Post „Zanim zainstalujesz filtr światła niebieskiego w smartfonie” cieszy się ogromną popularnością. Jakiś czas temu obiecałem przetestować kolejne rozwiązanie mające na celu ochronę naszych oczu.

Mowa tu o specjalnych foliach ochronnych na telefony/tablety eliminujących cześć widma światła niebieskiego. Pojęcie folii jest dość szerokie, ponieważ na rynku dostępne są również materiały szklane, oraz tzw. hybrydy (folia + szkło). Udało nam się zdobyć do testów 7 rodzajów materiałów od różnych producentów. Można zatem uznać, że badania opierają się na dużej ilości próbek i dobrze obrazują rynek.

Do przeprowadzenia tego eksperymentu ponownie posłużył telefon LG G3s. Przyjęliśmy identyczne założenia jak w eksperymencie z filtrem programowym:

• użyliśmy grafiki JPG o zupełnie białym tle o rozmiarach ekranu smartfona
• odległość urządzenia pomiarowego (spektrometr GL Optic Spectis 1.0 Touch) była stała od ekranu
• ekran był wygrzany przez okres 20 min aby warunki pomiarowe były identyczne
• badanie przeprowadziliśmy w ciemni laboratoryjnej
• sprawdzaliśmy parametr E_B, który zgodnie z normą PN-EN 62471:2010 odnosi się do ilości światła niebieskiego oddziałującego na siatkówkę oka. Im wyższa wartość E_B tym większe szkodliwe oddziaływanie na nasz organizm

Jakie są najważniejsze zagrożenia powodowane przez światło niebieskie?

• może powodować uszkodzenie siatkówki, stąd w przypadku źródeł LED wykonuje się badania zgodnie z normą PN-EN 62471:2010 „Bezpieczeństwo fotobiologiczne lamp i systemów lampowych”
• hamuje wydzielanie melatoniny (hormonu wytwarzanego przez szyszynkę regulującego rytm okołodobowy).

Układ pomiarowy był podobny do wykorzystanego w pierwszym eksperymencie.

Rys. 1 Widok układu pomiarowego (spektrometr wraz z telefonem oraz wyświetlanym białym tłem JPG)

Wyniki pomiarów

Do testów otrzymaliśmy 7 próbek filtrów od różnych producentów. Są to zarówno folie, hybrydy jak i materiały szklane. Na opakowaniach można znaleźć krzykliwe hasła zachwalające produkt oraz zobrazowanie działania filtra, który w 50% redukuje „pik” promieniowania niebieskiego:

Rys. 2 Informacja z opakowania pokazująca skuteczność działania (bez filtra po lewej, z filtrem po prawej)

Do pomiarów przepuszczalności filtra użyliśmy specjalnego urządzenia mierzącego transmitancję materiałów.

Rys. 3 Urządzenie do pomiaru transmitancji (przepuszczalności świetlnej) materiałów

Przyjrzyjmy się zatem jak wyglądają wyniki pomiarów dla białego tła.

– brak filtra

Temperatura barwowa CCT [K]	EB [W/m2]	Natężenie oświetlenia [lx]
7 268	0,1383	158

Rys. 4 Wykres spektralny promieniowania ekranu bez filtra

Z wykresu wynika, że zakres promieniowania zawiera się w zakresie 420nm ÷ 750nm. W tym przedziale przeprowadzimy naszą analizę.

– filtr nr 1

Rys. 5 Transmisja światła filtra nr 1

Transmitancja światła

 

Wartość średnia	93,05 %
Wartość min.	65,64 %
Wartość maks.	95,50 %

 

Temperatura barwowa CCT [K]	EB [W/m2]	Natężenie oświetlenia [lx]
7 150	0,1319	154

– filtr nr 2

Rys. 6 Transmisja światła filtra nr 2

Transmitancja światła

 

Wartość średnia	94,02 %
Wartość minimalna	65,10 %
Wartość maksymalna	96,81 %

 

Temperatura barwowa CCT [K]	EB [W/m2]	Natężenie oświetlenia [lx]
7 115	0,1312	153

– filtr nr 3

Rys. 7 Transmisja światła filtra nr 3

Transmitancja światła

 

Wartość średnia	94,53 %
Wartość minimalna	88,81 %
Wartość maksymalna	98,63 %

 

Temperatura barwowa CCT [K]	EB [W/m2]	Natężenie oświetlenia [lx]
7 076	0,1336	156

– filtr nr 4

Rys. 8 Transmisja światła filtra nr 4

Transmitancja światła

 

Wartość średnia	90,47 %
Wartość minimalna	56,61 %
Wartość maksymalna	95,32 %

 

Temperatura barwowa CCT [K]	EB [W/m2]	Natężenie oświetlenia [lx]
6 935	0,1257	152

– filtr nr 5

Rys. 9 Transmisja światła filtra nr 5

Transmitancja światła

 

Wartość średnia	90,92 %
Wartość minimalna	56,90 %
Wartość maksymalna	96,44 %

 

 

Temperatura barwowa CCT [K]	EB [W/m2]	Natężenie oświetlenia [lx]
7 060	0,1298	152

– filtr nr 6

Rys. 10 Transmisja światła filtra nr 6

Transmitancja światła

 

Wartość średnia	91,50 %
Wartość minimalna	82,94 %
Wartość maksymalna	94,41 %

 

Temperatura barwowa CCT [K]	EB [W/m2]	Natężenie oświetlenia [lx]
6 903	0,1235	152

– filtr nr 7

Rys. 11 Transmisja światła filtra nr 7

Transmitancja światła

 

Wartość średnia	92,17 %
Wartość minimalna	75,95 %
Wartość maksymalna	96,12 %

 

 

Temperatura barwowa CCT [K]	EB [W/m2]	Natężenie oświetlenia [lx]
6 489	0,1110	149

Podsumowanie

Poniższy wykres przedstawia podsumowanie wszystkich użytych materiałów.

Największy pik światła niebieskiego mamy przy długości fali 450nm. Połowa z prezentowanych filtrów nie wykazuje przy tej długości fali większego tłumienia niż przy dalszym zakresie. Można wręcz powiedzieć, że jest na poziomie średniego tłumienia wynikającego z właściwości materiału (ok. 5%). Część z filtrów wykazuje niewiele lepsze właściwości dla piku światła niebieskiego (12%-15%). Tylko jeden z użytych materiałów (filtr 7) wykazuje przeciętne możliwości tłumienia światła niebieskiego (23% w piku 450nm).

Tak wygląda realne zmniejszenie promieniowania przy użyciu najlepszej folii (nr 7) w porównaniu do deklaracji producenta zakładającej 50% mniejsze wartości w zakresie piku światła niebieskiego (zielona linia).

Rys. 13 Efekt maksymalnego ograniczenia światła niebieskiego przez najlepszy filtr (nr 7)

Podsumujmy zatem wszystkie otrzymane wyniki w tabeli.

 

Tryb	Temperatura barwowa CCT [K]	EB [W/m2]		Natężenie oświetlenia [lx]		Średnia transmisja światła [%]
Brak filtra	7 268	0,1383		158		100
Filtr nr 1	7 150	0,1319	95,4 [%]	154	97,5 [%]	93,05
Filtr nr 2	7 115	0,1312	94,9 [%]	153	96,8 [%]	94,02
Filtr nr 3	7 076	0,1336	96,6 [%]	156	98,7 [%]	94,53
Filtr nr 4	6 935	0,1257	90,9 [%]	152	96,2 [%]	90,47
Filtr nr 5	7 060	0,1298	93,9 [%]	152	96,2 [%]	90,92
Filtr nr 6	6 903	0,1235	89,3 [%]	152	96,2 [%]	91,50
Filtr nr 7	6 489	0,1110	80,3 [%]	149	94,3 [%]	92,17

 

Tab. 1 Zestawienie otrzymanych wyników

Po analizie zestawienia od razu nasuwa się pytanie dlaczego, we wszystkich przypadkach bez wyjątku, procentowe natężenie strumienia jest większe niż średnia transmisja światła. Czy aby wyniki nie powinny być zbliżone? Otóż wynika to z faktu odbić wielokrotnych. Nie wdając się w szczegóły liczbowe znaczna część światła z ekranu przechodzi przez filtr, część jest pochłaniana, a część odbijana, po czym ta ostatnia ponownie odbija się od ekranu w kierunku folii i proces powtarza się wielokrotnie. Stąd procentowe natężenie oświetlenia jest wyższe niż średnia transmisja światła. Dochodzi jeszcze jedno zjawisko, a mianowicie względna czułość oka ludzkiego (inna dla każdej długości fali), dla której liczone jest natężenie oświetlenia [lx]. Transmitancja natomiast jest średnią matematyczną.

Prześledźmy zatem jak wygląda procentowa zmiana wartości E_B w funkcji ściemnienia ekranu.

Rys. 14 Wartość E_B w funkcji ściemnienia ekranu smartfona

W przypadku najlepszego z filtrów (nr 7) należałoby ściemnić ekran do 89% maksymalnej wartości aby uzyskać równoważny efekt (linia czerwona). Co ciekawe, gdyby chcieć uzyskać efekt identyczny, jak deklarowany przez producenta na jednym z opakowań (Rys. 2 – 50% wartości światła niebieskiego w piku) to należy ściemnić ekran do 78% maksymalnej wartości. W tym układzie E_B = 0,08129 [W/m²].

Bardzo często w najnowszych smartfonach mamy funkcje automatycznego ściemniania w zależności od warunków zewnętrznych (natężenia oświetlenia). Ściemnienie to osiąga niekiedy 50% i nawet nie zauważamy dyskomfortu. W nowszych wersjach oprogramowania są również funkcje działające podobnie jak zewnętrzne programy do redukcji światła niebieskiego.

Podsumowując, uważam że przebadane folie nie spełniają swojego zadania. Ochrona jest minimalna i z całą pewnością różna od deklarowanej. Skłaniam się zatem ku podobnym wnioskom jak w artykule dotyczącym aplikacji do ograniczania światła niebieskiego, że o wiele więcej zyskamy zmniejszając jasność ekranu lub korzystając z wewnętrznych aplikacji robiących to w sposób automatyczny. Jedyną przewagą folii w odniesieniu do aplikacji Blue Light Filter jest to, że przez słabe działanie nie zmieniają kolorystyki ekranu. Należy te folie traktować jak zwykłą ochronę przed zarysowaniem nie spodziewając się spektakularnych efektów.

Może Cię też zainteresować:

Zanim zainstalujesz filtr światła niebieskiego w telefonie

Czy Twoje okulary przeciwsłoneczne chronią Cię przed UV?

Okulary z filtrem światła niebieskiego