認識LED光源光譜中的藍光,藍光對人的生理和節(jié)律影響

近日，雅詩蘭黛發(fā)布一款全新眼霜產(chǎn)品—小棕瓶“抗藍光”眼霜，于是，人們關(guān)于 “藍光”對人眼健康的影響關(guān)注度迅速上升至熱搜狀態(tài)。

這說明越來越多科技的發(fā)展被人們熟知，在科技發(fā)展的基礎(chǔ)上，人們越來越注重生活質(zhì)量和人體健康，越來越想保持舒適和高效的生活，開始想全面要求生活的質(zhì)感，從整體的體驗來評價所在生活環(huán)境的好，而不是一味追求某一方面的最大化。

— 認識LED光源光譜中的藍光 —

眾所周知，人眼可見光的波長范圍是380-780nm，自然環(huán)境中的光并不只有這一波段的光，只是其他波段的光相比可見光能量很低，而藍光的波長大致范圍430-500nm。

就光子能量來講一個藍光的光子能量在這個波段內(nèi)有2.6eV左右，人的皮膚感覺不到，但是眼睛的視網(wǎng)膜上有一種視覺細胞，叫做視桿細胞，它可以識別一個光子所帶來的光刺激反應(yīng)，所以有些視覺敏感的人可以感受到這一個光子的“明亮”，當(dāng)然這種反應(yīng)只屬于生理。視桿細胞在人眼的視網(wǎng)膜上有1.1-1.3億的數(shù)量分布，因此夜間的視覺可以感受到很微弱的光亮，但是這種細胞并不能識別物體的顏色。

還有一種視細胞叫視錐細胞，數(shù)量達6到7百萬級，正是有這么多個感光細胞的存在，并且視錐細胞可以分辯顏色，致使我們看到這豐富多彩的世界，有了各色的認知和理解。

顏色是人腦為識別外界物質(zhì)而長期形成的認知，于是不同能量的光子被眼睛的視網(wǎng)膜接收并交給大腦進行信息定義、分類和識別。藍色從色度學(xué)來講是一種顏色，然而具有不同飽和度和明度的藍色占據(jù)不同的色板位置，那么這個波段的光色自然也不都是純藍色，只是為了更好的傳達光的信息才定義了色光的波段。

藍光既然是一個波段，必然包含了不同光子能量的藍光光子，為了直觀一點，展示一張可見光的光譜，如下圖。

圖1. 4000K色溫和R80顯指的LED光譜圖

從圖1中可以發(fā)現(xiàn)藍光波段的可見波長占比是比較小的，但是能量占比更重要，能量的多少，換個通俗的說法就是光子數(shù)量的多少，會直接影響視覺的觀察和分辨。光的三原色：藍綠紅，可以完成混色，所以一般的LED可以制成不同色溫的照明效果。其中藍光的能量占比越高色溫越高，發(fā)出的光越白，甚至白里透著藍。

一般市面生產(chǎn)的LED燈珠，出于對能源利用的考慮會選用藍光激發(fā)的LED芯片，致使圖中光譜藍光區(qū)域會分明的出現(xiàn)峰值。

— 藍光對人的生理和節(jié)律影響 —

人類進化離不開光的滋養(yǎng)，從太陽光的光譜中發(fā)現(xiàn)，光譜的成分很多，短到紫外，長到紅外，當(dāng)然兩端的光譜能量很低，可見光的能量是最強的。圖2是在一個天氣晴朗的中午測得太陽光譜，從中很清楚的顯示了可見光的含量。正是太陽光億萬年的培養(yǎng)才成就了現(xiàn)在地球上所有生物的生命延續(xù)，才形成了當(dāng)下眾生具有的感光功能，并以此認識和探索世界。

圖2. 太陽光光譜圖

日有四季交替，月有陰晴圓缺，影響了人的一日節(jié)律，一月周期，以及一年大運。沒有照明出現(xiàn)以前，生活的步調(diào)與自然一致，而現(xiàn)在，照明在大街小巷，萬家燈火中占據(jù)不可替代的地位，隨之改變了人們的生理節(jié)律。

節(jié)律改變是受益還是受害？我想每個熬夜的人都深受其害，那就說明節(jié)律的紊亂不是件好事，但這并不能證明照明也不是一件好事。

LED的燈具以及顯示器，都是含有藍光紫光部分，點亮后，人眼接收到藍光成分的刺激，通過眼睛的自主感光神經(jīng)節(jié)細胞反饋大腦，此時大腦就又開始活躍，支配人的意識和行為，會使本該在黑夜休息產(chǎn)生的褪黑素得到抑制。

褪黑素是一種調(diào)節(jié)人體正常代謝的激素，簡單點來說就是具有修復(fù)功能的激素，當(dāng)然不是這一種激素在調(diào)節(jié)，只是通過這一種激素的水平控制很多很多激素的調(diào)節(jié)，是聯(lián)帶反應(yīng)，很復(fù)雜。白天消耗能量必然會使一些代謝物質(zhì)堆積，需要在夜間清理掉，第二天人才有積極的狀態(tài)面對新的世界，如果褪黑素被光照抑制，既定的程序沒有走完，當(dāng)然會出現(xiàn)不符合規(guī)定的結(jié)果。

所以光照就是直接影響褪黑素的推手，但是可見光都會對褪黑素抑制，只是作用力度不同，藍光抑制褪黑素的峰值在460nm左右，力度極大。

任何事物都有兩面性，藍光成分的照射既然會有阻止人沉睡，那清晰一點也不是完全不好。但事實上，光照并不能使人清醒，還是因為激素調(diào)節(jié)的問題，當(dāng)有些激素被抑制，那么相反調(diào)節(jié)的激素水平自然就會升高，因此不睡覺就只能清醒一點嘍。

圖3. 藍光作用敏感度與非視覺效應(yīng)對比

與褪黑素相對的激素就是皮質(zhì)醇，如果皮質(zhì)醇的水平提高，人的大腦會興奮，思維敏捷，心態(tài)積極等。如果你在晚上適當(dāng)?shù)募影啵敲瓷珳芈园滓恍?，反而會提高工作效率，如此藍光也不盡是危害。

光的輔助成就了這個輝煌的時代，創(chuàng)造了前無古人的變革，照明對人們文明的社會影響至深，改善了人們的生活質(zhì)量，提高了人們工作的效率，甚至?xí)r時處處的陪伴。半導(dǎo)體照明的黑科技帶來了光明，同時人們也猶豫它的負面影響，不斷有學(xué)者在研究LED燈光對視覺和生理的影響，也有實業(yè)家倡導(dǎo)如何規(guī)避藍光的傷害，大家都在趨利避害，為了更好的利用這些高新科技帶來的福利。

圖4. a.人眼視覺敏感函數(shù)，b.視網(wǎng)膜細胞分布圖

有明確的數(shù)據(jù)顯示光對人的生理是有影響的，這是句廢話，人類就是依靠光在進化，怎么會沒有影響。那么到底什么光是對人有不利的影響，計量是多少，極限又是多少？

從目前的文獻看來，人眼對光譜的敏感度是不同的，如圖4.a就是在明視環(huán)境和暗視環(huán)境的光譜敏感函數(shù)的對比，本質(zhì)上，這兩者的對比就是視桿細胞和視錐細胞的光敏感對比，因為明視的主要視覺細胞是視錐細胞，而暗視的是視桿細胞。這就說明，不同細胞對不同波長的光有不同的響應(yīng)，在視網(wǎng)膜上，前后排布著多層細胞如圖4.b，這些細胞結(jié)構(gòu)的作用是將投射來的光子吸收并轉(zhuǎn)化為人體可傳輸可識別的電信號反饋給大腦，經(jīng)過大腦處理來認知。

因此不同波長的光子作用在不同的細胞上，對細胞的生理刺激是不同的。實際的動物實驗證明，紫光到藍光的過度照射會對眼睛造成病害，破壞了眼睛正常代謝的穩(wěn)定水平，但是不是見不得這些光。只是過量的光照必然會對眼睛細胞造成影響，以及加速眼周細胞老化。

真正出現(xiàn)病態(tài)的光照和光強、光的波長、照明時間、照射角度、距離等很多因素有關(guān)，由于個體差異較大，甚至人種之間也會有較大差異，視覺健康的范圍和病害計量以及臨界閾值并沒具體規(guī)定。

— 如何保護，合理化建議 —

合理的使用照明是相對健康的，人眼有自己的代謝能力，短期的損傷不可怕，可怕的是長期損傷，不要直視強光，弱光也不可以直視很久，這個時間因人而異，主觀感受就是眼睛感到不舒服的時候就應(yīng)該選擇更換所處的環(huán)境。

如果必須要直視屏幕，那么讓環(huán)境的亮度與屏幕亮度對比盡可能減小，一些專業(yè)護目的低藍光臺燈或者房間整體的光環(huán)境可調(diào)(色溫/照度等)都是良好的調(diào)整。還有一些防藍光眼鏡(注意防藍光的波段，如果波段不對，根本起不到防護作用)也是不錯的，但是防藍光不可過了，否則引起色偏，所見事物失掉原本色彩，反而加重疲勞度，甚至色差過大，長時間使用會影響認知判斷。

照明是生活的必要需求，為了能維持健康、良好的生活狀態(tài)，應(yīng)該視需求量行，不要過分也不要摒棄。對于目前的電子產(chǎn)品來說，極大豐富了我們的生活，同時也是讓雙眼停留在屏幕的時間超出眼睛負荷的能力，應(yīng)該適當(dāng)看看遠方，或者放眼當(dāng)下的人或物，來放松一下雙眼。