結果 Oh! Life

懲りずに書いてみたりする結果オーライな日記



20115月26

ヤフオクLEDへUV素子を乗せる際の注意点

マリンアクアリウム エイジ 23:52
この記事を含むタグの全記事リスト: LEDスポット ヤフオクLED 自作関連 電気系

書く書くと言いつつ、これまた問題が大きいため躊躇してたら、草稿から早1ヶ月が経過。。。うーん・・・やっぱり見て見ぬ振りは寝覚めが悪いな。思い切って公開するか。
それではどうぞ。。。得意の問題提起を。

前回のヤフオクLED改について、深刻かも知れない注意点を記しておきます。

実は、今回のレシピでUV素子を使った点が、少し気になっています。
一般的にUV素子を使ったランプの構造に関するセオリーとして、筐体構造的に光が密閉できて、前面パネルのレンズ経由でのみ光が照射される構造を採用することは、UVを扱う業界であればアクアに関係なく必然的に考慮している安全面のひとつではありますが、ヤフオクLEDの場合、元々UV素子を載せることを考慮していない筐体であるためか、あるいは冷却効率を稼ぐことしか考慮されていないためか、はたまた目眩ましによって光量評価を錯覚させるため(曝)か、常にヒートシンクの隙間から横に光がジャジャ漏れの状態であり、ここへUV素子を乗せれば、当然UV漏れが懸念されます。

光が漏れる構造のランプ

UV漏れの無いランプとヤフオクランプのUV漏れの比較

実際、ランプ点灯時にヒートシンクの真横にUV計を向けると弱いながらもUVが漏れているのが判ります。具体的には、今回の改造品の場合で、ランプ正面のUVピーク値が35.7μW/cm2 (90°レンズ/10cm)に対し、側面のUV漏れは0.7μW/cm2、しかも斜め後ろでは1.0μW/cm2を超えるポイントもありました。もし別のレンズを組み合わせたり、素子の位置や数が変わることで、この値は更に変化するかも知れません。これは本来、光の漏れないランプの正面レンズ経由のUVだけなら、仮に視点がレンズに向いても、ビーム角の外からでは目に入るUV量も限られると思われますが、ヤフオクLEDのように真横から光が漏れる場合は、LED素子からの直接光やレンズ裏で乱反射した光を直視してしまう形になるので、万一不用意に見つめてしまうと目への影響が心配されます。また、目に関しては、なるべくランプから視線を外すことである程度は回避できますが、UV-A(315-400nm)は体に長時間浴び続けることで健康に悪影響を及ぼす場合があるため、水槽の横で長時間作業する場合なども、多少でもUV被爆の蓄積が懸念されます。

実機によるUV漏れチェック

私は医者ではないのでこの値が目や体に与える影響の度合いを量ることはできませんが、少なくとも元々搭載されていなかったUV素子を勝手に換装した責任は自分にあるので、皆さんもUV素子をヤフオクランプに載せる場合には、十分に理解した上で、くれぐれも自己責任でお願いします。もし少しでも不安があれば、この改造は控えてください。

太陽やメタハラなどはLEDよりも何倍も強いUVを発していますが、そもそも光源自体が眩しいのでUVを含め光源を長時間凝視することはありえません。しかし、LEDには単色のUV素子があり、それ自体は眩しくありません。よって、知らず知らずか、あるいはうっかりと見つめてしまうケースも危惧されます。特にお子さんがいる家庭では十分な配慮が必要です。

最後に、子供騙しではありますが、このUV漏れを簡易的に軽減する方法を紹介します。放熱性の確保とは相反しますので、何パターンか色々と模索したり、別途ファンを併用する等の工夫をお願いします。
その名も、アルミホイルグルグル大作戦♪(笑)
ちょうどUV漏れの幅に合わせて薄く切ったアルミホイルをグルグル巻いてみました!

短冊状に切ったアルミホイルを簡易的に巻いてUV漏れを軽減するテスト

うふふ。これで一安心♪
数cm程度の幅なら問題ないと思いますが、ファンを併用するなど自己責任でね。

追記:
ヤフオクには、この筐体に初めからUV素子を搭載したモデルも各社から販売されているようですが、素子の製造元、発光スペクトル、放射束強度、素子数等が不明であるため、どのモデルからどれだけのUVが漏れているのか、実際に測ってみないと判りません。
今回僕が使用したUV素子はLedEngin社の5W対応素子で、1~2W駆動でもかなりの放射束を出力する高効率の素子です(参考:LedEnginとノーブランドのUV素子比較)。しかも今回、365nmと400nmを1ヶずつ計2ヶ使用しているため、結果的にヤフオクLEDのノーブランドのUV素子より、遥かに大きなUV漏れが起こっている可能性も考えられます。逆に言えば、ヤフオクLEDのUV漏れは畏るるに足らない、かも知れません。
と言う考察もできつつ、実は逆のパターンも考えられます。それは、LedEnginのビーム角は85°、ノーブランドの多くは120°~140°です。そう、横に漏れやすいのはどっちだ?と言う話です。。。
どなたかUV入りのランプをお持ちの方、UV漏れを測ってみていただけません?

追記2:
先日、別の記事のコメントにも示したある機関の実験結果について、ここでも紹介しておきます。以下、Tetsuo氏に向けた僕のコメントからの抜粋です。

(中略) ランプの真横からUVがジャジャ漏れの構造ですからね(汗)
勿論、前面レンズ越しのビーム角のような指向性は無いから、素子からの直接光や内部で乱反射したUV光が直接的に目に入ってくるので、長期的に見た場合の 眼球へのUV被爆量(厳密には400nm以下は水晶体により護られるため、400nm~410nmが危険域)が心配です(ランプ前面ならビーム角があるの で、その外から見る分には光強度は微小)。勿論、メタハラや太陽光の方が何倍もUV量は多いんですが、それらは眩しいので無意識に瞳孔が閉じますが、 LEDのUV素子はUVを単波長で出力するので眩しくありません。(中略)

参考:
http://www.nichigan.or.jp/member/journal/nggz/10510.jsp
日本眼科学会雑誌 Vol.105 No.10 青色発光ダイオード光による網膜障害

要約:
青色LED(460nm/1.2mW)をレンズで集光しアカゲザルの網膜へ3mm径の面積で照射。
一日12分、23分、34分、40分、45分、90分の照射で30日間実験。
23分以内異常無し、34分以上で過螢光発生、90分で網膜細胞壊死・メラニン消失。
結論、青色LEDでは28.8J/cm2 以上の照射で網膜障害発生。

青色LEDでさえこの結果ですから、更に高エネルギーの400nm前後だとどうなるのか?

ノーブランドUV素子とは言え放射強度は100mWはある(集光して無いとは言え上記実験の80倍以上ある)し、ヤフオク24Wは1.5W駆動ですから、もう少し高くなります。しかも搭載してる素子は1ヶじゃないし。。。
(中略)

販売元や製造元がこのUVの横漏れに関して安全試験や検証をおこなっているのなら、その結果を示せば良いと思います。いくら製品説明で「UVは直視しないように」と謳っても、横漏れしてたら勝手に目に入っちゃいます(苦笑)。ユッケみたいな事故が起こってからでは遅いですからね。

このエントリーをはてなブックマークに追加

こちらのエントリーもどうぞ♪


コメントとトラックバック

  1. 1. クニ 2011/05/27 12:14

    ブルーハザードの問題提起はすごく大事だと思います。
    UV-A(320~400nm弱あたり)は水晶体に吸収されて眼底(≒網膜)には1~2%しか届かないとは言え、直視しないほうがいいです。
    また、UV-Aと言えども長時間の直視は水晶体への損傷蓄積から白内障の原因になる場合もあります。
    アクア関係のLEDは実際のところは400nm以上の可視光(紫)と思われますが、1Wの365nmあたりのLEDになるとレーザクラス3Bに相当します。
     ※クラス3B:レーザの直視は常に危険、拡散光の観察は通常安全(注:拡散光の安全な観察条件は、拡散スクリーンと角膜との最短距離13cm、最大観察時間10秒)
    なので、エイジさんも実験で使われるときは気をつけられたほうがいいですよ。
    1~3Wの可視光LEDはクラス2に相当します。
     ※クラス2:波長レンジが400~700nm範囲の可視光放射レーザ。通常、まばたきを含む反感応答で目への保護が達せられる。
    とは言え、直視しないほうがいいに決まっているので、人の目に直接光が入らないような取り付けが大事だと思います。
    LEDは指向性が高い上に、アクア照明の場合は通常60~90°あたりのレンズを装着していると思われますので、それを意識すれば問題ないかと思います。
    背の低いお子様がおられ心配なご家庭では、お子様が直視されないようUV-LEDは水槽背面側に向かっての照射を心がけられたほうがいいと思います。
    横漏れ光が心配な方は、筐体カバーを分解し、レンズの周囲にUVカット塗料を塗るのも一つの方法かと思います。
    横漏れ光は実測値が数μW/cm2ということですので、実質的な影響は小さいと思われますが、アクア業界全体がLED照明を販売するにあたって生体安全をどの程度意識しているかについては、正直、疑わしい面も多いです。
    ユーザー側が、このようなことを知っていれば自己防衛なり、承知した上での購入・改造も出来るんですが、ほとんどの方はご存じない話じゃないかと思います。
    取扱説明書や製品への警告表示も十分とは言えない状況と思われますので、今回の問題提起そのものがすごく重要だと思いました。

  2. 2. Tank 2011/05/27 12:46

    どもです。
    ヤフオク24W UV付き 送りましょか?

  3. 3. エイジ 2011/05/27 21:05

    クニさん、ども。

    さすが専門の方の意見は説得力が違いますね(汗)

    僕もなるべく腫れ物を触るように作業してるつもりですが、なにぶん痛みも辛さも何も無いので、体への影響がサッパリ量れませんね。。。振り返れば、ここ1~2年で元々持ってた飛蚊症が最近やけに目立ってきたのも、そう言えばちょうどLEDで遊び始めた時期と一致するなぁ~と、ふと気づきました。まさかとは思っても、否定は出来ませんし、あるいはビンゴかも知れません。

    仰るように、ランプの通常の照射光に対しては、これはビーム角によってある程度のバリアが成されているので、直接ランプの下に潜り、ビーム角の範囲内に於いて光源を見上げない限り、ほとんど影響は受けないと思います。しかし、横漏れ分については、これは人間の目の位置・視野に大きく交差する範囲にあるため、不用意に目に入ってきます。これが最も危険な部分だと思われます。

    今回の各参考値はあくまでも僕の改造ランプを元に測定した値ですから、厳密には該当ランプで再度測定しなおす必要があります。確かに僕の改造品の測定ではμW/cm2レベルでしたが、これはあくまでも400nm以下の「UV」としての値であって、400nm~450nmの本当の危険域の値ではありません。よって、ここを測れば更に大きな値になることは必至です(測定器を持ってないけど)。また、ランプへの搭載条件が多岐に渡る点や、医療的見地を得てない現状では、どのみち結論を出すことは出来ませんね。むしろ関係者は結果を恐れて、今更触れたくない話題だと考えているでしょう。こういうのは結局、事故でも起きて行政が動き出さないことには、業者を統制することはできないんでしょうかね。僕の警鐘なんて、ブログネタのひとつでしか無いのかな。。。

    だから、クニさんの仰るように、我々が個人レベルで対応していくしかありません。
    とりあえず、水槽の上に照明を囲むようなガードを設置するなり、ランプ個別にアルミホイルを巻くなり(但しファンを当てる)、とにかく弱い子供が犠牲にならないようにして欲しいです。これについてはまた僕も何か妙案が浮かべば随時紹介していこうと思います。

    Tankさん、
    お借りできるならしばらくお預かりして色々調べてみようかしら?
    またメールします。

コメントフォーム



コンテンツ

スペクトラ LEDスペクトラ解説