照明的非视觉生物效应及其实践意义[1]

　　关键词：非视觉生物效应;CPP值;照明质量

　　The Non2visual Biological Effect of Lighting and its Practical Meaning

　　Ju Jiaqi 　Chen Dahua 　Lin Yandan　
　　( Dept . Illuminating Eng. &Light Sources , Fudan University , Shanghai 　200433)　　

　　Abstract　

　　The third photosensitive cells in the eyes were discovered in 2002. The influence on the circadian rhythm and other biological effects of our body will help to redefine the quality of lighting. The novel cells are introduced and the CPP value is defined. The SPP value and CPP value of fluorescent lamps and LED lamps are both calculated. The evaluation of lighting quality based on visual and non2visual effects and the application of LED are discussed in this article.

　　Key words : non2visual biological effects ; CPP value ; quality of lighting

　　1.照明的非视觉生物效应

　　150多年来,　科学家始终认为杆状细胞和锥状细胞是人眼唯一的感光细胞,　通过杆状和锥状细胞与大脑视皮质之间的神经信号传递来解释人的视觉体验。锥状细胞在亮度水平大于3cd/Pm2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01001cd/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。并由此根据不同亮度水平定义了人眼在明视觉状态下和暗视觉状态下的光谱灵敏度函数V (λ)和V′(λ),其响应最大值分别对应于555nm和507nm。

　　2002年,美国Brown大学的Berson等人发现了哺乳动物视网膜的第三类感光细胞,视网膜特化感光神经节细胞 (ipRGC)，这类感光细胞能参与调节许多人体非视觉生物效应,包括人体生命体征的变化,激素的分泌和兴奋程度。光对人体非视觉通道的发现,不仅给照明科学提供了新的研究内容,同时也对照明科学的研究方法提出了新要求。照明质量的评价由原来单一的视觉效果评价逐步将过度到视觉效果和非视觉效果的双重评价,前者注重视觉功能性,后者则与人体健康密切相关。人眼的视觉通道与非视觉通道如图1所示。

　　研究表明,新感光细胞不仅参与调节人体的生物周期节律,同时会影响人体褪黑激素的分泌,褪黑激素水平不仅影响人们的睡眠质量,同时还与抑制癌细胞的生长有关。在大力提倡以人为本,健康照明的今天,照明的非视觉生物效应已引起人们的广泛关注和研究兴趣。