LED照明下的生物效应的研究

发布时间：2017-04-06 14:44

  本文关键词：LED照明下的生物效应的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着生活品质的提高,越来越多的个体在追求基本照明满足的同时,更加倾向于对健康照明的追求。由于LED较其他传统光源在照度、节能、颜色等方面的独特优势,正在被越来越广泛得应用于这个照明场景。由此突出了照明和人体生物效应的关系也在被越来越广泛被得到注意。本论文针对人体生物效应与照度、色温的关系展开了一系列的研究和探讨,为LED照明下的实际人体生物效应的研究和应用提供一些理论基础。实验主要研究内容和结论包括:(1)介绍了人眼的视觉和非视觉的背景及研究意义,以及LED健康照明发展的进程,系统阐述国内外人体光生物效应的研究现状,根据LED的独特光电参数,为实际生活中如何正确应用LED照明提高工作效率提供理论依据。(2)详细介绍了人眼的三种感光细胞(杆状细胞、锥状细胞及ip RGC)以及人眼视觉通路和非视觉通路的作用机制和特点,并调查研究了目前针对视觉通路和非视觉通路的科学性研究,举例介绍了目前国内外已知的影响光生物系统的各种因素和影响结果。(3)研究不同的照明环境对人眼视觉通路的影响。首先,采用不同照度和色温组合的照明环境进行研究,研究表明:暗适应环境下,色温在2500K~3000K之间,照度在40lx左右,可以在取得较好辨色能力的同时,对受试者的暗适应能力也有较大的提高;最后,采用8种不同的照明环境对15种不同颜色空间的辨色物块进行辨别,最后得到的结论是:在辨色能力的测试环境下,当被照物体颜色L*亮度在50~80范围内,可以较好得分辨颜色。并结合暗适应环境和辨色环境下,得出:掺红光的白光LED条件下,虽然在一定程度上延长了暗适应的时间,但取得了较好的辨色效果。(4)研究不同色温的LED照明环境对人体非视觉效应的影响。在2900K、3800K、5000K三种不同照度的白光LED对人体非视觉效应的影响,是以睡前心率、醒后心率、睡前舒张压、醒后舒张压、睡前收缩压、醒后收缩压、深度睡眠时间占比作为变量,测定其随照度改变而产生的变化,从而探索不同照度对人体非视觉系统的影响,实验结果表明,照度对心率变化的影响表现为:随着色温的升高,心率变化率将升高;照度对血压变化的影响表现分为:血压在高色温情况下,其变化值最高,其中舒张压变化值达到了11.85 mm Hg,收缩压变化值达到了9.5mm Hg;在暖色温情况下,其变化值次之,其中舒张压变化值达到了9.35mm Hg,收缩压达到了8.3mm Hg;最后在正白色温情况下,血压变化值较前二者趋于稳定,其中舒张压变化值仅为5.7mm Hg,收缩压仅为4.2mm Hg。另外,深度睡眠占比也随着色温的升高而降低。
【关键词】：光生物效应 光生物效应评价指数 色温 发光二极管 健康照明
【学位授予单位】：中国计量大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R35;TM923.34
【目录】：

• 致谢6-7
• 摘要7-9
• Abstract9-15
• 1 绪论15-23
• 1.1 选题背景和意义15-17
• 1.2 LED健康照明17-18
• 1.3 国内外光生物效应的研究动态18-21
• 1.3.1 视觉效应的国内外研究进展18-20
• 1.3.2 非视觉系统的国内外研究现状20-21
• 1.4 本论文的研究内容、目的及意义21-23
• 2 人体光生物效应的机制23-35
• 2.1 人眼中的三种视神经细胞23-27
• 2.1.1 视神经锥细胞23-24
• 2.1.2 视神经杆细胞24-26
• 2.1.3 视神经节细胞26-27
• 2.2 照明和生物效应影响27-35
• 2.2.1 视觉功效27-29
• 2.2.2 视觉环境29
• 2.2.3 照明和生物效应29-35
• 3 不同LED光环境下暗适应及辨色能力的研究35-45
• 3.1 荧光灯和LED灯组合对人体暗适应能力的研究35-39
• 3.1.1 实验设置35-36
• 3.1.2 实验方法36-37
• 3.1.3 实验结论与分析37-39
• 3.2 荧光灯和LED灯组合对人体辨色能力的研究39-44
• 3.2.1 实验设置39
• 3.2.2 实验方法39-41
• 3.2.3 实验结论与分析41-44
• 3.3 本章小节44-45
• 4 照度对基于生理参数的光生物效应影响的实验研究45-57
• 4.1 基于生理参数的光生物效应的评价45
• 4.2 基于生理参数的光生物效应的实验设计45-54
• 4.2.1 实验装置和流程46-48
• 4.2.2 数据分析48-54
• 4.3 基于生理参数的光生物效应B/P评价54-56
• 4.4 本章小节56-57
• 5 总结与展望57-59
• 5.1 总结57
• 5.2 展望57-59
• 参考文献59-63
• 作者简历63

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