在LED光生物安全性系列文章的第一和第二篇中，着重介绍了光辐射对人体的潜在危害、标准体系的演化及其应用，以及光源评估的具体细节。

　　作为系列文章的第三篇，本文着重介绍IEC62471在LED灯具评估中的使用情况。虽然，为对人体光辐射暴露进行评估，IEC62471可被用在诸如欧盟人造光学辐射标准(AORD)范畴之中，但其首要用途却是：对以销售为目的的成品灯具，提供光生物安全性的评价体系框架。成品灯具的制造商有责任确保评估的执行，但在很多情况下他们往往习惯于减少自己的负担。

　　显然，对每一个使用中的LED进行测量是不现实的，而且在很多情况下也不必要这么做。例如，低功率白色或彩色LED所发出的光很微弱，不会让人们去考虑其光生物安全性问题，然而，当LED光功率增大时，在某一个临界点，上述问题就需要得到关注。何时需要测量?

　　第一种情况，对亮度低于l04cd/m2的光源，因为该亮度值对于视觉而言还不算不舒服，没有超越暴露限量值，所以IEC62471不要求进行详细的测量，但这仅适用于可见光范围内的白光和宽波段光源。

　　亮度并没有完全考虑彩色LED或者UV以及IR波段的光辐射。虽然UV光源的亮度可能低于上述水平，但不可用此信息对潜在的UV伤害做出判断。实践中，此亮度临界值是相当低的，很多白光LED-甚至低功率LED都会高于它。

图1、对冷白光与暖白光荧光粉转化LED的蓝光权重辐照度与适光加权福照度。尽管适光积分类似，但蓝光积分却差异很大。

　　对于白光光源亮度值高于上述临界值的情况，以及对于其他光源的情况，就应该在适当的距离(5001x或200mm，具体依赖于成品灯具的应用)进行光生物安全性方面的评估。

　　通用照明(GLS)产品

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　　通用照明(GLS)产品

　　GLS光源定义为用于空间照亮的白光光源。就白光LED而言，主要考虑2种技术：荧光粉转化(PC)以及色彩混合。因为LED芯片的发光波段很狭窄，而LED荧光粉的发光波长范围也很有限，所以只需要考虑可见光范围的情况，而对UV和IR可以认为没有风险。

　　实践中，唯一要考虑的危害是蓝光的视网膜伤害，这种情况较视网膜热伤害(暴露时间超过10秒)更突出。所以，无论对时荧光粉转化LED和全彩混合LED而言，需要关注的主要是蓝光LED。

　　通过蓝光加权照度与光源照度的比较(图1)、借助对光源辐照度的测量来对亮度进行评估，可以很方便地衡量出GLS光源的蓝光危害。

　　对于一给定的照度，蓝光危害权重函数区域中的发光越强，那么蓝光危害越大。突出的蓝光峰值会使光源偏蓝色，相关色温(CCT)就会越高。在5001x的测量距离下，只有具有非常高CCT(约高于10000K)的LED才会超出蓝光危害的风险等级(RG)免除限度，而光源一般都不会超出蓝光RG1的风险等级(定义见本系列文章之第一篇)。鉴于如此高色温的光源很少应用到固态照明领域，所以可以得出结论：GLS光源在5001x的评估距离下都不会构成任何危害。

表1、LED基非照明类光源的危害的最高值一览

表2、对蓝光危害的IEC62471分析与最差情况分析的比较

　　就GLS而言，有两点需要指出。其一，就特定的光源，例如桌面台灯与房间射灯(此时5001x距离会超过实际情况很多)，IEC62471对GLS的定义比较模糊，这就导致了实验室测量条件选择(GLS或非GLS)的矛盾。其二，对两种光输出相同、但唯有LED灯珠数量与驱动电流不同的GLS产品，IEC62471的风险评估结果还是没有差别…即便是在不同的5001x距离进行评估。如果二者用在不同的领域，上述结果倒可以讲得通，然而，在通常情况下，二者所标示的用途一样且可以互相替代，这进一步说明了5001x的评价条件并不是一个令人满意的参考值。

　　非GLS产品

　　非GLS归类囊括了所有其他类型的LED，即波长范围从UV到IR、以及非照明用途的白光LED。根据不同的应用领域，此类LED产品的光输出涉及范围宽广，小至功率非常小的指示灯，大至用于工业展示与显示的高功率LED。

　　相比GLS光源的情况，这里对此类光源的分析更具体：在200mm的近距离，风险归类等级会难免提高，而且对单一产品还要考虑多重危害的情况。就IEC62471对LED基非GLS产品的风险分级，表l中列出了各种危害的最高值一览，其中并不包括没有纳入到分级体系中的对皮肤的热损伤。

　　就基于辐照度的危害而言，若是LED阵列而非单颗LED的话，RG3也是可以达到的。另一方面，对基于辐亮度的危害来说，既然视场角(FOV)的测量一般只包括一个或者少数几颗LED，最高的风险分级依赖于单颗LED的光输出、而非LED阵列的集中效应。

　　当前的蓝光LED技术已超过蓝光危害RG1之上的一个数量级，但RG2却要高出两个2个数量级。人们经常引用的事实是：即便太阳也只不过是一个RG2光源，因此蓝光RG3光源并不存在。而且，LED辐照亮度不足以产生对视网膜产生热伤害一此种情况通常只是由特定激光和弧光引起。

　　基于LED供应商数据的分析

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　　基于LED供应商数据的分析

　　为了避免承担对LED成品灯具的光生物安全性评估所发生的成本和付出，一直以来，都是要求LED制造商提供所需的相关光生物安全信息，并将其转移到成品灯具所需。然而在IEC62471体系中，因成品灯具中会包括多发光点以及光学部件，对单颗LED的评估并不具备直接的可转移性，所以显然需采用其他办法。

　　成品灯具的辐照度是难以预估的。然而，对于基于亮度危害的情况，就采用给定LED的任何成品灯具而言，可以借助对真实辐照强度的测量、以及辐照强度守恒定律来确定灯具的最大可能辐照强度。

　　IEC TR62471-2中介绍了通过测量LED真实辐照强度(测量条件为200mm距离、1.7mrad视角)来评估蓝光危害的原理(主要考虑的是视网膜伤害)。测量结果被作为成品灯具的蓝光辐照强度，并作为与相应风险等级中的暴露极限值进行对比的依据。需要特别确认的是，厂商提供的数据需要对成品灯具的工作条件进行正确分析，这一点至关重要。

　　在很多情况下，因为没有考虑生理辐照强度，上述评估流程会对危害进行高估，如表2所示，其中对IEC62471的分析和特定灯具的最劣情况分析进行对比。在前一种情况，对每一种风险等级(RG)依次考察，而测量时基于合适的FOV、并与RG暴露限值进行比较(结果归类到RG1);在后一种情况，对所假定的最差情况的辐照强度，并与每一个RG分类依次进行对比(结果归类到RG2)。

　　类似的结果可在很多情况下发生，尤其是在对用于固态照明的大功率LED进行评估的时候。依据IECTR62471-2，蓝光RG2需要使用警告标签标注。这意味着，照明行业对决定如何实施安全标签一直面临着选择，要么接受最差情况评估并加以标注，要么拒绝，但很显然，最差情况分析与灯具使用中的真正的风险并没有关系。在等待可以接受的方案到来之前，上述评估方法通常会被中止执行。基于LED参数表的分析。

　　在LED厂家未提供光生物安全性评估信息的情况下，有人也谋求采用估计的方法，其依据是LED的一系列参数值，根据发光波长是否在可见光区域，这些参数值通常包括光束发射角、总出光通量、光学强度(流明、坎德拉)或者辐照度数值(W，W/Sr)。

　　对于给定的光束角和评估距离，LED所辐照的区域、总光通量或估计辐照度所需的光强便可以得到确定。为了对生理学辐照强度进行评估，需要知道所评估的RG所对应的光强和视场角(FOV)。对于光强没有直接表明的情况，可以由光通量和光束角来推算。对于白色或彩色LED，光学方面的数据通常是给出的，为了向辐照度数值进行转换，须首先确定转换参数(lm/W)。

　　对于需要危害权重函数来进行评估的情况，如果不考虑危害权重就会导致过高的评估。失之于谨慎的好处，在此最恰当不过。再次需要强调的是，对于依据LED供应商所提供的数据来进行评估的情况，一定要确定对成品灯具的使用条件进行正确的分析。

　　要是此分析方法得出存在高于免除的风险等级，那么就建议进行正确的测量。不用说，与此分析方法相关的不确定性必定很高。危害的测量距离

　　对一个光源相关的光生物危害，针对其各种可能的应用情况来确定对应的危害距离信息，这个数据汇总的概念在IEC TR62471-2中也得到了介绍。该方法包括：从最小距离对光源的评估、对视网膜伤害的200mm以外的距离的评估，以及确定出从光源到光照暴露减少至各个RG对应的水平的距离(在危害的情况超过RG免除等级的情况下)。

　　对于基于辐照度的危害，尽管除了皮肤热伤害之外都需要1.4rd的FOV，但上述方法相对更直接些。虽然可以谨慎地运用照度的平方反比定律进行计算，但并不必要，原因是可以在采用一些列手段便利地获取不同距离的照度值，例如使用照度计来测量给定辐照度所对应的照度值。

　　因为测量需要制定FOV，所以基于辐照强度的伤害更难把握。对光源照射角度小于FOV的情况，因伤害情况会随着测量距离与FOV涵盖面积的增大而成平方关系减轻，因此伤害距离可以推算出来。

　　对于单颗LED出光角大于FOV的情况，初步近似的情况是：直到光源角度小于FOV的距离为止，生理亮度将保持为一个常数;对于LED阵列的情况，在多颗LED都落入FOV之内时，生理亮度并不会显著降低，对于这种情况，初步近似的情况是：直到整个整列的角度小于FOV为止，生理亮度将保持为一个常数(图2)。LED灯具的危害距离

　　在尚未等到灯具标准发布之前，当前对LED灯具的光生物安全性的评估也是通过实施IEC62471来实现的的。为实现对LED厂家数据的转换，其评估实施需设定的条件是5001x的距离以及采用最劣分析法，但这并不尽人意。目前，IEC委员会的SC34A分支部门正着手解决这个问题，鉴于GLS应用中只需考虑白光LED，所以拟仅仅考虑危害距离的限制性版本、也即蓝光危害。

图2、在确定危害距离时各个蓝光RG所对应的光源区域。

　　对蓝光危害而言，归类于风险免除或者RG1的光源适用于GLS应用，基于这个假定条件，无论是LED还是成品灯具，因其波长范围扩大到了300-780nm、涵盖了蓝光和适光区域，首先都应该在200mm的距离和l.lmrad的视角下进行量测。如果假定测量的是真实辐照亮度，那么上述方法可用于蓝光的RG1以及最劣分析法。

　　当测量结果的蓝光辐照光强小于RG1暴露限值的时候，无论LED还是成品灯具都可被看做风险免除或者RG1级别。当超过RG1暴露限值时，需要依据蓝光加权亮度中相应的RG1暴露限值，通过作为辐照强度测量的辐照度的评估来确定RG1的危害距离。对给定的亮度与蓝光辐亮度比值，在获取RG1蓝光辐照度的水平上确定照度数值。

　　对成品灯具，可以由照度计来确定获取照度值的距离：当距光源的距离大于上述距离时，适用于RG2，否则适用于RGl/免除。对LED而言，在参数表中就会有照度数值，那么成品灯具厂商就可由前面所述的方法、对评估中的特定灯具产品来确定RG1距离。为了避免对RG1距离做出过高评估，测量要在llmrad的视场角下进行，因此测量并不像看起来那么简单。

　　将来的灯具标准如何界定RG1危害距离仍然在讨论之中，但相比便携灯具而言，对屋顶吊灯的应用中，即便较大的RG1距离也可以忽略不计。

　　IECEE CB体系与产品的标示

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　　IECEE CB体系与产品的标示

　　尽管只有在欧洲才将IEC62471在法律的框架下进行实施，但因为IECEE CB框架的实施以及对产品进行广泛的标注，所以IEC62471在世界范围内也有一定的知名度。

　　IECEE CB体系的基础是：IEC产品标准以及测量结果互相承认的原则，其设立是为了促进电子设备国际贸易的发展。简言之，即希望在B国销售产品的A国的厂家，只需提供在A国的实验室测量的CB(认证体系)数据即可。B国的官方CB承认A国出具的CB测量报告，并可用以颁布任何所需的认证标示。从2009年起，在IECEECB体系之LITE项目下，对LED照明灯具(GLS)产品要求进行强制性的IEC62471测量。

　　在中国，强制性的CCC认证标示体系要求对灯具进行测量评估，而IECEE CB的测量报告目前也可被接受。那么，根据此认证体系，对于在中国市场销售的LED照明灯具产品，IEC62471也可以认为是强制性的。

　　另外，在很多国家也存在自愿的产品标示体系，厂家通过向消费者展示其对自己产品质量的信心来增强自己在市场上的地位。采用此类标示体系的示例包括英国的BSKite、德国的GS、ENEC标示以及韩国的KS体系，通过实施IEC62471，上述标准体系对光生物安全性的重视程度日益提高。

　　前景

　　IEC TC-76和CIE D6正在对IEC62471/CIE S009进行修订，而对由ICNIRP所给出的对某些暴露限量值的调整(以及视网膜热伤害加权谱线的修正)，出版的日期也尚未确定。IEC TC-76也正在草拟IEC62471系列标准的2个附件，包括第四部分的有关测量方法的指导意见。同时，CIE D6也组建了推进IEC62471实施额的工作小组。

　　另外，欧洲委员会还要求SCENIHR(欧洲新兴及新鉴定健康风险科学委员会)审视人工光源在健康方面的特征，而出具报告还需要一段时间。

　　尽管LED不会像激光那样存在很大的潜在危害，但鉴于其应用越来越广泛、指标越来越优良，对此类光源的潜在危害多做考虑是没有错的。同时，也应该意识到，IEC62471是基于通常的人类行为和本能的疲倦反应而建立起来的，所以要对这些方面的缺点做到心中有数，特别是对于好奇心强的儿童以及不当使用相关的潜在危险。

　　蓝光辐射的慢性潜在伤害，可导致老化的黄斑变性以及视场中间区域的失明，虽然这一点得到很好的支持，但还需要进一步的研究数据。然而，在LED的强烈照射下，就紫光LED强烈照射会造成视网膜表皮损伤，也存在一些有争议的报告;同时，LED或许对儿童更有害，原因是在紫外光下，他们尚未发育成熟的晶状体不能为视网膜提供足够的保护。

　　对于成品灯具厂商，虽然难免面对基于辐照度危害(不包括远离光源)的问题，但是可以通过设计、通过降低给定FOV下的光功率(适当改变LED之间的距离、用更多小功率LED取代单颗大功率LED以达到同样目的)，从而达到改变生理辐照亮度的目的。