Использование светодиода, более подходящего для циркадного ритма
С момента появления светодиодных ламп много говорилось о рисках синего света для здоровья глаз, с одной стороны, и о возможности циркадного увлечения, с другой. Хотя споры по первой теме продолжаются, вторая тема принимается хорошо. Чтобы решить обе проблемы, Билл Чан, президент LiteController Inc., предлагает использовать белые светодиоды с накачиваемым люминофором 465–470 нм с содержанием 86–92% сине-бирюзового света и 8–14% сине-фиолетового света. В статье он концентрируется на второй теме и доказывает преимущество более эффективного регулирования циркадного увлечения, поддерживая высокую типичную эффективность 150 лм / Вт и хорошую цветопередачу CRI 80+, что идеально соответствует стандарту WELL Building Standard.
Свет играет жизненно важную роль в нашей повседневной жизни. Помимо помощи в визуальном эффекте, свет также оказывает на человеческое тело важные невизуальные биологические эффекты. Хорошее ориентированное на человека освещение оказывает положительное влияние на здоровье, бдительность, благополучие и даже качество сна.
В дневное время солнечный свет играет наиболее важную роль в регулировании циркадного ритма человеческого тела. В настоящее время люди проводят все больше и больше времени в помещении в течение дня, и, таким образом, время, в течение которого глаза подвергаются воздействию солнечного света, обогащенного синим цветом, сокращается. Средний дневной свет в полдень в Северной Америке и Европе можно представить с помощью источника света CIE D65, как показано на Рисунке 1. Воздействие на глаза соответствующего количества солнечного света в дневное время полезно для здоровья, способствует когнитивным функциям, улучшает настроение и синхронизирует биологические часы. .
Солнечный свет и синий свет
Медицинские исследования показали, что синий свет в ночное время подавляет выработку организмом мелатонина (он же гормон сна), который необходим для хорошего ночного сна. Следовательно, наши естественные циклы сна и бодрствования могут быть нарушены чрезмерным воздействием синего света в ночное время. Поэтому перед сном нам следует избегать попадания в глаза яркого синего искусственного освещения и экранов электроники. Нарушение естественных циклов сна и бодрствования может быть связано с депрессией, диабетом и ожирением.
Brainard et al. [1] показали, что синий свет является наиболее мощным диапазоном длин волн, который влияет на циркадный захват, подавляя секрецию мелатонина, а пики квантовой чувствительности достигают 464 нанометров. Thapan et al. [2] также показывает аналогичные результаты.
Циркадное увлечение
Эквивалентные метрики Melanopic Lux (EML) приняты стандартом WELL Building v2 для оценки циркадного увлечения окружающей средой освещения. Этот показатель преобразует количество света, попадающего в роговицу на вертикальной панели, в значение EML, и это значение EML взвешивается по спектральному отклику клеток ipRGC в сетчатке. Метрики EML основаны на SPD (спектральном распределении мощности) и циркадном индексе (или также известном как меланопическая чувствительность) индивидуальной длины волны, чтобы получить отношение меланопии. Значение EML равно произведению вертикальной освещенности и коэффициента меланопии. Циркадный индекс, используемый при расчете коэффициента меланопии, показан на рисунке 2, и он начинает расти с 0,0795 (при 415 нанометрах) до 0,6297 (при 455 нанометрах), а затем до 1 (при 490 нанометрах). Это демонстрирует, что сине-бирюзовый свет (456 - 490 нанометров) более эффективен, чем сине-фиолетовый свет (415 - 455 нанометров) для регулирования циркадного увлечения. После этого циркадный индекс начинает снижаться и достигает 0 на 660 нанометрах, то есть на длине волны красного света.
Опасность синего света сетчатки - IEC / EN 62471
Помимо влияния на циркадный ритм, синий свет оказывает еще одно биологическое воздействие на глаза. Подробности проиллюстрированы в стандарте IEC / EN 62471 (Фотобиологическая безопасность ламп и ламповых систем). Опасность синего света для сетчатки, указанная в IEC / EN 62471, связана с фоторетинитом, то есть фотохимической опасностью для сетчатки, вызванной падающим светом высокой энергии, вызывающим повреждение сетчатки. Его количественный параметр - LB (Сияние синего света сетчатки), который определяет, к какой группе риска СИД относится опасность синего света. Существует четыре группы риска, которые имеют разные лимиты LB, и, например, Exempt Risk Group определяет лимит LB в 100 Wm-2sr-1. LB - это сумма произведений Lλ (спектральная яркость) и Bλ (чувствительность к опасности синего света) на каждой длине волны. Кривая Bλ (рис. 3) резко поднимается с 400 нм и достигает пиков при 435 и 440 нм. Это демонстрирует, что сине-бирюзовый свет дает более низкую LB, чем сине-фиолетовый свет. После этого Bλ постепенно снижается до пренебрежимо малого значения на длине волны 550 нм.
Сине-фиолетовый свет и сине-бирюзовый свет
Синий свет (415-490 нм) состоит из двух компонентов: сине-фиолетового света (415-455 нм) и сине-бирюзового света (456-490 нм). Исходя из чувствительности, показанной на рисунках 2 и 3, более высокая доза сине-бирюзового света всегда предпочтительнее сине-фиолетового света для внутреннего освещения в дневное время из-за двух преимуществ.
LiteBlue LED против стандартного светодиода
Стандартный светодиод синего насоса 440-450 нанометров излучает смесь сине-фиолетового света и сине-бирюзового света примерно 0,5: 0,5, в зависимости от цветовой температуры. Сдвигая длину волны синего насоса на 465-470 нанометров, LiteBlue LED излучает смесь сине-фиолетового света и сине-бирюзового света в соотношении примерно 0,1: 0,9, и их процентное соотношение в смеси указано в таблице 1. В результате LiteBlue LED имеет преимущества более высокой эффективности EML для регулирования циркадного ритма, и в то же время LB также может быть значительно снижен.
Преимущества LiteBlue LED
Если взять для примера цветовую температуру 5000 K CCT, то LiteBlue LED излучает около 86% сине-бирюзового света и 14% сине-фиолетового света. Сравнение SPD светодиода LiteBlue со стандартным светодиодом показано на рисунке 4. Оно показывает, что стандартный светодиод излучает половину сине-бирюзового света, чем светодиоды LiteBlue, и в то же время в три раза больше сине-фиолетового света. .
Сравнение светодиода LiteBlue с образцом стандартного светодиода с точки зрения EML и LB показано в таблице 2 для различных цветовых температур, и все они занимают площадь 2835. Из-за более высокого содержания сине-бирюзового света светодиоды LiteBlue излучают 26% больше EML, чем у стандартных светодиодов. Следовательно, LiteBlue LED может обеспечить эквивалентный циркадный унос при более низком уровне интенсивности света. Другими словами, LiteBlue LED предлагает преимущества экономии энергии и уменьшения дискомфорта для глаз пользователей, когда используется более высокий уровень яркости стандартного светодиода. Кроме того, может быть достигнуто уменьшение LB примерно на 20%, поскольку спектр, обогащенный сине-бирюзовым светом, менее чувствителен к Bλ по сравнению со стандартным светодиодом.
Световая отдача и индекс цветопередачи LiteBlue LED
LiteBlue LED предлагает удовлетворительные характеристики по световой отдаче и CRI, которые составляют 150 лм / Вт и минимум 80% соответственно. Предполагая, что эффективность оптики и драйвера составляет 85%, LiteBlue LED может удовлетворить минимальные требования 125 лм / Вт и 80% CRI для внутреннего освещения в соответствии с требованиями DLC (Консорциум DesignLights) Premium. Сертификация DLC - это программа скидок на электроэнергию от правительств США и Канады, направленная на поощрение использования светодиодных осветительных приборов.
Хотя могут потребоваться некоторые исследования, чтобы прийти к оптимальному решению для всех применений светодиодного освещения, необходимая технология для улучшения светодиодного освещения, чтобы сделать его более здоровым, доступна, и некоторые исследования показывают преимущества предлагаемого решения. Так как это решение удовлетворяет даже очень строгие стандарты освещения, зачем ждать дольше? Почему бы нам не применить его немедленно?
Вопросы, отзывы, комментарии (0)
Нет комментариев