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不同光源的人体视觉及非视觉生物效应的探讨[1]

复旦大学光源与照明工程系 上海 200433

2008-8-5  来源:中国照明网  作者:姚其 居家奇 林燕丹  有37665人阅读

本文从明视觉、暗视觉及非视觉的三条光谱灵敏曲线出发,讨论不同视觉状态下,光源光谱对人体的作用。通过测量各种常见光源的光谱,计算暗明比s/p 值和生物节律影响因子acv 值,对光环境进行评价。另外,选取一天中自然光在各整点时刻的分布状态,计算acv值,比较人工光源和自然光源的差异,从而得到色温对s/p 值和acv 值的影响,为高效、健康的光源选择提供依据....

      摘 要:本文从明视觉、暗视觉及非视觉的三条光谱灵敏曲线出发,讨论不同视觉状态下,光源光谱对人体的作用。通过测量各种常见光源的光谱,计算暗明比s/p 值和生物节律影响因子acv 值,对光环境进行评价。另外,选取一天中自然光在各整点时刻的分布状态,计算acv值,比较人工光源和自然光源的差异,从而得到色温对s/p 值和acv 值的影响,为高效、健康的光源选择提供依据。

      关键词:非视觉生物效应 s/p 值 生理周期影响因子 色温

  1. 引 论

     人眼中有三种感光细胞。最为人们熟知的是杆状细胞和锥状细胞。锥状细胞在亮度水平大于3cd/m2 的情况下起主要作用,由此定义了明视觉;而杆状细胞在亮度水平小于0.001cd/m2 的情况下被主要激活,从而定义此种亮度水平下属于暗视觉。1924 年由国际照明委员会(简称CIE)承认的基于人眼对各种波长λ的光的相对灵敏度为光谱光视效率函数。明视觉光谱光视效率函数V(λ),其最大值在555nm 处,暗视觉光谱光视效率函数V’(λ),其最大值在507nm 处。人眼的第三种感光细胞是对人体褪黑素抑制产生作用的一种细胞,对人体的生物周期起到调节作用。褪黑素是松果体分泌的一种胺类激素,其分泌量随着年龄的增大而逐渐降低。褪黑素作为一种光照周期的化学介质参与调节季节性繁殖活动,同时也是视网膜中重要的神经调质。根据以往的研究,对于健康人体来说,446-477nm 的波长被认为是最可能对褪黑素分泌产生作用的范围[1]。因此,具有高色温的光源相较于低色温光源对于褪黑素作用更强。目前,褪黑素抑制作用光谱函数并没有达成共识,因此我们使用了由Gall 基于相关实验结果定义的c(λ)曲线[2],明视觉曲线采用1978Judd-Vos 进行修正的2º视角光谱光视效率函数曲线,暗视觉曲线为1951 年CIE 暗视觉光谱光视效率函数曲线,如图1 所示。c(λ)曲线相比于明暗视觉曲线更加的向短波长偏移,其峰值在450nm 附近。

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