护眼台灯性能测试分析

贾明辉，赵中华

(广东省东莞市质量监督检测中心，广东 东莞 523808)

护眼台灯性能测试分析

贾明辉，赵中华

(广东省东莞市质量监督检测中心，广东 东莞 523808)

本文介绍了读写作业台灯性能评价指标，对部分市售护眼台灯性能进行了测试，并分析了测试数据，结果表明：目前市售的部分护眼台灯的性能不能完全满足GB/T 9473—2008《读写作业台灯性能要求》的相关要求。

护眼;读写作业台灯;性能要求;国家标准

引言

目前，市售的大部分护眼台灯的主要工作原理是把低频闪提高至高频闪，这种产品通常采用变频电子镇流器，将频率由50 Hz提高至几千Hz以减少频闪；还有一部分护眼台灯是在工作时，把交流电先转换为直流电，用直流电给光源供电就不会出现闪烁，从而达到真正的无频闪。且相比于其他护眼台灯，采用直流供电的产品其电磁辐射明显降低。在解决频闪不适问题的同时，护眼台灯一般还需采用合理的照明设计，以减少灯具眩光效应，使得光线柔和不刺目，以此来减轻视疲劳。

但人眼是一个极其精密和复杂的成像系统，不只是解决或者降低了视疲劳的产品就可以称之为护眼台灯。光辐射、电磁辐射、噪声等对人体的影响，也需要一并予以考虑。

1 读写作业台灯性能评价指标

目前，没有专门针对于护眼台灯性能要求的国家标准出台，对于其是否具有“护眼”功能也无任何认证规范。但是，护眼台灯作为读写作业台灯的一个子类别，其应首先满足读写作业台灯的各项性能指标。

GB/T 9473—2008《读写作业台灯性能要求》[1]从灯具外观、标志、光电特性、噪声和电源线五个方面对读写作业台灯的相关技术要求进行了规范。其中，光电特性包括光度特性、闪烁和光生物安全，无异于是决定了台灯产品质量的主要指标。

1.1 光度特性

照明作为台灯的第一属性，其光度性能指标尤为关键，包括遮光性、照度及照度均匀度。

遮光性是避免台灯对人眼产生眩光的重要指标。因为当迎着一个亮度很高的光源或反光体时，人眼会出现视觉模糊的现象，即看不清观察方向的物体。但当有物体遮蔽，使得人眼不会直接观察到此光源或反光体时，观察方向的物体就会清晰很多。出现此种现象的原因是由于视野中存在不适宜亮度分布，或在空间或时间上存在极端的亮度对比，以致引起视觉不舒适和降低物体可见度的视觉条件，此即为眩光。所以对于台灯来说，满足遮光性要求是降低眩光的有效途径。

由于视野内产生人眼无法适应的光亮或在视野中某—局部地方出现过高的亮度或前后发生过大的亮度变化，会使得人眼瞳孔的收缩变化以增加/减少射入光束，从而适应暗/亮环境。但这可能会引起厌恶、不舒服甚或丧失明视度。所以，读书、写字及需进行操作的台面上的照明应避免明显的亮暗不均，而且照明区域应覆盖视觉作业所涉及的面积，否则眼睛视线范围内照明不均会引起眼睛不停地调节瞳孔大小而引起视疲劳。GB/T 9473将读写作业台灯的照度与照度均匀度分为两个等级，如表1所示。通过规定特定区域内的照度及照度均匀度，规范产品照射在工作台面上的照度分布情况，从而降低由于亮暗变化引起的视疲劳。

表1 照度及照度均匀度要求Table 1 Requirements of illuminance and illuminance uniformity

对于光色参数可调的灯具，在各个调光和调色状态下都应满足要求。灯具上或说明书规定了读写档位或能满足读写要求的调节范围的，标记或说明书的规定的位置或范围内照度和照度均匀度也应满足上述要求。

1.2 闪烁

Institute of Electrical and Electronics Engineers(IEEE)发布的IEEE Std 1789—2015《IEEE为减轻观察者的健康风险高亮度LED的调制电流的推荐措施》[2]中指出：照明闪烁会产生光敏性的癫痫或闪烁光诱导的癫痫发作、频闪效应和相关的旋转机械明显降速或停止的现象、偏头痛或严重的头痛常伴恶心、视觉紊乱、偏头痛或严重的头痛常伴恶心、视觉紊乱、在自闭症人中增加反复行为和视力衰弱(包括眼过劳、疲倦、视力模糊，以及传统的头痛和在与视觉相关的作业上能力下降)等潜在的不利影响。

通常，当闪烁频率在50 Hz以下时，人眼能明显的觉察到光源的闪烁，且在8.8 Hz时人眼最敏感。但当光强以大于50 Hz的频率发生变化时，人眼就很难分辨出光源是否在闪烁了。由于采用电子镇流器的荧光灯或电子控制装置的LED灯都是在高频电流下工作(其频率通常在20 kHz以上)，未达到人视觉能够感知的频闪。所以相较于工作频率在50 Hz以下而言，人眼较难察觉其高频的闪烁，但频闪仍然存在，只是高频工作时的频率要比使用工频工作时的频率高很多。

Illuminating Engineering Society of North America(IESNA)对闪烁进行了详细规定，指出凡是在交流电压下工作的光源都会产生闪烁，其程度是可被观测到的，这取决于交流电流频率下光源产生的光持续性与观察条件。通过全面考虑光输出的波形与幅度，定义了闪烁指数，此值由1个单个曲线的光输出平均值线以上面积除以光输出曲线以下的所有面积来计算，如图1所示。目前，闪烁指数被公认为是在给定功率频率下源的输出循环变化的可靠相对值。从图1中不难看出，A值越高，则表明可察觉的频闪效应与灯闪烁的可能性在增加。除了闪烁指数，波动深度(光输出的最大值与最小值的差异占光输出最大值与最小值之和的比例)也是评价闪烁的重要指标。

图1 闪烁指数Fig.1 Flicker index

1.3 光生物安全

蓝光作为白光LED中不可或缺的组成部分，可以穿透人眼的晶状体到达视网膜，从而对视网膜造成光化学损害(图2)。日本研究发现，所有大于20 J·cm-2的蓝光辐射[3-4]，会导致明显的眼底变化。而且人眼的晶状体从形成开始，是伴随着人的年龄增长而逐渐发育完全的。所以，发生蓝光危害的最大风险在婴幼儿时期。此时，还未发育完全的人眼晶状体对于短波辐射的透过率很高，是成年人眼的数倍，短波的蓝光更容易通过晶状体达到视网膜，从而会加速视网膜黄斑区细胞的氧化。成年人眼晶状体虽然对蓝光具有较低的透过率，但长时间暴露在蓝光下仍然会造成视网膜的退行性改变，形成光致视网膜炎。因此，如果读写作业台灯其光生物安全不满足要求，则会对人眼视网膜，特别是儿童的视网膜损伤产品较大的潜在风险。

图2 视网膜蓝光危害Fig.2 Blue light hazard

2 护眼台灯调研测试

通过在超市、灯具市场、网购等途径，随机选取了市售的常见类型和规格，并标注由“护眼”相关宣传语的不同品牌台灯样品共6个，按GB/T 9473的有关规定进行了以下测试。

2.1 遮光性测试

遮光性测试装置如图3所示，被测样品处于正常工作状态，距离其600 mm的位置布放一台成像亮度计(模拟人眼观察)，亮度计高度距水平桌面400 mm。测试时，使用成像亮度计拍摄被测样品，通过拍摄所得的图像目视检测是否可见透光件、光源、反射器等部分。若可见，则通过成像亮度计选取相应的可见透光件、光源或反射器等部分，读取其亮度值。

图3 遮光性测试装置Fig.3 Blue light hazard

根据GB/T 9473遮光性要求，在观察高度距水平桌面400 mm，离光源中心水平距离600 mm处，朝灯看去时不应看到2 000 cd/m2以上的透光件、光源、反射器等部分。6个样品的测试结果如表2所示。从表中可以看出，标准测试条件下，6个被测样品中仅有两个样品可见(一个可见反射器、一个可见导光板)。其中，可见反射器的样品可见部分亮度为125 cd/m2；可见导光板的样品可见部分亮度为69 cd/m2。因此，6个被测样品均通过遮光性测试。

表2 遮光性测试结果Table 2 Result of shading

2.2 照度及照度均匀性测试

照度测试是以灯具出光口的几何中心的垂直投影点为圆心(该点位于眼睛的正前方)，在靠近眼睛一侧灯具的投射范围内，离圆心的半径距离为500 mm的三分之一扇形内，以30°为间隔，在半径线上进行照度测量，测试间隔为100 mm，包括圆心，如图4所示。得到所有点的照度值后，计算每个区域内照度的最大值与最小值的比值即为照度均匀度。

图4 照度测试点Fig.4 Test point of illuminance

照度测试时，采用多路照度巡检仪(26路)，将26个探头分别放置在如图6所示的26个测量点上。同时采集所有测量点的照度值，有效降低由于被测样品发光不稳定所造成的测量误差。测量结果如图5所示。

根据图5所示的被测样品照度分布数据可计算出6个被测样品的照度均匀度结果如表3所示。对照表1中的要求可知，所有测试样品的照度均匀度均超标。

图5 照度分布测试数据Fig.5 Test data of illuminance distribution

样品编号照度均匀度≤300mm的120°扇形区域≥300mm，≤500mm的120°扇形环带166465823934443371574432643952954336316607

2.3 闪烁测试

闪烁测试采用具有微秒级响应的闪烁光度计，根据IEEE Std1789—2015，对6个被测样品的有关参数进行测试。测试数据如表4所示。

根据CQC 1601—2013《视觉作业台灯认证技术规范》中对闪烁的要求(如表5所示)，可知No.1、No.4和No.6的频率大于3 125 Hz，免除考核；而No.2、No.3和No.5的波段深度均超过了限值要求，判定为不合格。因此，6个样品中仅有No.1、No.4和No.6符合对于闪烁的要求。

表4 闪烁测试结果Table 4 Results of flicker

表5 闪烁光输出波形的波动深度限值Table 5 Limits of modulation depth

2.4 光生物安全测试

光生物安全测试依据IEC 62778，在200 mm对被测样品的蓝光危害进行测量，测量结果如表6所示。

表6 闪烁测试结果Table 6 Results of flicker

从表6中可以看出，6个被测样品的蓝光危害均满足IEC 62778[5]RG0的限值要求。

3 调研测试数据分析

对6个被测样品的四项测量指标结果进行汇总，如表7所示。

从表7中可以看出，检测的四项指标中，没有一款样品全部合格，且其中有两款产品有两项不符合要求。四项指标中，6个样品均满足遮光性和蓝光危害要求，但超过一半的样品不满足照度及照度均匀度和闪烁的指标要求。因此，市售的护眼台灯合格率低，而其中照度及照度均匀度和闪烁是其性能指标中最容易造成其最终判定为不合格产品的主要因素。究其原因，造成照度及照度均匀度不合格主要是由于灯具的配光设计不合理或匀光板使用不合理所致；光源闪烁则是由于供电系统或调制电路设计不合理所致。

表7 测试结果汇总Table 7 Test results

4 总结

通过对市售的护眼台灯进行测试调研，发现多部分标注有“护眼”相关宣传语的台灯产品不能完全满足《读写作业台灯的性能要求》，因此难以实现“护眼”。笔者建议：消费者在选购台灯时，可以从光源(照明面积足够大)、颜色(颜色偏暖色调)和亮度(不宜过高，300～500 lm较为适宜)这三方面来选择一款质量好，且有CQC认证标识的普通读写作业台灯。

[1] 读写作业台灯性能要求：GB/T 9473—2008[S].

[2] IEEE Recommended Practices for Modulating Current in High-Brightness LEDs for Mitigating Health Risks to Viewers：IEEE Std 1789—2015[S].

[3] 乔波, 程丽玲. 光生物辐射危害解读[J]. 照明工程学报, 2013, 24(增刊): 61-65.

[4] 赵介军, 乔波, 过锋. LED蓝光危害研究[J]. 照明工程学报, 2015, 26(1)：84-87.

[5] Application of IEC 62471 for the assessment of blue light hazard to light sources and luminaires：IEC 62778—2014[S].

简讯：2017年4月8日，厦门市照明学会成立大会暨第一次会员代表大会在厦门召开。中国照明学会秘书长窦林平、厦门市民政局蔡智仙调研员出席并致辞;厦门市建设局、市政园林局、公路局、市政工程管理处等有关单位领导，及会员企业代表共200多人出席大会。

大会表决通过了《厦门市照明学会章程》《大会选举办法》《会费标准》《财务管理制度》等基础性文件，选举产生了学会第一届理事会成员名单，并选举产生了学会领导机构。会议选举厦门市市政工程设计院有限公司许林英为首任理事长;厦门市闽力安建设有限公司总经理郭平安为常务副理事长;厦门江海洋空间设计工作室主任设计师江海洋为秘书长。

Test Analysis of Eye Protection Table Lamp Performance

JIA Minghui，ZHAO Zhonghua

(DongguanQualityTesting,Dongguan523808,China)

Performance evaluation index of table lamps for paper task was introduced. We test some eye protection table lamps in market, and analyzed the test data. The result shew that parts of eye protection table lamps in market cannot meet the requirement of GB/T 9473—2008.

eye protection; table lamps for paper task; performance requirements; standard

TB17

A

10.3969/j.issn.1004-440X.2017.02.012