節律照明已經不再是一個新穎的概念，每個人對它的理解可能都不一樣，有的可能僅僅是簡單的色溫調節，而有的則是全面的光譜功率分布；有的可能是簡單的亮度調節，或者是根據內源性光敏視網膜神經節細胞（ipRGCs）的節律特點設計調光程序……在這里，我們將介紹五個晝夜節律照明中無法回避的關鍵指標，它們代表了光的非視覺生物效應，理解這些指標對于設計以人為中心的新一代照明至關重要。

圖1 光 -> 眼睛 -> ipRGCs -> 視交叉上核（SCN）

節律照明的指標定義基于光與ipRGCs的密切關系。ipRGCs存在于視網膜中，但與桿狀細胞和錐狀細胞不同，它們不感知光的強度和顏色，而是大大影響褪黑素的抑制作用。這五項指標則是將節律刺激的生物效應與光本身之間的聯系量化起來。

Eh與Ev

在介紹這些指標之前，有必要強調區分水平照度（Eh）和垂直照度（Ev）的重要性。作為照明設計師習慣測量水平照度（如圖2所示），這種測量實際上是測試燈具或從燈具到特定表面的光；而晝夜節律照明的指標更多是關于垂直照度，因為ipRGCs位于視網膜中，測量應該追蹤光到達眼睛的情況，因此垂直照度有時被稱為“眼部照度”——這是“以人為中心照明”的真正含義。本文介紹的晝夜節律照明指標均標記為Ev或垂直照度，以強調我們討論的是健康照明概念中的垂直照度。

圖2 垂直照度與水平照度不同的測試方法

#1. 節律刺激值（CS）

CS由照明研究中心（LRC）首次定義，是一個綜合性指標，包括光照強度、光譜、時間和暴露持續時間的評估。CS的計算相當繁瑣，但可以總結為：

• CS范圍從0到0.7；

• 白天或需要強烈晝夜刺激的環境中，增加照度會顯著增加CS；

• 夜間或需要避免晝夜刺激的環境中，降低照度會顯著減少CS；

• 在CS計算中，光譜（CCT）的權重不如垂直照度（Ev）重要。

LRC還定義了定性評估：

• CS < 0.1：低刺激；

• CS > 0.3：足夠的刺激。

  
  

不同Ev下不同光的CS值如何？我們對不同時間的自然光和不同光源或色溫的人造光進行了測量和計算，并將CS結果列在圖3中。

圖3 不同光源在不同光照強度下的CS值比較

對比結果至少表明了兩點：

1). 亮度，即進入眼睛的光照強度，始終是決定晝夜節律刺激水平的關鍵因素。

2). 不同光源，即光譜功率分布，也是重要因素。

#2. 黑視素等能效率比（M/P或MR或M-EER）

M/P比率測量的是光譜在非視覺敏感曲線（490nm處黑視素的峰值效率）和明視覺敏感曲線（555nm處光視素的峰值效率）中的表現，與等能光源的光譜（CIE標準光源E）相比。

圖4 M/P計算原理

以3000K LED為例（圖5），M/P比值衡量的是3000K光譜與CIE光源E相比，在非視覺和明視覺上的重疊程度。如果M/P=0.476，則意味著在這個3000K LED中，與等能光譜相比，47.6%的光能帶來人能感知到的晝夜節律刺激。

圖 5 3000K LED 的 M/P 計算

高 M/P 光意味著人們更容易在改光環境中獲得警覺、集中注意力和提高工作效率的效果，而低 M/P 則意味著更容易從中獲得放松、舒適和困倦的效果。當然，由于垂直照度也跟墻，地板的反射有關，因此獲得最好的節律效果非常依賴于照明設計。

不同光的不同 M/P 比率如何？我們測量并計算了不同時間的自然光和不同光源或色溫的人造光，并在圖 6 中列出了結果。

圖6 不同光源的M/P

#3. 等效黑視素照度（EML）

EML基于M/P值計算得出，并賦予其更多的實際意義。通過乘以眼睛的垂直照度，EML顯示出有多少可見亮度對晝夜節律刺激有效。

圖7 EML = M/P × Ev

仍以3000K LED為例，若M/P = 0.476，則要達到WELL標準EML > 273lx，垂直照度需大于273/0.476 = 573lx。

#4. 黑視素日光效率比（M-DER）

M-DER衡量光譜在非視覺敏感曲線（490nm處的黑視素效能峰值）和明視覺敏感曲線（555nm處的光視素效能峰值）中的表現，與CIE標準光源D65（日光）的光譜相比。以3000K LED為例（圖8），M-DER衡量3000K光譜在非視覺和明視覺曲線中的重疊程度，與CIE標準光源D65相比，結果為M-DER=0.434。這意味著在這個3000K LED光源中，43.4%的光能夠產生與日光光譜相當的晝夜節律刺激。

圖8 典型3000K LED的M-DER計算

• M-DER = 1：燈光的晝夜節律效應相當于真實的日光，這是理想的情況，但一般的CCT（相關色溫）照明難以實現。

• M-DER < 1：如果照明設計要求與日光相當的晝夜節律效應，那么需要增加光照強度。

• M-DER > 1：標準白光LED的M-DER值不會大于1，除非CCT超過7500K，但高色溫光會導致不適并增加藍光危害的風險。

圖9 不同光源的M-DER

#5. 黑視素等效日光照度（M-EDI）

與EML類似，M-EDI基于M-DER，賦予其更多的實際意義。通過乘以眼睛的垂直照度（Ev），M-EDI顯示了可見光亮度中有多少部分對晝夜節律刺激有效（圖10）。

圖10：M-EDI = M-DER × Ev

再次以3000K LED為例，M-DER=0.434，要達到WELL標準和CIE在整合照明中的立場聲明要求的M-EDI > 250lx，垂直照度應大于250/0.434 = 576lx。

總結

晝夜節律照明的指標不僅限于本文介紹的這五個，但它們是迄今為止最典型的指標。需要注意的是，有些指標以燈具為中心，而有些則以人（照明環境）為中心。

隨著健康照明理念的普及，非視覺光指標正越來越受到重視。視覺指標已不足以描述和衡量以人為中心的照明，我們將繼續跟蹤最新的研究和技術，并不斷更新相關知識。（信息來源于宇極健康照明）