张志平 张炜斌 杨熙冲
（1.威凯检测技术有限公司 广州 510663；
2.佛山科学技术学院 佛山 528231）
新冠疫情使得人们的工作和生活发生了较大的变化，上班族在工作或学生在学习时使用显示器产品的时间逐渐增加，使得显示器产品的视网膜蓝光危害问题也越来越被人们所提及。消费者对于低蓝光含量显示器的需求，也驱动着生产商去研发和生产具有降低蓝光危害功能的显示器。目前市场上销售的具有降低蓝光危害的显示器，多数是通过调节显示器的光源光谱分布或对显示器的结构进行光学设计来降低蓝光危害。既有通过硬件方式（如使用蓝光反射膜层、增大蓝光芯片波长等）来降低蓝光危害，也有通过硬件+软件方式（如降低蓝光光谱辐射能量）来降低蓝光危害。
但是，市场上的显示器种类繁多，产品质量参差不齐，显示器的光学设计是否对蓝光危害的防护起到积极的作用，另外显示器在低蓝光模式下能够在多大程度上减少蓝光危害。
因此，本文旨在通过对蓝光危害的原理进行分析，使用专业测试设备按照标准的测试方法，对不同的电脑显示器在正常使用模式和低蓝光模式下进行蓝光危害测试，并对防护效果进行分析和评价，为消费者选择适合的具有防蓝光功能的电脑显示器提供建议。
眼睛在接收到照射光线中（400 ～500）nm的蓝光部分辐射照射后，会引起光化学作用，从而导致视网膜损害的风险。如果眼睛接收超过10 s照射时间的蓝光辐射后，由此产生的视网膜损害将会是热损害的数倍[1]。
当光线照射进入人眼时，不同波长的光在人眼的不同组织结构中的吸收和透过程度也是不同的，所以不同的波长的光在人眼中的穿透深度也是不一样的[2,3]，如图1所示。可以从图1看出，（400 ～500）nm波长范围的光线可以穿过晶状体到达视网膜。
图1 不同波长光辐射在人眼组织中的穿透深度[4]
晶状体可以阻断大部分（315～380）nm的紫外光线进入人眼内部，与此同时，大部分（380～780）nm的可见光辐射则可以通过晶状体[5]。与原辐射相比，有（40～65）%的蓝紫光辐射（波长介于（460～500）nm）会被视网膜所吸收[6]。位于人眼视网膜上的视觉细胞是蓝光危害的主要作用对象。长期受到蓝光辐射的视网膜会产生视网膜光化学损伤。
人眼受到的蓝光辐射如果超过一定的限值，将会对人眼视网膜造成一定的光化学损伤。所以，为了降低蓝光辐射对视网膜造成损伤，则人眼接收到的蓝光危害曝辐值不应超过GB/Z 39942—2021标准规定的蓝光危害曝辐限值，即要求蓝光加权辐亮度LB不应该超过下列式（1）和式（2）的限值：
式中：
Lλ（λ，t）—光谱辐亮度，单位为W·m-2·sr-1·nm-1；
B（λ）—蓝光危害加权函数；
△λ—波长带宽，单位为nm；
t—辐射持续时间，单位为s。
B（λ）为蓝光危害加权函数为恒定值，各波长的值详见表1。
表1 蓝光危害加权函数[1]
由式（1）、式（2）以及表1可知，蓝光危害主要由（400～500）nm波长范围内的光谱辐亮度强度、以及辐射持续时间决定。
根据GB/Z 39942-2021标准，最大允许曝辐时间与风险组别的关系如表2所示。
表2 最大允许曝辐时间与风险组别的关系
其中，无风险（RG0）表示在直视光线的情况下，10 000 s 内不会造成视网膜蓝光危害；
低风险（RG1）表示在直视光线的情况下，100 s内不会造成视网膜蓝光危害；
中度风险（RG2）表示在直视光线的情况下，0.25 s内不会造成视网膜蓝光危害。高风险（RG3）在产品发出的可见光中极其罕见。
结合显示器产品的实际情况，根据GB/Z 39942-2021标准，其光源均属于大光源（光源尺寸＞2.2 mm），故显示器产品的视网膜蓝光危害均是在200 mm距离和11 mrad视场角条件下进行测试。
本次选取4台不同品牌的电脑显示器进行视网膜蓝光危害测试，其中2台宣称带有低蓝光模式（品牌A和品牌B）、2台没有低蓝光模式（品牌C和品牌D）。对不同品牌的显示器选择不同模式（具体详见表3）的最亮状态下测试蓝光危害，测试数据见表3。
表3 不同品牌在不同测试模式下的蓝光危害
表3的结果显示，没有宣称低蓝光模式的品牌C和品牌D的蓝光危害辐亮度值均高于有宣称低蓝光模式的品牌A和品牌B。对于宣称低蓝光模式的品牌A和品牌B，数据显示，在相同色温条件下，低蓝光模式下的蓝光危害辐亮度明显降低，降低幅度达到80 %左右，这说明在低蓝光模式下确实能达到较好的防护效果。
分别对品牌A和品牌B，在相同色温状态下，分析在不开启和开启低蓝光模式时的相对光谱分布（见图2～5），可以看到在低蓝光模式下，相对光谱分布图的蓝光部分的波长峰值出现明显的下降，这说明所测试的2款显示器是通过大量降低蓝光波长的能量来降低蓝光危害。
图2 品牌A在冷色温状态下的相对光谱分布图
图3 品牌A在暖色温状态下的相对光谱分布图
图4 品牌B在冷色温状态下的相对光谱分布图
图5 品牌B在暖色温状态下的相对光谱分布图
通过上述的试验数据对比，宣称有低蓝光模式的显示器的蓝光危害要低于没有宣称低蓝光模式的显示器，以及对于宣称有低蓝光模式的显示器，在低蓝光模式下使用能明显降低蓝光危害。显示器一般可以通过降低蓝光波长的光谱能量来达到降低蓝光保护眼睛视网膜的功能。
如果消费者在工作或学习或生活时，需要长时间看着显示器，建议选购带有低蓝光功能的显示器产品，同时建议在使用时使显示器工作在低蓝光模式下。
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