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。人眼構造十分複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。
目前製造白光LED的主流技術途徑是利用LED晶片發出的藍光激發塗覆其表面的黃色螢光粉轉化後混合形成白光。另據國內外的報導及對市場上LED產品的試驗研究和危害評估,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照明產品主要有檯燈、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,並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。
一、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採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,採集樣品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採樣量,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,並逐一分析色溫、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,基於仿真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,對LED燈光生物安全風險進行更嚴格分析。
二、不同的LED室內照明產品的光生物安全情況
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球泡燈、LED檯燈、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。但由於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。