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防蓝光眼镜概述

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防蓝光眼镜概述

李国荣(QQ50496722)

    近几年来,防蓝光眼镜由于真实的功能性特点而被消费者所接受,现就笔者十年来就该产品的开发、生产和销售经验向大家作一简单的概述,欢迎批评指正。

1.防蓝光镜片的由来

几点基础知识

a.电磁波的组成


1.png

b.蓝光的定义

除日本(其定义蓝光为380~450nm的可见光)以外,绝大多数国家标准将波长为380nm(或400nm)`500nm的可见光定义为蓝光

c.色相环的基本原理


2.png

对透明体来说,为了达到对某色光的吸收,我们应该加强其轴对称方向的色的透过率,透明体也表现出其轴对称方向的色泽。

为了提高对某色光的反射,我们应该直接加强该色光的反射,该物体对外来光源也表现出该色的反射光。

e.各类LED显示屏的峰值波长

3.png4.png

为了提高能耗比和清晰度,大部分的LED显示器采用了如左图蓝色的曲线的设计。


1.1 防蓝光镜片的来源

  1.1.1 根据相关调查和眼科CSV理论,在长期连续面对LED显示器照射的情况下,蓝光能够穿透晶状体直达视网膜。蓝光照射视网膜会产生自由基,而这些自由基会导致视网膜色素上皮细胞衰亡,上皮细胞的衰亡会导致光敏细胞缺少养分从而引起视力损伤。同时还会通过提高视觉细胞对光的敏感度和光氧化反应导致细胞的死亡,损害视力。在有氧的条件下, 蓝光刺激视网膜启动光氧化机制,形成严重的氧化反应, 破坏机体正常的氧化还原的动态平衡,启动细胞凋亡机制,从而导致细胞的死亡和损伤。参见本人2012年发表于《中国眼镜科技杂志》之《如何选择一副合适的电脑护目镜》。

1.1.2眼科技术的进步, 在矫正视力和更加关心眼科疾病防治的同时,眼球本身具有的防护功能在一定阶段被削弱。蓝光将视网膜黄斑区的疾病,蓝光可导致白内障术后的眼底损伤。

1.1.3工作和生活条件的改善,生活方式的改变,人们受到了比以前多得多的蓝光照射。大量的生活实践案例告诉我们,长期接受LED的连续照射,会导致眼球疲劳、酸涩,甚至疼痛流泪等症状,由于强烈的蓝光照射,而致盲的案例也常见报道。

为此,有必要在技术进步和生活工作状态发生变化的情况下,对蓝光作一定程度的有效防护。

2 防蓝光镜片的市场沿革

根据笔者的经验,中国市场的防蓝光产品经历了从抗辐射-纯粹医用防蓝光-民用防蓝光的发展历程,其产品也日趋丰富,防护也更具针对性。

2001年开始,温州绿宝视光科技有限公司与浙江大学、俄罗斯国家光学院开展了镜片改性薄膜的研究,尝试通过改良树脂镜片的表面导电性,以满足提高镜片电磁屏蔽性。

2005年开始,杭州众生科技有限公司尝试通过控制不同波长的光透过情况,以达到减少蓝光通过,提高蓝光防护能力。

2007~2010年,温州绿宝视光科技有限尝试通过镜片材料改性,通过类黑色素--多巴醌的方法,在色泽保真、提高光感的前提下开发出了玉黄色、琥珀色防蓝光、橘黄色防蓝光镜片。

2010~2014年,温州朗目光学有限公司,对防蓝光产品根据不同适用场景和产品度数特点,结合材料改性、表面处理和真空镀膜,开发出了针对平光镜片、有度镜片的无底防蓝光,并对琥珀色防蓝光、玉黄色防蓝光和橘黄色防蓝光产品进行了产品的升级。较好地解决了单纯膜致防蓝光强反射和单纯材料防蓝光色泽浓度的问题。并于2012建立、专家认证并备案中国第一个含防蓝光指标的电脑护目镜标准。

2010年前,中国大陆消费者对电脑防护着重于电磁辐射的防护,但功效甚微,生产者和消费者对防蓝光产品知之甚少,2012年以后,消费者开始对防蓝光眼镜产品进行尝试,反馈良好。消费者的逆向推动,大大促进该产品的发展。2016开始,防蓝光产品风生水起,有人甚至对笔者说,防蓝光产品的解决方案救活了一批企业,也在智能手机大量普及的情况,减少了视力疲劳和损伤。

就目前的情况来看,防蓝光产品仍有较强的生命力,一方面是现有的标准对LED显示及视力防护存在一定的冲突(见SJ/T 11292-2003计算机用液晶显示器通用规范4.4.1和GB 20145-2006-T 灯和灯系统的光生物安全性);另一方面是LED和智能手机技术进步,尤其是生活方式的改变带来的对眼睛防护的更多要求,防蓝光眼镜产品方兴未艾。

另外,中国大陆的一些企业或个人已经就此产品申请了实用新型和发明的专利,涵盖防蓝光镜片或防蓝光眼镜的有效的专利号和专利名称如下

专利列表

发明专利

实用新型

专利号

专利名称

专利号

专利名称

2012104836418

一种高效蓝光抑制片

2012201935169

电脑护目镜片

2013101387464

高效蓝光抑制树脂片

2012205234187

蓝光抑制镀膜镜片

201410201261X

琥珀色防蓝光镜片

2014202414153

琥珀色防蓝光镜片

2014106170561

老花护目镜

2013208924155

蓝光抑制树脂镜片

3防蓝光镜片的主要指标

为区别于传统的镜片,防蓝光镜片在满足作为镜片的基本要求的前提下,笔者认为应对以下指标作出规定。

3.1 蓝光透过率,即Tsb(380~500nm的透过率)指标。实际上,这个指标在一些较发达且阳光强烈的国家已经作出了要求,比如美国的ANSI Z80.3,欧洲的ENISO12312和澳洲的AS/NZS 1067,不过一方面这些规定并不完全是强制性的要求,另一方面这些标准针对的是太阳镜在日常户外情况下的要求,相对人造光源的蓝光连续来说,这些指标显得有些不够严格。

大家知道,由于臭氧层的存在,其吸收了UVC,绝大部分的UVB和大部分的UVA,人的眼球基本适应了人类对紫外线的防护,在更强烈的阳光照射时,比如户外,我们还需要对紫外线进行更充分的防护,以减少白内障等眼科疾病的发生。

同样,由于大气层反射了一定量的短波蓝光,天空呈现出了美丽的蓝色,但当LED这一伟大发明出现并普及时,人类的眼球受到了前所未有的挑战,而人的进化是需要较长的时间,短期内我们对蓝光的防御尤其是弱光环境下对蓝光的防御就不能仅仅参考太阳镜的标准。

我们认为,基于以下事实,标识为防蓝光眼镜或镜片的Tsb应小于75%。

a.普通未进行加硬加膜的镜片的基本Tsb在85%~90%之间(各不同材料其数值略有不同)。如果标识为防蓝光的镜片其蓝光透过率仍在85%甚至90%以上,似乎不妥。

b.有明确标识为防蓝光的,该关键指标应与常规产品有较大的区别,10%左右的差异是应当具有的,故其Tsb应小于75%。

c.该Tsb指标应为最基本的要求,针对如术后防护、电竞网游类的防蓝光产品,其指标应适当加严。

3.2可见光透过率指标,即Tv。单纯地降低Tsb非常容易,做成墨镜即可。但是,防蓝光眼镜产品主要是针对室内LED显示器进行防护,应当对透过率指标进行一些必要的规定。一个好的防蓝光镜片,其500nm以后的透光率不应受到过多的抑制,我们认为对Tv有最低的要求是适宜并且必须的。考虑到目前透过率的定量测试设备反映的Tv数据包含了蓝光透过率,在蓝光透过率较低时会影响到可见光的透过率,规定一个相对值更为适当。我们认为将Tv规定在Tsb+15%是较为适宜。

3.3从基础知识中的e条可以看出,我们需要防护的较高能力的LED其峰值波长约为435nm,为此,一副好的防蓝光镜片应对435nm的透过率有所控制。为使防蓝光产品符合日常使用要求,对日常非特殊用途的标识为防蓝光眼镜或镜片的435nm透过率进行约30%左右的干预较为适宜,一方面不致色泽失真严重,另一方面对连续照射的蓝光进行了一定程度的防护。而针对如电竞网游或术后防护类的防蓝光镜片或眼镜,其435nm的透过率应小于30%。综合几类防蓝光镜片或眼镜,将435nm的透过率控制在30%以下较为适宜。

4.防蓝光镜片的分类

综合目前市场上的各类有真实防蓝光效果的防蓝光镜片,大致可以分成以下几类:

4.1 按镜片的材料可分为压克力、PC、CR39及各热固型树脂类等

4.2 按用途可分为日常平光护目、电竞护目、术后防护、有度防蓝光等


4.3 按防蓝光指标要分为以下几类

蓝光分类特性.png




5防蓝光镜片的测量方法

判断一个镜片是否为防蓝光,基本可以分为定性、半定量和定量三种方法。判断一个防蓝光产品是否适合消费者的需求,最真实和直观的方法为佩戴后的感受。但是,由于这种感受受到环境光量、体验者的眼睛个性特征等限制,市场上出现了各类真真假假的定性测试方法

5.1 定性的判断方法

5.1.1 运用紫外概念混淆蓝光测试的防蓝光测试方法,即使用验钞灯、变色片之类的测试。此类方法测试的主要是紫外线的透过情况,不精准,但一程度上可以反映该镜片的紫外防护情况。

5.1.2 激光光源的蓝光灯或蓝光笔,即使用一种中心波长为405nm的蓝光笔来照射镜片表面,观察其通过情况,此类方法可低近紫外的蓝光透过进行一个有效的判定,但对LED峰值蓝光波的判定有一定差距,且受光源能量大小、光源距离影响而致测试结果差距较大。

5.1.3 球状光源的蓝光灯或蓝光笔,即使用带宽较大的蓝光源照射镜片,通过观察其蓝光透过或反射情况来进行判断。此类方法基本覆盖了435nm的蓝光光源,但数值不能量化,也不能对更具伤害性的紫外的情况进行判断。

5.2 半定量的测试方法

5.2.1 小型滤光片类手持式蓝光和紫外测试仪。此类产品可以对防蓝光产品进行紫外和蓝光透过百分比进行读数,但由于成本和设备便携性的尺寸要求,其滤光片设置不充分,测试数据的重复性不佳,仅可供对两个产品进行防护程度的比较。

5.2.2 手持式光通量式测试仪。此类产品可对蓝光透过量进行量化读数,较好地反映了不同产品包含蓝光吸收和反射的情况,但受环境光量影响较大,且测试数据为光通量的绝对值,对透射比的表现不是很直观。

5.3 定量的测试方法

即使用分光光度计,对产品按不同的采样间隔读取不同的透射比数据,可按波长采集全波段的紫外及可见光透射比,方法严谨科学,数据充分准确,可形式格式化的测试报告,是一种最好客观的防蓝光镜片测试方法。但由于防蓝光产品较新,我们国家还没有现行的标准,对数据的判断需要一定程度的专业知识。另外,该类设备昂贵笨重,不完全适宜于流动分散的终端测试。

实际上,由于防蓝光产品各类较多,眼球和使用习惯又有很大的差异性,对我们消费者来说,一副防蓝光眼镜的适宜情况最为有效的还是在满足基本指标上的佩戴体验,使用测量的方法尤其是定性或半定量的方法来判断产品的优劣或适宜情况,犹如郑人买履,采用一个只有一个指标的不精准的尺子来代替了整个脚的各处面型,是不妥当的。另外,在很难判断产品的优劣和适宜时,参考其他第三方的资料、前人的购买体验也不失为一种简便的方法。

    本文为笔者十多年来就防蓝光镜片相关经验和教训的小结,由于知识所限,不足及不当之处在所难免,恳求方家指正!


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