基于视觉疲劳的频闪评价实验研究

张恭铭，张武广，赵建平，罗 涛

(中国建筑科学研究院有限公司，北京 100013)

引言

频闪是健康照明重要的光品质因子，不良的照明频闪环境不仅会影响人们对光质量感知并产生不适，还会对人的视觉神经产生刺激进而引发视觉疲劳、青少年近视和偏头痛等健康问题[1-3]。LED光源出现后，由于其自身可调可控的特性，使得人们在技术手段上已经可以实现无频闪照明，但同时LED的频闪变化范围更大，不良的LED灯具频闪甚至比传统光源更加严重[4]。因此，灯具频闪标准化的规范约束必不可少，传统频闪评价指标已无法满足LED照明的需求。虽然目前频闪效应可视度SVM(Stroboscopic Effect Visibility Measure)指标在国内外认可度较高，但具体限值规定尚未统一，而且SVM指标是基于频闪效应可见性角度提出的[5]，并未与健康影响直接联系，因此有必要开展SVM用于预测频闪视觉疲劳影响的适用性研究。

1 SVM指标的提出及应用现状

为了改进传统频闪评价指标如频闪比、频闪指数等对于波形、频率等影响参数考虑的欠缺，2015年Perz等[6]通过理论研究和频闪效应转盘实验提出了频闪评价指标SVM，可见阈值为1。其原理是对测量光波进行傅里叶变化，再将每一个不同频率的波幅值和对应的归一化可见度加权求得[6,7]。

CIE TN 006—2016《Visual Aspects of Time-Modulated Lighting Systems-Definitions and Measurement Models》中推荐在80～2 000 Hz频域内使用SVM表示频闪程度，并标明应用范围为移动速度<4 m/s的普通工作环境[8]。同年欧洲照明行业协会(Lighting Europe)明确提出未来将采用SVM指标评估频闪。美国能源之星(Energy Star)在2017年开始使用SVM作为评价调光灯具频闪评价指标[9]。同年美国电气制造商协会(NEMA)发布NEMA 77-2017标准文件，推荐使用SVM指标并针对室内照明应用提出SVM≤1.6的限值要求[10]。

出于安全考虑，SVM目前主要应用于室内工作场所而不在工业领域中使用，因为工业领域中人员可能会接触到带有高速运动部件的机器，比如转轴、皮带和滑轮等，如果机械快速旋转的频率与光输出频率一致则可能会产生机器静止的错觉进而造成严重危险。……