基于光生物學的LED動態(tài)照明評價及關鍵技術研究.pdf

1、健康已經(jīng)成為現(xiàn)今社會最為關注的話題之一。人體本身具有的生物鐘，有調節(jié)人體生活作息規(guī)律以及相關激素的形成與分泌的功能，在人工光源出現(xiàn)之前，太陽光在人體生物鐘的形成過程中具有決定性作用。隨著生理學研究的不斷進展，人們發(fā)現(xiàn)人眼中不僅只有視桿細胞和視錐細胞，確實存在著第三類非感光細胞——視網(wǎng)膜特化感光神經(jīng)節(jié)細胞(ipRGC)，這類細胞在調節(jié)人體生物鐘，激素分泌等方面有著突出的貢獻。
　　本課題著重進行了基于第三類非感光細胞的人體非視覺生物

2、效應的LED動態(tài)照明關鍵技術的研究。首先對非視覺生物效應進行了基本的闡述，并研究其與光譜之間的關系，其次，依據(jù)傳統(tǒng)的光度量和和光生物安全性以及非視覺光生物效應提出對于LED動態(tài)照明品質的新的評價因素;再次，基于第三類非感光細胞的人體非視覺生物效應進行動態(tài)照明設計，利用PWM調制技術，對兩種不同色溫白光LED進行調制，配比產(chǎn)生不同光譜的組合。最后，對LED動態(tài)照明結果進行測量，并使用合理的數(shù)學模型對非視覺光生物效應的影響進行結果評估，課題

3、的最后，對測試數(shù)據(jù)進行分析，意在找尋傳統(tǒng)光度量和非視覺光生物效應之間的函數(shù)關系，并依據(jù)此給出LED動態(tài)照明調節(jié)的基本建議。
　　全文共分為六章。第一章為緒論，主要對本課題研究的LED動態(tài)照明和非視覺光生物效應進行簡介，并介紹了國內外在這兩方面研究的現(xiàn)狀和存在的不足。第二章主要介紹有關光源的基本理論知識和進行光譜測量時所需要的理論基礎。第三章主要介紹了人體非視覺光生物效應的理論知識，其中包含兩種光生物效應:光對人體損傷的安全性以及影

4、響人體生理節(jié)律的非視覺光生物效應。對這兩種光生物效應作用的機理和測試方法進行了探究。第四章主要對半導體動態(tài)照明技術進行了介紹和研究，并設計一款LED動態(tài)照明燈具。依據(jù)前文敘述的理論對LED動態(tài)照明的品質提出新的評價方式和因子。第五章主要是對設計出來的LED動態(tài)照明光源進行測試，設計系統(tǒng)對LED動態(tài)照明的光生物安全性進行評價，同時測試LED動態(tài)照明的光譜、光通量和色溫。使用Michaelis-Menten法則建立的模型，對LED動態(tài)照明光