本文刊發(fā)于《現(xiàn)代電影技術(shù)》2025年第3期

專家點(diǎn)評

LED放映技術(shù)憑借獨(dú)特優(yōu)勢在電影放映領(lǐng)域嶄露頭角，其在亮度、色彩、對比度和刷新率等性能方面具備顯著優(yōu)勢，可為觀眾帶來更加清晰、生動且流暢的視覺體驗(yàn)。我國已成為全球LED電影屏發(fā)展的重要力量，多家國產(chǎn)LED品牌已推出創(chuàng)新性產(chǎn)品并在國內(nèi)外市場投入使用。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)方面，由中國提案的電影國際標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目《數(shù)字電影LED影廳光學(xué)技術(shù)要求和測量方法》已獲國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）正式立項(xiàng)批準(zhǔn)；在此之前，我國已發(fā)布首個(gè)數(shù)字電影 LED 影廳行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《數(shù)字電影LED影廳技術(shù)要求和測量方法》（DY/T 8—2023），為行業(yè)發(fā)展提供了規(guī)范依據(jù)。《數(shù)字電影LED放映顯示屏藍(lán)光安全及測量技術(shù)研究》一文聚焦數(shù)字電影LED放映顯示屏的藍(lán)光安全問題，分析國際標(biāo)準(zhǔn)對藍(lán)光危害的定義與測量方法，并對比了多種電子顯示設(shè)備，證實(shí)LED電影屏的藍(lán)光加權(quán)輻亮度與日常使用設(shè)備處于同一水平，表明LED 電影屏的藍(lán)光加權(quán)輻亮度遠(yuǎn)低于國際安全標(biāo)準(zhǔn)，正常觀影條件下不會對視網(wǎng)膜造成危害。這一結(jié)論積極回應(yīng)并有效消除了行業(yè)對LED電影屏藍(lán)光危害的疑慮，提出了適用于LED電影屏的藍(lán)光安全評估方案，對于電影產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。未來LED放映領(lǐng)域的技術(shù)研究工作可從進(jìn)一步優(yōu)化LED屏幕設(shè)計(jì)、提高觀影舒適度入手，推動影院觀影向高品質(zhì)、沉浸式體驗(yàn)積極邁進(jìn)。

——邢占宇

華夏電影發(fā)行有限責(zé)任公司副總經(jīng)理

作 者 簡 介

李虹珊

中國電影科學(xué)技術(shù)研究所（中央宣傳部電影技術(shù)質(zhì)量檢測所）檢測認(rèn)證南方中心高級工程師，主要研究方向：電影檢測技術(shù)。

中國電影科學(xué)技術(shù)研究所（中央宣傳部電影技術(shù)質(zhì)量檢測所）檢測認(rèn)證北方中心高級工程師，主要研究方向：電影檢測技術(shù)。

李 娜

龔 波

中國電影科學(xué)技術(shù)研究所（中央宣傳部電影技術(shù)質(zhì)量檢測所）黨委書記、所長，主要研究方向：數(shù)字電影技術(shù)。

中國電影科學(xué)技術(shù)研究所（中央宣傳部電影技術(shù)質(zhì)量檢測所）檢測認(rèn)證北方中心副主任，主要研究方向：電影檢測技術(shù)。

董強(qiáng)國

摘要

本文以數(shù)字電影LED放映顯示屏藍(lán)光安全為研究目標(biāo)，解讀了燈具藍(lán)光標(biāo)準(zhǔn)化文獻(xiàn)，分析了燈具藍(lán)光的危害機(jī)理和測量原理，對比驗(yàn)證了常見顯示設(shè)備的藍(lán)光測試數(shù)據(jù)，研究提出了數(shù)字電影LED放映顯示屏的藍(lán)光測量方法，初步給出了LED放映顯示屏藍(lán)光安全性結(jié)論。本文研究表明，數(shù)字電影LED放映顯示屏的藍(lán)光安全是重要的安全評估參數(shù)，所提出的測量方法可用于數(shù)字電影LED放映顯示屏研發(fā)、制造和推廣應(yīng)用中的危害風(fēng)險(xiǎn)評估。

關(guān)鍵詞

LED電影屏；藍(lán)光安全；藍(lán)光危害；輻亮度；藍(lán)光安全性

1 引言

數(shù)字電影LED放映技術(shù)采用主動發(fā)光的LED顯示屏直接顯示電影畫面，與傳統(tǒng)被動反射放映技術(shù)相比，具有高亮度、高對比度、高動態(tài)范圍、亮度和色度均勻度好等技術(shù)優(yōu)勢，可為觀眾帶來高質(zhì)量畫面效果和全新觀影體驗(yàn)，為高新技術(shù)格式在影院應(yīng)用提供了技術(shù)載體，將成為電影行業(yè)未來重要的技術(shù)變革和產(chǎn)業(yè)發(fā)力點(diǎn)[1]。

觀眾在追求極致視覺享受的同時(shí)，對數(shù)字電影LED放映顯示屏（以下簡稱“LED電影屏”）的藍(lán)光危害存在擔(dān)憂。波長范圍為400 nm～500 nm的藍(lán)光可穿過人眼晶狀體到達(dá)視網(wǎng)膜，若人眼接收的藍(lán)光輻射能量過高，可能引起視力下降、顏色分辨力減弱等視網(wǎng)膜光化學(xué)損傷[2]，目前國內(nèi)外尚無LED電影屏藍(lán)光安全標(biāo)準(zhǔn)化文件。本文深入研究了國際照明行業(yè)的燈具藍(lán)光標(biāo)準(zhǔn)化文獻(xiàn)，著重分析燈具藍(lán)光的危害機(jī)理和測量原理，研究提出LED電影屏的藍(lán)光測量方法，通過常見顯示設(shè)備的藍(lán)光測試數(shù)據(jù)比對和驗(yàn)證，初步得出LED電影屏藍(lán)光安全性結(jié)論，為后續(xù)制定影院LED電影屏藍(lán)光安全相關(guān)規(guī)范提供了技術(shù)參考。

2 燈具藍(lán)光標(biāo)準(zhǔn)化文獻(xiàn)解讀

國際照明委員會（CIE）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，藍(lán)光危害是指人眼受到波長范圍400 nm～500 nm的藍(lán)光輻射后引起的光化學(xué)作用導(dǎo)致人眼視網(wǎng)膜損傷的可能性[3]。考慮到公眾對燈具藍(lán)光危害風(fēng)險(xiǎn)的擔(dān)憂，CIE曾發(fā)布《CIE關(guān)于藍(lán)光危害的立場聲明》（CIE Position Statement on the Blue Light Hazard）[4]，聲明在正常合理的使用狀態(tài)下，包含LED在內(nèi)的燈具不會超出藍(lán)光危害曝光限值，而超過藍(lán)光危害曝光限值的白光會很亮，人眼受刺激無法直視。然而，即便正常使用的照明燈具不會造成藍(lán)光危害，超過一定限值的光輻射依然具有較大的藍(lán)光危害風(fēng)險(xiǎn)[5,6]，為保障廣大民眾的人身安全及身體健康，CIE和國際電工委員會（IEC）根據(jù)國際非電離輻射防護(hù)委員會（ICNIRP）的生物學(xué)效應(yīng)研究成果，制定了藍(lán)光危害風(fēng)險(xiǎn)程度標(biāo)準(zhǔn)化文件，為燈具生產(chǎn)商和使用者提供了技術(shù)依據(jù)。

國際常用的燈具藍(lán)光安全性相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化文件主要指IEC 62471:2006《燈和燈系統(tǒng)的光生物安全性》（Photobiological safety of lamps and lamp systems）[7]和IEC/TR 62778:2014《應(yīng)用IEC 62471評價(jià)光源和燈具的藍(lán)光危害》（Application of IEC 62471 for the assessment of blue light hazard to light sources and luminaires）[8]技術(shù)報(bào)告。IEC 62471:2006是關(guān)于燈和燈系統(tǒng)在光生物安全方面的綜合性指導(dǎo)文件，包含了燈具發(fā)出的可見光和不可見光所涉及的各種光生物危害，也包含了藍(lán)光危害的測量和評估。IEC/TR 62778:2014主要針對光源和燈具的藍(lán)光危害，在IEC 62471:2006的基礎(chǔ)上對測量評估方法做了簡化。

我國將上述IEC標(biāo)準(zhǔn)化文件等同采標(biāo)為GB/T 20145—2006《燈和燈系統(tǒng)的光生物安全性》[9]和GB∕Z 39942—2021《應(yīng)用GB/T 20145評價(jià)光源和燈具的藍(lán)光危害》[10]，燈具行業(yè)強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)GB 7000.1—2015/IEC 60598?1:2014《燈具 第1部分：一般要求與試驗(yàn)》[11]中關(guān)于藍(lán)光危害的部分要求也依據(jù)IEC/TR 62778進(jìn)行評估。

2.1 相關(guān)技術(shù)要求

IEC 62471:2006將人眼視網(wǎng)膜受到光輻射后可能導(dǎo)致?lián)p傷的閾值定義為曝輻限值（Exposure Limit, EL）。視網(wǎng)膜藍(lán)光危害不僅取決于到達(dá)眼睛的藍(lán)光輻射量，還與光源在視網(wǎng)膜上的成像相關(guān)，因此IEC 62471:2006選取了藍(lán)光加權(quán)輻亮度作為燈具藍(lán)光危害的曝輻限值。

輻亮度為面輻射源在某一方向單位投影面積上、單位立體角內(nèi)的輻射功率，將輻亮度按照每單位波長進(jìn)行劃分，即可得到光譜輻亮度[12]。再將不同波長的光譜輻亮度與藍(lán)光危害加權(quán)函數(shù)B(λ)（表1）進(jìn)行加權(quán)后，對波長積分，可得藍(lán)光加權(quán)輻亮度LB，計(jì)算方式如式（1）所示，用以衡量藍(lán)光危害風(fēng)險(xiǎn)程度。

表1　藍(lán)光危害加權(quán)函數(shù)[13]

為防止長期受到藍(lán)光輻射后產(chǎn)生人眼視網(wǎng)膜光化學(xué)損傷，IEC 62471:2006規(guī)定藍(lán)光加權(quán)輻亮度LB不能超過式（1）、式（2）的限值：

式中：

LB ——藍(lán)光加權(quán)輻亮度，單位為W?m-2?sr-1；

Lλ(λ, t)——光譜輻亮度，單位為W?m-2?sr-1?nm-1；

B(λ)——藍(lán)光危害加權(quán)函數(shù)；

Δλ——波長帶寬，單位為nm；

t——輻射持續(xù)時(shí)間，單位為s。

若藍(lán)光加權(quán)輻亮度LB超過100 W?m-2?sr-1閾值，則最大允許照射時(shí)間tmax應(yīng)根據(jù)式（3）計(jì)算，如果未超過該閾值，則不會產(chǎn)生藍(lán)光危害，無需計(jì)算最大允許照射時(shí)間。

為區(qū)分燈具的藍(lán)光危害風(fēng)險(xiǎn)程度，IEC 62471:2006根據(jù)藍(lán)光加權(quán)輻亮度LB對藍(lán)光危害等級進(jìn)行了分類（表2）。

表2　藍(lán)光危害等級分類表

2.2 安全等級的傳遞

在LED技術(shù)出現(xiàn)以前，對燈具的藍(lán)光危害評價(jià)只需考慮燈的安全等級即可。LED技術(shù)出現(xiàn)后，照明產(chǎn)品越來越復(fù)雜多樣，產(chǎn)品集成度越來越高，層級也越來越多，已發(fā)展出以下5個(gè)層級——層級0：LED芯片或晶圓；層級1：LED封裝；層級2：基礎(chǔ)LED模塊，包含印制電路板（Printed Circuit Board, PCB）上的一個(gè)或多個(gè)LED封裝；層級3：具有擴(kuò)展功能的LED模塊；層級4：燈具，應(yīng)用中使用的LED產(chǎn)品。

隨著層級的升高，產(chǎn)品多樣化會急劇增加。為避免重復(fù)評估各層級、各產(chǎn)品類型的光生物危害，IEC/TR 62778根據(jù)“亮度守恒定理”（即無源光學(xué)器件不會以任何形式增加輻亮度），提出當(dāng)自發(fā)光光源在燈具中的工作條件與測量時(shí)的工作條件相近時(shí)，輻亮度無需額外的測量，即光生物安全的等級可沿產(chǎn)品鏈從低層向高層進(jìn)行傳遞，LED芯片或LED封裝的藍(lán)光危害等級可直接應(yīng)用于由LED封裝陣列組成的LED模組產(chǎn)品。

3 燈具藍(lán)光測量原理

3.1 輻亮度定義及特性

IEC 62471:2006使用藍(lán)光加權(quán)輻亮度作為曝輻限值衡量藍(lán)光危害。輻亮度是面輻射源在某一方向單位投影面積上、單位立體角內(nèi)的輻射功率，如式（4）所示。

式中，

L——輻亮度，單位為W?m-2?sr-1；

Φ——輻射功率，單位為W；

Ω——立體角，單位為sr；

A——光源采樣面積，單位為m2；

θ——輻射方向與輻射面法線夾角，單位為°；

E——輻通量密度（也可視為輻照度），單位為W?m-2。

式（4）中，面輻射源dA在觀測方向的投影面積為dAcosθ，如圖1所示，dΦ是經(jīng)過給定點(diǎn)的輻射束在包含給定方向的立體角元dΩ內(nèi)傳播的輻射通量，dA是包含給定點(diǎn)的該輻射束的截面面積[14]。輻亮度大小與輻射功率Φ、光源采樣面積A、立體角Ω和觀測角度θ有關(guān)。假設(shè)輻射功率Φ穩(wěn)定，那么微分平面dA的E值恒定，根據(jù)式（4）在垂直方向進(jìn)行測量，所得輻亮度與立體角Ω有關(guān)，與測量距離無關(guān)。

圖1　輻亮度的定義

3.2 測量原理及計(jì)算方法

人眼光學(xué)特性表明，人眼晶狀體相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，其將從瞳孔進(jìn)入的光會聚到視網(wǎng)膜上成像，因此藍(lán)光對人眼的影響與光源藍(lán)光輻射到視網(wǎng)膜上的能量值以及在視網(wǎng)膜上的成像面積有關(guān)[15]。且人眼的生理特性會使人眼在注視靜止物體時(shí)伴有細(xì)微快速的眼球顫動現(xiàn)象，光源經(jīng)過晶狀體聚焦在視網(wǎng)膜上，眼球的顫動會讓光源在視網(wǎng)膜上的成像模糊并覆蓋更大區(qū)域，時(shí)間越長，覆蓋區(qū)域越大，形成視場角。IEC 62471:2006規(guī)定，在靜止眼球視網(wǎng)膜上成像的最小視場角為0.0017 rad，當(dāng)曝輻時(shí)間大于0.25 s時(shí)，眼球運(yùn)動會使光源在視網(wǎng)膜上成像的模糊區(qū)域擴(kuò)散，曝輻時(shí)間與平均視場角αeff的關(guān)系如表3所示，一般情況下采用0.011 rad視場角進(jìn)行測量。

表3　曝輻時(shí)間與有效視場角對照表

鑒于人眼的移動和成像性能，IEC 62471:2006要求使用圖2所示的光學(xué)系統(tǒng)測量限定平均視場角內(nèi)的空間平均輻亮度。圖2中被測光源清晰成像在探測器上，由孔徑光闌D限制入射的光能，由視場光闌控制視場角，形成平均視場角αeff。其中孔徑光闌D模擬了人眼瞳孔的功能，最小直徑為低亮度情況下人眼瞳孔平均直徑7 mm。通過該光學(xué)系統(tǒng)，可測量平均視場中單位接收面積和單位立體角的入射輻射功率。

圖2所示的測量方法相對復(fù)雜，IEC 62471:2006給出了一定條件下的替代方法：當(dāng)測量設(shè)備的探測器正對光源且視場角較小時(shí)，可將對輻亮度的測量轉(zhuǎn)換為對輻照度的測量。

圖2　輻亮度標(biāo)準(zhǔn)測量光學(xué)系統(tǒng)示意圖[8]

圖3　輻亮度替代測量光學(xué)系統(tǒng)示意圖[8]

如圖3所示，在光源前加上圓形視場光闌，根據(jù)式（4），測量所得輻照度值除以視場立體角即可得到輻亮度值。圖3中視場光闌直徑為F,視場光闌到孔徑光闌間的距離為r，與視場角γ的關(guān)系見式（5）。

根據(jù)IEC 62471:2006對測量輻亮度的視場角的要求，γ=αeff，因此當(dāng)探測器正對光源時(shí)，根據(jù)式（4）和式（5），測量到的輻照度E和光源輻亮度L的關(guān)系見式（6）。

式（6）表明，在測量過程中，視場角αeff一般由視場光闌和測量距離確定。IEC 62471:2006規(guī)定，普通燈具的光生物危害值在其產(chǎn)生500 lx照度的距離下測量，且距離應(yīng)不小于200 mm，而對于電影放映、工業(yè)加工、醫(yī)療等特殊用途的非普通燈具應(yīng)在200 mm處進(jìn)行測量。經(jīng)計(jì)算，0.011 rad視場角和200 mm測量距離對應(yīng)的光源直徑約為2.2 mm，只要視場小于光源尺寸〔圖4（a）〕，便可測出真實(shí)輻亮度值，因此其適用于直徑超過2.2 mm的光源，但不適用于尺寸小于2 mm的單個(gè)LED芯片。如圖5所示，根據(jù)輻亮度特性，對于可一直填滿視場的均勻擴(kuò)展光源，由于視場角α不變，當(dāng)測量設(shè)備遠(yuǎn)離光源時(shí)，取樣面積的增加會補(bǔ)償距離增加帶來的輻射通量損失，距離不會影響輻亮度的測量，P1點(diǎn)和P2點(diǎn)的輻亮度值不變[16]。因此IEC/TR 62778:2014對輻亮度測量條件做了擴(kuò)展：如果光源尺寸小于視場〔圖4（b）〕，可減小視場角，使光源填滿視場再測量；如果光源不適合在200 mm處進(jìn)行測量，可將測量距離增大到可進(jìn)行測量的最小距離，但必須保證光源尺寸超出視場。

圖4　光源尺寸與視場關(guān)系示意圖[15]

圖5　均勻擴(kuò)展光源的輻亮度隨距離的不變性[17]

4 LED電影屏的藍(lán)光安全測量

IEC 62471:2006規(guī)定，當(dāng)白光光源亮度小于104 cd/m2時(shí)不會超過曝輻限值，在光生物安全方面屬于無危險(xiǎn)類。根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DY/T 8—2023《數(shù)字電影LED影廳技術(shù)要求和測量方法》[18]的規(guī)定，全屏平均亮度值在SDR模式下為48.0±10.2 cd/m2，HDR模式下為299.6±9.0 cd/m2，遠(yuǎn)低于104 cd/m2，理論上屬于無危險(xiǎn)類。由于LED電影屏的工作亮度是在正常觀看距離和正常放映模式下測量，為驗(yàn)證LED電影屏對觀眾健康安全的影響，本文依照IEC 62471:2006的最嚴(yán)苛條件進(jìn)行測量。

如圖6所示，LED電影屏與燈具不同，通常是將紅、綠、藍(lán)三種LED發(fā)光芯片按照一定布局封裝在LED燈珠中[19]，再以陣列形式將燈珠組裝成LED模組，之后將模組拼合成易組裝的LED箱體，最后根據(jù)影廳結(jié)構(gòu)拼裝成LED電影屏[20]。在整個(gè)組裝過程中，廠商一般不會在芯片上額外附加提升亮度的光學(xué)器件，因此根據(jù)IEC/TR 62778：2014規(guī)定的多層級照明產(chǎn)品光生物安全等級的可傳導(dǎo)性，單個(gè)LED燈珠的藍(lán)光危害等級可作為整個(gè)LED電影屏的等級，即可根據(jù)單個(gè)LED燈珠的藍(lán)光加權(quán)輻亮度來評估顯示屏的藍(lán)光危害等級。

圖6　LED電影屏結(jié)構(gòu)示意圖

4.1 測量方法

測量設(shè)備選擇與圖2所示測量原理相同的分光輻射亮度計(jì)，依據(jù)IEC 62471:2006針對單個(gè)光源輻亮度的測量要求，理論上應(yīng)在測量距離為20 cm、視場角為0.011 rad、測量視場不超過光源物理范圍等條件下測量單個(gè)燈珠。但目前LED電影屏使用的燈珠尺寸較小〔圖4（b）〕，不滿足IEC 62471:2006要求的一般測量距離和視場角，需依據(jù)IEC/TR 62778:2014對輻亮度測量條件進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)被測LED電影屏燈珠的尺寸，將測量距離修改為35 cm，測量角度調(diào)整為0.0017 rad，使測量視場在LED燈珠物理范圍內(nèi)〔圖4（b）〕。之后將測量區(qū)域置于LED燈珠藍(lán)光最亮處，再根據(jù)式（2），將光譜輻亮度測量數(shù)值與藍(lán)光危害函數(shù)B（λ）進(jìn)行加權(quán)積分，得到藍(lán)光加權(quán)輻亮度，并以此作為單個(gè)燈珠的藍(lán)光危害等級評價(jià)指標(biāo)。

4.2 測量結(jié)果

采用本文3.2節(jié)描述的方法，以一塊點(diǎn)間距為3.3 mm的LED電影屏作為測試對象，將LED封裝燈珠置于最大亮度500 cd/m2白場亮度狀態(tài)，在35 cm測量距離下，藍(lán)光加權(quán)輻亮度為11.9 W?m-2?sr-1，遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的100 W?m-2?sr-1閾值。根據(jù)前述多層級照明產(chǎn)品的光生物安全等級的可傳導(dǎo)性，單個(gè)燈珠的藍(lán)光危害等級可作為整個(gè)LED電影屏的等級，表明LED電影屏在最嚴(yán)苛條件下也屬于無危險(xiǎn)類RG0。

此外，LED電影屏的正常觀看距離遠(yuǎn)大于35 cm，且LED電影屏在正常工作狀態(tài)下不會播放500 cd/m2的白場信號圖像，因此上述測量結(jié)果表明：正常工作狀態(tài)下的LED電影屏不會對視網(wǎng)膜產(chǎn)生藍(lán)光危害。

5 不同電子顯示產(chǎn)品藍(lán)光危害風(fēng)險(xiǎn)程度的對比分析

IEC 62471:2006是針對照明燈具制定的標(biāo)準(zhǔn)，照明用燈具無需用戶直視，而LED電影屏需要觀眾較長時(shí)間直視。在沒有針對性標(biāo)準(zhǔn)的情況下，我們應(yīng)用類比法，在相同條件下對LED電影屏和日常可能長時(shí)間使用的電腦顯示屏、手機(jī)顯示屏等產(chǎn)品的藍(lán)光加權(quán)輻亮度進(jìn)行測量對比，驗(yàn)證LED電影屏的藍(lán)光危害風(fēng)險(xiǎn)程度。

5.1 對比測量方案設(shè)計(jì)

選取人們在日常工作生活中可能長時(shí)間使用的手機(jī)、筆記本電腦、臺式機(jī)顯示屏等電子顯示產(chǎn)品及激光放映機(jī)、氙燈放映機(jī)等專業(yè)影院放映設(shè)備，與LED電影屏在如下限定條件下進(jìn)行藍(lán)光加權(quán)輻亮度的測量對比：

（1）測量距離：手機(jī)、電腦等日常電子設(shè)備的正常觀看距離不同于影院的觀影距離，因此按照電子設(shè)備的常規(guī)觀看距離進(jìn)行測量，同時(shí)保留35 cm的極限測量距離。

（2）測量視場角：采用最嚴(yán)格的0.0017 rad測量視場角。

（3）測量信號：全白信號和全藍(lán)信號。

（4）測量亮度：選取設(shè)備的工作亮度范圍各不相同，為達(dá)到對比目的，根據(jù)電影行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，選取白場亮度為48 cd/m2（若達(dá)不到就選取最低工作亮度）、300 cd/m2，以及設(shè)備最大工作亮度的情況下進(jìn)行測量，全藍(lán)信號以白光亮度為準(zhǔn)。

（5）比對方案：對比所選取設(shè)備在相同距離和相同亮度情況下的藍(lán)光加權(quán)輻亮度，以及藍(lán)光危害風(fēng)險(xiǎn)最高波段的光譜特性，綜合評價(jià)LED電影屏與其他5種設(shè)備的藍(lán)光危害風(fēng)險(xiǎn)程度大小。

5.2 對比測量分析

根據(jù)上述限定條件對選取設(shè)備的藍(lán)光加權(quán)輻亮度進(jìn)行測量，并將測量結(jié)果按照距離、亮度、光譜特性等因素進(jìn)行分析。

5.2.1 距離

根據(jù)式（4）可知，在輻通量密度恒定的情況下，垂直方向上的輻亮度與立體角Ω有關(guān)，與測量距離無關(guān)，即均勻光源（面光源）輻亮度不會受到距離影響。由圖7可知，可視為面光源的手機(jī)、筆記本電腦、臺式機(jī)顯示屏、激光放映機(jī)和氙燈放映機(jī)的藍(lán)光加權(quán)輻亮度在亮度不變的情況下基本未受距離影響。而LED電影屏在近距離視場中呈現(xiàn)高光點(diǎn)光源陣列形態(tài)，直到接近正常觀看距離的位置，才會呈現(xiàn)近似面光源狀態(tài)。因此測量所得的藍(lán)光加權(quán)輻亮度隨著測量距離加大而明顯降低，直到接近正常觀看距離，所測數(shù)據(jù)與其余選取設(shè)備的數(shù)值接近。由此可知，在正常觀看距離，LED電影屏與其余選取設(shè)備在同等亮度下的藍(lán)光加權(quán)輻亮度基本一致。

圖7　不同測量距離的選取設(shè)備藍(lán)光加權(quán)輻亮度數(shù)據(jù)對比圖

5.2.2 亮度

一般情況下，藍(lán)光加權(quán)輻亮度與亮度正相關(guān)，亮度越大藍(lán)光危害風(fēng)險(xiǎn)越高。如圖8、圖9所示，在正常觀看距離且白場亮度為48 cd/m2時(shí)，LED電影屏的藍(lán)光加權(quán)輻亮度為0.0357 W?m-2?sr-1，比筆記本電腦、手機(jī)和臺式機(jī)顯示屏低約12.5%～26%；當(dāng)白場亮度為300 cd/m2時(shí)，LED電影屏的藍(lán)光加權(quán)輻亮度為0.312 W?m-2?sr-1，比筆記本電腦、手機(jī)和臺式機(jī)顯示屏高約14%～22%。LED電影屏與筆記本電腦、手機(jī)和臺式機(jī)顯示屏等家庭常用顯示設(shè)備的藍(lán)光加權(quán)輻亮度數(shù)值均遠(yuǎn)小于國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的100 W?m-2?sr-1閾值。

圖8　不同亮度的選取設(shè)備藍(lán)光加權(quán)輻亮度對比圖（全白信號）

圖9　不同亮度的選取設(shè)備藍(lán)光加權(quán)輻亮度對比圖（全藍(lán)信號）

5.2.3 光譜特性

由式（1）和式（2）藍(lán)光加權(quán)輻亮度的定義可知，藍(lán)光危害加權(quán)函數(shù)B(λ)代表了不同波段視網(wǎng)膜藍(lán)光危害風(fēng)險(xiǎn)的高低程度，而該函數(shù)在435 nm～440 nm波段達(dá)到峰值，藍(lán)光危害風(fēng)險(xiǎn)最高[21] ，因此對比選取設(shè)備在藍(lán)光波段的光譜特性。由圖10可知，LED電影屏在435 nm～440 nm波段并非峰值，比臺式機(jī)顯示屏、筆記本電腦、氙燈放映機(jī)和自然光在該波段的輻亮度更低。

圖10　選取設(shè)備藍(lán)光波段光譜對比圖

5.3 對比測量結(jié)論

根據(jù)上述測量結(jié)果，LED電影屏在正常觀看距離下呈現(xiàn)面光源特性。在同等亮度下，其藍(lán)光加權(quán)輻亮度與人們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娮语@示設(shè)備和影院投影放映設(shè)備非常接近。即使在極限工作亮度下，LED電影屏的藍(lán)光加權(quán)輻亮度也與上述設(shè)備相差不大；在435 nm～440 nm藍(lán)光危害高風(fēng)險(xiǎn)波段，LED電影屏的輻亮度仍低于其他設(shè)備。

6 LED電影屏藍(lán)光安全初步結(jié)論

（1） IEC 62471:2006規(guī)定，當(dāng)白光光源亮度低于104 cd/m2時(shí)，藍(lán)光危害不會超過限值，不會產(chǎn)生視網(wǎng)膜藍(lán)光危害。 LED電影屏的最大亮度不超過500 cd/m2，遠(yuǎn)低于104 cd/m2，因此LED電影屏在正常觀影時(shí)不會對人眼產(chǎn)生藍(lán)光危害。

（2）在LED電影屏白場亮度為500 cd/m2，測量距離為35 mm的條件下，測得的藍(lán)光加權(quán)輻亮度為11.9 W?m-2?sr-1，遠(yuǎn)低于IEC 62471:2006標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的100 W?m-2?sr-1閾值，表明即使在最嚴(yán)苛條件下，LED電影屏也屬于無危險(xiǎn)類RG0，不會產(chǎn)生視網(wǎng)膜藍(lán)光危害。

（3）藍(lán)光對人眼危害最大的波段主要集中在435 nm～440 nm，而LED電影屏的藍(lán)光峰值輻亮度波段主要集中在460 nm附近，避開了危害最大波段；在危害最大波段，LED電影屏比臺式機(jī)顯示屏、筆記本電腦在該波段的輻亮度更低。

（4）對于連續(xù)光源的顯示和放映設(shè)備，在正常觀看距離內(nèi)，其藍(lán)光加權(quán)輻亮度與亮度大小有關(guān)。正常觀看情況下，LED電影屏的藍(lán)光加權(quán)輻亮度與生活常用電子顯示設(shè)備和影院典型投影放映設(shè)備非常接近，遠(yuǎn)低于國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的100 W?m-2?sr-1閾值。此外，我們必須考慮到人們?nèi)粘Ｊ褂檬謾C(jī)和電腦的頻率和時(shí)間要遠(yuǎn)高于到電影院觀影（特別是觀看LED放映電影），因此在正常情況下觀看LED電影屏不會產(chǎn)生藍(lán)光危害。

7 結(jié)語

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)組織經(jīng)過大量研究實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在正常使用情況下，極少有燈或光源會直接對人眼視網(wǎng)膜產(chǎn)生損傷。 國際標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定，亮度低于104 cd/m2的光源屬于無危險(xiǎn)類RG0。 即便如此，為打消廣大人民群眾對LED電影屏存在藍(lán)光危害的顧慮，我們依據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)中最嚴(yán)苛的測量條件和測量方法，對LED電影屏的藍(lán)光加權(quán)輻亮度進(jìn)行了測量，并與高頻度使用的電子顯示設(shè)備和影院典型投影放映設(shè)備進(jìn)行了實(shí)測對比。 測量和驗(yàn)證數(shù)據(jù)均表明，LED電影屏的藍(lán)光加權(quán)輻亮度遠(yuǎn)小于無危險(xiǎn)類RG0的100 W?m-2?sr-1閾值，在相同亮度下與其他被測顯示設(shè)備的測量數(shù)據(jù)非常接近。 我們的研究和驗(yàn)證結(jié)論是： 在專業(yè)數(shù)字電影LED影廳中觀看電影，正常情況下不會產(chǎn)生藍(lán)光危害，廣大消費(fèi)者可以放心體驗(yàn)新型直顯放映技術(shù)帶來的全新視覺體驗(yàn)。

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