随着人们对光的非视觉效应了解逐步加深,在光源设计时越来越注重光源对人体的非视觉影响。经过非视觉通道的传递,光源不仅能影响激素分泌的情况,进而影响人体的昼夜节律,还能影响体征参数,如血压、心率、体温等。LED（Light Emitting Diode）凭借其节能环保、使用寿命长、价格低廉等优点,在各领域得到广泛应用。LED光源所处的电流、温度均会极大地影响光源照明质量。当光源的光谱辐射强度变化时,其产生的视觉和非视觉效应均会受到影响。如何设计出既满足人体健康又光效高的光源,是光源设计的重要研究内容。本文针对LED电流和温度光谱二维模型、照明方案的设计、照度补偿以及常用的非视觉参数间的关系展开研究。本文研究内容分为以下两个部分:第一部分从基于LED芯片发光材料中原子能级分布规律的光谱模型出发,对RGBY四色LED建立电流和温度模型,拟合的R-square可达到0.99。接着搭建实验的光源驱动系统和数据测试平台,将各个单色光谱依照光谱线性叠加原理,得到LED混合光源的电流和温度光谱二维模型,定量描绘了LED光谱模型和电流、温度之间的关系,并通过光源系统设计出D50和D65光源,以此作为参考来验证模型的可靠性,经过分析计算发现,光源的视觉和非视觉参数的最大绝对误差不超过6.21%,表明此二维模型是可行的。第二部分通过遗传算法对昼夜节律因子和辐射发光效率进行多目标优化,得到照度在300lx的8组照明方案,建立了色温在2500 K～8000 K内的优质照明方案。接着在8组照明方案中选取3组,探究两种非视觉参数（昼夜节律因子与昼夜节律刺激）和温度之间的关系,由于照度随着温度的增加而线性递减,拟合的R-square可达到0.987,同时两种非视觉参数均受到照度的影响,导致昼夜节律因子均随温度的增加而升高,但昼夜节律刺激却随温度的增加而减小。对照度进行补偿后,发现两种非视觉参数均随温度的升高而增大,结果表明两种非视觉参数呈现较强的线性相关性,说明温度的增加对非视觉效应有积极作用。在照度补偿后,方案1（最小色温方案）昼夜节律因子/昼夜节律刺激绝对误差比分别由10.62%/13.66%减小到5.58%/6.52%,方案8（最大色温方案）昼夜节律因子/昼夜节律刺激绝对误差比分别由9.27%/8.25%减小到5.55%/4.66%,结果表明照度补偿后可以减小温度对光源光谱的影响,为LED照明光源设计中非视觉效应的考虑提供参考依据。