道路照明常用光源的司辰視覺發(fā)光效率
例如,司辰視覺照度與瞳孔大小有著很好的相關(guān)關(guān)系。
在道路照明條件下,當目標的亮度、亮度對比和視角相同時,人眼的視覺功效好壞是由瞳孔大小確定的:若照明光源的輻射光譜中藍色光含量多,則使人眼的瞳孔收縮得多,就會具有較好的視覺功效,視看目標就感到清晰,朦朧感少,可見度就好;反之,當瞳孔大時,在夜間就可能會出現(xiàn)視力下降和眩光等癥狀,可見度就差。為了正確評價照明光源輻射光譜中藍色光的成分對視覺功效的影響,在明視覺時可采用瞳孔亮度161來評價。但是道路照明屬于中間視覺范疇,為了保證行車安全、快速和舒適,應考慮道路照明光源的光譜分布對視覺的影響,并計算出道路照明所用光源的司辰視覺光通量。
1司辰視覺光度學系統(tǒng)眾所周知,視覺器官是由眼睛、視神經(jīng)和腦的皮層視區(qū)組成的結(jié)構(gòu)總體。映像視覺過程是外界光線進入人眼,在視網(wǎng)膜上形成影像,視網(wǎng)膜上的感光細胞就將光信號轉(zhuǎn)換成生物電信號,通過視神經(jīng)脈沖傳遞到丘道路交通事故仍為安全生產(chǎn)的“頭號殺手”,雖然造成交通事故的主要原因是人、車、路3個方面,但是,夜間道路固定照明的質(zhì)量好壞也是引發(fā)交通事故的一個重要原因。國際照明委員會(CE)的調(diào)查報告表明:夜間良好的道路照明至少能降低城市道路照明交通事故率30%111.為了減少交通事故,各國對道路照明設(shè)計標準進行了不斷地更新;但是,在現(xiàn)行的道路照明設(shè)計標準中均不考慮道路照明光源的光譜分布對駕駛?cè)藛T的視覺影響,特別是人眼中新發(fā)現(xiàn)的第3種感光細胞對人的機敏程度等生物效應的影響。150多年來,人們一直認為人眼中只有兩種感光細胞:錐狀感光細胞和桿狀感光細胞。2002年美國布朗(Bn)大學的DavidBerso等學者在人眼視網(wǎng)膜上發(fā)現(xiàn)了第3種感光細胞一神經(jīng)結(jié)細胞,這種感光細胞對進入人眼的輻射產(chǎn)生生物效應而獲得對外界的認識,并把該視覺效應稱為司辰視覺(ipc)1231.司辰視覺雖然是一種非映像的視覺效應,卻控制了人的生物節(jié)律和強度,并且影響人眼瞳孔大小。研究表明41,司辰視覺效應與光源中藍光成分含量多少有著密切的關(guān)系,基金項目:國家自然科學基金資助項目(50678180);教育部博士學科點科研基金資助項目(20050611007)腦的膝彎曲葉之間的交感神經(jīng),最后傳遞到大腦后部的皮層視區(qū),產(chǎn)生視感覺。司辰視覺過程則與視覺過程不盡相同,雖然同樣是由人眼開始的,但是并不把影像信息直接傳遞到腦后皮層視區(qū),而是由視網(wǎng)膜上神經(jīng)結(jié)細胞將光信號傳遞到下丘腦通路(RH),再進入到視神經(jīng)交叉上核(SN)、腦室外神經(jīng)核(PVN)和上部頸神經(jīng)神經(jīng)結(jié),最后傳遞到松果體腺,司辰視覺過程見中視神經(jīng)交叉上核是內(nèi)源性振蕩器,是生物鐘,振蕩周期為245h在正常情況下,主要是依靠光的刺激調(diào)整生物鐘,每天清晨,光照把睡眠和清醒周期調(diào)整得與白天和黑夜周期一致。而在暗的條件下,松果體腺合成褪黑激素,并由血液吸收帶至全身,有利于人們休息睡覺。
研究表明,司辰視覺對光最敏感的波長為490呷對應的光效能最大值為3850扣f%光譜光效率曲線見中,明視覺、暗視覺和司辰視覺的光譜光效率均在以波長為555m時光效能為683m.1的條件下,進行規(guī)范化處理后獲得的。
2道路照明常用光源發(fā)光效率計算道路照明光源一般采用高壓鈉燈(HPS)或金屬鹵化物燈(MH)在進行道路照明設(shè)計時,通常是在明視覺條件下計算光源的發(fā)光效率,也就是采用CE于1924年推薦的、僅適用于2視野的錐狀感光細胞的光算。這與道路照明實際情況不相符,因為在道路照明條件下,人眼中錐狀感光細胞和桿狀感光細胞同時在起作用,此時的光源發(fā)光效率就不是一個固定值,而是隨著人眼的適應水平變化而改變的一系列值。對于司辰視覺發(fā)光效率而言,如參照現(xiàn)行的發(fā)光效率表達式進行計算,則有司辰視覺光效能最大值為3850m.Ye(X)為光源的光譜功率分布,w.rmr1;VQ)為司辰視覺光譜光效率;Ye為光源的功率,W在暗視覺條件下,照明光源的發(fā)光效率按V(入)d暗視覺時光視效能最大值為1700 f1;Vu)為暗視覺光譜光視效率。
目前在進行道路照明設(shè)計時,是采用2視野明視覺條件下的光譜光視效率按。光源與4楊公俠,楊旭東。人類的第三種光感受器(下)。光源與6陳仲林。城市道路照明標準研宄。中國照明電器,2002(12)7-9(編輯李勝春)
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