健康照明的评价方法及其标准化的新进展

光对生物组织的影响、光的视觉及非视觉效应的研究以及以LED为光源的半导体照明技术的快速发展,使得以人为本的健康照明受到全球的青睐。本文从光生物辐射安全、光视觉健康和非视觉健康三方面提出了健康照明的评价方法,回顾了近年来国际健康照明领域的研究进展,同时介绍了CIE、IEC、ISO等国际组织在健康照明标准化方面的最新进展。     

白光与钠光的对比

1　前言当由黄昏转向夜晚 ,照明等级的降低使人眼的视网膜在响应不同波长的光线时发生变化。光谱 ,或称色彩 ,当照明等级较高时 ,人眼响应的峰值为 5 5 5nm ,在黄色区域。这可由图 1中的实线表示 ,记作V(λ)。在计算灯的流量输出时 ,使用该人眼光谱响应曲线对钠灯光源特别有利 ,这是因为高压钠灯输出的主要光谱落入了接近人眼峰值的感应区域 ,使钠灯光源具有较高的流明输出。图 1　明视光V(λ)曲线 (实线 )及暗视光曲线V′(λ) (虚线 )　 然而 ,在照明等级较低时 ,典型情况为照度低于3cd m2 时 ,人眼所响应的光谱改变了。视网膜灵敏度相对…     

第26届CIE大会论文题目

大会邀请报告1·中老年视觉和视力减退———光与照明的可行设计2·固体场致发光百年———对CIE的挑战3·照亮中国美化生活第一分部大会报告论文2A-P1颜色协调的视觉实验———一种公式和一种色还原指数2A-P2原色标定度与CIEcam02视觉属性之间的关系2A-P3在CIE白度限制以上近处的纸质样品的白度评价2A-P4定量确定显色性的新方法2A-P5新的固体光源的比较研究2A-P6 LED照明分级:从显色指数到规定的光质量指标2A-P7关于光源的显色性简化与精确度之间的平衡2A-P8基于LED混光的优化———物体色的LED混光优化3A-P1中间视觉的光谱…     

整体认识LED健康照明的“身理”效应

人对外界信息的获得有80％以上来自视觉．所以影响照明健康的重要机制之一来源于视觉通道。人类经过长期的进化，也形成了与之对应的接受光感受光的系统。光线穿过瞳孔、晶状体、玻璃体到达视网膜，然后被锥状细胞和杆状细胞接收，转换成电信号传递到大脑的视皮层，最后在大脑内转换成视觉信号。     

CIE中间视觉光度学推荐系统

<正>几十年来,建立中间视觉光度学有效系统一直是国际照明界关注的专题。最近,以"中间视觉范围内的视觉功能"为研究主题的国际照明委员会(CIE)技术委员会TC 1-58完成了"基于视觉功能的中间光度学推荐系统",并通过CIE官方发布了技术报告CIE 191∶2010[1]。该技术报告填补了相关光度学标     

采光照明非视觉效应的评价方法综述

由于采光照明的基于非视觉效应的独特性和对人类健康的重要性,因此我们需提出一些恰当方法对其进行有效评价。回顾了目前国际上对非视觉效应光谱响应曲线的实验研究,包括基于褪黑素的抑制量、瞳孔大小的改变量和人体其他生理参数的变化,以及采光照明非视觉效应的主要评价方法:节律影响因子C/P值、生物节律刺激因子CS值、光剂量法、加权的DA值、帽子图法、有效昼夜节律区域百分比CEA,探讨各评价方法优缺点,以及它们所适用的范围。     

关于显色指数是评价光源还是照明参数的探讨

近年来,由LED-R9显色指数问题引出一系列关于国际照明学会(CIE)原CRI(color rendering index)体系的讨论和修正。CQS(Color Quality Scale)、GAI(Gamut Area Index)、CFI(Color Fidelity Index)等指标相继提出。这些指标的提出结合了一定的视觉评价实验及理论假设的推导和算法。显色指数既能评价光源,也能评价照明。然而,现实照明环境下表现色彩的能力与环境光谱能量分布、照明水平、视觉状态均相关,显色指数并不能反映真实光环境的色彩表现能力,而仅是特定光谱能量分布光源或灯具的特征参数。     

信息动态

经国际电工委员会照明技术委员会杀菌消毒用紫外辐射工作组推荐、国际电工委员会照明技术委员会各国家委员会票决,国际电工委员会照明技术委员会于2022年8月5日发布决议,同意由中国专家李倩同志代表国际电工委员会照明技术委员会(IEC/TC 34)担任国际照明委员会光和辐射的物理测量分部(CIE/D2)联络官;由中国专家张伟同志代表国际电工委员会照明技术委员会(IEC/TC 34)担任国际照明委员会光生物和光化学分部(CIE/D6)联络官.     

照明对人眼非视觉效应的影响

文章介绍了近年来关于人眼非视觉效应的科学研究成果。重点阐述了人眼昼夜节律系统的主要组成部分及其特性。从光照水平、光谱、光分布、光照的频率和持续时间四个方面,初步探讨了照明对人眼非视觉效应的影响。     

节律照明及其控制策略的研究综述

光对人体的非视觉成像功能有着广泛而深刻的影响。研究表明,人的警觉性、情绪、内分泌功能以及昼夜节律都会受到若干光环境因素的影响,包括光照强度、光峰值波长、人曝露在光环境中的时间点以及时间长度。不适的光环境可以扰乱人体的褪黑素分泌以及身体内在昼夜节律,进而对人体健康产生若干负面影响,诱发诸如肥胖、糖尿病、失落、情绪失调、生殖系统疾病等慢性疾病。在过去的几年中,如何量化光对人体生理节律的影响的课题吸引了广泛的研究关注。本文系统介绍了节律照明领域两种领先的量化指标及度量方法,包括视黑素等效勒克斯法(Equivalent Melanopic Lux:EML)以及昼夜节律刺激值法(Circadian Stimulus:CS),并对两种方法的生物学基础进行了深入探讨。在此基础上,本文对当前若干主流节律照明产品的光谱功率分布及其控制策略进行了比较和分析。结果表明,当前节律照明的研究成果就减弱光源对人体昼夜节律的扰乱方面提供了关键的理论基础和通用的实践性建议,但对其有效影响的尺度和范围仍有待进一步的量化研究。     

用多种LED单色光芯片模拟太阳光谱的一种光谱组装算法及相似度评价标准

LED光源目前已在室内照明、室外照明以及非视觉应用方面获得广泛的应用。本文选用了三种不同色温下的太阳光谱作为目标拟合光谱,借助Matlab优化工具箱中的fmincon函数求解了不同目标光谱下各路LED的功率系数组合;提出了一种表征组装光谱与目标光谱的光谱失配评价指数E,并用该指数评价了室内照明常用光源光谱与太阳光谱的相似程度。     

CIE 2016照明质量与能效大会报告简析

<正>国际照明委员会(CIE)于2016年3月3日至9日在澳大利亚墨尔本举行CIE 2016照明质量和能效大会,会议日程分为3月3日至5日召开大会的学术报告,7日到9日召开D2、D4和D5的分部会议以及TC会议。本次大会共有论文108篇,其中邀请论文3篇,口头报告论文51篇,各类张贴论文54篇,以及4个专题研讨会,涵盖颜色质量、新型光度、辐射度测量技术、视觉感受、照     

国际照明委员会(CIE)紫外消毒及防护相关出版物

以下信息由中国照明学会副理事长、同济大学教授、国际照明委员会(CIE)副主席郝洛西及其团队整理。如有企业、高校、科研院所在生产和使用中需要参考以下出版物,可与中国照明学会联系。CIE 209:2014 Rationalizing Nomenclature for UV Doses and Effects on Humans紫外线剂量及对人体作用的合理化术语;CIE 155:2003 Ultraviolet Air Disinfection紫外线空气消毒;CIE 220:2016 Characterization and Calibration Methods of UV Radiometers紫外辐射计的表征和校准方法;ISO/CIE 28077:2016(E)Photocarcinogenesis action spectrum(non-melanoma skin cancers)光致癌作用光谱(非黑色素瘤皮肤癌);CIE 187:2010 UV-C photocarcinogenesis risks from germicidal lamps杀菌灯引起的UV-C光致癌风险;CIE 207:2014 Sensitivity of Human Skin to Ultraviolet Radiation,Expressed as Minimal Erythema Dose(MED)人类皮肤对紫外线的敏感性,以最小的红斑剂量(MED)表示;CIE 201:2011 Recommendations on Minimum Levels of Solar UV Exposure关于太阳紫外线暴露的最低水平建议;CIE 186:2010 UV-A protection and sunscreensUV-A防护和防晒霜;CIE 181:2007 Hand protection by disposable gloves against occupational UV exposure一次性手套紫外线职业暴露的手部防护;CIE 174:2006 Action spectrum for the production of previtamin D3 in human skin在人体皮肤中产生前维他命D3的作用光谱;CIE 172:2006 UV protection and clothing紫外线防护服;IEC 62471:2006/CIE S 009:2002 Photobiological safety of lamps and lamp systems/Sécuritéphotobiologique des lampes et des appareils utilisant des lampes(bilingual edition)灯和灯系统的光生物学安全性(双语版);CIE 151:2003 Spectral weighting of solar ultraviolet radiation太阳紫外线辐射的光谱权重;CIE 098-1992 Personal dosimetry of UV radiation紫外辐射的个人剂量测定法。     

照明应用

光的生物学作用及其对室内照明的意义;人工照明与健康;关于种植工厂利用人工照明培育蔬菜技术的研究;移动记录光的视觉和非视觉生物效应;夜间照明会伤害动植物吗     

光源光色对明视觉功效影响的模拟实验研究

人眼的明暗感觉对视觉功效起着重要的作用,在各领域研究人眼视觉功效主要讨论的都是非彩色条件下的明暗刺激问题(光谱响应度),而对于综合视觉机制来说,色彩刺激是产生视觉感受必不可少的部分。在人工光源照明条件下,光源光色对视觉功效的影响除了与生理机制相关,还会涉及视觉心理、心理物理等领域。文章利用人眼视觉机理及光谱响应特性的研究方法,基于模拟实验的结果,研究分析了光源光色对人眼明视觉功能的影响。     

CIE关于光源色差的最新技术注解解读

为了更加方便有效地表示各类照明产品的色差,国际照明委员会（Commission Internationale de L＇Eclairage,CIE）D2分部的R2-66最近发布了关于光源色差的技术注解草案,本文详细介绍该最新技术注解草案,并结合草案分析荧光灯以及LED等照明产品色度规范的现有色差表示方法,以及最新的CIE u’v’圆色差表示方式。在不久的将来,该技术注解将在CIE相关技术规范和标准,以及其他相关标准组织中应用,它虽然不是强制性文件,但CIE在光和照明领域极具影响力,新的光源色差表示方式可能在今后得到普遍应用,十分值得关注。     

眼睛的第三条光谱光效率曲线

大家知道,人的眼睛有二条光谱光视效率曲线,这就是明视觉曲线V(λ)曲线与另一条暗视觉曲线V'(λ)。半个多世纪以来,它统治着光度学的基础,一切的光度量都由它而来,特别是V(λ),它的贡献功不可没,并已为常人所知晓,这就是眼睛对光中各波长的视觉响应功能。这两条曲线是人的视网膜细胞得到的信息通过丘脑的膝状弯曲叶之间的交感神经传递到大脑后部的视觉皮质细胞得到的响应,颜色、明暗、大小等都由它完成。然后,20多年来对眼睛的非视觉响应特别是光影响人们的生理、状态和性格作了大量的研究,并得到了眼睛的另一种独特的功能———光的非视…     

照明与人的视觉心理

照明与人的视觉心理的关系是灯具设计不可忽视的重要因素。生理学研究表明,人眼视网膜上有三种不同光谱灵敏度接收器,其灵敏度分别在蓝光、绿光和红光区域,如图示。光进入眼睛后,三种颜色的光分别作用于视网膜上三种接收器,产生激励。这些激励在视神经中重新混合,产生彩色光的感觉。彩色光的强度即红、绿、蓝三种颜色光的强度之和。在实际照明工程设计中,应认真考虑下述因素的心理作用。     

使用光剂量评价照明的非视觉生物效应

照明非视觉生物效应关系到人体生理节律及生物效应,成为当前健康照明的研究重点,如何正确评价和测试照明光环境的非视觉生物效应是其中的难点问题之一.本文分析了现行的基于传统光度学理论的光度学测试评价生物效应的不足,提出采用光剂量来定量评价照明的非视觉生物效应,并给出测试方案.     

健康照明光谱配方与LED器件研究

光除了提供光亮,刺激视觉形成外,还会对人的生理、心理等方面产生显著影响,促使功能照明向健康照明发展。本文结合光在视觉和非视觉两个方面的研究进展,分析短波蓝光的危害及长波蓝光的生物效应,在太阳光光谱的基础上对蓝光波段进行能量分布修正,设计出健康的光谱能量分布曲线,进而开发出健康照明用类太阳光LED器件。