照明工程学报

China Illuminating Engineering Journal

本期导读

  • 健康照明研究与应用新进展

    罗明;

    <正>照明产业经历了一场工业革命,LED照明技术已如火如茶进行中,正在快速取代传统光源,并大步进入智能照明相关领域。这意味着新的照明技术除了要保证视觉舒适、颜色保真还原、节能之外,更要进一步考虑人类健康。而健康光源领域主要研究照

    2019年06期 v.30 3页 [查看摘要][在线阅读][下载 7041K]

专家聚焦

本刊特邀

  • 面向人居健康的城市夜景照明:进展与挑战
    Urban Nightscape Lighting for Human Settlement Health: Progress and Challenges

    郝洛西;曹亦潇;汪统岳;邵戎镝;

    近年来城市化建设、夜景经济、国内外重大事件活动等多重有利因素带动了城市夜景照明需求的持续、快速增长。然而在城市亮化热潮之下,过度照明、光污染等问题亦日益凸显。本文通过机理与实证文献研究,剖析了城市夜景照明问题对视觉、生理、心理健康的多重影响及其存在的疾病风险,探讨了显著影响人体健康的夜景照明要素与其特征;从人居健康的角度分析了我国城市照明管控措施优化的迫切性;展望了宜居、宜业、宜游城市夜景照明的健康发展路径。

    2019年06期 v.30 1-6+31页 [查看摘要][在线阅读][下载 138K]
  • 褪黑素照度的动态光对警觉性、疲劳和生理节律的影响
    The Impact of Dynamic Lighting with Various Melanopic Illuminance on Alertness, Fatigue and Circadian Rhythm

    刘余;吴佩蓉;罗明;

    我们团队以前的研究结果显示,相比于静态光,动态光对警觉性和昼夜节律反应有更加积极的影响。本文主要研究不同褪黑素照度的动态光对被试工作绩效、睡意和视疲劳的影响。实验条件为共两个褪黑素照度不同的动态光源。共有16名被试在20:30—23:00时间段参加了实验。实验中被试需要填写卡洛林斯卡睡意问卷和眼疲劳问卷,测试D2和go/no-go任务和闪光融合频率以及采取唾液用于分析唾液中褪黑激素和皮质醇含量。结果表明对于任务表现和生理信号,被试在高褪黑素照度水平下警觉性显著地高于低褪黑激素照度条件,并且在高褪黑素照度下感觉更清醒,眼睛更疲劳。

    2019年06期 v.30 7-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 729K]
  • 节律健康照明的光谱和照明设计优化
    Optimizations of Lighting Spectra and Illumination Design for Healthy Circadian Lighting

    黄滢滢;林怡;戴奇;

    以24 h为周期的自然日光可有效调节人体内部生物钟,使其与地球自转周期同步。然而,不恰当的人工照明以及现代社会的工作、生活方式使得这种由自然日光主导的人体节律调节机制变得脆弱,甚至可扰乱昼夜节律并造成长期的健康危害。因此,在室内空间应用节律健康照明具有重要价值。本文总结我们的近期工作,提出针对节律健康照明的光谱和照明设计优化:从光谱角度,论证了基于节律效应的光谱优化可显著降低节律照明能耗;从照明设计角度,论证了相较于传统照明设计,侧重于室内表面反射率和灯具初始光通量投射方向的照明设计可极大提高间接光眼部照度。本文提出综合的理论框架以优化光谱和照明设计参数,从而实现高效率的室内节律健康照明。

    2019年06期 v.30 11-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1324K]
  • 通过使用智能变色灯改善睡眠质量
    Improvement of Sleep Quality by Using An Intelligent Color Varied Light

    陈建宇;陈弘伟;谢秉豪;

    本文旨在探讨不同照明环境对人体睡眠质量主观与客观的影响,研究采用生理量测方式包含量测脑电图与Heart Rate Variability(HRV)作为指标,以探讨照明光源对受测者的客观评价,并利用心理评价问卷作为受测者的主观影响。共有28名受测者(19男9女)参与本实验,所有受试者将随机接受4组实验,实验灯光环境分别为动态照度光源、动态色温光源、小夜灯与全暗房间内实验。实验时间为1 h,实验后填写问卷评量,全程接受脑波与心电量测。根据结果显示在动态光的比较中,动态色温光源比动态照度光源更能够提升睡眠质量,而且动态色温光源与小夜灯的睡眠质量也较无照光下更好,受测者的脑波δ/β、β/α与θ有显著影响的上升,主观与客观分析中结果一致显示出改变色温的照光确实有助于提升睡眠。

    2019年06期 v.30 18-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1329K]
  • 办公室LED光源的频闪效应对人体健康的影响
    The Effect of Stroboscopic Effect from Office LED Light Source on Human Health

    赵晓杰;侯丹丹;徐蔚;林燕丹;

    办公室LED光源的频闪效应会影响照明环境,从而给人们的健康带来潜在危害。本研究通过设置不同的频率和调制深度相组合的九个照明,评估了办公室照明环境中频闪效应对人的心理响应和生理参数两方面的影响程度。实验发现:(1)当照明环境的频闪效应明显时,照明环境被评价为闪烁可见且不可接受的,空间运动表现出离散状态。(2)频闪效应的刺激使得被试在主观评价和生理检测上都表现出较高的疲劳状态。(3)提高频闪效应的危险级时,α和β波功率密度的显著衰减可能表征睡意减少,皮质层觉醒增加。实验结果有助于推动LED光源频闪效应的深入研究。

    2019年06期 v.30 25-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1954K]
  • 光与近视研究综述(一)
    Review on the Relation between Light and Myopia (Ⅰ)

    蔡建奇;郝文涛;曾珊珊;郭娅;曲翔宇;卫科;唐姗姗;温蓉蓉;冯垲威;

    近视对人类视觉的威胁与日俱增,给人类的工作与生活带来极大不便。近视分为屈光性近视与轴性近视。从产生与发展机理来看,这两种类型的近视都与光环境密切相关。不同特征的光环境对人眼近视所造成的影响不尽相同,影响过程与机制较为复杂。前人关于光对近视的影响方面的研究已开展较多,但研究结果差异较大甚至互相矛盾。并且已有研究各自集中在不同的角度,无法形成较为完整的体系。出现这种问题的根源是这些研究局限在各自的层次,在研究方法上过于单一,导致研究结果缺乏普遍性与体系性。本文从近视的产生与发展以及光环境影响机制入手,综述了前人关于光对近视影响的研究。通过对已有研究方法与研究体系的评论,关于未来光与近视领域的研究应当如何开展提出了建议。

    2019年06期 v.30 32-35+52页 [查看摘要][在线阅读][下载 116K]
  • 近视防控教室LED照明专家共识
    Expert Consensus for Healthy LED Lighting in Classroom for Myopia Control

    瞿佳;侯方;周佳玮;郝洛西;牟同升;林燕丹;赵建平;杨樾;杨春宇;朱晓东;

    光在我们的生活中扮演着重要的角色。为更好地将教室LED照明应用于近视防控工作中去,我们(温州医科大学附属眼视光医院、近视防控与诊治教育部工程技术中心、第三代半导体产业技术创新战略联盟、国家半导体照明工程研发及产业联盟、中国照明学会、中华医学会眼科学分会视光学组)联合发布了此专家共识。这是我国首个综合了眼视光领域和光学照明领域知名专家的健康照明专家共识。我们期望本这个共识可更好地指导我国各地近视防控布局中涉及教室照明改造的工作,切实保障和推动近视综合防控工作的顺利开展。

    2019年06期 v.30 36-40+46页 [查看摘要][在线阅读][下载 133K]

健康照明

半导体照明技术与应用

  • 脉冲LED黄光对皮肤细胞黑素生成的影响
    Effect of Pulsed Yellow LED Light on the Melanin Synthesis of Skin Cells

    戴惟;韩秋漪;李福生;张善端;

    低水平光疗法(LLLT)是治疗皮肤病的常用方法。目前,关于脉冲光照射是否优于连续光照射模式及其原因仍有待讨论。本文设计制作了脉冲黄光LED装置,使其在各种占空比下保持恒定的平均辐射照度。使用该装置比较了连续和脉冲光照对皮肤细胞黑素体成熟和黑色素合成的影响。实验分别检测了主要的生物学评估指标,包括TYR/TRP-1/MITF的细胞活力、酪氨酸酶活性,以及mRNA和蛋白质表达。实验结果表明,连续和脉冲LED光照均可抑制黑色素合成,其特征是TYR和TRP-1的mRNA和蛋白水平均显著降低。与连续模式相比,脉冲光模式对黑色素合成具有更好的抑制作用。

    2019年06期 v.30 73-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1255K]
  • 均匀发光小角度配光光学系统设计
    Design of Uniform Illumination Optical System with Small Angle Light Distribution

    邓诗涛;刘东;杨静;景桂芬;

    近年来,LED照明的设计需求已经从追求更高的光学效率,进入如何实现更加精准的配光阶段,如何为用户提供更高的照明舒适性,如何实现更加逼近自然光的照明效果。本文提出了一种光学结构,实现较大的均匀发光面,同时兼具超小角度的配光,真实模拟太阳透过窗户照射进房间的照明效果。本文基于大功率LED光源,开发了一个两片式透镜组,在较远距离接收面上实现了70 mm×70 mm均匀光斑,同时,实现±5°的超小配光角度。因为设计目标是均匀方斑,所以将该光源与透镜的系统进行阵列组合,就能实现更大范围的小角度均匀发光效果。

    2019年06期 v.30 83-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 856K]
  • 飞机座舱多功能显示器自适应亮度曲线
    Adaptive Brightness Curve of Multi-function Display in Flight Deck

    徐敏;曾庆兵;邱婧婧;

    本文针对环境光大范围变化条件下,需要飞行员不断调节座舱多功能显示器,以满足视觉需求的问题,开展多功能显示器自动亮度曲线研究。实验以全尺寸模拟座舱和飞行光环境仿真为平台,共设置了13种环境照度,范围在0.1~10 000 lx之间,采用最小变化法测量了15名被试在每种环境照度条件下识别显示器字符时的适宜显示器亮度。实验结果表明,多功能显示器适宜亮度随着环境照度自然对数的增加呈指数式增长,最终建立了飞机座舱多功能显示器自适应亮度曲线模型,该模型可为飞机座舱多功能显示器自适应亮度控制工程设计提供科学参考。

    2019年06期 v.30 88-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 246K]
  • LED导轨灯旋转机构的设计
    Design of LED Rail Lamp Rotating Mechanism

    王艳春;张华;陈文锋;

    目前大部分LED导轨灯在安装使用时,都会遇到角度调节问题,比如角度不明确、灯与灯难以对齐,使得在安装时花费大量时间去调试,导致工作效率下降,本文针对以上问题对LED导轨灯旋转机构做改进设计,实现LED导轨灯在X轴和Y轴上精准定位,达到多台LED导轨灯能迅速调整到同一个角度的效果。

    2019年06期 v.30 91-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 815K]
  • 基于STM32大功率LED调光控制器设计
    High-power LED Dimming Controller Based on STM32

    关丛荣;赵伟程;祝天岳;王愉天;刘政贤;胡子佳;

    大功率LED在汽车前灯、夜间照明等领域有广泛应用,它的高效节能调光对于工业商业乃至生活都有重要意义。本文基于STM32单片机,采用PWM调光和蓝牙无线传输方式,实现无线大功率LED调光控制。PWM频率选择2 kHz,通过按键和蓝牙方式控制LED灯亮度,控制信息显示在LCD显示屏上。

    2019年06期 v.30 94-99+104页 [查看摘要][在线阅读][下载 2811K]
  • LED景观照明配电系统中剩余动作电流值的选择
    Selection of Residual Operating Current Values in LED Landscape Lighting Power Distribution Systems

    包瑞;常相栋;何杏芳;李野;黄思平;

    LED景观照明配电系统中剩余动作电流I_(△n)的取值,需考虑LED照明设备泄漏电流的特性,不合理的取值会影响配电系统的可靠性。本文从分析I_(△n)取值的原则入手,结合现行相关标准的规定和实际工程泄漏电流的测算结果,给出了计算确定I_(△n)合理值的方法,提出了在保证系统可靠性前提下降低I_(△n)的措施,为LED景观照明配电系统的设计和工程实施提供借鉴与指导。

    2019年06期 v.30 100-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 432K]
  • 关于漏电保护器在城市道路照明系统中的应用
    Application of Leakage Protector in Urban Road Lighting System

    雷小雄;

    城市道路照明系统为强电系统,供电线路通过箱式变压器低压侧、地下线管进入灯杆后给灯具供电。因箱式变压器与灯杆布置在行人道一侧,一旦发生线路漏电现象将造成行人触电伤亡的危险。本文尝试以相关行业标准要求为基础,结合对漏电保护器在道路照明系统的实际应用经验,给出针对城市道路照明系统下的漏电保护器的设计、选型与应用论证,为行业设计及应用维护人员提供应用参考,目的是使其在保障城市道路照明的持续性工作的同时,为市民提供安全可靠的城市道路照明系统。

    2019年06期 v.30 105-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 696K]
  • 2019年中国舞台影视灯光调研分析报告
    Investigation and Analysis Report of Chinese Stage Film and Television Lighting in 2019

    郭亮;刘明;江中鸿;

    中国照明学会舞台电影电视照明专业委员会2019年组织专家对19家舞台影视灯光设备企业进行调研。根据调研情况,本文对舞台影视常规灯具、效果灯具、控制系统、机械吊挂系统等方面的新技术和新产品做了分析,并简单介绍了影视灯光设备企业在开拓创新、资源整合、跨界经营方面的发展动向。

    2019年06期 v.30 111-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1423K]

建筑照明

农业照明

  • 半导体照明果蔬保鲜研究进展
    Research Progress in the Application of Semiconductor Lighting Preservation

    李淋倍;林海涛;王忆;

    随着半导体照明技术的快速发展,LED光源被广泛应用于多个领域。近年来,半导体照明技术应用于植物照明和果蔬采后保鲜等方面受到广大研究人员的关注。介绍了半导体照明技术应用于果蔬采后保鲜的最新研究进展以及光照对果蔬采后保鲜的机理,解释了植物光度学和人眼光度学的一些概念定义及其区别,介绍了最新的植物光照参量测试专用仪器,指出了一些研究人员在研究过程中对光配比、光谱、单色光和复合光的错误理解。在前期研究的基础上,给出了未来半导体照明果蔬保鲜的研究方向各研究方案。

    2019年06期 v.30 151-157页 [查看摘要][在线阅读][下载 242K]
  • 光质对蔬菜功能性物质调控的研究进展
    Research Progress of Light Quality Regulation of Functional Components in Vegetables

    何锐;张轶婷;宋世威;刘厚诚;

    光能够调控植物功能性物质合成和积累。蔬菜的功能性物质因其经济、药用价值近年来受到极大的关注。研究光质对蔬菜功能性物质代谢的调控机制,是通过光调控来提高蔬菜植物营养成分及价值的理论基础。本文综述了光质对蔬菜多酚、类胡萝卜素以及硫代葡萄糖苷代谢的影响,以期为光质调控蔬菜功能性物质研究提供参考。

    2019年06期 v.30 158-162+179页 [查看摘要][在线阅读][下载 152K]
  • 光强及光周期对红叶生菜生长及品质的影响
    Effects of Light Intensity and Photoperiod on Growth and Quality of Red Leaf Lettuce

    吉家曾;李聪聪;丁慧霞;陈增举;

    以香港红边生菜为试材,在不同光强(250、350、450μmol·m~(-2)·s~(-1))和不同光周期(12、14、16 h·d~(-1))处理组合下,研究了光强和光周期对水培生菜生长及品质的影响。结果表明:在移栽的28天内,不同光周期下,增加光强对生菜生长的影响反应不一致,12 h·d~(-1)光周期下,各光强处理对生菜的鲜重无显著差异;14 h·d~(-1)光周期下,生菜的鲜重随着光强的增加呈现出先增后减的趋势,以350μmol·m~(-2)·s~(-1)处理下最佳;16 h·d~(-1)光周期下,各光强处理对生菜的鲜重无显著差异。同一光强下,生菜的鲜重随着光周期的延长而增大。延长光周期、增大光强有助于提高可溶性糖的合成并降低硝酸盐含量,维生素C含量均以350μmol·m~(-2)·s~(-1)处理下最高,可溶性蛋白含量在12 h·d~(-1)+350μmol·m~(-2)·s~(-1)组合处理下为最佳。综合分析得出,光强提高有利于提高生菜的品质,但不利于生菜的生长,在350μmol·m~(-2)·s~(-1)+14 h·d~(-1)组合处理下生菜均有较好的生长和品质指标,是生菜生产最佳的组合处理。

    2019年06期 v.30 163-166页 [查看摘要][在线阅读][下载 731K]
  • 采收前补光对营养液断钾下生菜生长及品质的影响
    Effects of Pre-harvest Supplemental Light and Potassium-Free in Nutrient Solution on Growth and Quality of Lettuce

    施玉峰;张梦展;方瑶瑶;张轶婷;刘厚诚;

    以意大利耐抽薹生菜为试材,在塑料大棚水培条件下,研究了营养液处理(1/2园试配方营养液,采前两周施用不含钾的1/2园试配方营养液)和采前补光时长处理(0 h、24 h、48 h、1week)组合对生菜生物量、品质、矿物质元素含量的影响。结果表明:营养液断钾处理降低了生菜叶片中的钾含量,提高了钠、钙、镁含量。随着补光时间的延长,生菜中钾、钠、钙、镁含量呈下降趋势,T48处理的矿物质元素含量最少。采前补光处理不同程度地提高了生菜中的可溶性糖、可溶性蛋白、VC、游离氨基酸含量,同时提高生菜的抗氧化能力,同时降低了硝酸盐含量。营养液采前两周断钾配合采前48 h连续LED蓝光补光处理为低钾优质生菜生产的适宜方案。

    2019年06期 v.30 167-173页 [查看摘要][在线阅读][下载 942K]
  • 余弦修正片对光照传感器进光量的影响
    Effect of Cosine Modifier on the Amount of Light Entering the PAR Sensor

    张昕昱;宁效龙;郑佳楠;张放心;李明;李海宝;刘文;

    介绍了一种能够同时测量环境PPFD及光质比的多通道光量子传感器,同时利用3D打印技术制作出三种材质的余弦修正片。通过对传感器的实际标定,得到在不同材质余弦修正片下的传感器红/蓝通道响应系数曲线,通过计算得到,对于红光通道,使用透明光敏树脂制作的余弦修正片透光率分别比聚四氟乙烯和白色尼龙余弦修正片的高89.3%和85.2%,对于蓝光通道,透光率分别高87.1%和83.2%。还通过3D打印方法设计制作一种防串光套,实验结果表明,采用该装置后,红光通道串光误差系数从0.3546降至0.0491,蓝光通道串光误差系数从0.4916降至0.0695,有效阻止了因滤光片侧壁漏光而引起的通道串光误差。

    2019年06期 v.30 174-179页 [查看摘要][在线阅读][下载 1481K]