DAV数字音视工程网_会议系统、指挥调度、演艺科技、智能楼宇等音视频工程信息行业门户

DAV首頁
數字音視工程網

微信公眾號

數字音視工程網

手機DAV

null
null
null
卓華,
招商,
null
null
null
快捷,
null

我的位置:

share

顯示屏的光輻射安全和健康評價及其測量方法探討

來源:業績網        編輯:航行150    2015-09-06 17:35:43     加入收藏    咨詢

咨詢
所在單位:*
姓名:*
手機:*
職位:
郵箱:*
其他聯系方式:
咨詢內容:
驗證碼:
不能為空 驗證碼錯誤
確定

顯示屏已經成為人們生活中不可或缺的信息溝通工具:可穿戴顯示、手機、平板、家電以及廣告娛樂等,充斥著生活的各個角落。不僅如此,人們注視顯示屏的時間也...

  顯示屏已經成為人們生活中不可或缺的信息溝通工具:可穿戴顯示、手機、平板、家電以及廣告娛樂等,充斥著生活的各個角落。不僅如此,人們注視顯示屏的時間也在不斷攀升,長達日均8h。在關注顯示品質的同時,人們對顯示產品的光輻射安全和健康影響也越來越重視,特別是由于長時間注視高亮屏可能帶來的視網膜藍光危害,以及對人的生物節律造成影響的非視覺生物效應,與此相關的標準正在熱議中。本文將結合LCD、LED以及OLED等不同顯示產品的特點,闡述藍光對人體安全和健康的影響,深入分析其評價方法和檢測技術,為業內提供參考意見。

  隨著顯示技術的迅猛發展,顯示屏的種類越來越多,如LCD,LED,OLED以及PLED等等,新型顯示技術不僅在反應速度、色域范圍以及使用壽命上大幅改善,在視覺感官上,以OLED為代表的新生代顯示,以其優良的畫質、輕薄的結構以及自由的設計成為智能顯示領域的新寵兒,并在智能顯示領域得到廣泛應用,例如可穿戴顯示、手機/ipad、家電以及廣告娛樂等等。

圖片1.jpg

  圖1 顯示屏的應用

  從一定意義上,顯示產品已經成為人們生活中不可或缺的工具,中國人每天對著電腦、手機、戶外廣告以及電視顯示屏的時間長達8小時,在如此長時間的注視下,顯示屏的光輻射對安全和健康也漸漸引起了人們的關注。

  顯示屏的發光一般在380-780nm可見光范圍內,彩色顯示一般通過紅綠藍三基色控制技術得到彩色圖像。對于不同顯示屏,其光譜功率分布(SPD)相差較大(圖2是典型LCD,LED、OLED光譜圖),但藍光成分都相對比較突出。藍光是組成白光和其它色光的重要成分,但過高能量的藍光卻會對人體健康造成影響甚至傷害,對此,相關標準與報告中都有確切的規定以及分析。

圖片2.jpg

  圖2 幾種典型顯示屏的光譜功率分布(SPD)

  視網膜藍光危害及其評價參數

  可見光波段的輻射一般通過眼睛的眼角膜和晶狀體聚焦成像至視網膜上,從而達到視見效果,如圖3所示。若藍光輻射能量過高,則有可能引起視網膜光化學損傷:通過光化學反應,產生大量具有細胞毒性的自由基,破壞細胞正常生長,表現為視力下降、顏色分辨力減弱等癥狀,不利于人體的健康。特別對于嬰幼兒群體,其晶狀體的光透射率比成人要高的多,對藍光輻射也更為敏感,因此嬰幼兒乃至青少年的視網膜藍光危害問題更應引起高度重視。

圖片3.png

  圖3 視網膜成像原理光路示意圖

  視網膜藍光危害的程度主要取決于人眼所接收的藍光劑量,如果光源的輻亮度高、藍光成分豐富、作用時間長便會引起視網膜藍光危害。標準用視網膜藍光危害加權輻亮度LB來測評,定義為光譜輻亮度與藍光危害加權函數B(λ)加權積分后量值,單位為W·m-2·sr-1,簡稱藍瓦,計算公式見式(1):

1.jpg

  其中,Lλ為光譜輻亮度,W·sr-1·m-2·nm-1單位為;B(λ)為藍光危害加權函數(如圖4),λ為波長,單位為nm。

圖片4.png

  圖4 藍光危害加權函數

  此外,視網膜藍光危害也可以用藍光危害效率KB.V來評價,定義為藍光危害加權輻亮度Ls與相應的光度量的比值,計算公式見式子(2),表征可見光輻射內藍光成分的相對量值,在顯示屏亮度相同的情況下,KB.V越高,對視網膜危害的可能性就越大。

2.jpg

  標準中將視網膜藍光危害分為四個等級:無危險類、1類危險、2類危險和3類危險,危害程度由低到高排列,相應等級的限值也是由低到高的。其中,無危險類可允許連續曝輻的時間為最長8小時,作為一種需要長時間注視的產品,顯示屏的藍光加權輻亮度則應低于無危險類限值。

  藍光對生物節律的影響

  非視覺生物效應(non-image forming effects)的提出來源于2002年DavidBerson教授對視網膜上第三種感光細胞——神經結細胞(ipRGC)的偉大發現,研究表明,ipRGC上的黑視素感應不同波長的光輻射并將感應到的光信號傳遞到大腦中,進而控制松果腺褪黑激素的分泌來控制人的作息狀態,影響人體生物節律,人體的其它生理機能如血壓、心率和體溫也受影響。

  圖5(b)為日本福岡女子大學的Morita,T.等人做的一個光照對褪黑激素分泌影響的實驗,試驗中采用3種光照條件對若干人進行了試驗,分別為50lux(dim)、1000lux(baseline condition)、1400lux(40% increased on the baseline),并持續對人眼進行90min照射,每30分鐘進行唾液采樣分析褪黑激素的分泌量值,實驗結果顯示隨著光照的加強,褪黑激素分泌受到抑制。

圖片5.jpg

  圖5 (a)視覺和生物神經傳導通路;(b)褪黑激素與光輻射關系

  此外,非視覺生物效應對不同波長光的敏感度不同,其主導作用波段為藍光波段,峰值位于460~470nm之間(如圖6所示),即藍色波段的光會對褪黑激素的分泌有顯著的抑制作用,使人體表現為興奮和機敏。而顯示屏光譜中存在的大量藍光成分恰好位于非視覺生物效應主導波段,如果在睡覺前玩手機、看電視等,顯示屏中的藍光輻射可能會對人體的褪黑激素分泌產生抑制,進而導致入睡時間增長、睡眠質量變差,破壞人體正常生物節律,長此以往,對人體健康十分不利。

圖片6.png

  圖6 非視覺生物效應節律作用函數

  顯示屏光輻射對非視覺生物效應的影響主要取決于其輻射光譜中藍光成分,目前國際照明委員會(CIE)正在成立了專門的聯合技術委員會(JTC),研究非視覺效應的測量標準化問題。為了定量測量顯示屏的非視覺影響,可采用節律因子來進行測評,定義為顯示屏光譜覆蓋波段(380-780nm)內,非視覺生物效應加權輻射亮度與光亮度的比值,不計二者的單位換算系數,計算公式為:

3.jpg

  C(λ)為節律作用函數,如圖6所示。

  在相同的亮度下,Kc值越高,則對生物節律的影響就越大。

  藍光成分測量方案探討

  傳統的顯示屏測量中,一般采用亮度計或色度計進行亮度、色度等基本特性測量。亮度計的測量原理如圖7所示,一般在探測器前放置與CIE標準視效函數V(λ)相匹配的濾色片,以獲得與人眼感知成正比的光度參數。然而V(λ)曲線(見圖8)與B(λ)、曲線相差很大,使用傳統亮度計或色度計并不能獲得上述的視網膜藍光危害和節律因子Kc等量值。

  簡單的做法是在圖7所示的亮度計上進行改造,即重新配置濾色片,使探測器的響應與B(λ)或相匹配,然而這樣的濾色片匹配技術還遠不成熟,失匹配誤差一般較大,無法精確測量LB和Kc的值。

圖片7.png

  

        圖7 濾色片式亮度計光路設計圖

  

圖片8.png

  圖8 CIE1931標準色度敏感曲線與一般色度計敏感曲線

  (CIE(Y)曲線對應視效函數V(λ))

  為實現上述量值,光譜測量方法成為新的突破口,且隨著高精度快速光譜測量技術的發展以及制造工藝的高度集成化,光譜輻亮度計已經逐漸發展成熟,成為了藍光成分測量的理想測試設備。

  圖9所示為典型的光譜輻亮度計的測量原理圖。在標準視場角測量條件下,瞄準被測發光區域,測量光束經色散系統(一般為光柵)分光后,投射至陣列探測器的探測表面,陣列探測器的像素與光譜波長一一對應,從而獲得瞄準區域的光譜功率分布(SPD)和光譜輻亮度,軟件結合理想的B(λ),V(λ)以及)函數,可以得到準確的視網膜藍光危害參數LB、KB,V和節律因子KC。

圖片9.jpg

  圖9 光譜輻亮度計測量幾何

  為了實現各類顯示屏藍光成分的高精度測量和準確評估,按照標準規定,光譜輻亮度計應具備以下特點:

  必須有極好的雜散光控制能力,盡量避免雜散輻射,避免危害量的過高或過低評估;

  具有較高的波長準確度和穩定性,能夠獲得準確的加權量值;

  線性范圍足夠寬,能夠適應低亮度儀表顯示屏至高亮度戶外顯示測量的需求;

  測量視場需可調,滿足不同尺寸顯示屏的測量應用

  測量速度足夠快,滿足全波段、高效率測試需求

  軟件功能齊全,能夠自動控制測試并處理獲得藍光成分評價參數。

  典型的顯示屏測量結果

  本文中選用圖10遠方SRC-600光譜輻亮度計對手機顯示屏進行一系列藍光成分測量實驗,測試界面和測試結果如圖11所示。

圖片10.png

  圖10 光譜輻亮度計(遠方SRC-600)

  

圖片11.jpg

  圖11 SRC-600顯示屏藍光測試界面圖

  試驗中,對兩種顯示屏進行藍光成分測試和比較,其中一個為采用LED背光的LCD顯示屏(表示為LED-LCD);另一個為OLED屏。測試中將顯示屏調至全白場,采用1°視場。首先將兩顯示屏亮度調到最大進行測試;繼而將兩顯示屏調至亮度基本相同進行測試,具體測試結果見表1。

  表1 顯示屏藍光測試結果

4.jpg

  從表1的測試結果可以得出:

  (1)同一種顯示屏,亮度越高,藍光加權輻亮度也越高,造成的視網膜藍光危害也越大;同時顯示屏亮度的改變會在一定程度上改變顯示屏的輻射光譜,所以藍光危害效率與節律因子也會發生改變。

  (2)不同材料的顯示屏,其光譜分布存在著較大差異,因此即使在相同的亮度下,其藍光參數也存在著差異。在本實驗中,當OLED屏與LED-LCD屏處于同一亮度時,所測的OLED顯示屏視網膜藍光危害低于LED-LCD顯示屏約20%,同時OLED屏對生物節律的影響高于LED-LCD屏8%左右。

  目前市場中存在著各種各樣的顯示屏,其光學特性有著很大的差異,使用SRC-600光譜輻亮度計可以方便快捷的對電視、電腦、廣告屏等顯示產品進行藍光成分測試,可以廣泛應用于顯示產品的測試中。

  五、總結

  顯示屏的藍光成分因關乎健康和使用舒適性,已經引起了廣泛關注,其標準化也引起業內熱議。現有的光輻射相關標準已經為我們評價藍光輻射提供了參考,就視網膜藍光危害和非視覺生物節律這兩類參數而言,現有的光譜輻亮度測量技術已經發展成熟,高精度、高靈敏度以及寬動態范圍的光譜彩色亮度計將成為各類顯示屏藍光成分測量的理想選擇,也是顯示測量的大趨勢。

免責聲明:本文來源于業績網,本文僅代表作者個人觀點,本站不作任何保證和承諾,若有任何疑問,請與本文作者聯系或有侵權行為聯系本站刪除。(原創稿件未經許可,不可轉載,轉載請注明來源)
掃一掃關注數字音視工程網公眾號

相關閱讀related

評論comment

 
驗證碼:
您還能輸入500
    主站蜘蛛池模板: 机械智能停车设备_智能机械式立体停车库_立体车库停车设备租赁_山东科博机械车库 | 苏州不锈钢_江苏不锈钢_江苏不锈钢板_苏州模具钢_苏州合金钢_苏州特种合金_苏州不锈钢板_304不锈钢棒_苏州塞硒五金制品有限公司 苏州ERP定制|苏州CRM|苏州OA|苏州BPM|进销存管理系统-苏州中尚信息科技有限公司 | 陕西筱润智能科技有限公司 干部人事智能档案柜 智能密集架 智能档案柜 部队选层文件智能柜 智能枪弹柜 财务智能档案柜 边防武警智能密集架 医院智能档案柜 部队选层文件智能柜智能枪弹柜 学校医院文件柜 企事业单位公检法智能文件柜 生产厂家-筱润智能科技有限公司 RFID射频智能密集架 全自动智能选层档案柜 智能密保柜 枪柜部队营房营具床桌椅办公家具 办公用品档案盒设备货架 全自动智能选层柜生产厂家-筱润智能科技有限公司 | 水平转头微孔板离心机-米欧微孔板离心机-北京乾明基因技术 | 威海保温板,威海泡沫,威海EPS,威海EPP-威海东兴泡塑科技有限公司 | 切割片-砂轮片-抛光片-磨片-方格片-百叶片生产厂家定制加工-达蒙砂轮价格优惠 | 装备升级改造I成都星迅通科技有限公司-成都星迅通科技有限公司官方网站 | 上海协格机电科技股份有限公司-上海格力中央空调安装报价工程服务商 | 小型静音无油空压机价格-医用无油制氧空气压缩机-浙江盛源水润滑空压机制造有限公司 | 氧化膜测厚仪-瓶壁测厚仪-QNIX菲尼克斯膜厚仪-深圳市时代之峰科技有限公司 | 津南人才网_津南招聘网_求职找工作平台 | 永磁变频空压机_青岛空压机_螺杆空压机_口罩专用空压机-青岛凯瑞特机电设备有限公司 | 土石_泥石分离机_无轴滚筒筛_振动筛 - 巩义市鑫利重工机械制造有限公司 | 武汉不锈钢水箱厂家_武汉不锈钢消防水箱定做批发_武汉不锈钢消防水箱加工厂 | 实验反应釜,高压反应釜,玻璃反应釜,不锈钢反应釜-烟台招远松岭化工设备有限公司 | 油漆颜料砂磨机,油墨水砂磨机,水性涂料砂磨机-常州市奥能达机械设备有限公司 | 喷雾干燥机价格|小型喷雾干燥机|实验室喷雾干燥机厂家-那艾 | 医药冷库设计建造-食品保鲜冷库安装-物流冷库工程造价-开冉制冷 医盟网-全国首家医疗信息化行业门户网站 | 盐城市宏展环保材料有限公司-官网-滤袋,过滤袋,液体过滤袋,袋式过滤器,无纺布过滤袋,废液过滤袋 盐城市城镇化建设投资集团有限公司[盐城国资企业、盐城国资集团、盐城文化旅游、盐城基础设施、盐城土地开发、盐城粮食收储] | 江苏保捷锻压有限公司(中国汽车零部件供应商,锻造,精加工,热处理) | 提供技术支持-TXC晶振-晶振厂家-32.768K,石英晶体振荡器厂家销售-NDK振荡器正规代理商 | 网站制作-网站制作公司-专业制作网站【做网站找企术】 | 山东货架,山东仓库货架,临沂仓库货架,临沂仓储货架-山东兴博物流设备有限公司 | 玉米加工机械_玉米深加工机械_玉米加工设备--河南工粮机械设备有限公司 | 金刚石砂轮_树脂砂轮片厂家_CBN砂轮批发-华昱金刚石工具 | 精品中文字幕在线观看,粉嫩av一区二区三区,最近中文字幕在线看免费视频,亚洲高清在线观看,日本一区二区视频手机免费看,国产黄色小视频,亚洲高清免费视频,国产精品一区二区欧美视频,亚洲人免费视频,亚洲视频在线观看免费,国产免费高清综合视频,中文字幕永久在线 | 腾云网-智慧网络营销服务提供商 套丝机_钢管套丝机_螺栓套丝机S8139_螺纹钢套丝机_智能套丝机价格-瑞捷机械设备有限公司 | 西克制冷官网│制冷机组冷风机冷库设备厂家-西克制冷(无锡)有限公司_西克制冷(无锡)有限公司 | 饲料车_散装饲料车_畜禽运输车_散装饲料运输车_饲料车厂家_铝合金运猪车-程力专用汽车股份有限公司 | 长沙变频器维修,变频器维修,ABB变频器维修,西门子变频器维修,施耐德变频器维修,伺服驱动器维修,工业机器人维修,20年专业工控电气维修,长沙文铖电气设备有限公司_长沙文铖电气设备有限公司 | 威海华东数控股份有限公司 | 兰舍硅藻泥 -- 深圳硅藻泥|深圳兰舍硅藻泥|深圳硅藻泥品牌|深圳硅藻泥价格|深圳硅藻泥厂家|深圳硅藻泥施工| | 深圳理津技术有限公司(REHLOGY)-全球工业品供应商:自动化产品|仪器仪表|设备|备品备件|工具|消耗品|非标设备|建筑工程等一站式综合服务! | 社会百态,七仙女思春完整版免费高清电影引发的思考 | 郑州建网站,郑州做网站,郑州网站建设,郑州网站制作,郑州高端定制网站,郑州APP开发 | 塑料模具公司,塑料包装桶厂家,PET打包带厂家,缠绕膜厂家-新疆福吉亚工贸有限公司 | 浙江云野科技有限公司_智慧旅游规划_智慧景区管理系统_全域旅游解决方案-云野科技旅游大数据管理平台 | 十堰急开锁0719-8888139|十堰开锁公司|十堰开锁电话|十堰换锁价格-同福锁城-十堰同福锁城 | 久久91精品久久91综合_国产亚洲自拍一区_国产精品第1页_亚洲高清视频一区_91成人午夜在线精品_亚洲国产精品网站在线播放_亚洲国产成人久久综合区_国产精品亚洲专区在线观看_免费视频精品一区二区三区 | 雨量计,翻斗雨量计,声波雨量计i,时差法流量计,时差法明渠流量计 - 徐州伟思水务科技有限公司 | 济宁山银煤矿机械有限公司,钻采工具,防爆电器,凿岩机械,风动工具,矿山机械,建筑机械,支护设备,通风防尘,铁路设备,仪器仪表,大型设备,矿用泵,钎具类,消防类,矿车类,配件区类 |