基于光生物學(xué)的LED動(dòng)態(tài)照明評(píng)價(jià)及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、健康已經(jīng)成為現(xiàn)今社會(huì)最為關(guān)注的話題之一。人體本身具有的生物鐘，有調(diào)節(jié)人體生活作息規(guī)律以及相關(guān)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(xué)研究的不斷進(jìn)展，人們發(fā)現(xiàn)人眼中不僅只有視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞，確實(shí)存在著第三類非感光細(xì)胞——視網(wǎng)膜特化感光神經(jīng)節(jié)細(xì)胞(ipRGC)，這類細(xì)胞在調(diào)節(jié)人體生物鐘，激素分泌等方面有著突出的貢獻(xiàn)。
　　本課題著重進(jìn)行了基于第三類非感光細(xì)胞的人體非視覺生物

2、效應(yīng)的LED動(dòng)態(tài)照明關(guān)鍵技術(shù)的研究。首先對非視覺生物效應(yīng)進(jìn)行了基本的闡述，并研究其與光譜之間的關(guān)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(yīng)提出對于LED動(dòng)態(tài)照明品質(zhì)的新的評(píng)價(jià)因素;再次，基于第三類非感光細(xì)胞的人體非視覺生物效應(yīng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)照明設(shè)計(jì)，利用PWM調(diào)制技術(shù)，對兩種不同色溫白光LED進(jìn)行調(diào)制，配比產(chǎn)生不同光譜的組合。最后，對LED動(dòng)態(tài)照明結(jié)果進(jìn)行測量，并使用合理的數(shù)學(xué)模型對非視覺光生物效應(yīng)的影響進(jìn)行結(jié)果評(píng)估，課題

3、的最后，對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，意在找尋傳統(tǒng)光度量和非視覺光生物效應(yīng)之間的函數(shù)關(guān)系，并依據(jù)此給出LED動(dòng)態(tài)照明調(diào)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(dòng)態(tài)照明和非視覺光生物效應(yīng)進(jìn)行簡介，并介紹了國內(nèi)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(guān)光源的基本理論知識(shí)和進(jìn)行光譜測量時(shí)所需要的理論基礎(chǔ)。第三章主要介紹了人體非視覺光生物效應(yīng)的理論知識(shí)，其中包含兩種光生物效應(yīng):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(yīng)。對這兩種光生物效應(yīng)作用的機(jī)理和測試方法進(jìn)行了探究。第四章主要對半導(dǎo)體動(dòng)態(tài)照明技術(shù)進(jìn)行了介紹和研究，并設(shè)計(jì)一款LED動(dòng)態(tài)照明燈具。依據(jù)前文敘述的理論對LED動(dòng)態(tài)照明的品質(zhì)提出新的評(píng)價(jià)方式和因子。第五章主要是對設(shè)計(jì)出來的LED動(dòng)態(tài)照明光源進(jìn)行測試，設(shè)計(jì)系統(tǒng)對LED動(dòng)態(tài)照明的光生物安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)測試LED動(dòng)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(dòng)態(tài)照明光