工研院打造高光品質LED照明 成果豐碩

2017/04/18 Ι 產業報導 Ι 燈飾與LED應用 Ι By , CENS
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文/莊士億


隨著科技發展日新月異,LED(發光二極體)逐漸普及於照明設備,其相較傳統光源所具備的節能、可調光譜等特性,令人相信在充份利用下將為人類帶來好的生活品質。有鑑於此,工研院這幾年來已投入許多資源研究LED控制及光品質改良等相關技術,並在經濟部能源局支持下,於本屆台灣照明科技展暨LED製程展上開設「高光品質主題館」,為產業帶來許多豐碩成果。

工研院綠能與環境研究所副組長簡國祥表示,許多研究發現光的品質會影響到人的生理狀況,例如光譜中的藍光波段普遍證實具有刺激感官神經的特性,適合人類日間活動時照射,反之則不適於夜間休息時使用。因此若能透過LED光譜調控,照明設備將能依不同時段產生所需光波長,同時不影響照明需求與色溫,在節電之餘亦能大幅提升生活品質,實現人因照明技術所帶來的效益。

在此思維下,簡國祥強調今年「高光品質主題館」的展示重點環繞在工研院應用人因照明與LED智慧控制技術,所開發出的一系列高品質LED照明設備,擁有光譜可調、低色偏、高演色性、低眩光、無閃爍等特性,相信能協助並帶動國內相關產業發展。

超高功率燈具技術
主題館現場有許多令人印象深刻的技術與產品展出,其中工研院在超高功率燈具開發領域上的最新成果就是首次亮相的「500W高功率LED戶外燈具」,主要用於球場、展覽館等大型戶外場域之照明。

簡國祥表示,現行用於戶外運動設施照明主要是採高壓鈉燈、複金屬燈等HID光源的高杆燈,以一盞1,000W的HID燈為例,其重量約15公斤左右,且通常設置於離地面高30公尺左右,因此有維護成本高、替換困難、使用壽命較短(約4,000小時)及耗能等諸多問題存在。

工研院開發的「500W高功率LED戶外燈具,以低熱阻燈具設計技術而成,採鋁擠型散熱片、高效率電源供應器以及薄型光源模組架構,除有效確保燈具使用壽命超過40,000小時,更使整體重量降至9.8公斤,防水防塵等級達IP67。該燈具具有更高的流明重量比(千流明/公斤),可取代傳統1,000W高杆燈,大幅減少維護成本;亦可搭配高光品質技術,產生多變的燈光效果,創造極具娛樂性與互動性的氛圍,進而支援FHD、UHD等高品質轉播技術。

鑑於LED在亞洲20公尺以上高杆燈市場的滲透率尚不足10%的現況,簡國祥說工研院率先研發這一類高功率燈具,希望能帶領台灣LED照明業者在這一領域中開拓出新方向。


高品質光源技術
另一項值得關注的展示就是強調「高品質光源技術」的高演色性LED光引擎,可滿足舞台燈、展示燈、博物館燈、攝影棚燈等各種應用情境。

相較傳統模組僅能以trial-and-error(試誤)方式慢慢試出所需頻譜,該光學模組整合二次光學光形以及多光譜梯度演算技術,支援頻譜最佳化批量計算,能讓使用者更有效率地將燈光調整成情境所需,同時確保高精準度與高演色性。

此外,簡國祥提到該模組可搭配專用APP,以智慧型手機進行控制,其操作介面設計乾淨利落,功能一目瞭然,另內建多組最佳化頻譜參數,直接選定則可讓燈具打出所想要的色溫。簡國祥強調「這樣的模組,能符合舞台照明及球場等各種需求,令使用場所的功能性增加。」

無閃爍電源技術
工研院亦於現場推出「高效率無閃爍電源供應器」,不僅可大幅縮小燈具體積與功耗,使用上也不會造成人眼的疲勞,營造更健康及舒適的照明環境。

簡國祥表示光源閃爍是光源的亮度隨時間發生的明暗變化現象,長期在會閃爍的光源下工作,可能導致注意力受影響、視覺疲勞與引起頭痛等問題,然而一般狀況下人類無法察覺100Hz以上的閃爍現象,而人眼的視覺細胞卻會感應到,這就是引起視覺疲勞等人體不良生理反應的原因。

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