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廣州led亮化工程公司-LED藍(lán)光危害的機(jī)理詳解

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       人的視力損傷是最不可以接受的損傷，尤其到老年后，視力問題是非常困擾生活的問題，由藍(lán)光危害引起的黃斑病變已經(jīng)成為LED照明最需要關(guān)注的問題，根據(jù)世界衛(wèi)生組織報(bào)告，黃斑部病變導(dǎo)致的失明排名第一，超過白內(nèi)障，是造成視力不良的最主要因素，在大量使用LED照明的今天，LED照明的藍(lán)光危害更使值得重視的問題。

　　在提倡節(jié)能環(huán)保的今天，LED照明光源得到了空前的發(fā)展，但LED照明引起的人眼健康沒有在這個(gè)行業(yè)得到警示，大量的高色溫產(chǎn)品與低價(jià)劣質(zhì)產(chǎn)品充滿市場(chǎng)，其最主要的原因是LED光源的制造者與使用者并不了解LED照明產(chǎn)生的藍(lán)光危害，當(dāng)自己把自己的眼睛危害到了的時(shí)候，那才是最悲哀的。

　　本文全面和系統(tǒng)介紹藍(lán)光危害的專業(yè)文章，希望能起到普及藍(lán)光危害的知識(shí)，使讀者的能重視藍(lán)光危害問題，畢竟黃斑病變檢查與治療的費(fèi)用是非常非常之昂貴的。

　　下面就藍(lán)光危害的機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)描述。

　　1白光包含的主要成分

　　太陽光是我們常見到的白光，通過棱鏡對(duì)太陽光進(jìn)行的分解，我們可以看到太陽光是由多種單色光混合形成的，如下圖所示，太陽光主要成分是由紅光、綠光、藍(lán)光組成。

　　把紅光、綠光、藍(lán)光投射在一起，也可以混合成白光，如下圖所示，人造照明光源就是根據(jù)這個(gè)原理合成白光的，實(shí)際上，白光除了紅光、綠光、藍(lán)光之外，還需要包含其他成分的單色光，這樣，混合的白光才會(huì)對(duì)被照明的物體提供真實(shí)的色彩還原，我們稱之為白光的顯色性能。

　　衡量白光光色的指標(biāo)是色溫，單位是K(開爾文)，通常，LED照明白光的色溫范圍是：2700K-7000K，把白光中的藍(lán)光成分提高，白光的色溫就提高，把白光中的藍(lán)光成分降低并且把紅光成分提高，白光的色溫就降低，人造光源的色溫與其他光源近似的關(guān)系如下圖：

　　3LED白光的光譜圖

　　對(duì)白光的成分分析采用的是光譜分析法，白光的光譜分析是把白光的各種單色光的成分用波長與波長對(duì)應(yīng)的輻射功率組成的二維圖表示，下圖是不同色溫的LED白光光譜圖，從圖中可以直觀的看出，色溫越高，藍(lán)光量比越大。

　　4可見光的光子能量分布

　　我們把人眼能夠看到的光稱為可見光，可見光的波長范圍是400-750nm，在可見光范圍里，不同波長的光的顏色也不同，我們看到的光，實(shí)際上是人眼的視覺細(xì)胞感應(yīng)到的光子，不同波長的光子在視覺細(xì)胞感應(yīng)的顏色不同，更為確切的說是感應(yīng)的光子能量不同，波長與光子能量的分布圖如下圖所示。

　　從圖中可以看出，在可見光范圍里，藍(lán)光(波長400-500nm)光子攜帶的能量最多，稱之為高能量光，紫外線光子的能量高于藍(lán)光，人眼的視覺細(xì)胞感應(yīng)不到紫外線，紫外線也稱為不可見光，與熒光燈不同，LED照明光源不會(huì)產(chǎn)生紫外線。

　　5人眼結(jié)構(gòu)與視網(wǎng)膜黃斑中心凹

　　藍(lán)光是如何危害人眼的健康呢？首先，我們需要了解人眼的結(jié)構(gòu)與人眼的視覺功能。人眼結(jié)構(gòu)如下圖所示。

　　人眼之所以能看到的物體，實(shí)際上是看到物體的反射光，光線進(jìn)入人眼的路徑是：光線沿著視軸，通過角膜、瞳孔、晶狀體、玻璃體到達(dá)視網(wǎng)膜，視網(wǎng)膜的視軸終點(diǎn)有一個(gè)淺漏斗狀小凹陷區(qū)，叫做黃斑中心凹，中心凹是視力最敏銳的地方，分布著豐富的視覺細(xì)胞，眼睛所看到的物體投影在黃斑中心凹的，黃斑是由于該區(qū)域含有豐富的葉黃素而得名。

　　6視覺細(xì)胞

　　人眼是如何看到物體的呢？人眼看到的物體的倒立圖像投影在視網(wǎng)膜黃斑區(qū)上，視網(wǎng)膜是一層透明的膜，在視網(wǎng)膜后存在視覺細(xì)胞，視覺細(xì)胞的作用是感應(yīng)進(jìn)入人眼光線的光子，在視軸的終點(diǎn)的黃斑中心凹里含有豐富的視覺細(xì)胞，是視覺感應(yīng)的區(qū)域，下圖是視覺細(xì)胞組織圖。

　　圖中黃綠色的條形細(xì)胞稱為柱狀細(xì)胞，圖中藍(lán)色圓錐狀的細(xì)胞稱為錐狀細(xì)胞，這兩種細(xì)胞構(gòu)**眼的視覺細(xì)胞，錐狀細(xì)胞主要分布在黃斑中央凹處，人眼看到的物體就是通過這兩種細(xì)胞對(duì)光的感應(yīng)實(shí)現(xiàn)的，柱狀細(xì)胞與錐狀細(xì)胞把感應(yīng)到的光信號(hào)傳遞至神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行混合，再由神經(jīng)纖維傳遞到大腦，形成視覺圖像。

　　人眼約有1億2千萬個(gè)柱狀細(xì)胞和8百萬個(gè)錐狀細(xì)胞。視覺細(xì)胞死亡后不可再生，所以，人眼的視覺細(xì)胞是人體最珍貴的不可再生的資源。視覺細(xì)胞隨著人的年齡增大而逐漸減少，這就是老年人視力逐漸衰退的原因。

　　當(dāng)柱狀細(xì)胞受損，就會(huì)得夜盲癥，當(dāng)錐狀細(xì)胞受損，就會(huì)得色盲癥。

　　柱狀細(xì)胞只感應(yīng)低照明環(huán)境下的暗視覺(亮度值小于每平方米0.001CD)，柱狀細(xì)胞只能感應(yīng)光的明暗，不能感應(yīng)光的色彩，這就是為什么我們?cè)谝雇頍艄夂馨档臅r(shí)候，人眼只能夠看到的物體黑和灰色，而看不到色彩，如下圖所示：

　　錐狀細(xì)胞是在正常照明下產(chǎn)生的明視覺(亮度值大于每平方米3CD)，錐狀細(xì)胞感應(yīng)的是光的彩色，在明亮的環(huán)境里，主要是錐狀細(xì)胞提供視覺功能，這就是我們?cè)诿髁恋沫h(huán)境能夠看到彩色世界，錐狀細(xì)胞是人類最常工作的視覺細(xì)胞。

　　錐狀細(xì)胞又分為3種，分別是感應(yīng)紅光的錐狀細(xì)胞、感應(yīng)綠光的錐狀細(xì)胞和感應(yīng)藍(lán)光的錐狀細(xì)胞，如下圖所示：

　　感應(yīng)紅光的錐狀細(xì)胞對(duì)波長為650-680nm最為敏感；

　　感應(yīng)綠光的錐狀細(xì)胞對(duì)波長為560-570nm最為敏感；

　　感應(yīng)藍(lán)光的錐狀細(xì)胞對(duì)波長為440-450nm最為敏感；與白光LED芯片的發(fā)光波長接近，這也是LED照明光源存在藍(lán)光危害的原因。

　　這3種錐狀細(xì)胞數(shù)量比大約是40：20：1，感應(yīng)藍(lán)光的錐狀細(xì)胞數(shù)量最少，最珍貴。

　　錐狀細(xì)胞構(gòu)成視覺的過程是：3種錐狀細(xì)胞分別感應(yīng)進(jìn)入人眼的光線里包含的紅綠藍(lán)光的強(qiáng)弱，形成彩色信號(hào)，在大腦產(chǎn)生彩色圖像，因?yàn)殄F狀細(xì)胞是在較明亮的環(huán)境才工作，也稱之為明視覺。

　　7視覺細(xì)胞的營養(yǎng)與代謝

　　由人眼結(jié)構(gòu)圖，我們看到柱狀細(xì)胞與錐狀細(xì)胞與視網(wǎng)膜色素上皮層相連，視網(wǎng)膜色素上皮層負(fù)責(zé)向柱狀細(xì)胞和錐狀細(xì)胞提供營養(yǎng)物質(zhì)，視網(wǎng)膜色素上皮層可以吞噬并消化柱狀細(xì)胞與錐狀細(xì)胞的代謝物質(zhì)。

　　當(dāng)光線到達(dá)視網(wǎng)膜黃斑中心凹，黃斑里含的葉黃素會(huì)吸收適量的藍(lán)光，光線的射入會(huì)產(chǎn)生自由基，自由基就是具有很強(qiáng)氧化能力的一種氧，正常條件下，自由基會(huì)被人體內(nèi)的抗氧化物質(zhì)GSH-P和SOD所吸收并隨血液代謝，使得視網(wǎng)膜色素上皮層能正常地向柱狀細(xì)胞與錐狀細(xì)胞提供營養(yǎng)。

　　8視網(wǎng)膜黃斑病變

　　正常人的眼睛的黃斑隨年齡增長會(huì)發(fā)生老化，老化的黃斑會(huì)引起視力逐漸下降，看物體模糊，需要更多照明光才能分辨細(xì)節(jié)，這是正常生理現(xiàn)象。

　　如果長期在含藍(lán)光成分較多的照明環(huán)境里工作與生活，過量的高能藍(lán)光進(jìn)入人眼，就會(huì)產(chǎn)生大量的自由基，體內(nèi)抗氧化物質(zhì)就不能完全消除過量的自由基，過量的自由基會(huì)加速視網(wǎng)膜黃斑部氧化，未被黃斑吸收的藍(lán)光也會(huì)直接損傷視覺細(xì)胞。

　　過量的自由基還會(huì)氧化損傷視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞，使視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞無法正常向視覺細(xì)胞提供營養(yǎng)與代謝，導(dǎo)致視覺細(xì)胞營養(yǎng)供應(yīng)不良，最終導(dǎo)致黃斑部主要的視覺細(xì)胞死亡，視覺細(xì)胞的死亡是不可再生的。

　　由于黃斑區(qū)主要為錐狀細(xì)胞，高能量藍(lán)光對(duì)色素起損害作用，是導(dǎo)致視網(wǎng)膜黃斑部錐狀細(xì)胞死亡的主要因素，即產(chǎn)生黃斑區(qū)病變(AMD)，藍(lán)光危害產(chǎn)生的黃斑部病變，會(huì)導(dǎo)致視力快速減弱，視物變形，物體線條彎曲，視覺中央出現(xiàn)黑影或模糊區(qū)域，如果出現(xiàn)血性黃斑部病變就會(huì)永久失明。

　　白光對(duì)視網(wǎng)膜的損害程度取決于藍(lán)光含量的光強(qiáng)度高低和藍(lán)光在視網(wǎng)膜停留時(shí)間長短。

　　由于兒童的視網(wǎng)膜黃斑對(duì)藍(lán)光的吸收能力弱，兒童視網(wǎng)膜接收到的藍(lán)光輻射量是成年人的2倍左右，所以藍(lán)光輻射對(duì)兒童視力健康影響最大，是最需要保護(hù)的群體。

　　9LED照明產(chǎn)生的藍(lán)光危害與對(duì)策

　　無論太陽光和人造光源的白光，白光中的藍(lán)光成分達(dá)到一定的強(qiáng)度時(shí)，白光中的藍(lán)光成分會(huì)影響人的視覺健康，由于LED白光是由發(fā)出藍(lán)光的芯片與**熒光粉混合而成，LED的藍(lán)光危害問題尤為突出，當(dāng)LED白光色溫達(dá)到7000K以上時(shí)，LED的藍(lán)光危害是所有人造光源中最為突出的，LED照明光源的藍(lán)光危害是公眾健康問題，如果不加以控制，將會(huì)引發(fā)不可恢復(fù)的視力損傷所產(chǎn)生的社會(huì)問題。

　　藍(lán)光危害不僅存在于LED照明光源，節(jié)能燈、熒光燈、手機(jī)、顯示器、電視機(jī)、太陽光都會(huì)引發(fā)錐狀細(xì)胞的損傷。

　　對(duì)于兒童用燈與青少年閱讀用燈，藍(lán)光危害問題更是要高度重視。

　　白光對(duì)視網(wǎng)膜的損害程度取決于藍(lán)光含量的光強(qiáng)度高低和藍(lán)光在視網(wǎng)膜停留時(shí)間長短，合理控制照明的亮度，照明時(shí)間，照明光源的色溫與顯色性，光源功率都是有效減少藍(lán)光危害的手段。

　　關(guān)于如何預(yù)防LED照明的藍(lán)光危害問題，可以參考之前寫的文章《室內(nèi)照明對(duì)健康的影響》。

　　LED照明光源的藍(lán)光危害是可防控的，只要重視和普及藍(lán)光危害的知識(shí)，LED照明仍然是值得發(fā)展的照明技術(shù)。

　　10藍(lán)光危害導(dǎo)致的黃斑病變的自我檢測(cè)

　　通過下面的方法，可以初步檢測(cè)一下是否已經(jīng)出現(xiàn)錐狀細(xì)胞的損傷與黃斑病變，如果檢測(cè)出異常視覺問題，請(qǐng)盡快去專業(yè)醫(yī)院進(jìn)行檢查。

　　首先做一個(gè)色盲的測(cè)試，藍(lán)光危害最初可能會(huì)引發(fā)微弱的色盲，在這里需要強(qiáng)調(diào)的是，許多色盲是天生的。

　　色盲的分類有以下幾種，人眼先天幾乎不會(huì)產(chǎn)生藍(lán)色色盲，藍(lán)色色盲的出現(xiàn)，幾乎是光線引發(fā)。

　　當(dāng)你看到的藍(lán)色接近灰色，你的錐狀細(xì)胞損傷已經(jīng)很嚴(yán)重了。

　　下圖是色盲測(cè)試

　　黃斑病變的自我檢測(cè)

　　阿姆斯勒方格表可以測(cè)試黃斑是否出現(xiàn)病變，測(cè)試非常簡(jiǎn)單，可以推薦給你的朋友與同事。

　　LED照明引發(fā)的藍(lán)光危害是在長期使用照明的過程中逐漸產(chǎn)生的，只要重視與防護(hù)，LED照光源還是安全的，畢竟LED照明的節(jié)能指標(biāo)與產(chǎn)生的環(huán)保效益也是需要重視的。

 

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1.廣州亮化工程、夜景燈光設(shè)計(jì)施工、LED產(chǎn)品開發(fā)、銷售等、廣州航空障礙燈;夜景動(dòng)畫、Flash動(dòng)畫。

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