Beleuchtung in Innenräumen - Human Centric Integrative Lighting. Tran Quoc Khanh

       𝐸𝛼: 𝛼-opische Bestrahlungsstärke,

       : fünf verschiedene Konstanten für die fünf 𝛼-opischen Rezeptorkanäle (L, M, S, Stäbchen oder ipRGC, s. Tab. 2.1).

Tab. 2.1 Konstanten für die fünf 𝛼-opischen Rezeptorkanäle in Milliwatt pro Lumen – Einheiten für Gl. (2.11). Name: Name des Rezeptorkanals nach der CIE-Publikation [32]. Quelle: [32].

Rezeptorkanal	L	M	S	Stäbchen	ipRGC
Name [32]	L-cone-opic	M-cone-opic	S-cone-opic	Rhodopic	Melanopic
	0,8173	1,4558	1,6289	1,4497	1,3262

Bei der Quantifizierung des zirkadianen Effektes verschiedener Lichtquellenspektren spielt in der Beleuchtungspraxis vor allem die Kenngröße (d. h. 𝛼= „mel“ in v,melGl. (2.10)) eine wichtige Rolle, die laut Tab. 2.1 die melanopische Wirkung, d.h. den Effekt des ipRGC-Kanals, beschreibt. Für die Veranschaulichung der Bedeutung dieser Kenngröße zeigt Abb. 2.15 diejenigen vertikalen Beleuchtungsstärkewerte, die für die Erreichung eines festen -Niveaus (240, 500 oder 750 lx) notwendig sind. Diese Werte wurden für einen Satz von 553 heute gängigen Lichtquellenspektren unterschiedlicher CCT berechnet.

Abb. 2.15 Vertikale Beleuchtungsstarkewerte (Ordinate, in Lux), die fur die Erreichung eines fixen CVNiveaus (240, 500 oder 750 lx) notwendig sind, berechnet fur einen Satz von heute gangigen Lichtquellenspektren unterschiedlicher CCT (Abszisse, in Kelvin). Das normgerechte Niveau der horizontalen Beleuchtungsstarke (500 lx) sowie der (in einer allgemeinen Beleuchtungssitua-tion) entsprechenden vertikalen Beleuchtungsstarke (250 lx) sind mit horizontalen schwarzen bzw. grauen Linien gekennzeichnet. Ouelle: TU Darmstadt.

2.3.4 Mathematische Zusammenhänge zwischen circadian stimulus (CS), melanopischer Beleuchtungsstärke und D65-äquivalenter Beleuchtungsstärke

      Zum Zeitpunkt der Erscheinung dieses Buches diskutiert die Fachwelt noch über die Bedeutung und Anwendbarkeit der folgenden zirkadian wirksamen Metriken und ihren physiologischen Mechanismen, um die Lichtwirkungen am Ausgang und deren lichttechnischen Eingangsgrößen (die Metriken) in einen interpretierbaren Zusammenhang zu bringen:

       circadian stimulus nach M. Rea [24],

       melanopische Beleuchtungsstärke 𝐸mel =amel,v ⋅𝐸v (s. Abschn. 2.3.2) bzw. D65-äquivalente melanopische Beleuchtungsstärke (s. Gl. 2.11).

Anhand der spektralen Analyse von 553 heute häufig verwendeten Lichtquellen (Tageslicht, Leuchtstofflampen, Hochdruckentladungslampen, thermische Strahler, weiße LEDs) erstellten die Autoren dieses Buches mathematische Zusammenhänge zwischen der D65-äquivalenten Beleuchtungsstärke zu CS sowie der melanopischen Beleuchtungsstärke 𝐸_mel =a_mel ⋅𝐸v zu CS, die grafisch in der Abb. 12.8 dargestellt sind. Die Gln. (2.12) und (2.13) quantifizieren diese Zusammenhänge mit guter Korrelation (𝑟²= 0,82).

(2.12)

(2.13)

      Zusammenfassend bestanden die Ziele des Kap. 2 darin, die notwendigen Grundzüge der Augenphysiologie, der Farbmetrik und der nicht visuellen Effekte, deren mathematische Zusammenhänge und die Metriken bzw. Kenngrößen dazu zu beschreiben. In Kap. 3 und in den folgenden Kapiteln werden die nicht visuellen Mechanismen, die psychologischen Aspekte, die Wege der Gehirnsignalverarbeitung sowie die Konsequenzen und praktische Hinweise für Human Centric Lighting dargestellt.

Literatur

      1 Khanh, T.Q., Bodrogi, P. und Vinh, T.Q. (2017). Color Quality of Semiconductor and Conventional Light Sources, 1. Aufl. Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH.

      2 Lucas, R.J., Peirson, S.N., Berson, D.M., Brown, T.M., Cooper, H.M., Czeisler, C.A., Figueiro, M.G., Gamlin, P.D., Lockley, S.W., O’Hagan, J.B., Price, L.L., Provencio, I., Skene, D.J. und Brainard, G.C. (2014). Measuring and using light in the melanopsin age. Trends Neurosci. 37: 1–9.

      3 Østerberg, G.A. (1935). Topography of the layer of rods and cones in the human retina. Acta Ophthalmol. 6: 1–102.

      4 Gegenfurtner, K.R. und Sharpe, L.T. (Hrsg.) (1999). Color Vision: From Genes to Perception. Cambridge University Press.

      5 Stockman, A., Sharpe, L.T. und Fach, C.C. (1999). The spectral sensitivity of the human short-wavelength cones. Vis. Res. 39: 2901–2927.

      6 Stockman, A. und Sharpe, L.T. (2000). Spectral sensitivities of the middle- and longwavelength sensitive cones derived from measurements in observers of known genotype. Vis. Res. 40: 1711–1737.

      7 Web database of the Color & Vision Research Laboratory, University College London, Institute of Ophthalmology, London, www.cvrl.org (8. Januar 2022).

      8 CIE (2005). CIE 10 Degree Photopic Photometric Observer, 165: 2005. Publ. CIE.

      9 CIE: Principales decisions (6e Session, 1924) (1926). CIE Sixieme Session, Geneve, Juillet 1924, Recueil des Travaux et Compte Rendu de Seances, S. 67–69. Cambridge: University Press.

      10 Khanh, T.Q., Bodrogi, P., Vinh, T.Q. und Brückner, S. (2013). Farbwiedergabe von konventionellen und Halbleiter-Lichtquellen: Theorie, Bewertung, Praxis. München: Pflaum Verlag.

      11 Schanda, J. (Hrsg.) (2007). Colorimetry: Understanding the CIE System. Wiley-Interscience.

      12 CIE (2004). Colorimetry, 3. Aufl. Publ. CIE 015: 2004.