Melanopic EDI 與晝夜節律照明|α-opic、DER、CLA 2.0 完整解讀|vitaLED

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vitaLED® 人因照明 × 生理光學

黑視素 EDI 計算機

依 CIE S 026 計算 α-opic 量、EML、CS/CLA 2.0,並預測光譜造成的褪黑激素抑制

1光譜

2眼睛處的光量

照度計請放在眼睛高度、感測面垂直並朝向視線方向;桌面水平照度不適用。

3觀察者與曝光

黑視素 EDI

– lx
對黑視素而言的等效日光(D65)照度
照度
黑視素 DER
EML(WELL v1)
M/P(WELL)
PPFD µmol·m⁻²·s⁻¹
輻照度 380–780 nm

光譜與感光靈敏度函數

α-opic 量,CIE S 026

CIE S 026 名稱:S-cone-opic、M-cone-opic、L-cone-opic、rhodopic、melanopic。

對褪黑激素影響的模型

CS 與 CLA 2.0(LHRC 模型,非 CIE)
CLA 2.0
CS
褪黑激素抑制(Giménez 等 2022 型)
依黑視素 EDI、時長與瞳孔狀態的人群平均預測;模型涵蓋 30–240 分鐘。
兩個模型以不同方式估計同一效應,百分比不同屬正常。

建議值與反向計算

以標準觀察者與此光譜反推。65 歲以上所需照度約再乘以 1.5。
計算方法、來源與限制

E_v = 683.002·ΣE(λ)V(λ);EDI = E_α / K_α,v(D65);DER = K_α,v / K_α,v(D65)。光子換算能量:乘以 119.6266/λ。EML ≈ 1.103×EDI;M/P = 1.103×DER。

CS = 0.7·(1 − 1/(1 + (t·f·CLA/355.7)^1.1026)),CS = 0.43 為 UL DG 24480 目標。

目標值:Brown 等 2022(PLoS Biol.)、WELL v2 L03、ANSI/IES RP-46-25。EDI 是計量量,不是醫療評估;請在眼睛高度量測垂直照度。

本版為近似實作:α-opic 靈敏度函數以 Govardovskii 視色素模板+晶狀體濾光近似(非 CIE 官方表),預設光源為依色溫/峰值參數合成的示意光譜(非 CIE 015 實測表),D65 以 6504 K 黑體近似;CLA 以黑視素 EDI 的比例估算,Giménez 係數為依原計算機輸出擬合;自備數據以線性內插重取樣至 1 nm。數值僅供比較與教學,精確結果請改用官方表。所有計算皆在瀏覽器內完成。

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光不只是「亮」
它也是人體的生理訊號

這個互動導覽用來輔助理解 Melanopic EDI、Melanopic DER、α-opic、CLA 2.0、CS 與晝夜節律照明。核心概念很簡單:同樣的 Lux,不同光譜進入眼睛後,對 melanopsin 的刺激可能不同。

Melanopic EDIMelanopic DERα-opicMelanopsinCircadian LightingCLA 2.0
LIGHT → RETINA → ipRGC → BODY CLOCK

為什麼同樣 300 Lux,生理作用可能不同?

Lux 主要描述視覺亮度;Melanopic EDI 則把光譜與 melanopsin 的敏感度納入。

01

人眼視覺

一般 Lux meter 以 photopic V(λ) 為基礎,人眼視覺敏感度峰值約在 555 nm。

Lux → V(λ)
02

Melanopsin

ipRGC 的 melanopsin 對約 490 nm 附近的光特別敏感,因此光譜不同,非視覺刺激也可能不同。

Spectrum → melanopic
03

Melanopic EDI

可理解為產生相同 melanopic 刺激所需的 D65 等效日光照度。

EDI = Lux × DER

互動體驗|Lux × DER

拖曳照度或切換案例,觀察相同 Lux 下,Melanopic EDI 如何因光譜而改變。

核心關係:Melanopic EDI = 眼睛 Lux × Melanopic DER。DER 是光譜特性。

Melanopic EDI40.6 lx
目前光源暖白 LED 2730 K
睡眠 ≤1晚間 ≤10WELL 136日間 ≥250
380490 nm780

α-opic:不是只有一種「眼睛受體」

CIE S 026 的 α-opic 架構包含五類:S-cone-opic、M-cone-opic、L-cone-opic、rhodopic 與 melanopic。

380490555630780 nm

Melanopic

與 melanopsin 相關的 α-opic 量,是晝夜節律照明最重要的一列;來源內容指出其敏感度峰值約在 490 nm 附近。

Melanopic EDI / DER

四個數字,快速建立晝夜節律照明概念

以下 benchmark 來自使用者提供的原始內容,用於理解模擬器結果,不等於個人的醫療判斷。

DAYTIME
≥ 250 lx

Melanopic EDI;來源內容引用 Brown et al. 2022、ANSI/IES RP-46-25 與 WELL v2 L03 tier 2。

WELL TIER 1
≥ 136 lx

WELL v2 L03 tier 1 的參考值。

EVENING
≤ 10 lx

睡前約三小時的 evening benchmark。

BEDROOM
≤ 1 lx

夜間臥室情境的 melanopic EDI 參考值。

為什麼植物燈特別值得注意?

來源資料的 DER 案例顯示:不能只用「看起來亮不亮」判斷非視覺光生理。

光源Melanopic DER達到 10 lx EDI 所需照度
暖白 LED 2730 K0.406
約 24.6 lx
LED 4100 K0.632
約 15.8 lx
LED 6590 K0.855
約 11.7 lx
藍紅植物燈 450/660 nm5.67
約 1.8 lx
同樣 Lux 不代表同樣的 melanopic 刺激。植物燈若含有明顯藍光峰值,人在近距離、長時間處於光源視野中時,更值得用實際光譜與眼睛位置的照度進一步計算。

光如何從眼睛一路影響生理時鐘?

把光生理概念拆成四步,就能理解為什麼光譜、強度與時間必須一起看。

01 / LIGHT

光進入眼睛

光譜、照度與視線方向決定進入眼睛的光刺激。

02 / ipRGC

Melanopsin 接收

ipRGC 的 melanopsin 對約 490 nm 附近特別敏感。

03 / BODY CLOCK

訊號傳給 SCN

來源內容以視網膜 → 下視丘視交叉上核 → 松果體說明路徑。

04 / MELATONIN

夜間訊號改變

足夠光刺激可抑制褪黑激素產生;黑暗則建立夜間訊號。

使用 Melanopic EDI 模擬器的正確流程

這個頁面可直接放在模擬器旁,作為「如何看結果」的視覺說明。

A

先輸入光譜

可用預設光源或自己的 SPD。來源內容以 380–780 nm、1 nm 工作網格說明 α-opic 計算。

B

再設定眼睛位置

Lux 模式應使用眼睛高度、視線方向的垂直照度;PPFD 模式也應看眼睛所在位置,而不是只看植物冠層。

C

加入觀察者與時間

年齡、暴露時間、光線位置與瞳孔狀態會影響部分模型;CLA/CS 與 Giménez 並不是 CIE S 026 本身的一部分。

CLA 2.0、CS 與 Giménez:為什麼數字可能不同?

它們是不同模型,不是同一條公式的三種顯示方式。

CLA 2.0

Lighting Research Center(LHRC)模型中的 circadian light,納入藍黃對抗通道與桿狀細胞相關項。

CS

Circadian Stimulus;來源內容將其作為預測褪黑激素抑制比例的模型輸出,最大值約 0.7。

Giménez 2022

另一個以 pooled laboratory data 建立的 logistic model,輸入包括 melanopic EDI、暴露時間與瞳孔狀態。

年齡為什麼會出現在結果裡?

來源內容以相對於 32 歲標準觀察者的眼媒介模型,說明年齡造成的藍光傳輸差異。

年齡相對於 32 歲標準觀察者來源內容的概念
20108%藍光透過較高
32100%標準觀察者
5084%開始下降
6570%約需 1.5 倍光量達到相同模型刺激
7561%藍光傳輸進一步下降
9048%模型上的藍光到達比例更低

FAQ|快速理解模擬器

睡前要看 Lux 還是 Melanopic EDI?

若目的是理解晝夜節律相關刺激,Melanopic EDI 比單純 Lux 更能反映光譜差異;實際判讀仍需要光譜與眼睛位置照度。

暖白光是不是完全沒有影響?

不是。來源案例中,2730 K 暖白 LED 的 DER 約 0.406,仍會產生 melanopic 刺激;降低照度通常比單純改變色溫更直接。

植物燈 PPFD 很高,代表對人體一定很強嗎?

不能直接這樣判斷。PPFD 是植物光子量指標,還要結合眼睛位置、光譜與 melanopic weighting。

手機 Lux meter 可以判斷嗎?

可做量級估算,但來源內容指出手機感測器校準較粗、角度依賴明顯,而且沒有光譜資訊,不適合合規判定。

Melanopic EDI 是醫療診斷嗎?

不是。它是計量學量,用來描述光生理刺激,不代表個人的健康或睡眠結果。

重要提醒:Melanopic EDI、DER、CLA 2.0、CS 與 Giménez 模型回答的是不同層次的問題。計算器能把光譜與光量轉成可比較數值,但不等於預測每個人的實際睡眠反應;光源實測、視線方向、暴露時間、個體差異與一天中的時間點都會影響結果。

本頁依使用者提供的 SpecLED 原始內容整理與互動化;原始資料列出的主要來源包括 CIE S 026:2018、CIE 015:2018、CIE 167:2005、Rea et al. 2021/2022 corrigendum、Giménez et al. 2022、van de Kraats & van Norren 2007、Brown et al. 2022、WELL v2 L03 與 ANSI/IES RP-46-25。

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