不同光源的人体视觉及非视觉生物效应的探讨[1]

      摘 要：本文从明视觉、暗视觉及非视觉的三条光谱灵敏曲线出发，讨论不同视觉状态下，光源光谱对人体的作用。通过测量各种常见光源的光谱，计算暗明比s/p 值和生物节律影响因子acv 值，对光环境进行评价。另外，选取一天中自然光在各整点时刻的分布状态，计算acv值，比较人工光源和自然光源的差异，从而得到色温对s/p 值和acv 值的影响，为高效、健康的光源选择提供依据。

      关键词：非视觉生物效应　s/p 值　生理周期影响因子　色温

　　1. 引　论

     人眼中有三种感光细胞。最为人们熟知的是杆状细胞和锥状细胞。锥状细胞在亮度水平大于3cd/m2 的情况下起主要作用，由此定义了明视觉；而杆状细胞在亮度水平小于0.001cd/m2 的情况下被主要激活，从而定义此种亮度水平下属于暗视觉。1924 年由国际照明委员会（简称CIE）承认的基于人眼对各种波长λ的光的相对灵敏度为光谱光视效率函数。明视觉光谱光视效率函数V(λ)，其最大值在555nm 处，暗视觉光谱光视效率函数V’(λ)，其最大值在507nm 处。人眼的第三种感光细胞是对人体褪黑素抑制产生作用的一种细胞，对人体的生物周期起到调节作用。褪黑素是松果体分泌的一种胺类激素，其分泌量随着年龄的增大而逐渐降低。褪黑素作为一种光照周期的化学介质参与调节季节性繁殖活动，同时也是视网膜中重要的神经调质。根据以往的研究，对于健康人体来说，446-477nm 的波长被认为是最可能对褪黑素分泌产生作用的范围[1]。因此，具有高色温的光源相较于低色温光源对于褪黑素作用更强。目前，褪黑素抑制作用光谱函数并没有达成共识，因此我们使用了由Gall 基于相关实验结果定义的c(λ)曲线[2]，明视觉曲线采用1978Judd-Vos 进行修正的2º视角光谱光视效率函数曲线，暗视觉曲线为1951 年CIE 暗视觉光谱光视效率函数曲线，如图1 所示。c(λ)曲线相比于明暗视觉曲线更加的向短波长偏移，其峰值在450nm 附近。