LED照明对人眼瞳孔和脉搏非视觉生物效应的影响研究

发布时间：2017-03-17 19:01

  本文关键词：LED照明对人眼瞳孔和脉搏非视觉生物效应的影响研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：照明已经从视觉功能扩展到了非视觉生物效应层面,这为照明科学提供了新的研究内容和方法。同时,LED(Light Emitting Diode)作为一种新型的固体照明光源,与传统光源相比具有诸多优势,而且如今,LED也被广泛应用于室内照明、道路照明、车前灯和消费电子等领域。此外,LED的发光机理与传统光源相比有很大不同。所以,研究LED光对人体非视觉生物效应的影响显得十分重要。本文研究内容分为两部分。一是研究LED光谱对人眼瞳孔收缩率的影响。选用了6种彩光LED,在5种低照度水平下,对10名受测者进行了瞳孔受光反射实验。实验结果显示瞳孔稳定收缩率与瞳孔恢复收缩率间存在线性相关,相关系数均大于0.95。此外,两瞳孔收缩率与生物节律因子均存在线性相关,表明瞳孔收缩率能较好表征非视觉生物效应的大小。进一步研究光谱对人眼瞳孔收缩的影响,可为基于非视觉生物效应照明的研究提供数据和理论依据。二是研究模拟调光和PWM(Pulse Width Modulation)调光两种方式实现的LED光对人体脉搏和瞳孔的影响。此部分由两方面内容组成:1)选用了3种色温白光LED,在3种常用的室内照度水平下,对8名受测者实验前后脉搏和瞳孔进行测量;2)在以3种色温白光LED为主要光源的照明环境中分别用两种调光方式添加蓝光(464nm,20lx),并使受测者人眼处照度为300lx,对12名受测者实验前后脉搏和瞳孔进行测量。结果显示两种不同调光方式实现的LED光环境对人体脉搏变化率和瞳孔收缩率的影响均没有显著差异;光环境色温和照度对脉搏和人眼瞳孔影响显著;在测试照明环境中添加蓝光,可引起人体脉搏变化率和瞳孔收缩率增大,这与国际上的研究成果一致,而且最显著处可以使其分别增加约6%和9%。文中对LED调光方式的探讨,可以为LED动态照明研究提供数据支持。本文根据现有实验条件和三类非视觉生物效应评价方法,分析了人眼瞳孔收缩率和脉搏在非视觉生物效应实验中的变化,为研究基于非视觉生物效应的LED动态照明提供数据支持和理论依据。
【关键词】：非视觉生物效应 LED 光谱 生物节律因子 PWM
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM923.34;R339.14
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.3 研究方法及技术路线13-14
• 1.4 论文的目的及创新点14-15
• 1.5 论文结构15-16
• 第二章 LED发光原理及调光技术16-19
• 2.1 LED发光原理16-17
• 2.1.1 单色光LED16
• 2.1.2 白光LED16-17
• 2.2 LED调光技术17-18
• 2.2.1 模拟调光17-18
• 2.2.2 PWM调光18
• 2.3 本章小结18-19
• 第三章 人眼视觉和非视觉通路19-27
• 3.1 人眼视觉通路19-20
• 3.1.1 视锥细胞19-20
• 3.1.2 视杆细胞20
• 3.2 人眼非视觉通路20-25
• 3.2.1 第三类感光细胞21-22
• 3.2.2 基于褪黑素抑制作用的评价方法22-23
• 3.2.3 基于瞳孔大小的评价方法23-24
• 3.2.4 基于生理参数的评价方法24-25
• 3.3 生物节律因子25-26
• 3.4 本章小结26-27
• 第四章 低照度彩光LED下人眼瞳孔的非视觉生物效应27-37
• 4.1 引言27
• 4.2 实验原理27-28
• 4.3 实验设计28-31
• 4.3.1 实验环境28-29
• 4.3.2 实验对象29-30
• 4.3.3 实验方法30-31
• 4.4 结果与分析31-36
• 4.4.1 瞳孔受光反射31-34
• 4.4.2 瞳孔收缩率与C/P的关系34-36
• 4.5 本章小结36-37
• 第五章 不同调光方式LED下人体的非视觉生物效应37-47
• 5.1 引言37-38
• 5.2 实验设计38-40
• 5.2.1 实验环境38-39
• 5.2.2 实验对象39
• 5.2.3 实验方法39-40
• 5.3 结果与分析40-46
• 5.3.1 不同调光方式调节白光LED40-43
• 5.3.2 不同调光方式添加蓝光43-46
• 5.4 本章小结46-47
• 结论与展望47-50
• 1.结论47-48
• 2.展望48-50
• 参考文献50-56
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果56-57
• 致谢57-58
• 附件58

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