關于LED燈具在認證檢測中藍光危害要求的思考

陳茂凌 張 波

國家電光源質量監督檢驗中心（上海）（上海 201114）國家燈具質量監督檢驗中心（上海 201114）上海時代之光照明電器檢測有限公司（上海 201114）

0 引言

近幾年，隨著LED照明產品的普及，人們對藍光危害已不再陌生。其實，半個多世紀之前就有專家發現，超過一定劑量的藍光照射可能引起視網膜細胞的損傷，嚴重時會導致視力下降甚至失明。科學研究表明，藍光危害還會抑制人類褪黑色素的分泌，對睡眠造成一定的影響。因此，在新版的燈具安全標準《燈具 第1部分：一般要求與試驗》（GB 7000.1—2015）[1]中，新增的4.24條款——光生物危害的要求，目的也是為了保證LED照明產品的光生物安全，讓用戶能夠放心使用。在實際對LED燈具產品進行CQC安全認證時，除了少數有LED顆粒藍光證書，大部分LED燈具都會進行藍光隨機測試。考慮到各生產廠燈具產品結構設計的多樣性，檢測人員應根據不同的產品法規要求和特點，在實際檢測時區別對待測試對象。

1 定義

GB 7000.1—2015標準4.24條款中將光生物危害分為紫外輻射和視網膜藍光危害這兩條，設計使用鹵鎢燈和金屬鹵化物燈的燈具，需要考慮紫外輻射的要求。然而，需要考慮藍光危害的光源只有LED、金屬鹵化物燈和一些特殊的鹵鎢燈，應根據Application of IEC62471for the assessment of blue light hazard to light sources and luminaires（IEC TR 62778—2014）[2]進行評估。通過藍光測試流程圖（見圖1），可以了解測試方法的設計思路，初始光源的藍光危害評價值是可以傳遞到LED模組和LED燈具的。

圖1 藍光測試流程圖

2 檢測情況分類

按照IEC TR 62778—2014標準的測試流程，評估燈具的藍光危害時，如果光源的藍光危害等級為無危險類（RG0）或低風險類（RG1），則認為該光源的數據可以直接傳至燈具，不需要再對燈具進行測試。除非客戶在做燈具安全認證的同時，還在進行產品的節能認證（如 LED臺燈節能認證[3]、LED教室燈具的節能認證[4]），并且節能認證明確要求燈具的藍光危害為無危險類（RG0）的，那么這種情況下就有必要對整燈再進行一次藍光測試，以達到無危險類（RG0）的要求。

如果光源的藍光危害等級為高風險類（RG2），當光學部件不同時，對燈具的藍光危害評估又分為兩種情況。

（1）若燈具只使用了余弦配光的燈罩，或能判斷該燈具使用了最大光強在基準軸上的透鏡，則可以直接測量整燈的藍光危害，如常見的LED筒燈、LED投光燈等（見圖2）。此種情況下，測試整燈的藍光危害如果也是高風險類（RG2），那么需再進行配光測試得出閾值照度Ethr，并按照GB 7000.1—2015標準的要求，在產品的銘牌上增加不可直視光源的符號，說明書里還要寫明燈具的安裝位置能保證不會長時間在小于閾值距離被盯著看。如果整燈為低風險類（RG1），則應根據燈具結構判斷是否需要加貼不可直視光源的符號。

圖2 最大光強在基準軸上的燈具

（2）若燈具使用了非余弦配光的燈罩或最大光強不在基準軸上的透鏡，這種情況下的整燈是不能直接用于測試的。原因在于目前主流的檢測手段很難精準地確定測試位置，測試過程中的角度和距離出現輕微偏差，都會對最終測試結果帶來較大影響。此時，需要測量燈具配光并計算Ethr。這種情況比較多見于路燈、隧道燈等（見圖3）。

圖3 最大光強不在基準軸上的燈具

還有一類比較特殊的燈具——使用了非余弦配光的燈罩，且該透光罩采用膠封或一次性的卡扣等安裝件，拆卸即壞。從結構上看，此類燈具是不可替換光源，如果按照前文所述的測試流程，先進行了LED顆粒的藍光測試，結果是高風險類（RG2），然后再進行配光測試，可能就碰到此種尷尬情形：透光罩無法復原進行配光測試，實測的燈具最大光強和燈具原本的數據有出入。這就需要檢測人員在測試之前憑經驗作出判斷，如果可能出現此類情況，可以先完成燈具的配光測試，再破壞性地拆除透光罩測試LED顆粒的藍光。

3 問題分析

3.1 測試對象的選擇

目前，在進行LED燈具的安全認證和節能認證時，其中的藍光危害評估有時會存在一定的矛盾：對于不同結構設計的燈具，測試對象會有所不同。按照GB 7000.1—2015的要求，需要先從結構上對燈具進行判斷，如果是非用戶替換光源，先評估LED顆粒的藍光危害；如果是不可替換光源，可直接評估整燈的藍光危害。但在產品進行性能檢測時，通常會忽略對產品結構的區分，IEC TR 62778—2014中并未對燈具的結構分類進行說明，如果一味地按照測試流程圖的方法操作，則很多燈具不適用。因此，在實際檢測中要區別對待，根據燈具的結構差異具體分析。

3.2 對部分產品藍光限值的探討

以LED黑板燈具為例，在檢測時可能面臨的窘境：根據GB 7000.1—2015的要求，從產品安全的角度看，低風險類（RG1）的藍光危害就可以滿足法規要求，但目前CQC的節能認證規則對LED教室燈具的藍光危害要求非常嚴苛，要求必須為無危險類（RG0）。

目前，比較常見的LED黑板燈具的結構設計如下：內部為LED鋁基板燈條，外面是PBT光學材料的透光罩，在燈具出光口再搭配一個反射器等。根據黑板燈具現場照明的特性，黑板燈在一塊長4 m、寬1.2 m的黑板上進行投射，照度和照度均勻度都有要求。黑板的長度決定了最多只能安裝3只燈具，而講臺再加上老師的高度使得燈具安裝的高度不能過低，因此燈具的光學材料需要做一些光學設計（類似于圖4）。實際檢測中的數據表明，燈具制造商要同時滿足這些要求并不容易，即使設計出的產品符合藍光危害（RG0）的要求，也是以犧牲一部分產品的光學設計為代價。

圖4 LED黑板燈具配光示例

從用戶的角度看，他們通常傾向于使用藍光危害更小的產品。有人認為，LED臺燈的節能認證是要求藍光無危險類（RG0），那同樣的要求應用在LED教室燈具上肯定也可以的。實際上，兩者使用的光學材料不同，產品的結構設計不同，使用場景也不同，而且LED黑板燈與使用者的距離也幾倍于LED臺燈。因此，兩類燈具的藍光危害要求不能簡單劃等號，還需要相關從業人員的共同努力，在保證使用者光生物安全的前提之下，找到此類燈具光學設計和藍光危害限值之間的平衡點。

4 測試數據帶來的思考

文章整理了過去兩年近300份藍光隨機報告的數據，為便于數據統計，只選取了其中比較常見的幾類燈珠型號，戶外燈具使用了帶有配光設計的透光罩或透鏡，且刪去部分可調色溫的燈具數據，最終統計了193批次的藍光數據（見表1）。

從表1可以大致看出，目前使用較多的仍為2835系列LED顆粒，其中較高色溫的LED顆粒的藍光危害相對更高，戶外LED燈具達到RG2的比例更高（見圖5、圖6）。戶外燈具的工作場景大都允許較遠的安全使用距離，而且對IP防護等級的要求更高，要求透光罩耐環境濕熱的穩定性更好，同時為了追求更高的燈具效能，光學材料上要求有更高的透過率。這些需求下的光學材料通常都不利于降低藍光危害，進而使戶外燈具的藍光危害極大高于室內燈具。

表1 部分LED燈具藍光測試數據

圖5 部分LED顆粒的藍光危害等級分布

圖6 部分LED燈具的藍光危害等級分布

不過，從最近一年的實測情況看，LED燈具整體的藍光危害指數有較大幅度的下降，這得益于上游LED燈珠生產廠商對燈具藍光危害重視程度的加強，以及在產品生產工藝上的改進。總之，對終端用戶而言，使用LED燈具是一個較好的選擇。

另外，光學材料對燈具藍光危害的影響可能會非常大，甚至遠大于LED顆粒本身帶來的影響。以采用乳白罩的室內燈具為例，常用的光學材料有聚碳酸脂（PC）、聚苯乙烯（PS）、聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA），在實際測試中此類燈具（如LED筒燈、LED面板燈等）的藍光危害基本為無危害類（RG0）。希望今后在標準中可以對燈具所使用的光學材料進行分類，考慮免除對使用此類材料燈具的藍光危害檢測，由廠家進行自我聲稱即可，以避免檢測機構大量重復性勞動，也能為生產企業減少檢測費用。

5 總結

如今，在生活中，LED燈具的使用越來越普遍，被人們廣泛談起的健康照明、智慧照明中都有其“身影”。雖然藍光是其必不可少的一部分，但適量的藍光也是必要的，就連太陽光譜中也含有一定的藍光。相信在未來，隨著更多專家的研究，人們也不會再“談藍色變”。