高亮度LED照明的安全性評(píng)價(jià).pdf

1、發(fā)光二極管(LED，Light Emitting Diode)被認(rèn)為是人類發(fā)展歷史上繼火焰、白熾燈、放電燈之后的第四代光源。和前三代光源相比較，LED的突出特點(diǎn)是：其發(fā)光芯片的面積非常小，通常只有幾百微米到1mm：發(fā)光源，即芯片與被照射對(duì)象之間有光學(xué)系統(tǒng)，如傳統(tǒng)的LED通常制作成炮彈型；其亮度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)光源。隨著LED的亮度不斷提高，功率不斷增大，LED在使用中的安全性問題成為越來越現(xiàn)實(shí)的問題，應(yīng)該得到人們的足夠重視。由于安全性所涉及問

2、題非常復(fù)雜，明確LED的安全問題非常困難，國(guó)際上還沒有關(guān)于此問題的公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)。但照明是人類生活中不可或缺的環(huán)境，預(yù)測(cè)LED照明對(duì)人眼可能造成的傷害并正確評(píng)價(jià)和測(cè)量危險(xiǎn)的程度，對(duì)于保證人類健康具有非常重要的意義。 關(guān)于評(píng)價(jià)方法ICNIRP、IEC、CIE這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組織都有關(guān)于LED安全性的相關(guān)規(guī)定，我們根據(jù)IEC 60825-1中的分類方法來確定LED的安全閾值，通過計(jì)算LED的對(duì)于人眼的AEL(Accessible emissi

3、on limit)值來評(píng)估LED的安全性。這種評(píng)價(jià)方法是建立在對(duì)LED的表觀光源的對(duì)向角進(jìn)行測(cè)量的基礎(chǔ)上的。 在研究中我們首先使用ASAP軟件對(duì)LED的出射光束進(jìn)行了仿真，發(fā)現(xiàn)光束的發(fā)散角隨芯片的位置和LED封裝的外形有規(guī)律的變化，于是推測(cè)LED的表觀光源的大小與LED的光束發(fā)散角和封裝的外形有關(guān)。之后我們通過透鏡成像、CCD接收的方法測(cè)量了十一種不同類型的LED的正面和側(cè)面表觀光源大小，在最危險(xiǎn)觀察距離(即距離光源100mm的

4、位置)計(jì)算出相應(yīng)的對(duì)向角，并且根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)中的計(jì)算方法算出了各種類型LED的AEL值，為實(shí)際的生產(chǎn)測(cè)試提供了有用的參考數(shù)據(jù)。 從測(cè)得的數(shù)據(jù)中我們發(fā)現(xiàn)，眼睛的視網(wǎng)膜熱危害的AEL值與LED的發(fā)散角和直徑分別成線性關(guān)系，普通的非大功率LED一般不足以造成視網(wǎng)膜熱傷害，但是其中光譜中擁有藍(lán)光成分的很容易造成視網(wǎng)膜光化學(xué)傷害，特別是純藍(lán)光LED在實(shí)驗(yàn)中所有大小的電流驅(qū)動(dòng)下都超過了1類光源的視網(wǎng)膜光化學(xué)傷害的AEL值。人們?cè)谏a(chǎn)和使用這