LED照明やその安全性・基準の詳しい状況は下記のページもご覧下さい。
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2011年08月08日

button_15.jpg  目への光の熱エネルギー負荷

目の安全性という点ではまず光の持つ熱エネルギーによる損傷があり、太陽光やレーザーを直接見ることによる網膜の損傷は一般的に考えられる。

特に光の波長が同じで山と谷が揃っているいわゆるコヒーレントなレーザー光の場合は光学的な焦点部では強いエネルギーピークが生じ損傷が生じやすいため、視認により容易に目の網膜に熱損傷を受けるため、レーザー製品の安全基準(JISC 6802)が作られている。LED自身はコヒーレントな光を発する訳ではないが、2001年にIEC60825-12のレーザーの安全基準に含まれることになった。LEDがレーザー安全規格の対象になった経緯としては、 光ファイバー通信ではレーザーだけでなくLEDも光源として使われているが、LED光源は光ファイバーの中を通ることでコヒーレンス性が出てくることから、IEC 60825-2(光ファイバー通信のレーザ安全規格)の中でLEDも適用対象に組み込まれたことに始まった。このときIEC 60825-1の適用範囲にLEDが適用対象として規定されることになった。このことで光ファイバー用途以外のLED製品に対しても、あたかもレーザー製品の一部かのように扱う印象を与える可能性があることで、一般のLED照明であっても、一般の人には使用の際に安全性の観点から少し引っ掛かっていた可能性がある。

H18年7月CIE(国際照明委員会)の国際規格「CIE S 009;光源及び照明機器の光生物学的安全性」がIEC62471としてIEC規格化されることで、光ファイバー用途以外の一般のLEDはレーザー安全規格から分離され一般の光源と同等の扱いを受けることになり安全基準が変更された。(LEDをIEC60825-1から適用除外することが決定された) なおこの修正はJISC6802(2005)にはまだ反映されていない。

LED照明商品は一般にはJISC 6802(2005)のクラス1に相当するといえる。ただし今後のLEDの高出力化、高効率化に伴い点光源からの強い光エネルギーはますます高くなる傾向が有る。特にフィラメントを光源とする白熱電球に比べて、点光源のLEDは網膜上に結像する際に小面積のため網膜の局部に高い熱エネルギー分布を生じるため、網膜の受ける光エネルギーによる熱負荷はますます増大する傾向が有るといえる。目の網膜への負荷という意味では、今後のLED照明は増大する光エネルギー密度による目の安全性を考慮すると、特に日常の使用に関してはLED光の直接的な使用を避け、間接照明化や分散板や拡散板等により光エネルギーの平準化、ソフト化技術が商品化には必要になってくるものと考えられる。

最近のオスラム社HPのLED商品説明を見ると、「LEDの種類や使用状況等の如何に関わらず、LED光源は直接見るべきではない」との警告が見られるようになったが、LEDの高出力化による目の負担の増大による網膜損傷をメーカとして事前に警告することで、メーカとしてのリスク対応を始めているものといえる。

なお高出力化動向という将来の話ではなくても、現状のLEDに於いて、LEDの出力は駆動電流の増大と共にかなり増大する可能性がある。たとえば一部LEDが故障によりショートすると増大した駆動電流はLED製品寿命、エネルギー効率、光出力増大等に繋がる可能性は否定できないので、このオスラム社の警告はLED照明を使用する側の全てが、心すべき警告といえる。

光による光生物的安全性に関しては、紫外線に起因する生体の障害については以前からも知られており、それを軽減する対応が取られているが、それらを含めて光に起因する人の眼や皮膚に対する傷害は、以下の8種類あるとされる。

・眼及び皮膚に対する紫外線による傷害
・眼に対する近紫外線による傷害
・青色光による網膜傷害
・小型光源の青色光による網膜傷害
・網膜の熱傷害(低可視光;赤外線電球のような可視光より赤外線量の多いもの)
・眼の赤外線による傷害
・皮膚の熱傷害


網膜の細胞は10℃上昇すると致命的な熱傷害を受ける。赤外線やレーザーが眼の損傷に影響が有ることは容易に想像できる。上記の眼の傷害で以外に思われるのが以下に示す青色光による傷害である。

詳しくは、
LED照明の演色性と青色成分の目へのリスクを参照下さい。

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照明光の生体安全性と日本工業規格のJIS C7550

光の人体への安全性については、スマートフォンや液晶テレビ、LED照明の普及に伴い、重要性が増して来ている。光放射が過度に生体に照射される場合、生体にとって好ましくない何らかの効果が発生する危険性がある。自然光レベルでは日光の紫外放射成分による日焼け、雪盲(雪目)などの発生が知られている。また、強い青色光を長時間見続けると、目に傷害が発生することが知られています。人工光源においても過度の照射によって同様の効果が起こる場合があることも指摘されている。例えば、大型の高輝度LEDタイプの照明装置や、自動車のLEDヘッドライトなどは、近くで見たり長時間直視すると目の網膜に傷害が起こる可能性がある。LEDは、従来の照明用光源と、発光部の大きさや配光等が全く異なるため、使用者の安全を優先し、JISのランプ類としては、初めて危険性(リスク)を規定し、測定方法などを明確化した。

照明光の人体へのリスクを定量的に評価し、レーザを除く LED を含むランプ、照明器具などのランプシステムにおける危険を防止する指針は、IECにおいて、国際規格の2006 年に第 1 版として発行された IEC62471シリーズの制定作業が継続して進んでおり、その中で、IEC62471-1及びIEC62471-2が制定された。IEC62471-1は一部変更されて、下記のように日本工業規格のJIS C7550にJIS化され、2011年12月に交付された。

ランプ及びランプシステムの光生物学的リスクは、

 ・目及び皮膚に対する紫外放射傷害
 ・目に対する近紫外放射傷害
 ・青色光による網膜傷害
 ・小形光源(点光源)の青色光による網膜傷害
 ・網膜の熱傷害
 ・網膜の低可視光熱傷害
 ・目の赤外放射傷害
 
のリスク評価試験項目によって評価し、生物学的傷害の度合いに応じて、ランプ及びランプシステムを下記のようなリスクグループに分類する。この規定は、一般のほとんどの人が,繰り返し露光しても健康に影響がないと考えられる条件に基づいている。この条件は、光に敏感な人及び後天的な要因で光放射に敏感になった人に対しては適用できない。一般的に、光の放射が、光に敏感でない人よりそのような人に対して、健康に有害な影響となる。この影響の程度は個人差が大きいため、光に敏感な人に対しての露光限界を定めることはできない。この規格の露光限界は,露光時間が 8 時間以下における連続発光の光源による露光に適用し,露光の管理における手引として使用するのが望ましいとしている。

 ・リスクグループ 1(低危険度):通常の行動への制約が必要になるような傷害を引き起こさないもの。
 ・リスクグループ 2(中危険度):非常に眩しい光源に対する嫌悪感、または熱的な不快感を伴う傷害を引き起こさないもの。
 ・リスクグループ 3(高危険度):一時的又は短時間の露光によっても傷害を引き起こすもの。

この判定のために、リスク評価試験に用いる分光放射照度,分光放射輝度及び視角の測定方法と計算方法を規定している。

LED照明器具は、近紫外〜青の波長が極端に強い特徴から青色光網膜障害のリスクが他の光源より高くなる恐れがある。特に、高所照明用の高出力の光源や、スポットライト向けにレンズ等により指向性を高めた光源では、放射輝度の軽減対策が必要になると考えられる。
 
以下、福岡市の資料です。
 
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