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この記事はLEDs Magazineの11/12月号で公開されたものです。
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この3部構成のシリーズの第1部では、光放射への曝露によって引き起こされる人体への潜在的危険性の概要と、レーザー以外の光源の光生物学的安全性を評価するための国際規格の開発について述べました。 IEC62471:2006の範囲
IEC62471:2006規格 “Photobiological Safety of Lamps and Lamp Systems” は、発光が製品の主要目的であるかどうかに関わらず、200-3000nmのスペクトル範囲で放射するすべての電気駆動、非レーザー光源の光生物学的安全性の評価のためのガイダンスとなります。 この規格の範囲にLEDが含まれていることは、レーザー規格であるIEC60825の範囲からLEDが削除されたことを強調するために特に言及されています。
皮膚、目の前面（角膜、結膜、水晶体）、網膜への曝露による潜在的危険性が、労働日としてとらえた8時間の曝露時間に関して提供される曝露限度（EL）に関し、6種類の特定の危険性の検討を通じて評価されています。
皮膚や目の前面への有害性は、当該面に入射する光量を考慮すれば十分であり、また、眼球の前面への有害性は、当該面に入射する光量を考慮すればよい。 しかし、網膜への危険を考慮するには、目の画像特性を考慮する必要があります。 つまり、放射照度と輝度という2つの異なる測定が必要なのである。 表1.異なるハザードでは、放射照度または輝度のどちらかの測定が必要である。 (クロス=重み付け関数が必要)TABLE 1. 異なるハザードでは、放射照度または輝度のいずれかを測定する必要があります。 (クロス = 必要な重み付け関数)
この規格は、網膜照射に対する目の動きの影響などの生物物理現象を考慮し、これらの測定が行われるべき幾何学的条件について特定のガイダンスを提供します。 水晶体の透過特性により、この範囲外では網膜は基本的に保護されるため、放射輝度を考慮すべきスペクトル範囲は300～1400nmに縮小されています。 表1は、異なるハザードに対する必要な測定値（放射照度または照度）を示しています
放射照度の測定は、皮膚や目の前面に対するハザードを評価することを可能にします。 放射照度は、表面のある要素に入射する放射電力（dF）の、その要素の面積（dA）に対する比として定義される（図1）。
放射照度は、上空の半球全体から表面に到達する光を考慮したもので、その単位はE、W/m2である。 しかし、眼はブリッジと鼻に対する位置のため、広角放射から遮蔽されています。 この規格の範囲では、サーマルスキンハザードの場合を除き、放射照度の測定は1.4radianの受入角で行われる。
放射照度の測定では、測定光学系、通常は拡散器または積分球は、軸外寄与を正しく考慮するために余弦角度応答を持っている必要があります。
ソース放射照度の知識は、しかし、目によって結合され、網膜にイメージされる光量に関するいかなる情報も与えず、そのために放射照度の測定が必要とされる。 放射輝度は、面積dAが光源法線に対してqの角度で立体角dΩに放射する放射電力（dF）の、立体角dΩと投影面積dA・cos qの積に対する比として定義されている（図2）。 記号はL、単位はW/m2srである。
FIG.2.
光源を見るとき、目は瞳孔の直径によって設定された所定の立体角内で光を集め、網膜上に光源の像を投影する。 視覚刺激のレベル、つまり光源の輝度に応じて瞳孔が拡張（または収縮）すると、画像の網膜放射照度が増加（または減少）します。
放射照度保存の法則は、目のレンズなどの受動光学系では放射照度が増加しないことを定めています。
放射輝度は、イメージング技術を使用して、または放射輝度測定を通して間接的に、2つの方法で測定することができる。 どちらの場合も、測定は測定された光源の領域を定義する特定の視野（FOV）または立体角（しばしば平面角、qで記述される）で行われる。
イメージング技術（図3）は、目のイメージングを再現するものである。 望遠鏡はテスト中の光源を平面に結像させ、そこに直径の異なるアパーチャを配置して、必要な測定視野を選択することができる。 放射輝度の測定：イメージング技術図3.
あるいは、コサイン補正された入力光学系を用いた放射照度の測定が行われることもある（図4）。 アパーチャーは、測定FOVを定義するために光源に直接置かれる。
生理的放射照度
瞬間的に見る場合、光源の網膜画像は光源と同じ角度を持つ。 IEC62471によると、網膜上に形成される最小の画像は、目の不完全なイメージング性能を考えると、1.7 mradの角度範囲を持ちます
FIG.
露光時間が長くなると、眼球運動（サッカード）や課題による動作のために、網膜画像は網膜のより広い範囲に広がり、結果として網膜放射照度が低下することになる。 網膜像の広がりを表す時間依存関数を1.7～100mradの範囲で定義した。 これは、0.25秒（嫌悪反応時間）から10,000秒の露出までの範囲をカバーする。
光生物学的安全性の文脈では、放射輝度の測定は、この現象、すなわち測定のFOVが、網膜の所定の領域内に落ちる光を考慮して選択されていることを反映している方法で実行される。
測定された量は、定義上光源の発光領域のみをサンプリングする真の放射輝度とは対照的に、より正確に生理的放射輝度と呼ばれます（図5）。 生理的放射輝度が光源によって差し引かれる角度よりも大きなFOVで測定される場合、結果として得られる放射輝度は真の光源放射輝度と暗い背景の平均となる。 さらに、光源の角度サブテンスは距離によって変化するので、生理的放射輝度は、真の放射輝度とは異なり、測定距離の関数である＜6432＞＜6531＞＜9564＞図5. 各画像の組で、赤丸は真の（左）および生理的輝度（右）の測定視野を示す。 真の放射輝度測定では、円は発光領域のみを包含し、生理的放射輝度は真の光源放射輝度と暗い背景の平均であるFIG. 各画像の組で、赤丸は真の放射輝度（左）と生理的放射輝度（右）の測定視野を示す。
Spectral influence
上記において、放射照度と生理的放射照度に言及したが、この規格の文脈では明らかに非常に重要である光源のスペクトルは考慮されていない。 これらの量は、実際には、モノクロメーターを用いて各波長で評価されるべきものです。 これにより、分光放射照度および分光生理放射照度が得られる。 得られたスペクトルは、3つのハザードの強い波長依存性を考慮し、必要に応じてハザード加重関数で加重する必要があります（図6）。 測定距離
線源が評価されるべき距離は、その意図された用途に依存する。
GLSの現在の定義はあいまいですが、白色光を放ち、空間を照らすことを意図した完成品に関連します。 評価は、必ずしも測定する必要はありませんが、光源が500ルクスの照度を生成する距離で報告されるべきです。 この距離は、家庭用照明器具の場合は1メートル未満であっても、例えば街灯の場合は何メートルにもなります。 IEC62471で使用される危険度重み付け関数。 9001>
Irradiance measurements may be performed at a convenient distance and scaled to 500 lux.IEC62471で使用されるハザード重み付け関数(Hazard weighting functions used by IEC62471.
).
500ルクスという条件の根拠は任意であり、多くの場合現実的な暴露シナリオを表していないため、照明業界内で論争の的になっています。 この記事の次の部分では、この問題が現在どのように対処されているかを検討します。
非GLS光源は、（見かけ上の）光源から200 mmの距離で測定されるべきです。 この距離は人間の目の近点に相当する。 200mmより短い距離では、網膜像が焦点から外れ、網膜放射照度が低くなります。
ここで、見かけ上の光源の概念が重要です。 LEDの出力をコリメートするためにレンズを使用する場合、チップの後ろに拡大された仮想像が生成されます。 200mmの測定距離は、この見かけ上の光源に対して取られるべきであり、これが目のイメージとなるからです。 しかし、皮膚や眼球の前面ではそうではなく、もっと近い距離で露光されるかもしれない。
ELとの比較
ELは、熱危険については放射束で、光化学危険についてはエネルギー（放射束に時間を乗じたもの）で提供されており、放射照度の測定結果は前者と直接比較でき、後者については曝露時間を得ることができる。 この手順は、測定のFOVが時間に依存する放射照度の測定には適用されない。
したがって、網膜ハザードに対しては、免除リスクグループから順に、分類システムの最小曝露時間に対応するFOVにおける測定に基づいて合否判定が適用される。 その結果、放射量があるリスクグループの最大許容放射量を超えた場合、次のリスクグループのテストが行われます。
分類
この記事シリーズのパート1で概説したように、ELを超えるまでの最小露出時間に基づく分類システムが、免除（リスクなし）からリスクグループ3（RG3；高リスク）へと定義されています。
Labeling
IEC62471 は水平方向の規格であり、製品が特定のリスクグループに割り当てられた結果必要となる製造やユーザーの安全に関する要件は含まれません。 このような安全要件はアプリケーションによって異なるため、製品ベースの垂直規格で対応する必要がある。 しかし、IEC TR 62471-2は、測定に関するさらなるガイダンスを提供し、各ハザードおよびリスクグループに対するラベルの推奨事項を示しています（図7）
FIG.7. IEC TR 62471-2によるラベル例
欧州におけるIEC62471の実施
欧州連合では、CEマーキングにより、低電圧指令（LVD）などの該当するEU指令に適合し、対象となる指令に整合した欧州規格（EN）の適用により製品の安全性を証明していることになります。 これらのEN規格への準拠は義務ではありませんが、考慮される指令の本質的な健康と安全の要件に準拠していることの推定を提供します。 これは、50-1000V ACの電圧で動作する電気製品に適用されます。 2011年9月1日以降、レーザー規格（IEC60825）に対するLEDの評価では、LVDの健康および安全に関する必須要件への適合を推定することができなくなりました。
2010年4月からEUの人工光放射指令（AORD）2006/25/ECが発効されました。 これは、IEC62471のものとは若干異なる暴露限界を採用しています。
また、LEDに関連するものとして、EUの玩具安全指令があり、EN62115 “Safety of electric toys “が整合されています。 この規格は過去にLEDの分類にレーザー規格(EN60825)を参照したことがあります。
最後に、製品がLVDや玩具指令の対象とならない場合、一般製品安全指令も考慮する必要がありますが、これには特に調和する規格はほとんどなく、非レーザー光源の評価には、EN62471が関連するEN規格となっています。
IEC62471のROWでの実施
世界中の多くの標準化団体がIEC62471の採用を検討しているが、試験を義務付ける法的枠組みはもちろん、国家規格を発行したものはまだほとんどない。
筆者の知る限り、中国は現在唯一、任意規格であるGB/T 20145-2006を正式に実施しており、日本は2011年11月にJIS C 7550を発行する予定である。
オーストラリアやニュージーランドなどいくつかの国は、現在任意規格としてIEC62471の採択に取り組んでいる。 別のグループ（例えば香港、韓国）は現在自主的にIEC62471を参照することに満足しており、他のグループ（例えばカナダ）は実施と潜在的な規制を検討している段階です。
最後に、ANSI RP27.1が自主規格として存在する米国では、現在非レーザー源の評価に対する義務的要件が存在しません。 しかし、2011年8月に開催されたUL/ANSI 8750 “Light Emitting Diode (LED) Equipment for Use in Lighting Products” の規格技術パネルの会合を受けて、このUL規格がカバーする照明製品への光生物学的安全基準の導入を検討するタスクグループが結成されている。
この連載の第3回は、今日のLEDデバイスに対するIEC62471の実装、そしてその将来の発展可能性について述べる予定である。 また、IEC62471は、国際的なIECEE CBやその他多くの認証スキームの実施により、世界的に知られていないわけではないことも紹介する。
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