LED照明及视力关系课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/3/2,启蓝照明,#,LED,与视力保护,重庆启蓝照明,2012-6-27,1,2024/11/14,LED,与视力保护,2,一、,LED,基础知识,主要介绍什么是LED,二、,LED,发展趋势,介绍,LED,发展的趋势、原因,三、,LED,主要光电参数,介绍,照明领域中主要的概念参数,四、,LED,与视力保护,介绍视力下降的主要原因,2024/11/14,LED,基础知识,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,区里电子跟空穴复合，然后就会以光子,的形式发出能量；,2024/11/14,LED,基础知识,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),2024/11/14,LED,照明发展趋势,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。,2024/11/14,LED,照明发展趋势,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,不具有节能灯所需的镇流器，不含电磁干扰,2024/11/14,LED,照明发展趋势,7,步骤,实施期限,目标产品,额定功率,实施范围与方式,备注,1,2011,年,10,月,1,日,-2012,年,9,月,30,日,过渡期为一年,发布公告及路线图,2,2012,年,10,月,1,日起,普通照明用白炽灯,100 W,禁止进口、国内销售,-,3,2014,年,10,月,1,日起,普通照明用白炽灯,60 W,禁止进口、国内销售,发布卤钨灯能效标准，禁止生产、进口与销售低于能效限定值的卤钨灯,4,2015,年,10,月,1,日,-2016,年,9,月,30,日,进行中期评估，调整后续政策,5,2016,年,10,月,1,日起,普通照明用白炽灯,15 W,禁止进口、国内销售,最终禁止的目标产品和时间，以及是否禁止生产视,2015,年的中期评,估结果而定,中国白炽灯淘汰路线图,2024/11/14,LED,照明应用,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,2024/11/14,LED,照明主要光学参数,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。,2024/11/14,LED,照明主要光学参数,10,光强（,I,）,发光强度，等于单位立体角内所,发出的光通量，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。,2024/11/14,LED,照明主要光学参数,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,(m,2,),2024/11/14,LED,照明主要光学参数,12,光效,指单位电功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。,2024/11/14,1.,什么是传统机械按键设计？,传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动,PCBA,上的开关按键来实现功能的一种设计方式。,传统机械按键设计要点：,1.,合理的选择按键的类型，尽量选择平头类的按键，以防按键下陷。,2.,开关按键和塑胶按键设计间隙建议留,0.050.1mm,，以防按键死键。,3.,要考虑成型工艺，合理计算累积公差，以防按键手感不良。,传统机械按键结构层图：,按键,开关键,PCBA,LED,照明主要光学参数,14,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-7000K,）；,实例：烛光,2000K,、暖色荧光灯,2500K-3000K,、白色荧光灯,4000K-5000K,。,2024/11/14,LED,照明主要光学参数,15,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；,等级,Ra,值,一般应用,1A,优,90-100,需要色彩精确对比的场所,1B,良,80-89,需要色彩正确判断的场所,2,普通,60-69,需要中等显色性的场所,3,一般,40-59,对显色性的要求较低，色差小的场所,4,较差,20-39,对显色性无具体要求的场所,2024/11/14,LED,照明主要光学参数,16,显色指数,差异对比,2024/11/14,LED,照明主要光学参数,17,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,温使物体具有阴冷感；,显色指数与光效；,灯具,显色指数,灯具,显色指数,白炽灯,100,日光色荧光灯,80-94,白色荧光灯,75-85,暖白色荧光灯,80-90,卤钨灯,95-99,高压汞灯,22-51,高压钠灯,20-30,金属卤化物灯,60-65,2024/11/14,LED,与视力保护,18,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，日光灯萤光粉是通过直接吸收一个紫外光光子的能量激发而发光的。,2024/11/14,LED,与视力保护,19,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。,2024/11/14,LED,与视力保护,20,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。,扫描特性,表观光源,脉冲波形,分析计算,有效辐亮度,有效辐照度,2024/11/14,LED,与视力保护,21,不同光源的危害分类：,卤钨灯：,UV,荧光灯：,UV,金卤灯,:UV,UVA,LED:,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,。,2024/11/14,LED,与视力保护,22,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,=253710-10,m=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。,2024/11/14,LED,与视力保护,23,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、眼皮肿胀等，短暂的眼球疼痛感觉。,2024/11/14,LED,与视力保护,24,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%-13%,。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