LED光谱及照度对人体非视觉的影响研究

发布时间：2017-05-25 11:29

  本文关键词：LED光谱及照度对人体非视觉的影响研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：发光二极管(light-emitting diode,LED)作为一种新型光源,目前广泛应用在室内照明、道路照明、电子产品等方面。由于LED的发光机理及发光方式与传统光源完全不同,对人体视觉及非视觉效应影响程度也不同,故研究LED对人体非视觉影响是非常有必要的。同时本征感光视网膜神经节细胞(intrinsically photosensitive retinal ganglion cells,ip RGC)的发现为照明科学提供了新的研究内容和研究方法,传统的照明科学只考虑照明效果而未考虑人体健康,非视觉光生物效应研究显得非常重要。影响非视觉生物效应的光学参数有很多,其中包括光照度、色温、光谱、光强等,本文着重从LED照度及光谱两因素对人体非视觉的影响研究。从照度方面,文章提出了基于非视觉感光系统的MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)电路模型,通过对非视觉感光系统内部机理进行分析,利用类比等效方法进行建模并电路仿真,合理解释了辐射照度与褪黑素之间的关系。结合新型学习工具—平板显示器,研究不同LED照度光环境对学习者学习效率及疲劳度的影响。利用该模型较好地解释了其内部作用机理,并综合考虑学习效率、视疲劳和脑疲劳三方面因素,提出了合理的照明建议。从光谱方面,文章采用生物节律因子(C/P,circadian factor)模型,评价可控发光二极管(LED)光源对人体生理参数的影响。利用光栅光谱仪测量各种颜色LED光谱,进而计算9种颜色LED光的生物节律因子,选择在红、绿和蓝3种光环境下记录人体的心电图参数及9种颜色LED光开灯前后的额头平均温度差。通过对测得数据进行分析及处理,利用生物节律因子模型对数据规律进行合理解释,为动态照明提供数据支持。文章从LED照度和光谱两参数入手,结合新型学习工具IPAD研究其对人体非视觉光生物效应的影响,其中包括被试者的学习效率、视疲劳、脑疲劳、心电图、温度等方面,分别建立各自模型对其数据规律进行合理解释,为照明工程提供了数据和理论依据。
【关键词】：照度 光谱 发光二极管(LED) 非视觉感光系统 生物节律因子
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R338.3;TN312.8
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究背景和意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-13
• 1.3 研究方法及技术路线13-15
• 1.4 研究课题创新点15
• 1.5 文章结构15-17
• 第二章 LED原理及光学参数17-21
• 2.1 LED原理17-18
• 2.2 光学参数18-21
• 2.2.1 照度18
• 2.2.2 光谱18-19
• 2.2.3 光强19
• 2.2.4 色温19-21
• 第三章 人眼知识21-25
• 3.1 人眼21-23
• 3.1.1 视杆细胞21-22
• 3.1.2 视锥细胞22
• 3.1.3 本征感光视网膜神经节细胞22
• 3.1.4 双极细胞22-23
• 3.1.5 无长突细胞23
• 3.2 视觉与非视觉视觉通路23-25
• 第四章 LED照度对人体非视觉的影响25-38
• 4.1 引言25-26
• 4.2 非视觉感光系统生理模型26-27
• 4.2.1 视杆通路26
• 4.2.2 视锥通路26-27
• 4.2.3 ipRGC通路27
• 4.3 非视觉感光系统MOSFET模型27-30
• 4.4 仿真及结果分析30-32
• 4.5 实验原理及内容32-34
• 4.6 实验测试与结果分析34-37
• 4.7 本章小结37-38
• 第五章 LED光谱对人体非视觉的影响38-45
• 5.1 引言38
• 5.2 实验原理38-39
• 5.3 实验设计39-40
• 5.4 结果与分析40-43
• 5.5 本章小结43-45
• 结论与展望45-47
• 1.结论45
• 2.展望45-47
• 参考文献47-54
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果54-55
• 致谢55-56
• 附件56

【参考文献】

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本文编号：393609