关于LED灯具在认证检测中蓝光危害要求的思考

陈茂凌 张 波

国家电光源质量监督检验中心（上海）（上海 201114）国家灯具质量监督检验中心（上海 201114）上海时代之光照明电器检测有限公司（上海 201114）

0 引言

近几年，随着LED照明产品的普及，人们对蓝光危害已不再陌生。其实，半个多世纪之前就有专家发现，超过一定剂量的蓝光照射可能引起视网膜细胞的损伤，严重时会导致视力下降甚至失明。科学研究表明，蓝光危害还会抑制人类褪黑色素的分泌，对睡眠造成一定的影响。因此，在新版的灯具安全标准《灯具 第1部分：一般要求与试验》（GB 7000.1—2015）[1]中，新增的4.24条款——光生物危害的要求，目的也是为了保证LED照明产品的光生物安全，让用户能够放心使用。在实际对LED灯具产品进行CQC安全认证时，除了少数有LED颗粒蓝光证书，大部分LED灯具都会进行蓝光随机测试。考虑到各生产厂灯具产品结构设计的多样性，检测人员应根据不同的产品法规要求和特点，在实际检测时区别对待测试对象。

1 定义

GB 7000.1—2015标准4.24条款中将光生物危害分为紫外辐射和视网膜蓝光危害这两条，设计使用卤钨灯和金属卤化物灯的灯具，需要考虑紫外辐射的要求。然而，需要考虑蓝光危害的光源只有LED、金属卤化物灯和一些特殊的卤钨灯，应根据Application of IEC62471for the assessment of blue light hazard to light sources and luminaires（IEC TR 62778—2014）[2]进行评估。通过蓝光测试流程图（见图1），可以了解测试方法的设计思路，初始光源的蓝光危害评价值是可以传递到LED模组和LED灯具的。

图1 蓝光测试流程图

2 检测情况分类

按照IEC TR 62778—2014标准的测试流程，评估灯具的蓝光危害时，如果光源的蓝光危害等级为无危险类（RG0）或低风险类（RG1），则认为该光源的数据可以直接传至灯具，不需要再对灯具进行测试。除非客户在做灯具安全认证的同时，还在进行产品的节能认证（如 LED台灯节能认证[3]、LED教室灯具的节能认证[4]），并且节能认证明确要求灯具的蓝光危害为无危险类（RG0）的，那么这种情况下就有必要对整灯再进行一次蓝光测试，以达到无危险类（RG0）的要求。

如果光源的蓝光危害等级为高风险类（RG2），当光学部件不同时，对灯具的蓝光危害评估又分为两种情况。

（1）若灯具只使用了余弦配光的灯罩，或能判断该灯具使用了最大光强在基准轴上的透镜，则可以直接测量整灯的蓝光危害，如常见的LED筒灯、LED投光灯等（见图2）。此种情况下，测试整灯的蓝光危害如果也是高风险类（RG2），那么需再进行配光测试得出阈值照度Ethr，并按照GB 7000.1—2015标准的要求，在产品的铭牌上增加不可直视光源的符号，说明书里还要写明灯具的安装位置能保证不会长时间在小于阈值距离被盯着看。如果整灯为低风险类（RG1），则应根据灯具结构判断是否需要加贴不可直视光源的符号。

图2 最大光强在基准轴上的灯具

（2）若灯具使用了非余弦配光的灯罩或最大光强不在基准轴上的透镜，这种情况下的整灯是不能直接用于测试的。原因在于目前主流的检测手段很难精准地确定测试位置，测试过程中的角度和距离出现轻微偏差，都会对最终测试结果带来较大影响。此时，需要测量灯具配光并计算Ethr。这种情况比较多见于路灯、隧道灯等（见图3）。

图3 最大光强不在基准轴上的灯具

还有一类比较特殊的灯具——使用了非余弦配光的灯罩，且该透光罩采用胶封或一次性的卡扣等安装件，拆卸即坏。从结构上看，此类灯具是不可替换光源，如果按照前文所述的测试流程，先进行了LED颗粒的蓝光测试，结果是高风险类（RG2），然后再进行配光测试，可能就碰到此种尴尬情形：透光罩无法复原进行配光测试，实测的灯具最大光强和灯具原本的数据有出入。这就需要检测人员在测试之前凭经验作出判断，如果可能出现此类情况，可以先完成灯具的配光测试，再破坏性地拆除透光罩测试LED颗粒的蓝光。

3 问题分析

3.1 测试对象的选择

目前，在进行LED灯具的安全认证和节能认证时，其中的蓝光危害评估有时会存在一定的矛盾：对于不同结构设计的灯具，测试对象会有所不同。按照GB 7000.1—2015的要求，需要先从结构上对灯具进行判断，如果是非用户替换光源，先评估LED颗粒的蓝光危害；如果是不可替换光源，可直接评估整灯的蓝光危害。但在产品进行性能检测时，通常会忽略对产品结构的区分，IEC TR 62778—2014中并未对灯具的结构分类进行说明，如果一味地按照测试流程图的方法操作，则很多灯具不适用。因此，在实际检测中要区别对待，根据灯具的结构差异具体分析。

3.2 对部分产品蓝光限值的探讨

以LED黑板灯具为例，在检测时可能面临的窘境：根据GB 7000.1—2015的要求，从产品安全的角度看，低风险类（RG1）的蓝光危害就可以满足法规要求，但目前CQC的节能认证规则对LED教室灯具的蓝光危害要求非常严苛，要求必须为无危险类（RG0）。

目前，比较常见的LED黑板灯具的结构设计如下：内部为LED铝基板灯条，外面是PBT光学材料的透光罩，在灯具出光口再搭配一个反射器等。根据黑板灯具现场照明的特性，黑板灯在一块长4 m、宽1.2 m的黑板上进行投射，照度和照度均匀度都有要求。黑板的长度决定了最多只能安装3只灯具，而讲台再加上老师的高度使得灯具安装的高度不能过低，因此灯具的光学材料需要做一些光学设计（类似于图4）。实际检测中的数据表明，灯具制造商要同时满足这些要求并不容易，即使设计出的产品符合蓝光危害（RG0）的要求，也是以牺牲一部分产品的光学设计为代价。

图4 LED黑板灯具配光示例

从用户的角度看，他们通常倾向于使用蓝光危害更小的产品。有人认为，LED台灯的节能认证是要求蓝光无危险类（RG0），那同样的要求应用在LED教室灯具上肯定也可以的。实际上，两者使用的光学材料不同，产品的结构设计不同，使用场景也不同，而且LED黑板灯与使用者的距离也几倍于LED台灯。因此，两类灯具的蓝光危害要求不能简单划等号，还需要相关从业人员的共同努力，在保证使用者光生物安全的前提之下，找到此类灯具光学设计和蓝光危害限值之间的平衡点。

4 测试数据带来的思考

文章整理了过去两年近300份蓝光随机报告的数据，为便于数据统计，只选取了其中比较常见的几类灯珠型号，户外灯具使用了带有配光设计的透光罩或透镜，且删去部分可调色温的灯具数据，最终统计了193批次的蓝光数据（见表1）。

从表1可以大致看出，目前使用较多的仍为2835系列LED颗粒，其中较高色温的LED颗粒的蓝光危害相对更高，户外LED灯具达到RG2的比例更高（见图5、图6）。户外灯具的工作场景大都允许较远的安全使用距离，而且对IP防护等级的要求更高，要求透光罩耐环境湿热的稳定性更好，同时为了追求更高的灯具效能，光学材料上要求有更高的透过率。这些需求下的光学材料通常都不利于降低蓝光危害，进而使户外灯具的蓝光危害极大高于室内灯具。

表1 部分LED灯具蓝光测试数据

图5 部分LED颗粒的蓝光危害等级分布

图6 部分LED灯具的蓝光危害等级分布

不过，从最近一年的实测情况看，LED灯具整体的蓝光危害指数有较大幅度的下降，这得益于上游LED灯珠生产厂商对灯具蓝光危害重视程度的加强，以及在产品生产工艺上的改进。总之，对终端用户而言，使用LED灯具是一个较好的选择。

另外，光学材料对灯具蓝光危害的影响可能会非常大，甚至远大于LED颗粒本身带来的影响。以采用乳白罩的室内灯具为例，常用的光学材料有聚碳酸脂（PC）、聚苯乙烯（PS）、聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA），在实际测试中此类灯具（如LED筒灯、LED面板灯等）的蓝光危害基本为无危害类（RG0）。希望今后在标准中可以对灯具所使用的光学材料进行分类，考虑免除对使用此类材料灯具的蓝光危害检测，由厂家进行自我声称即可，以避免检测机构大量重复性劳动，也能为生产企业减少检测费用。

5 总结

如今，在生活中，LED灯具的使用越来越普遍，被人们广泛谈起的健康照明、智慧照明中都有其“身影”。虽然蓝光是其必不可少的一部分，但适量的蓝光也是必要的，就连太阳光谱中也含有一定的蓝光。相信在未来，随着更多专家的研究，人们也不会再“谈蓝色变”。