2014 年清晨,我推开办公室大门,一眼就看到坐在电脑前的同事——头戴 Gunnar 眼镜,对着桌上的 Philips 情绪舒缓仪。
我停了下来,想说点什么,最后沉默走向工位,心中久久不能平静。
你可能会好奇,这样温馨日常的场景,有什么好奇怪的?朋友们,Philips 那玩意儿发射的是蓝光,Gunnar 过滤的也是蓝光啊。
为什它们会相遇?为什么市面上既有发射蓝光的装置,又有过滤蓝光的产品?其实答案很简单,蓝光自有其利弊。
蓝光的作用
蓝光,通常指波长在 400nm 与 500nm 之间的光辐射,波长相对较短,能量相对较强。
各种光的波长,一般认为 400nm – 500nm 是蓝光,来源:谷歌图片
生活处处有蓝光,最大的蓝光源在哪?请抬头看天上,天空光主要波长均位于蓝色波段。
太阳是最大的蓝光源,来源:Pexels
人类从诞生之初就与蓝光为伴,情绪、视觉、昼夜节律、褪黑素分泌,都与人眼接收的蓝光有关。
光线影响褪黑素分泌,来源:泛科学
蓝光在现实生活中应用广泛,如治疗新生儿黄疸的光疗仪,调节昼夜节律、缓解冬季抑郁症(SAD)的光疗法,飞利浦还推出过发射蓝光的情绪舒缓仪,不过其作用有较大争议。
蓝光的危害
在谈蓝光危害之前,我们要先知道,只要强度够大,几乎所有光都能造成危害,要讲危害的话,不止是蓝光危害,还有赤橙红绿青蓝紫危害。
各种光线可能造成的危害,来源:光生物安全计量标准与测量方法研究 – 陈斌华
生而为人,就很难避免「危害」,危害有性质之分,有大小之别,喝水会呛着,吃饭会撑着,我们是不是可以称之为「饮水危害」、「进食危害」,引用一句烂大街的话就是:不谈剂量说危害就是耍流氓。
亮度高低影响蓝光的含量,室外阳光的亮度远高于绝大部分电子产品,实际上,即便是阴天,室外的亮度也能超过 1000 cd/㎡ ,白纸、灰墙、新雪,阳光下的种种事物,都具有较高的亮度。
常见的光源,来源:照明设计入门 – 中岛龙兴
而家用显示器的亮度,一般在 300 cd/㎡ 左右,手机和平板的亮度,大部分比显示器更低。
显示器亮度统计,数据来源:TFTCentral
蓝光危害效能
谈蓝光的危害,很大程度上是在谈 LED 的蓝光问题,如今手机、平板、显示器的背光几乎都换成了 LED ,照明产品也逐渐向 LED 过渡,然而网上似乎存在「LED 恐惧症」,认为 LED 的蓝光危害比普通光源更严重,真是这样?其实美国能源部早就研究过这个问题。
不同光源的蓝光危害,可以用一个指标来衡量:「蓝光危害效能」(Blue light hazard efficacy」,一般简写为「K B,v」。
左边是各式光源的的光谱,右边是它们的「蓝光危害效能」,来源:Optical Safety of LEDs – DOE(美国能源部)
你没看错,日光的蓝光危害效能最高,其次是冷色 LED ,暖色 LED 的危害效能和卤素灯接近。
实际上,蓝光危害效能和色温呈正相关,与灯的种类没有太大的关联,如下图所示:
「色温」和「蓝光危害效能」的关系,来源:Optical Safety of LEDs – DOE
在《Optical Safety of LEDs》中,美国能源部给出的结论是:
在相同的 CCT(相关色温)下,LED 产品并不比其它照明技术更危险。
此外,根据当前的国际标准,普通照明中使用的白光产品,并不具蓝光危害的风险。
来源:Optical Safety of LEDs – DOE
在文章《True colors》中「美国能源部」(DOE)曾测试市面上20 款 LED 照明灯具,色温从 2700 K 至 6500 K、显色性从 62 至 98 。
20 款 LED 的光谱截然不同,来源:True colors – DOE
LED 灯和参照光源,横轴为「色温」,竖轴为「蓝光危害效能」,来源:True colors – DOE
如上图所示,色温越高,蓝光危害效能越高,但都没超过其他参照光源,美国能源部给出的结论是:
在同样的 CCT(相关色温)和输出光量下,LED 灯和灯具发出的蓝光并不比其他参照光源多。
来源:True colors – DOE
蓝光危害限值
蓝光要多大强度才能造成伤害?目前虽无定论,但仍然不少规范可供参考,比如在我国的《 GBT 20145-2006 灯和灯系统的光生物安全性》中,蓝光的无危害限值是辐亮度小于 100 W/m2/sr,低危险是小于10000 W/m2/sr。
蓝光危害等级划分,来源: GBT 20145-2006 灯和灯系统的光生物安全性 – 中华人民共和国国家标准
这个数值是什么概念?在「国家 LED 产品质检中心」的一项测试中,手机、平板的辐亮度均在 1 W/m2/sr 以下:
「国家半导体发光器件(LED)应用产品质量监督检验中心」曾对平板电脑和手机屏幕光源进行测试,测试人员将平板电脑屏幕在全白状态下将亮度调至最大,保持常亮,进行测试——通过这种状态测出来的蓝光危害值应该是最大的。
测试结果发现,蓝光危害值基本上都在 0.1 – 0.6 W/m2/sr 之间,远远小于国际标准和国家标准的蓝光电脑危害限值 100W/m2/sr。也就是说,手机和平板电脑的蓝光危害可以忽略不计。
来源:“屏奴”时代的眼之惑 – 中国科学报
那么照明产品呢?我们来看看「上海市质监局」组织的 LED 照明产品测试,共 27 个 LED 灯,包含台灯、射灯、筒灯、灯泡和平板灯。
上海质监局的 LED 照明产品测试结果(正常使用下),数据来源:对 LED 蓝光危害检测结果的分析与建议 – 俞安琪
正常使用下,测试结果是:
14 个属于无危险类,13 个属于 1 类危险(低危险),没有 1 个属于 2 类危险(中度危险。)
来源:《对LED蓝光危害检测结果的分析与建议》 – 俞安琪
「1 类危险」(低危险)是什么概念?
蓝光危害等级及其介绍,来源:LED 蓝光泄露安全性研究 -申崇渝
也就是说,只要不一直盯着光源,「1 类危险」的产品在「正常使用」条件下不会对人眼产生伤害。要知道,按照类似标准(EN 62471 ),太阳应该属于「 3 类危险」,也就是「高度风险」。
总结
人类自诞生起就与蓝光为伴,生活中处处是蓝光,最大的蓝光源是头顶的太阳,除了危害之外,蓝光对人体生理活动有不小的作用。
不仅是蓝光,各种光线都可能造成危害,危害与否取决于强度和时间。常见数码产品和照明产品的蓝光危害,远不及室外的阳光,同样的色温下,LED 的蓝光危害也并不比其他光源高。
我们日常接触到的照明和显示设备,大多属于无蓝光危害或低蓝光危害,不需要为此采取特别措施(PS:考虑到蓝光对睡眠的影响,建议睡前少用电子产品)。
为何厂商喜欢夸大危害?因为激发人们的恐惧从来都是营销的不二法门。
主要参考
Optical safety of LED lighting – CELMA
LEDs for Lighting Applications – Patrick Mottier
Optical Safety of LEDs – DOE
True colors – DOE
GBT 20145-2006 灯和灯系统的光生物安全性 – 中华人民共和国国家标准
蓝光与眼健康 – 邹蕾蕾、戴锦晖
LED 蓝光泄露安全性研究 -申崇渝
光源蓝光危害的测试与评估 – 刘婕
照明设计入门 – 中岛龙兴
照明手册 – 日本照明学会