Πώς επηρεάζουν τα LED την όραση;

2024 Συγγραφέας: Seth Attwood | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-16 16:02

Το άρθρο εξετάζει τις συνθήκες για το σχηματισμό υπερβολικής δόσης μπλε φωτός κάτω από φωτισμό LED. Αποδεικνύεται ότι οι αξιολογήσεις της φωτοβιολογικής ασφάλειας, που πραγματοποιούνται σύμφωνα με το GOST R IEC 62471-2013, πρέπει να διευκρινιστούν λαμβάνοντας υπόψη την αλλαγή στις διαμέτρους της κόρης του ματιού κάτω από φωτισμό LED και τη χωρική κατανομή του φωτός -απορροφώντας μπλε φως (460 nm) χρωστική στην ωχρά κηλίδα του αμφιβληστροειδούς.

Παρουσιάζονται οι μεθοδολογικές αρχές υπολογισμού της υπερβολικής δόσης μπλε φωτός στο φάσμα του φωτισμού LED σε σχέση με το ηλιακό φως. Υποδεικνύεται ότι σήμερα στις ΗΠΑ και την Ιαπωνία η έννοια του φωτισμού LED αλλάζει και δημιουργούνται λευκές λυχνίες LED που ελαχιστοποιούν τους κινδύνους βλαβών για την ανθρώπινη υγεία. Ειδικά στις Ηνωμένες Πολιτείες, αυτή η ιδέα επεκτείνεται όχι μόνο στον γενικό φωτισμό, αλλά και στις οθόνες υπολογιστών και στους προβολείς αυτοκινήτων.

Στις μέρες μας, ο φωτισμός LED εισάγεται όλο και περισσότερο σε σχολεία, νηπιαγωγεία και ιατρικά ιδρύματα. Για την αξιολόγηση της φωτοβιολογικής ασφάλειας των φωτιστικών LED, GOST R IEC 62471-2013 «Λαμπτήρες και συστήματα λαμπτήρων. Φωτοβιολογική ασφάλεια». Εκπονήθηκε από την Κρατική Ενιαία Επιχείρηση της Δημοκρατίας της Μορδοβίας «Επιστημονικό Ερευνητικό Ινστιτούτο Πηγών Φωτός με το όνομα A. N. Lodygin "(Κρατική Ενιαία Επιχείρηση της Δημοκρατίας της Μορδοβίας NIIIS με το όνομα AN Lodygin") με βάση τη δική της αυθεντική μετάφραση στα ρωσικά του διεθνούς προτύπου IEC 62471: 2006 "Φωτοβιολογική ασφάλεια των λαμπτήρων και συστημάτων λαμπτήρων" (IEC 62471: 20 "Φωτοβιολογική ασφάλεια λαμπτήρων και συστημάτων λαμπτήρων") και είναι πανομοιότυπο με αυτό (βλ. ενότητα 4. GOST R IEC 62471-2013).

Μια τέτοια μεταφορά της τυπικής εφαρμογής υποδηλώνει ότι η Ρωσία δεν έχει τη δική της επαγγελματική σχολή φωτοβιολογικής ασφάλειας. Η αξιολόγηση της φωτοβιολογικής ασφάλειας είναι εξαιρετικά σημαντική για τη διασφάλιση της ασφάλειας των παιδιών (γενιάς) και τη μείωση των απειλών για την εθνική ασφάλεια.

Συγκριτική ανάλυση ηλιακού και τεχνητού φωτισμού

Η αξιολόγηση της φωτοβιολογικής ασφάλειας μιας φωτεινής πηγής βασίζεται στη θεωρία των κινδύνων και σε μια μεθοδολογία για τον ποσοτικό προσδιορισμό των οριακών τιμών της έκθεσης σε επικίνδυνο μπλε φως στον αμφιβληστροειδή. Οι οριακές τιμές των δεικτών φωτοβιολογικής ασφάλειας υπολογίζονται για το καθορισμένο όριο έκθεσης της διαμέτρου της κόρης των 3 mm (εμβαδόν κόρης 7 mm2). Για αυτές τις τιμές της διαμέτρου της κόρης του ματιού, προσδιορίζονται οι τιμές της συνάρτησης Β (λ) - η σταθμισμένη συνάρτηση φασματικού κινδύνου από το μπλε φως, το μέγιστο της οποίας εμπίπτει στο εύρος φασματικής ακτινοβολίας 435-440 nm.

Η θεωρία των κινδύνων των αρνητικών επιδράσεων του φωτός και η μεθοδολογία υπολογισμού της φωτοβιολογικής ασφάλειας αναπτύχθηκαν με βάση τα θεμελιώδη άρθρα του ιδρυτή της φωτοβιολογικής ασφάλειας των τεχνητών πηγών φωτός, Δρ David H. Sliney.

Ο David H. Sliney έχει υπηρετήσει για πολλά χρόνια ως Διευθυντής Τμήματος στο Κέντρο Προαγωγής Υγείας και Προληπτικής Ιατρικής του Στρατού των ΗΠΑ και έχει ηγηθεί έργων φωτοβιολογικής ασφάλειας. Το 2007 ολοκλήρωσε την υπηρεσία του και συνταξιοδοτήθηκε. Τα ερευνητικά του ενδιαφέροντα εστιάζονται σε θέματα που σχετίζονται με την έκθεση στην υπεριώδη ακτινοβολία στα μάτια, την ακτινοβολία λέιζερ και τις αλληλεπιδράσεις των ιστών, τους κινδύνους λέιζερ και τη χρήση λέιζερ στην ιατρική και τη χειρουργική. Ο David Sleeney έχει υπηρετήσει ως μέλος, σύμβουλος και πρόεδρος πολυάριθμων επιτροπών και ιδρυμάτων που έχουν αναπτύξει πρότυπα ασφαλείας για την προστασία από μη ιονίζουσα ακτινοβολία, ιδίως λέιζερ και άλλες πηγές οπτικής ακτινοβολίας υψηλής έντασης (ANSI, ISO, ACGIH, IEC, WHO, NCRP και ICNIRP). Συνέγραψε το The Safety Handbook with Lasers and Other Optical Sources, Νέα Υόρκη, 1980. Από το 2008-2009, ο Δρ. David Sleeney υπηρέτησε ως Πρόεδρος της Αμερικανικής Εταιρείας Φωτοβιολογίας.

Οι θεμελιώδεις αρχές που αναπτύχθηκαν από τον David Sleeney αποτελούν τη βάση της σύγχρονης μεθοδολογίας για τη φωτοβιολογική ασφάλεια των τεχνητών πηγών φωτός. Αυτό το μεθοδολογικό μοτίβο μεταφέρεται αυτόματα σε πηγές φωτός LED. Έχει δημιουργήσει έναν μεγάλο γαλαξία οπαδών και μαθητών που συνεχίζουν να επεκτείνουν αυτή τη μεθοδολογία στον φωτισμό LED. Στα γραπτά τους προσπαθούν να δικαιολογήσουν και να προωθήσουν τον φωτισμό LED μέσω της ταξινόμησης των κινδύνων.

Η δουλειά τους υποστηρίζεται από τις Philips-Lumileds, Osram, Cree, Nichia και άλλους κατασκευαστές φωτιστικών LED. Επί του παρόντος, το πεδίο εντατικής έρευνας και ανάλυσης των δυνατοτήτων (και των περιορισμών) στον τομέα του φωτισμού LED περιλαμβάνει:

• Κυβερνητικές υπηρεσίες όπως το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ, το Υπουργείο Ενέργειας της Ρωσικής Ομοσπονδίας.

• δημόσιοι οργανισμοί όπως η Illuminating Engineering Society of North America (IESNA), η Alliance for Solid-State Illumination and Technologies (ASSIST), η International Dark-Sky Assosiation (IDA) και η NP PSS RF.

• οι μεγαλύτεροι κατασκευαστές Philips-Lumileds, Osram, Cree, Nichia και

Ρώσοι κατασκευαστές Optogan, Svetlana Optoelectronica.

• καθώς και μια σειρά από ερευνητικά ιδρύματα, πανεπιστήμια, εργαστήρια: Ερευνητικό Κέντρο Φωτισμού στο Πολυτεχνικό Ινστιτούτο Rensselaer (LRC RPI), Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST), Αμερικανικό Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων (ANSI), καθώς και NIIIS im. AN Lodygin», VNISI τους. ΣΙ. Βαβίλοφ.

Από την άποψη του προσδιορισμού μιας υπερβολικής δόσης μπλε φωτός, η εργασία "Οπτικός φωτισμός LED ασφαλείας" (CELMA-ELC LED WG (SM) 011_ELC CELMA θέσης χαρτί οπτικής ασφάλειας LED lighting_Final_July2011) παρουσιάζει ενδιαφέρον. Αυτή η ευρωπαϊκή έκθεση συγκρίνει τα φάσματα του ηλιακού φωτός με τεχνητές πηγές φωτός (λαμπτήρες πυρακτώσεως, φθορισμού και LED) σύμφωνα με την απαίτηση του EN 62471. Μέσα από το πρίσμα του σύγχρονου παραδείγματος της υγιεινής αξιολόγησης, εξετάστε τα δεδομένα που παρουσιάζονται σε αυτήν την ευρωπαϊκή έκθεση προκειμένου να προσδιορίσετε την υπερβολική αναλογία μπλε φωτός στο φάσμα της πηγής λευκού φωτός LED. Στο σχ. Το 1 δείχνει το φασματικό μοτίβο ενός λευκού φωτός LED, το οποίο αποτελείται από έναν κρύσταλλο που εκπέμπει μπλε φως και έναν κίτρινο φώσφορο με τον οποίο είναι επικαλυμμένο για την παραγωγή λευκού φωτός.

Στο σχ. 1. Υποδεικνύονται επίσης τα σημεία αναφοράς στα οποία πρέπει να προσέχει ο υγιεινολόγος όταν αναλύει το φάσμα φωτός από οποιαδήποτε πηγή. Από αυτή την άποψη, εξετάστε τα φάσματα του ηλιακού φωτός (Εικ. 2).

Το σχήμα δείχνει ότι στο εύρος της θερμοκρασίας χρώματος από 4000 K έως 6500 K, παρατηρούνται οι συνθήκες του «σταυρού μελανοψίνης». Στο ενεργειακό φάσμα του φωτός, το πλάτος (Α) στα 480 nm πρέπει πάντα να είναι μεγαλύτερο από το πλάτος στα 460 nm και 450 nm.

Ταυτόχρονα, η δόση του μπλε φωτός 460 nm στο φάσμα του ηλιακού φωτός με θερμοκρασία χρώματος 6500 K είναι 40% υψηλότερη από αυτή του ηλιακού φωτός με θερμοκρασία χρώματος 4000 K.

Η επίδραση του «σταυρού μελανοψίνης» είναι ξεκάθαρα ορατή από τη σύγκριση των φασμάτων των λαμπτήρων πυρακτώσεως και των λαμπτήρων LED με θερμοκρασία χρώματος 3000 K (Εικ. 3).

Η πλεονάζουσα αναλογία μπλε φωτός στο φάσμα του φάσματος LED σε σχέση με την αναλογία μπλε φωτός στο φάσμα μιας λάμπας πυρακτώσεως υπερβαίνει το 55%.

Λαμβάνοντας υπόψη τα παραπάνω, ας συγκρίνουμε το ηλιακό φως σε Tc = 6500 K (6500 K είναι η οριακή θερμοκρασία χρώματος για τον αμφιβληστροειδή σύμφωνα με τον David Sleaney και σύμφωνα με τα υγειονομικά πρότυπα είναι μικρότερη από 6000 K) με το φάσμα μιας λάμπας πυρακτώσεως Tc = 2700 K και το φάσμα μιας λάμπας LED με Tc = 4200 K σε επίπεδο φωτισμού 500 lux. (εικ. 4).

Το σχήμα δείχνει τα εξής:

- Η λάμπα LED (Tc = 4200 K) έχει εκπομπή 460 nm μεγαλύτερη από το ηλιακό φως (6500 K).

- στο φάσμα φωτός ενός λαμπτήρα LED (Tc = 4200 K), η βύθιση στα 480 nm είναι μια τάξη μεγέθους (10 φορές) μεγαλύτερη από το φάσμα του ηλιακού φωτός (6500 K).

- στο φάσμα φωτός μιας λάμπας LED (Tc = 4200 K), η βύθιση είναι 480 nm αρκετές φορές μεγαλύτερη από ό,τι στο φάσμα φωτός μιας λάμπας πυρακτώσεως (Tc = 2700 K).

Είναι γνωστό ότι υπό φωτισμό LED, η διάμετρος της κόρης του ματιού υπερβαίνει τις οριακές τιμές - 3 mm (εμβαδόν 7 mm2) σύμφωνα με το GOST R IEC 62471-2013 «Λαμπτήρες και συστήματα λαμπτήρων. Φωτοβιολογική ασφάλεια».

Από τα δεδομένα που φαίνονται στην Εικ. 2, μπορεί να φανεί ότι η δόση του μπλε φωτός 460 nm στο φάσμα του ηλιακού φωτός για μια θερμοκρασία χρώματος 4000 K είναι πολύ μικρότερη από τη δόση των 460 nm μπλε φωτός στο φάσμα του ηλιακού φωτός στο θερμοκρασία χρώματος 6500 K.

Από αυτό προκύπτει ότι η δόση του μπλε φωτός 460 nm στο φάσμα του φωτισμού LED με θερμοκρασία χρώματος 4200 K θα υπερβεί σημαντικά (κατά 40%) τη δόση των 460 nm μπλε φωτός στο φάσμα του ηλιακού φωτός με θερμοκρασία χρώματος ίση με 4000 K στο ίδιο επίπεδο φωτισμού.

Αυτή η διαφορά μεταξύ των δόσεων είναι η υπερβολική δόση μπλε φωτός κάτω από φωτισμό LED σε σχέση με το ηλιακό φως με την ίδια θερμοκρασία χρώματος και ένα δεδομένο επίπεδο φωτισμού. Αλλά αυτή η δόση θα πρέπει να συμπληρωθεί με μια δόση μπλε φωτός από την επίδραση του ανεπαρκούς ελέγχου της κόρης κάτω από συνθήκες φωτισμού LED, λαμβάνοντας υπόψη την ανομοιόμορφη κατανομή των χρωστικών που απορροφούν 460 nm μπλε φως σε όγκο και εμβαδόν. Είναι μια υπερβολική δόση μπλε φωτός που οδηγεί σε επιτάχυνση των διαδικασιών αποδόμησης που αυξάνουν τους κινδύνους πρώιμης όρασης σε σύγκριση με το ηλιακό φως, όλα τα άλλα είναι ίσα (ένα δεδομένο επίπεδο φωτισμού, θερμοκρασία χρώματος και αποτελεσματική εργασία του αμφιβληστροειδούς της ωχράς κηλίδας, και τα λοιπά.)

Φυσιολογικά χαρακτηριστικά της δομής του ματιού, που επηρεάζουν την ασφαλή αντίληψη του φωτός

Το κύκλωμα προστασίας του αμφιβληστροειδούς σχηματίστηκε στο φως του ήλιου. Με το φάσμα του ηλιακού φωτός, υπάρχει επαρκής έλεγχος της διαμέτρου της κόρης του ματιού για να κλείσει, γεγονός που οδηγεί σε μείωση της δόσης του ηλιακού φωτός που φτάνει στα κύτταρα του αμφιβληστροειδούς. Η διάμετρος της κόρης σε έναν ενήλικα κυμαίνεται από 1,5 έως 8 mm, γεγονός που παρέχει μια αλλαγή στην ένταση του φωτός που προσπίπτει στον αμφιβληστροειδή κατά περίπου 30 φορές.

Η μείωση της διαμέτρου της κόρης του ματιού οδηγεί σε μείωση της περιοχής της φωτεινής προβολής της εικόνας, η οποία δεν υπερβαίνει την περιοχή της "κίτρινης κηλίδας" στο κέντρο του αμφιβληστροειδούς. Η προστασία των κυττάρων του αμφιβληστροειδούς από το μπλε φως πραγματοποιείται από τη χρωστική της ωχράς κηλίδας (με μέγιστη απορρόφηση 460 nm) και ο σχηματισμός της οποίας έχει τη δική της εξελικτική ιστορία.

Στα νεογνά, η περιοχή της ωχράς κηλίδας έχει ανοιχτό κίτρινο χρώμα με δυσδιάκριτα περιγράμματα.

Από την ηλικία των τριών μηνών εμφανίζεται ένα αντανακλαστικό της ωχράς κηλίδας και η ένταση του κίτρινου χρώματος μειώνεται.

Μέχρι ένα έτος, το βοθρίο αντανακλαστικό καθορίζεται, το κέντρο γίνεται πιο σκούρο.

Στην ηλικία των τριών έως πέντε ετών, ο κιτρινωπός τόνος της περιοχής της ωχράς κηλίδας σχεδόν συγχωνεύεται με τον ροζ ή κόκκινο τόνο της κεντρικής περιοχής του αμφιβληστροειδούς.

Η περιοχή της ωχράς κηλίδας σε παιδιά ηλικίας 7-10 ετών και άνω, όπως και στους ενήλικες, προσδιορίζεται από την ααγγειακή κεντρική περιοχή του αμφιβληστροειδούς και τα αντανακλαστικά του φωτός. Η έννοια της «κηλίδας της ωχράς κηλίδας» προέκυψε ως αποτέλεσμα της μακροσκοπικής εξέτασης των πτωμάτων των ματιών. Σε επίπεδες παρασκευές του αμφιβληστροειδούς, είναι ορατή μια μικρή κίτρινη κηλίδα. Για πολύ καιρό, η χημική σύνθεση της χρωστικής που λερώνει αυτή την περιοχή του αμφιβληστροειδούς ήταν άγνωστη.

Επί του παρόντος, έχουν απομονωθεί δύο χρωστικές - η λουτεΐνη και το ισομερές λουτεΐνης ζεαξανθίνη, οι οποίες ονομάζονται χρωστική της ωχράς κηλίδας ή χρωστική της ωχράς κηλίδας. Το επίπεδο λουτεΐνης είναι υψηλότερο στα μέρη με υψηλότερη συγκέντρωση ράβδων, το επίπεδο ζεαξανθίνης είναι υψηλότερο στα σημεία υψηλότερης συγκέντρωσης κώνων. Η λουτεΐνη και η ζεαξανθίνη ανήκουν στην οικογένεια των καροτενοειδών, μια ομάδα φυσικών φυτικών χρωστικών. Η λουτεΐνη πιστεύεται ότι έχει δύο σημαντικές λειτουργίες: πρώτον, απορροφά το μπλε φως που είναι επιβλαβές για τα μάτια. δεύτερον, είναι αντιοξειδωτικό, μπλοκάρει και αφαιρεί αντιδραστικά είδη οξυγόνου που σχηματίζονται υπό την επίδραση του φωτός. Η περιεκτικότητα σε λουτεΐνη και ζεαξανθίνη στην ωχρά κηλίδα είναι άνισα κατανεμημένη στην περιοχή (μέγιστη στο κέντρο και αρκετές φορές λιγότερο στις άκρες), πράγμα που σημαίνει ότι η προστασία από το μπλε φως (460 nm) είναι ελάχιστη στις άκρες. Με την ηλικία, η ποσότητα των χρωστικών μειώνεται, δεν συντίθενται στο σώμα, μπορούν να ληφθούν μόνο από τα τρόφιμα, επομένως η συνολική αποτελεσματικότητα της προστασίας από το μπλε φως στο κέντρο της ωχράς κηλίδας εξαρτάται από την ποιότητα της διατροφής.

Η επίδραση του ανεπαρκούς ελέγχου της κόρης

Στο σχ. 5. είναι ένα γενικό σχήμα για τη σύγκριση των προβολών της φωτεινής κηλίδας ενός λαμπτήρα αλογόνου (το φάσμα είναι κοντά στο ηλιακό φάσμα) και μιας λάμπας LED. Με το φως LED, η περιοχή φωτισμού είναι μεγαλύτερη από ό,τι με μια λάμπα αλογόνου.

Η διαφορά στις εκχωρημένες περιοχές φωτισμού χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό μιας πρόσθετης δόσης μπλε φωτός από την επίδραση του ανεπαρκούς ελέγχου της κόρης υπό συνθήκες φωτισμού LED, λαμβάνοντας υπόψη την ανομοιόμορφη κατανομή των χρωστικών που απορροφούν 460 nm μπλε φως σε όγκο και εμβαδόν. Αυτή η ποιοτική αξιολόγηση του πλεονάζοντος ποσοστού μπλε φωτός στο φάσμα των λευκών LED μπορεί να αποτελέσει μεθοδολογική βάση για ποσοτικές αξιολογήσεις στο μέλλον. Αν και από αυτό είναι ξεκάθαρη η τεχνική απόφαση σχετικά με την ανάγκη κάλυψης του κενού στην περιοχή των 480 nm έως το επίπεδο εξάλειψης της επίδρασης της "διασταύρωσης μελανοψίνης". Αυτή η λύση επισημοποιήθηκε με τη μορφή πιστοποιητικού εφευρέτη (πηγή λευκού φωτός LED με συνδυασμένο απομακρυσμένο φωτοφωταύγεια convector. Patent No. 2502917 ημερομηνίας 2011-12-30.). Αυτό διασφαλίζει την προτεραιότητα της Ρωσίας στον τομέα της δημιουργίας πηγών λευκού φωτός LED με βιολογικά επαρκές φάσμα.

Δυστυχώς, οι εμπειρογνώμονες του Υπουργείου Βιομηχανίας και Εμπορίου της Ρωσικής Ομοσπονδίας δεν επικροτούν αυτήν την κατεύθυνση, η οποία είναι ο λόγος να μην χρηματοδοτηθούν εργασίες προς αυτήν την κατεύθυνση, που αφορούν όχι μόνο τον γενικό φωτισμό (σχολεία, μαιευτήρια κ.λπ.), αλλά και επίσης ο οπίσθιος φωτισμός των οθονών και των προβολέων αυτοκινήτων.

Με τον φωτισμό LED, εμφανίζεται ανεπαρκής έλεγχος της διαμέτρου της κόρης του ματιού, γεγονός που δημιουργεί συνθήκες για τη λήψη υπερβολικής δόσης μπλε φωτός, το οποίο επηρεάζει αρνητικά τα κύτταρα του αμφιβληστροειδούς (γαγγλιακά κύτταρα) και τα αγγεία του. Η αρνητική επίδραση μιας υπερβολικής δόσης μπλε φωτός σε αυτές τις δομές επιβεβαιώθηκε από τις εργασίες του Ινστιτούτου Βιοχημικής Φυσικής. Ν. Μ. Εμανουήλ ΡΑΣ και ΦΑΝΟ.

Οι προαναφερθείσες επιπτώσεις του ανεπαρκούς ελέγχου της διαμέτρου της κόρης του ματιού ισχύουν για λαμπτήρες φθορισμού και εξοικονόμησης ενέργειας (Εικ. 6). Ταυτόχρονα, υπάρχει αυξημένη αναλογία υπεριώδους φωτός στα 435 nm ("Οπτική ασφάλεια φωτισμού LED" CELMA ‐ ELC LED WG (SM) 011_ELC CELMA θέσης χαρτιού οπτική ασφάλεια LED lighting_Final_July2011)).

Κατά τη διάρκεια πειραμάτων και μετρήσεων που πραγματοποιήθηκαν σε σχολεία των ΗΠΑ, καθώς και σε σχολεία της Ρωσίας (Ερευνητικό Ινστιτούτο Υγιεινής και Προστασίας Υγείας Παιδιών και Εφήβων, SCCH RAMS), διαπιστώθηκε ότι με μείωση της συσχετισμένης θερμοκρασίας χρώματος του τεχνητού πηγές φωτός, η διάμετρος της κόρης του ματιού αυξάνεται, γεγονός που δημιουργεί τις προϋποθέσεις για αρνητική έκθεση στο μπλε φως στα κύτταρα και τα αιμοφόρα αγγεία του αμφιβληστροειδούς. Με την αύξηση της συσχετισμένης θερμοκρασίας χρώματος των τεχνητών πηγών φωτός, η διάμετρος της κόρης του ματιού μειώνεται, αλλά δεν φτάνει τις τιμές της διαμέτρου της κόρης στο ηλιακό φως.

Μια υπερβολική δόση μπλε υπεριώδους φωτός οδηγεί σε επιτάχυνση των διαδικασιών υποβάθμισης που αυξάνουν τους κινδύνους πρώιμης βλάβης της όρασης σε σύγκριση με το ηλιακό φως, ενώ όλα τα άλλα είναι ίσα.

Μια αυξημένη δόση μπλε στο φάσμα του φωτισμού LED επηρεάζει την ανθρώπινη υγεία και τη λειτουργία του οπτικού αναλυτή, γεγονός που αυξάνει τους κινδύνους αναπηρίας στην όραση και την υγεία σε ηλικία εργασίας.

Η ιδέα της δημιουργίας πηγών φωτός ημιαγωγών με βιολογικά επαρκές φως

Σε αντίθεση με τον συντηρητισμό των ειδικών από το Υπουργείο Βιομηχανίας και Εμπορίου της Ρωσικής Ομοσπονδίας και του Κέντρου Καινοτομίας Skolkovo, η ιδέα της δημιουργίας πηγών λευκού φωτός ημιαγωγών με βιολογικά επαρκές φως που καλλιεργείται από τους συντάκτες του άρθρου κερδίζει υποστηρικτές σε όλο τον κόσμο. κόσμος. Για παράδειγμα, στην Ιαπωνία, η Toshiba Material Co., LTD έχει δημιουργήσει LED χρησιμοποιώντας την τεχνολογία TRI-R (Εικ. 7).

Ένας τέτοιος συνδυασμός βιολετί κρυστάλλων και φωσφόρων επιτρέπει τη σύνθεση LED με φάσματα κοντά στο φάσμα του ηλιακού φωτός με διαφορετικές θερμοκρασίες χρώματος και την εξάλειψη των παραπάνω ελλείψεων στο φάσμα LED (μπλε κρύσταλλος επικαλυμμένος με κίτρινο φώσφορο).

Στο σχ. οκτώ.παρουσιάζει μια σύγκριση του φάσματος του ηλιακού φωτός (TK = 6500 K) με τα φάσματα των LED που χρησιμοποιούν τεχνολογία και τεχνολογία TRI-R (μπλε κρύσταλλος επικαλυμμένος με κίτρινο φώσφορο).

Από την ανάλυση των δεδομένων που παρουσιάστηκαν, φαίνεται ότι στο φάσμα λευκού φωτός των LED που χρησιμοποιούν την τεχνολογία TRI-R, το χάσμα στα 480 nm εξαλείφεται και δεν υπάρχει υπερβολική μπλε δόση.

Έτσι, η διεξαγωγή έρευνας για τον εντοπισμό των μηχανισμών της επίδρασης του φωτός ενός συγκεκριμένου φάσματος στην ανθρώπινη υγεία είναι μια κρατική αποστολή. Η αγνόηση αυτών των μηχανισμών οδηγεί σε κόστος δισεκατομμυρίων δολαρίων.

συμπεράσματα

Οι Υγειονομικοί Κανόνες καταγράφουν τα πρότυπα από τα τεχνικά κανονιστικά έγγραφα φωτισμού, μεταφράζοντας ευρωπαϊκά πρότυπα. Αυτά τα πρότυπα διαμορφώνονται από ειδικούς που δεν είναι πάντα ανεξάρτητοι και ασκούν τη δική τους εθνική τεχνική πολιτική (εθνική επιχείρηση), η οποία συχνά δεν συμπίπτει με την εθνική τεχνική πολιτική της Ρωσίας.

Με τον φωτισμό LED, εμφανίζεται ανεπαρκής έλεγχος της διαμέτρου της κόρης του ματιού, γεγονός που θέτει υπό αμφισβήτηση την ορθότητα των φωτοβιολογικών εκτιμήσεων σύμφωνα με το GOST R IEC 62471-2013.

Το κράτος δεν χρηματοδοτεί προηγμένες έρευνες για τις επιπτώσεις της τεχνολογίας στην ανθρώπινη υγεία, γι' αυτό οι υγιεινολόγοι αναγκάζονται να προσαρμόσουν τους κανόνες και τις απαιτήσεις στις τεχνολογίες που προωθούνται από την επιχείρηση μεταφοράς τεχνολογίας.

Οι τεχνικές λύσεις για την ανάπτυξη λαμπτήρων LED και οθονών υπολογιστή θα πρέπει να λαμβάνουν υπόψη τη διασφάλιση της ασφάλειας των ματιών και της ανθρώπινης υγείας, να λαμβάνουν μέτρα για την εξάλειψη της επίδρασης του «σταυρού μελανοψίνης», που εμφανίζεται για όλες τις υπάρχουσες πηγές φωτός εξοικονόμησης ενέργειας και οπίσθιο φωτισμό των συσκευών απεικόνισης πληροφοριών.

Κάτω από φωτισμό LED με λευκά LED (μπλε κρύσταλλο και κίτρινο φώσφορο), που έχουν κενό στο φάσμα στα 480 nm, υπάρχει ανεπαρκής έλεγχος της διαμέτρου της κόρης του ματιού.

Για τα μαιευτήρια, τα παιδικά ιδρύματα και τα σχολεία, θα πρέπει να αναπτυχθούν λαμπτήρες με βιολογικά επαρκές φάσμα φωτός, λαμβάνοντας υπόψη τα χαρακτηριστικά της όρασης των παιδιών, και να υποβληθούν σε υποχρεωτική πιστοποίηση υγιεινής.

Συνοπτικά συμπεράσματα από τον εκδότη:

1. Οι λυχνίες LED εκπέμπουν πολύ έντονα σε μπλε και κοντά σε περιοχές UV και πολύ ασθενώς σε μπλε.

2. Το μάτι «μετράει» τη φωτεινότητα για να περιορίσει την κόρη κατά το επίπεδο του όχι μπλε, αλλά μπλε χρώματος, το οποίο πρακτικά απουσιάζει στο φάσμα ενός λευκού LED, επομένως, το μάτι «νομίζει» ότι είναι σκούρο και ανοίγει ευρύτερα την κόρη, γεγονός που οδηγεί στο γεγονός ότι ο αμφιβληστροειδής λαμβάνει πολλές φορές περισσότερο φως (μπλε και υπεριώδη ακτινοβολία) από ό,τι όταν φωτίζεται από τον ήλιο και αυτό το φως «καίει» τα φωτοευαίσθητα κύτταρα του ματιού.

3. Σε αυτή την περίπτωση, η περίσσεια μπλε φωτός στο μάτι οδηγεί σε επιδείνωση της καθαρότητας της εικόνας. σχηματίζεται μια εικόνα με ένα φωτοστέφανο στον αμφιβληστροειδή.

4. Το μάτι των παιδιών είναι περίπου μια τάξη μεγέθους πιο διαφανές έως μπλε από αυτό των ηλικιωμένων, επομένως, η διαδικασία «καύσης» στα παιδιά είναι πολλές φορές πιο έντονη.

5. Και μην ξεχνάτε ότι τα LED δεν φωτίζουν μόνο, αλλά πλέον σχεδόν όλες οι οθόνες.

Αν δώσουμε μια ακόμη εικόνα, τότε η βλάβη των ματιών από τα LED μοιάζει με τύφλωση στα βουνά, η οποία εμφανίζεται από την αντανάκλαση της υπεριώδους ακτινοβολίας από το χιόνι και είναι πιο επικίνδυνη μόνο σε συννεφιασμένο καιρό.

Τίθεται το ερώτημα, τι να κάνουν όσοι έχουν ήδη φωτισμό LED, ως συνήθως, από LED άγνωστης προέλευσης;

Δύο επιλογές έρχονται στο μυαλό:

1. Προσθέστε επιπλέον μπλε φωτισμό (480nm).

2. Βάλτε ένα κίτρινο φίλτρο στις λάμπες.

Μου αρέσει περισσότερο η πρώτη επιλογή, γιατί πωλούνται μπλε (γαλάζιες) λωρίδες LED με ακτινοβολία 475nm. Πώς μπορείτε να ελέγξετε ποιο είναι το πραγματικό μήκος κύματος;

Η δεύτερη επιλογή θα «τρώει» μέρος του φωτός και η λάμπα θα είναι πιο αμυδρή, και, επιπλέον, είναι επίσης άγνωστο ποιο μέρος του μπλε θα αφαιρέσουμε.