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1、LED与视力保护,重庆启蓝照明 2012-6-27,LED照明及视力关系课件,1,LED与视力保护,LED照明及视力关系课件,2,LED基础知识,LED照明及视力关系课件,3,LED 发光二极管(Light Emitting Diode) ，是一种将电能转化为光能 的电子器件。 LED芯片 是LED产品的核心组件； 其核心是P-N结； 其主要材料为单晶硅； 其主要功能是：把电能转化为光能； 结构及发光原理：LED芯片主由两部分组成，一部分是P型半 导体， 主要为空穴，另一端是N型半导体，主要是电子。两种 半导体连接，之间就形成一个P-N结。当电流作用于芯片时， 子就会被推向P区，在P区里电子跟
2、空穴复合，然后就会以光子 的形式发出能量；,LED基础知识,LED照明及视力关系课件,4,目前常用LED芯片尺寸（单位mil=1/1000英寸=0.0254mm)： 20*38、10*23、50*45. LED灯珠 由芯片、热沉、电极引线 和光学系统等组成； 封装形式 封装尺寸：3528(3.5mm*2.8mm)、3014(3.0mm*1.4mm),LED照明发展趋势,LED照明及视力关系课件,5,在照明领域，LED发光产品的应用正吸引着世人的目光，LED作为一种新型的绿色光源产品，必然是未来发展的趋势，二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明时代。LED被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节
3、能、环保、寿命长、体积小等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明、道路照明和城市夜景等领域。,LED照明发展趋势,LED照明及视力关系课件,6,LED能够迅速发展的原因,LED不具有传统节能灯以及白炽灯的频闪对眼睛造成疲劳伤害 LED不具有汞，不用担心回收困难造成的环境污染 LED是单波长发光，色彩丰富逼真、多变，满足不同场合，并且白光LED显色指数高 LED是二极管中的一类，便于数字电路的控制，可以提供各种智能控制，如空间环境色温的调节、亮度的调节 LED是固态照明，便于维护，使用寿命长 LED比传统光源、节能灯都要节能 LED是直流电低电压驱动，安全 LED不具有节能灯
4、所需的镇流器，不含电磁干扰,LED照明发展趋势,LED照明及视力关系课件,7,中国白炽灯淘汰路线图,LED照明应用,LED照明及视力关系课件,8,泛光灯,工作灯,手电筒,交通灯,室内照明,植物照明,户外显示屏,LED照明主要光学参数,LED照明及视力关系课件,9,光通量（） 人眼所能感觉到的光辐射功率。 对于一个LED灯珠、灯具而言， 最简单的解释就是我们所能感 觉到的其发出光的多少， 单位为流明(lm)； 光通量与光辐射功率的关系（555nm波长光）； 光通量的计算与测量； 光通量实例。,LED照明主要光学参数,LED照明及视力关系课件,10,光强（I） 发光强度，等于单位立体角内所 发出的
5、光通量，单位为坎德拉 (cd)； 光强的计算与测量； 光强实例； 光强的相对性。,LED照明主要光学参数,LED照明及视力关系课件,11,照度（E） 照度是最常用的评价照明效果 的光学参数，它指的是单位面 积上的光通量多少，单位为勒 克斯（LX）； 平均照度：计算面积内，所选 所有点照度的平均值； 照度均匀度：计算面积内最低 照度与平均照度的比值； 标准中对部分场所的照度要求：建筑照明设计规范中对照 度要求为在0.75m高面或实际工作面的标准照度值为300lx、 500lx。,照度(lx),流明(lm),面积( m2 ),LED照明主要光学参数,LED照明及视力关系课件,12,光效 指单位电功
6、率所发出的人眼所能感受光的多少。单位：lm/W； 灯珠的光效=灯珠光通量/灯珠的驱动电功率； 灯具的光效=灯珠光效*驱动电源效率*二次光学设计效率； 目前常用灯珠、灯具的光效实例。,LED照明主要光学参数,LED照明及视力关系课件,13,色温 表示光源光色的尺度，简单 的说就是光的颜色，单位为K； 色温从低到高分别表现为黄 色-白色-蓝色； 色温在3300K以下有稳重的气 氛、温暖的感觉，3000K-5000K 为中间色温、有爽快的感觉， 大于5000K有凝重、冷的感觉； 目前LED照明中常提到的色温对 应：暖白（2700K-3200K）、正白（5000K-5500K）、冷白（6000K-70
7、00K）； 实例：烛光2000K、暖色荧光灯2500K-3000K、白色荧光灯4000K-5000K。,LED照明主要光学参数,LED照明及视力关系课件,14,显色性与显色指数 光源对物体真实颜色的呈现程度称为光源的显色性； 为了对光源的显色性进行定量的评价，引入显色指数(Ra)的概念，定义太阳光（白炽灯）的显色指数为100，其他光源均低于该值； 显色指数分级；,LED照明主要光学参数,LED照明及视力关系课件,15,显色指数 差异对比,LED照明主要光学参数,LED照明及视力关系课件,16,显色指数实例； 忠实显色与效果显色：低色 温使红色更加鲜艳、中等色 温使蓝色具有清凉感、高色 温使物体
8、具有阴冷感； 显色指数与光效；,LED与视力保护,LED照明及视力关系课件,17,LED、传统灯光与保护眼睛的关系,传统灯光自身的缺陷给人类的眼睛不知不觉中带来长久的伤害，这里介绍的是生活中常用日光灯的相关专题，对应LED灯光的优点可以更清楚知道日光灯的缺点。要说明的是节能灯也是和日光灯同样发光原理，优点和缺点也是相同的。,日光灯发光原理： 电源开关刚闭合时，日光灯管内的水银经灯管两端灯丝加热蒸发，形成稀薄的汞蒸汽，整流器产生的高压加在灯管两端，使汞原子电离出电子，电子加速后与汞原子碰撞，使气体迅速击穿，产生弧光放电，激发紫外线。紫外线再激发涂在管壁上的萤光粉，发出柔和的光。因此，日光灯萤光粉
9、是通过直接吸收一个紫外光光子的能量激发而发光的。,LED与视力保护,LED照明及视力关系课件,18,光辐射对眼睛的影响,不同波段的光辐射对人眼的作用区域不同，例如波长400nm1400nm的可见光波段对人眼的危害主要是视网膜光化学危害。,LED与视力保护,LED照明及视力关系课件,19,LED光辐射的评估,LED产品主要评估“视网膜蓝光危害”、“视网膜热危害”等等参数。 光辐射危害性与表观光源的位置和大小、脉冲、辐射持续时间、有效辐照度和有效辐亮度等有关。,LED与视力保护,LED照明及视力关系课件,20,不同光源的危害分类： 卤钨灯：UV 荧光灯： UV 金卤灯: UV, UVA LED:
10、蓝光, UVA,绝大多数的通用照明LED采用蓝光晶片涂覆红色荧光粉的方式。相对其他光源，LED对人体的危害性最小。我司也是采用蓝光晶片LED。,LED与视力保护,LED照明及视力关系课件,21,日光灯结构 日光灯是靠着灯管的汞原子藉由气体放电的过程释放出紫外光。（主要波长 2537 埃 =253710-10m =253.7nm）。消耗的电能约 60% 可以转换为紫外光，其他的能量则转换为热能约 40%。藉由灯管内表面的萤光物质吸收紫外光后释放出可见光。不同的萤光物质会发出不同的可见光。一般紫外光转换为可见光的效率约为 40% 。因此日光灯的效率约为 60% X 40% = 24% 大约为相同功
11、率钨丝电灯的三五倍。100%-(40% 24%)=36%（ UV-C,253.7nm 的紫外光未被转换成其他能量而直接辐射在玻璃管壁）。 36% 的紫外线通过玻璃灯管壁大约衰竭 94% ，所以可能会有 36 % X6%=2.16% 的 UV-C通过玻璃灯管。 UV-C 对人体已经算是 Deep UV，伤害极大。专家建议人类曝漏于日光灯下不要超过 16 小时。紫外线对于人体的伤害是终生累积的总量。,LED与视力保护,LED照明及视力关系课件,22,日光灯与眼睛关系 与引发皮肤癌相同，只要过了功函数眼角膜就会受到伤害，随时都有可能引发角膜炎。幼童的眼睛都十分明亮，但是成长期间因为紫外线的长期照射与
12、伤害，促使水晶体的蛋白质降解，眼睛也变的混浊。所以一般成人的眼睛都无法像幼童那么清澈明亮。有些人因为体质的关系，水晶体的蛋白质比较容易降解，致使水晶体过渡混浊，这就是白内障发生的原因。 眼睛杀手结膜炎：正常的结膜，是一种透明且含有微小血管的组织，覆盖在眼白与眼皮翻折过来粉红色部分的表面，它也含有数种分泌性的腺体，其分泌的物资构成部分的泪液层，具有润滑、保护眼球表面作用，亦可防止泪液过度蒸发而引起干眼的症状。结膜如果受到感染或化学、物理性刺激，会引起腺体分泌失衡，以及红、肿、热、痛之症状，同时可能会有现象。在日光灯下工作过久，超过了 PET 值（日光灯容许照射时间），眼睛就会有流泪、骚痒、眼皮肿
13、胀等，短暂的眼球疼痛感觉。,LED与视力保护,LED照明及视力关系课件,23,日光灯照明易导致眼睛近视 青少年近视的起因除了众所周知的遗传基因、不良的读书姿势习惯等因素以外，不少专家、学者还提出教室照度不足、青少年食糖过多、蛋白质过量、缺少某种维生素或微量元素等见解。青少年近视的产生与日光灯照明有着直接关系。其理由是 日光灯（萤光灯）的频闪性，直接影响青少年视力 。 日光灯是一种气体放电灯，它有很强的频闪性， 即随着 60 Hz 单交流电压的正弦周期交变，其发光光通量也相应发生周期性变化。通常接入单相交流电路的日光灯的光波动达 55 % ， 而白炽灯由于钨丝的热惯性，其光的波动仅为 5% -1
14、3% 。这种频率的闪烁虽难以被肉眼所分辨，但当用日光灯照射转动物体时，就会明显地反映出来。它使人眼产生物体慢转，停转（当被照物体的转动频率是日光灯闪烁频率的整数倍时），甚至倒转的错觉。 虽然日光灯的频闪性往往被大部分人所忽略，而事实上对人的视力是有影响的。特别是当电网供电电压过低或很不稳定、环境温度低、日光灯的灯管老化、电容被击穿或接触不良时，这种闪烁就更为严重，极易导致视觉疲劳，这对成长发育中的青少年影响尤为严重。此外，日光灯含有较多的紫外线成分，其峰值功率波长为 430nm，而人眼对光最敏感的波长为 550nm 的黄绿光，这样其显色性就较差。 随着电视和电脑的日益普及，人们对于闪烁的萤屏（ CRT）对人视力的伤害已有清醒的认识。为了减低这种伤害，设计人员正将早期的隔行扫描逐步向逐行扫描和 100Hz 扫描发展，生产出所谓不闪烁的产品，这与日光灯照明的闪烁性对人眼的损伤在原理是一致的。,LED与视力保护,LED照明及视力关系课件,24,LED与保护眼睛的关系,LED灯具有如下优点： 无频闪，消除眼睛对光的频闪的疲劳感 LED可以制作出窄波段的光谱，无紫外线与红外线，不会损伤眼睛虹膜 LED可排布较灵活，可以有效消除重影、暗影等对比强烈的光线，避免对眼睛造成过大的刺激 LED可以制作出比节能灯高的显色指数，接近太阳光,LED照明及视力关系课件,25,谢谢,
