蓝光与眼睛

成知函/Zhihan Cheng

自然界的光根据波长从短到长，可以依次分为三个类型——紫外线、可见光、红外线。

可见光，指可以被人眼所看到的光，其波长范围为380nm～780nm（波长＜380nm的光线被称为紫外线，波长＞780nm的光被称为红外线）。根据大多数国家标准，波长范围在400nm～500nm之间的可见光称为蓝光。大多数人都认为全部蓝光都是有害的，但实际上，蓝光可以被分为有害蓝光和有益蓝光。

图1 可见光

1 有害蓝光

有害蓝光是指波长在400nm～480nm之间的蓝光。这部分蓝光叫做短波蓝光。

根据爱因斯坦的光子理论E=hγ=hc/λ，光子能量和波长成反比，光子的波长越长，能量越小。这部分蓝光在全部蓝光中具有较高的能量，因此也被称为高能短波蓝光。经过大量研究，可以确认的是，长期暴露在高能短波蓝光中对人眼有一定的伤害。

1.1 眼睛无法有效地阻碍蓝光

人眼前部对不同波长的光有不同的阻碍能力。比如即使不戴太阳镜，也只有少于百分之一的紫外线会到达视网膜，但几乎所有来自太阳的蓝光都能到达视网膜。

1.2 高能短波蓝光损伤眼结构

高能短波蓝光会刺激视网膜，从而使视网膜释放使视网膜色素上皮细胞衰亡的自由基，色素上皮细胞的衰亡会进而导致光敏细胞缺失养分。光敏细胞位于视网膜上，是人眼中的光感受器。所有其他细胞通过光敏细胞的直接或间接的突触联系受到光的影响。因此，缺少养分的光敏细胞会引起视力的损伤。

1.3 高能短波蓝光引起视疲劳

2013～2014年，中国标准化研究院视觉健康实验室进行了LED蓝光对人眼视觉疲劳影响的研究，近600人次的人眼视觉生理实验结果显示，在不导致人眼出现色觉偏差的基础上，采用屏蔽15%的蓝光照明灯具和显示产品的被试者的视觉疲劳度较不屏蔽蓝光的被试者的视觉疲劳度降低近21%，由此可见，蓝光含量过高有可能会引起视觉疲劳增加。

由于高能短波蓝光的波长较短，当其透过晶状体后形成的焦点会处于视网膜前。为了使视网膜上形成清晰的成像，眼球需要调节光线，使焦点向后移到视网膜上。眼球长期紧张会引起视疲劳，导致人们近视加深，阅读串行，注意力分散难以集中，大大降低人们的学习和工作效率。

1.4 高能短波蓝光导致疾病

黄斑病变：该波长内的蓝光会使眼睛内的黄斑区毒素量增高，严重威胁人们的视网膜健康，诱发黄斑变性的可能性会增高，同时还会导致白内障，引起眩光。有报道蓝光可能会影响眼部生理发育。

安东尼奥·庞-巴尔迪（以下简称“安”）：我出生于意大利福贾地区，我的家庭并不是音乐世家，但在我3岁时的一天，我的父母在看电视，电视上播放了米兰斯卡拉歌剧院的一场音乐会，那是我第一次聆听古典音乐。据我父母说，我当时“完全目瞪口呆”，甚至以大声哭泣来阻止父母换台，而当音乐会结束时，我哭得更伤心了。

高能短波蓝光大量存在于电脑显示器、荧光灯、手机、数码产品、显示屏、LED等光线中，因此也有人把视觉损伤归功于电子屏幕。

图2 自然界光谱

图3 某品牌手机光谱

图2 为笔者在美国太平洋大学实验室测得的自然界光谱，图3为笔者测得的某国内品牌手机光谱，在自然光下和看屏幕时，光谱是有很大区别的。

然而，对这一点其实颇有争议。由于电子屏幕的光线强度的有限（如一般室内的LED电子显示屏的发光强度大约为200～1200坎德拉/平方米，而太阳光的强度约为2.838×10^（27）坎德拉/平方米，电子屏幕的光线是否真的对人眼有害还未被证实。

据国外眼科博士Gary Heiting在文章《Blue light：It’s both good and bad for you》中所写：“没有人确切地肯定长期使用数码设备能否会对眼睛造成永久性伤害，但可以肯定的是，这的确会导致眼疲劳和让人感到不适。”

除了视觉方面，长期暴露在屏幕中对人们也有其他负向影响，尤其是儿童。

据Vision council调查，有超过30%的家长反映儿童在注视电子屏幕2小时后，会出现以下症状中的至少一项。

◆ 头痛

◆ 脖子/肩膀疼痛

◆ 眼睛疲劳或眼睛干燥

◆ 注意力分散

◆ 不良行为

◆ 易怒

因此，Jenny Herman在文章《Is too much screen time bad for children》中表示，即使电子屏幕发出的蓝光与自然界中相比几乎可以忽略不计，但由于长期看电子屏幕会叠加暴露在短波蓝光中的时间与强度，且给儿童带来的潜在消极影响（如影响学业，阻碍儿童正常社会交流），还是应该尽量减少儿童暴露在电子屏幕前的时间。

2 有益蓝光

有益蓝光指的是波长在480nm～500nm之间的蓝光。这部分蓝光波长较长，能量也较低。这部分蓝光对人体有益，可以帮助调整生物节律，有助于睡眠、情绪、记忆力等。这部分蓝光还用于治疗特定疾病，比如季节性情感障碍（Seasonal affective disorder，SAD）。

弗吉尼亚大学等机构在荷兰杂志《情感紊乱》上发表研究报告，据实验显示，眼睛里一种负责编码感光蛋白质的光色素基因发生变异可能导致冬季抑郁。光色素的基因变异导致人们对光线的敏感程度大大下降，需要更强的光照来维持正常生理功能，而冬季又光照不足。因此，冬季时外界无法满足人们对更强光照水平的要求，进而导致季节性感情障碍。

另一种说法是足够明亮的外界环境使人们的身体便释放出血清素（它是其中一种“快乐荷尔蒙”）以及皮质醇（一种压力荷尔蒙）。这两种荷尔蒙能让人们保持清醒，富有活力。而冬季较暗的环境会阻止这两种荷尔蒙的分泌。

治疗这种疾病的方法有很多，比如药物治疗、心理治疗和光疗。

光疗正是利用了这部分长波低能的蓝光。此部分蓝光能保持人们身体分泌的荷尔蒙的平衡，荷尔蒙调节一个人的自身感觉以及睡眠—觉醒周期。因此，暴露在此部分蓝光中有助于稳定患者情绪，调节生理时钟，改善睡眠质量。

3 防控蓝光

3.1 防蓝光镜片

近些年来，防蓝光眼镜炙手可热。其原理主要为控制不同波长光的透过情况，达到镜片减少蓝光通过的能力。

蓝光透过率，即Tsb指标，指的是全部蓝光（380nm～500nm）的透过率。单单减小这个指标很容易，只需将镜片做成太阳镜即可，但考虑到不是全部蓝光都是有害的，也包含部分有益蓝光的情况，这也为防蓝光镜片的制作造成了一定的困难，另外，对这个指标也应当有一些规定。

LED灯的峰值波长约为435nm，而一副好的防蓝光镜片不但要考虑次波长光的透过程度，另一方面，还要考虑佩戴者看到的颜色失真程度。因此，据实验，对于日常非特殊的镜片来说应该对此波长的蓝光进行约30%的干涉能力，这样既能对有害蓝光一定效果的阻碍，又能保证颜色不至于过分失真。

3.2 电子屏幕贴膜

蓝光手机膜采用蓝光阻断技术来对蓝光进行吸收与转化，实现对蓝光的有效阻断，大大减轻蓝光对眼睛的刺激，控制近视加深；除了可以防近视外，蓝光保护膜还通过对紫外线的吸收并转化，防止紫外线反射引起的皮肤干燥导致皮肤色斑、黄褐斑等问题的产生。

3.3 电子屏幕护眼模式

电脑、手机的护眼模式是属于软件防蓝光，打开护眼模式后，系统就会控制发光屏RGB三色中蓝光的量。这样有害蓝光能在一定程度上得到减少，但波长480nm以后的光线的相对强度却会大大增加，使屏幕变为偏黄暖色，导致对比度减低等。所以一般电脑、手机等打开护眼模式后，就失去了真实的颜色。

图4 某品牌电脑护眼模式，中间光温时的光谱

图5 某品牌手机光谱

图6 某品牌手机在打开护眼模式后的光谱

图4 为笔者测得的国外某品牌电脑在打开护眼模式，并把光温调到中间时的光谱，图5和图6为某品牌手机在护眼模式打开前后的光谱变化。

蓝光在现阶段还并未被研究透彻，我们还有很多的问题有待解决，但相信在国内外光学及眼科专家们的共同努力下，我们将更加清晰，也更加全面地了解蓝光，运用科技，科学合理地防控有害蓝光。❏