分享

[设计师谈]LED,光与生物安全

 谁与争feng 2012-06-18

[设计师谈]LED,光与生物安全

2011/10/28 作者:ledth 来源:新世纪LED网

导读:近几年,LED照明的发展呈现出热火朝天的场面。和其它光源一样,LED的光辐射理论上也能对人体造成危害。伤害主要发生在人的眼睛和皮肤,如皮肤和眼睛的光化学危害、眼睛的近紫外危害、视网膜蓝光光化学危害、视网膜无晶状体光化学危害、视网膜热危害和皮肤热危害等,而两者之中更容易受到伤害的是眼睛。

标签:LED照明  LED显示  炫光  光污染  生物安全  

  在LED被公认为未来最佳光源的时候,近日业界却频频爆出LED的光害问题。作为一种新型的光源,LED照明近年来在技术及应用方面均取得了飞速的发展。与此同时,LED光源对人体健康的安全性也受到越来越多的关注。LED作为一个健康照明的载体将会更广泛的应用到我们的生活中,那么在不同的使用场合,如何确定LED的安全性? 对于LED健康照明,有没有一个量化的标准?如何利用健康照明的研发结果真正与市场结合,并科学引导企业开发更加安全、健康的LED照明产品?此种种问题引起业界深思。

  警惕LED眩光对人体的危害

  晴朗夜晚,抬头便能看到银河,满天繁星闪烁,让久居于城市之中、看惯五色灯光的人们产生心灵的震撼。此情此景,如今在一些大城市也许已不复存在。人类过度使用照明系统产生了诸多问题问题,最显而易见的影响是城市夜空里的星星被众多大厦的灯光所覆盖而消失。这让关于宇宙的研究受影响,生态平衡遭破坏、人类健康受损。

  近几年,LED照明的发展呈现出热火朝天的场面。和其它光源一样,LED的光辐射理论上也能对人体造成危害。伤害主要发生在人的眼睛和皮肤,如皮肤和眼睛的光化学危害、眼睛的近紫外危害、视网膜蓝光光化学危害、视网膜无晶状体光化学危害、视网膜热危害和皮肤热危害等,而两者之中更容易受到伤害的是眼睛。此外,LED也能引起眩光危害。眩光就是在视野中由于亮度的分布或范围不适宜,或在空间或时间上存在着极端的亮度对比,以至引起不舒适和降低物体可见度的视觉条件,眩光是评价照明质量的最重要因素之一。

  造成光污染的光辐射中常见的是眩光。眩光是指在视野内有光亮度范围不适宜,在空间或时间上存在着极端的光亮度对比,以致引起不舒服或降低可见度的视觉现象,玻璃幕墙的光污染就是由于其反射太阳光、灯光等光线过强造成眩光。眩光使人的视力下降并迅速疲劳,日常生活中的眩光污染有很多,如夜间迎面而来的汽车前灯的眩光会使受到光刺激的司机和行人控制力降低,很容易发生危险等。

  辐射危害已被世界卫生组织列为继“空气、水、噪声”外的人类所面临的第四大环境安全问题。光辐射是辐射的重要组成部分,它的紫外线辐射和蓝光辐射对人体的危害尤其显著。近几年来,随着LED技术的发展,LED芯片的辐射亮度大幅度提高,光束越来越窄,再加上LED紫外和蓝光波段芯片的广泛应用,使得LED光辐射危害成为一个不容忽视的问题。LED光辐射危害主要体现在眼睛的近紫外辐射损伤、视网膜蓝光的光化学损伤和辐射的热损伤等方面。

  记者从负责光电检验的专家处了解到,“光生物安全”检测不合格的灯具可能将人照伤,还可能伤害人的眼睛。特别是利用蓝光或者紫外光发光的LED灯,更容易出现泄漏蓝光或紫外光对人体造成伤害的问题。目前欧盟已经强制要求LED灯进行光生物安全检测,专家呼吁国内也应引起重视。

  广州科柏照明设计有限公司设计总监徐庆辉谈到:“理论上,所用类型台灯中,LED台灯对孩子的健康(不单单指眼睛)伤害最小,甚至可以说没有伤害。当然,前提是一定要用正规品牌厂家生产的合格的、通过国内CCC认证或国外UL、CE等类型安全、电气认证的LED台灯。如果用假冒伪劣LED台灯,不如不用!”

  LED广告屏亮度"超标"引危害

  目前,随着各大城市LED显示屏如雨后春笋般竖立在街头巷尾,随着而来的LED显示屏光污染的问题越来越严重,各政府部门也抓紧出台相关政策减少光污染危害。

  上海第十人民医院眼科准分子激光科主任告诉我们,亮度过高的LED显示屏幕可能给人眼带来两种伤害,一种是当人眼受到高亮度炫光的刺激时,眼睛瞳孔缩小,眼睛会明显感到不舒服,另一种是屏幕一闪一闪,光频率太高,会对人眼视网膜的黄斑产生严重影响,长期损伤甚至引发黄斑变性,尤其是老人和小孩,不要让他们总是盯着这些显示屏看,对眼睛肯定是有伤害的。

  大型巨型显示屏是公众媒介,有公益类、广告类、指示类等。我们在选择播放的内容时,必须是与公众要求达成一致,避免拒看心理。这也是防治显示屏光污染的一个重要方面。

  回顾二十多年LED的发展里程,LED一直被指为未来照明行业的前途。虽在集群式运用的LED大型巨型显示屏幕上因为在设计上的考虑和运用上的要求的确造成了一定程度的彩光污染,但这种矛盾是必然存在的,且是无法完全根除的。只有采用技术手段和政策法规最大限度减低彩光污染,协调广告商的需求和民众的观看心理。

  鉴于LED显示屏光污染对人眼的严重危害,上海、北京、广州等大城市率先出台了相关政策,制止光污染的发生。业内人士建议,政府有关部门应加强审批限制,经营单位也不要盲目“圈地”,应坚持行业自律原则,保证整个LED行业健康、长足发展。

  LED显示屏光污染的问题确实需要尽早改善,这不仅需要政府部门相关政策的保障,还需要LED显示屏广告商的竭诚合作,除此之外,LED显示屏业内人士也应积极研发技术创新,早日在技术上解决光污染问题,让LED显示屏发挥更大的优势。

  (3)多折面式配光

  LED光线具有良好的方向性,为获得较好的道路配光,分别设计各组的 LED投射方向负责照射各自区域,较为简单的方式是采用V字型面方式。在多折面式配光设计时,路灯中各组的大功率LED分别安装在不同平面上,通过调整各组相对角度来获得路灯的光输出特性和近似矩形照明效果,满足道路照明标准中的要求。图7(c)为多折面式LED路灯示意图。

  (4)反光杯式配光

  通过LED反射器的设计来获得路灯灯光的输出特性。为单个LED单独设计XY轴方向非对称的反射器,此方案类似于平面式配光,不同的是使用自由曲面反光器,使其获得光输出接近于“蝙蝠翼”形,设计多个反射器并排列同样可以得到较好的道路照明效果。

  2.4 LED路灯配光方案分析

  无论采取何种技术手段或方案,就LED路灯配光来说,其光输出特性满足夜间道路照明标准要求,该技术或方案具有良好的使用价值。上述配光各有优缺点,如表2所示。一种LED路灯配光方案往往需要进行多次配光的组合和反复设计,以达到道路照明的标准。如LED一次配光(透镜封装)和灯具的二次配光的组合、 LED的二次配光单元和灯具的三次配光的组合、LED路灯的反射器二次配光等。


表2 配光方案的对比

  目前,功率型白光LED正朝着单片大功率的方向发展,由于芯片散热瓶颈制约,采用多芯片组合封装的单片大功率LED的散热相对困难,光效相对较低。

  所以,综合考虑封装、散热、光效、显色等因素,通常选择单个LED功率在1瓦至数瓦、光效为90~100lm/W的产品,通过多粒阵列混联方式来达到总体功率要求,LED路灯配光方面则通过在同一平面合理排列具有较好一次配光的LED,并对该平面的LED整体应用自由曲面光学元件(透镜或反光杯)进行二次配光,以达到道路照明配光要求。该方案减少了LED路灯总体的配光次数,即减少了LED输出光的损失,提高了灯具的效率;简化了灯具的相对设计、加工难度;保证了路面均匀度、照度、光型;便于整体设计。

  因此该方案具有良好的研究前景。

  LED路灯配光设计是LED道路照明应用的关键之一。本文主要分析了LED路灯的配光方案,对各方案的优缺点进行了比较,认为基于自由曲面光学元件的配光设计方案具有良好的发展前景。 LED路灯的配光在LED道路照明中具有重要意义。随着LED技术的不断发展,LED路灯应用于道路照明的前景将更加广阔。

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多