一篇文章读懂台灯应该怎么防频闪-专栏作家-云知光

台灯怎么防频闪？

文 | 章道波

编辑手记：

眩光和频闪，是生活中很常见的两种灯光危害，一直被公认为视力杀手，轻则是眼睛酸涩疲劳，重则会诱发光敏性癫痫、人眼屈光不正，视功能障碍、神经系统和人体生物钟紊乱的可能！而且眩光和频闪的产生途径十分广泛，无从防范。今天我们不扯那么远，讲讲台灯怎么频闪，台灯是日常生活中常用的灯具，so，它的照明质量直接决定了我们视觉健康。上期，道长深入浅出地为我们讲解了台灯怎么防眩光（台灯怎么防眩光？点击题目可阅读），本期，我们再跟随道长破解台灯防频闪的秘密！

怎么防？客官往下看！

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要破解台灯频闪，先要了解：

频闪是什么？

频闪是什么？——光的强度随时间快速的重复变化。变化不一定是钟摆一样有规律才构成频闪，甚至不规则的变化更刺激人眼。

灯光为什么有闪烁？

因为灯具大都是采用交流电供电，如果灯具内部没有驱动电路对供光源工作电流进行频率调节（比如调成频率为 0 的直流电），灯光就可能忽明忽暗。这种忽明忽暗可能看得到，也可能看不到。看得到的称之为可视频闪，看不到的称之为不可视频闪。

图：各种电器对供电源工作电流进行频率调节

导致频闪的主要参数

1 频率

关于光的频率和电的频率之间的关系，见图 1。图中 A 是 LED 灯具最通常的情形，通过内部简单的整流电路，交流电的正向负向都能点亮光源，电源两个周期（红线）可以使灯具亮（白色）灭（黑色）各四次，也就是光的明暗变化频率是四个周期，刚好是市电频率的两倍。

我国交流市电频率是 50 Hz，一般来说，闪烁的频率起步就是 100 Hz。图中 B 则是比较糟糕的情形，我们在廉价电子产品的指示灯中可以看到，灯只在电源正向才点亮，所以光的频率就等于电的频率。

图 1 光的闪烁频率和市电频率的关系示意图，白色表示点亮，黑色表示熄灭

到底什么样的闪烁频率范围

会让人不舒服甚至犯病？

其低点是 3 Hz，这个基本没有争议，但其高点以及可视与不可视的分界点则有不同结论。国际照明委员会 IES 提出临界闪烁频率 CFF 的概念，或者也称作临界融合频率，这个频率是 60 Hz。简单说，闪烁源尺寸越大、亮度越高，则可感知到的临界频率也越高，也就是说可感知到的闪烁可能性更大。

从图 2 我们看到，闪烁源较大如绿线，其闪烁频率区间较宽，覆盖了 3-60 Hz全程，且无论视网膜照度高低都会有频闪效应。而闪烁源较小如红线，其闪烁频率区间较小，低于6Hz高于40Hz都不会有频闪效应。简单说，大的容易看见，小的不容易看见。频率到了60Hz，不管大小亮度，眼睛统统感知不到，就属于不可视频闪范围。

图 2 CFF与视网膜照度以及闪烁源大小的函数关系，引自 Lighting Handbook 10th Edition

那么

哪个频段最敏感呢？

我们看图 3 是不是紧缩版的斑马线？人对空间上的反差是有个敏感区的，太密了，如图右边，看不太出来黑白相间了吧？太疏了，如图左边，黑白对比也不够直观。那么答案出来了，频闪不就是明暗在时间上的分布吗？

图 3 空间反差，引自 Lighting Handbook 10th Edition

国际照明委员会给出一张图叫做时间反差敏感度函数，原来那么多花花绿绿的线条是告诉我们，总体来说，人眼最敏感的闪烁频率是 10-30 Hz。

图 4 时间反差敏感度函数，引自Lighting Handbook 10th Edition

视网膜不同部位对闪烁的感知有所不同。中央凹对频率比较敏感，可感知到高达60Hz的闪烁，但对闪烁的深度不太敏感。而视网膜的周边，可感知的最高闪烁频率仅15Hz，但对闪烁幅度极其敏感。大家可能有这种体会：眼角余光感知到一处灯光在闪烁，正眼看它时，反而感知不到闪烁了。

不可视频闪视觉感知不到，但人体某些神经系统会感应到光的波动，一般来说是指灯光已超过 CFF 但又低于165 Hz的频率产生的波动。这个频段眼睛看不到直接的闪烁，不会起反应，所以不会主动回避，而神经系统却隐性地对这些波动进行被动适应。

国内的《视觉作业台灯认证技术规范》对闪烁频率 9 Hz及以下作出最严格的要求， 10-30 Hz最敏感频段反而要求比 9 Hz以下低。

2波动深度

闪烁既然是光亮度的变化，那就需要有个衡量变化幅度的指标，这个指标叫做波动深度。深度大，反差强，容易看见波动；深度浅，反差弱，不容易看见波动。

当然，如果属于不可视频率范围内，对于神经系统来说，波动深度大小不是影响视见的难易，而是牵动神经的强弱。国内给出的规范值是≤(闪烁频率×0.08/2.5)%。如果频率低于等于9Hz，统一0.288%；高于3125Hz，不用考虑波动。

图：通过照明护照测量的频闪数据

影响频闪效应的其他指标

1适应亮度

人们在阳光灿烂的沙滩或者在烛光摇曳的吧台，都能看得见周边的物体；可是，一旦在沙滩突然迈进吧台，却什么都看不见了，要等一会儿才慢慢看清楚。这里就有一个视觉适应的过程。人对整个视野中光线的总量会进行判断，然后自动选择瞳孔缩放、光化反应以及神经调节三种手段来适应其亮度，以便能够看清楚物体。

拿车灯做例子，如果没有迎面而来的车灯，我们可清楚地看到手电筒在闪烁，可是对面车灯一晃，手电筒的闪烁就相形见绌了，因为我们视野中车灯亮度很高，眼睛会对车灯的亮度进行适应。

某种情况下，适应亮度就是背景亮度。适应亮度之所以成为影响频闪的因素，本质上是改变了波动深度。

2波长

红光或红蓝光交替闪烁比普通白光的闪烁刺激性更强一些。

3眼睛的开阖

面对明晃晃的闪烁，闭着眼睛危害性更大，部分原因是闭着眼睛反而使得光线透过薄薄的眼皮刺激了整个视网膜而不仅是视网膜的某个局部。当然如果拿手挡着眼睛，频闪效应也就急剧减弱了，光线透不过手掌呐。

频闪的危害

短时间（几分钟）曝光于可视频闪中即可诱发光敏性癫痫（Photosensitive epilepsy），长时间曝光于100-120 Hz调制可导致头痛、眼睛疲劳以及视觉作业效率的降低，但并非每个个体都会被这个频率段所影响。

频闪是时间的概念，在一些静态的场景中快速移动，也会造成频闪，因为运动将空间转换成时间了。比如穿过隧道时，如果隧道灯的间距不大于 7 米，时速80千米及以上人们就会被超过3Hz的频闪所困扰。车速越快，隧道灯所需间距越大。

在台灯使用场所中有可能带来另一种频闪效应，那就是转动频闪。大热天搞个USB风扇插在电脑上，一不小心把转动频率调成灯光闪烁频率的整数倍，则风扇叶片各种倒转、暂停、跳跃都出来了，那手指去拨拨，杯具喽。尤其如果在机床上使用有闪烁的台灯，那就是 ZUO ，要 DIE 的。

如何防止频闪的危害？

首先，买好灯，重要事情重复第一遍。

按照《视觉作业台灯认证技术规范》，光输出波形频率大于 3125 Hz的就是频闪免疫的了。做到这点难不难？情况有点复杂，需要展开说。

如果是白炽灯系光源，一般来说很难达到，除非是直流低压卤素灯。不过由于白炽灯的发光原理是灯丝在高温下灼热发光，50Hz 交流电基本上可以保证在波谷期间灯丝还是相当热的，发出的光虽然弱点，倒还不至于到全黑的境地，因此白炽灯的波动深度不大。总结起来，白炽灯类台灯从闪烁频率上说是频闪最严重的，但波动深度小，导致视觉频闪不算太严重。