LED照明蓝光防护技术

曹建泽++黄建民

摘 要：早期，人们及行业界都非常关注LED照明的节能及环保，忽视了LED照明带来的蓝光对人体及生物的危害，以及产生的光污染。本文详细的阐述了LED照明中的蓝光对人体视觉及非视觉功能的损害，及其产生的机理。通过对几种常见光线光谱中的蓝光占比的比较，提出了“健康光线”的标准。基于此方面的研究，从而提出了四种LED健康照明光源的研究方向及方法。

关键词：蓝光危害 视觉功能 健康光线 全纯合成连续光谱

中图分类号：TU88 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）10（a）-0045-02

1 国内外同类产品和技术情况

谈到LED照明，绝大多数人觉得它节能环保，即便有LED或医学专业人士谈及健康照明，也多只停留在视觉健康方面。网上也经常有人讨论“蓝光危害”，但也只停留在“护眼”层次。绝大多数人不了解，人眼除了有“视觉功能”外，现在还有“非视觉功能”，此功能于人类健康及繁衍至关重要。目前医学上已基本确定，夜间光线，尤其是光线中的蓝光波段，会通过人眼的非视觉细胞（ipRGC）影响褪黑素及皮质醇这两种最基本的激素的分泌，从而导致乳腺癌、糖尿病、肥胖症等；由于波长在446～477nm间的蓝光最能抑制人的松果体分泌褪黑素，即最有害健康。

谈到蓝光危害，CIE、AMA、ISO现在都紧张起来了，国家半导体照明工程研发及产业联盟（CSA）也高度重视，国内外已有相关机构开展相关方面研究。

如果用蓝光光谱面积与整个可见光面积之比来表示各式光线的蓝光危害程度，并以烛光为参照，即烛光的蓝光占比设为1，可得表1。

表1将显示屏的蓝光占比也列入了，现在各式液晶屏几乎都是用白LED背光，为的是警告当前的“低头一族”注意蓝光的危害。

什么是夜间健康光线？答案是“光谱向烛光（靠拢），时间均匀无频闪，空间均匀无炫光”。按此标准并参照表1，光谱最好的电照灯具还是以前的钨丝灯泡。可惜它不节能，且有正负20%幅度的频闪。

2 具体研究的内容和要重点解决的关键技术

用色温及显示指数来评估光线质量的技术标准已过时，应该用光谱来评价。图1是美国医学会（AMA）抨击的LED光谱图，目前这样的LED路灯全国各地均有。虽然节能，但光品质太差，而且AMA、ISO及CIE都认为会影响健康。

有了上述理念后，就可开发系列健康半导体照明产品，比如：低蓝光健康LED路灯、低蓝光健康LED台灯、低蓝光教室专用LED日光灯、军营专用LED日光灯、各种病房专用LED日光灯、健康LED小夜灯等，这些产品将恰到好处地使用蓝光。以健康台灯为例，研究的思路有4种：第一种是405nm紫光激发的RG全粉LED灯；第二种是450激发的全粉LED灯；第三种是微小芯片按482+510+545+（430+“O”粉+“R”粉）合成的LED灯；第四种是全纯LED合成连续谱，如表2所示。

第三种灯的蓝光可做到恰到好处，且偏离了对褪黑素影响最大的460蓝光波段，使用微小芯片及相应封装基板是为了混光均匀。总之，创新产品应健康实用，成本低，组织生产容易。在灯具单片机控制、褪黑素在线检测仪器，LED基板，眼科、生殖、生命、细胞分子生物等检测与新药方面，也可望取得一批创新成果。

参考文献

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