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研究生: 黃尊意
Zun-yi Huang
論文名稱: 以生理訊號探討照明光對人之影響
Using Physiologic Signals to Analyze the Effect of Artificial Lighting in Human
指導教授: 胡能忠
Neng-chung Hu
口試委員: 陳鴻興
Hung-shing Chen
吳錦銓
Chin-chan Wu
孫沛立
Pei-li Sun
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電子工程系
Department of Electronic and Computer Engineering
論文出版年: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 83
中文關鍵詞: LED全頻譜腦波皮膚導電係數皮膚溫度
外文關鍵詞: LED, full spectra, Electroencephalography (EEG), skin conductance, skin temperature
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  • 本論文研究重點為利用LED光源製作出全頻譜可變換式光源模組,並且利用生理訊號探討照明光於下午時段之影響。本論文之光源模組是由單晶片89X51送出PWM訊號來控制線性穩流電路,達到光源色彩之變化,初步設計低色溫、中色溫、高色溫三種光源。由於不同光源的變化與人類警覺程度的變化之關係是密不可分的,本論文利用腦波(EEG)、皮膚導電係數、皮膚溫度等生理訊號來探討警覺程度的變化,藉由此實驗找出符合個人需求的變換式光源,並且利用本論文所製作的全頻譜可變換式光源模組來達到光源可變的效果,成為更人性化的光源。


    This study use LED light to create a full spectral adjustable illuminant module, while use physiological signals to analyze the effect of artificial lighting in the afternoon. The specific module for this study sent PWM signal through 89X51 to control the linear current regulator and in order to change different light. First of all, we design Low CCT, Medium CCT and High CCT those three kinds of light. Because of the significant correlation between the changing of light and human arousal level, therefore this study use Electroencephalography(EEG), skin conductance, and skin temperature to measure the human arousal level from different light. By using this experiment to find out the appropriate illuminant level for each different individual, meanwhile, using the full spectral adjustable illuminant module of this study could be reached the effect of variable illuminant and become more people-friendly lighting.

    中文摘要 III ABSTRACT IV 誌謝 V 目錄 VI 圖目錄 X 表目錄 XIII 第一章 緒言 1 1.1研究背景 1 1.2研究動機與研究內容 2 第二章 色度、光度學與生理基礎理論 3 2.1光與色彩 3 2.2光度量 5 2.2.1光通量(luminous flux) 5 2.2.2光強度(luminous intensity) 6 2.2.3照度(illuminance) 6 2.2.4亮度(luminance) 6 2.3標準色度系統 7 2.3.1配色函數[8] 7 2.3.2 RGB色度系統 9 2.3.3 XYZ色度系統 11 2.4黑體與黑體輻射 13 2.5色溫與相對色溫 13 2.6人類大腦 14 2.6.1腦波的概念 15 2.6.2腦波的分類 16 2.6.2.1 α(alpha)波 17 2.6.2.2 β(beta)波 17 2.6.2.3 θ(theta)波 18 2.6.2.4 δ(delta)波 18 2.6.3腦波電極位置 19 2.7人類警覺程度的詮釋 20 2.7.1指溫 20 2.7.2褪黑激素 20 2.7.3 AAC(Alpha attenuation coefficient) 21 2.7.4皮膚導電率(Skin conductance) 22 2.7.5各種警覺程度指標與其反應 23 2.8光源對於人類之影響 23 2.8.1光源與生理時鐘 23 2.8.2光源與警覺程度 24 第三章 LED全頻譜可變換式光源製作 26 3.1 LED光源的篩選與製作 26 3.2 LED驅動電路設計 29 3.3單晶片控制 30 3.3.1 Pulse-width modulation(PWM) 30 3.3.2程式語言撰寫 31 3.4實作結果 33 3.4.1低色溫光源 33 3.4.2中色溫光源 34 3.4.3高色溫光源 35 第四章 下午時段生心理之光源實驗 37 4.1實驗目的 37 4.2受測對象 37 4.3實驗光源及設備 37 4.3.1實驗光源 37 4.3.2實驗設備 39 4.3.2.1腦波量測系統 40 4.3.2.2膚溫膚電阻量測儀 41 4.4實驗前置作業 42 4.4.1腦波電極帽之挑選與固定 43 4.4.2腦波電極位置與量測條件 43 4.4.3膚溫與膚電阻量測儀的架設 43 4.5實驗環境 44 4.6實驗流程 45 4.7實驗數據分析 46 4.7.1膚溫膚電阻分析 46 4.7.2腦波訊號分析 46 4.7.3統計分析[27] 47 4.8實驗結果 48 4.8.1皮膚溫度與皮膚電阻 48 4.8.1.1皮膚導電率 48 4.8.1.2皮膚溫度 50 4.8.2腦波訊號 51 第五章 結論與未來展望 54 5.1結論 54 5.2未來展望 55 參考文獻 56 附件一 59 附件二 61 附件三 63

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