Синие светодиоды: мода против здравого смысла
Тоска зеленая, бессонница синяя
На протяжении уже нескольких лет синие индикаторы являются одним из наиболее модных и распространенных украшений самых разнообразных устройств — начиная от портативных медиаплееров и мобильных телефонов и заканчивая компьютерами и системами домашнего кинотеатра. Однако у многих пользователей синее сияние вызывает раздражение и дискомфорт. Как выяснилось, проблема вызвана отнюдь не различием вкусов и личных пристрастий, а вполне объективными причинами.
Голубая мечта
Сегодня синие светодиоды встречаются практически везде: в компьютерах и периферийных устройствах, бытовой технике, автомобилях, мобильных телефонах, портативных медиаплеерах и т.д. Почему же именно синий цвет в одночасье стал таким модным? Чтобы ответить на этот вопрос, совершим небольшое путешествие во времени: перенесемся в недавнее прошлое — последнее десятилетие XX века.
Работа по созданию светодиодов, способных излучать синий свет, продвигалась с большим трудом. Инженеры никак не могли сдвинуться с мертвой точки. На протяжении уже двух с лишним десятилетий серийно выпускались светодиоды красного, зеленого, желтого и янтарного цветов. Однако синий цвет стал для разработчиков полупроводниковых приборов настоящим камнем преткновения.
Первым найти решение этой, как уже казалось, абсолютно невыполнимой задачи удалось японскому инженеру Шуджи Накамура (Shuji Nakamura). Он понял, что главная ошибка его коллег состоит в том, что они пытаются адаптировать для изготовления синих светодиодов технологический процесс, который уже длительное время применяется для производства аналогичных приборов с красным, желтым и зеленым свечением. Чтобы не наступать на те же грабли, Накамура начал решать задачу с чистого листа и в результате разработал совершенно новую технологию, которая позволила не только получить светодиоды столь желанного синего цвета, но и значительно повысить яркость излучаемого этими полупроводниковыми приборами света.
Разумеется, освоение любой новой технологии сопряжено с определенными издержками. На первых порах производство синих светодиодов было значительно более сложным и дорогостоящим по сравнению с хорошо отлаженным технологическим процессом, применявшимся для изготовления аналогичных компонентов, излучающих красный или зеленый свет. А следовательно, синие светодиоды были значительно дороже красных, зеленых и желтых.
Как это уже не раз бывало в истории человечества, длительный период ожидания в сочетании с дороговизной и сложностью изготовления стали причиной того, что синие светодиоды моментально попали в разряд ультрамодных аксессуаров. Кроме того, начало серийного производства синих светодиодов совпало с наступлением нового тысячелетия, что оказалось весьма символичным. В 2000 году в продаже появились серийно выпускаемые устройства, оснащенные синими светодиодами. Синяя подсветка сразу же стала признаком престижа, «крутизны» и принадлежности к высоким технологиям. Дизайнеры, занимающиеся созданием внешнего облика электронной техники и компьютеров, в тот период были практически поголовно помешаны на синем свечении.
Впрочем, волна «синего сумасшествия» затронула не только дизайнеров. Три-четыре года назад «продвинутых» отечественных автовладельцев охватила самая настоящая эпидемия: синие лампочки и светодиоды устанавливали вместо штатных габаритных огней и указателей поворота, использовали в качестве украшений форсунок омывателей стекол и даже выхлопных труб. К счастью, эта уродливая мода быстро прошла — отчасти потому, что экстравагантная синева за год-другой многим успела надоесть, а отчасти из-за введения штрафов за несоблюдение технических требований, предъявляемых к внешним световым приборам.
Надо сказать, что подобные парадоксы возникали и раньше. Достаточно вспомнить середину XIX века — начало промышленной добычи алюминия. На первых порах технологический процесс был очень дорогим, и соответственно цена этого материала была чрезвычайно высокой. Например, в 1852 году килограмм алюминия оценивали примерно в 1200 долл., что заметно превышало удельную стоимость золота! Неудивительно, что в то время изделия из алюминия (в частности, посуда и украшения) ценились значительно выше товаров, изготовленных из благородных металлов, — даже несмотря на низкую прочность и невзрачный вид.
Но вернемся в начало нынешнего столетия. Потребовалось не так много времени, чтобы отладить технологию производства синих светодиодов. Благодаря значительному росту объемов производства этих комплектующих цены на них стали постепенно снижаться. По мере того как синие светодиоды становились более доступными, они все чаще использовались в самых разных устройствах. И вот тут-то появились проблемы.
Синяя роза — эмблема печали
Как оказалось, далеко не все пользователи разделяют взгляды дизайнеров, одержимых идеей осчастливить прогрессивное человечество завораживающим синим свечением. По данным опросов, многих покупателей электронных устройств яркие синие светодиоды настолько раздражают, что люди предпочитают заклеивать их или даже обрезать идущие к ним провода. Вот что рассказал нам один из владельцев USB-концентратора с синим светодиодным индикатором: «Каждый раз, когда это устройство попадало в поле зрения, у меня возникало такое ощущение, что в глаз впивается острая игла. Это происходило даже в тех случаях, когда устройство располагалось сбоку, а исходящий от него синий свет воспринимался исключительно периферийным зрением. В конце концов мне это надоело, и я закрасил злополучный светодиод черной краской».
Кстати, аналогичная история произошла весной этого года в нашей тестовой лаборатории, когда мы сравнивали акустические системы для ПК (см. публикацию «Акустика для ПК: 2.0 или 5.1?» в № 5’2007). Всего за несколько минут работы яркий синий светодиод, направленный точно в правый глаз, настолько надоел, что от греха подальше его заклеили лейкопластырем до окончания испытаний.
Почему же такие проблемы возникли именно с синими светодиодами? Неужели синий настолько отличается от других цветов — красного, зеленого или желтого? А ведь и в самом деле отличается — по крайней мере, с точки зрения нашего с вами восприятия.
Физиологи утверждают, что синий свет вызывает большее зрительное напряжение и более утомителен для глаз по сравнению с другими цветами. А, как уже было упомянуто, из-за использования принципиально иной технологии изготовления синие светодиоды примерно в 20 раз ярче, чем зеленые, красные или желтые. Есть и другие объективные факторы.
Эффект Пуркинье
Синий свет кажется более ярким в условиях слабой освещенности — например ночью или в затемненном помещении. Это явление называется эффектом Пуркинье и происходит вследствие того, что палочки (чувствительные элементы сетчатки глаза, воспринимающие слабый свет в монохроматическом режиме) наиболее чувствительны к излучению сине-зеленой части видимого спектра. На практике это приводит к тому, что синие индикаторы или эффектная подсветка устройства (например, телевизора) нормально воспринимается при ярком освещении — например когда мы выбираем подходящую модель в демонстрационном зале супермаркета. Однако тот же индикатор в полутемном помещении будет гораздо сильнее отвлекать от изображения на экране, вызывая сильное раздражение.
Эффект Пуркинье проявляется и в том случае, когда источник света находится в зоне периферийного зрения. В условиях средней и слабой освещенности наше периферийное зрение наиболее чувствительно к оттенкам синего и зеленого цветов. С точки зрения физиологии это имеет вполне логичное объяснение: дело в том, что на периферийных участках сетчатки сосредоточено гораздо больше палочек, чем в центре. Таким образом, синий свет способен оказывать отвлекающее воздействие даже в том случае, если взгляд в данный момент не сфокусирован на его источнике.
Таким образом, наличие синих светодиодов на панелях мониторов, телевизоров и других устройств, которые используются в затемненных помещениях, является серьезным конструктивным недостатком. Однако из года в год разработчики большинства компаний повторяют эту ошибку.
Не в фокусе
Глаз современного человека может различать наиболее тонкие детали в зеленой и красной частях видимого спектра. Но мы при всем желании не способны столь же четко различать объекты синего цвета. Наши глаза просто не могут нормально сфокусироваться на синих объектах. Фактически человек видит не сам объект, а лишь размытый ореол яркого синего света. Это объясняется тем, что длина волны синего света меньше, чем у зеленого (под который «оптимизированы» наши глаза). Вследствие рефракции, наблюдающейся при прохождении через стекловидное тело глаза, проецируемый на сетчатку свет разлагается на спектральные составляющие, которые из-за разницы в длине волны фокусируются в различных точках. Поскольку наилучшим образом глаз фокусируется на зеленой составляющей части видимого спектра, синяя оказывается сфокусированной не на сетчатке, а на некотором расстоянии перед ней — в результате мы воспринимаем синие объекты несколько размытыми (нечеткими). Кроме того, из-за меньшей длины волны синий свет в большей степени подвержен рассеянию при прохождении через стекловидное тело, что также способствует возникновению ореолов вокруг синих объектов.
Чтобы рассмотреть детали объекта, освещенного исключительно синим светом, придется сильно напрягать глазные мышцы. При выполнении подобных «упражнений» на протяжении длительного времени возникает сильная головная боль. В этом может убедиться на собственном опыте любой обладатель мобильного телефона, оснащенного клавиатурой с синей подсветкой. В темноте различить символы на клавишах такого аппарата значительно сложнее, чем на трубках, оснащенных зеленой или желтой подсветкой.
Медики установили, что центральная область сетчатки глаза имеет пониженную чувствительность к синей части спектра. Как полагают ученые, таким образом природа сделала наше зрение более острым. Кстати, об этом свойстве зрения осведомлены охотники и профессиональные военные: например, для повышения остроты зрения в дневное время снайперы иногда надевают очки с желтыми стеклами, отфильтровывающими синюю составляющую.
Тоска зеленая, бессонница синяя
Неблагоприятное влияние искусственного синего света на наш сон — это не гипотеза, а доказанный научный факт. Результаты многочисленных экспериментов свидетельствуют, что синий свет способен изменять ход внутренних биологических часов человека, вызывая нарушения режима сна.
Своеобразная реакция наших глаз и мозга именно на синий свет является одним из следствий эволюционного процесса, в ходе которого организм человека адаптировался к естественным условиям жизни в природной среде нашей планеты. Как известно, под действием синего света в крови снижается уровень мелатонина («гормона сна»), играющего ключевую роль в регулировании цикла сна. Если говорить упрощенно, то, когда уровень мелатонина в крови высок, человек засыпает, а при снижении содержания этого гормона до определенного уровня — просыпается. Таким образом, синий свет является своеобразным природным будильником, возвращающим к бодрствованию многих животных, когда небо окрашивается в синий цвет после восхода солнца.
Как показали медицинские исследования, излучения даже одного ярко-синего светодиода оказывается достаточно для того, чтобы привести в действие этот природный механизм и снизить уровень мелатонина. Иными словами, установка в спальне будильника или музыкального центра с синей подсветкой — далеко не самая удачная идея. Многие физиологи считают, что негативное воздействие на наш сон может оказать «доза» синего света, полученная от мощной энергосберегающей лампы с «холодным» свечением, экрана телевизора или монитора ПК даже за пару часов до отправления ко сну.
Однако нарушения сна — это еще далеко на самое страшное последствие передозировки синего света. Некоторые исследователи полагают, что систематическое воздействие даже очень слабого источника синего света во время сна может привести к ослаблению иммунной системы и таким образом отрицательно повлиять на здоровье. Ученые собрали уже большое количество данных, косвенно свидетельствующих о том, что в группах людей, подверженных хаотическому воздействию синего света, не связанного с естественными циклами чередования дня и ночи, количество больных, страдающих онкологическими заболеваниями, превышает среднестатистические показатели. Впрочем, пока это лишь гипотеза.
«Синих» — с глаз долой!
Еще несколько лет тому назад производители оборудования начали получать от покупателей жалобы на дискомфорт, который вызывают ярко-синие светодиоды. Однако, по большому счету, воз и ныне там. Лишь единицы прислушались к гласу народа и изменили свой подход к дизайну. Например, представители компании Logitech недавно сообщили, что в конструкцию ряда проектируемых продуктов были внесены соответствующие изменения. К сожалению, в большинстве своем производители не видят (или не хотят видеть) в этом серьезной проблемы и продолжают регулярно выбрасывать на рынок устройства, усеянные ярко-синими светодиодами.
Что ж, пока мода одерживает верх над здравым смыслом, пользователям придется самостоятельно позаботиться о своем комфорте и здоровье. Мы же присоединяемся к группе противников ярко-синих светодиодов и приводим во врезке несколько советов для тех, кто хочет избавить себя и своих близких от навязчивой и потенциально небезопасной иллюминации. Доверяйте своим ощущениям и будьте бдительны: синие светодиоды действительно могут представлять угрозу для вашего здоровья.
 |
|
