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照明淺談—藍光效應

閱讀:237發布時間:2015-11-12

『藍光傷眼』、『LED 藍光過強』這些警語是近年來消費者所在意的話題。但是否延申為『LED 藍光過強,所以傷眼』之意,是值得商榷的。近年來,照明產業相關供應鏈都在努力降低藍光比例,并藉此增強消費者對 LED 的信心。美國*( Department of Energy,DOE)也在2013年發表了一篇關于 LED 藍光的研究報告,極力破除大眾對LED 藍光的誤解,但一般消費大眾不會得知這項研究報告的結果。

藍光會造成眼睛傷害,zui早是在 1994 年,因牙科診所使用的 UV 固化燈對人眼有傷害,而被受控環境照明研討會(International Lighting in Controlled Environments Workshop)提出。在 2006 年時,電工委員會(International Electrotechnical Commission,IEC)也以藍光能量對人眼的傷害,提出了其不同波段下的危險率函數。藍光是可見光波段中能量zui強的光,破壞力比其他可見光波長的光線還要強。人類的視網膜隨時隨地都在進行光化學反應,在過度藍光的刺激下,很容易產生過多氧化物的「自由基」,傷害視網膜細胞,使得視網膜細胞凋亡。另外,藍光也是人體制造『褪黑素』的主要關鍵。褪黑素亦稱為『黑暗荷爾蒙』,由視網膜感知環境中的藍光亮度,發出光暗信給松果體而產生。長時間接收較多的藍光,會使人減少褪黑素的分泌,并影響睡眠循環、免疫系統、癌癥預防、對抗游離基等問題。

據 IEC 20624712006的報告顯示,藍光對人眼的傷害風險,在 415 奈米至 460 奈米的藍光波段為高危險。

由上面的種種疑慮來看,藍光的問題似乎真的很大。但在 2014 年末,美國*再度發表了一篇新的技術報告『True Colors』,以光譜能量分布圖來說明 LED 藍光并不是我們想象中的那樣傷眼。在相近色溫、相同強度下,LED光源與傳統光源,兩者的藍光含量其實相同,且 LED 光源的紅外光與紫外光能量遠比傳統光源來的弱,所以對人體的傷害更小。

利用便利且多功能的手持型智能光譜儀,我們對市面上的 LED 光源進行了實際的測試。從測試比較中我們可以發現,在色溫相近的白色光源中,LED 光源在 400 至 480 奈米的可見光zui強能量確實與螺旋燈光源是近似的,且其左側更高能量的紫光波段也相對來的小。此外,非常重視照明對歷史文物和藝術品的損害性的博物館,多數還是采用了 LED 照明,也間接證明了 LED 藍光對物品構成的危害是較低的。

以 6000K 的白光螺旋燈與 LED 做實際量測,以光色檢測的 APP 來作一對一的比較,我們可以看到在 400 奈米至 480 奈米的藍光波段,兩者的藍光能量強度是相近的,且螺旋燈在綠色與紫色光的能量波段上都多于 LED。

日光光譜︰藍色線條白光螺旋燈光譜︰綠色線條白光LED光譜︰紅色線條

另外,我們也將相近色溫的日光來與白光螺旋燈和 LED 比較,以藍光的全波段來看,LED 的整體能量確實是三者中zui低的,這與美國*的報告結果相同。但請注意,若以單點峰值能量來比較,LED 的峰值依然是三者中zui高的。

僅管美國*不斷提出 "LED 藍光并不是傷眼主因" 的證明,但美國*的說法是有但書的,若是藍光能量小于100 W?m-2?sr-1,那藍光被照射的時間只要低于 8 小時,則對人體影響不大。而人類眼睛的構造天生就具備抗藍光的基本能力,角膜和水晶體可以阻擋大部分有害光,在正常環境下,高能量的紫外光 (UV-A, UV-B, UV-C) 對眼睛影響并不大,但是人體天然的保護機制在四十歲后將會開始下降,故還是得作預防保護的措施。市面上也因此誕生的了許多抗藍光的產品,我們常見的抗藍光貼膜類產品,在經過手持型智慧光譜儀的實際測試后,藍光波段的實際阻隔率也僅達到2至3成左右,且讓人眼對黃綠色感知能力造成嚴重色偏,這并不是避免眼睛受傷較好的方式,醫生建議要讓眼睛多休息,避免長時間曝露于白色光源的環境中。

抗藍光貼膜實際測試

以市售的抗藍光手機貼膜做實際量測,在穿透率檢測 APP 中,我們可以看到整個藍光波段 400 奈米至 480 奈米則只有 16% 的有效阻隔率。

綠色字:有貼保護貼的光參數紫色字:沒有貼保護貼的光參數

用光色檢測 APP 來量測比較,發現色溫及照度均有較明顯的變化,檢視 R1 至 R15 的顏色,可發現許多顏色都受保護貼的影響而產生了色偏。

LED 技術日新月異,LED 照明已擺脫早年不穩定又昂貴的形象。新的熒光粉混用方式,改善早期因熒光粉脫落,造成白色光源在長期使用后藍光比例越來越重的問題。美國*也針對 LED 藍光的疑慮進行說明與驗證,如何以專業的儀器,便捷易懂的方式為消費者建立信心,相信是照明同業共同的新課題。

數據源:

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)の生體安全性, October 2014

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

日本照明委員會(JCIE), LED照明の生體安全性について -補足資料-, October 2014

A+醫學百科, 褪黑素, 視網膜, 角膜



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