第二十一章视觉卫生(环境因素) - 眼科屈光学

TOP

第二十一章视觉卫生(环境因素)

2009-12-09 10:36:31 来源:网络作者:依视路【大中小】浏览:28001次评论:0条

视觉的环境因素在预防和克服视疲劳方面的重要性是人所共知的，而过去则仅在工业眼科学中才作为专题论述。研究视觉卫生的最终目的是为了改善客观因素，用以提高观察物体的精度、速度和易度，而这些观察项目与很多客观的、精神的和心理的因素有关，因而增加了视效率研究的困难，故为一般眼科工作者所忽视。为了保护青少年视力，防止视疲劳的发生和提高成年人的工作效率，视觉卫生是一项刻不容缓的研究课题。而视觉卫生也与眼屈光不正的形成和预防有直接关系，仅就有关内容作简要介绍。

第一节被观察物体的亮度

人眼能够看到外界的万物，完全靠物体表面的反光。这种反光并不是光滑镜面的全反射所形成的耀眼眩光。它是由较为粗糙的物体表面所发出的弥散性反光，也就是物体表面的亮度。所谓物体的亮度，是以照明强度乘以物体表面的反射系数所得。如表21-1，所用照明为100英尺烛，则表中系数值为英尺朗巴；如为100米烛，则表中系数值为米朗巴。反射系数愈大，亮度愈大，就容易观察。所以了解一个工作部件表面的反射系数对于研究视觉卫生非常重要，兹把常见物质的反射系数列为表21-1，供作参考。

表21-1 各种物质的弥散反射系数

物质
系数(%)
氧化镁
95~98
碳酸镁
94~98
优质白纸
80~85
晴天雪地
80
白珐琅瓷
65~75
白报纸
60~70
淡黄(淡绿和很淡的蓝) 60~70
中蓝
35~45
深蓝
5~10
绿草地
5~10
黑纸
3~5
墨汁
2
黑羊毛衣
1.3~1.6
黑天鹅绒(丝绒) 0.2~0.8

从图21-1可以看出，同样照明强度，照在反射系数为80%的白纸上，其亮度为80英尺朗巴，它的亮度是灰布的10倍，黑绒布的100倍。从图21-2可以看到，为了保持某一程度的视觉效率，需要8英尺朗巴的亮度。当阅读白纸黑字的读物时，只需要10英尺烛的照明；当缝制灰布衣服时，要用100英尺烛；如在黑绒布上工作，其照度要增加到1000英尺烛。

为了说明照度、反射系数与亮度之间的关系.利用图21-3进一步说明。图中左边一排自上而下的照度均为100英尺烛，由于各种物质的反射系数不同，其亮度自上而下分别为80，8和0.8英尺朗巴。右边者，虽然被观察物的反射系数与左侧者相同。由于照度自上而下逐步增加，故其亮度仍可保持为8英尺朗巴。由此得知，为了保持均等的视觉效率，首先应当了解各被观察物体表面的反射系数，根据反射系数的大小，再选择适当的照明强度，才可获得适合的作业亮度。这是视觉卫生学中一个极为重要的问题，应当引起重视。

第二节照明与物体细节之间的关系
物体细节，即被识别物体的细微部分。对物体细节的识别可分两种:可见锐度和可分锐度。两种锐度虽有不同，但其阈值的测定均根据视角的大小来计算。在实际生活和工作中，所谓“看”东西，或者识别一个物体的能力，并不用上面所说的两种视锐度来衡量，而是用一个综合性的视觉名词，即“易看度”，也就是看清楚物体的难易程度来确定。关于这方面的最早试验，都是用阅读为例进行观察，因而建议最合适的阅读照明为2~4英尺烛。随着工业的发展，精细的工种不断增加，把阅读和一般工业作业所需照明逐渐提高到10英尺烛，一般工种的最低值亦不应低于5英尺烛。
随着被观察物变小和精度增加，为了保持良好的视觉效能，可用增加照度的办法。根据研究，照度的增加是按物体细节表面减少的倒数3倍(立方)值来递增。如完成一般任务需要10英尺烛，在进行原物一半大小的作业时，其照度应为80英尺烛。如物体再小一半，为了保持原有的视效率，要把照度增加到8×80=640英尺烛。这样大小的视标(细节)已接近于视分辨力的绝对阈值，普通工种中很少见到。这样的照度也接近于日光的照明水平。在这种情况下进行工作，眼睛难以耐受，故易于发生视疲劳。所以上面所提增加照度的公式，仅作参考，不可作为依据。
我国于1975年制定了工业企业照明标准(草案)。兹将其主要项目，列表(表21-2~表 21-4)如下作为参考。
表21-2 照度递增级数
级数1234567891011121314151617
照度(lx)0.5135102030507510015020030050075010002000

表21-3 车间工作面的照明等级
视觉工作
精细程度细节的尺寸
d(mm)视觉工作分类物体细节与
背景的对比最低照度(lx)
等级混合照明
的总照度单独一般照
明的总照度
特别精细d≤0.15Ⅰ甲对比小2000-
乙对比大1000300
高度精细0.15＜d≤0.3Ⅱ甲对比小750200
乙对比大500150
精细0.3＜d≤0.6Ⅲ甲对比小500150
乙乙对比大300100
稍精细0.6＜d≤1Ⅳ--20075
稍粗糙1＜d≤2.5Ⅴ--15050
很粗糙2.5＜d≤5Ⅵ---30
特别粗糙d＞5Ⅶ---20
一般观察-Ⅷ---10
生产过程
大件储存-Ⅸ---5

表21-4 常用房间照明
房间名称等级单独用一般照明的最低照度(lx)
打字室、设计室Ⅱ甲150
阅览室、教室、医务保健室Ⅲ乙100
办公室、会议室Ⅳ 75
资料室、幼儿园、托儿所Ⅴ 50
小卖部、食堂、单身宿舍Ⅵ 30
厨房，家属宿舍Ⅶ 20
浴室、厕所、更衣室Ⅷ 10
通道、楼梯Ⅸ 5

1982年中央十个部委发出关于贯彻执行《保护学生视力工作实施办法(试行)》的联合通知中要求，教学用房人工照明的灯具要合理布置照度均匀。灯具距桌面不低于1.7m，每个桌面上的照度不低于100lx(中小学应逐步达到)。

第三节照明与视力的关系
根据不同工种和职业要求具有不同的视力标准，最通用的视力标准是对物体细节的分辨力，即视角。目前采用的标准值是一分视角，所以一分视角也可以说是视力阈值。一个正常视力的人，如果持续地使用阈值视力很容易产生视疲劳。为了达到“易看”的程度，细节的大小都要超过阈值视力的视角。在照明方面，为了达到“易看”和减少视疲劳的产生，需要的标准值也要在大多数工人需要的基础照明之上。试验证明，照明强度逐渐增加视力亦随之增加。表 21-5中照明对视力的影响表现非常明显。试验还进一步证明，随着照明强度的增加，原有视觉功能较低者的视觉效率要比视觉功能较高者的提高更为明显。在进行屈光检查的照明条件，通常掌握在精细工作和高度精细工作范围，进行远用屈光检测依精细工作条件进行照明控制；进行近用屈光检测时，多来用高度精细工作要求控制。
表21-5 照明与视力的关系
lx视力
4281.55
2141.48
1071.40
53.51.32
26.751.22
13.381.12
6.691.02
3.340.92
1.670.81
0.840.69
0.420.55
0.300.48
0.150.37
0.0750.28
0.0380.21
0.0190.15
0.00580.078
0.00290.066
0.00140.057
0.000720.048
0.000360.038
0.000180.028
0.000090.018

上海眼病防治所对照明与视疲劳之间的关系作了调查研究。以无线电绕线工作为被试组。在8h工作中，混合照明的总照度从370 lx开始，逐步增加局部照明，并以370 lx时出现的视疲劳为100%。试验结果表明，当照度逐步增加时，劳动生产率相应提高，而视疲劳相应地明显下降。但当照度超过1200 lx以上时，虽然照度继续增加，视疲劳减少的幅度和生产率提高的幅度均不明显。试验中还看到，上述规律性的变化，在近视者要比远视者表现得更为稳定。这个试验为今后修订我国各种精细工种的照明标准提供了很好的参考数据。

第四节照明性质

照明性质主要是指照明光源的光谱成分，它对于看物体的舒适感和视效率亦有一定的关系。但不是一个重要因素。各种色光中，最理想的照明是昼光。从图21-4可以看出白光的优越性。这是由于白光的色差较其他色光明显减少，而且人眼对白光已具有长期适应的关系。

为使室内光线充足，窗子要开得大些，并不要被室外的其他建筑物或树木所遮盖。窗子的数目和分布要合理，并要经常保持玻璃清洁以保持其透光度。这些都是建筑设计上很重要的一些问题。如果用边窗采光，常常不能使大的厂房中每个工作部位都得到满意的照明，也难以避免极为讨厌的眩光产生。比较合适的办法是在屋顶或房子的上部多开天窗，用以提供均匀的照明。在晴天绝大部分的时间，白昼的自然光照是令人满意的，但遇到阴雨天则感照明不足，因此任何厂房除了自然采光外，都要配合适当的人工照明。尽管颜色的分布在工业中很重要，但光的性质的改变对于视功能的实际意义不大。从光源的光谱分布来说，采用较长的光波比较符合心理学要求，如钨丝灯泡所发的光。有些人喜用人工日光灯发出的短波光。不管是哪种照明，只要光源发光不稳定而有光频闪现象发生，都会引起眼不停的调节。这种调节不单指晶状体的调节，还有瞳孔大小的改变和对明暗的适应。这是造成视疲劳的一个重要因素。
荧光灯的应用愈来愈普遍。这种灯是在一个玻璃管内通过水银蒸气的循环流动产生光弧，这种光弧中含有较多的紫外线，具有放射性的紫外线投射到涂在灯管内壁的化学物质上，使之转化为可见光。所以荧光灯的光对人眼是无害的。这种照明灯具有较高的效能，因而适合安装在较大的工作场所。有些人对这种光产生精神上的不愉快，这可能是由于其中含有较多的短波光和不可避免的轻度光频闪所引起。这种灯具一般要挂得低些用以增加照度，但一定不要低于眼的视线水平，否则会产生眩光。已经老化的灯管常常发出较为明显的光频闪。为了避免光频闪的产生，最好在同一个房间中安装几个非同步频率光频闪的日光灯。已经发生光频闪的日光灯光源照在运转的机器上，往往产生变化多端的万花筒样的视觉干扰，这样的工作场所，更应当多安装几个不同步的灯管。据制灯厂家讲，由于日光灯老化后发生明显的光频闪，对视觉形成明显干扰，故应予以淘汰。

第五节光的分布

光的分布有两点要特别注意:首先要避免眩光的产生，再者是防止被观察背景和周围环境之间的照明分布不合理。

为了防止光源本身所产生的眩光，所有强光的光源尽可能地放在视线之外，如果确有困难不能做到，为了保护眼睛和提高视效率，要采用遮光眼罩及类似的遮光设备。例如驾驶飞机高空飞行，由于高空中视野的背景是暗的，飞机座舱中任何小的照明都相对地成为较强的光刺激。另一方面，人眼在暗适应情况下，不但增强了光强的对比度，还可使视后像的存留时间延长，因而增加了眩光的干扰时间。因此防眩光的研究已成为现代飞行视觉工作中的重要课题。精细工种对此更应引起重视。为了防止由于光源的镜面反光引起的反射性眩光，要把光源移到视线之外，只让弥散光进入眼内，如果不能做到，要把光源照射的范围尽可能地扩大。房顶的天花板反光，或墙壁上半部的反光以及使用乳白灯泡均可产生反射性的弥散光，这些弥散光对视作业较为有益。

有无眩光的试验方法是把一个镜子放在工作面或读物的平面处，假若被试者能从镜中看到直接光源，就表示有镜面眩光的存在。即使采用有罩的台灯，台灯的光源不能直接照到眼内，但镜面的反射光可以反射到眼内，造成非常明显的视干扰。造成视干扰的程度，首先取决于灯光的强度，其次是光源与视线所夹的角度大小，最后是到达眼的光的弥散程度。试验证明，侧方照明的强度愈增加，视标的照明愈降低，侧方照明愈接近视轴以及侧光在视网膜上形成的像区愈增大，对视觉的干扰就愈明显。当侧方照明与目标照明相等，并保持在视线的1O°以外，即使侧方照明的光源很强，也不会对视力有明显影响。

为了眼的舒适和提高视效率，所谓“平衡照明”很重要。当周围区域与工作面或阅读面具有明显的照度差别时，可使视力、视觉速度、对比敏感性以及视判断的准确性发生很大的影响。在周围的照明尚未达到目标的照明水平，若周围照明增加，视力随之提高；一旦周围照明超过了目标的照明水平，视力便很快地明显下降。图21-5是视标周围照度与视力关系的典型曲线。当视标的照度恒定在13英尺烛，周围的照度慢慢上升，其强度低于视标照度时，视力随周围照明的增加而慢慢提高。当周围照度超过13英尺烛时，视力迅速下降。所以在设备不够完善的煤矿中，因为周围环境太暗对视作业是不利的；反之，如在周围非常明亮的阴暗处，从事视作业，所得结果更为不利。

为了避免视疲劳并使眼感到舒适，不仅要提供适度的照明，还要注意到人体工效学的设计要求。被观察目标区的照明要比周围的照明高些，最好联合采用屋顶的弥散照明。如采用弥散性反光灯罩，可使40%~60%的光从上面投射下来，其余部分照明由其他方法提供。如在工作面的局部采用带罩灯光作为补充照明，但要注意眩光的产生。

测定光分布的简便方法是用一支铅笔距纸面约10cm的高度平行放着，主要的照明光源从上面垂直照射下来，如果铅笔影子的边缘很锐利(清晰)表示投射光太集中；如果影子是模糊的，则表示为适合的弥散光。

另一方面，某些视作业的过程中需要影子的形成。例如检验纺织品上的疵点时，若把照明光源与布面略成角度，由于凹凸不平的疵点在布面上形成较明显的阴影，检验效率一定有所提高。

在照明环境中，还可以增加适当的照明色调。此者，曾有人做过试验用以确定最适合的对比颜色，应用于天花板、墙壁、地板、车床和其他机器上。按照一般要求，天花板要尽量增加其反光系数，故以白色为好。墙壁的上半部要有50%~60%的反光，其下部在30%~40%。假若室内的家具和机器是暗的，要采用中间色调，避免采用刺激性的光源，颜色的对比度不要太强。在机器的固定部分和转动部分之间，涂上不同的颜色，不仅易于形成立体感还可提供很大的安全因素，亦增加心理的爽朗和愉快感。

第六节亮度对比与视觉的关系

前已述及，我们之所以能看到眼前的万物，主要靠物体表面的亮度。亮度就是物体表面的弥散性反射系数乘以照明强度。所以亮度对比，在一定的照明条件下，也就是物体表面反射系数的对比。其公式为:
亮度对比=100×(背景的弥散性反射系数-被观察物的弥散性反射系数)/背景的弥散性反射系数

如以阅读这页书为例，整页书与桌面和房间中所有其他物体之间的亮度对比，称之为背景与周围环境之间的亮度对比，其对于视力的影响已在光的分布中予以论述。本节着重讨论被观察物在背景上，也就是印刷字体与纸面的亮度对比与视力的关系。如印油的反射系数为3%，白纸的反射系数为80%，其亮度对比为(80-3)/80=0.96，即96%。如用反射系数为35%的蓝色印油印在反射系数为60%的黄纸上，其亮度对比为(60-45)/60=0.25，即25%。从图 21-6和图21-7中可以看到，亮度对比为25%的视阈值，约为亮度对比为96%者的2倍。为了保持同样的阅读效率，要把对比差的印刷字体增大，或者把它的照明水平提高。

一般来说，如果印油的质量或印纸的质量不好，都可大大降低印刷物的亮度对比，从而增加阅读的难度，易于引起视紧张和视疲劳。为了减少学生的视紧张、视疲劳和预防学生近视发病率的迅速上升，学生教材的印刷质量应当引起注意。

为进一步说明亮度对比对于视觉的重要性，再引用Luckiesh所做试验的3个图表帮助理解。

从图21-6可以看出，随着亮度对比的提高和照明强度的增加，视阈值的分辨角明显减小。其中差别最为明显的是，在亮度对比为2%时，1英尺朗巴的视阈值为10英尺朗巴者的3倍。这也说明，亮度对比较低时，更需要较高的照明水平。

图21-7是用5种不同的亮度对比所测得的视阔值。所用视标的反射系数保持为3%，背景由近黑(3.O8%)逐渐变为白(80%)。在每一亮度对比组中又分1、10、100英尺烛3种照明。在最左的一组中，其亮度对比为2.5%，这种作业条件，相当于把一个黑目标放在接近于黑的背景上，就好像用黑线在黑布上缝补，所测得的阀值与右侧各组相比较，其差别非常大。在这种情况下，只有增加照明或者增加视阀值(即视角)才可保持看物舒适。从左向右相继地增加其亮度对比，最右的一组可以认为是以反射系数为3%的印油印在反射系数为80%的优良白纸上，其视阈值很低，观察起来舒适而又迅速。从右边的3组中可以看出，当亮度对比超过 25%，每组中的3种照明之间的差别不大。从图中最左和最右两组相对比，可以看到，即使照明提高到100英尺烛，对比最低者的视阈值仍为对比最高者的14倍(9.3÷0.67＝13.89)。

与上图相反，如纺织厂工人在白布上检查疵点一样。虽然亮度对比很低(2.5%)，可以利用很微弱的亮度差别把疵点分辨出来。

在图21-7和图21-8的结果对比观察中可以看到，最右侧一组，由于背景和目标之间的亮度对比相同，所以两图中的视阈值亦完全相同。但从右向左逐渐看到，两图间的视阀值发生差别，即图21-8中各组的阈值均比图21-7的阀值小。差别最大的是最左一组，在这一组中，图21-7者为黑目标在接近于黑(反射系数3.08%)的背景上；在图21-8为接近于白的目标(反射系数78%)在白的背景上。虽然两组之间的对比亮度和照明水平相同，而两组的视阈值差别却十分明显。由此可以看出，当被观察物体非常小时，白目标在白背景上要比黑目标在黑背景上容易分辨出来。

这两张图之所以有应用价值，在于它包括了广泛的视作业范围，包括了黑、白物体位于白背景和黑背景上，及其他物体界于黑白之间的亮度对比的视阀值。

一般来说，视作业的工作效率随着亮度对比度的增加而提高。当照明增加到一定水平之后，视力的增加即趋于稳定，如再增加照明，也不能使视力明显增加，但阅读或观察物体的速度则可成倍增长。

在工业上应用明暗和颜色对比度增加的方法，帮助提高视觉效率和防止视疲劳的设计还未被广泛认识和重视。近年来国内外学者曾经试验证明，如把背景照明降低，目标的亮度适当提高可使精细工种的产量和质量提高，并可延长工作持续时间。

图21-9是不同目标和背景的亮度对比，即观看物体难易程度的示意图。从图中可以明显地看出亮度对比对于观看物体的重要性。要注意观察图中的黑、白纸条在经过白、灰和黑各种背景时所呈现的显现、模糊和消失的不同变化。

从图中可以看出，如用一根黑线缝制白、灰和黑的3种布料，由于3种布料的反射系数不同，用黑线缝白布很容易；缝灰布就有些困难；缝黑布时要用高度注意力才可完成任务。黑线缝黑布的困难可用提高照度的办法使线和布之间的亮度差别加大。但用白线缝白布的困难，如过度增加照度，虽也可增加线和布之间的亮度差，但强光照到白的光滑布面上，可能形成眩光对眼的干扰，所以有经验的验布女工在验白布时，并不认为极度增加照明的办法是提高工作效率的有效措施，最好用侧方照明使之形成轻微的阴影，将疵点显现出来，使之易于辨认。

(徐广第)

顶一下

您看到此篇文章时的感受是：

Tags：二十一卫生

责任编辑：admin

【大中小】【打印】【繁体】【投稿】【收藏】【推荐】【举报】【评论】【关闭】【返回顶部】

分享到:

上一篇：第二十章视疲劳

下一篇：第二十二章人眼屈光系统形成与演..

推荐图文

好视力眼镜遭..	明星追时髦戴..	小林志玲胡辰..	棱镜眼镜的加..	戴眼镜妹妹如..	O.D.C在上海开..
戴上更适合亚..	陈道明戴眼镜..	配眼镜，暗房..	验光配镜必须..	访雷朋眼镜Lux..	笔笔甩掉眼镜..