长期以内,人们认为人眼的视网膜上具有2种光感受器,即视锥和视杆。视锥按其对不同波长的光敏感性又分为红锥、绿锥和蓝锥。视锥系统对光的敏感度低,在足够的亮度下开始起作用,在明视觉下起主导作用,对物体的细微结构和轮廓可以进行精确的辨别,具有较高的空间分辨率。视杆系统对光的敏感度高,在弱光时占主导作用,不能分辨颜色,视物只有粗略的轮廓,精确性差(寿天德, 2001 [5])。视锥系统和视杆系统的不同属性使人眼在不同照明水平下具有不同的视觉特性。由于3种视锥的综合敏感度在波长为555nm左右时达到最大;而视杆对于波长为507nm左右的刺激具有最大的敏感度。当亮度降低时,人眼对光谱的敏感度曲线朝短波方向移动,这就是有名的浦尔金耶效应(Purkinje shift)。图1所示是在不同亮度水平下人眼的光谱光视效率曲线(Sagawa,1989[2])。
2002年Berson DM的研究表明,在哺乳动物的视网膜上存在着一种神经节细胞可以直接感光,从而人眼的视网膜上存在了除了视锥和视杆以外的第三种光感受器,称为可感光神经节细胞(ipRGCs) ( Berson DM, 2003 [1])。这种光感受器与人脑内的生物钟连接,其接受的光抑制松果体分泌褪黑激素,而褪黑激素也称为“睡觉的荷尔蒙”,当人体内的褪黑激素达到一定量时,人会感到疲劳而昏昏欲睡(van Bommel, 2003 [4])。正常人的生物节律正是与昼夜交替的24小时相吻合的,随着昼夜的交替,褪黑激素大量分泌和被抑制,从而人们在黑夜里睡觉休息,在白天工作。这一种与人的生物节律息息相关的ipRGCs对不同波长的光也有不同的吸收,其光谱灵敏度曲线不同于人眼视锥和视杆的光谱灵敏度曲线。图2所示是人体昼夜节律的光谱敏感度与明视觉和暗视觉光谱光视效率曲线的比较。可见,对波长为460nm左右的蓝光具有最大的敏感度
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