标准规范下载简介
GB／Z 39942-2021 应用GB／T 20145评价光源和灯具的蓝光危害.pdfICS29.140.99 K 71
人民共和国国家标准化指导性技术文件
GB/Z399422021/IECTR62778
某4万吨新工艺湿法软质炭黑配套尾气电站工程施工组织设计应用GB/T20145评价光源和灯具的
ApplicationofGB/T20145fortheassessmentofbluelighthazard tolightsourcesand luminaires
(IECTR62778:2014,ApplicationofIEC62471fortheassessment blue light hazard to light sources and luminaires,IDT)
国家市场监督管理总局 发布 国家标准花管理委赏会
GB/Z399422021/IECTR62778.2014
B/Z399422021/IECTR62778:2014
/T20145评价光源和灯具的蓝光
本指导性技术文件给出了主要辐射能量在可见光范围（380nm～780nm）内的所有照明产品的蓝 光危害评价的说明和指导，通过光学和光谱计算，得到GB/T20145所描述的光生物安全测量告诉我们 的产品信息，以及，如果该产品旨在成为更高层级照明产品的元件，可得到如何将这个信息从元件（例如 LED封装、LED模块或灯）传递到更高层级的照明产品（例如灯具）的方法。 附录C给出了有助于一致性地应用GB/T20145评价光源和灯具的蓝光危害的建议的总结。 注：预计HID和LED产品的安全标准将会参考本指导性技术文件
式中：Km=683lm/W 注 3: KBv=Ls/L=En/E.
辐射的蓝光危害效率bluelighthazard efficiencyofradiation 7 蓝光危害量与对应辐射量之比。
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亮度（在实际的或假想的表面上的给定点在给定方向上的）luminance（inagivendirection enpoint ofa real or imaginarysurface)
由以下关系式定义的量！
风险组别riskgroup:
表1最大允许瞬辐时间与风险组别的关系
最大允许曝辐时间maximumpermissibleexposuretime tm 用GB/T20145一2006中4.3.3和4.3.4的相关关系式计算出的最大允许曝辐时间。 3.18 真实亮度trueluminance 用亮度定义中的积分关系式得到的亮度值，积分只针对光源的特定区域，仅有发光表面（或其中的 一部分）包括在积分中，且光源的发光部分周围没有黑暗的表面。 注：当亮度测量在一定的视场范围内进行，且视场未能完全涵盖光源的发光区域时，测量结果就是真实亮度。 3.19 真实辐亮度trueradiance 用辐亮度定义中的积分关系式得到的辐亮度值，积分只针对光源的特定区域，仅有发光表面（或其 中的一部分）包括在积分中，且光源的发光部分周围没有黑暗的表面。 注：当辐亮度测量在一定的视场范围内进行，且视场未能完全涵盖光源的发光区域时，测量结果就是真实辐亮度。 3.20 LED封装LEDpackage 封装了一个或多个LED芯片的单个电子零件，该零件可能包含光学元件，以及热、机械、电气接 口等。 注1：LED封装不包括控制装置的控制单元，不包括灯头，并且不直接连接到电源。 注2：LED封装是一个分立元器件，是LED模块或LED灯的一部分。一个LED封装组合的示意图，见GB/T24826 2016附录A，
二次光学器件 secondary optics 不属于LED封装本身的光学器件。
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位置的距离照度高于5001x。那5001x的危害等级告诉我们什么呢？另外，对用于人们不会处于工作 光源近处的高功率光源，在200mm评价文将导致夸大的危害评估，例如道路照明和体育馆照明，而近 距离测量这样的光源的又一个问题是对标准光度测量设备的损害。 虽然GB/T20145一2006指引在5001x下测量普通照明用灯GLS，而实际上照明水平通常会高于 或低于5001x，5001x并不必然代表适宜的曝辐情景。因此，本指导性技术文件建议在200mm、 .011rad条件下测量并确定RG1/2的边界条件（如合适）。 本指导性技术文件对如下两个方面进行了规定： a）光生物安全信息从一个光源元件向一个使用此元件的更高层级照明产品传递； b）通过光谱计算和光学研究，对蓝光危害相行了定量分析，基于此给出了推荐的测量距离和风险 组别分类，
5.1从发射光谱中计算蓝光危害量和光度量
为了确定蓝光危害，对光源进行辐亮度或辐照度的测量。 在辐亮度的测量中，应确保探测器的信号与光源的辐亮度成正比。这可通过如下方法来实现：采用 成像光学器件将光源成像，并把探测器或探测器组合阵列放置在成像平面中。另一种选择，把具有指定 开口的光阑靠近光源，这样只有来自光源表面区域的已知部分才会投射到探测器。当获得所有儿何参 数（光阑尺寸，光阑到光源的距离和到探测器的距离），便可以计算探测信号的辐亮度。 在辐照度的测量中，光源和探测器之间无需放置成像光学器件或光阑，直接测量从光源发射进人探 测器接收孔的辐射总量。 为了确定蓝光加权辐亮度或辐照度，两种测量方法不仅均应记录总的辐射功率，还应记录辐射至探 测器上的光谱功率分布。然后，光谱功率分布乘以GB/T20145一2006中表2和图，2定义的蓝光危害 加权函数。如原测量是辐亮度测量，结果值为蓝光加权辐射亮度LB。如原测量为辐照度测量，结果值 为蓝光加权辐射照度EB。 需要注意的是，这些蓝光加权量与许多照明设计师和照明产品工程师熟知的两个对应的光度量有 密切的关系。蓝光加权辐射亮度LB与亮度L（单位：cd/m"）密切相关。蓝光加权辐射照度EB与照度 E（单位：1lx）密切相关。 从原理上说，亮度L是由产生LB值的同一光谱辐亮度测量确定的，但就L而言，其为该光谱与 CIE1924明视灵敏度曲线V(a）相乘。对于任何给定的光谱，LB与L成正比。 同理，通过光谱辐射照度测量来确定照度E，对于任何给定的光谱，EB与E成正比。 重要的是要明白，无论是通过测量辐照度或测量辐亮度来确定光谱，两种方法的计算在数值上是相 同的。因此，对于任何给定光谱，LB和L之间的比例因子等同于E和E之间的比例因子。该比例因 子称为光辐射的蓝光危害效能，用符号KB.v表示，单位为W/lm。 当确定一系列不同光源光谱的KB值时，观察到有趣的现象，见图1。对于所有白光光源，不论其 基于白炽灯，高强度气体放电灯（HID），荧光灯，或LED技术中哪一种，KB和光谱相关色温间均有很 强的相关性。即使是日光，尽管严格意义上讲不在GB/T20145的适用范围（GB/T20145只针对人造 光源，也具有相同的趋势
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图1一些不同技术光源和几种典型日光光谱的光辐射的蓝光危害效能K，
上述可通过下列图示来帮助理解（见图2）。依照定义，人眼的明视觉灵敏曲线等同于CIE1931Y 曲线。蓝光光谱加权函数与CIE1931Z曲线一致。这两个曲线用于确定给定光谱的色坐标（，y） 因此，预期KB与Z/Y是相关的。CIE1931&，y坐标的关系式定义如下：
=X+Y+Z Y X+Y+ Z
示所有研究的光谱的K 目的相关性，重然开不完美，但通过色坐标计 KB.的值，准确度在15%范围内
图3显示所有研究的光谱的 日的相关性，重然开不完美，但通 预估KB.的值，准确度在15%范围
需指出的是，此15%准确度并非指测量的准确度，而是在未知光谱的任何其他细节信息前提下，通
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过颜色坐标关联KB,值时预计的不确定度。全光谱测量总能得到KB,的正确值。 在涉及白光光源的计算时，光辐射的蓝光危害效能（KB.）是有用的计算值。对于彩色光源，比如蓝 光LED封装，其光通量是以W为单位而不是以lm为单位，因此，用蓝光危害辐射效率（nB）更为有用， 这是一个无量纲数，
5.2l值低于100s的亮度和照度
采用KB.v量，可以研究在什么亮度和照度值下，可能发生按照GB/T20145要求标记的tmx。对于 蓝光危害，要求标记的阈值是100S。标签应标记“不要注视亮着的光源”的警告符号。 注意该阈值仍然不会产生任何相当大的眼睛损伤的风险，因为条件反射会促使人类或动物闭上眼 晴或转移眼晴远离明亮光源的照射，这种行为可有效避免眼晴受到太阳直射光的损害。作为对比，在 GB/T20145一2006规定的条件下，太阳光的tmx值应为1s左右。 下列情况下达到tmax=100S： 大光源，LB=10000W/(m²·sr)(GB/T20145—2006中4.3.3); 小光源,EB=1W/m²(GB/T20145—2006中4.3.4)。 对所有CCT，使用估计的KB.值可以生成图4和图5的曲线。用这两条曲线，可以根据光源的亮 度和CCT以及光源在观察者眼晴位置的局部照度水平，对某种情形（光源和观察距离的组合）tmx值高 于或低于100s做出估计。如前文所述，预估的准确度仅在土15%范围内，因此，宜较详细的光谱测量 来确定光源光谱的真实KB值。 首先，应确定在观察者的眼晴位置的光源是大或小。如果是大的，仅需要光源的亮度，应使用图4。 果是小的，应评估观察者眼睛位置的照度，应使用图5。这两条曲线非常相似，因为它们从作为CCT 函数的同一组KB值导出
图4按L=10000W/（m²·sr）估计的亮度水平，随CCT变化的大光源RG1（tmx>100s） 和RG2(t<100s）边界
图5按E=1W/m²估计的照度水平，随CCT变化的小光源RG1（tmx100s 和 RG2(tmm<100 s)边界
注意对于小光源，如果以亮度来衡量会出现“最严重的情况”。基于所涉及的光学量间的基本几何 关系，参见附录A中的解释，可得出特定位置上的照度等同于光源的亮度，乘以光源的视场角。在相同 照度值的情况下，小视场角光源的亮度值比大视场角光源的亮度值更大。 了解特定照度水平上的EB值可得出tmx的最大限，不需要考虑亮度。这引致讨论的重要简化。这 意味着如果观察者眼晴处的照度远低于E：=1W/m（图5曲线）时，不需要考虑光源的亮度，不会引起 max<100s。注意在普通照明的整个CCT范围内，5001x的标记是低于红线的，也就是说，对于白光， 5001x标准永远不会分类为RG2。 讨论的另一种简化可从图4推断出来。大光源在短距离上有效，亮度是一个与观察距离无关的光 源特性。如果光源LB<10000W/（m·sr），即使是在最短的观测距离它也有tmx>100S。在更长的 距离上，光源从大光源变化为小光源，tmx只会增加而从不减小。参见附录B中，以一个理想化但在所有 其他地方未规范的光源作例子。因此，如果光源LB值低于10000W（m²·sr）（例如，其亮度低于图4 的曲线），无论是在何种距离评估都不会成为RG2
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6LED封装、LED模块、灯和灯具
在照明行业中，基于集成度的水平，不同层级的产品共存。集成度水平不同的产品通常由不同制造 商生产。这就需要将光生物安全的信息沿着产品链进行传递，尽可能避免下一等级的重新评估。因为 下一等级产品的多样化通常急剧增加，传递显得尤其需要。 LED技术时代出现以前所存在的照明技术有两个层级：灯和灯具。灯即自发光光源，通过使用标 准的机械和电气接口而放置到灯具内。灯具在设计时会考虑带特定类型的灯，但是因为接口标准是开 放的，灯具的终端用户可能会用其他类型的灯来替换，前提是该灯符合同样的接口标准。 对于LED技术来说，情况更加多样化。存在一连串的产品层级，行业内约定使用以下方式对其进 行编号： 层级O：LED芯片或晶圆； 一层级1：LED封装，可允许在洁净室外的环境中进行焊接和处理。对于白光LED封装，封装中 包含蓝光LED芯片和相应的荧光材料，通过组合产生白光； 一层级2：基础LED模块，包含PCB上的一个或多个LED封装； 一层级3：具有扩展功能的LED模块。通常包含层级2的一块线路板，带有额外的功能，以实现 机械安装、电气连接或光学功能。实际的额外功能取决于产品的类型，并可包括部分乃至全部 运行LED模块的电子控制器件； 一层级4：灯具，应用中使用的LED产品。 并非所有产品都会具有每个层级的元件；一些产品也许使用的是由层级0的LED芯片（“板上芯 片”）直接制成的层级2电路板，并且许多层级4的产品也是直接基于层级2的LED模块，并不存在额 外的层级3的LED模块。除了技术上的考虑，这取决于产业链中各参与者的产业能力， 在层级4产品中更低层级的LED模块和LED封装，通常被设计成终端用户不容易替换。层级间 的接口很少是基于开放的行业标准。 LED替换型灯是特殊情况。它们是基于灯技术领域之前存在的开放接口标准。终端用户将其放 置在灯具中，用以替换灯具最初设计的配套灯。 需要重点留意的是，随着产品层级的升高，产品的多样性也会急剧增加。因此，如下方法就很有意 义：尽可能在最低的产品层级进行光生物安全测量，并且沿着产品产业链传递相关的信息，不需要进行 额外的测量就可以得到多样性巨大的层级4或灯具所必需的危害等级评估 第7章详细介绍了从一个层级到下一个层级的测量信息流程。此流程利用了光学定律，该定律声 称无源光学器件不会以任何形式的方式增加辐亮度，通常被称作“亮度守恒定律”。
能将信息从一个层级传递到下一个层级的方案，基于如下： 一亮度守恒定律； 一本指导性技术文件第5章中解释的调研结果。 亮度守恒定律提出，若自发光光源的亮度（或辐亮度）已知，也就给出了含有这个自发光光源的所有 照明产品的亮度（或辐亮度）的上限。这个定律实际是两个基本守恒定律的结合：光通量守恒和光学扩 展量守恒。亮度，通常描述为单位面积上的强度，也可以表达为光通量与光学扩展量的商。增加亮度就 意味着要么提高光通量，要么降低光学扩展量，而这都是基础守恒定律不允许的。对于一个无源光学系 统，光通量不增加是容易解释的，但不可能降低光学扩展量就不那么容易理解了。但不管怎样，降低光 学扩展量是光学扩展量守恒定律不充许的，如再进行深入研究，其基础原理类似于“热力学第二定律”。 当应用“亮度守恒定律”时，要注意亮度/辐亮度值仅能使用（测试）获得的真实亮度/辐亮度。 基于“亮度守恒定律”，信息流程最好的开始点就是辐亮度测量。该辐亮度值，无需额外的测量，就 能沿着产品链从自发光光源传递到灯具，前提是安装在灯具中的光源之工作条件与其元件测试时之条 件相近。 仅当在灯具中采取光学方法减少辐亮度（例如：扩散板和/或工作在较低电流下）时，可进行额外的 测量以验证减小的辐亮度值。如果不进行这种测量，则原始辐亮度值总是对最坏情况稳妥的估计值。 如果自发光光源的辐亮度测量值LB处于RGO组别［oW/（m·sr）～10oW/（m²·sr)］或者 RG1组别[100W/（m²·sr）～10000W/m²·sr)］的范围，该信息可以传递给基于该自发光光源的所 有产品。不论这些产品采用何种光学器件（包括形成定向光输出的光束成型器件），也不论实际应用中 的观察距离，这些产品绝不会落到RG2组别。 如果自发光光源的辐亮度测量值LB处于RG2的范围[10000W/（m²·sr)～4000000W/（m²·sr)]，那 最终产品也同样可能会落在RG2范围，这取决于应用的实际情况。此时，可以应用本指导性技术文件 第5章中的成果来决定。应用时，可以使用RG1组别的Es（1W/m）上限值和KB值计算出照度阅值 Er，当观测位置处的照度高于阈值Et时，则为RG2组别。KB,值可以通过辐亮度测量中获得的光谱 来计算。 注意，如5.2所讨论的，若仅已知自发光光源的CCT，可以估计Ethr值，如图5的曲线所示。 无源光学器件如透镜和反射器，不会改变Etr。如果自发光光源的辐射超出10000W/（m²·sr）， 为确定在应用中真实的风险组别，该E值能沿着产品链被传递。 注意在此情形下，所有实质性改变光源颜色，如二向色反射器、含有荧光粉元件，从而改变光谱的元 件，都认为是非无源的器件。光谱改变，KB值也会改变，因此就会得到不同的Er值。 综上所述，自发光光源的辐亮度测量有如下三种可能结果： a） RGO无限制：自发光光源应用在任何灯具中，任何距离处产生的风险组别不超过RGO； b） RG1无限制：自发光光源应用在任何灯具中，任何距离处产生的风险组别不超过RG1； c） RG2的Ethr：包含自发光光源的灯具，若辐照度大于Ethr，对应的风险组别是RG2；辐照度低于 Ethr，对应的风险组别是RG1。 注1：对蓝光危害来说，RG3的情况是极其不可能的，因此本指导性技术文件未作考虑。 如果产生第3种结果，风险组别的分类取决于使用的条件。在观察者观察灯具的可能最小距离处， 照度值是高于还是低于E值？此距离取决于灯具的光学元件，因此不可能从自发光光源传递到灯具。 可以根据已知灯具光强分布的峰值和方向来计算。对于许多光学光束整形器件，光分布都是已知的，因 为需要用它来进行专业照明设计。
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为了找到光束的最大值方向，也就是最大光强的方向，宜使用分布光度计来进行光强分布的测量。 注2：根据光强分布曲线和E值计算距离时，采用如下关系式，见图6
——E评估位置处对应方向上光源的光强； 1—光源到该位置的距离； 一光源方向与确定Er标准平面法线间的夹角 该确定E小的平面重直于光源方向，则cosa=1，这
照度 E、距离 d、光强 IE
主3：在白光光源加滤光片的情况，如安全灯，如果滤色片对KB.的影响是未知的，可采用如下方法：确定百光光源 的E（如果适用）然后计算对应的d。当使用滤色片对光源滤光时，保守的方法是保持无滤色片时的d 来进行传递。由于这会导致过于严格的评估，替代方法是测量滤色片安装就位的灯具
7.2 辐亮度测量条件
为落实7.1中描述的测量信息流程，应确立自发光光源辐亮度的标准测试条件，这些条件应至少定 义测量距离及对辐亮度进行平均的视场。与GB/T20145中的现行惯例一致，200mm的测量距离和 .011rad的视场为最佳起点。如果视场未填满光源的出光区域，测量可给出真实辐亮度值。由于该测 量条件对应的直径仅为2.2mm，许多光源属于这种情况。 如前面提到，只有当自发光光源的测量条件与灯具的测量条件相同时，才能对测量结果进行传递。 因为自发光光源的制造商通常不知道灯具的测量条件，至少可以报告在最不利条件（如对于LED封装， 在最大额定电流）下的结果GBT 35273-2020 个人信息安全规范.pdf，此外还可以报告其他特定测量条件（如LED封装在最大额定电流以下的特 定电流水平）的测量结果。 注：测量真实辐亮度时，（GB/T20145)提议采用的最苛刻视场角为0.0017rad。在均匀光源的情况下，0.0017ra 和0.011rad的值是没有差别的。对于带有高亮度点的光源，0.0017rad会给出更高的测量值。仅当高亮度点 被灯具的光学器件放大以至于覆盖了应用距离相对应的0.011rad视角时，该值才与风险组别相关。这只会是 以下情形：光束角非常窄、光学器件中没有任何小的平面/分段来平滑光源中的不规则，且观测距离只稍大于 200mm的情况，因此被认为是不太可能会发生的情况。 如果0.011rad视场即使在200mm的距离处也大于光源的尺寸，则上述测量条件给不出真实辐亮 度值。此种情况下，可采用以下两种方法： a）减小测量视场，使得视场不能包含整个光源，此时确定LB值，并将光源分类到7.1所述的3个 结果之一； 进行辐照度测量，并根据测量数据计算Er。由于没有进行辐亮度测量，则假设为最环的情 况，只能产生7.1中的结果c）：RG2的Ethr值。 一些光源会发出非常强烈的光，可能造成测量设备的过热或过饱和，因而不能在200mm处进行测 量。这种情况下，可将测量距离增大到可以进行测量的最小距离。此外，同样有必要评估视场角相对光 原尺寸的过大或过小。如果光源填满视场，测量会得到期望的真实的辐亮度；如果光源未填满视场，需
要再一次选择是减小视角或是进行辐照度测 设最坏情况：7.1的c)结果：RG2的Ethr值。 图7总结了从自发光光源到灯具的危害等级分类所需要的测量信息以及信息传递的流程图，以便 对应用中的灯具进行正确的危害等级分类 总是在200mm距离和0.011rad视场角的条件下测量自发光光源。对于某些特定应用，如果需要 最终产品是RG0等级，则可以在200mm距离和0.1rad视场角的条件下对最终产品进行二次测量。 在这种情况下，结果将不是“RGO无限制”，并且该评估结果不能传递到使用同种光源的其他产品中。
由亮度（L）≤10000cd/m条件中得到的RGO结果仅对白色光源有效
从自发光光源（蓝色）到基于该光源的灯具（琥珀
信息，对于RGO和RG1无限制的自发光光源来说并不需要，但带Er值的RG2等级的自发光光源就是 必要的。
7.3特殊情况（I）：由其他类型的灯或LED模块替换 本条给出了下列情况的建议：当灯具中的灯或LED模块能被其他类型的灯或LED模块替换，包括 灯具设计时未考虑到的LED替换灯。 7.1和7.2详细分析了灯具制造商确切知道灯具中使用哪种光源的情况。事实上，常常只是部分灯 具是这样的。虽然灯具设计时主观意识上明显地设计采用某种自发光光源，但在实际中相关标准通常 允许使用其他类型的灯进行替换的。 灯具制造商宜采用符合接口标准的最差情况的自发光光源（灯或LED模块）的数据来评定灯具风 险组别等级。通常这就是亮度最高（不一定是光通量输出最高）和CCT最高的光源
江苏省某工程幕墙施工组织设计(石材幕墙、隐框玻璃幕墙、铝板幕墙)7.4特殊情况（Ⅱ）：自发光光源的阵列和模组