電玩具中激光和LED光輻射安全標(biāo)準(zhǔn)要求及應(yīng)對建議*

文/杜鳳娟　林喆　李淑崗

電玩具中激光和LED光輻射安全標(biāo)準(zhǔn)要求及應(yīng)對建議*

文/杜鳳娟林喆李淑崗

中國是世界上最大的玩具生產(chǎn)國，制造了全球75%左右的玩具。國內(nèi)市場上的玩具約有3萬多個品種，玩具產(chǎn)品類型主要包括：塑膠玩具、彈射玩具、電動玩具、聲光玩具和童車等，其中電動玩具和聲光玩具由于比較能吸引兒童和家長的注意力，目前在市場上比較暢銷。激光二極管和發(fā)光二極管（LED）由于具有體積小、顏色絢麗多彩、節(jié)能及價格便宜等優(yōu)點(diǎn)，在電玩具中應(yīng)用越來越普遍，如用做玩具激光槍中的瞄準(zhǔn)器，由于仿真娛樂性能好，深受兒童喜愛。但隨著激光二極管和LED在電玩具領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，大功率激光二極管和LED對兒童眼睛造成傷害的情況也時有發(fā)生，這種傷害嚴(yán)重可以致盲，并由此引起多起被國外通報(bào)召回玩具事件，嚴(yán)重影響了我國出口玩具的信譽(yù)。

1　電玩具中光輻射對兒童眼睛的危害及由此引起的通報(bào)召回的出口玩具的案例分析

1.1電玩具中激光和LED光輻射對兒童眼睛的危害

電玩具中使用的激光二極管和LED大都在可見范圍，波長一般在400nm～700nm，該波段的光對兒童眼睛的危害主要有兩種：視網(wǎng)膜熱危害和視網(wǎng)膜光化學(xué)危害。

（1）視網(wǎng)膜熱危害。

可見光滲入視網(wǎng)膜并被吸收，易造成視網(wǎng)膜熱危害。當(dāng)非常強(qiáng)的光輻射照射到視網(wǎng)膜上時，光輻射的熱效應(yīng)能灼傷視網(wǎng)膜，這種灼傷是不可修復(fù)的。當(dāng)灼傷發(fā)生在視神經(jīng)聚焦處——盲點(diǎn)的時候，視網(wǎng)膜灼傷將致盲。

（2）視網(wǎng)膜光化學(xué)危害（藍(lán)光危害）。

伴隨著視網(wǎng)膜熱危害，波長在400nm～600nm的激光會對視網(wǎng)膜造成光化學(xué)危害，甚至能夠引發(fā)視網(wǎng)膜炎，這種危害也不可修復(fù)，且可以致盲。兒童及新生嬰兒眼睛晶狀體在短波藍(lán)光區(qū)更加透明，過量的藍(lán)光引起視網(wǎng)膜光化學(xué)損傷將嚴(yán)重影響兒童的視力健康。

隨著玩具的升級換代，玩具中激光和LED的功率越來越大，亮度不斷提高，激光和LED對兒童眼睛的傷害也逐漸顯現(xiàn)出來，近年來玩具中激光和LED傷害兒童眼睛的事件屢次發(fā)生，引起了社會的廣泛關(guān)注。

1.2出口玩具中因激光和LED功率過大被歐盟通報(bào)召回事件

近年來由于玩具中LD和LED光輻射功率過大傷害兒童眼睛而被歐盟通報(bào)召回的案例逐年增多，被通報(bào)的頻率整體呈上升趨勢。以下是歐盟通報(bào)召回案例：

（1）2015年第2周，塞浦路斯通報(bào)中國生產(chǎn)的HuangHe牌玩具激光槍，型號為M-207A。通報(bào)理由為該激光槍不符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN60825，屬于3B級激光產(chǎn)品，有損傷人眼的危險(xiǎn)。

（2）2015年第27周，捷克通報(bào)中國生產(chǎn)的BarnyardBrites牌玩具鑰匙掛件，型號為6980110760374。通報(bào)理由為該玩具光輻射超出1類激光產(chǎn)品限量，不符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN62115，有損傷兒童視網(wǎng)膜的危險(xiǎn)。

（3）2014年第21周，德國通報(bào)中國生產(chǎn)的玩具槍，型號585-48A。通報(bào)理由為該玩具槍不符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN60825，屬于3B級激光產(chǎn)品，有損傷人眼的危險(xiǎn)。

頻繁的召回事件嚴(yán)重影響了“中國制造”的玩具產(chǎn)品形象，也給我國玩具企業(yè)造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。

2　國內(nèi)外玩具中激光和LED燈輻射安全標(biāo)準(zhǔn)要求和測試方法

2.1玩具中激光和LED燈輻射安全標(biāo)準(zhǔn)要求

為了避免電玩具中激光和LED輻射對兒童眼睛造成傷害，保護(hù)兒童的健康和安全，世界各國紛紛制定標(biāo)準(zhǔn)，對電玩具中的激光和LED的輻射安全進(jìn)行測試，限定玩具中激光和LED的光輻射功率。

國際電工委員會(IEC)對裝有激光或LED的玩具的安全提出了具體的要求，在電玩具安全I(xiàn)EC62115: 2011標(biāo)準(zhǔn)中明確提出不允許電玩具中的激光和LED超過IEC60825-1:1993+A1:1997+A2:2001標(biāo)準(zhǔn)中I類激光產(chǎn)品要求。

歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會 (CEN)在 EN62115: 2005+A12:2015中也明確規(guī)定出口到歐盟國家和地區(qū)的電玩具中激光和LED燈要符合IEC60825-1: 1993+A1:1997+A2:2001中I類激光產(chǎn)品的要求。

在美國，情況又有所不同，美國規(guī)定激光產(chǎn)品要遵從聯(lián)邦法令21CFR1040.10，若符合IEC60825-1也是合格的，但LED卻不在此列。因?yàn)椴还苷_與否，美國認(rèn)為所有的LED都是安全的，所以美國對電玩具中的激光輻射有要求，但對電玩具中LED光輻射完全無要求。

在我國，GB19865:2005中明確規(guī)定：玩具中的激光器和發(fā)光二極管應(yīng)滿足GB7247.1:2001中I類激光產(chǎn)品的要求。其中，GB7247.1:2001等同于IEC 60825-1:1993。

IEC60825-1:1993+A1:1997+A2:2001標(biāo)準(zhǔn)是由IEC制定的專門處理激光產(chǎn)品安全性的標(biāo)準(zhǔn)，這個標(biāo)準(zhǔn)就是一般所知的激光安全標(biāo)準(zhǔn)，這個版本將LED考慮進(jìn)來，并將LED當(dāng)作激光對待。

IEC60825-1:1993+A1:1997+A2:2001標(biāo)準(zhǔn)中將激光和LED產(chǎn)品的可達(dá)發(fā)射極限（AEL）進(jìn)行了分類，這些類別代表了激光和LED產(chǎn)品光輻射的危險(xiǎn)程度，危險(xiǎn)程度由低到高依次是I類、IM類、II類、IIM類、IIIR類、IIIB類和IV類。I類激光產(chǎn)品是安全定義，如果激光和LED產(chǎn)品在運(yùn)作、維護(hù)、服務(wù)及失效的所有條件下，輻射均不超過I類可達(dá)發(fā)射極限（AELI），則該激光和LED屬于I類激光產(chǎn)品。I類激光產(chǎn)品長時間照射兒童的皮膚和眼睛都不會對兒童眼睛和皮膚造成傷害，如果電玩具中激光和LED均滿足IEC 60825-1:1993中1類激光產(chǎn)品要求，電玩具在激光和LED光輻射方面就是合格的。

2.2玩具中激光和LED燈輻射安全測試方法

IEC60825-1：1993+A1:1997+A2:2001標(biāo)準(zhǔn)中給出了激光和LED產(chǎn)品所屬類別的具體測試方法。

（1）樣品預(yù)處理。

對玩具施加額定電壓測量其輻射，測量時應(yīng)取下可能影響激光或LED聚焦的部件，如透鏡、反射鏡或?yàn)V光鏡，即使取下這些部件會破壞玩具結(jié)構(gòu)。

（2）測量激光和LED波長。

玩具以額定電壓供電，玩具中激光器或LED在所有正常工作狀態(tài)和最不利的非正常工作下，測量其所發(fā)出輻射的波長λ。輻射光譜中能量峰值的波長為激光或LED的波長λ (輻射光譜中存在多個能量峰值，即輻射存在多個波長)。

（3）測量激光和LED表觀光源尺寸。

針對激光和LED發(fā)散角的不同，可以分別設(shè)計(jì)兩套測量光路進(jìn)行測試，激光和LED測試裝置示意圖如圖1、圖2所示。

圖1　激光光源尺寸測量示意圖

圖2　LED光源尺寸測量示意圖

（4）計(jì)算激光和LED可達(dá)發(fā)射極限和光功率測試距離。

根據(jù)IEC60825-1:1993+A1:1997+A2:2001標(biāo)準(zhǔn)中公式計(jì)算激光和LED的I類可達(dá)發(fā)射極限、計(jì)算測量激光和LED光功率時樣品距探頭的距離。

（5）測量激光和LED光功率。

根據(jù)計(jì)算出的測量激光和LED光功率時樣品距探頭的距離，放置光功率計(jì)探頭和樣品，測量激光和LED的光功率。

（6）判定激光和LED是否是I類激光產(chǎn)品。

將激光和LED測量的光功率與其計(jì)算得到的I類可達(dá)發(fā)射極限進(jìn)行比較，判定激光和LED是否是I類激光產(chǎn)品。

若激光或LED波長在600nm～700nm之間，只需考慮視網(wǎng)膜熱傷害，若激光或LED波長在400nm～700nm之間，則要同時考慮視網(wǎng)膜熱傷害和視網(wǎng)膜光化學(xué)傷害。

3　玩具檢測機(jī)構(gòu)和玩具企業(yè)應(yīng)對措施

七十年代起歐美等發(fā)達(dá)國家就開始研究激光輻射危害，相繼制定了一系列的標(biāo)準(zhǔn)和測試方法，任何銷往這些國家的激光產(chǎn)品必須符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。國內(nèi)對激光輻射的研究起步較晚，與發(fā)達(dá)國家相比還存在很大差距，近些年來我國出口的電玩具屢次因玩具中激光輻射功率過大而被召回，頻繁的召回事件嚴(yán)重影響了“中國制造”的玩具產(chǎn)品形象，也給我國玩具企業(yè)造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。另外，大功率激光和LED發(fā)射的強(qiáng)光一旦通過兒童的角膜進(jìn)入晶狀體，到達(dá)視網(wǎng)膜的敏銳部位黃斑部，會對眼部造成永久傷害，為了兒童的健康成長，玩具生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)重視玩具中激光二極管和LED光輻射安全測試。

玩具檢測機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)對國內(nèi)外激光輻射標(biāo)準(zhǔn)和測試方法進(jìn)行研究，找出適合玩具中激光輻射安全的檢測方法，對目前電玩具中常見的激光和LED進(jìn)行測試分析，找出電玩具中容易造成輻射危害的激光和LED的類別，實(shí)現(xiàn)了對電玩具中激光和LED輻射危害的分類評估，指導(dǎo)玩具生產(chǎn)企業(yè)對電玩具中使用的激光和LED進(jìn)行初步篩選，防止銷售的電玩具中激光和LED有害輻射對兒童造成傷害，也防止中國出口到國外的玩具因激光和LED輻射危害而被召回的事件屢次發(fā)生，同時幫助玩具生產(chǎn)企業(yè)避免因產(chǎn)品被召回造成較大經(jīng)濟(jì)損失。

玩具生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)緊密聯(lián)系玩具檢測機(jī)構(gòu)，積極參與相關(guān)檢測機(jī)構(gòu)組織的標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)，主動收集技術(shù)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)信息，通過仔細(xì)研讀國內(nèi)外玩具中激光和LED輻射安全標(biāo)準(zhǔn)，盡快掌握電玩具中激光和LED光輻射檢測安全技術(shù)要求，從而準(zhǔn)確地對電玩具中的激光和LED產(chǎn)品進(jìn)行分類驗(yàn)證，保證生產(chǎn)的玩具符合相關(guān)國家和地區(qū)的安全要求，保證激光產(chǎn)品對使用玩具的兒童是安全的。深入了解標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容后再進(jìn)行生產(chǎn)改進(jìn)，降低生產(chǎn)成本。在產(chǎn)品檢測上，制造商應(yīng)和權(quán)威的玩具安全檢測機(jī)構(gòu)組成團(tuán)隊(duì)，緊密合作，以降低供應(yīng)鏈的整體管理成本，不斷提高國際競爭力。

廣東出入境檢驗(yàn)檢疫局科技計(jì)劃項(xiàng)目“玩具有害輻射檢測方法研究”（2009GDK07）

杜鳳娟（1982-），女，工程師，碩士，任職于廣東檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心，從事玩具機(jī)械物理和電性能檢測工作；林喆（1989-），女，助理工程師，碩士，任職于廣東檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心，從事玩具機(jī)械物理和電性能檢測工作；李淑崗（1982-），男，助理工程師，本科，任職于廣東檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心，從事玩具機(jī)械物理和電性能檢測工作。