1. אפקט פוטוביולוגי
כדי לדון בנושא הבטיחות הפוטוביולוגית, הצעד הראשון הוא להבהיר את ההשפעות הפוטוביולוגיות. לחוקרים שונים יש הגדרות שונות של הקונוטציה של השפעות פוטו-ביולוגיות, שיכולות להתייחס לאינטראקציות שונות בין אור לאורגניזמים חיים. במאמר זה, אנו דנים רק בתגובות הפיזיולוגיות של גוף האדם הנגרמות על ידי אור.
ההשפעה של השפעות פוטו-ביולוגיות על גוף האדם היא רב-גונית. על פי המנגנונים והתוצאות השונות של השפעות פוטו-ביולוגיות, ניתן לחלק אותן באופן גס לשלוש קטגוריות: השפעות חזותיות של אור, השפעות לא חזותיות של אור והשפעות קרינה של אור.
ההשפעה החזותית של האור מתייחסת להשפעת האור על הראייה, שהיא ההשפעה הבסיסית ביותר של האור. בריאות הראייה היא הדרישה הבסיסית ביותר לתאורה. הגורמים המשפיעים על ההשפעות החזותיות של האור כוללים בהירות, התפלגות מרחבית, עיבוד צבע, בוהק, מאפייני צבע, מאפייני הבהוב וכו', שעלולים לגרום לעייפות עיניים, ראייה מטושטשת וירידה ביעילות במשימות הקשורות לראייה.
ההשפעות הלא חזותיות של האור מתייחסות לתגובות הפיזיולוגיות והפסיכולוגיות של גוף האדם הנגרמות על ידי אור, הקשורות ליעילות העבודה של אנשים, לתחושת הביטחון, לנוחות, לבריאות הפיזיולוגית והרגשית של אנשים. המחקר על השפעות לא חזותיות של אור התחיל מאוחר יחסית, אך התפתח במהירות. במערכת הערכת איכות התאורה של היום, ההשפעות הלא חזותיות של האור הפכו לגורם חשוב שאי אפשר להתעלם ממנו.
השפעת הקרינה של האור מתייחסת לנזק הנגרם לרקמות אנושיות מהשפעות של אורכי גל שונים של קרינת אור על העור, הקרנית, העדשה, הרשתית ושאר חלקי הגוף. ניתן לחלק את השפעת הקרינה של האור לשתי קטגוריות בהתאם למנגנון הפעולה שלו: נזק פוטוכימי ונזקי קרינה תרמית. באופן ספציפי, הוא כולל סיכונים שונים כגון מפגעים כימיים UV ממקורות אור, מפגעי אור כחול ברשתית וסכנות תרמיות בעור.
גוף האדם יכול במידה מסוימת להתנגד או לתקן את ההשפעות של פציעות אלו, אך כאשר השפעת קרינת האור מגיעה לגבול מסוים, יכולת התיקון העצמית של הגוף אינה מספיקה לתיקון פציעות אלו, והנזק יצטבר, וכתוצאה מכך השפעות בלתי הפיכות כגון כמו אובדן ראייה, נגעים ברשתית, נזק לעור וכו'.
בסך הכל, יש אינטראקציות מורכבות מרובי גורמים ומנגנוני משוב חיובי ושלילי בין בריאות האדם וסביבת האור. השפעות האור על אורגניזמים, במיוחד על גוף האדם, קשורות לגורמים שונים כגון אורך הגל, עוצמתו, תנאי הפעולה ומצבו של האורגניזם.
מטרת לימוד השפעות הפוטוביולוגיה היא לחקור את הגורמים הקשורים בין תוצאות הפוטוביולוגיה לבין סביבת האור והמצב הביולוגי, לזהות את גורמי הסיכון שיכולים להזיק לבריאות ואת ההיבטים החיוביים שניתן ליישם, לחפש יתרונות ולהימנע מנזק, ולאפשר שילוב עמוק של אופטיקה ומדעי החיים.

2. Photobiosafety
ניתן להבין את המושג photobiosafety בשתי דרכים: צר ורחב. בהגדרה מצומצמת, "פוטו-ביו-בטיחות" מתייחס לבעיות הבטיחות הנגרמות על ידי השפעות הקרינה של האור, בעוד בהגדרה רחבה, "פוטו-ביו-בטיחות" מתייחס לבעיות הבטיחות הנגרמות על ידי קרינת אור על בריאות האדם, כולל השפעות חזותיות של אור, השפעות לא חזותיות של אור , והשפעות קרינה של אור.
במערכת המחקר הקיימת של photobiosafety, מושא המחקר של photobiosafety הוא מכשירי תאורה או תצוגה, והמטרה של photobiosafety היא איברים כמו העיניים או העור של גוף האדם, המתבטאים בשינויים בפרמטרים פיזיולוגיים כמו טמפרטורת הגוף וקוטר האישון. . המחקר על photobiosafety מתמקד בעיקר בשלושה כיוונים עיקריים: מדידה והערכה של קרינת photobiosafety הנוצרת על ידי מקורות אור, קשר כמותי בין photobiosafety ותגובה אנושית, ומגבלות ושיטות הגנה לקרינה photobiosafety.
קרינת האור הנוצרת על ידי מקורות אור שונים משתנה בעוצמה, בפיזור המרחבי ובספקטרום. עם הפיתוח של חומרי תאורה וטכנולוגיית תאורה חכמה, מקורות אור חכמים חדשים כגון מקורות אור LED, מקורות אור OLED ומקורות אור לייזר יושמו בהדרגה בתרחישי תאורה ביתיים, מסחריים, רפואיים, משרדיים או מיוחדים. בהשוואה למקורות אור מסורתיים, למקורות אור חכמים חדשים יש אנרגיית קרינה חזקה יותר וסגוליות ספקטרלית גבוהה יותר. לכן, אחד הכיוונים המובילים בחקר הבטיחות הפוטוביולוגית הוא חקר שיטות מדידה או הערכה לבטיחות הפוטוביולוגית של מקורות אור חדשים, כגון חקר הבטיחות הביולוגית של פנסי לייזר לרכב ומערכת ההערכה של בריאות ונוחות האדם. של מוצרי תאורת מוליכים למחצה.
גם התגובות הפיזיולוגיות הנגרמות על ידי אורכי גל שונים של קרינת אור הפועלת על איברים או רקמות אנושיות שונות. מכיוון שגוף האדם הוא מערכת מורכבת, תיאור כמותי של הקשר בין קרינת אור לתגובה אנושית הוא גם אחד הכיוונים החדשניים בחקר הבטיחות הפוטו-ביולוגית, כגון ההשפעה והיישום של אור על מקצבים פיזיולוגיים אנושיים, ונושא האור. מינון עוצמה המפעיל אפקטים לא חזותיים.
מטרת ביצוע מחקר על בטיחות פוטו-ביולוגית היא למנוע את הנזק הנגרם מחשיפה אנושית לקרינת אור. לכן, בהתבסס על תוצאות המחקר על הבטיחות הביולוגית הצילום וההשפעות הביולוגיות הצילום של מקורות אור, מוצעים תקני תאורה ושיטות הגנה תואמות, ומוצעות תוכניות עיצוב מוצרי תאורה בטוחות ובריאותיות, המהווה גם אחד מכיווני הצילום. מחקר בטיחות ביולוגי, כגון תכנון מערכות תאורת בריאות עבור חלליות מאוישות גדולות, מחקר על תאורת בריאות ומערכות תצוגה, ומחקר על טכנולוגיית היישום של סרטי הגנה מאור כחול לבריאות האור ובטיחות האור.

3. פסים ומנגנונים לבטיחות צילום
טווח רצועות קרינת האור המעורבות בבטיחות פוטו-ביולוגית כולל בעיקר גלים אלקטרומגנטיים הנעים בין 200 ננומטר ל-3000 ננומטר. על פי סיווג אורך הגל, ניתן לחלק קרינה אופטית בעיקר לקרינה אולטרה סגולה, קרינת אור נראה וקרינה אינפרא אדומה. ההשפעות הפיזיולוגיות שנוצרות על ידי קרינה אלקטרומגנטית באורכי גל שונים אינן זהות לחלוטין.
קרינה אולטרה סגולה מתייחסת לקרינה אלקטרומגנטית עם אורך גל של 100 ננומטר-400 ננומטר. העין האנושית אינה יכולה לתפוס נוכחות של קרינה אולטרה סגולה, אך לקרינה אולטרה סגולה יש השפעה משמעותית על הפיזיולוגיה האנושית. כאשר מוחלת קרינה אולטרה סגולה על העור, היא עלולה לגרום להרחבת כלי הדם, וכתוצאה מכך לאדמומיות. חשיפה ממושכת עלולה לגרום ליובש, אובדן גמישות והזדקנות העור. כאשר מופעלת קרינה אולטרה סגולה על העיניים, היא עלולה לגרום לדלקת קרטיטיס, דלקת הלחמית, קטרקט וכדומה, ולגרום לנזק לעיניים.
קרינת אור גלוי מתייחסת בדרך כלל לגלים אלקטרומגנטיים עם אורכי גל שנעים בין 380-780 ננומטר. ההשפעות הפיזיולוגיות של האור הנראה על גוף האדם כוללות בעיקר כוויות בעור, אריתמה ונזקים בעיניים כגון פגיעה תרמית ודלקת רשתית הנגרמת מאור השמש. במיוחד אור כחול בעל אנרגיה גבוהה הנע בין 400 ננומטר ל-500 ננומטר עלול לגרום לנזק פוטוכימי לרשתית ולהאיץ את חמצון התאים באזור המקולרי. לכן, מאמינים בדרך כלל שאור כחול הוא האור הנראה המזיק ביותר.