸也會發(fā)作癲癇，這大概會影響到1/4000的年齡在5-24歲人群，通常是在青春期左右開始發(fā)作，并且有75%的人群會終生對光敏感。
（3）視力下降
Veitch和McColl于1995年發(fā)現(xiàn)：和高頻電子鎮(zhèn)流器相比，100-120Hz調(diào)制的電感鎮(zhèn)流器熒光燈系統(tǒng)會降低群體的平均視力。這樣的情況經(jīng)常發(fā)生在紙質(zhì)閱讀和電腦屏幕的文本閱讀中。
（4）注意力分散
人眼視場的周圍對頻閃更加敏感，例如頻閃不停的信號燈或者汽車尾燈產(chǎn)生的快速調(diào)制會吸引司機(jī)一直盯著看。而提前將眼睛移開可能會對司機(jī)或者在駕駛道路上的人和物有危險。與運(yùn)行中的機(jī)器結(jié)合的頻閃光源會產(chǎn)生開合效應(yīng)，對人產(chǎn)生的傷害，會導(dǎo)致顯著不同的移動和停止速度。十年前在行業(yè)中就已經(jīng)鑒別出來這種危害n。
（5）自閉癥
有自閉癥的兒童尤其對環(huán)境的改變很敏感，而照明中的頻閃則增加了這種行為的反復(fù)發(fā)作，美國的兒童患自閉癥的比例大概是1/110。
人體暴露在有頻閃的照明環(huán)境中，較容易產(chǎn)生不良反應(yīng)的條件有：接觸時間長、視網(wǎng)膜接受刺激面積大、視場定位靠中心、閃光亮度高、與環(huán)境亮度對比度高、閃光顏色呈深紅色。
評價頻閃的波動深度與頻率的關(guān)系如圖2所示，圖2中無影響區(qū)域用綠色表示，低風(fēng)險區(qū)域用橙色表示。低風(fēng)險區(qū)域的上限是波動深度線，小于閃爍頻率的0.08倍，相當(dāng)于無影響邊緣的2.5倍。
