GB∕T 30117.4-2023 灯和灯系统的光生物安全　第4部分：测量方法（正式版）

灯和灯系统的光生物安全第4部分：测量方法2023-11-27发布国家市场监督管理总局发布国家标准化管理委员会前言 V 12规范性引用文件 13术语、定义和缩略语 13.1术语和定义 l3.2缩略语 24应用程序 34.1概述 34.2安全预防措施 34.3危害评估概述 34.4危害类别选择 44.5评估级别 44.6初始筛查 44.7测量的物理量 44.8测量不确定度 5测试条件 5.1概述 5.2暗室(A级) 5.3环境条件(A级) 5.4供电电源 5.5产品配置 5.6光学对准 6.1概述 6.2光谱辐照度和辐亮度 6.3成像设备 6.4瞬态发射 6.5光源的大小和位置 7.2辐照度或辐亮度 7.3表观光源的位置及对向角 7.4瞬态发射 附录A(资料性)危害类别的确定 附录B(资料性)仪器的描述 IⅡGB/T30117.4—2023B.1双单色仪 B.2单单色仪 B.3阵列光谱仪 B.4探测器 B.5入射光学装置 B.6测量几何结构 B.72D成像探测器 附录C(资料性)应用实例 C.1概述 C.2示例1——LED手电筒 C.3示例2——红外钨丝灯 C.4示例3——紧凑型荧光灯(CFL) C.5示例4——LED灯泡 附录D(资料性)“真实”光源辐亮度和空间平均辐亮度的关系 附录E(资料性)瞬态发射测量 E.1概述 E.2脉冲持续时间 E.3平均辐照度和平均辐亮度 附录F(资料性)不确定度分析 附录G(资料性)报告形式 G.1概述 G.2报告 附录H(资料性)杂散辐射 附录I(资料性)热辐射源的光谱辐照度外推方法 参考文献 图1辐照度测量示意图 5图2视场覆盖状态的考虑 6图3使用透镜和孔径光阑直接测量辐亮度的示例 7图4辐亮度的间接测量 8图5矩形光源示例 9图6不均匀辐亮度分布示例 9图7发射分布图示例 图B.1扩散器光学示例 图B.2辐照度测量示意图 图B.3单个薄透镜辐亮度测量的几何结构 图B.4一般辐亮度测量的几何结构 图B.5孔径光阑设置在透镜后方 图B.6孔径光阑设置在透镜前方 图B.72D成像探测器的示例 图C.1LED手电筒示例 Ⅲ图C.2辐亮度分布示例 图C.3光谱辐射分布 图C.4红外钨丝灯示例 图C.5辐亮度分布示例 图C.6光谱辐亮度和辐照度分布 图C.7灯的辐亮度分布 图C.8紧凑型荧光灯(CFL)的示例 图C.9辐亮度分布示例 图C.10光谱辐亮度和辐照度分布 图C.11辐亮度分布示例 图C.12LED灯泡的示例 图D.1确定(时间积分)辐亮度的常用测量条件 图D.2荧光粉涂层白光LED器件的B(λ)加权辐亮度分布 图E.1瞬态脉冲波形的示例 图E.2可调色温的白光LED灯的示例 图E.3单脉冲波形 图E.4光谱随时间变化的脉冲测量的示例 表1GB/T30117相应部分中考虑的光辐射危害 3表2推荐的波长准确度 表3推荐的带宽 表A.1潜在危害类别示例 V本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件是GB/T30117《灯和灯系统的光生物安全》的第4部分。GB/T30117已经发布了以下部分：——第2部分：非激光光辐射安全相关的制造要求指南；——第3部分：对人体的强脉冲光源设备的安全使用准则；——第4部分：测量方法；——第5部分：投影仪。本文件修改采用IECTR62471-4:2022《灯和灯系统的光生物安全第4部分：测量方法》。文件类型由ISO的技术报告调整为我国的国家标准。本文件与IECTR62471-4:2022相比做了下述结构调整：——附录C对应IECTR62471-4:2022中的附录F;——附录D对应IECTR62471-4:2022中的附录I;——附录E对应IECTR62471-4:2022中的附录D;——附录F对应IECTR62471-4:2022中的附录E;——附录G对应IECTR62471-4:2022中的附——附录H对应IECTR62471-4:2022中的附录G;——附录I对应IECTR62471-4:2022中的附录C。本文件与IECTR62471-4:2022的技术差异及其原因如下：——用规范性引用的GB/T30117(所有部分)替换了IEC62471,以便于本文件的应用：——E.1中增加“对于视网膜热危害，测量脉冲的辐亮度剂量和/或峰值辐亮度”,E.2中增加“对于补充的内容是根据国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP2013)中关于脉冲光源视网膜热危害评价的要求。本文件做了下列编辑性改动：——增加了第1章中的注；——删除了3.2中的缩略语“HID”,因文中并未出现该术语；——删除了表1下方的注；——删除了4.7.4.3中的注2;——增加了公式(3)下方的注；——图中均使用标引序号代替文字描述，并补充标引序号说明；——对图中的部分字母符号增加符号说明；请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国机械工业联合会提出。本文件由全国光辐射安全和激光设备标准化技术委员会(SAC/TC284)归口。本文件起草单位：浙江三色光电技术有限公司、佛山电器照明股份有限公司、杭州三泰检测技术有限公司、浙江智慧照明技术有限公司、福建省产品质量检验研究院、广东省中山市质量计量监督检测所、杭州市质量技术监督检测院、中国计量科学研究院、解放军总医院第一医学中心、厦门市产品质量监督VI华鼎伟业能源科技股份有限公司、上海亚明照明有限公司、中山市松伟照明电器有限公司。VI除特殊的辐照情况外，大多数灯和灯系统是安全的，不会造成光生物危害；而完整的光生物安全评估则需要精密的仪器和详细的分析。为了提供一个仅在必要时进行详细测量的应用框架，本文件介绍了两种测量方法。A级是指高精度、基于实验室的技术；而B级则表示用普通简便的仪器对可达发射进行估计，只作为初步筛查，不适合作为严格评判出具数据报告时使用。GB/T30117拟由以下部分构成。——第1部分：基本要求。目的在于规范非相干光产品光生物安全的评估要求、危害类型、发射限值及危险等级分类方法。——第2部分：非激光光辐射安全相关的制造要求指南。目的在于规范非激光产品光辐射安全要求的基本原则，指导相应的通用产品规范对安全要求作出规定。——第3部分：对人体的强脉冲光源设备的安全使用准则。目的在于为保护暴露在光辐射危险及相关危害中的人提供建立安全措施和程序的指导。 第4部分：测量方法。目的在于规范灯和灯系统光生物安全的测试条件和测试方法。——第5部分：投影仪。目的在于规范投影仪发射光辐射的光生物安全要求。——第6部分：紫外线灯产品。目的在于规范紫外线灯产品的生产制造、安装使用和人体防护从而保证使用相关产品的光辐射安全。——第7部分：主要发射可见光的光源和灯具。目的在于为主要发射可见光的光源和灯具相关产品，根据照明对象和场景提供光生物安全的评估方法。1灯和灯系统的光生物安全第4部分：测量方法本文件描述了依据GB/T30117(所有部分)确定灯和灯系统可达光辐射水平所要进行的辐射度和光谱辐射度测量方法。本文件适用于制造商、测试机构、安全人员和其他相关人员等的实际测量使用。注：本文件涉及A级评估和B级评估。A级评估是准确的测量方法，使用精密的光谱辐射测量设备对可达光辐射评判出具报告时使用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于GB/T30117(所有部分)灯和灯系统的光生物安全(PhotobiologicalsafetyoflampsandlampGB/T30117(所有部分)界定的以及下列术语和定义适用于本文件。在特定距离和GB/T30117相应部分定义的测量条件下确定的辐射水平。探测器输出信号随输入光束角度的变化函数。孔径光阑aperturestop限定平均光发射测量接受区域的开孔。注1:入瞳限定了物空间接收光束的锥角。注2:如果孔径光阑前面没有透镜，入瞳的位置和大小与孔径光阑相同。孔径光阑前的光学元件可以放大或缩小图2注3:入瞳很重要，因为从光源采集的光辐射量取决于这个锥角。注1:出瞳限定了像空间接收光束的锥角。注2:如果孔径光阑后面没有透镜，出瞳的位置和大小与孔径光阑相同。注3:出瞳很重要，因为落在探测器上的光辐射量取决于这个锥角。注4:在测量不同物距的亮度或辐亮度时，这个锥角要保持恒定。视场光阑fieldstop限定平均光发射测量视场(立体)角的开孔。A级评估levelAassessment在实验室条件下，由专业操作人员使用精密仪器准确测定可达发射值。B级评估levelBassessment由接受过简单培训的操作人员利用普通简便的宽带辐射计或光度计估算可达发射值。<辐亮度测量系统〉(表观)光源或人可达被测光源最近点与入瞳(3.1.4)之间的距离。注：如果投影光学镜头使发射源形成虚像，则辐亮度测量系统对表观光源所在的平面成像，而不是人可达被测光源最近点的位置。测量距离measurementdistance<辐照度测量系统〉(表观)光源或人可达被测光源最近点与孔径光阑(3.1.3)之间的距离。在计算加权量(例如加权辐亮度或加权辐照度)时，针对特定生物效应的光辐射相对光谱效能函数。加权辐照度weightedirradiance光谱辐照度乘以光谱加权函数(3.1.11),并在加权函数的有效波长范围内积分得到的辐射量。加权辐亮度weightedradiance光谱辐亮度乘以光谱加权函数(3.1.11),并在加权函数的有效波长范围内积分得到的辐射量。下列缩略语适用于本文件。CCD:电荷耦合器件(charge-coupleddevice)CCT:相关色温(correlatedcolortemperature)CMOS:互补金属氧化物半导体(complementarymetal-oxide-semiconductor)CW:连续光(continuouswave)FOV:视场(fieldofview)GLS:普通照明用(generallightingservice)3LED:发光二极管(light-emittingdiode)NMI:国家计量机构(nationalmetrologyinstitute)PMT:光电倍增管(photomultipliertube)4应用程序本文件旨在为(包括但不限于)制造商、检测实验室、安全专员、工业界或政府监管部门提供参考准则。本文件包含对GB/T30117相应部分的解释和有关实施灯和灯系统光辐射测量的补充信息。本文件中所描述的方法足以满足GB/T30117相应部分的测量要求。如果有其他等效测量技在许多情况下，可能不需要测量。如果要确定产品是否符合GB/T30117过分析光源和产品设计特性来确定。在测量过程中，灯或灯系统发出的光辐射可能对操作人员的眼睛和皮肤有潜在的危害。这些危害在获得测量结果之前是未知的，特别是紫外和红外光源的危害。在不确定的情况下，建议操作人员佩戴在测量真空紫外线光源的特殊情况下，测量光路上形成的臭氧可能会产生额外的危害，因此测试室应适当通风。应该注意的是，来自灯或灯系统的光辐射可能足够强烈，从而对实验室里的仪器设施和黑色(吸收)材料造成损坏。应评估非金属的关键安全部件(如电线护套)因长期暴露在紫外线下老化而产生的GB/T30117相应部分为发射波长范围为200nm～3000nm的所有电发光的灯和灯系统的光生物安全提供了评估和分类方法。光辐射危害的评估考虑了对皮肤、眼睛的前部组织(角膜、结膜和晶状体)和视网膜的影响，见表1。激光产品不包括在此范围内，但满足IEC60825-1:2014中4.4相关要求且作为普通光源用的激光产品适用于本文件。每种危害类型都有对应的测量物理量、波长范围以及与波长相关的危害加权函数(若适用)。表1GB/T30117相应部分中考虑的光辐射危害危害类别作用光谱波长范围nm被测物理量符号单位光化学紫外Suy(a)200～400辐照度W·m-?近紫外 315～400辐照度EuvAW·m-2视网膜蓝光B(a)300～700空间平均辐亮度W·m-²·sr-1视网膜蓝光(小光源)B(λ)300～700辐照度W·m-2视网膜热R(a)380～1400空间平均辐亮度W·m-²·sr-1视网膜热(弱视觉刺激)R(λ)780～1400空间平均辐亮度LIRW·m-2·sr-1眼睛红外辐射—780～3000辐照度W·m-24GB/T30117.4—2023与一般的辐射度测量不同，本文件用于测量这些辐射量的方法(见第5章)是专门考虑了生物物理机制，包括在孔径或视场(FOV)上进行平均值测量。如果不考虑这些测量条件，光辐射危害可能会误判。本文件的评估方法同时适用于灯和灯系统。GB/T30117相应部分提供了风险组分类的条件，在该条件下可将灯的风险组分类转化为灯系统的风险组分类。4.4危害类别选择已知光源类型，则应选择表1中列出的危害类别对具体的产品进行评估。表A.1列出了与一系列典型光源有关的潜在危害类别。如果有疑问，可在进行更详细的分析之前对整个光谱发射范围进行测量。4.5评估级别除特殊的辐照外，大多数灯和灯系统都是安全的，并且不会造成光生物危害。然而，仍有一些灯和灯系统所发射的光辐射可能对健康造成不利影响。因此，只需要对后一种情况进行仔细地测量。本文件推荐两种级别的评估方法，即A级和B级。A级是最准确的方法，使用精密的光谱辐射测量设备对可达光辐射进行测定，可在所有情况下使用。仪器的描述见附录B。B级是使用普通简便的仪器进行测量，例如操作人员仅需通过简单培训就能使用的宽带辐射计或光度计。可考虑将B级作为初步筛查，以确定是否需要进行详细分析。B级的应用不适用于已知有潜在危险的光源(包括紫外线灯),也不适用于需要考虑视网膜热危害的情况。与所有的测量一样，测量不确定度是重要的，特别是在B级评估的情况下预估可达发射已接近发射限值时。如果B级评估无法明确指定风险组，则建议进行A级评估。附录C列举了几种灯的风险组评估的实例。4.6初始筛查当光源发出白光且光源的亮度低于10¹cd·m-²时，不需要详细分析。光源的亮度可通过测量或已有参数计算得到。使用视场小于光源发光面积的亮度计，可以直接采用得到的读数。亮度可以通过在离光源距离为D处测量得的照度Ev和预计的光源发光面积A来估算，见公式也可根据数据表，按公式(2)由发光强度Iy(cd)计算，或按公式(3)由光通量φv、发光面积A和光束半发射角θ计算得到亮度。……………………)注：上述发光面积A不大于风险组对应的测量视场范围。4.7测量的物理量4.7.1发射波长考虑到光生物安全危害的宽光谱范围以及这些危害量的波长依赖性，需要对灯和灯系统的光辐射5进行光谱分析。对于光谱加权函数与波长密切相关的光化学紫外危害、视网膜蓝光危害和视网膜热危GB/T30117相应部分适用的光谱范围是200nm～3000nm,其中超过1400nm不做波长测量的在了解了光源类型的前提下，对于特定的产品可减少需要测量的危害类别。表A.1列出了一系列与典型光源类型有关的危害类别。以下描述适用于宽带辐照度和光谱辐照度的测量。为了评估下列危害，需要测量灯或灯系统在给定距离上所产生的辐照度： 仪器应满足以下要求：a)具有直径为7mm～50mm的平面圆形入射孔径；b)接受辐射的圆锥中心线垂直于入射孔径的平面；c)角度空间响应与探测器表面的法线夹角(在接收角内)呈余弦变化。在一般的辐射度测量中，要求辐照度响应曲线呈半球余弦响应；而本文件考虑到生物物理现象，接收角(γ)限制在1.4rad。当光源在测量距离上的对向角大于1.4rad时，应在光源处放置一个视场光阑，以确保测量角度不超过1.4rad。当无法放置到光源位置时，该视场光阑可向入射孔径方向移动，如图1所示。在测量平面上，光探测装置的入射孔径是一种对光进行平均的孔径，其选择与辐照度的空间均匀性有关。对于空间辐照度不均匀的光源，例如窄光束反射灯，其峰值辐照度可能明显高于使用大入射孔径测量得到的值。在这种情况下应使用7mm的入射孔径。图1辐照度测量示意图6以下描述适用于宽带辐亮度和光谱辐亮度的测量。在确定视场和给定距离时，测量灯或灯系统的空间平均辐亮度，以评估以下危害：——视网膜热危害(弱视觉刺激),Lm。本测量方法考虑了生物物理现象，包括瞳孔收缩和眼球运动。随着曝光时间的增加，在视网膜上产生的图像扩散至一个较大的区域，由视网膜照射区域的时间相关对向角所确定。对于给定曝光时间，视网膜辐照度可从一个视场的辐亮度测量中得到，该视场与时间相关对向角相匹配。GB/T30117相应部分根据危害类别、风险组以及可能的脉冲源，规定了特定的视场。测量视场与光源的大小无关。对于对向角小于规定视场的光源，如图2b)所示，其空间平均辐亮度可能小于光源的真实辐亮度。该空间平均辐亮度的生物有效值是与发射限值比较的适当值。由于空间平均辐亮度取决于测量视场与在光源平面上的空间辐亮度分布的重叠程度，因此在与评估距离不同的距离上进行测量时应注意。详细要求见5.5.3,进一步的解释见附录D。a)光源尺寸大于视场(过满)b)光源尺寸小于视场(未填满)标引序号说明：1——测量视场FOV;2——光源发光面。图2视场覆盖状态的考虑辐亮度可以通过两种方式之一来测量：使用直接成像技术或在定义的几何条件下设置视场测量辐照度的方式间接获得。采用如图3所示的光学系统直接测量辐亮度。仪器应满足以下要求：——直径7mm～50mm的平面圆形入瞳；——将辐射源成像到探测器上；——根据测量距离调节测量图像距离H的装置。光学透镜的入瞳作为光平均的孔径，应根据该平面的空间辐照度均匀性选择该孔径值。对于空间辐照度不均匀的光源，例如窄光束反射式灯，其峰值辐亮度可能明显高于使用大入瞳孔径的测量值。在当孔径光阑位于成像透镜后面时，入瞳可能成一个实像或虚像。详情见B.6.2。7GB/T30117.4—2023图3使用透镜和孔径光阑直接测量辐亮度的示例间接辐亮度的测量采用4.7.2和B.6.1中所述的辐照度光学装置，通过将一个光阑(充当视场光阑)放置于距离表观光源足够近的位置来确定视场，以产生所需的测量视场(见图4)。视场光阑的直径f由公式(4)计算。 (4)式中：D——测量距离；y——接收角然后由测量得到的辐照度E计算出辐亮度L,经公式(5)计算。 (5)其中立体角Ω,对应接收角γ,由公式(6)计算：y为较小值时 (6)该方法仅适用于窄视场(如GB/T30117相应部分中的评估),并且(表观)光源是可达的。否则实际的光阑只起到孔径光阑的作用，而不是视场光阑。8标引序号和符号说明：2——视场光阑；3——探测器/孔径光阑；D——测量距离；d——探测的孔径光阑直径；f——视场光阑直径；y——接收角。图4辐亮度的间接测量可能需要在相对于人可达最近点位置和测量距离上测量(表观)光源的尺寸，以评估以下危害：——视网膜热危害(弱视觉刺激),LIR。的基于辐照度的蓝光小光源的测量方法。此时不需要测量光源尺寸。考虑到视网膜热危害，需要根据在评估距离上的光源对向角来计算可达发射限值。如果投影光学镜头使发射光源形成虚像，则需要考虑表观光源的尺寸，且辐亮度测量系统应对该表观光源的平面成像。应采用成像技术来确定有关人可达最近点的表观光源位置；其方法是固定相机聚焦状态，平移成像相机对表观光源或可达最近点成像，来确定应采用成像技术来确定(表观)光源的尺寸和位置，并确保测量图像不饱和。平均对向角α由光源(实际的或表观的)发光峰值50%以上的发光区所对应的尺寸和评估距离计对于空间上均匀充满的光源，可以确定大于50%发光区的尺寸；圆形光源的对向角根据公式(7)计9d/2D为较小值时…………(7)和b/2D为较小值 (8)d——与测量方向垂直的(表观)光源直径；D——相对于(表观)光源的测量距离；a、b——在与测量方向垂直的两个相互正交的方向上(表观)光源的尺寸。注：在确定平均值之前，任何方向的角度值限制在不大于αmx且不小于αmn;参见图5中的示例。图5矩形光源示例对于不均匀的光源，可以使用成像技术拍摄光源的相对辐亮度分布图。通过图像计算在不超过αmx范围内确定超过光源峰值亮度50%有效明亮光斑的圆形等效区域，由公式(7)计算得到对向角，如图6所示。a)图6不均匀辐亮度分布示例除视网膜热危害需另外进行峰值辐亮度分析外，其他所有危害都测量时间平均值。关于测定时间平均辐亮度和时间平均辐照度的详细信息，见附录E。如附录F所示，在测量光源发出的辐射时，需要考虑潜在的各种误差来源。如果在风险组分类中考虑了不确定度的偏差，则较大的测量不确定度也是可以接受的；这在采用B级评估时尤为重要。5测试条件虽然产品需设置为最强的光辐射状态，但测试环境条件取决于所采用的评估级别。第5章中描述的实验室条件仅是A级评估的要求。虽然B级评估可在自然光环境条件下进行(从测量结果中减去环境光的贡献),但推荐使用暗室或暗箱。被测发射光源的测量结果和相关不确定度受环境因素影响。环境温度可能会影响大多数类型光源的光发射特性，特别是气体放电灯和LED产品(温控LED除外)。测量过程中产生的臭氧(例如源自UV-C的臭氧)可能会影响准确度，并可能造成安全危险。测量红外光谱时，某些波段的光辐射输出可能会因大气吸收引起波动。测量条件需记录在报告中，如附录G所述。测量应在暗室中进行，使得环境因素对测量物理量的影响是可忽略的(响)。应仔细检查以确保暗室各表面(如墙壁、地板和天花板)的外来辐射和反射不会明显影响测量结果。可使用挡板来减少无关的辐射。应注意，看上去黑色表面有可能会反射紫外和红外辐射。应满足以下环境条件：测试报告中应注明环境条件。注：当相对湿度对测量结果没有影响时，可忽略。灯或灯系统应根据相关产品标准中给出的电源要求进行供电。如果没有相关标准，则应采用产品制造商的推荐参数。规定允许的电源公差，用于确定最大辐射输出。需要外部控制装置或镇流器及参考电源的灯，应按产品规范操作。在为了分类而进行测量的情况下，则需要同时调整操作、维护和服务指南中列出的所有控制和设置，以达到最大可达发射。对于任何有调光控制的灯或灯系统，测量是在最大光辐射输出时进行。当附件可能加剧辐射危害时，应带上附件进行测量，例如由制造商提供或提议要与产品一起使用的准直光学件。纵向标准将包含对具体要素评估的指导。光辐射的测量是在最大辐射输出条件下进行的。如果辐射输出在最高水平状态下发生显著变化，则测量可以在稳定状态下进行，并且调整为最大光辐射输出。需要注意的是，相对光谱分布在稳定状态和最高水平状态下可能有所不同。除产品规范中另有规定外，脉冲灯或灯系统通常不需要预热。但测量时需要考虑脉冲间的重复性。测量是在仪器测量孔径相对于灯或灯系统的位置和方向以探测到最大光辐射的情况下进行。移动测量仪器或改变角度以获取最大读数。测量前要适当的准备以避免或消除无关的辐射对测量的影响。在理想情况下，产品的光生物安全性评价宜在产品正常使用的距离内进行。这些信息应在产品标准中提供。在没有产品标准的情况下，GB/T30117相应部分为基于辐照度和辐亮度的危害提供了特定的测量距离。测量距离不必与评估距离相等。当光源太强烈而会损坏仪器时，可采用更大的测量距离。当评估距离处的测量信号很弱时，可采用较短的距离来提高测量信噪比。在测量距离和评估距离之间转换结果时应谨慎。评估距离处的辐照度可由测量距离处的结果与下列其中一项计算：——在评估距离处与在测量距离处以单个波长测量的信号的比值；——在评估距离处与在测量距离处用合适的辐射计或照度计测量的辐照度或照度的比值。在测量白光光源时，照度计的使用不受限制。对于可见光中发射的其他光源，包括一些紫外光和彩色光源，则照度计所测得的照度可能不准确。然而，在考虑照度计在两段距离上所记录的相对照度值的另外，还可以应用平方反比定律。用平方反比定律将光源距离r₁处的辐照度E,与光源距离r₂处的辐照度E₂相关，见公式(9)。在考虑具有光束整形光学的光源时应注意，因平方反比定律适用于远场条件，该条件是从更大的光如果已知反射镜或透镜的焦距f、光源的直径D和反射镜(或透镜)的孔径a,则可根据公式(10)估计投影系统的闪光距离r:r;≈a×f/D………………(10)在实践中，孔径的值通常是全反射镜直径的50%～70%。空间平均辐亮度取决于测量视场与光源平面上空间辐亮度分布的重叠程度。根据公式(11),只有在修正了视场测量距离上的测量结果可用于推算评估距离上的结果，修正视场是为了确保测量的光源面积相同。γ₁——在修正距离处测量的修正FOV;D₀——评估测量距离；GB/T30117.4—2023D——修正后的测量距离。若不能将视场大小修改为γ₁,则可将视场大小降低至确保可测得“真实”辐亮度L的视场大小(完全填满的视场亮度),可以根据发射器的发光区域估计出评估距离处的空间平均辐亮度L₁,并假设发光区域具有均匀的空间辐亮度，由公式(12)计算。式中：As——视场中光源的发光面积；Arov——评估距离处视场所包围的面积。在不能改变视场的情况下，根据公式(13),评估距离处的空间平均辐亮度L,可以根据测量距离的结果L。估算出。式中：Apov.a——测量距离处视场所包围的面积；A₁——评估距离视场中光源的发光面积；A。——测量距离视场中光源的发光面积；Apov.1——评估距离处视场所包围的面积。5.6光学对准考虑到图7所示光发射的角度和空间变化，被测光源应以记录最大可达发射值的方式定位。当灯或灯系统包含一系列的光源类型时，被测光源应以具有最大给定危害的光源类型为准。例如考虑到RGBLED的蓝光危害，测量视场应以蓝光发光器件为主要考虑对象。a)空间辐亮度变化b)角强度变化图7发射分布图示例对于以辐照度表示的危害，测量应在峰值辐照度方向进行，由多个光源汇聚到交叉点的灯系统(如环形灯)除外，该情况应在交叉点处进行测量。对于以辐亮度表示的危害，除考虑峰值辐射强度的方向外，还需要考虑光源的空间变化与测量视场之间的关系。对于灯具，峰值光强的方向可从被测光源的现有数据中获得或通过使用分布式光度计来确定。测量的角度步进间隔应小于光束角的1/20。扩展光源表面不均匀的变化可通过辐亮度入射光学装置对发光面进行扫描测量，或用成像式辐亮度计进行预先评估。成像辐亮度计的像素分辨率要足够高，以便在小视场目标上确定热点位置。由于A级代表了对被测光源可达发射量的最准确测量，需使用光谱辐射测量设备及其附件，同时要进行国家计量机构(NMI)可追溯校准、实验室程序和测量不确定度的详细评估等。宽带探测器和光谱辐射计的结合在许多情况下可以改进测量过程。利用滤光片匹配探测器可以快速完成对一种光源的空间、时间特性或变化量的测量；也用于难以进行光谱测量的脉冲光源。在光生物安全方面，用于进行灯和灯系统分类的光辐射测量涉及了波长范围为200nm～3000nm的辐射度测量或光谱辐射度测量。不仅需要注意测量方法，还要特别注意使用的仪器，因为要考虑危害加权函数以及光辐射接收几何结构，该光学几何结构与光源的风险分类有关。危害评估的结果可能会受到仪器特性的影响。对可达发射量的准确评估并不意味着要用现有最高性能的光谱辐射计。考虑到在测量光源的空间平均辐亮度时可能的测量难度，可以使用成像仪来帮助确定光源的辐亮更多详情参见GB/T30117相应部分和CIE063。6.2光谱辐照度和辐亮度光生物安全的评估可能涉及宽光谱范围的测量，而在光化学紫外危害、视网膜蓝光危害和视网膜热危害测量中要考虑与波长密切相关的光谱加权函数。建议使用单色仪(以及相应的探测器)、摄谱仪或阵列光谱仪确定光源的光谱图。B.1介绍了这些b)灵敏度；虽然GB/T30117相应部分所涵盖的全光谱范围为200nm～3000nm,但可依据光源类型对该范确定了要进行测量的波长范围之后，就需要考虑仪器的波长准确度。波长误差会对测量造成明显的影响，特别是光谱加权函数随波长明显变化的加权量。为了最大限度地减少这种影响，GB/T30117相应部分根据相应辐射量的加权函数也提供了的波长准确度的建议，如表2所示。注意的是对超过表2推荐的波长准确度波长范围200～300300～325325～600600～14002与波长准确度类似，仪器的光谱带宽是仪器的光谱带通函数的半峰值宽度(FWHM);它可能会不同程度地影响光谱的加权结果。较宽的光谱带宽会在带宽范围内对入射辐射功率进行测量，但光谱线的能量仍然可以被完全接收。相比之下，对于如光化学紫外加权函数有较大斜率的作用光谱曲线，应选足够窄的带宽，对光化学紫外加权的辐射度进行精确测量。为了最大限度地减少这种影响，考虑测量区域的加权函数随波长变化，GB/T30117相应部分提供了带宽(FWHM)的建议值，如表3所示。应注意避免出现因带宽太小而降低仪器的灵敏度(表现出较高的噪声等效辐照度或辐亮度)的情况。波长范围200～400400～600600～14001400～3000在测量光谱特性快速变化的光源时，一般建议测量的波长间隔或步宽△λ等于带宽或是带宽的几分之一(即1/N,N为整数)。应注意的是，带宽对于给定的仪器可能是不可调整的。通过测量具有单一谱线的激光可以确定带宽的形状，即狭缝函数。由于激光的谱线宽度明显小于仪器的带宽，因此测量的光谱显示了仪器的带宽响应。所有仪器都有一个信噪比极限，低于该限值，即使用最长的信号积分时间也无法进行测量。对于危害分析，当实际测量值低于仪器的限值时，仅报告零位信号是不够的。用于危害测试的仪器应标明测量限值水平。当仪器读数为0或低于测量限值时，应报告噪声等效辐照度或辐亮度。仪器的灵敏度应覆盖光源的全部发射强度范围。由已校准的光谱辐射计测量入射光遮盖时所得到的噪声等效辐照度或辐亮度，不应超过对应的风险组发射限值的10%。杂散光性能是对所涉及波长之外的其他光信号的抑制程度。杂散光抑制不良可能会产生超过该波杂散光通常仅对测量光化学紫外危害的微弱辐射量有限制，而且可能会使该测量产生较大误差。为了获得1%的准确度，对带外辐射的抑制需要达到10-5的量级。这采用双单色仪很容易实现，但是采用单单色仪和阵列光谱仪时，需要使用滤光片组抑制带外的杂散辐射才能实现。可通过在入射光学装置前插入一个长波通滤波器，评估用于光谱辐射计的校准灯和被测灯产生的杂散光对测量的影响。记录在截止区域且高于截止水平的信号是杂散光贡献。通过该光谱区域的杂散光与没有使用长波通滤波器的测量结果的比值，可以估计出杂散光水平。如果不进行校正，则该比值完全反映杂散光对测量不确定度的贡献。详情见附录H。当被测光源的光输出范围相对用于校准测量系统的标准光源大很多时，测量系统的线性度会影响测量结果。应评估系统的线性度，并在确认线性响应的范围内进行测量。任何与功率水平差异对应的非线性都应予以校正。入射光学系统定义了收集光线的几何结构。由于光生物安全评价中考虑了生物物理现象，该几何结构可能不同于一般辐射度测量中所通常考虑的几何结构。入射光学系统的特性可以根据适当的标准要求来确定，如ISO/CIE19476。入射光学系统应满足：——具有直径为7mm～50mm的平面圆形入射孔径；——能够接受圆锥体内的辐射，该圆锥体的中心线垂直于入射孔径的平面；——具有从法线到探测器区域随角度余弦(高达0.7rad)变化的角度空间响应；——对光的偏振度不敏感。如B.6.1所述，有一系列入射光学系统可用于测量光谱辐照度。在选择辐照度入射光学系统时，除上述内容外，还需要考虑以下与特定产品相关的性能参数：a)光谱范围的角响应；b)透射或反射方式；c)低通量对仪器灵敏度的影响。6.2.2.3指使用成像技术测量辐亮度的光学系统。替代技术参见6.2.2.2。仪器应满足以下要求：——具有直径为7mm～50mm的平面圆形入瞳；——将辐射光源成像到探测平面上；——有一个用于建立规定平均视场的圆形视场光阑；——对光的偏振度不敏感。如B.6.2所述，有一系列入射光学系统可用于测量光谱辐亮度。在选择辐亮度入射光学系统时，除上述内容外，还需要考虑以下与特定产品相关的性能参数：a)透射光谱范围；b)光学畸变；c)高通量对仪器饱和度的影响；d)能够查看测量区域以便对准；e)入瞳的位置。B.6.2概述了该入射光学系统。通常很难获得在200mm处聚焦并在宽光谱范围内使用的无像差光学系统。虽然可以根据光谱范围修改测量距离，但需要固定视场，并考虑入射孔径平面处辐照度分布的变化。建议在辐亮度的测量不确定度评估报告中考虑这一点。辐照度校准的推荐光源是用于紫外区域的氘放电灯和用于近紫外线、可见光和红外线区域的校准卤钨灯。氘灯可以在保持其光谱形状的同时改变输出电平。使用氘灯对200nm～350nm范围内的光谱辐射计的校准结果应与使用卤钨灯对300nm～350nm范围内的光谱辐射计的校准结果相比进行调整。考虑到钨(或钨-卤素)灯校准中的噪声，氘灯使用的波长宜尽可能短。推荐的辐亮度校准光源是空间均匀辐亮度标准源，例如包括校准卤钨灯在内的基于积分球等标准源。输出窗口在任何情况应完全覆盖测量视场，并具有优于90%的辐亮度均匀性。以下要求适用于所有情况：a)校准光源的光谱范围不应小于对应危害类别的波长范围；b)光谱功率分布应连续；c)若光谱辐射计的线性度得到证明，则输出的辐照度或辐亮度水平不必接近与风险组分类相对应的发射限值；d)落在测量设备中输入光学装置限制孔径上的光束应均匀分布，即落在孔径上的不均匀度应小e)光源应具有足够的光输出稳定性；f)该校准应溯源至国家计量机构。注：目前国家计量机构只提供2500nm范围内的光谱辐照度校准数据。附录I给出了外推至3000nm范围光谱辐照度的方法。光谱辐射计的波长校准应根据合适的波长校准标准进行定期验证，包括但不限于固定发射峰值的原子线源，其峰值波长可从标准参考数据库等获得。考虑到在使用上述仪器测量光源的空间平均辐亮度时的潜在测量难度，可以使用成像设备来帮助确定光源的辐亮度分布，由此可以计算出空间平均辐亮度。B.7中详述的此类装置仅适用于测量由单一类型发射器组成的光源，因此在光源发射区域内的光谱分布变化可忽略不计。成像设备应满足以下要求：——具有直径为7mm～50mm的平面圆形入射孔径；——将整个辐射光源成像到图像传感器上；——对偏振光不敏感；——具有已知的光谱响应度。应评估瞬态发射以确定使用脉冲或连续光条件；在确定光源是脉冲的情况下，则需要对脉冲发射进行全面的光谱分析。瞬态发射分布的测定通常使用能在所考虑的光谱范围内快速响应的光电探测器。当一个光源包含多个以不同速率脉冲的发射器时，应注意。在这种情况下，可以使用一个合适的滤光片或单色仪分离相应的波长。单脉冲源的光谱分析只有用阵列光谱仪或由灯的驱动电路外部同步信号触发的光谱仪才能连续脉冲光源的光谱分析可以通过阵列光谱仪或由灯电子驱动的外部同步信号触发的光谱仪进行，也可以通过扫描单色仪与脉冲探测电子相结合进行。与此同时，如果脉冲间的变化很大，则需要一个快速响应宽带探测器与光谱采样同步工作。在考虑风险组分类的时间基准和仪器引入的任何平均值(如暴露时间或测量积分时间)时需谨慎。考虑到辐亮度危害，另一种方法是使用成像辐亮度计(例如CCD相机),由灯的驱动电路外部同步6.5光源的大小和位置为了确定光源的对向角α,需要确定发射水平超过其峰值50%的光源的有效面积。当使用投影光学的情况下，需要确定表观光源相对于人可达最近点的位置。在这两种情况下，都可以使用成像技术。最简单的方法是在屏幕上用合适的镜头生成光源的图像，然后通过手动或电动的方式，在图像平面上放置一个探测器来确定50%的发射维度，而更可靠的解决方案是使用固态相机。硅基CCD或CMOS相机仅对1050nm以下的光谱敏感，因此只有在验证了表观光源光谱足够均匀的情况下，才能用于确定波长上限为1400nm的光源。对于红外光源，可以使用红外敏感相机。B级测量是用普通简便的宽带辐射计或光度计进行的，操作人员只需经简单培训。B级测量只作为初步筛查，以确定需要详细分析的地方。B级仪器包括照度计、亮度计、紫外线辐射计和热辐射功率虽然可以获得光谱匹配很好的光度计，但通常很难获得在扩展光谱区域内具有平坦光谱响应的辐射计，即很难对被测光源实现精确的光谱匹配。例如UVA那样简单的矩形响应函数，或者更复杂的危害加权函数。具有平坦光谱响应的热探测器是可用的。但是如果没有能对其平坦光谱响应进行修正的——辐射计的光谱响应度不符合对给定危害进行评估所需的响应度；——由于校准光源和被测光源之间的光谱分布可能存在差异而产生的失配误差；——在没有被测光源光谱分布信息的情况下，难以建立校正因子。因此，B级的应用不适用于已知有潜在危险的光源(包括紫外线灯),也不适用于需要考虑视网膜热危害的光源。附录A提供了可使用B级评估的光源类型的指导。宜谨慎选择B级仪器，确保所选仪器在光源的标称发射附近具有高响应。例如，用一个在相应波GB/T30117.4—2023长上具有最小响应的照度计来测量紫色LED(410nm)是没有意义的。有一些辐射计可以提供与光生物安全分析中使用的光谱加权函数相对接近的匹配，在所有其他情况下，由于难以考虑这些函数的光谱依赖性，宜仔细考虑为加权值的应用。一般来说，辐射计的入射光学系统只能用于测量紫外线、可见光和红外光谱区域的辐照度。光度计有照度计(辐照度)和亮度计(辐亮度)两种。详情请参阅ISO/CIE19476(光度计)和CIE220(紫外线辐射计)。7.2.2紫外线低压汞灯主要在253.7nm、297nm、313nm、365nm等紫外区域产生光谱。根据CIE220,专用于检测这些光谱线的紫外辐照度计可以通过对这些波长应用光谱加权函数来确定加权辐照度。应注意的是，一些谱线相对较低的振幅可能由于高光谱加权因子而对加权辐照度有较高的贡献。窄带光源的光谱，如单色LED,仅跨越几十纳米。可使用宽带探测器，例如一个集成了输入孔径或辐照度计的光功率计，由一个参考光源在相关波长下校准，可以用来确定发射量。7.2.4已知的光谱分布在某些情况下，所评估的光源具有已知的光谱分布，但其光谱辐照度(例如光谱功率)未知。在这种情况下，光谱分布可以根据宽带测量或有限光谱范围内的光谱辐射测量的结果转换为光谱辐照度。使用宽带辐射计，光谱辐照度可由公式(14)计算。式中：Ed——辐射计在评估距离处所记录的辐照度；X(λ)——光源的相对光谱分布；R(λ)——辐射计的名义相对光谱响应率。λ₁和λ₂定义了辐射计响应的光谱范围。…………)当被测光源在可见光区域发射时，可以用照度计测量其照度Ev,以确定发射器的光谱辐照度E(λ),由公式(15)计算。 Ev——由照度计在评定距离处测得的照度；X(λ)——发射的相对光谱分布(至少覆盖评估波长和可见光区域);V(λ)—-光视觉的光谱发光效率函数。用一个校准过的光谱辐射计测量λ₁到λ₂的有限范围内测量辐照度，全范围的光谱辐照度E(λ)可以用公式(16)从λ。处的单个值计算，也可以用公式(17)从波长范围内的积分量计算。GB/T30117.4—2023式中：Emem(λ)——在λ₁~λ₂内记录的光谱辐照度；X(λ)——发射的相对光谱分布。假设光谱辐照度E(λ)与已知光谱分布X(λ)具有相似的光谱形状，只是在几何程度上有所不同。如果辐射源的亮度随观看角度的变化而变化，或者光源安装在带有反射元件的灯壳中，通常不会发生这种情况。7.2.5基于亮度由于辐射计对光源的视觉感知，为辐亮度几何配置的辐射计仅限于亮度计，在这种情况下，可以应用上述强调的基于测光的方法。在其他情况下，间接测定辐亮度的方法可以使用一个辐亮度探测器，并通过在光源处设置一个孔径光阑来限制视场的方法间接确定辐亮度。当被测光源在可见光区域发射时，可以用亮度计测量亮度Lv:式中：Ly——亮度计在规定视场下测得的亮度；X(λ)——发射的相对光谱分布(至少覆盖评估波长和可见光区域);V(λ)—-光视觉的光谱发光效率函数。………视网膜危害的评估宜在特定视场下进行，这通常是不可能通过亮度计实现的。在可能的情况下，亮度测量宜通过选择距离和视场的组合来进行，使测量区域未填满光源。空间平均辐亮度L可由公式(19)计算。式中：Lat——未经空间平均得到的加权辐亮度；Asour——估计的光源面积；Arov——评估距离处视场所包围的面积。……在其他情况下，可以使用一个辐照度探测器，并通过在光源处设置一个孔径光阑来限制视场的方法间接测量辐亮度。7.3表观光源的位置及对向角对于B级评估，不需要测量表观光源的位置和对向角。假设最坏情况下对向角为0.1rad,则忽略表观光源位置的影响。7.4瞬态发射对于B级评估，不需要测量瞬态发射。可以假设用方形波分布和占空比来计算时间平均值。(资料性)危害类别的确定了解光源类型可以减少需要考虑的危害数量，例如，蓝色LED泵浦荧光粉涂层不会发出紫外线或红外辐射。表A.1提供了一个非详尽的光源类型列表和相应的主要危害。表A.1潜在危害类别示例光源类型危害类别光化学紫外线近紫外视网膜蓝光视网膜热眼睛红外辐射LEDUVLED(200nm～400nm)××彩色LED(380nm～780nm)×(紫色LED激发)××(蓝色LED激发)×白光LED(RGB)×红外LED(780nm～3000nm)××激光激发白光光源(蓝色激光激发)××白炽灯白炽灯××卤钨灯××××红外加热器××放电灯GLS用荧光灯××GLS用高压钠灯(HPS)×GLS高压汞灯(HPM)×××GLS用金属卤化物(MH)灯×××××放电灯(非GLS)氘××高压钠(HPS)×高压汞(HPM)×××金属卤化物(MH)×××××紫外线杀菌灯××紫外线黑光灯××灭虫灯××(资料性)仪器的描述B.1双单色仪双单色仪具有非常好的杂散光性能，特别在紫外波段是推荐的测量仪器。对于普通照明用(GLS)光源的光化学紫外危害测量，由强的可见光辐射引起的杂散光可能成为主要的误差来源。采用双单色仪系统可以很好地消除这种影响，但由于透过效率降低，需要保持足够高的信噪比。光栅的衍射效率需要仔细设计，以避免在较短的紫外区域信号过低。紫外敏感型光电倍增管(PMT)在紫外区域比在可见光区域具有更高的灵敏度，适合于用来提高信噪比。B.2单单色仪单单色仪可用于可见光至红外光区域，以及对带外杂散光足够抑制时的紫外光谱区；例如使用可见盲(日盲型)光倍增管或紫外带通滤波器来抑制的影响。当被测灯的发光只在有限的光谱区内，并且在该区域之外不存在可能导致杂散光的其他光辐射时(例如单色光LED),单单色仪也是非常适合的。B.3阵列光谱仪使用光电二极管阵列或CCD探测器的阵列光谱仪，在特定的光谱范围内的光谱数据几乎可以同时记录。相对于扫描式仪器需要几分钟时间，其优点是光谱信息可以在几分之一秒的时间内记录下来。阵列光谱仪的缺点是只有一个光栅，因此测量只能在特定的光谱范围内；对于焦距较短的小型阵列光谱仪，通常很难达到所需的低杂散光性能，特别是在紫外测量中。带宽和可测量波长范围是由制造商预置的，应该明确给出并符合GB/T30117相应部分的要求。阵列光谱仪通常用于B级测量。值得注意的是大多数误差源(如杂散光和探测器噪声)产生的错误结果是夸大潜在光辐射危害程度。对于CCD光谱辐射计，阵列探测器在短波紫外区灵敏度低，从而会限制它们的应用。使用阵列光谱仪时应采取另外的修正方法以减少噪声和杂散光。在光生物安全评估中遇到的光谱辐照度和光谱辐亮度等级在不同光源之间有很大差异。应根据要求的灵敏度、信噪比、动态范围和光谱范围来选择相应的探测器。采用光电倍增管(PMT)的光谱辐射计具有较高的灵敏度和良好的信噪比，适用于测量紫外和可见光区的光化学危害参数。同时，为了测量视网膜热危害辐亮度，硅光电二极管适合用在可见光区域。GaAs光电二极管适合用在近红外测量，而PbS和InGaAs探测器则适合用在较长波长(最高3000nm)范围的红外辐射测量。B.5入射光学装置在光谱辐射计中，通常使用光纤或/和透镜将被测光源的光辐射聚焦到单色仪的入口狭缝上。但单色仪对空间入射辐射的响应可能非常不均匀，主要有以下影响因素：a)单色仪入射狭缝上的不均匀响应；b)对入射光辐射的响应与角度有关，例如光源尺寸较大时比较明显；c)不同偏振态的光辐射引起的偏振效应。当单色仪入射狭缝上的测量光束分布与校准光源不一致时，可能会造成不可接受的误差，因此需要在光谱辐射计的输入光路中加入一个漫射器。型的混合型漫射器。漫射器的入射孔径，在辐亮度测量中应与视场光阑相匹配，在辐照度测量中应与限a)积分球b)均光柱c)漫透射板标引序号说明：1——积分球；2——接收角；3——光学辐射；4——视场光阑/限制孔径；5——入射狭缝；6——光谱辐射计；7——导光管或匀光柱；8——光纤；9——漫透射板。图B.1扩散器光学示例积分球具有良好的漫射性能，平均测量区域的光辐射，更好地用作入射光学装置。应注意的是，由于积分球内部的多次反射，即使是由涂层材料引起的轻微荧光也会被强烈放大。如果存在较高强度的对于漫透射板，漫射性能取决于厚度和正半球的余弦响应。然而，随着厚度的增加，透射率会迅速下降。这种漫射器便于与光纤或宽带探测器紧密结合。导光匀光柱具有很高的光辐射传输效率。导光管的衬底材料折射率是影响其临界角的唯一因正确设计的反射漫射板也可以作为连接到光谱辐射计或宽带辐射计的输入装置。在离开漫反射器的入射辐射路径上设置一个光阑作为视场光阑。给定角度下的入射辐射垂直于漫射板。另一个位于反射路径上的光阑尽可能地远离反射面，使入射辐射充分均匀。从该光阑孔出射的反射辐射被成像在光谱辐射计的入射狭缝上。需要注意光谱辐射计的成像光学系统不要对来自待测光源的任何辐射产生遮挡。B.6测量几何结构B.6.1辐照度测量几何结构为了测量给定灯或灯系统的辐照度和加权辐照度，图B.2给出了由辐照度探测器和视场光阑构成的原理结构。通过在光源位置放置视场光阑限制测量区域实现被测光源的光辐射在接收角(γ)内测量。如果这样的结构难以实现，如在投光灯具的情况下，这个视场光阑可以设置在与光源分开的位标引序号和符号说明：1——测量区域；2——视场光阑；3——限制光阑；4——探测器；d——限制光阑的直径；D——测量距离；y——接收角。图B.2辐照度测量示意图在探测器表面前安装一个限制光阑，光阑的直径为7mm(不均匀光束分布)～25mm(均匀光束分布)。测量需要在给出最大读数的光束位置进行。如果采用光谱辐亮度测量方法，则用光谱辐射计代替B.6.2辐亮度测量几何结构通过辐亮度测量获得的物理量用于评估视网膜危害。被测光源的光辐射是通过在规定视场上的空间平均来测量的。光学透镜通常用于把光源的发射光会聚到探测器的测量视场上，对于发射的光束分布为不均匀的光源，需要一个直径为7mm的孔径光阑。在单透镜的情况下，当测量距离(D')与仪器校准距离(D)不同时，视场光阑的面积应进行相应地调整，以保持接收角(γ)不变。如图B.3所示，视场光阑的面积从A调整到A'。否则，由于探测器的立体角(Ω)的变化，探测器读数将发生变化，此时应进行重新校准。标引序号和符号说明：1——入瞳和出瞳；H——图像距离(校准时);2——孔径光阑；H'--图像距离(测量时);3——视场光阑；O——物面中心(校准时);4——探测器；O'——物面中心(测量时);A——视场光阑的面积(校准时);P——像面中心(校准时);A'—-视场光阑的面积(测量时);P'--像面中心(测量时);B表现光源(校准时);s——孔径光阑的直径；B'表现光源(测量时);γ——接收角；D——校准距离；Ω——立体角(校准时);D'—-测量距离；Ω'—-立体角(测量时)。单个薄透镜通常难以实现高成像质量，特别是在大视场测量时更加明显。在一般的仪器中，光学系统是采用多个透镜组成的，如图B.4所示。接收角(γ)、入瞳大小和测量距离应符合GB/T30117相应部分和其他应用标准中的评估要求。探测器的输出(V)由公式(B.1)计算。Rn——探测器的响应度；标引序号和符号说明：1——测量视场；2—-光学系统；5——视场光阑；6——探测器；A——视场光阑的面积；B——表现光源；D——测量距离；Ω——立体角；图B.4一般辐亮度测量的几何结构一个典型的辐亮度测量几何结构如图B.5所示。孔径光阑设置在光学透镜后面，形成一个恒定的探测器孔径立体角。当目标光源设置在不同距离时，通过移动透镜对进行聚焦测量时，辐亮度读数保持标引序号和符号说明：1——测量视场；3——孔径光阑(也即出瞳);4——人瞳(像);5——视场光阑；6——探测器；D——测量距离。Ω——立体角；y——接收角。然而，在这种情况下入瞳是由前面的透镜对孔径光阑所成的像，通常是位于透镜后的一个虚像。测量距离是从虚像入瞳到测量表观光源的距离。此外，在不同的距离处测量时，该入瞳的位置和大小会发为了方便确定入瞳，孔径光阑可以设置在光学透镜前，测量距离是从该孔径光阑到被测光源位置，如图B.6所示。然而，在不同距离的测量中，需要对决定探测器孔径立体角的出瞳变化进行校正。在孔径光阑位于前焦点的情况下，测量的接收角和探测器的孔径立体角都保持不变。标引序号和符号说明：1——测量视场；2——出瞳(像);3——孔径光阑(也即入瞳);5——视场光阑；D——测量距离；y——接收角。图B.6孔径光阑设置在透镜前方在视网膜危害评估的辐亮度测量中，当光源尺寸小于测量视场时，可以采用辐照度测量代替辐亮度测量。可以采用另一种测量辐亮度的方法，即在光源处放置一个孔径光阑来限定测量视场区域，进行辐照度的测量。但这只适用于表观光源可接触到的情况。否则，要用一个成像透镜对光源发光进行成像，并在该图像平面上放置一个用于测量的孔径光阑。测量视场取决于该孔径光阑的直径。对于光谱辐亮度的测量，可以采用光谱辐射计代替上述的探测器来实现。B.72D成像探测器线性2D成像探测器，如CCD相机，通常用在视网膜热危害评估时确定一个较大光源在规定测量场内的最大发射值，以及表观光源的对向角。为了测量具有均匀光谱分布的扩展光源的最大发射，可以通过将光谱亮度计与未经过光谱校正的成像CCD相机组合来实现。光谱亮度计在同一测量场内测量的光谱加权辐亮度可用于校准CCD相机的读数。根据风险组分类，在所要求接收角下的最大辐射度可权函数进行光谱校正CCD相机。否则，不同颜色的芯片应分开处理。对于视网膜热危害的评估，发射限值与表观光源的对向角有关。CCD相机可以根据光源的辐亮度分布来确定光源的发光面积尺寸。对于只发射红外辐射的光源，即弱视觉刺激，硅基型的相机可能没有响应。在该情况下，应使用波长范围到达1400nm的红外敏感相机。图B.7为一个带光学透镜的2D成像探测器的示例。计算表观光源(B)到光学透镜前焦平面的测量距离D,对向角α由公式(B.2)计算。α=2arctan(d/2f)≈d/f……………(B.2)注：从前透镜表面到焦平面的工作距离W由制造商提供。标引序号和符号说明：1——前焦平面；d——CCD探测器上光源图像的直径；2——第一主平面；D——测量距离(相对于表观光源B);3——第二主平面；D'——测量距离(相对于表观光源B');4——光学透镜。f——反射镜或透镜的焦距；A——表观光源B的像；A'——表观光源B'的像；W——前透镜表面到焦平面的工作距离。B——表观光源；B'—-表观光源(不同位置处);(资料性)灯和灯系统的光度和辐射数据以制造商规格书或测试实验室报告的形式提供，例如光通量和辐射通量、亮度和发光强度以及光谱功率分布等。在光生物安全评估中，这些数据可用于初步筛查，以避免额外的测量。下面举几个例子来说明计算和测量的可能方法。C.2示例1——LED手电筒一个LED手电筒如图C.1所示。图C.1LED手电筒示例a)B级测量步骤如下。2)确定潜在危害类别，并根据已知信息确定测量的物理量。对于典型的白光LED灯，蓝光危害是主导效应。已知亮度L>10*cd·m-²意味着需要进一步的测量。因此，蓝光危害的加权辐亮度需要用A级方法来测量。b)A级测量步骤如下。图C.2辐亮度分布示例2)使用与CCD相机耦合的光谱辐射计测量在接收角(0.1rad)上的平均光谱辐亮度，从))300nm～750nm的光谱辐亮度分布如图C.3所示。波长/nm3)确定表观光源的尺寸(见图C.2),然后计算对向角，α=0.03176rad。4)通过图像处理对光源进行全部辐亮度分布扫描，使用0.1rad(用于豁免组)搜索热点，视网膜蓝光危害加权辐亮度是通过将光谱辐亮度的积分乘以视网膜蓝光危害的光谱加权函数计算获得的，即Lg(0.1rad)=4.834×10³W·m-2·sr-1。如果可接近发射超过豁免组的极限，则使用0.011rad(风险组1)搜索热点，确定加权辐射，即L(0.011rad)=5)可达发射超过风险组1的限值，但低于风险组2的限值则被测光源属于视网膜蓝光危害风险组2。C.3示例2——红外钨丝灯红外钨丝灯如图C.4所示。图C.4红外钨丝灯示例a)B级测量步骤如下2)确定潜在危害种类和测量参数。由于玻璃灯泡阻挡了UVB的发射，只有非常低的UVA发射。因此，将考虑视网膜蓝光危害、视网膜热危害和眼睛红外辐射危害；此外，亮度L(2.638×10⁴cd·m-²)超过豁免组的亮度标准(10*cd·m-²),需要测量视网膜蓝光危害加权辐亮度，并应用A级测量。b)A级测量步骤如下。1)CCD相机用于确定被测光源的辐亮度分布(见图C.5);图C.5辐亮度分布示例2)分别采用辐亮度几何和辐照度几何的光谱辐射计，测量380nm～1400nm的光谱辐亮度图C.6光谱辐亮度和辐照度分布3)确定表观光源的尺寸(见图C.7),然后计算对向角大小，α=0.011rad,这意味着视网膜热危害的极限为2.5×10⁶W·m-2·sr-1;图C.7灯的辐亮度分布4)通过图像处理扫描光源全辐亮度分布，搜索接收角上的热点，确定视网膜蓝光危害加权辐亮度和视网膜热危害加权辐亮度；视网膜蓝光危害加权辐亮度为Lg(0.1rad)=14.7W·m-²·sr-',低于豁免组的限值；视网膜热危险加权辐亮度为Lg(0.011rad)=8.04×10⁴W·m-?·sr-1,低于豁免组的限值。C.4示例3——紧凑型荧光灯(CFL)紧凑型荧光灯(CFL)如图C.8所示。a)B级测量步骤如下。2)确定潜在危害类别，这里考虑了视网膜蓝光危害和近紫外危害。此外，亮度L=3.568×10⁴cd·m-²超过了GLS源豁免组的亮度限制(10*cd·m-2),因此需要测量视网膜蓝光危害加权辐亮度，并应用A级测量。b)A级测量步骤如下：1)CCD相机用于确定被测源的辐亮度分布(见图C.9);图C.9辐亮度分布示例300nm～750nm的光谱辐照度分布(见图C.10);图C.10光谱辐亮度和辐照度分布3)计算近紫外危害辐照度，Euva=1.19×10-1W·m-²,Euva低于豁免组的限值；4)根据图C.11所示的辐亮度分布图计算视网膜蓝光危害加权辐亮度，L(0.1rad)=27.6W·m-2·sr-I,在0.1rad条件下测量的L低于豁免组的极限；图C.11辐亮度分布示例5)灯的风险组为豁免组。C.5示例4——LED灯泡一个LED灯泡如图C.12所示。图C.12LED灯泡的示例a)B级测量步骤如下：1)根据产品规格书等资料，检查被测光2)根据已知信息确定潜在危害类别和测量的物理量。对于典型的白光LED灯，视网膜蓝光危害是主要危害，已知亮度L<10*cd·m-²意味着不需要进一步的测量，灯的风险组为豁免组。(资料性)“真实”光源辐亮度和空间平均辐亮度的关系根据辐亮度或时间积分辐亮度中提供的限值可以得出以下假设，即根据辐亮度守恒定律，如果一只灯的发射水平低于规定的辐亮度水平(按风险组),则最终灯具也不可能超过该可达发射限值。因此，为避免重复测量，要求灯具制造商描述其设备(单灯)的安全特性，并提供相关的风险组类别。通常，通过测量辐射功率P可以确定(时间积分)辐亮度L(见图D.1),辐射功率P则通过在定义的测量距离D和定义的测量孔径光阑获得。孔径的直径d定义了孔径的立体角2以及测量区域Arov(这里定义为“视场”FOV下的区域)对应于探测器前面的圆形视场光阑所确展到FOV之外，如图D.1所示(即α>γ)。光源的辐亮度根据公式(D.1)由测量通过孔径、测量面积AFov和立体角Ω的辐射功率P计算获得：P[W]=L[W·m²sr-¹]×Ω[sr]×Apov[m²]……(D.1)用同样的方法测量时间积分辐亮度。然而，用辐射能Q取代光功率P的测量。注1:根据定义，L是一个差异定义的术语，由公式(D.2)计算：…………(D.2)因此，上面使用的术语FOV和立体角已经是积分的大小，上面给出的功率公式已经是一个积标引序号和符号说明：1——表观光源；2——孔径光阑；3——透镜；4——视场光阑；5——探测器的有效面积；d——孔径的直径；D——图像距离；r——测量距离；y——接收角；a——表观光源的对向角；Ω——立体角。图D.1确定(时间积分)辐亮度的常用测量条件然而，考虑到眼睛物理运动和成像特性，GB/T30117相应部分要求测量空间平均辐亮度。用这种方法得到的测量结果与传统的辐亮度测量结果不同，但该结果更接