認識LED光源光譜中的藍光

人眼可見光的波長範圍是380-780nm，自然環境中的光並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，而藍光的波長大致範圍430-500nm。

就光子能量來講一個藍光的光子能量在這個波段內有2.6eV左右,人的皮膚感覺不到，但是眼睛的視網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，所以有些視覺敏感的人可以感受到這一個光子的「明亮」，當然這種反應只屬於生理。視桿細胞在人眼的視網膜上有1.1-1.3億的數量分布，因此夜間的視覺可以感受到很微弱的光亮，但是這種細胞並不能識別物體的顏色。

還有一種視細胞叫視錐細胞，數量達6到7百萬級，正是有這麼多個感光細胞的存在，並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而長期形成的認知，於是不同能量的光子被眼睛的視網膜接收並交給大腦進行信息定義、分類和識別。藍色從色度學來講是一種顏色，然而具有不同飽和度和明度的藍色佔據不同的色板位置，那麼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。

從圖1中可以發現藍光波段的可見波長佔比是比較小的，但是能量佔比更重要，能量的多少，換個通俗的說法就是光子數量的多少，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可以製成不同色溫的照明效果。其中藍光的能量佔比越高色溫越高，發出的光越白，甚至白里透著藍。

一般市面生產的LED燈珠，出於對能源利用的考慮會選用藍光激發的LED晶元，致使圖中光譜藍光區域會分明的出現峰值。

藍光對人的生理和節律影響

人類進化離不開光的滋養，從太陽光的光譜中發現，光譜的成分很多，短到紫外，長到紅外，當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才成就了現在地球上所有生物的生命延續，才形成了當下眾生具有的感光功能，並以此認識和探索世界。

日有四季交替，月有陰晴圓缺，影響了人的一日節律，一月周期，以及一年大運。沒有照明出現以前，生活的步調與自然一致，而現在，照明在大街小巷，萬家燈火中佔據不可替代的地位，隨之改變了人們的生理節律。

節律改變是受益還是受害？我想每個熬夜的人都深受其害，那就說明節律的紊亂不是件好事，但這並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，點亮後，人眼接收到藍光成分的刺激，通過眼睛的自主感光神經節細胞反饋大腦，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生的褪黑素得到抑制。

褪黑素是一種調節人體正常代謝的激素，簡單點來說就是具有修復功能的激素，當然不是這一種激素在調節，只是通過這一種激素的水平控制很多很多激素的調節，是聯帶反應，很複雜。白天消耗能量必然會使一些代謝物質堆積，需要在夜間清理掉，第二天人才有積極的狀態面對新的世界，如果褪黑素被光照抑制，既定的程序沒有走完，當然會出現不符合規定的結果。

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，光照並不能使人清醒，還是因為激素調節的問題，當有些激素被抑制，那麼相反調節的激素水平自然就會升高，因此不睡覺就只能清醒一點嘍。

與褪黑素相對的激素就是皮質醇，如果皮質醇的水平提高，人的大腦會興奮，思維敏捷，心態積極等。如果你在晚上適當的加班，那麼色溫略白一些，反而會提高工作效率，如此藍光也不儘是危害。

光的輔助成就了這個輝煌的時代，創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量，提高了人們工作的效率，甚至時時處處的陪伴。半導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，不斷有學者在研究LED燈光對視覺和生理的影響，也有實業家倡導如何規避藍光的傷害，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。

有明確的數據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，怎麼會沒有影響。那麼到底什麼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就是在明視環境和暗視環境的光譜敏感函數的對比，本質上，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，在視網膜上，前後排布著多層細胞如圖4.b,這些細胞結構的作用是將投射來的光子吸收並轉化為人體可傳輸可識別的電信號反饋給大腦，經過大腦處理來認知。

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。

真正出現病態的光照和光強、光的波長、照明時間、照射角度、距離等很多因素有關，由於個體差異較大，甚至人種之間也會有較大差異，視覺健康的範圍和病害計量以及臨界閾值並沒具體規定。

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該選擇更換所處的環境。

如果必須要直視屏幕，那麼讓環境的亮度與屏幕亮度對比儘可能減小，一些專業護目的低藍光檯燈或者房間整體的光環境可調(色溫/照度等)都是良好的調整。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，應該視需求量行，不要過分也不要摒棄。對於目前的電子產品來說，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，應該適當看看遠方，或者放眼當下的人或物，來放鬆一下雙眼。

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