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诠释LED健康照明的内涵--迈向安全LED应用时代

导读: 很多人都在谈健康照明,但是能对健康照明有整体认识的并不多,更多的是将健康照明片面地理解为光生物安全或光的非视觉生物效应。光生物安全当然是健康照明所需要考量的重要内容。

         今天,我们要讨论的是一个非常有趣的话题:健康照明。很多人都在谈健康照明,但是能对健康照明有整体认识的并不多,更多的是将健康照明片面地理解为光生物安全或光的非视觉生物效应。光生物安全当然是健康照明所需要考量的重要内容,例如蓝光的视网膜危害、紫外光对皮肤的损伤等,但是它只是健康照明的一个部分,其实,健康照明是一个富有内涵的话题,它综合包含了视觉、心理和生理的效应。而对于LED来说,由于大功率紫外LED目前并不形成成熟产品,LED照明中紫外光对皮肤的损伤部分本文不做讨论。

        人对外界信息的获得有80%以上来自视觉,所以影响照明健康的重要机制之一来源于视觉通道。人类经过长期的进化,也形成了与之对应的接受光感受光的系统。光线穿过瞳孔、晶状体、玻璃体到达视网膜,然后被锥状细胞和杆状细胞接收,转换成电信号传递到大脑的视皮层,最后在大脑内转换成视觉信号。

        在这个过程中,眼睛占据了极其重要的位置,成为接收信息的入口。眼睛同时也是非常脆弱的器官。通常,在辐射层面上对眼睛最具杀伤力的,除了激光就数紫外线了,但通常紫外线到达不了眼底。而蓝光是可见光里波长最短的一段,与紫外线相比,其具有较长的波长正好可以穿过瞳孔、晶状体和玻璃体到达人眼的视网膜;其与长波可见光比具有的较大的粒子能量在适当的量值时将对人眼视网膜具有伤害性的破坏作用。由于目前白光LED多为蓝光芯片加黄光荧光粉组合而成,其在蓝光部分的峰值让人们对LED的蓝光危害有所顾忌。然而,对于普通照明的LED产品,由于有照明标准对亮度及直接眩光等因素进行了控制,其强度通常不足以破坏人眼的视网膜。在使用LED作为照明产品时,应注意其处于照明标准所要求的参数范围内,同时,应避免近距离对直射光源的观测。

        另外,通过视觉不舒适而引发的视觉疲劳和视觉损伤也是非常值得引起重视。长期处于不舒适的照明环境,例如不合适的照度、不均匀的光分布、强烈的频闪、眩光等,对人的健康的伤害是很严重的。例如研究表明频闪的存在会引发偏头痛、不舒适眩光引起视觉疲劳等。复旦大学电光源研究所自2006年起在上海市教委的委托下进行了《教室照明要有亮度更要有舒适度——关于改善上海市中小学校教室光环境的研究》,联合市卫生局、复旦大学眼耳鼻喉医院卫生部近视眼重点实验室和公共卫生学院对22000学生视力进行为期三年的视力跟踪监测,结果显示光环境改造成果对促进健康视力发展的影响显著,这正证明了光环境影响视觉的健康发展。

         影响健康照明的另一个机理来自于照明的非视觉生物效应。人的眼睛不单是能用来看东西,人眼里还有一个第三类感光细胞,——作为2002年世界的十大发现之一,David Berson教授等在哺乳动物的视网膜上发现了第三种感光细胞(称为本征感光神经结细胞ipRGCs)。与锥状细胞和杆状细胞相似,神经结细胞对不同波长的光的灵敏度也是不同的,其峰值波长位于460 nm-490nm的蓝光附近。有趣的是,这个第三类感光细胞与视觉无关,它与人脑内的生物钟相连接,能抑制松果体分泌褪黑激素(也称为“睡觉的荷尔蒙”),而人们已经发现褪黑激素水平不仅影响人们的睡眠质量,对于衰老及痴呆甚至是老年人记忆力提升都有影响,同时还与抑制癌细胞的生长等生物功能有关。根据一项对于老年人的研究表明,白天暴露在强光下,会引起夜间褪黑素分泌明显增加。

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