考核光源對人眼影響時，不可避免會提到頻閃，隨著電光源技術(shù)的進(jìn)步以及人們對于光生物性了解的不斷加深，解決頻閃問題無疑是實(shí)現(xiàn)健康照明的一大關(guān)鍵。

當(dāng)人們處于一個照明用光環(huán)境時，似乎并不能明顯感覺閃爍，事實(shí)上，除了警告類閃爍標(biāo)記或者燈具故障，人們對于頻閃的概念并無太多直觀感受。觀察轉(zhuǎn)動的風(fēng)扇葉片時，會發(fā)現(xiàn)葉片有時“靜止”，有時“轉(zhuǎn)動”，行駛的汽車輪胎也會有這種現(xiàn)象，這些都可以解釋為光源頻閃帶來的視覺暫留現(xiàn)象。

下圖中，黑色圓盤上一個白點(diǎn)，圓盤轉(zhuǎn)動時，無頻閃照明條件下會出現(xiàn)圖a的連續(xù)變化，在波動頻閃光源下，會出現(xiàn)圖b現(xiàn)象。

頻閃造成原因

光源頻閃實(shí)質(zhì)上就是光源發(fā)出的光隨著時間呈現(xiàn)出一定頻率、周期的變化，在不同亮度、顏色之間隨著時間變化而變化。燈具的驅(qū)動如果沒有合適的電子電路，比如鎮(zhèn)流器、驅(qū)動或電源，光源就會產(chǎn)生頻閃，輸出光通量波動越大，頻閃越嚴(yán)重。

產(chǎn)生頻閃的技術(shù)機(jī)理，既有供電電源的因素，也有電光源技術(shù)性能因素以及照明設(shè)計(jì)不合理的因素等等。對于很多照明燈具來說，光源工作電流必然隨著輸入電壓的波動而波動，直接導(dǎo)致光輸出的波動產(chǎn)生頻閃。

以白熾燈為例，驅(qū)動為50Hz交流市電，負(fù)半周和正半周疊加后光閃爍頻率為100Hz;采用電感式鎮(zhèn)流器的氣體放電燈，其輸出光頻率也隨著供電頻率的波動而波動。另外，供電電網(wǎng)的瞬時波動幅度在10%~20%之間，加深了照明燈具的光波動。

常用頻閃指數(shù)來形容光源的頻閃程度，綜合頻閃比率和其它2個變量：光波形和占空比。其中，頻閃比率等于一個開關(guān)周期內(nèi)最大光輸出與最小光輸出之差除以最大光輸出與最小光輸出之和，頻閃指數(shù)等于一個開關(guān)周期內(nèi)超過平均光輸出的量除以全部光輸出。頻閃比率和頻閃指數(shù)越低，光源閃爍或者造成的頻閃效應(yīng)越少。

常見光源的頻閃測量

頻閃危害

1.光敏性癲癇或閃爍光誘導(dǎo)的癲癇：

現(xiàn)有的研究數(shù)據(jù)以及行業(yè)專家指出，光敏性癲癇確實(shí)存在。Bittencourt和Fisher等人在2004和2005年提出了光敏性癲癇流行學(xué)說，Bittencourt指出光敏性癲癇在整個人群內(nèi)發(fā)病率很低，每年的發(fā)病率大約在0.001%，在青少年中發(fā)病率約為0.006%，并且癲癇患者患這種病概率高達(dá)10%。

而Fisher通過測量人體對光刺激的不尋常腦電波得出光敏性癲癇在5歲到24歲人群中發(fā)病率大約在0.01%—0.025%，當(dāng)癲癇患者在閃爍光源刺激下有2%到14%的幾率誘發(fā)急促癲癇癥狀。美國癲癇工作基金會指出影響光敏性癲癇癥狀誘發(fā)因素主要包括閃爍頻率、光強(qiáng)、調(diào)制深度、光譜成分以及一些視覺神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)因素。

2.頻閃造成的視覺暫留效應(yīng)

Bullough等人采用一系列波形和頻率研究固態(tài)光源的頻閃效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動的調(diào)制深度、頻率、占空比以及波形對頻閃效應(yīng)的可見性有影響。

同時，行業(yè)專家也一致認(rèn)為頻閃效應(yīng)的危害主要是這種視覺偽像會帶來一系列問題，SafetyatWork中提到，雖然人眼識別不到的一些燈光頻閃，但是會讓視野內(nèi)飛快旋轉(zhuǎn)的機(jī)器出現(xiàn)視覺上變慢或者靜止的假象，這種現(xiàn)象是非常危險的，極易造成事故。

3.頭痛、偏頭痛、惡心、視覺紊亂等生理問題

美國頭痛學(xué)會指出許多偏頭疼患者對光線更敏感，尤其是眩光，帶閃爍的明亮光源能引起偏頭痛，并且低頻閃爍比高頻閃爍更嚴(yán)重;一些閃爍的熒光燈或者電視屏幕都會引起類似偏頭痛的癥狀，許多研究也表明對于這些閃爍誘發(fā)的偏頭痛患者，他們的腦電反應(yīng)化(EEG)通常會跟那些沒有偏頭痛的不一樣。但是，究竟是閃爍光源的那些因素導(dǎo)致的生理不適，還沒有得出確切結(jié)論。

4.用眼疲勞、視力下降

照明燈具的光閃爍，往往會影響到人類的工作效率。在研究閃爍對人們疲勞程度的影響時發(fā)現(xiàn)，可見閃爍造成的精神疲勞都很小，而造成人體疲勞的主要因素是工作內(nèi)容;非可見閃爍可以影響眼球的運(yùn)動軌跡，影響閱讀并導(dǎo)致視力下降。和Wilkins等人的研究均表明在頻率更高的閃爍光源下進(jìn)行視覺相關(guān)作業(yè)性能會比低頻光源表現(xiàn)的更好。

頻閃判定標(biāo)準(zhǔn)

IEEE于2013年4月發(fā)布IEEEPAR1789：2013《Draft Risk Assessment-Potential health effects of flicker from LED lighTIng》。中對頻閃的判定標(biāo)準(zhǔn)如下圖所示，圖中無影響區(qū)域用綠色表示，低風(fēng)險區(qū)域用橙色表示：

低風(fēng)險和不可察覺到的影響水平的閃巧頻率和波動深度函數(shù)關(guān)系

文件對無頻閃判定準(zhǔn)則為：

(1)頻率低于9Hz，不可覺察波動深度限值為0.288%;

(2)頻率在9-3120Hz范圍內(nèi)，不可覺察波動深度限值為：頻率×0.032%;

(3)頻率大于3120Hz，認(rèn)為完全無頻閃，免除考核。

如何減小頻閃

分析頻閃產(chǎn)生的原因，可以發(fā)現(xiàn)減輕頻閃的關(guān)鍵在于電光源技術(shù)與驅(qū)動技術(shù)。如LED在恒定、無震蕩的直流源驅(qū)動下，可達(dá)到無頻閃的效果。市場上的驅(qū)動產(chǎn)品還需考慮驅(qū)動成本、尺寸、可靠性、效率等因素，制造商與行業(yè)專家也嘗試找到一個人們可以接受的頻閃程度。