光輻射對人的安全特性研究由來已久,例如激光產生的高能量光束會產生明顯的傷害。大部分的光源的輻射對人體相對安全,但隨著大家對 LED 產生的藍光傷害的關注,以及對照明品質要求的提高,對光源或燈具進行全波段的光生物安全特性測試成為熱點。
光生物安全性可以理解為“光學輻射安全性"。在一些光源或燈具發出的光譜中,如果發 光材料的工藝不過關,除了可見光外,紫外光、藍光或紅外光就會透射出來,對人的眼睛和皮膚產生不同程度的光化學紫外危害和紅外輻射(熱)危害。
在范圍內,對非激光光源在200nm-3000nm 波長范圍內的輻射特性進行安全評估已經獲得共識。盡管不同的國家之間,評估標準不盡相同,但基本上都參考了 IEC62471 國際標準。


對各種光生物傷害類別的分類和定義:
由上圖可見:

傷害分類的依據是輻射度:輻射照度和輻射亮度
輻射度都有一個對應的波長范圍,主要有兩種情況:a)該范圍的總的輻射亮度或照度;b)該范圍的光譜輻射度加權計算的輻射亮度或照度:主要是因為不同波長對傷害的貢獻不一樣因此必須根據傷害函數曲線進行加權計算,如右圖示例。


輻射照度測試,IEC 62471 推薦使用積分球結構的余弦修正器,有效接受孔徑最小 7mm, 50mm


標準推薦了標準測試和替代測試兩種方法,四種視場條件:0.1, 0.011, 0.0011, 0.0017 rad
標準測試:通過光學成像系統,將測試區域的光源成像到探測光路上,進行測量。成像系統的視場條件要符合實際的人眼光學系統。
替代法測試:通過輻射照度測試的積分球附件前面增加一個光闌,定義測試視場角,可以進行輻射亮度測試。主要是基于固定視場條件下的照度與亮度的概念換算關系。



必須使用雙單色儀結構的光譜輻射度計,測試得到光譜輻射亮度、輻射照度,進而計算得到輻射照度、輻射亮度,以及加權的輻射亮度或輻射照度。
寬帶寬的輻射度計,與相應的加權濾光片結合,并經特定的光譜波段光源校正,可以用來測試光生物安全特性。但是需要關注光譜匹配誤差帶來的測試偏差。很多情況下,加權的輻射度計結合雙單色儀的光譜輻射度計,可以為測試帶來便捷。
光譜帶寬、波長精度及線性的要求。
光譜輻射照度測試的光學附件推薦使用積分球結構的余弦修正器:由于標準光源與被測試 光源的偏振特性不同,以及物理尺寸差異,都會導致進入光學接受裝置的角度偏差問題。
積分球設計可以消除這些效應。如果積分球設計的足夠好,會有非常良好的余弦修正效應。乳玻璃的擴散片探頭,會帶來不同波長的透過率偏差、余弦修正誤差較大的問題,從而導 致測試誤差。
標準光源的要求:應當采用氘燈作為紫外波段的校正源,鹵素鎢燈作為長波紫外、可見及紅外波段的標準光源。由于氘燈的輸出可能發生變化,而保持光譜波形,因此可使用鹵鎢燈 250nm-400nm 的強度值比對,來調整氘燈在 200-250nm 的強度值。




相對于整個 200nm-300nm 波段的光生物傷害,越來越多的人關注在工作場所的藍光傷害問題。IEC 為此專門發布了 IEC/TR 62778 標準,介紹了關于光生物安全的全新概念。除了光譜測試,TR 使得在實際應用中,通過直接對藍光傷害進行測試,從而避免昂貴的全波段測試。
在歐盟關于對燈具光生物安全特性的檢測規范中,可以看到,大部分的燈具、光源都被認為無論在紫外、藍光、紅外均被認為沒有傷害。只有個別燈具,例如透明金鹵燈、LED 模塊在藍光波段,特殊用途的鹵素鎢燈在紅外波段被認為有傷害。從下圖可見,LED燈具的主要傷害是藍光傷害,其它波段可忽略。



方案同全波段測試方案,簡化到 300-700nm 波段測試

OL 756 可以配置輻射亮度、輻射照度探頭,實現 200nm-800nm 的測試,尤其是其掃描速度,可達每秒 200nm 的超快掃描測試速度。滿足紫外傷害、藍光傷害評估測試。


LMK 5 成像亮度計,配置藍光傷害加權濾光片,可以按照藍光傷害加權函數對光源實現加權衰減, 經過校正,可以實現藍光傷害輻射亮度測試。
作為成像器件,在獲得輻射亮度分布圖像后,可以通過自定義圖線區域,定義測試的視場大小,從而計算不同視場的輻射亮度值,計算傷害值。

