2019廣州國際照明展覽會主辦方廣州光亞法蘭克福展覽有限公司,承辦方南網(wǎng)能源光亞照明研究院,特邀各界資深專家于6月10日舉辦 “光健康跨界創(chuàng)新專家研討會”,6月11日舉辦 “健康照明峰會”。會議旨在通過集聚不同領域科學家、專家的知識智慧,形成集體智慧,指導光健康產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展,創(chuàng)建有中國特色的光健康產(chǎn)業(yè)體系,融入大健康和“健康中國”發(fā)展戰(zhàn)略。
國星光電謝志國博士的報告主題是《LED健康照明技術(shù)趨勢及LED器件方案》
以下為謝志國博士的演講概要:
光和近視和人體的相互作用其實還有很多未解機理的研究,光和人的相互作用是特別復雜的系統(tǒng),特別是關乎人的層面,涉及到生物機理,也涉及到倫理方面的東西,確實非常復雜。關于光和健康的作用,我們研究機構(gòu)、企業(yè)一起來共同推動這件事情,共同把光和健康往前推動。這次大家在光展會上可以看到,各大企業(yè),特別是有些上游的企業(yè)都展示相應健康的光譜,全光譜也好,健康的光源也好,是今年光亞展的熱門主題之一,因此看到大家不管整個產(chǎn)業(yè)也好,還是醫(yī)學的研究機構(gòu)也好,大家都在關注這一點,健康的照明可能會發(fā)展得越來越快。
一、LED健康照明技術(shù)發(fā)展
光和人相互作用的層面上,主要分為視覺和非視覺,在視覺的層面,大家可以看人眼所能看到的視覺認知、視覺健康,對我們感知即光所分解出來不同光波的波長帶來對顏色的認知,這是視覺認知方面,與健康層面又有哪幾個方向?光直接落在視網(wǎng)膜上,對視網(wǎng)膜的影響,二是近視和光到底有沒有關系,還有視覺疲勞。從視網(wǎng)膜損傷的層面來講,很多眼睛有疾病已經(jīng)公開報道,白內(nèi)障和黃斑病變。非視覺這一塊,這也是最新出來的一些研究成果,除了光可以看到認知層面的影響,其實和人的生物節(jié)律、情緒都有很大的影響,因此涉及到生物節(jié)律以及自主情緒方面的管控。
這是一個簡單的光和人眼的過程,其實眼球?qū)庖彩怯羞x擇,只有在像紫光部分,其實被我們眼球組織所吸收,因此達不到視網(wǎng)膜,可見光部分才能達到視網(wǎng)膜。所有的可見光部分從紫光一直到紅光,類似于有點近這部分可以通過眼球組織達到視網(wǎng)膜。有很多方面帶來視覺疲勞,從光的角度解釋,因為視網(wǎng)膜,在可見光部分,因為藍光的波長比較短,因此在聚焦的時候,從光學的角度,通過成像在視網(wǎng)膜上,聚焦在人眼的前端,人為了看清楚,會擠壓晶狀體,改變焦距,使點落到視網(wǎng)膜上,壓縮的過程中,很容易會產(chǎn)生視覺疲勞。
第二是講短波長的藍光,可見光部分進入到視網(wǎng)膜,不同光不一樣,因為被眼球吸收,剩下從紫光一直到紅光,因為藍光波長比較短,因此能量比較大、比較強,高能的光子會自發(fā)自由基,使視網(wǎng)膜的上皮組織因為營養(yǎng)供應的問題,逐漸缺乏營養(yǎng)的供應,帶來視網(wǎng)膜細胞的變化,因此帶來黃斑病變,這是由慢性引起的作用。正是由于藍光會視覺疲勞,以及會產(chǎn)生一個對視網(wǎng)膜有一些這樣的影響,因此現(xiàn)在整個做藍光危害的評價,這有國際標準EN62471,該標準用來界定燈具、藍光的含量,超標了,沒有拿到這個認證,在有些場合不能使用。
我們藍光并不都是有害的光,真正有害的是短波長的藍光,而且短波長的藍光不一定對人眼產(chǎn)生危害,與照射強度和時間有關,只有照射的強度和時間達到一定的閾值,因此藍光危害的閾值定的是10的六次方,一定是強度和照射時間相互的情況。大家從右邊的圖上可以看到,這是藍光危害相應的曲線,大家看到都是視覺響應函數(shù),但是這是一個藍海危害的函數(shù),在藍光部分是415-460,它的系數(shù)是最高,基本上80%以上,因此這一部分的光對藍光的影響非常強??梢钥吹阶筮叺膱D,對藍光的總量有一個危害報告,有等級的劃分,RG0到RG3根據(jù)輻射強度,當輻射強度小于100的時候,如果要達到10的六次方,我們作用曝光時間要達到1萬秒,這種情況是什么?等級是這樣,不會對我們太大影響,為什人在看一個東西,不會誰盯著一個物體一直盯一萬秒這么長的時間,因此這種可能不存在,光源是安全的。隨陽光輻射強度增加,它的等級會慢慢增加,像我們國家的臺燈,因為是用在學生看書閱讀,一定要達到RG0的等級。
另外一個是非視覺效應,因為有上面的教授發(fā)現(xiàn)了生物學與光的作用,因此獲得了諾貝爾醫(yī)學獎。從眼球組織,看到視覺認知的部分通過視網(wǎng)膜來達到,其實眼球下部分還有非視覺的作用、通路,感受一個光來通過信號達到生物決定,在我們非視覺的系統(tǒng)里面,產(chǎn)生一個ipRGC神經(jīng)網(wǎng)絡,信號慢慢到達生活體,生活體會分泌褪黑素,褪黑素進入到我們血液里面,會影響我們工作的狀態(tài),晚上休息的時候,褪黑素的分泌最旺盛,促進大家的睡眠,工作的時候,他們的精神為了飽滿、清醒,因此身體里面的褪黑色素含量最低。大家可以看到人體的褪黑素產(chǎn)生其實和人有關系,因為老年人機理的衰減,老年人褪黑色素的分泌會含量慢慢進行衰減,因此很多老年人年齡大,睡眠質(zhì)量不好,因為體內(nèi)褪黑素的分泌量沒有年輕人或者小孩那么多,現(xiàn)在有些保健的產(chǎn)品直接讓大家服用褪黑色素,因為這是影響我們身體非常重要的東西。
大家看到褪黑色素的產(chǎn)生也與光有關系,這是一個文章的報告做的一個實驗,在褪黑色素50%的時候,不同光源需要的輻照度是多少,可以看到藍光需要的輻照程度最低,也就是說,藍光在30Lux的時候,曝光一定程度的時候,抑制50%,也就是說,褪黑色素的分泌和藍光的作用最敏感。
正是基于剛才說到視覺與非視覺的作用,這次國星光電推出了自然光系列即類太陽光全光譜。另外為了對健康,盡可能減少短波長的藍光。第一是對類太陽光,把大家所感受的,80%是在人造光源情況下,我們把自然光引入到大家工作里面,使大家在室內(nèi)感受到自然光。EC系列主要是減少短波長藍光,對閱讀、長時間作業(yè)的情況下,減少大家的藍光含量。
二、國星健康照明器件及其特點
這是第一個,自然光系列,背景圖是太陽光是在4000K時候的光譜,相對藍色的部分是我們DL系列的光譜。可以看到我們光譜和太陽光譜已經(jīng)在可見光部分比較吻合,同時這個地方在顯色性上,因為光譜的延續(xù)性,因此在顯色性也很好,顯指是95,還有R9也可以做到90。自然光怎么樣實現(xiàn)?現(xiàn)在右邊的圖可以看到常規(guī)的LED顯指80也好,顯指70也好,從藍光芯片去激發(fā)Y即黃綠粉和紅粉來產(chǎn)生白光,從光譜上可以看到,其實在紫色以及青色部分即470-490部分,還有紅色部分缺失,屬于傳統(tǒng)的光源。當我們在用DL系列,用紫光激發(fā)RGB這三種熒光粉,把我們?nèi)笔У牟糠帧⒆瞎獠糠忠约凹t色的部分補起來,因此產(chǎn)生一些連續(xù),和太陽光接近于自然光。
這部分剛才提到藍光部分,因為在415-460,在藍光另外471報告上面,這個地方對藍光危害的貢獻比較大,因此在2的地方有辦法用科技補起來。這是光源在一些顯示性的表示,從R1到R15,各項指標可以做到大約90。另外一個新的標準,大家可能在一些TM30評價,它也有很高的RF、RG,RF可以做到97,RG可以做到102。同時因為現(xiàn)在對太陽光譜的表針沒有一個標準的方法,所以把我們的光源和太陽光譜進行一個擬合,近似程度可以做到92.5%。因為我們剛才說到傳統(tǒng)的產(chǎn)品是用藍光激發(fā),這是用紫光激發(fā),大家知道有機的物質(zhì)在紫光的作用下,退化的更加快,因此我們解決應用的問題,對紫光激發(fā)的產(chǎn)品也采用特殊的材料和設計,來達到在熱態(tài)的維持率以及在可靠性方面解決紫光引起衰減的問題。
另外一個是EC系列即降低藍光的含量,因為在一些中國的研究組織已經(jīng)報道,在一些藍光對人眼視覺的疲勞做的生理實驗,如果屏蔽15%的藍光相對于不屏蔽藍光的視覺疲勞低了近21%,基于這樣,怎么樣盡量地減少視覺疲勞,剛才周教授也說了,視覺疲勞和大家的近視有很高的關聯(lián)度,因此怎么樣去解決視覺的疲勞。這是推出的EC系列,傳統(tǒng)的光源是藍色的部分,現(xiàn)在推出的部分把激發(fā)的藍光的光源向長波段移動,用更長的波朝著藍光去激發(fā)形成白光,這樣藍光的含量就會下降。
這就是可以看到傳統(tǒng)視線給的光譜,激發(fā)的藍光基本上在450-460去激發(fā),而現(xiàn)在EC系列是采用更長波段的460以上的波段去激發(fā)形成白光,這樣在415-460的含量下來,降低藍光危害評價的指標。同時,可以看到在長波段的藍光剛才提到對生物學非視覺的效率,460-490這塊的含量也會進行豐富。這是采用了一些特殊光譜的調(diào)配技術(shù),已經(jīng)申請專利保護,通過長波段藍光來激發(fā)青色的熒光粉來保持大家需要的460-490生物學這塊的需求,黃色和黃色熒光粉來實現(xiàn)。這是我們產(chǎn)品,更詳細的其實大家可以到10.2的展館體驗一下,我們專門有一個體驗館來體驗一下,包括上面的燈光源都是采用該系列的光源來做,大家如果感興趣,可以去展位去體驗一下。
三、國星健康照明器件的應用
我們器件在不同場合應用進行了推廣,因為大家知道80%時間在人造光場景下活動,其實大家不同的場景有工作、休閑、教育、餐飲以及運動,因此不同的場景下,通過一些智能的控制,怎么樣給大家營造一個健康的光環(huán)境,結(jié)合了具體的應用。這是商業(yè)超市做的Eyelove系列的推廣,對商業(yè)照明的商業(yè)方案解決推廣,同時大家特別關注教育這一塊,因此為了我們孩子的健康,更好的健康照明,國星光電在Eyelove系列也會走進校園,包括會捐助一些燈管在校園里面改善學生學習的環(huán)境,同時帶來更健康的光。另外,包括廣東省教育照明這一塊也在做一些改造,我們和下游的一些企業(yè)參與進去,和他們一起去教室教育的照明改造,提供更好的照明。這是我們產(chǎn)品,也在行業(yè)一些期刊上,獲得了健康照明部委以及阿拉丁給我們授予的最佳技術(shù)獎。
我們LED光源具有小巧、容易控制,現(xiàn)在又給大家?guī)硇碌木S度,即光譜可以調(diào)整,因此這種會給我們的設計上增加一個新的維度,對燈具也帶來一個新的方面,我們把健康的概念也融入到燈具里面,使得大家燈具的方向有更多的解讀。因此LED照明慢慢從這次展會上可以看到,大家都在做這件事情,正是由于企業(yè)、研究機構(gòu)共同去推進這件事情,照明行業(yè)會帶來一個新的維度的解讀即光的健康,謝謝大家!
“2019健康照明峰會”嘉賓演講報道:
- 何開均:《健康光環(huán)境的機理分析與關鍵技術(shù)》
- 宋武琦:《LED光源的醫(yī)學應用及其非視覺途徑作用機制研究》
- 陳忠:《智能光色調(diào)控高品質(zhì)LED健康照明》
- 胡能忠:《利用動態(tài)照明實現(xiàn)健康照明》
- 謝志國:《LED健康照明技術(shù)趨勢及LED器件方案》
- 周佳瑋:《光和視覺健康的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)》