LED照明及視力關(guān)系ppt課件

1、LED與視力維護(hù)重慶啟藍(lán)照明2019-6-27;1LED與視力維護(hù);2主要引見什么是主要引見什么是LEDLED引見引見LEDLED開展的趨勢(shì)、緣由開展的趨勢(shì)、緣由引見照明領(lǐng)域中主要的概念參數(shù)引見照明領(lǐng)域中主要的概念參數(shù)引見視力下降的主要緣由引見視力下降的主要緣由LED根底知識(shí);3 LED 發(fā)光二極管(Light Emitting Diode) ，是一種將電能轉(zhuǎn)化為光能 的電子器件。 LED芯片 是LED產(chǎn)品的中心組件； 其中心是P-N結(jié)； 其主要資料為單晶硅； 其主要功能是：把電能轉(zhuǎn)化為光能； 構(gòu)造及發(fā)光原理：LED芯片主由兩部分組成，一部分是P型半 導(dǎo)體， 主要為空穴，另一端是N型半導(dǎo)體，主

2、要是電子。兩種 半導(dǎo)體銜接，之間就構(gòu)成一個(gè)P-N結(jié)。當(dāng)電流作用于芯片時(shí)， 子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子 的方式發(fā)出能量；LED根底知識(shí);4 目前常用LED芯片尺寸單位mil=1/1000英寸=0.0254mm)： 20*38、10*23、50*45. LED燈珠 由芯片、熱沉、電極引線 和光學(xué)系統(tǒng)等組成； 封裝方式 封裝尺寸：3528(3.5mm*2.8mm)、3014(3.0mm*1.4mm)LED照明開展趨勢(shì);5在照明領(lǐng)域，LED發(fā)光產(chǎn)品的運(yùn)用正吸引著世人的目光，LED作為一種新型的綠色光源產(chǎn)品，必然是未來開展的趨勢(shì)，二十一世紀(jì)將進(jìn)入以LED為代表的新型照明時(shí)代

3、。LED被稱為第四代照明光源或綠色光源，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、體積小等特點(diǎn)，可以廣泛運(yùn)用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明、道路照明和城市夜景等領(lǐng)域。LED照明開展趨勢(shì);6LED可以迅速開展的緣由LED不具有傳統(tǒng)節(jié)能燈以及白熾燈的頻閃對(duì)眼睛呵斥疲勞損傷LED不具有汞，不用擔(dān)憂回收困難呵斥的環(huán)境污染LED是單波長(zhǎng)發(fā)光，顏色豐富逼真、多變，滿足不同場(chǎng)所，并且白光LED顯色指數(shù)高LED是二極管中的一類，便于數(shù)字電路的控制，可以提供各種智能控制，如空間環(huán)境色溫的調(diào)理、亮度的調(diào)理LED是固態(tài)照明，便于維護(hù)，運(yùn)用壽命長(zhǎng)LED比傳統(tǒng)光源、節(jié)能燈都要節(jié)能LED是直流電低電壓驅(qū)動(dòng)，平安LED不具有節(jié)能燈

4、所需的鎮(zhèn)流器，不含電磁干擾LED照明開展趨勢(shì);7步驟步驟實(shí)施期限實(shí)施期限目標(biāo)產(chǎn)品目標(biāo)產(chǎn)品額定功率額定功率實(shí)施范圍實(shí)施范圍與方式與方式備注備注12019年10月1日-2019年9月30日過渡期為一年發(fā)布公告及路線圖22019年10月1日起普通照明用白熾燈100 W禁止進(jìn)口、國(guó)內(nèi)銷售- 32019年10月1日起普通照明用白熾燈60 W禁止進(jìn)口、國(guó)內(nèi)銷售發(fā)布鹵鎢燈能效標(biāo)準(zhǔn)，禁止生產(chǎn)、進(jìn)口與銷售低于能效限定值的鹵鎢燈42019年10月1日-2019年9月30日進(jìn)行中期評(píng)估，調(diào)整后續(xù)政策52019年10月1日起普通照明用白熾燈15 W禁止進(jìn)口、國(guó)內(nèi)銷售最終禁止的目標(biāo)產(chǎn)品和時(shí)間，以及是否禁止生產(chǎn)視2019

5、年的中期評(píng)估結(jié)果而定中國(guó)白熾燈淘汰道路圖中國(guó)白熾燈淘汰道路圖LED照明運(yùn)用;8泛光燈泛光燈任務(wù)燈任務(wù)燈手電筒手電筒交通燈交通燈室內(nèi)照明室內(nèi)照明植物照明植物照明戶外顯示屏戶外顯示屏LED照明主要光學(xué)參數(shù);9 光通量光通量人眼所能覺得到的光輻射功率。人眼所能覺得到的光輻射功率。 對(duì)于一個(gè)對(duì)于一個(gè)LEDLED燈珠、燈具而言，燈珠、燈具而言， 最簡(jiǎn)單的解釋就是我們所能感最簡(jiǎn)單的解釋就是我們所能感 覺到的其發(fā)出光的多少，覺到的其發(fā)出光的多少， 單位為流明單位為流明(lm)(lm)；光通量與光輻射功率的關(guān)系光通量與光輻射功率的關(guān)系555nm555nm波長(zhǎng)光；波長(zhǎng)光；光通量的計(jì)算與丈量；光通量的計(jì)算與丈量；

6、光通量實(shí)例。光通量實(shí)例。LED照明主要光學(xué)參數(shù);10 光強(qiáng)光強(qiáng)I I發(fā)光強(qiáng)度，等于單位立體角內(nèi)所發(fā)光強(qiáng)度，等于單位立體角內(nèi)所 發(fā)出的光通量，單位為坎德拉發(fā)出的光通量，單位為坎德拉 (cd) (cd)；光強(qiáng)的計(jì)算與丈量；光強(qiáng)的計(jì)算與丈量；光強(qiáng)實(shí)例；光強(qiáng)實(shí)例；光強(qiáng)的相對(duì)性。光強(qiáng)的相對(duì)性。LED照明主要光學(xué)參數(shù);11 照度照度E E照度是最常用的評(píng)價(jià)照明效果照度是最常用的評(píng)價(jià)照明效果 的光學(xué)參數(shù)，它指的是單位面的光學(xué)參數(shù)，它指的是單位面 積上的光通量多少，單位為勒積上的光通量多少，單位為勒 克斯克斯LXLX；平均照度：計(jì)算面積內(nèi)，所選平均照度：計(jì)算面積內(nèi)，所選 一切點(diǎn)照度的平均值；一切點(diǎn)照度的平均值

7、；照度均勻度：計(jì)算面積內(nèi)最低照度均勻度：計(jì)算面積內(nèi)最低 照度與平均照度的比值；照度與平均照度的比值；規(guī)范中對(duì)部分場(chǎng)所的照度要求：規(guī)范中對(duì)部分場(chǎng)所的照度要求： 中對(duì)照中對(duì)照 度要求為度要求為在在0.75m0.75m高面或?qū)嵺`任務(wù)面的規(guī)范照度值為高面或?qū)嵺`任務(wù)面的規(guī)范照度值為300lx300lx、 500lx 500lx。照度照度(lx)流明流明(lm)面積面積( m2 )LED照明主要光學(xué)參數(shù);12 光效光效 指單位電功率所發(fā)出的人眼所能感受光的多少。單位：指單位電功率所發(fā)出的人眼所能感受光的多少。單位：lm/Wlm/W； 燈珠的光效燈珠的光效= =燈珠光通量燈珠光通量/ /燈珠的驅(qū)動(dòng)電功率；燈

8、珠的驅(qū)動(dòng)電功率； 燈具的光效燈具的光效= =燈珠光效燈珠光效* *驅(qū)動(dòng)電源效率驅(qū)動(dòng)電源效率* *二次光學(xué)設(shè)計(jì)效二次光學(xué)設(shè)計(jì)效率；率； 目前常用燈珠、燈具的光效實(shí)例。目前常用燈珠、燈具的光效實(shí)例。LED照明主要光學(xué)參數(shù);13 色溫色溫 表示光源光色的尺度，簡(jiǎn)單表示光源光色的尺度，簡(jiǎn)單 的說就是光的顏色，單位為的說就是光的顏色，單位為K K； 色溫從低到高分別表現(xiàn)為黃色溫從低到高分別表現(xiàn)為黃 色色- -白色白色- -藍(lán)色；藍(lán)色； 色溫在色溫在3300K3300K以下有穩(wěn)重的氣以下有穩(wěn)重的氣 氛、暖和的覺得，氛、暖和的覺得，3000K-5000K3000K-5000K 為中間色溫、有直爽的覺得，為中

9、間色溫、有直爽的覺得， 大于大于5000K5000K有凝重、冷的覺得；有凝重、冷的覺得； 目前目前LEDLED照明中常提到的色溫對(duì)照明中常提到的色溫對(duì) 應(yīng)：暖白應(yīng)：暖白2700K-3200K2700K-3200K、正白、正白5000K-5500K5000K-5500K、冷白冷白6000K-7000K6000K-7000K； 實(shí)例：燭光實(shí)例：燭光2000K2000K、暖色熒光燈、暖色熒光燈2500K-3000K2500K-3000K、白色熒光、白色熒光燈燈4000K-5000K4000K-5000K。LED照明主要光學(xué)參數(shù);14 顯色性與顯色指數(shù)顯色性與顯色指數(shù) 光源對(duì)物體真實(shí)顏色的呈現(xiàn)程度稱為

10、光源的顯色性；光源對(duì)物體真實(shí)顏色的呈現(xiàn)程度稱為光源的顯色性； 為了對(duì)光源的顯色性進(jìn)展定量的評(píng)價(jià)，引入顯色指數(shù)為了對(duì)光源的顯色性進(jìn)展定量的評(píng)價(jià)，引入顯色指數(shù)(Ra)(Ra)的概念，定義太陽(yáng)光白熾燈的顯色指數(shù)為的概念，定義太陽(yáng)光白熾燈的顯色指數(shù)為100100，其他光源均低于該值；其他光源均低于該值； 顯色指數(shù)分級(jí)；顯色指數(shù)分級(jí)；等級(jí)Ra值一般應(yīng)用1A優(yōu)90-100需要色彩精確對(duì)比的場(chǎng)所1B良80-89需要色彩正確判斷的場(chǎng)所2普通60-69需要中等顯色性的場(chǎng)所3一般40-59對(duì)顯色性的要求較低，色差小的場(chǎng)所4較差20-39對(duì)顯色性無具體要求的場(chǎng)所LED照明主要光學(xué)參數(shù);15 顯色指數(shù)顯色指數(shù) 差別對(duì)

11、比差別對(duì)比LED照明主要光學(xué)參數(shù);16 顯色指數(shù)實(shí)例； 忠實(shí)顯色與效果顯色：低色 溫使紅色更加艷麗、中等色 溫使藍(lán)色具有清涼感、高色 溫使物體具有陰冷感； 顯色指數(shù)與光效；燈具顯色指數(shù)燈具顯色指數(shù)白熾燈100日光色熒光燈80-94白色熒光燈75-85暖白色熒光燈80-90鹵鎢燈95-99高壓汞燈22-51高壓鈉燈20-30金屬鹵化物燈60-65LED與視力維護(hù);17LEDLED、傳統(tǒng)燈光與維護(hù)眼睛的關(guān)系、傳統(tǒng)燈光與維護(hù)眼睛的關(guān)系傳統(tǒng)燈光本身的缺陷給人類的眼睛不知不覺中帶來長(zhǎng)久的損傷，這里引見的是生活中常用日光燈的相關(guān)專題，對(duì)應(yīng)LED燈光的優(yōu)點(diǎn)可以更清楚知道日光燈的缺陷。要闡明的是節(jié)能燈也是和日

12、光燈同樣發(fā)光原理，優(yōu)點(diǎn)和缺陷也是一樣的。日光燈發(fā)光原理：日光燈發(fā)光原理：電源開關(guān)剛閉合時(shí)，日光燈管內(nèi)的水銀經(jīng)燈管兩電源開關(guān)剛閉合時(shí)，日光燈管內(nèi)的水銀經(jīng)燈管兩端燈絲加熱蒸發(fā)，構(gòu)成稀薄的汞蒸汽，整流器產(chǎn)端燈絲加熱蒸發(fā)，構(gòu)成稀薄的汞蒸汽，整流器產(chǎn)生的高壓加在燈管兩端，使汞原子電離出電子，生的高壓加在燈管兩端，使汞原子電離出電子，電子加速后與汞原子碰撞，使氣體迅速擊穿，產(chǎn)電子加速后與汞原子碰撞，使氣體迅速擊穿，產(chǎn)生弧光放電，激發(fā)紫外線。紫外線再激發(fā)涂在管生弧光放電，激發(fā)紫外線。紫外線再激發(fā)涂在管壁上的螢光粉，發(fā)出柔和的光。因此，日光燈螢壁上的螢光粉，發(fā)出柔和的光。因此，日光燈螢光粉是經(jīng)過直接吸收一個(gè)紫

13、外光光子的能量激發(fā)光粉是經(jīng)過直接吸收一個(gè)紫外光光子的能量激發(fā)而發(fā)光的。而發(fā)光的。LED與視力維護(hù);18光輻射對(duì)眼睛的影響光輻射對(duì)眼睛的影響不同波段的光輻射對(duì)人眼的作用區(qū)域不同，例如波長(zhǎng)不同波段的光輻射對(duì)人眼的作用區(qū)域不同，例如波長(zhǎng)400nm1400nm400nm1400nm的可的可見光波段對(duì)人眼的危害主要是視網(wǎng)膜光化學(xué)危害。見光波段對(duì)人眼的危害主要是視網(wǎng)膜光化學(xué)危害。LED與視力維護(hù);19LEDLED光輻射的評(píng)價(jià)光輻射的評(píng)價(jià)LED產(chǎn)品主要評(píng)價(jià)“視網(wǎng)膜藍(lán)光危害、“視網(wǎng)膜熱危害等等參數(shù)。光輻射危害性與表觀光源的位置和大小、脈沖、輻射繼續(xù)時(shí)間、有效輻照度和有效輻亮度等有關(guān)。掃描特性表觀光源脈沖波形分

14、析計(jì)算有效輻亮度有效輻照度LED與視力維護(hù);20不同光源的危害分類：鹵鎢燈：UV熒光燈： UV金鹵燈: UV, UVALED: 藍(lán)光, UVA絕大多數(shù)的通用照明LED采用藍(lán)光晶片涂覆紅色熒光粉的方式。相對(duì)其他光源，LED對(duì)人體的危害性最小。我司也是采用藍(lán)光晶片LED。LED與視力維護(hù);21日光燈構(gòu)造日光燈構(gòu)造日光燈是靠著燈管的汞原子藉由氣體放電的過程釋放出紫外光。主日光燈是靠著燈管的汞原子藉由氣體放電的過程釋放出紫外光。主要波長(zhǎng)要波長(zhǎng) 2537 2537 埃埃 =2537 =253710-10m =253.7nm10-10m =253.7nm。耗費(fèi)的電能約。耗費(fèi)的電能約 60% 60% 可以轉(zhuǎn)

15、換為紫可以轉(zhuǎn)換為紫外光，其他的能量那么轉(zhuǎn)換為熱能約外光，其他的能量那么轉(zhuǎn)換為熱能約 40% 40%。藉由燈管內(nèi)外表的螢光物質(zhì)吸收紫。藉由燈管內(nèi)外表的螢光物質(zhì)吸收紫外光后釋放出可見光。不同的螢光物質(zhì)會(huì)發(fā)出不同的可見光。普通紫外光外光后釋放出可見光。不同的螢光物質(zhì)會(huì)發(fā)出不同的可見光。普通紫外光轉(zhuǎn)換為可見光的效率約為轉(zhuǎn)換為可見光的效率約為 40% 40% 。因此日光燈的效率約為。因此日光燈的效率約為 60% X 40% = 24% 60% X 40% = 24% 大約為一樣功率鎢絲電燈的三五倍。大約為一樣功率鎢絲電燈的三五倍。100%-(40% 100%-(40% 24%)=36% 24%)=36%

16、 UV- UV-C,253.7nm C,253.7nm 的紫外光未被轉(zhuǎn)換成其他能量而直接輻射在玻璃管壁。的紫外光未被轉(zhuǎn)換成其他能量而直接輻射在玻璃管壁。 36% 36% 的紫的紫外線經(jīng)過玻璃燈管壁大約衰竭外線經(jīng)過玻璃燈管壁大約衰竭 94% 94% ，所以能夠會(huì)有，所以能夠會(huì)有 36 % X6%=2.16% 36 % X6%=2.16% 的的 UV-C UV-C經(jīng)過玻璃燈管。經(jīng)過玻璃燈管。 UV-C UV-C 對(duì)人體曾經(jīng)算是對(duì)人體曾經(jīng)算是 Deep UV Deep UV，損傷極大。專家建議人類曝，損傷極大。專家建議人類曝漏于日光燈下不要超越漏于日光燈下不要超越 16 16 小時(shí)。紫外線對(duì)于人體的

17、損傷是終生累積的總量。小時(shí)。紫外線對(duì)于人體的損傷是終生累積的總量。LED與視力維護(hù);22日光燈與眼睛關(guān)系日光燈與眼睛關(guān)系與引發(fā)皮膚癌一樣，只需過了功函數(shù)眼角膜就會(huì)遭到損傷，隨時(shí)都有能夠引發(fā)與引發(fā)皮膚癌一樣，只需過了功函數(shù)眼角膜就會(huì)遭到損傷，隨時(shí)都有能夠引發(fā)角膜炎。幼童的眼睛都十清楚亮，但是生長(zhǎng)期間由于紫外線的長(zhǎng)期照射與損傷，角膜炎。幼童的眼睛都十清楚亮，但是生長(zhǎng)期間由于紫外線的長(zhǎng)期照射與損傷，促使水晶體的蛋白質(zhì)降解，眼睛也變的混濁。所以普通成人的眼睛都無法像幼促使水晶體的蛋白質(zhì)降解，眼睛也變的混濁。所以普通成人的眼睛都無法像幼童那么清澈亮堂。有些人由于體質(zhì)的關(guān)系，水晶體的蛋白質(zhì)比較容易降解，致

18、童那么清澈亮堂。有些人由于體質(zhì)的關(guān)系，水晶體的蛋白質(zhì)比較容易降解，致使水晶體過渡混濁，這就是白內(nèi)障發(fā)生的緣由。使水晶體過渡混濁，這就是白內(nèi)障發(fā)生的緣由。眼睛殺手結(jié)膜炎：正常的結(jié)膜，是一種透明且含有微小血管的組織，覆蓋在眼睛殺手結(jié)膜炎：正常的結(jié)膜，是一種透明且含有微小血管的組織，覆蓋在眼白與眼皮翻折過來粉紅色部分的外表，它也含有數(shù)種分泌性的腺體，其分泌眼白與眼皮翻折過來粉紅色部分的外表，它也含有數(shù)種分泌性的腺體，其分泌的物資構(gòu)成部分的淚液層，具有光滑、維護(hù)眼球外表作用，亦可防止淚液過度的物資構(gòu)成部分的淚液層，具有光滑、維護(hù)眼球外表作用，亦可防止淚液過度蒸發(fā)而引起干眼的病癥。結(jié)膜假設(shè)遭到感染或化學(xué)

19、、物理性刺激，會(huì)引起腺體蒸發(fā)而引起干眼的病癥。結(jié)膜假設(shè)遭到感染或化學(xué)、物理性刺激，會(huì)引起腺體分泌失衡，以及紅、腫、熱、痛之病癥，同時(shí)能夠會(huì)有景象。在日光燈下任務(wù)分泌失衡，以及紅、腫、熱、痛之病癥，同時(shí)能夠會(huì)有景象。在日光燈下任務(wù)過久，超越了過久，超越了 PET PET 值日光燈允許照射時(shí)間，眼睛就會(huì)有流淚、騷癢、眼皮值日光燈允許照射時(shí)間，眼睛就會(huì)有流淚、騷癢、眼皮腫脹等，短暫的眼球疼痛覺得。腫脹等，短暫的眼球疼痛覺得。LED與視力維護(hù);23日光燈照明易導(dǎo)致眼睛近視日光燈照明易導(dǎo)致眼睛近視青少年近視的原因除了眾所周知的遺傳基因、不良的讀書姿態(tài)習(xí)慣等要素以外，不少青少年近視的原因除了眾所周知的遺傳

20、基因、不良的讀書姿態(tài)習(xí)慣等要素以外，不少專家、學(xué)者還提出教室照度缺乏、青少年食糖過多、蛋白質(zhì)過量、短少某種維生素或?qū)＜?、學(xué)者還提出教室照度缺乏、青少年食糖過多、蛋白質(zhì)過量、短少某種維生素或微量元素等見解。青少年近視的產(chǎn)生與日光燈照明有著直接關(guān)系。其理由是微量元素等見解。青少年近視的產(chǎn)生與日光燈照明有著直接關(guān)系。其理由是 日光燈日光燈螢光燈的頻閃性，直接影響青少年視力螢光燈的頻閃性，直接影響青少年視力 。日光燈是一種氣體放電燈，它有很強(qiáng)的頻閃性，日光燈是一種氣體放電燈，它有很強(qiáng)的頻閃性， 即隨著即隨著 60 Hz 60 Hz 單交流電壓的正弦周期單交流電壓的正弦周期交變，其發(fā)光光通量也相應(yīng)發(fā)生周

21、期性變化。通常接入單相交流電路的日光燈的光動(dòng)交變，其發(fā)光光通量也相應(yīng)發(fā)生周期性變化。通常接入單相交流電路的日光燈的光動(dòng)搖達(dá)搖達(dá) 55 % 55 % ， 而白熾燈由于鎢絲的熱慣性，其光的動(dòng)搖僅為而白熾燈由于鎢絲的熱慣性，其光的動(dòng)搖僅為 5% -13% 5% -13% 。這種頻率的閃。這種頻率的閃爍雖難以被肉眼所分辨，但當(dāng)用日光燈照射轉(zhuǎn)動(dòng)物體時(shí)，就會(huì)明顯地反映出來。它使?fàn)q雖難以被肉眼所分辨，但當(dāng)用日光燈照射轉(zhuǎn)動(dòng)物體時(shí)，就會(huì)明顯地反映出來。它使人眼產(chǎn)生物體慢轉(zhuǎn)，停轉(zhuǎn)當(dāng)被照物體的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率是日光燈閃爍頻率的整數(shù)倍時(shí)，人眼產(chǎn)生物體慢轉(zhuǎn)，停轉(zhuǎn)當(dāng)被照物體的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率是日光燈閃爍頻率的整數(shù)倍時(shí)，甚至倒轉(zhuǎn)的錯(cuò)覺。甚至倒轉(zhuǎn)的錯(cuò)覺。雖然日光燈的頻閃性往往被大部分人所忽略，而現(xiàn)實(shí)上對(duì)人的視力是有影響的。特別雖然日光燈的頻閃性往往被大部分人所忽略，而現(xiàn)實(shí)上對(duì)人的視力是有影響的。特別是當(dāng)電網(wǎng)供電電壓過低或很不穩(wěn)定、環(huán)境溫度低、日光燈的燈管老化、電容被擊穿或是當(dāng)電網(wǎng)供電電壓過低或很不穩(wěn)定、環(huán)境溫度低、日光燈的燈管老化、電容被擊穿或接觸不良時(shí)，這種閃爍就更為嚴(yán)重，極易導(dǎo)致視覺疲勞，