发光二极管(light-emitting diode,LED)作为一种新型光源,目前广泛应用在室内照明、道路照明、电子产品等方面。由于LED的发光机理及发光方式与传统光源完全不同,对人体视觉及非视觉效应影响程度也不同,故研究LED对人体非视觉影响是非常有必要的。同时本征感光视网膜神经节细胞(intrinsically photosensitive retinal ganglion cells,ip RGC)的发现为照明科学提供了新的研究内容和研究方法,传统的照明科学只考虑照明效果而未考虑人体健康,非视觉光生物效应研究显得非常重要。影响非视觉生物效应的光学参数有很多,其中包括光照度、色温、光谱、光强等,本文着重从LED照度及光谱两因素对人体非视觉的影响研究。从照度方面,文章提出了基于非视觉感光系统的MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)电路模型,通过对非视觉感光系统内部机理进行分析,利用类比等效方法进行建模并电路仿真,合理解释了辐射照度与褪黑素之间的关系。结合新型学习工具—平板显示器,研究不同LED照度光环境对学习者学习效率及疲劳度的影响。利用该模型较好地解释了其内部作用机理,并综合考虑学习效率、视疲劳和脑疲劳三方面因素,提出了合理的照明建议。从光谱方面,文章采用生物节律因子(C/P,circadian factor)模型,评价可控发光二极管(LED)光源对人体生理参数的影响。利用光栅光谱仪测量各种颜色LED光谱,进而计算9种颜色LED光的生物节律因子,选择在红、绿和蓝3种光环境下记录人体的心电图参数及9种颜色LED光开灯前后的额头平均温度差。通过对测得数据进行分析及处理,利用生物节律因子模型对数据规律进行合理解释,为动态照明提供数据支持。文章从LED照度和光谱两参数入手,结合新型学习工具IPAD研究其对人体非视觉光生物效应的影响,其中包括被试者的学习效率、视疲劳、脑疲劳、心电图、温度等方面,分别建立各自模型对其数据规律进行合理解释,为照明工程提供了数据和理论依据。