Mit der Entdeckung der intrinsisch fotosensitiven retinalen Ganglienzellen konnte 2001 gezeigt werden, dass die fotometrische Größe Beleuchtungsstärke ungeeignet ist, um nicht-visuelle Lichteffekte auf die nächtliche Melatoninunterdrückung, den zirkadianen Rhythmus, die subjektive Wachheit etc. zu beschreiben. Im Zuge dessen wurde u. a. die Größe Circadian Stimulus entwickelt, die die zirkadiane Lichtwirkung im Vergleich zur Beleuchtungsstärke besser beschreibt. Die Anwendung dieser Größe in der Beleuchtungspraxis war jedoch bislang schwierig, da in der Lichtplanung überwiegend foto- und farbmetrische Größen verwendet werden. Die Bestimmung des Circadian Stimulus erfordert allerdings zur Messung des Lichtspektrums ein Spektrometer, das in der Lichtplanung meist keine Verwendung findet. Dieser Umstand wirft die Frage auf, inwieweit der Circadian Stimulus aus bekannten foto- und farbmetrischen Größen ermittelt werden kann. Deshalb befasst sich der erste Teil dieser Arbeit mit der Entwicklung von Berechnungsmodellen für den Circadian Stimulus, die nur auf den bekannten foto- und farbmetrischen Größen basieren. Hieraus entstanden zwei Berechnungsmodelle, die den Circadianen Stimulus mit der Beleuchtungsstärke Ev und dem Farbort z2° CIE-1931-Farbraum) bzw. der ähnlichsten Farbtemperatur CCT bestimmen.

Die meisten Forschungsergebnisse zu nicht-visuellen Lichtwirkungen stammen aus Laborstudien, die unter Randbedingungen durchgeführt wurden, welche im Alltag nicht vorkommen. Es stellt sich daher die Frage, inwieweit diese Erkenntnisse auf die angewandte Lichttechnik (z. B. Lichtplanung) übertragbar sind. In diesem Zusammenhang kommen Feldstudien ins Spiel, deren Randbedingungen der Realität sehr nahe kommen. Allerdings sind Feldstudien, die nicht-visuelle Beleuchtungseffekte untersuchen, relativ selten. Eine Ausnahme bilden hier Feldstudien mit rotierenden Dreischichtsystemen, die aus medizinischer Sicht zu bewerten sind und daher in dieser Arbeit keine Berücksichtigung finden. Der zweite Teil der vorliegenden Arbeit beschäftigt sich mit Langzeit-Feldstudien zum Einfluss von Licht auf die Schlafqualität und Schläfrigkeit von Frühschichtarbeitenden im industriellen Umfeld. Die Studienergebnisse zeigen, dass Licht die Schläfrigkeit von späten Chronotypen während der Frühschicht akut reduziert. Im Gegensatz dazu wurde kein direkter Zusammenhang zwischen der Lichtexposition während der Arbeitszeit und der Schlafqualität gefunden. Die Arbeit belegt die nicht-visuelle Lichtwirkung im industriellen Umfeld und zeigt in der praxisnahen Studie eine mögliche Umsetzung einer Beleuchtungslösung, die die nicht-visuelle Wirkung gezielt in der Lichtplanung berücksichtigt.