本论文属国家重点基础发展研究计划——973课题《民机环境工效影响因素与机理研究》(批准号2010CB734102)的子课题。本论文主要研究了两个方面的内容,一是以心率、体温、血压等生理参数为变量,测量生理参数随特定强度和光谱照明改变而产生改变的量,从而得到基于生理参数变化的光谱响应模型。二是通过对特定强度和光谱照明的视亮度评价与实际物理亮度的差异分析,从而得到基于视亮度评价的光谱响应模型并用以修正明视觉光谱光效函数对于短波部分的低估。本论文提出的评价模型有效分离了照明的视觉通道和非视觉通道参量,同时评价结果具有即时性和实用性,能够有效评价照明现场的光生物效应,有益于制定和改进更符合人类生活需要的照明标准,对推进健康照明、舒适照明、节能照明的绿色照明工程有一定的理论意义和实际意义。本论文在对国内外研究动态进行充分调研的基础上,介绍了人眼与大脑之间的视觉通道及非视觉通道,以及CIE(国际照明学会)光度学系统在评价照明光生物效应时的局限性,分析了照明光生物效应的两种主要评价方法：基于褪黑素抑制作用、基于瞳孔尺寸大小改变。并探讨了到目前为止基于两种评价方法,国际上已发表的两个主要评价模型。在对两个模型进行对比分析的基础上,确定了本论文所要解决的主要问题和创新方向,即通过生理参数测量和视亮度评价建立更加直观、实用的光谱响应模型。本论文根据现有的实验条件,突破了传统的实验方法,建立了一套基于生理参数监测的实验系统,通过严格控制环境参量来获得光照对人体生理参数变化的影响。同时创新性地使用视亮度与物理亮度的差异评价分析,发现由于光谱造成相同物理亮度下不同视亮度的现象并解释其原因。本论文运用心理物理学、实验心理学的相关理论来设计实验装置、实验参数和实验流程,深入系统地研究了照明光谱和光照强度这两个主要指标对生理参数改变的影响,同时也分析了心率、体温、血压、视亮度等实验参数的变化情况。在对这些实验参数进行统计分析的基础上得到了定量的变化关系,并提出新的光生物效应光谱响应评价模型,并与国际上现有的两个评价模型作了比较分析。本论文除了理论上的研究,还将理论研究成果应用于照明实践,通过对校园光环境的监测分析,了解校园光环境的实际情况和评价结果,科学合理地指导教室照明的设计。同时还探讨了基于照明视觉和非视觉双重评价下的大功率白光LED光源在照明设计中应用的建议。本论文的主要创新点在于：1).首次提出了通过人体即时心率、体温、血压等生命体征参数的变化来定量评价照明的光生物效应,在有效借鉴CIE明视觉光谱光效函数测定方法的基础上,通过建立目标函数和对特征峰值波长的考察,得到了基于生理参数变化的光生物效应光谱响应模型,较目前基于褪黑素分泌抑制作用的光谱响应模型更为即时、直接、且适用范围更广。2).提出了在不同光谱照明环境下,基于视亮度感受的等效物理量与实测物理量的差值来评价照明的光生物效应,并得到基于视亮度感受的光谱响应模型,较目前基于瞳孔尺寸变化的光谱响应模型更为简单和直观,且能很好地修正明视觉V(λ)函数对于短波部分的低估,能够真实地评价照明案例和场景,对实际生产、生活具有积极的实用价值。3).根据实地校园光环境的监测,通过对自然光与人工光光谱差异的分析,提出结合照明视觉功能和非视觉功能双重标准来指导学校教室照明的设计。一方面要满足照度、均匀度、显色性、眩光等视觉参数指标,另一方面也要注意光源光谱、色温的选择以促进师生的身心健康。并将这一设计理念应用于实际教室照明项目中,实践取得良好效果。