健康照明成市場新競爭點
近年來光照對人體健康的影響機理研究不斷深入，關于光品質、健康醫療光照有太多技術和應用討論。前兩天召開的“2017國際健康照明論壇”就把視線聚焦在了“光(light)、智能(smart)、健康(health)”上，來自國內外相關領域的專家共同對健康光環境與智能照明應用等議題進行探討與交流(詳見今天最后一條微信)。
于是，不少企業開始在這個新的風口布局，諸多照明大企業爭相轉戰健康醫療領域，并且爭相打出健康照明理念，推出高品質健康照明燈具。像飛利浦、GE等都曾推出健康LED照明產品，以幫助人們盡早入睡。飛利浦更是多次開發出醫院照明用的LED燈及照明系統，想要為患者提供一種減少焦慮、舒適的康復環境，同時幫助醫護人員更好地完成工作。
不僅如此，一些主營健康產業的公司，也開始關注這個交叉領域。比如這家名為天圣制藥的公司昨晚就宣布了兩項對外投資決定，其中一項是擬用自有資金1460萬元投資重慶市光遙光電科技有限公司，獲得其20%的股份，從而涉足健康照明領域。據了解，光遙光電成立于2013年12月，注冊資本3000萬元，主營計算機、節能照明等業務。該公司在未來健康照明和節能照明(如激光照明)等領域，有很多全球領先性發現和獨特研發成果，已申報激光照明專利20余項，年內還將申報80余項該領域專利。
再舉個例子，目前全國各地正在開展創健康示范校園，其中就涉及到教室燈具的健康改造，其中涉及的市場及潛力相當可觀。與孩子相關的還有多次引發熱議的“護眼臺燈”等。
健康照明的生物學基礎
健康照明，通俗點講就是通過LED照明，改善并提高人們工作、學習、生活的條件和質量，促進心理和生理健康。
1 光對人的生物效應
可分為視覺效應和非視覺效應。
(1)光的視覺效應：
可見光穿過眼睛的角膜，通過晶狀體成像在視網膜上，經感光細胞轉化為生理信號，視神經接收后產生視覺，從而產生對空間中物體的顏色、形狀和距離的信息的判斷。視覺還可以引起人們心理機理反應，這就是視覺的心理效應。
有兩類視覺細胞：一類是錐狀細胞，感覺光度和色彩;第二類是桿狀細胞，只能感知光度，但敏感度是前者的一萬倍。
日常生活中的許多現象屬于光的視覺效應：
臥室、餐廳、咖啡廳，暖色光(如粉紅色和淺紫色)使整個空間具有溫暖、輕松的氣氛，同時使人皮膚、面容顯得更健康。
在夏季，藍、綠色的光會使人感覺涼爽;而冬季，紅色使人感覺到溫暖。
強烈的多彩照明可以把氣氛變得活躍和生動起來，增加繁華熱鬧的節日氣氛。
現代家庭居室也常用一些紅綠的裝飾燈來點綴起居室和餐廳，以增加歡樂的氣氛。
有些餐廳既無整體照明，也無桌上吊燈，只用柔弱的星星點點的燭光照明來烘托氣氛。
(2)光的非視覺效應，ipRGC的發現：
人眼視網膜上存在第三類感光細胞-內在光敏性視網膜神經節細胞(intrinsicallyphotosensitive retinal ganglion cells (ipRGCs))，負責調節機體視覺以外的非視覺效應，如管理時間的功能，協調和控制人們在不同時段里的活動節律和幅度。
這種非視覺效應也稱司辰視覺效應(citopiceffects)， 這就是2002年英國Brown大學的Berson，Dunn和Takao在哺乳動物中發現的，是2002年世界十大發現之一。
研究表明家鼠的非視覺效應在465nm為最大，但對人類來說，遺傳學的研究表明應在480～485nm為最大(錐狀細胞和桿狀細胞的峰值分別為555nm和507nm)。
(3)ipRGC控制生物鐘的原理：
ipRGC在人體大腦中有自己的神經傳輸網絡，與視覺神經傳輸網絡有很大的不同。接受光后，ipRGC產生生物電信號，傳遞到下丘腦(RHT)，之后進入視交叉上核(SCN)和腦外神經核(PVN)，最后達到松果體(Pineal)。
松果體是大腦生物鐘的中樞，它會分泌褪黑素。褪黑素合成后，儲存在松果體內。交感神經興奮支配松果體細胞釋放褪黑素到流動的血液中，并誘導自然睡眠，因此其是調節生理節律的一種最重要的激素。
褪黑素的分泌具有明顯的晝夜節律，白天分泌受抑制，晚上分泌活躍。但交感神經的興奮度與達到松果體的光的能量和顏色密切相關，光色和光照強度會影響褪黑素分泌和釋放。
除了調節生物鐘的同時，ipRGC對人體心率、血壓、警覺性、活力等都產生影響，都屬于光的非視覺效應。此外，光引起的生理損傷也應該歸到光的非視覺效應。
2 光的生物效應的實例
這里主要列舉一些非視覺效應的例子：
紅、綠、藍3種色光分別在1000 lx的照射下，對人體尿中褪黑色激素的代謝產物進行檢測，結果表明對褪黑色激素的抑制率，紅光很小，綠光最大，藍光稍低。用6500 K日光色和3000 K的暖白色光在同樣照度下有研究表明，前者對褪黑色激素抑制率約為暖白色的1倍。
工廠三班倒的人員中，使用藍光照射，可以明顯使身體的狀態更快地適應工作需要。
光的照射會明顯增加心率，波長越短越顯著，年輕人比老年人明顯。
Kobayashi等用3種白色光(色溫為3150、5200、6800 K)進行照明試驗發現，在高色溫(6800 K)照明環境中，人的擴張血壓(即低壓)高于中、低色溫的，表明前者對心臟有明顯的覺醒作用。
一種稱為AD病(德國一位神經科醫生發現的)的早期老年癡呆癥，可以用藍光治療：病人在每天睡覺前觀察藍光一定時間后，經過一定時時期，病情會得到明顯的緩解。
藍光波長比其他可見光短，容易透過眼球，抵達視網膜。如果溫度較高，還會發生凝固效應，產生白內障。
中紅外IRB(1400～3 000 nm)和遠紅外IRC(>3 000 nm)可被角膜、房水、晶狀體、玻璃體中的水分吸收。因此，玻璃加工者、紅外激光器研究者等容易患白內障眼病。
當人們準備健身時，戶外的光環境比室內的光環境更容易使人興奮起來。
健康照明指標和標準
健康照明概念提出的時間并不長，目前國內及國際上關于健康照明相關的標準仍不多。現階段對光的健康相關的標準包括了光的色品要求(光譜、照度、頻閃、眩光、光生物輻射)、測試方法、產品設計規范等。
在光生物安全標準方面，最有名的是IEC62471以及衍生出來的IEC62778，它對藍光進行等級的劃分，通過有無危害、低危害之間的具體數值檢測是否安全。
光生物安全標準：
CIES 009/E：2002 Photobiological saferty of lamps and lamp systerms (IEC TR 62471)
GB/T20145-2006 燈和燈系統的光生物安全性(等同采用)
IECTR 62471-2：2009Photobiological safety of lamps and lamp systems- Part2：Guidance onmanufacturing requirements relating to non-laser optical radiation safety
GB/T30117.2-2013 燈和燈系統的光生物安全第2部分：非激光光輻射安全 相關的制造要求指南
IECTR 62778：Considers only blue light hazard ofprimary light sources and finished products：照明產品的藍光危害
IEC TR62471系列國際標準：
IECTR 62471-2：2009 2016年10月在北京召開的IECTC76 年度會議確定修訂
IECTR62471-3：2015Photobiological safety of lamps and lamp systems-Part 3： Guidance for the safeuse of intense pulsed light source equipment on humans
IECTR62471-4 Photobiological safetys and lamp systems – Part4： measuringmethod 正在制訂中
IEC62471-5：2015 Photobiological safety of lamps and lamp systems – Part 5： imageprojectors
IECTR 62471-6 Photobiological safety of ultraviolet lamp products 新立項
非視覺相關技術報告及標準：
CSA發布聯盟標準CSA035 基于人眼視覺生理功能的健康舒適度測試，用于評價照明產品對于人眼在視光學角度下的視覺疲勞影響——眼軸和角膜屈光影響。
在非視覺相關技術報告及標準方面，CIE(國際照明委員會)、DIN(德國標準化協會)都提出了相應的標準：
CIE158-2009 Ocular Lighting Effects on Human Physiology and Behavior
CIE 218-2016 Research Roadmap for Healthful Interior Lighting Applications
DIN SPEC 5031-100-2015 Strahlungsphysik im optischen Bereich und Lichttechnik - Teil 100
光學領域的輻射物理和光學技術-第100部分：通過人眼的光對人的褪黑色素影響-量、公式符號和作用光譜
DIN SPEC 67600 Technical Report "Biologically Effective Illumination - Design Guidelines"
規范包含居住空間的主南，為敬老院、養老院、培訓機構、保健場所、辦公室和控制室提供特定設計建議
在健康照明方面，國內最新推出了《普通照明用LED產品光輻射安全要求》和《普通照明用LED產品光輻射安全測量方法》兩項國家標準。
《普通照明用LED產品光輻射安全要求》規定了普通照明用LED產品(主要發射波長為可見光(380nm～780nm))的光輻射安全要求，確立LED產品光輻射安全評估以及光輻射危害分類的一般原則。《普通照明用LED產品光輻射安全測量方法》則規定了普通照明用LED產品光輻射安全測量方法，都將于2018年2月1日起實施。
針對今年關注度最高的健康護眼臺燈方面，國家近日發布了新修訂的推薦性國家標準GB/T 9473-2017《讀寫作業臺燈性能要求》，將于2018年4月1日起實施，屆時將取代GB/T9473-2008。其中更為強調對健康的規定，包括：
1)足夠和均勻的照度：在進行讀寫作業的中央區域和邊緣區域，燈具的照度和照度均勻度至少要達到A級或AA級。A級即中央區域照度至少達到300lx，邊緣達到150lx，AA級即中央區域照度至少達到500lx，邊緣達到250lx。A級和AA級照度均勻度(最大值與最小值的比值)的要求均為不超過3;
2)燈具應有遮光性，避免眩光。讀寫臺燈要有遮光性，當人處于坐姿的位置時，人眼觀察到的所有發光部件的表面亮度不應高于2000 cd/m2;
3)色溫不宜超過4000K。若高于4000K，燈具使用說明書上應有避免夜晚使用的說明;若具有色溫調節功能，說明書上應提示夜晚使用時將色溫調節到4000K以下;
4)防止視網膜藍光危害。讀寫作業臺燈的視網膜藍光危害組別不能超過RG0。
5)控制燈具對人體的電磁輻射。評估內容包括20 kHz～10 MHz的感應電流密度和100 kHz～300 MHz的比吸收率(SAR)。
目前市場上的健康照明產品并不少，但質量參差不齊，更多是商家促銷的噱頭，市場較為混亂。無論是健康照明標準的建立，還是LED的光品質與健康醫療光照的研究和技術的應用，都仍需發展和完善。從另一個角度來看也意味著，目前國內外光健康產業技術及市場均處在同一個初始階段的起跑線上，可拓展市場空間巨大。你有在關注健康照明嗎?
