光と目の話～なぜ物が見えるのか

万物を照らす光

生命は進化の過程で、目から光を取り込むことで、見るという感覚を獲得しました。そして、私たち人類は、火を焚き、電気を灯し、自らが光を作り出すことで闇を克服し、光に満ちた豊かな世界を手にいれました。

一方、現代社会におていは、光を「まぶしい」「痛い」と感じる人が増えてきたのも事実です。特に、パソコンやスマートフォンが発する光や室内のLED電球を「異常にまぶしい」と感じるようになってしまう場合があり、こうなると生活に著しく支障が出てしまいます。

実は、この文章の筆者である私も「光がまぶしい」という症状に悩まされている一人です。なぜ、過剰に光を眩しく感じてしまうのでしょうか？そもそも光とは何でしょうか？

光とは何か

私たちは、光がない暗闇では、物を見ることが出来ません。光は電磁波の一種です。理科で学習したように、電磁波には様々な種類があり、生活に欠くことが出来ないものです。

人工的なもので言えば、ラジオ波、テレビの電波、携帯電話の電波、電子レンジのマイクロ波、またレントゲンに用いられるX腺などが挙げられます。また、太陽光の中でも、お馴染みなのは赤外線、可視光線、紫外線でしょう。

太陽光の中でも、私たちの目が感じることでの出来るのが、可視光線です。可視光線はプリズムをあてると分裂し、人間は、紫、藍、青、緑、黄、橙、赤の七色の光を識別できます。

電磁波の特性

電磁波は振動しながら空間を直進する性質があります。それぞれ波には長さがあり、これを波長（はちょう）と呼びます。ここまでを図でまとめてみましょう。

人間の視覚と色彩の関係

電磁波は波長が短い程、エネルギーが大きく、直進性が高い性質を持っています。例えば、Ｘ線やγ線は非常に波長が短いので、人体組織に直撃・透過し障害を与えるほどのエネルギーを有しています。逆に、携帯の電波など、波長の長い電波は、障害物に当たっても、回り込み作用がありますので、建物の陰でも電波が届きやすい性質があります。もちろん人体には害はありません。

可視光線とは

次に私たちの目との関連性を考えながら、可視光線について解説します。図にもあるように、目に見える光にも種類があり、それぞれ波長が異なります。紫色に近い方が波長が短く、赤色に近づくほど波長は長くなります。

紫・青などは波長が短く直進性の強いエネルギー（光子）を有しています。これが、いわゆるブルーライトと呼ばれるものです。

つまり、可視光線の中でも波長の短い光は、光子エネルギーが強いため、青色の強い光を直接見ると網膜に傷害を起こす危険性があることが、一部の研究などでも指摘されています。

角膜や水晶体を通過して網膜まで到達する可視光線のなかで、ブルーライトは最も強い光エネルギーを持ているのです。ブルーライトによって引き起こされる目の障害は、青色光網膜傷害とも言われています。

LED液晶の性質

なぜ、液晶ディスプレイはブルーライトが強いのでしょうか。ブラウン管モニターが支流だった昔は、それほどブルーライトについて言われていなかった気がします。

それは、最近のデスプレイは、LED(発光ダイオード)で出来ており、LEDはブルーライトを主な発光源としているからです。

ちなみに、青色発光ダイオードの発明（光の3原則が揃う）により90年代半ぐらいから、LED照明の実用化が始まりました。LEDは光が強い、悲産熱性で、省エネ、有害物質を含まないという大きなメリットがあります。

しかし、青系の光の量が多いという点が、実は「まぶし」「眼精疲労」につながってくるのです。そして、LED電球が普及するとともに照明に対してまぶしいさを訴える人が急増しています。

鮮明な画像を可能にしたLED。意識しないうちに、世界が、柔らかく鈍い光から、強く細かく鋭い光に置き換わりました。技術革新に私達の目がついていけない、という現象が一部で起きているのかもしれません。

光源について

私たちの周りには、自ら光を発するものがあります。これを光源と呼びます。太陽、月、星、蛍、電気、テレビ、パソコンモニター、スマホ画面などです。

光源を見ると、光を直接、目の中に取り込むことになります。スマホ画面は「小さな太陽」とも呼ばれますので、明るいスマホ画面を長時間、見るのは目に負担がかかりそうですね。

そして、もう一つが物に反射した光、というものもあります。生活上ほとんどは、一度何かに反射した光を私たちは見ています。

これは本を見る時の光と、スマホ画面の光の違いで分かると思います。本よりもスマホで目が疲れるのは、本が反射光であるのに対して、スマホが直接光（バックライト）だからです。

私たちは、なぜ色が見るのか？

リンゴは、なぜ赤く見えるのか考えたことはあるでしょか。私たちの世界は、あらゆる物が色彩を持ち、色鮮やかです。そもそも「色」とは何なのでしょうか。

太陽や電球は、直接光を発する光源です。そのため、太陽や電球の「色」は「光の色」だと言えます。

一方、光を発しない物体は、光が反射(投影)されることで、初めて色を見ることができます。（暗闇では色は見えません。）

全ての物体は、特定の色を反射、または吸収する性質を持っています。例えばリンゴは、太陽や電球の光を受けると、七色の光のうち赤色を反射します。その反射した赤色の光が、私たちの目の網膜に到達すると、赤い色として見えるのです。

色を感知する網膜の椎体細胞

人間の網膜には、赤、緑、青（光の三原則）を感知する視細胞が、それぞれ存在します。赤、緑、青をブレンドすることで私たちは100万もの色を識別することができると言われています。ちなみに、犬の網膜に色彩を感知する細胞が2原色（赤と青）しかなく、全体が青黄く見えています。

色を識別できる細胞は、錐体細胞と呼ばれます。椎体細胞には、L(赤椎体)、M(緑椎体)、S(青椎体)があり、それぞれが波長特性を持っています。

ただし、この椎体細胞は、多くの光がないと働かないので、太陽や電気のような明るい光が必要になります。椎体細胞は網膜の中心部分に密集していますので高い視覚能力を有しています。