LED光源的技术特性 - LED光源在医疗照明市场的前景

　　LED光源的技术特性

　　节能：截至目前，LED以外的人工光源中，电光转换能效最高的是低压钠灯（LPS），约为140lm/W。2011年，功率型LED光效实验室水平已达到203lm/W。LED是最节能的人工光源，用LED光源“替代”白炽灯、荧光灯、钠灯（HID）、卤素灯、汞蒸气灯、氙灯，可节能30%～80%。

　　环保：LED光源为半导体固体光源（SSL），是电致发光，不是热发光，是冷光，光源中不含有毒和有害物;而传统光源如荧光灯、钠灯（HID）、汞蒸气灯、氙气灯等均含有汞、钠、镉等有害物质，其废弃物对环境会造成污染。一支节能（荧光）灯中含有5mg～10mg汞，一旦破碎，会对水、土地造成严重污染。1mg汞可污染5吨水。而且，传统光源废弃物回收处理成本也极高，而LED光源则不存在对环境造成污染等问题。

　　光谱纯，无有害光谱：Ⅲ- Ⅴ族半导体电致发光，使得LED辐射光谱纯，半波宽仅20nm～30nm。红（R）、蓝（B）、黄（Y）、绿（G）等单色光中均不含紫外光（UV）和红外光（IR）（UVLED和IRLED除外）。即使是多色混合光，如白光（R或其他宽光谱光色，其光谱中也不含UV和IR等对人眼、皮肤造成危害的光辐射。对比其他人工光源，如白炽灯、卤素灯的光谱中含45%～70%的IR光;荧光灯、钠灯的光谱中均含有15%～25%UV光。使用该类产品，如不加防护，均会对使用人员产生光污染。LED灯被称作21世纪的健康之光。

　　易于实现智能控制：LED响应快，易于调色（色温）、调光（光功率）和光的投射方向调节，便于实现智能化，构成智慧型光源。

　　由于是半导体发光器件，LED瞬态响应仅ns级，可用数十千赫兹到数百千赫兹频率驱动，不存在导致视觉疲劳的频闪。正因如此，其易于实现数字化、智能化控制。如其他人工光源难以实现的光源色温（CCT）连续调节，LED则可轻易实施。这一点对在手术照明、手术清创照明中观察不同病灶、不同组织、血液颜色的清晰度十分重要。

　　LED是低电压驱动的光源，安全可靠：LED光源用低电压驱动，在应急照明时可瞬时转入电池工作，转换时间仅零点几秒，不会造成因停电引发意外。且LED光源转换快，转换过程无应急发电机的噪声。

　　LED驱动供电装置可达到医用器械国际国内标准要求。如EN60601-1-2、UL60950、IEC68-2-29和3C等以及对医用设备电器安全和电磁干扰的认证要求。

　　LED是可靠性高与寿命周期长的光源：LED是固体光源，可靠性高、寿命长，其30%光衰的时间（即寿命判定值时间）可以在-30℃～+55℃环境温度下工作，寿命时间可达30000小时～50000小时，是目前人工光源中寿命最长的光源。（白炽灯灯丝的寿命约2000小时，荧光灯为8000小时，钠灯与汞蒸气灯等也仅仅约为10000小时）。

　　LED是目前在光源寿命周期内，使用成本（指使用周期内，购置能耗+维修维护+更换等成本之和）最低的光源。

　　传统光源的不足

　　目前，在医疗领域中常用的人工光源与LED光源，除上面提到的能效、光谱纯度、色温调控、响应时间、可靠性、寿命时间以及生命周期成本等基本特点，归纳起来还有以下一些不足。

　　汞蒸气放电型光源——蒸气蓝灯等：

　　需用高电压供电，响应慢，含UV和IR光辐射;是热光源，会引起被照面升温，使用时须防护;含汞，不利于废弃物的处理。

　　固体激光光源——He-Ne激光器等：

　　成本高，供电系统复杂，使用时需加防护，安全性差;功率大时需要用水冷技术散热，安全性差。

　　卤素灯、氙灯等：

　　含有IR辐射，是热光源;在必要场合需要设置滤除IR的透镜，或在反光镜上涂IR吸收膜等，生命周期使用成本高。