還有一種視細(xì)胞叫視錐細(xì)胞,數(shù)量達(dá)6到7百萬級,正是有這么多個感光細(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。
顏色是人腦為識別外界物質(zhì)而長期形成的認(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、分類和識別。藍(lán)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(lán)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(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,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(lán)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(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,出于對能源利用的考慮會選用藍(lán)光激發(fā)的LED芯片,致使圖中光譜藍(lán)光區(qū)域會分明的出現(xiàn)峰值。
藍(lán)光對人的生理和節(jié)律影響
人類進(jìn)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(qiáng)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(rèn)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(lán)光紫光部分,點亮后,人眼接收到藍(lán)光成分的刺激,通過眼睛的自主感光神經(jīng)節(jié)細(xì)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(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(lán)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?,那么色溫略白一些,反而會提高工作效率,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(fù)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(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的福利。
圖4. a.人眼視覺敏感函數(shù),b.視網(wǎng)膜細(xì)胞分布圖
有明確的數(shù)據(jù)顯示光對人的生理是有影響的,這是句廢話,人類就是依靠光在進(jìn)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(xiàn)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(xì)胞和視錐細(xì)胞的