光生物效应与蓝光辐射评估：视网膜蓝光危害测试仪的研究与应用

光生物效应是一种由光辐射照射人体，引起人体发生生理变化的生物物理效应。光生物效应的发生机制因其不同的作用途径而有所不同。首先，光可以直接作用于人眼，传递视觉信息，产生光的视觉效应。其次，光可以通过作用于人体的生理节律调节系统，传递非视觉信息，引发光的非视觉效应。最后，光还可以直接作用于人体肌肤，产生辐射伤害，形成光的辐射效应。

在光生物效应的基础上，人们开始关注光生物安全的问题，特别关注用于照明的可见光波段对人体健康的影响。随着LED光源的发展和普及，传统光源逐渐失去了市场竞争力。LED光源具有色彩丰富、体积小巧、坚固耐用、环保低耗、适用范围广等诸多优点，因此成为照明领域的首选光源。

白光LED光源主要通过蓝光芯片激发黄色荧光粉来产生高亮度的白光，因此富含蓝光成分。然而，过量的蓝光辐射不仅会对眼球、视网膜和肌肤造成损伤，还会对人体的生理节律产生不良影响，因此蓝光危害成为当下人类最关注的光生物安全问题之一。

蓝光辐射属于电磁辐射，波长较短，一般在400~500nm之间，处于可见光谱范围内。在光学中，向短波长移动的现象通常称为蓝移。同时，蓝光也是当前LED白光照明源中的重要成分之一。

人眼内的视网膜位于眼球后方，对波长范围为380~1400nm的光辐射都具有一定的风险。然而，蓝光辐射对视网膜的损伤风险最高，因此人类视网膜对蓝光刺激非常敏感。

目前，LED产品的光生物安全等级是通过评估其蓝光危害值来确定的。蓝光加权辐亮度和蓝光危害效能是用来量化蓝光危害程度的物理量。

•  辐亮度：辐亮度表示单位投影面积内通过的辐射总量的强度。根据波长的不同，可以划分光谱辐亮度，这是辐亮度在不同波长上的分布。
•  蓝光加权辐亮度：蓝光加权辐亮度是光谱辐亮度与蓝光危害加权函数的乘积积分。这个值反映了蓝光对人体的危害程度。
蓝光危害等级：最终评价得到的蓝光危害等级是根据蓝光加权辐亮度来确定的。通过对不同波长光源的光谱辐亮度与蓝光危害加权函数的积分计算，可以评估LED产品的蓝光危害等级。

在光源的测量过程中，根据光源类型和测量需求，有以下一般规定：

普通照明光源：
•  测量距离：要求在产生500lx照度的距离下进行测量。
•  最小距离：控制在200mm以内。

其他类型光源： 测量距离：一般控制在200mm以内。

蓝光加权辐照度（Es）：蓝光加权辐照度（Es）可以用来表征蓝光辐射对视网膜的潜在伤害程度。它是光谱辐照度与蓝光危害函数加权积分后得到的值，反映了蓝光对人眼健康的影响。

蓝光辐射对人眼的危害主要体现在损伤眼球结构方面，特别是对白内障和黄斑病变等疾病的发生有一定的影响。人类晶状体无法有效地阻挡蓝光辐射，因此蓝光可以直接穿透到视网膜。视网膜上皮细胞对蓝光辐射非常敏感，受到辐射刺激后会出现细胞萎缩，严重的情况下可能会导致细胞凋亡。

这些细胞的萎缩和凋亡会导致视力下降，严重的患者甚至可能会造成不可逆的黄斑病变，最终可能导致失明。因此，减少对眼睛的长时间暴露于蓝光辐射是非常重要的，特别是在使用LED等蓝光辐射较高的光源时，需要注意保护眼睛，避免对视网膜和眼睛结构造成损害。

光生物安全性测试仪是用于评估灯具和照明系统对人体（主要是眼睛和皮肤）光生物安全性的设备。根据IEC TR62471-2（2009）关于非激光光辐射安全性的制造要求指南，这些测试仪器旨在解决光源可能对人体造成的危害，特别是针对非激光光源（例如LED产品、普通照明产品中的UV辐射等）的光辐射安全性。

上海力汕的视网膜蓝光危害测试仪是基于实验室光生物安全测试系统的基础上开发的便携式光生物安全性评估设备，具有以下优点：

便携性：设备小巧轻便，易于携带和移动，可在不同场所进行测试。
易用性：具有简单直观的操作界面，操作方便，使用户能够轻松进行测试和评估。
覆盖应用场景广泛：该测试仪器设计考虑了当前大部分光源应用场景的需求，能够全面评估光源对眼睛和皮肤的生物安全性。

上海力汕的视网膜蓝光危害测试仪的主要特点：
•  模拟人眼光学设计：采用模拟人眼的7mm入瞳直径，采用双光路测试，同时实现辐亮度分布及光谱辐亮度测量，保证测量结果的准确性；
•  宽波长范围光谱测量：可提供300nm~1050nm宽波段测量，完全覆盖视网膜蓝光危害(300nm~700nm)测量要求及部分覆盖视网膜热危害(380nm~1400nm)波段测量要求；
•  超宽超快光谱测量：高速USB通信，最短11.4us积分时间，最大可测量超过1000k cd/m^2；
•  内置电动光闸：方便校零操作，提高测量精度；
•  程控调节测量距离：提高测量操作的便捷性。

上海力汕的视网膜蓝光危害测试仪的主要功能：
依据 IEC/EN62471:2008 和 IEC62471-7:2023（代替IEC62778），可以测量：视网膜蓝光危害有效辐射亮度、蓝光危害等级、视网膜蓝光危害系数KB，V、光谱辐射亮度分布曲线、蓝光加权辐亮度比BR、视网膜热危害有效辐射亮度、表观光源对边角等参数，评价光源光安全等级，并具有光谱分析处理功能。

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