2、白光色温与蓝光关系

衡量白光光色的指标是色温，单位是K(开尔文)，通常，LED 照明白光的色温范围是：2700K-7000K，从理论上讲，色温是指绝对黑体从绝对零度(一273℃)开始加温后所呈现的颜色。黑体在受热后．逐渐由黑变红，转黄，发白，最后发出蓝色光。当加热到一定的温度．黑体发出的光所含的光谱成分．就称为这一温度下的色温。把白光中的蓝光成分提高，蓝光不同于紫外线，它不仅存在于太阳光中，还大量存在于电脑显示器（无论LED还是CCFL）、数码电子产品显示屏、手机、电视、甚至汽车车灯、霓虹灯中。白光的色温就提高，把白光中的蓝光成分降低并且把红光成分提高，白光的色温就降低，人造光源的色温与其他光源近似的关系如下图：

3、LED白光的光谱图

对白光的成分分析采用的是光谱分析法，白光的光谱分析是把白光的各种单色光的成分用波长与波长对应的辐射功率组成的二维图表示，下图是不同色温的 LED 白光光谱图，从图中可以直观的看出，色温越高，蓝光量比越大。

4、可见光的光子能量分布

我们把人眼能够看到的光称为可见光，可见光的波长范围是400-750nm，可见光是电磁波谱中人眼可以感知的部分，可见光谱没有精确的范围；一般人的眼睛可以感知的电磁波的波长在400～760nm之间，但还有一些人能够感知到波长大约在380～780nm之间的电磁波。在可见光范围里，不同波长的光的颜色也不同，我们看到的光，实际上是人眼的视觉细胞感应到的光子，不同波长的光子在视觉细胞感应的颜色不同，更为确切的说是感应的光子能量不同，波长与光子能量的分布图如下图所示。

从图中可以看出，在可见光范围里，蓝光(波长400-500nm)光子携带的能量最多，称之为高能量光，紫外线光子的能量高于蓝光，人眼的视觉细胞感应不到紫外线，紫外线也称为不可见光，

5、LED的发光原理和蓝光基础

目前，LED实现白光的方法有三种：一是通过红、绿、蓝三基色多芯片组合以合成白光；二是使用蓝光LED芯片激发黄色荧光粉，由LED蓝光和荧光粉发出的黄绿光合成白光，为改善显色特性还可加入适量红、绿荧光粉；三是采用紫外光LED(UVLED)激发三基色荧光粉合成白光。

6、人眼结构与视网膜黄斑中心凹

日常生活蓝光随处可见，但接触到的有害蓝光主要来源为LED液晶屏幕。如今液晶显示屏采用的都是LED背光。由于背光需要白光的效果，所以业界使用蓝色LED混合黄色荧光粉来形成白光。由于蓝色LED是一个主体硬件，因此这种白光中的蓝色光谱就拥有一个波峰，从而形成了我们所说的有害蓝光伤眼的问题

蓝光是如何危害人眼的健康呢?首先，我们需要了解人眼的结构与人眼的视觉功能。人眼结构如下图所示。

人眼之所以能看到的物体，实际上是看到物体的反射光，光线进入人眼的路径是：光线沿着视轴，通过角膜、瞳孔、晶状体、玻璃体到达视网膜，视网膜的视轴终点有一个浅漏斗状小凹陷区，叫做黄斑中心凹，中心凹是视力最敏锐的地方，分布着丰富的视觉细胞，眼睛所看到的物体投影在黄斑中心凹的，黄斑是由于该区域含有丰富的叶黄素而得名。

从上图可以看出，光线进入人眼的路径是：光线沿着视轴，通过角膜、瞳孔、晶状体、玻璃体到达视网膜。视网膜的视轴终点有一个浅漏斗状小凹陷区，叫做黄斑中心凹，中心凹是视力最敏锐的地方，分布着丰富的视觉细胞，眼睛所看到的物体投影在黄斑中心凹的。

7、视觉细胞

人眼是如何看到物体的呢?人眼看到的物体的倒立图像投影在视网膜黄斑区上，视网膜是一层透明的膜，在视网膜后存在视觉细胞，视觉细胞的作用是感应进入人眼光线的光子，在视轴的终点的黄斑中心凹里含有丰富的视觉细胞，是视觉感应的区域，下图是视觉细胞组织图。

图中黄绿色的条形细胞称为柱状细胞，图中蓝色圆锥状的细胞称为锥状细胞，这两种细胞构成人眼的视觉细胞，锥状细胞主要分布在黄斑中央凹处，人眼看到的物体就是通过这两种细胞对光的感应实现的，柱状细胞与锥状细胞把感应到的光信号传递至神经细胞进行混合，再由神经纤维传递到大脑，形成视觉图像。

当柱状细胞受损，就会得夜盲症，当锥状细胞受损，就会得色盲症。

柱状细胞只感应低照明环境下的暗视觉(亮度值小于每平方米0.001CD)，柱状细胞只能感应光的明暗，不能感应光的色彩，这就是为什么我们在夜晚灯光很暗的时候，人眼只能够看到的物体黑和灰色，而看不到色彩，如下图所示：

锥状细胞又分为3种，分别是感应红光的锥状细胞、感应绿光的锥状细胞和感应蓝光的锥状细胞，如下图所示：

感应红光的锥状细胞对波长为650-680nm最为敏感；感应绿光的锥状细胞对波长为560-570nm最为敏感；感应蓝光的锥状细胞对波长为440-450nm最为敏感；与白光 LED 芯片的发光波长接近，这也是 LED 照明光源存在蓝光危害的原因。

这3种锥状细胞数量比大约是40：20：1，感应蓝光的锥状细胞数量最少，最珍贵。

锥状细胞构成视觉的过程是：3种锥状细胞分别感应进入人眼的光线里包含的红绿蓝光的强弱，形成彩色信号，在大脑产生彩色图像，因为锥状细胞是在较明亮的环境才工作，也称之为明视觉。

8、视觉细胞的营养与代谢

视细胞亦称“光感受细胞”。位于视网膜内，能把光刺激转变成神经冲动的细胞。视细胞由外节、内节、胞体和终足四部分组成。胞体是含核的膨大部分，终足相当于轴突，内、外节相当于树突。外节是视细胞的感光部分，有细胞膜内陷折叠而成的片层（或圆盘）结构，其内含有感光物质。内节稍粗，含有大量线粒体,是能量代谢最旺盛的部位

由人眼结构图，我们看到柱状细胞与锥状细胞与视网膜色素上皮层相连，视网膜色素上皮层负责向柱状细胞和锥状细胞提供营养物质，视网膜色素上皮层可以吞噬并消化柱状细胞与锥状细胞的代谢物质。

当光线到达视网膜黄斑中心凹，黄斑里含的叶黄素会吸收适量的蓝光，光线的射入会产生自由基，自由基就是具有很强氧化能力的一种氧，正常条件下，自由基会被人体内的抗氧化物质GSH-P和SOD所吸收并随血液代谢，使得视网膜色素上皮层能正常地向柱状细胞与锥状细胞提供营养。

9、蓝光和视网膜黄斑病变

正常人的眼睛的黄斑随年龄增长会发生老化，老化的黄斑会引起视力逐渐下降，看物体模糊，需要更多照明光才能分辨细节，这是正常生理现象。

如果长期在含蓝光成分较多的照明环境里工作与生活，过量的高能蓝光进入人眼，就会产生大量的自由基，体内抗氧化物质就不能完全消除过量的自由基，过量的自由基会加速视网膜黄斑部氧化，未被黄斑吸收的蓝光也会直接损伤视觉细胞。

黄斑病变的主要症状表现为中心视力减退，有中心暗点，视物变形。玻璃体无炎性改变。眼底在黄斑部有黄灰色渗出性病灶及出血。

过量的自由基还会氧化损伤视网膜色素上皮细胞，使视网膜色素上皮细胞无法正常向视觉细胞提供营养与代谢，导致视觉细胞营养供应不良，最终导致黄斑部主要的视觉细胞死亡，视觉细胞的死亡是不可再生的。

由于黄斑区主要为锥状细胞，高能量蓝光对色素起损害作用，是导致视网膜黄斑部锥状细胞死亡的主要因素，即产生黄斑区病变(AMD)，蓝光危害产生的黄斑部病变，会导致视力快速减弱，视物变形，物体线条弯曲，视觉中央出现黑影或模糊区域，如果出现血性黄斑部病变就会永久失明。

白光对视网膜的损害程度取决于蓝光含量的光强度高低和蓝光在视网膜停留时间长短。

由于儿童的视网膜黄斑对蓝光的吸收能力弱，儿童视网膜接收到的蓝光辐射量是成年人的2倍左右，所以蓝光辐射对儿童视力健康影响最大，是最需要保护的群体。

10、LED照明产生的蓝光危害与对策

无论太阳光和人造光源的白光，白光中的蓝光成分达到一定的强度时，白光中的蓝光成分会影响人的视觉健康，由于 LED 白光是由发出蓝光的芯片与黄色荧光粉混合而成，LED 的蓝光危害问题尤为突出，当LED白光色温达到7000K以上时，LED 的蓝光危害是所有人造光源中最为突出的，LED 照明光源的蓝光危害是公众健康问题，如果不加以控制，将会引发不可恢复的视力损伤所产生的社会问题。

蓝光危害不仅存在于 LED 照明光源，节能灯、荧光灯、手机、显示器、电视机、太阳光都会引发锥状细胞的损伤。

第一类是眼睛娇嫩的儿童，婴幼儿的晶状体更加清澈，无法对蓝光进行过滤，而孩子又有追光的天性，受到长期大量蓝光照射，可能导致幼儿视网膜出现光毒性的损伤，严重的甚至会导致视网膜的裂孔，以至于失明。

第二种是糖尿病人，糖尿病经过十几年的发展以后，都有视网膜的病变，视网膜承受光损伤的约值大大下降，另外生活中很多药物是有光敏性的，吃了药以后，LED蓝光的损伤可能更明显

最后，晚上也不宜使用LED灯，长期使用，将影响睡眠，照成生物钟紊乱，从而降低人的免疫力。

对于儿童用灯与青少年阅读用灯，蓝光危害问题更是要高度重视。

白光对视网膜的损害程度取决于蓝光含量的光强度高低和蓝光在视网膜停留时间长短，合理控制照明的亮度，照明时间，照明光源的色温与显色性，光源功率都是有效减少蓝光危害的手段。

LED 照明光源的蓝光危害是可防控的，只要重视和普及蓝光危害的知识，但LED 照明仍然是值得发展的照明技术。

11、蓝光危害导致的黄斑病变的自我检测

通过下面的方法，可以初步检测一下是否已经出现锥状细胞的损伤与黄斑病变，如果检测出异常视觉问题，请尽快去专业医院进行检查。

首先做一个色盲的测试，蓝光危害最初可能会引发微弱的色盲，在这里需要强调的是，许多色盲是天生的。

色盲的分类有以下几种，人眼先天几乎不会产生蓝色色盲，蓝色色盲的出现，几乎是光线引发。

当你看到的蓝色接近灰色，你的锥状细胞损伤已经很严重了。

下图是色盲测试：

黄斑病变的自我检测：

阿姆斯勒方格表可以测试黄斑是否出现病变，测试非常简单，可以推荐给你的朋友与同事。

总结

LED 照明引发的蓝光危害是在长期使用照明的过程中逐渐产生的，只要重视与防护，LED 照明光源还是安全的，毕竟 LED 照明的节能指标与产生的环保效益也是需要重视的。

日本日亚公司率先研制成功一种 InGaN LED 白色光源，它是采用蓝色 InGaN LED 与钇铝石榴石(YAG)荧光粉结合的技术得到的。从LED芯片发出的蓝光在荧光粉层中多次散射并被荧光粉部分吸收，荧光粉被激发产生峰值波长为 550nm 的绿色，此绿光与透射的蓝光加合成白光。当然根据色度学也可以用红、绿 、蓝三色 LED 合成白光，即三基色白光。这二种方法制成的白色 LED 成本都很高，因为主要光源是用的价格很高的蓝光和绿光 LED，从而直接影响到器件的推广应用 ，在民用终端市场很少有个体接受的了。

我们相信未来照明科技的突破，能够创造性价比高且具备很小的蓝光危害的灯具产品！呵护地球居民免受蓝光危害之苦。返回搜狐，查看更多