科研新进展|朱方圆硕士生等在多基色人因照明研究中取得重要进展

发布时间:2023-01-16    浏览次数:153

近日,实验室在多基色人因照明研究中取得重要进展,相关成果以“Multi-primary human-centric lighting based on the optical power ratio and the CCT super-smooth switching algorithms”为题发表在高水平SCI国际期刊《Building and Environment》上。


       研究背景:传统的照明光源往往只注重照度,显色指数,色温等视觉参数,但神经节细胞及生物钟昼夜节律机制的发现,使人开始关注光源给人带来的生理、心理影响,人因照明的概念也由此诞生。人因照明的概念源于太阳光一天中光色的改变,从白天明亮激励的冷白光到夜晚柔和温馨的暖白光的过程影响着人体内激素的分泌,从而影响人类的昼夜节律。人因照明结合智能照明和健康照明,综合考虑光的视觉和非视觉效应,可以降低有害短波蓝光的比重以缓解视觉疲劳,可以根据不同人群的差异化需求分析设计光源,也可以智能拟合太阳光谱调节人体节律。


       研究内容:本文提出了一种色温无感切换算法,首先面向工作、休闲、室内日光模拟这三类场景,定义不同场景下光源的视觉及非视觉指标,使用白光LED搭配红绿蓝光源并结合PWM调光技术,生成适用于不同场景模式下的光源光谱,再利用色温无感切换算法实现不同模式色温的无感平滑过渡优化色温切换过程中每一个色温点的色坐标、显色指数、司辰节律因子CAF和拟合度系数GFC等视觉和非视觉效应指标,使得光色变化不为人眼所感知并满足人因照明需求


      我们采用驱动电路驱动六基色LED进行实测,将实测值与仿真值进行对比,进一步验证了光源设计的合理性和优化能力,不仅可以实现1800K-6500K宽广的色温区间,还可以满足色温切换过程中视觉和非视觉效应指标的高要求,为室内光源设计提供了新的思路,可解决照明企业开发健康照明光源的需求,未来有希望实现规模化量产。


      研究相关:厦门大学为该文章的第一署名单位,该项研究工作是厦大电子学院-立达信公司物联网及人工智能联合研发中心对研究生进行联合培养的成果,在陈忠教授与吴挺竹副教授共同指导下完成,立达信物联科技股份有限公司提供重要支持帮助,半导体照明实验室硕士生朱方圆和立达信林友钦(厦门大学在读博士)为文章共同一作,黄伟志、卢霆威、姬潇琨、康傲等学生参与了该项目研究。研究工作得到了国家自然科学基金项目和福建省科技计划项目等资助。