[发明专利]一种LED光生物安全性检测方法

说明书

技术领域

本发明属于照明工程领域，具体涉及光源的安全性检测方法，特别涉及LED光源的安全性检测方法，尤其是LED光的生物安全性检测方法。

背景技术

随着能源危机的迫近以及节能环保、低碳意识的提高，新型LED（light emitting diodes，发光二极管）照明光源的全球市场前景愈发光明。LED照明作为节能环保战略性新兴产业，正逐渐受到国家和各级地方政府的高度重视。随着技术的进步与发展，LED照明产业必将成为绿色节能产业新的增长点，在市场利益趋势与法律法规刺激下，全球LED产业规模呈快速增长之势。

 LED光源具有使用电源电压低、节能高效、适用范围广、稳定性强、响应时间短、寿命长、无污染等特点，未来必将取代白炽灯、荧光灯等人造光源，成为城市的主要照明光源。然而在LED产业快速增长，应用场合不断增加的同时，LED光源对于视网膜可能带来危害及对生物日常生活可能带来的影响成为了一个越来越受人们关注的问题。在光辐射波段中，紫外线辐射和蓝光辐射对人体的危害尤为明显。LED作为一种新兴光源因为近年来的迅速发展，芯片的功率及外量子效率均大大提高，紫外和蓝光波段的短波LED芯片被广泛应用，多芯片集成及二次光学设计技术发展，使得LED的危害性更加显著。

 光生物安全性是指光源光辐射对人体的危害性，例如紫外辐射可以引起皮肤癌、白内障等，强光可以灼烧皮肤、视网膜等。过去，由于科学技术的不发达，人们受到的主要是日光辐射，而由于大气的保护作用，光辐射引起的危害相对较小。而现今科学技术飞速发展，越来越多的人工光源被生产制造出来，这些人工光源虽然改善了人们的生活，但是它们也将人们暴露在更大的光辐射危害中。另外，近年来LED产业的飞速发展，高亮度、大功率的LED不断涌现，过去的LED出射光不会对人体造成危害的时代一去不复返了，人们不得不开始关注LED产品的光生物安全性。还有激光产品在光通信、显示、指示等各个领域的使用也加大了人们受到光辐射危害的可能性。因此，尽快使人们意识到光生物安全性的重要性已经迫在眉睫。

 按照被测光源类型的不同，光生物安全性的测试与评价分为相干光源和非相干光源的光生物安全性测试与评价，对此，国家照明委员会和国际电工委员会都出版了相关的标准，但是在某些地方尚存在不足。国际非电离辐射防护委员会（ICNIRP）根据对生物物理数据的评估提供推荐曝光限制，并且出版非相干光源和激光束的光生物安全方面的指导方针和声明。国际照明委员会（CIE）出版了CIE S 009/E:2002标准，对灯与灯系统的光生物安全性做出了规定。CIE极少出版标准，CIE S 009/E:2002是CIE出版的仅有的几个标准之一，该标准的重要性可见一斑，IEC于2002年全部引用。CIE S 009/E:2002对光辐射造成皮肤和眼睛的光化学危害、眼睛的近紫外危害、视网膜蓝光光化学危害、视网膜无晶状体光化学危害、视网膜热危害和皮肤热危害等危害的曝辐限值做出了规定，这些曝辐限值是根据ICNIPR的响应指导方针得到的。同时，这个标准还提供了参考测试条件，并为评估和控制来自非相干的宽波段光源的光辐射所产生的光生物危害提供了一个安全等级的分类规则。IEC提供制造业标准，包括处理光辐射安全性问题的标准，如激光产品的光安全标准IEC-60825，又由于IEC与产业联系更加紧密，它的标准往往比CIE等其他组织的标准推广更多。欧美等发达国家对光生物安全性的要求更是走在世界前列，如今所有销往欧洲的激光和LED产品都必须按照EN-60825经过严格测试评价。而进入美国的激光产品要严格符合美国食品与药品管理局FDA下属的设备仪器与放射健康中心（CDRH）制定的21CFR1040.10和1040.11的要求。除此之外，美国有些州还有自己的规章，如佛罗里达的管理法规(FAC)。

 展望国际对于LED标准制定的现状，现有的IEC与CIE制定的标准是各国制订自己标准是主要参考的标准。它们主要是针对单体LED的测试，项目包括发光强度、光强分布和辐射强度等，并由此计算光通量。

 在日本，日本照明学会、日本照明委员会、日本照明器具工业会，以及日本电球工业会在2004年年底共同制定完成并发布实施了一套用于照明LED的测试方法的标准，采用由测光标准光源校正过的白光LED数值作为标准依据，测量照明用白光LED及其模块，测定CIE平均光度、全光束的光量值、相关色温、配光特性等。并且规范了用于照明上的一些基本参数，如定义了LED芯片与模块的结构，色温，光谱，LED的寿命、输入电流、输入电压、消耗电能等，并确认测量应该在光输出稳定后才会进行测量。