節(jié)律照明是通過調(diào)控光照參數(shù)（光譜、強(qiáng)度、時(shí)序）來維持人體晝夜節(jié)律同步的照明技術(shù)。研究表明，異常的照明環(huán)境會(huì)導(dǎo)致褪黑素分泌紊亂，進(jìn)而引發(fā)睡眠障礙、代謝疾病等問題。國際照明委員會(huì)（CIE）已建立以黑視素（ipRGCs）為核心的非視覺生物效應(yīng)評(píng)價(jià)體系。

節(jié)律照明中有三種重要參數(shù)黑視素通量（Melanopic Flux）、M/P比率（M/P Ratio）、黑視素等效日光效率（MDER）。

黑視素通量（Melanopic Flux, Φmel）
表征光源刺激黑視素細(xì)胞的有效光通量，單位為黑視素勒克斯（mel-lux）。

是指光源發(fā)出的光對(duì)人體黑視素受體產(chǎn)生刺激的光通量，反映了光對(duì)人體生物鐘調(diào)節(jié)的潛在能力。黑視素通量通過光譜功率分布加權(quán)黑視素敏感曲線（Smel(λ)積分得出，黑視素通量越高，燈具越能實(shí)現(xiàn)更高的黑視素照度，直接作用于視網(wǎng)膜中的ipRGC細(xì)胞，進(jìn)而影響褪黑素的合成?。?

其計(jì)算公式為：

?計(jì)算步驟?：

1、?獲取光源光譜數(shù)據(jù)

· ?用積分球系統(tǒng)測(cè)量380-780nm光譜功率分布Φe(λ)（單位：W/nm）

· 波長間隔≤1nm，需NIST校準(zhǔn)

2、?加載黑視素靈敏度函數(shù)?

· 采用CIE S026:2018標(biāo)準(zhǔn)中的Smel(λ)函數(shù)（如下圖示）

· 函數(shù)峰值在480nm藍(lán)光波段 

         （示意圖：黑視素光譜靈敏度曲線）

3、?數(shù)值積分計(jì)算?

｛Φe（λ）為光譜輻射通量，V(λ)為明視覺光譜光視效率函數(shù)，S(λ)為黑視素靈敏度函數(shù)｝

二、M/P比率（Melanopic/Photopic Ratio）
反映光源黑視素效應(yīng)與明視覺效應(yīng)的比值。                               是指光譜中含有黑視素敏感成分的比例，是黑視素通量與光通量的比例，用于評(píng)估光對(duì)人體生理節(jié)律和視覺功能的綜合影響。M/P比率越高，同樣的光通量越能有效抑制褪黑素的合成，通常在需要警醒的場(chǎng)合（如學(xué)習(xí)、工作場(chǎng)合）需要較高的M/P比率?。

其計(jì)算公式為：

計(jì)算步驟?

1、?獲取光源光譜數(shù)據(jù)?
使用光譜輻射計(jì)在380-780nm波長范圍內(nèi)以1nm間隔測(cè)量光源的光譜功率分布（SPD），記為Φ?(λ)（單位：W/nm）。

2、?加載標(biāo)準(zhǔn)視敏度函數(shù)?

· ?明視覺光通量Φ?計(jì)算?：
Φ? = ∫Φ?(λ)·V(λ)dλ
（V(λ)為CIE 1924明視覺光譜光視效率函數(shù)）

· ?黑視素通量Φ???計(jì)算?：
Φ??? = ∫Φ?(λ)·S???(λ)dλ
（S???(λ)為CIE S026:2018定義的黑視素光譜靈敏度函數(shù)）

3、?執(zhí)行數(shù)值積分?
對(duì)每個(gè)1nm波長間隔的光譜數(shù)據(jù)，分別用V(λ)和S???(λ)加權(quán)后求和：

（Δλ=1nm為波長間隔）

4、計(jì)算M/P比率?

三、黑視素等效日光效率（MEDI, Melanopic Efficacy of Daylight Illuminance）
表示光源相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)日光（D65）的黑視素刺激效率。
衡量照明在模擬自然日光對(duì)人體節(jié)律調(diào)節(jié)效果方面的能力，反映了光源的黑視素通量與具有相同照度的標(biāo)準(zhǔn)日光的比值。MDER越高，表示照明越接近自然日光的效果?。

其計(jì)算公式為：

計(jì)算步驟?

?1. 基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)量?

· ?被測(cè)光源光譜?：用積分球系統(tǒng)測(cè)量380-780nm光譜功率分布Φe(λ) （單位：W/nm），波長間隔≤1nm，需NIST校準(zhǔn)

· ?D65標(biāo)準(zhǔn)光源光譜?：調(diào)用CIE標(biāo)準(zhǔn)光源庫中的D65相對(duì)光譜功率分布（SPD）

?2. 計(jì)算關(guān)鍵中間量?

注：

· Smel(λ)：CIE S026:2018黑視素光譜靈敏度函數(shù)（峰值480nm）

· V(λ)：CIE 1924明視覺光譜光視效率函數(shù)

· Δλ：波長間隔（通常取1nm）

?3. 計(jì)算MEDI值?

簡(jiǎn)化公式?（參考CIE標(biāo)準(zhǔn)）：

式中0.9058為D65光源的固定M/P比率常數(shù)