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LED灯具蓝光 | 专家解读

发布时间:2017-03-26作者:林静

光线进入人眼有两个视觉通道,一个是成像视觉通道(图1中的实线),另一个是生物钟和时辰的非成像觉通道(图1中的虚线)。在成像视觉通道上,LED灯具的蓝光可能产生视网膜的视觉危害。在非成像觉通道上,LED灯具的蓝光可能对昼夜节律产生影响。

图1人眼接受光线的成像视觉通道与非成像视觉通道

蓝光LED的波长在450nm左右,正好与人体的辰(昼夜节律/生物钟)节律一致,它有较强的使人分泌褪黑色素抑制剂的能力。褪黑色素的减少会使人兴奋,不入眠。长此下去会影响人的免疫机制。

图2是一个典型的5500K富蓝LED白光发射的光谱,用粗线描绘最大光谱能量波长在460nm区域,正好与人体对分泌褪黑色素抑制剂的光谱曲线相吻合,如此一来,长期相伴将影响人体正常的日出而作、日落而息的昼夜节律,因此限制500nm以下的蓝光能量,减少对人的昼夜节律的影响是非常重要的。

为了避免因使用富蓝LED灯具对人体健康可能存在的不利影响,室内LED灯具的色温不宜超过4000K。

LED灯具蓝光对人体昼夜节律的影响通常纳入到产品标准的性能指标中。

图2 富蓝LED白光光谱曲线与褪黑色素抑制剂光谱灵敏度曲线

重合表明晚上的富蓝LED白光是不利的。

LED灯具的蓝光是如何形成的?

为了得到稳定、可靠和简单的白光,目前最常用的方法是用发蓝色光的LED芯片激发黄色荧光粉。LED辐射出波长为450nm左右的蓝光,蓝光在这一过程中被分成两部分,一部分蓝光激发荧光粉发出波长为570nm左右的黄绿光,另一部分蓝光透射出来与激发荧光粉产生的黄绿光混合产生白光,如图3所示。

图3 蓝色LED芯片加荧光粉产生白光

色温是光源光谱质量最通用的指标。根据荧光粉的配比和成分,白光LED能提供色温在2700~6500K之间冷白、中性、暖白的全系列色温范围。

光源发射出来的光的颜色与黑体(是一种完全辐射体,呈黑色)在某一温度下辐射出来的光色相同时,黑体的温度称为该光源的色温。在黑体辐射中,随着温度不同,发出光的颜色各不相同,当黑体呈现由红—橙红—黄—黄白—白—蓝白的渐变过程,也就是色温由低到高的过程。“黑体”的温度越高,光谱中蓝色的成分则越多,而红色的成分则越少。例如,白炽灯的光色是暖白色,其色温表示为2700K,而日光色荧光灯的色温则是6000K。

自然界白天太阳光的变化正好代表了发光体的色温变化。早晨和傍晚的太阳光2000~3000K (暖白光);早晨8:00太阳光4000K (冷白光);中午左右太阳光5000~6000K (日光色)。

“暖光”的色温较低,而“冷光”的色温相对较高。色温提高后,蓝光辐射的比例增加,蓝光的含量随之增加。同时,亮度也影响蓝光的比例。

通常,2700~4000K的色温被称为低色温。5000~6500K的色温被称为高色温。高色温的白光因蓝光含量较高,又被称为“富蓝”白光。

?什么是LED灯具的蓝光危害?

由于LED光源具有发光面积小、亮度高的特点,而蓝光比其他光色的波长短,所以有更大的辐射能量,可能的辐射危害也比其他颜色的光线来得大。蓝光危害是指光源中的400~500nm蓝光波段产生的危害,如果一个LED灯具亮度过高的话,眼睛长时间直视发光体后可能引起视网膜的光化学损伤。蓝光危害程度取决于人眼在灯光下所累积接收的蓝光剂量。

根据每种伤害不超过曝辐限值的最长曝辐时间,将危害等级分为见下表中表示的四个级别:

目前有如下的几个规定:

(1)灯具不使用蓝光危害大于RG2的LED光源。

(2)室内LED灯具蓝光危害不大于RG1。

(3)对儿童用可移式灯具和电源插座安装的夜灯,不应超过RG1。

(4)对于特殊人群(如糖尿病人和光敏药物影响的人)或者可能处于直接注视LED灯具的特殊体位(如婴幼儿)情况,推荐使用RG0(无危险)LED灯具。

由此看出,考虑到人眼直视光源在较短的时间或瞬间对人眼造成的伤害,蓝光危害是当蓝光辐亮度达到标准规定的RG2或以上时才做考虑。

蓝光危害的考核通常纳入到产品标准的安全指标中。

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