光对人体生理节律的影响及应用研究

发布时间：2017-06-11 01:11

  本文关键词：光对人体生理节律的影响及应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：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。
【关键词】：光生物效应 人体生理节律 LED照明 昼夜刺激因子 智能健康照明设计
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R33
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题研究目的与意义10-12
• 1.2 课题研究现状12-14
• 1.2.1 课题研究背景12-13
• 1.2.2 非视觉生物效应的研究现状13-14
• 1.3 LED在照明领域的应用现状14-15
• 1.4 课题研究内容与目标15-16
• 第二章 视觉与非视觉的基本原理16-24
• 2.1 人眼视觉通道及其结构16-17
• 2.2 光的非视觉生物效应17-20
• 2.3 光生物效应的照明特性20-22
• 2.4 本章小结22-24
• 第三章 光生物效应的评价方法24-38
• 3.1 客观量化评价方法24-31
• 3.1.1 昼夜刺激(Circadian Stimulus)评价模型24-26
• 3.1.2 自然光的生物效应研究实验26-30
• 3.1.3 典型光源的昼夜刺激因子(CS)模型评价30-31
• 3.2 主观评价方法31-36
• 3.2.1 人因实验概述31-32
• 3.2.2 主观实验32-36
• 3.3 本章小结36-38
• 第四章 照明的历史及新一代半导体照明的发展38-48
• 4.1 人类照明的发展38-39
• 4.2 传统电光源39-41
• 4.2.1 热辐射照明光源39-40
• 4.2.2 气体放电光源40-41
• 4.3 LED以及半导体照明41-44
• 4.3.1 LED的发展历史及现状41-42
• 4.3.2 LED发光机理42-43
• 4.3.3 LED的特点43-44
• 4.4 新一代智能健康照明44-46
• 4.5 本章小结46-48
• 第五章 LED健康智能照明设计48-68
• 5.1 LED的二次光学建模以及光源的设计48-58
• 5.2 照明系统的智能控光设计58-63
• 5.2.1 PWM调光技术58-60
• 5.2.2 智能控光系统的基本工作原理60
• 5.2.3 系统配套Android控制软件设计60-63
• 5.3 照明系统的光生物效应研究实验63-66
• 5.3.1 实验设计63
• 5.3.2 实验数据与数据分析63-66
• 5.4 本章小结66-68
• 第六章 总结与展望68-70
• 6.1 总结68-69
• 6.2 展望69-70
• 参考文献70-74
• 作者简介74
• 硕士期间取得的科研成果74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 张万生,梁春广;可见光LED的进展——超高亮度LED及应用(二)[J];半导体情报;1997年04期

2 王尔镇;高效率白光LED的技术开发[J];灯与照明;2003年04期

3 唐小村;;基于TracePro的光学仿真实验教学[J];实验技术与管理;2013年01期

  本文关键词：光对人体生理节律的影响及应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：440449