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【視覺安全】頻閃、藍光危害、HCL (人因照明),照明技術對眼睛健康的三大挑戰 MK350S


人類眼睛視覺安全,照明技術中的三大挑戰:頻閃(Flicker)、藍光危害(Blue Light Hazard)、人因照明 (Human Centric Lighting, HCL)。UPRtek Premium Spectrometer 分光光譜儀 MK350S MK350N

光線和視覺安全

人造光對我們的視覺健康和安全有著重要影響。全球標準組織和政府機構已經開始關注這些問題並制定相應的法規。在這裡,我們將討論一些跟人工照明相關的視覺安全挑戰,以及我們可以採取的一些措施來緩解這些問題。


是時候正視燈光安全了

早在螢光燈問世的時候,頻閃問題已存在並與許多健康問題相關,奈何我們一直對人工照明的負面影響保持謹慎態度。隨著現今 LED 照明越趨普及,新舊問題一同浮現,我們必須正視和解決這燈光安全的三大挑戰:頻閃、藍光危害、HCL(人因照明)。


  • 頻閃:頻閃照明可能導致眼睛疲勞、頭痛和注意力問題。為了解決這個問題,我們需要採用頻閃減少的照明技術,例如使用高頻率的 LED 照明。

  • 藍光危害:藍光在長時間暴露下可能對視覺健康造成損害。我們可以通過使用具有較低藍光輻射的照明產品,或者使用藍光過濾器和調節照明亮度來減輕這種風險。

  • HCL (人因照明):人因照明是一種根據人體自然節律調節照明的技術。這種照明系統可以模擬自然光線的變化,有助於提高人們的舒適度、健康和工作效率。

通過針對這些問題採取相應的措施,我們可以確保照明技術的安全性和視覺健康。



頻閃(Flicker)的視覺安全威脅,以及頻閃的檢測方法

頻閃 (Flicker)

頻閃是指光線表現出微弱的脈動或頻閃效應,人眼很難察覺到。然而,頻閃是一個很容易被疏忽,但又不得不解決的照明問題。頻閃有機會出現在我們日常生活中的不同地方,例如醫院、辦公室、學校、圖書館等公共場所,對人們視覺安全的影響包括造成偏頭痛、疲勞甚至癲癇發作,也可能影響工作效率和視力。


這是因為電源線產生的是交流電,因此所有的燈具都有可能產生頻閃。而早期的螢光燈通過使用電子整流器技術,在一定程度上解決了這個問題。


但 LED 燈的普及卻讓頻閃問題再次值得關注。雖然 LED 製造商開發了一些「驅動器」來減輕頻閃問題,然而,不同燈具和驅動器可能存在差異,因此 LED 燈的頻閃可能依然存在;而頻閃的另一個方面是“變暗”。當您調暗燈光時,它會通過切段 (Phase Cuts) 的方式來減少光的亮度。即使肉眼未必能看到“切段”,頻閃效應是存在的。


如何檢測頻閃?

想要檢測頻閃,最佳方法是使用具有頻閃指標的頻閃計。頻閃指標包括「頻閃百分比」和「頻閃指數」。頻閃百分比是衡量波谷和最大波峰之間比例差的指標,但它沒有考慮波動的高度和寬度 (即面積),這也是頻閃的影響因素。因此,出現了考慮到高度和寬度的頻閃指數。


 如何檢測頻閃?使用具有頻閃指標(包括頻閃百分比和頻閃指數)的頻閃計,例如史丹堡供應的UPRtek MK350S及MK350N Spectrometer光譜儀

(Ref: UPRtek)

評估頻閃量的指標也很重要的。IEEE PAR 1789-2015提供了一些準則,建議頻閃指數的嚴重程度。一些產品,如史丹堡供應的 MK350S Premium 手持式分光光譜計 (Spectrometer),正正就採用了這些專業準則,並生成圖形來顯示頻閃的嚴重程度,讓用家對環境的頻閃情況有一個數據化的理解。


UPRtek MK350S MK350N Premium Spectrometer 手持式分光光譜計,在頻閃檢測的實際操作畫面

(Ref: UPRtek)


一些國際認可組織制定了測量頻閃的標準,例如 IEEE、能源之星和 IEC。許多州政府機構對頻閃問題亦是非常重視的,並提供了相應的指導方針。


頻閃效應也稱為斯托羅賓運動 (Stroboscopic motion),它可以在旋轉物體上觀察到類似“車輪”效果,使輻條似乎減速、停止甚至逆時針旋轉。這種效應也可以在直升機葉片上觀察到。頻閃效應還適用於閃爍燈光的情況。


藍光(Blue Light)的視覺安全威脅,以及藍光的檢測方法

藍光 (Blue Light)

相信不少港人都知道藍光危害 (Blue Light Hazard, BLH)。它是指長期暴露在高強度藍光下對眼睛產生的潛在風險。藍光具有較短的波長和更高的能量,如下圖所示:


藍光危害 (Blue Light Hazard, BLH)是指長期暴露在高強度藍光下對眼睛產生的潛在風險。藍光具有較短的波長和更高的能量,對眼睛的威脅更明顯

因此相對於其他波長的可見光,它對眼睛的影響更為明顯。尤其是在夜間使用設備時,藍光抑制了褪黑激素的分泌,干擾正常的睡眠模式,長遠來說藍光更是與白內障、黃斑點病變等嚴重眼疾息息相關。

高能可見光 (HEV) 代表著藍光量已達危險水平。

許多電子設備,如智能手機、平板電腦、電視和計算機顯示屏,以及 LED 照明產品,都會發出藍光。由於這些設備在我們日常生活中的廣泛使用,藍光危害逐漸成為關注的問題。


為了減少藍光危害,一些產品提供了防藍光眼鏡或屏幕過濾器,可以減少藍光的透過。此外,設備製造商也開始關注減少藍光輻射的技術,例如在顯示屏中使用低藍光模式或夜間模式。這些措施旨在減少藍光的影響,保護使用者的眼睛健康。


如何檢測藍光?

要測量藍光危害,可以使用具有藍光危害指標的光譜計。這些儀器可以提供有關光源中藍光危害程度的信息。國際標準組織如 IEC 和 ISO 也制定了相關的測量和評估標準,以幫助評估和管理藍光危害。


而史丹堡推介的 MK350S 根據 IEC 62778 和 IEC62471 的安全指引,幫助用家測量並評估 HEV 的危害,繼而作出相應減少藍光的行動。


史丹堡推介的 UPRtek MK350S 根據 IEC62778 和 IEC62471 的安全指引,幫助用家測量並評估 HEV 的危害,作出減少藍光措施

(Ref: UPRtek)

保護視網膜,由抵抗藍光開始!


人因照明(Human Centric Light, HCL)的影響因素,以及相關因子的檢量方法

人因照明 (HCL)

除了「視桿細胞」和「視錐細胞」這兩個經常被人提及的視覺系統感光器,現在科學家發現了第三種重要的感光器:ipRGC。它對日光色敏感,影響人體的荷爾蒙分泌,從而給了人類「人因照明 HCL (Human-Centric Lighting)」這一偉大照明方式的靈感。


日光與人體的關係

旭日初升,ipRGC 因接收了較冷的藍光而啟動機制,開始減少分泌休息荷爾蒙-褪黑激素,並促進喚醒荷爾蒙-多巴胺,皮質醇,血清素的分泌;而當夕陽西下,溫暖的橙黃色則促進褪黑激素分泌,並不再分泌喚醒荷爾蒙。

而人因照明 HCL 的照明設計概念,就是利用這種關係,發展出以人為中心的照明系統,旨在模仿自然光環境對人類生理節律的影響,並提供符合人體需求的照明效果。根據時間、活動和使用者的需求調整光的色溫、亮度和色彩。例如,早晨的照明可以提供較高的藍光成分,以支持警覺和注意力,而晚上的照明可以提供較低的藍光成分,以促進放鬆和睡眠。


如何檢測 HCL?

測量 HCL 的指標可以根據WELL建築標準 (V1) 和 CIE TN 003-2015 進行,而褪黑激素照度 (Melanopic Lux) 就是其中一個關鍵的度量標準。褪黑激素照度在 480nm 處的光度,反映了光對視網膜中某些光色素的刺激程度。


專業光譜儀介面,顯示一些與光色素相關的波長的光量。UPRtek MK350S MK350N Premium Spectrometer 手持式分光光譜計

(Ref: UPRtek)


光對人類生活和健康是好是壞,只是一念之差,發現了當中規律並加以應用,就可以幫助設計和評估照明系統,確保其對人體的生理和心理健康產生積極的影響。所以,HCL 的應用範圍非常廣泛,包括住宅、商業和公共場所等。


例如在辦公室環境中,適當的 HCL 設計可以提高員工的警覺性和專注力,增加工作效率;在醫療環境中,HCL 可以用於治療範圍,例如調節患者的睡眠質量和情緒狀態;在學校和教育機構中,HCL 可以提供有助於學生集中注意力和學習的照明環境。


想要快速檢測你目前的處所照明的光線狀態,一部專業可靠的光譜儀就可以幫助你應對頻閃、藍光、人因照明三大挑戰,為處所的人們視覺安全提供安心保障。



多用途手持式分光光譜計

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