LED汽车前照灯光辐射安全研究

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摘 要：研究LED汽车前照灯光辐射安全性能，以便引导其健康发展，依据GB25991-2010、IEC 62778-2014、GB/T 34034-2017、GB/T 34075-2017测试5款LED汽车前照灯的显色值及蓝光加权辐亮度值，发现LED汽车前照灯存在光辐射安全隐患，为其给出了评价方法及测量方法。

关键词：LED汽车前照灯;显色性;光辐射安全

0 引言

汽车前照灯是汽车安全行驶必不可少的照明部件，伴随照明技术的提升，前照灯光源经历了乙炔光源、白炽灯光源、卤素灯光源、HID光源、LED光源的发展过程[1-2]，光源的性能得到了很大提高，LED光源以其光效高、寿命长、响应速度块、体积小、可塑性好等优势占领了部分汽车前照灯市场[3-5]。由于成本太高，LED前照灯只在部分汽车上得到应用，随着LED光源及灯具技术不断的进步，应用成本会不断降低，LED汽车前照灯必将在汽车前照灯市场上占有一席之地，甚至完全代替传统的前照灯。

2007年雷克萨斯LS 600Ch近光灯成功应用LED光源，随后一些高端车型上陆续使用了LED前照灯，国家标准化委员会经过几年标准研究，于2011年1月1日发布《GB 25991-2010汽车用LED前照灯》，LED光源主要为芯片发射470nm的光谱激发荧光粉产生560nm左右的黄色光谱，由激发光谱和受激发光谱混合产生白光，因此标准关于LED汽车前照灯或LED模块的显色性限值做了规定。伴随LED灯具的发展，大家开始注意照明灯具的光生物安全问题，如图1，LED光源的蓝光光谱比例高，视网膜蓝光危害是评价其光生物安全的重要指标，而对于LED汽车前照灯尚无视网膜蓝光危害的评价要求。

1 测试要求

《GB25991-2010 汽车用LED前照灯》[3]规定，在温度23±5℃，相对湿度20%～80%的实验室环境中进行显色性性能试验，测试在距离25m远的垂直平面上进行，平面内测试区域的划分如图2。

其中是光谱发光能量，是光谱发光效率。红光成分用光谱分析仪测试，标准规定近光在50V点测试，远光在HV点测试，LED前照灯红光（610nm～780nm）在可见光光通量中占的比例不应低于5%。

《IEC62778-2014 应用IEC62471评估光源和灯具的蓝光危害》、《GB/T 34034-2017普通照明用LED产品光辐射安全要求》、《GB/T 34075-2017普通照明用LED产品光辐射安全测量方法》[4-6]是关于普通照明用LED产品的视网膜蓝光危害的标准，标准规定在温度25±3℃，相对湿度不大于65%的实验室环境中进行测试视网膜蓝光危害，测试距离为200mm，视场角为0.11rad（200mm处光源尺寸2.2mm）。尚未有关于LED汽车前照灯视网膜蓝光危害的标准，在此借鉴这三个标准进行测试。

2 LED前照灯显色性

標准GB25991-2010要求对LED前照灯或光源模块的红光成分进行测量，近光测量点为50V，远光为HV点，表1是LED前照灯的显色性测试值。

红光成分用光谱分析仪测试，LED前照灯红光（610nm～780nm）在可见光光通量中占的比例不应低于5%，试验样品均能满足要求，显色性良好。

3 LED汽车前照视网膜蓝光危害

视网膜蓝光危害测试的物理量是300nm～700nm的蓝光加权辐亮度值，辐亮度≤100 W·/（m2sr1）为0类危害，灯具不会产生视网膜蓝光危害，辐亮度≤10000 W·/（m2sr1）为1类危害，观察者可持续凝视灯光100s以上，辐亮度≤1000000W·/（m2sr1）为2类危害，观察者可持续凝视灯光不能超过100s，辐亮度≥1000000W·/（m2sr1）为3类危害，灯光瞬间会伤害眼睛。

依据IEC62778-2014、GB/T 34034-2017、GB/T 34075-2017规定，测量到5款LED汽车前照灯的蓝光加权辐亮度值LB如表2。

这5只样品的危害等级有1类危害，也有2类危害，危害等级与LED光源视网膜蓝光危害等级有密切的关系，对于2类危害来说，一般人员收到该级别的蓝光照射应尽量回避，如果持续凝视灯光时间超过100s就会伤害驾驶员的眼睛，但是为了车辆安全行驶，又不能回避这类汽车前照灯灯光。

4 结果分析

GB25991-2010填补了LED汽车前照灯标准的空白，规定了LED前照灯的显色值，随着LED汽车前照灯市场占有率的提高，视网膜蓝光危害的评价将显得至关重要。对于LED汽车前照灯也可以通过测量LED光源模块的蓝光加权辐亮度值，如果它们属于0类危害或1类危害，利用亮度守恒定律，这类光源模块可以应用，如果他们属于2类危害，则需要测试这类光源模块的安全使用距离，在正常使用情况下的观察距离大于安全使用距离，则这类光源模块也可以应用。将视网膜蓝光危害评价应用于LED汽车前照灯，有利于LED汽车前照灯健康发展。

参考文献：

[1]J.M.M.Sousa，J.Vogado，M.Costa et al.An experimental investigation of fluid flow and wall temperature distributions in an automotive headlight[J].International Journal of Heat and Fluid，2005（26）：709-721.

[2]毛兴武，张艳雯，周建军.新一代绿色光源LED及其应用技术[M].北京：人民邮电出版社，2008：89-96.

[3]GB25991-2010，汽车用LED前照灯[S].北京：中国标准出版社出版，2011.

[4]IEC TR 62778：2014 Application of IEC 62471 for the assessmentof blue light hazard to light sources and luminaires[S].IEC，2014.

[5]GB/T 34034-2017，普通照明用LED产品光辐射安全要求[S].北京：中国标准出版社出版，2017.

[6]GB/T 34075-2017，普通照明用LED产品光辐射安全测量方法[S].北京：中国标准出版社出版，2017.

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