论文部分内容阅读
在现代社会中,人类在室内环境中的时间越来越长,人工照明可以弥补自然光对环境照明需要的不足。2002年,视网膜上的第三种感光细胞——视网膜神经节感光细胞被发现,光生物效应得到全新的解释和发展。随着光的非视觉生物效应的研究,人们发现光照对于人类的影响不仅仅只是让人看清世界这么简单,同时也影响了人类的生理节律,照明与健康息息相关。本文在分析光生物效应相关研究的基础上,对现有成果进行了总结,并对基于光生物效应的照明评价进行了探讨。与此同时,LED作为新一代光源正逐步进入通用照明领域,已经成为目前照明领域的重要研究方向。基于LED易于进行数字化控制、可以根据人体对健康照明的需求进行精密调节,从而达到光谱、色度等光的非视觉生物效应的主要因素可控的特点,本文围绕LED照明技术的应用提出了智能健康照明系统的设计方案。本文的主要研究内容和工作如下:首先,搭建实验系统测试了白天自然光光谱分布,根据昼夜刺激因子(Circadian Stimulus)评价模型对自然光的光生物效应进行分析,白天自然光的CS值在0.34到0.41之间。并测试、比较了几种典型光源的CS值。然后设计人因实验从主观量化的角度分析了光照对人体生理节律的影响。实验表明,特定的光照模式可以使得人体生理节律产生不同的相移。本文在验证了光对人体生理节律的影响后,提出了智能健康照明的设计方案。该方案先通过Tracepro光学软件进行仿真确定光学设计。光源包括三路不同光色量的LED通道,以光的非视觉生物效应为基础,通过PWM调光调色方法可设定不同的色温光照模式或者动态照明模式,以此满足光生物效应的要求。同时设计了Android应用软件,从而手机、平板电脑等移动设备可以通过WIFI实现与照明系统的双向通讯,实现智能控光。