1 光安全分類

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大體上可將光安全分為以下兩類，即光生物安全和干擾光。

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光生物安全

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這種類型的光安全主要研究范圍包括紫外、紅外、藍(lán)光以及可見光輻射對(duì)人體組織的傷害問(wèn)題。常見的光生物危害主要有光化學(xué)紫外對(duì)人體皮膚及眼睛的危害、藍(lán)光對(duì)人體視網(wǎng)膜的危害、紅外敷設(shè)對(duì)眼睛的危害以及光熱對(duì)皮膚的危害等等。

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在人體的所有感覺器官中，眼睛是最重要的一個(gè)部分，它的自我修復(fù)能力相對(duì)較弱，一旦受到外界的光學(xué)輻射將會(huì)對(duì)眼睛造成不可恢復(fù)的損害，就算可見光都有可能傷害到人們的眼睛，如波長(zhǎng)較短的藍(lán)光會(huì)造成視網(wǎng)膜感光細(xì)胞損傷，嚴(yán)重時(shí)可能引起色素上皮功能退化，又如強(qiáng)度較高的輻照會(huì)導(dǎo)致視網(wǎng)膜熱損傷。

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干擾光

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干擾光分為直接性和間接性兩種，前者具體是指視野內(nèi)亮度較高的發(fā)光體直接造成的視覺分辨力下降;后者則是指發(fā)光體并未直接出現(xiàn)在視野內(nèi)，但光投射物體表面反射后進(jìn)入人眼造成的問(wèn)題。

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通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)一些LED顯示屏廠家進(jìn)行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)， LED顯示屏的最大亮度在6 000~8 000 cd/m2，該數(shù)值并未達(dá)到光生物安全問(wèn)題的亮度最低值，由此可知， LED顯示屏并不會(huì)對(duì)人的視網(wǎng)膜造成包括藍(lán)光危害在內(nèi)的光生物危害。鑒于此，下面重點(diǎn)對(duì)LED顯示屏的干擾光問(wèn)題進(jìn)行分析。

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2 LED顯示屏干擾光的形成原因

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自身原因

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LED顯示屏具備亮度高的特點(diǎn)，若顯示屏在漆黑夜晚的亮度輸出達(dá)到8000 cd/m2，那么就會(huì)造成嚴(yán)重的光干擾。

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位置原因

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觀察者與顯示屏的距離越近，或所站位置與顯示屏形成的對(duì)邊角越大，或觀察者視線方向與顯示屏朝向越趨同，則會(huì)產(chǎn)生更為嚴(yán)重的干擾光。

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照度原因

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白天與夜晚的環(huán)境照度存在明顯差別，這也就造成同一亮度LED顯示屏在不同時(shí)間段會(huì)產(chǎn)生不同程度的干擾光。

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觀察者原因

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觀察者的年齡段、職業(yè)、健康狀況、心理情緒不同，會(huì)感受到不同程度的干擾光。如，經(jīng)常接觸光敏劑或患有眼疾的觀察者，會(huì)對(duì)光較為敏感。

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內(nèi)容顯示原因

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顯示屏所顯示的圖像內(nèi)容若變化過(guò)快，則易引起觀察者的不適感;顏色亮度過(guò)高、過(guò)渡生硬，也會(huì)引起人眼不適。

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評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)原因

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顯示屏被應(yīng)用于諸多場(chǎng)所中，如道路交通、商業(yè)區(qū)、居民區(qū)等，由于場(chǎng)所性質(zhì)的不同，其干擾光的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也有所不同。

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環(huán)境原因

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環(huán)境條件會(huì)對(duì)顯示屏干擾光帶來(lái)明顯影響，若環(huán)境條件較為惡劣，如遇到霧霾、灰塵、霧氣、暴雨、狂風(fēng)等天氣，則會(huì)影響人們對(duì)顯示屏干擾光的判斷，人眼在受到外界因素的影響下，會(huì)造成判斷標(biāo)準(zhǔn)失準(zhǔn)，影響評(píng)價(jià)的客觀性。

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LED顯示屏光污染問(wèn)題的解決途徑

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LED顯示屏的高亮度特性是產(chǎn)生光污染的重要原因，為了有效解決光污染問(wèn)題，可采取以下安全防護(hù)方法。

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1 依托環(huán)境調(diào)整亮度

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調(diào)整人眼舒適的亮度

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根據(jù)顯示屏所處于的環(huán)境光強(qiáng)弱程度，對(duì)LED顯示屏的整體亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)，在保證顯示屏清晰度的同時(shí)，避免產(chǎn)生刺眼、扎眼的不良視覺感受。通過(guò)調(diào)查研究顯示，若人眼習(xí)慣800 cd/m2的環(huán)境亮度，那么人眼能夠看清的亮度為80~8 000 cd/m2，若超出該亮度規(guī)模，人眼必須經(jīng)過(guò)數(shù)秒調(diào)理才能逐步看清。所以， LED顯示屏要依托環(huán)境調(diào)整亮度，引入環(huán)境亮度監(jiān)測(cè)設(shè)備，為亮度調(diào)整提供可靠依據(jù)，使顯示屏亮度能夠調(diào)整到人眼舒適觀看的范圍內(nèi)。在夜晚期間，應(yīng)將顯示屏的亮度控制在環(huán)境亮度的10倍以下。

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出臺(tái)亮度調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)

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許多室外顯示屏到夜晚的亮度過(guò)高，造成了嚴(yán)重的光污染，給周圍居民生活帶來(lái)一定程度影響。為此，有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)出臺(tái)顯示屏亮度調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)對(duì)光污染的防治，要求顯示屏使用單位必須根據(jù)環(huán)境亮度主動(dòng)調(diào)整亮度輸出，嚴(yán)厲禁止在漆黑夜晚輸出高亮度強(qiáng)光。

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2 削減藍(lán)光輸出

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不同波長(zhǎng)的光對(duì)人眼會(huì)帶來(lái)不同的視覺感知，由于人眼感知具有一定復(fù)雜性，難以通過(guò)光亮度這一衡量標(biāo)準(zhǔn)來(lái)反映人眼對(duì)光線的感知，所以可引入輻照量指標(biāo)，將其作為評(píng)判可見光安全能量范圍的標(biāo)準(zhǔn)。在衡量光對(duì)人眼作用時(shí)，不能僅憑人眼對(duì)藍(lán)色光的亮度感受，而是要引入輻照度計(jì)量設(shè)備，用計(jì)量設(shè)備測(cè)得的數(shù)據(jù)來(lái)客觀反映藍(lán)色光輸出強(qiáng)度對(duì)視覺感知的影響。LED顯示屏的生產(chǎn)廠家要在保證顯示屏顯示功能的基礎(chǔ)上，適當(dāng)削減藍(lán)光輸出量，從而避免對(duì)人眼造成不適感。

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3 控制光線散布

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合理布設(shè)LED顯示屏的光線，在人眼可視規(guī)模范圍內(nèi)，均勻散布顯示屏輸出的光線能量，避免出現(xiàn)顯示屏局部強(qiáng)光問(wèn)題。這就要求在生產(chǎn)LED顯示屏?xí)r，必須對(duì)光線照射方向和照射規(guī)模作出嚴(yán)格限定，以達(dá)到有效控制LED顯示屏光污染的目的。

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4 明示安全防護(hù)方法

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在LED顯示屏產(chǎn)品的使用說(shuō)明書上，要標(biāo)明安全防護(hù)注意事項(xiàng)，重點(diǎn)解說(shuō)LED顯示屏亮度調(diào)節(jié)的正確方法，闡述清楚人眼長(zhǎng)期直視顯示屏可能帶來(lái)的傷害。若顯示屏亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行故障，則可采用人工調(diào)節(jié)的方式進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)。同時(shí)，還要向社會(huì)公眾普及光污染的安全防護(hù)措施，增強(qiáng)社會(huì)公眾的自我保護(hù)能力。如，不能長(zhǎng)期直視顯示屏，盡量避免人眼聚焦顯示屏上的細(xì)節(jié)畫面，避免因LED聚集于眼底而造成視覺亮斑，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?duì)視網(wǎng)膜帶來(lái)灼傷。

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5 提升產(chǎn)品性能和質(zhì)量

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為保證LED顯示屏產(chǎn)品的性能，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)產(chǎn)品在室內(nèi)外環(huán)境中的亮度檢測(cè)。在室內(nèi)檢測(cè)的過(guò)程中，工作人員要佩戴亮度衰減2~4倍的黑色墨鏡，在近距離范圍內(nèi)觀測(cè)顯示屏的細(xì)節(jié)是否存在問(wèn)題。在室外檢測(cè)過(guò)程中，工作人員要佩戴亮度衰減4~8倍的黑色墨鏡。特別是在漆黑環(huán)境下開展檢測(cè)工作，工作人員必須佩戴安全防護(hù)工具，這樣才能避免工作人員暴露在強(qiáng)光下。

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6 引入先進(jìn)技術(shù)

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LED顯示屏在不同時(shí)間段、不同地點(diǎn)環(huán)境的亮度變化存在明顯差異。一旦顯示屏亮度輸出超過(guò)環(huán)境亮度的60%，就會(huì)對(duì)人眼帶來(lái)不適感，產(chǎn)生光污染。所以，應(yīng)為LED顯示屏配備戶外亮度采集系統(tǒng)，實(shí)時(shí)采集環(huán)境亮度，并將環(huán)境亮度信息傳輸?shù)街行目刂剖遥芍行目刂剖腋鶕?jù)已接收的數(shù)據(jù)信息，自動(dòng)計(jì)算出最為適宜的顯示屏輸出亮度，并以此作為亮度調(diào)節(jié)的依據(jù)。

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此外，在LED顯示屏中應(yīng)引入多級(jí)灰度矯正技術(shù)，改善普通8 bit色彩顯示屏色彩過(guò)渡生硬的問(wèn)題，避免給人眼帶來(lái)強(qiáng)烈的不適感。在多級(jí)灰度矯正技術(shù)的支撐下，可將原本顯示屏系統(tǒng)的色彩顯示層次提升到14 bit，從而給人眼帶來(lái)柔和的色彩過(guò)渡，降低光對(duì)人眼的刺激。