淺談藍(lán)光照明對(duì)長時(shí)間視覺作業(yè)的影響
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上傳人：admin 上傳時(shí)間： 2007-08-23 瀏覽次數(shù)： 139 |
一、長時(shí)間視覺作業(yè)的特點(diǎn)
在夜間，當(dāng)大部分的人們開始休息，很多工廠里的夜班工人卻在繼續(xù)他們的工作，他們要保證不眠不休日夜勞作的流水線的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，以進(jìn)行零件的組配、安裝，確保產(chǎn)品的生產(chǎn)出廠。
不僅是具有流水作業(yè)的工廠，很多大型工業(yè)操作區(qū)如核電站、煤礦、汽車工廠車間，還有飛機(jī)和汽車的夜間駕駛倉、軍用控制的操作室、醫(yī)院手術(shù)室和檢驗(yàn)室，操作目標(biāo)保持清晰可見對(duì)于操作者準(zhǔn)確快速完成操作有著重要的影響。但另一方面，長時(shí)間的視覺作業(yè)操作者容易疲勞，由于疲勞引起的生產(chǎn)率的下降如果尚不引起人們的重視的話，由于疲勞引起的誤操作而造成的重大事故就不得不使人們對(duì)這樣的問題特別關(guān)注了。三里島核事故發(fā)生在凌晨四點(diǎn)，切爾諾貝利核泄漏發(fā)生凌晨一點(diǎn)三十二分，都是夜班工人正好疲勞開始打瞌睡的時(shí)候。
不僅是在夜間，很多視覺作業(yè)由于屬于室內(nèi)操作，即使在日間也需要人工照明，其照明效果無法與天然照明完全媲美，如果照明水平不夠，視覺特性不足則引起操作上的失誤率增多或速度降低；即使采用較高照度的照明以保證較好的視覺特性，在長時(shí)間的操作后，操作者在人工照明環(huán)境下也更易于疲勞。這樣的疲勞對(duì)于長時(shí)間坐在精密儀表盤或軍用基地操作儀器前面的操作者來說所引起的后果是不堪設(shè)想的。
因此，對(duì)于長時(shí)間視覺作業(yè)環(huán)境，為了確保高效、安全的操作，要求有良好的照明以保證操作者的視覺特性；以及應(yīng)該確保一個(gè)可以適當(dāng)緩解操作者的疲勞程度的工作環(huán)境。前者是我們所熟知的，照明應(yīng)該達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，滿足人的視覺效應(yīng)。那么后者，除了改善工作環(huán)境的其它硬件條件，在緩解操作者的疲勞程度方面，照明能作些什么呢？最近幾年的研究成果表明，照明與人體內(nèi)的松果體所分泌的褪黑激素有著密切的聯(lián)系，它控制著人眼的生物鐘，合適的照明可以緩解人的疲勞。因此，對(duì)于長時(shí)間視覺作業(yè)環(huán)境的照明設(shè)計(jì)，不但要考慮其視覺效率，也應(yīng)該考慮其生物學(xué)效應(yīng)（VAN BOMMEL，2003[4]）。
二、照明的視覺效應(yīng)和生物學(xué)效應(yīng)
長期以內(nèi)，人們認(rèn)為人眼的視網(wǎng)膜上具有 2 種感受器，即視錐和視桿。視雉按其對(duì)不同波長的光敏感性又分為紅錐、綠錐和藍(lán)錐。視錐系統(tǒng)對(duì)光的敏感度低，在足夠的亮度下開始起作用，在明視覺下起主導(dǎo)作用，對(duì)物體的細(xì)微結(jié)構(gòu)和輪廓可以進(jìn)行精確的辯別，具有較高的窨分辨率。視桿系統(tǒng)對(duì)光的敏感度高，在弱光時(shí)占主導(dǎo)作用，不能分辨顏色，視物只有粗略的輪廓，精確性差（壽天德，2001[5]），視錐系統(tǒng)和視桿系統(tǒng)的不同屬性使人眼在不同照明水平下具有不同的視覺特性。由于三種視錐的綜合敏感度在波長為 555NM 左右時(shí)達(dá)到最大；而視桿對(duì)于波長為 507NM 左右的刺激具有最大的敏感度。當(dāng)亮度降低時(shí)，人眼對(duì)光譜的敏感度曲線朝短波方向移動(dòng)，這就是有名的浦爾金耶效應(yīng)。
2002 年 Berson Dm 的研究表明，在哺乳動(dòng)物的視網(wǎng)膜上存在著一種神經(jīng)節(jié)細(xì)胞可以直接感光，從而人眼的視網(wǎng)膜上存在了除了視錐和視桿以外的第三種光感受器，稱為可感光神經(jīng)節(jié)細(xì)胞.這種光感受器與人腦內(nèi)的生物鐘連接,其接受的光抑制松果體分泌褪黑激素,而褪黑素也稱為睡覺的荷爾蒙,當(dāng)人體內(nèi)的褪黑激素達(dá)到一定量時(shí),人會(huì)感到疲勞而昏昏欲睡。正常人的生物節(jié)律正是與晝夜交替的 24 小時(shí)相吻合的，隨著晝夜的交替，褪黑激素大量分泌和被抑制，從而人們?cè)诤谝估锼X休息，在白天工作，這一種與人的生物節(jié)律息息相關(guān)的 iprgcs 對(duì)不同波長的光也有不同的吸收，其光譜靈敏度曲線不同于人眼視錐和視桿的光譜靈敏度曲線。
三、適當(dāng)?shù)乃{(lán)光照明對(duì)提高視覺作業(yè)效率的作用
由人眼的光感受器的屬性可見，照明具有視覺效應(yīng)和生物學(xué)效應(yīng)。VAN BOMMEL 的一項(xiàng)關(guān)于提高照明水平和生產(chǎn)效率提高的研究表明，在工業(yè)照明中，當(dāng)照度從 300LX 提高到 500LX 時(shí)，生產(chǎn)率提高 8%，而當(dāng)照度進(jìn)一步提高到 2000LX 時(shí)，生產(chǎn)率提高了 20%，因此，照明水平的提高引起視覺效應(yīng)的提高從而進(jìn)一步提高生產(chǎn)率的效果是非常顯著的。
在比較昏暗的工作環(huán)境下，由于人眼的光視效率從 555NM 左右的黃綠光 507NM 左右的藍(lán)綠光偏移，增加照明中藍(lán)光的成分有利于提高照明的有效光效，達(dá)到有效提高人眼視覺功能的效果。
從照明的生物學(xué)效應(yīng)來看，適當(dāng)?shù)脑黾铀{(lán)光的照明，可以使 iprgcsx 細(xì)胞可以有效吸收的光能量增加，從而抑制人體內(nèi)褪黑素的含量，達(dá)到緩解疲勞的作用，從而減少由于疲勞而引起生產(chǎn)率的下降以及誤操作所產(chǎn)生的事故。
四、長時(shí)間視覺作業(yè)環(huán)境的照明設(shè)計(jì)的建議
根據(jù)上面的分析，對(duì)長時(shí)間視覺作業(yè)環(huán)境的照明設(shè)計(jì)，除了考慮照明的視覺效應(yīng)以外，應(yīng)適當(dāng)考慮照明的生物學(xué)效應(yīng)，以保障視覺作業(yè)的效率和安全性。在照明的視覺效應(yīng)方面，應(yīng)依據(jù)相應(yīng)的照明標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際場(chǎng)地的需要通過合理的照明計(jì)算進(jìn)行布燈，以保證一定的照明水平，減少由于照明不足而引起的生產(chǎn)率的下降。在相對(duì)昏暗的環(huán)境中在保證一定的顯色指數(shù)的基礎(chǔ)上可以選用藍(lán)綠光成分較多的光源，以提高有效光效。
從照明的生物學(xué)效應(yīng)考慮，藍(lán)光成分的增加可以有效抑制褪黑素的分沁。從人體生物節(jié)律方面考慮，正常情況下褪黑素在具有自然光的白天時(shí)得到最有效的抑制，所以白天的視覺作業(yè)場(chǎng)景的照明可以盡可能使用自然光進(jìn)行照明。在只有人工照明的情況下，盡可能選用藍(lán)光成分較多或高色溫的光源進(jìn)行照明，從照明的角度締造一個(gè)減緩疲勞的工作環(huán)境。
當(dāng)然，對(duì)于照明的生物學(xué)效率的研究目前還尚處于起步階段，需要開展更多的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證。對(duì)于藍(lán)光的使用也并不是越多越好，過多的藍(lán)光會(huì)對(duì)人的視網(wǎng)膜造成傷害，另外如果比例不協(xié)調(diào)的話可能影響顯色性從而引起視覺的疲勞。希望國內(nèi)有關(guān)專家繼續(xù)進(jìn)行關(guān)于這一話題的探討，使照明的視覺效應(yīng)和生物學(xué)交應(yīng)能夠盡快應(yīng)用于實(shí)踐的指導(dǎo)中，使良好的合理的照明能為提高生產(chǎn)率、降低誤操作所引起的重大工業(yè)事故、減少由疲勞所引起的醫(yī)療事故等方面做出有效的貢獻(xiàn)。
在夜間，當(dāng)大部分的人們開始休息，很多工廠里的夜班工人卻在繼續(xù)他們的工作，他們要保證不眠不休日夜勞作的流水線的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，以進(jìn)行零件的組配、安裝，確保產(chǎn)品的生產(chǎn)出廠。
不僅是具有流水作業(yè)的工廠，很多大型工業(yè)操作區(qū)如核電站、煤礦、汽車工廠車間，還有飛機(jī)和汽車的夜間駕駛倉、軍用控制的操作室、醫(yī)院手術(shù)室和檢驗(yàn)室，操作目標(biāo)保持清晰可見對(duì)于操作者準(zhǔn)確快速完成操作有著重要的影響。但另一方面，長時(shí)間的視覺作業(yè)操作者容易疲勞，由于疲勞引起的生產(chǎn)率的下降如果尚不引起人們的重視的話，由于疲勞引起的誤操作而造成的重大事故就不得不使人們對(duì)這樣的問題特別關(guān)注了。三里島核事故發(fā)生在凌晨四點(diǎn)，切爾諾貝利核泄漏發(fā)生凌晨一點(diǎn)三十二分，都是夜班工人正好疲勞開始打瞌睡的時(shí)候。
不僅是在夜間，很多視覺作業(yè)由于屬于室內(nèi)操作，即使在日間也需要人工照明，其照明效果無法與天然照明完全媲美，如果照明水平不夠，視覺特性不足則引起操作上的失誤率增多或速度降低；即使采用較高照度的照明以保證較好的視覺特性，在長時(shí)間的操作后，操作者在人工照明環(huán)境下也更易于疲勞。這樣的疲勞對(duì)于長時(shí)間坐在精密儀表盤或軍用基地操作儀器前面的操作者來說所引起的后果是不堪設(shè)想的。
因此，對(duì)于長時(shí)間視覺作業(yè)環(huán)境，為了確保高效、安全的操作，要求有良好的照明以保證操作者的視覺特性；以及應(yīng)該確保一個(gè)可以適當(dāng)緩解操作者的疲勞程度的工作環(huán)境。前者是我們所熟知的，照明應(yīng)該達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，滿足人的視覺效應(yīng)。那么后者，除了改善工作環(huán)境的其它硬件條件，在緩解操作者的疲勞程度方面，照明能作些什么呢？最近幾年的研究成果表明，照明與人體內(nèi)的松果體所分泌的褪黑激素有著密切的聯(lián)系，它控制著人眼的生物鐘，合適的照明可以緩解人的疲勞。因此，對(duì)于長時(shí)間視覺作業(yè)環(huán)境的照明設(shè)計(jì)，不但要考慮其視覺效率，也應(yīng)該考慮其生物學(xué)效應(yīng)（VAN BOMMEL，2003[4]）。
二、照明的視覺效應(yīng)和生物學(xué)效應(yīng)
長期以內(nèi)，人們認(rèn)為人眼的視網(wǎng)膜上具有 2 種感受器，即視錐和視桿。視雉按其對(duì)不同波長的光敏感性又分為紅錐、綠錐和藍(lán)錐。視錐系統(tǒng)對(duì)光的敏感度低，在足夠的亮度下開始起作用，在明視覺下起主導(dǎo)作用，對(duì)物體的細(xì)微結(jié)構(gòu)和輪廓可以進(jìn)行精確的辯別，具有較高的窨分辨率。視桿系統(tǒng)對(duì)光的敏感度高，在弱光時(shí)占主導(dǎo)作用，不能分辨顏色，視物只有粗略的輪廓，精確性差（壽天德，2001[5]），視錐系統(tǒng)和視桿系統(tǒng)的不同屬性使人眼在不同照明水平下具有不同的視覺特性。由于三種視錐的綜合敏感度在波長為 555NM 左右時(shí)達(dá)到最大；而視桿對(duì)于波長為 507NM 左右的刺激具有最大的敏感度。當(dāng)亮度降低時(shí)，人眼對(duì)光譜的敏感度曲線朝短波方向移動(dòng)，這就是有名的浦爾金耶效應(yīng)。
2002 年 Berson Dm 的研究表明，在哺乳動(dòng)物的視網(wǎng)膜上存在著一種神經(jīng)節(jié)細(xì)胞可以直接感光，從而人眼的視網(wǎng)膜上存在了除了視錐和視桿以外的第三種光感受器，稱為可感光神經(jīng)節(jié)細(xì)胞.這種光感受器與人腦內(nèi)的生物鐘連接,其接受的光抑制松果體分泌褪黑激素,而褪黑素也稱為睡覺的荷爾蒙,當(dāng)人體內(nèi)的褪黑激素達(dá)到一定量時(shí),人會(huì)感到疲勞而昏昏欲睡。正常人的生物節(jié)律正是與晝夜交替的 24 小時(shí)相吻合的，隨著晝夜的交替，褪黑激素大量分泌和被抑制，從而人們?cè)诤谝估锼X休息，在白天工作，這一種與人的生物節(jié)律息息相關(guān)的 iprgcs 對(duì)不同波長的光也有不同的吸收，其光譜靈敏度曲線不同于人眼視錐和視桿的光譜靈敏度曲線。
三、適當(dāng)?shù)乃{(lán)光照明對(duì)提高視覺作業(yè)效率的作用
由人眼的光感受器的屬性可見，照明具有視覺效應(yīng)和生物學(xué)效應(yīng)。VAN BOMMEL 的一項(xiàng)關(guān)于提高照明水平和生產(chǎn)效率提高的研究表明，在工業(yè)照明中，當(dāng)照度從 300LX 提高到 500LX 時(shí)，生產(chǎn)率提高 8%，而當(dāng)照度進(jìn)一步提高到 2000LX 時(shí)，生產(chǎn)率提高了 20%，因此，照明水平的提高引起視覺效應(yīng)的提高從而進(jìn)一步提高生產(chǎn)率的效果是非常顯著的。
在比較昏暗的工作環(huán)境下，由于人眼的光視效率從 555NM 左右的黃綠光 507NM 左右的藍(lán)綠光偏移，增加照明中藍(lán)光的成分有利于提高照明的有效光效，達(dá)到有效提高人眼視覺功能的效果。
從照明的生物學(xué)效應(yīng)來看，適當(dāng)?shù)脑黾铀{(lán)光的照明，可以使 iprgcsx 細(xì)胞可以有效吸收的光能量增加，從而抑制人體內(nèi)褪黑素的含量，達(dá)到緩解疲勞的作用，從而減少由于疲勞而引起生產(chǎn)率的下降以及誤操作所產(chǎn)生的事故。
四、長時(shí)間視覺作業(yè)環(huán)境的照明設(shè)計(jì)的建議
根據(jù)上面的分析，對(duì)長時(shí)間視覺作業(yè)環(huán)境的照明設(shè)計(jì)，除了考慮照明的視覺效應(yīng)以外，應(yīng)適當(dāng)考慮照明的生物學(xué)效應(yīng)，以保障視覺作業(yè)的效率和安全性。在照明的視覺效應(yīng)方面，應(yīng)依據(jù)相應(yīng)的照明標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際場(chǎng)地的需要通過合理的照明計(jì)算進(jìn)行布燈，以保證一定的照明水平，減少由于照明不足而引起的生產(chǎn)率的下降。在相對(duì)昏暗的環(huán)境中在保證一定的顯色指數(shù)的基礎(chǔ)上可以選用藍(lán)綠光成分較多的光源，以提高有效光效。
從照明的生物學(xué)效應(yīng)考慮，藍(lán)光成分的增加可以有效抑制褪黑素的分沁。從人體生物節(jié)律方面考慮，正常情況下褪黑素在具有自然光的白天時(shí)得到最有效的抑制，所以白天的視覺作業(yè)場(chǎng)景的照明可以盡可能使用自然光進(jìn)行照明。在只有人工照明的情況下，盡可能選用藍(lán)光成分較多或高色溫的光源進(jìn)行照明，從照明的角度締造一個(gè)減緩疲勞的工作環(huán)境。
當(dāng)然，對(duì)于照明的生物學(xué)效率的研究目前還尚處于起步階段，需要開展更多的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證。對(duì)于藍(lán)光的使用也并不是越多越好，過多的藍(lán)光會(huì)對(duì)人的視網(wǎng)膜造成傷害，另外如果比例不協(xié)調(diào)的話可能影響顯色性從而引起視覺的疲勞。希望國內(nèi)有關(guān)專家繼續(xù)進(jìn)行關(guān)于這一話題的探討，使照明的視覺效應(yīng)和生物學(xué)交應(yīng)能夠盡快應(yīng)用于實(shí)踐的指導(dǎo)中，使良好的合理的照明能為提高生產(chǎn)率、降低誤操作所引起的重大工業(yè)事故、減少由疲勞所引起的醫(yī)療事故等方面做出有效的貢獻(xiàn)。
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