高亮度LED產生新應用與新標準
HBLED除了明顯的效率優(yōu)點和壽命優(yōu)點以外,還有其它的優(yōu)點,并對非傳統(tǒng)照明應用很有吸引力。例如,它們有狹窄的光譜,因此最適合用作膽紅素燈。膽紅素是一種紅黃色的有機物,源自紅血球解體所產生的血紅蛋白。過高膽紅素會造成高膽紅素血癥,癥狀為黃疸,即鞏膜(即“眼白”)和體液等組織呈黃色。雖然一般不必擔心低水平的膽紅素,但大量膽紅素會循環(huán)至大腦組織,可能造成新生兒癲癇和大腦損壞。所幸,光療通常對此種病癥有效果,因為膽紅素會吸收藍光,分解為水溶形式而排出體外(圖2)。458nm~462nm區(qū)域中的窄帶藍光最有效。過去,膽紅素治療光線都采用定制的藍色熒光燈管和彩色過濾器。但是,熒光燈的光譜相對較寬。盡管其分布中心位于所需波長上,但光譜分布在兩端下降,表示能破壞膽紅素的光能量下降,因此治療時間將延長。與之相比,藍光LED膽紅素光源可以有正確的頻率,幾乎不浪費光能量。另外,LED的膽紅素光源有機械穩(wěn)定特性,更長的壽命,也比熒光設備低廉。在未來,光線療法將能通過“發(fā)光服”提供光照,提供比光箱更有效的治療方法。
HBLED與傳統(tǒng)白熾照明或熒光照明的一個顯著差異是,HBLED有更多的封裝變型。因此,可能預期將有一些關于封裝的標準出現(xiàn),但至少五年內不會出現(xiàn)這種情況。Cree商務發(fā)展總監(jiān)MarkMcClear預測說:“每次我們使HBLED更亮、更便攜和更高效時,都促成了更多的應用。我們位于一個陡峭的曲線上,要一次完成三個目標,一個重要的部分是封裝。我們有一種類型的封裝;我們的競爭對手就可能有另一種......并非為把客戶搞糊涂,而是因為(一種類型封裝)有更多的光輸出,而光是最重要的?!?p> Avnet公司的LightSpeedSSL與LED業(yè)務部總監(jiān)CaryEskow表示,HBLED的快速發(fā)展帶來了有關眼睛安全的問題,這些器件的設計者一般都要解決這個問題。他說:“HBLED的快速發(fā)展可能已超越了安全方面的設計?!睂ρ劬ψ钪苯拥耐{來自于光的強度:有些HBLED可以從一個小片芯中產生高達150lm的光。在某種情況下,這種光強可以通過光熱效應和光化學效應過程而損壞眼睛。對這些類型的損害,我們人體的眨眼反應沒有多大的保護作用,因為在發(fā)生損害的視覺光譜末端,不會出現(xiàn)這種反應。
光熱損害出現(xiàn)在視網膜溫度增加大約10℃時。由于熱量傳過視網膜的方式,這種損傷直接與束斑尺寸有關;它隨著焦點的增大而增加,就像壓在皮膚上的一根針會造成遠高于相同壓力手指的疼痛。隨著波長從約550nm(綠色)通過黃色、橙色和紅色延長到IR(紅外),這種類型的損傷逐漸占據主導地位。
另一方面,強烈的紫外光和藍光會造成眼睛的光化學損害。藍光和短波長的危險性比IR輻射高出1000倍。同樣,這種情況下眨眼反應是沒有用的。Eskow強烈建議設計者將HBLED的安全性列入主要的設計考慮因素,因為這些器件正在成功進入越來越多的應用中,從照明到醫(yī)療設備,甚至玩具。
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