工研院打造高光品質LED照明 成果豐碩

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。