認(rèn)識(shí)LED光源光譜中的藍(lán)光,藍(lán)光對(duì)人的生理和節(jié)律影響

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

這說(shuō)明越來(lái)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?cè)絹?lái)越注重生活質(zhì)量和人體健康，越來(lái)越想保持舒適和高效的生活，開(kāi)始想全面要求生活的質(zhì)感，從整體的體驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)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(rèn)識(shí)LED光源光譜中的藍(lán)光 —

眾所周知，人眼可見(jiàn)光的波長(zhǎng)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(jiàn)光能量很低，而藍(lán)光的波長(zhǎng)大致范圍430-500nm。

就光子能量來(lái)講一個(gè)藍(lán)光的光子能量在這個(gè)波段內(nèi)有2.6eV左右，人的皮膚感覺(jué)不到，但是眼睛的視網(wǎng)膜上有一種視覺(jué)細(xì)胞，叫做視桿細(xì)胞，它可以識(shí)別一個(gè)光子所帶來(lái)的光刺激反應(yīng)，所以有些視覺(jué)敏感的人可以感受到這一個(gè)光子的“明亮”，當(dāng)然這種反應(yīng)只屬于生理。視桿細(xì)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(jué)可以感受到很微弱的光亮，但是這種細(xì)胞并不能識(shí)別物體的顏色。

還有一種視細(xì)胞叫視錐細(xì)胞，數(shù)量達(dá)6到7百萬(wàn)級(jí)，正是有這么多個(gè)感光細(xì)胞的存在，并且視錐細(xì)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(rèn)知和理解。

顏色是人腦為識(shí)別外界物質(zhì)而長(zhǎng)期形成的認(rèn)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(jìn)行信息定義、分類(lèi)和識(shí)別。藍(lán)色從色度學(xué)來(lái)講是一種顏色，然而具有不同飽和度和明度的藍(lán)色占據(jù)不同的色板位置，那么這個(gè)波段的光色自然也不都是純藍(lán)色，只是為了更好的傳達(dá)光的信息才定義了色光的波段。

藍(lán)光既然是一個(gè)波段，必然包含了不同光子能量的藍(lán)光光子，為了直觀一點(diǎn)，展示一張可見(jiàn)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(lán)光波段的可見(jiàn)波長(zhǎng)占比是比較小的，但是能量占比更重要，能量的多少，換個(gè)通俗的說(shuō)法就是光子數(shù)量的多少，會(huì)直接影響視覺(jué)的觀察和分辨。光的三原色：藍(lán)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(lán)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(lán)。

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

— 藍(lán)光對(duì)人的生理和節(jié)律影響 —

人類(lèi)進(jìn)化離不開(kāi)光的滋養(yǎng)，從太陽(yáng)光的光譜中發(fā)現(xiàn)，光譜的成分很多，短到紫外，長(zhǎng)到紅外，當(dāng)然兩端的光譜能量很低，可見(jiàn)光的能量是最強(qiáng)的。圖2是在一個(gè)天氣晴朗的中午測(cè)得太陽(yáng)光譜，從中很清楚的顯示了可見(jiàn)光的含量。正是太陽(yáng)光億萬(wàn)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(rèn)識(shí)和探索世界。

圖2. 太陽(yáng)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(yùn)。沒(méi)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(wàn)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(gè)熬夜的人都深受其害，那就說(shuō)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(lán)光紫光部分，點(diǎn)亮后，人眼接收到藍(lán)光成分的刺激，通過(guò)眼睛的自主感光神經(jīng)節(jié)細(xì)胞反饋大腦，此時(shí)大腦就又開(kāi)始活躍，支配人的意識(shí)和行為，會(huì)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(jiǎn)單點(diǎn)來(lái)說(shuō)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(guò)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(huì)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(duì)新的世界，如果褪黑素被光照抑制，既定的程序沒(méi)有走完，當(dāng)然會(huì)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(jiàn)光都會(huì)對(duì)褪黑素抑制，只是作用力度不同，藍(lán)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(lán)光成分的照射既然會(huì)有阻止人沉睡，那清晰一點(diǎn)也不是完全不好。但事實(shí)上，光照并不能使人清醒，還是因?yàn)榧に卣{(diào)節(jié)的問(wèn)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(huì)升高，因此不睡覺(jué)就只能清醒一點(diǎn)嘍。

圖3. 藍(lán)光作用敏感度與非視覺(jué)效應(yīng)對(duì)比

與褪黑素相對(duì)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(huì)興奮，思維敏捷，心態(tài)積極等。如果你在晚上適當(dāng)?shù)募影?，那么色溫略白一些，反而?huì)提高工作效率，如此藍(lán)光也不盡是危害。

光的輔助成就了這個(gè)輝煌的時(shí)代，創(chuàng)造了前無(wú)古人的變革，照明對(duì)人們文明的社會(huì)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(shí)處處的陪伴。半導(dǎo)體照明的黑科技帶來(lái)了光明，同時(shí)人們也猶豫它的負(fù)面影響，不斷有學(xué)者在研究LED燈光對(duì)視覺(jué)和生理的影響，也有實(shí)業(yè)家倡導(dǎo)如何規(guī)避藍(lán)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(lái)的福利。

圖4. a.人眼視覺(jué)敏感函數(shù)，b.視網(wǎng)膜細(xì)胞分布圖

有明確的數(shù)據(jù)顯示光對(duì)人的生理是有影響的，這是句廢話，人類(lèi)就是依靠光在進(jìn)化，怎么會(huì)沒(méi)有影響。那么到底什么光是對(duì)人有不利的影響，計(jì)量是多少，極限又是多少？

從目前的文獻(xiàn)看來(lái)，人眼對(duì)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(duì)比，本質(zhì)上，這兩者的對(duì)比就是視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞的光敏感對(duì)比，因?yàn)槊饕暤闹饕曈X(jué)細(xì)胞是視錐細(xì)胞，而暗視的是視桿細(xì)胞。這就說(shuō)明，不同細(xì)胞對(duì)不同波長(zhǎng)的光有不同的響應(yīng)，在視網(wǎng)膜上，前后排布著多層細(xì)胞如圖4.b，這些細(xì)胞結(jié)構(gòu)的作用是將投射來(lái)的光子吸收并轉(zhuǎn)化為人體可傳輸可識(shí)別的電信號(hào)反饋給大腦，經(jīng)過(guò)大腦處理來(lái)認(rèn)知。

因此不同波長(zhǎng)的光子作用在不同的細(xì)胞上，對(duì)細(xì)胞的生理刺激是不同的。實(shí)際的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明，紫光到藍(lán)光的過(guò)度照射會(huì)對(duì)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(jiàn)不得這些光。只是過(guò)量的光照必然會(huì)對(duì)眼睛細(xì)胞造成影響，以及加速眼周細(xì)胞老化。

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

— 如何保護(hù)，合理化建議 —

合理的使用照明是相對(duì)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(zhǎng)期損傷，不要直視強(qiáng)光，弱光也不可以直視很久，這個(gè)時(shí)間因人而異，主觀感受就是眼睛感到不舒服的時(shí)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(duì)比盡可能減小，一些專業(yè)護(hù)目的低藍(lán)光臺(tái)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(lán)光眼鏡(注意防藍(lán)光的波段，如果波段不對(duì)，根本起不到防護(hù)作用)也是不錯(cuò)的，但是防藍(lán)光不可過(guò)了，否則引起色偏，所見(jiàn)事物失掉原本色彩，反而加重疲勞度，甚至色差過(guò)大，長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)影響認(rèn)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(guò)分也不要摒棄。對(duì)于目前的電子產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，極大豐富了我們的生活，同時(shí)也是讓雙眼停留在屏幕的時(shí)間超出眼睛負(fù)荷的能力，應(yīng)該適當(dāng)看看遠(yuǎn)方，或者放眼當(dāng)下的人或物，來(lái)放松一下雙眼。