控制光線波長，打造舒適視野
——NeoContrastTM 技術(shù)探究

半田知也

日常生活中，光是我們觀察物體時不可或缺的元素，但觀察物體時所需光亮并非越多越清晰。因為人眼具有捕捉光并將信號傳入視覺皮層的功能，無論在室內(nèi)還是室外，均可持續(xù)接受來自不同波長的光的刺激。因此，要想使人眼更好地捕捉光線，并獲得舒適視野，需從“折射矯正：捕捉光線并在視網(wǎng)膜上清晰成像的功能”和“光線波長的控制：阻斷特定波長的光線，并改善視覺效果和保護(hù)眼睛的功能”這兩方面同時入手。其中，第一種功能是捕捉通過眼鏡片的光線將清晰圖像傳送至視網(wǎng)膜的功能（折射矯正），這早已為大眾所知；第二種功能則是基于保護(hù)眼睛免遭有害光線刺激的觀點，但我認(rèn)為，目前控制光線波長對于改善視覺效果（quality of vision：QOV）的作用還未完全表現(xiàn)出來。

在對QOV的考量方面，除了受觀察者的視覺（眼睛的感光度、分辨率）影響之外，光源（照明）的波長控制、通過眼前鏡片的光線波長控制也至關(guān)重要（見圖 1）。

圖1 物體的視覺效果與光源、觀察者視覺的關(guān)系

客觀來說，人眼視物的過程是通過光源照射物體，然后再通過物體的反射光進(jìn)入觀察者眼內(nèi)來識別物體的顏色和形狀。但光源的波長一旦發(fā)生變化，物體的視覺效果就會隨之變化，此外，通過眼前鏡片進(jìn)行光線波長控制時，物體的視覺效果同樣也會發(fā)生變化。然而，我們?nèi)粘Ｉ钪械恼彰鳝h(huán)境大相徑庭，且大多無法調(diào)節(jié)。但如果通過鏡片進(jìn)行光線波長控制（如：通過添加的色素實現(xiàn)各種分光特性）則可根據(jù)生活場景，以摘戴眼鏡的方式來輕松調(diào)節(jié)。

本文將論述三井化學(xué)株式會社開發(fā)的一種選擇性阻斷黃光（585nm 附近）的光線波長控制技術(shù)——NeoContrastTM（圖 2）。從臨床調(diào)查來看，選用這一技術(shù)的鏡片后，患者在日常視力檢查中可達(dá)到良好的矯正視力效果，但仍舊有一些中老年患者反饋視物模糊，看不清楚字。這一現(xiàn)象可能由多種原因?qū)е?，但主要原因可能是晶體的光學(xué)特性伴隨年齡增長而發(fā)生了變化（變黃）所致[1]。伴隨年齡的增長，晶體進(jìn)一步變黃，可見光線的短波長區(qū)域（藍(lán)色系統(tǒng)）穿透性將會減弱。晶體的顏色將會隨著年齡增長而逐漸加深，雖然色覺沒有明顯的變化，但中長波長區(qū)域（黃色系統(tǒng)）卻很鮮明，視野可見黃色，對微妙色調(diào)如黑色和藏青色等的辨別能力就會下降，從而感覺QOV下降。坂本[2]在報告中曾指出，黃光阻斷在改善中老年人的顏色對比靈敏度方面具有明顯效果。據(jù)推測，伴隨年齡增長而愈加明顯的中長波長區(qū)域中，選擇性阻斷黃光（585nm 附近）的 NeoContrastTM可減輕伴隨年齡增長的晶體變黃影響，并使QOV得到改善。

圖2 NeoContrastTM的光線穿透率

圖3 對比靈敏度檢查

為驗證NeoContrastTM的QOV改善效果，所開展的調(diào)查研究選擇了15名健康受檢者和15名白內(nèi)障患者為對象。其中15名健康受檢者年齡為36±6.9=歲，矯正視力在1.0以上；15名白內(nèi)障患者的平均年齡為76±7.5歲、矯正視力在0.3～0.7。

使用對比靈敏度檢測器CSV-1000，測試對比靈敏度（圖3）。對4個空間頻率進(jìn)行定量評估，分別為A：3 cycles/degree（cpd），B：6cpd，C：12cpd，D：18cpd。

在任何空間頻率區(qū)域，對比度高的文字（視標(biāo)與其背景偏差較大）便于識別，對比度較低的（視標(biāo)與其背景偏差較?。﹦t難以識別。如果對比靈敏度較高，表示即使明暗偏差（視力視標(biāo)與其背景的偏差）較小，也具有可識別視標(biāo)的出色形覺，檢測室光度已設(shè)置為500lx。

圖4表示以健康受檢者為對象的佩戴和未佩戴NeoContrastTM時的對比靈敏度檢測結(jié)果。相比較而言，對于12cpd、18cpd 呈現(xiàn)有效的高對比靈敏度（Mann-Whitney Rank Sum Test，p＜0.05）。圖5表示以白內(nèi)障患者為對象的佩戴和未佩戴NeoContrastTM時的對比靈敏度檢測結(jié)果。佩戴NeoContrastTM時的對比靈敏度與未佩戴相比，對于所有空間頻率呈現(xiàn)有效的高對比靈敏度（Mann-Whitney Rank Sum Test，p＜0.05）。

佩戴時的對比度改善效果表明，有必要推測一下視網(wǎng)膜錐體細(xì)胞（S錐體、M錐體、L錐體）對外側(cè)膝狀體及大腦皮質(zhì)的顏色信息處理過程中的影響。基于心理物理學(xué)的視角，已檢測到S、M、L錐體的靈敏度會伴隨年齡的增長而下降，且報告結(jié)果也表明，所有錐體細(xì)胞均會伴隨年齡的增長而導(dǎo)致靈敏度下降[3]。尤其是短波長區(qū)域中具有分光靈敏度的S錐體對晶體光學(xué)特性變化（變黃）的影響更大。NeoContrastTM可選擇性地減少585nm附近（黃色）區(qū)域的中長波長，由此相對提高作為相反色[4]的藍(lán)光的感知知覺，從而提高對比靈敏度檢查標(biāo)（圖3左）的顏色感知知覺平衡（白色更白、黑白差鮮明），結(jié)果顯示有望提高對比靈敏度的效果。

圖4 健康受檢者的對比靈敏度

圖5 白內(nèi)障患者的對比靈敏度

日常生活中，想要在多場景切換下使QOV的效果保持穩(wěn)定，可以通過在室內(nèi)外控制光線波長達(dá)到。本次提到的NeoContrastTM技術(shù)可選擇性地阻斷黃光（585nm附近），有望提高在室內(nèi)照明（白天白色：略黃燈光、顏色溫度5000K）下報紙文字的清晰度、室外的可見度。目前我們面臨著空氣污染造成的城市能見度低，以及由此可能導(dǎo)致的行車交通事故、飛機事故等問題。

圖6表示佩戴NeoContrastTM時的城市內(nèi)能見度變化。佩戴NeoContrastTM后，黃色變淡且對比度和能見度都明顯提高。室外能見度的提高可直接有效地防止行車時的交通事故以及飛機事故，所以 NeoContrastTM有望成為確保交通安全的有效對策并被應(yīng)用起來。

在通過鏡片實現(xiàn)波長控制方面，今后將繼續(xù)探討阻斷區(qū)域波長以及鏡片透光率（穿透率）否認(rèn)相關(guān)事宜，并有必要開發(fā)適用于生活場景或生活環(huán)境的有波長控制效果的鏡片。本次提到的NeoContrastTM是一項邁向?qū)崿F(xiàn)光線波長控制效果第一步的革新性鏡片技術(shù)，由此可通過提高對比度（提高可見性）來實現(xiàn)QOV效果的改善。

圖6 佩戴NeoContrastTM時的城市內(nèi)能見度對比