1. Fotobiološki učinek
Za razpravo o vprašanju fotobiološke varnosti je prvi korak razjasnitev fotobioloških učinkov. Različni znanstveniki imajo različne definicije konotacije fotobioloških učinkov, ki se lahko nanašajo na različne interakcije med svetlobo in živimi organizmi. V tem članku obravnavamo samo fiziološke reakcije človeškega telesa, ki jih povzroča svetloba.
Vpliv fotobioloških učinkov na človeško telo je večplasten. Glede na različne mehanizme in rezultate fotobioloških učinkov jih lahko grobo razdelimo v tri kategorije: vizualni učinki svetlobe, nevizualni učinki svetlobe in učinki sevanja svetlobe.
Vizualni učinek svetlobe se nanaša na učinek svetlobe na vid, ki je najbolj temeljni učinek svetlobe. Zdravje vida je najbolj temeljna zahteva za osvetlitev. Dejavniki, ki vplivajo na vizualne učinke svetlobe, vključujejo svetlost, prostorsko porazdelitev, barvno upodabljanje, bleščanje, značilnosti barv, značilnosti utripanja itd., kar lahko povzroči utrujenost oči, zamegljen vid in zmanjšano učinkovitost pri vizualnih nalogah.
Nevizualni učinki svetlobe se nanašajo na fiziološke in psihološke reakcije človeškega telesa, ki jih povzroča svetloba in so povezane z delovno učinkovitostjo ljudi, občutkom varnosti, udobja, fiziološkim in čustvenim zdravjem. Raziskave nevizualnih učinkov svetlobe so se začele razmeroma pozno, a so se hitro razvijale. V današnjem sistemu ocenjevanja kakovosti razsvetljave so nevizualni učinki svetlobe postali pomemben dejavnik, ki ga ni mogoče prezreti.
Učinek sevanja svetlobe se nanaša na poškodbe človeških tkiv zaradi učinkov različnih valovnih dolžin svetlobnega sevanja na kožo, roženico, lečo, mrežnico in druge dele telesa. Učinek sevanja svetlobe lahko glede na mehanizem delovanja razdelimo v dve kategoriji: fotokemične poškodbe in poškodbe zaradi toplotnega sevanja. Natančneje, vključuje različne nevarnosti, kot so UV-kemijske nevarnosti iz virov svetlobe, nevarnosti modre svetlobe mrežnice in toplotne nevarnosti kože.
Človeško telo se lahko do neke mere upre učinkom teh poškodb ali jih popravi, toda ko učinek svetlobnega sevanja doseže določeno mejo, telesna sposobnost samopopravljanja ni zadostna za popravilo teh poškodb in škoda se bo kopičila, kar bo povzročilo nepopravljive učinke, kot so kot so izguba vida, poškodbe mrežnice, poškodbe kože itd.
Na splošno obstajajo zapletene večfaktorske interakcije ter pozitivni in negativni povratni mehanizmi med zdravjem ljudi in svetlobnim okoljem. Učinki svetlobe na organizme, predvsem na človeško telo, so povezani z različnimi dejavniki, kot so valovna dolžina, jakost, pogoji delovanja in stanje organizma.
Namen preučevanja učinkov fotobiologije je raziskovanje povezanih dejavnikov med rezultati fotobiologije ter svetlobnim okoljem in biološkim stanjem, prepoznavanje dejavnikov tveganja, ki lahko škodujejo zdravju, in ugodnih vidikov, ki jih je mogoče uporabiti, iskanje koristi in izogibanje škodi, ter omogočiti globoko integracijo optike in znanosti o življenju.

2. Fotobiološka varnost
Koncept fotobiološke varnosti lahko razumemo na dva načina: ozko in široko. Ozko opredeljena "fotobiološka varnost" se nanaša na varnostna vprašanja, ki jih povzročajo učinki sevanja svetlobe, medtem ko se široko opredeljena "fotobiološka varnost" nanaša na varnostna vprašanja, ki jih svetlobno sevanje povzroča na zdravje ljudi, vključno z vizualnimi učinki svetlobe, nevizualnimi učinki svetlobe in učinki sevanja svetlobe.
V obstoječem raziskovalnem sistemu fotobiološke varnosti so predmet raziskovanja fotobiovarnosti svetlobne ali prikazovalne naprave, tarča fotobiološke varnosti pa so organi, kot so oči ali koža človeškega telesa, kar se kaže kot spremembe fizioloških parametrov, kot sta telesna temperatura in premer zenice. . Raziskave fotobiološke varnosti se osredotočajo predvsem na tri glavne smeri: merjenje in vrednotenje fotobiovarnostnega sevanja, ki ga ustvarjajo svetlobni viri, kvantitativno razmerje med fotobiološkim sevanjem in človeškim odzivom ter omejitve in zaščitne metode za fotobiološko varnostno sevanje.
Svetlobno sevanje, ki ga ustvarjajo različni svetlobni viri, se razlikuje po intenzivnosti, prostorski porazdelitvi in ​​spektru. Z razvojem svetlobnih materialov in tehnologije inteligentne razsvetljave se bodo novi inteligentni svetlobni viri, kot so LED svetlobni viri, OLED svetlobni viri in laserski svetlobni viri, postopoma uporabljali v domačih, komercialnih, medicinskih, pisarniških ali posebnih scenarijih osvetlitve. V primerjavi s tradicionalnimi viri svetlobe imajo novi inteligentni viri svetlobe močnejšo energijo sevanja in večjo spektralno specifičnost. Zato je ena od ospredje usmeritev v raziskovanju fotobiološke varnosti proučevanje metod merjenja oziroma ocenjevanja fotobiološke varnosti novih svetlobnih virov, kot je na primer proučevanje biološke varnosti avtomobilskih laserskih žarometov in sistem ocenjevanja zdravja in udobja ljudi. polprevodniških izdelkov za razsvetljavo.
Različne so tudi fiziološke reakcije, ki jih povzročajo različne valovne dolžine svetlobnega sevanja, ki delujejo na različne človeške organe ali tkiva. Ker je človeško telo kompleksen sistem, je kvantitativno opisovanje razmerja med svetlobnim sevanjem in človeškim odzivom tudi ena najsodobnejših smeri v raziskavah fotobiološke varnosti, kot sta vpliv in uporaba svetlobe na človekove fiziološke ritme ter vprašanje svetlobe. intenzivni odmerek, ki sproži nevizualne učinke.
Namen izvajanja raziskav fotobiološke varnosti je preprečiti škodo, ki jo povzroča izpostavljenost človeka svetlobnemu sevanju. Zato so na podlagi rezultatov raziskav o fotobiološki varnosti in fotobioloških učinkih svetlobnih virov predlagani ustrezni svetlobni standardi in načini zaščite ter predlagane varne in zdrave sheme oblikovanja svetlobnih izdelkov, kar je tudi ena od vodilnih usmeritev fotografije. raziskave biološke varnosti, kot je načrtovanje sistemov zdravstvene razsvetljave za velika vesoljska plovila s posadko, raziskave zdravstvene razsvetljave in prikazovalnih sistemov ter raziskave tehnologije uporabe zaščitnih filmov za modro svetlobo za svetlobno zdravje in svetlobno varnost.

3. Fotobiovarnostni trakovi in ​​mehanizmi
Razpon pasov svetlobnega sevanja, ki so vključeni v fotobiološko varnost, vključuje predvsem elektromagnetne valove v razponu od 200 nm do 3000 nm. Glede na klasifikacijo valovnih dolžin lahko optično sevanje v glavnem razdelimo na ultravijolično sevanje, sevanje vidne svetlobe in infrardeče sevanje. Fiziološki učinki, ki jih povzročajo elektromagnetna sevanja različnih valovnih dolžin, niso povsem enaki.
Ultravijolično sevanje se nanaša na elektromagnetno sevanje z valovno dolžino od 100 nm do 400 nm. Človeško oko ne more zaznati prisotnosti ultravijoličnega sevanja, vendar ultravijolično sevanje pomembno vpliva na človeško fiziologijo. Ko ultravijolično sevanje nanese na kožo, lahko povzroči vazodilatacijo, kar povzroči rdečico. Dolgotrajna izpostavljenost lahko povzroči suhost, izgubo elastičnosti in staranje kože. Ko se ultravijolično sevanje nanaša na oči, lahko povzroči keratitis, konjunktivitis, sivo mreno itd., kar povzroči poškodbe oči.
Sevanje vidne svetlobe se običajno nanaša na elektromagnetne valove z valovno dolžino od 380 do 780 nm. Fiziološki učinki vidne svetlobe na človeško telo vključujejo predvsem opekline kože, eritem in poškodbe oči, kot sta toplotna poškodba in vnetje mrežnice, ki ga povzroča sončna svetloba. Še posebej visokoenergetska modra svetloba v razponu od 400 nm do 500 nm lahko povzroči fotokemične poškodbe mrežnice in pospeši oksidacijo celic v predelu makule. Zato na splošno velja, da je modra svetloba najbolj škodljiva vidna svetloba.