LED照明產品光生物安全的 5 個結論

文章來源:恒光電器

發布時間:2015-11-29

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光生物安全問題包括紫外光、可見光和紅外光輻射對人體眼睛和皮膚等器官危害。人眼構造十分復雜且自身修復能力較弱，對光輻射最敏感而易受傷，過強的藍光容易引起視網膜上的感光細胞和色素上皮細胞的光化學危害。

目前制造白光LED的主流技術途徑是利用LED芯片發出的藍光激發涂覆其表面的黃色熒光粉轉化后混合形成白光。另據國內外的報道及對市場上LED產品的試驗研究和危害評估，恒光電器，現有LED照明產品的光輻射還不足以造成皮膚和眼睛的紫外危害、眼睛近紫外危害、視網膜熱危害。

目前的研究和IEC 62471國際標準認為200～400nm藍光對人眼視網膜的光化學反應影響最為明顯，顯然LED燈的光生物安全危害主要表現為藍光危害。 隨著LED技術不斷突破、LED產品成本大幅度降低、LED燈使用的迅速推廣，LED燈的光生物安全問題必須引起重視和研究。目前，室內照明用LED照明產品主要有臺燈、球泡燈、天花燈(平板燈)、筒燈、射燈(PAR燈)等，本文以這些產品為研究對象，分析光生物安全的影響因素，并通過設計不同的研究方案，對LED產品光生物風險展開前瞻性分析。

研究方案

1)分析所用的光生物安全測試系統如圖1所示， 包含以下主要設備： 視網膜輻射亮度計、輻射安全測量光譜輻射分析儀、分布式光度計、全數字照度計等。

2)從生產企業和市場上采集五種產品的樣品各10個樣本進行光生物安全的檢測，其中球泡燈使用量最大，采集樣品20個，根據我國光生物安全標準進行測試。通過對五種產品的檢測發現有光生物安全的分布情況。對顯著存在光生物安全風險的產品繼續擴大采樣量，發現這些產品光生物安全嚴重程度。

3)以IEC 62471《燈和燈系統的光生物安全》和GB／T 20145-2006《燈和燈系統的光生物安全》規定測試方法進行數據測試，并逐一分析色溫、光束角、燈的透光罩等影響光生物風險值的各種光學因素，提出產品使用和改進建議。

4)對現有測試方法進行優化，基于仿真LED燈實際使用環境，設計一種參考人體與LED距離的測試分析方案，行業資訊，對LED燈光生物安全風險進行更嚴格分析。

不同的LED室內照明產品的光生物安全情況

2.1 五類產品光生物安全檢測結果(表1)

從檢測結果可以看出， led亮化工程，LED球泡燈、LED臺燈、LED平板燈等室內照明產品，光生物安全測試結果良好，均是無危險等級。光生物安全1類危險主要發生在LED筒燈和射燈中。但由于樣本數量較少難以獲得可靠的統計結論，故我們增加LED筒燈和射燈兩種產品的樣本數，進行補充檢驗。

2.2 射燈和筒燈的光生物安全情況分析

根據以上檢測結果，增加樣品的采樣率進行檢測和統計，結果如表2所示：

檢測結果發現，LED射燈樣品的1類危害比例達到65％ ，LED筒燈樣品的1類危害比例也達到35％ 。根據我國現行使用的燈的光生物安全檢驗標準和方法，在各種實驗樣本中，戶外照明，LED射燈與筒燈這兩種類別LED產品危害等級更為顯著。

射燈和筒燈藍光危害的影響因素

筒燈和射燈通常在照明場合中起到裝飾修飾功能，商業照明，出于美觀和特定照明方向的的考慮，這兩類燈在工藝上一般具有如下特征：燈具經過二次配光，在光源前端需使用不同類型透光罩；顏色豐富， 白光區分度大，設計，包含3000K～6500K之間多個色溫區間。根據這些特點，從色溫、半峰光束角、透光罩等方面進行光生物安全分析。

3.1 色溫與藍光危害的關系

從表3可以看出，色溫低于5000K時，CCC認證，90％ 的LED筒燈、90％ 的LED射燈光生物安全等級是無危害；色溫高于7000K時，約65％ 的LED筒燈、射燈光生物安全等級達到1類危害。統計結果表明藍光危害更易發生在色溫較高的LED產品中。

3.2 半峰光束角與藍光危害的關系

目前常用的LED燈其光束角有多種類型：有的屬于二次配光設計的窄光束LED燈，有的是未進行二次光學設計因而接近自然發光的朗伯體光分布(較大光束角)LED燈。這些不同類型光束角的LED在光強分布上不同，在藍光風險等級上也不同，醫院led照明， 只有通過統計才能發現兩者是否有相關性。

用分布式光度計測試了LED筒燈和射燈的半峰光束角，恒光電器,照亮您的生活，將40只被測樣品的光束角和藍光風險等級進行統計(如圖2所示)。圖2表明，恒光，藍光風險等級呈現以下特征：1#～17#樣樣品光束角≥50°，但光生物安全的等級幾乎都是無危險，18#～40#樣品光束角在15°-40°，23只樣品中有19只樣品(82％) 的光生物安全的等級達到1類危害。數據充分表明，在其他條件相同的情況下，LED筒燈和射燈產品的光束角越小，發生藍光危害的可能性越大。

3.3 透光罩對藍光危害的影響

LED筒燈和射燈常用的透光罩有：聚光透鏡燈罩，磨砂燈罩，透明狀燈罩等，其本質是對光源進行二次配光的光學元件。我們對40只筒燈和射燈樣品分別測試了安裝有透光罩和拆除透光罩的輻射亮度兩組比較數據，結果如表4所示。

從表4可以看出，拆除透光罩后，燈具并不存在藍光危害。