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【摘要】LED 照明产品类型繁多，已经成为我们日常生活中的必需品，再加上其使用期限长、能源消耗少、可塑性强，得到了群众的认可和使用。但是，以蓝光为基础的LED 照明将会面临光生物安全问题。本文就结合LED照明产品的光生物危害，重点分析不同LED照明产品光生物安全风险，根据光生物安全风险的分析结果，探究LED蓝光危害的影响因素，具体内容如下。
【关键词】LED照明;光生物安全;风险;分析
现阶段，探究和IEC 62471国际标准认为，400～500nm蓝光将会对人眼视网膜的光化学反应造成一定影响，并且影响明显。由此可见，LED 照明灯的光生物安全危害具体展现为蓝光危害。随着LED 照明技术的快速发展，LED 产品成本下降，LED 照明灯使用频率升高，LED 灯的光生物安全问题应得到各界的关注。
一、LED照明产品的光生物危害
针对人体来说，光生物危害也就是指光辐射对皮肤、眼睛等影响。因为光辐射容易得到人体素质的吸收，并且具有一定穿透力，例如，不同波段紫外线穿透能力不同UVA波段，波長315～400nm，它有很强的穿透力，可以穿透大部分透明的玻璃以及塑料。所以，在光辐射环境下，将会给人的皮肤和眼睛造成损伤。针对强光照，人本能反应就是背光，但是对于部分特殊人群，如幼儿或者对光敏感的人群，需要思考LED 照明产品给这些人群造成的伤害[1]。
LED 光源一般为固态光源，其是依靠于两项技术发光，一个是由荧光粉转变的形式，另一个是由三基色混合后形成，其光谱为红、蓝、绿三种，组合比例不同，形成的光谱也会存在差异，如不同色温、显色指数等。
因为LED 照明机理在于芯片发出蓝光激发荧光粉，同时形成空间光谱，因此，白光LED 只需要思考可见光光谱范畴辐射即可，其中红外和紫外造成的伤害可忽略不计。在实际思考中，主要是以视网膜蓝光危害为主，这是由于在曝辐时间超过10秒后，蓝光导致视网膜危害远大于过热对视网膜造成的伤害[2]。所以，人们对LED 照明产品危害的关注以视网膜蓝光危害为主。
二、不同LED照明产品光生物安全风险分析
目前，室内照明使用的LED产品包含台灯、球泡灯、天花灯等。本文就以这些产品为探究对象，重点分析LED 照明产品的光生物安全风险，具体如下：
（一）分析方法
分析所用光生物安全测试系统见图1，其中包含以下设备，如视网膜辐射亮度计、辐射安全测量光谱辐射分析仪、分布式光度计等。
（二）分析流程
从身生产企业及市场中采购五种类型的LED照明产品，对其进行光生物安全检测，其中，球灯泡使用频率最高，采集样品20个。结合我国光生物安全标准进行检测。通过给对物种产品检测，了解其光生物安全分布情况，对发现光生物安全风险的产品进行扩大取样，评估这些产品光生物安全风险等级。
根据 GB/T20145-2006《灯和灯系统的光生物安全》相关要求进行数据监测，并逐步分析给色温、光束角等光生物风险带来影响的光学因素[3]。
三、光生物安全风险的分析结果
（一）五类产品光生物安全检测结果
根据上述监检测结果得知，LED 球泡灯、LED 台灯以及LED 平板灯等室内照明产品，光生物安全检测结果比较良好，不存在危险因素。光生物安全一类危险包含LED 筒灯和射灯。但是因为样本数量少，无法获取有效的统计分析结果，因此，需要适当增加LED 筒灯和射灯数量，实施补充实验。
（二）LED射灯和LED筒灯的光生物安全分析
结合上述检测结果，通过增加样品数量进行调查统计，具体结果见表2.
根据检测结果得知，LED射灯样品中，一类危险占比超过60%，LED筒灯样品一类危险占比超过30%。结合我国现有的等的光生物安全检测标准，在试验检测过程中，LED射灯和LED筒灯的危害等级比较高。
四、LED蓝光危害的影响因素
LED筒灯和LED射灯一般应用在装饰工程中，出于对美观和照明方向等因素影响，这两种类型照明产品在工艺上具备的特征如下：产品需要经过二次配光，在光源前端应采用不同类型透明罩;颜色比较多样，白光区分度高。结合这些特点，本文从色温、半峰光束角、透光罩等方面进行光生物安全分析。
（一）色温与蓝光危害关系
在色温小于 5000K的情况下，大约有90%的LED筒灯和LED射灯在光生物安全等级上表示为无危害。如果色温超过 7000K，约有60%的LED筒灯和LED射灯在光生物安全等级上表示一类危害。通过调查得知，蓝光危害更容易产生在色温高的LED照明产品中。
（二）半峰光束角与蓝光危害的关系
现阶段，广泛使用的LED灯具在光束角上有多种类型，如二次配光设计的窄光束LED等，没有接受二次光学设计的朗伯体光 分布LED等。在不同类型光束角的LED灯中，光强分布不同，蓝光风险等级也会存在差异，只有经过统计调查后才能找出两者之间的关联性。
利用分布式光度计测量LED筒灯和LED射灯半峰光束角，把40个被测量的光束角和蓝色风险等级进行检测，蓝光风险等级具有以下特点：1号～17号样品光束角大于5O。， 但是光生物安全等级为无危险，18号～40号样品光束角小于40°，其中有20个样品光生物安全等级属于一类危害[4]。通过数据调查得知，在其他条件相同情况下，LED筒灯和LED射灯光束角越小，产生蓝光危害几率越大。灯光束角及蓝光风险等级统计结果见图2：
（三）透光罩对蓝光危害的影响
LED筒灯和LED射灯采用的透光罩为聚光透镜灯罩、磨砂灯罩等，其本质也就是对光源二次配光。通过对40个LED筒灯和LED射灯样品分布检测安装透光罩和不安装透光罩的辐射亮度。根据调查得知，没有安装透光罩，灯具不会产生蓝光危害。由此可见，LED透光罩作为灯具出现光生物安全风险的主要因素，如果可以合理使用LED透光罩，则能够减少蓝光风险。
五、结束语
总而言之，LED灯产品如果色温比较高，其产生蓝光的危害更大，不可以增加色温而损坏人体健康开发高光效产品。光束角和LED产品蓝光危害有着一定关联性，通过合理设计，能够降低产品光生物危害等级，通过使用LED透明罩，能够把蓝光风险控制在合理范畴内，改善LED产品美感度，满足人们健康要求。
【参考文献】
[1]林金填，曹小兵，陈磊，罗伟.基于全光谱LED的健康照明应用研究[J].中国照明电器，2019（08）：19-24.
[2]周惠芳，庄媛媛.中国与巴基斯坦普通照明用LED模块安全要求标准比对研究[J].标准科学，2019（07）：12-16.
[3]王梦霞，周勤勤，王忆，项华珍.LED照明调光技术的研究与分析[J].中国照明电器，2019（05）：21-25.
[4]蔡怡，朱腾飞，汪哲弘，范俊杰，张钰.LED照明产品的光生物安全测量的不确定度评定[J].光学仪器，2017，39（04）：13-17.
【关键词】LED照明;光生物安全;风险;分析
现阶段，探究和IEC 62471国际标准认为，400～500nm蓝光将会对人眼视网膜的光化学反应造成一定影响，并且影响明显。由此可见，LED 照明灯的光生物安全危害具体展现为蓝光危害。随着LED 照明技术的快速发展，LED 产品成本下降，LED 照明灯使用频率升高，LED 灯的光生物安全问题应得到各界的关注。
一、LED照明产品的光生物危害
针对人体来说，光生物危害也就是指光辐射对皮肤、眼睛等影响。因为光辐射容易得到人体素质的吸收，并且具有一定穿透力，例如，不同波段紫外线穿透能力不同UVA波段，波長315～400nm，它有很强的穿透力，可以穿透大部分透明的玻璃以及塑料。所以，在光辐射环境下，将会给人的皮肤和眼睛造成损伤。针对强光照，人本能反应就是背光，但是对于部分特殊人群，如幼儿或者对光敏感的人群，需要思考LED 照明产品给这些人群造成的伤害[1]。
LED 光源一般为固态光源，其是依靠于两项技术发光，一个是由荧光粉转变的形式，另一个是由三基色混合后形成，其光谱为红、蓝、绿三种，组合比例不同，形成的光谱也会存在差异，如不同色温、显色指数等。
因为LED 照明机理在于芯片发出蓝光激发荧光粉，同时形成空间光谱，因此，白光LED 只需要思考可见光光谱范畴辐射即可，其中红外和紫外造成的伤害可忽略不计。在实际思考中，主要是以视网膜蓝光危害为主，这是由于在曝辐时间超过10秒后，蓝光导致视网膜危害远大于过热对视网膜造成的伤害[2]。所以，人们对LED 照明产品危害的关注以视网膜蓝光危害为主。
二、不同LED照明产品光生物安全风险分析
目前，室内照明使用的LED产品包含台灯、球泡灯、天花灯等。本文就以这些产品为探究对象，重点分析LED 照明产品的光生物安全风险，具体如下：
（一）分析方法
分析所用光生物安全测试系统见图1，其中包含以下设备，如视网膜辐射亮度计、辐射安全测量光谱辐射分析仪、分布式光度计等。
（二）分析流程
从身生产企业及市场中采购五种类型的LED照明产品，对其进行光生物安全检测，其中，球灯泡使用频率最高，采集样品20个。结合我国光生物安全标准进行检测。通过给对物种产品检测，了解其光生物安全分布情况，对发现光生物安全风险的产品进行扩大取样，评估这些产品光生物安全风险等级。
根据 GB/T20145-2006《灯和灯系统的光生物安全》相关要求进行数据监测，并逐步分析给色温、光束角等光生物风险带来影响的光学因素[3]。
三、光生物安全风险的分析结果
（一）五类产品光生物安全检测结果
根据上述监检测结果得知，LED 球泡灯、LED 台灯以及LED 平板灯等室内照明产品，光生物安全检测结果比较良好，不存在危险因素。光生物安全一类危险包含LED 筒灯和射灯。但是因为样本数量少，无法获取有效的统计分析结果，因此，需要适当增加LED 筒灯和射灯数量，实施补充实验。
（二）LED射灯和LED筒灯的光生物安全分析
结合上述检测结果，通过增加样品数量进行调查统计，具体结果见表2.
根据检测结果得知，LED射灯样品中，一类危险占比超过60%，LED筒灯样品一类危险占比超过30%。结合我国现有的等的光生物安全检测标准，在试验检测过程中，LED射灯和LED筒灯的危害等级比较高。
四、LED蓝光危害的影响因素
LED筒灯和LED射灯一般应用在装饰工程中，出于对美观和照明方向等因素影响，这两种类型照明产品在工艺上具备的特征如下：产品需要经过二次配光，在光源前端应采用不同类型透明罩;颜色比较多样，白光区分度高。结合这些特点，本文从色温、半峰光束角、透光罩等方面进行光生物安全分析。
（一）色温与蓝光危害关系
在色温小于 5000K的情况下，大约有90%的LED筒灯和LED射灯在光生物安全等级上表示为无危害。如果色温超过 7000K，约有60%的LED筒灯和LED射灯在光生物安全等级上表示一类危害。通过调查得知，蓝光危害更容易产生在色温高的LED照明产品中。
（二）半峰光束角与蓝光危害的关系
现阶段，广泛使用的LED灯具在光束角上有多种类型，如二次配光设计的窄光束LED等，没有接受二次光学设计的朗伯体光 分布LED等。在不同类型光束角的LED灯中，光强分布不同，蓝光风险等级也会存在差异，只有经过统计调查后才能找出两者之间的关联性。
利用分布式光度计测量LED筒灯和LED射灯半峰光束角，把40个被测量的光束角和蓝色风险等级进行检测，蓝光风险等级具有以下特点：1号～17号样品光束角大于5O。， 但是光生物安全等级为无危险，18号～40号样品光束角小于40°，其中有20个样品光生物安全等级属于一类危害[4]。通过数据调查得知，在其他条件相同情况下，LED筒灯和LED射灯光束角越小，产生蓝光危害几率越大。灯光束角及蓝光风险等级统计结果见图2：
（三）透光罩对蓝光危害的影响
LED筒灯和LED射灯采用的透光罩为聚光透镜灯罩、磨砂灯罩等，其本质也就是对光源二次配光。通过对40个LED筒灯和LED射灯样品分布检测安装透光罩和不安装透光罩的辐射亮度。根据调查得知，没有安装透光罩，灯具不会产生蓝光危害。由此可见，LED透光罩作为灯具出现光生物安全风险的主要因素，如果可以合理使用LED透光罩，则能够减少蓝光风险。
五、结束语
总而言之，LED灯产品如果色温比较高，其产生蓝光的危害更大，不可以增加色温而损坏人体健康开发高光效产品。光束角和LED产品蓝光危害有着一定关联性，通过合理设计，能够降低产品光生物危害等级，通过使用LED透明罩，能够把蓝光风险控制在合理范畴内，改善LED产品美感度，满足人们健康要求。
【参考文献】
[1]林金填，曹小兵，陈磊，罗伟.基于全光谱LED的健康照明应用研究[J].中国照明电器，2019（08）：19-24.
[2]周惠芳，庄媛媛.中国与巴基斯坦普通照明用LED模块安全要求标准比对研究[J].标准科学，2019（07）：12-16.
[3]王梦霞，周勤勤，王忆，项华珍.LED照明调光技术的研究与分析[J].中国照明电器，2019（05）：21-25.
[4]蔡怡，朱腾飞，汪哲弘，范俊杰，张钰.LED照明产品的光生物安全测量的不确定度评定[J].光学仪器，2017，39（04）：13-17.