从人体功效学分析白光LED在室内照明中应用

　　3.2心理的需要

　　在正常的室内工作或活动，人们不但要求得到视觉功能的满足，同时也需要一定的视觉舒适度，这是人们对照明光环境的心理需要，也就要求视场内的光环境不可有直接眩光或间接眩光，色温要合适、灯具的布置要舒适。在要求视场的眩光方面，对白光LED既是优势又是挑战。由于LED较小的发光点和光束角，使光的出射方向很容易控制，但另一方面，通常LED光强较为集中，最大光强分布处若处理不当则容易对观测者造成眩光。研究表明，不舒适眩光不但会引起工作效率的下降，同时也会造成视觉疲劳和头痛等不良反应。另外，若选用RGB三芯片LED，虽能形成任意色温的白光，但较大的色差会影响视场整体的舒适和美观。若选用蓝光LED加YAG粉的方式，则色温基本偏高。为了使照明具有良好的效果，所选用的光源的色温必须与要求的照度相适应，图1所示是照度与色温对应的舒适区域。因此，较高的色温也会影响白光LED在室内照明中的应用，因为它要求相应高的照度，才能使人感觉舒适。 另一方面，LED灵活的外形尺寸使LED灯具在设计上具有很大的空间，可以充分满足装饰性的要求。

　　3.3生理的需要

　　室内照明中人们对生理上的需要主要表现为健康的需要。除了长期的紫外光照射会对皮肤造成不良影响以外，光影响健康的另外两个途径常常被人们所忽略，一个是光通过视觉影响健康，另一个是光通过生理节律系统影响健康。与白光LED用于室内照明有紧密联系的两个效应就是视网膜的蓝光危害效应及光通过抑止人体内褪黑激素的分泌影响人体的生理节律系统和健康。通常紫外光的危害发生于人眼的前眼部分，即对角膜会造成伤害。而蓝光由于其波长比紫外光长，可以透过眼底到达视网膜;而其单位能量在可见光范围内最强，容易灼伤视网膜及形成早期白内障。另一方面，人体褪黑激素的分泌受光照的影响，当褪黑激素分泌失常时容易引起人体生理节律的混乱，严重时引起癌症或其他病变。

　　在400~500nm的区域内，这种白光LED的能量分布具有一个明显的峰值。添加一定量的红光荧光粉后可以在一定程度上降低这一峰值，但是目前普遍使用的白光LED的这一蓝光区域峰值与蓝光视网膜危害的光谱敏感度曲线及影响生理节律系统的神经节细胞对光的敏感度曲线有较多的重叠区域，这不得不引起我们的重视。而如果使用紫外LED加三基色荧光粉及RGB多芯片白光LED，这两种效应则可以忽略。

　　4、促进白光LED在室内照明的应用

　　大功率白光LED虽然在光效、显色性及单颗功率方面取得很大突破，各LED厂商也以迅猛的势头不断更新已经取得的成就。但是，在考虑到人体功效学方面，对于缔造一个符合人居需要的照明环境，LED显然还有很长的路要走。为了促进LED更多、更合理地应用于室内照明中，以下的几个方面是LED设计者、生产者和应用者应该共同关注的。

　　4.1重视合理的照明设计

　　就视觉功能的需要而言，目前LED的光通量和光效还难以满足大面积普通照明的需要。因而，合理的照明设计是将LED应用于室内照明的关键。例如，可以利用LED进行局部重点照明，或利用LED便于控制这一特性进行辅助照明和调光设计。设计时应同时结合视觉功能、心理和生理的需要，扬长避短，缔造健康、舒适的光环境。

　　4.2重视LED上、中游与下游的紧密联系

　　毫无疑问，LED上中游对LED技术的发展和应用起了关键性的作用，但下游的应用和需求同时也为LED上中游起到引领的作用。科研工作者、工程师和设计师应该加强联系，使LED产业的发展更加合理和人性化。

　　4.3加强LED二次光学设计技术

　　LED照明应用中的一项关键技术是LED二次光学设计技术，通过二次光学设计，能优化LED的配光分布，在避免眩光的同时使LED射出的光线更加合理，达到照明的要求。

　　4.4制定LED室内照明标准

　　目前我国有关检测部门已经着手开展对照明LED测试方法的研究，包括检测设备的开发工作。全国照明电器标准化技术委员会已经将照明LED的技术标准和测试方法标准列入标准工作计划，希望通过照明LED标准的制定，促进LED技术的发展和在照明领域的应用。对于LED室内照明标准，应重点解决LED的光学特性，即光通量、光分布、亮度、光谱分布、色度坐标、色差、显色指数、光衰等指标。此外，电器附件的特性、机械特性、温度特性和器具安全特性等也应列入考虑的范围。

　　5、结束语

　　将白光LED应用于室内照明中的进程在近两年中取得了重大的突破，在考虑照明的人体功效学的基础上，白光LED在室内照明中具有一定的优势，然而，也还存在诸多不足。LED设计者、生产者和应用者应该联合起来，共同为LED技术的发展添砖加瓦，早日使新一代的光源发挥最大作用，获得更多的效益。

编辑：李杰