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LED蓝光的评价方法和实验测试

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-08-24  作者:开玄光电  浏览次数:1031
核心提示:蓝光究竟有多大危害,相信我们很多人都已经有所了解。相关行业人员也提出了各种各样的解决方案,今天,我们来简要地了解蓝光的评

蓝光究竟有多大危害,相信我们很多人都已经有所了解。相关行业人员也提出了各种各样的解决方案,今天,我们来简要地了解蓝光的评价方法和试验测试!

  LED蓝光的评价方法分析

  光源的蓝光危害可以用蓝光加权辐亮度、蓝光加权辐照度和曝辐时间来表征。根据光生物安全标准IEC62471和GB/T20145,光源的蓝光达到一定的剂量就会对视网膜产生危害。光源不同波长的光谱辐亮度与蓝光危害加权函数相乘,然后对波长积分,可得蓝光加权辐亮度。为了防止长期受到蓝光辐射而产生视网膜光化学损伤,蓝光加权辐亮度的曝辐限值需要满足如下条件:

  (单位J·m-2·Sr-1)(t≤10^4s)……(1)

  其中LB为蓝光加权辐亮度(W·m-2·Sr-1),

  Lλ为光谱辐亮度(W·m–2·Sr–1·nm–1),

  B(λ)为蓝光危害加权函数,其取值情况如下表所示:

?λ为波长带宽(nm),t为辐射持续时间。

  当眼睛注视光源的时间t≤10^4s,LB与时间t的乘积不应该超过106J·m–2·Sr–1,这用于评估蓝光加权辐亮度很大的光源对于人眼视网膜的短时间照射所引起的危害。当眼睛长时间注视光源(t>10^4s),限制LB≤100W·m–2·Sr–1,用于评估蓝光加权辐亮度较小的光源由于长时间照射所引起的视网膜伤害。

  视网膜受辐照面积会影响曝辐限值的计算。该面积可以和表观光源的对边角α联系起来。静止眼睛的视网膜能分辨的最小角度。

  αmin=0.0017rad。当t>0.25s,由于人眼存在频率为几Hz的快速眼动,导致点光源的图像散布于视网膜上的一个区域,所形成的角度被定义为有效对边角αeff。当t>100s时,快速眼动使小光源在视网膜上的成像区域进一步增大。因此测量蓝光加权辐亮度时,当

  t<100s,αeff=0.011rad;

  t>10000s,αeff=0.1rad;

  100<t<10000s,αeff=0.0011rad,

  对于对边角α<0.011rad的小光源,可根据辐亮度和视网膜有效对边角,推导出基于光谱辐照度的蓝光加权辐照度的曝辐限值:

  (单位J·m-2)(t≤100s)

  式中EB为蓝光加权辐照度(W·m–2),Eλ(λ,t)为光谱辐照度(W·m–2·nm–1).标准规定EB在照度为500lx处测量,这个照度是普通照明应用的典型值。当EB>0.01W·m–2,最大允许照射时间tmax=100/EBt≤100s。

  表1为蓝光危害等级对应的蓝光加权辐亮度LB、辐照度EB、曝辐时间t和有效对边角αeff的阈值。

表1 不同蓝光危害等级的参数阈值

LED蓝光的测试方法

  如上所述,为了评估光源的蓝光危害,我们需要得到光源的辐亮度或辐照度。因此,我们首先用MK350 LED光谱仪测试LED光源的相对光谱功率分布,用成像亮度计(ProMetric?Y成像光度仪)得到LED光源的最大亮度,两者结合计算出光源的光谱辐亮度;然后,由蓝光危害加权函数计算不同光源的蓝光危害效率和蓝光加权辐亮度。实验流程如图1所示。

  按照上述试验方法通过光谱仪得到相对光谱功率分布,利用成像亮度计得到最大亮度,结合蓝光辐射的公式,最后我们可以计算出蓝光辐射的指标参数,指导我们的具体实践。

 

 

PM系列成像光度计示意图和分解图

  NO.1 ProMetric Y系列成像光度计

  ProMetric Y2使用科学级2兆像素(1600x1200)CCD传感器,该传感器经过热电制冷,可提供精确且可重复的12位测量结果。ProMetricY16通过16兆像素(4896x3264)CCD传感器,提供了更高的分辨率。

  ProMetric Y29通过29兆像素(6576x4384)CCD传感器,提供的分辨率甚至更高。ProMetric Y结合了业界首创的Smart Technology™ 创新技术:用于快速精确设置的SmartControl™ :Smart Control用于以电动方式调节镜头的焦距和孔径设定。

PM系列拍摄的亮度(左彩右辉)图片

  ProMetricY主要特色和亮点:

  经过制冷的高速高分辨率隔行CCD;

  PM-IP成像光度计内置三刺激值Y滤光片,可提供精确光度测量结果;

  PM-IR成像辐射度计适用于红外线测量;

  适用于各种焦距和孔径设定的多种镜头选择(带SmartCalibration&trade)

  与TrueTest自动化外观检测软件和PM-KB软件无缝集成;

  新-多重曝光高动态范围模;

  总结

  LED蓝光的危害是日积月累且会导致严重后果的,而灯在我们的生活中又不可或缺。

  目前虽然没有一个硬性的标准,国家标准也只是划分了等级,也没有强制生产厂家必需生产出危害等级为0的LED产品。但是本着对消费者负责任的态度,我们在设计LED灯具的时候,要对控制蓝光付出极大的努力。


 
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