室内照明用LED眩光效应研究及理论分析

With an increasing place of Light-emitting diode (LED) in the market of thedomestic lighting, some concerns have been raised regarding the glare effects of LED for human health and particularly potential harmful risks for the eye. The work would have a comprehensive study and analysis of the glare effects of LED in the indoor lighting. Firstly, the measurement system of LED photobiological safety would be established, and analyze the LED sources selected for the subsequent study. Secondly, it would be analysed that the glare are influenced by LED source in the different space configuration and the different spectral distribution situation, based on luminance map and simulate experiment, considering the effect of visual and non-visual performance, then the glare response model would be established based on the experiment results. Thirdly, according to the above conclusions, a healthy, comfortable, and efficiency parameters system of LED lighting source would be explored according to the visual function and biological rationale, and a systemic glare assessment method of LED would be established. This work is very important and significant for the systemic optimal design of LED source and the assessment of the domestic LED lighting quality.

随着LED 光源不断进入室内照明领域，LED 光源眩光问题日益引起人们的关注。本课题针对室内照明用LED光源的眩光问题进行了系统研究和分析。首先，建立LED 光生物安全测试系统，对选定的LED光源进行光生物安全性评价；其次，采用亮度成像方法和仿真实验验证，分析LED在不同空间排布以及不同光谱分布情况下的眩光影响，同时考虑LED光源对人的视觉功能和非视觉功能产生的影响，构建LED眩光评价模型。第三，结合上述研究结果，探索符合人体视觉功能和生理规律的健康、舒适、高效的LED 光源参数体系，建立一套LED 眩光效应评价方法。这项工作对LED 照明光源系统优化设计和室内LED 照明质量评估具有重要的意义。

随着LED光源不断进入室内照明领域，其眩光问题日益引起人们的关注。本课题针对室内照明用LED光源的眩光问题进行了系统研究和分析。主要研究内容：LED光生物安全测试方法研究、高显色性白光LED调光方法研究、基于数码相机图像的室内照明眩光测量方法研究、基于高动态范围图像的亮度测量方法研究、 室内用LED光源不舒适眩光研究、基于高动态范围图像的白光LED不舒适眩光研究、色温对LED不舒适眩光的影响研究、LED背光系统对视疲劳的影响研究、 基于视觉舒适度的LED背光显示器最优亮度控制模型研究等内容。本项目获得的以下研究结果：1. 提出了一种基于脉冲宽度调制的四色LED调光调色计算模型，该模型可实现一般显色指数CRI在94.1-96.0范围时，相关色温在2900K-7600K范围内的白光调节。2. 针对室内照明，提出了一种基于数码相机图像的眩光测量方法。该方法计算简单、精度高，易于硬件实现，可应用室内照明的眩光测试与分析，也为开发方便、快捷的眩光测试系统提供了理论支撑。3. 为解决传统亮度计测量非均匀场景亮度不方便问题，研究了一种基于高动态范围HDR图像技术获取亮度参数的计算方法。该方法操作简便、成本低、测试范围广，为室内照明的亮度测试和眩光分析提供一定的理论支撑。采用该方法进行了W-LED亮度信息的提取，其光源亮度的误差在0.023%~7.627%之间，平均相对误差为3.892%。4. 针对不同光谱分布的LED引起的不舒适眩光进行了系统研究，建立了不同光色分布的LED不舒适眩光评价模型及其测试与控制系统。本项目研究成果对LED照明系统优化设计和室内照明质量评估提供了一定的科学理论依据，具有较强的实际应用价值和应用前景。