S/P-Verhältnis, Blaulicht-Gefährdungsstufe, Eb und Kbv

Licht tritt durch die Hornhaut in das Auge ein und wird anschließend auf die Netzhaut fokussiert. Die Netzhaut enthält Millionen lichtempfindlicher Zellen, sogenannte Photorezeptoren, die in zwei Typen unterteilt sind: Stäbchen und Zapfen.

Skotopisches Sehen

Skotopisches Sehen bezeichnet das Sehen bei sehr niedrigen Beleuchtungsstärken, etwa bei Nacht. In solchen lichtarmen Umgebungen verlässt sich das Auge hauptsächlich auf Stäbchen, die äußerst lichtempfindlich sind, jedoch keine Farben oder feine Details wahrnehmen können. Das skotopische Sehen ist am empfindlichsten gegenüber blauem Licht, besitzt jedoch insgesamt nur eine sehr eingeschränkte Farbwahrnehmung. Stäbchen funktionieren effektiv bei Leuchtdichten unter etwa 0,005 Lux.

Photopisches Sehen

Photopisches Sehen tritt bei hohen Beleuchtungsstärken auf, etwa bei Tageslicht oder künstlicher Beleuchtung. In diesen Situationen stützt sich das Auge hauptsächlich auf Zapfen, die für Farbwahrnehmung und hohe Sehschärfe verantwortlich sind. Das photopische Sehen ermöglicht eine ausgezeichnete Farbdifferenzierung. Zapfen arbeiten am effektivsten bei Beleuchtungsstärken über etwa 5,0 Lux.

Mesopisches Sehen

Was wir üblicherweise als „normales“ Sehen betrachten, ist למעשה eine Kombination aus skotopischem und photopischem Sehen. Dieser überlappende Bereich wird als mesopischer Bereich bezeichnet, in dem Stäbchen und Zapfen gemeinsam zur visuellen Wahrnehmung beitragen.

Was ist das S/P-Verhältnis?

Das S/P-Verhältnis ist unter skotopischen Bedingungen besonders wichtig, da in diesem Fall Stäbchen die visuelle Wahrnehmung dominieren. Das S/P-Verhältnis ist ein Multiplikator, der angibt, welcher Anteil des emittierten Lichts für das menschliche Sehen wirksam ist. Diese werden als visuell effektive Lumen (VELs) bezeichnet. Der empfohlene S/P-Wert liegt zwischen 1,8 und 2,0.

Im Allgemeinen weisen weiße Lichtquellen ein höheres S/P-Verhältnis auf, während gelbe oder orangefarbene Lichtquellen tendenziell ein niedrigeres S/P-Verhältnis besitzen.

Was ist die Blaulicht-Gefährdungseinstufung (Blue Hazard Ranking)?

Die Blaulicht-Gefährdungseinstufung misst das Risiko, das eine Lichtquelle für die Augensicherheit darstellt, insbesondere im Zusammenhang mit der Exposition gegenüber blauem Licht.

Blaues Licht ist eine Form von hochenergetischem sichtbarem Licht (HEV) und bezeichnet den blauen Bereich des sichtbaren Lichtspektrums. Seine potenziell schädlichen Wirkungen konzentrieren sich hauptsächlich auf den Wellenlängenbereich von 380 nm bis 450 nm; blaues Licht im Bereich von 450 nm bis 500 nm kann hingegen bestimmte Vorteile bieten. In moderaten Mengen trägt blaues Licht zum allgemeinen Wohlbefinden und zur Vitalität bei. Eine übermäßige Exposition gegenüber blauem Licht kann jedoch oxidativen Stress in retinalen Zellen verursachen, was zu irreversiblen photochemischen Schäden und einer Verschlechterung von Zellschäden in der Makula führen kann. Dies wird allgemein als „Blaulichtgefahr“ bezeichnet.

Die IEC-62471-Norm definiert die Methode zur Bewertung des Blaulicht-Risikos von Lichtquellen und Leuchten. Auf Grundlage dieser Norm können Produkte in die folgenden Risikogruppen eingeteilt werden:

🔹RG0: Kein Risiko

🔹RG1: Geringes Risiko

🔹RG2: Mittleres Risiko, Warnhinweise erforderlich

🔹RG3: Hohes Risiko – bereits eine kurzzeitige Exposition gegenüber der Lichtquelle kann Schäden verursachen. Leuchten dieser Kategorie sind in der Regel nicht zulässig.

Was ist Eb (blau­licht­gefährdungs­gewichtete Bestrahlungsstärke)?

Eb bezeichnet die Bestrahlungsstärke von blauem Licht, das von einer kleinen Lichtquelle wie einer LED emittiert wird. Sie wird in Watt pro Quadratmeter (W/m²) gemessen.

Die Blaulicht-Bestrahlungsstärke (Eb) wird zur Berechnung der maximal zulässigen Expositionszeit und zur Einstufung in Risikogruppen verwendet. Diese Klassifizierung ist proportional zur effektiven Bestrahlungsstärke auf der Netzhaut.
Der RG1-Grenzwert für die Blaulicht-Bestrahlungsstärke beträgt 1 W/m². Dieser Wert markiert den Übergang von Risikogruppe 1 (RG1) zu Risikogruppe 2 (RG2).

Was ist Kbv (Blau­licht­gefährdungs­strahlungs­koeffizient)?

Kbv ist eine Kenngröße, die im Standard IEC/TR 62778:2014 „Anwendung der IEC 62471 zur Bewertung der Blaulichtgefährdung von Lichtquellen und Leuchten“ eingeführt wurde. IEC 62778 liefert Erläuterungen und Leitlinien zur Bewertung der Blaulichtgefahr von Beleuchtungsprodukten, die überwiegend im sichtbaren Spektralbereich (380 nm–780 nm) emittieren.

Kbv wird berechnet, indem Eb durch die Beleuchtungsstärke (in Lux) geteilt wird. Es stellt im Wesentlichen das Verhältnis des Blaulicht-Gefährdungspotenzials pro Einheit der Lichtleistung dar. Diese Kenngrößen helfen dabei, das potenzielle Risiko von blauem Licht zu quantifizieren, insbesondere im Hinblick auf mögliche Schäden an der Netzhaut.

Eb und Kbv werden von Forschenden verwendet, um die photometrischen Größen von blauem Licht zu bewerten, die ein photobiologisches Risiko darstellen können. Sie bilden die Grundlage für die Einstufung eines Produkts in eine „Risikogruppe (Risk Group)“. Im Wesentlichen sind Eb und Kbv technische Werkzeuge zur Quantifizierung und zum Verständnis der mit Blaulichtemissionen verbundenen Gefahren – insbesondere bei unterschiedlichen Lichtquellen – und unterstützen so die Umsetzung geeigneter Sicherheitsmaßnahmen zur Reduzierung potenzieller Risiken.