1. 光生物学的効果
光生物学的安全性の問題を議論するには、最初のステップは光生物学的影響を明らかにすることです。学者によって、光生物学的効果の含意の定義が異なります。光生物学的効果とは、光と生物の間のさまざまな相互作用を指します。この記事では、光によって引き起こされる人体の生理学的反応についてのみ説明します。
人体に対する光生物学的影響は多面的です。光生物学的効果のさまざまなメカニズムと結果によると、光生物学的効果は、光の視覚効果、光の非視覚効果、および光の放射効果の 3 つのカテゴリに大別できます。
光の視覚効果とは、光の最も基本的な効果である視覚に対する光の効果を指します。視覚的な健康は照明にとって最も基本的な要件です。光の視覚効果に影響を与える要因には、明るさ、空間分布、演色性、グレア、色特性、フリッカー特性などがあり、目の疲労、目のかすみ、視覚関連作業の効率低下などを引き起こす可能性があります。
光の非視覚効果とは、光によって引き起こされる人体の生理学的および心理的反応を指し、人々の作業効率、安心感、快適さ、生理学的および感情的健康に関連します。光の非視覚効果に関する研究は比較的遅く始まりましたが、急速に発展しました。今日の照明品質評価システムにおいて、光の非視覚効果は無視できない重要な要素となっています。
光の放射線影響とは、さまざまな波長の光放射線が皮膚、角膜、水晶体、網膜、および体の他の部分に及ぼす影響によって人体組織に引き起こされる損傷を指します。光の放射影響は、その作用メカニズムに基づいて、光化学的損傷と熱放射による損傷の 2 つのカテゴリに分類できます。具体的には、光源からの紫外線による化学的危険、網膜の青色光による危険、皮膚の熱による危険など、さまざまな危険が含まれます。
人体はこれらの損傷に対してある程度の抵抗や修復を行うことができますが、光の照射効果が一定の限界に達すると、身体の自己修復能力では修復できなくなり、損傷が蓄積し、次のような不可逆的な影響を及ぼします。視力喪失、網膜病変、皮膚損傷など。
全体として、人間の健康と光環境の間には、複雑な多要素の相互作用と正および負のフィードバック メカニズムが存在します。光が生物、特に人体に与える影響は、波長、強度、使用条件、生物の状態などのさまざまな要因に関係します。
光生物学の効果を研究する目的は、光生物学の結果と光環境および生物学的状態との間の関連要因を調査し、健康に害を及ぼす可能性のある危険因子と適用できる有利な側面を特定し、利益を求めて害を回避することです。光学とライフサイエンスの深い統合を可能にします。

2. フォトバイオセーフティ
フォトバイオセーフティの概念は、狭い意味と広い意味の 2 つの方法で理解できます。狭義の「フォトバイオセーフティ」は、光の放射線の影響によって引き起こされる安全上の問題を指しますが、広義の「フォトバイオセーフティ」は、光の視覚的影響、光の非視覚的影響を含む、人の健康に対する光放射線によって引き起こされる安全上の問題を指します。 、および光の放射効果。
既存のフォトバイオセーフティの研究システムでは、フォトバイオセーフティの研究対象は照明や表示装置であり、フォトバイオセーフティの対象は体温や瞳孔径などの生理学的パラメータの変化として現れる人体の目や皮膚などの器官である。 。フォトバイオセーフティに関する研究は主に、光源によって生成されるフォトバイオセーフティ放射線の測定と評価、光放射線と人間の反応との定量的関係、フォトバイオセーフティ放射線の制限と保護方法という3つの主要な方向に焦点を当てています。
さまざまな光源によって生成される光放射は、強度、空間分布、スペクトルが異なります。照明材料とインテリジェント照明技術の開発により、LED光源、OLED光源、レーザー光源などの新しいインテリジェント光源が、家庭、商業、医療、オフィス、または特殊な照明シナリオに徐々に適用されるでしょう。従来の光源と比較して、新しいインテリジェント光源はより強い放射エネルギーとより高いスペクトル特異性を備えています。したがって、光生物学的安全性の研究における最前線の方向の1つは、自動車用レーザーヘッドライトの生物学的安全性の研究や人間の健康と快適性の評価システムなど、新しい光源の光生物学的安全性の測定または評価方法の研究です。半導体照明製品の開発。
人間のさまざまな器官や組織に作用するさまざまな波長の光放射によって引き起こされる生理学的反応も異なります。人体は複雑なシステムであるため、光放射と人間の反応との関係を定量的に記述することは、人間の生理的リズムに対する光の影響や応用、光の問題など、フォトバイオセーフティ研究における最先端の方向性の 1 つでもあります。非視覚効果を引き起こす強度線量。
光生物学的安全性に関する研究を実施する目的は、人間が光放射線にさらされることによって引き起こされる危害を回避することです。したがって、光源の光生物学的安全性と光生物学的影響に関する研究結果に基づいて、対応する照明規格と保護方法が提案され、安全で健康的な照明製品の設計スキームが提案されます。これは、写真の最前線の方向性の1つでもあります。大型有人宇宙船用の健康照明システムの設計、健康照明および表示システムの研究、光の健康と光の安全のための青色光保護フィルムの応用技術などの生物学的安全性の研究。

3. フォトバイオセーフティバンドとメカニズム
光生物学的安全性に関与する光放射帯域の範囲には、主に 200nm から 3000nm の範囲の電磁波が含まれます。波長の分類によれば、光放射は主に紫外線、可視光線、赤外線に分類できます。異なる波長の電磁放射線によって生じる生理学的影響は、完全に同じではありません。
紫外線とは、波長100nm～400nmの電磁放射線を指します。人間の目は紫外線の存在を認識できませんが、紫外線は人間の生理機能に大きな影響を与えます。紫外線が皮膚に当たると血管拡張が起こり、赤みが生じることがあります。長時間暴露すると、皮膚の乾燥、弾力性の喪失、老化を引き起こす可能性があります。紫外線が目に入ると、角膜炎、結膜炎、白内障などを引き起こし、目に障害を与えることがあります。
可視光線とは、通常、380 ～ 780nm の範囲の波長を持つ電磁波を指します。可視光の人体に対する生理学的影響には、主に皮膚の火傷、紅斑、および太陽光による熱傷や網膜炎などの眼の損傷が含まれます。特に 400nm ～ 500nm の高エネルギーの青色光は、網膜に光化学的損傷を引き起こし、黄斑領域の細胞の酸化を促進する可能性があります。したがって、一般に、青色光は最も有害な可視光であると考えられています。