激光电视光辐射安全要求及测量方法

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(3)对于可更换透镜系统的投影仪,应找到投 射比最严酷的条件测试。 2.2 对向角的确定
IEC 62368-1:2018 标准对激光部分的测量采 用的是 IEC 60825-1:2014 标准,由 IEC 60825-1: 2014 中 4.4 条 款 可 以 看 出,对 向 角 α 是 是 否 使 用 GB/T 30117.5—2019 标准的一个重要参数,同时也
Safety Requirements and Measuring Methods for Optical Radiation of Laser TV
NIU Shufang, LIU Li, GAO Hongwei (Beijing TIRT Technology Service Co., Ltd, Beijing 100015, China) Abstract: This paper introduces the difference of safety requirements for laser radiation between IEC 62368-1:2018 and GB 8898— 2011 standards for laser tv, and describes in detail the measuring method of angular subtense and laser radiation power. Keywords: angular subtense; optical radiation power; laser TV; laser radiation levels
S 监管与检测 UPERVISION & TESTING
文献引用格式:牛淑芳,刘立,高宏伟 . 激光电视光辐射安全要求及测量方法 [J]. 电视技术,2021,45(5):141 - 143.
NIU S F,LIU L,GAO H W.Safety requirements and measuring methods for optical radiation of laser TV[J].Video Engineering,
条件中的 α 被限定在 5 mrad 到 100 mrad 之间,因 而 LT 对 应 的 辐 射 水 平 值 在 10 mW·m-2·sr-1 到 200 mW·m-2·sr-1 之间,测试的 LT 值需要分别与
视网膜热危害和蓝光危害限值进行对比,最终确认
产品的危害组别 RGX,但是对于预定由一般人员或 受过培训的人员使用的灯和灯系统不得发出危险组 别 3 的能量。
图 1 1 类激光产品的激光标识
1.2 IEC 62368-1:2018 对激光电视光辐射安全 的相关要求
IEC 62368-1:2018[2] 正在转换为国标,正式发 布后会替代 GB 8898—2011。而新标准对激光电视
141 投稿网址 http: //www. videoe. cn | 《电视技术》第 45 卷第 5 期( 总第 546 期 )
⋅ sr−1 (对 向 角
α
的单位用弧度表
示,在距离人员可接触的最近点 200 mm 处测量)。
这 里 得 出 的 LT 值 不 是 一 个 安 全 限 值,而 是 采 用
GB/T 30117.5—2019 标准对产品进行评估的一个条
件。 当 满 足 上 面 的 3 个 条 件 时,产 品 按 照
GB/T 30117.5—2019 标准评估危害等级,由于上面
时要按照 IEC 60825-1:2014 中 4.4 条款的内容进
行评估,当满足相应条件时,依据 GB/T 30117.5— 2019[5] 进行评估,否则仍然按照 IEC 60825-1:2014
进行分类。
IEC 60825-1:2014 中 4.4 条 款 的 3 个 条 件
为 :该 产 品 是 被 设 计 成 常 规 光 源 的 激 光 产 品(除
142 《电视技术》第 45 卷第 5 期( 总第 546 期 ) | 投稿网址 http: //www. videoe. cn
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(a)不带透镜测试
(b)带透镜进行测试
图 2 测量示意图
是评定激光可达发射极限、视网膜热危害限值以及 蓝光危害限值的一个非常重要的参数。
目前,由于功能上的需求,大多数激光电视产 品的激光输出很难实现低于 2 类可达发射极限,因 而通用的做法是在产品上增加人眼保护功能,即当 人进入光束输出范围内时,激光电视通过产品上的 传感器感应到人体的存在,进而降低整机光输出或 关断光输出。对于符合 GB 8898—2011 标准要求的 激光电视,其最终产品上会加贴如图 1 所示的标识。
在 400 ~ 700 nm 波 长 范 围 外 不 得 大 于 3R 类,在 400 ~ 700 nm 波长范围内不得超过 1 类限值的 5 倍。 如果设备内的激光系统本身不能满足以上要求,则 应当采取适当的措施防止用户手动打开任何盖子而 接触到更高等级的激光辐射。同样,对于依赖机械 安全联锁装置正确动作的设备,其联锁装置应当是 具有失效保护的联锁装置。
光产品及 3R 类激光产品(其他激光等级对于激光
电视不适用)。
对于不满足 IEC 60825-1:2014 中 4.4 章的激
光电视,则直接采用 IEC 60825-1:2014 中规定的
测量光阑孔径和测量距离测量可达发射,最后与可
达发射极限比较,确定产品的激光等级。
2 激光电视的光辐射分类
在对激光电视的光辐射分类时,需要首先确定
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光辐射安全的要求与现有标准有所不同。
由 IEC 62368-1:2018 的第 10 章可知,预定由
普通人员或者受过培训的人员使用的激光设备不应
是 3B 类或 4 类。IEC 62368-1:2018 标准要求,对 于激光电视应按照 IEC 60825-1:2014[3] 分类或者 使用时按照 IEC 62471-5:2015[4] 分类,具体测试
0 引 言
激光电视主要由主机和屏幕两个部件组成。激 光电视的屏幕是一块类似液晶电视屏幕的冷光屏, 不需要通电。由于该屏幕表面有特殊的结构和涂层, 可以减少光的漫反射现象,显示画面比普通液晶电 视更清晰,对比度更高,加上主机体积比普通液晶 电视小,因而在家庭中的使用越来越普遍。
激光电视通常采用红、绿、蓝三基色激光光源,或 采用蓝色单色激光光源通过色轮将激光转换为红、绿、 蓝三色。基于激光本身的特性,如果长时间直视微弱 的激光,会使得眼睛有刺痛感,功率稍微高点的激光 也有可能引起眼睛的暂时性失明或者眼部神经损伤。 因此,了解激光电视相关产品标准对激光电视光辐射 安全的要求并合理评估其激光等级尤为重要。
r
d
C
α
A
B
图 4 对向角测量示意图
3 结 语
对于即将转化为国标的 IEC 62368-1:2018 而
参考文献: [1] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家
1 新旧标准对激光电视激光等级要求 的差异
1.1 GB 8898—2011 对激光电视激光部分的相关要求 现 行 国 标 GB 8898—2011[1] 规 定,激 光 电 视
的激光辐射值在正常工作条件下不能超过 1 类可 达 发 射 限 值,在 故 障 条 件 下,设 备 可 达 发 射 水 平
激光波长。波长信息可以由企业提供也可以通过仪 器进行测试,通过测得的对向角和辐射功率确定相 应的等级。 2.1 激光辐射功率的确定
现行国标 GB 8898—2011 对激光产品的分类是 依据 GB 7247.1—2012[6](对应 IEC 60825-1:2007) 进行的。GB 7247.1—2012 对于激光功率的测量给 出了 3 个测量条件:条件 1 适用于准直激光束,如 使用望远镜观测时可能会增加危险,因而对于激光 电视来讲在这种条件下测试的意义不是很大;条件 2 适用于发散输出的光源,如使用放大镜或者显微镜 观察会增加危害;条件 3 适用于裸眼观察光束的情况。 但 是 IEC 62368-1:2018 采 用 IEC 60825-1:2014 进行分类,IEC 60825-1:2014 中条件 2 适用于光 纤系统,对于裸眼观察、低功率放大镜及扫描光束 都采用条件 3。表 1(即 GB 7247.1—2012 标准中的 表 11)给出了 3 种测量条件下确定激光可达发射的 测量距离和光阑直径。
2021,45(5):141 - 143.
中图分类号:TN949.15
文献标识码:A
DOI:10. 16280/j. videoe. 2021. 05. 038
激光电视光辐射安全要求及测量方法
牛淑芳,刘 立,高宏伟 (北京泰瑞特检测技术服务有限责任公司,北京 100015)
摘要:介绍 IEC 62368-1:2018 与 GB 8898—2011 标准对激光电视的激光辐射要求的差异,详细阐述激光电视的对向角和激 光辐射功率的测量方法。 关键词:对向角;光辐射功率;激光电视;激光等级
对于满足 IEC 60825-1:2014 中 4.4 章要求的 激光电视,意味着产品要按照两套标准进行测试, 同时在最终产品的标识上要标明危害等级“RGX” 和激光等级“X 类激光产品”。这里的危害等级分 为 RG0、RG1、RG2、RG3,激 光 等 级 分 为 1 类 激 光产品、1M 类激光产品、2 类激光产品、2M 类激
பைடு நூலகம்
图 3 出射光束虚像的直径
测量如图 4 所示。在图 4 中,B 代表光源,C 代表透镜,A 代表光源的像点,d 代表人眼观察到 的表面光源尺寸,r 代表测量距离,α 代表表面光
源对向角,计算得对向角
α
=
2
tan −1
d 2r
,由于对
于激光电视而言,光源的测量参考点位于光源发散 的表面,即人员可以接触的最近点,故在实际测量 中,测量距离从镜头表面开始计算。
对向角是表面光源的视网膜影像尺寸的一个 度量,是表面光源直径通过眼睛聚焦形成的平面角。 对于激光电视而言,在光学元件出射口前通常有一 个透镜,因而人眼观察到的是出射光束直径虚像, 如图 3 所示。
言,标准发布实施后会取代 GB 8898—2011,故了解 IEC 62368-1:2018 对激光电视光辐射安全的要求 及测量方法是非常有必要的。由于符合 IEC 623681:2018 的激光电视的激光等级可以是低于 3B 类 的任何一种,相比 GB 8898—2011 而言,放宽了对 激光等级的要求。但是从消费者的安全角度考虑, 仍然建议在最终产品上增加人眼保护功能,这样可 以避免眼睛无意间暴露在高功率等级的环境。
玩 具 外) ;该 激 光 产 品 发 射 可 见 光 和 近 红 外 光 辐
射(400 ~ 1 400 nm),且在 200 mm 距离处对向 角 α 大于 5 mrad 的扩展源;在正常工作条件下和
合理可预见的单一故障条件下 5 mrad 接受角范围
内总的未加权的峰值平均辐亮度不超过
LT
=
1
mW ⋅ m−2 α
测试过程中,为了获得最大辐射功率值,需要 考虑以下几个方面。
(1)由于激光电视的光束输出范围比较大,因而 测量时要分别考核光源中心和边缘的可达发射值。
(2)考虑产品焦距是否可调,对于固定焦距的 投影仪,应调整焦点以达到最大辐亮度;对于变焦 但不可更换透镜系统的产品,要调整焦距,找到辐 亮度和可达发射水平的最大比率。
表 1 3 种测量条件下的孔径光阑直径和测量距离
条件
波长 /nm
孔径光阑 /mm 测量距离 /mm
条件 1
400 ~ 1 400
50
2 000
条件 2
400 ~ 1 400
7
70
条件 3
400 ~ 1 400
7
100
由于条件 1 适用于准直光束,对于激光电视这 种发散光束来讲,测试的意义并不是很大,因而随 着 IEC6 2368-1:2018 向国标的转换,今后在测量 激光电视的等级时,仅需要采用条件 3 的孔径光阑 尺寸和测量距离进行测试即可。实际测试如图 2 所 示,测得的激光辐射功率值与 IEC 60825-1:2014 中表 3 ~表 8 的限值进行对比,进而确定产品的激 光等级。
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