1 前言

　　LED光源和LED背光源及彩色顯示器同屬于光源色，藍(lán)光是波長為400~500nm的高能量可見光。世衛(wèi)組織WHO愛眼協(xié)會(huì)公布：因藍(lán)光及輻射每年導(dǎo)致全球超過30000人失明，據(jù)中華醫(yī)學(xué)會(huì)眼科學(xué)分會(huì)數(shù)據(jù)顯示：在中國4.2億網(wǎng)民中，63.5%的網(wǎng)民因藍(lán)光、輻射有視力下降、白內(nèi)障、失明等不同程度的眼疾。

　　藍(lán)光對人體危害較其它波長的光線更為嚴(yán)重，短波藍(lán)光具有極高能量，能夠穿透晶狀體直達(dá)視網(wǎng)膜，對視網(wǎng)膜造成光損傷，直接或間接導(dǎo)致黃斑區(qū)細(xì)胞的損害，藍(lán)光會(huì)使眼睛內(nèi)的黃斑區(qū)毒素量增高嚴(yán)重威脅我們的眼底健康。嬰幼兒的眼睛最容易受到藍(lán)光傷害.因?yàn)閶雰旱木铙w相對比較清澈,難以過濾藍(lán)光，0~2歲,大約70%~80%的藍(lán)光可以穿透晶狀體到達(dá)視網(wǎng)膜;2~10歲,大約60%~70%的藍(lán)光會(huì)照射到視網(wǎng)膜。

　　黃斑變性的病理機(jī)制主要為黃斑區(qū)結(jié)構(gòu)的衰老性改變，表現(xiàn)為視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞對視細(xì)胞外界盤膜吞噬消化功能下降，導(dǎo)致黃斑變性發(fā)生。黃斑變性與黃斑區(qū)長期受到光損傷，造成脈絡(luò)膜血管硬化，視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞老化。黃斑變性是50歲以上人群失明的主要原因，在美國黃斑變性導(dǎo)致的失明比青光眼、白內(nèi)障和糖尿性視網(wǎng)膜病變?nèi)N常見病致盲人數(shù)總和還要多。

　　LED光源發(fā)射的白光主要是靠450～455NM波長的藍(lán)光激發(fā)熒光粉，其中波長越低擊發(fā)能力越強(qiáng)，屬于輻射傷害最強(qiáng)的區(qū)段。如果波長變大，激發(fā)熒光粉的能力就隨之下降，發(fā)光效率就會(huì)降低。有些生產(chǎn)廠家為了追求高亮度，會(huì)加強(qiáng)LED光源的藍(lán)光強(qiáng)度，人眼如果長期看這樣的光源，眼睛會(huì)受到藍(lán)光傷害。藍(lán)光射入眼底經(jīng)過聚焦后，焦點(diǎn)沒有落在視網(wǎng)膜上，而是落在視網(wǎng)膜與晶狀體之間。這就增大了光線在眼內(nèi)聚焦的色差距離。而眼內(nèi)焦點(diǎn)之間的距離是形成視物模糊的主要原因，所以藍(lán)光的射入會(huì)加劇色差和視覺模糊度，到時(shí)眼部肌肉過度緊張，眼部供血過度緊張，眼部血液供應(yīng)加強(qiáng)，從而加重疲勞。

　　LED光源工作時(shí)間越長，光源中的熒光粉衰減越快，結(jié)果就會(huì)導(dǎo)致藍(lán)光波段的光照越來越強(qiáng)烈，對人眼造成越來越大的傷害力，這使我們不能不重視LED藍(lán)光的危害，并要積極尋找防治LED藍(lán)光危害的途徑。

　　顏色分為光源色、反射色和透射色。反射色和透射色又合稱為物體色。LED光源LED顯示屏與LED背光源、CRT陰極射線管等顯示屏同屬于光源色，因而有相同的特性。本文以彩色顯示器光源色為例，用大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明高色溫的光源和背光源不僅存在著視覺疲勞而且圖像效果也劣于低色溫，因此應(yīng)積極推廣低色溫的光源和背光源。向低色溫的LED光源和背光源進(jìn)軍，這是防治LED藍(lán)光危害的重要途徑之一。

　　2 白場色度值在低色溫附近群體的彩色顯示器圖像效果優(yōu)于高色溫附近群體的彩色顯示器

　　向低色溫的LED光源和背光源進(jìn)軍，不僅是防治LED藍(lán)光危害的重要途徑之一，還可以獲得良好的圖像效果。這可以從相關(guān)的科研成果中受到啟迪。

　　2.1 沿普朗克軌跡不同色度坐標(biāo)的調(diào)整

　　用1980A彩色亮度計(jì)測試這些彩色顯示器白場色度坐標(biāo)，數(shù)據(jù)詳見表1.

　　2.2 沿等溫線方向不同色度坐標(biāo)的調(diào)整

　　在確定色溫及相關(guān)色溫概念的描述中，存在著這樣一個(gè)需要解決的問題，賈德(D.B.Judd)，凱來(K.L.Kelly)曾做過一組正交于普朗克軌道的垂線，通稱為等溫線，在等溫線上的各點(diǎn)都可用這條線與普朗克軌道交點(diǎn)的黑體溫度，來表示色溫或相關(guān)色溫;但是對于這條等溫線上的顏色不一致性，卻沒有給予明確的說明。目前，在光源色及其它領(lǐng)域中，有時(shí)只偏重注意到色溫的數(shù)值，而沒有著重注意到色品位置偏離普朗克軌跡的距離。

　　我們在確定理想色度值的同時(shí)，對白場色度坐標(biāo)偏離普朗克軌道的距離進(jìn)行了分析。主觀評價(jià)結(jié)果表明，等色溫線上各點(diǎn)并不等色，等色溫線不能任意延伸。

　　2.3 主觀評價(jià)方法實(shí)驗(yàn)條件

　　(1)實(shí)驗(yàn)人員：年齡20～70歲，視力及色覺均正常。

　　文化程度初中～大學(xué)。被試人雖因自己的生活經(jīng)歷與情趣各不相同，實(shí)際上有著不同的記憶色與愿望色，有時(shí)又掌握著不同的評分標(biāo)準(zhǔn)。因此我們選擇的被試人員有多方面的代表性。

　　(2)實(shí)驗(yàn)條件：實(shí)驗(yàn)前將彩色顯示器預(yù)熱一小時(shí)，將各亮度、對比度、飽和度等調(diào)為一致。

　　(3)實(shí)驗(yàn)方法：根據(jù)人們的記憶色與愿望色對熒光屏上的再現(xiàn)色做出判斷。用優(yōu)、良、中、差、劣五級(jí)分制作出主觀評價(jià)的分類記載，優(yōu)為5分。

　　(4)實(shí)驗(yàn)圖像：包括各主要類型膚色、樹木、風(fēng)光、秋實(shí)碩果、大海之濱、樓臺(tái)館舍、藍(lán)天白云、紅旗、人物服飾等十四種圖像。

　　2.4 主觀評價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理

　　(1)按五級(jí)分制，實(shí)驗(yàn)人員分別評出12種白場色度值熒光屏上14種實(shí)驗(yàn)圖像的主觀評價(jià)分?jǐn)?shù)。

　　(2)對所有實(shí)驗(yàn)人員評出的分?jǐn)?shù)按圖像分類，分別計(jì)算出14種圖像各自的平均分。按白場色度值分類，分別計(jì)算出12種白場色度值彩色顯示器對14種圖像的總平均分。

　　以上數(shù)據(jù)具體內(nèi)容見表2所示。

　　2.5 主觀評價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

　　(1)白場色品坐標(biāo)落在普朗克軌跡附近的彩色顯示器，對絕大部分圖像的彩色復(fù)現(xiàn)優(yōu)于色品坐標(biāo)偏離普朗克軌跡的彩色顯示器，即偏離普朗克軌跡MPCD數(shù)據(jù)大的彩色顯示器。

　　(2)白場色度值在低色溫附近群體的彩色顯示器圖像效果優(yōu)于高色溫附近群體的彩色顯示器。雖然，高色溫的彩色顯示器，初看時(shí)較為明亮，但很快就出現(xiàn)明顯的視疲勞。而白場色度值在低色溫附近群體的彩色顯示器圖像看起來柔和舒適，視疲勞小，彩色復(fù)現(xiàn)主觀評價(jià)的評分較高。使用了稀土類化合物Y2O3:Eu和Y2O2S:Eu作為紅熒光體，光效率有了提高，使得彩色顯示器低色溫基準(zhǔn)白得以實(shí)現(xiàn)。

　　雖然，彩色顯示器的低色溫與的高色溫代表值與LED光源低色溫與的高色溫代表值并不相同，但有同樣的趨向。

　　3 低照度下舒適的光色是偏黃的暖白色

　　低照度下偏黃色或偏黃的暖白色將激發(fā)起人類的喜慶感、華麗感、舒適的溫暖感。

　　在高照度下，舒適的光色是偏蘭的白色，使人聯(lián)想到日光，但在低照度，舒適的光色是接近偏黃色的火焰光，這是符合人類的生理特點(diǎn)。研究結(jié)果表明，照度水平與光色的舒適感有關(guān)，在很低照度下，舒適的光色接近火焰(篝火、蠟燭、油燈)的光色，使人感到平和輕松。而高色溫的光在低照度下使人陰沉、昏暗;在偏低或中等照度下舒適的光色是接近黎明和黃昏的光色;只有在高照度下舒適的光色才是接近中午陽光的光色。因此，低照度下應(yīng)使用低色溫的光源，在高照度下應(yīng)使用高色溫的光源。夜景照明屬于低照度，因此我多次建議夜景照明主色調(diào)應(yīng)采用偏黃的暖色調(diào)，以提高景觀照明的舒適感和美譽(yù)力。

　　為制造低色溫的LED光源，在光譜中不足的紅光成分，可采用追加熒光體的方法來補(bǔ)充。除了黃光熒光體外，還要增加紅光熒光體。在藍(lán)光LED周圍，使綠光熒光體及黃光熒光體相組合，進(jìn)一步再與紅光熒光體相組合，使用這種組合熒光體就有可能制作出紅光成分多，顯色性優(yōu)良的白光LED照明及白燈泡色LED照明。由改變多種熒光體的配比在制造LED光源過程中，對合成的光譜形狀進(jìn)行調(diào)整達(dá)到所需的色溫和色度坐標(biāo)及顯色性。使用了稀土類化合物Y2O3:Eu和Y2O2S:Eu作為紅熒光體，光效率有了提高，使得彩色顯示器低色溫基準(zhǔn)白得以實(shí)現(xiàn)。同樣，為制造低色溫的LED光源，不斷研制優(yōu)良的紅光熒光體是解決LED藍(lán)光危害的關(guān)鍵。

　　4 結(jié)束語

　　綜上所述，向低色溫的LED光源和背光源進(jìn)軍，不僅可以防治LED藍(lán)光危害，還可以獲得良好的圖像效果激發(fā)起人類的喜慶感、華麗感、舒適的溫暖感。

　　研究綠光熒光體黃光熒光體及紅光熒光體的最佳組合，是實(shí)現(xiàn)低色溫的LED光源，防治LED藍(lán)光危害的一個(gè)重要途徑;適用于光源及燈具發(fā)光特性的1980彩色亮度計(jì)測量色度值，為實(shí)現(xiàn)上述途經(jīng)創(chuàng)造了條件，使該項(xiàng)工作不僅具有科學(xué)上的優(yōu)越性和先進(jìn)性，也具有技術(shù)上的合理性和可行性。

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