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照明浅谈—蓝光效应

时间:2015-11-12      阅读:204

『蓝光伤眼』、『LED 蓝光过强』这些警语是近年来消费者所在意的话题。但是否延申为『LED 蓝光过强,所以伤眼』之意,是值得商榷的。近年来,照明产业相关供应链都在努力降低蓝光比例,并藉此增强消费者对 LED 的信心。美国*( Department of Energy,DOE)也在2013年发表了一篇关于 LED 蓝光的研究报告,极力破除大众对LED 蓝光的误解,但一般消费大众不会得知这项研究报告的结果。

蓝光会造成眼睛伤害,zui早是在 1994 年,因牙科诊所使用的 UV 固化灯对人眼有伤害,而被受控环境照明研讨会(International Lighting in Controlled Environments Workshop)提出。在 2006 年时,电工委员会(International Electrotechnical Commission,IEC)也以蓝光能量对人眼的伤害,提出了其不同波段下的危险率函数。蓝光是可见光波段中能量zui强的光,破坏力比其他可见光波长的光线还要强。人类的视网膜随时随地都在进行光化学反应,在过度蓝光的刺激下,很容易产生过多氧化物的「自由基」,伤害视网膜细胞,使得视网膜细胞凋亡。另外,蓝光也是人体制造『褪黑素』的主要关键。褪黑素亦称为『黑暗荷尔蒙』,由视网膜感知环境中的蓝光亮度,发出光暗信给松果体而产生。长时间接收较多的蓝光,会使人减少褪黑素的分泌,并影响睡眠循环、免疫系统、癌症预防、对抗游离基等问题。

据 IEC 20624712006的报告显示,蓝光对人眼的伤害风险,在 415 奈米至 460 奈米的蓝光波段为高危险。

由上面的种种疑虑来看,蓝光的问题似乎真的很大。但在 2014 年末,美国*再度发表了一篇新的技术报告『True Colors』,以光谱能量分布图来说明 LED 蓝光并不是我们想象中的那样伤眼。在相近色温、相同强度下,LED光源与传统光源,两者的蓝光含量其实相同,且 LED 光源的红外光与紫外光能量远比传统光源来的弱,所以对人体的伤害更小。

利用便利且多功能的手持型智能光谱仪,我们对市面上的 LED 光源进行了实际的测试。从测试比较中我们可以发现,在色温相近的白色光源中,LED 光源在 400 至 480 奈米的可见光zui强能量确实与螺旋灯光源是近似的,且其左侧更高能量的紫光波段也相对来的小。此外,非常重视照明对历史文物和艺术品的损害性的博物馆,多数还是采用了 LED 照明,也间接证明了 LED 蓝光对物品构成的危害是较低的。

以 6000K 的白光螺旋灯与 LED 做实际量测,以光色检测的 APP 来作一对一的比较,我们可以看到在 400 奈米至 480 奈米的蓝光波段,两者的蓝光能量强度是相近的,且螺旋灯在绿色与紫色光的能量波段上都多于 LED。

日光光谱︰蓝色线条白光螺旋灯光谱︰绿色线条白光LED光谱︰红色线条

另外,我们也将相近色温的日光来与白光螺旋灯和 LED 比较,以蓝光的全波段来看,LED 的整体能量确实是三者中zui低的,这与美国*的报告结果相同。但请注意,若以单点峰值能量来比较,LED 的峰值依然是三者中zui高的。

仅管美国*不断提出 ”LED 蓝光并不是伤眼主因” 的证明,但美国*的说法是有但书的,若是蓝光能量小于100 W?m-2?sr-1,那蓝光被照射的时间只要低于 8 小时,则对人体影响不大。而人类眼睛的构造天生就具备抗蓝光的基本能力,角膜和水晶体可以阻挡大部分有害光,在正常环境下,高能量的紫外光 (UV-A, UV-B, UV-C) 对眼睛影响并不大,但是人体天然的保护机制在四十岁后将会开始下降,故还是得作预防保护的措施。市面上也因此诞生的了许多抗蓝光的产品,我们常见的抗蓝光贴膜类产品,在经过手持型智慧光谱仪的实际测试后,蓝光波段的实际阻隔率也仅达到2至3成左右,且让人眼对黄绿色感知能力造成严重色偏,这并不是避免眼睛受伤较好的方式,医生建议要让眼睛多休息,避免长时间曝露于白色光源的环境中。

抗蓝光贴膜实际测试

以市售的抗蓝光手机贴膜做实际量测,在穿透率检测 APP 中,我们可以看到整个蓝光波段 400 奈米至 480 奈米则只有 16% 的有效阻隔率。

绿色字:有贴保护贴的光参数紫色字:没有贴保护贴的光参数

用光色检测 APP 来量测比较,发现色温及照度均有较明显的变化,检视 R1 至 R15 的颜色,可发现许多颜色都受保护贴的影响而产生了色偏。

LED 技术日新月异,LED 照明已摆脱早年不稳定又昂贵的形象。新的荧光粉混用方式,改善早期因荧光粉脱落,造成白色光源在长期使用后蓝光比例越来越重的问题。美国*也针对 LED 蓝光的疑虑进行说明与验证,如何以专业的仪器,便捷易懂的方式为消费者建立信心,相信是照明同业共同的新课题。

数据源:

CEI/IEC, Photobiological safety of lamps and lamp systems, IEC 20624712006 July 2006

Department of Energy, Optical Safety of LEDs, PNNL-SA-96340 June 2013

Department of Energy, TRUE COLORS, PNNL-23622 October 2014

日経テクノロジー, ブルーライト(青色光)の生体安全性, October 2014

日本照明委员会(JCIE), LED 照明の生体安全性について~ブルーライト(青色光)の正しい理解のために~, October 2014

日本照明委员会(JCIE), LED照明の生体安全性について -补足资料-, October 2014

A+医学百科, 褪黑素, 视网膜, 角膜


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