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 EB, który zgodnie z normą PN-EN 62471:2010 odnosi się do ilości światła niebieskiego oddziałującego na siatkówkę oka. Im wyższa wartość EB 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.

układ pomiarowy

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:

folie ochronne informacja producenta

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.folie ochronne badanie przepuszczalności

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

folie ochronne-spektrum przed badaniem

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

folie ochronne 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

folie ochronne 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

folie ochronne 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

folie ochronne 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

folie ochronne 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

folie ochronne 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

folie ochronne 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.

folie ochronne zestawienie filtrów

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).

folie ochronne działanie najlepszego filtra

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 EB w funkcji ściemnienia ekranu.

folie ochronne a ściemnienie ekranu smartfona

Rys. 14 Wartość EB 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 EB = 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?